JP6609151B2 - Polyalkyleneimine derivatives - Google Patents

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Description

本発明は、ポリアルキレンイミン誘導体に関する。より詳しくは、洗剤ビルダー、洗剤、水処理剤、分散剤等に有用なポリアルキレンイミン誘導体に関する。 The present invention relates to a polyalkyleneimine derivative. More specifically, the present invention relates to polyalkyleneimine derivatives useful for detergent builders, detergents, water treatment agents, dispersants and the like.

ポリアルキレンイミンは、アルキレンイミンを重合した水溶性ポリマーであり、ラミネートのアンカー剤、重金属キレート剤、金属メッキ用添加剤、繊維の凝集剤、接着剤及び工業用分散剤等に用いられている。
また、ポリアルキレンイミンは、誘導体化することが検討されており、例えば、ポリアルキレンイミンに不飽和カルボン酸やアルキレンオキシドを付加させた誘導体が開示されている(例えば、特許文献1及び2参照。)。さらに、特許文献3には、エチレンイミンポリマーの骨格中の窒素原子を置換することによって製造されるポリマー状抗菌剤が開示されている。
Polyalkyleneimine is a water-soluble polymer obtained by polymerizing alkyleneimine, and is used as an anchoring agent for laminate, a heavy metal chelating agent, a metal plating additive, a fiber flocculant, an adhesive, an industrial dispersant, and the like.
In addition, polyalkyleneimine has been studied to be derivatized. For example, derivatives obtained by adding unsaturated carboxylic acid or alkylene oxide to polyalkyleneimine are disclosed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ). Furthermore, Patent Document 3 discloses a polymeric antibacterial agent produced by substituting a nitrogen atom in the skeleton of an ethyleneimine polymer.

特開2004−002589号公報JP 2004-002589 A 特開2005−350640号公報JP 2005-350640 A 特表2009−524719号公報JP 2009-524719 A

上記のとおり、種々のポリアルキレンイミンの誘導体が検討されているが、ポリアルキレンイミン誘導体についてまだ充分に検討が進んでいるとはいえず、更なる誘導体を開発する余地があった。 As described above, various polyalkyleneimine derivatives have been studied. However, the polyalkylenimine derivatives have not been sufficiently studied, and there is room for further development of derivatives.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、新規なポリアルキレンイミン誘導体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a novel polyalkyleneimine derivative.

本発明者は、新規なポリアルキレンイミン誘導体について種々検討したところ、ポリアルキレンイミンの窒素原子にアミド構造を有する特定の置換基が結合した構造を有するポリアルキレンイミン誘導体の製造に成功した。更に本発明者は、このポリアルキレンイミン誘導体が、クレイ分散性及びカーボンブラック分散性に優れることを見いだし、本発明に到達したものである。 As a result of various studies on the novel polyalkyleneimine derivatives, the present inventors have succeeded in producing a polyalkylenimine derivative having a structure in which a specific substituent having an amide structure is bonded to the nitrogen atom of the polyalkyleneimine. Furthermore, the present inventors have found that this polyalkyleneimine derivative is excellent in clay dispersibility and carbon black dispersibility, and have reached the present invention.

すなわち本発明は、ポリアルキレンイミンの窒素原子に置換基が結合した構造を有するポリアルキレンイミン誘導体であって、上記誘導体は、ポリアルキレンイミンが有する1級又は2級アミノ基の少なくとも1つの水素原子が、下記式(1); That is, the present invention provides a polyalkyleneimine derivative having a structure in which a substituent is bonded to a nitrogen atom of polyalkyleneimine, wherein the derivative is at least one hydrogen atom of a primary or secondary amino group of polyalkyleneimine. Is the following formula (1);

Figure 0006609151
Figure 0006609151

(式中、R及びRは、同一又は異なって、水素原子又は有機基を表す。Xは、2価の連結基を表す。)で表される基に置換された構造を有するポリアルキレンイミン誘導体である。
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
(In the formula, R 1 and R 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group. X represents a divalent linking group.) It is an imine derivative.
The present invention is described in detail below.
A combination of two or more preferred embodiments of the present invention described below is also a preferred embodiment of the present invention.

<ポリアルキレンイミン誘導体>
本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、ポリアルキレンイミンが有する1級又は2級アミノ基の少なくとも1つの水素原子が、上記式(1)で表される基に置換された構造を有する。すなわち、上記ポリアルキレンイミン誘導体は、ポリアルキレンイミンが有する1級又は2級アミノ基の少なくとも1つの窒素原子に式(1)で表される基が結合した構造を有する。上記ポリアルキレンイミン誘導体は、このような構造を少なくとも1つ有する限り、特に制限されない。
本発明のポリアルキレンイミン誘導体がこのような構造を有することにより、親水性のクレイ及び疎水性のカーボンブラックの両方の分散性に優れることとなる。その理由は以下のように推定される。
クレイは負に帯電しているため、正に帯電するポリアルキレンイミン骨格と相互作用しやすいことの他に、クレイ分子自体が電荷を持ち、且つ、平面性の高い分子構造を取ることに対して、本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、電子的な相互作用がし易い、長いπ共役系を持ち、且つ、平面性の高いアミド骨格が導入されたことにより、クレイとの相互作用が向上し、クレイの分散性が向上すると推定される。
また、アミド骨格におけるアミノ基の非共有電子対は、カルボニル基の方に流れ、非局在化することにより、アミド基はポリアルキレンイミンのアミノ基よりも極性が低くなることから、疎水性が高まると考えられる。これにより疎水性の高いカーボンブラックと相互作用しやすく、カーボンブラックの分散性が向上すると推定される。
<Polyalkyleneimine derivative>
The polyalkyleneimine derivative of the present invention has a structure in which at least one hydrogen atom of a primary or secondary amino group of the polyalkyleneimine is substituted with a group represented by the above formula (1). That is, the polyalkyleneimine derivative has a structure in which a group represented by the formula (1) is bonded to at least one nitrogen atom of a primary or secondary amino group of the polyalkyleneimine. The polyalkyleneimine derivative is not particularly limited as long as it has at least one such structure.
When the polyalkyleneimine derivative of the present invention has such a structure, the dispersibility of both hydrophilic clay and hydrophobic carbon black is excellent. The reason is estimated as follows.
Since clay is negatively charged, in addition to being easy to interact with a positively charged polyalkyleneimine skeleton, the clay molecule itself has a charge and has a highly planar molecular structure. The polyalkyleneimine derivative of the present invention has a long π-conjugated system that is easy to interact electronically, and the introduction of an amide skeleton with high planarity improves the interaction with clay, It is estimated that the dispersibility of clay is improved.
In addition, the unshared electron pair of the amino group in the amide skeleton flows toward the carbonyl group and is delocalized, so that the amide group becomes less polar than the amino group of the polyalkyleneimine, so that the hydrophobicity is reduced. It is thought to increase. It is presumed that this facilitates interaction with highly hydrophobic carbon black and improves the dispersibility of carbon black.

上記式(1)のR及びRにおける有機基としては、特に制限されないが、例えば、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、アミノ構造及び/又はイミノ構造を有する基、カルボキシル基、水酸基、シアノ基等が挙げられる。
上記炭化水素基の炭素数は、1〜16であることが好ましい。より好ましくは1〜12である。
炭化水素基としては、特に制限されないが、例えば、アルキル基、アルケニル基等の鎖状炭化水素基、アリール基、シクロアルキル基等の環状炭化水素基等が挙げられる。炭化水素基として好ましくは、鎖状炭化水素基であり、より好ましくはアルキル基である。
上記炭化水素基が有していてもよい置換基としては、特に制限されないが、例えば、アミノ基、イミノ基、カルボキシル基、水酸基、シアノ基等が挙げられる。置換基として好ましくはアミノ基、イミノ基、シアノ基である。
また、本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、上記式(1)で表される構造の末端に、疎水性基を有することが好ましい。このような構造を有することにより、カーボンブラックの分散性がより向上する。すなわち、上記式(1)におけるR及びRの有機基のうち少なくとも一方の末端が疎水性基であることが好ましい。疎水性基としては、特に制限されないが、例えばシアノ基、炭化水素基等が挙げられる。疎水性基として好ましくは、シアノ基である。
The organic group for R 1 and R 2 in the formula (1) is not particularly limited, for example, a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent, an amino structure and / or imino structure A group having a carboxyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a cyano group, and the like.
The hydrocarbon group preferably has 1 to 16 carbon atoms. More preferably, it is 1-12.
The hydrocarbon group is not particularly limited, and examples thereof include chain hydrocarbon groups such as alkyl groups and alkenyl groups, and cyclic hydrocarbon groups such as aryl groups and cycloalkyl groups. The hydrocarbon group is preferably a chain hydrocarbon group, and more preferably an alkyl group.
The substituent that the hydrocarbon group may have is not particularly limited, and examples thereof include an amino group, an imino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, and a cyano group. The substituent is preferably an amino group, an imino group or a cyano group.
Moreover, it is preferable that the polyalkyleneimine derivative of this invention has a hydrophobic group at the terminal of the structure represented by the above formula (1). By having such a structure, the dispersibility of carbon black is further improved. That is, it is preferable that at least one end of the organic groups represented by R 1 and R 2 in the above formula (1) is a hydrophobic group. Although it does not restrict | limit especially as a hydrophobic group, For example, a cyano group, a hydrocarbon group, etc. are mentioned. The hydrophobic group is preferably a cyano group.

上記有機基として好ましくは、アミノ構造及び/又はイミノ構造を有する基である。
アミノ構造及び/又はイミノ構造を有する基は、下記式(2);
The organic group is preferably a group having an amino structure and / or an imino structure.
The group having an amino structure and / or an imino structure has the following formula (2):

Figure 0006609151
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(式中、Rは、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基を表す。Rは、水素原子、アミノ基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基を表す。pは、0〜6の整数である。)又は下記式(3); (In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent. R 4 may have a hydrogen atom, an amino group or a substituent. Represents a good hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, p is an integer of 0 to 6) or the following formula (3);

Figure 0006609151
Figure 0006609151

(式中、Rは、同一又は異なって、アミノ基、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基を表す。ただし、Rのうち少なくとも一つは、アミノ基である。qは、0〜6の整数である。)で表される基であることが好ましい。 (Wherein, R 5 are the same or different, an amino group, a hydrogen atom or a substituted 1-18 carbon atoms which may hydrocarbon group. Provided that at least one of R 5 is An amino group, q is an integer of 0 to 6).

上記式(2)のR又はRにおける置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基の具体例は、上記式(1)における置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基と同様である。上記炭化水素基が有する置換基としては、アミノ基が好ましい。
上記pは、0〜3の整数が好ましく、より好ましくは0である。
は、水素原子であることが好ましい。Rは、水素原子、アミノ基又は置換基としてアミノ基を有する炭化水素基であることが好ましく、より好ましくはアミノ基である。
The specific example of the C1-C18 hydrocarbon group which may have a substituent in R < 3 > or R < 4 > of the said Formula (2) may have a substituent in the said Formula (1). This is the same as the hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. As a substituent which the said hydrocarbon group has, an amino group is preferable.
The p is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0.
R 3 is preferably a hydrogen atom. R 4 is preferably a hydrogen atom, an amino group, or a hydrocarbon group having an amino group as a substituent, and more preferably an amino group.

上記式(3)のRにおける置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基の具体例及び好ましい例は、上記式(2)における置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基と同様である。上記qは、0〜3の整数が好ましく、より好ましくは0である。 Specific examples and preferred examples of the hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent in R 5 of the above formula (3) may have a substituent in the above formula (2). This is the same as the hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. Q is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0.

上記式(2)のRにおけるアミノ基、置換基としてアミノ基を有する炭化水素基のアミノ基、及び、式(3)のRにおけるアミノ基は、1〜3級のいずれであってもよいが2級アミノ基であることが好ましい。上記アミノ基又はアミノ基を有する炭化水素基としては、下記式(4); The amino group in R 4 of the above formula (2), the amino group of the hydrocarbon group having an amino group as a substituent, and the amino group in R 5 of the formula (3) may be any of 1 to 3 grades. Although it is good, it is preferably a secondary amino group. Examples of the amino group or the hydrocarbon group having an amino group include the following formula (4):

Figure 0006609151
Figure 0006609151

(式中、Rは、水素原子を表す。Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、シアノ基を表す。rは、0〜6の整数である。)で表される構造が好ましい。
上記式(4)のRにおける置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基の具体例は、上記式(1)における置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基と同様である。
上記Rとしては、シアノ基であることが好ましい。上記rは、0〜3の整数が好ましく、より好ましくは0である。
(In the formula, R 6 represents a hydrogen atom. R 7 represents an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or a cyano group. R is an integer of 0 to 6. Is preferred.)
Specific examples of the hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent in R 7 of the above formula (4) include 1 carbon atom which may have a substituent in the above formula (1). It is the same as the hydrocarbon group of -18.
R 7 is preferably a cyano group. R is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0.

本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、上記式(1)におけるR及びRのうち少なくとも一方が、有機基であり、該有機基が、アミノ構造及び/又はイミノ構造を有することが好ましい。
本発明のポリアルキレンイミン誘導体が、このような構造を有することにより、クレイ及びカーボンブラックの分散性がより向上することとなる。
本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、式(1)におけるR及びRのうち少なくとも一方が、アミノ構造及びイミノ構造を有することがより好ましい。
より好ましくは式(1)におけるR及びRのうち少なくとも一方が、上記式(2)で表される基であって、かつ、Rがアミノ基である。すなわち、本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、式(1)におけるR及びRのうち少なくとも一方が、グアニジノ基を有することがより好ましい。
特に好ましくは上記R及びRの一方がグアニジノ基であり、もう一方が水素原子であることである。
In the polyalkyleneimine derivative of the present invention, it is preferable that at least one of R 1 and R 2 in the above formula (1) is an organic group, and the organic group has an amino structure and / or an imino structure.
When the polyalkyleneimine derivative of the present invention has such a structure, the dispersibility of clay and carbon black is further improved.
In the polyalkyleneimine derivative of the present invention, it is more preferable that at least one of R 1 and R 2 in the formula (1) has an amino structure and an imino structure.
More preferably, at least one of R 1 and R 2 in the formula (1) is a group represented by the above formula (2), and R 4 is an amino group. That is, in the polyalkyleneimine derivative of the present invention, it is more preferable that at least one of R 1 and R 2 in the formula (1) has a guanidino group.
Particularly preferably, one of R 1 and R 2 is a guanidino group and the other is a hydrogen atom.

本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、上述のとおり、ポリアルキレンイミンのアミノ基由来の窒素原子に置換基を有するが、ポリアルキレンイミン誘導体が有する置換基の一部が、置換基の末端部位において、同一又は異なる分子のポリアルキレンイミン由来の1級又は2級アミノ基と結合してもよい。このように、ポリアルキレンイミン誘導体は、分子内又は分子間において架橋構造を形成していてもよい。例えば、式(1)におけるR及びRの一方の末端がシアノ基である場合、シアノ基とポリアルキレンイミン由来の1級又は2級アミノ基とが反応し、架橋構造を形成する場合が挙げられる。 The polyalkyleneimine derivative of the present invention has a substituent on the nitrogen atom derived from the amino group of the polyalkyleneimine as described above, but a part of the substituent of the polyalkyleneimine derivative is at the terminal end of the substituent, You may couple | bond with the primary or secondary amino group derived from the polyalkyleneimine of the same or different molecule | numerator. Thus, the polyalkyleneimine derivative may form a crosslinked structure within the molecule or between the molecules. For example, when one end of R 1 and R 2 in Formula (1) is a cyano group, the cyano group may react with a primary or secondary amino group derived from polyalkyleneimine to form a crosslinked structure. Can be mentioned.

上記式(1)におけるXは2価の連結基である。2価の連結基としては、特に制限されないが、例えば、2価の炭化水素基等が挙げられる。
上記2価の炭化水素基としては、炭素数1〜18のアルキレン基、炭素数2〜18のアルケニル等が挙げられ、好ましくは、炭素数1〜12のアルキレン基であり、より好ましくはエチレン基である。
X in the above formula (1) is a divalent linking group. Although it does not restrict | limit especially as a bivalent coupling group, For example, a bivalent hydrocarbon group etc. are mentioned.
Examples of the divalent hydrocarbon group include an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms and an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an ethylene group. It is.

本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、上記式(1)で表される基を、ポリアルキレンイミン由来の窒素原子100モル%に対して、1〜70モル%有することが好ましい。
上記ポリアルキレンイミン誘導体が式(1)で表される基をこのような割合で有することにより、クレイ及びカーボンブラックの分散性がより向上し、さらに、ポリアルキレンイミン誘導体の粘度が好適な範囲となるため、取扱いにも優れることとなる。上記式(1)で表される基の割合は、より好ましくは1〜60モル%であり、更に好ましくは1〜50モル%である。
The polyalkyleneimine derivative of the present invention preferably has 1 to 70 mol% of the group represented by the above formula (1) with respect to 100 mol% of the nitrogen atom derived from polyalkyleneimine.
When the polyalkyleneimine derivative has the group represented by the formula (1) in such a ratio, the dispersibility of the clay and the carbon black is further improved, and the viscosity of the polyalkyleneimine derivative is within a suitable range. Therefore, it will be excellent in handling. The ratio of the group represented by the formula (1) is more preferably 1 to 60 mol%, and further preferably 1 to 50 mol%.

本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、ポリアルキレンイミンが有する1級アミノ基の少なくとも1つの水素原子が、式(1)で表される基に置換された構造を有することが好ましい。
本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、ポリアルキレンイミン由来の1級アミノ基の水素原子が式(1)で表される基に置換された構造の含有割合が、ポリアルキレンイミン由来の全1級アミノ基100モル%に対して、1〜90モル%であることが好ましい。より好ましくは1〜80モル%であり、更に好ましくは1〜70モル%である。本発明のポリアルキレンイミン誘導体を、後述するようにポリアルキレンイミンが有する1級又は2級アミノ基の窒素原子に上記式(1)で表される基を結合させて得る場合、立体障害に起因してポリアルキレンイミンの1級アミノ基に優先的に上記式(1)で表される基が結合すると考えられる。したがって、上記ポリアルキレンイミン由来の1級アミノ基の水素原子が式(1)で表される基に置換された構造の含有割合は、本発明の製造に用いられるポリエチレンイミン及び上記式(1)で表される基を有する化合物の割合から算出するものとする。
The polyalkyleneimine derivative of the present invention preferably has a structure in which at least one hydrogen atom of the primary amino group of the polyalkyleneimine is substituted with a group represented by the formula (1).
In the polyalkyleneimine derivative of the present invention, the content ratio of the structure in which the hydrogen atom of the primary amino group derived from polyalkyleneimine is substituted with the group represented by the formula (1) is It is preferable that it is 1-90 mol% with respect to 100 mol% of groups. More preferably, it is 1-80 mol%, More preferably, it is 1-70 mol%. When the polyalkyleneimine derivative of the present invention is obtained by bonding the group represented by the above formula (1) to the nitrogen atom of the primary or secondary amino group of the polyalkyleneimine as described later, it is caused by steric hindrance. Thus, the group represented by the above formula (1) is preferentially bonded to the primary amino group of the polyalkyleneimine. Therefore, the content ratio of the structure in which the hydrogen atom of the primary amino group derived from the polyalkyleneimine is substituted with the group represented by the formula (1) is determined based on the polyethyleneimine used in the production of the present invention and the formula (1). It shall calculate from the ratio of the compound which has group represented by these.

本発明のポリアルキレンイミン誘導体におけるポリアルキレンイミン構造は、直鎖状の構造、分枝状の構造、三次元状に架橋された構造のいずれであってもよい。ポリアルキレンイミン構造としては、分枝状の構造であることが好ましい。 The polyalkyleneimine structure in the polyalkyleneimine derivative of the present invention may be any of a linear structure, a branched structure, and a three-dimensionally crosslinked structure. The polyalkyleneimine structure is preferably a branched structure.

本発明のポリアルキレンイミン誘導体におけるポリアルキレンイミン由来のアルキレン基は、特に制限されないが、同一又は異なって、炭素数2〜6のアルキレン基であることが好ましい。より好ましくは炭素数2〜4のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレン基である。すなわち、本発明のポリアルキレンイミン誘導体におけるポリアルキレンイミンは、ポリエチレンイミンであることが好ましい。
上記ポリアルキレンイミン誘導体におけるアルキレン基は、全アルキレン基100モル%に対してエチレン基が50〜100モル%であることが好ましい。より好ましくは70〜100モル%であり、更に好ましくは90〜100モル%であり、最も好ましくは100モル%である。
The alkylene group derived from polyalkyleneimine in the polyalkyleneimine derivative of the present invention is not particularly limited, but is preferably the same or different and is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. More preferred is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and still more preferred is an ethylene group. That is, the polyalkyleneimine in the polyalkyleneimine derivative of the present invention is preferably polyethyleneimine.
The alkylene group in the polyalkyleneimine derivative is preferably 50 to 100 mol% of ethylene groups with respect to 100 mol% of all alkylene groups. More preferably, it is 70-100 mol%, More preferably, it is 90-100 mol%, Most preferably, it is 100 mol%.

本発明のポリアルキレンイミン誘導体の8質量%水溶液の粘度は、特に制限されないが、0.5〜50であることが好ましく、より好ましくは0.8〜40であり、更に好ましくは1.0〜35である。
ポリアルキレンイミン誘導体の粘度は、粘度計により測定することができる。
The viscosity of the 8% by mass aqueous solution of the polyalkylenimine derivative of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 50, more preferably 0.8 to 40, still more preferably 1.0 to 35.
The viscosity of the polyalkyleneimine derivative can be measured with a viscometer.

<ポリアルキレンイミン誘導体の製造方法>
本発明のポリアルキレンイミン誘導体の製造方法は、ポリアルキレンイミンが有する1級又は2級アミノ基の窒素原子に上記式(1)で表される基を結合させることができる限り、特に制限されないが、ポリアルキレンイミンに下記式(5);
<Method for producing polyalkyleneimine derivative>
The method for producing the polyalkyleneimine derivative of the present invention is not particularly limited as long as the group represented by the above formula (1) can be bonded to the nitrogen atom of the primary or secondary amino group of the polyalkyleneimine. And polyalkyleneimine represented by the following formula (5):

Figure 0006609151
Figure 0006609151

(式中、R及びRは、同一又は異なって、水素原子又は有機基を表す。Rは、炭素数2〜18の不飽和炭化水素基、炭素数2〜18のハロゲン化アルキル基又はエポキシ含有基を表す。)で表される化合物を付加させる方法が好ましい。このように、ポリアルキレンイミンに上記式(5)で表される化合物を付加させる場合、立体障害に起因してポリアルキレンイミンの1級アミノ基に優先的に上記式(5)で表される化合物が付加すると考えられる。 (In the formula, R 1 and R 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group. R 8 is an unsaturated hydrocarbon group having 2 to 18 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 2 to 18 carbon atoms. Or represents an epoxy-containing group) is preferred. Thus, when the compound represented by the above formula (5) is added to the polyalkyleneimine, the primary amino group of the polyalkyleneimine is preferentially represented by the above formula (5) due to steric hindrance. It is thought that the compound will add.

上記ハロゲン化アルキル基としては、特に制限されないが、塩化アルキル基、臭化アルキル基、ヨウ化アルキル基等が挙げられる。
上記エポキシ含有基としては、特に制限されないが、例えば、グリシジル基、グリシジルエーテル基等が挙げられる。
上記Rとしては、炭素数2〜18の不飽和炭化水素基が好ましい。
上記Rの炭素数2〜18の不飽和炭化水素基の炭素数としては、2〜16が好ましく、より好ましくは2〜12であり、特に好ましくは2である。上記Rの不飽和炭化水素基としては、アルケニル基であることが好ましい。より好ましくはビニル基である。
上記式(5)で表される化合物が、α、β−不飽和カルボニル化合物であることにより、マイケル付加反応により、ポリアルキレンイミンが有する1級又は2級アミノ基の窒素原子に上記式(1)で表される基を結合させることができる。
式(5)で表される化合物におけるR及びRの具体例及び好ましい例は、式(1)におけるR及びRと同様である。
The halogenated alkyl group is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl chloride group, an alkyl bromide group, and an alkyl iodide group.
Although it does not restrict | limit especially as said epoxy-containing group, For example, a glycidyl group, a glycidyl ether group, etc. are mentioned.
R 8 is preferably an unsaturated hydrocarbon group having 2 to 18 carbon atoms.
The number of carbon atoms of the unsaturated hydrocarbon group having 2 to 18 carbon atoms of the R 8, 2 to 16, more preferably from 2 to 12, particularly preferably 2. The unsaturated hydrocarbon group for R 8 is preferably an alkenyl group. More preferably, it is a vinyl group.
When the compound represented by the above formula (5) is an α, β-unsaturated carbonyl compound, the above formula (1) is added to the nitrogen atom of the primary or secondary amino group of the polyalkyleneimine by a Michael addition reaction. ) Can be bonded.
Specific examples and preferred examples of R 1 and R 2 in the compound represented by the formula (5) is the same as R 1 and R 2 in the formula (1).

上記式(5)で表される化合物としては、例えば、ジシアンジアミドアクリル酸アミド等が挙げられる。式(5)で表される化合物としてはジシアンジアミドアクリル酸アミドが好ましい。 Examples of the compound represented by the above formula (5) include dicyandiamide acrylic acid amide. As the compound represented by the formula (5), dicyandiamide acrylic acid amide is preferable.

上記ポリアルキレンイミンに式(5)で表される化合物をマイケル付加させる際の付加方法としては、特に制限されないが、溶液反応が好ましく、この場合、攪拌下、静置下のいずれでもよい。
上記付加反応の際の溶媒としては、通常用いられるものを使用することができ、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類;からなる群より選択される1種又は2種以上の溶媒又は全溶媒に対して0〜50質量%が水である混合溶媒を用いることが好ましい。より好ましくは、アルコール類であり、更に好ましくはメチルアルコールである。
The addition method for Michael addition of the compound represented by the formula (5) to the polyalkyleneimine is not particularly limited, but a solution reaction is preferable, and in this case, either stirring or standing may be used.
As the solvent for the addition reaction, a commonly used solvent can be used, and one or more selected from the group consisting of water; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol; It is preferable to use a solvent or a mixed solvent in which 0 to 50% by mass of water is water based on all solvents. More preferred are alcohols, and still more preferred is methyl alcohol.

上記付加反応における式(5)で表される化合物の使用量は、ポリアルキレンイミン100モル%に対して、14〜42000モル%であることが好ましい。より好ましくは14〜10000モル%であり、更に好ましくは14〜7000モル%である。
また、上記付加反応における式(5)で表される化合物の使用量は、ポリアルキレンイミン由来の窒素原子100モル%に対して、1〜70モル%であることが好ましい。より好ましくは1〜65モル%であり、更に好ましくは1〜60モル%である。
更に、上記付加反応における式(5)で表される化合物の使用量は、ポリアルキレンイミンが有する1級及び2級アミノ基の合計100モル%に対して、1〜95モル%であることが好ましい。より好ましくは1〜93モル%であり、更に好ましくは1〜90モル%である。
It is preferable that the usage-amount of the compound represented by Formula (5) in the said addition reaction is 14-42000 mol% with respect to 100 mol% of polyalkyleneimines. More preferably, it is 14-10000 mol%, More preferably, it is 14-7000 mol%.
Moreover, it is preferable that the usage-amount of the compound represented by Formula (5) in the said addition reaction is 1-70 mol% with respect to 100 mol% of nitrogen atoms derived from polyalkyleneimine. More preferably, it is 1-65 mol%, More preferably, it is 1-60 mol%.
Furthermore, the usage-amount of the compound represented by Formula (5) in the said addition reaction shall be 1-95 mol% with respect to a total of 100 mol% of the primary and secondary amino group which polyalkyleneimine has. preferable. More preferably, it is 1-93 mol%, More preferably, it is 1-90 mol%.

上記付加反応における反応溶液のpHは、特に限定されないが、7以上であることが好ましく、より好ましくは8以上、更に好ましくは10以上であり、14以下であることが好ましい。
上記pHの調整は、例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、水酸化マグネシウムや水酸化カルシウム等のアルカリ土類の金属水酸化物、アンモニア、エタノールアミンやトリエチルアミン等の有機アミン等で行うのが好ましく、アルカリ金属の水酸化物を用いるのがより好ましい。
The pH of the reaction solution in the addition reaction is not particularly limited, but is preferably 7 or more, more preferably 8 or more, still more preferably 10 or more, and preferably 14 or less.
The pH is adjusted, for example, by alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide, ammonia, ethanolamine and triethylamine. It is preferable to use an organic amine or the like, and it is more preferable to use an alkali metal hydroxide.

上記付加反応において、ポリアルキレンイミンと式(5)で表される化合物とを全て一括仕込みしてもよいし、いずれかを初期仕込みして残りを滴下するようにしてもよいし、全てを滴下してもよい。 In the above addition reaction, all of the polyalkyleneimine and the compound represented by the formula (5) may be charged all together, or one of them may be initially charged and the rest may be dropped, or all may be dropped. May be.

上記付加反応における反応温度は、特に制限されないが、20〜90℃とすることが好ましい。より好ましくは30〜85℃であり、更に好ましくは40〜80℃である。
また、反応時間は、特に制限されないが、3〜40時間とすることが好ましく、より好ましくは5〜30時間である。
上記付加反応における反応系の雰囲気は、特に制限されず、空気雰囲気、窒素雰囲気等のいずれであってもよい。得られるポリマーの着色を抑える観点から、好ましくは窒素雰囲気である。
なお、反応は、常圧(大気圧)、加圧、減圧のいずれで行ってもよい。
The reaction temperature in the addition reaction is not particularly limited, but is preferably 20 to 90 ° C. More preferably, it is 30-85 degreeC, More preferably, it is 40-80 degreeC.
The reaction time is not particularly limited, but is preferably 3 to 40 hours, and more preferably 5 to 30 hours.
The atmosphere of the reaction system in the addition reaction is not particularly limited, and may be any of an air atmosphere, a nitrogen atmosphere, and the like. From the viewpoint of suppressing coloring of the obtained polymer, a nitrogen atmosphere is preferable.
The reaction may be performed at normal pressure (atmospheric pressure), pressurization, or reduced pressure.

本発明のポリアルキレンイミン誘導体の製造に用いるポリアルキレンイミンは、特に制限されず、直鎖状の構造、分枝状の構造、三次元状に架橋された構造のいずれであってもよいが、好ましくは分枝状の構造である。上記ポリアルキレンイミンにおけるアルキレン基の好ましい例は、本発明のポリアルキレンイミン誘導体において述べたとおりである。 The polyalkyleneimine used for producing the polyalkyleneimine derivative of the present invention is not particularly limited, and may be any of a linear structure, a branched structure, and a three-dimensionally crosslinked structure. A branched structure is preferred. Preferred examples of the alkylene group in the polyalkyleneimine are as described in the polyalkyleneimine derivative of the present invention.

上記ポリアルキレンイミンは、ポリアルキレンイミンが有する全アミノ基(1〜3級アミノ基)100モル%に対して、1級及び2級アミノ基の合計の割合が60〜95モル%であることが好ましい。1級及び2級アミノ基の合計の割合がこのような範囲であれば、ポリアルキレンイミン由来の1級又は2級アミノ基に上記式(5)で表される化合物をより充分に反応させることができる。1級及び2級アミノ基の合計の割合としてより好ましくは65〜93モル%であり、更に好ましくは68〜90モル%である。
上記ポリアルキレンイミンにおける1〜3級アミノ基の割合は、NMRにより測定することができる。
In the polyalkyleneimine, the total ratio of primary and secondary amino groups may be 60 to 95 mol% with respect to 100 mol% of all amino groups (1st to 3rd amino groups) of the polyalkyleneimine. preferable. When the total ratio of the primary and secondary amino groups is within such a range, the compound represented by the above formula (5) is more sufficiently reacted with the primary or secondary amino group derived from polyalkyleneimine. Can do. More preferably, it is 65-93 mol% as a ratio of the sum total of a primary and secondary amino group, More preferably, it is 68-90 mol%.
The ratio of the primary to tertiary amino groups in the polyalkyleneimine can be measured by NMR.

上記ポリアルキレンイミンは、ポリアルキレンイミンが有する全アミノ基(1〜3級アミノ基)100モル%に対して、1級アミノ基の割合が10〜60モル%であることが好ましい。1級アミノ基の割合がこのような範囲であれば、ポリアルキレンイミン由来の1級アミノ基に式(5)で表される化合物をより充分に反応させることができる。1級アミノ基の割合としてより好ましくは15〜55モル%であり、更に好ましくは20〜50モル%である。 In the polyalkyleneimine, the proportion of primary amino groups is preferably 10 to 60 mol% with respect to 100 mol% of all amino groups (1st to 3rd amino groups) of the polyalkyleneimine. When the ratio of the primary amino group is within such a range, the compound represented by the formula (5) can be more sufficiently reacted with the primary amino group derived from polyalkyleneimine. More preferably, it is 15-55 mol% as a ratio of a primary amino group, More preferably, it is 20-50 mol%.

上記ポリアルキレンイミンの重量平均分子量は、特に制限されないが、100〜100000が好ましく、より好ましくは150〜90000であり、更に好ましくは200〜80000である。
上記ポリアルキレンイミンの重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ(GPC)により以下の条件で測定することができる。
検出器:示唆屈折計(島津製作所製)
カラム:asahipak column GF−310,510,710 HQ(3本を直列使用)
検量線:Shodex standard P−82(プルラン)(和光純薬工業製)
溶離液:0.2M MEA(モノエタノールアミン)水溶液 pH=5.1に調整(酢酸でpH調整)
The weight average molecular weight of the polyalkyleneimine is not particularly limited, but is preferably 100 to 100,000, more preferably 150 to 90,000, and still more preferably 200 to 80,000.
The weight average molecular weight of the polyalkyleneimine can be measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
Detector: Suggested refractometer (manufactured by Shimadzu Corporation)
Column: asahipak column GF-310, 510, 710 HQ (3 in series)
Calibration curve: Shodex standard P-82 (Pullan) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries)
Eluent: 0.2M MEA (monoethanolamine) aqueous solution pH adjusted to 5.1 (pH adjusted with acetic acid)

上記ポリアルキレンイミン誘導体の製造に用いられるポリアルキレンイミンは、アルキレンイミンの1種又は2種以上を通常用いられる方法により重合して得ることができる。 The polyalkyleneimine used in the production of the polyalkyleneimine derivative can be obtained by polymerizing one or more of the alkyleneimines by a commonly used method.

上記ポリアルキレンイミン誘導体の製造に用いられる式(5)で表される化合物は、例えば、アクリル酸ハライドと下記式(6); Examples of the compound represented by the formula (5) used in the production of the polyalkyleneimine derivative include acrylic acid halide and the following formula (6);

Figure 0006609151
Figure 0006609151

(式中、R及びRは、同一又は異なって、水素原子又は有機基を表す。)で表されるアミン化合物とを反応させて製造することができる。
上記R及びRの具体例及び好ましい例は、上記式(1)におけるR及びRと同様である。
(Wherein R 1 and R 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group) and can be produced by reacting with an amine compound.
Specific examples and preferred examples of the R 1 and R 2 are the same as R 1 and R 2 in the formula (1).

上記式(6)で表される化合物としては、例えば、ジシアンジアミド、アルキルアミン、芳香族アミン等が挙げられる。上述の特許文献3の実施例3では、ポリエチレンイミンにシアナミドを反応させてグアニジン置換ポリエチレンイミンを製造しているが、シアナミドは、反応性の高いカルボジイミドと平衡状態にあり、40℃以上で保管すると、シアナミドとカルボジイミドとが反応して、二量体(ジシアンジアミン)を形成するため、熱安定性に劣り、工業的な生産を行う場合の原料としては問題があった。これに対して、上記ジシアンジアミド、アルキルアミン、芳香族アミンは、熱等による安定性に優れ、本発明のポリアルキレンイミン誘導体の製造に好適に用いることができる。式(6)で表される化合物としてはジシアンジアミド、アルキルアミンが好ましく、より好ましくはジシアンジアミドである。 Examples of the compound represented by the above formula (6) include dicyandiamide, alkylamine, aromatic amine and the like. In Example 3 of Patent Document 3 described above, cyanamide is reacted with polyethyleneimine to produce a guanidine-substituted polyethyleneimine. However, cyanamide is in equilibrium with highly reactive carbodiimide and stored at 40 ° C. or higher. Since cyanamide and carbodiimide react with each other to form a dimer (dicyandiamine), the thermal stability is poor, and there is a problem as a raw material for industrial production. On the other hand, the dicyandiamide, alkylamine, and aromatic amine are excellent in stability due to heat and the like, and can be suitably used for producing the polyalkyleneimine derivative of the present invention. As the compound represented by the formula (6), dicyandiamide and alkylamine are preferable, and dicyandiamide is more preferable.

上記アクリル酸ハライドとしては、フッ化アクリル、塩化アクリル、臭化アクリル、ヨウ化アクリル等が挙げられ、好ましくは塩化アクリル、臭化アクリルであり、更に好ましくは塩化アクリルである。 Examples of the acrylic acid halide include fluorinated acryl, chlorinated acryl, acryl bromide, acryl iodide, etc., preferably acryl chloride and bromo bromide, more preferably acryl chloride.

上記アクリル酸ハライドと式(6)で表されるアミン化合物との反応における式(6)で表されるアミン化合物の量は、アクリル酸ハライド1モルに対して、1〜2.0モルであることが好ましい。より好ましくは1〜1.5モルである。 The amount of the amine compound represented by the formula (6) in the reaction between the acrylic acid halide and the amine compound represented by the formula (6) is 1 to 2.0 mol with respect to 1 mol of the acrylic acid halide. It is preferable. More preferably, it is 1-1.5 mol.

上記アクリル酸ハライドと式(6)で表されるアミン化合物との反応は、特に制限されないが、溶液反応であることが好ましい。溶液反応に用いる溶媒としては、通常用いられるものを使用することができ、水;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類からなる群より選択される1種又は2種以上の溶媒又は全溶媒に対して5〜70質量%が水である混合溶媒を用いることが好ましい。より好ましくは、水及びケトン類との混合溶媒であり、更に好ましくは水及びアセトンとの混合溶媒である。 The reaction between the acrylic acid halide and the amine compound represented by the formula (6) is not particularly limited, but is preferably a solution reaction. As the solvent used in the solution reaction, a commonly used solvent can be used, which is selected from the group consisting of water; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, or 5 or more for all solvents. It is preferable to use a mixed solvent in which ˜70 mass% is water. A mixed solvent with water and ketones is more preferable, and a mixed solvent with water and acetone is still more preferable.

上記アクリル酸ハライドと式(6)で表されるアミン化合物との反応において、触媒を用いることが好ましい。触媒としては、塩基性化合物が好ましい。塩基性化合物としては、特に制限されないが、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物等が挙げられ、好ましくは水酸化カリウム、水酸化ナトリウムであり、より好ましくは水酸化カリウムである。 In the reaction of the acrylic acid halide with the amine compound represented by the formula (6), it is preferable to use a catalyst. As the catalyst, a basic compound is preferable. Although it does not restrict | limit especially as a basic compound, For example, the hydroxide of alkali metals, such as potassium and sodium, etc. are mentioned, Preferably they are potassium hydroxide and sodium hydroxide, More preferably, it is potassium hydroxide.

上記アクリル酸ハライドと式(6)で表されるアミン化合物との反応の反応温度は、−20〜20℃であることが好ましく、反応時間は、0.5〜24時間であることが好ましい。 The reaction temperature of the reaction between the acrylic acid halide and the amine compound represented by formula (6) is preferably -20 to 20 ° C, and the reaction time is preferably 0.5 to 24 hours.

上記式(5)で表される化合物の製造において、精製工程を行ってもよい。上記精製工程は、特に制限されないが、例えば、ろ過、再結晶、晶析、蒸留、水洗すること等により行うことができる。精製工程として好ましくは晶析することにより行うことである。 In the production of the compound represented by the above formula (5), a purification step may be performed. Although the said refinement | purification process is not restrict | limited in particular, For example, it can carry out by filtering, recrystallization, crystallization, distillation, washing with water, etc. The purification step is preferably performed by crystallization.

<洗剤ビルダー>
本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、洗剤ビルダー、洗剤、水処理剤、分散剤、繊維処理剤、スケール防止剤(スケール抑制剤)、セメント添加剤、金属イオン封止剤、増粘剤、各種バインダー等に好適に用いることができる。中でも、洗剤ビルダー、洗剤、水処理剤、分散剤に好適に用いることができる。
本発明はまた、本発明のポリアルキレンイミン誘導体を含む洗剤ビルダーでもある。
<Detergent Builder>
The polyalkyleneimine derivative of the present invention comprises detergent builder, detergent, water treatment agent, dispersant, fiber treatment agent, scale inhibitor (scale inhibitor), cement additive, metal ion sealant, thickener, various binders. It can use suitably for etc. Especially, it can use suitably for detergent builder, detergent, water treatment agent, and a dispersing agent.
The present invention is also a detergent builder comprising the polyalkylenimine derivative of the present invention.

上記洗剤ビルダー中のポリアルキレンイミン誘導体の含有割合としては、例えば、洗剤ビルダー100質量%に対して、0.1〜80質量%であることが好ましい。0.1質量%以上であると、洗浄剤組成物として用いた場合の洗浄力がより充分となり、80質量%以下であると、経済的にも優れる。ポリアルキレンイミン誘導体の含有割合として、より好ましくは、1質量%以上であり、更に好ましくは、5質量%以上である。また、より好ましくは、70質量%以下であり、更に好ましくは、65質量%以下である。 As a content rate of the polyalkyleneimine derivative in the said detergent builder, it is preferable that it is 0.1-80 mass% with respect to 100 mass% of detergent builder, for example. When it is 0.1% by mass or more, the cleaning power when used as a cleaning composition is more sufficient, and when it is 80% by mass or less, it is economically excellent. As a content rate of a polyalkyleneimine derivative, More preferably, it is 1 mass% or more, More preferably, it is 5 mass% or more. Moreover, More preferably, it is 70 mass% or less, More preferably, it is 65 mass% or less.

<洗浄剤組成物>
本発明は更に、上記洗剤ビルダーを含む洗浄剤組成物でもある。
洗浄剤組成物における洗剤ビルダーの配合割合は、洗浄剤組成物100質量%に対して0.1〜20質量%が好ましい。より好ましくは、0.2〜15質量%であり、より好ましくは、0.3〜10質量%であり、更に好ましくは、0.4〜8質量%であり、特に好ましくは、0.5〜5質量である。洗剤ビルダーの配合割合が0.1質量%以上であれば、充分な洗剤性能を発揮することができ、20質量%以下であれば、経済性にも優れるものとなる。
洗浄剤組成物は、粉末洗剤組成物であってもよいし、液体洗剤組成物であってもよい。
<Cleaning agent composition>
The present invention is also a cleaning composition containing the detergent builder.
The blending ratio of the detergent builder in the cleaning composition is preferably 0.1 to 20% by mass with respect to 100% by mass of the cleaning composition. More preferably, it is 0.2-15 mass%, More preferably, it is 0.3-10 mass%, More preferably, it is 0.4-8 mass%, Most preferably, it is 0.5- 5 mass. If the blending ratio of the detergent builder is 0.1% by mass or more, sufficient detergent performance can be exhibited, and if it is 20% by mass or less, the economy is excellent.
The cleaning composition may be a powder detergent composition or a liquid detergent composition.

上記洗浄剤組成物には、上記洗剤ビルダー以外に、通常、界面活性剤、洗剤に用いられる添加剤を用いることができる。
上記界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群から選択される1種又は2種以上である。
上記添加剤としては、アルカリビルダー、キレートビルダー、カルボキシメチルセルロースナトリウム等の汚染物質の再沈着を防止するための再付着防止剤、ベンゾトリアゾールやエチレン−チオ尿素等のよごれ抑制剤、ソイルリリース剤、色移り防止剤、柔軟剤、pH調節のためのアルカリ性物質、香料、可溶化剤、蛍光剤、着色剤、起泡剤、泡安定剤、つや出し剤、殺菌剤、漂白剤、漂白助剤、酵素、染料、溶媒等が好適である。また、粉末洗剤組成物の場合にはゼオライトを配合することが好ましい。
In addition to the detergent builder, surfactants and additives used in detergents can be used in the cleaning composition.
The surfactant is one or more selected from the group consisting of an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant and an amphoteric surfactant.
The above additives include alkali builder, chelate builder, anti-redeposition agent for preventing redeposition of contaminants such as sodium carboxymethyl cellulose, anti-fouling agent such as benzotriazole and ethylene-thiourea, soil release agent, color Anti-transfer agent, softener, alkaline substance for pH adjustment, fragrance, solubilizer, fluorescent agent, colorant, foaming agent, foam stabilizer, glossing agent, bactericidal agent, bleaching agent, bleaching aid, enzyme, Dyes, solvents and the like are preferred. In the case of a powder detergent composition, it is preferable to blend zeolite.

本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、上述の構成よりなり、ポリアルキレンイミンの窒素原子に特定の置換基が結合した構造を有する新たな構造のポリアルキレンイミン誘導体であり、洗剤ビルダー等に好適に用いることができる。 The polyalkyleneimine derivative of the present invention is a polyalkyleneimine derivative having a new structure having a structure in which a specific substituent is bonded to the nitrogen atom of the polyalkyleneimine, which is preferably used for detergent builders and the like. be able to.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by weight” and “%” means “mass%”.

<クレイ分散能の測定方法>
(1)グリシン67.56g、塩化ナトリウム52.6g、NaOH2.4gに純水を加え、600gとした(これをバッファーとする)。
(2)バッファー60gに塩化カルシウム二水和物0.082gを加え、更に純水を加え、1000gとした(これをバッファーとする)。
(3)試験管(IWAKI GLASS製:直径18mm、高さ180mm)にJIS11種クレイ0.3gを入れた後、測定対象のポリアルキレンイミン誘導体の0.1質量%水溶液(固形分重量換算)3gと、バッファーを27g加え、密封した。
(4)試験管を振り、クレイを分散させた。その後、試験管を暗所に2時間静置した。2時間後、分散液の上澄みを5cc取り、UV分光器(島津製作所、UV−1200;1cmセル、波長380nm)で吸光度を測定した。
<Method for measuring clay dispersibility>
(1) Pure water was added to 67.56 g of glycine, 52.6 g of sodium chloride, and 2.4 g of NaOH to make 600 g (this is used as a buffer).
(2) 0.082 g of calcium chloride dihydrate was added to 60 g of buffer, and pure water was further added to make 1000 g (this is used as a buffer).
(3) After putting 0.3 g of JIS11 type clay into a test tube (made by IWAKI GLASS: diameter 18 mm, height 180 mm), 3 g of a 0.1% by mass aqueous solution (in terms of solid content) of the polyalkylenimine derivative to be measured Then, 27 g of buffer was added and sealed.
(4) The test tube was shaken to disperse the clay. Thereafter, the test tube was left in the dark for 2 hours. After 2 hours, 5 cc of the supernatant of the dispersion was taken and the absorbance was measured with a UV spectrometer (Shimadzu Corporation, UV-1200; 1 cm cell, wavelength 380 nm).

<カーボンブラック分散能の測定方法>
(1)グリシン67.6g、塩化ナトリウム52.6g、1mol/LのNaOH水溶液60mlにイオン交換水を加えて600gとしたグリシン緩衝液を調製した。
(2)塩化カルシウム2水和物0.082g、(1)で調製したグリシン緩衝液60.0gに純水を加えて1000gとし、分散液を調製した。
(3)固形分換算で0.1質量%のポリアルキレンイミン誘導体水溶液を調製した。
(4)約30cc容量の一般的な試験管に、カーボンブラック(洗濯科学協会より入手)0.1g、(2)の分散液を28.5g、(3)のポリアルキレンイミン誘導体水溶液1.5gを添加した。この時、試験液のカルシウム濃度は炭酸カルシウム換算で50ppmとなっていた。
(5)試験管をゴム栓で密封した後、上下に60回振った。この試験管を直射日光の当たらないところに2時間静置した後、分散液を目視にて観察した。
(6)2時間後、分散液の上澄みを5cc取り、UV分光器(島津製作所、UV−1200;1cmセル、波長380nm)で吸光度を測定した。
<Measurement method of carbon black dispersibility>
(1) A glycine buffer solution was prepared by adding ion-exchanged water to 60 ml of glycine 67.6 g, sodium chloride 52.6 g and 1 mol / L NaOH aqueous solution to make 600 g.
(2) A dispersion was prepared by adding pure water to 0.082 g of calcium chloride dihydrate and 60.0 g of glycine buffer prepared in (1) to make 1000 g.
(3) A 0.1% by mass polyalkylenimine derivative aqueous solution in terms of solid content was prepared.
(4) In a general test tube having a capacity of about 30 cc, 0.1 g of carbon black (obtained from the Laundry Science Association), 28.5 g of the dispersion of (2), 1.5 g of the polyalkyleneimine derivative aqueous solution of (3) Was added. At this time, the calcium concentration of the test solution was 50 ppm in terms of calcium carbonate.
(5) The test tube was sealed with a rubber stopper and then shaken up and down 60 times. The test tube was allowed to stand in a place not exposed to direct sunlight for 2 hours, and then the dispersion was visually observed.
(6) After 2 hours, 5 cc of the supernatant of the dispersion was taken and the absorbance was measured with a UV spectrometer (Shimadzu Corporation, UV-1200; 1 cm cell, wavelength 380 nm).

<粘度の測定方法>
ポリアルキレンイミン誘導体の粘度の測定は、下記条件により行った。
装置:東機産業社製TV25型粘度計
測定温度:25.0℃
ローター:01型 1°34‘×R24
回転速度:20rpm
<Measurement method of viscosity>
The viscosity of the polyalkyleneimine derivative was measured under the following conditions.
Apparatus: TV25 viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. Measurement temperature: 25.0 ° C
Rotor: 01 type 1 ° 34 '× R24
Rotation speed: 20rpm

<実施例1>
還流冷却器を備えたナスフラスコに、日本触媒社製ポリエチレンイミン(Mw600):7.809gとメタノール:100mLを加え、マグネチックスターラーを用いた撹拌を開始した。反応溶液にジシアンジアミドアクリル酸アミド:2.518gを少量ずつ何回かに分けて加え、その後1時間室温で撹拌した。続いて、ウォーターバスを用いて反応溶液を50℃まで加熱し、その温度で14時間撹拌を行った。室温に冷却した後、東洋濾紙社製5B型110mm濾紙を用いて濾過し、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮した。その後、真空乾燥を行う事で、目的のポリアルキレンイミン誘導体:9.420gを得た。この化合物の8質量%水溶液粘度を測定したところ、2.0mPa・sであった。
上記ポリエチレンイミンは、1分子中に14個の窒素原子を有し、また含有する窒素原子のうち、1級及び2級アミンがそれぞれ35%、3級アミンが30%である。上記反応では、立体障害に起因して、ポリエチレンイミンの1級アミンに優先的にジシアンジアミドアクリル酸アミドが付加すると考えられるため、ポリエチレンイミンの1級アミンの29%がグアニジノ化されていると考えられる。
得られたポリエチレンイミン誘導体について上述の方法によりクレイ分散能及びカーボンブラック分散能の測定を行い、それぞれの結果を表1及び2に示した。
<Example 1>
Polyethyleneimine (Mw600): 7.809 g manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. and methanol: 100 mL were added to an eggplant flask equipped with a reflux condenser, and stirring using a magnetic stirrer was started. To the reaction solution, 2.518 g of dicyandiamide acrylic acid amide was added in small portions and then stirred at room temperature for 1 hour. Subsequently, the reaction solution was heated to 50 ° C. using a water bath, and stirred at that temperature for 14 hours. After cooling to room temperature, the mixture was filtered using a Toyo Filter Paper 5B type 110 mm filter paper, and concentrated using a rotary evaporator. Then, the target polyalkyleneimine derivative: 9.420g was obtained by performing vacuum drying. It was 2.0 mPa * s when the 8 mass% aqueous solution viscosity of this compound was measured.
The polyethyleneimine has 14 nitrogen atoms in one molecule, and among the nitrogen atoms contained, the primary and secondary amines are 35% and tertiary amines are 30%, respectively. In the above reaction, it is considered that dicyandiamide acrylic acid amide is preferentially added to the primary amine of polyethyleneimine due to steric hindrance, and therefore 29% of the primary amine of polyethyleneimine is considered to be guanidinoylated. .
The obtained polyethyleneimine derivative was measured for clay dispersibility and carbon black dispersibility by the methods described above, and the results are shown in Tables 1 and 2.

<比較例1>
ポリアルキレンイミン誘導体の0.1質量%水溶液3gの代わりに純水3gを用いたこと以外は実施例1と同様に、クレイ分散能、及び、カーボンブラック分散能を測定し、ポリマー非存在下での各分散能の値を確認した。結果を表1及び2に示した。
<Comparative Example 1>
The clay dispersibility and the carbon black dispersibility were measured in the same manner as in Example 1 except that 3 g of pure water was used instead of 3 g of the 0.1% by mass aqueous solution of the polyalkyleneimine derivative. The value of each dispersibility was confirmed. The results are shown in Tables 1 and 2.

<比較例2>
ポリアルキレンイミン誘導体の0.1質量%水溶液3gの代わりに日本触媒社製ポリエチレンイミン(SP−006 Mw=600)0.1質量%水溶液3gを用いたこと以外は実施例1と同様に、クレイ分散能、及び、カーボンブラック分散能を測定し、誘導化前のポリアルキレンイミンの各分散能の値を確認した。結果を表1及び2に示した。
<Comparative Example 2>
In the same manner as in Example 1, except that 3 g of 0.1% by weight aqueous polyethyleneimine (SP-006 Mw = 600) manufactured by Nippon Shokubai was used instead of 3 g of 0.1% by weight aqueous solution of the polyalkyleneimine derivative. The dispersibility and the carbon black dispersibility were measured, and the value of each dispersibility of the polyalkyleneimine before derivatization was confirmed. The results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 0006609151
Figure 0006609151

クレイ分散能の測定値である吸光度(K*Abs)は、大きい方がそのポリマー試料によるクレイの分散性が高く、洗剤に配合した場合に泥汚れが落ちやすい傾向にあるといえる。表1の実施例1と比較例1、及び、2との比較からわかるように、本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、ポリマー無添加の場合はもとより、誘導化前のポリエチレンイミンと比べて、有意なクレイ分散能の向上が見られる。このことから、本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、洗剤に配合した場合に高い泥汚れ分散性を示す可能性が高いといえる。 It can be said that the larger the absorbance (K * Abs), which is the measured value of the clay dispersibility, is, the higher the dispersibility of the clay by the polymer sample, and the easier it is to remove mud stains when blended in a detergent. As can be seen from the comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 in Table 1, the polyalkyleneimine derivative of the present invention is significantly more than the case of no addition of the polymer, compared to the polyethyleneimine before derivatization. A significant improvement in clay dispersibility is observed. From this, it can be said that the polyalkylenimine derivative of the present invention has a high possibility of exhibiting high mud stain dispersibility when blended in a detergent.

Figure 0006609151
Figure 0006609151

カーボンブラック分散能の測定値である吸光度(K*Abs)は、大きい方がそのポリマー試料によるカーボンブラックの分散性が高く、洗剤に配合した場合に油汚れが落ちやすい傾向にあるといえる。表2の実施例1と比較例1、及び、2との比較からわかるように、本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、ポリマー無添加の場合はもとより、誘導化前のポリエチレンイミンと比較して、有意なカーボンブラック分散能の向上が見られる。このことから、本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、洗剤に配合した場合に高い油汚れ分散性を示す可能性が高いといえる。 As the absorbance (K * Abs), which is a measured value of carbon black dispersibility, is larger, the dispersibility of carbon black by the polymer sample is higher, and it can be said that oil stains tend to fall off when blended in a detergent. As can be seen from the comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 in Table 2, the polyalkyleneimine derivative of the present invention is not added to the polymer, but compared to polyethyleneimine before derivatization. A significant improvement in carbon black dispersibility is observed. From this, it can be said that the polyalkyleneimine derivative of the present invention has a high possibility of exhibiting high oil stain dispersibility when blended in a detergent.

本発明のポリアルキレンイミン誘導体は、泥汚れと油汚れの両方に対する高い洗浄力を持つため、例えば、洗剤用ビルダー、洗剤組成物、洗浄剤などの用途に好適なものであるといえる。
Since the polyalkyleneimine derivative of the present invention has a high detergency against both mud dirt and oil dirt, it can be said to be suitable for applications such as detergent builders, detergent compositions, and cleaning agents.

Claims (3)

ポリアルキレンイミンの窒素原子に置換基が結合した構造を有するポリアルキレンイミン誘導体であって、
該誘導体は、ポリアルキレンイミンが有する1級又は2級アミノ基の少なくとも1つの水素原子が、下記式(1);
Figure 0006609151
(式中、R及びRは、同一又は異なって、水素原子又は有機基を表す。Xは、2価の連結基を表す。但し、R及びRのうち少なくとも一方は、下記式(2);
Figure 0006609151
(式中、Rは、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基を表す。Rは、水素原子、1〜3級アミノ基、下記式(4);
Figure 0006609151
(式中、R は、水素原子を表す。R は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基、シアノ基を表す。rは、0〜6の整数である。)で表される構造又は置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基を表す。pは、0である。)で表される基である。)で表される基に置換された構造を有することを特徴とするポリアルキレンイミン誘導体。
A polyalkyleneimine derivative having a structure in which a substituent is bonded to a nitrogen atom of the polyalkyleneimine,
In the derivative, at least one hydrogen atom of the primary or secondary amino group of the polyalkyleneimine is represented by the following formula (1):
Figure 0006609151
(In the formula, R 1 and R 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group. X represents a divalent linking group, provided that at least one of R 1 and R 2 has the following formula: (2);
Figure 0006609151
(In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent. R 4 represents a hydrogen atom, a primary to tertiary amino group , the following formula (4 );
Figure 0006609151
(In the formula, R 6 represents a hydrogen atom. R 7 represents an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or a cyano group. R is an integer of 0 to 6. And a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a structure represented by or a substituent. p is 0 . ). A polyalkylenimine derivative characterized by having a structure substituted with a group represented by
前記ポリアルキレンイミン誘導体は、前記式(1)で表される基を、ポリアルキレンイミン由来の窒素原子100モル%に対して、1〜70モル%有することを特徴とする請求項1に記載のポリアルキレンイミン誘導体。 The said polyalkyleneimine derivative has 1-70 mol% with respect to 100 mol% of nitrogen atoms derived from polyalkyleneimine as the group represented by said Formula (1). Polyalkyleneimine derivative. 請求項1又は2に記載のポリアルキレンイミン誘導体を含む洗剤ビルダー。
A detergent builder comprising the polyalkyleneimine derivative according to claim 1 or 2.
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