[go: up one dir, main page]

JP2004339170A - (meth)acrylic acid alkali metal salt and method for producing the same - Google Patents

(meth)acrylic acid alkali metal salt and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2004339170A
JP2004339170A JP2003139538A JP2003139538A JP2004339170A JP 2004339170 A JP2004339170 A JP 2004339170A JP 2003139538 A JP2003139538 A JP 2003139538A JP 2003139538 A JP2003139538 A JP 2003139538A JP 2004339170 A JP2004339170 A JP 2004339170A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
meth
alkali metal
acrylate
powder
acrylic acid
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.)
Pending
Application number
JP2003139538A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Ueda
義弘 植田
Atsushi Moriya
篤 守屋
Yosuke Okazaki
洋介 岡崎
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 Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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 Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2003139538A priority Critical patent/JP2004339170A/en
Publication of JP2004339170A publication Critical patent/JP2004339170A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a (meth)acrylic acid metal salt reduced in the polymer content and useful in various kinds of applications and to provide a method for producing the (meth)acrylic acid alkali metal salt by which polymerization can sufficiently be suppressed and to provide a production method scarcely producing gel-like material in piping and tanks and capable of stably producing the (meth)acrylic acid alkali metal salt over a long period. <P>SOLUTION: The (meth)acrylic acid alkali metal salt comprises an N-oxyl compound as a polymerization inhibitor and has ≤2,000 ppm water content. The method for producing the (meth)acrylic acid alkali metal salt comprises a step for obtaining a solution of (meth)acrylic acid alkali metal salt by neutralization of (meth)acrylic acid with a compound containing an alkali metal in the presence of the N-oxyl compound. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩及びその製造方法に関する。より詳しくは、撥水性表面処理剤、繊維処理剤、船底防汚塗料、シランカップリング剤等の分野に使用される(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩、及び、その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩は、重合性を持つため、重合性単量体として、又は、化合物に重合性官能基を導入する際の原料として使用されるものであり、工業原料として有用な化合物である。通常では粉体の形態で供給されることになり、例えば、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液を調製した後に粉体化する工程により製造されることになる。不純物である重合体の含有量の少ない高品質な粉体を得る場合においては、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の重合性が高いことから、滞留時間の短いスプレードライヤー(噴霧乾燥装置)等に(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液を移送して乾燥し、貯留槽(製品ホッパー)で回収して製品として容器に充填されることになるが、このような製造工程においては、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩が重合することにより重合体やゲルが発生しやすく、製造工程に不具合が生じることがある。例えば、溶液の安定性が損なわれたり、当該(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の水溶液を移送する配管あるいは貯蔵するタンクの隅、あるいはストレーナ中の金網において容易には除去できないゲル状物が蓄積することになる。そして、そのゲル状物の蓄積が多くなってくると長期間の安定した製造が困難になる。
【0003】
従来の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩に関する製造方法としては、アクリル酸ソーダ又はメタクリル酸ソーダ水溶液を乾燥温度80〜200℃で噴霧乾燥するアクリル酸ソーダ又はメタクリル酸ソーダ粉末結晶の製造法が開示されており、実施例にハイドロキノンモノメチルエーテルを用いたことが記載され、得られたアクリル酸又はメタクリル酸ソーダ粉末結晶をエステル化する際に、重合防止剤としてフェニル−α−ナフチルアミン、N,N′−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、ハイドロキノン、フェノチアジン、硫黄等を用いることが記載されている(例えば、特許文献1参照。)。また、アクリル酸またはメタクリル酸と水酸化カリウムまたは炭酸カリウムから選ばれた加里塩との中和反応によりアクリル酸またはメタクリル酸のカリウム塩を製造する際に水あるいは低級アルコール類を溶媒とし、反応終了時のpHを10〜13にし、反応終了後脱溶媒及び乾燥するアクリル酸またはメタクリル酸のカリウム塩の製造法が開示されており、重合防止剤としてハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル等を用いることが記載され、実施例においては50℃以下で中和したことが記載されている(例えば、特許文献2参照。)。更に、不飽和カルボン酸アルカリ金属塩含有の水性液を噴霧状にて熱気流体と接触せしめて水性分を除去することによって乾燥して不飽和カルボン酸アルカリ金属塩を製造する方法が開示されており、不飽和カルボン酸に重合禁止剤としてハイドロキノンを添加してもよいことが記載され、実施例においては10℃以下で中和することが記載されている(例えば、特許文献3参照。)。
【0004】
しかしながら、これらの技術においては、高温での噴霧乾燥工程を経て当該(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩が製造されるので、当該(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩水溶液には、ハイドロキノンやハイドロキノンモノメチルエーテル等の汎用の重合禁止剤を用いているが、高温による(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の不用意な重合を防止するためには、重合禁止剤を多量に使用しなければならない。このように重合禁止剤が多量に使用されると、着色の原因となる。また、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩にハイドロキノン等の重合禁止剤が多量に含有されていると、例えば重合性単量体として用いて重合する場合に、充分に分子量を高めた重合体を製造するのに不利である。また上述したような、当該水溶液の熱に対する安定性が不充分であると、噴霧乾燥時に採用する最適な噴霧乾燥機の運転温度条件にも制約ができ、噴霧乾燥効率を上げるために温度を上げようとしてもおのずと限界があった。また当該粉体の乾燥工程を長期にわたって安定して行うためには、通常の運転においても当該噴霧乾燥機の温度条件を狭い範囲に維持調整する必要があった。これらの点を改善するとともに、特に乾燥工程における(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の重合や着色を充分に抑制できる製造方法とする工夫の余地があった。
より具体的には(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩は重合性が高いがゆえに、乾燥工程で起こりえる副反応をなるべく低く抑えて重合体含有量の少ない粉体を得るために、滞留時間の短い噴霧乾燥装置(スプレードライヤー)が用いられているが、この場合には熱エネルギーの損失が比較的多い。よって、乾燥装置における熱効率には改善の余地があることから、このような噴霧乾燥の方法だけでなく、その他の乾燥方法による場合においても、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造工程における重合を充分に抑制し、高品質の製品を製造することができるようにする工夫の余地があった。
【0005】
粉末状アクリル酸カリを得る方法としては、水溶液から分離乾燥して得た粉末を、さらに乾燥気体に接触させる粉末状アクリル酸カリの製造方法が開示されており、該分離乾燥がスプレードライヤーで行われることが記載されている(例えば、特許文献4参照。)。しかしながら、この技術においては、製造工程におけるアクリル酸カリの重合を抑制することについて検討されていない。また、水溶液の分離乾燥についても、得られた粉末状アクリル酸カリの塊状化を防止する観点から検討されているに留まっていることから、製造工程における(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の重合を充分に抑制できる製造方法とするための工夫の余地があった。
【0006】
【特許文献1】
特開昭47−31924号公報(第1−2頁)
【特許文献2】
特公昭48−20532号公報(第1−2頁)
【特許文献3】
特開昭49−11820号公報(第1−3頁)
【特許文献4】
特開2003−12599号公報(第2頁)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、重合体の含有量が低減され、各種用途において有用な(メタ)アクリル酸金属塩、及び、充分に重合を抑制することを可能とする(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法を提供することを目的とするものである。また、配管やタンクにゲル状物が発生しにくく長期間にわたり安定して(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を製造することのできる製造方法を提供することも目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記製造工程における(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の重合を防止する方法について種々検討した結果、ハイドロキノン等の汎用の重合禁止剤を用いても重合体の生成を充分には抑制できないが、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩においてN−オキシル化合物を含有し、かつ水分量が特定されたものとすることにより、重合体の含有量が低減された高品質の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩とすることができることを見いだした。また、このような(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を製造する際に、乾燥に供する(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液又はスラリーに2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ化合物等のN−オキシル化合物を含有させることにより、著しい重合禁止効果を付与することができる。これにより、溶液等の安定性の向上することができ、配管やタンク内における容易に取り除くことができないゲルの生成を抑制できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到した。
【0009】
またN−オキシル化合物においては、ハイドロキノンに比較して、ごく少量でも重合禁止効果を充分に発揮することができることから、着色がない高品質の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を得ることができる。また、ハイドロキノンに比較して高温処理ができることから、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液をより高い温度で乾燥することが可能となり、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造においても効率化を図ることができることも見いだした。
更に本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を製造する際に用いる乾燥装置においては、多種多様な形式のものが存在し、噴霧乾燥装置よりも熱効率の良い形式のものが多数存在することから、N−オキシル化合物を用いることで(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液を高い安定性を有するものとすることにより、噴霧乾燥装置だけでなく、従来では使用できなかった噴霧乾燥装置以外の熱効率の良い乾燥装置を用いることが可能となる。これにより、熱効率を改善し、かつ重合を抑制して高品質の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩をより効率よく製造することができることを見いだした。一方、噴霧乾燥装置を用いる場合においても、熱に対し、より安定な溶液であるので、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液を安全に取り扱うことが可能な範囲が拡大し、生産性を上げるために温度設定条件を広くとっても安定な(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を得ることができる。したがって、噴霧乾燥装置を用いる場合においても、非常に有用な製造方法であることも見いだし、本発明に到達したものである。
【0010】
すなわち本発明は、重合禁止剤としてN−オキシル化合物を含有し、水分量が2000ppm以下である(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩である。
本発明はまた、N−オキシル化合物の存在下で、酸である(メタ)アクリル酸と塩基であるアルカリ金属を含有する化合物との中和反応により(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液を得る工程を含んでなる(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法でもある。
以下に本発明を詳述する。
【0011】
本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩は、重合禁止剤としてN−オキシル化合物を含有し、水分量が2000ppm以下であるが、2000ppmを超えると、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を(メタ)アクリル基を導入する求核置換反応の原料として使用する場合、収率を充分に向上させることができなくなり、また、製品の固結を促進するので好ましくない。本発明においては、水分量に比例して粉体によるだまが発生しやすい傾向にあり、得られた(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を移送する配管等が詰まりやすくなるおそれがあることから、水分量は少ない方が好適であり、好ましくは1500ppm以下であり、より好ましくは1000ppm以下であり、更に好ましくは800ppm以下であり、更に好ましくは600ppm以下であり、更に好ましくは550ppm以下であり、更に好ましくは500ppm以下であり、更に好ましくは350ppm以下である、特に好ましくは300ppm以下であり、最も好ましくは250ppm以下である。
また本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩は、以下に開示する本発明の製造方法によって製造されたものであることは好ましい実施形態となる。
【0012】
上記水分量は、以下のような方法で測定することができる。
方法:カール・フィッシャー法
測定機器:自動水分測定装置KF−07型(三菱化学社製)
滴定溶剤:メタノール(試薬特級)
試料導入方法:滴定フラスコ内に試料を投入し、均一溶解させる
試料採取及び秤量雰囲気:相対湿度25%に調湿された空気
試料採取量:2.0±0.2g
水分測定終点待ち時間:30秒
【0013】
上記N−オキシル化合物としては、例えば2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、4,4′,4′′−トリス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)フォスファイト、2,2,4,4−テトラメチルアゼチジン−1−オキシル、2,2−ジメチル−4,4−ジプロピルアゼチジン−1−オキシル、2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−1−オキシル、2,2,5,5−テトラメチル−3−オキソピロリジン−1−オキシル、6−アザ−7,7−ジメチル−スピロ(4,5)デカン−6−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−アセトキシピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−ベンゾイルオキシピペリジン−1−オキシル等が好適であり、これらの中でも、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、4,4′,4′′−トリス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)フォスファイトが好ましい。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
【0014】
上記N−オキシル化合物の含有量としては、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩に対して、0.000001質量%以上であることが好ましく、また、1質量%以下であることが好ましい。0.000001質量%未満であると、重合体の含有量を充分には低減することができなくなるおそれがあり、1質量%を超えても、重合体の含有量を低減することはできるが、含有量に相当する効果を得られないおそれがある。より好ましくは0.000005質量%以上あり、また、0.5質量%以下である。更に好ましくは0.00001質量%以上であり、また、0.1質量%以下である。特に好ましくは、0.0005質量%以上であり、また、0.05質量%以下である。更に好ましくは0.0008質量%以上であり、また、0.01質量%以下である。最も好ましくは0.001質量%以上であり、また、0.005質量%以下である。
【0015】
本発明におけるN−オキシル化合物は、ESR(電子スピン共鳴)又はEPR(電子常磁性共鳴)分光法、高速液体ガスクロマトグラフィー等によって検出することができるものである。これらの中でも、高速液体ガスクロマトグラフィーによって検出することが好ましい。
【0016】
上記ESR(電子スピン共鳴)又はEPR(電子常磁性共鳴)分光法において、N−オキシル化合物は、N−オキシルラジカルを有しており、このN−オキシルラジカルは少なくとも1つの不対電子を持つことを特徴としていることから、このような分光法により検出することができる。これらの分光法は、奇数個の電子を持つ原子、イオン、分子ないしは分子の切片が磁気的に特別の性質を示すことに基礎をおくものである。この性質は核をめぐる不対電子の軌道運動と、その自転運動ないしはその両者に由来する。強い静磁場が一定の大きさHで電子の不対のスピン(自転角運動量)に作用すると、磁場方向に平行ないし反平行の向きに電子の磁気モーメントを向けようとする偶力が生まれ、NMR分光におけると同様に、加えた磁場の大きさと、電子の磁気モーメントの両方に比例する周波数で、磁場方向を軸とする歳差運動させる。これは通常ラーモア歳差運動と呼ばれる。なおも第二の高周波の磁場Hが定常磁場Hに対して垂直に加わると、H−場の周波数νがラーモア歳差運動の周波数νと同じになった場合に共鳴が生じる。適切な周波数νの電磁波の入射において、磁気共鳴吸収が生じ、その大きさを測定することができる。
【0017】
通常は定常磁場Hは約0.34テスラの範囲の一定の大きさを有する。高周波の磁場Hの周波数は、共鳴が生じるまで継続的に変動させる。0.34テスラの電界強度においては、N−オキシルラジカルの吸収はν=1010Hzの波長領域にある。
ESRスペクトルの検出の下限は100μ秒以下の時間において2×1011ΔHの遊離基を検出し得る。ここにΔHは半値幅ないし微分曲線の場合は最大傾斜幅である。もし、ΔH=2.7ガウスならこれは10 mol/Lに相当する。代表的なN−オキシル化合物でいえば、例えば4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルの場合、検出下限は約0.001ppmである。
【0018】
上記高速液体クロマトグラフィーにおいて、N−オキシル化合物の定量は、例えば、以下のような条件により行うことが可能である。なお、高速液体クロマトグラフィーの検出限界は約0.1ppmである。
<4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルの分析条件>
カラム;Inertsil PH 5μm 4.6mm id×250mm
移動相;アセトニトリル:水=5:95
カラム温度;50℃
流速;1ml/min
検出器;UV240nm
リテンションタイム;15.62min
注入量;10μl
検出限界;0.1ppm
【0019】
<4,4′,4′′−トリス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)フォスファイトの分析条件>
カラム;Inertsil PH 5μm 4.6mm id×250mm
移動相;メタノール:水=7:3
カラム温度;50℃
流速;1ml/min
検出器;UV240nm
リテンションタイム;15.46min
注入量;10μl
検出限界;0.1ppm
【0020】
本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩においては、平均粒子径が、0.1〜500μmの範囲の粉体であることが好ましい。平均粒子径が0.1μm未満の粉体であると、粉体同士の凝集力が強いため、凝集体が形成されやすく、乾燥気体を投入しても流動しにくくなり、当該乾燥気体で噴霧乾燥した後に粉体のまわりにある湿り気を置換しても固着の原因となるおそれがある。一方、粉体の平均粒子径が500μmを超えると、容易に流動できない粉体となるおそれがあり、より大量の乾燥気体が必要になってくる。より好ましくは、0.5μm以上であり、また、400μm以下である。更に好ましくは、1μm以上であり、また、300μm以下である。
上記平均粒子径の測定は、JIS K0069「化学製品の篩い分け試験法」の乾式篩い分け試験法に準じて行うことができる。
【0021】
また本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の形態としては、フレーク、錠剤、粒体、顆粒、粉末(粉体)の何れの形態でもよいが、これらの中でも上記したような粉末が好ましい。また、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩、特にアクリル酸カリウムは吸湿性が強く、比表面積が小さい程、湿度の影響を受けにくいため、比較的比表面積の小さい顆粒状〜フレーク状も好ましい形態である。
【0022】
本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩としてはまた、嵩比重が0.30g/ml以上であることが好ましい。より好ましくは、0.35g/ml以上である。また、1.20g/ml以下であることが好ましい。より好ましくは、1.00g/ml以下であり、更に好ましくは、0.60g/ml以下であり、特に好ましくは、0.55g/ml以下である。本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体が上記嵩比重をもつことは好ましい形態となる。
上記嵩比重の測定方法としては、以下のような方法が好適である。まず、嵩比重測定用100ml円筒金属容器に(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を静かに流し込み、円筒容器に山盛りにする。次に、一辺が直線のヘラで山の部分を削り取った後、質量を測定し、1ml当たりの質量を算出する。10個のサンプルについてこのような測定を行い、その平均値を求める。測定は25℃、湿度60%にて行う。
【0023】
上記(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩としてはまた、重合体の含有量が、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を100質量%とすると、0.2質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、0.1質量%以下であり、更に好ましくは、0.07質量%以下である。
上記重合体の含有量としては、以下のような条件で測定することができる。
<ポリマー分測定方法>
ポリマー量:高速液体クロマトグラフィーにより面積百分率で算出する。
カラム;Shimpack SCR−101H 7.8mm id×250mm
(島津製作所社製)
移動相;85%リン酸15ml+超純水3L
流速;1ml/min
ディテクター;HITACHI L−4000H UVディテクター(200nm)
ポンプ;HITACHI L−6000
リテンションタイム;ポリマー 4.3分
モノマー 12.5分
【0024】
上記(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩としてはまた、トルエンに分散して得られたスラリーの濃度が40質量%の場合に、該スラリー粘度が、600mPa・s以下であることが好ましい。より好ましくは500mPa・s以下であり、更に好ましくは200mPa・s以下であり、特に好ましくは、100mPa・s以下である。
上記スラリー粘度の測定方法としては、温度25℃、湿度25%の雰囲気で、固形分濃度が40質量%となるように、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩をトルエン(500g)中に投入し、4枚バネの攪拌翼を使用して、スリーワンモーターで200回/分の回転数で攪拌してスラリーとし、得られたスラリーの粘度をBL型粘度計にて測定することが好適である。
またトルエンに変えてアルコール類を用いて分散体とすることもできる。アルコールを構成するアルキル基は分岐鎖を含んでもよい。アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、オクタノール等が挙げられる。また、多価アルコールを用いることもでき、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、1,4−ブタンジオール等が挙げられる。
【0025】
本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法としては、N−オキシル化合物を含有することになり、かつ水分量が上述した範囲内となるような製造方法であれば特に限定されないが、N−オキシル化合物の存在下で、(メタ)アクリル酸とアルカリ金属を含有する化合物との中和反応により(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液を得る工程を含んでなる製造方法が好ましく、このような(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法もまた、本発明の一つである。
【0026】
本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法においては、N−オキシル化合物の存在下で、上記のように酸と塩基の中和反応により(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液を得ることになればよく、好ましい形態としては、N−オキシル化合物の存在下で、上記塩基としてのアルカリ金属を含有する化合物と上記酸としての(メタ)アクリル酸との中和反応により、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液が調製される形態である。
本発明におけるN−オキシル化合物の存在下で、酸と塩基の中和反応により(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液を得る工程においては、製造工程のいずれかの段階において(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩とともにN−オキシル化合物が存在することになるようにすればよく、例えば、N−オキシル化合物の添加方法としては、(1)中和反応に用いる原料の調製や中和反応の際にN−オキシル化合物を添加してもよく、(2)中和反応が終了した後の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液にN−オキシル化合物を添加してもよい。(1)の形態においては、得られる溶液を安定にすることが可能となり、また、(1)及び(2)の形態においては、溶液を得た後の工程における重合を抑制することが可能となる。好ましくは、(1)の形態とし、中和反応の際にN−オキシル化合物が存在するようにすることである。
【0027】
上記調製方法としては、N−オキシル化合物の存在下で、(1)アルカリ金属を含有する化合物の溶液に、(メタ)アクリル酸を徐々に添加して調製する方法、(2)(メタ)アクリル酸に、アルカリ金属を含有する化合物を徐々に添加して調製する方法、(3)溶媒中にアルカリ金属を含有する化合物の溶液と(メタ)アクリル酸とを共に徐々に添加して調製する方法等が好適である。例えば、アルカリ金属水酸化物又はアルカリ金属炭酸塩の水溶液に(メタ)アクリル酸を徐々に添加したり、(メタ)アクリル酸中に徐々にアルカリ金属アルコキサイドを添加することによって(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩のアルコール溶液としたり、水中にアルカリ金属水酸化物の水溶液と(メタ)アクリル酸を同時に徐々に添加したりすることにより調製することができる。
またこれらの中和反応は、反応中の重合を防止するために空気雰囲気下で行うことが好ましい。
【0028】
上記調製方法におけるN−オキシル化合物の使用形態としては、N−オキシル化合物を、予めアルカリ金属を含有する化合物の溶液に混合しておいてもよいし、予め(メタ)アクリル酸に混合しておいてもよいし、予め溶媒に混合しておいてもよい。また、アルカリ金属を含有する化合物の溶液及び/又は(メタ)アクリル酸と共に徐々に添加してもよい。また、本件(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の原料の(メタ)アクリル酸として、所定量のN−オキシル化合物が配合された(メタ)アクリル酸を使用することも可能である。
【0029】
上記(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法におけるN−オキシル化合物の使用量としては、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩におけるN−オキシル化合物の含有量が上述した範囲内となるように適宜設定することが好ましい。本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法の好ましい実施形態としては、N−オキシル化合物を(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩に対して、0.000001〜1質量%含有する形態である。
【0030】
上記(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液における溶媒としては、水、水と水に可溶な有機溶媒との混合液等が好適であり、好ましくは、水である。すなわち本発明の好ましい形態は、N−オキシル化合物の存在下で、アルカリ金属を含有する化合物と(メタ)アクリル酸との中和反応により、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩水溶液が調製される形態である。
上記有機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール等の低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等の低級ケトン類等を挙げることができる。
【0031】
本発明では重合禁止剤としてN−オキシル化合物を用いることになるが、必要に応じて、その他の重合禁止剤を併用してもよい。
上記その他の重合禁止剤としては、特に限定されず、一般に用いられている公知の重合禁止剤を使用することができ、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、tert−ブチルハイドロキノン、2,6−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、2,5−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、クレゾール、tert−ブチルカテコール等のフェノール化合物;N−イソプロピル−N′−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−(1−メチルヘプチル)−N′− フェニル−p−フェニレンジアミン、N,N′−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、N,N′−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン等のp−フェニレンジアミン類;チオジフェニルアミン、フェノチアジン等のアミン化合物;テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラプロピルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等のテトラアルキルチウラムジスルフィド類;メチレンブルー等が好適である。
これらは1種又は2種以上を用いることができる。また、必要に応じて、更に分子状酸素を併用すれば、重合禁止効果が更に向上する。
【0032】
上記その他の重合禁止剤の使用量としては、操作条件あるいは最終的に得られる(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の物性等により適宜調整すればよく、特に限定されないが、用いられる重合禁止剤の総量(N−オキシル化合物及びその他の重合禁止剤)が(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩に対して、0.00001質量%以上となるような量であることが好ましく、また、1質量%以下となるような量であることが好ましい。より好ましくは0.00005質量%以上であり、また、0.5質量%以下である。更に好ましくは0.0001質量%以上であり、また、0.1質量%以下である。特に0.5質量%以下であれば、製造工程中における熱によっても着色しにくく、かつ、更に熱に対する安定性が充分に付与されるものとなる。また、必要に応じて本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を用いて誘導体化合物を製造後、当該化合物の蒸留等を行い、本発明で使用したN−オキシル化合物を低減させる、あるいは、除去してそれ以降の工程で用いてもよい。
【0033】
上記調製方法においては、特に限定されずに公知、周知の操作、条件が広範囲に使用可能であり、中和釜により行うことが好適である。この場合において、中和釜は、冷却及び攪拌を充分に行うことが好ましい。中和反応温度としては、0℃以上であることが好ましく、また、70℃以下であることが好ましい。0℃未満であると、アルカリ金属を含有する化合物又は(メタ)アクリル酸の凝固を引き起こすおそれがあり、70℃を超えると、(メタ)アクリル酸が重合を引き起こすおそれがある。より好ましくは、10℃以上であり、また、60℃以下である。更に好ましくは、20℃以上であり、また、50℃以下である。攪拌速度としては、アルカリ金属を含有する化合物と(メタ)アクリル酸とが充分に接触できる程度に適宜設定すればよい。
【0034】
上記中和反応においては、反応終点のpHが7以上であることが好ましく、また、13以下であることが好ましい。pHが7未満であると、残存する(メタ)アクリル酸が多くなり、乾燥中に重合を起こすおそれがあり、pHが13を超えると、残存するアルカリ金属を含有する化合物が多くなり、最終形態として得られる(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を使用する反応で加水分解等の不具合を起こすおそれがある。より好ましくは、pH8以上であり、また、pH11以下である。
【0035】
上記アルカリ金属を含有する化合物としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属アルコキサイド等が好適であり、アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等が好適である。これらはそれぞれ1種又は2種以上を用いることができる。
本発明における(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の好ましい形態は、(メタ)アクリル酸と、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属との塩の形態である。これらの中でも、反応性及び/又は経済性の面からナトリウム又はカリウムとの塩が好ましく、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩が(メタ)アクリル酸カリウム塩である(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法は、本発明の好ましい実施形態の一つである。
上記(メタ)アクリル酸においては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル等の上述したその他の重合禁止剤を添加しておいてもよい。
【0036】
上記(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液における(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の含有濃度としては、25℃においては、10質量%以上であることが好ましく、また、70質量%以下であることが好ましい。10質量%未満であると、該溶液を乾燥する場合に多量の熱が必要となるおそれがあり、また乾燥装置も大きくなるおそれがある。70質量%を超えると、反応が激しすぎ、結晶化、重合等の不具合が発生するおそれがある。より好ましくは、30質量%以上であり、また、65質量%以下である。
また(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液を50℃に加温した状態で用いる場合においては、10質量%以上であることが好ましく、また、80質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、30質量%以上であり、また、75質量%以下である。
また(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液は、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩が溶解した形態であることが好ましいが、本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法においては支障がなければ、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩が溶解した状態でなくても分散した状態であってもよい。
【0037】
本発明においては、N−オキシル化合物の存在下でさらに(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液から溶媒を除去する工程を含んでなることが好ましく、このような製造方法は、本発明の好ましい実施形態の一つである。
上記溶媒を除去する方法としては、特に限定されないが、乾燥装置を用いて溶媒を除去することが好ましい。
上記乾燥装置としては、任意の乾燥装置を使用することができ、例えば、解砕機付気流乾燥装置、噴霧乾燥装置(スプレードライヤー)、並流型回転乾燥装置、溝型攪拌乾燥装置、多段流動層乾燥装置、横型多室流動層乾燥装置、1段1室型流動層乾燥装置、回分型流動層乾燥装置、多段型バンド通気乾燥装置、端面吸込型通気回転乾燥装置、ルーバー吸込型竪型通気乾燥装置、通気箱型回分乾燥装置、伝導電熱式円筒型乾燥装置(ドラムドライヤー)、伝導加熱型乾燥装置等の各種乾燥装置等を用いることができる。
【0038】
上記伝導加熱型乾燥装置としては、コンパクトディスクドライヤー(CDドライヤー、西村鐵工所社製)等が好適であり、このようなCDドライヤーは、熱源から熱伝導によって、材料を間接加熱して乾燥を行う乾燥機である。CDドライヤーは、従来の円筒ドラムの外周表面だけを利用するのではなく、中空円板の両側面を伝熱面として利用する。伝導加熱型乾燥装置は、一般に熱効率が高く、CDドライヤーにおいては、80〜85%の高率で運転できる。またCDドライヤーを使用することで(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液から一気に(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体までの乾燥が可能であり、乾燥工程の簡略化が可能である。また加熱時間が3〜30秒という短時間であるので、本発明が対象とする(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩等のように乾燥時の熱による変性をできるだけ低く抑える必要がある化合物の乾燥に好適に用いることができる。
従来の技術では、乾燥中に長時間の間、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩のような重合性二重結合を有する粉粒体が高温で滞留すると、重合により製品品質が低下するという問題があり、必然的に滞留時間の短い噴霧乾燥装置(スプレードライヤー)しか乾燥に用いることができなかったが、本発明では乾燥に供される(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液の熱に対する安定性(着色安定性や重合安定性)が著しく向上しているので、噴霧乾燥装置(スプレードライヤー)だけでなく、任意の乾燥装置についても、溶媒除去に好適に用いることができるようになったものである。また、上記安定性が向上する効果のために、噴霧乾燥装置においてもより熱効率が高い条件での運転、またはより高温条件での運転を可能にすることができる。
【0039】
以下に本発明の実施の一形態について、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体の製造装置の一例を示した概略図である図1及び図2を用いて説明する。なお、乾燥装置として図1等で示した噴霧乾燥装置を前述した伝導加熱型乾燥装置(CDドライヤー)に置き換え、さらに所定の乾燥気体を導入する配管を行い、本発明の実施例におけるCDドライヤーでの粉体の製造実験を行った。
図1に示す製造装置においては、中和釜101、中間タンク102、原液供給ポンプ103、エアフィルター104、送風機105、熱風発生装置106、噴霧乾燥装置107、サイクロン108、バグフィルター109、排ガスブロア110、貯留槽111、乾燥気体投入ライン112、乾燥気体投入口113、乾燥気体排出口114、粉体排出口115、ダンパー117、ロータリーバルブ119等を備えてなり、これらが配管201等により連結されている。
【0040】
上記中和釜101は、攪拌翼116を備えており、N−オキシル化合物の存在下で、酸と塩基の中和反応により溶液を調製することになる。中和釜101は、配管201により中間タンク102に連結されており、該中間タンク102は、配管202を介して原液供給ポンプ103に連結されている。
上記噴霧乾燥装置107は、高速回転する噴霧盤118を備えており、溶液を遠心力により微粒化して熱風に接触させることにより乾燥することができる遠心式原液微粒化装置である。噴霧乾燥装置107には、配管203を介して原液供給ポンプ103が連結されており、また、噴霧乾燥装置107側から熱風発生装置106、送風機105、ダンパー117、エアフィルター104の順に連結されている。更に、噴霧乾燥装置107は、配管を204介してサイクロン108に連結されており、また、ロータリーバルブ119と配管205を介して貯留槽111にも連結されている。
【0041】
上記サイクロン108は、乾燥して得られた(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を遠心力により下方へ回収する装置であり、その底部がロータリーバルブ120と配管206とを介して貯留槽111に連結されており、その塔頂部が配管207によりバグフィルター109に連結されている。
上記バグフィルター109は、細かい微粉を回収する装置であり、その底部がロータリーバルブ121と配管208とを介して貯留槽111に連結されている。バグフィルター109の塔頂部にはダンパー122を介して排ガスブロア110が接続されており、この排ガスブロア110から排気が行われる。
上記貯留槽111は、その底部に乾燥気体投入ライン112に連結した乾燥気体投入口113と、その上部に乾燥気体排出口114を備えており、ロータリーバルブ123を介して粉体排出口115を備えている。
【0042】
上記噴霧乾燥装置本体下からの粉は粒径の大きな粉体群が集められ、ここで落ちないより平均粒子径が小さいものがサイクロンで集められる。そして同様に、サイクロン下からの粉は平均粒子径が噴霧乾燥装置本体下より少し小さい粉が集められる。そしてここで落ちない一番平均粒子径が小さい粉体がバグフィルターに送られる。重量部でいうと、最終的に得られる(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を100重量部として、噴霧乾燥装置本体下:サイクロン下:バグフィルター下で、それぞれ80〜90重量部の範囲:5〜15重量部の範囲:5〜15重量部の範囲になるように、分別される形態が好ましい。
また貯留槽にあっては、噴霧乾燥装置本体下からの(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体の配管とサイクロン下からの配管とバグフィルター下からの配管がそれぞれ貯留槽の上部に接合されており、平均粒子径の異なる(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を集めることができるようになっている形態は好ましい形態となる。この形態を採用することで、種々の平均粒子径の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を効率よく集め、歩留まりよく(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を製造することができる。また所望により、適宜微粉末をカットする工程があってもかまわない。
【0043】
図2に示す製造装置においては、図1に示す装置におけるロータリーバルブ120、121の代わりにダブルダンパー301、302を用いている。また、貯留槽111は、粉体排出口115に連結された冷却機303を備えており、噴霧乾燥装置107は、貯留槽111には連結されておらず、その底部が配管304によりサイクロン108に連結されている。
上記冷却機303は、冷却水を通すジャケット305が備えられており、該ジャケット305は冷却水投入口306と冷却水排出口307とを有している。また、冷却機303は、冷却した粉体を排出するためのロータリーバルブ308を備えている。
【0044】
次に図1及び図2を用いて本発明を適用した(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体の製造工程について説明する。
図1においては、中和釜101においてN−オキシル化合物の存在下で(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液が調製され、溶媒を除去する工程として、中和釜101で調製された溶液が、原液供給ポンプ103により配管203を通って噴霧乾燥装置107に供給されるとともに、送風機105によりエアフィルター104を通した気体が熱風発生装置106に送られ、噴霧乾燥装置107に熱風として供給される。
上記溶媒除去工程においては、噴霧乾燥装置(スプレードライ装置)を用いているが、噴霧乾燥装置以外にも、上述したような各種乾燥装置を用いて乾燥することが可能である。
本発明におけるN−オキシル化合物を含む(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩は、充分に熱安定性が改良されているので、上記塩を含む溶液を乾燥する工程において、充分な熱を与えることができる。また、噴霧乾燥装置においても温度範囲をより高いものとすることができ、生産効率を改良できる。
【0045】
上記噴霧乾燥装置107においては、噴霧盤118に溶液が送られ、噴霧盤118が高速回転することにより微粒化し、熱風と接触することにより乾燥して(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体となる。
上記噴霧乾燥装置としては、噴霧状の溶液と熱風とが並流接触する形式、向流接触する形式、一旦向流接触した後に並流接触する形式等のいずれの形式でもよい。また、噴霧乾燥装置107は、溶液を噴霧状にする噴霧盤118を備えているが、加圧ノズル、二流体ノズル、加圧二流体ノズル等のノズルを用いることもできる。
【0046】
上記溶液を噴霧乾燥装置に供給する量としては、0.7kg/min以上であることが好ましく、また、5.3kg/min以下であることが好ましい。より好ましくは、1.0kg/min以上であり、また、3.3kg/min以下である。
【0047】
上記熱風としては、空気、二酸化炭素、窒素、アルゴン等の不活性気体等が好適であり、これら中でも空気を用いることが好ましい。
上記熱風の温度、水分量及び供給量としては、溶液の濃度、供給量等により適宜設定すればよいが、温度においては、150℃以上であることが好ましく、また、250℃以下であることが好ましい。150℃未満であると、得られる粉体の水分量を充分には低下させることができなくなるおそれがあり、250℃を超えると、固相重合を起こしやすくなるおそれがある。より好ましくは、160℃以上であり、また、230℃以下である。
また水分量としては、特に規定する必要はない。気体として空気を使用する場合、大気をそのまま使用するので、湿度は任意である。ここで使用されたあとの熱風には、溶媒除去工程で蒸発した水分を大量に含むようになるので、初期の熱風の水分量は特に限定されない。
【0048】
上記噴霧乾燥装置における粉体の滞留時間としては、10秒以上が好ましく、また、120秒以下が好ましい。より好ましくは、15秒以上であり、また、90秒以下である。更に好ましくは、20秒以上であり、また、60秒以下である。上記粉体の滞留時間(秒)は、下記式により計算することができる。
粉体の滞留時間(秒)=噴霧乾燥装置の容量(m)÷熱風量(m/秒)
このような熱風の条件は、噴霧乾燥装置による乾燥後の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体の水分量が、上述したような範囲内となるように適宜設定することが好適である。
【0049】
上記噴霧乾燥装置107で乾燥することにより得られた(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体は、配管204を通って、サイクロン108に回収される。サイクロン108に回収された粉体は、比較的大きい粒子がサイクロン108の下に溜まり、小さい粒子(微粉)が気体と共に配管207を通ってバグフィルター109に送られる。大きい粒子は、サイクロン108の底部からロータリーバルブ120と配管206とを通って貯留槽111に入る。また、サイクロン108に回収されない粉体が、噴霧乾燥装置107からロータリーバルブ119と配管205とを通って貯留槽111に入る。
図2においては、噴霧乾燥装置107で乾燥することにより得られた(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体は、配管304を通って、サイクロン108に回収される。また、サイクロン108で回収された粉体は、図1におけるロータリーバルブ120、121の代わりに、ダブルダンパー301、302を通って貯留槽111に入る。
【0050】
上記バグフィルター109においては、採集した微粉をエアーパルスにより下方へ落として回収する。バグフィルター109の下方部分においては、粉体の吸湿防止の点から加温されていてもよい。この回収された粒子はロータリーバルブ121と配管208とを通って貯留槽111に送られ、バグフィルター109においても回収することができない小さい粒子は、ダンパー122を通って排ガスブロア110から廃棄されることになる。
【0051】
上記貯留槽111においては、噴霧乾燥装置107、サイクロン108及びバグフィルター109から送られてくる(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体が粉体投入口(図示せず)から投入される。この場合において、乾燥気体投入ライン112より供給される乾燥気体が、乾燥気体投入口113から投入されることにより、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体が浮遊懸濁化されることが好ましい。このような浮遊懸濁化により、粉体の粒子の周囲の湿り気体が乾燥気体に置換されることになる。湿り気体は、乾燥気体排出口114から排気されることになる。
【0052】
上記(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を浮遊懸濁化(バブリング)するとは、乾燥気体が粒子間に入り込むことにより、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体の各粒子の周りにある湿り気体と置換できるように、乾燥気体を投入して該粉体の一部又は全部を流動させることである。好ましい形態としては、粉体層の内部に乾燥気体を投入することにより、粉体が乾燥気体により泡立ったような状態とすることである。
上記粉体とは、多数の固体粒子の集合体で、該粒子間に適度の相互作用力が働いている状態であり、かつ、粉体層の下部から気体を吹き込んだときに、気体の上昇によって容易に流動でき得る性状を具備しているものである。粉体層とは、貯留槽内に蓄積している粉体である。
【0053】
上記貯留槽としては、溶媒除去工程により得られた(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を貯留槽に投入する口(粉体投入口)と貯留槽から(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を容器に充填するための口(粉体排出口)とを備え、更に、貯留槽の底部に乾燥気体投入口と乾燥気体排出口とを備えていることが好ましく、乾燥気体投入口から乾燥気体を投入することが好ましい。このように(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を浮遊懸濁化することにより、粉体の粒子の周りにある湿り気体が乾燥気体に置換され、粉体層の外に出た湿り気体は、乾燥気体排出口から排気されることになる。なお、溶媒除去工程から(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を貯留槽に投入するまでの間に、他の工程が含まれていてもよい。また、粉体を容器に充填する場合においては、粉体排出口から容器に直接充填してもよいし、例えば冷却機等を介して容器に充填することになってもよい。
【0054】
上記貯留槽111における(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体は、ロータリーバルブ123を通って、粉体排出口115から容器に充填されることになる。また、図2に示すような冷却機303を用いて、粉体の温度を充填するのに好ましい温度まで低下させた後に容器に充填することが好ましい。この場合において、冷却された粉体の温度としては、70℃以下とすることが好ましく、60℃以下とすることがより好ましい。
本発明の製造方法にあっては、貯留槽で(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体を浮遊懸濁化した後、冷却機を介してから容器に充填する形態も好ましい形態である。冷却機を介することで確実に(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉体の温度を低下させることができ、粉体が容器へ充填、貯蔵されるときの蓄熱を抑え、蓄熱による粉体の重合を防止することができ、結果として貯蔵安定性が付与できるからである。
【0055】
上記容器としては、ペーパーバック、フレキシブルコンテナバック等を挙げることができる。より好ましくは当該容器の内側に、密封性の材料で形成された内層ないしは内袋があることである。上記密封性材料としては水を透過させないものであればよく、プラスチックフィルム等が好適であり、中でもポリ塩化ビニリデンが好ましい。またアルミ層が積層されたフィルムであることも好ましい。このようなフィルムとしては、アルミニウムの薄膜を容器の構成に入れたものが好ましく、例えばアルミ箔をコーティングする、ラミネ−トする等の複合化を行ったものが好ましい。また、このようなアルミニウムの薄膜は、蒸着によって得られるものでもよい。また、密封できる容器であれば、アルミやSUSやブリキ等の金属製の容器やプラスチックスの容器を用いてもよい。
【0056】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。
【0057】
<実施例1>
内容積6mの攪拌機及びジャケット付き反応釜に、ジャケットに冷却水を流しながら、純水552kg及びN−オキシル化合物である4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル0.0097kgを仕込み、攪拌しながら48質量%水酸化カリウム水溶液2056.6kgを仕込んだ。次にメトキシハイドロキノン200ppmを含有したアクリル酸1268.2kgを4時間かけて滴下した。なお、滴下中は液温が25℃以上にならないように適宜滴下速度を調節した。滴下が終了した後、水溶液のpHを測定し、8.1〜9.5の範囲に入るようにアクリル酸または水酸化カリウム水溶液を投入した。かくして、50質量%のアクリル酸カリウム水溶液が3876.8kg得られた。N−オキシル化合物濃度はアクリル酸カリウムに対して5ppmであり、メトキシハイドロキノンの濃度はアクリル酸カリウムに対して131ppmである。この水溶液を使用して乾燥実験を行った。
【0058】
コンパクトディスクドライヤー(CDドライヤー)を使用して、以下の条件で乾燥を行った。
型:CD−500(西村鐵工所社製)
ディスク直径:540mm
伝熱面積:0.4m
熱源:飽和蒸気(圧力343kPa)
ディスク回転数:2rpm
原液処理量:60kg/h
【0059】
上記CDドライヤーにおいては、アクリル酸カリウム水溶液を以下のように乾燥させることになる。図3に、CDドライヤーの概略図を示す。
上記アクリル酸カリウム水溶液(50質量%濃度)を原料液タンク401に入れ、該原料液タンク401をシュート402の下に置き、循環ポンプ吸入側ホース403を原料液タンク401に入れる。乾燥粉末タンク404をシュート405の下に置き、飽和蒸気をディスク406に供給し、ディスク406を回転させる。循環ポンプ407を回転させ、当該水溶液をフィードパイプ408を通してディスク406上に供給する。飽和蒸気によってディスク406上で水溶液の乾燥が進むことにより、ディスク406上に粉末(粉体)が得られる。乾燥が足りない場合には、ディスク406の回転数を落とすことにより充分に乾燥させることができる。また、CDドライヤーには、換気ファン409が設置されており、蒸発した水分が速やかに系外に除去されることになる。ディスク406上の粉末は、スクレーパー410で掻き落とされ、乾燥粉末タンク404に入る。ディスク406面に付着しなかった水溶液は、シュート402に集められ、原料液タンク401に戻る。このような動作を繰り返してアクリル酸カリウム水溶液の乾燥を行うことになる。
なお、実施例においては、熱源として圧力343kPa(3.5kg/cmG)の飽和蒸気をディスク406に供給したので、ディスク406の表面温度は140〜150℃の範囲になっていた。
【0060】
また、上記乾燥粉末タンク404においては、以下の形態A、形態Bのようにして取り扱ったので両者とも良好な乾燥状態であった。
形態A:乾燥粉末タンク404の底部から、露点が0℃で、温度が25℃の乾燥空気を10L/minの速度で供給し、粉体の吸湿を防止した。
形態B:乾燥粉末タンク404の周囲を70℃に加温して相対湿度を下げ、粉体の吸湿を防止した。
【0061】
よって、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を乾燥させる工程で使用する当該CDドライヤーとしては、ディスクの表面上で乾燥された(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉末を回収する乾燥粉末タンク内に乾燥気体を導入できる装置あるいは配管が具備されていることは好ましい形態である。この時導入される乾燥気体は、相対湿度が該粉体の臨界相対湿度以下の乾燥気体であり、該乾燥気体を該CDドライヤーの乾燥粉末タンク内に投入し、当該タンク内の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を浮遊懸濁化することにより粉体近傍の湿り気と乾燥空気との置換が行われ、該CDドライヤーの乾燥粉末タンク内に投入される乾燥気体は、下記式(1);
X≧3V/T (1)
(式中、Tは、乾燥粉末タンク内の粉体の滞留時間(s)であり、Vは貯留槽の容積(L)であり、Xは、乾燥気体の投入速度(L/s)である。)に従うように投入されることは好ましい形態となる。より好ましくは、CDドライヤーでの乾燥工程終了後も、上記式に従って乾燥気体が投入されている形態が好ましい。また、好ましくは、下記式(2);
X≧5V/T (2)
に従うように投入されることである。
【0062】
上記形態Aにおける乾燥粉末タンクへの乾燥気体の供給形態であるが、当該粉体と乾燥気体とが浮遊懸濁化して乾燥気体と湿り気の置換が充分に行われるような位置に乾燥気体を導入する形態が好ましい。上記浮遊懸濁化が充分に行われるのであれば、上記乾燥気体の導入位置は乾燥粉末タンクの側面部でも底面部でもかまわない。なお、上記浮遊懸濁化を効率よく行うためには、当該タンクの底部から乾燥気体を導入する形態であることが好ましい。
【0063】
上記乾燥粉末タンク内の粉体の滞留時間Tとしては、300秒以上であることが好ましく、より好ましくは、600秒以上であり、更に好ましくは1800秒以上であり、また、10時間以下である。特に好ましくは、1800秒以上であり、また、3時間以下である。
【0064】
また、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩を乾燥させる工程で使用する当該CDドライヤーとしては、ディスクの表面上で乾燥された(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩粉末を回収する乾燥粉末タンクを所定の温度に加熱できるような装置が具備されている形態が好ましい。また、上記乾燥粉末タンク内に乾燥気体を導入できる装置あるいは配管が具備されている形態と乾燥粉末タンクを所定の温度に加熱できるような装置が具備されている形態とが併設されていてもかまわない。上記温度は80℃から60℃の範囲が好ましい。
【0065】
得られたアクリル酸カリウム粉末は水分量0.08質量%、混合アルコール溶状テスト(ポリマーテスト)は無色透明であった。高速液体クロマトグラフィーによって測定したポリマー量は0.01質量%以下であった。
【0066】
<実施例2>
4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルを0.00097kgとし、N−オキシル化合物濃度はアクリル酸カリウムに対して0.5ppm、メトキシハイドロキノンの濃度はアクリル酸カリウムに対して131ppmとして、その他の条件は実施例1と同様にして乾燥実験を行った。得られたアクリル酸カリウム粉末は水分量0.09質量%、混合アルコール溶状テスト(ポリマーテスト)は無色透明であった。高速液体クロマトグラフィーによって測定したポリマー量は0.01質量%以下であった。
【0067】
<実施例3>
4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルを0.000097kgとし、N−オキシル化合物濃度はアクリル酸カリウムに対して0.05ppm、メトキシハイドロキノンの濃度はアクリル酸カリウムに対して131ppmとして、その他の条件は実施例1と同様にして乾燥実験を行った。得られたアクリル酸カリウム粉末は水分量0.09質量%、混合アルコール溶状テスト(ポリマーテスト)は無色透明であった。高速液体クロマトグラフィーによって測定したポリマー量は0.01質量%以下であった。
【0068】
<実施例4>
4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルの代わりに4,4′,4′′−トリス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)フォスファイトを使用した。N−オキシル化合物濃度はアクリル酸カリウムに対して5ppmであり、メトキシハイドロキノンの濃度はアクリル酸カリウムに対して131ppmであった。その他の条件は実施例1と同様にして乾燥実験を行った。得られたアクリル酸カリウム粉末は水分量0.075質量%、混合アルコール溶状テスト(ポリマーテスト)は無色透明であった。高速液体クロマトグラフィーによって測定したポリマー量は0.01質量%以下であった。
【0069】
<実施例5>
4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルを0.000097kgとし、N−オキシル化合物濃度はアクリル酸カリウムに対して0.005ppm、メトキシハイドロキノンの濃度はアクリル酸カリウムに対して131ppmとして、その他の条件は実施例1と同様にして乾燥実験を行った。得られたアクリル酸カリウム粉末は水分量0.09質量%、混合アルコール溶状テスト(ポリマーテスト)は僅かに白色に懸濁し、ポリマー分が析出した。高速液体クロマトグラフィーによって測定したポリマー量は0.17質量%であった。
【0070】
<実施例6>
実施例5と同様の重合禁止剤の条件で、遠心式噴霧乾燥装置(大川原化工機社製、形式OD−50、3点捕集)を用いて乾燥実験を行った。遠心式噴霧乾燥装置の頭頂部より50質量%アクリル酸カリウム水溶液を連続的に噴霧した。使用したディスクはM型、直径125mmで回転数は18000rpmであり、原料供給量は150kg/h、入口熱風温度260℃、出口温度140℃の条件で1時間連続噴霧乾燥した結果、嵩比重0.20g/ml、水分量0.0095質量%、ポリマー量0.12質量%、粒子径が74μm未満の粒子の割合が95質量%のアクリル酸カリウム粉体が69kg得られた。収率は92%であった。
【0071】
なお、上記実施例6の噴霧乾燥条件は、通常の噴霧乾燥条件より厳しい高温条件である。N−オキシル化合物以外の通常の禁止剤を使用した(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩水溶液を噴霧乾燥する場合は、比較例4で示したように入口温度が240℃を超えると急激に安定性が悪くなり、得られた粉体のポリマー量が多くなってしまう。これによれば、粉体の滞留時間が短い噴霧乾燥装置であっても、入口温度が240℃を超えるような高温の場合、乾燥後の粉体に含有されるポリマー量は急激に増えていくことが判る。上記実施例6では、このような入口温度が240℃より高く、厳しい噴霧乾燥条件を採用した乾燥工程であっても、N−オキシル化合物を使用しており当該溶液の熱に対する安定性が高いので、粉体のポリマー量が増加しにくいことを示すものである。
【0072】
<比較例1>
N−オキシル化合物を投入せずに、重合禁止剤はアクリル酸中に含まれているメトキシハイドロキノンのみとし、メトキシハイドロキノンの濃度はアクリル酸カリウムに対して131ppmとして、その他の条件は実施例1と同様にCDドライヤーを用いて乾燥実験を行った。得られたアクリル酸カリウム粉末は水分量0.09質量%、混合アルコール溶状テスト(ポリマーテスト)は顕著に白色に懸濁し、ポリマー分が析出した。ポリマー量は1.5質量%であった。
【0073】
<比較例2>
アクリル酸中に含まれているメトキシハイドロキノンの他に、フェノチアジンをアクリル酸カリウムに対して200ppm添加した。重合禁止剤としてはメトキシハイドロキノンの濃度はアクリル酸カリウムに対して131ppm、フェノチアジンの濃度はアクリル酸カリウムに対して200ppmとして、その他の条件は実施例1と同様にCDドライヤーを用いて乾燥実験を行った。得られたアクリル酸カリウム粉末は水分量0.09質量%、混合アルコール溶状テスト(ポリマーテスト)は顕著に白色に懸濁し、ポリマー分が析出した。ポリマー分は1.3質量%であった。
【0074】
<比較例3>
アクリル酸中に含まれているメトキシハイドロキノンの他に、更にハイドロキノンをアクリル酸カリウムに対して300ppm添加した。重合禁止剤としてはメトキシハイドロキノンの濃度はアクリル酸カリウムに対して131ppm、ハイドロキノンの濃度はアクリル酸カリウムに対して300ppmとして、その他の条件は実施例1と同様にCDドライヤーを用いて乾燥実験を行った。得られたアクリル酸カリウム粉末は水分量0.09質量%、混合アルコール溶状テスト(ポリマーテスト)は顕著に白色に懸濁し、ポリマー分が析出した。ポリマー分は1.2質量%であった。
上記比較例より、N−オキシル化合物以外の重合禁止剤を配合した当該水溶液を、CDドライヤー等の効率のよい乾燥機を用いて乾燥させた場合は重合物が発生しやすいことがわかる。
【0075】
<比較例4>
比較例3と同様の重合禁止剤の条件で、遠心式噴霧乾燥装置(大川原化工機社製、形式OD−50、3点捕集)を用いて乾燥実験を行った。乾燥条件は噴霧乾燥の通常条件より厳しい条件である実施例6と同様の条件で行った。遠心式噴霧乾燥装置の頭頂部より50質量%アクリル酸カリウム水溶液を連続的に噴霧した。使用したディスクはM型、直径125mmで回転数は18000rpmであり、原料供給量は150kg/h、入口熱風温度260℃、出口温度140℃の条件で1時間連続噴霧乾燥した結果、嵩比重0.20g/ml、水分量0.0095質量%、ポリマー量0.78質量%、粒子径が74μm未満の粒子の割合が95質量%のアクリル酸カリウム粉体が69kg得られた。収率は92%であった。上記比較例4において実施例6の乾燥条件は、やや厳しい条件による噴霧乾燥の条件であり、比較例3で示すようなハイドロキノン等の重合禁止剤を用いた当該水溶液を乾燥させた場合、ポリマー量が増加してしまうことが判る。よって、この乾燥条件で連続運転した場合、つまり等の問題が起こりやすいと考えられる。また、この乾燥条件では、通常の重合禁止剤のみが配合された当該水溶液を乾燥させると、ポリマーが混入して製品品質が低くなることが予想される。
【0076】
なお、本実施例におけるN−オキシル化合物の濃度、混合アルコール溶状テスト及びポリマー分の測定は以下のような方法によって行った。
<4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルの分析条件>
カラム;Inertsil PH 5μm 4.6mm id×250mm
移動相;アセトニトリル:水=5:95
カラム温度;50℃
流速;1ml/min
検出器;UV240nm
リテンションタイム;15.62min
注入量;10μl
検出限界;0.1ppm
【0077】
<4,4′,4′′−トリス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)フォスファイトの分析条件>
カラム;Inertsil PH 5μm 4.6mm id×250mm
移動相;メタノール:水=7:3
カラム温度;50℃
流速;1ml/min
検出器;UV240nm
リテンションタイム;15.46min
注入量;10μl
検出限界;0.1ppm
【0078】
<混合アルコール溶状テスト(簡易ポリマーテスト)>
アクリル酸カリウム粉体 3g
メタノール 20g
イソプロパノール 20g
を混合した。ポリマー分は溶解しないので白濁し、沈殿する。無色透明に均一溶解すればポリマー分は殆ど含まれない。
【0079】
<ポリマー分測定方法>
ポリマー量:高速液体クロマトグラフィーにより面積百分率で算出した。
カラム;Shimpack SCR−101H 7.8mm id×250mm
(島津製作所社製)
移動相;85%リン酸15ml+超純水3L
流速;1ml/min
ディテクター;HITACHI L−4000H UVディテクター(200nm)
ポンプ;HITACHI L−6000
リテンションタイム;ポリマー 4.3分
モノマー 12.5分
【0080】
【発明の効果】
本発明の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩及びその製造方法は、上述の構成よりなり、重合体の含有量が低減された(メタ)アクリル酸金属塩であり、また、充分に重合を抑制することを可能とする(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法であり、撥水性表面処理剤、繊維処理剤、船底防汚塗料、シランカップリング剤等の分野に用いられ、工業原料として有用な化合物、及び、その製造方法として有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明を適用した(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造装置の一例を示した概略図である。
【図2】図2は、本発明を適用した(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造装置の一例を示した概略図である。
【図3】図3は、実施例において使用したCDドライヤーの概略図である。
【符号の説明】
101 中和釜
102 中間タンク
103 原液供給ポンプ
104 エアフィルター
105 送風機
106 熱風発生装置
107 噴霧乾燥装置
108 サイクロン
109 バグフィルター
110 排ガスブロア
111 貯留槽
112 乾燥気体投入ライン
113 乾燥気体投入口
114 乾燥気体排出口
115 粉体排出口
116 攪拌翼
117、122 ダンパー
118 噴霧盤
119〜121、123、308 ロータリーバルブ
201〜208、304 配管
301、302 ダブルダンパー
303 冷却機
305 ジャケット
306 冷却水投入口
307 冷却水排出口
401 原料液タンク
402、405 シュート
403 循環ポンプ吸入側ホース
404 乾燥粉末タンク
406 ディスク
407 循環ポンプ
408 フィードパイプ
409 換気ファン
410 スクレーパー
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an alkali metal (meth) acrylate and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to an alkali metal (meth) acrylate used in the fields of a water-repellent surface treatment agent, a fiber treatment agent, a ship bottom antifouling paint, a silane coupling agent, and the like, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
The alkali metal (meth) acrylate is polymerizable and is used as a polymerizable monomer or as a raw material for introducing a polymerizable functional group into a compound, and is useful as an industrial raw material. Compound. Usually, it is supplied in the form of a powder, and for example, it is produced by a process of preparing an alkali metal (meth) acrylate solution and then pulverizing the solution. In the case of obtaining high-quality powder with a small content of the polymer as an impurity, a high durability of the alkali metal (meth) acrylate requires a short dwell time such as a spray drier. The (meth) acrylic acid alkali metal salt solution is transferred and dried, collected in a storage tank (product hopper) and filled into a container as a product. In such a manufacturing process, (meth) acrylic acid is used. Polymerization of the acid alkali metal salt easily generates a polymer or gel, which may cause a problem in the production process. For example, the stability of the solution is impaired, or gels that cannot be easily removed accumulate in the corners of pipes or tanks for transferring the aqueous solution of the alkali metal (meth) acrylate, or in the wire mesh in the strainer. Will be. When the accumulation of the gel-like substance increases, stable production for a long period of time becomes difficult.
[0003]
As a conventional production method relating to an alkali metal (meth) acrylate, a production method of sodium acrylate or sodium methacrylate powder crystals in which an aqueous solution of sodium acrylate or sodium methacrylate is spray-dried at a drying temperature of 80 to 200 ° C is disclosed. It was described in Examples that hydroquinone monomethyl ether was used, and when esterifying the obtained acrylic acid or sodium methacrylate powder crystals, phenyl-α-naphthylamine, N, N′- was used as a polymerization inhibitor. It is described that diphenyl-p-phenylenediamine, hydroquinone, phenothiazine, sulfur and the like are used (for example, see Patent Document 1). Further, when producing a potassium salt of acrylic acid or methacrylic acid by a neutralization reaction of acrylic acid or methacrylic acid with a potassium salt selected from potassium hydroxide or potassium carbonate, water or a lower alcohol is used as a solvent, and the reaction is terminated. A method for producing a potassium salt of acrylic acid or methacrylic acid, in which the pH is adjusted to 10 to 13 and the solvent is removed and the solvent is dried after completion of the reaction, is disclosed in which hydroquinone and hydroquinone monomethyl ether are used as polymerization inhibitors. In the examples, it is described that neutralization was carried out at 50 ° C. or lower (for example, see Patent Document 2). Furthermore, a method for producing an alkali metal salt of an unsaturated carboxylic acid by drying an aqueous liquid containing an alkali metal salt of an unsaturated carboxylic acid by contacting the aqueous liquid with a hot air fluid in a spray form to remove an aqueous component is disclosed. It is described that hydroquinone may be added as a polymerization inhibitor to an unsaturated carboxylic acid, and in Examples, it is described that neutralization is performed at 10 ° C. or lower (for example, see Patent Document 3).
[0004]
However, in these techniques, since the alkali metal (meth) acrylate is produced through a spray drying process at a high temperature, the aqueous solution of the alkali metal (meth) acrylate contains hydroquinone and hydroquinone monomethyl ether. However, in order to prevent inadvertent polymerization of alkali metal (meth) acrylate due to high temperature, a large amount of polymerization inhibitor must be used. When the polymerization inhibitor is used in such a large amount, it causes coloring. In addition, when a large amount of a polymerization inhibitor such as hydroquinone is contained in the alkali metal (meth) acrylate, for example, when polymerizing as a polymerizable monomer, a polymer having a sufficiently increased molecular weight is produced. It is disadvantageous to do. In addition, when the stability of the aqueous solution to heat as described above is insufficient, the operating temperature conditions of the optimal spray dryer used during spray drying can be restricted, and the temperature is increased to increase the spray drying efficiency. There was naturally a limit. In addition, in order to perform the drying process of the powder stably for a long period of time, it is necessary to maintain and adjust the temperature condition of the spray dryer in a narrow range even in a normal operation. In addition to improving these points, there is room for contrivance as a production method that can sufficiently suppress polymerization and coloring of the alkali metal (meth) acrylate in the drying step.
More specifically, since the alkali metal (meth) acrylate has high polymerizability, the residence time is short in order to suppress the side reaction that may occur in the drying step as low as possible and obtain a powder having a low polymer content. Spray dryers (spray dryers) are used, but in this case heat energy loss is relatively high. Therefore, since there is room for improvement in the thermal efficiency of the drying device, the polymerization in the production process of the alkali metal (meth) acrylate is performed not only by the spray drying method but also by other drying methods. There is room for constraining it sufficiently so that high quality products can be manufactured.
[0005]
As a method for obtaining powdered potassium acrylate, a method for producing powdered potassium acrylate in which a powder obtained by separating and drying from an aqueous solution is further contacted with a dry gas is disclosed, and the separation and drying is performed by a spray dryer. (See, for example, Patent Document 4). However, this technique does not discuss suppressing the polymerization of potassium acrylate in the production process. In addition, since the separation and drying of the aqueous solution has only been studied from the viewpoint of preventing agglomeration of the obtained powdered potassium acrylate, the polymerization of the alkali metal (meth) acrylate in the production process has been considered. There has been room for contrivance to achieve a production method that can be sufficiently suppressed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-47-31924 (page 1-2)
[Patent Document 2]
JP-B-48-20532 (page 1-2)
[Patent Document 3]
JP-A-49-11820 (pages 1-3)
[Patent Document 4]
JP-A-2003-12599 (page 2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above situation, and has a reduced content of a polymer, and is useful in various applications, and it is possible to sufficiently suppress polymerization. It is an object of the present invention to provide a method for producing an alkali metal (meth) acrylate. It is another object of the present invention to provide a production method capable of producing an alkali metal (meth) acrylate salt in a stable manner for a long period of time without generating a gel-like substance in a pipe or a tank.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted various studies on a method for preventing the polymerization of the alkali metal (meth) acrylate in the above-mentioned production process. As a result, even if a general-purpose polymerization inhibitor such as hydroquinone was used, the production of the polymer was not sufficiently achieved. Although it cannot be suppressed, high-quality (meth) acrylic acid having a reduced polymer content by containing an N-oxyl compound in the alkali metal (meth) acrylate and specifying the water content is specified. It has been found that acid alkali metal salts can be used. When producing such an alkali metal (meth) acrylate, a 2,2,6,6-tetramethylpiperidino compound or the like is added to the alkali metal (meth) acrylate solution or slurry to be dried. By containing an N-oxyl compound, a remarkable polymerization inhibiting effect can be imparted. As a result, it has been found that the stability of a solution or the like can be improved, and the generation of a gel that cannot be easily removed in a pipe or a tank can be suppressed, and the inventors have conceived that the above problem can be solved brilliantly.
[0009]
Further, in the case of the N-oxyl compound, the polymerization inhibiting effect can be sufficiently exhibited even in a very small amount as compared with hydroquinone, so that a high-quality alkali metal (meth) acrylate without coloring can be obtained. In addition, since high-temperature treatment can be performed as compared with hydroquinone, it is possible to dry the alkali metal (meth) acrylate solution at a higher temperature, and to improve efficiency in the production of the alkali metal (meth) acrylate. I found that I could do that.
Further, in the drying apparatus used for producing the alkali metal (meth) acrylate of the present invention, there are various types, and there are many types having higher thermal efficiency than the spray drying apparatus. By using an N-oxyl compound to make the (meth) acrylic acid alkali metal salt solution have high stability, not only the spray drying apparatus but also the thermal efficiency other than the spray drying apparatus which could not be used conventionally can be obtained. Good drying equipment can be used. As a result, it has been found that thermal efficiency can be improved and polymerization can be suppressed to produce a high-quality alkali metal (meth) acrylate more efficiently. On the other hand, even in the case of using a spray drying apparatus, since the solution is more stable against heat, the range in which the alkali metal (meth) acrylate solution can be safely handled is expanded, and the productivity is increased. A stable alkali metal (meth) acrylate can be obtained even if the temperature setting conditions are wide. Therefore, even when a spray drying apparatus is used, it has been found that the method is a very useful production method, and the present invention has been achieved.
[0010]
That is, the present invention is an alkali metal (meth) acrylate containing a N-oxyl compound as a polymerization inhibitor and having a water content of 2000 ppm or less.
The present invention also provides a step of obtaining an alkali metal (meth) acrylate solution by a neutralization reaction between (meth) acrylic acid as an acid and a compound containing an alkali metal as a base in the presence of an N-oxyl compound. And a method for producing an alkali metal (meth) acrylate.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0011]
The alkali metal (meth) acrylate of the present invention contains an N-oxyl compound as a polymerization inhibitor and has a water content of 2000 ppm or less. ) When it is used as a raw material for a nucleophilic substitution reaction for introducing an acrylic group, it is not preferable because the yield cannot be sufficiently improved and the consolidation of the product is promoted. In the present invention, there is a tendency that the powder is liable to be clogged in proportion to the water content, and there is a possibility that a pipe for transferring the obtained alkali metal (meth) acrylate powder may be easily clogged. It is preferable that the water content is small, preferably 1500 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less, still more preferably 800 ppm or less, still more preferably 600 ppm or less, even more preferably 550 ppm or less, It is more preferably at most 500 ppm, more preferably at most 350 ppm, particularly preferably at most 300 ppm, most preferably at most 250 ppm.
In a preferred embodiment, the alkali metal (meth) acrylate of the present invention is produced by the production method of the present invention disclosed below.
[0012]
The water content can be measured by the following method.
Method: Karl Fischer method
Measuring equipment: Automatic moisture meter KF-07 (Mitsubishi Chemical Corporation)
Titration solvent: methanol (special grade reagent)
Sample introduction method: Put the sample into the titration flask and dissolve it uniformly
Sampling and weighing atmosphere: air conditioned to 25% relative humidity
Sampling amount: 2.0 ± 0.2g
Waiting time for moisture measurement end point: 30 seconds
[0013]
Examples of the N-oxyl compound include 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4,4 ′, 4 "-tris (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) phosphite, 2,2,4,4-tetramethylazetidine-1-oxyl, 2,2-dimethyl-4, 4-dipropylazetidine-1-oxyl, 2,2,5,5-tetramethylpyrrolidine-1-oxyl, 2,2,5,5-tetramethyl-3-oxopyrrolidine-1-oxyl, 6-aza -7,7-dimethyl-spiro (4,5) decane-6-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-acetoxypiperidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl- 4-b Zoyloxypiperidine-1-oxyl and the like are preferred, and among these, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4,4 ′, 4 ″ -tris (2, 2,6,6-Tetramethylpiperidine-1-oxyl) phosphite is preferred. One or more of these can be used.
[0014]
The content of the N-oxyl compound is preferably 0.000001% by mass or more, and more preferably 1% by mass or less based on the alkali metal (meth) acrylate. When the content is less than 0.000001% by mass, the content of the polymer may not be sufficiently reduced. Even when the content exceeds 1% by mass, the content of the polymer can be reduced. The effect corresponding to the content may not be obtained. More preferably, the content is 0.000005% by mass or more and 0.5% by mass or less. More preferably, it is 0.00001% by mass or more, and 0.1% by mass or less. Particularly preferably, it is 0.0005% by mass or more and 0.05% by mass or less. More preferably, it is 0.0008% by mass or more and 0.01% by mass or less. Most preferably, it is 0.001% by mass or more and 0.005% by mass or less.
[0015]
The N-oxyl compound in the present invention can be detected by ESR (Electron Spin Resonance) or EPR (Electron Paramagnetic Resonance) spectroscopy, high performance liquid gas chromatography, or the like. Among these, it is preferable to detect by high performance liquid gas chromatography.
[0016]
In the ESR (Electron Spin Resonance) or EPR (Electron Paramagnetic Resonance) spectroscopy, the N-oxyl compound has an N-oxyl radical, and the N-oxyl radical has at least one unpaired electron. , It can be detected by such a spectroscopic method. These spectroscopy is based on the magnetic properties of atoms, ions, molecules or molecular fragments with an odd number of electrons. This property is derived from the orbital motion of the unpaired electron around the nucleus and its rotation or both. A strong static magnetic field has a constant magnitude H0Acting on the unpaired spin (rotational angular momentum) of the electron at, creates a couple that directs the magnetic moment of the electron in a direction that is parallel or antiparallel to the direction of the magnetic field. And precesses about the direction of the magnetic field at a frequency proportional to both the magnitude and the magnetic moment of the electron. This is usually called Larmor precession. Still a second high-frequency magnetic field H1Is the steady magnetic field H0When applied perpendicular to1The field frequency ν is the Larmor precession frequency νLWhen it becomes the same as above, resonance occurs. When an electromagnetic wave having an appropriate frequency ν is incident, magnetic resonance absorption occurs, and the magnitude thereof can be measured.
[0017]
Usually a steady magnetic field H0Has a constant size in the range of about 0.34 Tesla. High frequency magnetic field H1Is continuously varied until resonance occurs. At an electric field strength of 0.34 Tesla, the absorption of N-oxyl radicals is in the wavelength region of ν = 1010 Hz.
The lower limit of detection of the ESR spectrum is 2 × 1011Free radicals of ΔH can be detected. Here, ΔH is a half width or a maximum slope width in the case of a differential curve. If ΔH = 2.7 Gauss, this is 10 8mol / L. Speaking of typical N-oxyl compounds, for example, in the case of 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, the detection lower limit is about 0.001 ppm.
[0018]
In the high performance liquid chromatography, the quantification of the N-oxyl compound can be performed, for example, under the following conditions. The detection limit of high performance liquid chromatography is about 0.1 ppm.
<Analysis conditions for 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl>
Column: Inertsil PH 5 μm 4.6 mm id × 250 mm
Mobile phase; acetonitrile: water = 5: 95
Column temperature; 50 ° C
Flow rate: 1 ml / min
Detector: UV 240nm
Retention time: 15.62min
Injection volume: 10 μl
Detection limit; 0.1 ppm
[0019]
<Analysis conditions for 4,4 ′, 4 ″ -tris (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) phosphite>
Column: Inertsil PH 5 μm 4.6 mm id × 250 mm
Mobile phase; methanol: water = 7: 3
Column temperature; 50 ° C
Flow rate: 1 ml / min
Detector: UV 240nm
Retention time: 15.46min
Injection volume: 10 μl
Detection limit; 0.1 ppm
[0020]
The alkali metal (meth) acrylate of the present invention is preferably a powder having an average particle diameter in the range of 0.1 to 500 µm. If the powder has an average particle diameter of less than 0.1 μm, the powder has a strong cohesive force, so that an agglomerate is likely to be formed, and it is difficult for the powder to flow even when a dry gas is supplied. Even if the moisture around the powder is replaced after the removal, it may cause sticking. On the other hand, when the average particle diameter of the powder exceeds 500 μm, the powder may not easily flow, and a larger amount of dry gas is required. More preferably, it is 0.5 μm or more and 400 μm or less. More preferably, it is 1 μm or more and 300 μm or less.
The measurement of the average particle diameter can be performed according to the dry sieving test method of JIS K0069 “Sieving test method for chemical products”.
[0021]
The form of the alkali metal (meth) acrylate of the present invention may be any of flakes, tablets, granules, granules, and powders (powder), and among these, the powders described above are preferable. Further, alkali metal (meth) acrylates, particularly potassium acrylate, have a high hygroscopicity and are less susceptible to humidity as the specific surface area is smaller. Therefore, granules to flakes having a relatively small specific surface area are also preferable. is there.
[0022]
The alkali metal (meth) acrylate of the present invention preferably has a bulk specific gravity of 0.30 g / ml or more. More preferably, it is 0.35 g / ml or more. Further, it is preferably at most 1.20 g / ml. More preferably, it is 1.00 g / ml or less, further preferably, 0.60 g / ml or less, particularly preferably, 0.55 g / ml or less. It is a preferred embodiment that the alkali metal (meth) acrylate powder of the present invention has the above bulk specific gravity.
As a method for measuring the bulk specific gravity, the following method is suitable. First, an alkali metal (meth) acrylate is gently poured into a 100-ml cylindrical metal container for measuring bulk specific gravity, and is heaped into the cylindrical container. Next, a mountain is scraped off with a spatula having a straight side, the mass is measured, and the mass per 1 ml is calculated. Such a measurement is performed for ten samples, and the average value is obtained. The measurement is performed at 25 ° C. and 60% humidity.
[0023]
The content of the polymer in the alkali metal (meth) acrylate is preferably 0.2% by mass or less, assuming that the alkali metal (meth) acrylate is 100% by mass. The content is more preferably 0.1% by mass or less, and further preferably 0.07% by mass or less.
The content of the polymer can be measured under the following conditions.
<Polymer content measurement method>
Polymer amount: Calculated as area percentage by high performance liquid chromatography.
Column: Shimpack SCR-101H 7.8 mm id × 250 mm
(Made by Shimadzu Corporation)
Mobile phase; 15% of 85% phosphoric acid + 3 L of ultrapure water
Flow rate: 1 ml / min
Detector: HITACHI L-4000H UV detector (200 nm)
Pump; HITACHI L-6000
Retention time; polymer 4.3 minutes
Monomer 12.5 minutes
[0024]
When the concentration of the slurry obtained by dispersing in toluene is 40% by mass, the viscosity of the slurry of the alkali metal (meth) acrylate is preferably 600 mPa · s or less. It is more preferably 500 mPa · s or less, further preferably 200 mPa · s or less, and particularly preferably 100 mPa · s or less.
As a method for measuring the slurry viscosity, an alkali metal (meth) acrylate is charged into toluene (500 g) in an atmosphere at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 25% such that the solid content concentration becomes 40% by mass. It is preferable that a slurry is stirred by a three-one motor at a rotation speed of 200 times / minute using a four-spring stirring blade to form a slurry, and the viscosity of the obtained slurry is measured by a BL-type viscometer.
Also, a dispersion can be prepared using alcohols instead of toluene. The alkyl group constituting the alcohol may have a branched chain. Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, octanol and the like. In addition, polyhydric alcohols can be used, and examples thereof include ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, and 1,4-butanediol.
[0025]
The method for producing the alkali metal (meth) acrylate of the present invention is not particularly limited as long as it contains an N-oxyl compound and the amount of water falls within the above range. A production method comprising a step of obtaining a solution of an alkali metal (meth) acrylate by a neutralization reaction between (meth) acrylic acid and a compound containing an alkali metal in the presence of an N-oxyl compound is preferable. A method for producing an alkali metal (meth) acrylate is also one aspect of the present invention.
[0026]
In the method for producing an alkali metal (meth) acrylate according to the present invention, a solution of the alkali metal (meth) acrylate is obtained by the neutralization reaction between an acid and a base in the presence of an N-oxyl compound as described above. In a preferred embodiment, the (meth) acrylic acid is subjected to a neutralization reaction between the compound containing an alkali metal as the base and the (meth) acrylic acid as the acid in the presence of an N-oxyl compound. This is a form in which an acid alkali metal salt solution is prepared.
In the step of obtaining an alkali metal (meth) acrylate solution by a neutralization reaction between an acid and a base in the presence of the N-oxyl compound in the present invention, the alkali metal (meth) acrylate may be added at any stage of the production process. The N-oxyl compound may be present together with the salt. For example, the method of adding the N-oxyl compound includes (1) the preparation of the raw material used in the neutralization reaction and the N-oxyl compound in the neutralization reaction. An oxyl compound may be added, or an N-oxyl compound may be added to the (2) alkali metal (meth) acrylate solution after completion of the neutralization reaction. In the mode (1), the obtained solution can be stabilized, and in the modes (1) and (2), the polymerization in the step after obtaining the solution can be suppressed. Become. Preferably, it is in the form of (1) so that the N-oxyl compound is present during the neutralization reaction.
[0027]
The above-mentioned preparation methods include (1) a method in which (meth) acrylic acid is gradually added to a solution of a compound containing an alkali metal in the presence of an N-oxyl compound, and (2) (meth) acrylic acid. A method in which an alkali metal-containing compound is gradually added to an acid to prepare the same; (3) A method in which a solution of the alkali metal-containing compound in a solvent and (meth) acrylic acid are gradually added together to prepare the acid Etc. are preferred. For example, by gradually adding (meth) acrylic acid to an aqueous solution of an alkali metal hydroxide or an alkali metal carbonate, or by gradually adding an alkali metal alkoxide to (meth) acrylic acid, It can be prepared by preparing an alcohol solution of a metal salt or by gradually adding an aqueous solution of an alkali metal hydroxide and (meth) acrylic acid to water at the same time.
These neutralization reactions are preferably performed in an air atmosphere to prevent polymerization during the reaction.
[0028]
As the usage form of the N-oxyl compound in the above-mentioned preparation method, the N-oxyl compound may be mixed in advance with a solution of a compound containing an alkali metal, or may be mixed with (meth) acrylic acid in advance. Or may be mixed in advance with a solvent. Further, it may be gradually added together with a solution of a compound containing an alkali metal and / or (meth) acrylic acid. It is also possible to use (meth) acrylic acid containing a predetermined amount of an N-oxyl compound as (meth) acrylic acid as a raw material of the alkali metal (meth) acrylate.
[0029]
The amount of the N-oxyl compound used in the method for producing an alkali metal (meth) acrylate is appropriately set so that the content of the N-oxyl compound in the alkali metal (meth) acrylate falls within the above range. Is preferred. In a preferred embodiment of the method for producing an alkali metal (meth) acrylate of the present invention, the N-oxyl compound is contained in an amount of 0.000001 to 1% by mass based on the alkali metal (meth) acrylate. .
[0030]
As the solvent in the alkali metal (meth) acrylate solution, water, a mixed solution of water and an organic solvent soluble in water, and the like are suitable, and water is preferred. That is, a preferred form of the present invention is a form in which an aqueous solution of an alkali metal (meth) acrylate is prepared by a neutralization reaction between a compound containing an alkali metal and (meth) acrylic acid in the presence of an N-oxyl compound. It is.
Examples of the organic solvent include lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, sec-butyl alcohol and t-butyl alcohol; acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone and the like. And the like lower ketones.
[0031]
In the present invention, an N-oxyl compound is used as a polymerization inhibitor, but if necessary, another polymerization inhibitor may be used in combination.
The other polymerization inhibitors are not particularly limited, and generally known polymerization inhibitors can be used. Examples thereof include hydroquinone, methylhydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, tert-butylhydroquinone, and 2,6. Phenol compounds such as -di-tert-butylhydroquinone, 2,5-di-tert-butylhydroquinone, 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, cresol and tert-butylcatechol; N-isopropyl-N'-phenyl -P-phenylenediamine, N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine, N- (1-methylheptyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine, N, N ' -Diphenyl-p-phenylenediamine, N, P-phenylenediamines such as' -di-2-naphthyl-p-phenylenediamine; amine compounds such as thiodiphenylamine and phenothiazine; Alkyl thiuram disulfides; methylene blue and the like are preferred.
One or more of these can be used. Further, if molecular oxygen is used in combination as needed, the polymerization inhibiting effect is further improved.
[0032]
The amount of the other polymerization inhibitor to be used may be appropriately adjusted depending on the operating conditions or the properties of the finally obtained alkali metal (meth) acrylate, and is not particularly limited. The amount of (N-oxyl compound and other polymerization inhibitor) is preferably 0.00001% by mass or more based on the alkali metal (meth) acrylate, and is 1% by mass or less. It is preferred that the amount be such. More preferably, it is 0.00005% by mass or more and 0.5% by mass or less. More preferably, it is 0.0001% by mass or more, and 0.1% by mass or less. In particular, when the content is 0.5% by mass or less, it is difficult to discolor even by heat during the manufacturing process, and the heat stability is sufficiently imparted. Further, if necessary, a derivative compound is produced using the alkali metal (meth) acrylate of the present invention, and then the compound is distilled or the like to reduce or remove the N-oxyl compound used in the present invention. And may be used in subsequent steps.
[0033]
In the above-mentioned preparation method, publicly known and well-known operations and conditions can be used in a wide range without any particular limitation, and it is preferable to perform the preparation in a neutralization pot. In this case, it is preferable that the neutralization pot is sufficiently cooled and stirred. The neutralization reaction temperature is preferably 0 ° C. or higher, and more preferably 70 ° C. or lower. When the temperature is lower than 0 ° C., the compound containing an alkali metal or (meth) acrylic acid may be coagulated. When the temperature is higher than 70 ° C., the (meth) acrylic acid may cause polymerization. More preferably, it is 10 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. More preferably, it is 20 ° C. or higher and 50 ° C. or lower. The stirring speed may be appropriately set to such an extent that the compound containing an alkali metal and the (meth) acrylic acid can be sufficiently contacted.
[0034]
In the neutralization reaction, the pH at the end point of the reaction is preferably 7 or more, and more preferably 13 or less. If the pH is less than 7, the remaining (meth) acrylic acid increases, and there is a risk of polymerization during drying. If the pH exceeds 13, the amount of the remaining alkali metal-containing compound increases, and the final form The reaction using the alkali metal (meth) acrylate obtained as above may cause problems such as hydrolysis. More preferably, the pH is 8 or more, and the pH is 11 or less.
[0035]
As the above-mentioned compound containing an alkali metal, an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate, an alkali metal alkoxide and the like are preferable, and as the alkali metal, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and the like are preferable. Each of these can be used alone or in combination.
A preferred form of the alkali metal (meth) acrylate in the present invention is a form of a salt of (meth) acrylic acid with an alkali metal such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium. Among these, a salt with sodium or potassium is preferable from the viewpoint of reactivity and / or economy, and the alkali metal (meth) acrylate is a potassium (meth) acrylate. The manufacturing method is one of preferred embodiments of the present invention.
In the above (meth) acrylic acid, the above-mentioned other polymerization inhibitors such as hydroquinone and hydroquinone monomethyl ether may be added.
[0036]
The concentration of the alkali metal (meth) acrylate in the alkali metal (meth) acrylate solution is preferably 10% by mass or more at 25 ° C, and 70% by mass or less. preferable. When the content is less than 10% by mass, a large amount of heat may be required for drying the solution, and the drying apparatus may be large. If it exceeds 70% by mass, the reaction may be too violent, and problems such as crystallization and polymerization may occur. More preferably, it is 30% by mass or more and 65% by mass or less.
When the (meth) acrylic acid alkali metal salt solution is used while being heated to 50 ° C., the content is preferably 10% by mass or more, and more preferably 80% by mass or less. More preferably, it is 30% by mass or more and 75% by mass or less.
The alkali metal (meth) acrylate solution is preferably in a form in which the alkali metal (meth) acrylate is dissolved, but the method for producing an alkali metal (meth) acrylate of the present invention does not hinder the method. In this case, the alkali metal (meth) acrylate may be in a dispersed state or not in a dissolved state.
[0037]
In the present invention, it is preferable that the method further comprises a step of removing a solvent from the alkali metal (meth) acrylate solution in the presence of the N-oxyl compound. Such a production method is a preferred embodiment of the present invention. one of.
The method for removing the solvent is not particularly limited, but it is preferable to remove the solvent using a drying device.
As the drying device, any drying device can be used. For example, a flash drying device with a crusher, a spray drying device (spray dryer), a co-current rotary drying device, a groove type stirring drying device, a multi-stage fluidized bed Drying equipment, horizontal multi-chamber fluidized bed dryer, one-stage one-chamber fluidized bed dryer, batch type fluidized bed dryer, multi-stage band ventilation dryer, end face suction type ventilation rotary dryer, louver suction type vertical ventilation Various types of drying devices such as a drying device, a ventilation box type batch drying device, a conduction electrothermal cylindrical drying device (drum dryer), and a conduction heating type drying device can be used.
[0038]
As the conduction heating type drying apparatus, a compact disk dryer (CD dryer, manufactured by Nishimura Iron Works) or the like is suitable, and such a CD dryer indirectly heats a material by heat conduction from a heat source to perform drying. Dryer to do. The CD dryer uses not only the outer peripheral surface of the conventional cylindrical drum but also both side surfaces of the hollow disk as heat transfer surfaces. The conduction heating type drying apparatus generally has high thermal efficiency, and can be operated at a high rate of 80 to 85% in a CD dryer. Further, by using a CD dryer, it is possible to dry the alkali metal (meth) acrylate solution from the alkali metal (meth) acrylate solution powder to the powder of the alkali metal (meth) acrylate at once, and the drying step can be simplified. In addition, since the heating time is as short as 3 to 30 seconds, it is suitable for drying a compound such as an alkali metal (meth) acrylate which needs to be kept from being denatured by heat during drying as low as possible. It can be suitably used.
The conventional technique has a problem that if a powder having a polymerizable double bond such as an alkali metal (meth) acrylate stays at a high temperature for a long time during drying, the product quality is deteriorated due to polymerization. Yes, only a spray drier (spray drier) having a short residence time could necessarily be used for drying. However, in the present invention, the stability of the alkali metal (meth) acrylate solution to be dried to heat ( (Coloring stability and polymerization stability) are remarkably improved, so that not only a spray drying device (spray dryer) but also any drying device can be suitably used for solvent removal. . In addition, due to the effect of improving the stability, the spray dryer can be operated under a condition with higher thermal efficiency or under a higher temperature.
[0039]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 which are schematic views showing an example of an apparatus for producing an alkali metal (meth) acrylate powder. As the drying device, the spray drying device shown in FIG. 1 and the like is replaced with the above-described conduction heating type drying device (CD dryer), and a pipe for introducing a predetermined dry gas is provided. An experiment on the production of powder was conducted.
In the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, a neutralization pot 101, an intermediate tank 102, a stock solution supply pump 103, an air filter 104, a blower 105, a hot air generator 106, a spray dryer 107, a cyclone 108, a bag filter 109, an exhaust gas blower 110 , A storage tank 111, a dry gas inlet line 112, a dry gas inlet 113, a dry gas outlet 114, a powder outlet 115, a damper 117, a rotary valve 119, and the like. I have.
[0040]
The neutralization pot 101 is provided with a stirring blade 116, and a solution is prepared by a neutralization reaction between an acid and a base in the presence of an N-oxyl compound. The neutralization pot 101 is connected to an intermediate tank 102 via a pipe 201, and the intermediate tank 102 is connected to a stock solution supply pump 103 via a pipe 202.
The spray drying apparatus 107 is a centrifugal stock solution atomizing apparatus that includes a spray board 118 that rotates at high speed and that can atomize a solution by centrifugal force and contact it with hot air to dry it. A stock solution supply pump 103 is connected to the spray drying device 107 via a pipe 203, and a hot air generator 106, a blower 105, a damper 117, and an air filter 104 are connected in this order from the spray drying device 107 side. . Further, the spray-drying device 107 is connected to the cyclone 108 via a pipe 204, and also connected to the storage tank 111 via a rotary valve 119 and a pipe 205.
[0041]
The cyclone 108 is a device that collects the dried (meth) acrylic acid alkali metal salt powder downward by centrifugal force, and the bottom thereof is stored in the storage tank 111 via the rotary valve 120 and the pipe 206. The top of the tower is connected to the bag filter 109 by a pipe 207.
The bag filter 109 is a device that collects fine powder, and the bottom is connected to the storage tank 111 via the rotary valve 121 and the pipe 208. An exhaust gas blower 110 is connected to the top of the bag filter 109 via a damper 122, and exhaust is performed from the exhaust gas blower 110.
The storage tank 111 has a dry gas inlet 113 connected to a dry gas inlet line 112 at a bottom thereof, a dry gas outlet 114 at an upper portion thereof, and a powder outlet 115 via a rotary valve 123. ing.
[0042]
Powders having a large particle diameter are collected from the lower part of the spray drying apparatus main body, and those having a smaller average particle diameter than not falling are collected by a cyclone. Similarly, powder from the lower part of the cyclone has a smaller average particle diameter than that of the main part of the spray dryer. The powder that does not fall and has the smallest average particle diameter is sent to the bag filter. In terms of parts by weight, based on 100 parts by weight of the finally obtained alkali metal (meth) acrylate powder, under the main body of the spray-drying apparatus: under the cyclone: under the bag filter, each in the range of 80 to 90 parts by weight: A range of 5 to 15 parts by weight: A preferred form is a fractionation so as to be in a range of 5 to 15 parts by weight.
In addition, in the storage tank, the pipe of the alkali metal (meth) acrylate powder from below the spray drying device main body, the pipe from below the cyclone, and the pipe from below the bag filter are respectively joined to the upper part of the storage tank. Thus, a preferred embodiment is one in which alkali metal (meth) acrylate powders having different average particle diameters can be collected. By adopting this form, it is possible to efficiently collect alkali metal (meth) acrylate powders having various average particle diameters and to produce alkali metal (meth) acrylate powder with good yield. If desired, there may be a step of appropriately cutting the fine powder.
[0043]
In the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, double dampers 301 and 302 are used instead of the rotary valves 120 and 121 in the apparatus shown in FIG. Further, the storage tank 111 is provided with a cooler 303 connected to the powder discharge port 115, and the spray-drying device 107 is not connected to the storage tank 111, and the bottom thereof is connected to the cyclone 108 by a pipe 304. Are linked.
The cooler 303 is provided with a jacket 305 through which cooling water passes, and the jacket 305 has a cooling water inlet 306 and a cooling water outlet 307. The cooler 303 includes a rotary valve 308 for discharging the cooled powder.
[0044]
Next, the production process of the alkali metal (meth) acrylate powder to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1, an alkali metal (meth) acrylate solution is prepared in the neutralization pot 101 in the presence of an N-oxyl compound, and the solution prepared in the neutralization pot 101 is used as a step of removing the solvent. The gas is supplied to the spray drying device 107 through the pipe 203 by the supply pump 103, and the gas passed through the air filter 104 by the blower 105 is sent to the hot air generating device 106, and is supplied to the spray drying device 107 as hot air.
In the solvent removal step, a spray drying device (spray drying device) is used, but it is also possible to dry using the various drying devices described above in addition to the spray drying device.
Since the alkali metal (meth) acrylate containing an N-oxyl compound in the present invention has sufficiently improved thermal stability, sufficient heat can be given in the step of drying the solution containing the salt. . Further, the temperature range can be made higher in the spray drying apparatus, and the production efficiency can be improved.
[0045]
In the spray drying device 107, the solution is sent to the spraying plate 118, and the solution is atomized by the high speed rotation of the spraying plate 118, and is dried by contact with hot air to form an alkali metal (meth) acrylate powder. .
The spray-drying apparatus may be of any type such as a type in which a spray solution and hot air are in cocurrent contact, a type in which countercurrent contact is made, and a type in which the solution is once in countercurrent contact and then cocurrent. Further, the spray drying device 107 includes a spray plate 118 for spraying the solution, but a nozzle such as a pressurized nozzle, a two-fluid nozzle, or a pressurized two-fluid nozzle can also be used.
[0046]
The amount of the solution to be supplied to the spray dryer is preferably 0.7 kg / min or more, and more preferably 5.3 kg / min or less. More preferably, it is 1.0 kg / min or more and 3.3 kg / min or less.
[0047]
As the hot air, an inert gas such as air, carbon dioxide, nitrogen, and argon is suitable, and among them, air is preferably used.
The temperature, the water content and the supply amount of the hot air may be appropriately set depending on the concentration of the solution, the supply amount, and the like, but the temperature is preferably 150 ° C. or higher, and 250 ° C. or lower. preferable. If the temperature is lower than 150 ° C., the water content of the obtained powder may not be able to be sufficiently reduced, and if it is higher than 250 ° C., solid-state polymerization may be easily caused. More preferably, it is 160 ° C. or higher and 230 ° C. or lower.
It is not necessary to particularly define the water content. When air is used as the gas, the humidity is arbitrary because the air is used as it is. Since the hot air used here contains a large amount of water evaporated in the solvent removing step, the amount of water in the initial hot air is not particularly limited.
[0048]
The residence time of the powder in the spray dryer is preferably 10 seconds or more, and more preferably 120 seconds or less. More preferably, it is at least 15 seconds and at most 90 seconds. More preferably, it is at least 20 seconds and at most 60 seconds. The residence time (seconds) of the powder can be calculated by the following equation.
Retention time of powder (second) = Capacity of spray-drying device (m3) ÷ Hot air volume (m3/ Sec)
It is preferable that the conditions of such hot air are appropriately set so that the water content of the alkali metal (meth) acrylate powder after drying by the spray drying apparatus is within the above-mentioned range.
[0049]
The alkali metal (meth) acrylate powder obtained by drying with the spray dryer 107 passes through the pipe 204 and is collected in the cyclone 108. In the powder collected in the cyclone 108, relatively large particles accumulate below the cyclone 108, and small particles (fine powder) are sent to the bag filter 109 through the pipe 207 together with the gas. Large particles enter the storage tank 111 from the bottom of the cyclone 108 through the rotary valve 120 and the pipe 206. Further, the powder not collected by the cyclone 108 enters the storage tank 111 from the spray drying device 107 through the rotary valve 119 and the pipe 205.
In FIG. 2, the alkali metal (meth) acrylate powder obtained by drying with the spray drying device 107 passes through the pipe 304 and is collected in the cyclone 108. The powder collected by the cyclone 108 enters the storage tank 111 through the double dampers 301 and 302 instead of the rotary valves 120 and 121 in FIG.
[0050]
In the bag filter 109, the collected fine powder is dropped and collected by an air pulse. The lower part of the bag filter 109 may be heated from the viewpoint of preventing moisture absorption of the powder. The collected particles are sent to the storage tank 111 through the rotary valve 121 and the pipe 208, and small particles that cannot be collected by the bag filter 109 are discarded from the exhaust gas blower 110 through the damper 122. become.
[0051]
In the storage tank 111, alkali metal (meth) acrylate powder sent from the spray drying device 107, the cyclone 108 and the bag filter 109 is fed from a powder inlet (not shown). In this case, it is preferable that the dry gas supplied from the dry gas supply line 112 is supplied from the dry gas supply port 113 so that the alkali metal (meth) acrylate powder is suspended and suspended. By such a suspension, the moist gas around the powder particles is replaced by a dry gas. The wet gas is exhausted from the dry gas outlet 114.
[0052]
The term “suspension-suspension (bubbling) of the (meth) acrylic acid alkali metal salt powder” means that the dry gas enters between the particles, thereby causing the dampness around each particle of the (meth) acrylic acid alkali metal salt powder. Injecting a dry gas to flow a part or all of the powder so that the powder can be replaced with a body. In a preferred embodiment, the dry gas is introduced into the inside of the powder layer so that the powder is foamed by the dry gas.
The powder is an aggregate of a large number of solid particles, in a state in which an appropriate interaction force is acting between the particles, and when a gas is blown from a lower portion of the powder layer, the gas rises. With a property that can be easily flowed. The powder layer is powder accumulated in the storage tank.
[0053]
As the above-mentioned storage tank, an opening (powder inlet) for charging the alkali metal (meth) acrylate powder obtained in the solvent removing step into the storage tank and an alkali metal (meth) acrylate powder from the storage tank It is preferable to provide a port (powder discharge port) for filling the container with a dry gas, and a dry gas inlet and a dry gas outlet at the bottom of the storage tank. Is preferably charged. By suspending and suspending the alkali metal (meth) acrylate powder in this manner, the wet gas around the particles of the powder is replaced with a dry gas, and the wet gas that has come out of the powder layer is removed. Then, the air is exhausted from the dry gas outlet. In addition, another process may be included from the solvent removal process to the charging of the alkali metal (meth) acrylate powder into the storage tank. When the powder is charged into the container, the powder may be directly charged into the container from the powder discharge port, or may be charged into the container via, for example, a cooler.
[0054]
The alkali metal (meth) acrylate powder in the storage tank 111 passes through the rotary valve 123 and fills the container from the powder outlet 115. In addition, it is preferable that the temperature of the powder is reduced to a temperature suitable for filling by using a cooler 303 as shown in FIG. In this case, the temperature of the cooled powder is preferably 70 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or lower.
In the production method of the present invention, it is also a preferred embodiment that the (meth) acrylic acid alkali metal salt powder is suspended and suspended in a storage tank and then charged into a container via a cooler. By passing through a cooler, the temperature of the alkali metal (meth) acrylate powder can be reliably lowered, the heat storage when the powder is filled and stored in the container is suppressed, and the polymerization of the powder by the heat storage is suppressed. This is because storage stability can be imparted as a result.
[0055]
Examples of the container include a paper bag and a flexible container bag. More preferably, there is an inner layer or inner bag formed of a sealing material inside the container. As the sealing material, any material that does not allow water to permeate may be used, and a plastic film or the like is suitable, and polyvinylidene chloride is particularly preferable. It is also preferable that the film is a film in which an aluminum layer is laminated. As such a film, a film in which a thin film of aluminum is contained in a container is preferable, and a film obtained by performing a composite such as coating or laminating an aluminum foil is preferable. Such an aluminum thin film may be obtained by vapor deposition. In addition, as long as the container can be sealed, a metal container such as aluminum, SUS, or tin, or a plastic container may be used.
[0056]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to only these Examples. Unless otherwise specified, “parts” means “parts by weight” and “%” means “% by mass”.
[0057]
<Example 1>
Inner volume 6m3552 kg of pure water and 0.0097 kg of N-oxyl compound 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl while flowing cooling water through the jacket into a reactor equipped with a stirrer and jacket. While charging and stirring, 2056.6 kg of a 48% by mass aqueous solution of potassium hydroxide was charged. Next, 1268.2 kg of acrylic acid containing 200 ppm of methoxyhydroquinone was added dropwise over 4 hours. During the dropping, the dropping speed was appropriately adjusted so that the liquid temperature did not become 25 ° C. or higher. After the completion of the dropping, the pH of the aqueous solution was measured, and an aqueous solution of acrylic acid or potassium hydroxide was added so as to fall within the range of 8.1 to 9.5. Thus, 3786.8 kg of a 50% by mass aqueous solution of potassium acrylate was obtained. The concentration of the N-oxyl compound is 5 ppm with respect to potassium acrylate, and the concentration of methoxyhydroquinone is 131 ppm with respect to potassium acrylate. A drying experiment was performed using this aqueous solution.
[0058]
Drying was performed using a compact disk dryer (CD dryer) under the following conditions.
Type: CD-500 (manufactured by Nishimura Iron Works)
Disc diameter: 540mm
Heat transfer area: 0.4m2
Heat source: Saturated steam (pressure 343kPa)
Disk rotation speed: 2 rpm
Stock solution processing volume: 60 kg / h
[0059]
In the CD dryer, the aqueous solution of potassium acrylate is dried as follows. FIG. 3 shows a schematic diagram of a CD dryer.
The aqueous solution of potassium acrylate (concentration: 50% by mass) is placed in the raw material liquid tank 401, the raw material liquid tank 401 is placed below the chute 402, and the circulating pump suction side hose 403 is put in the raw material liquid tank 401. The dry powder tank 404 is placed under the chute 405 and the saturated steam is supplied to the disk 406 to rotate the disk 406. By rotating the circulation pump 407, the aqueous solution is supplied onto the disk 406 through the feed pipe 408. As the drying of the aqueous solution proceeds on the disk 406 by the saturated steam, a powder (powder) is obtained on the disk 406. If the drying is insufficient, the disk 406 can be sufficiently dried by reducing the rotation speed. Further, a ventilation fan 409 is installed in the CD dryer, and the evaporated water is quickly removed from the system. The powder on the disk 406 is scraped off by a scraper 410 and enters a dry powder tank 404. The aqueous solution that has not adhered to the surface of the disk 406 is collected in the chute 402 and returns to the raw material liquid tank 401. Such an operation is repeated to dry the aqueous solution of potassium acrylate.
In the example, a pressure of 343 kPa (3.5 kg / cm) was used as a heat source.2Since the saturated vapor of G) was supplied to the disk 406, the surface temperature of the disk 406 was in the range of 140 to 150 ° C.
[0060]
The dry powder tank 404 was handled in the following manners A and B, and both were in a good dry state.
Form A: Dry air with a dew point of 0 ° C. and a temperature of 25 ° C. was supplied from the bottom of the dry powder tank 404 at a rate of 10 L / min to prevent moisture absorption of the powder.
Form B: The periphery of the dry powder tank 404 was heated to 70 ° C. to lower the relative humidity, thereby preventing the powder from absorbing moisture.
[0061]
Therefore, as the CD dryer used in the step of drying the alkali metal (meth) acrylate, a dry gas is provided in a dry powder tank for collecting the alkali metal (meth) acrylate powder dried on the surface of the disk. It is a preferable embodiment that a device or a pipe capable of introducing the gas is provided. The dry gas introduced at this time is a dry gas having a relative humidity lower than the critical relative humidity of the powder, and the dry gas is charged into a dry powder tank of the CD dryer, and the (meth) acrylic acid in the tank is charged. By suspending and suspending the acid alkali metal salt, the moisture in the vicinity of the powder is replaced with dry air, and the dry gas supplied into the dry powder tank of the CD dryer is represented by the following formula (1):
X ≧ 3V / T (1)
(Where T is the residence time (s) of the powder in the dry powder tank, V is the volume (L) of the storage tank, and X is the charging rate (L / s) of the dry gas. )) Is a preferred form. More preferably, even after the drying step with a CD dryer is completed, a form in which a dry gas is introduced according to the above formula is preferable. Also, preferably, the following formula (2);
X ≧ 5V / T (2)
It is to be thrown in according to.
[0062]
The dry gas is supplied to the dry powder tank in the above-described embodiment A, but the dry gas is introduced into a position where the powder and the dry gas are suspended and suspended to sufficiently replace the dry gas and the wet gas. Is preferred. As long as the suspension is sufficiently performed, the introduction position of the dry gas may be on the side surface or the bottom surface of the dry powder tank. In addition, in order to perform the above-mentioned suspension and suspension efficiently, it is preferable that dry gas is introduced from the bottom of the tank.
[0063]
The residence time T of the powder in the dry powder tank is preferably 300 seconds or more, more preferably 600 seconds or more, further preferably 1800 seconds or more, and 10 hours or less. . Particularly preferably, it is 1800 seconds or more and 3 hours or less.
[0064]
As the CD dryer used in the step of drying the alkali metal (meth) acrylate, a dry powder tank for collecting the powder of the alkali metal (meth) acrylate dried on the surface of the disk is heated at a predetermined temperature. It is preferable that the apparatus is provided with a device capable of heating the substrate. Further, a form in which a device or a pipe capable of introducing a dry gas into the dry powder tank may be provided, and a form in which a device capable of heating the dry powder tank to a predetermined temperature may be provided. Absent. The temperature is preferably in the range of 80 ° C to 60 ° C.
[0065]
The obtained potassium acrylate powder had a water content of 0.08% by mass, and the mixed alcohol solution test (polymer test) was colorless and transparent. The amount of polymer measured by high performance liquid chromatography was 0.01% by mass or less.
[0066]
<Example 2>
The amount of 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl was 0.0009 kg, the concentration of the N-oxyl compound was 0.5 ppm with respect to potassium acrylate, and the concentration of methoxyhydroquinone was with respect to potassium acrylate. On the other hand, the drying experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the concentration was 131 ppm. The obtained potassium acrylate powder had a water content of 0.09% by mass, and the mixed alcohol solution test (polymer test) was colorless and transparent. The amount of polymer measured by high performance liquid chromatography was 0.01% by mass or less.
[0067]
<Example 3>
The amount of 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl was 0.000097 kg, the concentration of N-oxyl compound was 0.05 ppm based on potassium acrylate, and the concentration of methoxyhydroquinone was potassium acrylate. On the other hand, the drying experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the concentration was 131 ppm. The obtained potassium acrylate powder had a water content of 0.09% by mass, and the mixed alcohol solution test (polymer test) was colorless and transparent. The amount of the polymer measured by high performance liquid chromatography was 0.01% by mass or less.
[0068]
<Example 4>
4,4 ', 4 "-tris (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) phospho-, instead of 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl Fight was used. The N-oxyl compound concentration was 5 ppm with respect to potassium acrylate, and the concentration of methoxyhydroquinone was 131 ppm with respect to potassium acrylate. A drying experiment was performed in the same manner as in Example 1 under other conditions. The obtained potassium acrylate powder had a water content of 0.075% by mass, and the mixed alcohol solution test (polymer test) was colorless and transparent. The amount of the polymer measured by high performance liquid chromatography was 0.01% by mass or less.
[0069]
<Example 5>
The amount of 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl was 0.000097 kg, the concentration of N-oxyl compound was 0.005 ppm based on potassium acrylate, and the concentration of methoxyhydroquinone was potassium acrylate. On the other hand, the drying experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the concentration was 131 ppm. The obtained potassium acrylate powder had a water content of 0.09% by mass, and the mixed alcohol solution test (polymer test) was slightly suspended in white to precipitate a polymer component. The amount of polymer measured by high performance liquid chromatography was 0.17% by mass.
[0070]
<Example 6>
Under the same polymerization inhibitor conditions as in Example 5, a drying experiment was performed using a centrifugal spray dryer (Okawara Kakoki Co., Ltd., type OD-50, three-point collection). A 50% by mass aqueous solution of potassium acrylate was continuously sprayed from the top of the centrifugal spray dryer. The disk used was M type, diameter 125 mm, number of revolutions was 18000 rpm, raw material supply amount was 150 kg / h, inlet hot air temperature was 260 ° C., outlet temperature was 140 ° C., and as a result of continuous spray drying for 1 hour, the bulk specific gravity was 0. 69 kg of a potassium acrylate powder having 20 g / ml, a water content of 0.0095% by mass, a polymer amount of 0.12% by mass, and a ratio of particles having a particle diameter of less than 74 μm of 95% by mass were obtained. The yield was 92%.
[0071]
Note that the spray drying conditions in Example 6 are higher temperature conditions than the ordinary spray drying conditions. When spray drying an aqueous solution of an alkali metal (meth) acrylate using a normal inhibitor other than the N-oxyl compound, as shown in Comparative Example 4, when the inlet temperature exceeds 240 ° C., the stability rapidly increases. It becomes worse and the amount of polymer in the obtained powder increases. According to this, even in a spray drying apparatus in which the residence time of the powder is short, when the inlet temperature is as high as over 240 ° C., the amount of polymer contained in the dried powder rapidly increases. You can see that. In Example 6 above, such an inlet temperature is higher than 240 ° C., and even in a drying step employing strict spray drying conditions, the N-oxyl compound is used, and the solution has high heat stability. This indicates that the polymer amount of the powder is hardly increased.
[0072]
<Comparative Example 1>
Without adding the N-oxyl compound, the polymerization inhibitor was methoxyhydroquinone alone contained in acrylic acid, the concentration of methoxyhydroquinone was 131 ppm with respect to potassium acrylate, and the other conditions were the same as in Example 1. A drying experiment was performed using a CD dryer. The obtained potassium acrylate powder had a water content of 0.09% by mass. The mixed alcohol solution test (polymer test) was remarkably suspended in white, and a polymer component was precipitated. The polymer amount was 1.5% by mass.
[0073]
<Comparative Example 2>
In addition to methoxyhydroquinone contained in acrylic acid, phenothiazine was added at 200 ppm to potassium acrylate. As a polymerization inhibitor, the concentration of methoxyhydroquinone was 131 ppm with respect to potassium acrylate, the concentration of phenothiazine was 200 ppm with respect to potassium acrylate, and drying experiments were performed using a CD dryer under the other conditions as in Example 1. Was. The obtained potassium acrylate powder had a water content of 0.09% by mass. The mixed alcohol solution test (polymer test) was remarkably suspended in white, and a polymer component was precipitated. The polymer content was 1.3% by mass.
[0074]
<Comparative Example 3>
In addition to methoxyhydroquinone contained in acrylic acid, 300 ppm of hydroquinone was further added to potassium acrylate. As a polymerization inhibitor, the concentration of methoxyhydroquinone was set to 131 ppm with respect to potassium acrylate, the concentration of hydroquinone was set to 300 ppm with respect to potassium acrylate, and drying experiments were performed using a CD dryer under the other conditions as in Example 1. Was. The obtained potassium acrylate powder had a water content of 0.09% by mass. The mixed alcohol solution test (polymer test) was remarkably suspended in white, and a polymer component was precipitated. The polymer content was 1.2% by mass.
From the above comparative examples, it is understood that when the aqueous solution containing a polymerization inhibitor other than the N-oxyl compound is dried using an efficient dryer such as a CD dryer, a polymer is easily generated.
[0075]
<Comparative Example 4>
Under the same polymerization inhibitor conditions as in Comparative Example 3, a drying experiment was performed using a centrifugal spray dryer (Okawara Kakoki Co., Ltd., type OD-50, three-point collection). The drying conditions were the same as those in Example 6, which was more severe than the usual conditions for spray drying. A 50% by mass aqueous solution of potassium acrylate was continuously sprayed from the top of the centrifugal spray dryer. The disk used was M type, diameter 125 mm, number of revolutions was 18000 rpm, raw material supply amount was 150 kg / h, inlet hot air temperature was 260 ° C., outlet temperature was 140 ° C., and as a result of continuous spray drying for 1 hour, the bulk specific gravity was 0. 69 kg of potassium acrylate powder having 20 g / ml, a water content of 0.0095% by mass, a polymer amount of 0.78% by mass, and a ratio of particles having a particle diameter of less than 74 μm of 95% by mass were obtained. The yield was 92%. In Comparative Example 4, the drying conditions in Example 6 were spray drying conditions under somewhat severe conditions. When the aqueous solution using a polymerization inhibitor such as hydroquinone as shown in Comparative Example 3 was dried, the amount of polymer It can be seen that is increased. Therefore, it is considered that problems such as the continuous operation under the drying conditions, that is, the problem such as the above are likely to occur. Also, under these drying conditions, when the aqueous solution containing only a normal polymerization inhibitor is dried, it is expected that the polymer will be mixed and the product quality will be reduced.
[0076]
In this example, the concentration of the N-oxyl compound, the mixed alcohol dissolution test and the measurement of the polymer content were carried out by the following methods.
<Analysis conditions for 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl>
Column: Inertsil PH 5 μm 4.6 mm id × 250 mm
Mobile phase; acetonitrile: water = 5: 95
Column temperature; 50 ° C
Flow rate: 1 ml / min
Detector: UV 240nm
Retention time: 15.62min
Injection volume: 10 μl
Detection limit; 0.1 ppm
[0077]
<Analysis conditions for 4,4 ′, 4 ″ -tris (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) phosphite>
Column: Inertsil PH 5 μm 4.6 mm id × 250 mm
Mobile phase; methanol: water = 7: 3
Column temperature; 50 ° C
Flow rate: 1 ml / min
Detector: UV 240nm
Retention time: 15.46min
Injection volume: 10 μl
Detection limit; 0.1 ppm
[0078]
<Mixed alcohol dissolution test (simple polymer test)>
Potassium acrylate powder 3g
20 g of methanol
20 g of isopropanol
Was mixed. Since the polymer does not dissolve, it becomes cloudy and precipitates. If dissolved homogeneously in a colorless and transparent manner, almost no polymer is contained.
[0079]
<Polymer content measurement method>
Polymer amount: Calculated as area percentage by high performance liquid chromatography.
Column: Shimpack SCR-101H 7.8 mm id × 250 mm
(Made by Shimadzu Corporation)
Mobile phase; 15% of 85% phosphoric acid + 3 L of ultrapure water
Flow rate: 1 ml / min
Detector: HITACHI L-4000H UV detector (200 nm)
Pump; HITACHI L-6000
Retention time; polymer 4.3 minutes
Monomer 12.5 minutes
[0080]
【The invention's effect】
The alkali metal (meth) acrylate and the method for producing the same according to the present invention are metal (meth) acrylates having the above-mentioned constitution and having a reduced polymer content, and sufficiently suppress polymerization. This is a method for producing alkali metal (meth) acrylate, which is used in the fields of water repellent surface treatment agents, fiber treatment agents, antifouling paints for ship bottoms, silane coupling agents, etc. It is useful as a compound and its production method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus for producing an alkali metal (meth) acrylate to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of an apparatus for producing an alkali metal (meth) acrylate to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a schematic diagram of a CD dryer used in the examples.
[Explanation of symbols]
101 Neutralizing pot
102 Intermediate tank
103 Stock solution supply pump
104 air filter
105 blower
106 Hot air generator
107 Spray dryer
108 cyclone
109 Bag Filter
110 Exhaust gas blower
111 storage tank
112 Dry gas input line
113 Dry gas inlet
114 Dry gas outlet
115 Powder outlet
116 stirring blade
117, 122 Damper
118 Sprayer
119-121, 123, 308 Rotary valve
201-208, 304 Piping
301, 302 Double damper
303 cooler
305 jacket
306 Cooling water inlet
307 Cooling water outlet
401 Raw material liquid tank
402, 405 Shoot
403 Circulation pump suction side hose
404 Dry powder tank
406 disk
407 Circulation pump
408 Feed pipe
409 Ventilation fan
410 scraper

Claims (6)

重合禁止剤としてN−オキシル化合物を含有し、水分量が2000ppm以下である
ことを特徴とする(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩。
An alkali metal (meth) acrylate containing an N-oxyl compound as a polymerization inhibitor and having a water content of 2000 ppm or less.
前記(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の平均粒子径が、0.1〜500μmの範囲である
ことを特徴とする請求項1記載の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩。
The alkali metal (meth) acrylate according to claim 1, wherein the average particle diameter of the alkali metal (meth) acrylate is in the range of 0.1 to 500 µm.
前記N−オキシル化合物の含有量は、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩に対して0.000001〜1質量%である
ことを特徴とする請求項1又は2記載の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩。
3. The alkali metal (meth) acrylate according to claim 1, wherein the content of the N-oxyl compound is 0.000001 to 1% by mass based on the alkali metal (meth) acrylate. 4. .
N−オキシル化合物の存在下で、(メタ)アクリル酸とアルカリ金属を含有する化合物との中和反応により(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液を得る工程を含んでなる
ことを特徴とする(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法。
A step of obtaining a solution of an alkali metal (meth) acrylate by a neutralization reaction between (meth) acrylic acid and a compound containing an alkali metal in the presence of an N-oxyl compound. ) A method for producing an alkali metal acrylate.
N−オキシル化合物の存在下でさらに(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩溶液から溶媒を除去する工程を含んでなる
ことを特徴とする請求項4記載の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法。
The method for producing an alkali metal (meth) acrylate according to claim 4, further comprising a step of removing a solvent from the solution of the alkali metal (meth) acrylate in the presence of the N-oxyl compound.
N−オキシル化合物を0.000001〜1質量%含有する
ことを特徴とする請求項4又は5記載の(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩の製造方法。
The method for producing an alkali metal (meth) acrylate according to claim 4 or 5, wherein the N-oxyl compound is contained in an amount of 0.000001 to 1% by mass.
JP2003139538A 2003-05-16 2003-05-16 (meth)acrylic acid alkali metal salt and method for producing the same Pending JP2004339170A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003139538A JP2004339170A (en) 2003-05-16 2003-05-16 (meth)acrylic acid alkali metal salt and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003139538A JP2004339170A (en) 2003-05-16 2003-05-16 (meth)acrylic acid alkali metal salt and method for producing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004339170A true JP2004339170A (en) 2004-12-02

Family

ID=33528593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003139538A Pending JP2004339170A (en) 2003-05-16 2003-05-16 (meth)acrylic acid alkali metal salt and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004339170A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008230998A (en) * 2007-03-19 2008-10-02 Mitsubishi Rayon Co Ltd (Meta) acrylic acid alkali metal salt powder and method for producing the same
JP2009527606A (en) * 2006-02-23 2009-07-30 エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Process for producing alkoxy polyoxyalkylene (meth) acrylate
JP2020193150A (en) * 2019-05-24 2020-12-03 東亞合成株式会社 Method for producing (meth)acrylate and method for preventing gelation of alkaline aqueous solution
JP2021024795A (en) * 2019-08-02 2021-02-22 株式会社日本触媒 2-((meth)allyloxymethyl)acrylic acid alkali metal salt powder
JP2022507247A (en) * 2018-11-14 2022-01-18 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア How to make a superabsorbent
CN115417893A (en) * 2022-09-05 2022-12-02 安徽硅宝有机硅新材料有限公司 Production process of modified gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009527606A (en) * 2006-02-23 2009-07-30 エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Process for producing alkoxy polyoxyalkylene (meth) acrylate
JP2008230998A (en) * 2007-03-19 2008-10-02 Mitsubishi Rayon Co Ltd (Meta) acrylic acid alkali metal salt powder and method for producing the same
JP2022507247A (en) * 2018-11-14 2022-01-18 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア How to make a superabsorbent
JP7497826B2 (en) 2018-11-14 2024-06-11 ベーアーエスエフ・エスエー Method for producing a superabsorbent
US12220686B2 (en) 2018-11-14 2025-02-11 Basf Se Process for producing superabsorbents
JP2020193150A (en) * 2019-05-24 2020-12-03 東亞合成株式会社 Method for producing (meth)acrylate and method for preventing gelation of alkaline aqueous solution
JP2021024795A (en) * 2019-08-02 2021-02-22 株式会社日本触媒 2-((meth)allyloxymethyl)acrylic acid alkali metal salt powder
JP7278901B2 (en) 2019-08-02 2023-05-22 株式会社日本触媒 2-((meth)allyloxymethyl)acrylic acid alkali metal salt powder
CN115417893A (en) * 2022-09-05 2022-12-02 安徽硅宝有机硅新材料有限公司 Production process of modified gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102124670B1 (en) Method for producing polyacrylic acid (salt)-based water absorbing agent, and water absorbing agent
ES2432215T3 (en) Process for manufacturing cyanoacrylic acid esters in the presence of transition metal catalysts
US8198385B2 (en) Process for the production of a superabsorbent polymer
WO2018092864A1 (en) Production method for water-absorbing resin powder, and production device for same
KR20180090874A (en) Process for producing spherical polysilsesquioxane particles
JP2004339170A (en) (meth)acrylic acid alkali metal salt and method for producing the same
JP2010511759A (en) Method for producing water-absorbing polymer particles by suspension polymerization
WO2014117685A1 (en) Preparation method of solid acrylamidealkyl sulfonate
WO2022271013A1 (en) Method and reactor system for depolymerizing a terephthalate-polymer into reusable raw material
JP2012505272A (en) Process for the production of superabsorbent polymers
EP1402942A1 (en) Process for producing a compound
CA3223758A1 (en) Method and reactor system for depolymerizing a terephthalatepolymer into reusable raw material
JP7278901B2 (en) 2-((meth)allyloxymethyl)acrylic acid alkali metal salt powder
WO2004078796A1 (en) Method of manufacturing water absorbing resin and drying apparatus used for the method
CN102698813A (en) Method for preparing multifunctional solid superacid catalyst and method using waste cooking oil as raw material to synthesize biodiesel
JP2005060305A (en) Method for preventing polymerization of alkali metal (meth)acrylate solution
CN102731802B (en) Manufacturing process of resin product with less soluble substance and high water absorbability
WO2015127725A1 (en) Method for preparing high-hydroscopicity resin with low extractable substance
JP2004345995A (en) Granule of (meth)acrylic acid alkali metal salt and method for producing the same
JP2004284966A (en) Caking prevention method for polymerizable moisture-absorptive powder
JP2005068144A (en) Transfer method for (meth)acrylic acid alkali metal salt powder
JP2005247931A (en) Method for producing water absorbent resin particles
JP5080834B2 (en) Method for producing sodium methacrylate powder
EP1153958B1 (en) Process for producing polysuccinimide
JP2009263152A (en) Particle and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080610

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20081118