JP5051338B2 - ポリエーテル重合体の製造方法 - Google Patents
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これらポリエーテル重合体はアルキレンオキシドを主とする単量体から重合して粒子状の重合体として製造され、搬送・計量・加工のし易さからそのまま粒子状として取り扱われることが多い。しかしながら、従来のポリエーテル重合体は、特に搬送中の静電気などにより粉体流動性が低下し、ホッパーでブリッジやラットホールを形成するなど、搬送トラブルが発生することがあった。
かくして、本発明によれば、以下の1〜4の発明が提供される。
1. 直径が355μm未満の粒子の割合が40重量%未満であり、355μm以上の粒子のメジアン径が500〜2,000μmであるポリエーテル重合体。
2. 前記ポリエーテル重合体の組成が、エチレンオキシド単量体単位30〜95モル%及びエチレンオキシド単量体と共重合可能なその他のオキシラン単量体単位70〜5モル%である前記1記載のポリエーテル重合体。
3. 前記エチレンオキシド単量体と共重合可能なその他のオキシラン単量体単位が、架橋性オキシラン単量体単位を含み、その含有量が、ポリエーテル重合体中5〜35モル%である前記2記載のポリエーテル重合体。
4. 前記1〜3のいずれかに記載のポリエーテル重合体の製造方法であって、
エチレンオキシド単量体(a0)を、有機金属触媒を用いて重合を開始する工程(A)と、
前記工程(A)で得られたエチレンオキシド重合体の存在下で、
エチレンオキシド単量体(a1)と、
重合溶媒に可溶な重合体を与え、且つ、前記エチレンオキシド単量体と共重合可能なその他のオキシラン単量体(b1)と、
からなる単量体混合物を重合する工程(B)と、を含み、
有機金属触媒の金属原子のモル数に対する、単量体(a0)の重量が160〜350g/モルでり、且つ、単量体(a1)と単量体(b1)との合計重量が1〜250g/モルである、ポリエーテル重合体の製造方法。
架橋性オキシラン単量体としては、ハロゲン基またはビニル基を有するエポキシ化合物などが挙げられる。ハロゲン基を有するエポキシ化合物としては、例えば、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン、エピフルオロヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリンなどのエピハロヒドリンなどのハロゲン化アルキレンオキシド;p−クロロスチレンオキシド;ジブロモフェニルグリシジルエーテル;などが挙げられる。
架橋性オキシラン単量体は一種類のみを用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ハロゲン化アルキレンオキシド及びエチレン性不飽和グリシジルエーテルが好ましく、エピクロロヒドリン及びアリルグリシジルエーテルが特に好ましい。
本発明のポリエーテル重合体中の架橋性オキシラン単量体単位の含有量は5〜35モル%が好ましく、10〜30モル%がより好ましい。
また、粉体流動性が良好であるためには、前記小粒径粒子以外の大きい粒子の粒径分布が適切な範囲にある必要がある。すなわち、直径355μm以上の粒子のメジアン径(累積粒径分布の50重量%に相当する粒径)は500〜2,000μm、好ましくは520〜1,500μm、より好ましくは550〜1,000μmである。該メジアン径が小さすぎると粉体流動性が低下して、ふるいの際に目詰まりしたり、ホッパーでブリッジ形成したりするおそれがあり、逆に、大きすぎてもふるいの際に目詰まりを起こす可能性がある。
エチレンオキシド単量体(a0)を、有機金属触媒を用いて重合を開始する工程(A)と、
前記工程(A)で得られたエチレンオキシド重合体の存在下で、
エチレンオキシド単量体(a1)と、
重合溶媒に可溶な重合体を与え、且つ、前記エチレンオキシド単量体と共重合可能なその他のオキシラン単量体(b1)と、
からなる単量体混合物を重合する工程(B)と、を含み、
有機金属触媒の金属原子のモル数(c)に対する、単量体(a0)の重量の比率が160〜350g/モルでり、且つ、単量体(a1)と単量体(b1)との合計重量の比率が1〜250g/モルであることが好ましい。
本発明においては、上記触媒のいずれを用いることもできるが、有機アルミニウムにリン酸を反応させた、有機アルミニウム触媒を用いた場合が重合活性が高いので好ましい。
重合方法としては、溶液重合法または溶媒スラリー重合法などを用いることができるが、本発明では前記重合溶媒を用いた溶媒スラリー重合法を用いることが好ましい。
エチレンオキシド単量体(a1)と、
重合溶媒に可溶な重合体を与え、且つ、前記エチレンオキシド単量体と共重合可能なその他のオキシラン単量体(b1)と、
からなる単量体混合物を重合する。
重合する単量体混合物を構成する、単量体(a1)と、単量体(b1)との比率は、重合時の安定性を考慮して適宜設定することができるが、15/85〜85/15であることが好ましい。単量体(a1)が多すぎると粒子が凝集する傾向にあり、逆に単量体(b1)が多すぎると微細粒子が生成して、ポリエーテル重合体の粒子径分布が本願規定の範囲を外れる場合がある。
工程(C)において用いられるオキシラン単量体の組成は、目的とするポリエーテル重合体の組成によって適宜選定することができる。
本発明のポリエーテル重合体の重合には活性水素を有しないルイス塩基の存在下でオキシラン基の重合を行なうことが好ましい。前記活性水素を有しないルイス塩基としては、具体的には、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、等が挙げられる。
ポリエーテル重合体の組成はプロトンNMRで測定した。
JIS K0069に準じてポリエーテル重合体の粒径分布を測定した。篩は、JIS Z8801に規定する網篩で、篩枠の内径寸法が75mm、目開きがそれぞれ0.355、0.5、0.71、1、1.4および2mmの篩を使用した。すなわち、目開き大の篩を上段になるように篩を重ね、最上段の篩上にポリエーテル重合体粉末3gを置いて蓋をし、粉末が落ちきるまで十分に篩う(5分程度)。次いで、各篩上の粉末の重量を測定した。これにより直径が355μm未満の粒子の割合および355μm以上の粒子のメジアン径を求めた。
丸穴直径5mmのステンレス製板篩付き振動ふるい機(KGO−500−1D、興和工業所製)を用い、単位時間当たりの最大ふるい量を測定した。この値が大きいほど粉体流動性に優れる。
攪拌機付きオートクレーブを窒素置換して、トリイソブチルアルミニウム9.2部、トルエン40部及びジエチルエーテル17.2部を仕込んだ。内温を30℃に設定し、攪拌しながら正リン酸1.36部を徐々に添加し、次いでトリエチルアミン0.469部を添加した後、内温を60℃に上げ、2時間熟成して触媒溶液を得た。
工程(C)において、エチレンオキシド255.2部とし、プロピレンオキシド21部とし、アリルグリシジルエーテル123.8部とした他は実施例1と同様に重合を行った。重合反応率は99%であった。
得られたポリエーテル重合体につき、ポリマー組成、355μm未満の粒子の割合、355μm以上の粒子のメジアン径および最大ふるい量を試験、評価した結果を表1に記す。
工程(B)において、エチレンオキシド10部とした他は、実施例1と同様に重合した。重合反応率は99%であった。
得られたポリエーテル重合体につき、ポリマー組成、355μm未満の粒子の割合、355μm以上の粒子のメジアン径および最大ふるい量を試験、評価した結果を表1に記す。
攪拌機付きオートクレーブを窒素置換して、トリイソブチルアルミニウム8.4部、トルエン36.52部及びジエチルエーテル15.7部を仕込んだ。内温を30℃に設定し、攪拌しながら正リン酸1.24部を徐々に添加し、次いでトリエチルアミン0.428部を添加した後、内温を60℃に上げ、2時間熟成反応して触媒溶液を得た。以降重合反応は実施例1と同様にして行った。重合反応率は99%であった。
得られたポリエーテル重合体につき、ポリマー組成、355μm未満の粒子の割合、355μm以上の粒子のメジアン径および最大ふるい量を試験、評価した結果を表1に記す。
工程(B)において、エチレンオキシド2.2部、プロピレンオキシド2.2部とした以外は実施例2と同様にして行った。重合反応率は99%であった。
得られたポリエーテル重合体につき、ポリマー組成、355μm未満の粒子の割合、355μm以上の粒子のメジアン径および最大ふるい量を試験、評価した結果を表1に記す。
工程(A)において、初期仕込みエチレンオキシド6部とし、工程(B)でエチレンオキシド6部、プロピレンオキシド6部とした他は実施例1と同様にして行った。重合反応率は99%であった。
得られたポリエーテル重合体につき、ポリマー組成、355μm未満の粒子の割合、355μm以上の粒子のメジアン径および最大ふるい量を試験、評価した結果を表1に記す。
工程(A)において、エチレンオキシド6部とし、工程(B)でエチレンオキシド6部、プロピレンオキシド6部とした他は実施例2と同様に重合を行った。重合反応率は99%であった。
得られたポリエーテル重合体につき、ポリマー組成、355μm未満の粒子の割合、355μm以上の粒子のメジアン径および最大ふるい量を試験、評価した結果を表1に記す。
工程(A)において、エチレンオキシド6部とした他は実施例1と同様に重合を行った。重合反応率は99%であった。
得られたポリエーテル重合体につき、ポリマー組成、355μm未満の粒子の割合、355μm以上の粒子のメジアン径および最大ふるい量を試験、評価した結果を表1に記す。
一方、直径355μm未満の粒子の割合は40重量%未満であっても355μm以上の粒子のメジアン径が500μm未満であると、最大ふるい量が少なくて粉体流動性に劣るものだった(比較例1〜3)。
Claims (4)
- 直径が355μm未満の粒子の割合が40重量%未満であり、355μm以上の粒子のメジアン径が500〜2,000μmであるポリエーテル重合体の製造方法であって、
エチレンオキシド単量体(a0)を、有機金属触媒を用いて重合を開始する工程(A)と、
前記工程(A)で得られたエチレンオキシド重合体の存在下で、
エチレンオキシド単量体(a1)と、
重合溶媒としての鎖状飽和炭化水素または脂環式炭化水素に可溶な重合体を与え、且つ、前記エチレンオキシド単量体と共重合可能なその他のオキシラン単量体(b1)と、
からなる単量体混合物を重合する工程(B)と、を含み、
有機金属触媒の金属原子のモル数に対する、
単量体(a0)の重量の比率が160〜350g/モルであり、且つ、
単量体(a1)と単量体(b1)との合計重量の比率が1〜250g/モルである、
ポリエーテル重合体の製造方法。 - さらに、前記工程(A)及び工程(B)で得られた重合体粒子に、オキシラン単量体を仕込んで、前記オキシラン単量体を重合する工程(C)を有する、請求項1記載のポリエーテル重合体の製造方法。
- 前記ポリエーテル重合体の組成が、エチレンオキシド単量体単位30〜95モル%及びエチレンオキシド単量体と共重合可能なその他のオキシラン単量体単位70〜5モル%である請求項1又は2記載のポリエーテル重合体の製造方法。
- 前記エチレンオキシド単量体と共重合可能なその他のオキシラン単量体単位が、架橋性オキシラン単量体単位を含み、その含有量が、ポリエーテル重合体中5〜35モル%である請求項3記載のポリエーテル重合体の製造方法。
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