JPS6390537A - 油中水型水膨潤性重合体エマルジヨン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、保水性を要する土木工事用材料、建築材料、
産業資材等に利用される油中水型水膨潤性重合体エマル
ジョンに関するものである。

従来の技術 水膨潤性重合体は、重合体中に水を吸収する性質がある
ことが知られており、従来から各種の分野に吸水剤とし
て、例えば（１）止水剤、逸泥防止剤、コンクリート混
和剤および法面などの緑化工法用保水剤等の土木工事用
材料、（２）結露防止等の建築用材料、（３）工業用バ
ッキング材およびシーリング材、（０農園芸用材料、（
５）紙おむつ、生理用品、消火材等の雑貨用材料に使用
されている。

これらの用途に使用される吸水剤としては、デンプン系
、セルローズ系、アクリル酸系およびポリビニルアルコ
ール系等のものが提案されている。

（特公昭５３−４８１９９号公報、特開昭５０−８０３
７６号公報、特公昭５４−３０７１０号公報、特開昭６
１−１５７５１３号公報） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の技術の製品形態は、全て粉末状、
短ｗｉ維状或いはシート状であるため、（１）被吸収体
と接触したときにママコが発生し、吸収効率の悪化をき
たす。

（２）あるものは得られたポリマーが固く、粉砕に大き
な機械的粉砕力を必要とする。

（３）微粒子のものは取り扱い時に飛散し、作業環境の
悪化をきたす。

（０流動性が極めて悪いため、加工性等に不利である。

（５）機械による注入、不織布等への含浸、塗工および
有機溶媒あるいは有機物質との均一混合が困難である。

等の問題があった。

本発明は、これらの問題点を解決するために種々研究を
行った結果、本発明を完成したものであって、製品形態
としてエマルジョン中の重合体粒子径が小さく均一で安
定し、又低粘性でポンプ移送が容易で機械加工性に優れ
た油中水型水膨潤性重合体エマルジョンを提供しようと
するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、エマルジョンの合計重量に基づいて、水溶性
ビニル単量体の１種又は２種以上と架橋剤とを水溶液と
してこれをラジカル重合させて得られた重合体２５〜４
５重量％、有機分散媒２０〜５０重量％、ＨＬＢ　３〜
６の疎水性界面活性剤０．５〜５重量％およびＨＬＢ　
１０以上の親木性界面活性剤をＯ〜５重景項第含有して
なる平均粒子径１０１Ｌ■以下の油中水型水膨潤性重合
体エマルジョンである。

作用 以下本発明の詳細な説明する。

本発明は、水溶性ビニル重合体、有機分散媒、界面活性
剤を含む粘度１０００　ｃｐｓ／２５℃（Ｂ型粘度計Ｎ
ｏ、　２０−ター、　１２ｒ、ｐ、ｍ、）以下のものか
らなり、しかも前記重合体の平均粒子径が１０ｐ■以下
の油中水型水膨潤性重合体エマルジョン（ｗ／ａエマル
ジョン）である。

本発明の油中水型水膨潤性エマルジョンは、水溶性ビニ
ル単量体と架橋剤とを含む水溶液を疎水性界面活性剤を
含む有機分散媒中に注入して乳化させた後、ラジカル重
合触媒により重合させ、さらに親水性界面活性剤を含有
させて得られるものである。

本発明においてエマルジョンの合計重量に基づいて含有
する重合体純分は２５〜４５重量％であり、２５重量％
未満ではエマルジョン中の重合体濃度が少な過ぎ経済性
に劣り、４５重量％超のものを製造することは困難であ
ると共に、粘度が高く、実用的ではない。

又、有機分散媒が２０〜５０重量％としたのは２０重量
％未満ではエマルジョンの安定性に劣り、５０重量％超
では重合体純分が少なく、疎水性界面活性剤を多量に用
いる必要があり、重合体の物性が悪化する他、経済性に
劣る。

１（ＬＢ　３〜６の疎水性界面活性剤を０．５〜５重量
％としたのは、０．５重量％未満では重合体の分散性が
不十分であり、５重量％超では重合体の物性が低下する
。

ＨＬＢ　１０以上の親木性界面活性剤を必要に応じて添
加するのは水系用途に使用するため油中水型から水中油
型のエマルジョンに転相するためであり、その添加量は
５重量％以下、好ましくは０．５〜５重量％で、０．５
重量％未満では、転相が不充分であり、５重量％超では
転相時発泡が起り易く、製造時困難を伴うからである。

なお、油系用途、たとえば溶剤系塗料に混合する場合は
、油中水型エマルジョンのままでよいので、親水性界面
活性剤を添加する必要はない。

平均粒子径を１０ＩＬ層以下としたのは、ｔｏｐ膳超で
は粒子径が大きく、製品の経口安定性に欠けるからであ
る。

本発明のエマルジョンは、経時安定性に優れ、粘度が低
粘度であるためポンプ移送等を容易に行うことができ、
機械的加工に適している。

本発明のエマルジョンは、従来品と同様に溶媒抽出操作
あるいは蒸発操作等によって重合体を分離することもで
き、さらに乾燥すれば均一な粒子径の粉状重合体も得ら
れる。しかし本発明のエマルジョンはそのまま、例えば
溶液型アクリル塗料に添加し、保水型の塗料としたり、
又、有機溶媒により希釈し、紙や不織布に含浸させ１次
いで有機溶媒を除去することによって、含水重合体を均
一に塗布・含浸した紙や不織布としたり、ゴム混練時に
添加して木Ｗ潤性の性質を利用してパツキン材又はシー
ル材とすることができる点に特徴がある。

次に本発明のエマルジョンの製造方法について説明する
。

本発明のエマルジョンを製造するには、まず水溶性ビニ
ル単量体の１種又は２種以上及び架橋剤を含有する水溶
液を疎水性界面活性剤を含む有機分散媒と混合し、乳化
させた後、ラジカル重合開始剤存在下でラジカル重合さ
せ、得られたエマルジョンにさらに親木性界面活性剤を
添加すればよい。

（１）水溶性ビニル単量体 一般的に重合可能な水溶性ビニル単量体であれば使用で
きるが、具体例としては（メタ）アクリルアミド、（メ
タ）アクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン
酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、アリールス
ルホン酸、メチルビニルエーテル等があげられる。これ
らの中アクリル酸、アクリルアミド、２−アクリルアミ
ド−２−メチルプロパンスルホン酸の１種又は２種以上
を用いることが好ましい。

なお水溶性ビニル単量体に対レアニオン性単量体を併用
すると、吸水性が向上する場合があるので、併用するこ
とができる。

アニオン性単量体としては（メタ）アクリル酸等の酸モ
ノマーのＨａ”　、　Ｋ÷、ＨＨ，＋等のアルカリ中和
塩で、中和度５０〜１００モル％のものが好ましい、中
和度５０モル％未満では吸水量が低下する。併用量は水
溶性ビニル単量体に対し１０モル％以上で効果を発揮す
るが、高塩水（例えばＮａＣｕ。

多価アルカリ金属塩等の塩濃度１％程度の場合）に対し
ては併用によって却って吸水性を低下させる場合がある
。

（２）架橋剤 架橋剤としては水溶性ビニル単量体と共重合可能なもの
が用いられ、その具体例としては、Ｎ、Ｎ’−メチレン
ビスアクリルアミド、ジアリルフタレート、ジビニルベ
ンゼン、　（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アク
リレート等があげられる。これらの中Ｎ、Ｎ’−メチレ
ンビスアクリルアミドが好ましくその添加量は水溶性ビ
ニル単量体に対し０．００５〜５重量％、好ましくは０
．０１〜１重量％である・ ０．００５重量％未満では得られる重合体の一部が可溶
化し、５重量％超では重合体の吸水能が低下する。

（３）有機分散媒 脂肪族、脂環族、芳香族の炭化水素を単独又は併用して
用いられる。具体例としてはｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサ
ン、ｎ−ヘプタ”ン、ｎ−オクタン、２．３−ジメチル
ブタン、イソオクタン、シクロペンタン、メチルシクロ
ペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、リ
グロイン、トルエン、ベンセン、キシレン、鉱油、ケロ
シン等があげられる。その添加量としては、得られるエ
マルジョンに対し２０〜５０重量％、好ましくは２０〜
３０重量％であり、２０重量％未満ではエマルジョンの
安定性が不良となり、５０重量％超では重合体純分が減
少し、界面活性剤の添加量が多くなる。

（０疎水性界面活性剤 ＨＬＢ　３〜６のソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチ
レングリコールの脂肪酸エステル、高級アルコールのＥ
Ｏ付加物及びグリセリン脂肪酸エステル等の非イオン系
界面活性剤が用いられ、これらの中ソルビタンモノオレ
ートが好ましい、添加量は得られるエマルジョンに対し
０．５〜５重量％、好ましくは１〜３重量％である。０
．５重量％未満ではエマルジョンの分散性が不十分であ
り、５重量％超では得られる重合体の粒子径が細かくな
るので好ましくない。

（５）親水性界面活性剤 前記した如く、油中水型から水中油型への転相のため使
用する。

ＨＬＢ　１０以上のポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル等
の非イオン系界面活性剤が用いられ、これらの中ポリオ
キシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノ
ニルフェノールエーテルが好ましい、その添加量は得ら
れるエマルジスンに対し０．５〜５重層％、好ましくは
１〜３重量％である。

以上のような原材料を疎水性界面活性剤を含む有機分散
媒中に水溶性ビニル単量体及び架橋剤を含む水溶液を添
加し、公知の乳化法、好ましくはホモジナイザーによっ
て乳化する。

次いで前記方法で乳化したものを攪拌しながら、減圧あ
るいは常圧で、重合に有害な脱酸素を行う。

通常、Ｎパージ脱気法により脱気し、ラジカル重合触媒
を添加し重合する０重谷温度としては、３０〜１００℃
好ましくは３５〜８０℃である。３０℃未満では反応性
遅く、生産性が劣り、又１００℃超ではエマルジョンの
安定性が悪化する。

ラジカル重合触媒としては、一般的なラジカル重合触媒
が用いられ、具体的にはレドックス系。

アゾ系、有機及び無機の過酸化物系のものがあげられる
。

重合時間は通常３〜６時間である。

重合終了後親木性界面活性剤を添加する０以上の方法に
よって得られたものは粘度１０００　ｃｐｓ／２５℃以
下の低粘度のものであり、ポンプ等により移送可能なも
ので機械的加工性の優れたものである。又エマルジョン
中の重合体の平均粒子径は１０ｇｍ以下で粒子径が均一
かつ安定しているので、含水機能を必要とする分野に好
適に使用される。

実施例 以下実施例をあげてさらに説明する。

実施例Ｉ Ｎ、Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド０．１５ｇ及び
ｌＯＯモル％ＮＨ，＋中和アクリル酸５４％水溶液６８
３ｇと有機分散媒（パラフィン８４重量％、ナフテン３
５重量％、芳香族炭化水素１重量％の割合で含有）　　
２４０ｇにＨＬＢ４．３のソルビタンモノオレエート１
８ｇを加え、ホモジナイザーで乳化した。乳化後４つロ
フラスコに移し、攪拌しなからＮパージし脱気した。

ヘパージしながらラジカル重合触媒を滴加し、温度４０
℃で重合させた０重合終了後ＨＬＢ　１２．１のポリオ
キシエチレンラウリルエーテル２７ｇを加え攪拌した。

得られたエマルジョンの粘度は３２８ｃｐｓ／２５℃平
均粒子径８．３１．Ｂｍであった。

なお粘度はＢ型粘度計（Ｎｏ、　２０−ター、１２ｒ、
ｐ、ｓ−）で測定した。

実施例１にて得たＷ１０エマルジョンをペリスタ・バイ
オミニポンプｒ　ＡＣ−２１２０型Ｊ　　（１０１■層
チューブ使用）および輛中央理化製マイクロギヤーポン
プ「１８１型」にて送液テストを行ったところ、安定し
た定量性のある送液が可能であった。

また、ポンプ通過後のエマルジョン安定性も十分であっ
た・ なお前記ペリスタバイオミニポンプ通過前後の粒径を第
１表に示す。

第１表 実施例２ 実施例１にて得たｗ１０エマルジョンを有機溶媒（トル
エン）にて１０倍に希釈し厚さ０．２５１１Ｅｌの不織
布に含浸させた後、有機溶媒を飛散させると、ｌＯ〜１
５ｍｇ／ｃ■２の均一にエマルジョンが含浸された不織
布を得た。

実施例３ 実施例１にて得た賛／ａエマルジ鳶ン１ｇを汎用塗料で
ある溶媒型アクリル塗料１００　ｇと混合した所、非常
に相溶性の良い均一な複合物を得た。

実施例４ ６０モル％ＨＨ，＋中和アクリル酸４８ｇ、アクリルア
ミド２３３ｇ、　Ｎ、　Ｎ　’−メチレンビスアクリル
アミド２．８ｇを含む４２％水溶液を実施例１と同様に
重合後、親水性界面活性剤（ＨＬＢ１２．１のポリオキ
シエチレンラウリルエーテル）２５ｇを加えた。

製品粘度３１１ｃｐｇ／２５℃（Ｂ型粘度計Ｎｏ、２０
−ター、１２ｒ、ｐ、ｓ＋、）のｗｌｏエマルジョン（
平均粒径８．９２ＩＬ層）を得た。

実施例５ １００モル％Ｎａ÷中和２−アクリルアミド−２−メチ
ルプロパンスルホン酸８０ｇ、アクリルアミド２２０ｇ
、　Ｎ、　Ｎ　’−メチレンビスアクリルアミド０．３
ｇを含む４０％水溶液を実施例２と同様に操作し、製品
粘度３１６ｃｐｓ／２５℃（Ｂ型粘度計Ｎｏ、２０−タ
ー、１２ｒ、ｐ、ｍ、）のｗ１０エマルジ賃ン（平均粒
径８．９８　ＩＬ■）を得た。

発明の効果 本発明ノｗｌＯエマルジョンは、経時安定性に優れ、低
粘度で、粒子径がｌ０ＪＬＩＩ以下の均一なものである
ので、ポンプ移送可能であり、機械的加工性を要求され
る分野にそのまま又は有機溶媒を添加して使用し、対象
物に含水性機能や水膨張性機能を均一に付与することが
できる。

又、エマルジョンのまま使用できるので、取り扱い時の
微粉発生がない等作業環境が向上する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エマルジョンの合計重量に基づいて、水溶性ビニ
   ル単量体の１種又は２種以上と架橋剤とを水溶液として
   これをラジカル重合させて得られた重合体２５〜４５重
   量％、有機分散媒２０〜５０重量％、ＨＬＢ３〜６の疎
   水性界面活性剤０．５〜５重量％およびＨＬＢ１０以上
   の親水性界面活性剤を０〜５重量％を含有してなる平均
   粒子径１０μｍ以下の油中水型水膨潤性重合体エマルジ
   ョン。