JPH01247402A - クロロアセチル化又はアルキルアミノアセチル化スチレンとイソブチレンとの共重合体及びその製法及びポリウレタン又はエポキシ樹脂の製造のためのイソブチレンの使用或は架橋可能なポリマー材料としてのイソブチレン共重合体の使用 - Google Patents

クロロアセチル化又はアルキルアミノアセチル化スチレンとイソブチレンとの共重合体及びその製法及びポリウレタン又はエポキシ樹脂の製造のためのイソブチレンの使用或は架橋可能なポリマー材料としてのイソブチレン共重合体の使用

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JPH01247402A
JPH01247402A JP1014225A JP1422589A JPH01247402A JP H01247402 A JPH01247402 A JP H01247402A JP 1014225 A JP1014225 A JP 1014225A JP 1422589 A JP1422589 A JP 1422589A JP H01247402 A JPH01247402 A JP H01247402A
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isobutylene
copolymer
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Klaus Bronstert
クラウス、ブロンステルト
Werner Schmitt
ヴェルナー、シュミット
Oral Aydin
オラヴル、アイディン
Hans-Michael Walter
ハンス―ミヒャエル、ヴァルター
Hans-Joachim Krause
ハンス―ヨーアヒム、クラウゼ
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BASF SE
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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
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/18Introducing halogen atoms or halogen-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
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    • C08F8/32Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups by reaction with amines

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本願発明は、イソブチレン60〜99重量部及び置換さ
れたビニル芳香族化合物1〜40重量部より成り、かつ
ゲル透過性クロマトグラフィによる分子量700〜20
0,000を有するイソブチレンの共重合体およびイソ
ブチレン/ビニル芳香族化合物共重合体を置換反応に供
して上記イソブチレン共重合を製造する方法及び通常の
反応による他の重合体製造用に上記イソブチレン共重合
体を使用する方法に関する。
(従来技術ならびに発明が解決しようとする間顧点) 上記タイプの共重合体はイソブチレン或はスチレンホモ
重合体及びイソブチレン/スチレン共重合体とはかなり
異なる物性を有する。
イソブチレン/スチレン共重合体及びスチレン誘導体を
有するイソブチレン共重合体はそれ自体公知である(例
えばヨーロッパ特許公開第115635号公報、イギリ
ス特許公開第130680号公報、米国特許第3071
567号明細書および同第3001608号明細書参照
)上記イソブチレン共重合の製造のために、イソブチレ
ン及びスチレン或はスチレン誘導体は、適切な触媒と・
して主にルイス酸を用いて、溶媒の存在或は非存在下陽
イオン重合に供される。上記イソブチレン/スチレン共
重合の製造はプロパン或はブタンのような低沸点溶媒の
存在下およびAl0L1.  ハロゲン化アルキルアル
ミニウム或はハロゲン化ジアルキルアルミニウム及びハ
ロゲン化アルキルの存在下にバッチワイズの重合反応に
より実施し得る。ヨーロッパ特許公開第1’15635
 号公報による連続的共重合方法は、ことに適切である
又、イソブチレンとビニル芳香族化合物の共重合体は硝
酸との反応、水素添加により0重合イソシアナート製造
および他のプラスチックス修飾用中間体としてのポリウ
レタン或はエポキシ樹脂(ヨーロッパ特許公開第238
001号公報参照)の出発材料として用い得る。アミン
含有イソブチレン/スチレン共重合体に変換し得ること
も公知である。しかし、上記共重合体に耐着したニトロ
基をアミ7基へ完全に変換するのは比較的困難である。
(発明の目的ならびに間頭点を解決するための手段) 本願発明の目的は官能機存在により、ポリアミン製造、
アミン又はポリアミンで架橋し得るポリマー材料の製造
成はエポキシ樹脂製造用に適切であり、容易に製造し得
る。有機溶媒に可溶なイソブチレン/ビニル芳香族化合
物共重合体を提供することにある。
本発明者らは上記目的が請求項/及び−によるイソブチ
レン共重合体、請求項3によるイソブチレン共重合体の
製造方法およびイソブチレンのクロロアセチル化スチレ
ン或はアルキルアミノアシル化スチレンとの共重合体を
、相応するポリウレタン或はエポキシ樹脂或は架橋した
ポリマー材料の製造用に用いる方法により達成されるこ
とを見い出した。
(発明の構成) 本願発明による置換イソブチレン共重合体には。
コトニスチレンが好ましいが、スチレン、ビニルナフタ
リン、ビニルアントラセン等の誘導体である上記ビニル
芳香族化合物が好ましい。イソブチレン共重合体は、共
重合単位として、60〜99.好ましくは70〜97重
澄%のイソブチレン及び1〜44、好ましくは3〜30
重量%の上記置換ビニル芳香族化合物を含有する。上記
共重合体はゲルパ−ミエーション クロマトグラフィー
(GPO)により決定した3分子量700〜200.0
00 、好ましくは5.000−10.000を有する
。上記分子量はポリスチレン或はポリイソブチレンで目
盛定めした検量線より決定した(ダレククナー(G、 
G15ckner)著、液体クロマトグラフィーによる
ぎリマー特性(Polymeroharaktsris
isrung durah Fl(lss−1gkei
ts ahromatographis) 、 エイ 
ヒ=Lツテイヒ、ハイデルベルグ出版(Verlag 
A、 H(lhig 。
Heidelbarg ) 、 19B2年;測定は2
3℃、 0,25重fIjk%のテトラヒドロフラン溶
液にて行なわれた)。新規のイソブチレン共重合体は有
機溶媒に可溶である。イソブチレン/スチレン共重合体
の変換は通常の方法にてモノハロゲン塩化カルボン酸或
はその無水物を用いて好ましくは溶液中で行われた。高
度の粘性を有する共重合体をまず適切な溶媒に溶解する
ことは、変換を完全にするために有利である。
適切な溶媒としてはクロロベンゼン又はジクロロベンゼ
ンのような塩素化芳香族炭化水素及び不活性な脂肪族或
は脂環式炭化水素1例えばヘキサン、オク々ン、シクロ
ヘキサン又はデカリンが挙げられる。一方、塩化メチレ
ン又は四塩化炭素のような塩素化脂肪族化合物は上記触
媒に対し同一反応条件下で必ずしも安定ではないので好
ましくない。
適切なモノハロゲンハロゲン化カルボン酸或はモノハロ
ゲン無水カルボン酸は第1又は第2の脂肪族炭素原子上
に上記ハロゲンを有する酸誘導体が優り、クロロ又はブ
ロモ酢酸、α−又はβ−クロロプロピオン酸、8−ブロ
モオクタン酸等の脂肪族ハロゲンカルボン酸およびクロ
ロメチル安息香酸のような芳香族ハロゲンカルボン酸が
挙げられる。ここに掲げたものは単に一例でありこれに
制限されるものではない。例えば塩化クロロアセチルは
ことに適するものである。
一般に、イソブチレン共重合体に存在するスチレン1モ
ル当す、0.5モルヲ下うないハロゲン化酸又は酸無水
物が用いられる。
ここで、該スチレン1モル当り例えば2モル以上の大量
使用は変換を完遂するために有利である。
塩素化ハロゲンカルボン酸又は無水ハロゲンカルボン酸
と共重合体との反応はフリーデル−クラフトタイプの触
媒存在で実施される。適切な触媒にはアルミニウム、硼
素、鉄(1)及び亜鉛(II)のハロゲン化合物があり
、 Al0L、又はアルキルアルミニウムジクロリド及
びエチルアルミニウムジクロリドとA 101.の組み
合せが好ましい。一般K ハロゲン化アルミニウムの量
は共重合体に導入されるハロゲンカルボン#1モル当り
1モル以上、好ましくは1.2モル以上を要する。触媒
は共重合体溶液KWs/i又は溶解でき或はたびたび高
度の可溶性を有する上記酸無水物又は酸ハロゲン化合物
と共に添加することもできる。ことIc Al0I、は
経済的であり、好まれる。
7リ一デルークラフト反応の反応ifは0〜70℃、好
ましくは25〜50 ℃であり、それより低い温度では
1反応速度かにぶり、一方より高い温度では共重合体は
低分子に分解する。
反応後、触媒は氷又は大量の水を加えて破壊する。次い
で、共重合体含有、有機層は洗浄水がpH3以上になる
まで洗浄する。その後、なお溶解。
懸濁している水は除去し、続いて溶液は、濾過して不溶
分を取り除いた。次いで1通常の方法1例えばメタノー
ル又はエタノールのような非溶剤による沈殿5或は減圧
下溶媒の蒸発により共重合体は上記溶液から単離し得た
。該共重合体はアミン又はポリアミン、好ましくはジア
ミンを混合することKより、それと架橋し弾性材料をも
たらし得、る。上記反応は室温程度で充分の反応率を示
すが50〜60℃に加熱してかなり加速し得る。
共重合体をさらに変換し、第3アミ7基を含有する共重
合体を得るには、むしろ、水洗、その後の水の除去およ
び濾過にて得た溶液を直接アルカノールアミンOr)又
は(1)との反応用に使用するのが有利である。
該目的のためには、アミン(…)又は(I)1モル以上
を前述の溶液に添加す−る。しかしながら、生じるハロ
ゲン水素の吸収及び架橋を除去するためには。
過剰のアミン、例えば共重合体に有するハロゲン1モル
当り2〜5モルの使用が有利である。ここで過剰のアミ
ンの代わりに第3アミン或はアルカリヒドロキシドアル
カリアルコラードを使用することも可能である。
反応はより急激に起こる50〜150’Cの湿度範囲で
好んで実施される。その後、必要なら過剰のアミンを減
圧下に蒸留或は水洗した後、共重合体はその溶液から0
例えば、エタノール又はメタノールのような非溶剤によ
る沈殿法により或は大気圧又は減圧下、蒸気の存在又は
不存在において溶媒を取り除くことにより、単離した。
反応を正し〈実施すれば、溶液から分離した共重合体は
青黄乃至暗茶色で炭化水素及び残渣のないその他多くの
溶媒に不溶であり、コールドフローを呈する弾性のある
物質である。
共重合体は、必要なら他のポリマーと混合して。
ポリウレタン又はエポキシ樹脂の出発物質として或は他
のプラスチックス修飾用に用い得る。
共重合体はジ又はトリイソシアナートで架橋し得、その
組み合せにより、軟弾性の或は硬弾性材料を得る。30
重it%以下、好ましくは10重景%以下のスチレンを
含有する出発共重合体のエラストマーはイソブチレンホ
モプリマーでの測定値と比較して、水蒸気及び他のガス
の拡散抵抗を示した。
新規共重合体をポリマーブレンド用に或はポリウレタン
の組成分用に用いる場合は、ポリマー1分子当り新規の
、置換されたビニル芳香族化合物を1つ以上、好ましく
は2つ以上有することが望ましい。従って、所望の物性
を達成せんがために。
高分子以上に低分子たおいて、より高いスチレン含量が
所望される。
次に実施例を示すが、これに限定されるものではない。
(実施例) 実施例1 イソブチレン/スチレン共重合体の製法A1(zt)、
のシクロヘキサン溶液を冷却装置を具備した107反応
器に入れて、その壁の近くにアンカースターラーを回転
させ、還流冷却器には一40℃の塩水を張り、2つの触
媒成分の量をチエツク・しながら、触媒毒性を除去する
ために煮沸した。
゛原溶液処理後、上記反応器にイソブチレン1426a
d(=891g)、不安定化スチレン49g及びn−ブ
タン800−を装填した。これらの物質からは。
共重合の支障となる不純物及び湿気はモレキエラーシー
プ3A574(グラース社製)によりあらかじめ取り除
かれた。上記共重合化は476mbarの減圧下、完全
に攪拌しながら始められ、同時K AIKt(1,0,
+1モル溶液及びtart−ブチルクロリドの0.01
モルn−オクタン溶液を滴下し0反応熱を蒸発冷却によ
り取り除いた。上記反応はどの場合も24−の上記付加
により、75分間持続し、上記モノマーは完全に変換し
た。Auetol、の触媒生産性は1g当り共重合体3
1.000 g K達した。該共重合体溶液は還流冷却
器を具備し、あらかじめ、 1000−のn−オクタン
及び5−のメタノールを有する第2の回転51反応器に
移され処理した。ブタン及びメタノールを完全に除去す
るために、上記内容物は上記溶媒の沸点に達するまで蒸
留した。
上腹イソブチレン/スチレン共重合体の物性。
冷却流体を提示する無色透明な樹脂;Mw/Mn=3.
5 ; My = 30.000 (GPO測定、狭い
分散性を有する標準ポリイソブチレンサンプルにより求
めた検量線を使用)。
シ為タウディンガー係数:、To=29スチレン容量:
5重量% (上記シェタウディンガー係数Jo(cjg)の数値は
公式採用の固有粘性(dj/g)の100倍に相当し、
極限粘度数と同じであり、固有粘性に代わって用いられ
る。My =重量平均分子[1,Mn=数平均分子量、
) 実施例2 イソブチレン/スチレン共重合体のクロロアセチル化 実施例/による共重合体900gを1.2−ジクロロベ
ンゼンeoo cj K溶解し、アルミニウムトリクロ
リド155 g 、 クロロアセチルクロリド160g
及びl、2−ジクロロベンゼン500−の攪拌溶液に上
記溶液を30℃で90分間に亘り滴下した。
30℃で3時間後上記反応を300 gの氷で止め。
水11及び濃厚なHot 10−を注加し、T層を分離
し、絖いて有機相をpH5を得るまで蒸留水で洗浄した
。続いて有機相に残った水は100 mbar下に共肺
的に蒸散すると共に不溶成分を分離するために。
上記溶液は内径14cmを有するt、ype K250
 (ゼイツ社製)のフィルターで、ゲージ圧3.5 b
ar下に濾過する。
サンプルはエタノールで沈殿し、続いて大きな減圧下、
 90℃で乾燥してクロリン成分166重量%(理論的
には1.67重量%)を得た。シェタウディンガー係数
は29で変わらなかった。
実施例3 ニトリロトリセチルアミンによる架橋 実施例2による共重合体5gをシクロヘキサン50−に
溶解し0次いで0.67gのニトリロトリセチルアミン
を混合した。該溶液を、シリコンペーパーを折り曲げて
作った壁2rsの高さを有する縦横10 X 10 c
mの盆に注ぎ、窒素下、オープンにて100℃で乾燥し
た。琥珀色の弾力のあるシクロヘキサン不溶性のフィル
ムを得た。
実施例1 クロロアセチル化共重合体のN−メチルエ、タノールア
ミンとの反応 N−メチルエタノールアミン68gをクロロアセチル化
による溶液11(実施例2による共重合体400gVc
相当)K添加し、155℃で加熱した。1時間後、よく
撹拌しながら3ノのエタノール中に注いだ。上澄み液を
廃棄し、取り出した共重合体はエタノールで練り、60
0−のシクロヘキサンに溶解し、新たにエタノールを添
加し、練ってオーブンにて1 mbarbar下℃で一
昼夜乾燥した。上記共重合体は粘着性金属体を稈し、出
発lリマーと同じシュタウディンガー係数(29)を示
した。キエルダール法による窒素含@ : 0.63重
jI%(理論値は約0.62重ii%) 実施例j ヘキサメチレンジイソシアナー)(HMD工)による架
橋 実施例4!による共重合体5gをシクロヘキサン50−
に溶解し、 HMD工のシクロヘキサン2モル溶液11
2に混合、続いて上述の測定値を有するシリコン盆に注
いだ。数分で該溶液はゲル化した。−昼夜乾燥して透明
琥珀色で1弾力性のある。基質からはがし得るフィルム
を得た。
実施例t クロロアセチル化共重合体のジェタノールアミンとの反
応 クロロアセチル化による溶液11(実施例2による共重
合体400gに相当)をジェタノールアミン95gと反
応させ、上述の方法に従い反応混合物を作製した。出来
上がった琥珀色の共重合体はシュタウディンガー係数3
0及びキエルダール法で測定した窒素含量は0.6重量
%(理論値は0.6重量%)を有した。
実施例7 5重量%のスチレンを含有するイソブチレン共重合体を
、ヨーロッパ特許公開第115635号公報に開示され
る連続方法で製造する方法 ガス状イソブチレン(純度99重I1%)はモレキエラ
ーシープ(グラース社製ゼオライト(1MO5−564
を詰めた精製塔にて乾燥し、メタノール/カーボンジオ
キシドを含有するデエーア還流冷却器を具備する目盛付
保存容器にたくわえた。トリエチルアルミニウムにより
蒸留したスチレンを上記濃縮物忙添加して、5重ffi
%のスチレンを含有する混合物を得た。続いて、n−ブ
タンを24重景%含有するように、上記精製塔を通した
ガス状n゛−ブタンを上記保存容器に加入した。
共重合反応は、メタノール/カーボンジオキシドで冷却
された還流冷却器を具備する円筒状ガラス反応器にて、
常時蒸発冷却しながら実施した。
七ツマー混合物は反応ゾーンに入る前に、生成する還流
物乃至コイニジエータ−(tart−ブチルクロリド)
と混合する方式で添加した。イニシエーターは A1(cIH,)al、の0.05モルf1− ヘキサ
ン溶液の型体で、還流冷却器の流出する反応ゾーンで上
記モノマー混合物と混合される方法で添加された。1時
間につきモノマー/ブタン混合物6,2 l及びAl(
0,H5)01.溶液或はtart−ブチルクロリド0
.001モルを大気川下に添加した。
上記モノマー混合物は自由落下の間、泡層を形成しなが
ら重合し、該泡層は反応器の底の出口から反応生成物を
常時除去することによって反応器の中央に維持された。
上記流出物は約1時間集められ約3−の共重合体を形成
した。該共重合体は1oaJのメタノールとの混合後、
 0.3mbar下、約210℃でガス分揮発除去によ
り分離され、ガラス状−澄んだ金属を得た。
Mw/Mn = 5.0 (GPO測定)Mw : 2
6.000 スチレン含量:5.1重量% シェタウディンガー係数:27 屈折率及びUV検波器を用いて得られたGPO吸着カー
ブを比較すると共重合体のスチレン含量は分子量の増大
につれて減少することを定性的に示している。
実施例を 実施例7による共重合体のクロロアセチル化上記共重合
体900gを1.31のデカリンに溶解し、150gの
微粉末性無水アルミニウムトリクロリドを添加した。よ
く攪拌しながら115gのクロロア七チルクロリドを注
加した。
混合物は30℃で更に2時間攪拌し1次いで400gの
氷及び11の水を投入して反応を止め、続いて水性層を
分離し、廃棄水がpH=5になるまで85℃の蒸留水で
水洗した。上記溶液は残存水を取り除くために蒸留され
た。サンプルはアルコールで沈殿させ、減圧下(1mb
ar) 、  120℃で乾燥した。
、クロリン含量は、1.5重量%(理論値は1.70重
景%)であった。ニトロトリセチルアミンを有する弾性
のあるシクロヘキサン不溶性フィルムが形成された(実
施例3を参照)。
実施例り N−メチルエタノールアミンとの反応 クロロアセチル化による溶液9oocJ(実施例tによ
る共重合体約400g)をN−メチルエタノールアミン
68gVC注加し、150℃で3時間加熱、続いて10
0 ’G K冷却し、カリウムtsrt−ブチラード2
1gを150−のトルエンによく攪拌しながら添加・し
た。30分後、過剰のアミンを共沸的に蒸留した。。
冷却後、沈殿したカリウムクロリドを分離するためVC
3bar下、内径143のtype K 250 (ゼ
イツ社製フィルター)で濾過した。共重合体は最終的に
、  0.016 m2の蒸発域を有し、 1.5 m
barの減圧下230℃に加熱し、1時間に11の処理
能力をもつ、サムバイシステムの工業用薄膜蒸発装置(
オーダーA FVS 2 、フライクツイツト社製、6
2ヴイーズバーデンーシーアシュタイン、シュロッスペ
ルグストル11)にてデカリンを蒸発分別して、上記溶
液から分離した。採取した共重合金属には。
その安定化のために、0.2重I1%のジーtart−
ブチルーp−クレゾールを添加して攪拌した。キエルダ
ール法による窒素含i1:o、67重量%;シュタウデ
ィンガー係数= 27.5 共重合体5gをシクロヘキサンに溶解し、実施例3に記
述した方法でHMDIと反応させ1弾力性。
非粘着性を有する透明なフィルムを得た。
実施例IO クロロアセチル化共重合体のジェタノールアミンとの反
応 100gのジェタノールアミンをクロロアセチル化によ
る溶液900cj(実施例tによる共重合体約+oog
)に添加し、150℃に加熱し、3時間よく攪拌した。
該混合物を100℃に冷却後、21gのカリウムtar
t−ブチラードを添加して攪拌した。トルエン及び過剰
のアミンは、最終段階にて、 100mbarの減圧下
、共肺的に蒸留分離した。
沈殿したカリウムクロリドは上記の如く濾過し。
共重合体を分離した。キエルダール法による窒素含量:
 0.63重量%。
シェタウディンガー係数=28 該共重合体はHMDIと実施例S′に記載の方法で反応
して0弾力性、非粘着性を有し、琥珀色で透明なフィル
ムを得た。
実施例/l エポキシド処理樹脂の製造 実施例l0FCよる共重合体5g、30m−のジクロロ
メタンを700■のエピコー) 828 (シェルル社
製ビスフェノールAジグリシジルエーテルの商標。
エポキシド値=1a9)とよく混合した。次いでシリコ
ンペーパーの皿に注ぎ、100℃で一昼夜処理した後、
lI媒に不溶性の弾力性を有する透明なフィルムを得た

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)60〜99重量部のイソブチレン及びb)式
    I : ▲数式、化学式、表等があります▼ I 〔式中Aは炭素原子22以下のアルキレン、シクロアル
    キレン或はアリーレン基を及びXはハロゲン或は次式 ▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、化学式
    、表等があります▼ (式中R^1はC_1〜C_4のアルキル又はハロゲン
    及びR^2は炭素原子10以下のアルキル、シクロアル
    キル又はアリール基を意味する)で示される第三アミノ
    基を意味する〕で示される置換されたビニル芳香族化合
    物1〜40重量部より成り、ゲル透過性クロマトグラフ
    ィによる分子量700〜200,000を有するイソブ
    チレンの共重合体。
  2. (2)請求項1によるイソブチレンの共重合体であって
    、60〜99重量部のイソブチレン及び1〜40重量部
    のビニル−β−N−メチル−(N−オキシエチルアミノ
    )−アセトフェノン或は1〜40重量部のビニル−β−
    クロロアセトフェノンより成る共重合体。
  3. (3)請求項1による共重合体の製法であって、相応す
    るイソブチレン/ビニル芳香族共重合体を、フリーデル
    −クラフト反応によりモノハロゲン無水カルボン酸或は
    モノハロゲンハロゲン化カルボン酸及び必要なら式II又
    はIII ▲数式、化学式、表等があります▼(II)又は▲数式、
    化学式、表等があります▼(III) (式中R^1及びR^2は上述の意味を有する)のアミ
    ン1つ以上と反応させる製法。
  4. (4)ジイソシアナート或はエポキシドで通常の反応に
    より相応するポリウレタン或はエポキシ樹脂を製造する
    ための、請求項1によるN−オキシエチルアミノ基含有
    イソブチレン共重合体の使用。
  5. (5)アミン或はポリアミンと架橋し得るポリマー材料
    用としての請求項1によるハロゲンカルボン酸基含有イ
    ソブチレン共重合体の使用。
JP1014225A 1988-01-26 1989-01-25 クロロアセチル化又はアルキルアミノアセチル化スチレンとイソブチレンとの共重合体及びその製法及びポリウレタン又はエポキシ樹脂の製造のためのイソブチレンの使用或は架橋可能なポリマー材料としてのイソブチレン共重合体の使用 Pending JPH01247402A (ja)

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