JP2930121B2 - アクリル酸エステルの低分子重合体 - Google Patents

アクリル酸エステルの低分子重合体

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JP2930121B2
JP2930121B2 JP2015151A JP1515190A JP2930121B2 JP 2930121 B2 JP2930121 B2 JP 2930121B2 JP 2015151 A JP2015151 A JP 2015151A JP 1515190 A JP1515190 A JP 1515190A JP 2930121 B2 JP2930121 B2 JP 2930121B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/12Esters of monohydric alcohols or phenols

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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、 a)C1〜C8−アルカノールの少くとも1つのアクリル酸
エステル80〜100重量%(モノマーI)、および b)他の共重合可能なモノマー0〜20重量%(モノマー
II)を、耐圧容器中で130〜140℃の温度でイソ−プロパ
ノール溶液中でラジカル的に重合する際に、溶剤70〜95
重量%を予め導入し、かつ重合バッチの残分を3〜7時
間で、一方が通常イソプロパノールの一部中に溶解され
ている重合開始剤を含有し、他方が1つ又は複数のモノ
マーを含有する別々の流入量で連続的に重合容器に供給
し、重合終了後に溶剤を真空中で留去し、その際全モノ
マー量に対する溶剤の重量分が5〜15重量%であり、全
モノマー量に対する重合開始剤の重量分が0.5〜3重量
%であり、かつ重合開始剤の半減期が重合温度の際に10
秒〜3時間であり、この場合重量平均分子量Mwは7500〜
30000であり、23℃での粘度は10〜60Pa.sであり、重量
平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Qは1.5〜3.0であ
り、500以下の分子量を有する分子の重量分Gは、重合
体に対して0.5%未満であることにより得ることができ
る、アクリル酸エステルの低分子重合体に関する。
更に、本発明はこの低分子共重合体の製造および可塑
剤としての使用に関する。
〔従来の技術〕
ラジカル重合の際に重合開始剤または分子量調節剤、
例えばメルカプタンを多量に使用するか、または分子量
調節剤として作用する溶剤を使用することによつて、溶
液中で、低い分子量の重合体が得られることは、一般に
公知である。しかし、一般にこの開始剤または分子量調
節剤の成分は、化学的に結合されて重合体中に残留し、
それによつて重合体の性質は通常損なわれたり、または
重合体は純度または無臭性の要求を満たさない。
米国特許第4075242号明細書および特開昭52−155691
号公報は、重合が高沸点の有機溶剤中で150℃を上廻る
温度で実施されることを特徴とする、アクリル酸エステ
ルの低分子重合体を製造する方法に関している。確認さ
れたように、この高沸点の溶剤を完全に蒸留分離する熱
負荷により重合体の変色が引き起こされ、このことは、
この溶剤を可塑剤として使用した際に、屡々欠点とな
る。更に、重合温度の高いことが通常、望ましくない広
い分子量分布を導く。
ソ連特許(SU)第931188号明細書は、モノマーに対し
てイソ−プロパノールを過剰に還流下に(79〜89℃)溶
剤として使用することを特徴とする、溶剤を含まない、
無色・無臭の低分子ポリアクリレートを製造する方法に
関している。確認されたように、この方法により得られ
るポリアクリレートは無色ではあるが、無臭ではない。
臭いは恐らく、生じたオリゴマーの成分に帰因される。
〔発明が解決しようとする課題〕
従つて、本発明は、記載した欠点を有さず、かつ特に
可塑剤として適当である、アクリル酸エステルの低分子
重合体を提供するという課題を基礎としている。
〔課題を解決するための手段〕
それに応じて、首記した重合体およびこれにより定義
されたその製造法ならびにその可塑剤としての使用が見
い出された。
モノマーIとしては、アルカノール エタノール、イ
ソ−プロパノール、n−ブタノールおよびイソ−ブタノ
ール、n−ヘキサノールならびに2−エチルヘキサノー
ルから誘導されるアクリル酸エステルを重合導入するの
が有利であり、この場合にはn−ブタノールおよび2−
エチルヘキサノールのエステルが特に有利である。
モノマーIIとしては、殊にC原子1〜8個を有するア
ルカノールから誘導されるメタクリル酸エステル、なら
びに炭素原子2〜6個を有するアルカン酸のビニルエス
テル、およびビニル芳香族のモノマー、例えばスチロー
ルが重要である。有利なメタクリル酸エステルは、メチ
ルメタクリレートおよびn−ブチルメタクリレートであ
り、一方ビニルエステルではビニルアセテートおよびビ
ニルプロピオネートが有利である。モノマーIとモノマ
ーIIとの混合物を使用する場合には、組み合わせは、こ
れらのモノマーから構成される重合体が−65〜−20℃の
ガラス転移温度Tgを有するように選択されるのが有利で
ある。フオツクス(Fox)によれば(T.G.Fox,Bull.Am.P
hys.Soc.(Ser.II)1、123頁(1956))、共重合体のガ
ラス転移温度は次の近似式に十分に当てはまる: 〔式中、x1,x2,……,xnはモノマー1,2、……,nの物
質断片(Massenbruch)を表わし、 はそれぞれ1つだけのモノマー1,2,……またはnから構
成される重合体の絶対温度でのガラス転移温度を表わ
す〕。上記のモノマーIおよびIIのこの単独重合体のガ
ラス転移温度は公知であり、例えば、J.Brandrup、E.H.
Immergut.Polymer Hand−book第1版、J.Wiley、ニユー
ヨーク1966、および第2版、J.Wiley、ニユーヨーク197
5に記載されている。しかし、モノマーIだけで構成さ
れている。Tg−65〜−20℃の重合体が有利であり、その
際n−ブチルアクリレートならびに2−エチルヘキシル
アクリレートの単独重合体は殊に有利である。
イソ−プロパノールの他に重合媒体は、イソプロパノ
ールと混合可能な液体、例えば他の低級アルコール例え
ばt−ブタノールを5重量%まで含有していてよい。し
かし、純粋なイソ−プロパノールを使用するのが有利で
ある。使用される溶剤の全量はモノマーに対して5〜15
重量%、有利に8〜12重量%である。
重合開始剤としては、反応媒体中で十分に可溶性また
は液状であり、かつその半減期が重合温度で10秒ないし
3時間であるものすべてが使用されてよい。t−ブチル
−ペル−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペルベ
ンゾエート、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ−t−ブ
チルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシドおよび
アゾ−ビス−(イソブチロニトリル)は、特に好適な重
合開始剤であることが判明した。
開始剤の使用量は、モノマーに対して0.5〜3重量%
である。重合温度で急速に分解する重合開始剤は、有利
に下限の範囲内の量で(例えばt−ブチル−ペル−2−
エチルヘキサノエートの量0.5〜1重量%)添加され、
重合温度で緩徐に分解する重合開始剤は、上限の範囲内
の量で(例えばジ−t−ブチルペルオキシドの量2〜3
重量%)添加される。異つた重合開始剤の混合物を使用
するのが特に有利であるがその際比較的急速に分解する
重合開始剤と比較的緩徐に分解する重合開始剤との混合
物が特に有利である。それというのも、使用の際、残留
モノマーを特に僅かしか含有しない重合体が一般に得ら
れるからである。
ラジカル溶液重合は、耐圧容器中で流入方法の形で実
施される。溶剤70〜95重量%、有利に85〜90重量%は予
め導入され、重合温度130〜140℃に加熱され、引続き3
〜7時間で、有利に135℃の重合温度を保ちながら連続
的に、通常イソプロパノールの一部中に溶解されている
重合開始剤と1つ又は複数のモノマーの別々の流入量重
合バツチの残分が添加される。この場合、モノマー混合
物は有利に純粋な形で添加され、重合開始剤は有利に残
存量の溶剤に溶解して供給される。本質的にモノマーお
よび重合開始剤は同時に供給される。しかし残留モノマ
ーの特に少ない含量から見て、重合開始剤の流入をモノ
マーの流入よりも約20〜40分長く継続されるように制御
することは有利である。更に重合温度を常に135℃に保
つことが有利である。反応の完結のため流入終了後に目
的に応じてなお1〜2時間さらに重合される。引続き冷
却され、溶剤は真空中で自体公知の方法で留去される。
その際、モノマーの量に対して、本発明の方法の場合に
はソ連特許(SU)第931188号明細書に記載の方法の場合
よりも少ない溶剤量が必要とされることは、有利であ
る。こうして得られる標準条件下で液状の重合体は溶剤
を含有せず、無臭ならびに無色で透明である。この液状
重合体のゲル透過クロマトグラフイーで測定した重量平
均分子量w(較正物質:線状ポリスチロール)は7500
〜30000であり、それに属する多分子性指数(Polymolek
ularitatsindex)Qは約1.5〜3.0である。Qは重量平均
分子量wと数平均分子量nとの比であり、分子量分布
の広さに対する1つの尺度を表わす。更に、本発明によ
る重合体は特にオリゴマーが少ない。分子量が500を下
廻る分子の重量分Gは0.5重量%未満である。本発明に
よる重合体の動力学的粘度は比較的低く、23℃で10〜60
Pa.s(DIN53019により“Searle"型の回転粘度計を用い
て速度勾配150s-1で測定)である。この比較的低い粘度
は、特に、記載した反応条件下で重合体中に僅かな程度
でのみ、非−モノマー成分が組み込まれ、それにより特
に末端基の乏しい、例えば酸価およびヒドロキシル価の
低い重合体が得られることに帰因る。酸価は重合体1g中
に含まれている酸官能基を中和するのに、何mgのKOHが
必要とされるかを表わし、ヒドロキシル価は何mgのKOH
が、重合体1gのアセチル化する際に結合する酢酸の量と
等価であるかを示す。
本発明による重合体は、数多くの他の重合体と、十分
に相溶性(均一に混合可能)である多方面に使用可能な
可塑剤である。ケン価安定性、難溶性、耐光性、耐水
性、耐候性、僅かな移動傾向、同時に低い比粘度および
際立つた独自の結合力により、本発明による重合体は、
他の重合体が固体の形、溶液の形または分散して分布し
た形で結合剤として含まれている。プラスチックを基礎
とする被覆材料中で可塑剤として使用されるのが有利で
ある。この種の被覆材料の例はラツカーおよび染料であ
る。更に、本発明による重合体は、可塑剤としてパツキ
ン材料、接着剤および他のプラスチック配合物、例えば
押出し可能な複合材料中に使用することができる。
〔実施例〕
例1 低分子ポリ−n−ブチルアクリレートの製造 耐圧容器中でイソ−プロパノール2kgを135℃に加熱
し、引続きこの温度を保ちながら5時間で攪拌下にn−
ブチルアクリレート20Kgを添加した。モノマーの流入量
と平行して5時間15分に亘つて、イソ−プロパノール40
54g中t−ブチル−ペル−2−エチルヘキサノエート76.
6gおよびジ−t−ブチルペルオキシド76.6gの溶液を供
給した。供給終了後、重合を更に2時間継続させた。引
続き、溶剤を真空留去により分離した。第1表は得られ
たポリ−n−ブチルアクリレートB1の性質を表わす。グ
ル透過クロマトグラフイーで測定した値w、Qおよび
Gの補足として、第1表はナフタリン中で氷点法で測定
した分子量を有する。付加的に、第1表は比較のため
に製造された2つのポリ−n−ブチルアクリレートV1お
よびV2の性質を示す。V1は、ソ連特許第931188号明細書
の例1により製造し、しかしその際モノマーとしてn−
ブチルアクリレートは使用された。V2はソ連特許第9311
88号明細書の例2に相応する。
第1表 B1 V1 V2 2820 2660 2760 w 14238 13278 17462 Q 2.56 2.67 3.31 G 0.428 1.26 1.33 粘度 19Pa・s 酸価 0.1 ヒドロキシル価 7 例2 結合剤として適当な種々の重合体とB1との相溶性の試
験 相溶性の試験はDIN55954にならつて実施した。重量平
均分子量30000〜80000を有する、相溶性を試験すべき結
合剤をB1とともに、結合剤:B1=75:25の量比で種々の溶
剤中に溶かし(溶液の全固体含量=35重量%)、この溶
液をガラス板上に湿層厚0.2mmで塗布した。被覆したガ
ラス板を標準気候(23℃、相対温度50%)で28日間、引
続き50℃および相対湿度50%で24時間乾燥させた。相溶
性を判断する基準として、乾燥の際に形成した膜が有す
る混濁の程度を使用した。結果は第2表にまとめた。
例3 B1の可塑化作用の試験 この試験はDIN53157により実施した。例2の結合剤
A)〜D)および重合体B1を例2と同様に異つた量比
で、同じ溶液中に溶かし(溶液の全固体含量=35重量
%)、例2と同様に被膜形成させた。引続き、ケーニツ
ヒ(Konig)による振子装置(DIN53157)を用いて、得
られたプラスチック皮膜の減衰挙動を測定した。
第3表には、振子の振幅がはじめて3℃またはそれ以
下になるまでに振り子が要した時間tが記載してある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09J 11/08 C09J 11/08 (72)発明者 ゲルト・シユレーダー ドイツ連邦共和国リムブルガーホフ・ハ ルデンブルクシユトラーセ 6 (72)発明者 エツケハルト・ヴイストウーバ ドイツ連邦共和国バート・デユルクハイ ム・イム・オーバーガルテン 7 (56)参考文献 特開 昭62−241905(JP,A) 特表 昭55−500941(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 20/00 - 20/70 C08F 120/00 - 120/70 C08F 220/00 - 220/70 C08F 2/00 - 2/60

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクリル酸エステルの低分子重合体におい
    て、 a)C1〜C8−アルカノールの少くとも1つのアクリル酸
    エステル80〜100重量%(モノマーI)、および b)他の共重合可能なモノマー0〜20重量%(モノマー
    II)を、耐圧容器中で130〜140℃の温度でイソ−プロパ
    ノール溶液中でラジカル的に重合する際に、溶剤70〜95
    重量%を予め導入し、かつ重合バッチの残分を3〜7時
    間で、通常イソプロパノールの一部中に溶解されている
    重合開始剤と1つ又は複数のモノマーの別々の流入量で
    連続的に重合容器に供給し、重合終了後に溶剤を真空中
    で留去し、その際全モノマー量に対する溶剤の重量分が
    5〜15重量%であり、全モノマー量に対する重合開始剤
    の重量分が0.5〜3重量%であり、かつ重合開始剤の半
    減期が重合温度の際に10秒〜3時間であることにより得
    られ、この場合重量平均分子量Mwは75000〜30000であ
    り、23℃での粘度は10〜60Pa.sであり、重量平均分子量
    Mwと数平均分子量Mnとの比Qは1.5〜3.0であり、500以
    下の分子量を有する分子の重量分Gは、重合体に対して
    0.5%未満であることを特徴とする、アクリル酸エステ
    ルの低分子重合体。
JP2015151A 1989-01-27 1990-01-26 アクリル酸エステルの低分子重合体 Expired - Lifetime JP2930121B2 (ja)

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