丙烯酸系共聚物及其制造方法以及水处理剂技术

本发明专利技术的丙烯酸系共聚物含有来自丙烯酸或其钠盐的结构单元(x)和来自2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸或其钠盐的结构单元(y)，结构单元(x)和结构单元(y)的含有比例在将两者的合计设为100质量％时，分别为35～90质量％和10～65质量％，本发明专利技术的丙烯酸系共聚物的重均分子量为2000～30000，分子量为70000以上的丙烯酸系共聚物的含有比例相对于全体聚合物的合计量为0.30质量％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为对磷酸钙的污垢形成的抑制效果优异的水处理剂的主成分适宜的丙烯酸系共聚物(以下，也称为“AA/ATBS系聚合物”)及其制造方法。
技术介绍
作为无机粒子的分散剂、抑制污垢的形成、沉淀或沉着的化学试剂等的主成分，已知有含有来自丙烯酸或其盐的结构单元和来自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(也称为“丙烯酰胺-叔丁基磺酸”)或其盐的结构单元的共聚物(AA/ATBS系聚合物)。例如，专利文献1中公开了用氢氧化钠中和至pH3.5～6.0的AA/ATBS系聚合物。专利文献2中公开了用氢氧化钠和氢氧化钙中和的AA/ATBS系聚合物。专利文献3中公开了还含有来自丙烯酸苯氧基乙酯等水难溶性单体的结构单元的AA/ATBS系聚合物。另外，专利文献4中公开了还含有来自乙氧基化的三苯乙烯基苯酚甲基丙烯酸酯的结构单元的AA/ATBS系聚合物。现有技术文献专利文献专利文献1：特表2000-502394号公报专利文献2：特表平6-504939号公报专利文献3：特开2000-169508号公报专利文献4：特开平11-104479号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，即使是专利文献1～4中公开的AA/ATBS系聚合物，在将它们用于水处理剂时也往往不能满足其性能。特别是在磷酸钙污垢的抑制效果方面不充分，期望作为即使是对磷酸钙的污垢形成的抑制效果也优异的水处理剂的主成分适宜的丙烯酸系共聚物(AA/ATBS系聚合物)及其制造方法以及水处理剂。解决课题的手段本专利技术人为了解决上述课题而进行了反复深入的研究。其结果发现，在通过以往的方法聚合丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠时，虽说是少量也副产出高分子量聚合物，该高分子量聚合物成为污垢形成抑制能力下降的主要原因。另外，本专利技术人基于这一见解发现，通过采用将高分子量聚合物的比例降低至特定量以下的AA/ATBS系聚合物，即使是对磷酸钙污垢，也显示出优异的污垢抑制能力，从而完成了本专利技术。进而，关于上述高分子量聚合物的副产，本专利技术人认为，这是由于对以往的制造方法来说，由于反应液中的钠浓度伴随反应进行而发生变化，在一定条件下不能继续聚合而导致的。基于该思考，发现以下见解：通过一边将反应液中的钠浓度保持在一定量一边进行聚合，可有效地制造上述高分子量聚合物的含量极少的AA/ATBS系聚合物。本专利技术如下所示。[1]丙烯酸系共聚物，含有来自丙烯酸或其钠盐的结构单元(x)和来自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或其钠盐的结构单元(y)，上述结构单元(x)和上述结构单元(y)的含有比例，在将两者的合计设为100质量％时，分别为35～90质量％和10～65质量％，重均分子量Mw为2000～30000，分子量为70000以上的丙烯酸系共聚物的含有比例相对于全部聚合物的合计量为0.30质量％以下。[2]上述[1]所述的丙烯酸系共聚物，其中，作为上述重均分子量Mw与数均分子量Mn的比的多分散度(Mw/Mn)为3.5以下。[3]上述[1]或[2]所述的丙烯酸系共聚物，其中，上述结构单元(x)为来自丙烯酸的钠盐的结构单元，上述结构单元(y)为来自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的钠盐的结构单元。[4]上述[1]至[3]任一项所述的丙烯酸系聚合物的制造方法，其包括一边向反应器中连续供给包括丙烯酸或其钠盐和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或其钠盐的单体，一边聚合该单体的工序。[5]上述[1]至[3]任一项所述的丙烯酸系共聚物的制造方法，其中，使用连接3台反应器的制造装置，向第1反应器中，在聚合引发剂的存在下，连续供给包括丙烯酸或其钠盐以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或其钠盐的单体，聚合该单体，接着，将反应液从上述第1反应器移送至与该第1反应器连接的第2反应器中，在该第2反应器中继续上述反应液中含有的上述单体的聚合，然后，将反应液从上述第2反应器移送至与该第2反应器连接的第3反应器中，在该第3反应器中，将聚合物含有液的pH调节至9以下。[6]上述[5]所述的丙烯酸系共聚物的制造方法，其中，上述聚合引发剂含有过硫酸盐。[7]上述[5]或[6]所述的丙烯酸系共聚物的制造方法，其中，在上述第3反应器中，将上述聚合物含有液的pH调节至3.0～8.0。[8]水处理剂，含有上述[1]至[3]任一项所述的丙烯酸系共聚物。[9]上述[8]所述的水处理剂，其中，上述丙烯酸系共聚物的重均分子量Mw为4000～20000，分子量为70000以上的丙烯酸系共聚物的含有比例相对于全部聚合物的合计量为0.05质量％以下，作为上述重均分子量Mw与数均分子量Mn的比的多分散度(Mw/Mn)为3.5以下。本说明书中，聚合物的重均分子量(以下，也称为“Mw”)和数均分子量(以下，也称为“Mn”)是通过凝胶渗透色谱法(以下，也称为“GPC”)测定的标准聚丙烯酸钠换算值。另外，“(甲基)丙烯酸”的记载是指丙烯酸和甲基丙烯酸。专利技术效果由于本专利技术的丙烯酸系共聚物(AA/ATBS系聚合物)是更均匀的组成，因此，适合作为抑制污垢的形成、沉淀或沉着的化学试剂、无机粒子的分散剂等的主成分。特别是由于其由2种结构单元(x)和(y)的含有比例在特定范围内、且基本上具有特定范围的Mw的丙烯酸系共聚物构成，适宜作为对磷酸钙的污垢形成的抑制效果优异的水处理剂的主成分。另外，本专利技术的丙烯酸系共聚物也可以用作磷酸钙以外的污垢形成抑制剂、无机粒子等的分散剂、表面活性剂、抗静电剂、洗剂组合物等的构成成分。根据本专利技术的丙烯酸系共聚物(AA/ATBS系聚合物)的制造方法，可以抑制分子量为70000以上的丙烯酸系共聚物的生成。另外，本专利技术的水处理剂对磷酸钙的污垢形成的抑制效果优异。附图说明[图1]是显示本专利技术中使用的制造装置的模式图。具体实施方式本专利技术的丙烯酸系共聚物(AA/ATBS系聚合物)含有来自丙烯酸或其钠盐的结构单元(x)和来自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或其钠盐的结构单元(y)，上述结构单元(x)和上述结构单元(y)的含有比例在将两者的合计设为100质量％时，分别为35～90质量％和10～65质量％，本专利技术的丙烯酸系共聚物的Mw为2000～30000，分子量为70000以上的丙烯酸系共聚物的含有比例相对于全部聚合物的合计量为0.30质量％以下。对于本专利技术的AA/ATBS系聚合物来说，其中含有的结构单元(x)是来自丙烯酸的结构单元和来自丙烯酸的钠盐的结构单元的至少一方，结构单元(y)是来自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的结构单元和来自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的钠盐的结构单元的至少一方。特别优选的方式是结构单元(y)的至少1个是具有-SO3Na的聚合物。从得到高的磷酸钙析出防止能力的观点考虑，构成本专利技术的AA/ATBS系聚合物的结构单元(x)和结构单元(y)的含有比例，在将两者的合计设为100质量％时，分别为35～90质量％和10～65质量％，优选为40～80质量％和20～60质量％，更优选为45～75质量％和25～55质量％。当本专利技术的AA/ATBS系聚合物含有分子量为70000以上的丙烯酸系共聚物时，其含有比例相对于全部聚合物的合计量为0.30质量％以下，优选为0.10质量％以下，更优选为0.05质量％以下。从得到高的磷酸钙析出防止能力的观点考虑，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
丙烯酸系共聚物，其含有来自丙烯酸或其钠盐的结构单元(x)和来自2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸或其钠盐的结构单元(y)，上述结构单元(x)和上述结构单元(y)的含有比例在将两者的合计设为100质量％时，分别为35～90质量％和10～65质量％，重均分子量Mw为2000～30000，分子量为70000以上的丙烯酸系共聚物的含有比例相对于全部聚合物的合计量为0.30质量％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.22 JP 2014-1929911.丙烯酸系共聚物，其含有来自丙烯酸或其钠盐的结构单元(x)和来自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或其钠盐的结构单元(y)，上述结构单元(x)和上述结构单元(y)的含有比例在将两者的合计设为100质量％时，分别为35～90质量％和10～65质量％，重均分子量Mw为2000～30000，分子量为70000以上的丙烯酸系共聚物的含有比例相对于全部聚合物的合计量为0.30质量％以下。2.权利要求1所述的丙烯酸系共聚物，其中，作为上述重均分子量Mw与数均分子量Mn的比的多分散度(Mw/Mn)为3.5以下。3.权利要求1或2所述的丙烯酸系共聚物，其中，上述结构单元(x)为来自丙烯酸的钠盐的结构单元，上述结构单元(y)为来自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的钠盐的结构单元。4.权利要求1至3任一项所述的丙烯酸系共聚物的制造方法，其包括一边向反应器中连续供给包括丙烯酸或其钠盐和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或其钠盐的单体，一边聚合该单体的工序。5.权利要求1至3任一项所述的丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤原正裕，
申请(专利权)人：东亚合成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP