（甲基）丙烯酸共聚物、其制造方法及其应用技术

本发明专利技术提供：（甲基）丙烯酸共聚物，其表现出优异的螯合能力、分散性和抗凝胶性，并且可以更好地用于各种用途，例如应用于分散剂（如无机颜料和金属离子）、助洗剂以及水处理剂（如缓蚀剂和阻垢剂）；制造（甲基）丙烯酸共聚物的方法；以及其应用。（甲基）丙烯酸共聚物具有来自于由通式（１）表示的（甲基）丙烯酸单体（Ａ）的结构单元（ａ）以及来自于由通式（２）表示的（甲基）丙烯酸羟基烷基酯单体（Ｂ）的结构单元（ｂ），其中该共聚物具有磺酸（磺酸盐）基团，并且由式（１）定义的Ａ值［Ａ＝１／（Ａｂｓ－Ａｂｓ０）］为１０以上。式中，Ｒ↑［１］表示氢原子或甲基，且Ｘ表示氢原子、金属原子、铵基或有机胺基团，Ｒ↑［２］表示氢原子或甲基，且Ｙ表示碳原子数为１～４的亚烷基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及(甲基)丙烯酸共聚物、该共聚物的制造方法和应用。更具体地说，本专利技术涉及(甲基)丙烯酸共聚物，它可以适合用于各种用途，例如，应用于分散剂(如无机颜料和金属离子)、助洗剂以及诸如缓蚀剂、阻垢剂等水处理剂；该(甲基)丙烯酸共聚物的制造方法；及其应用。
技术介绍
(甲基)丙烯酸共聚物是水溶性的聚合物，它广泛用于各种用途。在这些聚合物中，低分子量的(甲基)丙烯酸共聚物具有优异的螯合能力或分散性。这种共聚物适合用于各种用途，例如，应用于分散剂(如无机颜料和金属离子)；助洗剂；和水处理剂(如缓蚀剂和阻垢剂)。例如，在冷却水系统、锅炉水系统，海水脱盐装置、纸浆熔化槽或黑液浓缩罐中，碳酸钙、磷酸锌、磷酸钙、氢氧化锌、硅酸镁等的沉积物(水垢)粘附在其壁上，导致如热效率降低和局部腐蚀等运行障碍。为了抑制或者去除这种水垢，将(甲基)丙烯酸共聚物用作缓蚀剂或者阻垢剂。但是，由于环保问题日益受到关注，近来这种共聚物越来越多地用于高浓度的冷却水系统或者诸如海水等盐浓度高的水系统，以便节省资源和水；或者将其用于因水质下降而导致的高硬度水系统中，等等。在这些情况中，(甲基)丙烯酸共聚物转化成凝胶，然后沉淀，从而不能显示出诸如阻垢能力等特性。因此，在这方面存在改进的余地。 关于传统的(甲基)丙烯酸共聚物，日本特开平-11-315115(第2～3页)公开了通过在水溶液中将(甲基)丙烯酸与水溶性的单烯不饱和单体聚合而生成的(甲基)丙烯酸共聚物，其中，该聚合物在其末端有磺酸基，并具有小于2.0的抗凝胶能力，所述抗凝胶能力由下式定义Q＝凝胶化程度×105/重均分子量。该(甲基)丙烯酸共聚物是低分子量的聚合物，其具有优异的抗凝胶性以及分散性或者螯合能力，并且可以更好地用于分散剂、阻垢剂、助洗剂等。但是，需要通过进一步改善抗凝胶性来增加如阻垢性能等各种性能，以便用于更多用途。近来，特别需要能够有效作用于高硬度水系统或者高浓度水系统的水处理剂，因此，为了满足这些需求，仍然存在改进的余地。 关于含有以下聚合物的阻垢剂，所述聚合物具有从含有羧基和不饱和烯键的单体中引入的结构单元，日本特开昭-51-112447(第1和4页)在实施例中公开了阻垢剂等，其含有丙烯酸/甲基丙烯酸-2-羟基乙基酯/丙烯酸甲酯作为单体成分的共聚物的钠盐。日本特开昭-58-171576(第1页)公开了阻垢剂，该阻垢剂进一步包含钨酸或者钼酸或其盐。但是，近来需要阻垢剂在高硬度水系统中显示出足够的效果，为此需要充分地改善抗凝胶性。 另外，日本特开昭-60-24806(第1页)公开了低分子量丙烯酸盐聚合物的制造方法，该方法包括在向该体系中通入空气的同时，连续加入含有(A)丙烯酸碱金属盐、(B)诸如丙烯酰胺等单体和(C)亲水性单体的丙烯酸盐单体和亚硫酸氢钠，在80℃以下进行水相聚合。该方法可以高效率地制造低分子量的丙烯酸盐聚合物，该丙烯酸盐聚合物可用作分散剂或者阻垢剂，并几乎不变色。但是，需要进一步改善各种性能如分散性、螯合能力以及抗凝胶性，并且需要在制造步骤中进一步减少杂质，以便高效率地制造聚合物。
技术实现思路
鉴于上述现有技术水平而作出了本专利技术。本专利技术的目标是提供一种(甲基)丙烯酸共聚物，它显示出良好的螯合能力、分散性和抗凝胶性，并且可以更好地用于各种用途，例如，应用于水处理剂(如阻垢剂、缓蚀剂)、分散剂和助洗剂；该(甲基)丙烯酸共聚物的制造方法；及其应用。 本专利技术人已经进行了有关(甲基)丙烯酸共聚物的各种研究。他们已经发现，如果将磺酸基团引入具有来自于(甲基)丙烯酸单体(A)的结构单元以及来自于(甲基)丙烯酸羟基烷基酯单体(B)的结构单元的共聚物，则抗凝胶性得到改善，并且因此诸如分散性、螯合能力和阻垢能力等特性可以充分地显示出来。他们进一步发现，如果由1/(Abs-Abs0)表示的A为特定的值，则这种(甲基)丙烯酸共聚物可以在高浓度的水系统、高硬度的水系统或者盐浓度高的水系统中充分地发挥作用。他们还发现，含有这种共聚物的阻垢剂是特别有用的。因此，上述问题已经被解决。他们还发现，在用于制造(甲基)丙烯酸共聚物的方法中，如果在聚合反应完成后将水溶液中的固体浓度设定为以重量计40％(重量％，质量％，或者以质量计％)以上，或者使用亚硫酸盐作为链转移剂来进行聚合反应，则共聚物的产率明显得到提高，并且能够高效率地制造该共聚物。由此而完成了本专利技术。 即，本专利技术涉及一种(甲基)丙烯酸共聚物，该(甲基)丙烯酸共聚物具有来自于由通式(1)表示的(甲基)丙烯酸单体(A)的结构单元(a)以及来自于由通式(2)表示的(甲基)丙烯酸羟基烷基酯单体(B)的结构单元(b)， 其中，该共聚物具有磺酸(磺酸盐)基团以及10以上的A值，该A值由式(1)来定义A＝1/(Abs-Abs0)， 在该式中，R1表示氢原子或者甲基，且X表示氢原子、金属原子、铵基或者有机胺基团； 在该式中，R2表示氢原子或者甲基，且Y表示碳原子数为1～4个的亚烷基。 下面，将更详细地描述本专利技术。 具体实施例方式 本专利技术的(甲基)丙烯酸共聚物具有来自于由通式(1)表示的(甲基)丙烯酸单体(A)的结构单元(a)以及来自于由通式(2)表示的(甲基)丙烯酸羟基烷基酯单体(B)的结构单元(b)。这些结构单元(a)和(b)各自可以是一种，或者可以是两种或两种以上。该共聚物进一步具有一种或者多种结构单元(c)，所述结构单元(c)来自于可与单体(A)和/或(B)共聚的另一单体(C)。这些结构单元并没有特别限制，只要(甲基)丙烯酸共聚物含有这些结构单元即可。例如，这些结构单元可以是当上述(甲基)丙烯酸单体(A)或者(甲基)丙烯酸羟基烷基酯单体(B)用作单体成分时所生成的结构单元，或者是在反应中所生成的结构单元。 在上述(甲基)丙烯酸共聚物中，结构单元(a)对应于如下结构，在该结构中，通过聚合反应打开(甲基)丙烯酸单体(A)中的可聚合双键(双键(C＝C)变成单键(-C-C-)的结构)；结构单元(b)对应于如下结构，在该结构中，通过聚合反应打开(甲基)丙烯酸羟基烷基酯单体(B)中的可聚合双键；结构单元(c)对应于如下结构，在该结构中，通过聚合反应，打开在可与单体(A)和/或单体(B)聚合的另一单体(C)中的可聚合双键。 在由上述通式(1)表示的(甲基)丙烯酸单体(A)中，X表示氢原子、金属原子、铵基或者有机胺基团。作为金属原子，可以举出例如锂、钠和钾。作为有机胺基(质子化的有机胺)，可以举出例如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等。 (甲基)丙烯酸单体(A)的具体例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸以及它们的盐(例如钠盐、钾盐、铵盐)。特别优选丙烯酸和丙烯酸钠。可以仅使用它们中的一种，或者使用两种或两种以上。 上述(甲基)丙烯酸羟基烷基酯单体(B)的例子包括(甲基)丙烯酸-2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙基酯、(甲基)丙烯酸-3-羟基丙基酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丁基酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁基酯以及(甲基)丙烯酸-α-羟甲基乙基酯中的一种或者多种。 优选的是，上述(甲基)丙烯酸共聚物具有结构单元(a)和(b)，使得结构单元(a)与结构单元(b)的比例为，结构单元(a)为30～95mol本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种（甲基）丙烯酸共聚物，该共聚物具有来自于由通式（１）表示的（甲基）丙烯酸单体（Ａ）的结构单元（ａ）以及来自于由通式（２）表示的（甲基）丙烯酸羟基烷基酯单体（Ｂ）的结构单元（ｂ），其中，该共聚物具有磺酸（磺酸盐）基团，并具有１０以 上的Ａ值，该Ａ值由式（１）来定义：Ａ＝１／（Ａｂｓ－Ａｂｓ０），Ｈ↓［２］Ｃ＝＊（１）在该式中，Ｒ↑［１］表示氢原子或者甲基，且Ｘ表示氢原子、金属原子、铵基或者有机胺基团；Ｈ↓［２］Ｃ＝＊（２）在该式 中，Ｒ↑［２］表示氢原子或者甲基，且Ｙ表示碳原子数为１～４的亚烷基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野真人，山口繁，福原广二，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：JP[日本]