JPH0637533B2 - 無水マレイン酸共重合体金属塩の水溶液又は水スラリーの製造法 - Google Patents

無水マレイン酸共重合体金属塩の水溶液又は水スラリーの製造法

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JPH0637533B2
JPH0637533B2 JP2168890A JP16889090A JPH0637533B2 JP H0637533 B2 JPH0637533 B2 JP H0637533B2 JP 2168890 A JP2168890 A JP 2168890A JP 16889090 A JP16889090 A JP 16889090A JP H0637533 B2 JPH0637533 B2 JP H0637533B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無水マレイン酸共重合体金属塩の水溶液又は水
スラリーの製造方法に関するものであり、更に詳しく
は、無機物分散剤、接着剤、防錆剤、不燃コーティング
剤、吸水剤、セメント分散剤等として有用な無水マレイ
ン酸共重合体金属塩の水溶液又は水スラリーを、従来に
ない簡便な手段で得る方法に関するものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
低級オレフィンと無水マレイン酸との共重合体は水に分
散した形で保存され使用される場合があるが、この無水
マレイン酸共重合体は保存の際、水中では穏やかな加水
分解反応を起こし、物性、性状に変化をきたす。このた
め無水マレイン酸共重合体を酸化金属または水酸化金属
と反応させることにより長期間の保存によっても物性、
性状の変化がなく安定化できる技術が開発されている
(特開昭62-83344号公報)。
無水マレイン酸共重合体金属塩は、従来より、水溶液又
は水スラリーの形で無機物分散剤(特開昭60-99334号公
報)、接着剤組成物(特開昭59-120647号公報)、防錆
剤(特開昭51-147441号公報)、不燃コーティング剤
(特開昭52-99699号公報)、吸水剤(特開昭59-230046
号公報、特開昭59-125973号公報)、セメント分散剤
(特開昭62-83344号公報)等の用途に供されている。
無水マレイン酸共重合体金属塩の水溶液又は水スラリー
を得る方法としては、一般には、重合後、重合に使用し
た溶媒の除去を行い、共重合体粉末を水中で酸化金属ま
たは水酸化金属と反応させる方法が取られる。しかし、
この合成法は乾燥に要するエネルギーが非常に大きく、
又、乾燥機内壁への共重合体の付着により収率の低下を
招き、なによりも粉体を取扱わねばならないという大き
な欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは上述した従来の欠点を解決すべく鋭意研究
の結果、重合後、溶媒の除去を行わず、直接水と金属水
酸化物又は金属酸化物を加え、反応を行いつつ重合溶媒
を除去することにより、乾燥工程なしに無水マレイン酸
共重合体金属塩の水溶液又は水スラリーが得られること
を見出し本発明を完成した。
即ち本発明は、無水マレイン酸及びこれと共重合可能な
1種または2種以上のビニル系単量体を、これらの単量
体は溶解するが、得られる共重合体は溶解しない有機溶
媒中で重合させ、得られた共重合体スラリーに金属水酸
化物又は金属酸化物及び水を加えて加熱反応させなが
ら、前記有機溶媒を留去することを特徴とする無水マレ
イン酸共重合体金属塩の水溶液又は水スラリーの製造法
を提供するものである。
以下本発明について詳細に説明する。
本発明において用いられる無水マレイン酸と共重合可能
なビニル形単量体としては、炭素数2から22のオレフィ
ン、スチレン系単量体、炭素数1から22のアルキル基を
持つアルキルビニルエーテル、炭素数2から22の脂肪族
カルボン酸のビニルエステル等が挙げられる。
炭素数2から22のオレフィンの具体例としては、エチレ
ン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、2−ブテ
ン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−ヘキセン、シク
ロペンテン、2−メチル−1−ブテン、シクロヘキセ
ン、2−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペン
テン、4−メチル−1−ペンテン、2−エチル−1−ブ
テン、ジイソブチレン、1−デセン、1−ドデセン、1
−オクタデセンなど、直鎖または分岐のオレフィンが挙
げられる。
スチレン系単量体の具体例としては、スチレン、α−メ
チルスチレン、1−メチルスチレン、3−メチルスチレ
ン、4−メチルスチレン、クロルメチルスチレンなどが
挙げられる。
また、炭素数1から22のアルキル基を持つアルキルビニ
ルエーテルとしては、メチルビニルエーテル、エチルビ
ニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ラウリルビニル
エーテル、ステアリルビニルエーテル等が挙げられる。
炭素数2から22の脂肪族カルボン酸のビニルエステルと
しては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸
ビニル、ステアリン酸ビニル等を挙げることができる。
上記に例示したものの中でも、炭素数2から8の低級オ
レフィン、スチレン系単量体、炭素数1から4のアルキ
ル基を持つ低級アルキルビニルエーテルが好ましく用い
られ、特にオソブチレン、スチレンが好適である。
本発明において、無水マレイン酸とこれと共重合可能な
ビニル系単量体(2種以上を用いる場合はそれらの合計
量)とのモル比は、1/2〜2/1の範囲であることが望まし
く、より好ましくは1/1.2〜1.2/1の範囲である。
本発明において、共重合体の合成に使用される有機溶媒
は、反応に用いられる単量体は溶解するが、得られる共
重合体は溶解しない溶媒であれば特に限定されない。特
に水より沸点が低いか、あるいは水と共沸する溶媒が好
ましく、具体例としては、水と共沸するベンゼン、キシ
レン、トルエン、エチルベンゼン、n−またはt−ブチ
ルベンゼン、イソプロピルベンゼン等の芳香族系溶媒、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、プロピオ
ン酸メチル等の低級エステル系溶媒、及びアセトン、メ
チルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒が
挙げられる。これらは、単独でも2種以上混合して用い
ても良い。これらの溶媒の量は、得られる共重合体の濃
度が5〜35重量%になるような量が好ましい。
本発明においては、前述のような有機溶媒中でラジカル
重合開始剤の存在下で、常法に従い、無水マレイン酸と
これと共重合可能なビニル系単量体とにより沈殿重合を
行い、共重合体スラリーを得る。
ラジカル重合開始剤としては、キュメンヒドロパーオキ
サイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ベンゾイル
パーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネー
ト、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ
ベンゾエート、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムな
どの過酸化物、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、
2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)など
のアゾ系の開始剤等が挙げられるが、特にこれらに限定
されるものではない。
これら重合開始剤の使用量は、無水マレイン酸に対し、
0.1〜20モル%が好適である。
重合温度は、使用する重合開始剤の分解温度や、使用す
る溶媒の沸点に合わせて選択されるが、通常は30〜150
℃、好ましくは40〜100℃の範囲で行われる。重合温度
が低すぎると重合速度の低下をきたし、高すぎると生成
する共重合体が、反応器壁に付着し易くなったり、塊状
となり易くなる。
重合反応の時間は、通常1〜15時間の範囲で適宜設定さ
れる。
また、反応は加圧状態で行ってもよいし、ビニル系単量
体をそのままもしくは溶液として滴下しながら、または
ガス状の単量体であればこれを吹き込みながら、常圧下
で行ってもよい。
本発明においては、上記のようにして得られた共重合体
スラリーから、共重合体の合成に使用した有機溶媒を除
去せずに、直接に金属水酸化物又は金属酸化物及び水を
加え加熱反応させながら有機溶媒を留去する。ここで用
いられる金属水酸化物及び金属酸化物としては、無水マ
レイン酸と反応して塩を形成し得る金属を含むものであ
り、例えばNa,K,Ca,Cu,Zn,Ni,Mg,Al,Fe,Ti等の金属を含
む水酸化物及び酸化物が挙げられる。これらは単独でも
2種以上混合しても用いうるが、特に酸化銅、酸化亜
鉛、水酸化銅、水酸化亜鉛が好ましい。これら金属水酸
化物又は金属酸化物と無水マレイン酸とのモル比は、金
属水酸化物又は金属酸化物/無水マレイン酸=0.5〜2
の範囲内であることが望ましく、より好ましくは0.8〜
1.2の範囲内である。
1価のアルカリ金属すなわちNa,K等を含む水酸化物又
は酸化物を用いた場合、共重合体の金属塩は最終的に水
溶液の形で得られる。又、2価以上の金属すなわちCa,C
u,Zn,Ni,Mg等を用いた場合、共重合体の金属塩は水に分
散した水スラリーの状態で得ることができる。
本発明の合成法では、2価以上の金属を含む水酸化物又
は酸化物を用いた場合には、沈澱重合により得られた共
重合体の粒子径、粒子形状を保持したままで金属塩を得
ることができるので特に有用である。
本発明において、無水マレイン酸共重合体スラリーに金
属水酸化物又は金属酸化物及び水を加えて反応させる際
の反応温度は、反応の進行に伴い有機溶媒の留去を行う
ため、使用する有機溶媒の沸点あるいは該有機溶媒と水
との共沸温度に合わせて選択されるが、通常は30〜100
℃、好ましくは60〜100℃の範囲で行われる。反応温度
が低すぎると反応速度の低下をきたし、高すぎると生成
する共重合体金属塩が、反応器壁に付着し易くなった
り、塊状となり易くなる。又、この温度は、必要に応じ
て反応中に変化させてもよい。反応時間は反応温度に影
響されるが、通常1〜20時間の範囲で適宜設定される。
添加する水の量は、有機溶媒がすべて共沸し、残った共
重合体金属塩の水溶液又は水スラリーの濃度が5〜60重
量%、好ましくは20〜40重量%となるように調整され
る。
〔実施例〕
以下に実施例をあげて本発明を更に具体的に説明する
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。尚、例中の「部」は「重量部」である。
実施例−1 攪拌装置、ガス導入管、温度計、冷却管を備え、冷却管
の先にはガスバッグのついた1セパラブルフラスコに
トルエン607部、無水マレイン酸68.6部及びエチルセル
ロース〔ハーキュレス社製 エチルセルロース N−
7,エトキシル含有率48%、分子量62,000(ポリスチレ
ン換算)〕3.4部を入れ、窒素雰囲気中攪拌下に70℃ま
で昇温した。重合開始剤として、2,2′−アゾビスイソ
ブチロニトリル6.8部を添加し、続いて別に用意したボ
ンベから、イソブチレンガスをガス導入管から溶液中に
導いた。反応温度を70℃に保ったまま、イソブチレンガ
スを3時間で45部(無水マレイン酸に対するモル比1.1
4)を連続的に吹き込んだ。イソブチレンガスの導入開
始後、溶液はすぐに白濁し、又ガスバッグは膨らまない
ため、ガスが溶液に効率良く吸収され、重合反応が起こ
っていることがわかった。ガス吹き込み終了後、更にそ
の温度で2時間攪拌下に熟成した後、冷却してイソブチ
レン無水マレイン酸共重合体のトルエンスラリーを得
た。
得られたイソブチレン無水マレイン酸共重合体のトルエ
ンスラリー362.5部、共重合体中の無水マレイン酸ユニ
ットと等モルの酸化亜鉛28.5部、イオン交換水199.5部
を攪拌装置、温度計、脱水管を備えた1セパラブルフ
ラスコに入れた。反応浴の温度を110℃まで昇温し、イ
ソブチレン無水マレイン酸共重合体と酸化亜鉛との反応
を進めつつ、重合溶媒であるトルエンを水と共沸留去し
た。85℃で共沸し留分組成は、トルエン:水=80:20で
あった。
約4時間で重合溶媒のトルエンの留去は終了し、トルエ
ンスラリーから直接水スラリーに移行することができ
た。
又、赤外スペクトルにより無水物基の吸収を測定したが
殆ど確認することができなかった。イソブチレン無水マ
レイン酸共重合体と酸化亜鉛との反応が定量的に進行し
ていると考えられる。
実施例−2〜5 実施例−1の重合溶媒のトルエン、酸化亜鉛の代わりに
表−1に示した重合溶媒及び金属酸化物又は金属水酸化
物を用いる以外は、実施例−1と同様に反応を行った。
実施例−2では、共重合体金属塩の透明な水溶液が得ら
れた。実施例−3〜5では、共重合体金属塩が水に分散
した水スラリーが得られた。
実施例−1と同様に赤外スペクトルの測定により、反応
が完結していることを確認した。
実施例6 実施例−1のイソブチレンガスの代わりにスチレン72.8
部(無水マレイン酸に対するモル比1.0)を3時間で連
続的に滴下する以外は実施例−1と同様の方法でスチレ
ン無水マレイン酸共重合体のトルエンスラリーを得た。
得られたスチレン無水マレイン酸共重合体のトルエンス
ラリー396.1部、共重合体の無水マレイン酸ユニットと
等モルの酸化亜鉛28.5部、イオン交換水199.5部を用い
実施例−1と同じ方法で反応を行った。
約4時間でトルエンの留去は終了し共重合体水スラリー
が得られた。
赤外スペクトルの測定結果より共重合体と酸化亜鉛との
反応が完結していることを確認した。
比較例−1 実施例−1と同様にして合成したイソブチレン無水マレ
イン酸共重合体のトルエンスラリーを濾過し、100mmHg
の減圧下に80℃で乾燥したところトルエンをほぼ留去す
るまでに約6時間を要した。又ニーダー乾燥機内部に共
重合体の付着が見られた。無水マレイン酸基準で収率は
95%であった。
得られた共重合体67.2部と酸化亜鉛35.5部、イオン交換
水154.1部を500mのセパラブルフラスコにいれ80℃で
反応させた。赤外スペクトルにより無水物基の吸収を追
跡したところ、消失するまでに約7時間を要した。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明した通り本発明の方法によれば、乾燥機
を要しないため、固定費の低減、乾燥にかかるエネ
ルギーが不要、サイクルタイムの短縮化、粉体のハ
ンドリングがない、乾燥機内壁への共重合体の付着が
ないため収率の低下を防ぐことが可能等の利点を有す
る。
従って、製品のコストダウンが図れる他、操作が簡便な
ことから生産の安定性を向上させることが可能となる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無水マレイン酸及びこれと共重合可能な1
    種または2種以上のビニル系単量体を、これらの単量体
    は溶解するが、得られる共重合体は溶解しない有機溶媒
    中で重合させ、得られた共重合体スラリーに金属水酸化
    物又は金属酸化物及び水を加えて加熱反応させながら、
    前記有機溶媒を留去することを特徴とする無水マレイン
    酸共重合体金属塩の水溶液又は水スラリーの製造法。
  2. 【請求項2】有機溶媒が水より沸点が低いか、あるいは
    水と共沸する溶媒である請求項1記載の無水マレイン酸
    共重合体金属塩の水溶液又は水スラリーの製造法。
  3. 【請求項3】金属水酸化物又は金属酸化物が亜鉛あるい
    は銅の水酸化物又は酸化物である請求項1記載の無水マ
    レイン酸共重合体金属塩の水溶液又は水スラリーの製造
    法。
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JPS5338095A (en) * 1976-09-20 1978-04-07 Nippon Kokan Kk <Nkk> Method of building or reparing ship body by using barge
JPS57149312A (en) * 1981-02-09 1982-09-14 Pfizer Acrylate-maleate copolymer, manufacture and use as scall inhibitor

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