JP2012511061A - 共重合性(メタ)アクリル酸エステル - Google Patents
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Abstract
Description
アルキル基Aは、3〜40個、好ましくは10〜20個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状、飽和または不飽和アルキル基を含んでなる。特に好ましくは以下のアルキル基Aが挙げられる:ラウリル(C12)、ミリスチル(C14)、セチル(C16)、ステアリル(C18)、オレイル(オレフィン系不飽和C18)、およびイソトリデシル。
1つの実施態様において、Bは硫酸基またはリン酸基である。この場合、硫酸基またはリン酸基Bは中和された状態で存在することが好ましい。硫酸基またはリン酸基は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムまたは水酸化マグネシウムのようなアルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物、あるいはアンモニアまたはエタノールアミンのようなアミンにより中和されていてよい。化合物(I)および(II)の塩形態は良好な水溶性で注目に値する。
前述した合成における中間体1を、オキシラン環の開環によりアクリル酸またはメタクリル酸と反応させるため、この反応は、一般的に化合物(I)と(II)の混合物が得られるという結果を生じる。
本発明に使用する化合物(I)および(II)は、それらとは異なる他のオレフィン系不飽和モノマーとともに容易にかつ完全に重合化し、気泡のない均質なエマルションの調製を促進する。
さらに、本発明は、上述した化合物(I)および(II)を共重合性乳化剤として用いたオレフィン系不飽和モノマーのエマルション重合によるポリマーの製造方法を提供する。
本発明の1つの実施態様は、同様に、特別の耐水性および温度変動に対する安定性により区別され、フィルム中で認識し得る乳化剤の移動を生じることのないラテックスを提供する。
さらに、本発明の方法のさらなる利点は、実質的に気泡がなく、確実に揮発性有機化合物の形成を防止することである。ポリマーへの乳化剤(I)および(II)の組み込みが実質的に定量的であるため、それらの使用は、生物分解性に関するいかなる問題をも引き起こさない。さらにオレフィン系不飽和エステル(I)および(II)は、実質的に単独重合の傾向を欠いている。
本発明に使用される一般式(I)および(II)のオレフィン系不飽和エステルは、全ての工業的に重要な、実質的に不溶性のモノマーの、特に(メタ)アクリル酸化合物、スチレン化合物およびビニル化合物のエマルション重合において乳化剤として適当である。
さらに、本発明に使用する化合物(I)および(II)を、既知の非イオン性および/またはアニオン性共乳化剤と組み合わせて使用することもできる。この使用は、例えば、剪断力、温度効果、および電解質に関して増強した安定性を有する分散体を導き得る。共乳化剤は、使用する全モノマーに基づき、0.5〜5重量%、好ましくは1〜3重量%の量で添加する。共乳化剤を共重合の開始時に乳化剤とともに投入することが可能であり、または、重合中に共乳化剤を添加することも可能である。別のバージョンは、(単独または組み合わせで)共乳化剤を使用してプレエマルションを調製し、重合中にプレエマルションを添加する。また、本発明のアクリル酸および/またはメタクリル酸エステルを使用して得られた分散体に、後安定化のために共乳化剤を加えることもできる。
1つの実施態様では、モノマーの合計に基づいて0.1〜25重量%の量で乳化剤(I)および(II)をエマルション重合に使用する。
C12−エポキシアクリロイル−10EOホスフェート:
これは、本発明の化合物である。以下のように調製した:
1,2−ドデセンを従来方法によりエポキシ化して、中間体1を形成した。その後、1304.16g(6.7モル)のこの中間体1を60℃まで加熱し、3.57gの4−メトキシフェノールと混合した。続いて、反応混合物の温度を60℃から90℃まで上昇させながら、482.08g(6.7モル)のアクリル酸と17.86gのトリフェニルホスフィンの混合物を量り入れた。量り入れの終了後、反応混合物の酸価が3mgKOH/g(中間体2)になるまで、反応を90℃で続けた。400g(1.5モル)の中間体2を、264.30g(6モル)のエチレンオキシド、2gの水酸化カリウム水溶液(50%)と0.13gのフェノチアジンと混合し、窒素でパージした。これを150℃〜155℃、4.5barの圧力でエトキシル化し、中間体3を形成した。41.44g(0.29モル)の五酸化リンを、258.56g(0.58モル)の中間体3に強攪拌下、1時間かけて少しずつ量り入れた。その間ずっと、反応温度が60℃以上に上昇しないように注意した。量り入れ終了後、反応を90℃でさらに2時間続け、最終生成物を形成した。
これは、Cognisから入手可能な市販の脂肪アルコールエーテルリン酸である。
C12−エポキシアクリロイル−10EO
この本発明の乳化剤は、エトキシル化後の合成を行わなかった以外は、前記C12−エポキシアクリロイル−10EOホスフェートのように合成された。
Disponil FEP 5600:
これは、Cognisから入手可能な市販の脂肪アルコールエーテルリン酸である。
調製したエマルションを、以下のパラメーターにより特徴付けた:
5gのエマルションをSatorius 709301乾燥残分測定器に投入し、一定重量になるまで乾燥させた。結果を、乾燥残分(重量%)で記載する。これは下記の表におけるデータの意味である。
これにより測定した凝固分を、エマルションの固形分に対する凝固分%として示す。ここで、エマルションの固形分は、使用したモノマーの量を意味する。
凝固分は、エマルション重合により調製されたエマルションの品質を評価するために、当業者にとって重要な変数である。
実施例1(本発明)
反応容器に、260.37gの蒸留水、1.75gのC12−エポキシアクリロイル−10EOホスフェート、0.47gの過硫酸カリウムおよび40gのプレエマルション(213.0gのVeoVa10、151.5gのメチルメタクリレート、94.7gのアクリル酸ブチル、14.2gのアクリル酸、1.75gのC12−エポキシアクリロイル−10EOホスフェート、1.89gの過硫酸カリウムおよび260.37gの蒸留水)を投入した。反応容器を80℃まで加熱した。重合を開始した後、残りのプレエマルションを3時間かけて一定の速度で量り入れた。添加終了後、バッチを1時間、後重合した。
C12−エポキシアクリロイル−10EOホスフェートを同量のDisponil FEP 5600に置き換えた以外は実施例1を反復した。
実施例1のエマルションを23℃から−5℃に16時間かけて冷却し、−5℃の温度に達した後、再び8時間かけて23℃に加温した。その後、このエマルションの均質性を視覚的に調べた。このサイクルを全5回行い、各サイクルにおける最低温度をさらに5℃下げた。すなわち、第2サイクルでは−10℃まで冷却を行い、第3サイクルでは−15℃まで冷却を行うなどした。
実施例1による本発明のエマルションは、第5サイクル終了後も均質であった。すなわち、無傷のエマルションであった。
実施例3の方法を、実施例2のエマルションで繰り返した。このエマルションは第1サイクルの直後に相分離を示すことがわかった。形成された凝塊は再分散性ではなかった。
Claims (6)
- Bが水素である請求項1に記載の使用。
- Bが硫酸基またはリン酸基である請求項1に記載の使用。
- 硫酸基またはリン酸基Bが中和された状態で存在する請求項3に記載の使用。
- nが1〜20の範囲の数である、請求項1〜3のいずれかに記載の使用。
- 共乳化剤としての請求項1〜5のいずれかに記載の化合物(I)および/または(II)の使用を含む、オレフィン系不飽和モノマーのエマルション重合によるポリマーの製造方法。
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