JPH03115314A - マレイン酸塩重合プロセス - Google Patents
マレイン酸塩重合プロセスInfo
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
不飽和ジカルボン酸、アクリル酸のようなモノエチレン
性不飽和モノカルボン酸及びアクリル酸のアルキルエス
テルのようなモノエチレン性の不飽和のカルボキシル基
のないモノマーを、共重合されるモノマーの単位として
含む新規の共重合体、及びこれらの重合体の製造プロセ
スに関する。これらの共重合体はスケール抑制剤、分散
剤及び外皮抑制剤としてすぐれた特性を示す。
飽和モノカルボン酸及びモノエチレン性の不飽和のカル
ボキシル基のないモノマー〇共重合体は洗剤のスケール
抑制剤、分散剤及び外皮抑tjJ剤として、解膠剤及び
掘削泥水助剤として有用である。水性溶剤系を用いたい
くつかの技術がこれ以前にこれらの共重合体の調製に関
し、回分式及び連続式プロセスの両者を含め記載されて
いる。
術は、マレイン酸のようなジカルボン酸モノマーとアク
リル酸のようなモノカルボン酸モノマーとの反応性に著
しい差を認めた。完全に又は完全に近くマレイン酸を重
合させるためには、マレインB塩の1ヒール″に対しよ
り速く重合するアクリル酸モノマーを徐々に加える方法
を用いた回分法がこれらの共重合体を製造する通常の方
法であった(米国特許第4.659.793)。
おいて長い滞留時間を用いている(米国特許第4.72
5.655)。
された共重合体溶液は、ある応用において共重合体の効
果を低減する高レベルの未反応ジカルボン酸に悩んだ。
マル酸、メチレンマロン酸、シトラコン酸及びそれらの
七ノアルカリ金属又はモノアンモニウム塩のようなモノ
エチレン性不飽和脂肪族ジカルボン酸と、メタクリル酸
のようなカルボキシルグループ アミド−2−メチルプロパンスルホン酸のようなスルホ
ン酸グループをもつ不飽和α,βーエチレン性モノマー
との共重合体の調製に対する水溶性回分法を記載した米
国特許第4.659.793において多分解決されたで
あろう。過酸化水素のような水溶性ラジカル生成開始剤
を総モノマー濃度の0.5から10市石%の濃度で、又
第一鉄又は第二鉄イオンのような金属イオンを1から2
50 1)l)Iで用い、そしてpHを2から7の範囲
に調整することによって、この方法はおそらく共重合体
の分子量の制御を維持しながら残存未重合ジカルボン酸
のレベルを0.5%未満に減少することに成功したであ
ろう。総モノマー濃度は、1分子当り4か66の炭素原
子のジカルボン酸の10から70重量%、及び1分子当
り3から10の炭素原子のエチレン性不飽和モノマーの
30から90重量%であった。
においては反応器はジカルボン酸が金属イオン塩と共に
仕込まれた。反応混合物は40から150℃に加熱され
そして反応開始剤と水溶液のα、β−エチレン性不飽和
モノマーはついで加熱された反応混合物に3から10時
間に亘って加えられた。しかし、反応プロセスが既に反
応器にあるモノエチレン性不飽和ジカルボン酸で始まり
、その中にモノカルボン酸が反応開始剤と共に指定され
た時間間隔で加えられるので、反応行程を通して変化づ
る組成をもつ共重合体が合成される。
するので主にジカルボン酸からなる共重合体が生成され
る。加えられるモノマーの濃度が増加するにつれて反応
液のモノマー含量が変化するので、加えられるモノマー
の濃度が増加するにつれて最初につくられた重合物の組
成が変化する。
酸は重合してしまいそして加えられるモノマーはその時
ジカルボン酸に対し高い濃度で存在するので、その段階
で形成される共重合体の組成は主に加えられるモノカル
ボン酸モノマーで構成される。
もうひとつの欠点は、より望ましい低分子量共重合体を
得るためには反応の間に亘ってより高いレベルの金属イ
オンを必要とすることである。しかし、これは金属が最
終製品に残りそして最終的に環境の障害になるかもしれ
ないので生態環境にとって好ましくない。
第4.725.655に開示されている連続カスケード
プロセスで、回分法よりより速くより経済的であること
を主張している。この特許に記載の方法は、モノマーに
対し10から60重は%のa度で1分子当り4から6の
炭素原子を含むモノエチレン性不飽和ジカルボン酸と、
モノマーに対し40から90重量%の濃度で1分子当り
3から10の炭素原子を含むモノエチレン性不飽和モノ
カルボン酸と、そして任意にモノマー当り20重量%以
下のカルボキシル基のないモノマーとの共重合である。
リアルkP3.147゜489.6による回分法によっ
てつくられたモノエチレン性不飽和モノカルボン酸とモ
ノエチレン性不飽和ジカルボン酸との共重合体の水溶液
を、通常は3基であるすべての反応器に仕込むことによ
って開始する。合成されたそれらに対する同一の組成の
出発重合物が用いられる。反応器はついで60から15
0℃に加熱されそしてジカルボン酸と少くとも40%の
モノカルボン酸が、0.5から6.0%の反応開始剤と
酸の20から80%を中和するのに十分な中和剤溶液と
共に第1反応器に導入される。モノカルボン酸の追加量
と反応開始剤は第2の反応器又は下流のすべての反応器
に分配して加えられる。もしカルボキシル基のないコモ
ノマーが用いられる場合は、第1の反応器か又は第1の
反応器と下流の反応器との組合わせに加えられる。用い
叡れるモノマーの総量は水溶液の総重量の20から70
%である。反応溶液は最終反応器から0.5から8時間
の滞留時間後に取り出される。
重合体をつくる。これは部分的には、傾斜した組成をも
つ共重合体をつくる回分法を用いて初期仕込共重合体が
合成されることによる。しかも、すべてのモノマーが同
時に第1の反応器に加えることができ、より安定した組
成になるようにしても、−度共重合体が第2の反125
器に入りそしてモノカルボン酸及び/又はカルボキシル
基のないモノマーだけがこの反応器に加えられると、組
成が変化して主に加えられたモノマーで構成される。こ
のプロセスに要求される複数の反応器と装置は、このプ
ロセスに伴う制御問題と共に、このプロセスの効率及び
共重合体の組成の安定化に関し不利であると思われる。
共重合体の特性を向上するであろうことを期待して、よ
り安定した組成をもつ重合体をつくることができる比較
的複雑でないプロセスを捉供することである。更にこの
発明の目的は、残存上ツマ−のレベルと最終製品に残る
金属の量の両者を生態環境的に受入れ可能なレベルに維
持しながら共重合体の分子量が制御できるプロセスを提
供することである。
、特にマレイン酸と、アクリル酸およびアクリル酸のア
ル4.ルエステルのようなモノカルボン酸及びカルボキ
シル基のない官能性をもつモノマーを含む不飽和モノマ
ーとの安定した組成の共重合体を、高い転換率で調製す
る水溶性の回分式又は連続式プロセスを提供する。この
新規の、全体として連続式プロセスは、■1じモノマー
を用いて従来のプロセスによってつくられた共重合体に
くらべより安定した組成の共重合体をつくる。
ベルと金属の量の両者を受入れ可能な低レベルに維持し
ながら共重合体の分子量をt、II御することができる
。
において、水が仕込まれ金属塩活性化剤の存在する反応
器に対し、徐々に実質的に均一の速度で、好ましくは比
例的にかつ分離して、ひとつはモノマーを含みひとつは
反応開始剤を含みそしてひとつは中和剤を含む3つの溶
液を加えることによって達成できることを発見した。金
属塩活性化剤は最初の仕込に加えて反応器に同時に共送
り(cofeed )することができ、モノマーの仕込
後に加えることもでき、又はそれらの組合わせも可能で
ある。別の変法は2又は3以上の溶液を反応器に加える
前に混合することを含み、更にそれにかえて別々の溶液
にしてモノマーを加えることも含む。
スケール抑aill剤及び外皮抑υ1剤として使うこと
ができる。
の発明に記載のプロセスに従って合成することができる
ことを我々は発見した。約1.000から100.00
0の平均分子量をもつ、モノエチレン性不飽和ジカルボ
ン酸とモノエチレン性不飽和モノカルボン酸とモノエチ
レン性の不飽和のカルボキシル基のないモノマーとの共
重合体が、少くとも最初は実質的に均一の添加速度で水
溶性の遊離基形成反応開始剤と共にこれらのモノマーを
反応器に加えることによって形成される。
込まれ、そして高温に加熱される。金属塩活性化剤は最
初の仕込に加えて同時に反応器に共に仕込むことができ
、1又はそれ以上のモノマーの添加の後加えることも又
はそれらの組合わせで加えることもできる。モノマー1
反応開始剤及び中和剤はついで実質的に均一の速度で加
えられ、その実質的に均一の添加速度は、共送り溶液を
同時に比例的に加えること又は共送り溶液を僅かに異っ
た速度と時間で加えることを含むことができる。
は反応器へ共送りされる。別の変法は2又は3以上の溶
液を反応器に加える前に混合することを含み、更に好ま
しい別法は別の溶液としてモノマーを添加することを含
む。モノマー及び反応開始剤を加える速度と時間はモノ
マーの反応性を考慮して変えることができそれによって
モノマーの転換率を最大にすることができる。このプロ
セスは回分式又は連続式プロセスとして連転することが
でき、連続式プロセスが好ましい。
体生成物に含まれる比率に対応する。モノマーが分離さ
れた共送りとして加えられるときは、それらは実質的に
均一な添加速度で加えられ、この場合実質的に均一な添
加速度は大部分のモノマー又はモノマー溶液の添加が同
時で比例的であることを指す。−殻内に、もし用いられ
るモノマーが同じ速さの反応性をもつ場合は複数の溶液
の添加をほぼ同時に開始し、複数の溶液の添加をほぼ同
時に終了することが望ましい。しかしモノマーの反応性
が異る場合は添加の速度はこの反応性の差を補償するた
めに変えてもよい。異った反応性のモノマーが用いられ
る時は、モノマー又はモノマー溶液tよ同時にスタート
することができるが、「い反応のモノマーは速い反応の
モノマーの添加時間にくらべより短い時間で加えること
が望ましい。従って、遅い反応のモノマーの添加は速い
反応のモノマーの添加の前に終了するであろう。それは
モノマーの反応速度によるが、遅い反応のモノマーは速
い反応のモノマーが加えられる時間の約25%から75
%で反応フラスコに加えることが好ましい。従って、こ
こで使われるように、”実質的に均一な添加速度″とい
う表現は、重合条件下で、少くとも2つのコモノマーの
うちのひとつのモノマーの重合反応器への添加速度が、
モノマーの総添加時間の少くとも25%の時間で、好ま
しくは少くとも75%の時間で同時に加えられることに
関係することを指づ゛。
速い反応のモノマーの後添加、(b)重合湿度の上昇、
(c)反応開始剤(触媒)の後添加又はこれらの又はそ
の他の方法との組合わせのような組合技術で周知の方法
によって、未重合の反応の遅いモノマーを減らすための
゛ゞ追跡″又は仕上げ重合ステップがしばしばあとに続
く。
子当り4から6の炭素原子を含むモノエチレン性不飽和
ジカルボン酸、それらのアルカリ金属塩及びアンモニウ
ム塩、及びシスジカルボン酸の無水物である。好適なモ
ノマーの例としてマレイン酸、イタコン酸、メサコン酸
、フマル酸、シトラコン酸及び無水マレイン酸のような
無水シスジカルボン酸が含まれる。マレイン酸はこれら
のモノマーのうらで最も好ましい。モノエチレン性不飽
和ジカルボン酸の11度は総モノマー濃度の5から65
重間%、好ましくは10から60重量%とすることがで
きる。
ボン酸及び不飽和のカルボキシル基のないモノマーから
選ばれた少くとも1つのコモノマーである。
ら6炭素原子を含み又アクリル酸、メタクリル酸、酢酸
ビニル、クロトン酸及びアクリロプロピオン酸を含む。
クリル酸である。これらのモノマーの濃度は総モノマー
濃度の35から95重石%、好ましくは40から90重
世%である。
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチ
ル、及びメタクリル酸イソブチルのようなアクリル又は
メタクリル酸のアルギルエステル;アクリル酸ヒドロキ
シエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル
酸ヒドロキシエチル、及びメタクリル酸ヒドロキシプロ
ピルのようなアクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシ
アルキルエステル:アクリルアミド、メタクリルアミド
、N−第三級ブチルアクリルアミド、N−メチルアクリ
ルアミド、N、N−ジメチルアクリルアミド;アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、アリルアルコール、ス
ルホン酸アリル、ホスホン酸アリル、ビニルホスホン酸
、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメ
ブルアミノエチル、メタクリル酸ホスホエチル、N−ビ
ニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、N−ビニル
イミダゾール、ジアクリル酸エチレングリコール、トリ
アクリル酸トリメチルプロパン、フタル酸ジアリル、酢
酸ビニル、スチレン、スルホン酸ビニル及びその塩、及
び2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホンR
(AMPS)及びその塩、を含む不飽和のカルボキシル
基のないモノマーであることができる。カルボキシル基
のないモノマーのIi1度は総モノマー濃度の約80重
量%まで上げることができる。その濃度は通常35%ま
でで、そして反応混合物中のそのモノマーの溶解度によ
る。
ヒドロペルオキシド、ペルオキソ硫酸ナトリウム、ペル
オキソti[カリウム、ペルオキソ硫酸アンモニウム、
ペルオキソリン酸ナトリウム、ペルオキソリン酸アンモ
ニウム、ペルオキソリン酸カリウム、2,2−アゾビス
(シアノ古C酸)又はその組合わせを含む。各種反応開
始剤の有利な性質はそれらを組合わせて用いることによ
って有利さをとりえることが判明した。例えば過酸化水
素は良好な分子量制御性を与えるがモノマーの転換率に
は若干の犠牲を伴う。一方ペルオキソ硫酸ナトリウムは
モノマーからポリマーへの高い転換率を与えるが分子量
制御性には若干の犠牲を伴う。このような過酸化水素と
ペルオキソ硫酸ナトリウムの反応開始剤とを組合わせる
ことによって分子ffi!、II御性とモノマーからポ
リマーへの高い転換率とをもつ望ましい性質が達成でき
る。好ましい反応[Jil始剤系は過酸化水素とペルオ
キソ硫酸ナトリウムの組合わせである。総反応開始剤瀧
度はモノマーの総重量をベースにして0.5から20%
、好ましくは1から10%である。
鉄、銅、ニッケル、マンガン、ジルコニウム及び亜鉛の
水溶性の塩又はそれらの組合わせを含む。模範的な金属
塩は硫酸第二銅五水和物、硫酸第一鉄七水和物、酢酸第
一銅、酢酸第一鉄、酢酸マンガン、硫酸セリウム(■)
、酢酸カルシウム、isカルシウム、硝酸カルシウム、
酢酸亜鉛、塩化亜鉛、塩化チタン(■)、塩化チタン(
TV)、酢酸鉛(■)、酢酸鉛(IVI、酢酸第二銅、
水酸化酢酸第二鉄、塩化第−鉄及び第二鉄、リン酸第−
鉄及び第二鉄、塩化第−銅及び第二銅、臭化第一銅及び
第二銅、硝酸第二銅、硫酸第二鉄、臭化マンガン、塩化
マンガン、酢酸コバルト(■)、塩化コバルト(■)、
硝酸コバルト(■)、Iafliコバルト(■)、塩化
セリウム(■)、硝1lt7リウム(■)、硫酸セリウ
ム(■)、硝酸亜鉛、リン酸亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸マン
ガン、ta酸マンガン、塩化鉛(■)、硝M鉛(■)、
等である。より好ましい金属塩活性化剤は銅含有化合物
である。銅はモノマーからポリマーへの高い転換率を維
持しながら分子lと枝分れの程度を制御する特異な能力
をもつことが判った。
0.1990年2月6日出願、そしてこの発明と同一の
譲渡人に通常温浸された前記出願において史に詳しく検
討されている。塩の好ましい濃度はモノマーの総重量を
ベースにして1から200DpI、より好ましくは1か
ら25111)−である。
るのを助ける。−殻内に金属塩の濃度が高いほど分子量
は低くなる。低分子量の共重合体はより好ましい。しか
し金属塩活性化剤はその共重合体が使われるときその中
に残っているので、現行の生態環境の関係を考えると反
応における金属の量を減らしその結果最終的に11境に
放出される量を減らすことが最も望ましい。従って反応
条件の最適化と、限定されないまでもその組合わせを用
いることによって、より望ましい低分子量の共重合体が
低レベルの金属反応!Al始剤を用いて高い転換率で形
成することができる。金属塩活性化剤が反応器への最初
の仕込に含むことができ、1又はそれ以上のモノマーの
添加後に反応容鼎に同時に共送りできるとはいえ、金属
塩活性化剤のより好ましい添加時間はジカルボン酸の添
加後でありそしてより好ましい添加技術は金属活性化剤
(水溶液で)のすべてを−度に加えることである。
好ましくは約30から60%の固形物になるまで行なわ
れる。重合反応温度は80から150℃、好ましくは9
0から120℃である。回分式モードで行われる時はモ
ノマーの添加速度は1から10時間、好ましくは1から
4時間、又連続式プロセスで行われる時は少くとも30
分間の滞留時間を用いるべきである。もし残留上ツマ−
のレベルが希望より高い場合は、反応開始剤又は反応開
始剤とモノマーとの後重合添加が用いられる。
%の塩基、好ましくは40から60%の塩基の中和溶液
が、プロセス中に重合反応の時間を通して反応器に比例
的に加えられる。反応溶液のpHは3から7の範囲に、
最も好ましくは4から6の範囲に保たれる。好適な塩基
は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化アンモ
ニウムを含む。中和溶液を分離送りとして加える好まし
い別法はジカルボン酸と組合わせることである。
1度が相互に一定の比率に維持され、それによってその
ようにして形成された共重合物が、反応媒体を反応過程
の各時間においてサンプリングしそして反応器中のモノ
マー組成をHPLGによって監視することによって示さ
れるように、均一で安定した組成をもつことである。前
述の6ヒール″法による反応における同様のサンプリン
グは、反応の初期段階においては反応器に最初に仕込ま
れたモノマーの高い組成をもつポリマーが形成されるこ
とを示す。反応が進むに従って、ポリマーの組成はポリ
マーが形成されるまでに加えられたモノマーの含有物が
増加していき、反応の最終段階においては支配的に加え
られたモノマーで構成される。これらの結果は第1図に
示される。
度で加えることができ、好ましくは0.1から20重量
%、最も好ましくは0.5から5.0重量%で、外皮抑
制性が向上する。その組成物は、合成ビルダー及び、ア
ニオン、非イオン、双イオン、及び両イオン洗剤化合物
のような水溶性有機洗剤化合物の両者を含むことができ
る。
とであるのでこの発明の重要点ではない。
はカルボキシメヂロキシコハク酸及びオキシジ酢酸のア
ルカリ金属塩、ピロリン酸四ナトリウム及びピロリン酸
四カリウム、トリポリリン酸五ナトリウム及びトリポリ
リン酸五カリウム、ポリカルボキシレートから誘導され
たエーテルポリカルボキシレート、クエン酸塩、でん粉
又はセルロース、ポリアクリル酸等を含むことができる
。
その中にあるものである。その代表的な例は土壌懸濁剤
、内水性物質、防蝕剤、染料、香料、充てん材、削摩拐
、光輝材、酵素、起泡剤、泡の分散剤、殺菌剤、変色防
止剤、カチオン洗剤、軟化剤、塩素分離剤、緩衝剤等を
含む。洗剤の残余の成分は水である。
状物、錠剤、ヌードル、液体、ペースト等のようなこれ
ら組成物の通常の物理的形体のどれであってもよい。そ
の洗剤組成物は通常の方法で調製され使われる。
分解性であることである。生物分解性の合成高分子洗剤
添加物は、生物非分解性の高分子添加剤の使用がポリ酸
の蓄積による環境問題に導く可能性があるので、好まし
い。
た3リツトルの40フラスコに350グラムの脱イオン
水と脱イオン水に溶かしたia鉄鉄水水和物0.15重
量%溶液8グラムを加えた。
グラムの脱イオン水と325グラムの水冷アクリル酸と
147.8グラムの無水マレイン酸のモノマー溶液、7
5グラムの脱イオン水と25グラムのペルオキソ1tl
l酸ナトリウムと16.7グラムの30%過酸化水素の
反応開始剤溶液、及びモノマーをベースにして50当は
パーセントである300グラムの50%水酸化ナトリウ
ムの中和剤溶液をそのフラスコに比例的に2.5時間に
亘って分離して加え、その問906±3℃の温度に保持
した。添加が完了した時、その系は70℃に30分間に
亘って冷却された。70℃においてその溶液のI)Hは
NaOHの40%の水溶液280グラムを加えて約7に
調整された。
量と25℃において460 cps、のBrookfi
eld粘度をもった。ゲル浸透クロマトグラフィー(G
PC)をベースにして、重量平均分子it(MW)は1
1.900で数量平均分子ff1(Hrl)は4.31
0であった。残留マレイン酸含量は0.5%で残留アク
リル酸含量は0.01%未満であった。得られたポリマ
ーの生物分解性は308問に亘って行われたBODテス
トをベースにして3.3%であった。
5グラムのペルオキソ硫酸ナトリウムが加えられた以外
は実施例1の方法がmhされた。
形物含量と25℃において1700CI)S、のBro
okrield粘度をもった。GPCをベースにして、
HWは27.500でHnは5.340であった。残留
マレイン酸含量は0.7%で残留アクリル酸含量は0.
02%未満であった。
をベースにして95相当パーセントである572グラム
の50%水酸化ナトリウムを含み、そして後重合中和は
実行されなかった。得られたpH7,8のポリマー溶液
は41.0%の固形物含量と25℃において170cp
s、のBrookf 1eld粘度をもった。GPCを
ベースにしてHwは5.440でHOは1.930であ
った。残留マレイン酸含量は4.2%で残留アクリル酸
含量は0.02%未満であった。
が繰返された。後重合中和溶液は水に溶かした水酸化ナ
トリウムの40%溶液が560グラムまで増加された。
物含量と25℃においr 250CDS、のBrook
field粘度をもった。GPCをベースにしてMWは
10.100でHnは5,900であった。残留マレイ
ン酸含量は5%以上で残留アクリル酸含量は0.3%で
あった。
た3リツトルの4日フラスコに350グラムの脱イオン
水と脱イオン水に溶かした0、15重置%の硫酸鉄七水
和物溶液8グラムが加えられた。この溶液は90°±3
℃に加熱されその時点で、240グラムの脱イオン水と
275ダラムの水冷アクリル酸と147.8グラムの無
水マレイン酸と50グラムの酢酸ビニルのモノマー溶液
、75グラムの脱イオン水と25グラムのペルオキソl
iQ!11iナトリウムと16.7グラムの30%過酸
化水素の反応開始剤溶液、及びアクリル酸と無水マレイ
ン酸の濃度をベースにして50%当量である273グラ
ムの50%水酸化ナトリウムの中和剤溶液が、湿度を9
0°±3℃に維持しながらフラスコに比例的に2.5時
間に亘って分離して加えられた。添加が完了した時その
系は30分間で70℃まで冷却された。70℃において
溶液のpHは230グラムの50%NaOH水溶液を用
いて約7に調整された。
形物含量と25℃において890 cps、の8roo
kr 1eld粘度をもった。GPCをベースにしたH
Wは15,500でHDは5,460であった。残留マ
レイン酸含量は0.7%で、残留アクリル酸含量は0.
01%であり残留酢酸ビニル含量は0.07%であった
。得られたポリマーの生物分解性は30日間のBODテ
ストをベースにして9.6%であった。
タクリル酸2−とドロキシエチルを用いた以外は繰返さ
れた。得られたpH7,2のポリマー溶液は41,4%
の固形吻合はと25℃において930 cps、のBr
ookfield粘度をもった。GPCをベースにした
Hwは18,500でHDは5,580であった。残留
マレイン酸含量は0.6%、残留アクリル酸含量は0.
01%で、又残留メタクリル酸ヒドロキシエチル含量は
0.01%未満であった。生物分解性は30日間のBO
Dテストをベースにして7.0%であった。
3リツトルの40フラスコに、650グラムの脱イオン
水と脱イオン水に溶かした0、15重世%の硫酸鉄七水
和物溶液16グラムが加えられた。この溶液は90°±
3℃まで加熱されその時点で、460グラムの脱イオン
水と650グラムの水冷アクリル酸と295.6グラム
の無水マレイン酸のモノマー溶液、150グラムの脱イ
オン水と50グラムのペルオキソ硫酸ナトリウムと33
.4グラムの30%過酸化水素の反応開始剤溶液、及び
モノマーをベースにして50当量パーセントである60
0グラムの50%水酸化ナトリウムの中和剤溶液が、温
度を90”±3℃に保ちながら比例的に2.5時間に亘
って分離してフラスコに加えられた。温度は更に30分
間90℃に保持されそのあとで29グラムのアクリル酸
と、45グラムの脱イオン水に溶かされた5グラムのペ
ルオキソ硫酸ナトリウムが比例的に30分間に亘って分
離して加えられた。添加が完了した時その系は30分間
で70℃に冷却された。
0%NaOH水溶液を加えて約7に調整された。
0%で25℃におけるBrookfield粘度は55
0 cps、であった。GPCをベースにしたMWは1
7.600でHnは5.210であった。残1ivレイ
ン酸含吊は0.2%で又残留アクリル酸含漬は0.01
%未満であった。
リツトルの40フラスコに、240グラムの脱イオン水
と、脱イオン水に溶かした0、15重盪%の硫酸銅溶液
16グラムが加えられた。この溶液は還流するまで加熱
されその時点で、200グラムの水冷アクリル酸と42
.2グラムの無水マレイン酸とのモノマー溶液、83.
3グラムの30%過酸化水素の反応開始剤溶液、及びモ
ノマーをベースにして50当量パーセントである145
.5グラムの50%水酸化ナトリウムの中和剤溶液が、
還流させながらそのフラスコに比例的に2時間に亘って
分離して加えられた。還流は更に30分間続けられその
後溶液の1)Hは120グラムの50%NaOH水溶液
を加えて約7に調整された。
.3%で、25℃におけるBrookfield粘度は
300 cps、であった。GPCをベースにしたMW
は4,080でHnは2.620であった。残留マレイ
ン酸含量は0.4%で又残留アクリル酸含量は0.1%
未満であった。
リツトルの4日フラスコに、500グラムの脱イオン水
と、脱イオン水に溶かされた0、15重揄%硫酸銅五水
和物溶液4グラムとが加えられた。この溶液は還流する
まで加熱されその時点で、400グラムの水冷アクリル
酸と100グラムのイタコン酸とのモノマー溶液、20
.8グラムの30%過酸化水素の反応開始剤溶液、及び
モノマーをベースにして75当量パーセントである41
2グラムの50%水酸化ナトリウムの中和剤溶液とが、
還流されながらフラスコに比例的に3時間に頁って分離
して加えられた。
された。60℃において溶液のpHは81グラムの50
%N a 01−1水溶液を加えて約7に調整され、つ
いで100グラムの水が加えられた。
%で、25℃におけるBrookfie同粘度は30.
600cas、であった。GPCをベースにしたHwは
59.700でHnは14,000であった。
量は0.64%であった。
リツトルの4日フラスコに、480グラムの脱イオン水
と、脱イオン水に溶かされた0、15重量%の硫酸銅五
水和物溶液32グラムとが加えられた。この溶液は還流
するまで加熱されその時点で、400グラムの水冷アク
リル酸と84.4グラムの無水マレイン酸とのエノマー
溶液、166.6グラムの30%過酸化水素の反応開始
剤溶液、及びモノマーをベースにして75当量パーセン
トである20グラムの脱イオン水中の50%水酸化ナト
リウム290.8グラムの中和剤溶液とが、i流されな
がら比例的に3時間に亘って分離してフラスコに加えら
れた。添加が完了した時、その系は30分間で50℃に
冷却された。
NaOH溶液を加えて約7に調整された。
%で、25℃におけるBrookfield粘度は25
0 cps、であった。GPCをベースにしたHwは4
.080でHnは2.620であった。残留マレイン酸
含量は0.48%で又残留アクリル酸含量は0.11%
であった。
リツトルの40フラスコに500グラムの脱イオン水と
、脱イオン水に溶かされた0、15重量%の硫酸銅五水
和物溶液32グラムとが加えられた。この溶液は90°
±3℃まで加熱されその時点で、400グラムの水冷ア
クリル酸と100グラムのイタコン酸とのモノマー溶液
、166.3グラムの30%過酸化水素の反応開示剤溶
液、及びモノマーをベースにして75当mパーセントで
ある100グラムの脱イオン水中の50%水酸化ナトリ
ウム412グラムの中和剤溶液が、比例的に3時間に頁
って分離してフラスコに加えられ、その間温度は90°
±3℃に維持された。添加が完了した時、その系は30
分間で60℃まで冷却された。60℃においてその溶液
のpHは81.2グラムの50%NaOH溶液を加えて
約7に調整された。
7%で、25℃におけるBrookrield粘度は1
00CI)S、であった、GPCをベースにしたH魁よ
2.550でHnは1.660であった。残留イタコン
酸含量は0.01%未満で又残留アクリル酸含量は0.
06%であった。
。実施例12−36の目標は生成物の分子量を1llI
Ilするのに必要な金属活性化剤の量を更に低減ししか
も残留モノマーのレベルを最小限に保つために努力し、
この発明を最適化することであった。
DI)水と2.6dの0.5%硝酸銅溶液(cu (N
o ’) ・3H20)とが加えられ3ま た。この溶液は92−96℃まで加熱されついで以下の
共送り物が均一に比例的にフラスコに加えられその間約
92−96℃の反応温度に保持された。
ラムの無水マレイン酸と305グラムのDI水とを含む
マレイン酸ナトリウム溶液、390グラムの水冷アクリ
ル酸、及び 6.1グラムのペルオキソTiAtナトリウムと34グ
ラムの35%過酸化水素と50グラムのDI水とを含む
触媒溶液。
送り溶液それぞれの総供給時間は異りそれは表1に示さ
れる。
後約65℃−75℃に冷却された。
硫酸水素ナトリウムの添加とそれにつづく7グラムのア
クリル酸の添加からなる一連の追跡剤が加えられた。つ
いで2グラムのt−ブチルヒドロペルオキシドと約4グ
ラムの水に溶かした2グラムのメタ亜硫酸水素ナトリウ
ムとの追跡剤添加工程が実行され、さらにこれが2回繰
返された。そのバッチはついで55℃に冷却されそして
352グラムの50%水酸化ナトリウム溶液がよくかき
混ぜ冷却されながら加えられた。
の分子量と共にまとめられている。
(DI)水と2.6IJI!の0.5%硝酸銅溶液が加
えられた。その溶液は92−96℃まで加熱されて以下
の共送り物が均一に且つ比例的にフラスコに加えられそ
の間反応温度はほぼ92−96℃に保持された。
ラムの無水マレイン酸と305グラムのDI水とを含む
マレイン酸ナトリウム溶液、376グラムの水冷アクリ
ル酸、と ペルオキソ硫酸ナトリウム又は過酸化水素又はその両者
と40グラムのDI水とを含む触媒溶液。
化水素の社は表2に示すように変えられた。
トリウムの供給は120分で完了し、アクリル酸の供給
は180分で完了し、そして触媒の供給は240分で完
了した。
5℃−75℃に冷u1された。冷却された後、約30グ
ラムのDI水に溶かされた10グラムのメタ亜硫酸水素
ナトリウムの添加とそれにつづく21グラムのアクリル
酸の添加からなる一連の追跡剤が加えられた。ついで2
グラムのt−ブチルヒドロペルオキシドと約4グラムの
水に溶かした2グラムのナトリウムメタ亜硫酸水素ナト
リウムとのそれにつづく追跡用添加工程が3回繰返され
た。そのバッチはついで55℃まで冷却され352グラ
ムの50%水酸化ナトリウム溶液がよくかき混ぜ冷却さ
れながら加えられた。
比較される。
0.1410.1023 0.25 4
15600 0.2510.0624
0.50 4 16,300 0.13
10.0425 2 1 22
.700 0.1110.0426 3
0 29700 0.1910.220
、2410.001 2、310.56 1.910.30 0、9810.89 2.2/1.20 に通1」ビし一1l 2000dの40丸底フラスコに250ateの脱イオ
ン(DI>水が加えられ92−96℃まで加熱された。
れ、その間反応温度はほぼ9296℃に保持された。
ラムの無水マレイン酸と305グラムのDI水とを含む
マレイン酸ナトリウム溶液、376グラムの水冷アクリ
ル酸、と ペルオキソ硫酸ナトリウムと過酸化水素と60ダラムの
DI水とを含む触媒溶液。
酸化水素の量は表3に示すように変えられた。
それぞれの合計添加時間は異りこれ6表3に示される。
含む付加供給溶液が反応の過程で゛単独添加″として加
えられた。この金属活性化剤溶液の添加時間は異り、表
3に示す。
5℃−75℃に冷却された。冷IIJIされた後、約9
0グラムのDI水に溶かされた30グラムのメタ並硫酸
水素ナトリウムの添加とそれに続く21グラムのアクリ
ル酸の添加からなる一連の追跡剤が加えられた。ついで
2グラムのt−ブチルヒドロペルオキシドと約4グラム
の水に溶かした2グラムのメタ亜硫酸水素ナトリウムの
それにつづく追跡剤添加が3回繰返された。そのバッチ
はついで55℃まで冷却されそして352グラムの50
%水酸化ナトリウムの溶液がよくかき混ぜ冷却されなが
ら加えられた。
とめられている。
散剤としての性能が試験された。表4はこれらのポリマ
ーを含む各種クレースラリーの粘度データのまとめであ
る。以下はこれらのデータをつくるのに用いた方法であ
る。
ブレンドストック溶液の調製であった。
され100グラムの溶液がつくられた。2つのブレンド
がつくられ、そのひとつは10%ポリマーと15%ソー
ダ灰を含み、もうひとつは15%ポリマーと10%ソー
ダ灰を含んだ。クレースラリーはついでブレンドの一部
分を脱イオン水と共に混合カップに加えて調製され全量
を210グラムとした。表4における最初の配合に対応
するスラリー中に存在するポリマーの葎が十分であるよ
うにブレンドを用いた。そのカップはついでHam i
口On B111aChのマルチミキサーに低速でかけ
られ490グラムの乾燥クレーが加えられた。すべての
クレーが加えられると高速に切換えられ混合物は史に5
分間かき混ぜられた。ついで500グラムのスラリーが
混合カップから1バインドのジャーに移され環境温まで
冷却された。そのスラリーはついで1分間低速でマルチ
ミキサーでかき混セラれ、ツイテ粘度がBrookri
eldモデルDV−II粘疫計を用い20RPH(スピ
ンドル#2)で測定された。読みは粘度計始動後1分で
なされた。最初の読みがなされた後、更にブレンドがス
ラリーに加えられポリマー濃度(クレーの固形物をベー
スに)が0.0125%だけ増やされ、ついで十分なり
レーが加えられてスラリーは70%固形物に保たれた。
られた後粘度が測定された。
が増加した。最適配合は最低の粘度を示す配合として定
義された。
1130 8’l(173039234424
6実施例10 680 320 286
282 296 290実施例11
845 730 348 328 3
40実施例40 (半連続重合反応法) 機械的攪拌機と還流コンデンサーと添加漏斗と紙出口を
備えた2リツトルの40フラスコに200グラムの脱イ
オン水が加えられた。水は96゜13℃に加熱されその
時点で、1.275グラムの脱イオン水と1.392グ
ラムの水冷アクリル酸と710グラムの無水マレイン酸
と9グラムの0.5重量%硝酸銅三水和物溶液を含むモ
ノマー溶液、234グラムの脱イオン水と210グラム
の35%過酸化水素を含む反応開始剤溶液、及び1.2
84グラムの50%水酸化ナトリウムと360グラムの
脱イオン水を含む中和剤溶液が比例的に分離してフラス
コに加えられ、その量温度は96゛±3℃に保持された
。90分模、これらの溶液のそれぞれのほぼ3分の1
(1/3 )の添加が完了し、そしてそれらの添加が継
続する間に400グラムの脱イオン水をaむ追加の送り
が90分当り200グラムの脱イオン水の速度で開始さ
れた。脱イオン水の添加の開始と同時に底出目弁が開か
れ反応フラスコの内容物が反応フラスコの総悼を2.0
24.7グラムに維持する速さで扱き出された。合計2
70分の経過時間後総ての送りが完了しフラスコに残っ
た2、024.7グラムの溶液は同じ速度で90分間に
亘って継続して扱き出されその量温度は96°±3℃に
保持された。
れた第2ケトルに送られた。第1ケトルからの生成物の
各350グラムに対し9.7グラムの水冷アクリル酸と
12.2グラムの35%過酸化水素が加えられた。少く
とも90分間の滞留時間後にポリマー溶液は第3ケトル
に送られそして重合が完了するまで96°±3℃に保持
されその結果僅かに痕跡のモノマーが残った。最終的に
溶液は30分間で70℃に冷FiIされ280グラムの
40%NaOH水溶液を加えてpHが約7に調整された
。
.8%で、25℃におけるBrookfield粘度は
1 、375cps、であった。GPCをベースとする
Hwは26.900で、Hnは6,000であった。
の含量は0.15%未満であった。
リツトルの4日フラスコに、148グラムの無水マレイ
ン酸、470グラムの脱イオン水、及び脱イオン水に溶
かした0、15重千%の硫酸鉄七水和物溶液8.3グラ
ムが加えられた。そのフラスコに242グラムの50%
水酸化ナトリウムが徐々に加えられた。その溶液は90
°±3℃に加熱されその時点で、325グラムの水冷ア
クリル酸、及び65グラムの脱イオン水と5グラムのペ
ルオキソ硫酸ナトリウムと45グラムの30%過酸化水
素との反応開始剤溶液とが、3時間にHっで比例的に分
離してそのフラスコに加えられ、その間温度は90°±
3℃に保持された。添加が完了した時その系は70℃に
冷却され、310グラムの脱イオン水が加えられて希釈
され、ついでその系は室温まで冷IJIされた。
%で、Brookfield粘度は25℃におイテ1
、500cps、であった。GPCをベースにしたHw
は25.000でHnは8.800であった。残留マレ
イン酸含量は0.13%でそして残留アクリル酸含i1
は0.1%未満であった。
抑制特性と、その洗剤と従来の技術のヒールプロセスに
よってつくられた共重合体を含む洗剤との比較を示すも
のである。
リー織タオルを含む3 Kgの木綿及び木綿/ポリエス
テル織物であった。3501)DI Ca、’ H(+
<3/1)の硬度をもつ90℃の洗浄水に、この発明の
共重合体を3重量%含む通常のヨーロッパ式(Euro
pean)ソーダ灰/ゼオライト洗剤が0、8ff11
%で加えられた。そのタオルは表5に示す回数洗濯され
、800℃で2時間で灰化されて無機物含黴(外皮)が
測定された。結果は表5に示される。
剤、分散剤、油井掘削作業に用いられる掘削泥水助剤と
して有用で、特に外皮抑制剤として有用である。
Claims (21)
- (1)以下を含む水溶性共重合体を調製するプロセス。 (a)反応器に最初の水の仕込みを行う。 (b)その反応器に、実質的に均一な添加速度で、モノ
マー、重合反応開始剤及び中和剤の溶液又はそれらの混
合物を別個の流れとして徐々に加える。 そして前述のモノマーは、(A)モノマー1分子当り4
から6の炭素原子を含むモノエチレン性不飽和ジカルボ
ン酸、そのジカルボン酸の塩又は無水物の少くともひと
つを、モノマーの総量をベースに5から65重量%と、
(B)モノマー1分子当り3から6の炭素原子を含むモ
ノエチレン性不飽和モノカルボン酸と不飽和のカルボキ
シル基のないモノマーとから選ばれた少くともひとつの
コモノマーを、モノマーの総量をベースにして35から
95重量%とを含む。 (c)金属塩活性化剤が最初の仕込みに含まれるか、モ
ノマーの添加の間に加えられるか、前述のモノマーのひ
とつ又はそれ以上の添加の後に加えられるか、又はそれ
らの組合せによるかして、前述の反応器に金属塩活性化
剤を加える。 (d)前述の反応を約80から200℃の温度で行う。 そして (e)前述の共重合体を前述の反応器から回収する。 - (2)請求項(1)に記載のプロセスであって、前述の
金属塩活性化剤がコバルト、鉄、銅、ニッケル、マンガ
ン、ジルコニウム及び亜鉛の塩を含むグループから選ば
れ、かつ前述の共重合反応の総量をベースにして1から
200ppmの量で存在することを特徴とするプロセス
。 - (3)請求項(1)に記載のプロセスであって、前述の
金属塩活性化剤が最初に反応器に仕込まれることを特徴
とするプロセス。 - (4)請求項(1)に記載のプロセスであって、前述の
金属塩活性化剤が反応容器へ共送りされることを特徴と
するプロセス。 - (5)請求項(1)に記載のプロセスであって、前述の
金属塩活性化剤がひとつ又はそれ以上の前述のモノマー
の添加後に反応器に加えられることを特徴とするプロセ
ス。 - (6)請求項(1)に記載のプロセスであって、前述の
ジカルボン酸の濃度がモノマーの総量をベースにして1
0から60重量%の範囲であることを特徴とする方法。 - (7)請求項(1)に記載のプロセスであって、前述の
ジカルボン酸がマレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、
フマル酸、シトラコン酸、それらの塩、それらの無水物
及びそれらの組合わせを含むグループから選ばれること
を特徴とするプロセス。 - (8)請求項(1)に記載のプロセスであって、前述の
ジカルボン酸がマレイン酸、その塩及びその無水物であ
ることを特徴とするプロセス。 - (9)請求項(1)に記載のプロセスであって、反応開
始剤の濃度がモノマーの重量をベースにして0.5から
20重量%の範囲であり、そして反応開始剤が過酸化水
素、t−ブチルヒドロペルオキシド、ペルオキソ硫酸ナ
トリウム、ペルオキソ硫酸カリウム、ペルオキソ硫酸ア
ンモニウム、ペルオキソリン酸ナトリウム、ペルオキソ
リン酸アンモニウム、ペルオキソリン酸カリウム、及び
2,2−アゾビス(シアノ吉草酸)を含むグループから
選ばれることを特徴とするプロセス。 - (10)請求項(1)に記載のプロセスであって、反応
開始剤の濃度がモノマーの重量をベースにして1−10
%の範囲であることを特徴とするプロセス。 - (11)請求項(1)に記載のプロセスであって、2又
はそれ以上の反応開始剤の組合わせが用いられることを
特徴とするプロセス。 - (12)請求項(1)に記載のプロセスであって、重合
反応が20から80%の範囲の固形物レベルで行われる
ことを特徴とするプロセス。 - (13)請求項(1)に記載のプロセスであって、重合
反応が30から65%の範囲の固形物レベルで行われる
ことを特徴とするプロセス。 - (14)請求項(1)に記載のプロセスであって、前述
のモノカルボキシル基をもつモノマーがアクリル酸、メ
タクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、及びアクリロキ
シプロピオン酸を含むグループから選ばれることを特徴
とするプロセス。 - (15)請求項(1)に記載のプロセスであって、前述
のモノカルボキシル基をもつモノマーがアクリル酸であ
ることを特徴とするプロセス。 - (16)請求項(1)に記載のプロセスであって、前述
のカルボキシル基のないモノマーが、アクリル酸メチル
、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、及
びメタクリル酸イソブチルのようなアクリル酸又はメタ
クリル酸のアルキルエステルリアクリル酸ヒドロキシエ
チル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒ
ドロキシエチル、及びメタクリル酸ヒドロキシプロピル
のようなアクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシアル
キルエステル;アクリルアミド、メタクリルアミド、N
−第三級ブチルアクリルアミド、N−メチルアクリルア
ミド、N,N−ジメチルアクリルアミド;アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、アリルアルコール、アリル
スルホン酸、アリルホスホン酸、ビニルホスホン酸、ア
クリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチル
アミノエチル、メタクリル酸ホスホエチル、N−ビニル
ピロリドン、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルイミ
ダゾール、ジアクリル酸エチレングリコール、トリアク
リル酸トリメチロールプロパン、フタル酸ジアリル、酢
酸ビニル、スチレン、ビニルスルホン酸及びその塩、及
び2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸
(AMPS)及びその塩を含むグループから選ばれるこ
とを特徴とするプロセス。 - (17)請求項(1)に記載のプロセスであって、前述
のジカルボン酸、モノカルボン酸及びカルボキシル基の
ないモノマーの混合物の水溶液が反応器に加えられるこ
とを特徴とするプロセス。 - (18)請求項(1)に記載のプロセスであって、重合
反応のpHが、モノマー混合物の酸の含量をベースにし
て30から80当量パーセントの塩基を加えることによ
って4から6の範囲に保持されることを特徴とするプロ
セス。 - (19)アニオン、非イオン、双イオン、両イオン洗剤
化合物及びそれらの混合物から選ばれる水溶性洗剤化合
物;カルボキシメチロキシコハク酸及びオキシジ酢酸の
アルカリ金属塩、ピロリン酸四ナトリウム及びピロリン
酸四カリウム、トリポリリン酸五ナトリウム及びトリポ
リリン酸五カリウム、ポリカルボキシレートから誘導さ
れるエーテルポリカルボキシレート、クエン酸塩、でん
粉及びセルロース、ポリアクリル酸及びその他で構成す
るグループから選ばれるビルダー;任意の補助剤;及び
約35重量パーセントまでの請求項(1)の共重合体を
含む、請求項(1)の共重合体を含む洗剤組成物。 - (20)請求項(19)に記載の洗剤組成物であって、
請求項(1)の共重合体のレベルが0.1から20重量
%であることを特徴とする洗剤組成物。 - (21)請求項(19)に記載の洗剤組成物であって、
請求項(1)の共重合体のレベルが0.5から5.0重
量%であることを特徴とする洗剤組成物。
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