粉末状亲水性高分子及其制造方法、以及使用其的凝集处理剂的制作方法
【专利摘要】本发明将包含液态的油包水型乳液的亲水性高分子通过破乳而块状化后，将该块状物造粒并干燥而提供粉末状亲水性高分子。破乳剂可以使用离子性表面活性剂、HLB值为11～20的非离子性表面活性剂或具有亲水性基团和疏水性基团的油溶性高分子化合物。通过该方法得到的粉末状亲水性高分子作为凝集处理剂发挥优异的效果。
【专利说明】粉末状亲水性高分子及其制造方法、以及使用其的凝集处理剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及粉末状亲水性高分子及其制造方法、其用途。更具体而言，涉及将包含油包水型乳液的亲水性高分子通过破乳而块状化后，将该块状物造粒，然后干燥而制造得到的粉末状亲水性高分子及粉末状亲水性高分子的制造方法、以及使用其的凝集处理剂。
【背景技术】
[0002]亲水性高分子通常以溶液状态、干燥粉末固体形态、分散液形态、油包水型乳液各种形态市售。对于溶液形态而言，若亲水性高分子的浓度为分子量数百万程度则溶液的粘度升高，即使是5%左右的浓度也非常难以处理。对于分散液或油包水型乳液而言，亲水性高分子的浓度为15%~50%左右，粘度比较低，因此容易处理。
[0003]其中，油包水型乳液可以制造具有高度交联结构的高分子。
[0004]专利文献I中例示了将交联而得的水溶性阳离子性的单体聚合物的油包水型乳液作为收率提高剂和滤水性提高剂适用于抄纸工序的方法。另一方面，粉末状的阳离子性水溶性高分子，与其它形态相比，具有疏水性溶剂、水或分散剂这样的杂质少的特征，在输送成本、环境负荷方面具有优势，但是若一旦形成粉末状则存在改良的选择项狭窄的缺点。
[0005]因此，使用进行油包水型乳液聚合、然后干燥得到粉末的方法。油包水型乳液由于为液态，可以通过喷雾干燥或传热干燥来得到。从生产效率方面考虑，作为干燥油包水型乳液的方法，一般性的方法为喷雾干燥。专利文献2中对于阳离子性水溶性高分子的喷雾干燥物进行了记载，专利文献3中例示了通过喷雾干燥得到的经过交联的阳离子性水溶性高分子和作为凝集剂的适用。但是，利用喷雾干燥方法时，虽然对于制造0.1~100μπι的微粉而言是有效的，但是不能制造比较大的粒径。根据用途优选具有数百~数千Pm的粒径的粉末，因此通过喷雾干燥得到的微粉末需要使用液体粘结剂等造粒。另外，利用喷雾干燥法制造干燥粉末时，若干燥器的尺寸、干燥器的温度、送风量、停留时间、喷雾器的种类等变化则干燥粉末的粒径有可能受到影响。为了得到所希望的粒径的粉末，存在干燥条件的设定变得烦杂的缺点。除此之外，由于干燥时必须停留液滴，装置自身变大，存在设置时为场所费心思等不利方面。
[0006]专利文献4中公开了在使用羧酸的碱金属盐作为表面活性剂得到的疏水性聚合物微粒的乳液中混合强酸、使聚合物微粒凝集后，进行固液分离、干燥的方法。专利文献5中公开了将橡胶状聚合物颗粒(A)的水性胶乳与对于水表现出部分溶解性的有机溶剂(B)和水(D)混合、使含有有机溶剂(B)的橡胶状聚合物颗粒(A)的凝集体(F)在水相(E)中生成后、连续地分离凝集体(F)的方法。另外，专利文献6中公开了使有机溶剂的水溶液在通过乳液聚合法得到的胶乳液中凝固，进行分离、干燥后形成粉末的方法。但是上述专利文献4~6的方法，虽然容易适用于疏水性聚合物乳液，但是难以适用于亲水性聚合物的油包水型乳液的破乳、聚合物的分离。
[0007]现有技术文献专利文献
专利文献1:日本特开平10-140496号公报 专利文献2:美国公开2004-0035317号公报 专利文献3:日本特表2001-516773号公报 专利文献4:日本特开2007-302861号公报 专利文献5:日本特开2005-248109号公报 专利文献6:日本特开平8-073520号公报。
【发明内容】
[0008] 发明要解决的问题
因此，本发明的目的在于，提供将包含油包水型乳液的亲水性高分子干燥而制造粉末状亲水性高分子时，用粒径比较大、干燥条件的设定简单并且粒径不取决于干燥条件的方法制造的粉末状亲水性高分子及其制造方法、以及使用其的凝集处理剂。
[0009]解决问题的手段
本发明人等进行深入研究，结果发现，通过将包含液态的油包水型乳液的亲水性高分子破乳、块状化、细粒化，即使是喷雾干燥以外的方法也可以干燥，从而可以解决上述问题。即，权利要求1的发明为一种粉末状亲水性高分子，其特征在于，在将包含油包水型乳液的亲水性高分子干燥而制造粉末状亲水性高分子的方法中，通过将包含油包水型乳液的亲水性高分子破乳来块状化、干燥后细粒化而成。
[0010]权利要求2的发明为根据权利要求1所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，将破乳剂添加于前述油包水型乳液、进行前述破乳。
[0011]权利要求3的发明为根据权利要求2所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，前述破乳剂为选自离子性表面活性剂、HLB值为11~20的非离子性表面活性剂和具有亲水性基团和疏水性基团的油溶性高分子化合物中的一种以上。
[0012]权利要求4的发明为根据权利要求1所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，通过施加机械的剪切来进行前述破乳。
[0013]权利要求5的发明为根据权利要求1~4中任一项所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，前述破乳并用前述破乳剂和前述机械剪切。
[0014]权利要求6的发明为根据权利要求1~4中任一项所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，前述破乳时并用加热。
[0015]权利要求7的发明为根据权利要求1~6中任一项所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，干燥前破碎并造粒。
[0016]权利要求8的发明为根据权利要求1所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，前述包含油包水型乳液的亲水性高分子具有选自下述通式(I)、(2)、(3)、(4)、(5)所示的结构单元中的一种以上。
[0017][化学式I]
【权利要求】
1.粉末状亲水性高分子，其特征在于，通过将包含油包水型乳液的亲水性高分子破乳来块状化、干燥后细粒化而成。
2.根据权利要求1所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，将破乳剂添加于所述油包水型乳液、进行所述破乳。
3.根据权利要求2所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，所述破乳剂为选自离子性表面活性剂、HLB值为11~20的非离子性表面活性剂和具有亲水性基团和疏水性基团的油溶性高分子化合物中的一种以上。
4.根据权利要求1所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，通过施加机械的剪切来进行所述破乳。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，所述破乳并用所述破乳剂和所述机械剪切。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，所述破乳时并用加热。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，干燥前破碎并造粒。
8.根据权利要求1所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，所述包含油包水型乳液的亲水性高分子具有选自下述通式(I)、(2)、(3)、(4)、(5)所示的结构单元中的一种以上， [化学式I]
9.根据权利要求1或8所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，所述包含油包水型乳液的亲水性高分子含有所述通式(I)或(2)所示的结构单元80~100摩尔％、所述通式(3)所示的结构单元O~20摩尔％。
10.根据权利要求1、8或9所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，所述包含油包水型乳液的亲水性高分子为使交联性单体共存并聚合而成。
11.根据权利要求1~7中任一项所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，所述包含油包水型乳液的亲水性高分子包含下述亲水性高分子(A)和亲水性高分子(B)的混合物， 亲水性高分子(A): 包含下述通式(6)所示的结构单元80~100摩尔％、所述通式(3)所示的结构单元O~20摩尔％、非离子性单体结构单元O~20摩尔％，聚合时相对于对应于所述结构单元的单体或单体混合物按质量计，添加20~300ppm的交联性单体并聚合而成， 亲水性高分子(B): 将包含下述通式(7)或所述通式(2)所示的结构单元80~100摩尔％、所述通式(3)所示的结构单元O~20摩尔％、非离子性单体结构单元O~20摩尔％的单体混合物聚合而成， [化学式6]
12.根据权利要求1~7、11中任一项所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，所述包含油包水型乳液的亲水性高分子包含下述亲水性高分子(A)和亲水性高分子(C)的混合物， 亲水性高分子(A): 包含所述通式(6)所示的结构单元80~100摩尔％、所述通式(3)所示的结构单元O~20摩尔％、非离子性单体结构单元O~20摩尔％，聚合时相对于对应于上述结构单元的单体或单体混合物按质量计，添加20~300ppm的交联性单体并聚合而成， 亲水性高分子(C): 包含所述通式(7)或所述通式(2)所示的结构单元80~100摩尔％、所述通式(3)所示的结构单元O~20摩尔％、非离子性单体结构单元O~20摩尔％，聚合时相对于对应于所述结构单元的单体或单体混合物按质量计，添加20~300ppm的交联性单体并聚合而成。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的粉末状亲水性高分子，其特征在于，平均粒径处于0.3~5mm的范围内。
14.粉末状亲水性高分子的制造方法，其特征在于，通过将包含油包水型乳液的亲水性高分子破乳来块状化、干燥后细粒化。
15.凝集处理剂，包含权利要求1~13中任意一项所述的粉末状亲水性高分子。
16.收率提高剂或滤水性提高剂，包含权利要求1~13中任意一项所述的粉末状亲水性高分子。
17.纸力增强剂，包含权利要求1~13中任意一项所述的粉末状亲水性高分子和选自生淀粉、阳离子化淀粉、两性化淀粉、改性淀粉中的一种以上。
【文档编号】C08F220/56GK103946281SQ201280042551
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年1月13日 优先权日:2011年8月29日
【发明者】砺波学, 青山清, 平田和之 申请人:海茂株式会社