JPS6088040A - Production of polyorganosiloxane latex - Google Patents
Production of polyorganosiloxane latexInfo
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- JPS6088040A JPS6088040A JP19610783A JP19610783A JPS6088040A JP S6088040 A JPS6088040 A JP S6088040A JP 19610783 A JP19610783 A JP 19610783A JP 19610783 A JP19610783 A JP 19610783A JP S6088040 A JPS6088040 A JP S6088040A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、粒子径制御されたポリオルガノシロキサンラ
テックス及びこれを使用するポリオルガノシロキサンの
グラフト重合体の製法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a polyorganosiloxane latex whose particle size is controlled and a method for producing a graft polymer of polyorganosiloxane using the same.
ビニル系熱可塑性ポリマーの耐候性及び耐衝撃性は、グ
ラフト重合可能な官能器を含むポリオルガノシロキサン
によって改善されることが知られている。しかしオルガ
ノポリシロキサンを樹脂組成物として用いる場合には、
他のビニルモノマーとの反応性が乏しく、有効な化学結
合の形成が困難であった。米国特許第６８９８５００号
明細書には、ビニルシロキサン含有ポリジメチルシロキ
サンポリマーのエマルジョン中テヒニルモノマーを重合
させることによって、スチレン系ポリマーの衝撃強度が
改善されうろことが記載されている。この方法では、シ
ロキサンポリマー中のビニルシロキサンの量に依存して
、０．４〜７フート・ポンドのノツチ伺アイゾツト衝撃
強度が得られるが、ビニル系ポリマーに対するシロキサ
ンの量が増大すると衝撃強度が低下し、例えば２０％シ
ロキサンで約７フート・ポンドの最適値を有するが、４
９ｓｈシロキサンの場合は、２．１７−ト・ポンドに低
下する。またポリジメチルシロキサングラフトポリマー
のゲル合計をアセトン抽出法により測定しているが、ポ
リジメチルシロキサンに対するグラフトポリマー・の割
合は最大１．７６であり、グラフトモノマーのうちグラ
フトに関与したモノマーの割合は１０．９７％でありグ
ラフト効率ぽ非常に悪い。このために、ビニル系ポリマ
ーに対するシロキサン量が増大すると衝撃強度が低下す
るという結果になっている。It is known that the weather resistance and impact resistance of vinyl thermoplastic polymers can be improved by polyorganosiloxanes containing graft-polymerizable functional groups. However, when using organopolysiloxane as a resin composition,
It has poor reactivity with other vinyl monomers, making it difficult to form effective chemical bonds. US Pat. No. 6,898,500 describes that the impact strength of styrenic polymers can be improved by polymerizing tehenyl monomers in emulsions of vinylsiloxane-containing polydimethylsiloxane polymers. This method produces notched and isot impact strengths of 0.4 to 7 foot-pounds, depending on the amount of vinyl siloxane in the siloxane polymer; however, as the amount of siloxane relative to the vinyl polymer increases, impact strength decreases. For example, 20% siloxane has an optimum value of about 7 foot-pounds, but 4
For 9sh siloxane, it drops to 2.17-t pounds. In addition, the total gel of the polydimethylsiloxane graft polymer was measured by the acetone extraction method, and the maximum ratio of graft polymer to polydimethylsiloxane was 1.76, and the ratio of monomers involved in grafting among the graft monomers was 10. The graft efficiency was .97%, which was very poor. For this reason, an increase in the amount of siloxane relative to the vinyl polymer results in a decrease in impact strength.
米国特許４０７１５７７号明細書には、ビニル含有シロ
キサンの代わりにメルヵブトシロキザンを用いることに
よって、ビニルポリマーの衝撃強度を改善する方法が記
載されている。しかしこの方法で得られたビニルポリマ
ーは、ポリジメチルシロキザンーメルヵプトブロピルシ
ロキサンコポリマー中のメルカプト基含量により衝撃強
度が大きく変化しており、メルカプト基を介したグラフ
トポリマーの存在が衝撃特性を向上させて（・ることか
示されている（実施例２参照）。しかしグラフト率の記
載はなく、また乳化重合時のゴム粒子径についての記載
もない。グラフト率はできるだけ高いグラフト効率とす
ることが樹脂製造上望ましく、ゴム粒子径についてはグ
ラフトモノマーにより耐衝撃性を発揮しうる最適の粒子
径が存在し、アクリロニトリル−スチレングラフトポリ
マーの場合は０゜２〜０．３μといわれている。US Pat. No. 4,071,577 describes a method for improving the impact strength of vinyl polymers by replacing vinyl-containing siloxanes with mercabutosiloxanes. However, the impact strength of vinyl polymers obtained by this method varies greatly depending on the mercapto group content in the polydimethylsiloxane-mercaptopropylsiloxane copolymer, and the presence of graft polymers via mercapto groups contributes to the impact strength. (See Example 2). However, there is no description of the grafting rate, nor is there any description of the rubber particle diameter during emulsion polymerization. It is desirable for resin production to do this, and there is an optimum particle size for rubber particles that can exhibit impact resistance depending on the graft monomer, and in the case of acrylonitrile-styrene graft polymers, it is said to be 0°2 to 0.3μ. .
本発明の目的は、ポリオルガノシロキサンゴムの乳化重
合時に、ゴムの粒子径及びアクリロニトリル−スチレン
グラフトモノマーのグラフト効率を向上させることによ
り、良好な耐衝撃性及び耐候性を有する樹脂組成物を得
ることにある。An object of the present invention is to obtain a resin composition having good impact resistance and weather resistance by improving the particle size of the rubber and the grafting efficiency of the acrylonitrile-styrene graft monomer during emulsion polymerization of polyorganosiloxane rubber. It is in.
オルガノシロキサンエマルジョ／は下記のようにして製
造できる。乳化したポリジメチルシロキサンけ 平ｍ諮
詐笛９只ＱＩＱ’）ｎ会塾γド第３２９４７２５号各明
細書より既知である。Organosiloxane emulsion/can be produced as follows. It is known from the specifications of emulsified polydimethylsiloxane, No. 3294725.
その記載によると、アルキルベンゼンスルポン酸は、ポ
リオルガノシロキサンの乳化剤となり、かつ重合開始剤
ともなり、通常はアルキルベンゼンスルポン酸以外の乳
化剤を必要としない。According to the description, alkylbenzene sulfonic acid serves as an emulsifier for polyorganosiloxane and also serves as a polymerization initiator, and usually no emulsifier other than alkylbenzene sulfonic acid is required.
しかし、本発明者らの検討によると、この重合によるポ
リオルガノシロキサンラテックスの粒子径制御は困難で
あり、粒子径０．０８〜０．１６μの粒子しか得られず
、０．１７〜０．４μの粒子を得ることはできなかった
。粒子径の制御は、シード重合又は乳化剤量の制御によ
り行われるが、オルガノシロキサンエマルジョンを製造
する場合は、乳化重合前にホモミキシング等の機械的乳
化操作により、環状又は直鎖状の低分子量シロキサン及
びメルヵプトシロキザン又ハビニルシロキザン、ならび
に架橋剤を乳化させる必要がある。これはシロキザン低
分子社物が水に溶解しないため、適当な大きさに乳化分
散させなし・と水との接触面積が小さくなり、アルキル
ベンゼンスルホン酸による雷介開ｈｂかζ・１−以れな
くなるからである。そのため通常の乳化重合で使用され
るシード重合技術を用いることができない。また乳化剤
量の制御でラテックス粒子径を制御しようとしても、乳
化剤を減少させてラテックス粒子径を太きくしようとす
ると、アルキルベンゼンスルホン酸の量を減少させるこ
ととなり、重合速度が低下して、ポリオルガノシロキサ
ンポリマーが油層となって分離し、安定なラテックスを
製造することができなかった。そこで本発明者らはさら
に研究を進めて、本発明に到達した。However, according to studies conducted by the present inventors, it is difficult to control the particle size of polyorganosiloxane latex through this polymerization, and only particles with a particle size of 0.08 to 0.16μ can be obtained, while particles with a particle size of 0.17 to 0.4μ can only be obtained. It was not possible to obtain particles of The particle size is controlled by seed polymerization or by controlling the amount of emulsifier, but when producing an organosiloxane emulsion, cyclic or linear low molecular weight siloxane is and mercaptosiloxane or havinylsiloxane, and the crosslinking agent need to be emulsified. This is because the siloxane low-molecular-weight product does not dissolve in water, so it is not emulsified and dispersed to an appropriate size, and the contact area with water becomes small, making it impossible for the alkylbenzene sulfonic acid to open hb or ζ. It is from. Therefore, the seed polymerization technique used in normal emulsion polymerization cannot be used. Furthermore, even if an attempt is made to control the latex particle size by controlling the amount of emulsifier, reducing the emulsifier and increasing the latex particle size will result in a decrease in the amount of alkylbenzenesulfonic acid, which will reduce the polymerization rate and cause polyorganic The siloxane polymer separated as an oil layer, making it impossible to produce a stable latex. Therefore, the present inventors conducted further research and arrived at the present invention.
本発明は、オルガノシロキサンの乳化重合時に、重合の
完結したポリオルガノシロキサンラテックスの存在下に
乳化重合を行うことを特徴とすル、ポリオルガノシロキ
サンラテックスの製法である。The present invention is a method for producing polyorganosiloxane latex, characterized in that emulsion polymerization of organosiloxane is carried out in the presence of polyorganosiloxane latex that has completed polymerization.
さらに本発明は、オルガノシロキサンの乳化重合時に、
重合の完結したポリオルガノシロキサンラテックスの存
在下に乳化重合を行うことにより得られたポリオルガノ
シロキサンのラテックスに、モノマーをグラフト重合さ
せることを特徴とする、ポリオルガノシロキサンのグラ
フト重合体の製法である。Furthermore, in the present invention, during emulsion polymerization of organosiloxane,
A method for producing a polyorganosiloxane graft polymer, which comprises graft polymerizing a monomer to a polyorganosiloxane latex obtained by emulsion polymerization in the presence of a polyorganosiloxane latex that has completed polymerization. .
オルガノシロキサンの乳化重合は、重合の完結したポリ
オルガノシロキサンラテックスをポリマー換算で１〜５
０重量％存在させ、このラテックスの存在下に行うこと
が好ましい。In the emulsion polymerization of organosiloxane, the polymerized polyorganosiloxane latex is 1 to 5
It is preferable that the latex be present in an amount of 0% by weight and carried out in the presence of this latex.
本発明を実施するに際しては、環状又は直鎖状の低分子
シロキサン、好ましくは末端ヒドロキシ封鎖のポリシロ
キサン、架橋剤及びメルカプトシロキサン又はビニルシ
ロキサンの混合物ヲ、アルキルベンゼンスルホン酸水溶
液に加え、ホモミキシングしたのち、通常の乳化重合を
行ってポリオルガノシロキサンラテックスを得る。When carrying out the present invention, a mixture of a cyclic or linear low-molecular-weight siloxane, preferably a polysiloxane with a terminal hydroxyl blockade, a crosslinking agent, and a mercaptosiloxane or a vinylsiloxane is added to an aqueous alkylbenzenesulfonic acid solution, followed by homomixing. , a conventional emulsion polymerization is performed to obtain a polyorganosiloxane latex.
これを予備重合ラテックスとする。This is used as prepolymerized latex.
環状又は直鎖状の低分子シロキサン及び架橋剤としては
、例えば一般式
％式％（）
（式中Ｒ１は水素原子、メチル基、エチル基、プロキル
基又はフェニル基、ｑは０，１又は２を示す）で表わさ
れる化合物が用いられる。メルカプトシロキサンとして
は、例えば一般式（式中Ｒ２は水素原子、メチル基、エ
チル基、プロピル基又はフェニル基、ｍはり、 １又は
２、ｐは１〜乙の整数を示す）で表わされる化合物が用
いられる。・−またビニルシロキサ／としては、一般式
％式％（１）
（式中Ｒ３は水素原子、メチル基、エチル基、プロピル
基又はフェニル基、１１は０．１又は２を示す）で表わ
される化合物が用いられる。Cyclic or linear low-molecular-weight siloxanes and crosslinking agents include, for example, the general formula % () (wherein R1 is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a prokyl group, or a phenyl group, and q is 0, 1 or 2 ) is used. Examples of mercaptosiloxanes include compounds represented by the general formula (wherein R2 is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a phenyl group, m is 1 or 2, and p is an integer from 1 to O). used. -Also, vinylsiloxa/ is a compound represented by the general formula % (1) (wherein R3 is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a phenyl group, and 11 represents 0.1 or 2). is used.
次いで再び環状又は直鎖状の低分子量シロキサン、架橋
剤及びメルカプトシロキサン又はビニルシロキサンの混
合物を準備し、この予備重合ラテックスを１〜５０重量
％含むように予備重合ラテックスとアルキルベンゼンス
ルホン酸水溶液との混合液を準備し、混合ホモミキシン
グすることにより低分子量シロキサンをポリオルガノシ
ロキサンラテックス中のポリマー粒子中に膨潤肥大化さ
せ、次いで通常の乳化重合を行うと、大粒径ポリオルガ
ノシロキサンラテックスを得ることができる。Next, a mixture of a cyclic or linear low molecular weight siloxane, a crosslinking agent, and mercaptosiloxane or vinyl siloxane is prepared again, and the prepolymerized latex is mixed with an aqueous alkylbenzenesulfonic acid solution so that the prepolymerized latex contains 1 to 50% by weight. By preparing a liquid and homomixing, the low molecular weight siloxane is allowed to swell and swell into the polymer particles in the polyorganosiloxane latex, and then by performing normal emulsion polymerization, it is possible to obtain a large particle size polyorganosiloxane latex. can.
予備重合ラテックスのポリマー粒子径は０．０８〜０．
１６μであり、膨潤肥大化重合後の粒子径は０．１．７
〜０．４ ％ ｌｔである。粒子径の肥大化率は予備重
合ラテックスの使用割合及び架橋剤量により変化する。The polymer particle diameter of the prepolymerized latex is 0.08-0.
16μ, and the particle size after swelling and swelling polymerization is 0.1.7
~0.4%lt. The rate of increase in particle size varies depending on the proportion of prepolymerized latex used and the amount of crosslinking agent.
予備重合ラテックスの製造においては、メルカプトシロ
キサン又はビニルシロキサン等のグ数が増大するとラテ
ックス粒子径の増大割合が減少する。In the production of prepolymerized latex, as the number of mercaptosiloxanes, vinylsiloxanes, etc. increases, the rate of increase in the latex particle size decreases.
ポリオルガノシロキザンエマルジョンは、種々の成分を
含んでいるが、式Ｉで表わされるシロキサン単位１００
〜８５モル％、式■で表わロキサン単位０〜１５モル％
を含むゲル化ポリマーが好ましい。The polyorganosiloxane emulsion contains various components, but contains 100 siloxane units of formula I.
~85 mol%, 0 to 15 mol% of loxane units represented by formula ■
Gelling polymers containing are preferred.
ポリオルガノシロキサンは適度にゲル化するため、６官
能又は４官能のシリコン原子を含まなければならない。In order for the polyorganosiloxane to gel properly, it must contain hexafunctional or tetrafunctional silicon atoms.
これらシリコン原子は、いわゆる架橋剤として作用する
ものであ・る。メチルトリメトキシシラン、フェニルト
リメトキシシラン、エチルトリエトキシシランなどの６
官能性の架橋剤、又はテトラエトキシシランなどの４官
能性架橋剤を０．１〜１０モル％用いエマルジョンを製
造することにより、ポリジメチルシロキサンのゲル化を
生じさせ、ポリマーの膨潤度（ポリジメチルシロキサン
単位重量が、トルエン溶媒下で２５℃で飽和した時、ポ
リジメ膨潤度の測定は、次のようにして行う。ポリジメ
チルシロキサンラテックスを、約６〜５倍量のインプロ
ピルアルコール中に攪拌しつつ添加し、エマルジョンを
破壊し凝固することによりシロキサンポリマーを得る。These silicon atoms act as a so-called crosslinking agent. 6 such as methyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, etc.
By preparing an emulsion using 0.1 to 10 mol% of a functional crosslinking agent or a tetrafunctional crosslinking agent such as tetraethoxysilane, gelation of polydimethylsiloxane is caused, and the degree of swelling of the polymer (polydimethyl When the siloxane unit weight is saturated at 25°C in toluene solvent, the degree of polydime swelling is measured as follows: Polydimethylsiloxane latex is stirred into about 6 to 5 times the volume of inpropyl alcohol. The siloxane polymer is obtained by adding the siloxane polymer while breaking the emulsion and coagulating it.
こうして得られたポリマーを水洗したのち、８０℃で１
０時間減圧乾燥する。乾燥後、約１ｇのポリマーを精秤
し、約３０ｇのトルエン中に浸漬し、２５°Ｃで１００
時間放置し、ポリマー中にトルエンを膨潤させる。次い
で残余のトルエンをデカンテーションにより分離除去し
、精秤したのち、８０℃で１６時間減圧乾燥し、吸収さ
れたトルエンを蒸発除去し、再び精秤する。膨潤度は、
次式により算出する。After washing the polymer thus obtained with water, it was heated to 80°C for 1
Dry under reduced pressure for 0 hours. After drying, approximately 1 g of polymer was accurately weighed, immersed in approximately 30 g of toluene, and heated at 25 °C for 100 °C.
Leave for a period of time to allow the toluene to swell into the polymer. Next, the remaining toluene is separated and removed by decantation, weighed accurately, and then dried under reduced pressure at 80° C. for 16 hours, the absorbed toluene is removed by evaporation, and weighed accurately again. The degree of swelling is
Calculated using the following formula.
（乾燥ポリマー重量）
オルガノシロキサンの乳化重合は、通常の乳化重合法に
より行うことができるが、重合後に冷却し、低温下で貯
蔵することにより、ラテックスの熟成を行うことが好ま
しい。(Dry Polymer Weight) Emulsion polymerization of organosiloxane can be carried out by a normal emulsion polymerization method, but it is preferable to age the latex by cooling it after polymerization and storing it at a low temperature.
こうして得られたポリオルガノシロキサンをグラフトモ
ノマーと重合させると、ポリオルガノシロキサングラフ
トポリマーを製造できる。By polymerizing the polyorganosiloxane thus obtained with a graft monomer, a polyorganosiloxane graft polymer can be produced.
この重合反応は通常のラジカル重合技術によって行うこ
とができる。グラフトモノマーとしては、スチレン、α
−メチルスチレン、メチレンスチレン等の芳香族アルケ
ニル化合物、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等のメタクリル酸エステル
、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルア
クリレート等のアクリル酸エステル、アクリロニトリル
、メタクリレートリル、エチレン、プロピレン、ブタジ
ェン、イソプレン、クロロ７’Ｖ７等の共役ジオレフィ
ン、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アリル
メタクリＬ／−）、’）リアリルイソシアヌレート、エ
チルメタクリレート等、ならびにこれらの２ｆ重以上の
混合物が用いられる。好ましい単量体組成物は、６５〜
７５重量％のスチレン及び２５〜６５重量％のアクリロ
ニトリルを含むも゛のである。グラフト重合時には種々
のラジカル重合開始剤を用いることができるが、これら
開始剤はグラフト重合前に添加する必要がある。またあ
る種のラジカル重合開始剤を使用する場合には、アルキ
ルベンゼンスルホン酸で酸性としたポリオルガノシロキ
サンラテックスをアルカリで中性に中和する必要がある
。アルカリとしては、苛性ソーダ、苛性カリ、炭酸ソー
ダ、炭酸水素ナトリウム、トリエタノールアミン、トリ
エチルアミンなどが用いられる。This polymerization reaction can be carried out by conventional radical polymerization techniques. As the graft monomer, styrene, α
- Aromatic alkenyl compounds such as methylstyrene and methylenestyrene, methacrylic esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate and butyl methacrylate, acrylic esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate and butyl acrylate, acrylonitrile, methacrylatrile, ethylene, propylene, Conjugated diolefins such as butadiene, isoprene, chloro7'V7, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, allyl methacrylate L/-),') realyl isocyanurate, ethyl methacrylate, etc., and mixtures of these with a weight of 2f or more. used. A preferred monomer composition is 65-
It contains 75% by weight styrene and 25-65% by weight acrylonitrile. Various radical polymerization initiators can be used during graft polymerization, but these initiators need to be added before graft polymerization. Furthermore, when using a certain type of radical polymerization initiator, it is necessary to neutralize the polyorganosiloxane latex acidified with alkylbenzenesulfonic acid to neutrality with an alkali. As the alkali, caustic soda, caustic potash, soda carbonate, sodium hydrogen carbonate, triethanolamine, triethylamine, etc. are used.
ラジカル重合開始剤としては、例えば下記の化合物が用
いられる。ジル三級ブチルパーオキサイド、ジクミルパ
ーオキザイド、三級ブチルパーフタレート、三級ブチル
パーベンゾエート、三級ブチルパーアセテート、ジ三級
アミルパーオキサイド、メチルイソブチル−ケトンパー
オキサイド、ラウロイルパーオキサイド、シクロヘキサ
ノンパーオキサイド、２，５−ジメチル−２゜５−ジ三
級ブチルペルオキシヘキサン、三級ブチルパーオクタノ
エイト、三級ブチルバーインブチレート、三級プチルベ
ルオキシイソグロビルカルボネート、ジイソプロビルバ
ーオキシジカルボネート等の有機過酸化物；ジメチル−
２゜２′−アゾビスイソブチレート、１．１’−アゾビ
スシクロヘキサンカルボニトリル、２−フェニルアソ−
２，４−ジメチル−４−メトキシバレロニトリル、２−
カルバモイルアゾイソブチロニトリル、２．２’−アゾ
ビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、２，２′−ア
ゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物；ならびにヒ
ドロペルオキシド−硫酸第一鉄−グルコース−ピロリン
酸ナトリウム、ヒドロペルオキシド−硫酸筒−鉄−デキ
ストロースービロリン酸ナトリウム−リン酸ナトリウム
、ヒドロペルオキシド−硫酸第一鉄−ピロリン酸ナトリ
ウム−リン酸ナトリウム、ヒドロペルオキシド−硫酸第
−鉄−ホルムアルテヒドナトリウムスルホキシラートー
エチレンジアミン酢酸塩、過硫酸塩−へキサシアノ鉄（
１）カリウム及び過硫酸塩−チオ硫酸ナトリウム−硫酸
銅などのレドックス系開始剤。ヒドロペルオキシドとし
ては、クメンヒドロペルオキシド、三級ブチルヒドロペ
ルオキシド、ジインプロビルベンゼンヒドロペルオミシ
ド、ｐ−メンクンヒドロペルオキシド、１，１，３．３
−テトラメチルブチルヒドロペルオキシド、２＋５−ジ
メチルヘキサン−２，５−ジヒドロペルオキシド等が用
いられる。過硫酸塩としては過硫酸カリウム、過硫酸ア
ンモニウム等が用いられる。過硫酸塩は単独で用いるこ
ともできる。As the radical polymerization initiator, for example, the following compounds are used. Ditertiary butyl peroxide, dicumyl peroxide, tertiary butyl perphthalate, tertiary butyl perbenzoate, tertiary butyl peracetate, ditertiary amyl peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, lauroyl peroxide, cyclohexanone Peroxide, 2,5-dimethyl-2゜5-ditertiary butyl peroxyhexane, tertiary butyl peroctanoate, tertiary butyl burny butyrate, tertiary butylberoxy isoglobyl carbonate, diisopropylber Organic peroxides such as oxydicarbonate; dimethyl-
2゜2'-azobisisobutyrate, 1.1'-azobiscyclohexanecarbonitrile, 2-phenylaso-
2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile, 2-
Azo compounds such as carbamoylazoisobutyronitrile, 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 2,2'-azobisisobutyronitrile; and hydroperoxide-ferrous sulfate-glucose-pyrroline Hydroperoxide - Sodium sulfate - Iron - Sodium dextrose birophosphate - Sodium phosphate, Hydroperoxide - Ferrous sulfate - Sodium pyrophosphate - Sodium phosphate, Hydroperoxide - Ferrous sulfate - Sodium formaltehyde Sulfoxylate ethylene diamine acetate, persulfate - iron hexacyano (
1) Redox initiators such as potassium and persulfate-sodium thiosulfate-copper sulfate. Hydroperoxides include cumene hydroperoxide, tertiary butyl hydroperoxide, diimprobylbenzene hydroperomiside, p-mencun hydroperoxide, 1,1,3.3
-tetramethylbutyl hydroperoxide, 2+5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, etc. are used. As the persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, etc. are used. Persulfates can also be used alone.
グラフトモノマーは、ポリオルガノシロキサンとのグラ
フト重合ができるだけ進行するように、重合温度及びラ
ジカル開始剤量に合わせてゆっくりと添加することが好
ましい。これはグラフト交叉剤であるメルカプト基又は
ビニル基のグラフト化能力が、ポリブタジェンポリマー
へのグラフト重合に比較すると格段に低いためである。The graft monomer is preferably added slowly in accordance with the polymerization temperature and the amount of the radical initiator so that the graft polymerization with the polyorganosiloxane proceeds as much as possible. This is because the grafting ability of a mercapto group or a vinyl group as a graft cross-agent is much lower than that of graft polymerization to a polybutadiene polymer.
グラフト効率を向上させるためには、ラジカル発生量を
減少させ、グラフトモノマーとの接触時間を長くする方
法が考えられるが、この方法ではグラフトポリマー鎖長
が長くなり過ぎてポリマーの取扱いに困難を生じる。そ
こで、ラジカル発生量は、通常使用される程度としてお
き、グラフトモノマーの滴下スピードを遅くすることに
より、重合系内に添加されたグラフトモノマーが、グラ
フト交叉剤又はグラフト成長ポリマー末端に重合するこ
とにより、速やかに消費され、ポリマー鎖長は、成長ポ
リマーラジカルが、開始剤より発生したラジカルに連鎖
移動することにより停止し、ある程度の鎖長に留まるが
、グラフト効率は向上させることができる。グラフト交
叉剤は、ラテックス表層に存在した方がグラフト効率を
向上させうるが、ポリオルガノシロキサンの乳化重合に
おいて、膨潤肥太化重合法すなわち一度重合したラテッ
クスを核として、低分子量シロキサンを膨潤肥大化させ
重合を完結させる方法において、核となる予備重合ラテ
ックスの重合時には、メルカプトシロキサン、ビニル７
０キサン等のグラフト交叉剤を含まないで重合を行い、
膨潤肥大化重合時にのみグラフト交叉剤を添加すること
により、グラフト交叉剤のラテックス表面での存在確率
が高まり、グラフト効率を向上させるのに有利である。In order to improve the grafting efficiency, it is possible to reduce the amount of radicals generated and increase the contact time with the graft monomer, but this method causes the graft polymer chain length to become too long, making it difficult to handle the polymer. . Therefore, by setting the amount of radical generation at the level normally used and slowing down the dropping speed of the graft monomer, the graft monomer added into the polymerization system will polymerize at the end of the graft cross-agent or graft growth polymer. , the polymer chain length is stopped by chain transfer of the growing polymer radical to the radical generated from the initiator, and the chain length remains at a certain level, but the grafting efficiency can be improved. Grafting cross-agents can improve grafting efficiency when present in the latex surface layer, but in the emulsion polymerization of polyorganosiloxane, the swelling thickening polymerization method, that is, the swelling and thickening of low molecular weight siloxane using the once polymerized latex as a core, is used. In this method, mercaptosiloxane, vinyl 7
Polymerization is carried out without containing a graft cross-agent such as 0xane,
By adding the graft cross-agent only during swelling and swelling polymerization, the probability of the graft cross-agent existing on the latex surface increases, which is advantageous for improving grafting efficiency.
グラフト交叉剤は、メルカプト基の連鎖移動を介してグ
ラフトモノマーの付加反応が連続することを利用したメ
ルカプトシロキサン及びビニル基に遊離ラジカルが付加
し、生成したラジカルからグラフトモノマーの付加反応
が連続することを利用したビニルシロキサンが考えられ
るが、メルカプトシロキサンの方がグラフト同率は高く
良好な結果を示した。グラフトモノマー量トポリオルガ
ノシロキサンとの割合は、ポリオルガノシロキサン量を
１〜７０重景％型組てグラフト重合できる。好ましくは
６０〜６０重量％である。ポリオルガノシロキサン含量
が大きくなるとグラフト効率が低下するが、グラフト重
合時の開始剤量、重合温度、グラフトモノマーの滴下時
間を調整することにより、グラフト効率を篇く維持する
ことができる。Graft cross-agents utilize the continuous addition reaction of graft monomers through chain transfer of mercapto groups. Free radicals are added to mercaptosiloxane and vinyl groups, and the generated radicals undergo continuous addition reactions of graft monomers. Although vinyl siloxane using mercaptosiloxane is considered, mercaptosiloxane had a higher grafting ratio and showed better results. The ratio of the amount of graft monomer to the polyorganosiloxane can be 1 to 70% by weight for graft polymerization. Preferably it is 60 to 60% by weight. Although the grafting efficiency decreases as the polyorganosiloxane content increases, the grafting efficiency can be maintained by adjusting the amount of initiator during graft polymerization, polymerization temperature, and dropping time of the graft monomer.
グラフトポリマーのグラフト率は下記のようにしてめる
。グラフトポリマーラテックスを、約６〜５倍量のメタ
ノールに攪拌しつつ添加し、ラテックスを凝固すること
により、グラフトポリマーを得る。こうして得られたポ
リマーを水洗したのち、８０℃で１０時間減圧乾燥して
水分を除去する。乾燥後、約１ｇのポリマーを精秤し、
約５０ｍ１のアセトンを添加する。これをアセトンの沸
点で約５時間煮沸し、アセトンに可溶な、ポリオルガノ
シロキサンに結合していないグラフトポリマーを、アセ
トンに溶解させる。冷却後、約１０００ Ｏｒｐｍで１
時間遠心分離したのち、デカンテーションにより、ポリ
オルガノシロキサンに結合したポリマーとアセトン可溶
ポリマーとに分離する。ポリオルガノシロキサンに結合
したポリマーは、さらにアセトンを加え、同様の遠心分
離及びデカンテーション操作を繰返すことにより洗浄し
たのち、８０℃で１０時間減圧乾燥し、次いでアセトン
抽出残査重量をめる。グラフト率及びグラフト効率は、
次式により算出する。The grafting ratio of the graft polymer is determined as follows. A graft polymer is obtained by adding the graft polymer latex to about 6 to 5 times the amount of methanol while stirring and coagulating the latex. The polymer thus obtained was washed with water and then dried under reduced pressure at 80° C. for 10 hours to remove moisture. After drying, accurately weigh about 1 g of polymer,
Approximately 50 ml of acetone is added. This is boiled for about 5 hours at the boiling point of acetone, and the acetone-soluble graft polymer not bonded to the polyorganosiloxane is dissolved in the acetone. 1 at approximately 1000 Orpm after cooling.
After centrifugation for a time, the polymer bound to the polyorganosiloxane and the acetone-soluble polymer are separated by decantation. The polymer bound to the polyorganosiloxane is washed by further adding acetone and repeating the same centrifugation and decantation operations, and then dried under reduced pressure at 80° C. for 10 hours, and then the weight of the acetone extraction residue is weighed. Grafting rate and grafting efficiency are
Calculated using the following formula.
（ポリオルガノシロキサン重量）
得られたグラフトポリマーラテックスは、通常の塩凝固
法により凝固させ、得られた粉末を水洗したのち乾燥し
、押出機で賦形し、ペレット化することが好ましい。こ
の際、賦形ポリマー中ノシロキサンポリマー含量を希釈
するために、アクリロニトリル−スチレン共重合ポリマ
ーを添加し、押出賦形してもよい。なお押出し、賦形時
に充填剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑通常の手段によ
り加工、成形される。衝撃強度は、ＡＳＴＭ−ｐ−２５
６−，５６に従ったノツチ伺試験片（ノツチは４５°及
び０．１インチの深さ）を射出成形法により作成し、ア
イゾツト衝撃試験機によって測定した。(Weight of polyorganosiloxane) The obtained graft polymer latex is preferably coagulated by a normal salt coagulation method, and the obtained powder is washed with water, dried, shaped with an extruder, and pelletized. At this time, an acrylonitrile-styrene copolymer may be added to dilute the nosiloxane polymer content in the shaped polymer, and extrusion shaping may be performed. During extrusion and shaping, fillers, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, and lubricants are processed and shaped using conventional means. Impact strength is ASTM-p-25
Notched test specimens (notches at 45° and 0.1 inch deep) were made by injection molding and measured using an Izod impact tester in accordance with No. 6-, 56.
本発明方法により得られるラテックスを用（・て製造さ
れた樹脂組成物は、低℃・シロキサンゴム含量で高い衝
撃強・度を得ることができるアクリロニトリル−スチレ
ングラフトポリマーであり、良好４【耐候性、良好な表
面光沢、低い黄変色性などの優れた性質を有する。The resin composition produced using the latex obtained by the method of the present invention is an acrylonitrile-styrene graft polymer that can obtain high impact strength and strength at low temperatures and siloxane rubber content, and has good 4 [weather resistance]. It has excellent properties such as good surface gloss and low yellowing.
実施例１
エチルオルソシリケート３．０重量部、γ−メルカプト
グロビルメチルジメトキンシラン１．５重量部及びオク
タメチルテトラシクロシロキサン１００重に部を混合し
、これをドデシルベンゼンスルホン酸２．０重量部を溶
解した蒸留水６００重量部中に投入し、ホモミキサーに
より８０００ ｒｐｍで３分間攪拌して乳化させた。こ
の乳化液をコンデンサー、窒素導入口及び攪拌翼を備え
たセパラブルフラスコに移し、攪拌しながら９０℃で６
時間加熱した。このラテックスを（Ａ）とする。Example 1 3.0 parts by weight of ethyl orthosilicate, 1.5 parts by weight of γ-mercaptoglobilmethyldimethquine silane and 100 parts by weight of octamethyltetracyclosiloxane were mixed, and this was mixed with 2.0 parts by weight of dodecylbenzenesulfonic acid. The mixture was poured into 600 parts by weight of distilled water and emulsified by stirring for 3 minutes at 8000 rpm using a homomixer. This emulsion was transferred to a separable flask equipped with a condenser, nitrogen inlet and stirring blade, and heated to 90°C for 6 hours while stirring.
heated for an hour. This latex is referred to as (A).
得られたラテックス（Ａ）の重合率は９０．６％、膨潤
度は１０．５、濁度法で測定したポリオルガノシロキサ
ンポリマーの粒子径は０．１２ ｔｉであった。The polymerization rate of the obtained latex (A) was 90.6%, the degree of swelling was 10.5, and the particle size of the polyorganosiloxane polymer measured by turbidity method was 0.12 ti.
ラテックス（Ａ）４０重量部、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸１．８重量部、及び蒸留水２７０重１１・部を、混
合・攪拌して均一にした。この混合物にエチルオルソシ
リケート２．７重量部、γ−メルカブトグロビルメチル
ジメトキシシラン１．６５重量部及びオクタメチルテト
ラシクロシロキサン９０重量部の混合物を添加し、ホモ
ミキサーにより８０００ ｒｐｍで６分間攪拌して乳化
させた。次いで９０℃で６時間加熱してシロキサンを重
合させた。このラテックスを（Ｂ）とする。40 parts by weight of latex (A), 1.8 parts by weight of dodecylbenzenesulfonic acid, and 270 parts by weight of distilled water were mixed and stirred to be homogeneous. A mixture of 2.7 parts by weight of ethyl orthosilicate, 1.65 parts by weight of γ-mercabutoglobylmethyldimethoxysilane and 90 parts by weight of octamethyltetracyclosiloxane was added to this mixture, and the mixture was stirred at 8000 rpm for 6 minutes using a homomixer. and emulsified. Next, the mixture was heated at 90° C. for 6 hours to polymerize the siloxane. This latex is referred to as (B).
得られたポリオルガノシロキサンの重合率は９１．３％
、膨潤度は９．８、濁度法で測定したポリオルガノシロ
キサンポリマーの粒子径は０．２１μであった。The polymerization rate of the obtained polyorganosiloxane was 91.3%.
The degree of swelling was 9.8, and the particle size of the polyorganosiloxane polymer measured by turbidity method was 0.21μ.
このポリオルガノシロキサンラテックスＦＢ）を、炭酸
ナトリウム水溶液によりｐＨ６に調整し、これにドデシ
ルベンゼンスルホン酸ソーダ１．０重量部、蒸留水７０
０重量部、過硫酸カリウム１．５重量部を溶解し、コン
デンサー、窒素導入口及び攪拌器を備えたセパラブルフ
ラスコに移し、窒素気流中で７５℃まで昇温した。次い
でアクリロニトリル１００重量部及びスチレン６００重
量部の混合モノマーを滴下瓶を用いて約４時間にわたっ
てゆっくりと添加した。モノマー滴下の終了後、２時間
重合反応を行い、実質的に重合が終了したのち冷却した
。This polyorganosiloxane latex FB) was adjusted to pH 6 with an aqueous sodium carbonate solution, and this was added with 1.0 part by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate and 70 parts by weight of distilled water.
0 parts by weight and 1.5 parts by weight of potassium persulfate were dissolved, transferred to a separable flask equipped with a condenser, a nitrogen inlet, and a stirrer, and heated to 75° C. in a nitrogen stream. Then, a monomer mixture of 100 parts by weight of acrylonitrile and 600 parts by weight of styrene was slowly added using a dropping bottle over about 4 hours. After the monomer dropwise addition was completed, the polymerization reaction was carried out for 2 hours, and after the polymerization was substantially completed, the mixture was cooled.
得られたラテックスのポリマー粒子径は０．３１μであ
った。このラテックスを２ｏ重量部のＣａＣｌ２・２．
−Ｈ２Ｏを溶解した温水中に投入し、塩析凝固を行い、
ポリマーを分離した。よく水洗したのち８０ ’Ｃで１
６時間乾燥すると、ポリオルガノシロキサングラフトポ
リマーが得られた。The polymer particle diameter of the obtained latex was 0.31μ. This latex was mixed with 20 parts by weight of CaCl2.2.
- Pour into hot water in which H2O is dissolved, perform salting out coagulation,
The polymer was separated. After washing thoroughly with water, heat at 80'C.
After drying for 6 hours, a polyorganosiloxane graft polymer was obtained.
得られたグラフトポリマーのグラフ・ト率は６８．８％
、グラフトモノマーの重合率９９７％であった。The graft ratio of the obtained graft polymer was 68.8%.
The polymerization rate of the graft monomer was 997%.
このグラフトポリマー粉末を、Ｌ／Ｄ−２５の一軸押出
機を用い、２２ｏ℃に加熱、賦形してベレットを得た。This graft polymer powder was heated to 22° C. and shaped using an L/D-25 single screw extruder to obtain a pellet.
このペレットを射出成形によりノツチ付アイゾツト試験
金型に射出成形を行い、アイゾツト試験片を得た。この
試験片のアイゾツト衝撃値は、４５ｋｇ・ｃＩｒＬ／Ｃ
ｒｎ２であった。This pellet was injection molded into a notched Izot test mold to obtain an Izot test piece. The Izod impact value of this test piece is 45 kg・cIrL/C
It was rn2.
実施例２
ポリジメチルシロキサンゴム重合時の架橋剤の種類及び
量について検討した。予備重合組成と膨潤肥大化重合組
成とを同一として、種々の架橋剤を用いてシロキサンゴ
ムの繰返し重合を行ない、膨潤度及び重合率を測定した
。その結果を第１表に示す。重合条件は実施例１と同様
で９０℃、６時間とし、膨潤肥大化重合は予備重合で作
成したラテツクフ１０重景％存在下で重合した。得られ
たラテックスの粒子径を濁度法で測定し、第１表に示す
結果を得た。シロキサンポリマー膨潤度とラテックス粒
子径には相関関係があり、膨潤度が大きいほど、ラテッ
クス粒子径が大きくなることが知られた。Example 2 The type and amount of crosslinking agent used during polymerization of polydimethylsiloxane rubber was investigated. The siloxane rubber was repeatedly polymerized using various crosslinking agents, with the prepolymerization composition and the swelling and swelling polymerization composition being the same, and the degree of swelling and polymerization rate were measured. The results are shown in Table 1. The polymerization conditions were the same as in Example 1, at 90° C. for 6 hours, and the swelling and swelling polymerization was carried out in the presence of 10% by volume of latex powder prepared in the preliminary polymerization. The particle diameter of the obtained latex was measured by a turbidity method, and the results shown in Table 1 were obtained. It is known that there is a correlation between the degree of swelling of the siloxane polymer and the latex particle size, and the larger the degree of swelling, the larger the latex particle size.
実施例６
ポリジメチルシロキサン重合時の膨潤肥大化重合を行う
場合に、共存させる予備重合ラテックス量について検討
した。実施例１で製造した予備重合ラテックス（Ａ）を
２０重量部から６００重量部まで変化させ、膨潤肥大化
重合で使用する乳化剤、酸及びシロキサン環状体等は、
予備重合ラテックスと同一組成とし、予備重合ラテック
スと添加未反応物とを含めてラテックス（Ａ）の組成と
なるように調整した。重合は９０℃で６時間行った。Example 6 The amount of prepolymerized latex to be present was studied when performing swelling and swelling polymerization during polydimethylsiloxane polymerization. The prepolymerized latex (A) produced in Example 1 was varied from 20 parts by weight to 600 parts by weight, and the emulsifier, acid, siloxane cyclic body, etc. used in the swelling and swelling polymerization were as follows:
The composition was adjusted to be the same as that of the prepolymerized latex, and the composition including the prepolymerized latex and added unreacted materials was adjusted to be the composition of latex (A). Polymerization was carried out at 90°C for 6 hours.
得られたラテックス径及び組成との関係を第２表に示す
。第２表の結果から予備重合ラテックスの存在率は１０
重量５８程度の場合が、最も粒子径が大きくなることが
知られた。また存在率が５０重量％を超えても粒子径は
あまり太き（ならず、工業的な利点は大きくない。Table 2 shows the relationship between the diameter of the obtained latex and its composition. From the results in Table 2, the presence rate of prepolymerized latex is 10
It was found that when the weight was about 58, the particle size was the largest. Furthermore, even if the abundance exceeds 50% by weight, the particle size is not so large (and the industrial advantage is not great).
第２表
実施例４
ポリジメチルシロキサン乳化重合に共存させるラテック
スを、１回目重合ラテックス、２回繰返し重合ラテック
ス及び６回繰返し重合ラテックスとし、その差を調べた
。共存ラテックス割合は１０重量％であり、重合組成は
実施例１と同様とした。共存させる１回目重合ラテック
スは実施例１のラテックス（Ａ）とし、２回目重合ラテ
ックスは実施例１のラテックス（Ｂ）とし、６回目重合
ラテックスは実施例１においてラテックス（Ａ）の代わ
りに（Ｂ）を使用して、同一組成、同一重合条件で得ら
れるラテックス（司とした。その結果を第６表に示す。Table 2 Example 4 The latex coexisting in the polydimethylsiloxane emulsion polymerization was a first polymerization latex, a second polymerization latex, and a sixth polymerization latex, and the differences therebetween were investigated. The coexisting latex proportion was 10% by weight, and the polymerization composition was the same as in Example 1. The first polymerization latex coexisting was the latex (A) of Example 1, the second polymerization latex was the latex (B) of Example 1, and the sixth polymerization latex was (B) instead of latex (A) in Example 1. ), the latex was obtained under the same composition and under the same polymerization conditions.The results are shown in Table 6.
この成績から、ポリジメチルシロキサンの乳化重合では
ラテックスの存在下で重合することに意義があり、繰返
し重合を行ったラテックスを用いても、粒子径は大きく
ならないことが知られた。From this result, it was found that in the emulsion polymerization of polydimethylsiloxane, it is significant to perform the polymerization in the presence of latex, and that the particle size does not increase even if latex is used after repeated polymerization.
第 ３ 表
比較例１
実施例１で製造した予備重合によるポリオルガノシロキ
サンラテックスを使用し、アクリロニトリル／スチレン
グラフト重合を行った。グラフト重合条件は、実施例１
と同様とした。得られたグラフトポリマーのグラフト率
は２８．２％、グラフトモノマーの重合率は９９．８
％であった。またグラフトポリマーラテックスの粒子径
は０．２０μと小さかった。Table 3 Comparative Example 1 Using the prepolymerized polyorganosiloxane latex produced in Example 1, acrylonitrile/styrene graft polymerization was performed. The graft polymerization conditions are as in Example 1.
The same is true. The grafting rate of the obtained graft polymer was 28.2%, and the polymerization rate of the graft monomer was 99.8.
%Met. Furthermore, the particle size of the graft polymer latex was as small as 0.20μ.
得られたグラフトポリマーは、実施例１と同様に成形し
てアイゾツト衝撃強度を測定した。The obtained graft polymer was molded in the same manner as in Example 1, and its Izot impact strength was measured.
その結果は２１．３ ｋｇ・ｃＴｎ／ｃｍ２の低い値で
あった。The result was a low value of 21.3 kg·cTn/cm2.
出願人 三菱レイヨン株式会社外１名 代理人 弁理士小 林 正 雄Applicant: 1 person other than Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Agent: Patent attorney Masao Kobayashi
Claims (1)
したポリオルガノシロキサンラテックスの存在下に乳化
重合を行うことを特徴とする、制御された粒子径を有す
るポリオルガノシロキサンラテックスの製法。 ２、 重合の完結したポリオルガノシロキサンラテック
スをポリマー換算で１〜５０重量９６存在させることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ６、 オルガノシロキサンの乳化重合時に、重合の完結
したポリオルガノシロキサンラテックスの存在下に乳化
重合を行うことにより得られたポリオルガノシロキサン
のラテックスに、モノマーをグラフト重合させることを
特徴とする、制ンのグラフト重合体の製法。 ４、 重合の完結したポリオルガノシロキサンラテック
スをポリマー換算で１〜５ｏ重量％存在させることを特
徴とする特許請求の範囲第６項に記載の方法。[Claims] 1. A method for producing polyorganosiloxane latex having a controlled particle size, which comprises performing emulsion polymerization of organosiloxane in the presence of polyorganosiloxane latex that has completed polymerization. . 2. The method according to claim 1, wherein the polymerized polyorganosiloxane latex is present in an amount of 1 to 50% by weight in terms of polymer. 6. A control method characterized by graft polymerizing a monomer to a polyorganosiloxane latex obtained by performing emulsion polymerization in the presence of a polyorganosiloxane latex that has completed polymerization during emulsion polymerization of an organosiloxane. A method for producing a graft polymer. 4. The method according to claim 6, characterized in that the polymerized polyorganosiloxane latex is present in an amount of 1 to 50% by weight in terms of polymer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19610783A JPS6088040A (en) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Production of polyorganosiloxane latex |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19610783A JPS6088040A (en) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Production of polyorganosiloxane latex |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6088040A true JPS6088040A (en) | 1985-05-17 |
| JPH0516455B2 JPH0516455B2 (en) | 1993-03-04 |
Family
ID=16352346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19610783A Granted JPS6088040A (en) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Production of polyorganosiloxane latex |
Country Status (1)
| Country | Link |
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