JPH08169922A - 櫛形ポリマー - Google Patents

櫛形ポリマー

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JPH08169922A
JPH08169922A JP7225464A JP22546495A JPH08169922A JP H08169922 A JPH08169922 A JP H08169922A JP 7225464 A JP7225464 A JP 7225464A JP 22546495 A JP22546495 A JP 22546495A JP H08169922 A JPH08169922 A JP H08169922A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 櫛形ポリマー 【解決手段】 式Iのマクロモノマーから出発し、末端
が極性置換された式IIの化合物に変じ、これをメタク
リロイル基伝達性の試薬を用いてアシル化し、こうして
得られた式IVのマクロモノマーをC1〜C28−アルカ
ノールの(メタ)アクリル酸エステル、官能化されたラ
ジカル重合可能なモノマー、脂肪酸のビニルエステル及
びビニル芳香族モノマーの群から選択されたモノマーと
のラジカル共重合により櫛形ポリマーに変じることによ
り製造された櫛形ポリマー。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、櫛形ポリマー及び
末端に二重結合を有するマクロモノマーからのその製法
に関する。
【0002】
【従来の技術】官能性オリゴマー、殊に狭い分子量分布
を有するテレケレオリゴマー(telechelen
Oligomeren)の合成のために、文献中ではア
ニオン性オリゴマー化が推奨されている。モノマースチ
ロール、1,3−ブタジエン及びイソプレンに関して
は、2官能性開始剤を用いる開始及び適当な試薬を用い
る破断によるα,ω−2官能性オリゴマーの製造が記載
されている。いわゆるマクロモノマーは、一連の重要な
用途のために、特に、櫛形ポリマーの製造用の出発化合
物として好適である(Houben-Weyl、Methoden der Organ
ischen Chemie、4.Aufl.Bd.E20、 647ー648,1166-1167,Geo
rg Thieme 1987;P.F.Rempp,E.Franta Adv.Polym.Sci.5
8、1ー3(1984),H.F.Mark et al.Encyclopedia of Polymer
Science & Technology,2nd.Ed.Vol.9,195ー204,J.Wiely
1987)。(非公開の)欧州特許出願第9410564
8.3号明細書では、櫛形ポリマーが、式
【0003】
【化6】
【0004】[式中、R’は、水素又はメチルを表し、
Rは有機リチウム化合物の有機基を表し、[A]は、C
1〜C6−アルキル基で置換されていてよいブタジエンの
1,4−付加により形成されたセグメントを表し、
[A’]は、C1〜C6−アルキル基で置換されていてよ
いブタジエンのビニル付加により形成されたセグメント
を表し、n+mは、10〜3000の整数を表す]のオ
レフィン−コポリマーマクロモノマーとC1〜C26−ア
ルカノールの(メタ)アクリル酸エステルとのラジカル
共重合により製造されている。ここで、Rは、アニオン
性重合の際に使用された有機リチウム触媒から生じ、有
利にブチル−又はフェニル基を表す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ポリアルキル(メタ)
アクリレート主鎖及び高分子量炭化水素側鎖よりなる櫛
形ポリマーは、他の工業的に重要な特性と並んで顕著な
溶解特性を示す。この特性は、例えば、前記欧州特許明
細書に記載のように、有利に、粘度指数改良剤(VI
I)として潤滑剤中で有効である(Ullman's Encyclope
dia of IndustrialChemistry,5th Ed.Vol.A15、448-449,
VCH 1990)。
【0006】この欧州特許出願明細書中で櫛形ポリマー
の出発物質として使用されているマクロモノマーは、ジ
エン塩基をベースとして製造される。ジエン経路を経る
その合成は、重合及び官能化と並んで付加的な水素化工
程を包含する。この製造法に比べて、反応性末端基を有
する飽和オレフィンコポリマーの直接製造が有利である
だろう。本発明の課題の解決のために、即ち、反応性末
端基を有する飽和オレフィンコポリマーからなるマクロ
モノマーを直接製造するために、メタロセン触媒を用い
る触媒反応を利用するのが有利である(R.Muelhaupt、Na
chrichten ausChemie und Technik,41,1341(1993)参
照)。
【0007】従って、本発明は、式I
【0008】
【化7】
【0009】[式中、Xは、開始剤系に由来する残基、
有利に炭素原子数1〜50のアルキル基を表し、R
1は、炭素原子数1〜18、有利に炭素原子数1〜1
0、殊に炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、R2
びR3は、炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、B
は、有利に
【0010】
【化8】
【0011】の群から選択された炭素原子数少なくとも
3から12までのアルキレン基を表す、但し、(1)数
値cが0モル%より大きいモル配分を意味する場合に
は、数値aは式(I)のマクロモノマー中のモノマーの
0モル%のモル配分を意味し、(2)数値a+bの合計
は、式(I)のマクロモノマー中のモノマーの100モ
ル%を意味し、ここで、aは、最大80モル%を意味す
べきであるか、又は(3)b+cの合計は、式(I)の
マクロモノマー中のモノマーの100モル%を意味し、
(4)aが0である場合には、R1はR1’に移行し、こ
こで、R1’は炭素原子数2〜18のアルキル基を表
す]のマクロモノマーから出発し、この際、式Iの化合
物を自体公知の方法で、式IIの末端位プロトン置換さ
れた化合物:
【0012】
【化9】
【0013】[式中、X、R1、R2、a、b及びcは前
記のものを表し、Aはプロトン官能基の導入により変性
された基Bを表す]に変じ、これをメタクリロイル基を
伝達する試薬MRを用いるアシル化により、式IV
【0014】
【化10】
【0015】[式中、X、R1、R2、R3、A、a、b
及びcは前記のものを表し、R4は水素又はメチルを表
す]のマクロモノマーにし、こうして得られた式IVの
マクロモノマーを、C1〜C28ーアルカノールの(メ
タ)アクリル酸エステル、官能化されたラジカル重合可
能なモノマー、脂肪酸のビニルエステル及びビニル芳香
族モノマーの群から選択されたモノマーMとのラジカル
共重合により櫛形ポリマーKPに変換させることにより
製造された櫛形ポリマーに関する。式Iのマクロモノマ
ーは、末端不飽和まで飽和された化合物である。
【0016】本発明は、殊に、 式Iのマクロモノマー
から出発し、これを式III Q−R−OH (III) [式中、Qは、式I中のBの二重結合に付加する官能基
を表し、Rは、少なくとも2から16個までの炭素原子
を有する間隔保持性の不活性有機基を表す]のヒドロキ
シル基伝達性試薬を用いて、式II−A
【0017】
【化11】
【0018】[式中、X、R1、R2、R3、a、b、c
は前記のものを表し、−B'−Q'−は、BへのQの付加
により二重結合の消失下に形成された単位を表す]の化
合物に変じ、引き続き、(メタ)アクリロイル基を伝達
させる試薬MRを用いるアシル化を行って、式
【0019】
【化12】
【0020】[式中、X、R1、R2、R3、a、b、
c、B’、Q’及びRは、前記のものを表し、R4は水
素又はメチルを表す]のマクロモノマーにし、こうして
得られた式IVのマクロモノマーを、C1〜C28−アル
カノールの(メタ)アクリル酸エステル、官能化された
モノマー、脂肪酸のビニルエステル及びビニル芳香族モ
ノマー例えばスチロール及びそのC1〜C4−アルキル誘
導体の群から選択されたモノマーMとのラジカル共重合
により櫛形ポリマーKPに変換することにより製造され
た櫛形ポリマーKPに関する。マクロモノマーIV対モ
ノマーMの重量比は、一般に、2:98〜100:0の
範囲にある。一般に、モノマーMの(メタ)アクリル酸
エステルの配分は、少なくとも60から100重量%ま
で、殊に75重量%、特に95重量%である。
【0021】モノマーMは、式V
【0022】
【化13】
【0023】「式中、R4’は水素又はメチルを表し、
5は炭素原子数1〜24、殊に炭素原子数4〜24の
アルキル基を表し、Zは酸素又は基NR7を表し、ここ
で、R7は水素又は炭素原子数1〜6のアルキル基を表
す]の(メタ)アクリルエステル及びモノマーMの全体
に対して0〜74重量%、殊に0.5〜50重量%、特
に2〜15重量%の式VI
【0024】
【化14】
【0025】[式中、R4”は水素又はメチルを表し、
Bsは(不活性)ヘテロ環式5−又は6員環又は基
【0026】
【化15】
【0027】を表し、ここで、Z’は酸素又は基−NR
7’であり、Vは、非置換又はアルキル置換された合計
2〜50の炭素原子を有し、酸素橋で中断されていてよ
い炭化水素橋、有利に2〜(q−1)O−架橋基であ
り、ここで、qは連鎖中の架橋炭素原子の数であり、R
6は−OR7’又は−NR89であり、ここで、R7’及
びR7”は水素又は炭素原子数1〜24、特に8〜22
を有するアルキル基又はアルキル置換されたアルキル
基、殊にC1〜C18−アルキル置換基、特にC6〜C16
アルキル置換基を有するフェニル基であり、R8及びR9
はそれぞれ炭素原子数1〜6のアルキル基であるか、又
は一緒になって窒素及び場合によっては他のヘテロ原子
を包含してヘテロ環式5−又は6員の環を形成していて
もよく、R7’は殊に水素又は炭素原子数1〜6のアル
キル基である]の官能化されたモノマー及びモノマーM
の全体に対して0〜80重量%、殊に5〜20重量%の
式VII
【0028】
【化16】
【0029】[式中、Rは炭素原子数1〜13の直鎖又
は分枝鎖のアルキル基を表す]のビニルエステル及びモ
ノマーMの全体に対して0〜60重量%、殊に0.5〜
40重量%の式VIII
【0030】
【化17】
【0031】[式中、R11及びR12は水素又は炭素原子
数1〜4のアルキル基を表す]のビニル芳香族化合物の
群から選択されたものが有利である。
【0032】Mのモノマー成分は、通常100重量%に
達する。これらモノマーは全体的に公知である。特定の
用途範囲のためには、窒素不含の櫛形ポリマーが有利で
ある。
【0033】C−原子1〜6を有する式Vの(メタ)ア
クリル酸エステル(殊に混合物の形で)と並んで、式中
のR5がC6〜C24−のものを、式Vのモノマーの全体に
対して40〜100、殊に80〜100重量部の配分
で、殊にC9〜C20特にC10〜C18の範囲の、25〜8
0%の範囲で変動性の分枝度のアルキル基を有する、例
えば大工業的製造法例えばオキソ合成から生じるものと
共に使用するのが有利である。
【0034】例えば、Fa.Condea社の市販品L
INCOL(登録商標)、いわゆるDOBANOL(登
録商標)−アルコール(Fa.Shellの製品)の、
いわゆるALFOL(登録商標)−アルコール(Fa.
Condeaの製品)の、いわゆるLOROL(登録商
標)−アルコールの、獣脂アルコール等のエステルが挙
げられる。特に、例えば、異性イソデシルアルコールか
らのアルコール混合物のエステル、異性イソウンデシル
アルコールのアルコール混合物のエステル、更に、平均
C数13.2〜13.8を有し、主としてC12〜C15
アルコールを含有するアルコール混合物(DOBANO
L(登録商標)25L)のエステルが重要である。環炭
素原子数5〜8を有する環状アルコール例えばシクロペ
ンタノール、シクロヘキサノール、シクロオクタノー
ル、ベンジルアルコール、アルキル置換シクロヘキサノ
ール例えば4−t−ブチルシクロヘキサノールのエステ
ルも良好に使用可能である。更に次のものがあげられ
る:メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アク
リレート、ブチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシ
ル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレー
ト、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メ
タ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、
更に、ZがNR7である式Vの化合物、例えば、(メ
タ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミ
ド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−t
−ブチル(メタ)アクリルアミド。モノマーMとしての
メチルメタクリレート、2−ジメチルアミノエチルメタ
クリレート及びブチルアクリレートとのコポリマー、更
に、式VIのモノマーとしての2−(4−モルホリニ
ル)エチルメタクリレート、N−ジメチルアミノプロピ
ルメタクリルアミドとのコポリマー。
【0035】式Vのモノマーに対して例えば、20重量
部までの特定配分で、R5は、芳香族又は環式基、殊に
フェニル−、ナフチル−又はベンジル基により代えられ
ていてもよく、これらは、例えばC1〜C4−アルキル
基、フッ素又はR6と同じ基で置換されていてもよい。
【0036】代表として、例えば、フェニル(メタ)ア
クリレート、1−フェニルエチル(メタ)アクリレー
ト、ベンジル(メタ)アクリレート、N−フェニル(メ
タ)アクリルアミド、N−ベンジル(メタ)アクリルア
ミド、4−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、
ナフチル(メタ)アクリレート、9−フルオレニル(メ
タ)アクリレート並びにペンタフルオレニル(メタ)ア
クリレートが挙げられる。
【0037】シクロアルキル(メタ)アクリレート−化
合物の例としては、次のものが挙げられる:シクロペン
チル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)ア
クリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、
3,3,5−トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリ
レート、3−シクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレ
ート、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、4
−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート又は
4−フルオルシクロヘキシル(メタ)アクリレート。
【0038】式VIのモノマーとして、一方では、ヘテ
ロ環式ビニル化合物、殊にビニルラクタム、ビニルイミ
ダゾール、ビニルピリジン、ビニルカルバゾールが挙げ
られる(DE−A2634033参照)。殊に、N−ビ
ニル−2−ピロリドンが挙げられる。
【0039】式VI中の他のヘテロ原子とは、窒素以外
に酸素及び/又は硫黄である。その中で式VIに包含さ
れる官能化された(メタ)アクリルエステル及び−アミ
ド、殊に、少なくとも1個のエーテル橋を有するもの、
殊に高アルコキシル化度のものが特に有利である。
【0040】この型の化合物としては、例えばアルコキ
シル化された脂肪族アルコール、例えばアルコキシル化
ブタノール及び他のメタノール、エタノール、プロパノ
ール、ペンタノール(+異性体)、ヘキサノール(+異
性体)、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノー
ル、2−エチルヘキサノール及び高級脂肪族1価アルコ
ール、例えばイソデシルアルコール、イソウンデシルア
ルコール、イソトリデシルアルコール、天然原料から製
造された脂肪アルコール等から出発した他のアルコキシ
ル化アルコールの(メタ)アクリル酸エステルがこれに
該当する。更に、アルコキシル化フェノール例えば、フ
ェノール、アルキル置換されたフェノール、例えばt−
ブチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、異性
体混合物、工業用アルキルフェノール、例えばオクチル
フェノール、ノニルフェノール、ジノニルフェノール、
ナフトール、アルキル置換されたナフトール、更に、置
換されたアルコール例えばフルフロール、テトラヒドロ
フルフロール、2−メトキシブタノール、3−メトキシ
ブタノール、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエ
チルアミノエタノール、1−ジメチルアミノ−2−プロ
パノール、3−ジメチルアミノ−1−プロパノール、2
−モルホリノエタノール、2−(2−ピリジル)エタノ
ール、N−(2−ヒドロキシエチル)−ピペリジン、n
−(2−ヒドロキシエチル)ピロリドン、N−(2−ヒ
ドロキシエチル)ピロリドンへのEO/PO−付加生成
物がこれに該当する。
【0041】エチレンオキサイド及びプロピレンオキサ
イドのアルコール例えばブタノールへの(統計的)付加
生成物を生じるアルコールが特に重要である。特に、エ
トキシル化された脂肪アルコール混合物の(メタ)アク
リル酸エステル、例えば、エトキシル化度11〜50の
16〜C18−脂肪アルコール混合物のエステルが挙げら
れる。
【0042】高いアルコキシル化度を有する有利なモノ
マーの分子量の根拠としては、約2000ダルトンの範
囲が示される。しかしながら、これに限定されるもので
はない。アルコキシル化度及び基R2の大きさに応じ
て、約5000ダルトンまでの高分子量にも達しうる。
式IIのモノマーは、それ自体混合物であってもよく、
種々の前記のアルコキシル化されたアルコールのメタク
リレートからなる混合物として存在し得る。
【0043】更に、アルキル基中に2〜50個の炭素原
子を有する少なくとも1個のヒドロキシル基で置換され
たアルキル基、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレート、2−及び3−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アク
リレート又はアミド例えばN−(2−ヒドロキシエチ
ル)メタクリルアミド、N−(3−ヒドロキシ−2,2
−ジメチルプロピル)メタクリルアミドが重要である。
【0044】更に、アミノアルコールの(メタ)アクリ
ル酸エステル、例えばジエチルアミノエチル(メタ)ア
クリレート、2−(ジメチルアミノ)ピロピル(メタ)
アクリレート、3−ジメチルアミノ−2,2−ジメチル
プロピル(メタ)アクリレート、2−t−ブチルアミノ
エチル(メタ)アクリレート、2ー(ジメチルアミノ)
エトキシエチル(メタ)アクリレート及び相応するアミ
ド例えばN−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリルア
ミド、N−(3−ジメチルアミノプロピル(メタ)アク
リルアミド、N−(1−ピペリジニルメチル)(メタ)
アクリルアミド;N−(3−モルホリノプロピル)メタ
アクリルアミド、2−(1−イミダゾリル)エチル(メ
タ)アクリレート並びにN−メチルアクリロイルピロリ
ドン−2等。
【0045】式VIIのモノマーとしては、殊に酢酸ビ
ニル及びプロピオン酸ビニルがこれに該当する。
【0046】式VIIIのモノマーとしては、スチロー
ル以外にα−メチルスチロール及びp−メチルスチロー
ルが挙げられる。
【0047】(メタ)アクリロイル基を伝達する試薬M
Rを用いる式IIのヒドロキシル基含有化合物からの式
VIのマクロモノマーの製造は、公知のアシル化と同様
に行う。例えば、MRは無水(メタ)アクリル酸、(メ
タ)アクリル酸ハロゲニド、殊にクロリドであってよ
い。しかしながら、低級アルコール殊にC1〜C4−アル
コールの(メタ)アクリル酸エステル、特にメチル(メ
タ)アクリレートを用いるエステル交換によりアシル化
を行うのが有利である。このエステル交換は、酸−又は
アルカリ触媒作用させることができる。特に、例えば、
オルト−チタネート、例えばイソプロピルチタネートを
アルコールに対して0〜約1重量%の量で(根拠とし
て)用いるエステル交換は、高められた温度、例えば溶
剤としても役立つ低級(メタ)アクリル酸エステルの沸
点で効を奏する(US−A 5254632参照)。
【0048】リチウム化合物、例えば水酸化リチウムと
酸化カルシウムとの組合せ物を用いるエステル交換も工
業的に重要である。いずれの場合にも、重合抑止剤例え
ば立体的に障害されたフェノール、例えば4−メチル−
2,6−ジ−t−ブチルフェノールの共用が推奨される
(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,5
th Ed.Vol.A20,461-475,VCH 1992 参照)。
【0049】更に、殊に無水マレイン酸の付加及び引き
続くアルカノールアミンを用いるイミド化の結果とし
て、式II−A中の末端基B'−Q'−ROHが生じる場
合には、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)−
法の後に、遊離(メタ)アクリル酸を用いるエステル化
を実施することも可能である[Y.Guanon P.Rempp,Makro
m.Chem.188、211-2119(1987)による方法参照]。式Iの
マクロモノマーから式II又はII−Aのヒドロキシル
基含有化合物を製造することは、種々の方法で行うこと
ができる。ヒドロホルミル化による直接製造は特に工業
的に重要である。この製造は、例えば、式IIIの試薬
(式中、Qはチオール基であり、Bは炭素原子数2〜8
のアルキル基である)、殊に、α、ω−チオールアルコ
ール、チオエタノール、チオプロパノール、チオブタノ
ールとの反応によって行うこともできる。
【0050】式Iの化合物を式IIのヒドロキシル基含
有化合物に変換するもう一つの可能性は、前者と無水マ
レイン酸との反応(EN−反応)に引き続き、α,ω−
アミノアルコール例えばエタノールアミンを用いるイミ
ド化を行うことにある。
【0051】この際、反応は次の様に実施することがで
きる。式Iの化合物と無水マレイン酸とを、塊状で、
1:2.5のモル比で、約200℃、窒素下に約12時
間撹拌する。次いで、有利に真空(約20ミリバール)
下に、過剰の無水マレイン酸を、約160℃で留去す
る。
【0052】α,ω−アミノアルコール、例えば、エタ
ノールアミンを用いる無水マレイン酸−付加生成物のイ
ミド化は、モル比1:3で塊状で実施される。バッチを
約100℃でホモゲナイズし、次いで160℃に約3時
間加熱し、引き続き、160℃、<5mバールで過剰の
エタノールアミンを留去する(約4時間)。この場合、
(メタ)アクリル酸とDCCとの組合せ物(試薬MRと
して)でアシル化を行うのが有利である。この際、例え
ば、式II−Aの化合物としてのイミド化された無水マ
レイン酸−付加生成物物、(メタ)アクリル酸を、(有
機)塩基例えば4−ジメチルアミノピリジン及びジシク
ロヘキシルカルボジイミドとモル比1:1.2:1.
4:1.2で一緒にして、重合抑制剤、例えば、4−メ
チルー2,6−ジ−t−ブチルフェノール200ppm
の添加下に、適当な不活性溶剤、例えばジクロロメタン
中10%で、例えば約72時間の長時間にわたりエステ
ル化する。生じるジシクロヘキシル尿素は、濾過により
除去できるためにできるだけ溶剤中に不溶性であるべき
である。後精製は、例えば、カラムクロマトグラフィ
(シリカゲル−60−カラム)を用いて行う。式IVの
マクロモノマーの分子量(Mn)は、通例500〜50
000g/モル、殊に1000〜20000g/モルで
ある(サイズ エクスクルージヨン クロマトグラフィ
(SEC)により測定、Ullmann's Encyclopedia of In
dustrial Chemistry、5th Ed.Vol.A20、520-533,VCH 1992
参照)。本発明の櫛形ポリマーKPの製造は、式IV
又はIV−Aのマクロモノマーの存在下に、モノマーM
のラジカル重合により行うことができる(H.Rauch-Punt
igam、Th.Voelker,Acryl-und Methacrylverbindungen,Sp
ringer-Verlag 1968 参照)。
【0053】小バッチは、例えば、傾斜−容器中で実施
でき、大バッチの際には、撹拌機、ガス導入装置及び加
熱装置を備えた反応器を使用する。式IVのマクロモノ
マー及び式V〜VIIIのモノマーMを適当な溶剤L例
えばトルオール、キシロール中に溶かし、約50%溶液
を存在せしめる。典型的なバッチの場合には、マクロモ
ノマー成分を、重量比1:1で使用する。ドライアイス
の添加又は窒素の10分間導入により、脱気する。重合
温度例えば77℃に達するまで加熱し、開始剤を例えば
溶剤L中の1%溶液として添加するのが有利である。開
始剤として葉、公知の開始剤、例えば、アゾ−開始剤、
例えば、アゾ−ビス−イソブチロニトリル(AIB
N)、更に、過化合物を常用量で、例えば、モノマーに
対して0.1〜1重量%で使用する。なお、開始剤を一
定間隔で、例えば4時間又は6時間後に後供給するのが
有利である。全重合時間は、通例1日の範囲内にある。
【0054】生じる櫛形ポリマーKPは、実際に、式V
のアルキル(メタ)アクリレートから構成された主鎖及
び式IVのマクロモノマーよりなる側鎖を有する。
【0055】式Iのマクロモノマーは、種々の現代の発
明により入手されている。例えば、メタロセン−触媒反
応を用いる末端位不飽和のオレフィンマクロモノマーを
製造する可能性が挙げられる。出発化合物としては、例
えば、エチレン、プロピレン、特にα−オレフィン並び
に組み合わせ物が好適である。
【0056】従って、−前記の発明定義に関連して−、
bが100モル%である場合(2)(=場合2’)の変
体(R.Muehlhaupt,Nachr.Chem.Techn.Lab.41,(12)1241-
1351,VCH(1993)参照)又はcが100モル%を意味する
場合(3’)の変体は、イソブチレンのカチオン重合に
より製造される。
【0057】出発化合物として、例えば、工業的に得ら
れた、反応性エキソ−二重結合を有する「反応性ポリイ
ソブチレン」タイプのマクロモノマーが挙げられる。こ
れらのマクロモノマーは、ヒドロホルミル化でき、この
際、特に式IIのマクロモノマーが生じる。分子量は、
有利に1000〜5000の範囲内にある。更に、基準
点としての分子量約800〜5000g/モルを有し、
末端位二重結合を有するプロトンマクロモノマーが重要
である。
【0058】本発明の櫛形ポリマーは、殊に、摩擦学に
おける特に好適なレオロジー特性を有する粘度−指数−
改良作用を有する潤滑油添加物として、アッシュレス型
(Ashless−typ)の分散剤等としての使用す
るために好適である。
【0059】
【実施例】実施例中に記載のマクロモノマー及び櫛形ポ
リマーは、ポリイソブチレン(PIB)及びアタクチッ
クポリプロピレン(PP)をベースとする。分散性櫛形
ポリマーの作用を実験室分散試験を用いて示す。非分散
性櫛形ポリマーVI−改良剤の利点を慣用の線状PAM
A−VI−改良剤と比較して示す。この際、重点は、粘
凋/剪断安定性の改良された関係にある。
【0060】使用物質: マクロアルコール マクロアルコールとは、末端位不飽和のPIB又はPP
のヒドロホルミル化及び引き続く水素化により製造され
た1級OH−基を有する生成物である。
【0061】 名称 分子量Mn 粘凋化作用KV100 (蒸気浸透圧) (無機油塩基性150N−測定油中 10重量% ) PIBOH−I 2230 9.42cSt PIBOH−II 2950 10.27cST PPOH 1440 8.13cST 他の使用物質: 100N =100N−オイル Tempol=4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジノキシル HME =ヒドロキノンモノメチルエーテル LiOMe =リチウムメタノレート MMA =メチルメタクリレート DMA =i−デシルメタクリレート AMA−1 =C11〜C16−アルコールのアルコール混
合物のメタクリレート AMA−2 =獣脂アルコールのメタクリレート BMA =ブチルメタクリレート MEMA =2−N−モルホリノエチルメタクリレー
ト VP =N−ビニルピロリドン S =スチロール IN−1 =t−ブチルペルピバレート IN−2 =t−ブチルペル−2−エチルヘキサノエ
ート IN−3 =t−ブチルイソノナノエート マクロアルコールPIB−OH又はPP−OHのエステ
ル交換によるマクロモノマーの製造 例1:マクロモノマーPIBMM−I(100N中50
%)の製造 装置:電気加熱ブロック、サーベル撹拌機、内部温度計
及び充填体塔付き蒸留装置を備えた4 l−三首フラス
コ。
【0062】PIBOH−I 900gを100N−オ
イル900g中に100℃で12時間撹拌により溶解さ
せる。冷却された溶液に、その後、MMA 1063
g、Tempol 85mg及びHME 340mgを
添加する。空気導入下での加熱還流の後に、MMA約1
60gを共沸蒸留乾固させる。約95℃までの冷却及び
KiOMe 1.7gの添加の後に3時間加熱還流さ
せ、その後、MMA300gを少量のメタノールと共に
留去させる。更なる後処理のために、過剰のMMAを真
空回転蒸発器で50℃及び1mバールで留去する。
【0063】収量:マクロモノマーPIBMM−Iの油
溶液(100N中の50%)1800g。
【0064】例2:マクロモノマーPIBMM−II
(100N中50%)の製造 装置及び操作は例1と同じであるが、マクロアルコール
PIBOH−II 900gを用いる。
【0065】収量:マクロモノマーPIBMM−IIの
油溶液1800g 例3:マクロモノマーPPMM(100N−オイル50
%)の製造 装置及び操作は例1と同じであるが、マクロアルコール
PPOH 900gを用いる。
【0066】収量:マクロモノマーPPMMの油溶液1
800g。
【0067】分散性櫛形ポリマーの製造: 例4:分散性櫛形ポリマーVI−改良剤KP−4の製造 オイル加熱浴、サーベル撹拌機、内部温度計及びN2
導入管を備えた200ml三首フラスコに、予め MEMA 13.2g PIBMM−II 105.6g 100N 1.2g を装入する。 N2下に75℃まで加熱の後に、IN−
1 0.1g及びIN−2 0.1gからの混合物を添
加し、油浴ヒーターの温度を95℃に調節する。最初の
開始剤添加の4時間後及び6時間後に、それぞれIN−
2 0.13gを後添加し、最後の添加の後になお6時
間95℃に保持する。
【0068】収量:分散性櫛形ポリマーKP−4の油溶
液(55%)120g。
【0069】例5:分散性櫛形ポリマーVI(改良剤K
P−5)の製造 例4におけると同様な装置中に、予め DMA 9.9g MEMA 3.3g PIBMM−1 105.6g 100N 1.2g を装入する。 N2下で75℃に加熱の後に、IN−1
0.2g及びIN−30.2gからの混合物を添加
し、油浴ヒーターの温度を105℃に調節する。最初の
開始剤添加の4時間後に、IN−3 0.13gを後添
加し、更に105℃で6時間保持する。
【0070】収量:分散性櫛形ポリマーKP−5の油溶
液(55%)120g。
【0071】例6:分散性櫛形ポリマーVI−改良剤K
P−6の製造 例4におけると同様な装置中に、予め BMA 9.9g MEMA 3.3g PIBMM−1 105.6g 100N 1.2g を装入する。更なる反応経過は例5におけると同様。
【0072】収量:分散性櫛形ポリマーKP−6の油溶
液(55%)120g。
【0073】例7:分散性櫛形ポリマーVI−改良剤K
P−7の製造 例4におけると同様な装置中に、予め AMA−1 36.3g MEMA 3.3g PIBMM−I 52.8g 100N 27.6g を装入する。N2下で75℃に加熱の後に、IN−1
0.2g及びIN−30.2gからの混合物を添加し、
油浴ヒーターの温度を105℃に調節し、最初の開始剤
添加の4時間後にIN−3 0.13gを後添加し、な
お、105℃で6時間保持する。
【0074】収量:分散性櫛形ポリマーKP−7の油溶
液(55%)120g。
【0075】例8:分散性櫛形ポリマーVI−改良剤K
P−8の製造 例4におけると同様な装置中に、予め AMA−1 9.9g MEMA 3.3g PIBMM−I 105.6g 100N 1.2g を装入する。N2下で75℃に加熱の後に、IN−1
0.10g及びIN−30.10gからの混合物を添加
し、油浴ヒーターの温度を105℃に調節する。最初の
開始剤添加の4時間後及び6時間後に、それぞれIN−
3 0.13gを後添加し、最後の添加後に、なお6時
間95℃に保持する。
【0076】収量:分散性櫛形ポリマーKP−8の油溶
液(55%)120g。
【0077】例9:分散性櫛形ポリマーVI−改良剤K
P−9の製造 例4におけると同様な装置中に、予め AMA−1 6.6g VP 3.3g S 3.3g PIBMM−I 105.6g 100N 1.2g を装入する。 N2下で75℃に加熱の後に、IN−1
0.2g及びIN−30.2gからの混合物を添加
し、油浴ヒーターの温度を105℃に調節する。最初の
開始剤の添加の4時間後及び6時間後に、それぞれIN
−3 0.13gを後添加し、最後の添加の後、なお9
5℃で6時間保持する。
【0078】収量:分散性櫛形ポリマーKP−9の油溶
液(55%)120g。
【0079】例10:分散性櫛形ポリマーVI−改良剤
KP−10の製造 例4と同様な装置中に、予め AMA−2 9.9g MEMA 3.3g PIBMM−II 105.6g 100N 1.2g を装入する。 更なる操作は例9におけると同様。
【0080】収量:分散性櫛形ポリマーKP−10の油
溶液(55%)120g。
【0081】例11:分散性櫛形ポリマーVI−改良剤
KP−11の製造 例4におけると同様な装置中に、予め AMA−1 6.6g MEMA 6.6g PIBMM−II 105.6g 100N 1.2g を装入する。 N2下で75℃に加熱の後に、IN−1
0.2g及びIN−20.2gからの混合物を添加
し、油浴ヒーターの温度を95℃に調節する。最初の開
始剤添加の4時間後及び6時間後に、それぞれIN−2
0.13gを後添加し、最後の添加の後に、なお6時
間95℃に保持する。
【0082】収量:分散性櫛形ポリマーKP−11の油
溶液(55%)120g。
【0083】例12:分散性櫛形ポリマーVI−改良剤
KP−12の製造 例4におけると同様な装置中に、予め AMA−1 9.9g MEMA 1.65g VP 1.65g PIBMM−I 105.6g 100N 1.2g を装入する。更なる反応経過は例9と同様。
【0084】収量:分散性櫛形ポリマーKP−12の油
溶液(55%)120g。
【0085】例13:分散性櫛形ポリマーVI−改良剤
KP−13の製造 例4におけると同様な装置中に、予め AMA−2 9.9g MEMA 3.3g PPMN 105.6g 100N 1.2g を装入する。更なる反応経過は例9と同様。
【0086】収量:分散性櫛形ポリマーKP−13の油
溶液(55%)120g。
【0087】例14:分散性櫛形ポリマーVI−改良剤
KP−14の製造 例4におけると同様な装置に、予め AMA−1 9.9g MEMA 3.3g PPMM 105.6g 100N 1.2g を装入する。更なる反応経過は例11におけると同様。 収量:分散性櫛形ポリマーKP−14の油溶液(55
%)120g。
【0088】例15:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−
15の製造 例4におけると同様な装置中に、予め AMA−1 27.9g MMA 32.1g PIBMM−II 80.0g 100N 41.8g を装入する。N2下で90℃に加熱の後に、IN−1
0.5gを添加し、油浴ヒーターの温度を90℃に調節
する。最初の開始剤添加の4.5時間後及び9.5時間
後に、それぞれIN−1 0.2gを後添加する。
【0089】収量:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−1
5の油溶液(55%)181.8g。
【0090】例16:櫛形ポリマーVI−改良体KP−
16の製造 例4におけると同様な装置中に、予め AMA−1 26.4g S 26.4g PIBMM−II 26.4g 100N 14.8g を装入する。 N2下で75℃に加熱の後、IN−1
0.3g及びIN−20.13gからの混合物を添加
し、油浴ヒーターの温度を95℃に調節する。最初の開
始剤添加の4時間後及び6時間後に、それぞれIN−2
0.13gを後添加し、最後の添加後に、なお6時間
95℃に保持する。重合終了後に100N−オイル26
gで希釈する。
【0091】収量:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−1
6の油溶液(55%)120g。
【0092】例17:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−
17の製造 例4におけると同様な装置中に、予め AMA−1 26.4g S 13.2g PIBMM−II 52.8g 100N 1.6g を装入する。 更なる反応経過は、例16と同様。
【0093】収量:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−1
7の油溶液(55%)120g。
【0094】例18:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−
18の製造 例4におけると同様な装置中に、予め S 16.5g PIBMM−II 99.0g 100N 4.5g を装入する。N2下で75℃に加熱の後、IN−1
0.13g及びIN−20.13gからの混合物を添加
し、油浴ヒーターの温度を95℃に調節する。最初の開
始剤添加の4時間後及び6時間後に、それぞれIN−2
0.13gを後添加し、最後の添加後に、なお6時間
95℃に保持する。
【0095】収量:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−1
8の油溶液(55%)120g。
【0096】例19:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−
19の製造 例4におけると同様な装置中に、予め S 26.4g PPMM 79.2g 100N 14.4g を装入する。 N2下で75℃に加熱の後、IN−1
0.13g及びIN−20.13gからの混合物を添加
し、油浴ヒーターの温度を95℃に調節する。最初の開
始剤の添加の4時間後及び6時間後に、それぞれIN−
2 0.13gを後添加し、最後の添加の後、なお6時
間95℃に保持する。
【0097】収量:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−1
9の油溶液(55%)120g。
【0098】例20:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−
20の製造 例4におけると同様な装置中に、予め AMA−1 13.2g S 26.4g PIBMM−II 52.8g 100N 27.6g を装入する。更なる反応経過は、例19におけると同
様。
【0099】収量:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−2
0の油溶液(55%)120g。
【0100】例21 例4におけると同様な装置中に、予め AMA−1 30.0g S 30.0 PIBMM−II 80.0g 100N 41.7g を装入する。N2下で90℃に加熱の後にIN−1
0.5gを添加し、油浴ヒーターの温度を90℃に調節
する。最初の開始剤添加の4.5時間後及び9.5時間
後に、それぞれIN−1 0.2gを後添加する。
【0101】収量:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−2
1の油溶液(55%)181.8g。
【0102】例22:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−
22の製造 例4におけると同様な装置中に、予め BMA 50.0g PPMM 100.0g 100N 31.8g を装入する。N2下で90℃に加熱の後に、IN−1
0.7gを添加し、油浴ヒーターの温度を90℃に調節
する。最初の開始剤の添加の4.5時間後及び9.5時
間後に、それぞれIN−1 0.2gを後添加する。
【0103】収量:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−2
2の油溶液(55%)181.8g。
【0104】例23:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−
23の製造 例4におけると同様な装置中に、予め BMA 50.0g PPMM 100.0g 100N 50.0g を装入する。N2下で90℃に加熱の後IN−1 0.
9gを添加し、油浴ヒーターの温度を90℃に調節す
る。最初の開始剤添加の4.5時間後及び9.5時間後
に、それぞれIN−1 0.2gを後添加する。
【0105】収量:櫛形ポリマーVI−改良剤KP−2
3の油溶液(50%)200g。
【0106】櫛形ポリマーVI−改良剤の特性付け:櫛
形ポリマーVI−改良剤の分散作用を、実験室テストで
検査した。トルオール/水−乳化テスト(=T/W−テ
スト)を用いて、分散性VI−改良剤の界面活性;即
ち、油−エマルジヨン中の水の安定化能力もしくは一般
的に、非極性有機媒体中の極性物質の分散能力を特性付
けることができる。このT/W−テストは、モーターオ
イル中の極性スラッジの分散のためのモデルとして使用
される。
【0107】カーボンブラック−滴下テストを用いて、
オイル中の非極性微粉砕カーボンブラックの分散能力を
試験する。これは、ジーゼルモーター中のオイルのカー
ボンブラック粘凋化のモデルである。
【0108】トルオール/水−乳化テストの実施:その
乳化作用を試験すべき添加物を、トルオール(オラセッ
トブルーB20ppmが添加されている)中に、1重量
%のポリマーコンセントレートと共に溶解させる。目盛
り付き20mlすり合わせ試験管中に、順次に蒸留水7
ml及び1%トルオール溶液13mlを充填し、30℃
の水浴中で15分間熱処理する。この試験管の激しい振
動により、一様なエマルジヨンが得られるから、この試
料を熱処理浴中に戻す。エマルジヨンがトルオール、エ
マルジヨン及び水の相に分離することを24時間に渡り
観察する。それに関し、5分、10分、100分及び2
4時間に対し、相界面トルオール/エマルジヨン及び相
界面エマルジヨン/水を、目盛りにより読み取る(図1
のa参照)。
【0109】評価:乳化作用の定量(%)は、図1のb
に記載の式
【0110】
【外1】
【0111】に従い行う。ここで、観察時間5分〜24
時間に存在するエマルジヨンの配分を、面積A対合計面
積A+Bの比により特性付け、%で示す。ここで、良好
な分散性のポリマーは、>20%の値を示す。
【0112】カーボンブラック−滴下テストの実施:試
験すべき添加物と共に、150N−オイル(Enerp
ar 11)中で、2種の基本溶液を混合する:基本溶
液Iはポリマー0.375%を含有し、基本溶液IIは
ポリマー0.75%を含有する。各々の基本溶液で2つ
のカーボンブラック分散溶液を評価する(二重測定)。
このために、それぞれ、150mlの目皿中にカーボン
ブラック(フレームブラック、DEGUSSA Spe
zialschwarz 4)1.5g及び基本溶液5
0gを測り入れ、その後、Ultra−Turrax
急速撹拌機を用いて9000U/minで30分間撹拌
する。その後、各分散液から20μlを濾紙(Duri
eux 122)上に滴下させる。30℃で平らに48
時間貯蔵の後に、滴下斑点を評価する。このために、カ
ーボンブラック斑点の直径及びそのまわりのオイル斑点
の直径を測定し、その割合を%で示す: 個々の評価=カーボンブラック斑点φ/オイル斑点φ×
100% この滴下テストの総合評価は、4回の個々の評価のパー
セントの合計としてしめす。劣悪なカーボンブラック分
散性を有する製品は、約70%以下の総合評価を示し、
良好な煤分散性を有する製品は、130%の総合評価
を示す。
【0113】分散性櫛形ポリマーVI−改良剤の作用:
第I表は、分散性櫛形ポリマーVI−改良剤KP−4〜
KP−14の化学的組成及び粘度データ、及びそれらの
実験室分散テストによる評価を示している。全ての製品
は、カーボンブラック滴下テストで良好な作用を示し、
それに伴い微粉砕カーボンブラックの安定化能力を示し
ている。特にジーゼルオイル中で使用するためには、こ
れらの分散性櫛形ポリマーによりカーボンブラック粘凋
化の良好な制御が期待できる。
【0114】更に、分散性櫛形ポリマーKP−4、KP
−8、KP−10及びKP−11は、T/W−テストに
よる高い界面活性を示し、従って、極性モーターオイル
スラッジの分散のためにも好適である。
【0115】非分散性の櫛形ポリマーVI−改良剤の作
用:第2表は、櫛形ポリマーVI−改良剤KP−15〜
KP−23の化学的組成、粘度データ及び剪断安定性並
びに線状PMMAをベースとする慣用のVI−改良剤と
の比較を示す。同じ粘凋化作用KV100で、櫛形ポリ
マーVI−改良剤は、高い剪断安定性、即ち線状PAM
Aよりも低いPSSIを示す。比較可能なPSSIを有
する生成物との比較の際に、櫛形ポリマーVI−改良剤
は、高い粘凋化作用及びそれに伴い、使用のために線状
PAMA−VI−改良剤に比べてポリマー節約効果を示
す。更に、櫛形ポリマーVI−改良剤は、部分的に、K
P−22とPAMA−VI−改良剤I、II及びIII
との比較から明らかなような明白な高いVI−値を示
す。
【0116】
【表1】
【0117】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】トルオール/水−分散性テストを実施する方法
及び評価を説明している図。
フロントページの続き (72)発明者 ホルスト ペンネヴィス ドイツ連邦共和国 ダルムシュタット デ −ラ−ホセ−ヴェーク 21

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式I 【化1】 [式中、Xは、開始剤系に由来する残基、有利に炭素原
    子数1〜50のアルキル基を表し、R1は、炭素原子数
    1〜18のアルキル基を表し、R2及びR3は、炭素原子
    数1〜8のアルキル基を表し、Bは、炭素原子数少なく
    とも3から12までのアルキレン基を表す、但し、
    (1)数値cが0モル%より大きいモル配分を意味する
    場合には、数値aは、式(I)のマクロモノマー中のモ
    ノマーの0モル%のモル配分を意味し、(2)数値a+
    bの合計は、式(I)のマクロモノマー中のモノマーの
    100モル%を意味し、ここで、aは、最大80モル%
    を意味すべきであるか、又は(3)b+cの合計は、式
    (I)のマクロモノマー中のモノマーの100モル%を
    意味し、(4)aがゼロである場合には、R1はR1’に
    移行し、ここで、R1’は炭素原子数2〜18のアルキ
    ル基を表す]のマクロモノマーから出発し、この際、式
    Iの化合物を、自体公知の方法で、式IIの末端位プロ
    トン置換された化合物: 【化2】 [式中、X、R1、R2、a、b及びcは前記のものを表
    し、Aはプロトン官能基の導入により変性された基Bを
    表す]に変じ、これをメタクリロイル基を伝達する試薬
    MRを用いるアシル化により、式IV 【化3】 [式中、X、R1、R2、R3、A、a、b及びcは前記
    のものを表し、R4は水素又はメチルを表す]のマクロ
    モノマーにし、こうして得られた式IVのマクロモノマ
    ーを、C1〜C28ーアルカノールの(メタ)アクリル酸
    エステル、官能化されたラジカル重合可能なモノマー、
    脂肪酸のビニルエステル及びビニル芳香族モノマーの群
    から選択されたモノマーMとのラジカル共重合により櫛
    形ポリマーKPに変換させることにより製造された櫛形
    ポリマー。
  2. 【請求項2】 式Iのマクロモノマーから出発し、これ
    を、式III Q−R−OH (III) [式中、Qは、式I中のBの二重結合に付加する官能基
    を表し、Rは、少なくとも2個の炭素原子を有する間隔
    保持性の不活性有機基を表す]のヒドロキシル基伝達性
    試薬を用いて、式II−A 【化4】 [式中、X、R1、R2、R3、a、b、cは前記のもの
    を表し、−B'−Q'−は、BへのQの付加により二重結
    合の消失下に形成された単位を表す]の化合物に変じ、
    引き続き、(メタ)アクリロイル基を伝達させる試薬M
    Rを用いるアシル化を行って、式 【化5】 [式中、X、R1、R2、R3、a、b、c、B’、Q’
    及びRは、前記のものを表し、R4は水素又はメチルを
    表す]のマクロモノマーにし、こうして得られた式IV
    のマクロモノマーを、C1〜C28−アルカノールの(メ
    タ)アクリル酸エステル、官能化されたモノマー、脂肪
    酸のビニルエステル及びビニル芳香族モノマー例えばス
    チロール及びそのC1〜C4−アルキル誘導体の群から選
    択されたモノマーMとのラジカル共重合により櫛形ポリ
    マーKPに変換することにより製造された、請求項1に
    記載の櫛形ポリマーKP。
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