JP2007092051A - Polyalkylene glycol - Google Patents

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Naohiko Itayama
直彦 板山
Hiroshi Yamamoto
浩史 山本
Tsutomu Yuasa
務 湯浅
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyalkylene glycol containing less impurities, specifically, a polyalkylene glycol containing a reduced amount of a diol such as polyethylene glycol, a diester, a halogen, a metal, water and a discoloring-causative substance; and to provide a method for producing the polyalkylene glycol. <P>SOLUTION: The polymerizable polyalkylene glycol satisfies the characteristics that: (1) the polymerizable dimer content is 0.001-10% by weight; and/or (2) the metal content is not more than 50 ppm. The polymerizable dimer content is preferably 0.001-3.5% by weight. More preferably, the polymerizable polyalkylene glycol satisfies both the characteristics (1) and (2). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリアルキレングリコール類及びその製造方法に関する。より詳しくは、各種高分子材料、コンクリート混和剤、粘着剤、接着剤、塗料、化粧品添加剤及び無機分散剤等の各種分散剤等の種々の用途に用いることができる製造原料として有用なポリアルキレングリコール類、及び、その製造方法に関する。 The present invention relates to polyalkylene glycols and a method for producing the same. More specifically, polyalkylenes useful as raw materials for production that can be used in various applications such as various polymeric materials, concrete admixtures, adhesives, adhesives, paints, various additives such as cosmetic additives and inorganic dispersants. The present invention relates to glycols and a method for producing the same.

ポリアルキレングリコール類は、各種の工業化学原料として用いることができる化合物であり、特に不飽和結合を有するものは、種々の用途で用いられる重合体を形成する単量体等として有用である。ポリアルキレングリコール類の製造方法としては、例えば、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを開始剤とし、アルキレンオキシド(AO)を直接付加させて重合性ポリアルキレングリコール類を合成する反応が知られている。このような反応においては、アルキレンオキシドを付加するための触媒が用いられ、開始剤がもつ活性水素、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの場合は末端水酸基にアルキレンオキシドが反応し、これにアルキレンオキシドが更に付加することによって、ポリアルキレングリコール鎖とヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに由来する末端不飽和基とをもつ化合物が生成することになる。 Polyalkylene glycols are compounds that can be used as various industrial chemical raw materials, and those having an unsaturated bond are particularly useful as monomers or the like that form polymers used in various applications. As a method for producing polyalkylene glycols, for example, a reaction in which a hydroxyalkyl (meth) acrylate is used as an initiator and alkylene oxide (AO) is directly added to synthesize polymerizable polyalkylene glycols is known. In such a reaction, a catalyst for adding an alkylene oxide is used. In the case of an active hydrogen possessed by an initiator, in the case of hydroxyalkyl (meth) acrylate, an alkylene oxide reacts with a terminal hydroxyl group. By addition, a compound having a polyalkylene glycol chain and a terminal unsaturated group derived from hydroxyalkyl (meth) acrylate is produced.

従来のポリアルキレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート系単量体の製造方法としては、二重金属シアン化物錯体触媒の存在下で、少なくとも1個の炭素−炭素不飽和部位及びアルキレンオキシドによりオキシアルキル化可能な少なくとも1個の官能基を有し、かつ1個以下の遊離カルボン酸基を有する開始剤分子を、アルキレンオキシドによりオキシアルキル化してヒドロキシル−及び不飽和−官能性ポリオキシアルキレンポリエーテルを製造することが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また開始剤化合物、エチレンオキシド及び金属シアン化物触媒錯体の混合物からポリエーテルを製造する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。 As a conventional method for producing a (meth) acrylate monomer having a polyalkylene glycol chain, oxyalkylation with at least one carbon-carbon unsaturated site and alkylene oxide in the presence of a double metal cyanide complex catalyst. Initiator molecules having at least one possible functional group and no more than one free carboxylic acid group are oxyalkylated with alkylene oxide to produce hydroxyl- and unsaturated-functional polyoxyalkylene polyethers. (For example, refer to Patent Document 1). Moreover, the method of manufacturing polyether from the mixture of an initiator compound, ethylene oxide, and a metal cyanide catalyst complex is disclosed (for example, refer patent document 2).

また、触媒として三フッ化ホウ素化合物を用い、2−ヒドロキシエチルメタクリレートにエチレンオキシドを開環重合させた後に、吸着剤で三フッ化ホウ素化合物を処理するポリエチレングリコールメタクリレートの製造方法が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。しかしながら、いわゆるDMC触媒をはじめとする金属シアノ錯体化合物や塩化スズ、三フッ化ホウ素化合物をはじめとするルイス酸触媒は、原料に溶解させて使用するため、触媒由来の不純物を取り除くためには、反応後に水及び有機溶媒等で抽出を行なったり、吸着剤を用いて除去するなどの必要があり、経済的に高純度の製品を得ることは困難であった。 Moreover, the manufacturing method of the polyethyleneglycol methacrylate which treats a boron trifluoride compound with an adsorbent after carrying out ring-opening polymerization of ethylene oxide to 2-hydroxyethyl methacrylate using a boron trifluoride compound as a catalyst is disclosed ( For example, see Patent Document 3.) However, Lewis acid catalysts such as metal cyano complex compounds such as so-called DMC catalysts, tin chloride, and boron trifluoride compounds are used by being dissolved in the raw material. In order to remove impurities derived from the catalyst, After the reaction, it is necessary to perform extraction with water, an organic solvent, or the like, or to remove using an adsorbent, and it has been difficult to obtain a product of high purity economically.

一方、活性白土の存在下、アルキレンオキシドを付加反応させて(メタ)アクリル酸エステルを製造する製造法が開示されている(例えば、特許文献4参照。)。
また触媒量の四塩化スズの存在でアルキレンオキシドを付加させてポリアルキレングリコールモノアクリレート又はモノメタクリレートの製造法が開示されている(例えば、特許文献5参照。)。
On the other hand, a production method in which (meth) acrylic acid ester is produced by addition reaction of alkylene oxide in the presence of activated clay is disclosed (for example, see Patent Document 4).
Also disclosed is a method for producing polyalkylene glycol monoacrylate or monomethacrylate by adding alkylene oxide in the presence of a catalytic amount of tin tetrachloride (see, for example, Patent Document 5).

しかしながら、活性白土では触媒活性が低く、反応に時間を要するという問題点があり、一方SnClでは生成物の両末端がエステル化した副生物であるジエステルが多く生成してしまうという問題があった。ジエステルは、両末端の構造に不飽和基を含むために架橋剤として作用することから、このような不純物としてのジエステルを多く含むポリアルキレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート系単量体は、種々の用途においてその作用を効果的に発揮することができないこととなる。したがって、ポリアルキレングリコール類の製造において、開始剤へのアルキレンオキシドの付加を効率的に行うことができるとともに、生成するポリアルキレングリコール類においてジエステルのような不都合な成分の含有量を抑制することができる製造方法が求められている。
特表2001−514280(第2−7頁) 特表2003−504468(第2−3頁) 特開2005−170814(第1頁) 特公平7−10801(第1頁) 特公昭52−30489(第1頁)
However, activated clay has a problem that the catalytic activity is low and the reaction takes time, while SnCl 4 has a problem that a large amount of diester, which is a byproduct obtained by esterification of both ends of the product, is generated. . Since the diester contains an unsaturated group in the structure at both ends and acts as a crosslinking agent, there are various (meth) acrylate monomers having a polyalkylene glycol chain containing many diesters as such impurities. In other applications, the effect cannot be exhibited effectively. Therefore, in the production of polyalkylene glycols, it is possible to efficiently add alkylene oxide to the initiator, and to suppress the content of inconvenient components such as diesters in the produced polyalkylene glycols. There is a need for a production method that can be used.
Special table 2001-514280 (page 2-7) Special table 2003-504468 (page 2-3) JP-A-2005-170814 (first page) JP 7-10801 (first page) Shoko 52-30489 (1st page)

本発明は、不純物の少ないポリアルキレングリコール類及びその製造方法を提供するものである。詳しくは、ポリエチレングリコール等のジオール類、ジエステル類、ハロゲン類、金属類、水、着色原因物質が少ないポリアルキレングリコール類及びその製造方法を提供するものである。なお、一般にポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート類は密着性の向上、親媒性の付与、可とう性の付与等の目的で(メタ)アクリル系樹脂、光硬化性樹脂の原料として使用されている。特に、アルキレンオキサイド付加モル数の少ないポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート類は反応性希釈剤として利用されることもある。また、アルキレンオキサイド付加モル数の少ないポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート類は、低粘度等の特徴から室温での貯蔵弾性率の高い材料を提供することができる。しかしながら、これまでの技術ではポリエチレングリコール等のジオール類、ジエステル類、ハロゲン類、金属類、水、着色原因物質の除去が困難であるため高品質のポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート類を得ることができなかった。特に、電子材料等に使用されるウレタン(メタ)アクリレートにおいては、これら不純物による阻害反応、高粘度化、ゲル化、動的粘弾性の低下が避けられず課題であった。 The present invention provides polyalkylene glycols with less impurities and a method for producing the same. Specifically, it provides a diol such as polyethylene glycol, a diester, a halogen, a metal, water, a polyalkylene glycol with little coloring-causing substances, and a method for producing the same. In general, polyalkylene glycol mono (meth) acrylates are used as raw materials for (meth) acrylic resins and photocurable resins for the purpose of improving adhesion, imparting lyophilicity, imparting flexibility, and the like. Yes. In particular, polyalkylene glycol mono (meth) acrylates having a small number of moles of alkylene oxide added may be used as reactive diluents. In addition, polyalkylene glycol mono (meth) acrylates having a small number of moles of alkylene oxide added can provide a material having a high storage elastic modulus at room temperature because of low viscosity and the like. However, since it is difficult to remove diols such as polyethylene glycol, diesters, halogens, metals, water, and color-causing substances with conventional techniques, high-quality polyalkylene glycol mono (meth) acrylates can be obtained. I could not. In particular, urethane (meth) acrylates used for electronic materials and the like have been unavoidable problems such as inhibition reaction, high viscosity, gelation, and dynamic viscoelasticity reduction due to these impurities.

本発明者等は、触媒の存在下、不飽和基をもつことができるポリアルキレングリコール類の製造方法について種々検討したところ、触媒の存在下、不飽和開始剤にアルキレンオキシドを反応させてポリアルキレングリコール類を製造する方法が工業的に有用であることに着目し、当該製造方法に最適な触媒開発を目指し触媒スクリーニングを行ったところ、固体酸触媒が有効であることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到した。中でも、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどの不飽和開始剤にアルキレンオキシド(特にエチレンオキシド)を直接付加させて重合性ポリエチレングリコール(PEG)を合成する反応において、固体酸を触媒に用いることが効果的であり、固体酸の中でも結晶性金属酸化物、特にゼオライト類、又は、アルミニウムの5配位構造を有するアルミニウム化合物を触媒に用いると、より有利な効果を奏することができることを見いだした。
また、上記固体触媒を用いてアルキレンオキシドの付加を行った後に、公知の方法にて触媒を分離することで高純度のポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートを得ることを見出した。更に、上記固体触媒を用いてアルキレンオキシドの付加を行った後に、公知の方法にて触媒を分離後、蒸留等の公知の方法にて得られた残渣から高純度のポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートを得ることを見出し、本発明に到達したものである。
The present inventors have studied various methods for producing polyalkylene glycols that can have an unsaturated group in the presence of a catalyst, and in the presence of a catalyst, an alkylene oxide is reacted with an unsaturated initiator to produce a polyalkylene glycol. Focusing on the fact that the method for producing glycols is industrially useful, and conducting catalyst screening with the aim of developing an optimum catalyst for the production method, we found that the solid acid catalyst was effective, I was able to solve this problem. In particular, it is effective to use a solid acid as a catalyst in a reaction in which an alkylene oxide (particularly ethylene oxide) is directly added to an unsaturated initiator such as hydroxyalkyl (meth) acrylate to synthesize polymerizable polyethylene glycol (PEG). In addition, it has been found that a crystalline metal oxide, particularly zeolites, or an aluminum compound having a five-coordinated structure of aluminum can be used as a catalyst, and a more advantageous effect can be obtained.
Moreover, after adding an alkylene oxide using the said solid catalyst, it discovered that a highly purified polyalkylene glycol mono (meth) acrylate was obtained by isolate | separating a catalyst by a well-known method. Further, after addition of alkylene oxide using the above solid catalyst, the catalyst is separated by a known method, and then a high-purity polyalkylene glycol mono (meth) is obtained from a residue obtained by a known method such as distillation. The inventors have found that an acrylate is obtained and have reached the present invention.

すなわち本発明は、下記特性(1)及び/又は(2);
(1)重合性二量体含有量が0.001〜10重量%であること
(2)金属含有量が50ppm以下であること
を満たす重合性ポリアルキレングリコール類である。
本発明はまた、不飽和開始剤にアルキレンオキシドを反応させてポリアルキレングリコール類を製造する方法であって、上記製造方法は、結晶性金属酸化物、及び、アルミニウムの5配位構造を有するアルミニウム化合物からなる群より選択される少なくとも1つの固体酸触媒を用いるポリアルキレングリコール類の製造方法でもある。
以下に本発明を詳述する。なお、本明細書においては、上記製造方法についてまず説明し、その後、重合性ポリアルキレングリコール類について説明する。
That is, the present invention provides the following characteristics (1) and / or (2):
(1) Polymerizable polyalkylene glycols satisfying that the polymerizable dimer content is 0.001 to 10% by weight and (2) the metal content is 50 ppm or less.
The present invention also relates to a method for producing a polyalkylene glycol by reacting an unsaturated initiator with an alkylene oxide, which comprises a crystalline metal oxide and aluminum having a five-coordinate structure of aluminum. It is also a method for producing polyalkylene glycols using at least one solid acid catalyst selected from the group consisting of compounds.
The present invention is described in detail below. In addition, in this specification, the said manufacturing method is demonstrated first, and polymerizable polyalkylene glycol is demonstrated after that.

本願明細書における「以上」、「以下」は、当該数値を含むものである。すなわち、「以上」とは、不少(当該数値及び当該数値以上)を意味するものである。
上記ポリアルキレングリコール類の製造方法は、触媒として固体酸触媒を用いて、不飽和開始剤にアルキレンオキシドを反応させることが好ましい。固体酸を用いることで、不飽和開始剤にアルキレンオキシドを直接付加させて、重合性ポリアルキレングリコール類を得ることができる。
上記固体酸触媒は、反応溶液中で分散等によって固体として存在する結晶性金属酸化物であることも本発明の好適な実施形態の1つである。本発明に好適なものを例示すれば、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、各種ゼオライト、活性炭、珪藻土、酸化ジルコニウム、ルチル型酸化チタン、酸化すず、酸化鉛、6〜13族の金属からなる硫黄酸化物、3〜6及び12〜15族からなる群より選ばれる少なくとも一つ元素を有する複合酸化物、ケイ素と少なくとも1種の金属からなる複合酸化物、結晶性メタロシリケート、ジルコニア、チタニア、マグネシア等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
In the present specification, “above” and “below” include the numerical values. That is, “more than” means less (the value and more than the value).
In the production method of the above polyalkylene glycols, it is preferable to react an alkylene oxide with an unsaturated initiator using a solid acid catalyst as a catalyst. By using a solid acid, an alkylene oxide can be directly added to an unsaturated initiator to obtain a polymerizable polyalkylene glycol.
It is also a preferred embodiment of the present invention that the solid acid catalyst is a crystalline metal oxide that exists as a solid by dispersion or the like in the reaction solution. Examples suitable for the present invention include silica, alumina, silica alumina, various zeolites, activated carbon, diatomaceous earth, zirconium oxide, rutile titanium oxide, tin oxide, lead oxide, and sulfur oxides composed of metals of groups 6-13. , Composite oxides having at least one element selected from the group consisting of 3-6 and 12-15 groups, composite oxides consisting of silicon and at least one metal, crystalline metallosilicates, zirconia, titania, magnesia, etc. Although it is mentioned, it is not restricted to these.

上記結晶性金属酸化物は、上記例示のものに加えて、本発明の製造方法に好適に用いることができるものであれば特に限定されないが、具体的には、シリカ、アルミナ、結晶性メタロシリケート、ゼオライトなどが挙げられ、この中でもゼオライトが好ましい。ゼオライトとしては、β−及びY−ゼオライトが好ましく、β−ゼオライトがより好ましい。ゼオライトはアルキレンオキシド(特にエチレンオキシド)付加反応において高活性を示し、また、副生物であるジエステル等の重合性二量体の生成が少ないという利点がある。 The crystalline metal oxide is not particularly limited as long as it can be suitably used in the production method of the present invention in addition to the above-mentioned examples, and specifically, silica, alumina, crystalline metallosilicate. And zeolite are preferred, and among these, zeolite is preferred. As zeolite, β- and Y-zeolite are preferable, and β-zeolite is more preferable. Zeolites are highly active in alkylene oxide (especially ethylene oxide) addition reactions, and have the advantage of producing less dimers such as diesters as by-products.

上記結晶性金属酸化物としては、酸量が0.05mmolNH/g以上であることが好ましく、より好ましくは0.1mmolNH/g以上、さらに好ましくは0.3mmolNH/g以上、特に好ましくは0.5mmolNH/g以上である。これら酸量の測定方法としてはアンモニアTPD法が適当である。 As the crystalline metal oxide, it is preferable that the amount of the acid is 0.05mmolNH 3 / g or more, more preferably 0.1mmolNH 3 / g or more, more preferably 0.3mmolNH 3 / g or more, particularly preferably It is 0.5 mmol NH 3 / g or more. The ammonia TPD method is suitable as a method for measuring these acid amounts.

上記ポリアルキレングリコール類の製造方法は、上記固体酸触媒として、アルミニウムの5配位構造を有するアルミニウム化合物を用いて、不飽和開始剤にアルキレンオキシドを反応させることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。これにより、不飽和開始剤にアルキレンオキシドを直接付加させて、重合性ポリアルキレングリコール類を効率よく得ることができる。 In the method for producing the polyalkylene glycol, the unsaturated initiator may be reacted with an alkylene oxide using an aluminum compound having an aluminum pentacoordinate structure as the solid acid catalyst. One of the forms. Thereby, an alkylene oxide can be directly added to an unsaturated initiator, and polymerizable polyalkylene glycols can be obtained efficiently.

上記アルミニウム化合物は、27Al−NMRチャートの25〜35ppmにおけるピーク面積が、0〜10、25〜35及び45〜55ppmにおけるピーク面積の和に対して40%以上であることが好ましい。このようなアルミニウム化合物は、ポリアルキレングリコールの製造方法において、アルミニウム化合物が高い活性を有するため、効率よくポリアルキレングリコールを製造することができる。これは、アルミニウム化合物に5配位構造のアルミニウムが一定以上含まれていることが原因であると考えられる。一般に、アルミニウム(III)は、配位結合に関与する電子軌道がdsp(八面体型結合)であるため、配位数が6であることが知られている。一方、γ−アルミナには、配位可能なすべての電子軌道が占有される6配位構造に加えて、4配位構造も一部含まれることが知られている。このようなγ−アルミナのアルミニウムが他の元素で置換された場合は、いわゆる配位不飽和の状態が生じ、5配位構造が発現することがある。また、γ−アルミナのような酸化物(オキソ錯体)以外に、アミン錯体であっても配位不飽和の構造が発現すると考えられる。そして、アルミニウムが5配位構造を発現しているか否かは、27Al−NMRを測定することにより確認することができる。得られたNMRチャートに出現する0〜10ppmにおけるピークは6配位構造、25〜35ppmにおけるピークは5配位構造が、25〜35ppmにおけるピークは、4配位構造を示す。そのため、27Al−NMRチャートにおけるピーク面積の比から、各配位構造を有するアルミニウムの存在割合を算出することができる。5配位構造を有するアルミニウムは、適度な酸塩基強度を有しており、アルコール(ROH)の酸素、アルキレンオキサイドの酸素をいずれも活性化させることができるため、それに起因して、該アルミニウムを含むことにより、ポリアルキレングリコールを効率よく製造することができる。これに対し、5配位構造を有するアルミニウムが含まれない場合には、適度な酸性ではないために、ROHやアルキレンオキサイドの適度な活性化が起こらず、本発明の作用効果を発揮し得ないものと考えられる。
上記アルミニウム化合物としては、より好ましくは、25〜35ppmにおけるピーク面積が、0〜10、25〜35及び45〜55ppmにおけるピーク面積の和に対して50%以上である。更に好ましくは、54%以上である。
The aluminum compound preferably has a peak area at 25 to 35 ppm of the 27Al-NMR chart of 40% or more with respect to the sum of peak areas at 0 to 10, 25 to 35, and 45 to 55 ppm. Since such an aluminum compound has a high activity in the method for producing polyalkylene glycol, the polyalkylene glycol can be produced efficiently. This is presumably because the aluminum compound contains a certain amount of aluminum having a pentacoordinate structure. Generally, aluminum (III) is known to have a coordination number of 6 because the electron orbit involved in the coordination bond is d 2 sp 3 (octahedral bond). On the other hand, it is known that γ-alumina includes a part of a tetracoordinate structure in addition to a hexacoordinate structure in which all coordinateable electron orbitals are occupied. When such aluminum of γ-alumina is substituted with other elements, a so-called coordinated unsaturated state occurs, and a five-coordinate structure may appear. In addition to oxides (oxo complexes) such as γ-alumina, it is considered that even an amine complex exhibits a coordination unsaturated structure. And whether aluminum has expressed the 5-coordinate structure can be confirmed by measuring 27Al-NMR. The peak at 0-10 ppm appearing in the NMR chart obtained shows a 6-coordinate structure, the peak at 25-35 ppm shows a 5-coordinate structure, and the peak at 25-35 ppm shows a 4-coordinate structure. Therefore, the abundance ratio of aluminum having each coordination structure can be calculated from the ratio of peak areas in the 27Al-NMR chart. Aluminum having a pentacoordinate structure has an appropriate acid-base strength and can activate both oxygen of alcohol (ROH) and oxygen of alkylene oxide. By including, polyalkylene glycol can be manufactured efficiently. On the other hand, when aluminum having a five-coordinate structure is not included, since it is not moderately acidic, ROH and alkylene oxide are not moderately activated, and the effects of the present invention cannot be exhibited. It is considered a thing.
As said aluminum compound, More preferably, the peak area in 25-35 ppm is 50% or more with respect to the sum of the peak area in 0-10, 25-35, and 45-55 ppm. More preferably, it is 54% or more.

上記27Al−NMRの測定条件は、以下のようにすることが好ましい。なお、本明細書において27Al−NMRの測定条件は、これと同様である。
装置:日本電子製 ECA600、マグネット14.1T
測定条件:4mmジルコニアロータ管に試料を充填、MAS(スピニング)18kHz、室温共鳴周波数 156.39MHz、DD/MAS測定法、パルス幅 1.2マイクロ秒、繰り返し時間、2秒、積算回数 2000〜30000回(サンプルにより異なる。)
ピーク分離法:測定用ソフト(DELTA)。ガウス−ローレンツ関数を用いる。
The measurement conditions for the 27Al-NMR are preferably as follows. In this specification, the 27Al-NMR measurement conditions are the same as this.
Equipment: ECA600 manufactured by JEOL, Magnet 14.1T
Measurement conditions: 4 mm zirconia rotor tube is filled with sample, MAS (spinning) 18 kHz, room temperature resonance frequency 156.39 MHz, DD / MAS measurement method, pulse width 1.2 microseconds, repetition time 2 seconds, integration number 2000 to 30000 Times (depending on the sample)
Peak separation method: Measurement software (DELTA). Use Gauss-Lorentz function.

上記アルミニウム化合物は、アルミニウムと3〜15族の少なくとも一つの元素とを含むことが好ましい。
上記3〜15族の少なくとも一つの元素は、スカンジウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ホウ素、ガリウム、ケイ素、ゲルマニウム等の元素が挙げられ、中でも、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ホウ素、ガリウム、ケイ素及びゲルマニウムから選ばれる少なくとも1種の元素であることが特に好適である。これらの元素を含有するアルミニウム化合物は、ポリアルキレングリコールの製造において、アルミニウム化合物が触媒として優れた活性を発揮することから、ポリアルキレングリコールを効率よく製造することができる。好ましくは、ケイ素である。
The aluminum compound preferably contains aluminum and at least one element of Group 3-15.
Examples of the at least one element of Group 3 to 15 include scandium, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, boron, gallium, silicon, germanium, and the like. Among these, at least one element selected from titanium, zirconium, hafnium, boron, gallium, silicon, and germanium is particularly preferable. The aluminum compound containing these elements can produce polyalkylene glycol efficiently because the aluminum compound exhibits excellent activity as a catalyst in the production of polyalkylene glycol. Preferably, it is silicon.

上記アルミニウム化合物は、シリカ表面にアルミニウムを担持させることにより得られるものであることが好ましい。処理後のアルミニウム担持量は、アルミニウム化合物の総重量に対して0.5〜40%であることが好ましい。より好ましくは、0.5〜10%であり、更に好ましくは、0.5〜5%である。
これらの元素を含有するアルミニウム化合物は、ポリアルキレングリコールの製造において、アルミニウム化合物が触媒として優れた活性を発揮することから、ポリアルキレングリコールを効率よく製造することができる。この場合、27Al−NMRを測定した場合に、25〜35ppmに最大値をもつピーク面積が、0〜10、25〜35及び45〜55ppmにおけるピーク面積の和に対して40%以上であることが好ましい。
上記担持とは、シリカ表面の水酸基を熱的又は化学的に変換し、酸素原子を介してアルミニウム原子と結合することが好ましい。このように、シリカ表面にアルミニウムを担持させると、アルミニウムに5配位構造が発現すると考えられる。
The aluminum compound is preferably obtained by supporting aluminum on the silica surface. The amount of aluminum supported after the treatment is preferably 0.5 to 40% based on the total weight of the aluminum compound. More preferably, it is 0.5-10%, More preferably, it is 0.5-5%.
The aluminum compound containing these elements can produce polyalkylene glycol efficiently because the aluminum compound exhibits excellent activity as a catalyst in the production of polyalkylene glycol. In this case, when 27Al-NMR is measured, the peak area having the maximum value at 25 to 35 ppm is 40% or more with respect to the sum of the peak areas at 0 to 10, 25 to 35, and 45 to 55 ppm. preferable.
The above-mentioned support preferably converts a hydroxyl group on the silica surface thermally or chemically and binds to an aluminum atom via an oxygen atom. Thus, it is considered that when aluminum is supported on the silica surface, a five-coordinate structure appears in the aluminum.

上記アルミニウム化合物は、窒素、リン、酸素及び硫黄から選ばれる少なくとも1種の元素と結合していることが好ましい。これらの元素と結合しているアルミニウム化合物は、ポリアルキレングリコールの製造において、アルミニウム化合物が触媒として優れた活性を発揮することから、ポリアルキレングリコールを効率よく製造することができる。 The aluminum compound is preferably bonded to at least one element selected from nitrogen, phosphorus, oxygen and sulfur. The aluminum compound bonded to these elements can efficiently produce polyalkylene glycol because the aluminum compound exhibits excellent activity as a catalyst in the production of polyalkylene glycol.

上記ポリアルキレングリコール類の製造方法は、該製造方法によって得られるポリアルキレングリコール類が下記特性(1)及び/又は(2);
(1)重合性二量体含有量が0.05〜10質量%であり、
(2)金属含有量が50ppm以下である重合性ポリアルキレングリコール類であることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。
上記製造方法によって得られるポリアルキレングリコール類の物性としては、後述するポリアルキレングリコール類の特性を満たすことが好ましい。
In the method for producing the polyalkylene glycol, the polyalkylene glycol obtained by the production method is characterized by the following characteristics (1) and / or (2):
(1) The polymerizable dimer content is 0.05 to 10% by mass,
(2) One of the preferred embodiments of the present invention is a polymerizable polyalkylene glycol having a metal content of 50 ppm or less.
The physical properties of the polyalkylene glycols obtained by the above production method preferably satisfy the characteristics of the polyalkylene glycols described later.

上記製造方法において、反応形式は特に規定されるものでなく、懸濁床でも固定床でもよく、生産性に応じて適宜設定すればよい。触媒使用量に関しては、特に限定されるものではないが、原料不飽和開始剤に対して0.1〜50質量%であることが好ましい。より好ましくは1〜50質量%である。更に好ましくは3〜30質量%である。 In the above production method, the reaction format is not particularly defined, and may be a suspended bed or a fixed bed, and may be set as appropriate according to productivity. Although it does not specifically limit regarding the usage-amount of a catalyst, It is preferable that it is 0.1-50 mass% with respect to a raw material unsaturated initiator. More preferably, it is 1-50 mass%. More preferably, it is 3-30 mass%.

本発明における不飽和開始剤は、アルキレンオキシドが付加反応することができる化合物等であればよく、中でも、活性水素化合物であることが好ましい。活性水素化合物としては、例えば、ヒドロキシル基を有する化合物が挙げられる。
また不飽和開始剤は、更に不飽和基を末端に有するものであることが好適であり、不飽和開始剤が、末端不飽和基を有する不飽和開始剤であるポリアルキレングリコール類の製造方法は、本発明の好ましい形態の一つである。末端不飽和基を有する不飽和開始剤を用いることにより、生成するポリアルキレングリコール類が不飽和開始剤に由来する不飽和基を末端構造に有するものとなる。不飽和基を有する重合性ポリアルキレングリコール類は、重合性単量体として有用なものである。
The unsaturated initiator in the present invention may be a compound that can undergo an addition reaction with an alkylene oxide, and among them, an active hydrogen compound is preferable. Examples of the active hydrogen compound include a compound having a hydroxyl group.
Moreover, it is preferable that the unsaturated initiator further has an unsaturated group at the terminal, and the method for producing polyalkylene glycols in which the unsaturated initiator is an unsaturated initiator having a terminal unsaturated group is provided. This is one of the preferred embodiments of the present invention. By using an unsaturated initiator having a terminal unsaturated group, the polyalkylene glycol to be produced has an unsaturated group derived from the unsaturated initiator in the terminal structure. Polymerizable polyalkylene glycols having an unsaturated group are useful as polymerizable monomers.

上記不飽和開始剤としては、下記の(I)〜(IX)の化合物が好適である。
(I)下記一般式(1);
HO−Xm−OCO−CH=CH−COO−Xn−OH (1)
(式中、Xmは、炭素数0〜18の直鎖又は分岐鎖をもつアルキル基であり、Xnは、炭素数1〜18の直鎖又は分岐鎖をもつアルキル基である。)で表されるヒドロキシアルキルマレイン酸エステル類又はヒドロキシアルキルフマル酸エステル類。
上記一般式(1)において、Xm及びXnの炭素数は、同一若しくは異なって、より好ましくは、1〜10であり、さらに好ましくは、2〜5である。
As the unsaturated initiator, the following compounds (I) to (IX) are suitable.
(I) the following general formula (1);
HO-Xm-OCO-CH = CH-COO-Xn-OH (1)
(In the formula, Xm is an alkyl group having a linear or branched chain having 0 to 18 carbon atoms, and Xn is an alkyl group having a linear or branched chain having 1 to 18 carbon atoms). Hydroxyalkyl maleic acid esters or hydroxyalkyl fumarate esters.
In the said General formula (1), carbon number of Xm and Xn is the same or different, More preferably, it is 1-10, More preferably, it is 2-5.

(II)下記一般式(2)又は(3);
HO−Xp−CH=CH−Xq−OH (2)
(II) The following general formula (2) or (3);
HO-Xp-CH = CH-Xq-OH (2)

Figure 2007092051
Figure 2007092051

(式(2)及び(3)中、Xp、Xq、Xr及びXsは、同一若しくは異なって、炭素数1〜18の直鎖又は分岐鎖をもつアルキル基である。)で表されるジオール類。
上記一般式(2)及び(3)において、Xp、Xq、Xr及びXsの炭素数は、同一若しくは異なって、より好ましくは、1〜10であり、さらに好ましくは、2〜5である。
(III)下記一般式(4);
(In the formulas (2) and (3), Xp, Xq, Xr and Xs are the same or different and are alkyl groups having a straight chain or branched chain having 1 to 18 carbon atoms). .
In the general formulas (2) and (3), the carbon number of Xp, Xq, Xr and Xs is the same or different, more preferably 1 to 10, and still more preferably 2 to 5.
(III) The following general formula (4);

Figure 2007092051
Figure 2007092051

(式中、Xt及びXuは、同一若しくは異なって、炭素数0〜18の直鎖又は分岐鎖をもつアルキル基であり、Xtの炭素数=Xuの炭素数=0でない。)で表されるヒドロキシアルキルイタコン酸エステル類。
上記一般式(4)において、Xt及びXuの炭素数は、同一若しくは異なって、より好ましくは、1〜10であり、さらに好ましくは、2〜5である。
(IV)下記一般式(5);
(In the formula, Xt and Xu are the same or different and are linear or branched alkyl groups having 0 to 18 carbon atoms, and the carbon number of Xt = the number of carbon atoms of Xu is not 0). Hydroxyalkyl itaconate esters.
In the said General formula (4), carbon number of Xt and Xu is the same or different, More preferably, it is 1-10, More preferably, it is 2-5.
(IV) the following general formula (5);

Figure 2007092051
Figure 2007092051

(式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Xvは、炭素数1〜18の直鎖又は分岐鎖をもつアルキル基である。)で表されるアルケニルアルコール類。
上記一般式(5)において、Xvの炭素数は、より好ましくは、1〜10であり、さらに好ましくは、2〜5である。
(V)下記一般式(6);
(Wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. Xv is a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms).
In the general formula (5), the carbon number of Xv is more preferably 1 to 10, and further preferably 2 to 5.
(V) the following general formula (6);

Figure 2007092051
Figure 2007092051

(式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Xwは、炭素数2〜18の直鎖又は分岐鎖をもつアルキル基である。)で表されるヒドロキシアルキル(メタ)アクリル酸エステル類。
上記一般式(6)において、Xwの炭素数は、より好ましくは、2〜10であり、さらに好ましくは、2〜5である。
(VI)下記一般式(7);
(In the formula, R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group. Xw is an alkyl group having a straight chain or branched chain having 2 to 18 carbon atoms.) Kind.
In the general formula (6), the carbon number of Xw is more preferably 2 to 10, and further preferably 2 to 5.
(VI) the following general formula (7);

Figure 2007092051
Figure 2007092051

(式中、Rは、水素原子、又は、炭素数1〜20の直鎖又は分岐鎖をもつアルキル基を表す。) (In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having a straight chain or branched chain having 1 to 20 carbon atoms.)

(VII)下記一般式(8);
CH=CH−C(5−x)−(OH) (8)
(式中、xは、1〜3の整数である。)で表されるヒドロキシスチレン類。
(VII) the following general formula (8);
CH 2 = CH-C 6 H (5-x) - (OH) x (8)
(Wherein x is an integer of 1 to 3).

(VIII)その他下記一般式(9)及び(10);
CH=CH−C−Xy−OH (9)
CH=CH−Xz−C−OH (10)
(式(9)及び(10)中、Xy及びXzは、同一若しくは異なって、炭素数1〜18の直鎖又は分岐鎖をもつアルキル基である。)に代表されるフェニレン部位含有不飽和開始剤。
(IX)上記一般式(1)〜(10)で表される化合物のアルキレンオキサイド付加物。
(VIII) Other general formulas (9) and (10) below;
CH 2 = CH-C 6 H 4 -Xy-OH (9)
CH 2 = CH-Xz-C 6 H 4 -OH (10)
(In the formulas (9) and (10), Xy and Xz are the same or different, and are alkyl groups having a linear or branched chain having 1 to 18 carbon atoms.) Agent.
(IX) An alkylene oxide adduct of the compounds represented by the general formulas (1) to (10).

上記のように、本発明に用いる不飽和開始剤としては、不飽和基を有する活性水素化合物を用いることが好ましいが、より好ましくは、末端不飽和基を有する活性水素化合物であり、更に好ましくは、末端不飽和基を有するヒドロキシアルキル化合物であり、特に好ましくは、(メタ)アリルアルコール、末端不飽和基を有するヒドロキシアルキルエステル類であり、最も好ましくはヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートである。この中でも、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートが最適である。 As described above, the unsaturated initiator used in the present invention is preferably an active hydrogen compound having an unsaturated group, more preferably an active hydrogen compound having a terminal unsaturated group, still more preferably , Hydroxyalkyl compounds having a terminal unsaturated group, particularly preferably (meth) allyl alcohol, hydroxyalkyl esters having a terminal unsaturated group, and most preferably hydroxyalkyl (meth) acrylate. Of these, hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxypropyl (meth) acrylate are most suitable.

上記反応に用いるアルキレンオキシドとしては、炭素数2〜18のアルキレンオキシド又はスチレンオキシドが好ましく、これらは1種でもよく、2種以上が配合された形態でもよい。また、その炭素数としては、2〜18が適当であるが、2〜8が好ましく、2〜4がより好ましい。具体的には、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド等が挙げられ、また、任意の2種以上のアルキレンオキシド付加物については、ランダム付加、ブロック付加、交互付加のいずれの形態であってもよい。なお、本明細書において、「アルキレンオキシド」とは、スチレンオキシドをも含むものを意味する。
本反応におけるオキシアルキレン基又はオキシスチレン基の平均付加モル数としては、1〜300の数が適当であるが、1〜110が好ましく、1〜50がより好ましい。更に好ましくは1〜30である。特に好ましくは1〜25である。最も好ましくは1〜20である。さらに好ましくは1〜10である。さらに最も好ましくは1〜5である。
このように、上記重合性ポリアルキレングリコール類は、不飽和開始剤にアルキレンオキシドを反応させて得られるものであり、上記アルキレンオキシドの平均付加モル数は、1〜300であることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。
The alkylene oxide used in the above reaction is preferably an alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms or styrene oxide, and these may be one kind or a form in which two or more kinds are blended. Moreover, as the carbon number, 2-18 is suitable, However, 2-8 are preferable and 2-4 are more preferable. Specific examples include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide and the like, and any two or more alkylene oxide adducts are in any form of random addition, block addition, and alternate addition. Also good. In the present specification, “alkylene oxide” means a substance including styrene oxide.
As an average addition mole number of the oxyalkylene group or oxystyrene group in this reaction, a number of 1 to 300 is appropriate, but 1 to 110 is preferable, and 1 to 50 is more preferable. More preferably, it is 1-30. Especially preferably, it is 1-25. Most preferably, it is 1-20. More preferably, it is 1-10. Most preferably, it is 1-5.
As described above, the polymerizable polyalkylene glycols are obtained by reacting an unsaturated initiator with an alkylene oxide, and the average added mole number of the alkylene oxide is 1 to 300. It is one of the preferred embodiments of the invention.

次に、上記製造方法における不飽和開始剤とアルキレンオキシドとを反応させてポリアルキレングリコール類を得る方法の一般的な実施形態について説明するが、本発明はこの形態のみに限定されるものではない。
上記製造方法においては、例えば、反応器に触媒と不飽和開始剤とアルキレンオキシドとを適宜供給して反応を進行させ、反応器中の残存アルキレンオキシド量が所定濃度以下となった時点で反応を終了させるようにするのが一般的である。なお、上記反応は発熱反応であり、不飽和開始剤とアルキレンオキシドとが触媒の存在下共存することとなった時点から反応が開始し、冷却等により、反応液の温度を、設定した所定の反応温度よりも下げることにより反応を終了させるものとする。
Next, a general embodiment of a method for obtaining a polyalkylene glycol by reacting an unsaturated initiator and an alkylene oxide in the above production method will be described, but the present invention is not limited to this embodiment. .
In the above production method, for example, the reaction is allowed to proceed by appropriately supplying a catalyst, an unsaturated initiator and alkylene oxide to the reactor, and the reaction is performed when the amount of residual alkylene oxide in the reactor becomes a predetermined concentration or less. It is common to end. The above reaction is an exothermic reaction, and the reaction starts when the unsaturated initiator and the alkylene oxide coexist in the presence of the catalyst, and the temperature of the reaction solution is set to a predetermined predetermined value by cooling or the like. The reaction is terminated by lowering the reaction temperature.

上記不飽和開始剤及びアルキレンオキシドの仕込み方法(順序)としては特に限定されず、例えば、反応器に不飽和開始剤の一部又は全量を初期仕込みしておき、そこにアルキレンオキシド又は不飽和開始剤の残量とアルキレンオキシドとを供給してもよく、また、アルキレンオキシドの一部又は全量を初期仕込みするようにしてもよい。 The method (order) for charging the unsaturated initiator and the alkylene oxide is not particularly limited. For example, a part or all of the unsaturated initiator is initially charged in the reactor, and then the alkylene oxide or the unsaturated initiator is started. The remaining amount of the agent and the alkylene oxide may be supplied, or a part or all of the alkylene oxide may be initially charged.

上記不飽和開始剤及びアルキレンオキシドの供給方法は、一括投入及び逐次投入(連続的な投入及び/又は間欠的な投入)のいずれでもよいが、初期仕込み分については一括投入することが好ましく、その後の供給分については逐次投入することが好適である。なお、連続的な投入とは、少しずつ連続的に投入する形態を意味し、間欠的な供給とは、パルス的又は断続的に、任意の回数に分けて投入する形態を意味する。また、連続的に投入する場合には、投入速度を一定にしたまま投入完了まで進行させてもよいし、速度自体を連続的に任意に変化させながら進行させてもよい。但し、途中で速度を変化させる場合には、変更前から変更後へと速度を低下させることが好ましい。
また不飽和開始剤及びアルキレンオキシドの両方を同時に投入する場合には、それぞれ別々の投入ラインから添加してもよいし、反応器に投入する前に、配管、ラインミキサー、ミキシングタンク等で予め混合してから添加してもよいが、それぞれ別々の投入ラインから添加した場合には、系内におけるアルキレンオキシドと不飽和開始剤とのモル比に偏りが生じるおそれがあるので、反応器へ投入する前に予め混合してから添加することが好適である。なお、それぞれ別々の投入ラインから添加する場合には、投入の形態(一括投入、逐次投入)、投入する原料の温度、投入速度等については、各原料で必ずしも同じである必要はない。
The unsaturated initiator and alkylene oxide may be supplied in a batch manner or a sequential manner (continuous introduction and / or intermittent introduction), but the initial charge is preferably introduced all at once. It is preferable to sequentially supply the supply amount. The continuous charging means a mode of continuously charging little by little, and the intermittent supply means a mode of charging in an arbitrary number of times in a pulsed manner or intermittently. In addition, in the case of continuous charging, the charging speed may be made constant while the charging speed is kept constant, or may be advanced while the speed itself is continuously changed arbitrarily. However, when changing the speed in the middle, it is preferable to reduce the speed from before the change to after the change.
When both the unsaturated initiator and the alkylene oxide are charged at the same time, they may be added from separate charging lines, or mixed in advance by piping, a line mixer, a mixing tank, etc. before being charged into the reactor. However, if they are added from separate charging lines, there is a possibility that the molar ratio of alkylene oxide and unsaturated initiator in the system may be biased, so the charging is performed to the reactor. It is preferable to add them after mixing in advance. In addition, when adding from each separate input line, it is not necessary for the raw materials to be the same in terms of the input form (batch input, sequential input), the temperature of the input raw materials, the input speed, and the like.

上記不飽和開始剤及びアルキレンオキシドを投入する際の温度としては、常温で投入してもよいし、その時点での系内の温度を変化させないように所望の温度にまで予め加温してから投入してもよい。また、上記不飽和開始剤及びアルキレンオキシドの全供給量を仕込み終えるまでに要する時間としては特に限定されず、反応の進行具合や生産性等を考慮して、適宜設定すればよい。 The temperature at which the unsaturated initiator and alkylene oxide are charged may be charged at room temperature or after preheating to a desired temperature so as not to change the temperature in the system at that time. You may throw it in. In addition, the time required for completing the entire supply of the unsaturated initiator and alkylene oxide is not particularly limited, and may be set as appropriate in consideration of the progress of the reaction, productivity, and the like.

上記不飽和開始剤とアルキレンオキシドとの反応においては、必要に応じて、反応系内に重合防止剤を添加してもよい。重合防止剤としては特に限定されず、一般に工業的に用いられるものであればよい。例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、tert−ブチルハイドロキノン、2,6−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、2,5−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、ハイドロキノンモノメチルエーテル等のフェノール化合物;N−イソプロピル−N’−フェニル−パラ−フェニレンジアミン、N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−パラ−フェニレンジアミン、N−(1−メチルへブチル)−N’−フェニル−パラ−フェニレンジアミン、N,N’−ジフェニル−パラ−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−2−ナフチル−パラ−フェニレンジアミン等のパラフェニレンジアミン類;チオジフェニルアミン、フェノチアジン等のアミン化合物;ジブチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸銅、ジメチルジチオカルバミン酸銅等のジアルキルジチオカルバミン酸銅塩類;2,2,4,4−テトラメチルアゼチジン−1−オキシル、2,2−ジメチル−4,4−ジプロピルアゼチジン−1−オキシル、2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−1−オキシル、2,2,5,5−テトラメチル−3−オキソピロリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、4−ヒドロキシ−2,2,6,6,−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、6−アザ−7,7−ジメチル−スピロ(4,5)デカン−6−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−アセトキシピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4{ベンゾイルオキシピペリジン−1−オキシル、4,4’,4’’−トリス−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)ホスファイト等のN−オキシル化合物等の1種又は2種以上使用することができる。 In the reaction between the unsaturated initiator and the alkylene oxide, a polymerization inhibitor may be added to the reaction system as necessary. The polymerization inhibitor is not particularly limited as long as it is generally used industrially. For example, hydroquinone, methyl hydroquinone, tert-butyl hydroquinone, 2,6-di-tert-butyl hydroquinone, 2,5-di-tert-butyl hydroquinone, 2,4-dimethyl-6-tert-butyl phenol, hydroquinone monomethyl ether, etc. Phenol compounds of N-isopropyl-N′-phenyl-para-phenylenediamine, N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-para-phenylenediamine, N- (1-methylhebutyl) -N Paraphenylenediamines such as' -phenyl-para-phenylenediamine, N, N'-diphenyl-para-phenylenediamine, N, N'-di-2-naphthyl-para-phenylenediamine; amines such as thiodiphenylamine and phenothiazine Compound: Dibutyl Dialkyldithiocarbamic acid copper salts such as copper thiocarbamate, copper diethyldithiocarbamate, copper dimethyldithiocarbamate; 2,2,4,4-tetramethylazetidine-1-oxyl, 2,2-dimethyl-4,4-di Propylazetidine-1-oxyl, 2,2,5,5-tetramethylpyrrolidine-1-oxyl, 2,2,5,5-tetramethyl-3-oxopyrrolidine-1-oxyl, 2,2,6 6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-hydroxy-2,2,6,6, -tetramethylpiperidine-1-oxyl, 6-aza-7,7-dimethyl-spiro (4,5) decane-6 -Oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-acetoxypiperidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4 {benzoyloxy One or more of N-oxyl compounds such as piperidine-1-oxyl, 4,4 ′, 4 ″ -tris- (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) phosphite Can be used.

上記重合防止剤の添加量としては、原料不飽和開始剤の全供給量100質量%に対して、0.0001〜1質量%であることが好ましい。より好ましくは、0.001〜0.5質量%である。また、重合防止剤の添加時機については特に限定されないが、初期仕込みする成分とともに初めに反応器内に添加しておくことが好ましい。
上記反応においては、反応を温和に進行させること等を目的として、必要に応じて、溶媒を存在させて反応を行ってもよい。溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、へプタン、オクタン等の一般的な溶媒の1種又は2種以上を用いることができる。
The addition amount of the polymerization inhibitor is preferably 0.0001 to 1% by mass with respect to 100% by mass of the total supply amount of the raw material unsaturated initiator. More preferably, it is 0.001-0.5 mass%. Further, the timing for adding the polymerization inhibitor is not particularly limited, but it is preferable to add it to the reactor first together with the components to be initially charged.
In the above reaction, the reaction may be carried out in the presence of a solvent, if necessary, for the purpose of allowing the reaction to proceed gently. As a solvent, 1 type, or 2 or more types of common solvents, such as toluene, xylene, heptane, and octane, can be used, for example.

上記不飽和開始剤とアルキレンオキシドとの反応温度としては、通常は、30〜160℃ 範囲が好ましい。30℃未満であると、反応速度の低下が著しく、生産性が低下することとなり、160℃を超えると、ジエステルなどの副生物の増加や、不飽和開始剤の重合が起こるといったおそれが出てくるためである。より好ましくは30〜120℃であり、更に好ましくは40〜110℃であり、特に好ましくは40〜100℃である。また、上記反応時の反応器内の圧力は、使用する原料の種類やその使用割合にもよるが、一般には加圧下で行うことが好ましい。
上記反応の終了時機(言い換えれば、反応の冷却開始時機)としては、残存するアルキレンオキシドが充分に消失した時点をもって判断することができる。また、アルキレンオキシドが充分に消失した時点とは、安全性および生産性の面で問題のない濃度となった時点を指す。
The reaction temperature between the unsaturated initiator and the alkylene oxide is usually preferably in the range of 30 to 160 ° C. When the temperature is lower than 30 ° C, the reaction rate is remarkably reduced and the productivity is lowered. When the temperature is higher than 160 ° C, there is a possibility that by-products such as diesters increase and polymerization of the unsaturated initiator occurs. This is because More preferably, it is 30-120 degreeC, More preferably, it is 40-110 degreeC, Most preferably, it is 40-100 degreeC. Moreover, although the pressure in the reactor at the time of the said reaction is based also on the kind of raw material to be used, and its usage ratio, generally it is preferable to carry out under pressure.
The time when the above reaction is completed (in other words, the time when the reaction starts cooling) can be determined from the time when the remaining alkylene oxide has sufficiently disappeared. Moreover, the point at which the alkylene oxide has sufficiently disappeared refers to the point at which the concentration has no problem in terms of safety and productivity.

上記方法によって得られたポリアルキレングリコール類は、分子内に不飽和基を有しているため、種々の用途に用いられる重合体の原料として有用である。例えば、各種高分子材料、粘着剤、接着剤、塗料、化粧品添加剤、コンクリート混和剤、セメント分散剤、洗剤、クレイ分散剤、電子材料研磨剤用の金属分散剤等の各種分散剤として利用可能である。 Since the polyalkylene glycols obtained by the above method have an unsaturated group in the molecule, they are useful as raw materials for polymers used in various applications. For example, it can be used as various dispersants such as various polymer materials, adhesives, adhesives, paints, cosmetic additives, concrete admixtures, cement dispersants, detergents, clay dispersants, metal dispersants for electronic material abrasives, etc. It is.

次に、上記ポリアルキレングリコール類を含有する単量体成分を重合して、(共)重合体((共)重合生成物)を得る方法について説明する。このような方法としては、上記単量体のみを重合してもよいし、上記単量体と重合可能な単量体と共重合してもよい。全単量体成分100質量%に占める上記ポリアルキレングリコール類の上限値は99質量%であることが好ましく、より好ましくは97質量%である。更に好ましくは95質量%である。特に好ましくは90質量%である。最も好ましくは80質量%である。
また、下限値は1質量%であることが好ましい。より好ましくは5質量%である。更に好ましくは10質量%である。特に好ましくは20質量%である。最も好ましくは40質量%である。
Next, a method for obtaining a (co) polymer ((co) polymerization product) by polymerizing the monomer component containing the polyalkylene glycol will be described. As such a method, only the above monomer may be polymerized or copolymerized with the above monomer and a polymerizable monomer. The upper limit of the polyalkylene glycols in 100% by mass of all monomer components is preferably 99% by mass, and more preferably 97% by mass. More preferably, it is 95 mass%. Especially preferably, it is 90 mass%. Most preferably, it is 80 mass%.
Moreover, it is preferable that a lower limit is 1 mass%. More preferably, it is 5 mass%. More preferably, it is 10 mass%. Especially preferably, it is 20 mass%. Most preferably, it is 40 mass%.

上記ポリアルキレングリコール類と重合可能な単量体としては特に限定されず、例えば、マレイン酸及びその誘導体が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。マレイン酸の誘導体としては特に限定されず、例えば、無水マレイン酸;マレイン酸と炭素原子数1〜30のアルコールとのハーフエステル類;マレイン酸と炭素原子数1〜30のアミンとのハーフアミド類;マレイン酸と炭素原子数1〜30のアミノアルコールとのハーフアミド若しくはハーフエステル類;炭素原子数1〜30のアルコールに炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドを平均1〜500モル付加させた化合物とマレイン酸とのハーフエステル類;炭素原子数1〜30のアルコールに炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドを平均1〜500モル付加させた化合物の片末端の水酸基をアミノ化した化合物とマレイン酸とのハーフアミド類;マレイン酸と炭素原子数2〜18のグリコール若しくはこれらのグリコールの平均付加モル数2〜500のポリアルキレングリコールとのハーフエステル;マレアミン酸と炭素原子数2〜18のグリコール若しくはこれらのグリコールの平均付加モル数2〜500のポリアルキレングリコールとのハーフアミドの他、これらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩及び有機アンモニウム塩等が挙げられる。なお、一価金属としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属が好適であり、二価金属としては、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ士類金属が好適であり、有機アンモニウムは、プロトン化した有機アミンであり、エタノールアンモニウム、ジエタノールアンモニウム、トリエタノールアンモニウム等のアルカノールアンモニウムや、トリエチルアンモニウム等のアルキルアンモニウム等が好適である。中でも、マレイン酸及びその塩、無水マレイン酸、マレイン酸エステル無からなる群より選択される少なくとも1種の単量体を必須とするのが好ましく、無水マレイン酸又はマレイン酸を必須とするのが特に好ましい。 The monomer polymerizable with the polyalkylene glycol is not particularly limited, and examples thereof include maleic acid and derivatives thereof, and one or more of these can be used. The derivative of maleic acid is not particularly limited. For example, maleic anhydride; half esters of maleic acid and alcohols having 1 to 30 carbon atoms; half amides of maleic acid and amines having 1 to 30 carbon atoms A half amide or half ester of maleic acid and an amino alcohol having 1 to 30 carbon atoms; a compound obtained by adding an average of 1 to 500 moles of alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms to an alcohol having 1 to 30 carbon atoms And maleic acid half-esters; a compound obtained by amination of a hydroxyl group at one end of a compound obtained by adding an average of 1 to 500 moles of an alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms to an alcohol having 1 to 30 carbon atoms and maleic acid And half amides; maleic acid and glycols having 2 to 18 carbon atoms or the average of these glycols Half esters of polyalkylene glycols having 2 to 500 moles of addition; other than half amides of maleamic acid and glycols having 2 to 18 carbon atoms or polyalkylene glycols having an average addition mole number of these glycols of 2 to 500 Monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, and organic ammonium salts. As the monovalent metal, an alkali metal such as sodium or potassium is suitable. As the divalent metal, an alkali metal such as calcium or magnesium is suitable. The organic ammonium is a protonated organic amine. Alkanol ammonium such as ethanolammonium, diethanolammonium and triethanolammonium, and alkylammonium such as triethylammonium are suitable. Among them, it is preferable that at least one monomer selected from the group consisting of maleic acid and salts thereof, maleic anhydride, and maleic acid ester is essential, and maleic anhydride or maleic acid is essential. Particularly preferred.

またマレイン酸系以外の単量体として、次のような単量体も本発明のポリアルキレングリコール類と共重合する単量体として挙げられる。
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和モノカルボン酸類、及びこれらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アンモニウム塩類;フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和ジカルボン酸類、及びこれらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アンモニウム塩類;フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアルコールとのハーフエステル、ジエステル類;上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアミンとのハーフアミド、ジアミド類;上記アルコールやアミンに炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドを1〜500モル付加させたアルキル(ポリ)アルキレングリコールと上記不飽和ジカルボン酸類とのハーフエステル、ジエステル類;上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数2〜18のグリコール又はこれらのグリコールの付加モル数2〜500のポリアルキレングリコールとのハーフエステル、ジエステル類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルクロトネート、エチルクロトネート、プロピルクロトネート等の不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアルコールとのエステル類;炭素原子数1〜30のアルコールに炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドを1〜500モル付加させたアルコキシ(ポリ)アルキレングリコールと(メタ)アクリル酸等の不飽和モノカルボン酸類とのエステル類;(ポリ)エチレングリコールモノメタクリレート、(ポリ)プロピレングリコールモノメタクリレート、(ポリ)ブチレングリコールモノメタクリレート等の、(メタ)アクリル酸等の不飽和モノカルボン酸類への炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドの1〜500モル付加物類。
Further, as monomers other than the maleic acid-based monomer, the following monomers are also exemplified as monomers copolymerized with the polyalkylene glycols of the present invention.
Unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid, and monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts and organic ammonium salts thereof; unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, itaconic acid and citraconic acid , And these monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, organic ammonium salts; half esters and diesters of unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and alcohols having 1 to 30 carbon atoms Half amides and diamides of the above unsaturated dicarboxylic acids and amines having 1 to 30 carbon atoms; alkyls (poly) obtained by adding 1 to 500 moles of alkylene oxides having 2 to 18 carbon atoms to the above alcohols and amines Half esters and diesters of alkylene glycol and the above unsaturated dicarboxylic acids; Half esters and diesters of saturated dicarboxylic acids and glycols having 2 to 18 carbon atoms or polyalkylene glycols having 2 to 500 addition moles of these glycols; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth ) Esters of unsaturated monocarboxylic acids such as acrylate, glycidyl (meth) acrylate, methyl crotonate, ethyl crotonate, propyl crotonate and alcohols having 1 to 30 carbon atoms; alcohols having 1 to 30 carbon atoms Esters of alkoxy (poly) alkylene glycols to which 1 to 500 moles of alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms have been added and unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid; (poly) ethylene glycol monomethacrylate, ( Poly) propire Glycol monomethacrylate, (poly) such as butylene glycol monomethacrylate, (meth) 1 to 500 molar adducts of alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms to unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid.

トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコール(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;トリエチレングリコールジマレート、ポリエチレングリコールジマレート等の(ポリ)アルキレングリコールジマレート類;ビニルスルホネート、(メタ)アリルスルホネート、2−(メタ)アクリロキシエチルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホフェニルエーテル、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシスルホベンゾエート、4−(メタ)アクリロキシブチルスルホネート、(メタ)アクリルアミドメチルスルホン酸、(メタ)アクリルアミドエチルスルホン酸、2−メチルプロパンスルホン酸(メタ)アクリルアミド、スチレンスルホン酸等の不飽和スルホン酸類、並びに、それらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩及び有機アンモニウム塩;メチル(メタ)アクリルアミドのように不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアミンとのアミド類;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メチルスチレン等のビニル芳香族類;1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールモノ(メタ)アクリレート類;ブタジエン、イソプレン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン等のジエン類。
(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアルキルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド類;(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル等の不飽和シアン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の不飽和エステル類;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸メチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノブロビル、(メタ)アクリル酸ジブチルアミノエチル、ビニルピリジン等の不飽和アミン類;ジビニルベンゼン等のジビニル芳香族類;トリアリルシアヌレート等のシアヌレート類;(メタ)アリルアルコール、グリシジル(メタ)アリルエーテル等のアリル類;ポリジメチルシロキサンプロピルアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサンアミノプロピレンアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサン−ビス−(プロピルアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(ジプロピレンアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−メタクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−メタクリレート)等のシロキサン誘導体。
N−ビニルコハクイミド、N−ビニルカルバゾール、1−ビニルイミダゾール、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルオキサゾリドン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、N−メチル−N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド等のN−ビニル化合物。
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル等のビニルエーテル類。
(Poly) alkylene glycols such as triethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, etc. Di (meth) acrylates; polyfunctional (meth) acrylates such as hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate; triethylene glycol dimaleate, polyethylene glycol (Poly) alkylene glycol dimaleates such as dimaleate; vinyl sulfonate, (meth) allyl sulfonate, 2- (meth) acryloxyethyl sulfonate, 3- (meth) acrylate Xylpropyl sulfonate, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropyl sulfonate, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropylsulfophenyl ether, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropyloxysulfobenzoate, 4- ( Unsaturated sulfonic acids such as (meth) acryloxybutyl sulfonate, (meth) acrylamide methyl sulfonic acid, (meth) acrylamide ethyl sulfonic acid, 2-methylpropane sulfonic acid (meth) acrylamide, styrene sulfonic acid, and monovalents thereof Metal salts, divalent metal salts, ammonium salts and organic ammonium salts; amides of unsaturated monocarboxylic acids and amines having 1 to 30 carbon atoms such as methyl (meth) acrylamide; styrene, α-methylstyrene, vinyl Vinyl aromatics such as toluene and p-methylstyrene; 1,4-butanediol mono (meth) acrylate, 1,5-pentanediol mono (meth) acrylate, 1,6-hexanediol mono (meth) acrylate, etc. Alkanediol mono (meth) acrylates; dienes such as butadiene, isoprene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene and the like.
Unsaturated amides such as (meth) acrylamide, (meth) acrylalkylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide; unsaturated cyanides such as (meth) acrylonitrile and α-chloroacrylonitrile Unsaturated esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; aminoethyl (meth) acrylate, methylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminobromyl (meth) acrylate , Unsaturated amines such as dibutylaminoethyl (meth) acrylate and vinylpyridine; divinyl aromatics such as divinylbenzene; cyanurates such as triallyl cyanurate; (meth) allyl alcohol, glycidyl (meth) allyl ether, etc. Allyls; polydimethyl Roxanpropylaminomaleamic acid, polydimethylsiloxane aminopropylaminomaleamic acid, polydimethylsiloxane-bis- (propylaminomaleamic acid), polydimethylsiloxane-bis- (dipropyleneaminomaleamic acid), polydimethylsiloxane -(1-propyl-3-acrylate), polydimethylsiloxane- (1-propyl-3-methacrylate), polydimethylsiloxane-bis- (1-propyl-3-acrylate), polydimethylsiloxane-bis- (1- Siloxane derivatives such as propyl-3-methacrylate).
N-vinylsuccinimide, N-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, N-vinylcaprolactam, N-vinyloxazolidone, N-vinylpyrrolidone, N-vinylformamide, N-methyl-N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinyl compounds such as N-methyl-N-vinylacetamide.
Vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, and diethylene glycol monovinyl ether.

上記ポリアルキレングリコール類の重合方法においては、重合開始剤を用いて単量体成分を重合させることが好ましい。重合は、溶媒中での重合や塊状重合等の方法により行うことができる。溶液重合は回分式でも連続式でも行うことができ、その際に使用される溶媒としては特に限定されず、例えば、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘキサン等の芳香族又は脂肪族炭化水素;酢酸エチル等のエステル化合物;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン化合物;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物等が挙げられる。なお、マレイン酸系単量体として無水マレイン酸を用いる場合には、酸無水物基の開裂を避けるため、ベンゼン、トルエン、キシン、シクロヘキサン、n−ヘキサン等の芳香族又は脂肪族炭化水素;酢酸エチル等のエステル化合物;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン化合物等の不活性溶媒を用いることが好ましい。一方、マレイン酸系単量体としてマレイン酸(塩)等を用いる場合には、水及び炭素原子数1〜4の低級アルコールからなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、その中でも水を溶媒に用いるのが、脱溶剤工程を省略できる点でより好ましい。 In the polymerization method of the polyalkylene glycols, it is preferable to polymerize the monomer component using a polymerization initiator. The polymerization can be performed by a method such as polymerization in a solvent or bulk polymerization. The solution polymerization can be carried out batchwise or continuously, and the solvent used in that case is not particularly limited. For example, water; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol; benzene, toluene, xylene, Aromatic or aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane and n-hexane; ester compounds such as ethyl acetate; ketone compounds such as acetone and methyl ethyl ketone; cyclic ether compounds such as tetrahydrofuran and dioxane. When maleic anhydride is used as the maleic monomer, aromatic or aliphatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xine, cyclohexane, and n-hexane are used to avoid cleavage of the acid anhydride group; acetic acid It is preferable to use an inert solvent such as an ester compound such as ethyl; a ketone compound such as acetone or methyl ethyl ketone. On the other hand, when maleic acid (salt) or the like is used as the maleic monomer, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of water and lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms. It is more preferable to use water as a solvent because the solvent removal step can be omitted.

上記水溶液重合を行う場合には、ラジカル重合開始剤として、水溶性の重合開始剤、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオンアミジン塩酸塩等のアゾアミジン化合物、2,2’−アゾビス−2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン塩酸塩等の環状アゾアミジン化合物、2−カルバモイルアゾイソブチロニトリル等のアゾニトリル化合物等の水溶性アゾ系開始剤等が使用でき、この場合、亜硫酸水素ナトリウム等のアルカリ金属亜硫酸塩、メタニ亜硫酸塩、次亜燐酸ナトリウム、モール塩等のFe(II)塩、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム二水和物、ヒドロキシルアミン塩酸塩、チオ尿素、L−アスコルビン酸(塩)、エリソルビン酸(塩)等の促進剤(還元剤)を併用することもできる。中でも、過酸化水素と有機系還元剤との組み合わせが好ましく、有機系還元剤としては、L−アスコルビン酸(塩)、L−アスコルビン酸エステル、エリソルビン酸(塩)、エリソルビン酸エステル等が好適である。これらのラジカル重合開始剤や促進剤(還元剤)はそれぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 When the aqueous solution polymerization is performed, a water-soluble polymerization initiator, for example, a persulfate such as ammonium persulfate, sodium persulfate, or potassium persulfate; hydrogen peroxide; 2,2′-azobis is used as the radical polymerization initiator. Azoamidine compounds such as 2-methylpropionamidine hydrochloride, cyclic azoamidine compounds such as 2,2′-azobis-2- (2-imidazolin-2-yl) propane hydrochloride, 2-carbamoylazoisobutyronitrile, etc. Water-soluble azo initiators such as azonitrile compounds can be used. In this case, Fe (II) salts such as alkali metal sulfites such as sodium hydrogen sulfite, metabisulfites, sodium hypophosphite and molle salts, hydroxymethanesulfine Acid sodium dihydrate, hydroxylamine hydrochloride, thiourea, L-ascorbic acid (salt), Accelerator such as Rubin acid (salt) (reducing agent) can be used in combination. Among them, a combination of hydrogen peroxide and an organic reducing agent is preferable. As the organic reducing agent, L-ascorbic acid (salt), L-ascorbic acid ester, erythorbic acid (salt), erythorbic acid ester, and the like are preferable. is there. These radical polymerization initiators and accelerators (reducing agents) may be used alone or in combination of two or more.

また低級アルコール、芳香族若しくは脂肪族炭化水素、エステル化合物又はケトン化合物を溶媒とする溶液重合を行う場合や、塊状重合を行う場合には、例えば、ラジカル重合開始剤として、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ナトリウムパーオキシド等のパーオキシド;t−ブチルハイドロパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド等のハイドロパーオキシド;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等を用いることができる。この際、アミン化合物等の促進剤を併用することもできる。更に、水−低級アルコール混合溶媒を用いる場合には、上記のラジカル重合開始剤、又は、ラジカル重合開始剤と促進剤との組み合わせの中から適宜選択して用いることができる。なお、重合温度は、用いる溶媒や重合開始剤により適宜定められるが、通常0〜150℃の範囲内で行われる。 In addition, when performing solution polymerization using a lower alcohol, aromatic or aliphatic hydrocarbon, ester compound or ketone compound as a solvent, or when performing bulk polymerization, for example, as a radical polymerization initiator, benzoyl peroxide, lauroyl Peroxides such as oxide and sodium peroxide; hydroperoxides such as t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide; azo compounds such as azobisisobutyronitrile can be used. In this case, an accelerator such as an amine compound can be used in combination. Furthermore, when a water-lower alcohol mixed solvent is used, it can be appropriately selected from the above-mentioned radical polymerization initiator or a combination of a radical polymerization initiator and an accelerator. In addition, although superposition | polymerization temperature is suitably determined with the solvent and polymerization initiator to be used, it is normally performed within the range of 0-150 degreeC.

上記重合において、各単量体の反応容器への投入方法は特に限定されず、例えば、全量を反応容器に初期に一括投入する方法;全量を反応容器に分割若しくは連続投入する方法;一部を反応容器に初期に投入し、残りを反応容器に分割若しくは連続投入する方法等のいずれでもよい。なお、ラジカル重合開始剤は反応容器に初めから仕込んでもよく、反応容器へ滴下してもよく、又目的に応じてこれらを組み合わせてもよい。 In the above polymerization, the method for charging each monomer into the reaction vessel is not particularly limited, for example, a method in which the entire amount is initially charged into the reaction vessel; a method in which the entire amount is divided or continuously charged into the reaction vessel; Any of a method in which the reaction vessel is initially charged and the remainder is divided or continuously charged into the reaction vessel may be used. The radical polymerization initiator may be charged into the reaction vessel from the beginning, may be dropped into the reaction vessel, or may be combined according to the purpose.

上記重合においては、得られる(共)重合体の分子量調整のために、連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては特に限定されず、例えば、メルカプトエタノール、チオグリセロール、チオグリコール酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、2−メルカプトエタンスルホン酸等のチオール系連鎖移動剤;イソプロピルアルコール等の2級アルコール;亜リン酸、次亜リン酸及びその塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等)、亜硫酸、亜硫酸水素、亜ニチオン酸、メタ重亜硫酸及びその塩(亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜ニチオン酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム等)の低級酸化物及びその塩等の公知の親水性連鎖移動剤を用いることができる。また、疎水性連鎖移動剤を用いると、コンクリート組成物の粘性改善に有効である。疎水性連鎖移動剤としては、ブタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール、シクロヘキシルメルカブタン、チオフェノール、チオグリコール酸オクチル、3−メルカプトプロピオン酸オクチル等の炭素原子数3以上の炭化水素基を有するチオール系連鎖移動剤を用いることが好ましい。2種以上の連鎖移動剤の併用も可能であり、親水性連鎖移動剤と疎水性連鎖移動剤とを組み合わせて用いてもよい。更に、(共)重合体の分子量調整のためには、単量体成分として、(メタ)アリルスルホン酸(塩)類等の連鎖移動性の高い単量体を用いることも有効である。 In the above polymerization, a chain transfer agent can be used to adjust the molecular weight of the obtained (co) polymer. The chain transfer agent is not particularly limited. For example, thiol chain transfer agents such as mercaptoethanol, thioglycerol, thioglycolic acid, 3-mercaptopropionic acid, thiomalic acid, and 2-mercaptoethanesulfonic acid; 2 such as isopropyl alcohol Secondary alcohols: Phosphorous acid, hypophosphorous acid and salts thereof (sodium hypophosphite, potassium hypophosphite, etc.), sulfurous acid, hydrogen sulfite, nitrous acid, metabisulfite and salts thereof (sodium sulfite, hydrogen sulfite) Known hydrophilic chain transfer agents such as lower oxides of sodium, sodium nithionite, sodium metabisulfite, and the like and salts thereof can be used. In addition, the use of a hydrophobic chain transfer agent is effective in improving the viscosity of the concrete composition. Hydrophobic chain transfer agents include 3 carbon atoms such as butanethiol, octanethiol, decanethiol, dodecanethiol, hexadecanethiol, octadecanethiol, cyclohexyl mercaptan, thiophenol, octyl thioglycolate, octyl 3-mercaptopropionate, etc. It is preferable to use a thiol chain transfer agent having the above hydrocarbon group. Two or more chain transfer agents can be used in combination, and a hydrophilic chain transfer agent and a hydrophobic chain transfer agent may be used in combination. Furthermore, in order to adjust the molecular weight of the (co) polymer, it is also effective to use a monomer having a high chain transfer property such as (meth) allylsulfonic acid (salt) as a monomer component.

上記重合において、所定の分子量の共重合体を再現性よく得るには、重合反応を安定に進行させることが必要であることから、溶液重合する場合には、使用する溶媒の25℃における溶存酸素濃度を5ppm以下の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、0.01〜4ppmの範囲であり、更に好ましくは、0.01〜2ppmの範囲であり、最も好ましくは、0.01〜1ppmの範囲である。なお、溶媒に単量体を添加後、窒素置換等を行う場合には、単量体をも含んだ系の溶存酸素濃度を上記範囲内とすることが好適である。 In the above polymerization, in order to obtain a copolymer having a predetermined molecular weight with good reproducibility, it is necessary to allow the polymerization reaction to proceed stably. Therefore, in the case of solution polymerization, dissolved oxygen at 25 ° C. in the solvent used. The concentration is preferably in the range of 5 ppm or less. More preferably, it is the range of 0.01-4 ppm, More preferably, it is the range of 0.01-2 ppm, Most preferably, it is the range of 0.01-1 ppm. In addition, when performing nitrogen substitution etc. after adding a monomer to a solvent, it is suitable to make the dissolved oxygen concentration of the system | strain containing a monomer into the said range.

上記溶媒の溶存酸素濃度の調整は、重合反応槽で行ってもよく、予め溶存酸素量を調整したものを用いてもよいが、溶媒中の酸素を追い出す方法としては、例えば、下記の(1)〜(5)の方法が挙げられる。
(1)溶媒を入れた密閉容器内に窒素等の不活性ガスを加圧充填後、密閉容器内の圧力を下げることで溶媒中の酸素の分圧を低くする。窒素気流下で、密閉容器内の圧力を下げてもよい。
(2)溶媒を入れた容器内の気相部分を窒素等の不活性ガスで置換したまま液相部分を長時間激しく攪拌する。
(3)容器内に入れた溶媒に窒素等の不活性ガスを長時間バブリングする。
(4)溶媒を一旦沸騰させた後、窒素等の不活性ガス雰囲気下で冷却する。
(5)配管の途中に静止型混合機(スタティックミキサー)を設置し、溶媒を重合反応槽に移送する配管内で窒素等の不活性ガスを混合する。
The adjustment of the dissolved oxygen concentration of the solvent may be performed in a polymerization reaction tank, or a solution in which the amount of dissolved oxygen is adjusted in advance may be used. For example, the following (1) ) To (5).
(1) After pressure-filling an inert gas such as nitrogen in a sealed container containing a solvent, the partial pressure of oxygen in the solvent is lowered by lowering the pressure in the sealed container. You may reduce the pressure in an airtight container under nitrogen stream.
(2) The liquid phase portion is vigorously stirred for a long time while the gas phase portion in the container containing the solvent is replaced with an inert gas such as nitrogen.
(3) An inert gas such as nitrogen is bubbled in the solvent in the container for a long time.
(4) The solvent is once boiled and then cooled in an inert gas atmosphere such as nitrogen.
(5) A static mixer (static mixer) is installed in the middle of the pipe, and an inert gas such as nitrogen is mixed in the pipe for transferring the solvent to the polymerization reaction tank.

上記重合方法により得られる(共)重合体は、そのままでも分散剤等の主成分として用いられるが、必要に応じてpH範囲を調整して使用してもよく、取り扱い性の観点から、水溶液状態で弱酸性以上のpH範囲に調整しておくことが好ましい。より好ましくはpH4以上、更に好ましくはpH5以上、特に好ましくはpH6以上の範囲である。一方、水溶液中での共重合反応をpH7以上で行ってもよいが、その場合、重合率の低下が起こると同時に、共重合性が悪くなり分散性能が低下するため、酸性から中性のpH範囲で共重合反応を行うことが好ましい。より好ましくはpH6未満、更に好ましくはpH5.5未満、特に好ましくはpH5未満の範囲である。従って、低いpHで共重合反応を行った後にアルカリ性物質を添加してより高いpHに調整することが好ましく、好適な実施形態としては、例えば、pH6未満で共重合反応を行った後にアルカリ性物質を添加してpH6以上に調整する方法、pH5未満で共重合反応を行った後にアルカリ性物質を添加してpH5以上に調整する方法、pH5未満で共重合反応を行った後にアルカリ性物質を添加してpH6以上に調整する方法等が挙げられる。pHの調整は、例えば、一価金属又は二価金属の水酸化物や炭酸塩等の無機塩;アンモニア;有機アミン等のアルカリ性物質を用いて行うことができる。また、pHを下げる必要がある場合、特に、重合の際にpHの調整が必要な場合には、リン酸、硫酸、硝酸、アルキルリン酸、アルキル硫酸、アルキルスルホン酸、(アルキル)ベンゼンスルホン酸等の酸性物質を用いてpHの調整を行うことができ、これら酸性物質の中では、pH緩衝作用がある点等からリン酸が好適である。なお、反応終了後、必要ならば濃度調整を行うこともできる。 The (co) polymer obtained by the above polymerization method is used as it is as a main component of a dispersant or the like, but may be used by adjusting the pH range as necessary. It is preferable to adjust to a pH range of weak acid or higher. More preferably, it is pH 4 or more, more preferably pH 5 or more, particularly preferably pH 6 or more. On the other hand, the copolymerization reaction in an aqueous solution may be carried out at a pH of 7 or more. In that case, however, the polymerization rate decreases, and at the same time, the copolymerizability deteriorates and the dispersion performance decreases. It is preferable to carry out a copolymerization reaction in a range. More preferably, it is less than pH 6, more preferably less than pH 5.5, and particularly preferably less than pH 5. Therefore, it is preferable to adjust to a higher pH by adding an alkaline substance after carrying out the copolymerization reaction at a low pH. In a preferred embodiment, for example, after carrying out the copolymerization reaction at a pH of less than 6, the alkaline substance is added. A method of adding and adjusting to pH 6 or higher, a method of adding an alkaline substance after carrying out a copolymerization reaction at a pH of less than 5 and adjusting the pH to 5 or more, a pH of 6 or less after carrying out a copolymerization reaction at a pH of less than 5 The method of adjusting above is mentioned. The pH can be adjusted using, for example, an inorganic salt such as a monovalent metal or divalent metal hydroxide or carbonate; ammonia; an alkaline substance such as an organic amine. When pH needs to be lowered, especially when pH adjustment is required during polymerization, phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid, alkyl phosphoric acid, alkyl sulfuric acid, alkyl sulfonic acid, (alkyl) benzene sulfonic acid The pH can be adjusted using an acidic substance such as phosphoric acid, and among these acidic substances, phosphoric acid is preferred because of its pH buffering action. After the reaction is complete, the concentration can be adjusted if necessary.

上記(共)重合体の質量平均分子量としては特に限定されないが、例えば、分散剤の主成分として用いる場合には、ゲルパーミエーションクロマトグラフイー(以下「GPC」ともいう)によるポリエチレングリコール換算で1000〜500000であることが好ましい。より好ましくは、5000〜300000であり、更に好ましくは、10000〜150000である。このような重量平均分子量の範囲を選ぶことによって、より高い分散性能を発揮することになる。 The mass average molecular weight of the (co) polymer is not particularly limited. For example, when used as the main component of the dispersant, it is 1000 in terms of polyethylene glycol by gel permeation chromatography (hereinafter also referred to as “GPC”). It is preferably ˜500,000. More preferably, it is 5000-300000, More preferably, it is 10,000-150,000. By selecting such a range of the weight average molecular weight, higher dispersion performance is exhibited.

上記(共)重合体を分散剤等の種々の用途に用いる場合には、消泡剤を含有することもできる。この場合、消泡剤としては、上記重合体の製造後に添加してもよいし、重合開始前又は重合中に添加してもよい。添加割合は、重合体の全質量100質量%に対して、0.0001〜10質量%であることが好ましい。
上記消泡剤としては、例えば、(ポリ)オキシエチレン(ポリ)オキシプロピレン付加物等のポリオキシアルキレン類;ジエチレングリコールヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン2−エチルヘキシルエーテル、炭素原子数12〜14の高級アルコールヘのオキシエチレンオキシプロピレン付加物等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル類;ポリオキシプロピレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシアルキレン(アルキル)アリールエーテル類;2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール、3−メチル−1−ブチン−3−オール等のアセチレンアルコールにアルキレンオキシドを付加重合させたアセチレンエーテル類;ジエチレングリコールオレイン酸エステル、ジエチレングリコールラウリル酸エステル、エチレングリコールジステアリン酸エステル等の(ポリ)オキシアルキレン脂肪酸エステル類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリオレイン酸エステル等のポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル類;ポリオキシプロピレンメチルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシアルキレンアルキル(アリール)エーテル硫酸エステル塩類;ポリオキシエチレンステアリルリン酸エステル等のポリオキシアルキレンアルキルリン酸エステル類;ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンラウリルアミン(プロピレンオキシド1〜20モル付加、エチレンオキシド1〜20モル付加物等)、アルキレンオキシドを付加させた硬化牛脂アミン(プロピレンオキシド1〜20モル付加、エチレンオキシド1〜20モル付加物等)等のポリオキシアルキレンアルキルアミン類;ポリオキシアルキレンアミド等の1種又は2種以上使用することができる。
When the (co) polymer is used for various applications such as a dispersant, an antifoaming agent can also be contained. In this case, the antifoaming agent may be added after the production of the polymer, or may be added before the polymerization starts or during the polymerization. The addition ratio is preferably 0.0001 to 10% by mass with respect to 100% by mass of the total mass of the polymer.
Examples of the antifoaming agent include polyoxyalkylenes such as (poly) oxyethylene (poly) oxypropylene adducts; diethylene glycol heptyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxypropylene butyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene 2 -Polyoxyalkylene alkyl ethers such as ethyl hexyl ether and oxyethyleneoxypropylene adducts of higher alcohols having 12 to 14 carbon atoms; polyoxyalkylene (alkyl) such as polyoxypropylene phenyl ether and polyoxyethylene nonylphenyl ether Aryl ethers; 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 2,5-dimethyl-3-hexyne-2,5-diol, 3-methyl-1-butyl Acetylene ethers obtained by addition polymerization of alkylene oxide to acetylene alcohol such as n-3-ol; (poly) oxyalkylene fatty acid esters such as diethylene glycol oleate, diethylene glycol laurate, ethylene glycol distearate; polyoxyethylene Polyoxyalkylene sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monolaurate and polyoxyethylene sorbitan trioleate; polyoxyalkylene alkyl (aryl) ether sulfate such as sodium polyoxypropylene methyl ether sulfate and sodium polyoxyethylene dodecylphenyl ether sulfate Ester salts; polyoxyalkylene alkyl such as polyoxyethylene stearyl phosphate Phosphoric acid esters; polyoxypropylene polyoxyethylene laurylamine (propylene oxide 1-20 mol addition, ethylene oxide 1-20 mol addition product, etc.), cured beef tallow amine added with alkylene oxide (propylene oxide 1-20 mol addition, Polyoxyalkylene alkylamines such as ethylene oxide 1-20 mol adducts, etc .; one or more polyoxyalkylene amides can be used.

上記(共)重合体を使用する場合には、水溶液の形態で使用してもよいし、また、重合後にカルシウム、マグネシウム等の二価金属の水酸化物で中和して多価金属塩とした後に乾燥させたり、シリカ系微粉末等の無機粉体に担持して乾燥させたり、ドラム型乾燥装置、ディスク型乾燥装置又はベルト式乾燥装置を用いて支持体上に薄膜状に乾燥固化させた後に粉砕したりすることにより粉体化して使用してもよい。 When the above (co) polymer is used, it may be used in the form of an aqueous solution, or after neutralization with a divalent metal hydroxide such as calcium or magnesium after polymerization, And then dried or supported on an inorganic powder such as silica-based fine powder, or dried and solidified into a thin film on a support using a drum-type drying device, a disk-type drying device or a belt-type drying device. The powder may be used after being pulverized.

本発明のポリアルキレングリコール類は、上記特性(1)及び/又は(2)を満たすものであるが、上記特性(1)及び(2)の両方を同時に満たすことが好ましい。したがって、上記重合性ポリアルキレングリコール類は、上記特性(1)及び(2)を満たすことは、本発明の好適な実施形態の1つである。
本発明のポリアルキレングリコール類は、上記固体酸触媒を用いて反応を行い、触媒分離を行うことで高純度のポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートを得ることを特徴とする。また、さらに蒸留により得られた残渣よりさらに高純度のポリアルキレンモノ(メタ)アクリレートを得ることを特徴とする。本発明のポリアルキレングリコール類は、固体触媒を用いているため以下のような効果が得られる。(1)一般に金属が含まれる触媒を濾過、遠心分離等の簡便な方法で反応液から容易に分離できる。(2)また、このため、抽出のために水や有機溶媒等を加える必要がなく、更にそれら抽出溶媒を蒸留等の方法で取り除く必要が生じない。(3)一般に、金属を含んだ状態で加熱を行うことで、目的生成物の変性をともなうことがあるが、上記のように反応液から触媒を容易に取り除くことができるため、高純度の目的物を得ることができる。なお、ここでいう目的生成物の変性とは、酸化反応による酸化物の生成、変色及び着色、不均化による重合性二量体の生成、重合物の生成等を意味する。本発明のポリアルキレングリコール類は、上記金属含有量が50ppm以下であることが好ましい。より好ましくは、10ppm以下であり、更に好ましくは、100ppb以下である。上記のように金属含有量が低減されると、過酸化物の生成を抑制することができるため、重合性を安定させることができ、高分子化することが可能となる。
これらに加えて、色相(APHA値)ハーゼンが40以下であることが好ましい。上記色相はハーゼン5〜35であることが好ましい。より好ましくは10〜20である。
上記のように色相(APHA値)が低減されることにより、樹脂の着色を充分低減することができるから、例えば、後述する光学材料用樹脂としても好適なものとなり、また、ホワイトセメント等の用途に有用なものとなる。このように、前記重合性ポリアルキレングリコール類の色相(APHA値)が1〜40のものであることは、本発明の好適な実施形態の1つである。
色相は、JIS K 0071−1(1998)の化学製品の色試験方法−ハーゼン単位色数(白金−コバルトスケール)に基づいて測定することができる。APHA値とは、この規格に基づく値である。上記金属含有量は、市販の高周波誘導結合プラズマ(ICP)分析装置により測定することができる。
The polyalkylene glycols of the present invention satisfy the above characteristics (1) and / or (2), but preferably satisfy both the above characteristics (1) and (2). Therefore, it is one of the preferred embodiments of the present invention that the polymerizable polyalkylene glycol satisfies the above characteristics (1) and (2).
The polyalkylene glycols of the present invention are characterized in that a high-purity polyalkylene glycol mono (meth) acrylate is obtained by performing a reaction using the solid acid catalyst and performing catalyst separation. Further, it is characterized in that polyalkylene mono (meth) acrylate having higher purity than the residue obtained by distillation is obtained. Since the polyalkylene glycols of the present invention use a solid catalyst, the following effects can be obtained. (1) In general, a catalyst containing a metal can be easily separated from a reaction solution by a simple method such as filtration or centrifugation. (2) For this reason, it is not necessary to add water, an organic solvent, or the like for extraction, and it is not necessary to remove the extraction solvent by a method such as distillation. (3) In general, heating in a state containing a metal may cause modification of the target product. However, since the catalyst can be easily removed from the reaction solution as described above, a high-purity target can be obtained. You can get things. The modification of the target product referred to here means generation of an oxide by oxidation reaction, discoloration and coloring, generation of a polymerizable dimer by disproportionation, generation of a polymer, and the like. The polyalkylene glycols of the present invention preferably have a metal content of 50 ppm or less. More preferably, it is 10 ppm or less, More preferably, it is 100 ppb or less. When the metal content is reduced as described above, the generation of peroxide can be suppressed, so that the polymerizability can be stabilized and the polymer can be polymerized.
In addition to these, it is preferable that the hue (APHA value) Hazen is 40 or less. The hue is preferably Hazen 5 to 35. More preferably, it is 10-20.
As the hue (APHA value) is reduced as described above, the coloring of the resin can be sufficiently reduced. For example, it is suitable as a resin for optical materials described later, and is used for white cement and the like. It will be useful. Thus, it is one of the preferred embodiments of the present invention that the polymerizable polyalkylene glycols have a hue (APHA value) of 1 to 40.
Hue can be measured based on the chemical product color test method of JIS K 0071-1 (1998) -Hazen unit color number (platinum-cobalt scale). The APHA value is a value based on this standard. The metal content can be measured by a commercially available high frequency inductively coupled plasma (ICP) analyzer.

上記重合性二量体とは、分子中に二重結合を2つ以上有する架橋性化合物を意味するものである。上記ポリアルキレングリコール類に上記重合性二量体が不純物として含まれることにより、ポリアルキレングリコール類を重合させるときに架橋構造を形成し、ゲル化し易いものとなり、分散性能が低下する原因となる。
そのため、上記分子中に二重結合を2つ以上有する架橋性化合物のなかでも、特に、分子の両末端にそれぞれ1つずつの二重結合を有する架橋性化合物を低減する必要がある。上記分子の両末端にそれぞれ1つずつの二重結合を有する架橋性化合物としては、例えば、ジエステル類及びジ(アルキル)エーテル類が挙げられる。
上記ジエステル類としては、例えば、上記不飽和開始剤と、本発明の目的物である上記ポリアルキレングリコール類とが反応して副生する架橋性ジエステル化合物が挙げられる。上記ジ(アルキル)エーテル類としては、例えば、ジ(メタ)アリルエーテル、ビニルエーテル含化合物等があげられる。上記ポリアルキレングリコール類の2分子が結合して二量体となったエーテル化合物、上記活性水素化合物の2分子が結合して副生するエーテル化合物、及び、上記ポリアルキレングリコール類と上記活性水素化合物とが反応して生じるエーテル化合物等もまた低減する必要がある。
なお、上記重合性二量体の含有量は、高速液体クロマトグラフィ法により測定することが好適である。例えば、下記測定装置及び条件等に準拠して測定することが好ましい。
装置:TOSOH社製CCP&8020シリーズ、資生堂社製Capsclpak C18
UG120カラム(φ4.6mm×150mm)
条件:カラム温度40℃
溶離液:HO/CH3CN=65/35(体積比)
流速:1ml/分
本発明のポリアルキレングリコール類は、上記重合性二量体含有量が0.001〜10重量%であることが好ましい。より好ましくは0.001〜3.5重量%である。更に好ましくは0.01〜1.0重量%である。特に好ましくは0.01〜0.7重量%である。
上記のように重合性二量体含有量を低減することにより、分子量分布を狭くすることができ、また、重合体のゲル化を防止することができるため、セメント分散剤の性能を向上することが可能となる。本発明のポリアルキレングリコール類は、上記重合性二量体が充分に低減されたものであり、高い透明性及び充分な分散性を有するものである。上記ポリアルキレングリコール類は、本発明の製造方法によって製造することができる。
したがって、本発明のポリアルキレングリコール類が本発明の製造方法によって製造されるポリアルキレングリコール類であることは、本発明の好適な実施形態の1つである。
The polymerizable dimer means a crosslinkable compound having two or more double bonds in the molecule. When the polymerizable dimer is contained as an impurity in the polyalkylene glycol, a cross-linked structure is formed when the polyalkylene glycol is polymerized, and the gel is easily gelled, which causes a decrease in dispersion performance.
Therefore, among the crosslinkable compounds having two or more double bonds in the molecule, it is particularly necessary to reduce the crosslinkable compounds having one double bond at each of both ends of the molecule. Examples of the crosslinkable compound having one double bond at each end of the molecule include diesters and di (alkyl) ethers.
Examples of the diesters include crosslinkable diester compounds produced as a by-product by reaction of the unsaturated initiator with the polyalkylene glycols that are the object of the present invention. Examples of the di (alkyl) ethers include di (meth) allyl ether and vinyl ether-containing compounds. An ether compound in which two molecules of the polyalkylene glycol are combined to form a dimer, an ether compound in which two molecules of the active hydrogen compound are combined to form a by-product, and the polyalkylene glycols and the active hydrogen compound It is also necessary to reduce the ether compound and the like produced by the reaction.
The content of the polymerizable dimer is preferably measured by a high performance liquid chromatography method. For example, it is preferable to measure in accordance with the following measuring device and conditions.
Equipment: CCP & 8020 series manufactured by TOSOH, Capsclpak C18 manufactured by Shiseido
UG120 column (φ4.6mm × 150mm)
Condition: Column temperature 40 ° C
Eluent: H 2 O / CH 3 CN = 65/35 (volume ratio)
Flow rate: 1 ml / min The polyalkylene glycols of the present invention preferably have a polymerizable dimer content of 0.001 to 10% by weight. More preferably, it is 0.001 to 3.5 weight%. More preferably, it is 0.01 to 1.0% by weight. Particularly preferred is 0.01 to 0.7% by weight.
By reducing the content of the polymerizable dimer as described above, the molecular weight distribution can be narrowed and the gelation of the polymer can be prevented, so that the performance of the cement dispersant is improved. Is possible. The polyalkylene glycols of the present invention are those in which the above polymerizable dimer is sufficiently reduced, and have high transparency and sufficient dispersibility. The above polyalkylene glycols can be produced by the production method of the present invention.
Therefore, it is one of the preferred embodiments of the present invention that the polyalkylene glycols of the present invention are polyalkylene glycols produced by the production method of the present invention.

上記重合性ポリアルキレングリコール類は、不飽和開始剤にアルキレンオキシドを反応させて得られるものであり、重合性ポリアルキレングリコール類100質量%中、不飽和開始剤1モルに対するアルキレンオキシドの付加モル数が15モル以上20モル以下であるものを2質量%以上含むこともまた、本発明の好適な実施形態の1つである。
このように不飽和開始剤1モルに対するアルキレンオキシドの付加モル数が15モル以上20モル以下であるものを2質量%以上含むことによって、より高い分散性能を発揮する分散剤を得ることが可能となる。本発明の重合性ポリアルキレングリコール類は、たんに分子量が大きいものではなく、上述したように重合性二量体含有量が充分に低減されたものであり、かつ、不飽和開始剤1モルに対するアルキレンオキシドの付加モル数が15モル以上20モル以下であるものを2質量%以上含むことにより、重合させても容易にゲル化せず、高い分散性能を発揮こととなる。分散剤としての機能は、上記付加モル数が15〜20の範囲のものが効果が大きいと考えられるからである。
上記不飽和開始剤1モルに対するアルキレンオキシドの付加モル数が15モル以上20モル以下である重合性ポリアルキレングリコール類を2質量%以上含むことが好ましい。より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上、特に好ましくは25質量%以上、最も好ましくは50質量%以上である。
The polymerizable polyalkylene glycols are obtained by reacting an unsaturated initiator with an alkylene oxide, and the number of moles of alkylene oxide added to 1 mol of the unsaturated initiator in 100% by mass of the polymerizable polyalkylene glycols. It is also one of the preferred embodiments of the present invention to contain 2% by mass or more of the compound having a mol of 15 mol or more and 20 mol or less.
Thus, it is possible to obtain a dispersant exhibiting higher dispersion performance by including 2% by mass or more of the alkylene oxide added in an amount of 15 mol to 20 mol with respect to 1 mol of the unsaturated initiator. Become. The polymerizable polyalkylene glycols of the present invention are not merely those having a large molecular weight, and the content of the polymerizable dimer is sufficiently reduced as described above, and relative to 1 mol of the unsaturated initiator. By containing 2% by mass or more of alkylene oxide having an addition mole number of 15 mol or more and 20 mol or less, gelation does not easily occur even when polymerized, and high dispersion performance is exhibited. This is because the function as a dispersant is considered to be effective when the added mole number is in the range of 15 to 20.
It is preferable to contain 2% by mass or more of a polymerizable polyalkylene glycol having 15 to 20 mol of alkylene oxide added to 1 mol of the unsaturated initiator. More preferably, it is 5 mass% or more, More preferably, it is 10 mass% or more, Most preferably, it is 25 mass% or more, Most preferably, it is 50 mass% or more.

なお、本発明のポリアルキレングリコール類は、発明の効果を妨げない範囲でその他の添加剤を追加してもよい。例えば、重合禁止剤としてメトキノン(ハイドロキノンモノメチルエーテル)、BHT(2,6−ジ−tert−ブチルヒドロキシトルエン)、BHA(ジ−tert−ブチルヒドロキシアニソール)、α−トコフェロール、β−トコフェロール、γ−トコフェロール、ハイドロキノン等が好ましい。また、これらを組み合わせて使用してもよい。メトキノン(ハイドロキノンモノメチルエーテル)とBHT(2,6−ジ−tert−ブチルヒドロキシトルエン)が好ましい。 In addition, the polyalkylene glycol of this invention may add another additive in the range which does not prevent the effect of invention. For example, as a polymerization inhibitor, methoquinone (hydroquinone monomethyl ether), BHT (2,6-di-tert-butylhydroxytoluene), BHA (di-tert-butylhydroxyanisole), α-tocopherol, β-tocopherol, γ-tocopherol Hydroquinone and the like are preferable. Moreover, you may use combining these. Metoquinone (hydroquinone monomethyl ether) and BHT (2,6-di-tert-butylhydroxytoluene) are preferred.

本発明のポリアルキレングリコール類は、ポリエチレングリコール等のジオール類、ジエステル類等の重合性二量体、金属量、水、着色原因物質の含有量が少ないことから、本発明のポリアルキレングリコール類を原料として良質の樹脂を得ることができる。より詳しくは、本発明のポリアルキレングリコール類は、透明性樹脂、プラスチック光学材料、ウレタン樹脂、UV硬化樹脂、レジスト材料、電気化学デバイス用材料(二次電池、コンデンサー等)、木質材料用プライマー、硬化性樹脂組成物用原料(塗料等)、歯科技術用接着剤等の原料として用いることができる。このように、本発明のポリアルキレングリコール類は、重合させることによって、各種用途に用いられ得る樹脂の原料となるものである。
すなわち、本発明の重合性ポリアルキレングリコール類を必須とする単量体成分を重合して得られるポリアルキレングリコール系重合体もまた、本発明の1つである。
また、上記ポリアルキレングリコール系重合体を、分散剤、セメント混和剤、ウレタン樹脂、又は、光学材料の用途に使用するポリアルキレングリコール系重合体の使用方法もまた、本発明の1つである。
すなわち、上記ポリアルキレングリコール系重合体を含んでなる分散剤、セメント混和剤、ウレタン樹脂、又は、光学材料用樹脂もまた、本発明の好適な実施形態である。
Since the polyalkylene glycols of the present invention have a low content of diols such as polyethylene glycol, polymerizable dimers such as diesters, metal content, water, and color-causing substances, the polyalkylene glycols of the present invention A good quality resin can be obtained as a raw material. More specifically, the polyalkylene glycols of the present invention include a transparent resin, a plastic optical material, a urethane resin, a UV curable resin, a resist material, an electrochemical device material (secondary battery, a capacitor, etc.), a wood material primer, It can be used as a raw material for a curable resin composition raw material (paint, etc.), an adhesive for dental technology, and the like. As described above, the polyalkylene glycols of the present invention are used as raw materials for resins that can be used in various applications by polymerization.
That is, a polyalkylene glycol polymer obtained by polymerizing a monomer component essentially containing the polymerizable polyalkylene glycol of the present invention is also one aspect of the present invention.
In addition, a method of using the polyalkylene glycol polymer in which the polyalkylene glycol polymer is used for a dispersant, a cement admixture, a urethane resin, or an optical material is also one aspect of the present invention.
That is, a dispersant, a cement admixture, a urethane resin, or a resin for optical materials comprising the polyalkylene glycol polymer is also a preferred embodiment of the present invention.

本発明のポリアルキレングリコール類の製造方法は、上述の構成よりなり、各種の工業化学原料として用いることができ、特に不飽和結合を有するものは、種々の用途で用いられる重合体を形成する単量体等として有用であるポリアルキレングリコール類を得ることができる製造方法であり、不飽和開始剤へのアルキレンオキシドの付加が効率的に行われるとともに、副生成物の含有量を抑制して、ポリアルキレングリコール類を製造することができる方法である。
また、本発明のポリアルキレングリコール類は、上述の構成よりなり、不純物の含有量が少なく、かつ色相がよいことから、各種高分子材料、コンクリート混和剤、粘着剤、接着剤、塗料、化粧品添加剤及び無機分散剤等の各種分散剤等の種々の用途に用いることができる製造原料として好適なものである。
The method for producing polyalkylene glycols of the present invention has the above-described structure and can be used as various industrial chemical raw materials. Particularly, those having an unsaturated bond are those that form polymers used in various applications. It is a production method capable of obtaining polyalkylene glycols useful as a monomer, etc., and the addition of alkylene oxide to an unsaturated initiator is efficiently performed, and the content of by-products is suppressed, This is a method by which polyalkylene glycols can be produced.
Further, the polyalkylene glycols of the present invention have the above-described configuration, have a low impurity content, and have a good hue, so various polymer materials, concrete admixtures, adhesives, adhesives, paints, cosmetic additives are added. It is suitable as a production raw material that can be used for various uses such as various dispersants such as a dispersant and an inorganic dispersant.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Note that “%” means “mass%” unless otherwise specified.

〔転化率の計算方法〕
ポリアルキレングリコール類の製造した後(反応後)、ガスクロマトグラフィーによりヒドロキシエチルメタクリレートの定量をし、対仕込み重量比で転化率を計算した。
装置:Simadzu製GC−15A、J&W社製キャピタリーカラムDB−1(0.53mmφ×30m)
条件:40℃で5min保持、10℃/min昇温、300℃で5min保持
〔水分含有量測定〕
以下の装置により測定を行った。
装置:京都電子工業株式会社(KEM)製 MK−510
標準試料:三菱化学社製カールフィッシャーSS
〔色相測定〕
試料を約30cc採取し、JIS K 0071−1(1998)の化学製品の色試験方法−ハーゼン単位色数(白金−コバルトスケール)に基づいて測定を行った。
〔重合性二量体含有量測定〕
以下の測定装置、測定条件により測定を行った。
装置:TOSOH社製CCP&8020シリーズ、資生堂社製Capsclpak C18
UG120カラム(φ4.6mm×150mm)
条件:カラム温度40℃とし、溶離液は、HO/CHCN=65/35(体積比)を用い、流速1ml/分で分析した。
〔金属量測定〕
金属含有量はICP法により測定した。
装置:リガク製 CIROS−120
[Conversion rate calculation method]
After the production of polyalkylene glycols (after the reaction), hydroxyethyl methacrylate was quantified by gas chromatography, and the conversion rate was calculated based on the weight ratio charged.
Apparatus: GC-15A manufactured by Simadzu, Capital column DB-1 manufactured by J & W (0.53 mmφ × 30 m)
Conditions: Hold at 40 ° C. for 5 min, 10 ° C./min temperature rise, hold at 300 ° C. for 5 min [moisture content measurement]
Measurement was carried out using the following apparatus.
Apparatus: MK-510, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd. (KEM)
Standard sample: Karl Fischer SS manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
(Hue measurement)
About 30 cc of a sample was collected and measured based on the color test method of chemical products of JIS K0071-1 (1998) -Hazen unit color number (platinum-cobalt scale).
(Measurement of content of polymerizable dimer)
Measurement was performed using the following measuring apparatus and measurement conditions.
Equipment: CCP & 8020 series manufactured by TOSOH, Capsclpak C18 manufactured by Shiseido
UG120 column (φ4.6mm × 150mm)
Conditions: The column temperature was 40 ° C., and the eluent was H 2 O / CH 3 CN = 65/35 (volume ratio) and analyzed at a flow rate of 1 ml / min.
[Metal content measurement]
The metal content was measured by the ICP method.
Device: Rigaku CIROS-120

実施例1 (HEMA−3EO付加反応)
SUS製オートクレーブ(1,000cc)に、ヒドロキシエチルメタアクリレート(HEMA)329.7g(2.53mol)、メトキノン0.1648g、及びシリカアルミナ(日揮化学社製 N633HN、350℃で4時間焼成処理)33.2gを室温で仕込み、容器を密閉後、窒素で置換した。反応容器内温を70℃まで昇温後、エチレンオキシド合計449.1g(10.2mol)を4.7時間かけて投入した。さらに1.3時間の熟成を行った後、冷却し残存するエチレンオキシドをパージした。開圧後に得られた反応液を4μの濾紙を使って減圧濾過を行った結果、無色で透明な液体が得られた。
(軽沸カット)
この液体を1Lのガラス製容器に移し、バス温80℃、20mmHgにて減圧蒸留を行い、ボトムに液体570.7gが得られた。これによりポリアルキレングリコール類(1)を得た。
(分析結果)
得られたポリアルキレングリコール類(1)を分析した。水分含有量はカールフィッシャー法、色相はハーゼン法、重合性二量体含有量及びポリエチレングリコール含有量は高速液体クロマトグラフィ法により測定した。測定装置等は上記に示すものを用いた。
水分含有量0.07質量%、色相APHAはハーゼンは10未満ではなかったが、20未満であった。また、重合性二量体0.14質量%、金属は検知しなかった。また、有効成分88.0質量%であった。ここで言う有効成分とは、末端にメタクリル酸エステル構造を持つポリエチレングリコール化合物を指す。
また、得られたポリアルキレングリコール類(1)の水溶液(5wt%)のpHを25℃で測定したところ、6.6であった。
Example 1 (HEMA-3EO addition reaction)
In a SUS autoclave (1,000 cc), 329.7 g (2.53 mol) of hydroxyethyl methacrylate (HEMA), 0.1648 g of methoquinone, and silica alumina (N633HN manufactured by JGC Chemical Co., Ltd., calcined at 350 ° C. for 4 hours) 33 .2 g was charged at room temperature, and the container was sealed and then replaced with nitrogen. After raising the temperature inside the reaction vessel to 70 ° C., a total of 449.1 g (10.2 mol) of ethylene oxide was added over 4.7 hours. After further aging for 1.3 hours, the mixture was cooled and the remaining ethylene oxide was purged. The reaction solution obtained after opening the pressure was filtered under reduced pressure using 4 μ filter paper, and as a result, a colorless and transparent liquid was obtained.
(Light boiling cut)
This liquid was transferred to a 1 L glass container, and vacuum distillation was performed at a bath temperature of 80 ° C. and 20 mmHg to obtain 570.7 g of liquid at the bottom. This obtained polyalkylene glycol (1).
(result of analysis)
The obtained polyalkylene glycol (1) was analyzed. The water content was measured by Karl Fischer method, the hue was Hazen method, the polymerizable dimer content and the polyethylene glycol content were measured by high performance liquid chromatography. The measurement apparatus etc. used what was shown above.
The water content was 0.07% by mass, and the hue APHA was less than 10, although Hazen was not less than 10. Moreover, 0.14 mass% of polymerizable dimers and metal were not detected. Moreover, it was 88.0 mass% of active ingredients. The active ingredient mentioned here refers to a polyethylene glycol compound having a methacrylic ester structure at the terminal.
Moreover, it was 6.6 when pH of the aqueous solution (5 wt%) of obtained polyalkylene glycol (1) was measured at 25 degreeC.

実施例2
(HEMA−9EO合成用のシリカ担持Al触媒の調整)
硝酸アルミニウム・九水和物(和光純薬製)37.1gを水1Lに溶解させて後、シリカ(冨士シリシア製CARiACT・Q−6)200.0gを室温にて投入し、攪拌した。その後攪拌しながら、70℃で水を減圧留去し、得られた白色粉末を乾燥空気流通下で120℃8時間乾燥、続いて、550℃で4時間焼成し、シリカ担持Al触媒を得た。
(HEMA−9EO付加反応)
10mLオートクレーブに、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA、1494.7g、11.48mol)、p−メトキシフェノール(1.50g、121mmol)、上記触媒(シリカ担持Al触媒、150.65g)を温室にて仕込み、気相部分酸素濃度を2%に調整した後、ゲージ圧を1.0kg・cm−2とした。攪拌しながら、温度70℃でエチレンオキシド(EO、4572.2g、103.79mol)を圧入し、19.2時間反応を行った。反応後、反応液5963.8gを回収した。この液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、原料HEMAの転化率は95.9%であった。液体クロマトグラフィーによる分析の結果、重合性二量体の含有量は0.29wt%であり、カールフィッシャー(KF)法分析の結果、水分含有量は0.20wt%であった。
(軽沸カット)
1Lフラスコに上記反応液709.1g、水35.5gを仕込み、圧力20mmHg、ボトム温度25〜80℃で単蒸留を行った。これによりポリエチレングリコール類(2)を得た。
(分析結果)
軽沸分の除去を行って得られたポリアルキレングリコール類(2)を分析した。分析した結果、有効成分85.3wt%、重合性二量体含有量0.66wt%、水分含有量0.16wt%の精製液596.6gを回収した。ここで言う成分とは、末端にメタクリル酸エステル構造を持つポリエチレングリコール化合物を指す。色相(APHA)は10未満ではなかったが、20未満であった。金属は検出されなかった。
Example 2
(Preparation of silica-supported Al catalyst for HEMA-9EO synthesis)
After 37.1 g of aluminum nitrate nonahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 1 L of water, 200.0 g of silica (CAriACT • Q-6 manufactured by Fuji Silysia) was charged at room temperature and stirred. Thereafter, water was distilled off under reduced pressure at 70 ° C. with stirring, and the obtained white powder was dried at 120 ° C. for 8 hours under a flow of dry air, and then calcined at 550 ° C. for 4 hours to obtain a silica-supported Al catalyst. .
(HEMA-9EO addition reaction)
In a 10 mL autoclave, hydroxyethyl methacrylate (HEMA, 1494.7 g, 11.48 mol), p-methoxyphenol (1.50 g, 121 mmol) and the above catalyst (silica-supported Al catalyst, 150.65 g) were charged in a greenhouse. After adjusting the phase partial oxygen concentration to 2%, the gauge pressure was set to 1.0 kg · cm −2 . While stirring, ethylene oxide (EO, 4572.2 g, 103.79 mol) was injected at a temperature of 70 ° C. and reacted for 19.2 hours. After the reaction, 5963.8 g of the reaction solution was recovered. When this liquid was analyzed by gas chromatography, the conversion rate of the raw material HEMA was 95.9%. As a result of analysis by liquid chromatography, the content of the polymerizable dimer was 0.29 wt%, and as a result of the Karl Fischer (KF) method analysis, the water content was 0.20 wt%.
(Light boiling cut)
Into a 1 L flask, 709.1 g of the reaction solution and 35.5 g of water were charged, and simple distillation was performed at a pressure of 20 mmHg and a bottom temperature of 25 to 80 ° C. As a result, polyethylene glycols (2) were obtained.
(result of analysis)
The polyalkylene glycols (2) obtained by removing light boiling components were analyzed. As a result of the analysis, 596.6 g of a purified solution having an active ingredient of 85.3 wt%, a polymerizable dimer content of 0.66 wt%, and a water content of 0.16 wt% was recovered. The component mentioned here refers to a polyethylene glycol compound having a methacrylic ester structure at the terminal. The hue (APHA) was not less than 10, but less than 20. No metal was detected.

参考例1
オートクレーブに、ヒドロキシエチルメタクリレート20.0g、ハイドロキノン0.026g、塩化錫(SnCl4、和光純薬社製)0.20gを室温にて仕込んだ後、気相部分を窒素ガスで置換し、ゲージ圧を0.15MPaとした。攪拌しながら、温度50℃にてエチレンオキサイド(EO)20.4gを2時間かけて圧入し、その後1.5時間熟成を行った。これによりポリエチレングリコール類(3)を得た。
得られたポリアルキレングリコール類(3)を分析した結果、重合性二量体含有量は3.6質量%であった。金属量は、Snが仕込み量より計算でき、2243ppmであった。色相(APHA)は50であった。
比較例1
オートクレーブに、ヒドロキシエチルメタクリレート95.4g、ベンゾキノン0.42g、二重金属シアン化合物(DMC)触媒0.15gを室温にて仕込んだ後、気相部分を窒素ガスで置換した後、系内を減圧した。攪拌しながら、温度100℃にて、内圧を0.1MPa以下に保ちながらエチレンオキサイド(EO)49.1gを6.2時間かけて投入したが、反応は進行せず、EOのフィードを中断した。なお、DMC触媒は、公開特許、特開平8−104741の実施例を元に調製した。
Reference example 1
An autoclave was charged with 20.0 g of hydroxyethyl methacrylate, 0.026 g of hydroquinone and 0.20 g of tin chloride (SnCl4, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) at room temperature, and then the gas phase portion was replaced with nitrogen gas, and the gauge pressure was changed. The pressure was 0.15 MPa. While stirring, 20.4 g of ethylene oxide (EO) was injected over 2 hours at a temperature of 50 ° C., and then aging was performed for 1.5 hours. As a result, polyethylene glycols (3) were obtained.
As a result of analyzing the obtained polyalkylene glycols (3), the polymerizable dimer content was 3.6% by mass. The amount of metal was 2243 ppm, Sn could be calculated from the charged amount. The hue (APHA) was 50.
Comparative Example 1
An autoclave was charged with 95.4 g of hydroxyethyl methacrylate, 0.42 g of benzoquinone, and 0.15 g of a double metal cyanide (DMC) catalyst at room temperature, the gas phase portion was replaced with nitrogen gas, and the system was depressurized. . While stirring, 49.1 g of ethylene oxide (EO) was added over 6.2 hours while maintaining the internal pressure at 0.1 MPa or less at a temperature of 100 ° C., but the reaction did not proceed and the feed of EO was interrupted. . The DMC catalyst was prepared on the basis of the examples of the open patent, Japanese Patent Laid-Open No. 8-104741.

実施例3 (HEMA−9EO)
モノマー溶液として、メタクリル酸(MAA)3.48g、実施例2で得られたポリアルキレングリコール類(2)(HEMA−9EO:ヒドロキシエチルメタクリレートのエチレンオキシド付加物、平均エチレンオキシド(EO)付加モル数9)を12.30g、30wt%水酸化ナトリウム水溶液0.28gを水に加えて合計64gに調整した。
開始剤溶液として、過硫酸アンモニウム(APS)0.1551gに水を加えて合計8gに調整した。連鎖移動剤溶液として、3−メルカプトフェニルプロピオン酸(MPA)0.3607gに水を加えて合計8gに調整した。
直径35mmの100mLガラス製反応容器にモノマー溶液を仕込み、マグネチックスターラーで攪拌しながら70℃に加温した。続いて反応容器中に開始剤溶液、連鎖移動剤溶液を同時に加えて重合反応を開始させ、2時間70℃に保って重合反応を完結させた。
実施例4 (HEMA−9EO)
連鎖移動剤(MPA)量を0.1202gにした以外は、実施例3と同様にして重合した。
Example 3 (HEMA-9EO)
As a monomer solution, 3.48 g of methacrylic acid (MAA), polyalkylene glycols (2) obtained in Example 2 (HEMA-9EO: ethylene oxide adduct of hydroxyethyl methacrylate, average ethylene oxide (EO) addition mole number 9) Was added to water to adjust the total amount to 64 g.
As an initiator solution, water was added to 0.1551 g of ammonium persulfate (APS) to adjust the total to 8 g. As a chain transfer agent solution, water was added to 0.3607 g of 3-mercaptophenylpropionic acid (MPA) to adjust the total to 8 g.
The monomer solution was charged into a 100 mL glass reaction vessel having a diameter of 35 mm and heated to 70 ° C. while stirring with a magnetic stirrer. Subsequently, an initiator solution and a chain transfer agent solution were simultaneously added to the reaction vessel to start the polymerization reaction, and the polymerization reaction was completed by maintaining at 70 ° C. for 2 hours.
Example 4 (HEMA-9EO)
Polymerization was conducted in the same manner as in Example 3 except that the amount of chain transfer agent (MPA) was changed to 0.1202 g.

比較例2
ポリアルキレングリコール類(2)の代わりに、参考例1で得られたポリアルキレングリコール類(3)を用いた以外は、実施例3と同じようにして重合した。重合性二量体含有量が多いので、表1に示す通り、Mwが極端に大きくなった。
比較例3
連鎖移動剤量を増やして重合した以外は、比較例2と同じようにして重合した。その結果、共重合体のMwは実施例3とほぼ同じものが得られた。
比較例4
連鎖移動剤量を減らして重合した以外は、比較例2と同じようにして重合した。その結果、重合中にゲル化した。これらの結果を表1に示した。
Comparative Example 2
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 3, except that the polyalkylene glycol (3) obtained in Reference Example 1 was used instead of the polyalkylene glycol (2). Since the content of the polymerizable dimer was large, Mw was extremely increased as shown in Table 1.
Comparative Example 3
Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 2 except that the polymerization was carried out by increasing the amount of chain transfer agent. As a result, the copolymer Mw was almost the same as in Example 3.
Comparative Example 4
Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 2 except that the polymerization was carried out with a reduced amount of chain transfer agent. As a result, gelation occurred during the polymerization. These results are shown in Table 1.

Figure 2007092051
Figure 2007092051

表1については以下に説明する。表1中、MPAとは、上記連鎖移動剤であり、表1に記載される数値は、重合時に使用した量(g)である。Mwとは、重量平均分子量であり、Mnとは、数平均分子量である。 Table 1 will be described below. In Table 1, MPA is the said chain transfer agent, and the numerical value described in Table 1 is the quantity (g) used at the time of superposition | polymerization. Mw is a weight average molecular weight, and Mn is a number average molecular weight.

実施例5 モルタル試験結果
<モルタル配合>
モルタル配合は、C/S/W=550/1350/220(g)とした。
ただし、上記式中のC、S、及び、Wとは、下記のものを意味する。
C:普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)
S:ISO標準砂
W:重合体、消泡剤のイオン交換水溶液
<モルタル実験環境>
実験環境は20℃プラスマイナス1℃、湿度60%プラスマイナス10%とした。
<モルタル混練手順>
実施例3で得られたポリマーの10%水溶液10.18gをとり、消泡剤MA−404(ポゾリス物産製)を有姿でポリマー分に対して10wt%加え、更にイオン交換水を加えて220gとし、充分に均一溶解させた。
モルタル混練手順、フロー値測定手順はJIS R5201(1997)に準拠した。ミキサーにはステンレス製ヒーター(攪拌羽根)を取り付けたHOBART社製N−50ミキサーを使用した。
<モルタル空気量測定手順>
モルタルを500mLパイレックス(登録商標)製メスシリンダーに約200mL詰め、径8mmの丸棒で突いた後、容器に振動を加え、粗い気泡を抜いた。さらにモルタルを約200mL加えて同様に気泡を抜いた後、重量を測り、重量と各材料の密度から空気量を計算した。
<共重合体の分子量及び分子量測定条件>
装置:Waters Alliance(2605)
解析ソフト:Waters社製 Empowerプロフェッショナル+GPCオプション
カラム:TSKgel ガードカラム(内径6.0×40mm)+G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL(各内径7.8×300mm)
検出器: 示差屈折率計(RI)検出器(Waters 2414)、多波長可視紫外(PDA)検出器(Waters 2996)
溶離液:アセトニトリル/50mM酢酸ナトリウムイオン交換水溶液=40/60(vol%)の混合物に酢酸を加えてpH6.0に調整したもの
流速:1.0ml/分
カラム・測定温度:40℃
測定時間:45分
試料液注入量: 100μl(試料濃度0.5wt%の溶離液溶液)
GPC標準サンプル: 東ソー(株)製ポリエチレングリコール Mp=272500、219300、107000、50000、24000、11840、6450、4250、1470の9点を使用
検量線:上記ポリエチレングリコールのMp値を用いて3次式で作成
解析法:得られたRIクロマトグラムにおいて、ポリマーを溶出直前・溶出直後のベースラインにおいて平らに安定している部分を直線で結び、ポリマーを検出・解析した。ただしモノマーピークがポリマーピークに重なって測定された場合、モノマーとポリマーの重なり部分の最凹部において垂直分割してポリマー部とモノマー部を分離し、ポリマー部のみの分子・分子量分布を測定した。また複数種類のモノマーピークが検出された場合は、最も大きい分子量のモノマーピークが除外されるように、モノマーとポリマーのピークを分割した。ダイマー以上のオリゴマーが検出された場合はポリマー部に含めた。
Example 5 Mortar Test Results <Mortar Formulation>
The mortar formulation was C / S / W = 550/1350/220 (g).
However, C, S, and W in the above formula mean the following.
C: Ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement)
S: ISO standard sand W: polymer, defoaming ion exchange aqueous solution <mortar experimental environment>
The experimental environment was 20 ° C. plus / minus 1 ° C., humidity 60% plus / minus 10%.
<Mortar kneading procedure>
Take 10.18 g of the 10% aqueous solution of the polymer obtained in Example 3, add 10 wt% of the antifoaming agent MA-404 (Pozoris product) to the polymer, and add 220 g of ion-exchanged water. And sufficiently homogeneously dissolved.
The mortar kneading procedure and flow value measurement procedure were based on JIS R5201 (1997). The mixer used was an N-50 mixer manufactured by HOBART equipped with a stainless steel heater (stirring blade).
<Mortar air volume measurement procedure>
About 200 mL of mortar was packed in a 500 mL Pyrex (registered trademark) measuring cylinder and pierced with a round bar having a diameter of 8 mm, and the container was vibrated to remove coarse bubbles. Further, about 200 mL of mortar was added to remove bubbles in the same manner, the weight was measured, and the amount of air was calculated from the weight and the density of each material.
<Molecular weight and molecular weight measurement conditions of copolymer>
Device: Waters Alliance (2605)
Analysis software: Waters Empower Professional + GPC option column: TSKgel guard column (inner diameter 6.0 × 40 mm) + G4000SWXL + G3000SWXL + G2000SWXL (each inner diameter 7.8 × 300 mm)
Detector: differential refractometer (RI) detector (Waters 2414), multi-wavelength visible ultraviolet (PDA) detector (Waters 2996)
Eluent: A mixture of acetonitrile / 50 mM sodium acetate ion exchange aqueous solution = 40/60 (vol%) adjusted to pH 6.0 by adding acetic acid Flow rate: 1.0 ml / min Column / Measurement temperature: 40 ° C.
Measurement time: 45 minutes Sample solution injection amount: 100 μl (eluent solution with sample concentration of 0.5 wt%)
GPC standard sample: Polyethylene glycol manufactured by Tosoh Corporation Mp = 272500, 219300, 107000, 50000, 24000, 11840, 6450, 4250, 1470 Calibration curve: cubic equation using Mp value of polyethylene glycol Analysis method: In the obtained RI chromatogram, the polymer was detected / analyzed by connecting the portions where the polymer was flat and stable in the baseline immediately before and after elution, with a straight line. However, when the monomer peak was measured to overlap the polymer peak, the polymer part and the monomer part were separated by vertical division at the most concave part of the overlapping part of the monomer and the polymer, and the molecular / molecular weight distribution of only the polymer part was measured. In addition, when a plurality of types of monomer peaks were detected, the monomer and polymer peaks were divided so that the monomer peak having the largest molecular weight was excluded. When oligomers higher than dimer were detected, they were included in the polymer part.

比較例5 モルタル試験
比較例2の比較共重合体を用いてモルタル試験を行った。
比較例6
比較例3の比較共重合体を用いてモルタル試験を行った。これらの結果を表2に示す。
Comparative Example 5 Mortar Test Using the comparative copolymer of Comparative Example 2, a mortar test was conducted.
Comparative Example 6
A mortar test was conducted using the comparative copolymer of Comparative Example 3. These results are shown in Table 2.

Figure 2007092051
Figure 2007092051

表2については以下に説明する。表2中、「添加量/wt%対C」とは、上記普通ポルトランドセメントに対する重合体の質量比(%)である。0打フロー値とはフローコーンを垂直に上げた時にフローテーブルに広がったモルタルの長径とそれに90℃対した直径の平均値であり、15打フロー値とは、0打フロー値を測定した後、フローテーブルを上下に15回振動させた後に広がったモルタルの直径とそれに90℃対した直径の平均値である。 Table 2 will be described below. In Table 2, “added amount / wt% vs. C” is the mass ratio (%) of the polymer to the normal Portland cement. The zero stroke flow value is an average value of the major axis of the mortar that spreads on the flow table when the flow cone is raised vertically and the diameter relative to 90 ° C., and the 15 stroke flow value is obtained after measuring the zero stroke flow value The average value of the diameter of the mortar that spreads after the flow table was vibrated up and down 15 times and the diameter relative to 90 ° C.

実施例6
実施例1にて得られたポリアルキレングリコール類に重合禁止剤としてメトキノンを750ppm含むようにメトキノンを加えることでポリアルキレングリコール類(4)を調製した。得られたポリアルキレングリコール類(4)5.0gを温度計を設置したガラス製試験管にいれ、重合開始剤としてのV−50(和光社製、顆粒品)を1.5質量%含む水1.0gを加えて、窒素バブリングした後、55℃のオイルバスにて重合を行った。13分で温度が最高値82.3℃を示し、重合が進行したことがわかった。得られたポリマーは無色透明の固体であった。
Example 6
Polyalkylene glycols (4) were prepared by adding methoquinone so as to contain 750 ppm of methoquinone as a polymerization inhibitor to the polyalkylene glycols obtained in Example 1. Water containing 1.5% by mass of V-50 (manufactured by Wako Co., Ltd., granule) as a polymerization initiator was charged with 5.0 g of the obtained polyalkylene glycol (4) in a glass test tube provided with a thermometer. 1.0 g was added and nitrogen bubbling was performed, followed by polymerization in an oil bath at 55 ° C. In 13 minutes, the temperature showed a maximum value of 82.3 ° C., indicating that the polymerization had proceeded. The obtained polymer was a colorless and transparent solid.

実施例5の本発明共重合体のフロー値は、比較例5及び6の比較共重合体に比べてフロー値が大きくなっており、本発明の共重合体の方がセメント分散剤として分散性能に優れることがわかる。 The flow value of the copolymer of the present invention of Example 5 is larger than that of the comparative copolymers of Comparative Examples 5 and 6, and the copolymer of the present invention has a dispersion performance as a cement dispersant. It turns out that it is excellent.

実施例3で得られた重合体の分子量分布を表した図である。FIG. 4 is a diagram showing the molecular weight distribution of the polymer obtained in Example 3.

Claims (8)

下記特性(1)及び/又は(2);
(1)重合性二量体含有量が0.001〜10重量%であること
(2)金属含有量が50ppm以下であること
を満たすこと特徴とする重合性ポリアルキレングリコール類。
The following characteristics (1) and / or (2);
(1) Polymerizable polyalkylene glycols satisfying that the polymerizable dimer content is 0.001 to 10% by weight and (2) the metal content is 50 ppm or less.
前記重合性二量体含有量は、0.001〜3.5重量%である
ことを特徴とする請求項1に記載の重合性ポリアルキレングリコール類。
The polymerizable polyalkylene glycol according to claim 1, wherein the content of the polymerizable dimer is 0.001 to 3.5% by weight.
前記重合性ポリアルキレングリコール類は、前記特性(1)及び(2)を満たし、
前記重合性二量体含有量は、0.001〜3.5重量%である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の重合性ポリアルキレングリコール類。
The polymerizable polyalkylene glycols satisfy the characteristics (1) and (2),
The polymerizable polyalkylene glycol according to claim 1 or 2, wherein the polymerizable dimer content is 0.001 to 3.5 wt%.
前記重合性ポリアルキレングリコール類は、
色相(APHA値)が1〜40のものである
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の重合性ポリアルキレングリコール類。
The polymerizable polyalkylene glycols are
The polymerizable polyalkylene glycol according to any one of claims 1 to 3, wherein the hue (APHA value) is 1 to 40.
前記重合性ポリアルキレングリコール類は、不飽和開始剤にアルキレンオキシドを反応させて得られるものであり、
重合性ポリアルキレングリコール類100質量%中、不飽和開始剤1モルに対するアルキレンオキシドの付加モル数が15モル以上20モル以下であるものを2質量%以上含む
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の重合性ポリアルキレングリコール類。
The polymerizable polyalkylene glycols are obtained by reacting an alkylene oxide with an unsaturated initiator,
The polymer polyalkylene glycols contain 100% by mass of 2% by mass or more of an alkylene oxide added in an amount of 15 to 20 mol per mol of the unsaturated initiator. The polymerizable polyalkylene glycol according to any one of the above.
不飽和開始剤にアルキレンオキシドを反応させてポリアルキレングリコール類を製造する方法であって、
該製造方法は、結晶性金属酸化物、及び、アルミニウムの5配位構造を有するアルミニウム化合物からなる群より選択される少なくとも1つの固体酸触媒を用いる
ことを特徴とするポリアルキレングリコール類の製造方法。
A process for producing polyalkylene glycols by reacting an unsaturated initiator with an alkylene oxide,
The production method uses at least one solid acid catalyst selected from the group consisting of a crystalline metal oxide and an aluminum compound having a five-coordinate structure of aluminum. .
請求項1〜5のいずれかに記載の重合性ポリアルキレングリコール類を必須とする単量体成分を重合して得られる
ことを特徴とするポリアルキレングリコール系重合体。
A polyalkylene glycol polymer obtained by polymerizing a monomer component essentially comprising the polymerizable polyalkylene glycol according to any one of claims 1 to 5.
請求項7に記載のポリアルキレングリコール系重合体を、分散剤、セメント混和剤、ウレタン樹脂、又は、光学材料の用途に使用することを特徴とするポリアルキレングリコール系重合体の使用方法。 A method for using a polyalkylene glycol polymer, wherein the polyalkylene glycol polymer according to claim 7 is used for a dispersant, a cement admixture, a urethane resin, or an optical material.
JP2006236479A 2005-08-31 2006-08-31 Polyalkylene glycol Pending JP2007092051A (en)

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