JPH07224102A - Method for producing acrylic polymer - Google Patents
Method for producing acrylic polymerInfo
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- JPH07224102A JPH07224102A JP6017388A JP1738894A JPH07224102A JP H07224102 A JPH07224102 A JP H07224102A JP 6017388 A JP6017388 A JP 6017388A JP 1738894 A JP1738894 A JP 1738894A JP H07224102 A JPH07224102 A JP H07224102A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アクリル系重合体の製
造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an acrylic polymer.
【0002】[0002]
【従来の技術】アクリル系重合体を製造する際、塊状重
合によると、重合反応の進行に伴い、反応系の粘度が急
上昇し、機械的攪拌が不可能となるため、アクリル系重
合体の製造に特有の大量の重合発熱を適切に除去でき
ず、反応の制御が困難となる。従って、アクリル系重合
体の製造には一般に、有機溶媒や水を媒体とする溶液重
合、懸濁重合、乳化重合が用いられる。2. Description of the Related Art When an acrylic polymer is produced by bulk polymerization, the viscosity of the reaction system rapidly increases as the polymerization reaction progresses, and mechanical stirring becomes impossible. The large amount of heat generated by polymerization, which is peculiar to the above, cannot be properly removed, and the reaction becomes difficult to control. Therefore, solution polymerization, suspension polymerization, or emulsion polymerization using an organic solvent or water as a medium is generally used for producing the acrylic polymer.
【0003】しかし、有機溶媒や水を用いるため、アク
リル系重合体を得るためには、有機溶媒、水を除去する
必要があり、又、有機溶媒を用いる場合には、健康上問
題があった。However, since an organic solvent and water are used, it is necessary to remove the organic solvent and water in order to obtain an acrylic polymer, and when an organic solvent is used, there is a health problem. .
【0004】一方、特公昭37−6744号公報には、
水や有機溶媒を用いずに、メチルメタクリレートを主体
とする重合性物質、ラジカル重合開始剤等を、押出機に
連続的に供給し、一定温度に維持された帯域を通し、重
合体を連続的に排出するメチルメタクリレート重合体及
び共重合体の製造方法が開示されている。On the other hand, Japanese Patent Publication No. 37-6744 discloses that
Without using water or organic solvent, a methylmethacrylate-based polymerizable substance, a radical polymerization initiator, etc. are continuously supplied to the extruder, and the polymer is continuously supplied through a zone maintained at a constant temperature. Disclosed is a method for producing a methylmethacrylate polymer and a copolymer discharged to the above.
【0005】しかし、かかる方法では、重合性物質の反
応速度に限界があるため、重合性物質の転化率は低いも
のであった。However, in such a method, since the reaction rate of the polymerizable substance is limited, the conversion rate of the polymerizable substance was low.
【0006】そこで、押出機流量を極めて小さくするこ
と、押出機を極端に長くすること、ラジカル重合開始剤
の添加量を増加させること、反応温度を高くすることに
よって、重合反応の完結を図る方法が考えられるが、押
出機流量を極めて小さくするには、限界があり又生産性
の低下を招き、押出機を極端に長くすることは、押出機
の機構上不可能であり、ラジカル重合開始剤の添加量の
増加及び反応温度を高くすることは、重合反応において
フリーカジカルの濃度が増加するため、得られる重合体
の分子量が低下するといった問題があった。又、特公昭
2−55448号公報には、アクリル酸アルキルエステ
ル系モノマーを主成分とする重合用原料を、押出し機内
に供給、一定条件下塊状重合させる、アクリル酸アルキ
ルエステル系モノマーの重合方法が開示されている。し
かし、かかる重合方法では、得られる重合体の分布幅
が、広いといった問題があった。Therefore, a method for achieving the polymerization reaction by making the extruder flow rate extremely small, making the extruder extremely long, increasing the addition amount of the radical polymerization initiator, and raising the reaction temperature. However, there is a limit to the extremely small flow rate of the extruder, which leads to a decrease in productivity, and it is impossible to make the extruder extremely long due to the mechanism of the extruder. Increasing the addition amount of and increasing the reaction temperature has a problem that the molecular weight of the obtained polymer is lowered because the concentration of free radical increases in the polymerization reaction. Further, Japanese Patent Publication No. 2-55448 discloses a method for polymerizing an alkyl acrylate ester monomer in which a raw material for polymerization containing an acrylic acid alkyl ester monomer as a main component is fed into an extruder and bulk polymerized under a certain condition. It is disclosed. However, such a polymerization method has a problem that the obtained polymer has a wide distribution width.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、分布幅の狭
い、高分子量のアクリル系重合体を高転化率で得ること
ができる、アクリル系重合体の製造方法を提供すること
にある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for producing an acrylic polymer, which can obtain a high conversion of a high molecular weight acrylic polymer having a narrow distribution width.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明で用いられる重合
性組成物は、アクリル系単量体、熱重合開始剤及び光重
合開始剤からなる。The polymerizable composition used in the present invention comprises an acrylic monomer, a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator.
【0009】本発明で用いられるアクリル系単量体と
は、(メタ)アクリル酸エステル類、(メタ)アクリル
酸、アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N−
置換(メタ)アクリルアミド及びこれらの混合物をい
い、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アク
リル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)
アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メ
タ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸グリシ
ジル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル等の
(メタ)アクリル酸エステル;ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリ
レート等のヒドロキシ(メタ)アクリレート;N−メチ
ル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)
アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルア
ミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド等のN−置換
(メタ)アクリルアミド等が挙げられ、アクリル酸、
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチ
ル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸オ
クチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、ア
クリロニトリルが好ましい。The acrylic monomer used in the present invention means (meth) acrylic acid esters, (meth) acrylic acid, acrylonitrile, (meth) acrylamide, N-
A substituted (meth) acrylamide and a mixture thereof, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, (meth)
(Meth) acrylic acid esters such as butyl acrylate, octyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate; hydroxyethyl (meth) acrylate, Hydroxy (meth) acrylate such as hydroxypropyl (meth) acrylate; N-methyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth)
N-substituted (meth) acrylamides such as acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide and the like, acrylic acid,
Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and acrylonitrile are preferable.
【0010】アクリル系単量体には、必要に応じて、物
性を損なわない範囲で、アクリル系単量体と共重合可能
な一種あるいは複数のビニル化合物、合成樹脂、連鎖移
動剤、安定剤、架橋剤、可塑剤、粘着付与剤;ガラス繊
維、マイカ、タルク等の無機充填剤が添加されてもよ
く、これらの添加量は、アクリル系単量体100重量部
に対して、30重量部以下が好ましい。The acrylic monomer may include, if necessary, one or more vinyl compounds copolymerizable with the acrylic monomer, a synthetic resin, a chain transfer agent, a stabilizer, as long as the physical properties are not impaired. Crosslinking agents, plasticizers, tackifiers; inorganic fillers such as glass fiber, mica, talc may be added, and the addition amount thereof is 30 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the acrylic monomer. Is preferred.
【0011】尚、上記ビニル化合物として、例えば、ス
チレン;メチルスチレン、α−メチルスチレン、エチル
スチレン、ジメチルスチレン、ブチルスチレン、クロロ
スチレン等のスチレン誘導体;無水マレイン酸;N−ビ
ニルピロリドン;酢酸ビニル等が挙げられ、スチレン、
無水マレイン酸、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドンが
好ましい。Examples of the vinyl compound include styrene; styrene derivatives such as methylstyrene, α-methylstyrene, ethylstyrene, dimethylstyrene, butylstyrene and chlorostyrene; maleic anhydride; N-vinylpyrrolidone; vinyl acetate and the like. , Styrene,
Maleic anhydride, vinyl acetate and N-vinylpyrrolidone are preferred.
【0012】上記熱重合開始剤は、一般にアクリル系単
量体の熱重合反応に用いられるものであれば特に限定さ
れず、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、2,4ジク
ロルベンゾイルパーオキサイド、p−クロルベンゾイル
パーオキサイド、o−メチルベンゾイルパーオキサイ
ド、ビス−3,5,5−トリメチルヘキサノールパーオ
キサイド等のジアシルパーオキサイド;ジクミルパーオ
キシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−
ブチルパーオキシ)−ヘキサン、tert−ブチルクミ
ルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイ
ド、1,3−ビス−(tert−ブチルパーオキシイソ
プロピル)−ベンゼン等のジアルキルパーオキサイド;
1,1−ジ−tert−ブチルパーオキシシクロヘキサ
ン等のパーオキシケタール、tert−ブチルパーオキ
シベンゾエート等のアルキルパーエステル;ジイソプロ
ピルパーオキシジカーボネート等のパーカーボネート等
の有機過酸化物、2、2' −アゾビス(2,4−ジメチ
ルバレロニトリル)、2,2 ' −アゾビスイソブチロニ
トリル、2,2' −アゾビスシクロヘキシルニトリル等
のアゾニトリル化合物等が挙げられ、この中でも、用い
られるアクリル系単量体に可溶であり、1時間の半減期
温度が60〜150℃のものが好ましく、例えば、ベン
ゾイルパーオキサイド、2、2' −アゾビスイソブチロ
ニトリル、2,2' −アゾビスシクロヘキシルニトリル
等が挙げられる。The above thermal polymerization initiator is generally an acrylic monomer.
It is not particularly limited as long as it is used in the thermal polymerization reaction of the monomer.
Without, for example, benzoyl peroxide, 2,4 dicarboxylic acid
Lorbenzoyl peroxide, p-chlorobenzoyl
Peroxide, o-methylbenzoyl peroxide
De, bis-3,5,5-trimethylhexanol pero
Diacyl peroxides such as quiside; dicumyl peroxide
Xide, 2,5-dimethyl-2,5-di- (tert-
Butyl peroxy) -hexane, tert-butyl Kumi
Ruperoxide, di-tert-butyl peroxide
1,3-bis- (tert-butylperoxyiso)
Propyl) -dialkyl peroxide such as benzene;
1,1-di-tert-butylperoxycyclohexa
Peroxyketal such as tert-butyl peroxy
Alkyl peresters such as cibenzoate; diisopro
Percarbonate such as pirperoxydicarbonate
Organic peroxide of 2,2'-Azobis (2,4-dimethyl)
Luvaleronitrile), 2, 2 '-Azobisisobutyroni
Trill 2,2'-Azobiscyclohexyl nitrile, etc.
The azonitrile compound of
Soluble in acrylic monomers and has a half-life of 1 hour
It is preferable that the temperature is 60 to 150 ° C.
Zoyl peroxide, 2, 2'-Azobisisobutyro
Nitrile, 2,2'-Azobiscyclohexyl nitrile
Etc.
【0013】1時間の半減期温度が、高いと、重合反応
速度が低下し押出機内でのアクリル系単量体の転化率が
低下し、又、低いと、重合反応速度が速くなりすぎ、反
応の制御が困難となるためである。なお、1時間の半減
期温度とは、ベンゼン又はトルエンに溶解した物質の半
減期が1時間を示す温度をいい、例えば、重合禁止剤の
一種であるジフェニル−1−ピクリルヒドラジル(DP
PH)を用いて、その消失速度を紫外線吸収スペクトル
により測定することで得ることができる。When the half-life temperature of 1 hour is high, the polymerization reaction rate is low and the conversion rate of the acrylic monomer in the extruder is low, and when it is low, the polymerization reaction rate is too fast and the reaction This makes it difficult to control. The half-life temperature of 1 hour refers to a temperature at which a substance dissolved in benzene or toluene has a half-life of 1 hour. For example, diphenyl-1-picrylhydrazyl (DP) which is a kind of a polymerization inhibitor is used.
PH) to measure the disappearance rate by an ultraviolet absorption spectrum.
【0014】熱重合開始剤の添加量は、多いと、フリー
ラジカルが増加しすぎ、得られるアクリル系重合体の分
子量が低下し、又、少ないと、重合反応の初期に使い尽
くされ、アクリル系単量体の転化率が低下するので、ア
クリル系単量体100重量部に対して、0.005〜1
重量部が好ましく、0.02〜0.5重量部がより好ま
しい。なお、熱重合開始剤は、単独で用いられても、併
用されてもよい。If the amount of the thermal polymerization initiator added is too large, the free radicals increase too much, and the molecular weight of the resulting acrylic polymer decreases, and if it is too small, the acrylic polymer is used up at the beginning of the polymerization reaction. Since the conversion rate of the monomer is lowered, 0.005-1 is added to 100 parts by weight of the acrylic monomer.
Part by weight is preferable, and 0.02 to 0.5 part by weight is more preferable. The thermal polymerization initiator may be used alone or in combination.
【0015】上記光重合開始剤は、一般にアクリル系単
量体の光重合に用いられるもので、且つ、押出機中の熱
履歴に耐えうるものであれば、特に限定されず、例え
ば、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒ
ドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシク
ロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2,2−
ジメチルアセトフェノン、メトキシアセトフェノン、
2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン等の
アセトフェノン系光重合開始剤;ベンゾインエチルエー
テル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン
エーテル系光重合開始剤;ベンジルジメチルケタール等
のケタール系光重合開始剤;その他、ハロゲン化ケト
ン、アシルホスフィノキシド、アシルホスフォナート等
が挙げられ、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル
(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメチル
ケタールが好ましい。The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it is generally used for photopolymerization of acrylic monomers and can withstand the heat history in the extruder, and for example, 4- (2-Hydroxyethoxy) phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2,2-
Dimethylacetophenone, methoxyacetophenone,
Acetophenone-based photopolymerization initiators such as 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone; Benzoin ether-based photopolymerization initiators such as benzoin ethyl ether and benzoin isopropyl ether; Ketal-based photopolymerization initiators such as benzyl dimethyl ketal; Examples thereof include halogenated ketones, acylphosphinoxides, and acylphosphonates, and 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, and benzyldimethylketal are preferable. .
【0016】光重合開始剤の添加量は、多いと、得られ
るアクリル系重合体中に、未反応の光重合開始剤やフリ
ーラジカルが残存する可能性があり、得られるアクリル
系重合体の劣化を招き、又、少ないと、紫外線の積算照
射量が多く必要になるので、アクリル系単量体100重
量部に対して、0.001〜2重量部が好ましく、0.
01〜1重量部が特に好ましい。If the amount of the photopolymerization initiator added is large, unreacted photopolymerization initiator or free radicals may remain in the resulting acrylic polymer, and the resulting acrylic polymer is deteriorated. In addition, if it is small, the integrated irradiation amount of ultraviolet rays is required to be large, so 0.001 to 2 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of the acrylic monomer, and 0.1.
01 to 1 part by weight is particularly preferred.
【0017】本発明では、まず、重合性組成物を押出機
に供給し、熱重合開始剤の分解温度以上に加熱し、アク
リル系単量体を重合させる。In the present invention, first, the polymerizable composition is fed to an extruder and heated to a temperature above the decomposition temperature of the thermal polymerization initiator to polymerize the acrylic monomer.
【0018】本発明で用いられる押出機は、特に限定さ
れず、1軸押出機、2軸押出機の他、3本以上のスクリ
ュウを有する多軸スクリュウ押出機等が用いられ、1軸
押出機としては、例えば、フルフライト型スクリュウを
有するもののほか、不連続フライト型スクリュウ、ピン
バレル、ミキシングヘッド等を有するものが挙げられ、
2軸押出機としては、例えば、噛み合い型同方向回転
型、噛み合い異方向回転型、非噛み合い異方向回転型等
が挙げられ、これらのうちで、部分的にニーディングデ
ィスクエレメントを有する噛み合い(セルフワイピン
グ)同方向回転型2軸スクリュウ押出機が好適に用いら
れる。The extruder used in the present invention is not particularly limited, and a single-screw extruder, a twin-screw extruder, a multi-screw extruder having three or more screws, and the like can be used. As, for example, those having a full flight type screw, those having a discontinuous flight type screw, a pin barrel, a mixing head, and the like,
As the twin-screw extruder, for example, a meshing type same-direction rotating type, a meshing different-direction rotating type, a non-meshing different-direction rotating type, and the like can be cited. Wiping) A co-rotating twin screw extruder is preferably used.
【0019】重合性組成物をスクリュウ押出機に供給す
る方法は、特に限定されず、例えば、アクリル系単量
体、熱重合開始剤、光重合開始剤等を、攪拌槽等を用い
て、予め混合したものを、一の供給口より供給してもよ
く、又、これらの幾つかを予め混合したもの、或いは各
々単独のものを別々の供給口より供給してもよい。The method of supplying the polymerizable composition to the screw extruder is not particularly limited, and for example, an acrylic monomer, a thermal polymerization initiator, a photopolymerization initiator and the like can be previously prepared by using a stirring tank or the like. The mixture may be supplied from one supply port, or some of these may be mixed in advance, or each of them may be supplied individually from different supply ports.
【0020】重合性組成物を供給する際、重合反応の酸
素阻害を防止し、更には、オリゴマー等の副生成物の生
成を防止するために、重合性組成物は、窒素置換等によ
り溶存する酸素を十分除去したものであることが好まし
く、溶存酸素濃度を、1ppm以下となるように除去す
るのが好ましく、0.5ppm以下が更に好ましい。When supplying the polymerizable composition, the polymerizable composition is dissolved by nitrogen substitution or the like in order to prevent oxygen inhibition of the polymerization reaction and further to prevent the formation of by-products such as oligomers. It is preferable that oxygen is sufficiently removed, and the dissolved oxygen concentration is preferably removed so as to be 1 ppm or less, more preferably 0.5 ppm or less.
【0021】スクリュウ押出機のバレル温度は、熱重合
開始剤の分解温度以上であれば良いが、押出機の前段部
では、アクリル系単量体が沸騰、気化しない範囲内で、
熱重合開始剤の分解温度以上に加熱し、中央部では、反
応の暴走を防止しつつ重合反応を進行させる様に、後段
部では、スクリュウ・ポンピングが安定する完全充填状
態となるように、アクリル系単量体及び熱重合開始剤の
種類、平均滞留時間を考慮しつつ、設定するのが好まし
い。The barrel temperature of the screw extruder may be higher than the decomposition temperature of the thermal polymerization initiator, but in the pre-stage of the extruder, within a range where the acrylic monomer does not boil or vaporize,
Heating above the decomposition temperature of the thermal polymerization initiator, the polymerization reaction proceeds at the central part while preventing runaway of the reaction, and at the latter part, the screw and pumping are in a completely filled state that is stable and stable. It is preferably set in consideration of the types of the system monomer and the thermal polymerization initiator and the average residence time.
【0022】なお、平均滞留時間の測定方法として、例
えば、適当なトレーサーを供給口より少量注入し、押出
機の吐出口における滞留時間分布を測定し、平均滞留時
間を得ることができる。具体的には、トレーサーに有機
染料を用い、吐出する物質中の染料濃度の経時変化を吸
光分析等により定量し、分布関数を求め平均滞留時間を
得ることができる。As a method of measuring the average residence time, for example, a suitable tracer may be injected in a small amount from the supply port and the residence time distribution at the discharge port of the extruder may be measured to obtain the average residence time. Specifically, an organic dye is used as a tracer, and the change over time in the dye concentration in the substance to be ejected is quantified by absorption spectrometry or the like to obtain a distribution function and obtain an average residence time.
【0023】所望の平均滞留時間は、モノマーの供給速
度やバレル温度等の操作条件の他、スクリュウ押出機の
バレル径及び長さ、スクリュウの形状及び回転数、スク
リュウ押出機出口部におけるブレーカー、ダイヘッド、
ダイ金型等の形状等により、設定することができる。The desired average residence time is determined by the operating conditions such as the monomer feed rate and barrel temperature, the barrel diameter and length of the screw extruder, the screw shape and rotation speed, the breaker at the screw extruder outlet, and the die head. ,
It can be set according to the shape of the die and the like.
【0024】アクリル系単量体を転化率50〜99%と
なるように熱重合させるのであるが、かかる制御は、熱
重合開始剤の添加量、バレル温度、平均滞留時間等を適
宜調節することにより達成される。The acrylic monomer is thermally polymerized so that the conversion rate is 50 to 99%. For such control, the amount of the thermal polymerization initiator added, the barrel temperature, the average residence time, etc. are appropriately adjusted. Achieved by
【0025】本発明における転化率は、以下の式で表さ
れる。 転化率=100−100×未反応のアクリル系単量体/
供給したアクリル系単量体The conversion rate in the present invention is expressed by the following equation. Conversion = 100-100 x Unreacted acrylic monomer /
Acrylic monomer supplied
【0026】アクリル系単量体の熱重合による転化率
は、低いと、熱重合生成物内部に、酸素が溶け込み、光
重合反応を阻害することとなり、又、高くしようとする
と、重合温度を上げるか、押出機を長くする必要があ
り、重合温度を上げると、得られるアクリル系重合体の
分子量が低下し、押出機を長くするのは、押出機の機構
上不可能であるので、50〜99%に限定され、70〜
99%が好ましい。If the conversion rate of the acrylic monomer due to thermal polymerization is low, oxygen will dissolve into the thermal polymerization product to inhibit the photopolymerization reaction, and if it is increased, the polymerization temperature will be increased. Or, it is necessary to lengthen the extruder, and when the polymerization temperature is raised, the molecular weight of the resulting acrylic polymer decreases, and it is impossible to lengthen the extruder because of the mechanism of the extruder. Limited to 99%, 70 ~
99% is preferable.
【0027】スクリュウ押出機より吐出される生成物
は、押出機出口部に設けられたダイ金型により、所望の
形状としてもよく、シート状、フィルム状、ロッド状、
ストランド状とする他、他の基材と多層押出しを行い又
は他の基材に塗布、含浸させ、積層体としてもよいが、
最終製品の形状に合わせた形状とすることは、得られた
アクリル系重合体を賦形する工程を省くことができ、好
適である。The product discharged from the screw extruder may be formed into a desired shape by a die die provided at the exit of the extruder, and may have a sheet shape, a film shape, a rod shape,
In addition to forming a strand, it may be multilayer extruded with another substrate or applied to another substrate and impregnated to form a laminate,
It is preferable to have a shape that matches the shape of the final product because the step of shaping the obtained acrylic polymer can be omitted.
【0028】本発明では、熱重合の後、更に、紫外線を
照射し、光重合させ、アクリル系重合体を得る工程であ
る。In the present invention, after the thermal polymerization, a step of further irradiating with ultraviolet rays and photopolymerizing to obtain an acrylic polymer.
【0029】紫外線を照射する方法は、特に限定され
ず、例えば、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧
水銀ランプ、ケミカルランプ、メタルハライドランプ、
ブラックライトを用いて照射する方法等が挙げられ、超
高圧水銀ランプは、光重合開始剤の活性波長領域の光を
効率よく発光し、架橋の原因となる短波長成分や原料の
加熱蒸発の原因となる長波長成分が少ないので、好適に
用いられ、ランプに循環水のジャケットを設けた水冷式
超高圧水銀ランプが特に好適に用いられる。The method of irradiating with ultraviolet rays is not particularly limited, and examples thereof include a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a chemical lamp, a metal halide lamp,
There is a method of irradiating with a black light, etc.The ultra-high pressure mercury lamp efficiently emits light in the active wavelength region of the photopolymerization initiator, and causes short-wavelength components that cause cross-linking and heat evaporation of raw materials. Since the long-wavelength component that becomes
【0030】紫外線を照射する際、熱重合反応で得られ
た生成物を一定量得た後、まとめて紫外線を照射しても
よいが、押出機から得られた生成物を、一定形状を保持
しつつ引取りながら、連続的に紫外線を照射すること
は、生産効率が向上し、好適である。When irradiating with ultraviolet rays, it is possible to obtain a certain amount of the product obtained by the thermal polymerization reaction and then collectively irradiate with the ultraviolet ray. However, the product obtained from the extruder is kept in a certain shape. It is preferable to continuously irradiate the ultraviolet ray while taking it off while improving the production efficiency.
【0031】紫外線の照射強度は、多いと、開始ラジカ
ル濃度が増し、得られるアクリル系重合体の分子量が低
下し、又、少ないと、光重合反応の反応効率が低下する
ので、0.1〜100mW/cm2 が好ましく、1〜4
0mW/cm2 が特に好ましい。When the irradiation intensity of ultraviolet rays is high, the starting radical concentration is increased and the molecular weight of the resulting acrylic polymer is lowered, and when the irradiation intensity is low, the reaction efficiency of the photopolymerization reaction is lowered. 100 mW / cm 2 is preferable, 1 to 4
0 mW / cm 2 is particularly preferred.
【0032】紫外線の照射時間は、長いと、紫外線によ
る重合体の断裂が生じ、又、短いと、アクリル系単量体
の転化率が低下するので、10秒〜10分が好ましく、
20秒〜4分が特に好ましい。When the irradiation time of ultraviolet rays is long, the polymer is broken by the ultraviolet rays, and when it is short, the conversion rate of the acrylic monomer is lowered, so that it is preferably 10 seconds to 10 minutes.
20 seconds to 4 minutes are particularly preferred.
【0033】従って、紫外線の照射は、0.1〜100
mW/cm2 で、10秒〜10分照射するのが好まし
く、1〜40mW/cm2 で20秒〜4分照射するのが
特に好ましい。Therefore, the irradiation of ultraviolet rays is 0.1 to 100.
Irradiation with mW / cm 2 for 10 seconds to 10 minutes is preferable, and irradiation with 1 to 40 mW / cm 2 for 20 seconds to 4 minutes is particularly preferable.
【0034】[0034]
【作用】本発明では、アクリル系重合体の製造を、押出
機内での熱重合反応及び光重合反応の二段階で行ってい
る。即ち、制御が容易、且つ、処理能率の高い押出機内
で、アクリル系単量体の転化率の低下を伴わない範囲内
でアクリル系単量体の一部を重合させる。次に熱重合反
応により得られた生成物中の未反応のアクリル系単量体
を、光重合させているので、一般に光重合で問題とな
る、酸素阻害やアクリル系単量体の重合反応特有の重合
熱の除去の問題が生じない。In the present invention, the production of the acrylic polymer is carried out in two steps of the thermal polymerization reaction and the photopolymerization reaction in the extruder. That is, a part of the acrylic monomer is polymerized in an extruder that is easy to control and has a high processing efficiency within a range that does not reduce the conversion rate of the acrylic monomer. Next, since the unreacted acrylic monomer in the product obtained by the thermal polymerization reaction is photopolymerized, it is generally a problem in photopolymerization, which is characteristic of oxygen inhibition and polymerization reaction of acrylic monomer. The problem of removing the heat of polymerization does not occur.
【0035】[0035]
(実施例1〜3、比較例1)セルフワイピング型の2条
スクリュウエレメントとニーディングディスクエレメン
トからなる直径39mm、L/D=42のスクリュウを
備えた噛み合い型同方向回転2軸スクリュウ押出機
((株)プラスチック工学研究所社製 商品名BT−4
0)の先端に、幅17cm、厚さ2mmのシート状の吐
出口を持つコートハンガーダイを取り付けた。(Examples 1 to 3 and Comparative Example 1) A meshing type co-rotating twin-screw extruder equipped with a screw of self-wiping type two-row screw element and kneading disc element with a diameter of 39 mm and L / D = 42 ( Product name BT-4 manufactured by Plastic Engineering Laboratory Co., Ltd.
A coat hanger die having a sheet-like ejection port having a width of 17 cm and a thickness of 2 mm was attached to the tip of 0).
【0036】スクリュウ押出機のバレルの前段部(第1
〜3バレル区間)、中段部(第4〜6バレル区間)、後
段部(第7バレル区間及びダイ部分)を、表1に示す温
度に設定し、スクリュウ回転数を、表1に示す回転数に
設定した。The front part of the barrel of the screw extruder (first
~ 3 barrel section), middle stage section (4th-6th barrel section), rear stage section (7th barrel section and die section) are set to the temperatures shown in Table 1, and the screw rotation speed is shown in Table 1. Set to.
【0037】100リットルのタンクに、表1に示した
所定量のメタクリル酸メチル(MMA)、アクリル酸ブ
チル(BA)、アクリル酸(AA)、2、2’−アゾビ
スイソブチロニトリル(AIBN)、2、2' −アゾビ
ス−(2,4−ジメチルバレロニトリル(ADMV
N)、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシク
ロヘキシルフェニルケトンを供給し、原料溶液とした。In a 100 liter tank, the prescribed amounts of methyl methacrylate (MMA), butyl acrylate (BA), acrylic acid (AA) and 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN) shown in Table 1 were used. ), 2,2 '- azobis - (2,4-dimethylvaleronitrile (ADMV
N), benzyl dimethyl ketal, and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone were supplied to prepare a raw material solution.
【0038】次に、原料溶液の温度を、25℃未満に保
持しつつ、原料溶液に流量毎分4リットルの窒素ガス
(純度99.9%)を吹き込み、溶存酸素計(セントラ
ル化学(株)社製 商品名UC−12−SOL型)を用
いて、アクリル系単量体中の溶存酸素量を測定し、溶存
酸素濃度が0.1ppmとなったところで、窒素置換を
停止した。Next, while maintaining the temperature of the raw material solution at less than 25 ° C., a nitrogen gas (purity 99.9%) having a flow rate of 4 liters per minute was blown into the raw material solution to dissolve a dissolved oxygen meter (Central Chemical Co., Ltd.). The amount of dissolved oxygen in the acrylic monomer was measured using a trade name UC-12-SOL type manufactured by the company), and nitrogen substitution was stopped when the dissolved oxygen concentration reached 0.1 ppm.
【0039】次に、窒素置換された原料溶液を、ケミカ
ルギアポンプ((株)イワキ社製GX−12SZKC−
04N1)を用いて、表1に示した所定量で、上記スク
リュウ押出機に連続的に供給し、塊状重合を開始した。Next, the nitrogen-substituted raw material solution was treated with a chemical gear pump (GX-12SZKC- manufactured by Iwaki Co., Ltd.).
04N1) was continuously supplied to the screw extruder in a predetermined amount shown in Table 1 to initiate bulk polymerization.
【0040】塊状重合反応が、定常状態となったところ
で、スクリュウ押出機から吐出される生成物を、一部採
取してサンプル(a)とするとともに、幅17cm、長
さ10cm、厚さ2mmの中間生成物を、内面が一辺4
0cmの反射板からなる立方体である紫外線照射装置に
入れ、8mW/cm2 の強度で、2分間、紫外線を照射
し、サンプル(b)を得た。なお、紫外線の照射強度
は、照度計(東京工学(株)社製 商品名UVR−3
6)を用いて行った。When the bulk polymerization reaction reached a steady state, a part of the product discharged from the screw extruder was sampled to obtain a sample (a), and the width was 17 cm, the length was 10 cm, and the thickness was 2 mm. Intermediate product, the inner surface 4
The sample was placed in an ultraviolet irradiation device, which is a cube composed of a 0 cm reflector, and was irradiated with ultraviolet rays at an intensity of 8 mW / cm 2 for 2 minutes to obtain a sample (b). In addition, the irradiation intensity of ultraviolet rays is measured by an illuminometer (trade name: UVR-3 manufactured by Tokyo Engineering Co., Ltd.).
6) was used.
【0041】得られたサンプル(a)から、熱重合によ
るアクリル系単量体の転化率、重量平均分子量(Mw)
及び分布幅(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量
(Mn))を、サンプル(b)から、アクリル系単量体
の転化率、重量平均分子量及び分布幅を以下の方法で測
定し、その結果を表2に示した。From the obtained sample (a), the conversion of acrylic monomer by thermal polymerization and the weight average molecular weight (Mw)
And the distribution width (weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn)) of the sample (b), the conversion rate of the acrylic monomer, the weight average molecular weight and the distribution width were measured by the following methods, and The results are shown in Table 2.
【0042】(転化率)アクリル系単量体の転化率を、
便宜上、以下の式から得た。 転化率(%)=100×アクリル系重合体量/サンプル
量 なお、アクリル系重合体量は、ガスクロマトグラフィー
(島津製作所社製 商品名LC9A)を用いて測定し
た。又、カラムとしては、島津製作所社製 商品名PE
G20Mを用い、カラム温度を140℃とした。(Conversion rate) The conversion rate of the acrylic monomer is
For convenience, it was obtained from the following formula. Conversion rate (%) = 100 × acrylic polymer amount / sample amount The acrylic polymer amount was measured using gas chromatography (Shimadzu Corporation trade name LC9A). The column name is PE manufactured by Shimadzu Corporation.
The column temperature was 140 ° C. using G20M.
【0043】(重量平均分子量、分布幅)液体クロマト
グラフィー(島津製作所社製 商品名LC9A)、ディ
テクター(島津製作所社製 商品名RYD6A)からな
るゲルパークロマトグラフィを用いて、ポリスチレン換
算の重量平均分子量及び数平均分子量を得、これらの値
から、分布幅を得た。尚、昭和電光社製の商品名80
5、商品名804、商品名801のカラムを、2、1、
1本順次直列につなげたものをカラムとして用い、溶媒
として、テトラヒドロフラン(THF)を用い、その流
量を1cc/min、温度を45℃とした。(Weight average molecular weight, distribution width) Using gel per chromatography consisting of liquid chromatography (Shimadzu Corporation trade name LC9A) and detector (Shimadzu Corporation trade name RYD6A), the polystyrene equivalent weight average molecular weight and The number average molecular weight was obtained, and the distribution width was obtained from these values. In addition, product name 80 manufactured by Showa Denko
5, product name 804, product name 801 columns 2, 1,
One column connected in series was used as a column, tetrahydrofuran (THF) was used as a solvent, the flow rate was 1 cc / min, and the temperature was 45 ° C.
【0044】(比較例2)実施例1で用いられたと同様
のコートハンガーダイが取り付けられたスクリュウ押出
機を用いた。Comparative Example 2 A screw extruder equipped with the same coat hanger die as that used in Example 1 was used.
【0045】スクリュウ押出機のバレルの前段部(第1
〜3バレル区間)、中段部(第4〜6バレル区間)、後
段部(第7バレル区間及びダイ部分)を、表1に示す温
度に設定し、スクリュウ回転数を、表1に示す回転数に
設定した。The front part of the barrel of the screw extruder (first
~ 3 barrel section), middle stage section (4th-6th barrel section), rear stage section (7th barrel section and die section) are set to the temperatures shown in Table 1, and the screw rotation speed is shown in Table 1. Set to.
【0046】100リットルのタンクに、表1に示した
所定量のメタクリル酸メチル(MMA)、2、2’−ア
ゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を供給し、原料
溶液とした。A predetermined amount of methyl methacrylate (MMA) and 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN) shown in Table 1 were supplied to a 100 liter tank to prepare a raw material solution.
【0047】次に、原料溶液の温度を、25℃未満に保
持しつつ、原料溶液に流量毎分4リットルの窒素ガス
(純度99.9%)を吹き込み、溶存酸素計(セントラ
ル化学(株)社製 商品名UC−12−SOL型)を用
いて、アクリル系単量体中の溶存酸素量を測定し、溶存
酸素濃度が0.1ppmとなったところで、窒素置換を
停止した。Next, while maintaining the temperature of the raw material solution at less than 25 ° C., nitrogen gas (purity 99.9%) at a flow rate of 4 liters per minute was blown into the raw material solution, and a dissolved oxygen meter (Central Chemical Co., Ltd.) was used. The amount of dissolved oxygen in the acrylic monomer was measured using a trade name UC-12-SOL type manufactured by the company), and nitrogen substitution was stopped when the dissolved oxygen concentration reached 0.1 ppm.
【0048】次に、窒素置換された原料溶液を、ケミカ
ルギアポンプ((株)イワキ社製GX−12SZKC−
04N1)を用いて、表1に示した所定量で、上記スク
リュウ押出機に連続的に供給し、塊状重合を開始した。Next, the nitrogen-substituted raw material solution was treated with a chemical gear pump (GX-12SZKC- manufactured by Iwaki Co., Ltd.).
04N1) was continuously supplied to the screw extruder in a predetermined amount shown in Table 1 to initiate bulk polymerization.
【0049】塊状重合反応が、定常状態となったところ
で、スクリュウ押出機から吐出される生成物を、一部採
取してサンプル(a)とした。When the bulk polymerization reaction reached a steady state, a part of the product discharged from the screw extruder was sampled to obtain a sample (a).
【0050】得られたサンプル(a)から、熱重合によ
るアクリル系単量体の転化率、重量平均分子量(Mw)
及び分布幅(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量
(Mn))を、実施例1と同様の方法で測定し、その結
果を表2に示した。From the obtained sample (a), the conversion of acrylic monomer by thermal polymerization, the weight average molecular weight (Mw)
And distribution width (weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn)) were measured by the same method as in Example 1, and the results are shown in Table 2.
【0051】[0051]
【表1】 [Table 1]
【0052】[0052]
【表2】 [Table 2]
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明であるアクリル系重合体の製造方
法は、上記の通りであり、本発明によれば、残存モノマ
ーが極めて微量で、且つ、分布幅の狭い高分子量のアク
リル系重合体を、高転化率で容易に、しかも、必要に応
じて連続的に製造することができる。The method for producing an acrylic polymer according to the present invention is as described above, and according to the present invention, a high molecular weight acrylic polymer having a very small amount of residual monomer and a narrow distribution width. Can be easily produced at a high conversion rate and continuously as required.
Claims (1)
合開始剤からなる重合性組成物を、押出機に供給し、熱
重合開始剤の分解温度以上に加熱し、アクリル系単量体
の転化率が50〜99%となるように熱重合させ、更
に、紫外線を照射し、光重合させ、アクリル系重合体を
得ることを特徴とするアクリル系重合体の製造方法。1. A polymerizable composition comprising an acrylic monomer, a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator is fed to an extruder and heated to a temperature not lower than the decomposition temperature of the thermal polymerization initiator to obtain a single acrylic monomer. A method for producing an acrylic polymer, which comprises subjecting the polymer to thermal polymerization so that the conversion rate of the body is 50 to 99%, further irradiating with ultraviolet rays, and photopolymerizing to obtain an acrylic polymer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6017388A JPH07224102A (en) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | Method for producing acrylic polymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6017388A JPH07224102A (en) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | Method for producing acrylic polymer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07224102A true JPH07224102A (en) | 1995-08-22 |
Family
ID=11942623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6017388A Pending JPH07224102A (en) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | Method for producing acrylic polymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07224102A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003026716A (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-29 | Toagosei Co Ltd | Actinic-radiation-curing composition containing azoic polymerization initiator |
| JP2003523464A (en) * | 2000-01-28 | 2003-08-05 | チバ スペシャルティ ケミカルズ ウォーター トリートメント リミテッド | Polymerization method |
| US6849304B1 (en) * | 2001-03-16 | 2005-02-01 | Seagate Technology Llc | Method of forming lubricant films |
-
1994
- 1994-02-14 JP JP6017388A patent/JPH07224102A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003523464A (en) * | 2000-01-28 | 2003-08-05 | チバ スペシャルティ ケミカルズ ウォーター トリートメント リミテッド | Polymerization method |
| US6849304B1 (en) * | 2001-03-16 | 2005-02-01 | Seagate Technology Llc | Method of forming lubricant films |
| JP2003026716A (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-29 | Toagosei Co Ltd | Actinic-radiation-curing composition containing azoic polymerization initiator |
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