KR100643443B1

KR100643443B1 - 유중수형 에멀젼

Info

Publication number: KR100643443B1
Application number: KR1020000071877A
Authority: KR
Inventors: 윤경근; 강충석; 송상민
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2006-11-10
Also published as: KR20020042114A

Abstract

본 발명은 아크릴아미드, 아크릴산, 아크릴산염, 2-디아미노산에틸메타크릴레이트, 2-디아미노산에틸아크릴레이트, 2-디아미노산메틸메타크릴레이트, 2-디아미노산메틸아크릴레이트, 아크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로옥시에틸트리메틸암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시메틸트리메틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로일옥시메틸트리암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시에틸트리에틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로일옥시에틸트리에틸암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시에틸디메틸에틸암모늄에틸설포네이트, 메타아크릴로일옥시에틸디메틸에틸암모늄에틸설포네이트, 폴리비닐피롤리돈 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 단량체 수용액과 폴리(4-N-부틸피리디움 브로마이드 에틸렌), 폴리(4-N-메틸피리디움 아이오딘 에틸렌), 폴리알릴 암모늄 클로라이드, 폴리알릴 암모늄 포스페이트, 폴리(소듐-술포네이트-트리메틸렌옥시에틸렌) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 수용성 고분자 전해질을 포함하는 수성상과 탄화수소계 유성상을 중량비로 80:20 내지 50:50으로 포함하여 이루어지는 유중수형 에멀젼에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 수성상에 포함되는 단량체 수용액과 수용성 고분자 전해질의 작용에 의하여 유중수형 에멀젼의 안정성을 증대시켜 제조 도중 발생되는 응집물의 양을 최소화하는 유중수형 에멀젼을 제공할 수 있다.

유중수형 에멀젼, 단량체 수용액, 수용성 고분자 전해질, 응집

Description

유중수형 에멀젼 {Water-in-oil type emulsion}

본 발명은 유중수형 에멀젼에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 단량체 수용액과 수용성 고분자 전해질을 포함하는 수성상을 사용하는 유중수형 에멀젼에 관한 것이다.

유중수형 에멀젼 제품은 수용액법에 의해 제조된 제품보다 장점이 많으나 제조 도중 에멀젼의 안정성이 저하되어 응집물이 발생되는 문제점이 있었다. 이러한 응집물의 발생은 생산량을 감소시킬 뿐만 아니라 세정 시간을 연장시켜 생산성을 저하시키고 생산단가를 상승시킨다. 또한 반응기내 응집물에 의해 다음 배치에도 영향을 미치므로 연속 작업생산에도 좋지 않다.

중합 중의 응집물을 개선하기 위해 일반적으로 소듐 술페이트 등의 염을 사용하고 있는데 이 방법은 어느 정도 효과는 있으나 최종제품 성능에 악영향을 미치므로 바람직하지 않다.

따라서, 유중수형 에멀젼의 안정성을 증대시켜 제조도중 발생되는 응집물의 양을 최소화할 수 있는 유중수형 에멀젼의 제조방법의 개발이 절실히 요구되어 왔다.

본 발명의 목적은 유중수형 에멀젼의 안정성을 증대시켜 제조도중 발생되는 응집물의 양을 최소화하는 유중수형 에멀젼을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 유중수형 에멀젼은 아크릴아미드, 아크릴산, 아크릴산염, 2-디아미노산에틸메타크릴레이트, 2-디아미노산에틸아크릴레이트, 2-디아미노산메틸메타크릴레이트, 2-디아미노산메틸아크릴레이트, 아크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로옥시에틸트리메틸암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시메틸트리메틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로일옥시메틸트리암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시에틸트리에틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로일옥시에틸트리에틸암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시에틸디메틸에틸암모늄에틸설포네이트, 메타아크릴로일옥시에틸디메틸에틸암모늄에틸설포네이트, 폴리비닐피롤리돈 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 단량체 수용액과 폴리(4-N-부틸피리디움 브로마이드 에틸렌), 폴리(4-N-메틸피리디움 아이오딘 에틸렌), 폴리알릴 암모늄 클로라이드, 폴리알릴 암모늄 포스페이트, 폴리(소듐-술포네이트-트리메틸렌옥시에틸렌) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 수용성 고분자 전해질을 포함하는 수성상과 탄화수소계 유성상을 중량비로 80:20 내지 50:50으로 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 수성상 중의 단량체 수용액의 농도는 35 중량% 이상이 되는 것이 바람직하며, 수용성 고분자 전해질의 양은 0.05 내지 15 중량%일 때 바람직하다.

이하 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 유중수형 에멀젼은 아크릴아미드, 아크릴산, 아크릴산염, 2-디아미노산에틸메타크릴레이트, 2-디아미노산에틸아크릴레이트, 2-디아미노산메틸메타크릴레이트, 2-디아미노산메틸아크릴레이트, 아크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로옥시에틸트리메틸암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시메틸트리메틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로일옥시메틸트리암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시에틸트리에틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로일옥시에틸트리에틸암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시에틸디메틸에틸암모늄에틸설포네이트, 메타아크릴로일옥시에틸디메틸에틸암모늄에틸설포네이트, 폴리비닐피롤리돈 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 단량체 수용액과 폴리(4-N-부틸피리디움 브로마이드 에틸렌), 폴리(4-N-메틸피리디움 아이오딘 에틸렌), 폴리알릴 암모늄 클로라이드, 폴리알릴 암모늄 포스페이트, 폴리(소듐-술포네이트-트리메틸렌옥시에틸렌) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 수용성 고분자 전해질을 포함하는 수성상과 탄화수소계 유성상을 중량비로 80:20 내지 50:50으로 포함하여 이루어진다. 단량체 수용액과 수용성 고분자 전해질을 포함함으로써 수용액 층의 이온 세기를 증가시켜 에멀젼의 안정성을 증대시키게 된다.

상기 수성상 중의 단량체 수용액의 농도는 35 중량% 이상이 되는 것이 바람직하다. 단량체 수용액의 농도가 35 중량% 미만이 되는 경우 에멀젼에서의 안정성 증대 효과가 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있다.

상기 수용성 고분자 전해질의 양은 0.05 내지 15 중량%가 적합하다. 0.05 중량% 이하일 경우 응집물 발생량이 증가하는 문제점이 있을 수 있으며, 15 중량% 이상일 경우 생산단가가 상승하므로 불리할 뿐만 아니라 최종 제품의 물성에 악영향을 미친다.

본 발명에 사용되는 계면활성제는 유성상에 수성상을 유화시키기 위해서 사용되는 것으로 평균 HLB치가 7 이하이면 가능하다. 계면활성제로는 솔비탄모노올레이트, 이소프로판올아미드와 올레인산(oleic acid)의 반응물, 헥사데실소듐프탈레이트, 데실소듐프탈레이트, 솔비탄 스테아레이트, 리시놀레인산(ricinoleic acid), 라우릭산(lauric acid)의 글리세리드모노에스테르, 올레인산의 글리세롤 디에스테르, 12-히드록시스테릭산, 솔비탄헥사올레이트, 솔비탄트리올레이트, 폴리옥시에틸렌솔비톨헥사스테아레이트, 에틸렌글리콜지방산에스테르, 디에틸렌글리콜모노올레이트, 솔비탄세스퀴올레이트, 솔비탄모노이소스테아레이트, 글리세롤모노올레이트, 올레인산디에탄올아미드, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노올레이트, 에톡시레이티드솔비톨의 헥사에스테르 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된다. 사용되는 양은 전체 양을 기준으로 1 내지 10 중량%로서 1 중량% 이하이면 유화가 제대로 되지 않아 에멀젼의 안정성이 떨어지며 10 중량% 이상이면 비경제적일 뿐만 아니라 품질에도 좋지 않은 영향을 미친다.

본 발명에 사용되는 유성상은 탄화수소계 액체로서 이소파라핀 오일과 같은 파라핀계 탄화수소가 바람직하다. 본 발명에 사용되는 개시제로는 아조계 및 리독스계가 모두 가능하다. 이외에도 산도를 조절할 목적으로 산 용액, 연쇄전달제 (chain transfer agent) 등을 첨가할 수 있다.

본 발명에 따른 유중수형 에멀젼은 정수처리, 하수를 비롯한 각종 폐수의 응집침강 및 탈수, 제지 및 펄프 제조공정에서의 필러보류, 오일회수공정에서의 유동성 조절, 토양 개량, 각종 공업분야에서의 고액분리 및 농축조제 등에 사용된다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.

이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.

실시예 1

하기 표 1에 나타낸 성분 및 성분비로 유중수형 에멀젼을 제조하였다. 이소파라핀 오일과 HLB값이 4 내지 5인 계면활성제를 혼합하고 교반하여 유성상을 제조하고, 50% 아크릴아미드 수용액, 80% 아크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄클로라이드에 폴리알릴암모늄 클로라이드 및 아조비스부티로니트릴을 첨가하고 교반하여 수성상을 제조하였다. 상기의 유성상에 수성상을 첨가하고, 반응기에 투입한 후, 고속교반을 통해 반응시킨다. 그런 다음, HLB값이 10 내지 15인 수용액화제를 투입하여 유중수형 에멀젼을 수득한 후, 여과시킨다. 하기와 같이 응집물량을 산출하고, 고형분을 기준으로 0.2%를 25℃, 400 rpm으로 1시간 30분 동안 교반하여 수점도를 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

응집물량(%) = (반응기벽, 버블, 교반기, 필터에 남은 응집물)/투입한 에멀젼양 x 100

실시예 2

하기 표 1에 나타낸 바와 같이 폴리알릴암모늄 클로라이드를 20 중량부 사용 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유중수형 에멀젼을 제조하였다. 응집량과 수점도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

실시예 3

하기 표 1에 나타낸 바와 같이 폴리알릴암모늄 클로라이드를 100 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유중수형 에멀젼을 제조하였다. 응집량과 수점도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

실시예 4

하기 표 1에 나타낸 바와 같이 이소파라핀오일을 400 중량부 사용하고, HLB값이 4 내지 5인 계면활성제를 16 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유중수형 에멀젼을 제조하였다. 응집량과 수점도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

실시예 5

하기 표 1에 나타낸 바와 같이 폴리알릴암모늄 클로라이드 대신에 폴리알릴암모늄 포스페이트를 20 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유중수형 에멀젼을 제조하였다. 응집량과 수점도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

비교실시예 1

하기 표 1에 나타낸 바와 같이 폴리알릴암모늄 클로라이드 대신에 암모늄 설 페이트를 20 중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유중수형 에멀젼을 제조하였다. 응집량과 수점도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

비교실시예 2

하기 표 1에 나타낸 바와 같이 폴리알릴암모늄 클로라이드를 사용하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유중수형 에멀젼을 제조하였다. 응집량과 수점도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

성분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	비교 실시예 1	비교 실시예 2
이소파라핀 오일	80	80	80	400	80	80	80
계면활성제	4	4	4	16	4	4	4
50% 아크릴아미드 수용액	170	170	170	170	170	170	170
80% 아크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드	30	30	30	30	30	30	30
폴리알릴암모늄 클로라이드	10	20	100	10	-	-	-
폴리알릴암모늄 포스페이트	-	-	-	-	20	-	-
암모늄 술페이트	-	-	-	-	-	20	-
아조비스부티로니트릴	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
수용액화제	6	6	6	6	6	6	6
※ 단위는 중량부임.

	사용첨가제의 종류	수용액상 대비사용량 (중량%)	수용액상의 양/전체양 (%)	응집물 발생량 (중량%)	수점도(cps)
실시예 1	폴리알릴암모늄클로라이드	4.8	71.4	0.5	310
실시예 2	폴리알릴암모늄클로라이드	9.1	72.3	0.3	288
실시예 3	폴리알릴암모늄클로라이드	33.3	78.1	0.6	250
실시예 4	폴리알릴암모늄클로라이드	4.8	33.0	0.6	290
실시예 5	폴리알릴암모늄포스페이트	9.1	72.3	0.4	291
비교실시예 1	암모늄 술페이트	9.1	72.3	0.8	190
비교실시예 2	사용안함	0	70.4	4.1	320

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 단량체 수용액과 수용성 고분자 전해질을 포함하는 본 발명에 따른 실시예의 응집물 발생량이 비교실시예의 응집물 발생량에 비해 작은 것을 알 수 있었다.

따라서, 본 발명에 의하면 유중수형 에멀젼의 안정성을 증대시켜 제조 도중 발생되는 응집물의 양을 최소화하는 유중수형 에멀젼을 제공하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

아크릴아미드, 아크릴산, 아크릴산염, 2-디아미노산에틸메타크릴레이트, 2-디아미노산에틸아크릴레이트, 2-디아미노산메틸메타크릴레이트, 2-디아미노산메틸아크릴레이트, 아크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로옥시에틸트리메틸암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시메틸트리메틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로일옥시메틸트리암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시에틸트리에틸암모늄클로라이드, 메타아크릴로일옥시에틸트리에틸암모늄클로라이드, 아크릴로일옥시에틸디메틸에틸암모늄에틸설포네이트, 메타아크릴로일옥시에틸디메틸에틸암모늄에틸설포네이트, 폴리비닐피롤리돈 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 단량체 수용액과 폴리(4-N-부틸피리디움 브로마이드 에틸렌), 폴리(4-N-메틸피리디움 아이오딘 에틸렌), 폴리알릴 암모늄 클로라이드, 폴리알릴 암모늄 포스페이트, 폴리(소듐-술포네이트-트리메틸렌옥시에틸렌) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 수용성 고분자 전해질을 포함하는 수성상; 및

파라핀계 탄화수소 및 평균 HLB값이 7이하인 계면활성제를 포함하는 유성상을 포함하고,

여기서, 상기 수성상과 유성상은 중량비로 80:20 내지 50:50으로 포함되는 것을 특징으로 하는 유중수형 에멀젼.
제 1 항에 있어서,

상기 단량체 수용액의 농도는 35 중량% 이상이고, 수성상중 수용성 고분자 전해질의 양은 0.05 내지 15중량%임을 특징으로 하는 유중수형 에멀젼.
제 1 항에 있어서,

상기 계면활성제는 에멀젼 총 중량에 대해 1 내지 10중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 유중수형 에멀젼.