JP2908693B2 - 環状ホルマールの変質防止方法 - Google Patents

環状ホルマールの変質防止方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は環状ホルマール、特に重
合又は共重合用環状ホルマールの変質防止方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】1,3 −
ジオキソラン等で代表される、環を構成する基として連
結炭素原子を有する環状ホルマールは、重合用又は共重
合用原料モノマー又はコモノマーとして有用な物質であ
り、特にトリオキサンやホルムアルデヒドと共重合して
得られるポリアセタール樹脂はエンジニアリング樹脂と
して各種の機械、機器部品等の用途に使用される材料と
して極めて有用である。しかし、環状ホルマールは不安
定で、その調製後(又は精製後)に変質し易く、貯蔵中
或いは輸送中に過酸化物の生成、或いはホルムアルデヒ
ドやギ酸等の分解物を生成し易く、又これらによって2
次的にオリゴマーを生成し、これをポリアセタール樹脂
の原料(コ)モノマーとして重合又は共重合に供した場
合にこれらが重合反応や共重合反応に少なからず悪影響
をもたらし、(共)重合体の品質にも影響することが認
められ、貯蔵や輸送等における経時的変質を防止するこ
とが望まれていた。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる観点か
ら、環状ホルマールの貯蔵中等における経時変化を防止
し、その(共)重合性、又は生成(共)重合体の品質に
悪影響のない、環状ホルマールの変質防止方法につき検
討した結果、環状ホルマールの調製又は精製後、特定の
立体障害性フェノールを特定量添加存在させることによ
ってその経時的変質を防止し、長時間の貯蔵等を経過し
ても重合性等に対する支障がなく、むしろ調製又は精製
直後の環状ホルマールよりも更に(共)重合反応性、重
合体品質が好転することを見出し本発明に至ったもので
ある。即ち本発明は、環を構成する基として、少なくと
も一つの-O-CH2-O- 及び少なくとも一つの-(CH2)n-(n
は2〜4)を有する環状ホルマールに、分子量 350以上
の少なくとも一種の立体障害性フェノールを、環状ホル
マールを基準として0.5 〜10重量%添加することを特徴
とする重合用環状ホルマールの変質防止方法、並びに上
記立体障害性フェノールを添加して変質防止された環状
ホルマールをトリオキサンと共に共重合することを特徴
とするポリアセタール共重合体の製造法である。
【0004】本発明の対象とする環状ホルマールとは、
重合用モノマー又は共重合用コモノマーとしての使用を
目的とするもので、その分子構造上、少なくとも1つの
-OCH2O- 基と、少なくとも1つの炭素間連結結合を有す
る基、即ち-(CH2)n-(但し、n=2〜4)を有する基に
よって環を構成した環状化合物であって、環を構成する
炭素原子に結合した水素原子は他の基、例えばアルキル
基、アリル基、水酸基、アルコキシル基等で置換されて
いてもよい。その例をあげると、1,3 −ジオキソラン、
1,3 −ジオキサン、1,3,5 −トリオキセパン、1,4 −ブ
タンジオールホルマール、1,4 −ブタンジオールジホル
マール、ジエチレングリコールホルマール、4−メチル
−1,3 −ジオキソラン、1,3 −プロパンジオールホルマ
ール、ジプロピレングリコールホルマール等が挙げられ
る。かかる環状化合物はトリオキサン等の環状アセター
ルに比べて、特に過酸化物が生成し易く、一旦生成した
過酸化物は連鎖的に増加する傾向があり、(共)重合用
モノマーとして切実な問題となる。
【0005】本発明において、上記環状ホルマールの変
質防止の目的で、添加される立体障害性フェノールとは
分子量が 350以上であることが好ましく、特に好ましく
は分子量 550以上である。一般に環状ホルマールの変質
又は分解防止のためには、一般のフェノール化合物、ア
ミン類、有機燐化合物にても変質防止効果を有し、環状
ホルマールが溶剤等を用途とする場合にはその目的を満
足するが、本発明の如く環状ホルマールが重合用又は共
重合用モノマーとして用いられる場合には、これらの添
加剤を含有すると重合性を阻害するため用いることが出
来ず、例えばアミン類や燐化合物は重合反応を停止又は
著しく遅延する作用を有し本発明の目的には不適当であ
る。立体障害性フェノールは重合用環状ホルマールの変
質防止に対し比較的良好な安定剤であるが、フェノール
系化合物でも、例えば 2,6−ジ−t−ブチル−4−メト
キシフェノールや2,2'−メチレンビス(4−メチル−6
−t−ブチルフェノール)の如き、低分子量のフェノー
ル性化合物では、前記アミン化合物に比し重合性を阻害
する程度は少ないが、それでも重合性に問題があり、
又、特にこれらを含有した環状ホルマールは重合後の後
処理においてポリマーの着色、変色等の原因となり好ま
しくないことが判明した。本発明者らはかかる観点か
ら、環状ホルマール、特に重合又は共重合用モノマーと
して環状ホルマールの貯蔵中等における変質を防止し、
しかも重合性を阻害せず、又、生成重合体の品質にも悪
影響のない安定剤について検討した結果、前述の如き分
子量 350以上、特に好ましくは 550以上の立体障害性フ
ェノールが好適であり、これらの特定立体障害性フェノ
ールは、環状ホルマールの保存等における変質防止効果
に優れ、又、その重合性、重合体の品質(変色性、重合
度等)をも何等阻害しないのみならず、むしろ重合、又
は共重合反応時に生成するポリマーの分解を抑え高重合
度のポリマーを高収率で得る効果を有することを見出し
たのである。
【0006】かかる立体障害性フェノールとしては例え
ば、ペンタエリスリトール−テトラキス〔3−(3,5 −
ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネ
ート〕、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t
−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロ
ピオネート〕、1,6 −ヘキサンジオール−ビス〔3−
(3,5 −ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プ
ロピオネート〕、2,2 −チオ−ジエチレンビス〔3−
(3,5 −ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プ
ロピオネート〕、オクタデシル−3−(3,5 −ジ−t−
ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,
2 −チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノー
ル)、N,N'−ヘキサメチレンビス(3,5 −ジ−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、1,3,5 −
トリメチル−2,4,6 −トリス(3,5 −ジ−t−ブチル−
4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(3,5 −
ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシア
ヌレイト、3,9 −ビス{2−〔3−(3−t−ブチル−
4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオ
キシ〕−1,1 −ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオ
キサスピロ〔5,5 〕ウンデカン等が挙げられる。中でも
特に好ましい立体障害性フェノールは、ペンタエリスリ
トール−テトラキス〔3−(3,5 −ジ−t−ブチル−4
−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕(チバガイギ
ー製、イルガノックス1010)、トリエチレングリコール
−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒド
ロキシフェニル)プロピオネート〕(チバガイギー製、
イルガノックス245 )、又は3,9 −ビス{2−〔3−
(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニ
ル)プロピオニルオキシ〕−1,1 −ジメチルエチル}−
2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5 〕ウンデカン(旭
電化工業製、アデカスタブAO-80 )である。本発明にお
いて立体障害性フェノールの添加量の下限は変質防止効
果の観点から、実施例・比較例に示す如く環状ホルマー
ルに対し0.5 重量%以上であり、又、上限は重合反応性
に及ぼす影響や、経済性の点で10重量%、好ましくは7
重量%、特に好ましくは5重量%である。本発明の特定
の立体障害性フェノールは一般に重合後の重合体の後処
理工程、例えば触媒の中和、洗浄、溶融押出等の工程で
溶出、揮発することなく、均一に重合体中に残存し、分
散してその重合体の安定性にも副次的効果を有する物質
であるため、重合に支障がない限り重合体の安定性に充
分な程度の配合量を予め環状ホルマール中に添加させ、
その変質防止と同時に生成ポリマーの安定化を兼用する
ことも可能である。
【0007】尚、本発明の第一の目的は、前記の如く
(共)重合用環状ホルマールの経時的変質、即ち過酸化
物等の生成を防止して、その変質、分解物等の発生混入
による重合反応性、重合体への悪影響を防止するもので
あるから、その添加時期は環状ホルマールの調製・精製
直後に行うのが好ましいことは当然であり、少なくとも
可及的早期に添加するのが好ましい。かくすることによ
り、比較的高温でかなりの長時間経過しても、その重合
性が悪化することなく、(共)重合用モノマーとして極
めて好適であり、重合操作上極めて便利である。
【0008】
【実施例】以下に実施例を示すが、本発明はこれに限定
されるものではない。 実施例1〜、比較例1〜 表1に示した精製直後の環状ホルマール(参考例1〜
3)に、立体障害性フェノールとして、(a) ペンタエリ
スリトール−テトラキス〔3−(3,5 −ジ−t−ブチル
−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕(分子量
1178)、(b) トリエチレングリコール−ビス〔3−(3
−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロピオネート(分子量 587)又は(c)3,9−ビス{2−
〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチル
フェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1 −ジメチルエチ
ル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5 〕ウンデカ
ン(分子量 741)を添加溶解させ、40℃で2週間放置し
た後の環状ホルマールについて、過酸化物量、ホルムア
ルデヒド量及びギ酸量を測定した。結果を表1に示す。
又、比較のため、立体障害性フェノール類を含まない
または規定量に達しない上記環状ホルマール、或いは本
発明に属さないフェノール化合物として、(d)2,6−ジ−
t−ブチル−4−メトキシフェノール(分子量 236)、
(e)2,2' −メチレンビス−(4−メチル−6−t−ブチ
ル)フェノール(分子量 340)を添加した環状ホルマー
ルについて、前記実施例と同様に2週間放置した後、過
酸化物量等を測定した。結果を併せて表1に示す。尚、
フェノール置換体及び立体障害性フェノール類を含まな
い精製直後(放置前)の上記環状ホルマールについてそ
の過酸化物量等を参考例1〜3として示す。
【0009】実施例12、比較例11 熱媒を通すことのできるジャケットと攪拌羽根を有する
密閉オートクレーブ中に一定量のトリオキサンを入れ、
これに前記実施例及び比較例に示した放置後の環状ホル
マール、及び参考例で示した精製直後の環状ホルマール
を、トリオキサンに対して 9.30mol%添加攪拌し、ジャ
ケットに70℃の温水を通して内部温度を約70℃に保った
後、三フッ化ホウ素ブチルエーテラートのシクロヘキサ
ン溶液(全モノマー当たり三フッ化ホウ素として40ppm)
を加えて共重合を行った。次いで5分後にこのオートク
レーブにトリブチルアミンを 0.1重量%含む水を加えて
反応を停止し、内容物を取り出して20メッシュ以下に粉
砕し、アセトン洗浄後、乾燥した。得られた共重合物の
色調(変色)を観察し、又、重合収率を求め、メルトイ
ンデックス(190 ℃)を測定した。結果を表2に示す。
尚、メルトインデックス(MI)は、生成共重合体の重
合度に対応する指標で、MIが低い程重合度が高いこと
を意味する。(但し、測定時の分解を防ぐため、何れも
所定の安定剤を一定量添加混合して測定。)
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】
【発明の効果】以上の説明及び実施例にて明らかなごと
く、本発明の方法は環状ホルマールの変質防止に特に有
効であり、長時間保持することを可能ならしめるもので
ある。かかる環状ホルマールは長時間保存してもその
(共)重合反応性、及び生成(共)重合体の品質に何ら
悪影響がなく、むしろ重合反応を円滑に行い、優れた品
質の共重合体が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07D 317/12 C07D 319/06 C07D 321/06 C07D 323/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 環を構成する基として、少なくとも一つ
    の-O-CH2-O- 及び少なくとも一つの-(CH2)n-(nは2〜
    4)を有する環状ホルマールに、分子量 350以上の少な
    くとも一種の立体障害性フェノールを、環状ホルマール
    を基準として0.5 〜10重量%添加することを特徴とする
    重合用環状ホルマールの変質防止方法。
  2. 【請求項2】 環状ホルマールが、 1,3−ジオキソラ
    ン、1,3 −ジオキサン、1,4 −ブタンジオールホルマー
    ル、ジエチレングリコールホルマール及び1,3,5 −トリ
    オキセパンから選ばれた一種以上である請求項1記載の
    環状ホルマールの変質防止方法。
  3. 【請求項3】 環状ホルマールが、 1,3−ジオキソラン
    である請求項1記載の環状ホルマールの変質防止方法。
  4. 【請求項4】 立体障害性フェノールが、分子量550 以
    上のものである請求項1〜3の何れか1項記載の環状ホ
    ルマールの変質防止方法。
  5. 【請求項5】 立体障害性フェノールが、ペンタエリス
    リトール−テトラキス〔3−(3,5 −ジ−t−ブチル−
    4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリエチ
    レングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−5−メ
    チル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕又は
    3,9 −ビス{2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロ
    キシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,
    1 −ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ
    〔5,5 〕ウンデカンである請求項1〜4の何れか1項記
    載の環状ホルマールの変質防止方法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5の何れか1項記載の方法に
    より変質防止された環状ホルマールをトリオキサンと共
    に共重合することを特徴とするポリアセタール共重合体
    の製造法。
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