JP5160150B2 - エステル化物の製造方法及びセメント分散剤 - Google Patents
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Description
反応生成水を除去する方法には、脱水溶剤を用いる方法と用いない方法があり、この内、脱水溶剤を用いる方法については、相応に高品質のものが得られるという利点がある反面、用いた脱水溶剤を回収する必要がある。用いた脱水溶剤の回収により回収設備の設置も含めてそれだけエステル化物の製造コストが高くなり、またその性質上、作業者は好ましくない環境下での回収作業を強いられるという問題点がある。このため、脱水溶剤を用いることなく、アルキレンオキサイド付加物(メタ)アクリル酸エステルを製造する方法が提案されている(特許文献1)。しかしながら、脱水溶剤を使用しない場合は、アルキレンオキサイド付加物と(メタ)アクリル酸のエステル化反応中に副反応が起こりやすく、特許文献1の方法でも、エステル化反応中に副生成物の生成を抑制することは困難であり、重合物などの副生成物の混在のために、得られたエステル化物を単量体とする共重合体はセメント分散剤としての分散効果が不十分であった。また、脱水溶剤を使用しない場合は、エステル化物が着色し易いという問題点もあることから、そのままで帯電防止剤や反応性乳化剤として利用することは困難であった。
RO(AO)n−H (1)
式中、Rは炭素数1〜12の1価アルコールの残基、Aは炭素数2〜4のアルキレン基、nは1〜200の数を表す。
共重合体の重量平均分子量(Mw)は、分散性等の観点から、1000〜1000000が好ましく、さらに好ましくは3000〜500000、特に好ましくは5000〜100000である。また、分子量分布{重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)}は、1〜4が好ましく、さらに好ましくは1.5〜3、特に好ましくは2〜2.5である。重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(標準物質:ポリエチレングリコール)により測定される。
装置:Waters社製 GPCシステム[ポンプ;Model510]
カラム:TSKgel G3000PWXLと、TSKGel G50000PWXL7.8mlI.Dラ30cmとの直列に結合したカラム
カラム温度:40℃
展開溶媒:水/メタノール(容積比=70:30)+酢酸ナトリウム(0.5%)
流速: 1.0(ml/min)
検出器:waters410
標準物質:ポリエチレングリコール
温度計、攪拌機及びSUS製滴下ロートを備えたSUS製オートクレーブに、メタノール32部及び水酸化ナトリウム0.4部を仕込み、容器内を十分に窒素置換した後、密閉し、100℃に昇温した。エチレンオキシド132部を150℃以下で1時間かけて滴下ロートから滴下し反応させた後、180℃に昇温し、さらにエチレンオキシド880部を3時間かけて滴下ロートから滴下して反応させた。さらに180℃で1時間熟成した後、25℃に冷却した。温度計、攪拌機、生成水分離器、還流冷却管を備えたガラス製反応器に内容物を移し替え、ハイドロキノンモノメチルエーテル8部、次亜リン酸19部、硫酸6部、及びメタクリル酸860部を仕込み、攪拌下に、若干量の空気を供給しながら徐々に昇温すると共に減圧にし、エステル化反応により生成する水を40kPaの減圧度で反応系外に留去しつつ、120℃でエステル化反応を行なった。次いで、残存する過剰分のメタクリル酸を更に減圧度を上げて留去することにより、水酸基価0.5、弱酸価7.4、水酸基価から算出したエステル化率99%のメトキシポリエチレングリコール(付加モル数23モル)メタクリレートを得た。
温度計、攪拌機及びSUS製滴下ロートを備えたSUS製オートクレーブに、ラウリルアルコール186.3部及び水酸化カリウム1.6部を仕込み、容器内を十分に窒素置換した後、密閉し、180℃に昇温し、エチレンオキシド4400部を5時間かけて滴下ロートから滴下して反応させた。さらに180℃で1時間熟成した後、25℃に冷却した。温度計、攪拌機、生成水分離器、還流冷却管を備えたガラス製反応器に内容物を移し替え、ハイドロキノンモノメチルエーテル26部、次亜リン酸ナトリウム29部、硫酸54部、及びメタクリル酸1290部を仕込み、攪拌下に、若干量の空気を供給しながら徐々に昇温すると共に減圧にし、エステル化反応により生成する水を40kPaの減圧度で反応系外に留去しつつ、120℃でエステル化反応を行なった。次いで、残存する過剰分のメタクリル酸を更に減圧度を上げて留去することにより、水酸基価0.7、弱酸価5.6、水酸基価から算出したエステル化率99%のポリエチレングリコールラウリルエーテル(付加モル数100モル)のメタクリレートを得た。
温度計、攪拌機及びSUS製滴下ロートを備えたSUS製オートクレーブに、メタノール32部及び水酸化ナトリウム0.1部を仕込み、容器内を十分に窒素置換した後、密閉し、100℃に昇温した。エチレンオキシド132部を150℃以下で1時間かけて滴下ロートから滴下し反応させた後、180℃に昇温し、さらにエチレンオキシド132部を0.5時間かけて滴下ロートから滴下して反応させた。さらに180℃で1時間熟成した後、25℃に冷却した。温度計、攪拌機、生成水分離器、還流冷却管を備えたガラス製反応器に内容物を移し替え、ハイドロキノンモノメチルエーテル1部、次亜リン酸4.4部、硫酸1.0部、及びアクリル酸144部を仕込み、攪拌下に、若干量の空気を供給しながら徐々に昇温すると共に減圧にし、エステル化反応により生成する水を70kPaの減圧度で反応系外に留去しつつ、120℃でエステル化反応を行なった。次いで、残存する過剰分のアクリル酸を更に減圧度を上げて留去することにより、水酸基価0.3、弱酸価3.4、水酸基価から算出したエステル化率99%のメトキシポリエチレングリコール(付加モル数6モル)アクリレートを得た。
次亜リン酸を加えず、更にハイドロキノンモノメチルエーテルをp−ベンゾキノンに変えた以外は製造例1と同じ操を行い、エステル化反応を実施しようとしたところ昇温中で内容物が重合した。
次亜リン酸19部を95部にした以外は実施例1と同じ操を行い、水酸基価0.5、弱酸価5.8、水酸基価から算出したエステル化率99%のメトキシポリエチレングリコール(付加モル数23モル)メタクリレートを得た。
次亜リン酸ナトリウム29部を0.29部にした以外は実施例2と同じ操を行い、水酸基価1.2、弱酸価5.2、水酸基価から算出したエステル化率99%のポリエチレングリコールラウリルエーテル(付加モル数100モル)のメタクリレートを得た。
次亜リン酸4.4部を22部にした以外は実施例3と同じ操を行い、水酸基価0.5、弱酸価4.4、水酸基価から算出したエステル化率99%のメトキシポリエチレングリコール(付加モル数6モル)アクリレートを得た。
重合反応容器に、水600部を仕込み、攪拌しながら、反応容器内を窒素ガスで置換し、窒素雰囲気下で水の温度を80℃まで加熱した。次いで、実施例1で得た単量体556部(0.5モル部)、メタクリル酸43部(0.5モル部)、水60部及びメルカプトエタノール0.3部からなる単量体溶液を2時間かけて重合反応容器内に滴下した。この滴下開始と同時に過硫酸アンモニウム13部及び水180部からなる触媒水溶液を2.5時間かけて滴下した。触媒水溶液の滴下終了後、さらに80℃で1時間反応させて、重合溶液を得た。次いで、25℃に冷却した重合溶液に50%水酸化ナトリウム水溶液をpH7になるように添加して、共重合体(P1)の水溶液からなるセメント分散剤(1)を得た。(P1)の重量平均分子量(Mw)は30000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.8であった。
実施例1で得た単量体556部(0.50モル部)を実施例3で得た単量体175部(0.50モル部)に変更したこと以外は実施例4と同様にして、共重合体(P2)の水溶液からなるセメント分散剤(2)を得た。共重合体(P2)の重量平均分子量(Mw)は35000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.8であった。
実施例1で得た単量体556部(0.50モル部)を比較例2で得た単量体556部(0.50モル部)に変更したこと以外は実施例4と同様にして、共重合体(P3)の水溶液からなるセメント分散剤(3)を得た。共重合体(P3)の重量平均分子量(Mw)は30000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.8であった。
実施例3で得た単量体556部(0.50モル部)を比較例4で得た単量体175部(0.50モル部)に変更したこと以外は実施例5と同様にして、共重合体(P4)の水溶液からなるセメント分散剤(4)を得た。共重合体(P4)の重量平均分子量(Mw)は35000であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.8であった。
表2に示す配合で、JIS R5201−1997の10.4.3練混ぜ方法に準拠して、評価用モルタルを調製した。
JIS R5201−1997「11.フロー試験」に準拠して、フロー試験によりフロー値(mm)を得た。結果を表3に示す。なお、数値が大きい程、流動性が良好であることを意味する。
Claims (3)
- 一般式(1)で表されるアルキレンオキサイド付加物(a1)と(メタ)アクリル酸(a2)とを溶剤の非存在下で酸触媒の存在下にエステル化反応させるエステル化物の製造方法において、アルキレンオキサイド付加物(a1)と(メタ)アクリル酸(a2)の合計量に対し0.01〜0.8重量%のヒドロキノンモノメチルエーテル(b1)及び0.01〜3.0重量%の次亜リン酸(塩)(b2)をエステル化反応において用いることを特徴とするエステル化物(A)の製造方法で得られ、H 1 −NMRチャートにおいて、5.5〜6.5ppmのピークの面積に対する1.0〜1.5ppmのピークの面積の比率(α)が0.5以下であるエステル化物(A)、及び不飽和カルボン酸(塩)(B)を必須構成単量体としてなる共重合体からなるセメント分散剤。
RO(AO)n−H (1)
(式中、Rは炭素数1〜12の1価アルコールの残基、Aは炭素数2〜4のアルキレ
ン基、nは1〜200の数を表す。) - 105〜135℃の温度及び2kPa〜70kPaの圧力条件下で、エステル化反応
することを特徴とする請求項1記載のセメント分散剤。 - 次亜リン酸(塩)(b2)が次亜リン酸である請求項1又は2記載のセメント分散剤
。
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