[发明专利]（甲基）丙烯酸共聚物、其制造方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及(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，本发明涉及：(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。

背景技术

(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。

发明内容

鉴于上述现有技术水平而作出了本发明。本发明的目标是提供：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。

本发明人已经进行了有关(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。由此而完成了本发明。