JP3106505B2 - 1−シクロヘキシル−1−メチルエチルペルオキシネオアルカノエ−トおよびその用途 - Google Patents
1−シクロヘキシル−1−メチルエチルペルオキシネオアルカノエ−トおよびその用途Info
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Description
ルである1−シクロヘキシル−1−メチルエチルペルオ
キシネオアルカノエートに関するものであり、ビニル系
単量体、例えば、MMA等の(メタ)アクリル酸エステ
ルや塩化ビニル、酢酸ビニル等の重合開始剤としての用
途に関するものである。
と共重合可能なビニル系単量体との混合物を重合させる
際に、重合開始剤としては、種々の有機ペルオキシド
や、アゾイソブチロニトリル(以下AIBNと略記す
る)等のアゾ化合物を用いる方法が知られていた。
低温でも活性のある重合開始剤として、特開昭54−1
1190号公報に記載されたジイソブチリルペルオキシ
ド(以下、IBPOと略記する)および特公昭40−1
6795号公報に記載されたアセチルシクロヘキシルス
ルホニルペルオキシド(以下、ACSPと略記する)等
や、特開昭58−120611号公報に記載されたクミ
ルペルオキシネオデカノエート(以下、CNDと略記す
る)、更にはパラメンタルペルオキシネオデカノエート
(以下、PMNDと略記する)等の過酸エステルでカル
ボン酸のα炭素が第3級である化合物が知られていた。
テル系単量体の重合にはt−ブチルペルオキシピバレー
ト(以下、BPVと略記する)、あるいはパラメンタル
ペルオキシピバレート(以下、PMPVと略記する)
を、酢酸ビニル単量体の重合にはAIBNなどを用いる
ことが知られていた。
IBPO、ACSP、CND、PMNDを重合開始剤と
して用いる塩化ビニル系単量体の重合方法にはそれぞれ
問題があった。すなわち、IBPOは水に対して非常に
不安定で、水と接触して分解するため、重合活性の持続
性がなく、結果として重合体の収率が低かった。またA
CSPは分解生成物の衛生上の問題と、得られた重合体
が着色する等の熱安定性が悪かった。CNDはクミルペ
ルオキシ基に起因する分解生成物のために重合体に特有
の臭気があるという欠点を有していた。更にPMNDは
重合体にテルペン臭の臭気がつくという欠点を有してい
た。
酢酸ビニル系単量体の重合方法では、高重合度のポリ酢
酸ビニルが得られるものの、得られた重合体が着色する
等の熱安定性が悪かった。BPVは重合開始剤として用
いる(メタ)アクリル酸エステル系単量体の重合では、
得られる重合体の物性については殆ど問題がないもの
の、重合活性がやや低く、重合体の収率が低いという欠
点があった。また、重合開始剤としてPMPVを用いた
場合には、重合体にテルペン臭がつくという問題があっ
た。更に、ポリマー工業では、経済的理由からポリマー
の生産性を増大させることが望まれており、反応時間の
短縮および生産容量の増大のために、一層活性な重合開
始剤が引き続き要求されている。本発明は、ポリマーの
変色および臭気のない収率の良い、重合開始剤を提供す
ることを目的としている。
決するため、提案されたもので、本発明の第1は下記一
般式(1)
のアルキル基を示し、R1、R2およびR3の合計は4〜
11である。)で示される1−シクロヘキシル−1−メ
チルエチルペルオキシネオアルカノエートに関するもの
である。本発明の第2は、下記一般式(1)
のアルキル基を示し、R1、R2およびR3の合計は4〜
11である。)で示される1−シクロヘキシル−1−メ
チルエチルペルオキシネオアルカノエートを有効成分と
するビニル系単量体の重合開始剤であり、本発明の第3
は、前記ビニル系単量体が塩化ビニルである重合開始剤
である。なお、本発明の第1及び第2の上記一般式(1)
で示されるペルオキシエステルのR1、R2、およびR3
に対する炭素数の上限は実用性を考慮して決定される。
通常R1、R2、およびR3はそれぞれの炭素数が9まで
のアルキル基であり、R1、R2、およびR3 の合計は1
1までである。
としては、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルペル
オキシヘキサノエート、1−シクロヘキシル−1−メチ
ルエチルペルオキシネオノナノエート、1−シクロヘキ
シル−1−メチルエチルペルオキシネオデカノエート、
1−シクロヘキシル−1−メチルエチルペルオキシネオ
トリデカノエート等である.本発明のペルオキシエステ
ルは、従来の方法に従い、例えば、以下のようにして得
ることができる.即ち、カルボン酸クロライドと、1−
シクロヘキシル−1−メチルエチルヒドロペルオキシド
を水酸化ナトリウムか水酸化カリウムまたはピリジンの
ようなアミン類を触媒として、通常のペルオキシエステ
ルと同様の反応条件下で得られる.
トルエン、エチルベンゼン、または脂肪族炭化水素例え
ば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、石油ナフサ、ミネ
ラルスピリットまたはイソパラフィンを主成分とする脂
肪族炭化水素(例えば商品名「シェルゾール」;シェル
化学社製)を用いて合成するかまたは合成後希釈して用
いることができる。なお反応温度は−10℃〜30℃程
度である。本発明に用いるカルボン酸クロライドとはカ
ルボン酸に塩素化剤、例えばPCl3 、POCl3、S
OCl2等を反応させた後に、反応混合物から酸クロラ
イド生成物を単離させてつくることができる。
的には、ネオペプタン酸、ネオオクタン酸、ネオノナン
酸、ネオデカン酸、ネオトリデカン酸は(カルボン酸の
α−炭素原子が完全にアルキル基によって置換されてい
る「ネオ酸」と一般に称されるカルボン酸のうち、全炭
素数がそれぞれ7、8、9、10、13であるカルボン
酸の異性体混合物である)等が挙げられる。本発明に用
いられる1−シクロヘキシル−1−メチルエチルヒドロ
ペルオキシドは、強酸触媒、例えば、硫酸、リン酸、過
塩素酸、イオン交換樹脂の酸体またはp−トルエンスル
ホン酸の存在において、ヘキサハイドロ−α−クミルア
ルコールを過剰の過酸化水素で処理して作ることができ
る。
リル酸エステルや塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル系
単量体単独またはこれらの混合物を重合させる酸に、重
合開始剤として前記一般式(1)で示される特定のペル
オキシエステルを単独で使用するか、あるいはベンゼン
中の0.1モル濃度液における半減期が10時間となる
温度が30〜65℃の範囲にあるペルオキシエステル、
ジアシルペルオキシドおよびペルオキシジカーボネート
のうち少なくとも1種よりなる重合開始剤と併用するこ
とを特徴とするビニル系単量体の重合方法である。
単量体としては、例えば、塩化ビニル、エチレン、酢酸
ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、メタクリル酸、ア
クリル酸、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、メ
タクリル酸アミド、アクリル酸アミド等である。本発明
に使用される重合開始剤の添加量は一般に、ビニル系単
量体の仕込量100重量部に対して純品換算で0.00
1〜10重量部であり、好ましくは0.01〜0.5重
量部である。その量が0.001重量部未満では重合速
度が遅くなる傾向にある。また1重量部を越えると重合
反応の制御が困難となり、得られる重合体の物性も低下
する傾向にあるので好ましくない。
間半減期温度が30〜65℃であるペルオキシエステ
ル、ジアシルペルオキシドおよびペルオキシジカーボネ
ートのうち少なくとも1種である。具体的なペルオキシ
エステルとしては、t−ブチルペルオキシピバレート
(55℃)、BND(46.5℃)、CND(36.6
℃)など、ジアシルペルオキシドとしてはIBPO(3
2.5℃)、3,5,5−トリメチルヘキサノイルペル
オキシド(59.5℃)、ラウロイルペルオキシド(6
2℃)、オクタノイルペルオキシド(62℃)などであ
り、ペルオキシジカーボネートとしては、ジ(2−エチ
ルヘキシル)ペルオキシジカーボネート(以下、OPP
と略記する)(43.4℃)、ジ−n−プロピルペルオ
キシジカーボネート(40.5℃)、ジイソプロピルペ
ルオキシジカーボネート(40.5℃)などである。
ればよいが、通常1−シクロヘキシル−1−メチルエチ
ルペルオキシネオアルカノエートの添加量の1/4〜4
倍量である。本発明において用いる重合方法は懸濁重
合、溶液重合および乳化重合であるが、本発明による重
合開始剤を用いる以外は通常の処方でなんら問題ない。
重合温度は一般に10〜75℃であり、好ましくは30
〜60℃の温度範囲である。重合温度が10℃未満では
重合時間が長くなる傾向にあり、一方75℃を越えると
重合開始剤の寿命が短くなり、高重合転化率に到達させ
ることが困難となるので好ましくない。ただし、残存す
るビニル系単量体の量をできる限り減らすために、10
〜75℃で重合した後、約120℃で昇温し、後重合を
行う処方、および10〜75℃の重合温度で重合をスタ
ートすると同時に約120℃まで昇温して重合すること
も可能である。
る。 実施例1 (1−シクロヘキシル−1−メチルエチルペルオキシネ
オデカノエートの合成) 攪拌器を備えた200ml4つ口フラスコに35%水酸
化カリウム水溶液28.3gを入れ、攪拌下液温を20
℃に保ちながら、95%1−シクロヘキシル−1−メチ
ルエチルヒドロペルオキシド17.9gとヘキサン10
gの混合物を添加した。更に攪拌下、液温を20℃に保
ちつつ3時間攪拌を続けた後、冷水20gを加え、更に
5分間攪拌した。水相を分離し、5%水酸化ナトリウム
水溶液20gで洗浄した後、水で3回洗浄した。この溶
液を無水硫酸マグネシウム上で乾燥後、真空下ヘキサン
を除去した結果、無色液体の目的物24.1gを得た。
その活性酸素量は4.83%であり、計算により純度9
4.3%、収率73モル%であった。この物質の同定
は、IRおよびNMRスペクトルで確認した。その結果
を(表1)に示す。
定した。(濃度:0.1mol/)。その結果、この
ペルオキシエステルの10時間半減期温度(T10)は4
1.4℃であった。
オヘキサノエートの合成) カルボン酸クロライドとしてネオヘキサン酸クロライド
を用いた以外は実施例1と同様にして合成を行い、無色
液体の目的物を得た。この物質の同定は、IRおよびN
MRスペクトルで確認した。その結果(表1)に示す。
更に実施例1と同様の方法で、熱分解速度を測定した。
その結果、このペルオキシエステルの10時間半減期温
度は46.2℃であった。
オノナノエートの合成) カルボン酸クロライドとしてネオノナン酸(出光石油化
学社製脂肪酸:商品名「エクアシッド9」)を塩素化す
ることにより得たネオノナン酸クロライドを用いた以外
は実施例1と同様にして合成を行い、無色液体の目的物
を得た。その結果を(表1)に示す。更に実施例1と同
様の方法で、熱分解速度を測定した。その結果、このペ
ルオキシエステルの10時間半減期温度は40.5℃で
あった。 実施例4 (1−シクロヘキシル−1−メチルエチルペルオキシネ
オトリデカノエートの合成) カルボン酸クロライドとしてネオトリデカン酸(出光石
油化学社製脂肪酸:商品名「エクアシッド13」)を塩
素化することにより得たネオトリデカン酸クロライドを
用いた以外は実施例1と同様にして合成を行い、無色液
体の目的物を得た。その結果を(表1)に示す
を測定した。その結果、このペルオキシエステルの10
時間半減期温度は40.9℃であった。この結果から、
本発明の1−シクロヘキシル−1−メチルエチルペルオ
キシネオアルカノエートは、同じカルボン酸から誘導さ
れる先行技術のt−アルキル過酸エステルよりも分解半
減期が短いということがわかる。
ン交換水200mlとポリビニルアルコール0.1重量
部とを入れ溶解させた。次に実施例1で得た1−シクロ
ヘキシル−1−メチルエチルペルオキシネオトリデカノ
エート(以下、CMENDと略記する)を純品換算で
0.07重量部を添加した後、−80℃以下に冷却し、
塩化ビニル単量体100重量部を加えた。オートクレー
ブの空間部分を窒素ガスで十分に置換した後密栓した。
それを45℃に保った恒温水槽中に8時間浸し重合させ
た。攪拌は、オートクレーブを水槽中で32r.p.m
で回転させることにより行なった。重合を行った後、冷
却し未反応の塩化ビニル単量体を除き、得られた白色粉
末を、2回100mlの水で洗浄した後、真空で乾燥し
た。重量から塩化ビニル重合体の収率は84%であり、
平均重合度は2020であった。得られた塩化ビニル重
合体の熱安定性試験として下記に示す着色性試験を行
い、同時に臭気についても調べた。それぞれの結果を
(表2)に示す。
2.5重量部、可塑剤としてジオクチルフタレート80
重量部を混合し、160℃のロール上で10分間混練
し、1mm厚みのシートを取り出し、そのシートの着色
度合を目視にて観察した。また同時に、取り出し時のシ
ートの臭気を調べた。 実施例6,7 実施例5において重合開始剤のCMENDの添加量、重
合温度を変えた以外は、実施例5に準じて塩化ビニル単
量体の重合を行なった。これらの結果をそれぞれ(表
2)に示す。 実施例8 実施例5において重合開始剤としてCMEND0.07
重量部の代わりにCMEND0.03重量部とOPP
0.03重量部を用いた以外は実施例5に準じて塩化ビ
ニル単量体の重合を行なった。これらの結果を(表2)
に示す。 実施例9 実施例8において重合開始剤としてOPPに変えてIB
POの0.03重量部をCMEND0.03重量部に加
えて用いた以外は実施例8に準じて塩化ビニル単量体の
重合を行なった。これらの結果を(表2)に示す
て塩化ビニル単量体90重量部と酢酸ビニル単量体10
重量部を用い、重合温度を50℃とした以外は実施例5
に準じて重合を行なった。これらの結果を(表2)に示
す。 比較例1 実施例5において重合開始剤としてCMEND0.07
重量部に変え、IBPO0.07重量部を用いた以外は
実施例5に準じて塩化ビニル単量体の重合を行なった。
これらの結果を(表2)に示す。 比較例2、3、4 実施例5において重合開始剤としてCMEND0.07
重量部に変え、ACSP、CNDおよびPMNDをそれ
ぞれ0.07重量部を用いた以外は実施例5に準じて塩
化ビニル単量体の重合を行なった。これらの結果をそれ
ぞれ(表2)に示す。以上(表2)より明らかなように
重合開始剤として従来の重合開始剤を用いた方法に比
べ、本発明の重合開始剤を用いた方法では物性のよい重
合体が収率よく得られる。
重量部に変え、実施例2で得た1−シクロヘキシル−1
−メチルエチルペルオキシネオヘキサノエート(以下、
CMENHと略記する)0.03重量部とBND0.0
3重量部を用い、重合温度を50℃とした以外は実施例
5に準じて塩化ビニル単量体の重合を行なった。その結
果、ポリ塩化ビニルの収率は82%であった。
重量部に変え、実施例3で得た1−シクロヘキシル−1
−メチルエチルペルオキシネオノナノエート(以下、C
MENNと略記する)0.07重量部を用いた以外は実
施例5に準じて重合温度を45℃で塩化ビニル単量体の
重合を行なった。その結果、ポリ塩化ビニルの収率は8
6%であり、臭気および着色がない重合体が得られた。 比較例5 比較のため、実施例12において重合開始剤としてCM
ENNに変え、クミルペルオキシネオノナノエート0.
07重量部を用いた以外は実施例12に準じて塩化ビニ
ル単量体の重合を行なった。その結果、ポリ塩化ビニル
の収率は80%であった。この重合体の臭気を調べた結
果、アセトフェノンに似た微臭があった。
7重量部に変え、CMENN0.03重量部とOPP
0.03重量部を用いた以外は実施例12に準じて重合
温度を45℃で塩化ビニル単量体の重合を行なった。そ
の結果、ポリ塩化ビニルの収率は85%であり、臭気お
よび着色がない重合体が得られた。 実施例14 実施例12において重合開始剤としてCMENN0.0
7重量部に変え、CMENN0.03重量部とBND
0.03重量部を用いた以外は実施例12に準じて重合
温度を45℃で塩化ビニル単量体の重合を行なった。そ
の結果、ポリ塩化ビニルの収率は85%であり、臭気お
よび着色がない重合体が得られた。
クロヘキシル−1−メチルエチルペルオキシネオアルカ
ノエートは、新規化合物であり、同じカルボン酸から誘
導される先行技術のt−アルキル過酸エステルよりも分
解半減期が短いという特徴を有している。そのため、本
発明のペルオキシエステルを従来の重合に重合開始剤と
して単独で用いるか、あるいは特定の重合開始剤と併用
することにより、重合速度を高めることができる。した
がって、重合サイクル時間を短縮させ、生産容量を増大
させることができる。同時に得られる重合体には、臭気
がなく、熱安定性、特に着色がない。
Claims (3)
- 【請求項1】下記一般式(1) 【化1】 (式中、R1、R2、およびR3はそれぞれ炭素数1〜9
のアルキル基を示し、R1、R2およびR3の合計は4〜
11である。)で示される1−シクロヘキシル−1−メ
チルエチルペルオキシネオアルカノエート。 - 【請求項2】下記一般式(1) (式中、R1、R2、およびR3はそれぞれ炭素数1〜9
のアルキル基を示し、R1、R2およびR3の合計は4〜
11である。)で示される1−シクロヘキシル−1−メ
チルエチルペルオキシネオアルカノエートを有効成分と
するビニル系単量体の重合開始剤。 - 【請求項3】前記ビニル系単量体が塩化ビニルである請
求項2の記載の重合開始剤。
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EP91308505A EP0478214B2 (en) | 1990-09-28 | 1991-09-18 | Novel peroxy ester, and polymerization initiator and curing agent using the ester |
DE69106299T DE69106299T3 (de) | 1990-09-28 | 1991-09-18 | Peroxyester und seine Verwendung als Polymerisationsinitiator und Härtungsmittel. |
US07/765,208 US5117047A (en) | 1990-09-28 | 1991-09-25 | Peroxy ester |
KR1019910016992A KR970007195B1 (ko) | 1990-09-28 | 1991-09-28 | 새로운 퍼옥시 에스테르, 그 에스테르를 유효성분으로 하는 중합개시제 및 경화제 |
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- 1990-12-21 JP JP02412711A patent/JP3106505B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Vestsi Akad.Navuk BSSR,Ser.Khim.Navuk(3),109−112(1979) |
Vestsi Akad.Navuk BSSR,Ser.Khim.Navuk(4),26−30(1986) |
Vestsi Akad.Navuk BSSR,Ser.Khim.Navuk(4),50−52(1987) |
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