KR870000216B1 - Separation of water-soluble polymer - Google Patents

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Abstract

Fractionation of water-sol. polymers(I) contg. neutralized acid gps. by sepn. of their solns. in a mixt. of water and polar solvent(II) into an aq. phase contg. a high mol. wt. fraction and an organic phase contg. a low mol. wt. fraction. The acid groups of (I) are n% neutralized with cations from Na or K (when n=1055), NH4 (n=10-70), or Li(n=30-90); and (II) is a C1-5 alcohol. Pref. (II) is isopropanol, esp. in 0.5-1:1 mixts. with the water; polymer concn. in the mixt. is min. 10 wt.% and each phase contains 20-80 wt.% polymer. One or both polymer fractions has polydispersity 1.05-1.45.

Description

수용성 중합체의 분리제조 방법Separation Method of Water-Soluble Polymer

본 발명은 하나 또는 그 이상의 불포화된 모노머로 형성되고, 카복실산 및 황산과 설폰산 그룹 또는 이들의 수용성 염으로 부터 선택된 산그룹을 함유한 수용성 중합체의 분리 제조 방법이 관한 것이다.The present invention relates to a process for the separate preparation of water soluble polymers formed of one or more unsaturated monomers and containing acid groups selected from carboxylic acids and sulfuric acid and sulfonic acid groups or water soluble salts thereof.

저분자량의 수용성 중합체, 또 특히 부분적으로나 완전히 중화될 수 있는 산성기를 함유하고 있는 중합체는 안료분산제(미분조제를 포함하는)로써 가치가 있는 것으로 잘 알려져 있다. 이 중합체는 일반적으로 분자량(MW)이 1,000 내지 10,000이다. 그러나, 이 중합체는 항상 각 분자에서의 단위체의 수에 따라 분자량이 다른 분자들의 혼합물로 되어 있는 것이다. 실제로, 상용 중합체는 다양한 사슬 길이를 가진 분자들의혼합물이다.Low molecular weight, water soluble polymers, and especially polymers containing acidic groups that can be partially or fully neutralized, are well known as valuable as pigment dispersants (including microdispersants). This polymer generally has a molecular weight (MW) of 1,000 to 10,000. However, this polymer is always a mixture of molecules whose molecular weight differs depending on the number of units in each molecule. Indeed, commercial polymers are mixtures of molecules of various chain lengths.

예를 들어 분자량이 5,000인 중합체는 분자량이 1,000 이하인 것과 6,000 이상인 분자들을 상당한 양으로 포함하고 있는 것으로 보인다. 어떤 범위의 사슬 길이를 가전 분자들이 어면 특별한 생성물을 형성하느냐하는 것은 그들의 복잡분자에 의해 알 수 있다.For example, a polymer with a molecular weight of 5,000 appears to contain a significant amount of molecules with a molecular weight of 1,000 or less and 6,000 or more. The extent to which chain lengths of home appliances molecules form a special product can be seen by their complexity.

한 생성물의 복잡분산(PD)은 평균분자량무게를 평균분자량수로 나눈 값이다. 따라서 PD 값어 1이면 그 중합체는 전적으로 단일 쇄장의 분자들로 구성된다. 실제로 PD는 항상 훨씬 커서 보통 2이상이다.Complex dispersion (PD) of a product is the average molecular weight divided by the average molecular weight. Thus, with a PD value of 1, the polymer consists entirely of molecules of single chain length. In fact, PD is always much larger, usually two or more.

영국명세서 제1414964호에 따르면 분산분필에 쓰이는 어떤 비닐아세테이트 보중합체에 대하여 기술하고있는 바, 실시예 2에 따르면, 그 중합체는 1,200에서 2,300이 이르는 평균분자량수를 갖는 것으로 기술하고 있으며, 그 중합체를 분별침전시켜 보면, 150 내지 4,000의 평균 분자량수를 갖는 것으로 기술하고 있다. 또 실시예 3에서는 약간 다른 방법으로 하면 960내지 3,000과 같이 좀더 범위가 좁아진 분자량 분포를 나타내는 부분들을 얻을 수 있다고 기술하고 있으나, 각 부분의 분자량 범위는 설명하지 않고 있다.British specification 1414164 describes certain vinyl acetate copolymers used in dispersion chalk, which, according to Example 2, describe the polymer as having an average molecular weight of 1,200 to 2,300. When fractionated and precipitated, it is described as having an average molecular weight number of 150 to 4,000. In addition, in Example 3, a slightly different method can be used to obtain parts showing a narrower molecular weight distribution, such as 960 to 3,000, but the molecular weight range of each part is not described.

이 명세서에서는 이런 부분들의 이용이나 특성을 기술하고 있지는 않으나 실시예 3의 중합체(이것은 평균분자량이 960 내지 3,000인 부분들의 혼합물이다)가 실시예 2의 성성물보다 더 좋은 특성을 갖고 있고, 이로 인해 "분자량 분포를 최고로 활용하는 효과"에 기여한다는 것을 나타내려 하고 있다. 실시예 2와 3의 중합체는 분자량의 범위가 다양한 중합체 부분들로 분해될 수 있으므로, 설시에 2와 3 모두 중합체가 2정도의 높은 복잡분산치를 갖는다는 것이 확실하다.Although this specification does not describe the use or properties of these parts, the polymer of Example 3 (which is a mixture of parts having an average molecular weight of 960 to 3,000) has better properties than the composition of Example 2, It is intended to contribute to the "effective use of molecular weight distribution". Since the polymers of Examples 2 and 3 can be broken down into polymer moieties of varying molecular weight ranges, it is clear that in both cases 2 and 3 have a high degree of complex dispersion of the polymer.

또, 복잡분산치는 분별법에 따라 다를 수 있으므로 중합체 부분들의 복잡분산치가 얼마인지를 예측하는 것은 사실상 불가능하나 1.7을 초과할 것으로 추측된다.In addition, since the complex dispersion value may vary depending on the classification method, it is virtually impossible to predict what the complex dispersion value of the polymer parts is, but it is estimated to exceed 1.7.

이 명세서에서는 이 중합체 부분들을 어떤 목적이 이하는한지에 대해서는 아무런설명이 없다. 분산제로써 가장 상업적인 생성물은 폴리아크릴산과 2-아크릴산-2-아크릴아미도메틸 프로판 술폰산(AMPS)보중합체이다. 널리 사용된 폴리아크릴산(나트륨염으로써)으로는 본 발명자가 만든 디스펙스 N40(디스펙스는 상표명임)이다.There is no explanation in this specification of what the polymer parts are for. The most commercial products as dispersants are polyacrylic acid and 2-acrylic acid-2-acrylamidomethyl propane sulfonic acid (AMPS) copolymers. A widely used polyacrylic acid (as sodium salt) is Dispex N40 (Dexex trade name) made by the inventor.

본 발명자가 파는 이 생성물은 일반적으로 복잡 분산치가 1.8 이상이며, 상업적으로 이용가능한 대부분의, 생성물은 복잡분산치가 2이상이다. 우리는 더 낮은 값의 복잡 분산치를 얻으려그 하는 것은 비경제적이며 불필요하다다고 생각하면서도 때때로는 1.8 이하의 낮은 복잡분산치를 갖는 일연의 중합체를 만들기는 하지만, 이는 저장하는 동안 더 큰 복잡분산치를 갖는 중합체들과 항상 섞이게 된다.This product, which we sell, generally has a complex dispersion of at least 1.8 and most of the commercially available products have a complex dispersion of at least 2. We think it is uneconomical and unnecessary to get a lower value of the complex variance, but sometimes we make a series of polymers with low complex variances of less than 1.8, but this is a polymer with a larger complex variance during storage. It is always mixed with the fields.

폴리아크릴산과 같은 수용성 산성중합체를 제조하는 방법은 용매가 물과 이소프로판올과 같은 유기액체의 혼합물일 경우에 용액중합에 의해 만드는 것이 보통인바, 중합반응의 생성물은 몇몇 소중합체와 반응하지 않는 단위체가 동시에 함유된 중합체의 용액이다. 소중합체와 단위체 같은 불필요한 저분자량 요소를 제거하기 위한 종래의 방법으로는 과잉의 수산화나트륨을 모든 산성기를 중화시키기 위해 용액에 첨가시켜서,이 혼합물을 불필요한 저분자량 요소를 함유하고 있는 상부의 이소프로판올 부분과, 필요로하는 중합체를 함유하는 하부의 수성부분으로 분리되도록 하는 방법이 있다. 이러한 분별법은 단지 유용한 중합체를 불필요한 부산물로부터 분리시켜내는 방법으로 되는데, 이 유용한 중합체는 다양한 분자량을 가진 분자들이 혼합된 것이며 상기 인용한 PD 값은 정제된 중합체의 값이다.The process for preparing a water-soluble acidic polymer such as polyacrylic acid is usually made by solution polymerization when the solvent is a mixture of water and an organic liquid such as isopropanol. The product of the polymerization reaction is carried out by a unit which does not react with some oligomers simultaneously. Solution of the contained polymer. Conventional methods for the removal of unnecessary low molecular weight elements, such as oligomers and monomers, include the addition of excess sodium hydroxide to the solution to neutralize all acidic groups, so that the mixture is mixed with the upper isopropanol moiety containing the unnecessary low molecular weight elements. There is a method to separate into the lower aqueous portion containing the required polymer. This fractionation merely consists of separating useful polymers from unnecessary by-products, which are mixtures of molecules of various molecular weights and the PD values recited above are the values of purified polymers.

불필요한 부산물을 분리시키기 위한 독특한 방법이 유럽 특허 공고 제4673호에서 기술되어 있다. 이 특허기술에는 폴리아크릴산의 수성 용액이 중화될 수 있고 이렇게 중화한 중합체를 일반적인 방법에 의해 극성용매, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 아세톤 및 테트라히드로푸란으로 처리할 수 있다고 기술하고 있다. 또 실시예에서는 완전히 중화시킨 80g의 폴리아크릴산 나트륨을 400g의 메탄올이나 40g의 이소프로판올과 500g의 물이 들어있는 용액중에서 분별시키는 데, 이 경우에 좀더 가벼운 유기산이 제거되는 것이다. 따라서 이 방법은 소중합체를 제거하기 위한 통상적인 분별법인 것으로 보여져, 따라서 그 생성물은 일반적인 분자량 혼합물일 것이다. 초기의 중합체 혼합물이 보통의 분자량이라면, 축출한 중합지의 분자량수와 복잡분산치도 예컨대 PD 값이 1.8 이상인 것과 같은 보통의 값을 갖게될 것이다.A unique method for separating unnecessary by-products is described in European Patent Publication No. 4673. The patent describes that aqueous solutions of polyacrylic acid can be neutralized and the neutralized polymers can be treated with polar solvents, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, acetone and tetrahydrofuran by conventional methods. In the examples, 80 g of sodium polyacrylate, which is completely neutralized, is fractionated in a solution containing 400 g of methanol or 40 g of isopropanol and 500 g of water, in which case a lighter organic acid is removed. This process thus appears to be a conventional fractionation method for removing oligomers, so that the product will be a common molecular weight mixture. If the initial polymer mixture is of normal molecular weight, the molecular weight and complex dispersion of the extruded polymer paper will also have a normal value, such as a PD value of 1.8 or more.

상기의 특허권자가 영국 특허명세서 제2109363호를 공고시켰는 바, 이는 방법의 상세한 설명을 하지 않은 것을 제외하고는 수성 중합체를 극성 용매로 처리시키는 일반적으로 비슷한 발표를 했으며, 이 실시에에서 유기성 부분은 분자량 분포가 400 내지 1,200인 유용한 생성물인 것으로 기술되어 있고 수성부분은 분자량범위가 1,200 내지 12,000인 것으로 기술하고 있다.The above patentees have issued British Patent No. 2109363, which generally gave a similar announcement of treating an aqueous polymer with a polar solvent, except for the lack of a detailed description of the method, in which the organic moiety is molecular weight. It is described as a useful product with a distribution of 400 to 1,200 and the aqueous portion is described as having a molecular weight range of 1,200 to 12,000.

수용성 산성 중합체가 제조될 때마다 몇몇 경우에는 부분적으로 중화된 염이나 유리산이 사용될 수도 있지만, 일반적으로는 완전히 중화된 염의 형태로 사용된다.Whenever a water soluble acidic polymer is prepared, partially neutralized salts or free acids may be used in some cases, but are generally used in the form of fully neutralized salts.

중합체는 예컨데 처음에 만들어졌던 용액상태로써 또는 선택적으로 그 용액으로부터 어떤 유기용매를 증류시킨 후의 용액으로써 사용자에게 제공되거나, 예컨대 과량의 아세톤 같은 불용성물질을 첨가시켜 침전시키는것과 같이 용액으로부터 중합체가분리될수도있다.The polymer may be provided to the user, for example, as a solution originally made or, optionally, as a solution after distilling some organic solvent out of the solution, or the polymer may be separated from the solution, for example by precipitating by adding an insoluble substance such as excess acetone. have.

중합체를 만드는데 이용되는 중합 반응 조건의 최소한의 다양성은 어떤 특별한 목적을 위한, 생성물의 활성도에 크게 영향을 미칠 수 있으므로, 제조자는 의도했던 대로 최적의 활성도를 나타내는 생성물을 만들기 위해서는 이러한 반응 조건을 최적화하는데 세심한 주의를 기울어 실험해야 한다는 것은 이미 잘 알려져있다.Since the minimal variety of polymerization reaction conditions used to make the polymer can greatly affect the activity of the product for any particular purpose, the manufacturer has to optimize these reaction conditions to produce a product that exhibits the optimal activity as intended. It is well known that we must experiment with great care.

미국 특허 명세서 제3759860호와 제3839405호에서는 알킬기가 C6나 그 이상인 끝에 소중합체가 연결된 알킬황화물, 술폰 또는 술폭시화물을 예컨대 유화제로써 사용하는 것을 기술하고 있다. 큰 알킬기는 유화제로써 기능을 하는데 필수적인 것으로 보이는 데, 이것은 중합체가 용액이 들어가서 물안에서 미셀을 이루는 경향 때문이며, 이 때문에 소수성에 기여한다.U. S. Patent Nos. 3759860 and 3839405 describe the use of alkylsulfides, sulfones or sulfoxides, for example as emulsifiers, in which oligomers are linked at the end having an alkyl group of C 6 or higher. Large alkyl groups appear to be essential for functioning as emulsifiers because of the tendency for polymers to enter solution and micelle in water, thereby contributing to hydrophobicity.

이러한 특성은 분산제에서 필요한 특성과는 반대되는 것이다. 그 중합체가 분산 안료에 사용되어야 한다는 것에 대해서는 언급이 없는바, 이것들은 이하의 PD 값을 가질 수 있고 흔히 1.4 내지 1.5 사이의 낮은 PD 값을 가질수 있다고 한다.This property is in contrast to the properties required for the dispersant. There is no mention that the polymer should be used in disperse pigments, which can have the following PD values and often have low PD values between 1.4 and 1.5.

이러한 발표와는 달리 어떤 목적을 위해 낮은 복잡분산치를 가진 수용성 중합체를 상업적으로 이용한 것은 일찌기 제안해 온 사람이 없으머, 특히 이러한 중합체들이 색소분산이 사용되고 있다는 것이 대해서 종래에는 아무런 언급이 없었다. 중합체가 낮은 값의 PD 보다는 높은 값의 PD를 갖도록 하는 것이 훨씬쉽기 때문에 종래에는 아무도 이들 중합치내에 어면 독특한 값이 있다는 것을 인식하지 못하여 어느 누구도 이들 을 상업적으로 제조하려고 시도한 적이 없었다.Contrary to this publication, no commercial use of low complex dispersion-soluble water-soluble polymers for any purpose has been proposed since, in particular, no mention has been made of pigment dispersions in particular. Since it is much easier for polymers to have higher PDs than lower PDs, nobody has ever tried to make them commercially because no one has realized that there are unique values within these polymerisations.

유럽 특허 명세서 제68887호에서는 낮은 값의 복잡분산치를 가지는 불용성의 저분자량 중합체를 기술하고있으나 이러한 중합체는 불용성이므르 분산제로써 사용될 수는 없다.European Patent Specification 68887 describes insoluble low molecular weight polymers having low values of complex dispersion, but these polymers cannot be used as insoluble immersion dispersants.

만약 중합체가 전에 사용했던 것보다 훨씬 좁은 범위의 분자량을 갖고 있다면, 즉 PD 값이 실질적으로 보통 값인 1.8 이하로 감소하고 l.5 이상의 값이라면 적거나 또는 상대적으로 적은 분자량의 수용성 중합체 분산제가 색소분산 성질을 상당히 증가시켜 준다는 것이 이미 발견되었다.If the polymer has a much narrower molecular weight range than previously used, i.e., if the PD value decreases to substantially below the normal value of 1.8, and above l.5, then a small or relatively low molecular weight water soluble polymer dispersant will disperse the pigment. It has already been found that it significantly increases its properties.

따라서 어떤 특별한 목적을 위해서는 중합체가 매우 제한된 범위의 사슬길이로된 분자로 이루어져 있다면 최적의 결과가 얻어진다는 것을 발견했다. 다른 사슬길이를 가진 분자들이 존재하게 되면 2가지 이유 때문에 좋지 않은 바,Thus, for some particular purpose, it was found that optimal results were obtained if the polymer consisted of molecules with a very limited range of chain lengths. The presence of molecules of different chain lengths is bad for two reasons,

첫째로, 가장 중요한 것은 이런 서로 다른 분자들은 아마도 우선적인 흡성이나 일부 서로 다른 반대되는 해로운 메카니즘 때문에 좋은 효과를 갖는 분자들의 유익한 효과를 방해한다는 것이다.First and foremost, these different molecules preclude the beneficial effects of molecules that have good effects, probably because of preferential absorption or some other opposing harmful mechanism.

둘째로, 이런 서로 상이한 분자들이 좋은 효과를 갖는 분자들의 이론적인 최대값보다 적게 함유되도록 중합체를 희석시킨다.Second, the polymer is diluted so that these different molecules contain less than the theoretical maximum of molecules with good effect.

본 발명에서는 복잡분산성이 낮은 고유한 중합체를 제공하며 그러한 중합체를 이용하는 고유한 조성을 제공한다. 그 성분들 중 대부분은 수성매개물중에서 독특한 물질을 분산시키는 것이며 나머지 한정된 세제증강제로써의 중합체를 함유하고 있는 세째 조성물이다. 또한 본 발명은 중합체를 크고 작은 부분으로 분리시키는 고유한 방법도 제공한다.The present invention provides unique polymers with low complexity and unique composition using such polymers. Most of the components disperse the unique material in the aqueous medium and are the third composition containing the polymer as the remaining limited detergent enhancer. The present invention also provides a unique method of separating the polymer into large and small portions.

중합체를 분리하는 본 발명에 따른 방법은 1.5 이하의 PD 값을 갖는 중합체를 제조하는 데 사용할 수 있는 것으로, 본 발명의 방법에서는 극성용매, 물 및 염기의 혼합물중에 10% 내지 90%의 중화시키기에 충분한 양의 산성기를 함유하는 수용성 중합체를 형성시키고, 고분자량 부분을 함유하는 수상파 저분자량부분을 함유하는 유기상으로 용액의 상분리를 시행하여서 이 상기의 용매 및 염기 또는 용매의 양을 선택한다음 결국 이들 두 부분을 이용한다. 저 분자량 부분과 고분자량 사이의 정확한 분리는 분리방법의 조건, 특히 중화정도를 변형시켜 주므로써 이루어질 수 있기 때문에 본 발명의 방법은 무엇보다도 산성의 수용성 중합체가 미리 선별된 분자량 부분으로 간단하게 분리할 수 있는 방법을 제공한다. 보통 유기성 부분을 제거했었던 종래의 방법과는 달리, 본 발명에서는 중합체의 두 부분 모두가 상업적으로 유용한바, 저 분자량의 중합체 부분이 필요할 때는 유기상 부분을, 고분자량이 필요할 때에는 수상부분을 유용하게 회수하여서 이용할 수 있다.The process according to the invention for separating polymers can be used to prepare polymers having PD values of 1.5 or less, in the process of the invention to neutralize 10% to 90% in a mixture of polar solvent, water and base. A water-soluble polymer containing a sufficient amount of acidic groups is formed, and the solution is subjected to phase separation of the solution into an organic phase containing a water-phase low molecular weight portion containing a high molecular weight portion to select the solvent and the base or the amount of the solvent, and finally these Use two parts. Since the precise separation between the low molecular weight moiety and the high molecular weight can be achieved by modifying the conditions of the separation method, in particular the degree of neutralization, the method of the present invention is above all possible to simply separate the acidic water-soluble polymer into the preselected molecular weight moiety. It provides a way to do it. Unlike conventional methods that usually remove the organic moiety, both parts of the polymer are commercially useful in the present invention, where the organic phase moiety is useful when a low molecular weight polymer moiety is needed, and the aqueous phase moiety is useful when a high molecular weight is required. It is available.

그 뿐만 아니라 일반적으로 각 부분에 들어 있는 중합체는 놀랍게도 최소한 초기 중합체와 활성도에 비해서 훨씬 증가된 활성도를 가진다는 것을 발견하게 되었다. 흔히 한 부분의 중합체는 상당히 증가된 활성도의 한 유형(예를들어 점성제)인 반면에 다른 부분의 중합체는 상당히 증가된 활성도의 다른 유형(예를들어 분산제)을 가질 수 있다. 또한 각 부분의 중합체는 초기 중합체보다 더 낮은 복잡분산(평균분자량 무게를평균분자량수로 나눈 것)을 나타내게 되는데, 예를들어 초기값은 언제나 거의가 1.6 이상이며 이따금 2이상이지만 본 발명에서는 얻어진 부분들은 1.5 이하의 값을 가지며 일부는 1.05에서 1.45사이이고 1.1에서 1.4사이인 것들이 가장 많다.In addition, it has been found that, in general, the polymer contained in each part surprisingly has a much higher activity than at least the initial polymer and activity. Often, one part of the polymer is one type of significantly increased activity (eg, a viscous agent), while the other part of the polymer may have another type of significantly increased activity (eg, a dispersant). In addition, the polymer of each part will have a lower complex dispersion (average molecular weight divided by the average molecular weight number) than the initial polymer. For example, the initial value is almost always 1.6 or more and sometimes 2 or more, but the part obtained in the present invention. Are less than 1.5, and some are between 1.05 and 1.45 and most are between 1.1 and 1.4.

각각의 중합체 용액은 상분리, 예컨대 단순하게 용액을 물이나 다른 용액으로 처리되도록 혼합시키므로서 얻어지는 형태로 이용될 수 있거나, 또는 중합체를 증발, 침전, 또는 통상적인 회수 방법을 이용하여 용액으로부터 회수할 수 있다. 일반적으로, 이렇게 분리된 용액내에 함유되어 있는 각각의 중합체는 부분적으로 중화된 상태로 존재하며, 필요하다면 통상적인 방법으로 산성화시키거나 부분적으로 중화시킬 수 있다.Each polymer solution can be used in the form obtained by phase separation, such as by simply mixing the solution to be treated with water or another solution, or the polymer can be recovered from the solution using evaporation, precipitation, or conventional recovery methods. have. In general, each polymer contained in this separated solution is in a partially neutralized state and can be acidified or partially neutralized by conventional methods if necessary.

고 분자량 부분과 저 분자량 부분을 분리시키는 데 미치는 영향을 바꿀 수 있는 방법상의 조건은 용매의 선택, 염기의 선택, 용매의 양 그리고 염기의 양이다. 이제까지는 산성기가 종래의 기술에서처럼 완전히 중화되는 것이 반해 부분적으로 산성기가 중화되도록 하여 유용하게 분별시킬 수 있다는 고정관념을 가져왔으며, 용매, 염기 그리고 이들 각각의 양을 적당하게 선택함으로써 필요한 분획이나 분별을 얻을 수 있다.Methodological conditions that can alter the effect of separating the high and low molecular weight portions are the choice of solvent, the choice of base, the amount of solvent and the amount of base. Until now, it has been stereotyped that acidic groups can be usefully fractionated by partially neutralizing acidic groups, whereas the neutralization of acidic groups is completely neutralized as in the prior art, and the appropriate fractions or fractions can be determined by appropriate selection of solvents, bases and their respective amounts. You can get it.

특정용매의 선택은 중합체의 성질, 특허 중합체의 분자량이 따라 좌우될 수 있다.The choice of particular solvent may depend on the nature of the polymer and the molecular weight of the patented polymer.

예를 들어 극성용매로는 탄소수가 1 내지 5개인 알코올과 탄소수가 3 내지 8개 사이인(일반적으로는 C3혹은 C4) 지방족 케톤 화합물이 선택되는데 가장 흔하기로는 이소프로판올이나 초산이 쓰인다. 알코올은 다양한 범위의 중합체에도 매우 적당하긴 하나 분자량이 100,000 이하, 흔하기로는 30,000 이하, 특별한 경우에는 10,000 이하의 저분자량 중합체일 경우에는 특히 좋다. 반대로 케톤화합물은 분자량이 예를들어 50,000 이상, 일반적으로는 100,000 이상 또는 200,000 이상, 심지어는 500,000 이상인 고분자량의 중합체를 분별하는데 가장 좋다.For example, as the polar solvent, alcohols having 1 to 5 carbon atoms and aliphatic ketone compounds having 3 to 8 carbon atoms (generally C 3 or C 4 ) are selected. Most commonly, isopropanol or acetic acid is used. Alcohols are very suitable for a wide range of polymers, but especially good for low molecular weight polymers having a molecular weight of 100,000 or less, usually 30,000 or less, and in particular 10,000 or less. Ketone compounds, on the other hand, are best for fractionating high molecular weight polymers having a molecular weight of, for example, 50,000 or more, generally 100,000 or more, or 200,000 or more, even 500,000 or more.

본 발명의 한 방법에서 따르면 물에다 중화된 산성기를 함유하고 있는 수용성 중합체의 극성용매를 혼합시켜 하나의 용액을 만들고 그 용액을 중합체의 고분자량 부분을 함유하는 수상과 중합체의 저분자량 부분을 함유하는 유기상으로 분리시킨다.According to one method of the present invention, a polar solution of a water-soluble polymer containing a neutralized acid group is mixed with water to form a solution, and the solution contains an aqueous phase containing a high molecular weight portion of the polymer and a low molecular weight portion of the polymer. Separate into organic phase.

그리고, 이 방법이 극성용매는 탄소수가 1 내지 5개 사이인 알코올이고, 이를 나트륨, 칼륨, 리튬 및 암모늄 중 선택한 양이온으로 산성기를 중화시키며, 산성기는 나트륨과 칼륨을 선택했을 때는 10 내지 55중량%, 암모늄을 선택했을 때는 10 내지 70중량%, 리튬을 선택했을 때는 30 내지 90중량%의 비율로 중화된다.In this method, the polar solvent is an alcohol having 1 to 5 carbon atoms, which neutralizes the acidic group with a cation selected from sodium, potassium, lithium, and ammonium, and the acidic group is 10 to 55% by weight when sodium and potassium are selected. When the ammonium is selected, it is neutralized at a ratio of 10 to 70% by weight and when lithium is selected, it is 30 to 90% by weight.

중합체는 통상적인 중합반응 방법에 의해서 만들어 질수 있는 바, 그것이 예컨대 고체상으로 형성되어 있는 어떤 액체상으로부터 분리될 수 있어서 본 발명에서 사용된 염기를 함유하는 수성유기용액속에서 다시용해될 수 있다.The polymer can be made by conventional polymerization methods, which can be separated from any liquid phase formed, for example, in the solid phase and can be re-dissolved in an aqueous organic solution containing the base used in the present invention.

그러나, 일반적으로 본 발명의 방법은 적절한 단량체의 중합 용액으로 얻어지는 중합체의 용액에서 처리된다. 중합용매체로 좋은 용액은 예컨대 수용성 과산화물과 과황산염, 또는 산화 환원 촉매 혹은 공중합을 위한 촉매같은 적절한 기폭제나 어떤 다른 중합촉진제를 함유하는 일종의 수성용액이며, 일반적으로 예를들면 분자량 조절과 같은 유기용매를 포함한 것이다. 필요하다면, 용액내에 공지의 분자량 조절자의 다른것들이(예를들어 끝에 -COOH,-OH, 혹은 탄소수가 1개 내지 3개안 알콜기를 제공하는 것)포함될 수도 있다.In general, however, the process of the invention is treated in a solution of the polymer obtained with a polymerization solution of the appropriate monomers. A good solution for the polymerization medium is a kind of aqueous solution containing a suitable initiator or any other polymerization promoter such as, for example, water-soluble peroxides and persulfates, or redox catalysts or catalysts for copolymerization, generally organic solvents such as molecular weight control, for example. It will include. If desired, other known molecular weight modifiers (eg, -COOH, -OH, or one to three carbon atoms in the alcohol group) may be included in the solution.

중합이 일어나는 동안 일단 충분히 교반을 하여 분리가 되는 것을 방지시킨 다음, 중합 혼합물이, 분리되도록 하기 위해서는 중합용액을 분별이 필요한 용매, 염기 및 물의 존재하에서 처리시킬 수 있다. 그러나 일반적으로는 분리가 일어나지 않고 중합이 있는 후에 분리를 일으키도록 하기 위해 중합을 적절한 정도의 용매, 염기 및 물의 존재하에서 실시된다. 어떤 방법에 있어서는, 중합체의 용액은 물과 유기용매의 혼합물중에서 중합시킴으로써 만들어지며, 이 유기 용매는 본 발명에서 유기액체로써 사용되도록 제공될 수 있다.Once the polymerization is taking place, it can be sufficiently stirred to prevent separation, and then the polymerization solution can be treated in the presence of a solvent, base and water that require fractionation in order to allow the polymerization mixture to separate. In general, however, the polymerization is carried out in the presence of an appropriate amount of solvent, base and water so that no separation occurs and after the polymerization takes place. In some methods, the solution of the polymer is made by polymerizing in a mixture of water and organic solvent, which organic solvent may be provided for use as an organic liquid in the present invention.

일반적으로 이 용매는 알콜이나 초산같은 수성중합체 용액과 완전히 잘 혼합될 수 있다. 중합용액중에서 가장 일반적인 용매는 이소프로판올이며 이따금 본 발명에서는 물과 이소프르판올의 혼합물이 가장 적당하다. 중합이 선택된 용매 존재하에서 일어날때에는 용액안의 양이온을 적절하게 조정시킴으로서 분별을 얻을 수있다. 일반적으로 적당량의 알칼기나 다른 종류의 양이온을 첨가시킴으로써 염기의 조정이 영향 받을 수있는 경우에 중합은 단위체의 유리산 형태에서 많은 단량체와 함께 일어난다. 중합이 단량체의 완전히 중화된 형태로(예를들어 비닐 황산나트륨의 중합에서)일어난다면 중화된 기를 부분적으로 산화시키기에 충분한 유리산을 첨가시켜서 양이온 조정을 하여 필요한 만큼의 중화된 기를 갖는 중합체를 형성할 수 있게 한다. 이때 첨가되는 유리산을 중화된 중합체의 산성기를 산성화하기에 충분한 정도로 강한 것을 사용해야 하는바,이것은 염산이나 황산 같은 무기산이다. 또 유리산은 산성 중합체의 유리산 형태일 수 있거나 불수용성 산성중합체, 좋기로는 음이은성(일반적으로 황산 또는 다른 강산) 이온 교환수지일 수 있다.In general, this solvent can be mixed well with an aqueous polymer solution such as alcohol or acetic acid. The most common solvent in the polymerization solution is isopropanol, and sometimes a mixture of water and isopropanol is most suitable in the present invention. When the polymerization takes place in the presence of the selected solvent, fractionation can be obtained by appropriately adjusting the cations in the solution. In general, polymerization occurs with many monomers in the free acid form of the unit, where the adjustment of the base can be effected by the addition of an appropriate amount of alkali or other type of cation. If the polymerization takes place in a fully neutralized form of the monomer (for example in the polymerization of vinyl sodium sulfate), cation adjustment can be effected by adding enough free acid to partially oxidize the neutralized group to form a polymer with as many neutralized groups as necessary. To be able. The free acid added should be strong enough to acidify the acidic group of the neutralized polymer, which is an inorganic acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid. The free acid may also be in the free acid form of an acidic polymer or may be a water-insoluble acidic polymer, preferably an anionic (generally sulfuric acid or other strong acid) ion exchange resin.

또한 다른 방법에 있어서, 중합은 산성기의 10 내지 90%를 중화시키기에 충분한 정도의 양으로 염기가 존재하는 상태에서 일어나고 필요한 양의 극성용매를 첨가시켜서 상분리가 일어난다.In another method, the polymerization takes place in the presence of a base in an amount sufficient to neutralize 10 to 90% of the acidic groups and phase separation occurs by addition of the required amount of polar solvent.

중합혼합물 중에 있는 양이온의 양이 상분리에 적당한 상태가 되지 못하는 경우에는 필요한 만큼의 중화가 되도록 하기 위해 극성 용매에다 여분의 염기(또는 산성)를 첨가할 수 있다.If the amount of cation in the polymerization mixture is not suitable for phase separation, an extra base (or acidic) may be added to the polar solvent in order to neutralize as much as necessary.

본 발명의 방법에 있어서는 그 용액이 미리 형성된 중합체, 그, 물, 유기용매, 그리고 염기를 혼합해서 만들어지는지 혹은 수성유기액체나 어떤 다른 방법으로 중합 생성물에 염기를 첨가시켜서 만들어지는지에 상관없이, 특별하게 만든 용매와 필요한 양 만큼의 양이온의 존재하에서 유기상과 수상으로 상분리가 일어나는것을 필요로 한다.In the process of the present invention, no matter whether the solution is made by mixing a preformed polymer, the water, an organic solvent, and a base, or by adding a base to the polymerization product by an aqueous organic liquid or by any other method, This requires a phase separation between the organic phase and the aqueous phase in the presence of a preformed solvent and the required amount of cations.

염기는 차라리 나트륨, 칼륨, 리튬 그리고 암모늄 같은 일가 양이온들의 염기성 화합물인 것이 좋으며, 일반적으로는 대부분의 용매에서 이외의 염기는 덜 만족스러운 분별효과를 나타낸다는 것으로 알려져 있으므로 상기의 염기를 사용하는 것이 좋다. 저급의 알킬아민(예를들어 에틸아민)이 다원자가 양이온의 염기성화합물 일때에(양이온의 양과 종류가 중합체의 침전을 일으키지 않는다면) 일부 중합체에 적합할 것인바, 적당한 다원자가의 양이온으로는 Ca, Zn, Cu, Mg 및 Al 등이 있다.The base is preferably a basic compound of monovalent cations such as sodium, potassium, lithium and ammonium, and in general, it is better to use the base as it is known that other bases have less satisfactory fractionation effects in most solvents. . Lower alkylamines (e.g. ethylamines) are suitable for some polymers when the polyatomic cation is a basic compound (unless the amount and type of cation causes precipitation of the polymer). Suitable polyvalent cations include Ca, Zn, Cu, Mg, Al, and the like.

염기성 화합물은, 예를들면 중합체의 산성의 술폰산이나 황산일때 중합체의 산보다 약한 유기산, 예컨대 아세테이트나트륨,아디프산 또는 시트르산염이 있는 산화물,수산화물, 탄산염, 중탄산염, 알콕사이드, 인산염, 인산수소, 포스폰산, 다중인산 또는 유기 카르복시염일 수 있다. 분별은 산성기의 중화정도에 의해 조절되는 바 어떤 특정의 방법에서 얻어진 결과는 특히 농도, 중합체 종류 그리고 용매에 의존하지만 실질적으로는 이때에는 분별이 일어나지 않는 정도 이하로 최소의 중화정도이며, 그 대신 크기는 균일한 용액상태로 유지될 수 있다. 그 염기의 양이온이 나트륨, 칼륨 또는 리튬 일때 중화의 정도가 보통은 최소한 10%이며 어떤때에는 최소한 15%이고 좋기로는 최소한 25%일수도 있는 반면, 양이온이 리튬인 경우 중화의 정도는 보통 최소한 30%이며 좋기로는 최소한 40%이고 일반적으로 최소한 50%이다. 중화정도가 너무 높으면 저분자량 부분의 크기는 상당히 작아진다. 또한 그 염기의 양이온이 나트륨이나 칼륨일때 중화정도는 보롱 55% 이하이며 좋기로는 50% 이하이고 가장 좋기로는 40% 이하이다. 염기의 양이온이 암모늄일때 중화정도는 보통 70% 이하이며 좋기로는 60% 이하이고 가장 좋기로는 50% 이하이다. 염기의 양이온이 리튬일때는 중화정도는 보통 90% 이하이며, 좋기로는 70% 이하이다.Basic compounds are, for example, oxides, hydroxides, carbonates, bicarbonates, alkoxides, phosphates, hydrogen phosphates, phosphates with organic acids weaker than the acid of the polymer, for example acidic sulfonic acid or sulfuric acid of the polymer, such as acetate sodium, adipic acid or citrate. Phonic acid, polyphosphoric acid or organic carboxylate salts. Fractionation is controlled by the degree of neutralization of the acidic groups; the results obtained in any particular method depend, in particular, on concentration, polymer type and solvent, but in practice the minimum degree of neutralization is less than that which does not occur. The size can be maintained in a uniform solution. The degree of neutralization is usually at least 10% when the cation of the base is sodium, potassium or lithium, and sometimes at least 15% and preferably at least 25%, whereas the degree of neutralization is usually at least 30 when the cation is lithium %, Preferably at least 40% and generally at least 50%. If the degree of neutralization is too high, the size of the low molecular weight portion is significantly smaller. In addition, when the cation of the base is sodium or potassium, the degree of neutralization is 55% or less, preferably 50% or less, and most preferably 40% or less. When the cation of the base is ammonium, the degree of neutralization is usually 70% or less, preferably 60% or less and most preferably 50% or less. When the cation of the base is lithium, the degree of neutralization is usually 90% or less, preferably 70% or less.

어떤 특정한 방법에 있어서, 예를들어 고분자량 부분의 크기는 염기의 양을 증가시킴에 따라 증가될 수있을 것이며, (평균분자량의 수반되는 감소저 분자량 부분의 크기와 평균 분자량의 수반되는 감소로 인한것임) 역으로 염기의 양이 감소됨에 따라 저분자랑의 크기가 증가될 수 있다. 이 방법에서의 조건은 각 부분이 초기 중합체 무게의 약 10 내지 90%를 함유하는 좋기는 20 내지 80%, 가장 좋기는 30 내지 70%를 함유하게 하도록 보릉 선택 된다.In some particular methods, for example, the size of the high molecular weight moiety may be increased by increasing the amount of base, due to the accompanying decrease in average molecular weight and the accompanying decrease in average molecular weight Conversely, as the amount of base decreases, the size of the low molecular weight may increase. The conditions in this method are chosen so that each part contains 20 to 80% good, most preferably 30 to 70% containing about 10 to 90% of the initial polymer weight.

산성중합체의 부분적인 중화는 선택된 양이온을 제공할 수산화물이나 다른 염기를 선택한 양만큼 양이온을 용해된 중합체에 첨가시켜서 이루어진다. 물 또는 그 이상의 양이온의 혼합물을 이용할 수 있고 이때 그 비율이 각 양이온의 적당량과 같은 효과를 갖도록 선택될 것이다. 이는 특정의 중합체에 대하여 분별의 정도는 중화의 정도와 양이온의 종류 뿐 아니라 중합체의 농도와 알콜 또는 다른 용매의 양 및 선택에 달려있다. 알콜로는 이소프로판올이 좋으나 프로판올과 다른 알콜, 특히 C2내지 C5인 알콜이 사용될 수도 있다. 물과 알콜이나 다른 용매의 중량비는 1:0.2 내지 1:5가 좋으며, 가장 좋기로는 일반적으로 가장 좋은 결과가 나오는 1:0.5 내지 1:2이고, 특히 용매가 이스프로판올이며 양이온이 나트륨일 때에는 비율이 약 1:1인 것이 좋다. 여기서의 비율은 중화의 정도와 성질을 고려해 볼 때 각 상들의 중합체 농도가 적어도 5중량%, 일반적으로는 적어도 10중량%, 좋기로는 적어도 15중량%가 되도록 선택해야 한다.Partial neutralization of the acidic polymer is achieved by adding cations to the dissolved polymer in selected amounts of hydroxide or other base to provide the selected cation. Mixtures of water or more cations may be used, with the proportions selected to have the same effect as the appropriate amount of each cation. This depends on the degree of neutralization and the type of cation as well as the concentration of the polymer and the amount and choice of alcohol or other solvent for the particular polymer. Isopropanol is preferred as the alcohol, but alcohols other than propanol, in particular C 2 to C 5 alcohols, may be used. The weight ratio of water to alcohol or other solvent is preferably 1: 0.2 to 1: 5, most preferably from 1: 0.5 to 1: 2 with the best results, especially when the solvent is ispropanol and the cation is sodium The ratio is about 1: 1. The proportion here should be chosen such that the polymer concentration of each phase is at least 5% by weight, generally at least 10% by weight, preferably at least 15% by weight, given the degree and nature of the neutralization.

중합체의 양(산성 중합체로써 측정되는)은 중합체, 용매 그리고 물(알칼리가 들어 있는 물을 포함하여)의 무게를 기준으로 보롱 적어도 5중량%를 차지하며 좋기로는 적어도 10중량%를 차지한다. 그 농도는 그다지 높지 않아 그 계가 점성을 띠어 혼합과 상분리가 상당히 방해되므로 일반적으로 30% 이하이며 좋기로는 15 내지 25중량% 의 농도인 때다.The amount of polymer (measured as acid polymer) comprises at least 5% by weight and preferably at least 10% by weight, based on the weight of the polymer, solvent and water (including water with alkali). The concentration is not so high that the system is viscous, which significantly hinders mixing and phase separation, which is generally 30% or less and preferably 15-25% by weight.

상분리는 그 반응이 이루어지는 온도에 의해 역시 영향을 받을 수 있고 15 내지 80℃ 사이에서 이루어지머, 30 내지 70℃ 사이가 좋다.Phase separation can also be influenced by the temperature at which the reaction takes place and is preferably between 15 and 80 ° C., preferably between 30 and 70 ° C.

그 반응은 어면 보통의 방법으로, 예를들어 수성알카리를 수성유기용액안에서 단량체나 단량체의 중합에 의해 얻어진 수성 유기 반응생성물에 첨가시킴으로써 용액의 필요한 요소들을 결합시켜 이루어질 수 있다. 그 반응은 계속해서 혹은 일괄적으로 일어날 수 있다. 상분리는 중화정도, 염기의 강도와 종류, 중합체의 농도, 용매의 양 및 온도에 따라 빨리 혹은 천전히 일어날 수 있다.The reaction can be accomplished by combining the necessary elements of the solution, for example by adding an aqueous alkali to the aqueous organic reaction product obtained by the polymerization of monomers or monomers in an aqueous organic solution. The reaction can occur continuously or in batches. Phase separation can occur quickly or slowly depending on the degree of neutralization, strength and type of base, concentration of polymer, amount and temperature of solvent.

예를들면 실질적으로 이것은 슥시 일어날 수도 있고 또는 예를들어 5분에서 2시간, 전형적으로는 30분에서 1시간의 주기 동안 그 계를 방치시켜 두는 것이 필요할 때도 있다. 분리는 일반적으로 혹은 계속해서 보통의 분리용 컬럼이나 분리용 반응기를 통하여 혼합물을 주입시키면 가능하다.In practice, for example, this may happen suddenly, or it may be necessary to leave the system for a period of, for example, 5 minutes to 2 hours, typically 30 minutes to 1 hour. Separation can be carried out generally or continuously by injecting the mixture through a common separation column or separation reactor.

두상은 분리되어 같거나 다른 알칼리로 완전히 중화될 수 있고 유기용매가 종류에 의해 유기상으로부터 나올 수 있다.The two phases can be separated and completely neutralized with the same or different alkalis and the organic solvent can come out of the organic phase by kind.

분리된 각각의 중합체 부분은 결국 상업적으로 이용하기 위해 회수된다. 이 방법에 의해 얻어진 매우 낮은 분자량 부분은 스케일(Scale)형성과 스케일 침천을 막은 약제로써 좋으며 특히 스케일 제거제로써의 역할을 한다. 예를 들어 용액중에서 유지될 수 있는 최고의 알칼리도는 PD가 감소되면 증가된다는 것을 나타냈다. 따라서 MW가 350 내지 1,000이며 PD가 1.5 이하, 좋기로는 1.05에서 1.3일때 가장 좋은 결과가 얻어진다.Each polymer portion separated is eventually recovered for commercial use. The very low molecular weight fraction obtained by this method is good as a medicament to prevent scale formation and scale sedimentation, in particular as a descaling agent. For example, the highest alkalinity that can be maintained in solution has been shown to increase with decreasing PD. Therefore, the best results are obtained when the MW is 350 to 1,000 and the PD is 1.5 or less, preferably 1.05 to 1.3.

이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

다음의 실시예에서 실시예 1은 세심한 중합반응에 의해 필요한 PD와 MW값으로 중합체가 제조되는 것을 기술하고 있고, 실시예 2와 3은 그 중합체가 부분적인 중화와 분별에 의해 어떻게 얻어질 수 있는가를 기술하고 있는 것이다.In the following examples, Example 1 describes the preparation of polymers with the required PD and MW values by careful polymerization, and Examples 2 and 3 describe how the polymers can be obtained by partial neutralization and fractionation. It is describing.

[실시예 1]Example 1

온도계 교반기 및 외부 가열기가 장치된 700cm3수지제 포트에 3개의 별도 혼합물을 6시간에 걸쳐서 지속하여 가하였다.Three separate mixtures were continuously added over 6 hours to a 700 cm 3 resin pot equipped with a thermometer stirrer and an external heater.

공급물 1 : 물 266g 중 빙상 아크릴산 340g이고,Feed 1: 340 g ice sheet acrylic acid in 266 g water,

공급물 2 : 과산화수소 10.5g/100 용량과 물 57.1g이며Feed 2: 10.5 g / 100 hydrogen peroxide and 57.1 g water

공급물 3 : 치올글리콜산 28g 및 물 38.6g이다.Feed 3: 28 g thiol glycolic acid and 38.6 g water.

포트 내용물은 첨가중이 환류온도로 유지시켰으며 냉각시키기전에 한시간 더 유지시켰다. 비중합된 아크릴산의 비율(%)은 가스액체 크로마토그라피로 측정하였으며 첨가된 양의 0.3%으로 나타났다.The pot contents were kept at reflux during addition and one more hour before cooling. The percentage of unpolymerized acrylic acid was determined by gas liquid chromatography and was found to be 0.3% of the amount added.

잔류중합체는 수산화나트륨 46.6%를 첨가하여 충분히 중화시켰고 최종생성물은 희석하여 소디움 폴리아크릴레이트 용액 40중량%를 얻었다.The residual polymer was neutralized sufficiently by adding 46.6% of sodium hydroxide and the final product was diluted to obtain 40% by weight of sodium polyacrylate solution.

25% 일때 생성물의 점도는 12.1cS(현수행점도계, No.2,25℃)였고, GPC 분석 결과는 MW=174Q, Mn=1321, 복잡 분산도=1.32를 나타냈다.The viscosity of the product at 25% was 12.1 cS (suspension viscometer, No. 2,25 ° C.), and the results of GPC analysis showed MW = 174Q, Mn = 1321 and complex dispersion = 1.32.

[실시예 2]Example 2

통상의 방법에 따라 출발물질로서 과항산 암모니움을 사용하여 아크릴산의 중합하에 의해 중량비로 이소프로판올과 물 동량의 혼합물 중 폴리아크릴산 23% 용액(중량비)을 조제하였다.A 23% solution of polyacrylic acid (weight ratio) in a mixture of isopropanol and water in a weight ratio was prepared by polymerization of acrylic acid using a superacid ammonium as a starting material according to a conventional method.

생성물의 샘플을 추출하는 한편 다른 샘플을 46% 수용액으로 도입된 수산화나트륨의 여러양을 첨가하며 중화시켰다. 수산화나트륨 첨가후 샘플은 각각 충분한 시간 동안 방치하여 수성상이 유기상(일부 물을 함유하였을 것임)으로 분리되게 하였으며 이들 상은 통상의 방법으로 서로 분리시켰다. 다음에 각 상은 수산화나트륨으로 충분히 중화시켰으며 잔여 알코올은 증류 제거하였다. 상의 각각에서 중합체의 수율을 기록하 였다.A sample of the product was extracted while the other sample was neutralized with the addition of various amounts of sodium hydroxide introduced into 46% aqueous solution. After addition of sodium hydroxide, the samples were each left for a sufficient time to allow the aqueous phases to separate into organic phases (which would contain some water) and these phases were separated from one another in a conventional manner. Each phase was then neutralized sufficiently with sodium hydroxide and the remaining alcohol was distilled off. The yield of polymer in each of the phases was recorded.

[실시예 3]Example 3

분자량 3131 및 복잡분산도 1,677을 가진 폴리아크릴산의 20% 용액을 중량비 50/50의 이소프로판올/물에 용해시켜서 여러 염기성 화합물로 중화하여 2층을 분리시켰다. 각 층에서 중합체의 양과 분자량을 측정하였으며, 그 결과는 다음 표 1에 나타난 바와 같다.A 20% solution of polyacrylic acid having a molecular weight of 3131 and a complex degree of dispersion of 1,677 was dissolved in isopropanol / water at a weight ratio of 50/50 and neutralized with various basic compounds to separate the two layers. The amount and molecular weight of the polymer in each layer was measured, and the results are shown in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00001
Figure kpo00001

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[실시예 4]Example 4

실시예 2에서 얻은 생성물을 40% 활성고형 물로 조정하여 영국 특허 제1,414,964호의 실시예 11에 기술된 바와 같은 대리석 연마보조제와 비교하였으며, 그 결과는 표2에 나타난 바와 같다.The product obtained in Example 2 was adjusted to 40% active solids and compared with a marble polishing aid as described in Example 11 of British Patent No. 1,414,964 and the results are shown in Table 2.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00003
Figure kpo00003

기술된 실험에서 약 0.5의 분쇄지수가 대리적 분산액의. 겔화를 방지하기 위해 상업적으로 허용되는 성질을 나타내므로 일반적으로 만족스럽다. 상기 표로부터 알 수 있는 바와 같이 중합체는 모두 충분히 중화후 수성상이지만 중합체의 상당량이 낮은 정도의 중화일때 유기상으로 된다. 또한 아주 주목할 것은 수성상 대신에 유기상인 중합체의 양이 아주낮을 때라도 분쇄지수가 크게 개선된다는 점이다. 예컨대 50% 중화일때 유기상에서 중합체의 양은 낮지만 분쇄지수는 약 5배이며, 이것은 상업적으로 적합한 것으로 고려된다. 보다 높은 정도의 중화일때는 중합체의 아주 낮은 양만이 유기상으로 된다.In the experiments described, a grinding index of about 0.5 of the surrogate dispersion. It is generally satisfactory because it exhibits commercially acceptable properties to prevent gelation. As can be seen from the table above, the polymers are all aqueous phases after sufficiently neutralizing but become organic phases when a significant amount of the polymer is at a low degree of neutralization. It is also very noteworthy that the grinding index is greatly improved even when the amount of polymer which is an organic phase instead of an aqueous phase is very low. For example at 50% neutralization the amount of polymer in the organic phase is low but the grinding index is about 5 times, which is considered commercially suitable. At a higher degree of neutralization, only a very low amount of polymer is in the organic phase.

[실시예 5]Example 5

통상의 중합화 방법에 따라 이소프로판올과 물의 등량중 아크릴산이 23% 용액으로서 중합체를 조제하여 중합 후 수산화 나트륨 수용액으로 25%로 되게 중화시켰다. 이것은 반응 혼합물을 2개의 상으로 분리되게한다. 이들 상을 분리하여 이소프로판올을 증류 제거한 후 이들 상중에 존재하는 중합체를 회수하였다. 샘플을 취하여 수산화 나트륨 용액으로 충분히 중화시키고, 소디움 폴리아크릴레이트로서 활성이 40%가 되도록 조정하였다.According to a conventional polymerization method, a polymer was prepared as a 23% solution of acrylic acid in an equivalent amount of isopropanol and water and neutralized to 25% with an aqueous sodium hydroxide solution after polymerization. This allows the reaction mixture to separate into two phases. The phases were separated to distill off isopropanol and the polymer present in these phases was recovered. Samples were taken and sufficiently neutralized with sodium hydroxide solution and adjusted to 40% activity as sodium polyacrylate.

또한 비분획된 대조용 중합체를 이소프로판올을 증류제거하여 이소프로판올 물 중의 본래 중화되지 않은 중합체로부터 조제하여 수산화나트륨으로 충분히 중화시켜서 소디움 폴리아크릴레이트로서 활성이 40%가 되도록 조정하였다.The unfractionated control polymer was also prepared from distilled off isopropanol from a polymer that was not originally neutralized in isopropanol water and neutralized sufficiently with sodium hydroxide to adjust the activity as sodium polyacrylate to 40%.

생성물은 건조 색소를 기준으로 하여 건조 중합체 0.6, 0.8 및 1%에서 슬러리 점도를 기록하여 75%W/W슬러리 고형 내용물일때 2 이하의 입자크기를 가진 이 산화티타늄을 위한 분산제로서 평가하였으며 그 결과는 표 3에 나타난 바와 같다.The product was evaluated as a dispersant for titanium oxide having a particle size of 2 or less at 75% W / W slurry solid content by recording slurry viscosity at 0.6, 0.8 and 1% of dry polymer based on dry pigment. As shown in Table 3.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00004
Figure kpo00004

[실시예 6]Example 6

분자량을 감소시기는 좁은 복잡분산도의 소디움 폴리아크릴레이트의 샘플은 실시예 4예에서와 같이 pH6.8-7.0에서 여러 사용량으로 64중량% 슬러리 고형물일때 차이나 점토를 위한 분산제로서 평가하였으며 그 결과는 다음 표 4에 나타낸 바와 같다.Samples of sodium polyacrylates with a narrow molecular weight of decreasing molecular weight were evaluated as dispersants for China clay when 64 wt% slurry solids were used at various concentrations at pH6.8-7.0 as in Example 4. As shown in Table 4 below.

[표 4]TABLE 4

Figure kpo00005
Figure kpo00005

위 결과는 차이나점토를 위한 분산제로서 가장 효과적인 소디움 폴리아크릴레이트는 분자량 1000-3000범위임을 나타내고 있으며, 바람직한 분자량은 대략 2000이다.The above results indicate that the most effective sodium polyacrylate as a dispersant for China clay has a molecular weight in the range of 1000-3000, with a preferred molecular weight of approximately 2000.

[실시예 7]Example 7

분자량은 유사하지만 복잡분산도가 다양한 소디움 폴리아크릴 레이트의 샘플은 대리적 분쇄보조제로서 평가하였으며 그 결과는 영국 특허 제1,414,964호의 실시예 11이 기술된 시험방법을 사용하여 분쇄지수로 표시하였으며 다음 표 5에 나타단 바와 같다.Samples of sodium polyacrylate having similar molecular weight but varying complexity were evaluated as surrogate grinding aids, and the results were expressed as grinding index using the test method described in Example 11 of British Patent No. 1,414,964. As shown in

[표 5]TABLE 5

Figure kpo00006
Figure kpo00006

위 결과는 대리석 분쇄에 대한 소디움 폴리 아크릴레이트의 효과가 복잡분산도에 좌우됨을 나타낸다. 복잡분산도가 낮을수록 생성물은 더욱 효과적이다.The above results show that the effect of sodium poly acrylate on marble grinding depends on the complexity. The lower the complexity, the more effective the product.

[실시예 8]Example 8

소디움 AMPS/소디움 아크릴레이트(20/80W/W)의 분자량과 복잡분산도 사이의 상호관계는 생성물이 영국 특허 제1,414,964호의 실시예 11에 따라 대리석 연마 보조제로서 평가될때 결정적인 효과를 나타냄을 볼 수 있다. 이들 변수 사이의 상호 관계는 다음 또 6에 나타낸 바와 같다.The correlation between molecular weight and complexity of sodium AMPS / sodium acrylate (20/80 W / W) can be seen to have a decisive effect when the product is evaluated as a marble polishing aid according to Example 11 of British Patent 1,414,964. . The interrelationships between these variables are as shown in the following six.

[표 6]TABLE 6

Figure kpo00007
Figure kpo00007

위 결과는 좁은 복잡분산도를 가진 저분자량의 중합체가 가장 효과적인 대고석 연마보조제임을 나타내고 있다. 최적의 분자랑은 1500-35009범위이고 바람직한 분자량은 2500이다.The above results indicate that low molecular weight polymers with narrow complex dispersion are the most effective anti-array abrasive aids. The optimum molecular weight ranges from 1500-35009 and the preferred molecular weight is 2500.

[실시예 9]Example 9

분자량은 유사하지만 복잡분산도가 다양한 소디움 플리아크릴레이트의 샘플을 취하여 70중량% 슬러리 고정 내용물일때 침강탄산칼슘을 위한 분산제로서 실시예 4에서와 같이 평가하였으며 그 결과는 다음표 7에 나타난 바와 같다.Samples of sodium polyacrylate having similar molecular weights but varying complex dispersions were taken and evaluated as in Example 4 as a dispersant for precipitated calcium carbonate at 70% by weight slurry fixed contents, and the results are shown in Table 7 below.

[표 7]TABLE 7

Figure kpo00008
Figure kpo00008

[실시예 10]Example 10

실시예 2에 기술된 일반 방법에 따라 상이한 단량체를 사용하여 다른 중합체를 조제하였다.Different polymers were prepared using different monomers according to the general method described in Example 2.

단량체가 메타크릴산만으로 구성될때는 수산화나트륨으로 25% 중화하여 차이나점토와 고분자량의 수성층을 위한 분산제로서 유용한 저분자량의 이소프로판올상으로 생성물을 분획하였다.When the monomer consisted only of methacrylic acid, the product was partitioned onto low molecular weight isopropanol, useful as a dispersant for China clay and high molecular weight aqueous layers by neutralizing 25% with sodium hydroxide.

단량체가 등량부(중량비)의 이타콘산과 메타크릴산으로 구성될때는 수산화 나트륨으로 25% 중화하여 고분자량의 수성상과 저분자량의 이소프로판올 상으로 분획하었다.When the monomer was composed of equal parts (weight ratios) of itaconic acid and methacrylic acid, the monomer was neutralized with sodium hydroxide and fractionated into a high molecular weight aqueous phase and a low molecular weight isopropanol phase.

단량체가 소디움 비닐설포네이트로 구성될때 최초 중합체는 소디움 형태이고 이것은 산성이온 교환수지로 일부 중화한 후 이소프로판올을 사용하여 분획할 수 있다.When the monomer consists of sodium vinylsulfonate, the first polymer is in sodium form, which can be fractionated using isopropanol after neutralization with some acidic ion exchange resin.

[실시예 11]Example 11

통상의 제제에서 세제증강제로 사용될 때 중합체에 대한 복잡분산도의 효과를 비교하기 위해 칼슘이온선택 전극을 사용하여 햄프샤이어 시험으로 중합체의 칼슘 내성을 측정하였다. 이 시험에서 최고의 가능한 수치가 요구되었다. 중합체가 분자량 약 3000 복잡분산도 약 1.6인 폴리아크릴산일때 수치(물, 중합체 몰당 요구되는 Ca2+)는 0.625이었지만, 중합체가 유사한 분자량이지만 복잡분산도 1.18의 폴리아크릴산일때 수치는 0.780이었다.The calcium resistance of the polymer was measured by the Hampshire test using a calcium ion selective electrode to compare the effect of complex dispersion on the polymer when used as a detergent enhancer in conventional formulations. The highest possible number was required for this test. The figure (water, Ca 2+ required per mole of polymer) when the polymer was polyacrylic acid with a molecular weight of about 3000 complex dispersion of about 1.6 was 0.625, while the value was 0.780 when the polymer had a similar molecular weight but polyacrylic acid with a complex dispersion of 1.18.

[실시예 12]Example 12

벤토나이트 25ppb, 바라이트 220ppb, 석고 4ppb, 수산화 칼슘 2ppb로 연마용 머드(mud)를 조제하여 여러가지 양의 중합체를 첨가한 후 머드의 점도를 측정하였다. 중합체가 분자량 약 3000이고 복잡분산도가 약1.6의 폴리아크릴산일때 최소 점도는 약 1.2ppb의 양에서 얻어졌다. 플리아크릴산이 1.1-1.4 범위의 복잡분산도를 각각 가진 분획물로 분획될때 두개의 분획물은 보다 낮은 양에서 보다 낮은 점도를 나타냈고 보다 높은 분자량의 분획물은 광범위한 용량에 걸쳐 낮은 점도를 나타내는 한편, 보다 낮은 분자량의 분획물은 최저의 점도를 나타내었다.A polishing mud was prepared with bentonite 25ppb, barite 220ppb, gypsum 4ppb, calcium hydroxide 2ppb, and various amounts of polymer were added, and then the viscosity of the mud was measured. The minimum viscosity was obtained in an amount of about 1.2 ppb when the polymer had a molecular weight of about 3000 and a polydispersity of about 1.6. When the polyacrylic acid was fractionated into fractions with complex dispersities ranging from 1.1 to 1.4, the two fractions showed lower viscosity at lower amounts and higher molecular weight fractions showed lower viscosity over a wider range of doses, while lower Fractions of molecular weight showed the lowest viscosity.

Claims (11)

극성용매 물 및 염기의 혼합물중에 산기를 함유한 수용성 중합체를 형성시키되 그 조성은 상기 산기의 10% 내지 90% 물을 중화시키기에 충분한 정도로 하여서 수용성중합체가 형성된 용액을 만들고, 이 용액을 고분자량의 분획물을 함유한 수성산과 저분자량의 분획물을 함유한 유기상으로 분리시킬 수 있도록 용매, 염기 그리고 염기 및 용매중 적어도 하나의 양을 선택하여서 용액의 상분리를 시행한 다음, 상분리된 두분획물을 사용할 수 있도록 하는 수용성 중합체의 분리 제조 방법.A water-soluble polymer containing an acid group is formed in a mixture of polar solvent water and a base, the composition of which is sufficient to neutralize 10% to 90% water of the acid group to form a solution in which a water-soluble polymer is formed. Phase separation of the solution is carried out by selecting an amount of a solvent, a base and at least one of a base and a solvent so as to separate the aqueous phase containing the fraction and the organic phase containing the low molecular weight fraction, and then use the two phase separated fractions. Process for the separation of water-soluble polymers. 제1항이 있어서, 극성 용매는 C1-5알콜임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the polar solvent is a C 1-5 alcohol. 제1항에 있어서, 양이온은, 나트룸, 칼륨,리튬 및 암모늄으로부터 선택하되, 이때중화된 그룹의 몰비율은 염기가 나트륨과 칼륨으로부터 선택된 양이온일때에는 10 내지 55%, 염기가 암모늄을 함유한 화합물일때에는 10 내지 70%, 염기가 리튬을 함유한 화합물일때 30 내지 90%임을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the cation is selected from natrum, potassium, lithium and ammonium, wherein the molar ratio of the neutralized group is 10 to 55% when the base is a cation selected from sodium and potassium, and the base contains ammonium 10 to 70% for compounds, 30 to 90% for bases containing lithium. 제3항이 있어서, 용매는 이소프로판올임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 3 wherein the solvent is isopropanol. 제1항에 있어서, 중합체는 농도(중합지를 기준으로 한 산중합체, 물 및 용매의 중량비)는 적어도 10%이고, 각각의 상은 중량비로 20 내지 80%의 중합체를 함유함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the polymer has a concentration (weight ratio of acid polymer, water and solvent based on polymer) of at least 10%, and each phase contains 20 to 80% of the polymer by weight. 제1항에 있어서, 혼합물은 물1부와 이소프로판올 0.5 내지 2부의 혼합물이고, 이때 중합체는 혼합물의 중량비로 10 내지 30%의 농도로 존재하며, 또 상기 중합체는 아크릴산과 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 술폰산으로부터 선택된 산성단량체로 이루어진 중합체이고, 산기 중에서 10 내지 50%의 중량은 나트륨과의 염형태로 존재하고 그 나머지는 유리산그룹으로 존재함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the mixture is a mixture of 1 part water and 0.5 to 2 parts isopropanol, wherein the polymer is present at a concentration of 10 to 30% by weight of the mixture, and the polymer is acrylic acid and 2-acrylamido-2. -A polymer consisting of an acidic monomer selected from methylpropane sulfonic acid, wherein from 10 to 50% of the weight in the acid groups is in the form of a salt with sodium and the remainder as free acid groups. 제1항에 있어서, 최초중합체는 1.6이상의 복잡분산도를 가지며, 상분리된 두분획물은 1.5이하의 복잡분산도를 가짐을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the initial polymer has a complexity of greater than 1.6 and the two phase separated fractions have a complexity of less than 1.5. 제1항에 있어서, 극성 용매는 C3-8지방족 케톤이고, 증합체는 50,000 이상의 분자량을 가짐을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the polar solvent is a C 3-8 aliphatic ketone and the polymer has a molecular weight of 50,000 or greater. 제1항에 있어서, 수용성중합체가 함유된 용액을 제조하는 예비단계는 흔합물중에서 수용성, 산성, 단량체를 중합시켜 혼합물의 용액을 혀성한 후 중합체를 부분적으로 중화시키기에 충분한 염기를 첨가하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the preliminary step of preparing a solution containing a water-soluble polymer is to polymerize the water-soluble, acidic, monomer in the mixture to add a base sufficient to partially neutralize the polymer after the solution of the mixture is tongued. Configured. 제1항에 있어서, 수용성중합체가 함유된 용액을 제조하는 예비단계는 양이온의 존재하에 산성단량체를 산기의 10 내지 90%를 중화시키기에 충분한 양으로 함유된 중합가능한 단량체의 수용액 중합반응이 수용성 중합체의 수용액을 형성한 후 극성용매를 첨가하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.The preliminary step of preparing a solution containing a water-soluble polymer according to claim 1, wherein the preliminary step of preparing a solution containing a water-soluble polymer is a water-soluble polymer in which an aqueous solution of a polymerizable monomer containing an acid monomer in an amount sufficient to neutralize 10 to 90% of an acid group is present. Forming an aqueous solution of the method comprising the step of adding a polar solvent. 제 1항에 있어서, 산중합체가 아크릴산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산, 2-아크릴아미도-2-페닐프로판 설폰산, 메타크릴산, 이타콘산, 비닐설폰산, 비닐황산, 알릴설폰산, 말레인산, 후마린산 및 크로로닌산으로부터 선택된 단량체를 중합시켜서 얻어진 중합체임을 특징으로 하는 방법.The acid polymer according to claim 1, wherein the acid polymer is acrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, 2-acrylamido-2-phenylpropane sulfonic acid, methacrylic acid, itaconic acid, vinylsulfonic acid, vinyl sulfate And a polymer obtained by polymerizing a monomer selected from allylsulfonic acid, maleic acid, fumaric acid and croronic acid.
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