JPS63295609A - 少量の残留モノマーを含むポリカルボン酸の製造方法 - Google Patents
少量の残留モノマーを含むポリカルボン酸の製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F20/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
- C08F20/04—Acids, Metal salts or ammonium salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
- C08F2/16—Aqueous medium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
不飽和カル♂ン酸およびその塩のポリマーは周知である
。これらのポリマーはホモポリマーおよび10重重量パ
ーセントまでの他の共重合性モノマーを含むコポリマー
を含む。典型的なモノマーはアクリル酸、メタクリル酸
、マレイン酸あるいはその無水物、イタコン酸、等を含
む。例えば、米国特許第2,798,053号はアクリ
ル酸と少量のrル状のポリアルケニルポリエーテル架橋
剤のコ、1e リマー、特にその塩の形状が多量の水あ
るいは浴剤を吸収し、その後実質的体積が増加すること
を開示している。米国特許第3,940.351号およ
び4,062,817号は不飽和カルボン酸とアルキル
基が1〜30個の炭素原子を含む、少なくとも1種のア
クリル酸あるいはメタクリル酸エステルとのポリマーを
述べている。そのようなポリマーは実質債の無機塩の存
在下でさえ有効な増粘剤を含む。米国特許第3,915
,921号および4,066.583号は類似のシステ
ムにおける同じあるいは類似の4リマーの製造を開示し
ている。
。これらのポリマーはホモポリマーおよび10重重量パ
ーセントまでの他の共重合性モノマーを含むコポリマー
を含む。典型的なモノマーはアクリル酸、メタクリル酸
、マレイン酸あるいはその無水物、イタコン酸、等を含
む。例えば、米国特許第2,798,053号はアクリ
ル酸と少量のrル状のポリアルケニルポリエーテル架橋
剤のコ、1e リマー、特にその塩の形状が多量の水あ
るいは浴剤を吸収し、その後実質的体積が増加すること
を開示している。米国特許第3,940.351号およ
び4,062,817号は不飽和カルボン酸とアルキル
基が1〜30個の炭素原子を含む、少なくとも1種のア
クリル酸あるいはメタクリル酸エステルとのポリマーを
述べている。そのようなポリマーは実質債の無機塩の存
在下でさえ有効な増粘剤を含む。米国特許第3,915
,921号および4,066.583号は類似のシステ
ムにおける同じあるいは類似の4リマーの製造を開示し
ている。
米国特許第4.267.103号は1重量チ以上のカル
がキシル基が中和されているようなある種の溶剤中の不
飽和カルボン酸あるいはその塩のポリマーを開示してい
る。そのようなポリマーは500以上、数百刃まで、し
かし通常は1,000〜100万の範囲の分子量を有し
ている。そのようなポリマーも有効な増粘剤である。
がキシル基が中和されているようなある種の溶剤中の不
飽和カルボン酸あるいはその塩のポリマーを開示してい
る。そのようなポリマーは500以上、数百刃まで、し
かし通常は1,000〜100万の範囲の分子量を有し
ている。そのようなポリマーも有効な増粘剤である。
0.2重量パーセント以下の未反応モノマーを含む、3
〜5個の炭素原子を含む重工飽和カルボン酸モノマーお
よびその塩のポリマーは、アセトンあるいは重合開始時
に重合混合物が30重量パーセント以下のモノマーを有
し、重合終了時に反応体の本体のブルックフィールド(
Brookfield )粘度が22℃、60rpmで
測定した場合、約1000 cps以下であるような低
級アルキルアセテート中で、0.1〜1重景ツヤーセン
トの開始剤と共に40〜85℃で1種−1&はそれ以上
のそのモノマーを重合することにより製造される。
〜5個の炭素原子を含む重工飽和カルボン酸モノマーお
よびその塩のポリマーは、アセトンあるいは重合開始時
に重合混合物が30重量パーセント以下のモノマーを有
し、重合終了時に反応体の本体のブルックフィールド(
Brookfield )粘度が22℃、60rpmで
測定した場合、約1000 cps以下であるような低
級アルキルアセテート中で、0.1〜1重景ツヤーセン
トの開始剤と共に40〜85℃で1種−1&はそれ以上
のそのモノマーを重合することにより製造される。
化粧品や薬剤のようなある種の用途において、成分の毒
性は厳密に監視され、厳重な必要条件にあう成分のみが
用いられる。ここで開示されたタイプの増粘剤の場合、
モノマーの転化は、約O12重fチ以下、好ましくは約
0.1重量%以下の範囲にある未反応モノマーと共に本
質的に完了する。
性は厳密に監視され、厳重な必要条件にあう成分のみが
用いられる。ここで開示されたタイプの増粘剤の場合、
モノマーの転化は、約O12重fチ以下、好ましくは約
0.1重量%以下の範囲にある未反応モノマーと共に本
質的に完了する。
重量パーセントをppmに、およびその逆に転化するた
め、0.1]kt%は1000 ppmに等しい。
め、0.1]kt%は1000 ppmに等しい。
周知の従来の技術に基づき、約0.2重量%以下の残留
上ツマー含量を有する、ダリアクリル酸のようなエチル
アセトン中のポリマーを製造することが重要であった。
上ツマー含量を有する、ダリアクリル酸のようなエチル
アセトン中のポリマーを製造することが重要であった。
しかし残留モノマーあるいは未反応モノマーの還元は、
より多くの開始剤の添加あるいはより高い反応温度によ
って行なわれた。
より多くの開始剤の添加あるいはより高い反応温度によ
って行なわれた。
そのようなポリマーの後反応は、さらに追加の開始剤の
使用を必要とし、結果的にポリマーの分解となるような
完了に余計な時間を必要とする点で高価であるので望ま
しくない。この後反応なしでここで開示した方法で七ツ
マ−の重合によ90.2重量%以下の低レベルの未反応
モノマーを有するそのようなポリマーを製造することが
可能である。
使用を必要とし、結果的にポリマーの分解となるような
完了に余計な時間を必要とする点で高価であるので望ま
しくない。この後反応なしでここで開示した方法で七ツ
マ−の重合によ90.2重量%以下の低レベルの未反応
モノマーを有するそのようなポリマーを製造することが
可能である。
米国特許第4.267.103号は、ポリマー中に多量
の未反応モノマーが存在するような従来の技術を例証し
ている。上記特許の例Iにおいて、アリルペンタエリス
リトール架橋剤およびラウリルペルオキシド開始剤の存
在下、70℃でのエチルアセテート中のアクリル酸の重
合が述べられている。ポリマー中のカルゲキシル基は、
水酸化ナトリウムにより7.86%tで中和されていた
。この重合反応における転化は90%のみであった。
の未反応モノマーが存在するような従来の技術を例証し
ている。上記特許の例Iにおいて、アリルペンタエリス
リトール架橋剤およびラウリルペルオキシド開始剤の存
在下、70℃でのエチルアセテート中のアクリル酸の重
合が述べられている。ポリマー中のカルゲキシル基は、
水酸化ナトリウムにより7.86%tで中和されていた
。この重合反応における転化は90%のみであった。
米国特許第4.267.103号の例Iを、例!で示し
た同じ方法および同じ量の成分を用いて、2リットルの
攪拌容器中でくり返した。例1をくり返したポリマーは
、1.03重量俤の未反応アクリル酸を含み、これは多
すぎてここの目的には受容できない。
た同じ方法および同じ量の成分を用いて、2リットルの
攪拌容器中でくり返した。例1をくり返したポリマーは
、1.03重量俤の未反応アクリル酸を含み、これは多
すぎてここの目的には受容できない。
米国特許第4,267.103号の他の実験もくり返し
たが、それらすべて多量の未反応アクリル酸を含んでい
た。アクリル酸および他のコモノマーのポリマーは、0
.2重量%以下、好ましくは0.1重量−以下のオーダ
ーの少量の未反応モノマーを含むようにここで述べた方
法で得ることができる。
たが、それらすべて多量の未反応アクリル酸を含んでい
た。アクリル酸および他のコモノマーのポリマーは、0
.2重量%以下、好ましくは0.1重量−以下のオーダ
ーの少量の未反応モノマーを含むようにここで述べた方
法で得ることができる。
本発明のポリマーはホモポリマーとコポリマーを含んで
いる。主要な七ツマ−は重工飽和モノカルボン酸および
ジカルーン酸並びにそれらの塩より選ばれ、その少なく
とも90重量%、好ましくは95重量%はモノマー混合
物で用いられる。第二の七ツマ−あるいはコモノマーは
、10重量%まで、好ましくは5重量%までのモノマー
混合物を含んでなる。そのようなポリマーの分子量は約
500以上、数百万まで、好ましくは約10,000以
上から約100万の重量平均分子量である。
いる。主要な七ツマ−は重工飽和モノカルボン酸および
ジカルーン酸並びにそれらの塩より選ばれ、その少なく
とも90重量%、好ましくは95重量%はモノマー混合
物で用いられる。第二の七ツマ−あるいはコモノマーは
、10重量%まで、好ましくは5重量%までのモノマー
混合物を含んでなる。そのようなポリマーの分子量は約
500以上、数百万まで、好ましくは約10,000以
上から約100万の重量平均分子量である。
主要なモノマーは3〜5個の炭素原子を有するオレフィ
ン系不飽和モノカルゴン酸、およびジカルIン酸並びに
それらの塩、好ましくはモノカルボン酸、その塩および
無水物より選ばれる。この種類における適当なモノマー
は、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、d−ク
ロロアクリル酸、α−シアノアクリル酸、イタコン酸、
マレイン酸および無水マレイン酸を含む。この種類のモ
ノマーにおいて、通常価格が安く、容易に入手でき、上
イ1のポリマーの形成可能のため、アクリル酸、メタク
リル酸、マレイン酸および無水マレイン酸が好ましい。
ン系不飽和モノカルゴン酸、およびジカルIン酸並びに
それらの塩、好ましくはモノカルボン酸、その塩および
無水物より選ばれる。この種類における適当なモノマー
は、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、d−ク
ロロアクリル酸、α−シアノアクリル酸、イタコン酸、
マレイン酸および無水マレイン酸を含む。この種類のモ
ノマーにおいて、通常価格が安く、容易に入手でき、上
イ1のポリマーの形成可能のため、アクリル酸、メタク
リル酸、マレイン酸および無水マレイン酸が好ましい。
この種類の七ツマ−においてはアクリル酸が最も好まし
い。
い。
第二のモノマーあるいはコモノマーは、少なくとも1種
のCH2−C基あるいはビニリデン基を含むモノマーか
ら選ばれる。そのようなコモノマーは下式、 CH2−C−C−0R (上式中、RFi、1〜30個の炭素原子を有するアル
キル基を表わす) で表わされるアクリル酸エステルを含む。このコモノマ
ーの群は、Rが1〜30、好ましくは2〜20個の炭素
原子を含む脂肪族炭化水素基とのアクリル酸エステルを
含む。これらのモノマーにおいて H/は水素あるいは
低級アルキル、好ましくは水素あるいはメチル基を表わ
す。脂肪族炭化水素アクリルエステルの例として、デシ
ルアクリレート、インデシルアクリレート、ラウロイル
アクリレート、ステアリルアクリレート、ベヘニルアク
リレート、メチルアクリレート、メチルアクリレート、
エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロ
ピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチ
ルアクリレート、n−へキシルアクリレート、ヘプチル
アクリレート、オクチルアクリレート、エチルへキシル
アクリレート、および類似のメタクリレートがあげられ
る。
のCH2−C基あるいはビニリデン基を含むモノマーか
ら選ばれる。そのようなコモノマーは下式、 CH2−C−C−0R (上式中、RFi、1〜30個の炭素原子を有するアル
キル基を表わす) で表わされるアクリル酸エステルを含む。このコモノマ
ーの群は、Rが1〜30、好ましくは2〜20個の炭素
原子を含む脂肪族炭化水素基とのアクリル酸エステルを
含む。これらのモノマーにおいて H/は水素あるいは
低級アルキル、好ましくは水素あるいはメチル基を表わ
す。脂肪族炭化水素アクリルエステルの例として、デシ
ルアクリレート、インデシルアクリレート、ラウロイル
アクリレート、ステアリルアクリレート、ベヘニルアク
リレート、メチルアクリレート、メチルアクリレート、
エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロ
ピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチ
ルアクリレート、n−へキシルアクリレート、ヘプチル
アクリレート、オクチルアクリレート、エチルへキシル
アクリレート、および類似のメタクリレートがあげられ
る。
他の適当な七ツマ−も第二コモノマーとして用いてよい
。それらはアクリルアミドスルホン酸;アクリロニトリ
ルのようなアクリル酸ニトリル:アクリルアミドのよう
なアクリル酸アミド;N−メチロールアクリルアミドの
ようなN−アルキロールアミド;エチレンおよびプロピ
レンのような2〜12個の炭素原子を有するアルファオ
レフィン;ブタジェンおよびピペリレンのようなジエン
;エチリデンノルがルネンおよびジシクロインタジエン
;ビニルアセテートおヨヒビニルペンゾエートのような
ビニルエステル;スチレンのような芳香族ビニル;ビニ
ルエチルエーテルおよびビニルケトンのようなビニルお
よびアリルエーテルおよヒケトン;ビニルニトリル;シ
クノアルキルアクリレート;塩化ビニルおよび塩化ビニ
リデンのよウナハログン化ビニルおよびハロダン化ビニ
リデン;および米国特許第4.267.103号のカラ
ム4および5に述べられている他のコ七ノマーヲ含む。
。それらはアクリルアミドスルホン酸;アクリロニトリ
ルのようなアクリル酸ニトリル:アクリルアミドのよう
なアクリル酸アミド;N−メチロールアクリルアミドの
ようなN−アルキロールアミド;エチレンおよびプロピ
レンのような2〜12個の炭素原子を有するアルファオ
レフィン;ブタジェンおよびピペリレンのようなジエン
;エチリデンノルがルネンおよびジシクロインタジエン
;ビニルアセテートおヨヒビニルペンゾエートのような
ビニルエステル;スチレンのような芳香族ビニル;ビニ
ルエチルエーテルおよびビニルケトンのようなビニルお
よびアリルエーテルおよヒケトン;ビニルニトリル;シ
クノアルキルアクリレート;塩化ビニルおよび塩化ビニ
リデンのよウナハログン化ビニルおよびハロダン化ビニ
リデン;および米国特許第4.267.103号のカラ
ム4および5に述べられている他のコ七ノマーヲ含む。
このポリマーは、例えばブタジェン、インプレン、ジプ
チルベンゼン、ジビニルナフタレン、アリルアクリレー
ト等を含む、少なくとも2種の末端CH2−C基を含む
どの多官能価ビニリデンモノマーと架橋結合してもよい
。1つを用いた場合、とのコ?リマ一の製造において用
いるに特に有効な架橋したモノマーは分子あたり1種以
上のアルケニルエーテル基を有する?リアルケニルポリ
エーテルである。オレフィン系二重結合のアルケニル基
を有する最も有効なものは末端メチレン基CH2−Cに
結合して存在する。?リエーテル架橋剤の効率は、分子
上の重合可能な基の数と共に増す。
チルベンゼン、ジビニルナフタレン、アリルアクリレー
ト等を含む、少なくとも2種の末端CH2−C基を含む
どの多官能価ビニリデンモノマーと架橋結合してもよい
。1つを用いた場合、とのコ?リマ一の製造において用
いるに特に有効な架橋したモノマーは分子あたり1種以
上のアルケニルエーテル基を有する?リアルケニルポリ
エーテルである。オレフィン系二重結合のアルケニル基
を有する最も有効なものは末端メチレン基CH2−Cに
結合して存在する。?リエーテル架橋剤の効率は、分子
上の重合可能な基の数と共に増す。
分子あたシ平均2種あるいはそれ以上のアルケニルエー
テル基を含むポリエーテルを利用することが好ましい。
テル基を含むポリエーテルを利用することが好ましい。
典型的な架橋剤は、アリルペンタエリスリトール、アリ
ルスクロース、トリメチロールプロパンジアリルエーテ
ル、50〜10000分子量を有するポリエーテルジオ
ールのジアリルエーテル、1.6−へキサ/・ジオール
ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレ
ート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラ
メチレンジアクリレート、エチレンジアクリレート、ト
リエチレングリコールジメタクリレート、等である。こ
のポリマーの架橋結合はコーリマーの膨張能を改良する
。
ルスクロース、トリメチロールプロパンジアリルエーテ
ル、50〜10000分子量を有するポリエーテルジオ
ールのジアリルエーテル、1.6−へキサ/・ジオール
ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレ
ート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラ
メチレンジアクリレート、エチレンジアクリレート、ト
リエチレングリコールジメタクリレート、等である。こ
のポリマーの架橋結合はコーリマーの膨張能を改良する
。
このポリマー混合物は、カル?ン酸モノマーおよび存在
する場合他のモノマーの総重量の約5重tチまでの、よ
り好ましくは0.2〜2.0重量−の架橋結合したモノ
マーを含む。
する場合他のモノマーの総重量の約5重tチまでの、よ
り好ましくは0.2〜2.0重量−の架橋結合したモノ
マーを含む。
ここで適当な溶剤は室温、22℃で液体であるものであ
る。適当な溶剤は、アセトンおよびアルキル基中に1〜
6、好ましくは2〜4個の炭素原子を含む低級アルキル
アセテートより選ばれる。
る。適当な溶剤は、アセトンおよびアルキル基中に1〜
6、好ましくは2〜4個の炭素原子を含む低級アルキル
アセテートより選ばれる。
そのようなアセテートの特定の例は、エチルアセテート
、イーソプロビルアセテート、n−ブチルアセテート、
等を含む。用いた溶剤の量は、モノマーの固体含量が約
30重量嘩まで、好ましくは10〜20%であるようで
ある。
、イーソプロビルアセテート、n−ブチルアセテート、
等を含む。用いた溶剤の量は、モノマーの固体含量が約
30重量嘩まで、好ましくは10〜20%であるようで
ある。
溶剤中の水の量は、水分が溶剤中の約3%を越えた場合
、反応体は望ましくない固体、ゴム状体となるのででき
るだけ低くすべきである。望ましい結果は、溶剤を蒸留
カラムあるいは乾燥剤または溶剤から水分を除去するよ
うな物質の層を通すことにより、溶剤から水分を連続的
に除去することにより得られた。この問題は重合が副生
成物として水を生ずるという点で複雑である。しかし、
水分は除去することができ、反応体中のその量は、上記
の方法により溶剤中において3%以下、好ましくは0.
05〜1%以下に調節することができる。
、反応体は望ましくない固体、ゴム状体となるのででき
るだけ低くすべきである。望ましい結果は、溶剤を蒸留
カラムあるいは乾燥剤または溶剤から水分を除去するよ
うな物質の層を通すことにより、溶剤から水分を連続的
に除去することにより得られた。この問題は重合が副生
成物として水を生ずるという点で複雑である。しかし、
水分は除去することができ、反応体中のその量は、上記
の方法により溶剤中において3%以下、好ましくは0.
05〜1%以下に調節することができる。
この溶剤中のモノマーの重合は通常、自己圧力あるいは
人工的に誘導された圧力下、不活性大気中の密閉容器で
、または大気圧における還流下の開放容器で遊離基開始
剤の存在下行なわれる。重合の温度は選んだ開始剤のタ
イプによって約40〜85℃でまちまちであり、45〜
55℃あるいは70〜80℃が好ましい。適当な遊離基
開始剤は、この反応温度において本質的にすべてのモノ
マーをポリマーに転化するものである。そのような遊離
基開始剤の例として、ジ(2−エチルヘキシル)ペルオ
キシジカーボネート、ジ(s@a−ブチル)ペルオキシ
シカ−ざネート、ジ(インプロビル)ペルオキシジカー
ボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート
、ゾセチルペルオキシジカー?ネート、ジ(n−プロピ
ル)ペルオキシジカーボネート、ラウロイルペルオキシ
ド、および類似の他のペルオキシド並びにペルオキシシ
カ−&ネ−)ヲ含tr。ジ(2−エチルヘキシル)ペル
オキシカーボネートは、45〜55℃の反応温度におい
て有効であり、一方ラウロイルペルオキシドは70〜8
0℃の反応温度において有効である。
人工的に誘導された圧力下、不活性大気中の密閉容器で
、または大気圧における還流下の開放容器で遊離基開始
剤の存在下行なわれる。重合の温度は選んだ開始剤のタ
イプによって約40〜85℃でまちまちであり、45〜
55℃あるいは70〜80℃が好ましい。適当な遊離基
開始剤は、この反応温度において本質的にすべてのモノ
マーをポリマーに転化するものである。そのような遊離
基開始剤の例として、ジ(2−エチルヘキシル)ペルオ
キシジカーボネート、ジ(s@a−ブチル)ペルオキシ
シカ−ざネート、ジ(インプロビル)ペルオキシジカー
ボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート
、ゾセチルペルオキシジカー?ネート、ジ(n−プロピ
ル)ペルオキシジカーボネート、ラウロイルペルオキシ
ド、および類似の他のペルオキシド並びにペルオキシシ
カ−&ネ−)ヲ含tr。ジ(2−エチルヘキシル)ペル
オキシカーボネートは、45〜55℃の反応温度におい
て有効であり、一方ラウロイルペルオキシドは70〜8
0℃の反応温度において有効である。
開始剤の量は、通常モノマーの重量に対し2重量−以下
、好ましくは0.4〜1.0重量%である。
、好ましくは0.4〜1.0重量%である。
4リマーのグル化を防ぐため、少なくともカル−キシル
基の一部を水酸化物、酸化物あるいはカー&ネート等の
よりな1−A全域化合物基で中和すべきである。これら
の例は、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、
等を含み、並びにアンモニアト、モルフイン、モノ、ジ
およびトリエタノールアミン、七ノデ、ロノやノールア
ミン、および他のアミンを含むアミンとの反応を含む。
基の一部を水酸化物、酸化物あるいはカー&ネート等の
よりな1−A全域化合物基で中和すべきである。これら
の例は、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、
等を含み、並びにアンモニアト、モルフイン、モノ、ジ
およびトリエタノールアミン、七ノデ、ロノやノールア
ミン、および他のアミンを含むアミンとの反応を含む。
モノマーあるいはポリマーのカル−キシル基の1重量パ
ーセント以上が中和されているか、あるいは上に示した
物質の塩を形成していることが好ましい、12重量ノや
一セント以上約10重量ノや−七ン)tでのカルがキシ
ル基が重合する前に中和されるか類似の塩に転化してい
ることがより好ましい。通常ポリマーを含む遊離酸を膨
潤させrルにしてしまうのでこれは望ましくなく、極性
および中性のかなり水素結合した溶剤は、塩のないポリ
マーを含むカル−キシル基の溶剤として適当ではない。
ーセント以上が中和されているか、あるいは上に示した
物質の塩を形成していることが好ましい、12重量ノや
一セント以上約10重量ノや−七ン)tでのカルがキシ
ル基が重合する前に中和されるか類似の塩に転化してい
ることがより好ましい。通常ポリマーを含む遊離酸を膨
潤させrルにしてしまうのでこれは望ましくなく、極性
および中性のかなり水素結合した溶剤は、塩のないポリ
マーを含むカル−キシル基の溶剤として適当ではない。
tた反応容器の大きさが重合の結果に影響を及ぼすこと
を知っておくことも重要である。ボッデボトルまたは1
リットルあるいは2リットルの反応容器中のような小ス
ケールで重合反応を行なうことも1つの方法であるが、
30ガロンあるいはそれ以上の反応容器のような大スケ
ールで重合反応を行なうことは別の事柄である。ところ
が従来の技術は小スケールの重合反応を述べており、こ
こで示し、クレイムするものは大スケールの重合である
。
を知っておくことも重要である。ボッデボトルまたは1
リットルあるいは2リットルの反応容器中のような小ス
ケールで重合反応を行なうことも1つの方法であるが、
30ガロンあるいはそれ以上の反応容器のような大スケ
ールで重合反応を行なうことは別の事柄である。ところ
が従来の技術は小スケールの重合反応を述べており、こ
こで示し、クレイムするものは大スケールの重合である
。
例1
この例は、生成物中に多量の未反応モノマーが得られる
従来の技術の再現を説明する。この例はここで開示し、
クレイムする本発明を説明するものではない。
従来の技術の再現を説明する。この例はここで開示し、
クレイムする本発明を説明するものではない。
米国特許第4,267.603号の例■を、同じ方法お
よび同じ量の酢酸エチル溶剤、アクリル酸モノマー、5
0%苛性アルカリ、アリルペンタエリスリトール架橋剤
並びにラウロイルペルオキシド開始剤を用いて繰返した
。2リットルの攪拌反応器を用いた。計量し1時間45
分後、反応器の内容物が固体となった。計量を止め、さ
らに1時間15分間反応を行った。得られたポリマーケ
ーキを反応器から掻取り、Roto−Yapにおいて一
晩、95〜105℃、27“真空で乾燥した。得られた
乾燥したポリマーを水に溶かし、1.0.5および0.
2重量パーセント溶液とし、pH7,3〜7.8の範囲
となるよう水酸化ナトリウムで中和した。この溶液の2
Orpmにおけるブルックフィールド粘度は、それぞ
れ74,000 cps、 46,000 cpaおよ
び610 cpsであった。この乾燥したポリマーは1
.03 %の未反応アクリル酸を含んでいた。
よび同じ量の酢酸エチル溶剤、アクリル酸モノマー、5
0%苛性アルカリ、アリルペンタエリスリトール架橋剤
並びにラウロイルペルオキシド開始剤を用いて繰返した
。2リットルの攪拌反応器を用いた。計量し1時間45
分後、反応器の内容物が固体となった。計量を止め、さ
らに1時間15分間反応を行った。得られたポリマーケ
ーキを反応器から掻取り、Roto−Yapにおいて一
晩、95〜105℃、27“真空で乾燥した。得られた
乾燥したポリマーを水に溶かし、1.0.5および0.
2重量パーセント溶液とし、pH7,3〜7.8の範囲
となるよう水酸化ナトリウムで中和した。この溶液の2
Orpmにおけるブルックフィールド粘度は、それぞ
れ74,000 cps、 46,000 cpaおよ
び610 cpsであった。この乾燥したポリマーは1
.03 %の未反応アクリル酸を含んでいた。
例2
この例は、従来の技術の例のスケールを太きくしたもの
を説明するが、これも、多くの残留あるいは未反応モノ
マーを含んでいるので、不適格なポリマーとなった。こ
の例はここで開示およびクレイムした本発明を説明する
ものではない。
を説明するが、これも、多くの残留あるいは未反応モノ
マーを含んでいるので、不適格なポリマーとなった。こ
の例はここで開示およびクレイムした本発明を説明する
ものではない。
ここでは、米国特許第4.267.103号の例■を、
2リットルの反応器のスケールにスケールアップした。
2リットルの反応器のスケールにスケールアップした。
従って300グラムのアクリル酸を50%の水酸化ナト
リウムで7チ中和まで中和し、この混合物を、o、os
sの水および1.5Iのアリルペンタエリスリトールを
含む1200グラムの酢酸エチルの入った2リットルの
ジャケット攪拌反応器に入れた。この混合物に30分間
窒素を吹込み酸素を除去し、0.15グラムのラウロイ
ルイルオキシドを加え、77.2℃の還流温度に加熱し
た。この反応を6時間続け、反応器の内容物を一晩95
〜105℃でRoto−vap真空乾燥機で乾燥した。
リウムで7チ中和まで中和し、この混合物を、o、os
sの水および1.5Iのアリルペンタエリスリトールを
含む1200グラムの酢酸エチルの入った2リットルの
ジャケット攪拌反応器に入れた。この混合物に30分間
窒素を吹込み酸素を除去し、0.15グラムのラウロイ
ルイルオキシドを加え、77.2℃の還流温度に加熱し
た。この反応を6時間続け、反応器の内容物を一晩95
〜105℃でRoto−vap真空乾燥機で乾燥した。
得られたポリマーは1.77%の残留アクリル酸を含ん
でいた。pH7,3〜7.8の0.2チ、0.5チ、i
、o*の粘液の粘度はそれぞれ11,400ape 、
46,0000P1%および56,000 cpsで
あった。重合完了後のスラリーの粘度は約500ape
であった。
でいた。pH7,3〜7.8の0.2チ、0.5チ、i
、o*の粘液の粘度はそれぞれ11,400ape 、
46,0000P1%および56,000 cpsで
あった。重合完了後のスラリーの粘度は約500ape
であった。
例3
この例は従来の技術の例をスケールアップしたものであ
り、これも多くの残留あるいは未反応モノマーを多く含
むため不適格なポリマーとなった。
り、これも多くの残留あるいは未反応モノマーを多く含
むため不適格なポリマーとなった。
この例はここで開示およびクレイムした本発明を説明す
るものではない。
るものではない。
米国特許第4,267.103号の例■を、炭酸カリウ
ムで4%に中和した195グラムのアクリル酸、0.0
5%の水分含量を有する1305グラムの酢酸エチル、
2.145グラムのアリルスクロース、開始剤として0
.78グラムのラウロイルペルオキシドを有する2リッ
トルの反応器にスケールアップした。この反応を62℃
で6時間行った。
ムで4%に中和した195グラムのアクリル酸、0.0
5%の水分含量を有する1305グラムの酢酸エチル、
2.145グラムのアリルスクロース、開始剤として0
.78グラムのラウロイルペルオキシドを有する2リッ
トルの反応器にスケールアップした。この反応を62℃
で6時間行った。
得られたプリマーは1.22 %の残留アクリル酸およ
び以下の粘度を有していた。
び以下の粘度を有していた。
20rpm、25℃における粘度
0.2% 2,850cpaO05チ
46,000 cps1.0チ 90.
000 cps重合完了後のこのスラリーの粘度は約4
00 cpaであ−)九。
46,000 cps1.0チ 90.
000 cps重合完了後のこのスラリーの粘度は約4
00 cpaであ−)九。
例4
この例は、ここで開示、クレイムした本発明を説明する
ものである。
ものである。
30ガロン(850!jツトル)の反応器に、24ポン
ド(10,9kl?)のアクリル酸を0.69.t?ン
ド(o、at3に9)の無水炭酸カリウムで部分的に中
和した。これは3%のカルゲン酸が中和されたことに等
しい。この反応器に、さらに0.05%の水分を含む1
76ポンド(79,9kP)の酢酸エチル、0.275
8ポンド(0,125に9)のアリルペンタエリスリト
ールを加え、室温で30分間窒素を散布した。この時、
54.5グラムのジ(2−エチルヘキシル)ベルオキシ
ジカーデネートを加え、反応器を50℃に加熱した。こ
の開始剤添加後、7時間反応を行った。反応器の内容物
を5rt’(1411Jツトル)の回転乾燥機に入れ、
真゛空下12時間乾燥した。得られたポリマーは199
ppmの残留アクリル酸含量および以下の粘度を有して
いた。
ド(10,9kl?)のアクリル酸を0.69.t?ン
ド(o、at3に9)の無水炭酸カリウムで部分的に中
和した。これは3%のカルゲン酸が中和されたことに等
しい。この反応器に、さらに0.05%の水分を含む1
76ポンド(79,9kP)の酢酸エチル、0.275
8ポンド(0,125に9)のアリルペンタエリスリト
ールを加え、室温で30分間窒素を散布した。この時、
54.5グラムのジ(2−エチルヘキシル)ベルオキシ
ジカーデネートを加え、反応器を50℃に加熱した。こ
の開始剤添加後、7時間反応を行った。反応器の内容物
を5rt’(1411Jツトル)の回転乾燥機に入れ、
真゛空下12時間乾燥した。得られたポリマーは199
ppmの残留アクリル酸含量および以下の粘度を有して
いた。
20rpm、25℃での粘度
0.2% 9,600 epao、5%
41,500cps1.0% 66,00
0 cps例5 例4に述べたものと同じ方法で、80がロン(8501
7ツトル)の反応器中で一連の重合を行った。下の表!
は配合および得られたポリマーの特性を示している。表
中r GAA Jは氷酢酸、「K2CO6」は炭酸カリ
ウム、「AS」はアリルスクロース架橋剤およびr E
HP Jはアクリル酸モノマーの100分の1重量部(
phm )で示されたジ(2−エチルヘキシル)ペルオ
キシシカ−ボネート開始剤を表わしている。
41,500cps1.0% 66,00
0 cps例5 例4に述べたものと同じ方法で、80がロン(8501
7ツトル)の反応器中で一連の重合を行った。下の表!
は配合および得られたポリマーの特性を示している。表
中r GAA Jは氷酢酸、「K2CO6」は炭酸カリ
ウム、「AS」はアリルスクロース架橋剤およびr E
HP Jはアクリル酸モノマーの100分の1重量部(
phm )で示されたジ(2−エチルヘキシル)ペルオ
キシシカ−ボネート開始剤を表わしている。
残留アクリル酸が0.2重量%あるいは2,000pp
m以下であり、最初の2つの実験のポリマーが0.1%
あるいは1.000 pprn以下のモノマー含量を有
していることに注目すべきである。
m以下であり、最初の2つの実験のポリマーが0.1%
あるいは1.000 pprn以下のモノマー含量を有
していることに注目すべきである。
以下余白
例に
の例は重合反応における溶剤中の水分の効果を説明する
。
。
表■に示された原料の配合量で2リットルの反応器中で
一連の重合を行りた。まず、アクリル酸を炭酸カリウム
で部分的に中和し、示された量の水分を有する酢酸エチ
ル、およびアリルペンタエリスリトールと共に反応器に
入れた。反応器に窒素を30分間散布し、その後開始剤
、すなわちジ(2−エチルヘキシル)ペルオキシシカ−
ボネートを加え、そして50℃の反応温度に加熱した。
一連の重合を行りた。まず、アクリル酸を炭酸カリウム
で部分的に中和し、示された量の水分を有する酢酸エチ
ル、およびアリルペンタエリスリトールと共に反応器に
入れた。反応器に窒素を30分間散布し、その後開始剤
、すなわちジ(2−エチルヘキシル)ペルオキシシカ−
ボネートを加え、そして50℃の反応温度に加熱した。
この反応を6時間行ない、反応器内容物を一晩、95〜
105℃でRoto−vap中で乾燥した。得られたポ
リマーの、18%NaOH溶液で−7,3〜7.8に中
和し九後水中0.2%、0.5%、および1.0%の浸
度での粘度を調べた。結果は表■に示したが、それは水
分の逆効果を示している。
105℃でRoto−vap中で乾燥した。得られたポ
リマーの、18%NaOH溶液で−7,3〜7.8に中
和し九後水中0.2%、0.5%、および1.0%の浸
度での粘度を調べた。結果は表■に示したが、それは水
分の逆効果を示している。
以下示白
この表中r GAA Jは氷酢酸(ダラム)、「K2C
O3」は炭酸カリウム(ダラム)、r EHP Jはエ
チルへ中シルペルオキシシカー$ネートIJ始剤(ph
m )、r APE Jはアリルペンタエリスリトール
架橋剤(phm )を表わしている。溶剤中3.25重
量%の水において実験JI66の実験は、反応器内のも
のが凝固したため中止した。
O3」は炭酸カリウム(ダラム)、r EHP Jはエ
チルへ中シルペルオキシシカー$ネートIJ始剤(ph
m )、r APE Jはアリルペンタエリスリトール
架橋剤(phm )を表わしている。溶剤中3.25重
量%の水において実験JI66の実験は、反応器内のも
のが凝固したため中止した。
溶剤中の水分含量は溶剤重量の約2重量%を越えないよ
う、好ましくは1重量%以下にすべきであることがわか
った。
う、好ましくは1重量%以下にすべきであることがわか
った。
例7
この例は、増粘剤としてのコポリマーの有効性を説明す
る。上記例6に述べられている方法に従りて2リットル
の反応器中で一連の重合を行った。
る。上記例6に述べられている方法に従りて2リットル
の反応器中で一連の重合を行った。
用いたコモノマーはステアリルメタクリレート(SMA
)、2−エチルへキシルアクリレート(EHA )、N
−t−ブチルアクリルアミド(N−t −BuAm )
、および2−アクリルアミド−2−メチルプロ/母ンス
ルホン酸(AMPS )を含む。これらのコモノマーは
酢酸エチル中アクリル酸お上びアクリル酸ナトリウムと
共に共重合された。−の配合、反応温度および得られた
ポリマーの特ゼを下の表■に示した。
)、2−エチルへキシルアクリレート(EHA )、N
−t−ブチルアクリルアミド(N−t −BuAm )
、および2−アクリルアミド−2−メチルプロ/母ンス
ルホン酸(AMPS )を含む。これらのコモノマーは
酢酸エチル中アクリル酸お上びアクリル酸ナトリウムと
共に共重合された。−の配合、反応温度および得られた
ポリマーの特ゼを下の表■に示した。
表中、rRX温度温度上反応温度を表わし、r K2C
o、 Jは炭酸カリウム(ダラム)を表わし、用いた開
始剤はラウリルペルオキシド(LPO) jよびジ(2
−エチルヘキシル)ベルオキシジカゲネー) (EHP
)を含み、用いた架橋剤はアリ7ペンタエスリトール
(APE )およびアリルスクミース(As)を含んで
いた。
o、 Jは炭酸カリウム(ダラム)を表わし、用いた開
始剤はラウリルペルオキシド(LPO) jよびジ(2
−エチルヘキシル)ベルオキシジカゲネー) (EHP
)を含み、用いた架橋剤はアリ7ペンタエスリトール
(APE )およびアリルスクミース(As)を含んで
いた。
表■に示された結果より、このコポリマーもイ効な増粘
剤として機能しうる。
剤として機能しうる。
以下余白
実験ム RX、温度℃ GAA コポリマータイ
プ/グラム1 7? 247.35
SMA 7.652 50
213.75 2−ERA 11.253
50 213.75 2−EHA
11.254 77 285
All[P8 155 77
285 AMP8 156 77
28S N−t−BuAM 15表
m
プ/グラム1 7? 247.35
SMA 7.652 50
213.75 2−ERA 11.253
50 213.75 2−EHA
11.254 77 285
All[P8 155 77
285 AMP8 156 77
28S N−t−BuAM 15表
m
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、カルボキシルモノマーより0.2%以下の未反応モ
ノマーを含み、酸性モノマーの1%以上のカルボキシル
基が中和されたポリマーを製造する方法であって、溶剤
、遊離基開始剤、および架橋剤の存在下40〜85℃の
温度で3〜5個の炭素原子を有するオレフィン系不飽和
カルボン酸モノマーおよびその塩を少なくとも優勢量を
含む装入モノマーの重合を含んでなる方法。 2、前記装入モノマーが少なくとも90重量パーセント
の前記カルボン酸モノマーあるいはその塩を有し、前記
溶剤がアセトンおよびアルキル基中1〜6個の炭素原子
を含むアルキルアセテートより選ばれ、前記開始剤の量
が前記装入モノマーの重量に対し2重量%以下であり、
その開始剤がペルオキシドおよびペルオキシジカーボネ
ートより選ばれ、前記架橋剤の量が前記装入モノマーの
重量に対し0.2〜2重量%である、特許請求の範囲第
1項記載の方法。 3、用いた溶剤の量が、その溶剤中の装入モノマー含量
が30重量%以下であり、重合終了後その溶剤中のポリ
マーのブルックフィールド粘度が60rpm、22℃で
測定した場合1000cps以下であるような量である
、特許請求の範囲第2項記載の方法。 4、重合混合物に加えた溶剤の水分含量が2重量%以下
であるような、特許請求の範囲第3項記載の方法。 5、前記装入モノマーが少なくとも95重量パーセント
の前記カルボン酸あるいはその塩を含み、前記溶剤がア
セトン、酢酸エチル、イソプロピルアセテート、プロピ
ルアセテート、ブチルアセテート、およびそれらの混合
物より選ばれ、前記開始剤がラウロイルペルオキシド、
ジ(2−エチルヘキシル)ペルオキシカーボネート、ジ
(二級ブチル)ペルオキシジカーボネート、ジ(イソプ
ロピル)ペルオキシカーボネート、ジシクロヘキシルペ
ルオキシジカーボネート、ジセチルペルオキシカーボネ
ート、ジ(n−プロピル)ペルオキシジカーボネート、
およびそれらの混合物より選ばれる、特許請求の範囲第
2項記載の方法。 6、用いた溶剤の量が、その溶剤中の装入モノマー含量
が10〜20重量%であり、重合終了後の溶剤中のポリ
マーのブルックフィールド粘度が60rpm、22℃で
測定した場合1000cps以下であるような量である
、特許請求の範囲第5項記載の方法。 7、重合混合物に加えた前記溶剤の水分含量が2重量%
以下である、特許請求の範囲第6項記載の方法。 8、前記カルボン酸モノマーがアクリル酸あるいはその
塩、メタクリル酸あるいはその塩、マレイン酸あるいは
その塩、無水マレイン酸あるいはその塩、イタコン酸あ
るいはその塩、およびそれらの混合物より選ばれる、特
許請求の範囲第2項記載の方法。 9、前記装入モノマーが前記カルボン酸あるいはその塩
を少なくとも95重量パーセント含み、残りをアルキル
基中1〜30個の炭素原子を含むアルキルアクリレート
から選ばれるものを含む、特許請求の範囲第8項記載の
方法。 10、前記装入モノマーが、アルキル基中2〜20個の
炭素原子を含むアルキルアクリレートより選ばれたコモ
ノマーを10重量%まで含む、特許請求の範囲第2項記
載の方法。 11、前記ポリマーが0.1重量%以下の未反応モノマ
ーを含み、前記カルボキシルモノマーが中和されたカル
ボキシル基を2〜10%有し、前記溶剤が重合混合物に
加えられた際、約1%以下の水分を含み、前記架橋剤が
アリルスクロース、トリメチロールプロパンジアリルエ
ーテル、50〜1000の分子量を有するポリエーテル
ジオールのジアリルエーテル、アリルペンタエリスリト
ール、およびそれらの混合物から選ばれる、特許請求の
範囲第10項記載の方法。 12、前記ポリマーがホモポリマーおよびコポリマーよ
り選ばれ、前記カルボン酸モノマーがアクリル酸であり
、重合温度が45〜55℃であり、前記開始剤が前記装
入モノマーの重量の0.4〜1.0重量%のレベルで用
いられるジ(2−エチルヘキシル)ペルオキシジカーボ
ネートである、特許請求の範囲第11項記載の方法。 13、30ガロン(850リットル)あるいはそれ以上
の反応器中で行なわれる、特許請求の範囲第3項記載の
方法。 14、30ガロン(850リットル)あるいはそれ以上
の反応器中で行なわれる、特許請求の範囲第12項記載
の方法。 15、前記ポリマーがホモポリマーおよびコポリマーよ
り選ばれ、前記カルボン酸モノマーがアクリル酸であり
、重合温度が70〜80℃であり、前記開始剤が前記装
入モノマーの重量の0.4〜1.0重量%のレベルで用
いられるラウロイルペルオキシドである、特許請求の範
囲第11項記載の方法。 16、30ガロン(850リットル)あるいはそれ以上
の反応器中で行なわれる、特許請求の範囲第15項記載
の方法。 17、前記架橋剤の量が、前記装入モノマーの重量に対
し0.2〜2.0%である、特許請求の範囲第12項記
載の方法。 18、前記架橋剤の量が、前記装入モノマーの重量に対
し0.2〜2.0%である、特許請求の範囲第15項記
載の方法。 19、前記溶剤が酢酸エチルであり、前記架橋剤がアリ
ルペンタエリスリトール、アリルスクロース、トリメチ
ロールプロパンジアリルエーテル、およびそれらの混合
物より選ばれ、前記装入モノマーの重量の0.2〜2.
0%の量で用いられる、特許請求の範囲第12項記載の
方法。 20、前記溶剤が酢酸エチルであり、前記架橋剤がアリ
ルペンタエリスリトール、アリルスクロース、トリメチ
ロールプロパンジアリルエーテル、およびそれらの混合
物より選ばれ、前記装入モノマーの重量の0.2〜2.
0%の量で用いられる、特許請求の範囲第15項記載の
方法。
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