JP2004530751A

Process for the preparation of latices using block copolymers as surfactants

Abstract

The subject of the present invention is for producing latex by radical aqueous emulsion polymerization in the presence of at least one ethylenically unsaturated monomer, at least one radical polymerization initiator, and at least one surface active block copolymer. A process, the block copolymer comprises at least one hydrophilic block and at least one hydrophobic block, prepared in a "living" or "controlled" preparation process, with a number average molecular weight of 2000 to 20000. Between 4000 and 16000, the glass transition temperature of the hydrophobic block is lower than 30 ° C, preferably lower than 25 ° C and higher than -100 ° C, and the surface tension is high. , Concentration in water desalted at 20 ° C 1 atm 10-4Measured below mol / l, it is less than 60 millinewton / meter (mN / m), preferably less than 50 mN / m, and the transfer agent is inactive with respect to the radical polymerization. The resulting latex can be used especially in the fields of paints, adhesives, and building materials.

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Projected expiry passed 2 May 2022, 4.4 years ago.

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20 claims: 2 independent, 18 dependent

  1. 1
    ラテックスを製造するプロセスであって:a) 反応混合物のラジカル水性エマルジョン重合を行ってラテックスを得るステップ、前記反応混合物は、少なくとも1つのエチレン性不飽和モノマーと、少なくとも1つのラジカル重合開始剤と、少なくとも1つの有効な量の表面活性なブロック共重合体とを含み、前記共重合体は少なくとも1つの親水性ブロックと少なくとも1つの疎水性ブロックを含み、移動剤(transfer agent)を用いる“リビング”調製プロセスによって調製され;-数平均分子量が2 000から20 000g/molの間であり、 -該疎水性ブロックのガラス転移温度が30°Cよりも低く、かつ-100°Cよりも高く、かつ -20°C及び1気圧の下で脱塩された水の中での濃度10 -4 mol/l以下で測定される表面張力が60ミリニュートン/メートル(mN/m)未満であり、 -該移動剤は前記ラジカル重合に関しては不活性にされている、及びb) こうして得られたラテックスを回収するステップ;を含むプロセス。
  2. 2
    該共重合体が:-数平均分子量が4 000から16 000g/molの間であり、 -該疎水性ブロックのガラス転移温度が25°Cよりも低く、かつ -表面張力が50ミリニュートン/メートル未満である、ことを特徴とする請求項1に記載のプロセス。
  3. 3
    該移動剤が、ジチオエステル、チオエステル-チオン、ジチオカルバメート、及びザンテートから成る群から選択されることを特徴とする請求項1に記載のプロセス。
  4. 4
    該ブロック共重合体が、次のステップを含むプロセス、すなわち、aa) 最初の実施ステップとして:-少なくとも1つのエチレン性不飽和モノマー、 -少なくとも1つのフリー・ラジカルの源、及び -少なくとも1つの化学式(I)の移動剤: を接触させてポリマーを得るステップ、ここで: -Rは、R2O-, R2R’2N- 又はR3-基を表し: R2とR’2は、同一又は異なっており、(i)アルキル、アシル、アリール、アルケン、又はアルキン基、(ii)オプションとして芳香族の、飽和又は不飽和の炭素状リング、又は(iii)飽和又は不飽和のヘテロサイクル、を表し、これらの基及びリング(i)、(ii)及び(iii)はオプションとして置換されており、 -R3は、H,Cl,アルキル、アリール、アルケン、又はアルキン基、オプションとして置換された、飽和又は不飽和の(ヘテロ)サイクル、アルキルチオ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルボキシル、アシルオキシ、カルバモイル、シアノ、ジアルキル-又はジアリールホスフォネート、又はジアルキル-又はジアリールホスフィネート基、又はポリマー鎖、を表し、 -R1は、(i)オプションとして置換されたアルキル、アシル、アリール、アルケン、又はアルキン基、(ii)飽和又は不飽和炭素状リング、オプションとして置換されている又は芳香族、又は(iii)オプションとして置換された、飽和又は不飽和のヘテロサイクル又はポリマー鎖、を表している、及びbb) 上記接触させる操作を: -先行する実施ステップと異なるモノマー、及び -化学式(I)の前駆化合物の代わりに先行する実施ステップから得られるポリマー、を用いて少なくとも1回繰り返すステップ、及びcc) 重合の最後に移動剤を不活性にするステップ、を含むプロセスによって調製されることを特徴とする請求項1に記載のプロセス。
  5. 5
    化学式(I)の該移動剤が、以下の化学式(IA)、(IB)及び(IC)の化合物、すなわち; ここで:-R2とR’2は、(i)アルキル、アシル、アリール、アルケン、又はアルキン基、(ii)オプションとして芳香族の、飽和又は不飽和の炭素状リング、又は(iii)飽和又は不飽和のヘテロサイクル、を表し、これらの基及びリング(i)、(ii)及び(iii)はオプションとして置換されている、を表し -R1とR1’は、(i)オプションとして置換されたアルキル、アシル、アリール、アルケン、又はアルキン基、(ii)オプションとして置換された又は芳香族の飽和又は不飽和な炭素状リング、又は(iii)オプションとして置換された、飽和又は不飽和のヘテロサイクル又はポリマー鎖、を表し、 -pは2と10の間である、化合物から成る群から選択されるジチオカルボネートであることを特徴とする請求項4に記載のプロセス。
  6. 6
    ステップcc)が、マスキング剤によって該移動剤の活性な化学的官能基のマスキング、又は金属触媒による加水分解又は酸化反応による、又は一次ラジカルの使用による該移動剤の破壊を含むことを特徴とする請求項4に記載のプロセス。
  7. 7
    該親水性ブロックが:-不飽和エチレン性モノマー又はジカルボン酸、 -上記のタイプのジカルボン酸の、好ましくは1~4炭素原子を有する、アルカノールとのモノアルキル・エステル及びそのN-置換誘導体、 -不飽和カルボン酸のアミド、及び -スルホン酸基及びそのアルカリ金属又はアンモニウム塩を含むエチレン性モノマー、から成る群から選択される親水性モノマーから由来することを特徴とする請求項4に記載のプロセス。
  8. 8
    該親水性ブロックが、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、2-ヒドロキシエチル・アクリレート又はメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸、アルファ-アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、2-スルフォエチル・メタクリレート、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、及びスチレンスルフォネートから成る群から選択される親水性モノマーから由来することを特徴とする請求項7に記載のプロセス。
  9. 9
    該疎水性ブロックが、 -アクリル酸又はメタクリル酸の、水素化又はフッ素化されたC 1 -C 12 アルコールとのエステル、 -3~12炭素原子を有するビニルニトリル、 -カルボン酸ビニル・エステル、 -ビニル・ハロゲン化物、 -ビニルアミン・アミド、 -第二級、第三級又は第四級アミノ基、又は窒素を含む複素環式基を含む不飽和エチレン性モノマー、から成る群から選択される疎水性モノマーから由来することを特徴とする請求項4に記載のプロセス。
  10. 10
    該疎水性ブロックが、メチル・アクリレート、エチル・アクリレート、プロピル・アクリレート、n-ブチル・アクリレート、イソブチル・アクリレート、2-エチルヘキシル・アクリレート、t-ブチル・アクリレート、メチル・メタクリレート、エチル・メタクリレート、n-ブチル・メタクリレート、イソブチル・メタクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、ビニル・ベルサテート、プロピオン酸ビニル、ビニル・ホルムアミド、ビニル・アセトアミド、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ジメチルアミノエチル・アクリレート又はメタクリレート、ジ-tert-ブチルアミノエチル・アクリレート又はメタクリレート、ジメチルアミノメチルアクリルアミド又は-メタクリルアミド、から成る群から選択される疎水性モノマーから由来することを特徴とする請求項9に記載のプロセス。
  11. 11
    該共重合体の重合がテトラヒドロフラン中で又は線状、環式、又は枝分かれC 1 -C 8 脂肪族アルコール中で行われることを特徴とする請求項10に記載のプロセス。
  12. 12
    該アルコールがメタノール、エタノール、シクロヘキサノール、又はエチレン・グリコールであり、該親水性モノマーがアクリル酸(AA)、アクリルアミド(AM)、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸(AMPS)又はスチレンスルフォネート(SS)であることを特徴とする請求項11に記載のプロセス。
  13. 13
    前記プロセスが次のステップ、すなわち:aaa) エチレン性不飽和出発モノマー及び表面活性なブロック共重合体を含む安定な水性プレエマルジョンが調製される、bbb) 従来の界面活性剤、開始剤、及び水を含む反応混合物が2つの開口を有するラジカル重合反応器に導入され、1~10重量(質量)%のステップaaa)で調製されたプレエマルジョンが前記混合物に加えられる、ccc) ステージbbb)の最後に得られた反応混合物が、水中に分散するラテックス粒子から形成される種子を生成するために40から90°Cまでの間の温度に加熱される、ddd) ステージaaa)で得られたプレエマルジョンが追加量の開始剤と共に、反応器の2つの別々の開口からラテックスを生成するために加えられる、そしてeee) オプションとして、ステージddd)で得られたラテックスが40から90°Cまでの間の温度で熱せられる、というステップを含むことを特徴とする請求項1に記載のプロセス。
  14. 14
    -ステップaaa)で、調製されるエマルジョンが3から7%までの間であり、 -ステップccc)で、該温度が60から80°Cまでの間であり、 -オプションとしてのステップeee)で、該温度が60から80°Cまでの間であることを特徴とする請求項13に記載のプロセス。
  15. 15
    該エチレン性不飽和モノマー(単数又は複数)が、スチレン、スチレン誘導体、ブタジエン、クロロプレン、(メタ)アクリル酸エステル及びビニル・ニトリルから成る群から選択されることを特徴とする請求項1に記載のプロセス。
  16. 16
    該ラテックスの重合のさいに用いられる水の全重量に対して0.5~5重量(質量)%の表面活性なブロック共重合体、又は該ラテックスの重合のさいに用いられるモノマーの全重量に対して1~8重量(質量)%の表面活性なブロック共重合体が使用されることを特徴とする請求項1に記載のプロセス。
  17. 17
    該ラテックスの重合のさいに用いられる水の全重量に対して1~4重量(質量)%の表面活性なブロック共重合体、又は該ラテックスの重合のさいに用いられるモノマーの全重量に対して2~5重量(質量)%の表面活性なブロック共重合体が使用されることを特徴とする請求項16に記載のプロセス。
  18. 18
    該ラテックスの重合のさいに用いられる水の全重量に対して0.5~5重量(質量)%の表面活性なブロック共重合体、又は該ラテックスの重合のさいに用いられるモノマーの全重量に対して1~8重量(質量)%の表面活性なブロック共重合体が使用されることを特徴とする請求項13に記載のプロセス。
  19. 19
    該ラテックスの重合のさいに用いられる水の全重量に対して1~4重量(質量)%の表面活性なブロック共重合体、又は該ラテックスの重合のさいに用いられるモノマーの全重量に対して2~5重量(質量)%の表面活性なブロック共重合体が使用されることを特徴とする請求項18に記載のプロセス。
  20. 20
    建材、紙、塗料、又は接着剤の分野での応用を意図した、請求項1のプロセスによって製造されるラテックスを含む配合物(formulation)。
Independent claims20