JPH0220507A - 4―アセトキシスチレンの懸濁重合法および4―ヒドロキシスチレンポリマーへの加水分解法 - Google Patents
4―アセトキシスチレンの懸濁重合法および4―ヒドロキシスチレンポリマーへの加水分解法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
−ヒドロキシスチレンホモポリマーの製造法に関する。
ール)のホモポリマーおよびコポリマーは周知のポリマ
ーであり、たと丸ば金属組成物、ホトレジスト、エポキ
シ樹脂、およびエポキシ樹脂硬化剤の製造に使用された
。4−ヒドロキシスチレンのポリマーは4−ヒドロキン
スチレン自体を重合させることによって製造しうろ。然
しながら、4−ヒドロキシスチレンは不安定な化合物で
あり、自然に重合するのを防ぐために冷凍保存しなけれ
ばならない。冷凍下においてさえ、このモノマーは徐々
に重合して低分子量ポリマーになる。これに対して4−
ヒドロキシスチレンの酢酸エステルであろ4−アセトキ
シスチレンは安定であり、容易に均質重合および共重合
させて低分子量、中分子量および高分子量のポリマーと
することができる。重合後に、フェノールエステル基を
加水分月7して4−ヒドロキシスチレン・ポリマーとす
る乙とができる。
Chemistry、 23. 544−549 (
1958)の報文にはフェノールから4−ヒドロキシス
チレンを製造する5工程の方法が記載されている。フェ
ノールをまずアセチル化して4−ヒドロキシアセトフェ
ノンを製造し、次いでこれをアセチル化して4−アセト
キシアセトフェノンとする。この化合物を水素化して4
−7セトキシフエニルメチルカルピ、ノールとし次いで
これを脱水して4−アセトキシスチレンとする。この4
−アセトキシスチレンをKOHを使用して鹸化して4−
ヒドロキシスチレンを製造する。
(4−アセトキシスチレン)のエステル交換反応を行う
ことは米国特許第2.276、138号に記載されてい
る。アセテート基の約84%が交換反応によって除かれ
る。パラマンのJournalof the Chem
ical 5ociety、164.2617−262
4の報文には交差結合ポリ(4−ヒドロキシスチレン)
を、該ポリマーをアルカリ性水性ジオキサン中で2日間
還流させることによって、加水分解することが記載され
ている。米国特許第4.544.704号にはスチレン
とp−イソプロペニルフェニルアセテートとのコポリマ
ーを少量のベンジルトリメチルアンモニウムクロライド
を相転移剤として使用してメタノールおよびトルエン中
の水性NaOHにより加水分解することが記載されてい
る。
er 5cience、 12.2017−2025
(1974)にはスチレンとアセトキシスチレンとの
コポリマーをジオキサン中のヒドラジン水和物を使用し
て加水分解してビニルフェノールポリマーを製造するこ
とが記載されている。
8日出願)には4−アセトキシスチレンを塩基により加
水分解して4−ヒドロキシスチレンのポリマーとするこ
とが記載されている。
常は溶液として回収される。固体の形体でポリマーを得
ろためには、非溶媒による沈澱、塩の形体のポリマーの
酸性化、噴霧乾燥などのような手段によって溶媒から固
体ポリマーを回収しなければならない。このような方法
は時間がかかり、経費が嵩み、添加物および/またはエ
ネルギーを必要とする。
10月3日出@)には4−アセトキシスチレンモノマー
を水性懸濁液中で重合させ、次いでこのポリマーを加水
分解してポリ (4−ヒドロキシスチレン)とすること
が記載されている。これらのポリマーの溶液はときとし
て不溶性副生物を含み、この副生物は若干の用途におい
て問題を引き起こすことがある。
ドロキシスチレン・ポリマーの新規な製造法に関する。
)の水性懸濁液の製造法に関する。別の面において、本
発明は水性懸濁液のポリ(4−アセトキシスチレン)を
加水分解してポリ (4−ヒドロキシスチレン)を製造
する方法に関する。
時間の半減期をもら他方の触媒が100℃を越える温度
で1時間の半減期をもつ少なくとも2種のフリーラジカ
ル重合触媒およびポリアクリル酸の存在下に4−アセト
キシスチレンを水中に懸濁させる。重合は少な(とも2
段階で行い、第1段階は95℃以下であり第2段階は9
5℃を越える温度である。
てポリ (4−ヒドロキシスチレン)となし、このポリ
マーを水性懸濁液から粒状形体で回収する。
を水を基準にして約,000〜500,5〜2重量%好
ましくは約,000〜500,75〜15重量%の量の
懸濁助剤としてのポリアクリル酸は約so、 ooo〜
500゜000好ましくは約15,000〜500,0
00〜25,000〜500,000の分子量をもつ。
て約5〜約30重量%の量で水に加える。
は少なくとも2種のフリーラジカル重合触媒を使用して
行う。
ち、他方の触媒は100℃を越える温度で1時間の半減
期をもつ。
くは約85〜95℃において1時間の半減期をもつ。他
方の触媒は好ましくは約101〜140℃、最も好まし
くは約115〜125℃において1時間の半減期をもつ
。
量はモノマーの重量を基準にして約01〜10重量%、
好ましくは約05〜6重量%である。最も好ましくは、
低い方の1時間半減期温度をもつ触媒をモノマーを基準
にして約2〜6重量%の量で使用し、他方の触媒を約0
5〜2重量%の量で使用する。
なフリーラジカル重合触媒の例として、ベンゾイルパー
オキサイド、ジイソノナノイルパーオキサイド、デカノ
イルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、コハ
ク酸パーオキサイド、アセチルパーオキサイド、t−ア
ミルパーオキシ・ピバレート、t−ブチルパーオキシ・
ピバレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチ
ルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−アミルパー
オキシ−2−エチルヘキサノエート、t−プチルバーオ
キレー2−エチルヘキサ、フェート、し−ブチルパーオ
キシイソブチレート、t−ブチルパーオキシベンゾエー
ト、2゜2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニト
リル) 、2.2’−アゾビス(イソブチロニトリル)
、2.2’−アゾビス(メチルブチロニトリル)など
があげられる。特に好ましい触媒はベンゾイルパーオキ
サイドである。
有用なフリーラジカル重合触媒の例として、t−プチル
パーオキンマレイン酸、L−プチルハイドロパーオギサ
イド、n−ブチル−4,4−ビス(し−ブチルパーオキ
シ)バレレート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)
−3,3,5−1−リメチルシクロヘキサン、1,1
−レ(1−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1
−ジ(1−アミルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2
−ジ(を−ブチルパーオキシ)ブタン、2,2−ジ(1
−アミルパーオキシ)プロパン、t−ブチル(2−エチ
ルヘキシル)モノパーオキシカーボネート、t−アミル
(2−エチルヘキシル)モノパーオキシカーボネート、
t−ブチルパーオキシアセテ−1・、t−ブチルパーオ
キシベンゾニーh、1,1−アゾビス(シアノシクロヘ
キサン)などがあげられろ。特に好ましい触媒はt−ブ
チル(2−エチルヘキシル)モノパーオキシカーボネー
トおよびL−ブチルパーオキシベンゾエート[1−ブチ
ルパーベンゾエートとも呼ぶ〕である。
ての反応試剤を加えてモノマーの微細懸濁液を形成し、
次いでこれを2段階の温度において重合させろことによ
って行われろ。第1段階は約70〜95℃好ましくは8
0〜90℃の温度において、モノマーの少なくとも約5
0重量%好ましくは約70〜95%が重合してポリマー
になるに十分な時間行われろ。第2段階は95℃を越久
100℃までの温度すなわち大気圧での還流温度におい
て実質的にすべての、すなわち少な(とも99%のモノ
マーがポリマーに転化するに十分な時間行われろ。好ま
しくは第2段階は還流温度において行われる。
使用する特定の触媒、触媒の量、および反応を実施する
温度に応じて変化する。一般に、第1段階の反応は約1
〜3時間行われ、第2段階の反応は約1〜24時間行わ
れる。
スチレン)は遠心分離および/または濾過により水を除
くことによって粒状形体で回収することができる。洗浄
および乾燥後に、乙のポリマーば接着剤、エンジニアリ
ング樹脂、粉末被覆などのための変性剤として使用する
ことができろ。
に、生成ポリマーをアンモニアで加水分解して重合媒質
中に懸濁したままの状態でポリ (4−ヒドロキシスチ
レン)にすることができる。
景%から約30重量%までのアンモニア水溶液として使
用するのが好ましい。好ましくはアンモニア水溶液は約
25〜30重社%のアンモニアを含む。アンモニアはガ
ス状で使用することもできろ。ガス状アンモニアを使用
する場合、それは水性反応媒質液面下のスパーン(撒布
)として反応器に導入するのが好ましい。
使用する7ノモニアの量は、加水分解すべきアセトキン
基の各当量当たり少なくとも約2モルである。完全な加
水分解を望むならば、懸、蜀ポリマー中の4−アセI・
キシスチレンのモル当量当たり少なくとも2モルの窒素
塩基を加又ろ。完全な量以下の加水分解を望むならば、
より少Iの窒素塩基を使用するが依然として加水分解す
べき4−アセトキシスチレンの各当量当たり2当量を基
準にしてその址を決める。
られるまで約30〜95℃、好ましくは約60〜90℃
に加熱する。一般に所要時間は約2〜10時間である。
濁液中にとどまる。驚くべきことに、加水分解反応は粒
子表面においてのみならず粒子内部にも起ころ。加水分
解反応が完了したとき、デカンテーシヨン、濾過またば
遠心分離によって水を除(。洗浄および乾燥後にポリマ
ーは使用に供せられる。
も約6、000から約50,000〜500,000ま
での分子i(MW)をもつ。この範囲内の分子量は触媒
の選択、各段階で使用する触媒の量、鎖転移剤の使用に
より、および第1段階の重合反応の程度を調節すること
によって久られろ。
スチし・ン)の好ましい分子量範囲は約6.000〜3
,000〜500,000である。これらの分子量は、
100℃以下で1時間の半減期をもつ触媒を約3〜6重
量%使用することによって、および第1段階の反応を約
75〜95重量%のモノマーがポリマーに重合するに十
分な時間行うことによって、得ろことができろ。鎮転移
剤なと又はメルカプタンおよびアルコールを使用する乙
ともできろ。好ましい鎖転移剤はa−メチルスヂレンニ
景体である。
れらの実施例において部および%は他に特別の記載のな
い限り1最基準である。
リル酸(分子量19,000〜500,000)を加え
る。撹拌を始め、2017部の4アセトキシスチレン(
A S M) 、Q、 6!4のベンゾイルパーオキサ
イドおよび026部のt−ブチルパーベンゾエートから
成るモノマー/触媒溶液を加えろ。加熱して温度を85
℃に上昇させろ。温度を85℃に2時間保つ。次いで温
度を9分間にわたって100℃に上昇させ、100℃に
2時間保持する。
リ(4−アセトキシスチレン)を回収する。微粉砕ポリ
マーを洗浄および乾煙する。このポリマーはMw24.
400およびMn10、900の分子量をもつ。ガスク
ロマトグラフ分析はポリマ中08重量%のASM残渣を
示す。
リル酸(分子量19,000〜500, Goo)を加
えろ。攪拌を始め、068部のベンゾイルパーオキサイ
ドおよび022部のも一ブチル(2−エチルヘキシル)
モノパーオキシカーボネートのモノマー/M[溶液を加
えろ。加熱して温度を85℃に上昇させる。温度を85
℃に1時間保持し次いで40分間にわたって100℃に
上昇させる。100〜101℃での加熱を1時間25分
つづける。この反応時間の終わりに、ポリ (4−アセ
トキシスチレン)の微粉砕粒子の懸濁液を得ろ。このポ
リマーは23.000の分子量(Mw)をもつ。
ニアを加える。攪拌しながら加熱して温度を85℃に上
昇させる。
形状または寸法の変化は検出されない。加熱期間の終わ
りに、懸濁液を濾過して固体の微粉砕ポリマーを回収す
る。アンモニア臭が検出されなくなるまでポリマーを数
回水洗する。赤外分析によって測定して、このポリマー
は実質的に完全に加水分解したポリ(4−ヒドロキシス
チレン)である。テトラとドロフランに溶解したとき、
不溶解物のない透明溶液がえられる。
酸(分子m 19,000〜500,000)を加える
。攪拌を始め、9部のベンゾイルパーオキサイド、60
6部のα−メチルスチレン・二量体、152部のt−ブ
チルパーベンゾエートおよび3001部の4−アセトキ
シスチレンから成る溶液を加え、上記の水中に分散させ
る。加熱して温度を85℃に上昇させる。温度を84〜
88℃に2時間保つ。この加熱期間の終わりに、GC分
析は14.0%の七ツマ−が未重合で残っていたことを
示す。温度を100℃に上昇させ、この温度に185時
間保つ。GC分析は03%のモノマーが未重合で残って
いることを示す。このポリマーはGPCで分析して16
.200の分子:i(Mw)および7.900の分子量
(Mn)を示す。
に冷却し、264部の28%水性アンモニアを加える。
保つ。赤外分析はアセトキシ基の不完全な加水分解を示
す。追加の17.94部の水性アンモニアを加え、85
℃での加熱を約19時間つづける。更に水性アンモニア
3,000〜500,5部および14,000〜500
,65部を加え、84〜85℃での加熱を約5時間つづ
ける。この加熱期間の終わりに、赤外分析はアセトキシ
基からフェノール基への完全な加水分解を示す。この懸
濁液を濾過し、回収ポリマー粒子をアンモニア臭が検知
されなくなるまで水洗する。テトラヒドロフランにとか
すとき、残渣を含まない透明溶液がえられる。
部の4−アセトキシスチレン中の1.21部のベンゾイ
ルパーオキサイド、,000〜500,23部のt−プ
チルパーペンゾエートおよび1.01部のα−メチルス
チレン二量体から成る溶液を、250部の水中の2.5
部のポリアクリル酸(分子量19,000〜500,0
00)の溶液に加える。加熱を86℃で3時間行い、次
いで101℃で20時間行う。第1段階の反応後の残存
モノマー含量は64%であり、反応の終わりにおいて残
存モノマー含量は03%である。分子量は8.700(
Mw)および3.400(Mn)である。
トキシ基チしンモノマーの追加の懸濁重合を行う。触媒
の量、各段階の重合の温度と時間、残存する4−アセト
キシスチレンモノマー、およびポリマーの分子量を第1
表に示す。第1表に使用した略号の意味は次のとおりで
ある。
t−ブチルパーベンゾエートMSD・・・a−メチルス
チレン・二量体ASM ・・4−アセトキシスチレンモ
ノマIS・・・・第1段階 2S・・・・・第2段
階第1表 (TBEC)を第2段階(2S)の触媒として使用する
。触媒の量、条件、残存モノマー、および分子量を第2
表に示す。
ノマーの追加の懸濁重合を行う。これらの実施例におい
て、を−ブチル(2−エチルヘキシル)モノパーオキシ
カーボネート生成した4 アセトキシスチレン・ポリマーは前述のようにアンモニ
アを使用して4−ヒドロキシスチレン・ポリマに加水分
解することができる。
おり詳細に記述した。然しここて保護されろよう意図し
ている本発明は開示された特定の形体に限定されろもの
と解すべきてはない5.開示された特定の形体は本発明
を限定するのではなく例示として説明するためのものだ
からである。本発明の精神から逸脱することなしに変化
と変形が当業者によってなし得ることは明らかである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、次の(a)、(b)および(c)の諸工程から成る
ことを特徴とするポリ(4−アセトキシスチレン)水性
懸濁液の製造法:(a)一方の触媒が100℃以下の温
度で1時間の半減期をもち他方の触媒が100℃を越え
る温度で1時間の半減期をもつ少なくとも2種のフリー
ラジカル重合触媒およびポリアクリル酸の存在において
、4−アセトキシスチレンモノマーの水中懸濁液を製造
し; (b)モノマーからポリマーへの転化が少なくとも50
重量%になるまで上記の懸濁液を70〜95℃の温度に
おいて加熱し;そして (c)モノマーからポリマーへの転化が実質的に完了す
るまで上記の懸濁液を95℃を越える温度において加熱
する。 2、ポリアクリル酸が50,000〜500,000の
分子量をもち且つ水の重量を基準にして0.5〜2重量
%の量で存在する請求項1記載の方法。 3、ポリアクリル酸が150,000〜250,000
の分子量をもち且つ水の重量を基準にして0.75〜1
.5重量%の量で存在する請求項2記載の方法。 4、第1のフリーラジカル重合触媒が70〜100℃の
温度において1時間の半減期をもつ請求項1記載の方法
。 5、該触媒が85〜95℃の温度において1時間の半減
期をもつ請求項4記載の方法。 6、該触媒がベンゾイルパーオキサイドである請求項5
記載の方法。 7、他方のフリーラジカル重合触媒が101〜140℃
の温度において1時間の半減期をもつ請求項1記載の方
法。 8 該触媒が115〜125℃の温度において1時間の
半減期をもつ請求項7記載の方法。 9、該触媒がt−ブチル(2−エチルヘキシル)モノパ
ーオキシ・カーボネートである請求項8記載の方法。 10、該触媒がt−ブチルパーオキシ・ベンゾエートで
ある請求項8記載の方法。 11、それぞれのフリーラジカル重合触媒がモノマーの
重量を基準にして0.1〜10重量%の量で存在する請
求項1記載の方法。 12、それぞれの触媒の量が0.5〜6重量%である請
求項11記載の方法。 13、次の(a)〜(f)の諸工程から成ることを特徴
とする4−ヒドロキシスチレン・ポリマーの製造法: (a)一方の触媒が100℃以下の温度で1時間の半減
期をもち他方の触媒が100℃を越える温度で1時間の
半減期をもつ少なくとも2種のフリーラジカル重合触媒
およびポリアクリル酸の存在において、4−アセトキシ
スチレンモノマーの水中懸濁液を製造し; (b)モノマーからポリマーへの転化が少なくとも50
重量%になるまで上記の懸濁液を70〜95℃の温度に
おいて加熱し; (c)モノマーからポリマーへの転化が実質的に完了す
るまで上記の懸濁液を95℃を越える温度において加熱
し;(d)温度を95℃以下に低下させ; (e)生成ポリマーを加水分解させるべきアセトキシス
チレンの各当量に対して少なくとも2モルのアンモニア
の量でアンモニアと反応させ;そして (f)上記の水性懸濁液から微粉砕粒状形体で4−ヒド
ロキシスチレン・ポリマーを回収する。 14、ポリアクリル酸が50,000〜500,000
の分子量をもち且つ水の重量を基準にして0.5〜2重
量%の量で存在する請求項13記載の方法。 15、ポリアクリル酸が150,000〜250,00
0の分子量をもち且つ0.75〜1.5重量%の量で存
在する請求項14記載の方法。 16、第1のフリーラジカル重合触媒が70〜100℃
の温度において1時間の半減期をもつ請求項13記載の
方法。 17、該触媒が85〜95℃の温度において1時間の半
減期をもつ請求項16記載の方法。 18、該触媒がベンゾイルパーオキサイドである請求項
17記載の方法。 19、他方のフリーラジカル重合触媒が101〜140
℃の温度において1時間の半減期をもつ請求項13記載
の方法。 20、該触媒が115〜125℃の温度において1時間
の半減期をもつ請求項19記載の方法。 21、該触媒がt−ブチル(2−エチルヘキシル)モノ
パーオキシ・カーボネートである請求項20記載の方法
。 22、該触媒がt−ブチルパーオキシ・ベンゾエートで
ある請求項20記載の方法。 23、それぞれのフリーラジカル重合触媒がモノマーの
重量を基準にして0.1〜10重量%の量で存在する請
求項13記載の方法。 24、それぞれの触媒の量が0.5〜6重量%である請
求項23記載の方法。 25、工程(d)を30〜95℃の温度で行う請求項1
3記載の方法。 26、工程(d)を60〜90℃の温度で行う請求項2
5記載の方法。 27、アンモニアがガス状アンモニアである請求項13
記載の方法。 28、アンモニアが水酸化アンモニウムである請求項1
3記載の方法。
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1996
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Cited By (1)
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