JP2701294B2 - アルケニルエーテル−無水マレイン酸共重合体 - Google Patents

アルケニルエーテル−無水マレイン酸共重合体

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリオキシアルキレングリコールモノアルケ
ニルエーテルと無水マレイン酸との新規な共重合体に関
する。
〔従来の技術〕
ポリオキシアルキレングリコールモノアリルエーテル
とマレイン酸系単量体との共重合体は、特開昭59−1763
12号公報等に開示され、スケール防止剤、キレート剤、
分散剤などとして使用される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記の公報に開示された共重合体は、ポリオキシアル
キレングリコールモノアリルエーテルとマレイン酸また
は無水マレイン酸とを水溶液中で共重合させて得られる
もので、その実施例によると数平均分子量は950〜1250
と低い。
本発明は特定のポリオキシアルキレングリコールモノ
アルケニルエーテル(以下、単にアルケニルエーテルと
いう)と無水マレイン酸との共重合体を目的とするもの
で、比較的高分子量の共重合体が得られる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、一般式(I)で示されるアルケニルエーテ
ルと無水マレイン酸との共重合体で、必要によりさらに
他の単量体との共重合体であり、アルケニルエーテルと
無水マレイン酸と他の単量体とのモル比が5〜60:40〜7
0:0〜40である共重合体である。
R1O(AO)nR2 ……(I) (ただし、AOは炭素数3〜18のオキシアルキレン基の1
種または2種以上の混合物で、2種以上のときはブロッ
ク状に付加していてもランダム状に付加していてもよ
く、R1は炭素数4〜5のアルケニル基、R2は炭素数4〜
24の飽和炭化水素基、フェニルアルキル基、アルキルフ
ェニル基、スチレン化フェニル基または飽和アシル基、
nはオキシアルキレン基の平均付加モル数で1〜1000で
ある。) この場合、アルケニルエーテルと他の単量体の合計モ
ル数と無水マレイン酸のモル数との比は、30〜60:70〜4
0である。
一般式(I)において、R1で示される炭素数4〜5の
アルケニル基としては、メタリル基、1,1−ジメチル−
2−プロペニル基、3−メチル−3−ブテニル基等があ
る。
AOで示される炭素数3〜18のオキシアルキレン基とし
ては、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシ
テトラメチレン基、オキシスチレン基、オキシドデシレ
ン基、オキシテトラデシレン基、オキシヘキサデシレン
基、オキシオクタデシレン基などがある。
R2で示される炭素数4〜24の飽和炭化水素基としては
ブチル基、イソブチル基、第三ブチル基、アミル基、イ
ソアミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2−エチルヘキ
シル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル
基、ドデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、
ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、オクタデシル
基、イソオクタデシル基、オクチルドデシル基、ドコシ
ル基、デシルテトラデシル基などがあり、フェニルアル
キル基としてはベンジル基があり、アルキルフェニル基
としてはクレジル基、ブチルフエニル基、ジブチルフエ
ニル基、オクチルフエニル基、ノニルフエニル基、ドデ
シルフエニル基、ジオクチルフエニル基、ジノニルフエ
ニル基などがあり、また飽和アシル基としては、酪酸、
イソ酪酸、カプロン酸、カプリル酸、2−エチルヘキサ
ン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリス
チン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、マーガリン
酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、アラキン酸、ベ
ヘン酸などに由来する飽和アシル基がある。
R2が飽和炭化水素基、フェニルアルキル基、アルキル
フェニル基、スチレン化フェニル基または飽和アシル基
に限定されるのは、芳香環以外の炭素−炭素二重結合、
特に末端に二重結合をもつ場合、架橋反応が起こり好ま
しくないからである。
本発明で用いる一般式(I)のアルケニルエーテルは
種々の方法で製造することができるが、そのいくつかを
つぎに示す。
(a) 炭素数4〜5のアルケニルアルコールに炭素数
3〜18のアルキレンオキシドを付加反応させる。つぎに
R2を飽和炭化水素基、フェニルアルキル基、アルキルフ
ェニル基、スチレン化フェニル基または飽和アシル基と
するハロゲン化アルキル、カルボン酸、カルボン酸ハラ
イド等を反応させる。
(b) R2を飽和炭化水素基、フェニルアルキル基、ア
ルキルフェニル基、スチレン化フェニル基または飽和ア
シル基とするアルコール、フエノールまたはカルボン酸
に炭素数3〜18のアルキレンオキシドを付加反応させ、
ついで炭素数4〜5のハロゲン化アルケニルを反応させ
る。
他の単量体は一般式(I)のアルケニルエーテルおよ
び無水マレイン酸と共重合しうるビニル型単量体であ
り、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン
酸、マレイン酸、これらの一価または二価の金属塩、ア
ンモニウム塩、有機アミン塩、炭素数1〜24のアルコー
ルとのエステル、さらにはスチレン、メチルスチレンな
どの芳香族ビニル化合物、塩化ビニル、塩化ビニリデン
などのハロゲン化ビニル化合物、イソブチレン、ジイソ
ブチレンなどのオレフイン類、酢酸ビニル、アクリロニ
トリル、アクリルアミドなどがある。
本発明の共重合体は、一般式(I)のアルケニルエー
テルと無水マレイン酸とを、必要により他の単量体を加
え、重合開始剤の存在下に塊状重合、溶液重合などの方
法により、共重合させて得られる。
重合開始剤としては、ベンゾイルペルオキシド、ラウ
ロイルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシドなど
の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリルなどのア
ゾ化合物等がある。
溶液重合に用いる溶媒としては、ベンゼン、トルエ
ン、キシレンなどの芳香族炭化水素、n−ヘキサン、シ
クロヘキサンなどの脂肪族炭化水素、アセトン、メチル
エチルケトンなどのケトン、ジメチルエーテル、ジエチ
ルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエ
ーテル、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭
化水素等がある。
本発明の共重合体の重量平均分子量は限定されない
が、500以上、とくに1000以上である。
本発明の共重合体は、一般式(I)のアルケニルエー
テルの選定、重合反応における溶剤の選定などにより、
液状、ゲル状または固体状のものになり得る。
〔発明の効果〕
本発明は、一般式(I)のアルケニルエーテルと無水
マレイン酸を必須成分としたことにより、比較的高分子
量で、液状、ゲル状、固体状のいかなる性状のものでも
自由に得ることができる。このため、今までスケール防
止剤等のごく限られた利用範囲しかなかつたアルケニル
エーテル−マレイン酸共重合体を反応性被覆材等へ利用
することが可能である。
〔実施例〕
以下にアルケニルエーテルの製造例、実施例および比
較例により説明する。
製造例1 加圧反応器に3−メチル−3−ブテニルアルコール86
gと水酸化カリウム5.6gをとり、窒素ガス雰囲気下、100
〜110℃、圧力0.5〜3Kg/cm2(ゲージ圧)でプロピレン
オキシド2870gを徐々に圧入しながら付加反応を行なつ
た。反応終了後、水酸化カリウムを塩酸で中和し、副生
した塩を過によつて除いた。
得られた生成物3248gに金属ナトリウム21gを徐々に加
えたのち、110〜120℃でドデシルクロリド186gを加えて
4時間反応を行なつたところ、反応混合物のアルカリ度
が減少してほぼ一定の値になつたので塩酸で中和し、副
生した塩を除いてアルケニルエーテルを得た。
製造例2 加圧反応器にn−オクタデカノール270gとナトリウム
メチラート1.4gをとり、窒化ガス雰囲気下、105〜110
℃、0.5〜4Kg/cm2(ゲージ圧)でプロピレンオキシド41
0gを付加反応させた。反応終了後、ナトリウムメチラー
ト68gを加えて115〜125℃、10〜30mmHgで5時間処理し
た。つぎに0.5Kg/cm2(ゲージ圧)に窒素ガスで加圧し
たのち、115〜125℃でメタリルクロリド120gを徐々に加
えて反応を行なつたところ、4時間で反応混合物のアル
カリ度が減少してほぼ一定の値になつたので塩酸で中和
し、副生した塩を別してアルケニルエーテルを得た。
製造例3 加圧反応器にn−ブタノール74g、三フツ化ホウ素−
エーテル錯体5gおよびテトラヒドロフラン756gをとり、
窒素ガス雰囲気下、45〜55℃、圧力0.5〜3Kg/cm2(ゲー
ジ圧)でプロピレンオキシド609gを徐々に圧入して付加
反応を行なつた。反応終了後触媒の三フツ化ホウ素を炭
酸ナトリウムで中和し、副生した塩を過によつて除い
た。得られた生成物1300gに水酸化ナトリウム80gを加
え、115〜125℃、10〜30mmHgで4時間処理した。つぎに
0.5Kg/cm2(ゲージ圧)に窒素ガスで加圧したのち、115
〜125℃でメタリルクロリド120gを徐々に加えて反応を
行なつたところ、4時間で反応混合物のアルカリ度が減
少してほぼ一定の値になつたので、塩酸で中和し、副生
した塩を別してアルケニルエーテルを得た。
製造例1〜3で得たアルケニルエーテルの構造と分析
結果を表1に示す。
実施例1 製造例2のアルケニルエーテル 730g(1モル) 無水マレイン酸 98g(1モル) ベンゾイルペルオキシド 8.3g (単量体の1重量%) トルエン 4140g (単量体の5倍重量) 上記の成分を冷却管、窒素ガス吹き込み管、温度計お
よび撹拌装置を備えた四つ口フラスコにとり、窒素ガス
雰囲気下、80℃に昇温して共重合反応をおこなつた。混
合液は昇温後約5分で粘稠となつた。80℃で3時間撹拌
を続けたのち、トルエンを減圧下に100℃で留去して790
gの共重合体を得た。
得られた共重合体は粘着性液体であつた。
元素分析値 C:68.05% (計算値68.08%) H:10.66% (計算値10.70%) ケン化価 132.2 重量平均分子量(ゲルパーミユエーシヨンクロマトグ
ラフイー) 78,000 共重合体の赤外線吸収スペクトルを図1に示す。
比較例1 CH2=CHCH2(OC2H49OH 454g(1モル) マレイン酸 116g(1モル) ベンゾイルペルオキシド 6g (単量体の1重量%) トルエン 570g (単量体と同重量) 上記の成分を、冷却管、窒素ガス吹き込み管、温度計
および撹拌装置をつけた四つ口フラスコにとり、窒素ガ
ス雰囲気下、80℃に昇温して4時間共重合反応をおこな
つた。ついでトルエンを減圧下に100℃で留去して525g
の共重合体を得た。
得られた共重合体は粘性液体であつた。
元素分析値 C:52.57% (計算値52.62%) H:8.13% (計算値8.12%) ケン化価 198.4 動粘度(100℃) 35.7cst 重量平均分子量(ゲルパーミユエーシヨンクロマトグ
ラフイー) 1800 実施例1と比較例1から、本発明のアルケニルエーテ
ル−無水マレイン酸共重合体はアルケニルエーテル−マ
レイン酸共重合体よりも分子量が大きいことがわかる。
実施例2〜6 実施例1と同様の方法で、表2の単量体と重合条件に
より表3に示す本発明の共重合体を得た。なお、溶媒の
使用量は実施例2は単量体の合計量と同じ重量、実施例
6は単量体の合計量の3倍重量であり、他の実施例は溶
媒を使用しなかつた。
また、重合開始剤の使用量は単量体の合計量に対する
重量%で表わした。実施例2および6は最初に重合開始
剤の半量を加えて所定の温度で2時間反応を行つたの
ち、室温に冷却して重合開始剤の残りの半量を加えたの
ち所定の温度でさらに3時間反応を続けた。他の実施例
は実施例1と同様に最初から重合開始剤の全量を添加し
た。
比較例2 CH2=C(CH3)CH2O(C3H6O)7H 237g(0.5モル) イオン交換水 72g 上記の成分を、温度計、攪拌器、滴下ロート、窒素吹
き込み管および還流冷却器をつけた4つ口フラスコにと
り、窒素ガス雰囲気下で攪拌し、90℃に昇温した。その
後無水マレイン酸49g(0.5モル)と過硫酸アンモニウム
7.3g(0.332モル)をイオン交換水165gに溶解した水溶
液を2時間で滴下した。全量滴下終了後、さらに7.3gの
20%過硫酸アンモニウム水溶液を20分間で滴下した。つ
いで濃度を90℃に保持し、さらに2時間攪拌を続け、共
重合反応を行った。
次に得られた重合反応物全量を分液ロートに取り、飽
和食塩水300gを加えて攪拌した後、クロロホルム500gを
用いて3回抽出を行った。
ついで、得られたクロロホルム抽出物をロータリーエ
バボレーターを用いて50℃、減圧下でクロロホルムを留
去し、析出した少量の塩を濾過により除去して、261gの
共重合体を得た。得られた共重合体は透明液体であっ
た。
元素分析値 C:59.82% (計算値60.40%) H: 9.14% (計算値 9.09%) ケン化価 183.6 (計算値194.8) 動粘度(100℃) 30.6cst 重量平均分子量(ゲルパーミユエーシヨンクロマトグラ フイー) 1,620 比較例3 製造例1のアルケニルエーテル 365g (0.5モル) マレイン酸 58g (0.5モル) ペンゾイルペルオキシド 4.2g(単量体の1重量%) トルエン 423g (単量体と同重量) 上記の成分を、冷却管、窒素ガス吹き込み管、湿度計
および攪拌装置をつけた4つ口フラスコにとり、窒素ガ
ス雰囲気下、80℃に昇温して4時間共重合反応をおこな
った。
ついで、トルエンを約10mmHgの減圧下に110℃で留去
して、394gの共重合体を得た。得られた共重合体は透明
液体であった。
元素分析値 C: 66.58%(計算値66.63%) H: 10.56%(計算値10.71%) ケン化価 133.0(計算値132.6) 動粘度(100℃) 38.4cst 重量平均分子量(ゲルパーミユエーシヨンクロマトグラ フイー) 2,030 比較例4 CH2=C(CH3)CH2O(C3H6O)7H 142.2g (0.3モル) マレイン酸 34.8g (0.3モル) ペンゾイルペルオキシド 1.8g(単量体の1重量%) トルエン 177g (単量体と同重量) 上記の成分を、冷却管、窒素ガス吹き込み管、温度計
および攪拌装置をつけた4つ口フラスコにとり、窒素ガ
ス雰囲気下、80℃に昇湿して共重合反応をおこなった。
ついで、トルエンを約10mmHgの減圧下に110℃で留去
して、147gの共重合体を得た。得られた共重合体は透明
液体であった。
共重合体の分析値 元素分析値 C: 58.5% (計算値58.57%) H: 9.17%(計算値 9.15%) ケン化価 189.5(計算値190.2) 動粘度(100℃) 26.6 重量平均分子量(ゲルパーミユエーシヨンクロマトグラ フイー) 1,480 表3の結果から、本発明のアルケニルエーテル−無水
マレイン酸共重合体は、液体、ゲル、固体のいかなる性
状のものにもなり得ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
図1は実施例1で得られたアルケニルエーテル−無水マ
レイン酸共重合体の赤外線吸収スペクトル図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 155/00 C09D 155/00 (C08F 222/06 216:14)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(I)で示されるアルケニルエーテ
    ルと無水マレイン酸との共重合体で、必要によりさらに
    他の単量体との共重合体であり、アルケニルエーテルと
    無水マレイン酸と他の単量体とのモル比が5〜60:40〜7
    0:0〜40である共重合体。 R1O(AO)nR2 (I) (ただし、AOは炭素数3〜18のオキシアルキレン基の1
    種または2種以上の混合物で、2種以上のときはブロッ
    ク状に付加していてもランダム状に付加していてもよ
    く、R1は炭素数4〜5のアルケニル基、R2は炭素数4〜
    24の飽和炭化水素基、フェニルアルキル基、アルキルフ
    ェニル基、スチレン化フェニル基または飽和アシル基、
    nはオキシアルキレン基の平均付加モル数で1〜1000で
    ある。)
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