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JPH0651761B2 - Method for producing cationic emulsion - Google Patents

Method for producing cationic emulsion

Info

Publication number
JPH0651761B2
JPH0651761B2 JP60083228A JP8322885A JPH0651761B2 JP H0651761 B2 JPH0651761 B2 JP H0651761B2 JP 60083228 A JP60083228 A JP 60083228A JP 8322885 A JP8322885 A JP 8322885A JP H0651761 B2 JPH0651761 B2 JP H0651761B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emulsion
cationic
weight
polymerization
acrylate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60083228A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61241308A (en
Inventor
新一 横江
正昭 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Chuo Rika Kogyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chuo Rika Kogyo Corp filed Critical Chuo Rika Kogyo Corp
Priority to JP60083228A priority Critical patent/JPH0651761B2/en
Publication of JPS61241308A publication Critical patent/JPS61241308A/en
Publication of JPH0651761B2 publication Critical patent/JPH0651761B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高い樹脂濃度においても、低粘度を有し、か
つ重合安定性に優れたカチオン性エマルジヨンの製造法
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a cationic emulsion which has a low viscosity even at a high resin concentration and is excellent in polymerization stability.

従来の技術及びその問題点 従来、カチオン性エマルジヨンの製造法としては、カチ
オン性界面活性剤を使用してエマルジヨン重合する方
法、カチオン性の水溶性高分子を保護コロイドとしてエ
マルジヨン重合する方法、カチオン性界面活性剤とカチ
オン性の水溶性高分子を併用してエマルジヨン重合する
方法等が知られている。しかしながら、このような方法
では、エマルジヨン濃度を増大させるに伴い、重合安定
性が低下して粗大粒子が生じ、またエマルジヨンの粘度
が上昇する等の欠点がある。この為に、重合安定性が良
く、かつ低粘度を有するエマルジヨンとしては、エマル
ジヨン濃度が50重量%程度のものが限度である。従つ
て、その実用に際しては、種々問題を生じ、例えば塗料
やセメント等に配合する場合には、水分量が多いことか
ら、硬化速度が遅く、かつ体積収縮が大きくなるなどの
欠点があり、エマルジヨンとしての応用範囲は限定され
たものとなつている。更に、カチオン性界面活性剤を使
用する場合には、(i)界面活性剤の毒性が強いこと、
(ii)エマルジヨン中に泡が発生し易く、消え難いので
これに伴う各種の弊害が生じること、(iii)エマルジ
ヨンや硬化樹脂が黄変し易いこと、などの欠点がある。
Conventional technology and its problems Conventionally, as a method for producing a cationic emulsion, emulsion polymerization using a cationic surfactant, emulsion polymerization using a cationic water-soluble polymer as a protective colloid, cationic There is known a method of emulsion polymerization in which a surfactant and a cationic water-soluble polymer are used in combination. However, such a method has drawbacks such that as the concentration of emulsion is increased, the polymerization stability is lowered, coarse particles are generated, and the viscosity of emulsion is increased. Therefore, the emulsion having a good polymerization stability and a low viscosity has an emulsion concentration of about 50% by weight. Therefore, when it is put into practical use, it causes various problems. For example, when it is mixed with paint, cement, etc., it has drawbacks such as slow curing rate and large volume shrinkage due to a large amount of water. The range of application as is limited. Furthermore, when a cationic surfactant is used, (i) the surfactant is highly toxic,
(Ii) There are drawbacks such that bubbles easily occur in the emulsion and are hard to disappear, so that various harmful effects are caused, and (iii) the emulsion and the cured resin easily turn yellow.

また、ノニオン性界面活性剤の存在下で、エマルジヨン
重合を行ない、得られるエマルジヨンに各種カチオン性
界面活性剤を添加してカチオン性エマルジヨンを製造す
る方法も知られている。この方法でアクリル酸アルキル
エステル又はメタクリル酸アルキルエステルを乳化重合
させる場合には、ノニオン性界面活性剤のHLBが重合安
定性に大きな影響を与えることは、よく知られており、
HLBが15に満たない界面活性剤では、重合安定性が著し
く低下し、従つてHLB15以上の界面活性剤が使用されて
いる。しかしながらこのように高いHLBの界面活性剤を
用いたエマルジヨン製造方法においても、エマルジヨン
を高濃度とすると、エマルジヨンの重合安定性が低下し
て、粗大粒子が生じたり、或いはエマルジヨンの粘度が
上昇したりし易く、高濃度、低粘度のカチオン性エマル
ジヨンは得ることはできない。更に、このようなエマル
ジヨンでは、カチオン性物質とエマルジョン粒子との結
合が弱く、容易にカチオン性物質で脱離し、エマルジヨ
ン粒子は不安定となり易いという欠点があり、エマルジ
ヨンは、機械的安定性、化学的安定性に劣るものであ
る。
There is also known a method in which emulsion polymerization is carried out in the presence of a nonionic surfactant, and various cationic surfactants are added to the emulsion obtained to produce a cationic emulsion. It is well known that when emulsion-polymerizing an acrylic acid alkyl ester or a methacrylic acid alkyl ester by this method, HLB of the nonionic surfactant greatly affects the polymerization stability,
With surfactants having an HLB of less than 15, the polymerization stability is significantly reduced, and therefore surfactants with HLB of 15 or higher are used. However, even in the method for producing emulsion using such a high HLB surfactant, if the concentration of emulsion is high, the polymerization stability of emulsion decreases, coarse particles are generated, or the viscosity of emulsion increases. It is difficult to obtain a cationic emulsion having a high concentration and a low viscosity. Further, in such emulsion, there is a defect that the bond between the cationic substance and the emulsion particles is weak, and the emulsion substance is easily desorbed by the cationic substance, and the emulsion particle is likely to become unstable. It is inferior in stability.

また、カチオン性モノマーの存在下に、エチレン系不飽
和単量体を乳化重合して、カチオン性エマルジヨンを製
造する方法も知られている(特公昭43−28110号)。し
かしながら、この方法においては、エマルジヨンの樹脂
濃度を高くするに伴い、粘度が上昇し、また重合安定性
が低下するなどの欠点がある。また、このようなカチオ
ン性エマルジヨンでは、カチオン性モノマーの添加量を
増加することによつて重合安定性を改善することは可能
であるが、カチオン性モノマーの添加量を増加すると樹
脂乾燥皮膜の耐水性が著るしく劣るものとなり、容易に
再乳化するという問題点がある。
Further, there is also known a method of producing a cationic emulsion by emulsion-polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in the presence of a cationic monomer (Japanese Patent Publication No. 43-28110). However, this method has drawbacks such that the viscosity increases and the polymerization stability decreases as the resin concentration of emulsion is increased. In addition, in such a cationic emulsion, it is possible to improve the polymerization stability by increasing the addition amount of the cationic monomer, but if the addition amount of the cationic monomer is increased, the water resistance of the resin dry film is increased. The property becomes extremely inferior, and there is a problem that it is easily re-emulsified.

問題点を解決するための手段 本発明者は、上記した如き、従来技術の問題点に鑑み
て、高濃度、低粘度であつて、かつ重合安定性及び機械
的、化学的安定性に優れたカチオン性エマルジヨンの製
造法を見出すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、カ
チオン性モノマーとしてのアミノ基含有アクリル系モノ
マーの存在下に、アクリル酸アルキルエステル及び/又
はメタクリル酸アルキルエステルの乳化重合を行なうに
際して、従来アクリル系モノマーの乳化重合には使用さ
れてない14以下のHLB値を有するポリエチレンオキサイ
ド系ノニオン界面活性剤を使用することによつて、意外
にも重合安定性に優れたカチオン性エマルジヨンが得ら
れ、このエマルジヨンは、高濃度、低粘度とすることが
でき、広範囲の用途に使用し得るものであることを見出
した。本発明は、このような知見に基くものである。
Means for Solving the Problems In view of the problems of the prior art as described above, the present inventor has a high concentration, low viscosity, and excellent polymerization stability and mechanical and chemical stability. We have conducted extensive research to find a method for producing a cationic emulsion. As a result, when emulsion polymerization of an alkyl acrylate and / or an alkyl methacrylate is carried out in the presence of an amino group-containing acrylic monomer as a cationic monomer, it has not been conventionally used for emulsion polymerization of an acrylic monomer. By using a polyethylene oxide nonionic surfactant having an HLB value of 14 or less, surprisingly, a cationic emulsion excellent in polymerization stability can be obtained, and this emulsion has a high concentration and a low viscosity. It has been found that it can be used in a wide range of applications. The present invention is based on such knowledge.

即ち、本発明は、全モノマーに対して1〜5重量%のア
ミノ基含有アクリル系モノマーの存在下に、アクリル酸
アルキルエステル及び/又はメタクリル酸アルキルエス
テルを乳化重合するに際して、HLB値14以下のポリエチ
レンオキサイド系ノニオン界面活性剤を存在させること
を特徴とするカチオン性エマルジョンの製造法に係る。
That is, in the present invention, when emulsion-polymerizing an alkyl acrylate and / or an alkyl methacrylate in the presence of 1 to 5% by weight of an amino group-containing acrylic monomer based on all monomers, an HLB value of 14 or less is obtained. The present invention relates to a method for producing a cationic emulsion, which is characterized by including a polyethylene oxide nonionic surfactant.

本発明において、界面活性剤としては、HLB値14以下の
ポリエチレンオキサイド系ノニオン界面活性剤を使用
し、好ましくは、4〜14のHLB値を有するポリエチレン
オキサイド系ノニオン界面活性剤を使用する。本発明に
おいて、HLB値は分子中のエチレン オキシドの重量パ
ーセントEに基づいて、HLB=E/5により算出した数
値である。本発明では、従来アクリル系モノマーの乳化
重合においては、重合安定姓が劣るとして使用されなか
つた14以下のHLB値を有するポリエチレンオキサイド系
ノニオン界面活性剤を、アミノ基含有アクリル系モノミ
ーと組み合わせて使用することによつて、重合安定性を
低下させることなくHLB14以下のノニオン界面活性剤を
使用することが可能となり、更に意外にもこのように組
み合わせて使用する場合には、高樹脂濃度でも重合安定
性の低下が少なく、エマルジヨンを安定生産できること
が明らかとなつた。また、このようにして得られるエマ
ルジヨンは樹脂濃度が60%程度の状態においても、粘度
が低く、しかも機械的安定性、化学的安定性に優れたも
のであり、各種の用途に好適に使用し得るものであるこ
とが判つた。
In the present invention, as the surfactant, a polyethylene oxide nonionic surfactant having an HLB value of 14 or less is used, and preferably a polyethylene oxide nonionic surfactant having an HLB value of 4 to 14 is used. In the present invention, the HLB value is a numerical value calculated by HLB = E / 5 based on the weight percentage E of ethylene oxide in the molecule. In the present invention, in emulsion polymerization of an acrylic monomer, a polyethylene oxide nonionic surfactant having an HLB value of 14 or less, which has not been used as a poor polymerization stability, is used in combination with an amino group-containing acrylic monomy. By doing so, it is possible to use a nonionic surfactant having an HLB of 14 or less without lowering the polymerization stability, and, surprisingly, when using such a combination, the polymerization stability is high even at a high resin concentration. It was clarified that the emulsion can be stably produced with little deterioration of the sex. Further, the emulsion obtained in this manner has a low viscosity even when the resin concentration is about 60%, and is excellent in mechanical stability and chemical stability, and is suitable for use in various applications. It turned out to be a reward.

本発明において使用できるポリエチレンオキサイド系ノ
ニオン界面活性剤としては、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セチルエーテル、ポリ
オキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレ
ンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンノニルエーテ
ル、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリ
オキシエチレンソルビタンモノラウリレート、ポリオキ
シエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエ
チレンソルビタンモノオレエート、オキシエチレンオキ
シプロピレンブロツクポリマー等を例示できる。
Polyethylene oxide nonionic surfactants that can be used in the present invention include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene nonyl ether, and polyoxyethylene nonyl ether. Examples thereof include phenyl ether, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, oxyethylene oxypropylene block polymer and the like.

ノニオン性界面活性剤の使用量は、エマルジヨンに対し
て要求される性質に応じて変わりうるが、一般に、重合
安定性を向上させて粗大粒子の発生を抑制する目的やエ
マルジヨンの機械的、化学的安定性を向上させる目的に
は界面活性剤の使用量が多いことが望ましく、乾燥皮膜
の耐水性を向上させるためには使用量が少ない方が望ま
しく、通常全モノマーに対して1〜10重量%程度の範囲
内から目的に応じて使用量を決定すればよい。
The amount of the nonionic surfactant used may vary depending on the properties required for the emulsion, but generally, the purpose is to improve the polymerization stability and suppress the generation of coarse particles, and the mechanical and chemical properties of the emulsion. A large amount of surfactant is preferably used for the purpose of improving stability, and a small amount is preferable for improving the water resistance of the dry film, usually 1 to 10% by weight based on all monomers. The amount to be used may be determined within the range of the degree according to the purpose.

本発明では、アクリル酸アルキルエステル及びメタクリ
ル酸アルキルエステルとして各種のものが使用でき、例
えばアクリル酸アルキルエステルの具体例としては、メ
チルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリ
レート、2−エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシ
プロピルアクリレート、β−エトキシエチルアクリレー
ト、グリシジルアクリレート等を挙げることができる。
またメタクリル酸アルキルエステルの具体例としては、
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチル
メタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、
ヒドロキシプロピルメタクリレート、β−エトキシエチ
ルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等を挙げ
ることができる。これらのモノマーは、単独又は適宜組
み合わせて使用することができる。本発明では、また、
必要に応じて、アクリル酸アルキルエステル又は、メタ
クリル酸アルキルエステルと共重合が可能な他のモノマ
ーを添加して共重合させてもよい。このようなモノマー
としては、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル、
塩化ビニル等のビニル系モノマーを例示でき、アクリル
酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステル
に対して1/1(重量比)程度まで添加することができ
る。
In the present invention, various ones can be used as acrylic acid alkyl ester and methacrylic acid alkyl ester. For example, specific examples of acrylic acid alkyl ester include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, Examples include β-ethoxyethyl acrylate and glycidyl acrylate.
Further, specific examples of the methacrylic acid alkyl ester include
Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate,
Examples thereof include hydroxypropyl methacrylate, β-ethoxyethyl methacrylate, glycidyl methacrylate and the like. These monomers can be used alone or in appropriate combination. In the present invention,
If necessary, another monomer copolymerizable with the acrylic acid alkyl ester or the methacrylic acid alkyl ester may be added for copolymerization. Such monomers include vinyl acetate, styrene, acrylonitrile,
Examples of vinyl monomers such as vinyl chloride can be added up to about 1/1 (weight ratio) with respect to alkyl acrylate and alkyl methacrylate.

本発明では、エマルジヨンにカチオン性に付与するため
に、カチオン性モノマーであるアミノ基含有アクリル系
モノマーの存在下に重合反応を行なう。アミノ基含有ア
クリル系モノマーとしては、一般式 (式中、Rは水素又はメチル基、RはC〜C
アルキレン基、R及びRは水素又はC〜Cのア
ルキル基を表わす)で示されるアミノアルキル(メタ)
アクリレート及び/又は一般式 (式中、Rは水素又はメチル基、RはC〜C
アルキレン基、R及びRは水素又はC〜Cのア
ルキル基を表わす)で示されるN−アミノアルキル(メ
タ)アクリルアミドを用いることができる。アミノ基含
有アクリル系モノマーの使用量は、全モノマーに対して
1〜5重量%の範囲とし、所望するエマルジョンの性質
に応じて決定すればよい。アミノ基含有アクリル系モノ
マーの使用量が多くなりすぎると樹脂乾燥皮膜の耐水性
の低下やエマルジヨンの粘度の上昇が大きくなり、一方
アミノ基含有アクリル系モノマーの使用量が少ないとエ
マルジヨンの重合安定性が低下する傾向にあるが、本発
明では、アミノ基含有アクリル系モノマーと前記したノ
ニオン性界面活性剤とを併用して、適宜使用量を組み合
わせることによつて、高濃度、低粘度であつて重合安定
性に優れ、かつ乾燥皮膜の耐水性に優れたエマルジヨン
の製造が可能になつた。
In the present invention, the polymerization reaction is carried out in the presence of an amino group-containing acrylic monomer, which is a cationic monomer, in order to impart cationic properties to the emulsion. The amino group-containing acrylic monomer has a general formula (In the formula, R 1 represents hydrogen or a methyl group, R 2 represents a C 1 to C 8 alkylene group, and R 3 and R 4 represent hydrogen or a C 1 to C 6 alkyl group). )
Acrylate and / or general formula (Wherein R 1 represents hydrogen or a methyl group, R 2 represents a C 1 to C 8 alkylene group, R 3 and R 4 represent hydrogen or a C 1 to C 6 alkyl group). (Meth) acrylamide can be used. The amount of the amino group-containing acrylic monomer used may be in the range of 1 to 5% by weight based on the total monomers, and may be determined according to the desired properties of the emulsion. If the amount of the amino group-containing acrylic monomer used is too large, the water resistance of the resin dry film will decrease and the viscosity of the emulsion will increase, while if the amount of the amino group-containing acrylic monomer used is small, the polymerization stability of the emulsion will be high. However, in the present invention, by using the amino group-containing acrylic monomer and the above-mentioned nonionic surfactant in combination, by appropriately combining the amounts, a high concentration and a low viscosity can be obtained. It has become possible to produce emulsions with excellent polymerization stability and excellent dry film water resistance.

アミノ基含有アクリル系モノマーの具体例としては、一
般式(I)のアミノアルキル(メタ)アクリレートとし
て、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアク
リレート、ジメチルアミノプロピルメタクリレート、t
−ブチルアミノエチルアクリレート、t−ブチルアミノ
エチルメタクリレート、モノメチルアミノエチルアクリ
レート、モノメチルアミノエチルメタクリレート等を挙
げることができる。一般式(II)のN−アミノアルキル
(メタ)アクリルアミドとしては、ジメチルアミノプロ
ピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリ
ルアミド、ジメチルアミノエチルアクリルアミド、ジメ
チルアミノエチルメタクリルアミド等を例示できる。
Specific examples of the amino group-containing acrylic monomer include dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropyl acrylate, dimethylaminopropyl methacrylate, and t as aminoalkyl (meth) acrylate of the general formula (I).
-Butylaminoethyl acrylate, t-butylaminoethyl methacrylate, monomethylaminoethyl acrylate, monomethylaminoethyl methacrylate and the like can be mentioned. Examples of the N-aminoalkyl (meth) acrylamide of the general formula (II) include dimethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropylmethacrylamide, dimethylaminoethylacrylamide, dimethylaminoethylmethacrylamide and the like.

カチオン性モノマーは、酸によつて中和して使用され
る。中和度(酸/アミノ基含有アクリル系モノマー(モ
ル比))は、0.2程度以上とし、エマルジヨンの用途に
応じて、1を上回ることもできる。具体的には、中和度
が高くなると親水性が強くなり、中和度が低くなると乳
化力が弱くなつて重合安定性が低下する傾向にあるの
で、使用する共重合モノマーや界面活性剤の性質や使用
量、製品エマルジヨンの用途等に応じて中和度を決定す
ればよい。
The cationic monomer is used after being neutralized with an acid. The degree of neutralization (acid / amino group-containing acrylic monomer (molar ratio)) is about 0.2 or more, and can be more than 1 depending on the application of emulsion. Specifically, when the degree of neutralization becomes high, the hydrophilicity becomes strong, and when the degree of neutralization becomes low, the emulsifying power becomes weak and the polymerization stability tends to decrease. The degree of neutralization may be determined according to the properties, the amount used, the intended use of the product emulsion, and the like.

中和に使用する酸としては、各種の無機酸又は有機酸を
用いることができ、無機酸としては、例えば、塩酸、硫
酸、リン酸、硝酸等が使用でき、有機酸としては、例え
ば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、クエン酸、
リンゴ酸等が使用できる。
As the acid used for neutralization, various inorganic acids or organic acids can be used, and as the inorganic acid, for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc. can be used, and as the organic acid, for example, formic acid. , Acetic acid, propionic acid, succinic acid, citric acid,
Malic acid etc. can be used.

本発明における重合方法は、通常の乳化重合方法に従え
ばよく、例えば、メインモノマー、アミノ基含有アクリ
ル系モノマー及びノニオン性界面活性剤を一括して仕込
み重合する方法、各成分を連続供給しながら重合する方
法など各種の方法が可能であり、いずれの方法によつて
も所期の目的を達成するカチオン性エマルジヨンを得る
ことができる。また、連続供給する場合には、各成分を
単独で添加してもよく、任意の成分を予め混合して添加
してもよい。重合反応は、加温下に行ない、通常50〜85
℃程度の温度で行なえばよい。
The polymerization method in the present invention may be carried out according to a usual emulsion polymerization method, for example, a method of charging and polymerizing a main monomer, an amino group-containing acrylic monomer and a nonionic surfactant all at once, while continuously supplying each component. Various methods such as a method of polymerizing are possible, and any method can obtain a cationic emulsion which achieves the intended purpose. In the case of continuous supply, each component may be added alone, or any component may be mixed in advance and added. The polymerization reaction is carried out under heating, usually 50 to 85
It may be performed at a temperature of about ℃.

本発明では、重合反応の触媒として、一般のノニオン性
触媒及びカチオン性触媒をいずれも使用できるが、公知
のカチオン性触媒である2,2′−アゾビス(2−アミジ
ノプロパン)の水溶性塩、例えば塩酸塩等を使用するこ
とが好ましい。
In the present invention, as the catalyst for the polymerization reaction, both a general nonionic catalyst and a cationic catalyst can be used, but a water-soluble salt of a known cationic catalyst 2,2′-azobis (2-amidinopropane), For example, it is preferable to use hydrochloride or the like.

本発明では、また必要に応じて、安定性の低下、粘度の
上昇等の弊害が生じない範囲内において、他のノニオン
性界面活性剤、水溶性高分子等を併用することもでき
る。又、各種アルコール、アルデヒド、メルカプタン等
の連鎖移動剤を各種弊害を生じない範囲内で使用する事
もできる。
In the present invention, if necessary, other nonionic surfactants, water-soluble polymers and the like may be used in combination within a range that does not cause adverse effects such as decrease in stability and increase in viscosity. Further, chain transfer agents such as various alcohols, aldehydes and mercaptans can be used within a range that does not cause various harmful effects.

発明の効果 本発明によつて得られるカチオン性エマルジヨンは、高
濃度の状態においても、重合安定性に優れ、粗大粒子の
発生が少なく、連続的に安定生産できる。また樹脂60重
量%程度の高濃度においても、低粘度であり、かつ機械
的安定性、化学的安定性が良いので、作業性に優れ各種
用途に適用できる。また、カチオン性界面活性剤を使用
しないので、泡の発生が少なく、かつ界面活性剤に起因
する毒性の問題も生じない。更に、ノニオン界面活性剤
とアミノ基含有アクリル系モノマーとを組み合わせて使
用することにより、重合安定性を低下させることなく、
アミノ基含有アクリル系モノマーの使用量を減少させる
ことが可能となり、乾燥皮膜は、耐水性に優れたものと
なる。
EFFECTS OF THE INVENTION The cationic emulsion obtained according to the present invention is excellent in polymerization stability even in a high-concentration state, has few coarse particles, and can be continuously and stably produced. Further, even at a high concentration of about 60% by weight of the resin, it has a low viscosity and good mechanical stability and chemical stability, so it has excellent workability and can be applied to various applications. Further, since no cationic surfactant is used, the generation of bubbles is small, and the problem of toxicity due to the surfactant does not occur. Furthermore, by using a combination of a nonionic surfactant and an amino group-containing acrylic monomer, without lowering the polymerization stability,
It is possible to reduce the amount of the amino group-containing acrylic monomer used, and the dry film has excellent water resistance.

本発明により得られるカチオン性エマルジヨンは、上記
した如き、優れた性質を有するものであつて、カチオン
性エマルジヨンとして、各種用途に使用し得るものであ
り、以下に示すような優れた効果を奏する。
The cationic emulsion obtained by the present invention has excellent properties as described above and can be used in various applications as the cationic emulsion, and has the following excellent effects.

カチオン性であるために、アニオン性物質(通常の木
材、紙、繊維、コンクリート、金属等)に対する吸着
性、密着性に優れ、カチオン性物質(例えば、ある種の
帯電防止剤、ポリアミン、多価金属イオン等)との混和
安定性が良好である。
Being cationic, it has excellent adsorption and adhesion to anionic substances (normal wood, paper, fiber, concrete, metal, etc.), and cationic substances (eg, certain antistatic agents, polyamines, polyvalents) Good mixing stability with metal ions, etc.).

高濃度であるために、乾燥速度が速く、塗料等への配
合に際して、配合の自由度が大きく、また高濃度で体積
収縮の小さい配合品を得ることができる。更に、高濃度
であることから、運送費を低減することもできる。
Since the concentration is high, it is possible to obtain a blended product which has a high drying rate, has a large degree of freedom of blending when blended into a paint or the like, and has a high concentration and a small volume shrinkage. Further, since the concentration is high, the transportation cost can be reduced.

アミノ基含有アクリル系モノマーの種類、配合量、中
和度やノニオン性界面活性剤の種類、配合量等を選択す
ることによつてエマルジヨンの機械的安定性、化学的安
定性を調節することができ、更にエマルジヨン配合物の
粘性コントロールも可能である。
It is possible to control the mechanical stability and chemical stability of emulsion by selecting the type and amount of the amino group-containing acrylic monomer, the degree of neutralization and the type and amount of the nonionic surfactant. Moreover, it is possible to control the viscosity of the emulsion formulation.

実施例 以下、実施例を示して本発明を詳細に説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

実施例1〜7及び比較例1〜6 撹拌翼、コンデンサー及び温度計を備えたセパラブルフ
ラスコに、窒素置換したイオン交換水65重量部を加え、
次いで第1表に示す界面活性剤を添加して溶解した。
Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6 To a separable flask equipped with a stirring blade, a condenser and a thermometer, 65 parts by weight of nitrogen-exchanged deionized water was added,
Then, the surfactants shown in Table 1 were added and dissolved.

次に、この界面活性剤溶液を75℃に保つて、アミノ基含
有アクリル系モノマーとして、ジメチルアミノエチルメ
タクリレート2重量部(実施例7はジメチルアミノエチ
ルアクリレート2重量部)を添加した後、36%塩酸をイ
オン交換水で塩酸濃度18%に希釈したものを1.6重量部
(実施例7は1.5重量部)加えて十分に混合してアミノ
基含有アクリル系モノマーを中和した後、2,2′−アゾ
ビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩の14%水溶液を
0.7重量部添加した。次いでメチルメタアクリレートと
2−エチル−ヘキシル−アクリレートの1/1(重量
比)混合液98重量部の連続滴下を開始した。フラスコ内
部は、ウオーターバスによつて78℃±2℃に保ち、モノ
マー混合液の滴下は、4時間で終了した。
Next, this surfactant solution was kept at 75 ° C., and 2 parts by weight of dimethylaminoethyl methacrylate (2 parts by weight of dimethylaminoethyl acrylate in Example 7) was added as an amino group-containing acrylic monomer. 1.6 parts by weight of hydrochloric acid diluted with ion exchanged water to a concentration of 18% (1.5 parts by weight in Example 7) was added and mixed sufficiently to neutralize the amino group-containing acrylic monomer, and then 2,2 ' A 14% aqueous solution of azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride
0.7 parts by weight was added. Then, continuous dropwise addition of 98 parts by weight of a 1/1 (weight ratio) mixed solution of methyl methacrylate and 2-ethyl-hexyl-acrylate was started. The inside of the flask was kept at 78 ° C. ± 2 ° C. with a water bath, and the dropping of the monomer mixture solution was completed in 4 hours.

モノマー混合液滴下終了後、2,2′−アゾビス(2−ア
ミジノプロパン)二塩酸塩の14%水溶液を0.7重量部添
加して、フラスコ内の温度を82±2℃として、2時間放
置した後、冷却してカチオン性エマルジヨンを得た。
After completion of the monomer mixture droplets, 0.7 parts by weight of a 14% aqueous solution of 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride was added, and the temperature inside the flask was adjusted to 82 ± 2 ° C and left for 2 hours. Then, it was cooled to obtain a cationic emulsion.

得られたエマルジヨンの樹脂濃度を下記に示す方法で測
定した結果、すべて約60%であつた。また、このエマル
ジヨンの物性を測定した結果を第1表に示す。測定法は
以下に示す通りである。
As a result of measuring the resin concentration of the obtained emulsion by the method shown below, all were about 60%. The results of measuring the physical properties of this emulsion are shown in Table 1. The measuring method is as shown below.

樹脂濃度(JIS K 6833に準ず) 試料1gをアルミニウム製の直径4cmの皿に正確にはかり
とり、105〜110℃に保つた乾燥器に入れて3時間加熱
し、デシケーター中で放冷後、試料の乾燥後の重量を精
秤した。
Resin concentration (according to JIS K 6833) Accurately weigh 1 g of sample in a plate made of aluminum with a diameter of 4 cm, put it in a dryer kept at 105 to 110 ° C for 3 hours, let it cool in a desiccator, then sample The weight of the dried product was precisely weighed.

粘度(JIS K 6833に準ず) 試料約250gをポリビーカーに採り、25±1℃の水槽中で
1時間浸漬後、ガラス棒で充分に撹拌し、B型粘度計12
rpmの粘度を測定した。
Viscosity (according to JIS K 6833) Approximately 250 g of a sample is placed in a polybeaker, immersed in a water tank at 25 ± 1 ° C for 1 hour, then thoroughly stirred with a glass rod and a B-type viscometer 12
The rpm viscosity was measured.

ロ過残渣 エマルジヨンを100メツシユステンレス鋼を通過させて
生じるロ過残渣の乾燥重量を秤量し、エマルジヨン重量
に対するロ過残渣重量の比率を求めた。
The dry weight of the filtration residue produced by passing the filtration residue emulsion through 100 mesh stainless steel was weighed to determine the ratio of the filtration residue weight to the emulsion weight.

第1表から明らかな如く、実施例1〜7で得られたエマ
ルジヨンは、樹脂濃度が約60%であつて粘度はすべて20
000cps以下と低く、またロ過残渣は0.1以下であり、安
定生産が可能であつた。これに対して、界面活性剤を使
用しない比較例6では、エマルジヨンがゲル化し、HLB
が本発明の範囲外であるノニオン性界面活性剤を使用し
た比較例1〜5では、粘度の上昇やロ過残渣の増加など
の障害が生じた。
As is clear from Table 1, the emulsions obtained in Examples 1 to 7 had a resin concentration of about 60% and a viscosity of 20%.
It was as low as 000 cps or less, and the filtration residue was 0.1 or less, and stable production was possible. On the other hand, in Comparative Example 6 in which no surfactant is used, the emulsion gels and HLB
However, in Comparative Examples 1 to 5 in which the nonionic surfactant outside the scope of the present invention was used, problems such as increase in viscosity and increase in filtration residue occurred.

比較例 7 ノニオン性界面活性剤を使用することなくイオン交換水
116重量部、ジメチルアミノエチルメタクリレートを8
重量部、メチルメタクリレートと2−エチル−ヘキシル
アクリレートの1/1(重量比)混合液94重量部、18%
塩酸4.8重量部を使用すること以外は実施例1と同様に
して、樹脂分45%のカチオン性エマルジヨンを得た。エ
マルジヨンは、粘度500cpsであり、ロ過残渣は0.1であ
つて物性は良好であつたが、乾燥皮膜は、水中に浸漬し
た場合に再乳化寸前の状態で耐水性に極めて劣るもので
あった。
Comparative Example 7 Ion-exchanged water without using a nonionic surfactant
116 parts by weight, 8 parts of dimethylaminoethyl methacrylate
Part by weight, 1/1 (weight ratio) mixed solution of methyl methacrylate and 2-ethyl-hexyl acrylate 94 parts by weight, 18%
A cationic emulsion having a resin content of 45% was obtained in the same manner as in Example 1 except that 4.8 parts by weight of hydrochloric acid was used. The emulsion had a viscosity of 500 cps and a filtration residue of 0.1 and had good physical properties, but the dry film had very poor water resistance when it was immersed in water, just before re-emulsification.

比較例8 界面活性剤として、ノニオン界面活性剤であるHLB値が
8.6のソルビタンラウレートを3.5重量部用いる以外は、
実施例1と同様にして、カチオン性エマルジョンを得
た。
Comparative Example 8 As a surfactant, the nonionic surfactant has an HLB value of
Except using 3.5 parts by weight of 8.6 sorbitan laurate,
A cationic emulsion was obtained in the same manner as in Example 1.

得られたエマルジョンは、粘度が50000cpsと高く、また
ロ過残渣は5%以上であり、重合安定性に劣るものであ
った。
The obtained emulsion had a high viscosity of 50,000 cps and a filtration residue of 5% or more, and was inferior in polymerization stability.

比較例9 界面活性剤として、カチオン界面活性剤であるアルキル
トリメチルアンモニウムクロライドを2.0重量部用いる
以外は、実施例1と同様にして、カチオン性エマルジョ
ンを得た。
Comparative Example 9 A cationic emulsion was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2.0 parts by weight of alkyltrimethylammonium chloride, which is a cationic surfactant, was used as the surfactant.

得られたエマルジョンは、ロ過残渣は0.1%であった
が、粘度が60000cpsと高く、また、含泡が多く実用に耐
えないものであった。
The obtained emulsion had a filtration residue of 0.1%, but had a high viscosity of 60,000 cps, and contained a lot of bubbles, which was not practical.

比較例10 アミノ基含有アクリル系モノマーとしてジメチルアミノ
エチルメタクリレートを8重量部を用いる以外は、実施
例1と同様にして、カチオン性エマルジョンを得た。
Comparative Example 10 A cationic emulsion was obtained in the same manner as in Example 1 except that 8 parts by weight of dimethylaminoethyl methacrylate was used as the amino group-containing acrylic monomer.

得られたエマルジョンは、ロ過残渣は0.1%であった
が、粘度が50000cpsと高く、乾燥皮膜は、水中に浸漬し
た場合に再乳化寸前の状態で、耐水性に極めて劣るもの
であった。
The obtained emulsion had a filtration residue of 0.1%, but had a high viscosity of 50,000 cps, and the dry film had a very poor water resistance when it was immersed in water and was about to be re-emulsified.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】全モノマーに対して1〜5重量%のアミノ
基含有アクリル系モノマーの存在下に、アクリル酸アル
キルエステル及び/又はメタクリル酸アルキルエステル
を乳化重合するに際して、HLB値14以下のポリエチレン
オキサイド系ノニオン界面活性剤を存在させることを特
徴とするカチオン性エマルジョンの製造法。
1. A polyethylene having an HLB value of 14 or less when emulsion-polymerizing an acrylic acid alkyl ester and / or a methacrylic acid alkyl ester in the presence of 1 to 5 wt% of an amino group-containing acrylic monomer based on all monomers. A method for producing a cationic emulsion, which comprises the presence of an oxide nonionic surfactant.
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