JP4305908B2

JP4305908B2 - 水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法

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Publication number: JP4305908B2
Application number: JP2003426207A
Authority: JP
Inventors: 淳角藤; 直人永田; 英彦荒井; 修横溝
Original assignee: Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Current assignee: Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: JP2005179609A

Description

本発明は、水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法に関する。

（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルを重合して得られる高分子化合物は、共重合するコモノマーの違いによって、石炭、カ−ボンブラック、顔料、石膏等の各種無機、有機物の分散剤、コンクリートの減水剤、帯電防止剤、樹脂硬化剤等の種々の用途に利用されている。例えば（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルとポリカルボン酸との共重合体は、粉流体の分散効果を有することが知られており、モルタルやコンクリート組成物の分散安定性に優れるためコンクリート混和剤として広く利用されている。

（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルは、アルコールにアルキレンオキシドを付加して得られるポリオキシアルキレングリコール等のポリアルキレングリコール化合物と、（メタ）アクリル酸とのエステル化や、ポリアルキレングリコール化合物と（メタ）アクリル酸エステルとのエステル交換等により得ることができ、酸触媒を用いたエステル化反応によって得た（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの重合体に比べ、塩基性触媒によるエステル交換反応によって得た（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの重合体は、セメント分散剤としての減水性が大幅に改善されると言われている（特許文献１）。

特許第３３２７８０９号

特許文献１には、ポリアルキレングリコール化合物と（メタ）アクリル酸エステルとのエステル交換反応を行うに際して、塩基性触媒として水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトシド等のアルカリ金属アルコキシド、アンモニウム型アミンを交換基に持つ強塩基性イオン交換樹脂等を用いることが開示されている。しかしながらこれらの強塩基性触媒の存在下で反応性の高い二重結合を有する（メタ）アクリル酸エステルのエステル交換反応を行う場合には、二重結合へポリアルキレングリコール化合物が付加したものや、反応によって副生するアルコ−ルが二重結合へ付加したものなどの副生物が生成するという問題点を有していたり、例えばナトリウムアルコキシド等は反応途中で触媒が失活し易く反応率が上がりにくいという問題点も有していた。

本発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、エステル交換法によって（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルを容易且つ効率よく得ることができる方法を提供することを目的とする。

即ち本発明は、
（１）グリコール化合物と、（メタ）アクリル酸エステルとを、ジルコニウムアルコキサイドをエステル交換触媒として用い、ジエチルヒドロキシルアミンを重合禁止剤として用いて反応させた後、水で処理して不溶性分を分離除去することを特徴とする水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法、
（２）グリコール化合物が、エチレンオキシド成分２０重量％以上含有する下記（ａ）式で示されるグリコール化合物である上記（１）記載の水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法、
Ｒ_１Ｏ（ＡＯ）ｎＨ（ａ）
（但し、Ｒ_１は水素、炭素数１〜３０の炭化水素基、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｎは１〜３００の数を示す。）
（３）グリコール化合物と、（メタ）アクリル酸エステルとを、ジルコニウムアルコキサイドをエステル交換触媒として用い、ジエチルヒドロキシルアミンを重合禁止剤として用いて反応させて得た反応物を、水とともに吸着剤を用いて処理する上記（１）又は（２）記載の水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法、
（４）吸着剤が水不溶性吸着剤である上記（３）記載の水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法、
（５）水不溶性吸着剤が、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素から選ばれた１種以上を含有する酸吸着能を持つ吸着剤及び／又は活性炭である上記（４）記載の水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法、
を要旨とするものである。

本発明方法によれば、不純物含有量の少ない高純度の水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルを容易且つ安価に製造することができる。

本発明において用いるグリコール化合物としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドの単独重合体や共重合体であるポリオキシアルキレングリコール、アルコール類に上記アルキレンオキシドの１種又は２種以上を付加重合させたり、上記ポリオキシアルキレングリコールにハロゲン化アルキルを反応させてポリオキシアルキレングリコールをアルコキシル化して得られるアルコキシポリオキシアルキレングリコール等が挙げられるが、一般式（ａ）
Ｒ_１Ｏ（ＡＯ）ｎＨ（ａ）
（但し、Ｒ_１は水素又は炭素数１〜３０の炭化水素基、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｎは１〜３００の数）で示されるグリコール化合物が好ましい。好ましいポリオキシアルキレングリコールの一例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリエチレン−ポリプロピレングリコ−ル、ポリエチレン−ポリブチレングリコ−ル、ポリエチレン−ポリプロピレン−ポリブチレングリコール等が挙げられる。またアルコキシポリオキシアルキレングリコールの好ましい例としては、アルコキシ基が、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、２−エチルへキシルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の飽和、不飽和の脂肪族アルコール類、シクロヘキシルアルコール等の脂環式アルコール類、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール等の芳香族アルコ−ル類等の炭素数１〜３０の炭化水素基を持つアルコール由来の基であるものが挙げられる。例えば、メトキシポリオキシアルキレングリコール、エトキシポリオキシアルキレングリコール、プロポキシポリオキシアルキレングリコール、ブトキシポリオキシアルキレングリコール、ヘキシルアルコキシポリオキシアルキレングリコール、シクロへキシルアルコキシポリオキシアルキレングリコール、２−エチルへキシルアルコキシポリオキシアルキレングリコール、セチルアルコキシポリオキシアルキレングリコール、ステアリルアルコキシポリオキシアルキレングリコール、メチルフェノキシポリオキシアルキレングリコール、ノニルフェノキシポリオキシアルキレングリコール、デシルフェノキシポリオキシアルキレングリコール、ナフトキシポリオキシアルキレングリコール等が例示され、これらアルコキシポリオキシアルキレングリコール中のオキシアルキレン基としては、オキシエチレン、オキシプロピレン及び又はオキシブチレンが挙げられる。ここで、本発明の水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造法では、エステル交換法により製造した反応物に水を添加した後、不純物を濾過処理するため、濾過処理工程において被濾過処理物が液状である必要がある。このため濾過処理工程において被濾過処理物を必要に応じて加熱するが、濾過処理は常温または少ない加熱で行うことが好ましい。上記一般式（ａ）で示すグリコール類のＲ_１の炭素数が大きくなり過ぎると、濾過処理を高温で行わなければならなくなり、またアルキレンオキシドの付加モル数：ｎの数が多くなると、エステル交換反応時の反応性が低下するため、より効果的に本発明の（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルを得るためには、グリコール類として上記一般式（ａ）におけるＲ_１が水素又は炭素数１から４の炭化水素基、ｎが５から５０であるものが好ましい。具体的には、ポリオキシエチレン（１０モル）グリコール、ポリオキシエチレン（２０モル）ポリオキシプロピレン（１０モル）グリコ−ル、メトキシポリオキシエチレン（１０モル）グリコール、メトキシポリオキシエチレン（３０モル）グリコール、メトキシポリオキシエチレン（２０モル）ポリオキシプロピレン（１０モル）グリコ−ル、エトキシポリオキシエチレン（１０モル）グリコール、プロポキシポリオキシエチレン（２５モル）グリコール、ブトキシポリオキシエチレン（１０モル）グリコール等が挙げられる。

アルコキシポリオキシアルキレングリコールを得るに当たり、アルコール類へアルキレンオキサイドを付加重合させる方法は、金属ナトリウム、金属カリウム等の金属類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の各種金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属化合物、炭酸ナトリウム等の各種炭酸塩、ナトリウムメチラ−ト、カリウムメチラ−ト等の金属アルコラート類、三弗化ホウ素エーテル、塩化錫、ゼオライト等の塩基性触媒、プロトン酸、ルイス酸、固体酸等の酸性触媒等公知の重合触媒を用いて、アルコール類にアルキレンオキシドを５０〜２００℃程度の温度でアニオン重合、カチオン重合、配位アニオン重合等の公知の方法で付加重合させて得ることができる。

上記ポリオキシアルキレングリコールやアルコキシポリオキシアルキレングリコールのポリオキシアルキレン基が、２種以上のアルキレンオキシドで構成される場合、アルキレンオキシドがランダム重合していても、ブロック重合していても良いが、水溶性の良好な（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルを得る上でランダム重合していることが好ましい。また水溶性の良好な（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルを得る上で、ポリオキシアルキレン基を構成するアルキレンオキシド成分中に、エチレンオキサイド成分を２０重量％以上含むことが好ましい。

（メタ）アクリル酸エステルとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル等の、（メタ）アクリル酸の低級アルコールエステルが挙げられる。

本発明方法において、上記グリコール化合物と（メタ）アクリル酸エステルとのエステル交換触媒として用いるジルコニウムアルコキシドとしては、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトラノルマルプロポキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、テトラノルマルブトキシジルコニウム、テトライソブトキシジルコニウムなどが挙げられる。ジルコニウムアルコキシドは１種又は２種以上を混合して用いることができる。ジルコニウムアルコキシド触媒の添加量は、グリコ−ル化合物重量の０．０１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜５重量％である。触媒量がグリコール化合物重量の０．０１重量％未満であると、触媒としての効果が不充分であり、１０重量％を超えて添加しても添加量に比例したエステル交換反応効率の向上が見られず不経済である。また、ジルコニウムアルコキシドは、エステル交換反応による反応物の色相がチタンアルコキシドに対して優れるため、より色相の優れる水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルを得る上でジルコニウムアルコキシドを使用することが好ましい。

グリコール化合物と（メタ）アクリル酸エステルとのエステル交換反応には回分式、連続式のいずれの方法も採用することができ、通常、還流塔を備えた反応容器中にグリコール化合物、（メタ）アクリル酸エステル、触媒のジルコニウムアルコキシド、重合禁止剤と必要に応じて炭化水素類、ヘキサン、トルエン、シクロヘキサン等の溶媒を入れ加熱、還流させながら反応を行う。重合禁止剤としては、ジエチルヒドロキシルアミンが用いられ、グリコール化合物と（メタ）アクリル酸エステル合計量の５０〜５０００ｐｐｍの範囲で添加される。グリコール化合物と（メタ）アクリル酸エステルとの割合は、モル比でグリコール化合物：（メタ）アクリル酸エステル＝１：１〜１：２０が好ましく、１：３〜１：１０がより好ましい。（メタ）アクリル酸エステルの割合がグリコール化合物１モル当たり１モル未満の場合、未反応のグリコール化合物が不純物として残存する。２０モルを超える量の（メタ）アクリル酸エステルの使用は不経済となる。エステル交換反応は、反応温度８０〜１４０℃、還流比１：１〜１５：１、還流塔頂部温度は原料として使用する（メタ）アクリル酸エステルによって異なるが、過剰に存在する（メタ）アクリル酸エステルとエステル交換反応により生成するアルコ−ルを効率よく反応系外に留出させるため適切な共沸温度が好ましく、例えば（メタ）アクリル酸メチルとの反応では６０〜８０℃が好適である。反応温度８０℃未満では反応効率が悪く、１４０℃を超えると重合等の副反応が発生しやすくなる。また還流比が上記範囲を外れると、反応により生成するアルコ−ルを効率よく反応系外に留出できなくなる虞がある。エステル交換反応は常圧で行うことができるが、減圧下で行うことにより反応によって生じるアルコールを効率よく反応容器内から留出させることができる。エステル交換反応率は、液体クロマトグラフィ−、或いはヒドロキシル価を測定してグリコール化合物の残存量を求め、この値から算出することができる。反応時間は原料のモル比、触媒量、反応温度、還流比等によって異なるが、通常５〜１５時間程度でほぼ完結する。反応系内に残留する未反応の（メタ）アクリル酸エステルや、必要に応じて添加した溶媒は減圧蒸留することで除去することができる。

上記反応が終了した後、水を添加し、グリコール化合物と（メタ）アクリル酸エステルとのエステル交換反応によって生成した水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルを水に溶解させる一方、濾過して水不溶性分を分離除去する。この処理によってエステル交換触媒として用いたジルコニウムアルコキシドが除去される。水の添加量は反応した（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの種類によって適時選定されるが、ジルコニウムアルコキシド等の水不溶性分を分離除去するのに必要な、できるだけ少ない量を添加することが好ましい。水の添加量が少なすぎると、（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの純度が低下する。通常、金属アルコキシド１モル当たりに対して等モル以上の水の添加が好ましく、また水の量が多いほど触媒が巨大分子化して除去が容易となることから、好ましくは重量で同量以上が、より好ましくは５倍量以上、更に好ましくは２０倍量以上である。水の量が金属アルコキシドに対して等モル未満の場合には、水に対する金属アルコキシドの不溶性化が不充分で、（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステル中に不純物として残る虞がある。また水の添加量が多すぎると、不純物を除去した後必要に応じて（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルから水を除去する際の効率等の低下をきたす虞があるため、水の添加量は不純物が除ける範囲であればよく、添加量としては触媒量の２００倍以下が好ましい。

本発明において水とともに吸着剤を併用すると、更に色相の改善や、残留する酸分を低下させることができ、更に品位の良好な水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルを得ることができるため好ましい。吸着剤としては酸吸着作用、アルカリ吸着作用、酸及びアルカリ吸着作用を有するものが用いられるが、水不溶性が好ましい。特に酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素から選ばれた１種以上を含有する酸吸着能を有する吸着剤や、木炭、泥炭、石炭、ヤシ殻などの原料を炭化後に二酸化炭素などのガス、或いは硫酸、燐酸等の薬品を用いて熱処理した微細孔を有する活性炭が好ましい。吸着剤の添加は、水と同時に行うこともでき、また水による処理を行った後、水不溶性分を濾過する前に添加することもできる。また水不溶性分の濾過をし易くするために必要に応じて濾過助剤を併用することができる。上記酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素から選ばれた１種類以上を含有する吸着剤としては、キョーワード１００、キョーワード２００、キョーワード３００、キョーワード４００、キョーワード５００、キョーワード６００Ｓ、キョーワード１０００、キョーワード２０００（以上協和化学工業株式会社製）等の市販の吸着剤を用いることができる。また市販の活性炭としては白鷺Ａ（武田薬品工業製）等が挙げられる。活性炭は、粉末状、粒状、繊維状、フェルト状、フィルタ−状、カ−トリッジ状等の種々形状を有するが、フェルト状、フィルター状、カートリッジ状の活性炭は、反応終了後に水を添加処理し、水不溶性分を濾過する際の濾過フィルターとして用いることができる。吸着剤の使用量は、（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの品位向上効果と経済性を考慮すると、反応終了後の反応物合計重量の０．０１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．０５〜５重量％である。水、または水と吸着剤による洗浄処理は、２０℃程度の所謂常温で行うことができるが、被処理物の粘度が高い場合は加熱して粘度を低下させて処理することもできる。しかしながら、（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの加水分解、重合等の副反応を防ぐ意味で１００℃以下であることが好ましい。

本発明方法によって、高品質の（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルが得られるのは、反応物中に均一に溶解しているエステル交換触媒のジルコニウムアルコキシドが、水の添加によって加水分解され、水に不溶性な３次元的な巨大分子として反応物から分離し、この結果、触媒由来の不純物等を水不溶性物として析出させ、濾過処理することで反応物から分離除去されるものと推測される。

本発明方法により得られる（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの具体的な一例としては、メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、プロポキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ブトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ヘキシルアルコキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、シクロへキシルアルコキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、２−エチルへキシルアルコキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレ−ト、セチルアルコキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ステアリルアルコキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メチルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、デシルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ナフトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（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、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノ（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−ルジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールポリブチレングリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

本発明方法によって得られる水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルは種々の単量体と共重合して、石炭、カ−ボンブラック、顔料、石膏等の各種無機、有機物の分散剤、コンクリートの減水剤、帯電防止剤、樹脂硬化剤等として利用することができる。重合に使用される溶剤は一般的には、水、イソプロピルアルコ−ル等のアルコール類、シクロヘキサン、トルエン等の炭化水素類等が使用されるが、例えば重合物を水系分散剤等の用途として使用する場合には、水を溶媒として重合することが好ましい。本発明方法で得た水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルは、他の単量体と重合する際に水やアルコール等の水系溶媒を用いる場合、触媒等を濾過精製しただけの水を含む状態でも、そのまま重合に使用できる。重合に用いる場合、直ちに重合を行っても、水溶液の状態で保存した後、重合を行っても良い。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
参考例１
２リットルの圧力反応装置にメタノ−ル３２ｇ（１モル）と触媒としてナトリウムメトキサイド０．５ｇを仕込み、反応容器内を窒素で充分置換した後、１００℃〜１３０℃でエチレンオキシド９６８ｇ（２２モル）を圧力５ｋｇ／ｃｍ^２以下を保ちつつ、４時間かけて導入して付加反応を行った。導入終了後、１時間熟成を行い反応を終了し、引き続き、窒素導入下、温度１１０〜１１５℃において吸着剤としてキョーワード６００Ｓ（協和化学工業株式会社製）を１０ｇ添加して１時間吸着処理後、濾過を行ないエチレンオキシドが２２モル付加したメトキシポリエチレングリコ−ルを得た。続いて、攪拌装置、温度計、ガス導入管、還流管、冷却管を備えた２リットル反応フラスコに、上記メトキシポリエチレングリコ−ル（平均付加モル数２２モル）４４４ｇ（０．４４４モル）を仕込み、減圧下窒素を導入して１００〜１１０℃に加熱して水分を脱水した後、５０℃まで冷却してメタクリル酸メチル３５５ｇ（３．５５モル）、重合禁止剤としてハイドロキノンモノメチルエ−テルを１．２ｇ（１５００ｐｐｍ）、エステル交換触媒のテトライソプロピルチタン５ｇをいれ、攪拌下エステル交換反応により副生するメタノ−ルの留出が開始するまで徐々に加熱を行った。フラスコ内の反応温度が１００℃で留出を開始し、フラスコ内の反応温度１００℃〜１１５℃で副生するメタノ−ルを留出しながら反応を行い、共沸する留出物の塔頂温度は６５℃〜６８℃を保った。反応は６時間で終了し、反応物を冷却後、減圧下、未反応のメタクリル酸メチルを蒸留して除き、４６８ｇの粗反応物を得た。この粗反応物の色相はガードナーカラーで８、酸価は０．２４であった。この反応物２００ｇに水を８６ｇ（使用触媒重量に対して４１倍量）添加して４０℃で１時間攪拌を行った後、濾紙を用いて濾過を行なったところ、水分含有量２８．８重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数２２）メタアクリル酸エステルが得られた。触媒由来のチタンの残存量を定量したところ、粗反応物中のチタン残存量は１３７４ｐｐｍで、水で処理後、濾過を行った後には２．８ｐｐｍであった。また、酸価は０．１２、色相はＡＰＨＡで１０、ヒドロキシル価は１．５であり、ヒドロキシル価から反応率を算出したところ９７．３％であった。触媒由来のチタン残存量、触媒由来のジルコニウムの残存量（以下、単にチタン残存量、ジルコニウム残存量と言う。）、反応率は以下のようにして求めた。

チタン、ジルコニウムの残存量
反応物試料を灰化した後、硝酸酸性の溶液にしてプラズマ発光分析装置を用いて標準液による検量線法でチタン、ジルコニウム含有量を測定した。
測定装置：プラズマ発光分析装置ＩＣＰＳ−１０００ＩＶ（島津製作所製）
標準液：チタン１０００ｍｇ／Ｌ標準液（関東化学株式会社製）
ジルコニウム１０００ｍｇ／Ｌ標準液（関東化学株式会社製）

反応率
日本油化学協会制定の基準油脂分析試験法（１９９６年版）のヒドロキシル価（ピリジン−無水酢酸法：２．３．６．２）測定方法に準拠して反応物のヒドロキシル価：ＯＨｒ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）と、原料メトキシポリエチレングリコールのヒドロキシル価：ＯＨｍ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）を測定し、これらの値から反応物中の未反応アルコキシポリアルキレングリコ−ルの含有量：Ａ（％）を下記（１）式より算出し、その値から下記（２）式により反応率：Ｂ（％）を算出する。
Ａ（％）＝ＯＨｒ÷ＯＨｍ×１００（１）
Ｂ（％）＝１００−Ａ（２）

参考例２
参考例１と同様にして製造したエチレンオキシドの平均付加モル数２２モルのメトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル粗反応物１００ｇに、４０℃で水を４３ｇ（使用触媒重量に対して４１倍量）添加して３０分攪拌を行った後、更に吸着剤としてキョーワード２０００（協和化学工業株式会社製）を１ｇ（粗反応物の１重量％）添加して同温度で３０分間攪拌した後、濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相がＡＰＨＡで１０、水分含有量２８．４重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数２２）メタアクリル酸エステルが得られ、このエステルのチタン残存量は０．２ｐｐｍ、酸価は０．０９であった。

参考例３
攪拌装置、温度計、ガス導入管、還流管、冷却管を備えた２リットル反応フラスコに参考例１と同様にして得たメトキシポリエチレングリコール（平均付加モル数２２モル）５００ｇ（０．５モル）を仕込み、メタクリル酸メチル３００ｇ（３モル）、重合禁止剤としてジエチルヒドロキシルアミン０．４ｇ（５００ｐｐｍ）、エステル交換触媒としてテトライソプロピルチタン２．０ｇ入れ、攪拌下徐々に加熱を開始し、副生するメタノールを留出しながら反応を行った。フラスコ内の反応温度は１１０℃〜１２２℃で、共沸する留出物の塔頂温度は６０℃〜７８℃を保った。反応は１０時間で終了し、反応物を冷却後、減圧下、未反応のメタクリル酸メチルを蒸留して除き、５３４ｇの粗反応物を得た。この粗反応物の色相はＡＰＨＡで１５０、酸価は０．１６であった。この反応物２００ｇに４０℃にて水８６ｇ（使用触媒重量に対して１１５倍量）を添加して１時間攪拌を行った後、更に吸着剤としてキョーワード２０００を２ｇ（粗反応物の１重量％）添加して同温度で３０分間攪拌を行い濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相はＡＰＨＡで１０、水分含有量３０．６重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数２２）メタアクリル酸エステルが得られた。チタン残存量の定量をおこなったところ、粗反応物中のチタン残存量は６１１ｐｐｍで、水とキョーワード２０００で処理後、濾過を行ったものは０．１ｐｐｍであった。また、精製物の酸価は０．０８、ヒドロキシル価は０．９で、ヒドロキシル価により算出した反応率は９８．４％であった。更に、この精製物１００ｇを攪拌装置、温度計、ガス導入管、冷却管を備えた１リットルの反応フラスコに入れ、８０〜９０℃で減圧脱水を行い水分を除いた。脱水物は水分含有量０．１重量％、脱水物の酸価は０．１４、色相はＡＰＨＡで３０であった。

参考例４
参考例３と同様にして得たエチレンオキシドの平均付加モル数２２モルのメトキシポリエチレングリコ−ル（メタ）アクリル酸エステル粗反応物１００ｇに、４０℃で水を２５ｇ（使用触媒重量に対して６８倍量）添加して３０分攪拌を行った後、更に吸着剤としてキョーワード２０００を０．５ｇ（粗反応物の０．５重量％）添加して同温度で３０分間攪拌を行い濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相がＡＰＨＡで３０、水分含有量１７．７重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数２２）メタアクリル酸エステルが得られ、チタン残存量の定量をおこなったところ０．７ｐｐｍであり、酸価は０．０９であった。

参考例５
２リットルの圧力反応装置にメタノール３２ｇ（１モル）と触媒としてナトリウムメトキサイド０．２ｇを仕込み、反応容器内を窒素で充分置換した後、１００℃〜１３０℃でエチレンオキシド４４０ｇ（１０モル）を圧力５ｋｇ／ｃｍ^２以下を保ちつつ、３時間かけて導入して付加反応を行った。導入終了後、１時間熟成を行って反応を終了し、引き続き、窒素導入下、温度１１０〜１１５℃で吸着剤としてキョーワード６００Ｓ（協和化学工業株式会社製）を５ｇ添加して１時間吸着処理後、濾過を行ないエチレンオキシドが１０モル付加したメトキシポリエチレングリコールを得た。続いて、攪拌装置、温度計、ガス導入管、還流管、冷却管を備えた、２リットル反応フラスコにメトキシポリエチレングリコール（平均付加モル数１０モル）４７２ｇ（１モル）を仕込み、メタクリル酸メチル４００ｇ（４モル）、重合禁止剤としてハイドロキノンモノメチルエーテルを１．３ｇ（１５００ｐｐｍ）、エステル交換触媒としてテトラノルマルプロピルジルコニウム４．４ｇをいれ、攪拌下徐々に加熱を開始し、副生するメタノールを留出しながら反応を行った。フラスコ内の反応温度は１０８℃〜１２３℃で、共沸する留出物の塔頂温度は６３℃〜６９℃を保った。反応は１０時間で終了し、反応物を冷却後、減圧下、未反応のメタクリル酸メチルを蒸留して除き、５３２ｇの粗反応物を得た。この粗反応物の色相はガードナーカラーで３、酸価は０．１７であった。この反応物を３０℃まで冷却し、反応物２００ｇに水を３５ｇ（使用触媒量に対して２１倍）添加して６０分攪拌を行った後、濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相はＡＰＨＡで４０、水分含有量１４．２重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数１０）メタアクリル酸エステルが得られた。ジルコニウム残存量の定量を行ったところ、粗反応物中のジルコニウム残存量は３２４０ｐｐｍで、水で処理後、濾過を行ったものではジルコニウム残存量１．７ｐｐｍであった。また、酸価は０．１０、ヒドロキシル価は１．１で、ヒドロキシル価により算出した反応率は９９．１％であった。

参考例６
攪拌装置、温度計、ガス導入管、還流管、冷却管を備えた２リットル反応フラスコに参考例５と同様にして得たメトキシポリエチレングリコール（平均付加モル数１０モル）４７２ｇ（１モル）を仕込み、メタクリル酸メチル４００ｇ（４モル）、重合禁止剤としてハイドロキノンモノメチルエーテルを１．７４ｇ（２０００ｐｐｍ）、エステル交換触媒としてテトライソプロピルチタン４．４ｇをいれ、攪拌下徐々に加熱を開始し、副生するメタノールを留出しながら反応を行った。フラスコ内の反応温度は１０５℃〜１２０℃で、共沸する留出物の塔頂温度は６６℃〜６９℃を保った。反応は６時間で終了し、反応物を冷却後、減圧下、未反応のメタクリル酸メチルを蒸留して除き、５３０ｇの粗反応物を得た。この粗反応物の色相はガードナーカラーで５、酸価０．２３であった。この反応物を３０℃まで冷却し、反応物２００ｇに水を１０ｇ（使用触媒量に対して６倍）添加して３０分攪拌を行った後、更に吸着剤としてキョーワード５００（協和化学工業株式会社製）を２．０ｇ（反応物の１重量％）添加して同温度で３０分間攪拌を行い濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相はＡＰＨＡで７０、水分含有量４．０重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数１０）メタアクリル酸エステルが得られた。チタン残存量の定量をおこなったところ、粗反応物中のチタン残存量は１３７２ｐｐｍで、水と吸着剤で処理後、濾過を行ったものではチタン残存量５．７ｐｐｍであった。また、酸価は０．１１、ヒドロキシル価は２．９で、ヒドロキシル価により算出した反応率は９７．６％であった。

参考例７
参考例６と同様にして製造したエチレンオキシドの平均付加モル数１０モルのメトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル粗反応物２００ｇに３０℃で水を１０ｇ（使用触媒重量に対して６倍量）添加して３０分攪拌を行った後、更に吸着剤として活性炭白鷺Ａを１．０ｇ（粗反応物の０．５重量％）添加して同温度で３０分間攪拌を行った後、濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相がＡＰＨＡで３０、水分含有量４．４重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数１０）メタアクリル酸エステルが得られ、チタン残存量の定量をおこなったところ３．２ｐｐｍであり、酸価は０．０４であった。

実施例１
攪拌装置、温度計、ガス導入管、還流管、冷却管を備えた２リットル反応フラスコに参考例１と同様にして得たメトキシポリエチレングリコール（平均付加モル数２２モル）５００ｇ（０．５モル）を仕込み、メタクリル酸メチル４００ｇ（４モル）、重合禁止剤としてジエチルヒドロキシルアミン０．４５ｇ（５００ｐｐｍ）、エステル交換触媒としてテトラノルマルプロピルジルコニウム４．５ｇ入れ、攪拌下徐々に加熱を開始し、副生するメタノールを留出しながら反応を行った。フラスコ内の反応温度は１１３℃〜１２５℃で、共沸する留出物の塔頂温度は６５℃〜７２℃を保った。反応は１２時間で終了し、反応物を冷却後、減圧下、未反応のメタクリル酸メチルを蒸留して除き、５３１ｇの粗反応物を得た。この粗反応物の色相はＡＰＨＡで１１０、酸価０．１５であった。この反応物２００ｇに４０℃にて水４０ｇ（使用触媒重量に対して２４倍量）を添加して１時間攪拌を行った後、濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相はＡＰＨＡで１５、水分含有量１６．４重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数２２）メタアクリル酸エステルが得られた。ジルコニウム残存量の定量をおこなったところ、粗反応物中のジルコニウム残存量は３３６０ｐｐｍで、水で処理後、濾過を行ったものは１．９ｐｐｍであった。また、精製物の酸価は０．０８、ヒドロキシル価は１．０で、ヒドロキシル価により算出した反応率は９８．２％であった。

実施例２
実施例１と同様にして製造したエチレンオキシドの平均付加モル数２２モルのメトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル粗反応物２００ｇに３０℃で水を４０ｇ（使用触媒重量に対して２４倍量）添加して３０分攪拌を行った後、更に吸着剤としてキョーワード６００Ｓを２．０ｇ（粗反応物の１．０重量％）添加して同温度で３０分間攪拌を行った後、濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相がＡＰＨＡで５、水分含有量１６．６重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数２２）メタアクリル酸エステルが得られ、ジルコニウム残存量の定量をおこなったところ０．５ｐｐｍであり、酸価は０．０４であった。

実施例３
２リットルの圧力反応装置にメタノール３２ｇ（１モル）と触媒としてナトリウムメトキサイド０．２ｇを仕込み、反応容器内を窒素で充分置換した後、１００℃〜１３０℃でエチレンオキシド６６０ｇ（１５モル）を圧力５ｋｇ／ｃｍ^２以下を保ちつつ、３．５時間かけて導入して付加反応を行った。導入終了後、１時間熟成を行って反応を終了し、引き続き、窒素導入下、温度１１０〜１１５℃で吸着剤としてキョーワード６００Ｓ（協和化学工業株式会社製）を７ｇ添加して１時間吸着処理後、濾過を行ないエチレンオキシドが１５モル付加したメトキシポリエチレングリコールを得た。続いて、攪拌装置、温度計、ガス導入管、還流管、冷却管を備えた２リットル反応フラスコに、メトキシポリエチレングリコール（平均付加モル数１５モル）５１９ｇ（０．７５モル）を仕込み、メタクリル酸メチル４５０ｇ（４．５モル）、重合禁止剤としてジエチルヒドロキシルアミン０．５ｇ（５１６ｐｐｍ）、エステル交換触媒としてテトラノルマルプロピルジルコニウム４．８ｇ入れ、攪拌下徐々に加熱を開始し、副生するメタノールを留出しながら反応を行った。フラスコ内の反応温度は１１２℃〜１２４℃で、共沸する留出物の塔頂温度は６４℃〜７３℃を保った。反応は１１時間で終了し、反応物を冷却後、減圧下、未反応のメタクリル酸メチルを蒸留して除き、５６５ｇの粗反応物を得た。この粗反応物の色相はＡＰＨＡで２５０、酸価０．１４であった。この反応物２００ｇに４０℃にて水８６ｇ（使用触媒重量に対して５１倍量）を添加して１時間攪拌を行った後、更に吸着剤としてキョーワード２０００を４ｇ（粗反応物の２重量％）添加して同温度で１時間攪拌を行い濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相はＡＰＨＡで５、水分含有量２９．７重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数１５）メタアクリル酸エステルが得られた。残存触媒の定量をおこなったところ、粗反応物中のジルコニウム残存量は３２９０ｐｐｍで、水とキョーワード２０００で処理後、濾過を行ったものは０．１ｐｐｍであった。また、精製物の酸価は０．０５、ヒドロキシル価は１．１で、ヒドロキシル価により算出した反応率は９８．６％であった。

実施例４
実施例３と同様にして製造したエチレンオキシドの平均付加モル数１５モルのメトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル粗反応物２００ｇに３０℃で水を８６ｇ（使用触媒重量に対して５１倍量）添加して３０分攪拌を行った後、更に吸着剤として活性炭白鷺Ａを１．０ｇ（粗反応物の０．５重量％）添加して同温度で３０分間攪拌を行った後、濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相がＡＰＨＡで５、水分含有量２９．９重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数１５）メタアクリル酸エステルが得られ、ジルコニウム残存量の定量をおこなったところ０．５ｐｐｍであり、酸価は０．０４であった。

参考例８
２リットルの圧力反応装置にメタノール３２ｇ（１モル）と触媒としてナトリウムメトキサイド０．５ｇを仕込み、反応容器内を窒素で充分置換した後、１００℃〜１３０℃でエチレンオキシド７０４ｇ（１６モル）とプロピレンオキシド２９０ｇ（５モル）を圧力５ｋｇ／ｃｍ^２以下を保ちつつ、４時間かけて導入してランダム付加反応を行った。導入終了後、１時間熟成を行って反応を終了し、引き続き、窒素導入下、温度１１０〜１１５℃で吸着剤としてキョーワード６００Ｓ（協和化学工業株式会社製）を５ｇ添加して１時間吸着処理後、濾過を行ないエチレンオキシドが１６モル、プロピレンオキシドが５モル付加したメトキシポリエチレングリコール（１６モル）ポリプロピレングリコ−ル（５モル）ランダム付加体を得た。続いて、攪拌装置、温度計、ガス導入管、還流管、冷却管を備えた、２リットル反応フラスコにメトキシポリエチレングリコール（１６モル）ポリプロピレングリコール（５モル）ランダム付加体５１３ｇ（０．５モル）を仕込み、メタクリル酸メチル４００ｇ（４モル）、重合禁止剤としてジエチルヒドロキシルアミンを０．４６ｇ（５００ｐｐｍ）、エステル交換触媒としてテトライソプロピルチタン４．６ｇをいれ、攪拌下徐々に加熱を開始し、副生するメタノールを留出しながら反応を行った。フラスコ内の反応温度は１１０℃〜１２５℃で、共沸する留出物の塔頂温度は６５℃〜７１℃を保った。反応は１１時間で終了し、反応物を冷却後、減圧下、未反応のメタクリル酸メチルを蒸留して除き、５４０ｇの粗反応物を得た。この粗反応物の色相はガードナーカラーで８、酸価は０．３２であった。この反応物を３０℃まで冷却し、反応物２００ｇに水を８６ｇ（使用触媒量に対して５０倍）添加して６０分攪拌を行った後、濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相はＡＰＨＡで５０、水分含有量２９．０重量％のメトキシポリエチレングリコール（１６モル）ポリプロピレングリコール（５モル）メタアクリル酸エステルが得られた。残存触媒の定量をおこなったところ、粗反応物中のチタン残存量は１４１１ｐｐｍで、水で処理後、濾過を行ったものではチタン残存量２．９ｐｐｍであった。また、酸価は０．１０、ヒドロキシル価は１．４で、ヒドロキシル価により算出した反応率は９７．４％であった。

比較例１
参考例１と同様にして製造したエチレンオキシドの平均付加モル数２２モルのメトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル粗反応物１００ｇにキョーワード２０００を１ｇ（粗反応物の１重量％）と活性白土１ｇ（粗反応物の１重量％）入れ、１００℃で１時間処理を行ない、セルロ−ス系濾過助剤ＫＣ−フロックＷ−５０（日本製紙ケミカル株式会社製）を粗反応物重量に対して１重量％添加して濾紙を用いて濾過を行なった。濾過後の色相はガードナーカラーで７、酸価０．２３、チタン残存量の定量を行ったところ５８６ｐｐｍであった。

比較例２
実施例１と同様にして製造したエチレンオキシドの平均付加モル数２２モルのメトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル粗反応物１００ｇにキョーワード６００Ｓを２ｇ（粗反応物の２重量％）入れ、８０℃で１時間処理を行ない、セルロ−ス系濾過助剤ＫＣ−フロックＷ−５０（日本製紙ケミカル株式会社製）を粗反応物重量に対して０．５重量％添加して濾紙を用いて濾過を行なった。濾過後の色相はＡＰＨＡで６０、酸価０．１６、ジルコニウム残存量の定量を行ったところ９８０ｐｐｍであった。

比較例３
攪拌装置、温度計、ガス導入管、還流管、冷却管を備えた、１リットル反応フラスコに参考例５と同様にして製造したエチレンオキシドの平均付加モル数１０モルのメトキシポリエチレングリコール（平均付加モル数１０モル）４７２ｇ（１モル）を仕込み、メタクリル酸メチル４００ｇ（４モル）、重合禁止剤としてハイドロキノンモノメチルエーテルを０．４４ｇ（５００ｐｐｍ）、エステル交換触媒としてナトリウムメチラート（純度９８％）４．４ｇをいれ、攪拌下徐々に加熱を開始し、副生するメタノールを留出しながら反応を行った。フラスコ内の反応温度１０１℃から留出が開始し、共沸する留出物を除きながら反応を行ったところフラスコ内の反応温度の上昇が激しく１時間経過後にはフラスコ内温度が１２６℃に達した。反応を６時間で終了し、反応物を冷却後、減圧下、未反応のメタクリル酸メチルを蒸留して除き、５２５ｇの粗反応物を得た。この反応物２００ｇに水を６７ｇ（使用触媒量に対して４０倍）添加して３０分攪拌を行った後、濾紙を用いて濾過を行なったところ、色相はガードナーカラーで６、水分含有量２４．８重量％のメトキシポリエチレングリコール（エチレンオキシドの平均付加モル数１０）メタアクリル酸エステルが得られた。触媒に由来するナトリウムの定量を原子吸光法によりおこなったところ、水処理前の粗反応物中のナトリウム量は３３９０ｐｐｍで、水で処理後、濾過を行ったものは２３２４ｐｐｍで触媒に由来するナトリウムは除かれていなかった。水分含有量２４．８重量％の処理品のヒドロキシル価を測定したところ１３．３で未反応のメトキシポリエチレングリコール（平均付加モル数１０モル）が処理品中に１１．１％残存しており、反応率は８５．１％であった。

比較例４
攪拌装置、温度計、ガス導入管、還流管、冷却管を備えた、１リットル反応フラスコに参考例１と同様にして製造したエチレンオキシドの平均付加モル数２２モルのメトキシポリエチレングリコール（平均付加モル数２２モル）５００ｇ（０．５モル）を仕込み、メタクリル酸メチル３００ｇ（３モル）、重合禁止剤としてジエチルヒドロキシルアミンを０．４ｇ（５００ｐｐｍ）、エステル交換触媒としてナトリウムメチラート（純度９８％）２ｇをいれ、攪拌下徐々に加熱を開始した、副生するメタノールを留出しながら反応を行った。フラスコ内の反応温度１１０℃から留出が開始し、反応を行ったところフラスコ内の反応温度の上昇が激しく１時間３０分経過後にはフラスコ内温度が１３０℃に達し、メタノールを留出が停止したため反応を終了した。反応物を冷却後、減圧下、未反応のメタクリル酸メチルを蒸留して除き反応物を取り出したところやや粘性を呈していた。この反応物２００ｇに４０℃にて水８５ｇ（使用触媒重量に対して１１５倍量）を添加して濾過を行ったものは水分含有量２９．２重量％のやや白濁の液状であった。水分含有量２９．２重量％の処理品のヒドロキシル価を測定したところ測定途中でゲル状を呈し、測定できなかった。

参考例３において粗反応物を処理した後の製品と、比較例３において粗反応物を処理した後の製品について、以下の条件で液体クロマトグラフィーによる分析を行ったところ、比較例３のものは副生成物と思われる不明成分のピークが多数検出された。

液体クロマトグラフィー測定条件
測定機器：日本分光株式会社製液体クロマト測定装置
溶離液：メチルアルコール／水＝８０／２０（容量比）
流量：０．５ｍｌ／分
カラム：ＦｉｎｅｐａｋＳＩＬＣ１８Ｓ（日本分光株式会社）４．６ｍｍ（径）×１５０ｍｍ（長さ）＋ＴＳＫＧＥＬ（東ソー株式会社）４．６ｍｍ（径）×１５０ｍｍ（長さ）
検出器：屈折率計
カラム温度：４０℃

参考例３の製品の液体クロマトグラフを図１に、比較例３の製品の液体クロマトグラフを図２にそれぞれ示す。図１のクロマトグラフでリテンションタイム８．５分は未反応原料のメトキシポリエチレングリコール、９．９分は反応生成物のメトキシポリエチレングリコールメタクリレートである。一方、図２のクロマトグラフでは、リテンションタイム８．５分に未反応原料のメトキシポリエチレングリコールが検出されたが、それ以降にはメトキシポリエチレングリコールメタクリレートと異なる多数の不明成分が検出された。

参考例３の製品の液体クロマトフラフである。比較例３の製品の液体クロマトフラフである。

Claims

グリコール化合物と、（メタ）アクリル酸エステルとを、ジルコニウムアルコキサイドをエステル交換触媒として用い、ジエチルヒドロキシルアミンを重合禁止剤として用いて反応させた後、水で処理して不溶性分を分離除去することを特徴とする水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法。
グリコール化合物が、エチレンオキシド成分２０重量％以上含有する下記（ａ）式で示されるグリコール化合物である請求項１記載の水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法。
Ｒ_１Ｏ（ＡＯ）ｎＨ（ａ）
（但し、Ｒ_１は水素、炭素数１〜３０の炭化水素基、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｎは１〜３００の数を示す。）
グリコール化合物と、（メタ）アクリル酸エステルとを、ジルコニウムアルコキサイドをエステル交換触媒として用い、ジエチルヒドロキシルアミンを重合禁止剤として用いて反応させて得た反応物を、水とともに吸着剤を用いて処理する請求項１又は２記載の水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法。
吸着剤が水不溶性吸着剤である請求項３記載の水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法。
水不溶性吸着剤が、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素から選ばれた１種以上を含有する酸吸着能を持つ吸着剤及び／又は活性炭である請求項４記載の水溶性（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルの製造方法。