JPS61227552A - 自己‐及びジオール反応性の架橋性モノマー類及びそれらから誘導されるポリマー - Google Patents

自己‐及びジオール反応性の架橋性モノマー類及びそれらから誘導されるポリマー

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JPS61227552A
JPS61227552A JP6467586A JP6467586A JPS61227552A JP S61227552 A JPS61227552 A JP S61227552A JP 6467586 A JP6467586 A JP 6467586A JP 6467586 A JP6467586 A JP 6467586A JP S61227552 A JPS61227552 A JP S61227552A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自己架橋又はヒドロキシ基含有架橋剤と反応
することができ、フリーラジカルの添加によってポリマ
ーに組み込むことができるオレフィン性不飽和モノマー
類に関する。
〔従来の技術とその問題点〕
エマルジョンやポリマー溶液は、接着剤、結合剤及び被
覆剤として広く用いらnていることは知らnている。あ
いにく、これらの多くのポリマー材料、特に主として酢
酸ビニル、エチレン、塩化ビニル、あるいはそれらの混
合物から調製されたものは、水や他の日常使用する溶剤
に対して、不充分な抵抗性を示す。特に、それラバ、パ
ークロロエチレン、メチルエチルケトン及びトルエンの
ような溶剤の存在下で、強度が実質的且つ許容し難いロ
スをきたす。更K。
こnらポリマー類の多くは、七nらが用いられる基質へ
の付着、例えば酢酸ビニル、エチレン又は塩化ビニル樹
脂のガラス、金属又はポリエステル上への付着性が不足
する。これらの不足は、特に比較的親水性の七ツマー類
に、付着促進性又は架橋性コモノマー及び/又は後添加
架橋剤を使用することによって緩和される。
最もうまくゆく架橋性物質は、断熱アミノプラスト、殊
にN−メチロールアクリルアミド及び尿素−ホルムアル
デヒド縮合物である。これらの物質は、値段が安く、水
性エマルジョンとの適合性に優れ、酸触媒の存在下で急
速に硬化シ、詞兄ばセルロース物質のヒドロキシ基と反
応する基質反応性のゆえに、実質的にうまくゆく。しか
し、これらの架橋剤物質は、(II硬化及びその後の使
用の間に僅かなホルムアルデヒドの放射があること、及
び(2)ある基質、例えば金属、ガラス及びポリエステ
ルに対する付着が不充分でるること、という2つの欠陥
がある。
第一の欠陥、特にホルムアルデヒドの潜在的発がん性と
刺激性が広く認められるようになったので、それを克服
又は最小にする多くの試みがなされた。
エマルジョン製品中のホルムアルデヒドのレベルを低減
する次めに、ブトキシメチルアクリルアミドのようなO
−アルキル化N−メチロールアクリルアミドの使用、あ
るいはN−メチロールアクリルアミドとアクリルアミド
の約等モル比の使用が紹介さnた。しかし、これらの物
質類は、全体としてホルムアルデヒドの存在を排除しな
かった。
アクリルアミド/グリオキシル酸縮合物及びそのエーテ
ルとエステル類が用いられた。これらの物質は、特に不
織セルロース基質上に酢酸ビニル−エチレンエマルジョ
ン、!: 共K M Jf4 f ルときうまくゆかな
い。アミド/グルタルアルデヒド縮金物、例えばアクリ
ルアミドとの縮合物t−14i[!う試みもなさnた。
しかし、試薬の組合せは、織物の架橋の適用がうまく進
行しない特徴のない複雑な、′昆合物を与えた。
アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリ
レート又はそれらの先駆物質のようなエポキシド官能性
コモノマーもまた用いられた。これらの化合物は、高い
コスト、官能化されたエマルジョンポリマーの制限さn
た棚安定性及びエポキシド物質と連合した毒性の問題t
もっている。
他の試みは、化学的エステル化(エステル架橋を与える
カルボン酸とアルコール)が行われたが、かかる処理は
、ゆつくp且つ費用のかかる高温硬化サイクルを必要と
する。N、N’−ジアルキル−4,5−ジヒドロキシイ
ミダゾールを含むホルムアルデヒドの存在しない尿素/
グリオキサル縮金物の後添加は、日本では織物処理に用
いられたが、かかる方式はホルムアルデヒド−含有類似
物よシ効率はよくない。
このように、ポリマーやコポリマーに結合した後、マイ
ルドな条件下で自己架橋及び/又は他のポリマーあるい
は基質の反応性基と架橋反応して、高い耐水性と耐溶剤
性及び良好な基質接着性を有するバインダー、接着剤及
び/又は被覆剤を与える官能性モノマーが必要である。
かかる製品は、またホルムアルデヒドフリーでなけnば
ならない。
〔問題点を解決するための手段〕
フリーラジカル付加ポリマーに導入され得るN−オレフ
ィン性置換シクリックへミアミダルとへミアミドケター
ル、及びN−オレフィン性置換ジアルキルアセタールと
ケタール類が提供されている。得られた重合される七ツ
マー類は、光分な酸触媒にあって、熱的に活性化されて
後自己架橋し、ろるいはそれらは、ポリマーの活性水素
含有コモノマー類及び/又はポリマーが適用さnる基質
上の基と反応することができる。
本発明のジアルキルアセタール及びケタールモノマー類
は、次の一般式Iで表わさnる。
(ここに、Rは窒素原子に電子を欠乏させる官能性を有
する重合性のC3〜C24のオレフィン性不飽和有機基
である。R1は水素又はC,#C,のアルキル基である
。あるいは窒素原子と一緒になったRとR1は、窒素原
子の電子を欠乏させる官能性を有するオレフィン性不飽
和5〜7員複素環である。R2とR3は水素、C1#C
4のアルキル又はアシル基、又はR2とR3は、ともに
C3〜C4のアルキレン基でるる。R1は水素又はCx
#C,のアルキル、アシル、エステル、アミドあるいは
酸基である。また、nは1〜10の整類で、nが1でな
いならば、Rが(メタ)アクリロイルのとき、R2とR
3はメチルであり、R1とR′は水素である。)酸性条
件下では、R1が水素で、R2とR3がアルキレン基を
s成しないモノマー類は、次の一般N−オレフィン系の
置換されたシフリックへミアミダール及びヘミアミドケ
タールを与える。
R”OR’ (ここに、RとR′は上記定義のとおりで、R2は水素
又Fl Cx ” C4のアルキルもしくは了り−ル基
であり、nは2〜5である。nが1又は2のとき、Rは
オレフィン性不飽和アミノカルボニル基ではない。) ジアルキルアセタールやシフリックへミアミダールに言
及するときは、ジアルキルケタールとシフリックへミア
ミドケタール類がそれぞれ含まれることが理解さnる。
N−オレフィン性置換シクリックへミアミダールとジア
ルキルアセタール及びケタールモノマーは、特に急激な
反応性並びにポリビニルアルコールのようなジオールと
効果的架橋性を示す。得られた架橋生成物は、優れた耐
溶剤性と耐水性、低エネルギー硬化及びコーティング剤
、バインダーあるいは接着剤としての適用に良好な接着
性を示す。何よりも、それらはホルムアルデヒドを含ま
ない。
本発明の2a[の化合物類は、酸触媒の存在下では、開
いた鎖状アルデヒドやケトン類と環状イミニウム(im
inium )イオンと平衡している。
その種のものは、(1j正規のアミノプラストとして2
当量のへミアミダールと反応、すなわち自己架橋し、(
2)アルコール、アミド、酸又はアミンのような活性水
素化合物と反応し、(3)アルデヒド及びケトンとして
ジオール、特に1,2−やR3−ジオールと反応して、
安定なアセタール及びケタールを与える。その分子の窒
素原子に対するアルデヒドの共有結合は、アルデヒドの
ロス、例えばホルムアルデヒドの放射を防止し、アセタ
ール形成による架橋を可能にする。
本発明のジアルキルアセタール及びケタールモノマー類
は、次の一般式■を有する。
(式中、Rは炭素原子3〜24個を有し、窒素原子を電
子不足にさせる機能を有するフリーラジカル重合性のエ
チレン的不飽和有機基であり、R1はH又はC,# C
4のアルキル基であり、R,!:R1は窒素原子といっ
しょにC2〜C4のアルキレン基を形成し、 R′は水素、  C1#C4のアルキル、アシル、エス
テル、アミド又は酸基であるが、好ましくは、水素又は
アルキル基、臀には水素である。また、nは1〜10の
数であるが、ただし、nが1でないならば、Rが(メタ
)アクリロイルのトキ、R2とR3はメチルで、R1と
R4Fi水素である。)有機基Rのオレフィン的不飽和
性は、それ自体又は適当に選ばnたコモノマーと共に、
フリーラジカル産金開始条件下でポリマー又はオリゴマ
ーを形成し得るものである。
窒素原子を電子不足にさせる機能を有する有機基Rにつ
いて以下に詳述するが、これらの例に限定されない。か
かる基は窒素原子から電子rlIk度を取り除き得るも
のである。
好ましいRは、式 %式%) (ここに、R’は重合し得るオレフィン性不飽和官能性
を有するC2〜cps の有機基である。)で表わされ
るオレフィン不飽和アシル基である。
オレフィン性不飽和有噸基Rを説明すれば、式: R’
−a(o)−、¥ K詳しくは、次の式:〔ここに、X
は水素又はC工〜C工。のアルキル、カルボキシル酸、
エステル、アミP基又はニトリルであり、 YFi、罰−1−cHIIO−1−NR’−1−〇HI
INR’−1−(co)−o−(cHg)a4R’ (
R’は水素又は01〜C4のアルキル基で、aは1〜4
である)、→(CO)−1−N(CO)−1分枝状又は
非分枝状c、−caのアルキレン基、好ましくはポリメ
チレン、あるいは置換された又は置換されてないアリレ
ン基、特にフェニレンである。
zVi水素、C1〜C4のアルキル、エステル、アミド
又はカルボキシル酸、ある鈴はノ10ゲンもしくはニト
リルで、 m FiO又け1である。〕 Rh1fc、ビニルスルホニル基を表わす。窒素原子を
電子不足にさせる機能をもつオレフィン性不飽和有機基
Rの他の例は、次の式をもったビニル置換メラミンであ
る。
ζ (ここに、R6は上記定義のとお9であり、Qは水素、
ヒドロキシ、ClNC4アルコキシ又はアルキルアミノ
あるいは を表わす。) 好ましくは、RはC5”’ 024のアルケニル基、例
iば、、tレイル、リルオイル及びリルノイル、特に、
アクリロイル、メタクリロイル、クロトニル、インクロ
トニル、シンナモイル等の如きα、β−不飽和の03〜
C10のアルケノイル基、殊にアクリロイル基を表わす
しかして、オレフィン性不飽和は、(メタ)アクリルア
ミP;マレアミン酸、マレアミン酸エステル、マレアミ
Pを含むマレアミP類;フマレート;フマラミン酸:フ
マルアミr;了11ル又はビニルカーバメート、ウレア
、オキザミド又はオキザミドエステル;ビニルペンツア
ミド、ビニル又はアリルエーテルの有機基〔R−1又は
R−N−)によって、モノマーに結合させることができ
る。
R1は好ましくはハロゲンであるが、メチル、エチル又
はブチルのようなClNC4のアルキル基であってもよ
い。水翼基は、nが2〜5、好ましくは3〜4、特にn
 = 3のとき、それぞれの環化ヘミアミダル類を形成
させ、酸触媒で内部環化させるので好ましい。
一般式■において、RとR1が窒素原子といっしょにな
って、α、β−不飽和を含む3〜6個の炭素結合又はα
−メチレン置換ラクタムを形成することができる。
R2とFt−Sは、水素、例えばメチル、エチル、イソ
プロピル及びブチルのようなC,# c、のアルキル基
、アセチルやプロピオニルのようなClNC4のアシル
基を表わすか、あるいはR2とR3は、いっしょになっ
て、エチレン、プロピレン又はブチレンのような02〜
C4のアルキレン基を表わしている。アルキル基は、好
ましくけ、特にメチル及びエチルである。
窒[=7セタール又はケタール官能基とを架橋する−(
Ofh )−基は、酸素及び窒素のような異種加子、例
えば−CI(、OCR,−、あるいは炭素鎖への他の置
換基、例えばアルキルやアリール置換基を含むこともで
きる。
アセタール及びケタール化合物が好ましいので R4は
、好ましくは水素又はメチル、エチルもしくはブチルの
ようなC1# C,のアルキル基である。選択される七
ツマー化合物は、R4が水素のジアルキルアセタール類
である。
本発明の七ツマー化合物類は、アミンを塩基の存在下に
、 RI壇化物と周知の付加反応をさせることにより、
次の一般反応式に従ってHOjを除去して調製すること
ができる。
(ここに、R,R1、R3、R3,R4及びnは前記の
とおりである。) 例えば、メチレンクロライドと水酸化ナトリウム水溶液
を含む二相反応が用いられる。各R基をそれぞれの窒素
原子に結合するのく用いられる多くの酸塩化物は、単に
次のように説明される。。
〜へ。人。7、仏。7、ハ。人。□ これらは、容易に利用できる物質類であり、よく知られ
た製造法によって、容易に合成することができる。
七ツマー化合物を製造する他の反応は、アミノアセター
ル化合物を不活性溶剤中で、マレイン酸無水物に付加す
ることである。その反応は、次のように説明される。
本発明のアセタールとケタールモノマー類への更に他の
ルートは、適切なオレフィン性不飽和カルボキシル酸を
、 Boot2又はカルポジイミrのような脱水剤を用
いて、アミノアセタール又はケタールと反応させること
を含んでいる。
酸とアミンの直接反応もまた知られているが、実質的に
よシ高い温度が要求される。
アルキルアミンとアルキルアクリレートからアクリルア
ミrを得る反応において、しばしば観察されるアミンの
重轄合へのより早いミカエル(Michaθ1)付加反
応は、ミカエル付加とアミドの形成が得られる。しかし
、より高い温度では、前者の反応は可逆的であり、N−
アルキルアクリルアミドの純形成が得られる。きカエル
反応はまた、アルコール−又はアルキルアミン−アクリ
レートアダクツを可逆的に予備形成させることによって
抑制される。
オレフィン性不飽和アミドを適切なアミノアセタール又
はケタール塩で高められた温度下にアミノ基転移を行う
ことは他の提案された予備ルートである。第−及び第二
アミン、アセチレン及び二酸化炭素からのアクリルアミ
ドの直接合成は知られており、有用であることを確かめ
ることができる。ビニルハライPをアミンと二酸化炭素
で/々ラジウム触媒によるアミド化してアクリルアミド
をつくることも知られている。
アミノアセタール又はケタールは、標準的有機化学合成
手法によって容易に調製できる。例えば; は、アルコール中でアクリロニトリルのハイドロホルミ
ル化によシ容易に得られ、水素化してに形成される。
選択的に、アクロレイン又はメチルビニルケトンは、ア
ルコール中で、HOj次にシアン化ナトリウムで処理さ
れ、生成物は水素化される。
R1が水素であるジアルキルアセタール又ハケタールモ
ノマーは、酸触媒反応によって、一般式■で表わされる
本発明のへミアミダール又はヘミアミドケタールに環化
される。反応媒体は、アセトンやメチルエチルケトンの
ようなケトン、アルコール、メチレンクロライド及びテ
トラヒドロフランを含む代表的有機溶剤である。反応媒
体は、0〜100%の量の水を含んでいてもよい。環化
反応を行うのに好適な酸触媒は、しゆう酸、p−トルエ
ンスルホン酸、強酸型イオン交換樹脂及び鉱酸、例えば
HQI及びa、SO,を包含する。
本発明のジアルキルアセタール又はケタールモノマー化
合物類の代表的なものは次のとおりである。
アクリルアミドブチルアルデヒドジエチルアセタール(
ABDA ) アクリルアミドブチルアルデヒドジエチルアセタール(
ABDA −Me ) アクリルアミドブチルアルデヒドジエチルアセタール アクリルアミドブチルアルデヒrジインプロピルアセタ
ール アクリルアミドブチルアルデヒドジブチルアセタール アクリルアミPブチルアルデヒPメチルエチルアセター
ル アクリルアミドブチルアルデヒドジアセチルアセタール アクリルアミP/!!ンタナルジェチルアセタール(A
PI)A ) アクリルアミPペンタナルジメチルアセタール アクリルアミドペンタナルジプロピル又はジイソプロピ
ルアセタール アクリルアミrヘキサナルジメチルアセタール アクリルアミドヘプタナルジエチルアセタール アクリルアミPヘキサナルジプロピルアセタール アクリルアミドヘプタナルジエチルアセタール アクリルアミドヘプタナルジエチルアセタール アクリルアミドヘプタナルジプロピルアセタール クロトンアミドブチルアルデヒドジエチルアセタール クロトンアミドブチルアルデヒドジエチルアセタール(
C!BDA ) クロトンアミrブチルアルデヒドリイソプロビルアセタ
ール メタクリルアミドブチルアルデヒドジエチルアセタール メタクリルアミrブチル了ルデヒP:)メチルアセター
ル メタクリルアミrブチルアルデヒドジイソプロビルアセ
タール (メタ)アクリルアミPゾロピオンアルデヒPジメチル
アセタール (メタ)アクリルアミドプロピオンアルデヒドジエチル
アセタール ジェトキシブチルマレアミノ酸(DBMA )ジェトキ
シブチルマレアミン酸メチル、エチル又はイソプロビル
エステル シンナマミドブチルアルデヒドジエチルアセタール(D
EBC) 0−アリル−N−(ジメトキシブチル)カーノセ メ 
− )(ADBO) 0−アリル−N−(ジメトキシペンチル)カーバメート 0−ビニル−N−(:、ffエトキシブチル)カーバメ
ート(DEVC) 0−ビニに−N−(ジメトキシペンチル)カーバメート N−ビニル−N’−(uアルコキシエチル)ウレア又は
チオウレア N−ビニル−N’−(uアルコキシブチル)ウレア又は
チオウレア N−アリル−N/  (ジアルコキシエチル)ウレア(
ADFXEU )又はチオウレアN−アリル−N’−シ
アルコキシブチルウレア又はチオウレア N−(ジェトキシブチル)  y/  (メタ)アクリ
ロキシエチルウレア(DBKMU )N−(リアルコキ
シプロピル)−N’−(メタ)アクリロキシエチルウレ
ア N−(ジェトキシエチル)−N′−(メタ)アクリロキ
シエチルウレア(IEMU )又はチオウレア N−アリル−O−ジアルコキシエチルカーノメート N−ビニル−〇−−uアルコキシエチルカーバメート N−(ジェトキシブチル)ビニルスルホンアミ  ド− N−(ジェトキシブチル)ビニルホスホルアミ  ド N−(ジェトキシブチル)ビニルベンゼンスルホンアミ
ド N−(ジェトキシブチル)ビニルアニリンIJ−(ジェ
トキシブチル)ビニルベンゼンアミ  ン 0− (2,2−ジアルコキシ)プロピル−N−(メタ
)アクリロキシエチルカーバメート1−(メタ)アクリ
ルアミPヘキサンー5−オンジアルキルケタール 1−(メタ)アクリルアミド−4,4−ジエチルヘキサ
ン−5オンジアルキルケタール2.2−ジメチル−5−
(メタ)アクリルアミ)*dンタナルジアルキルアセタ
ール 水素原子が窒(lσ子に暗合される上記先駆物質、換言
すれば、一般式■におけるR1が水素を表わす環式へミ
アミダールについて例示すれば、次の化合物類である。
N−アクリロイル−2−エトキシピロリジン(AKP 
) N−7クリロイルー2−メトキシピロリジン(AMP 
) N−(メタ)アクリロイル−2−ヒドロキシピロリジン
(AHP ) 2−N−(メタ)アクリロイルぎロリジンアセテート N−(メタ)アクリロイル−2−アルコキシピペリジン N−(メタ)アクリロイル−2−ヒドロキシピペリジン N−(メタ)アクリロイル−3−アルコキシモルホリン N −(71Jロキシカルボニル)−2−アルコキシピ
ペリジン N−(アリロキシカルボニル)−2−アルコキシピロリ
ジン N−ビニロキシカルボニル−2−アルコキシピロリジン N−ビニロキシカルボニル−2−アルコキシピペリジン 1−アリル−5−アルコキシ−2−イミダゾリ トン 1−アリル−5−アルコキシ−2−イミダゾリジンニチ
オン 1−(メタ)アクリロキシエチル−5−アルコキシ−2
−イミダゾリーン N(N’−(メタ)アクリロキシエチルコアミノカルボ
ニル−2−アルコキシピロリジン1−了りルー6−ニト
キシー(4−メチル)へキサヒドロピリミゾイン−2−
オン(AEMHP)N−(メタ)アクリロイル−2−ア
ルコギシ/q−ヒPロアゼピン N−(メタ)アクリロイル−2−アルコキシアゼチジン N−クロトニル−2−アルコキシピロリジンN−シンナ
モイル−2−アルコキシピロリジン N−ビニルスルホン−2−アルコキシぎロリジン N−アリルスルホン−2−アルコキシピロリジン N−ビニルホスホノ−2−アルコキシピロリジン アルキルN−(ブタ−2−エン−1−オンー3−カルボ
キシレート−1−イル)−2−アルコキシピロリジン N −71Jルー4−アルコキシオキサゾリジン−2−
オン N−ビニルベンゼンスルホノ−2−アルコキシピロリジ
ン N−(ビニルフェニル)−2−アルコキシピロリジン N−(ビニルベンジル)−2−アルコキシピロリジン N−(メタ)アクリロキシエチル−5−アルコキシ−5
−メチル−2−イミダゾリPンN−(メタ)アクリロキ
シエチル−4−アルコキシ−4−メチルオキサゾリジン N−(メタ)アクリロイル−2−アルコキシ−2−メチ
ルeロリジン N−(メタ)アクリロイル−2−ヒドロキシ−2,3,
3−)リメチルピベリジン アルキルーN−アリル−5−アルコキシピロリドン−5
−カルポニレート N−(3−(アルコキシカルボニル)アクリo イル)
 −2−フルコキシピロリシン本発明のジアルキルアセ
タール並びにケタール化合物及び環状へミ了ミダールと
ヘミアミPケタール化合物は、オレフィン不飽和性であ
り、単独重合あるいは、池の共重合し得るモノマー0〜
99重量係の範囲量で共重合することができる。コポリ
マーは、本発明のアセタール、ケタール及び/又はアク
リル系へミアミダルあるいはへオアミドケタールモノマ
ー類を不織布バインダー中に、約0.5〜10重11憾
、@に約1〜3重量優含有することが好ましい。
好適な共重合性上ツマー類は、モノオレフィン性及びポ
リオレフィン性不飽和モノマーを包含する。そのような
モノマー類には、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン
酸並びにインクロトン酸のようなアルカノイックアシド
及びそれらとメタノール、エタノール、プロパツール、
ブタノール並ヒに2−エチルヘキシルアルコールのよう
な01〜Ceのアルコールトノエステル;マレイン酸、
フマール酸兼びにイタコン酸のようなα、β−不飽和性
04〜CIOアルケネデイオイツクアシド及びそれらの
同様なax ” C151のアルカノールとのモノエス
テル及びジエステル類;塩化ビニルや弗化ビニルのよう
なビニルハライド類;塩化ビニリデンのようなピニリデ
ンノ)ライド類;エチレン、プロピレン並びにブタジェ
ンのようなアルケン類;スチレン、ビニルトルエン及び
他の置換スチレン類;及び窒素含有モノオレフィン性不
飽和七ツマ−類、特にニトリル類、アミr類、N−メチ
ロールアミP類、低級アルカノイック酸のN−メチロー
ルアミドのエステル類、N−メチロールアミPの低級ア
ルキルエーテル類及びアリルカーバメート類、例えばア
クリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、
N−メチロールアクリルアミr。
N−メチロールメタクリルアミド、N−メチロールアリ
ルカーノ考メート及びN−メチロール低li&−yルキ
ルエーテル類とN−メチロールアクリルアミドのN−メ
チロール低級アルカノイックアシドエステル類、N−メ
チロールメタクリルアミr及びN−メチロールアリルカ
ーノセメート:ぎ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウ
リン酸ビニル及び特に酢酸ビニルのようなC1〜C11
1のアルカノイックアシドのビニルエステル類;メチル
ビニルエーテル及びインブチルビニルエーテルのような
ビニルエーテル類;及びN−ビニルピロリrン、N−ビ
ニルアセトアミド並びにN−ビニルホルムアミPのよう
なビニルアミP類が含まれる。
シフリックへミアミダル並びにヘミアミドケタールモノ
マー類及びリアルギルアセタール並びにケタールモノマ
ー類は、当該技術分野でよく知られた溶液重合又は水性
エマルジョン重合技術により、単独重合、お互いの共重
合又は上°記の共重合し得ろモノマー類の少なくとも一
種と共重合させることができる。そのような重合技術は
、ポリマーシンセシス、Vow T及び■〔日、 R,
8andlerとW、 Karo ; Academi
c出版、ニューヨーク アンドロンドン(1974) 
)及ヒfし7JlレーテイプメンPオプポリマーケミス
トリー、第二エディジョン(W、 R,5orenso
nとT。
W、 Oampbell共著;工nterscienc
e出版社(JohnWiley and 5ons )
、二z−ヨーク(1968):l)ような化学書に記載
されている。溶液重合に好適な溶剤は、トルエン、イソ
プロ/Qノール、エタノール、メタノール、ベンゼン、
アセトン、エチルアセテート、アセトニトリル、ジメチ
ルホルマミド、メチルエチルケトン及び水を包含する。
重合処方における七ツマー類は、重合反応媒体中に、一
度にすべてを、あるいは計りながら間欠的又は連続的に
、好ましくは均一に加えることができる。それらの添加
割合や組合せけ、各種七ツマー類のそれぞれの重合反応
性が利用される。
触媒的に有効な量の各種のフリーラジカル形成剤が、七
ツマー類の重合を行うのに用いられる。それらは、例え
ば過酢酸、ベンゾイル、e=ニオキシド/々−サルフェ
ート塩のような/e−オキシド化合物及びアゾ化合物類
である。還元剤及び酸化剤を用いる組合せタイプの系、
すなわちレドックス系も使用できる。好適な還元剤又は
活性化剤は、ビサルファイト類、スルホキシレート類、
あるいはアスコルビン酸、工IJ フルビン酸のような
還元性を有する他の化合物類及び他の還元性糖類を包含
する。酸化剤は、過酸化水素、t−ブチルヒドロパ−オ
キシド等の如き有機/Q−オキシr@、アンモニウム−
又ハカリウム/′!−サルフェート等の如き/q−サル
フェート類を包含する。用いられる特定のしrツクス系
は、過酸化水素と亜鉛ホルムアルデヒPスルホキシレー
ト;t−ブチルヒドロパーオキシドとエリツルピックア
シド;過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウ
ム又はt−プチルヒドロノq−オキシドとナトリウムメ
タビサルファイト、ナトリウムピサルファイト、フェラ
スサルフェート、ジンクホルムアルデヒドスルホキシレ
ート、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート又
はナトリウムアセトンピサルファイトとの組合せが含ま
れる。この技術分野でよく知られた他のフリーラジカル
形成剤もまた、モノマーの重合に使用できる。
酸化剤は、一般に富含系に導入されるモノマー類の0.
01〜1重量俤、好ましくは0.05〜0.5重量係で
ある。還元剤は、通常、必要な当価量を適当な溶剤に溶
かして加えられる。更に水性エマルジョン重合技術に関
して、よく知られた乳化剤が用いられる。かかる乳化剤
は、ナトリウムラウリルサルフェート、ナトリウムスル
ホサクシネートエステル並びにアミP、スルホン化アル
キルベンゼン、アルキルフェノキシ4 +)エトキシエ
タノール及び他のポリオキシエチレン縮合物類を包含す
る。
乳化剤の合計量の有用な濃度範囲は、固形含量に無関係
に、エマルジョンの水相に基づいて0.5係以下ないし
5優である。
水性エマルジョン反応媒体の田を保持することが必要な
場合には、代表的緩衝剤系が用いられる。
界面活性剤に代えて又はそれに加えて1.t? リビニ
ルアルコールのような保護コロイrやヒドロキシエチル
セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメ
チルセルロース等のようなセルロース類が乳化剤又は安
定剤として用いられる。
本発明のシフリックへミアミダル類及びジアルキルアセ
タール並びにケタールモノマー類は、更に一般的場合で
あって、通常のアミド/アルデヒrアダクツは特定の例
である。従来技術に関して、アクリルアミPとホルムア
ルデヒPの縮合物であるN−メチロールアクリルアミr
(MA )を含むコd リマーは、(1)酸性触媒の存
在下で、メチロール又はメチレンカプリングを経て効果
的に架橋し、(2)例えばセルロースのような活性水素
を含有する基質とよく反応し、(3)低コストである。
しかし、ホルムアルデヒドは、NMAのアミド基に全く
弱く績合し、初期中FM、PJIJも硬化生成物も、発
がん性物質としての疑いのあるホルムアルデヒドを僅か
ではあるが、測定し得るレベルで発数させる。他のアル
デヒド又(第35頁) はケトンに置きかえると、通常、この問題はよシひどく
なる。それはそれらの出発物質に対する平衡の変化がホ
ルムアルデヒド含有系よシ大きいからである。
本発明の化合物類は、分子の窒素(アミP)Kアルデヒ
ド又はケトンを二価の鎖を介して付けることによシ、こ
の問題を回避する。特K。
この鎖が、窒素原子と共に5又は6員環を形成する適当
な長さのものであるときは、平衡は、環化物質の方に強
く傾く。好適な平衡で、あるいはそれなしでも、アルデ
ヒドは、溶液又は大気中に失せることはない。この概念
の実際の例を次に示す。
0                  OMA ことで、アルデヒドはジアルキルアセタールとして保護
される。実験のととろく記載されたデータやいくつかの
モデル実験によって示されるように、これらの化合物は
、酸触媒下に相互転換し、ポリマー及び他の適用におい
て1通常、交替可能に用いられる。
初めの進行では、環化した形は、同じ自己架橋及びNM
Aで観察されるように活性水素含有化合物とのカプリン
グを受けている。NMAやアミノプラストの他のアルデ
ヒドと違って、ジアルキルでブロックされたアルデヒド
やケトンモノマー及びシフリックへミアミダールとへミ
アミドケタール型はまた、エチレングリコール、1.2
−及び1.3−プロピレングリコール、1.2−及び1
.3−ブチレングリコール、2.4−−(ンタンジオー
ル等の如き1,2−及び1,3−ジオール類と効果的に
反応する共有結合でブロックされたアルデヒP又はケト
ンを含有し、30〜100係加水分解したポリビニルア
ルコール又は例えハメチルセルロース、ヒドロキシメチ
ルセルロース、ヒFl erキシプロピルセルロース等
のようなセルロースやセルロース誘導体との反応に特に
有用な特性、あるいは金属酸化物及び他の表面に対する
接着性を有する。
ジアルキルアセタール/ケタールモノマーやシフリック
へミアミダル/ヘミアミ「ケタールモノマーと例えば1
.2−並びに1.3−ジオール、ポリビニルアルコール
、セルロース及ヒ金属オキサイド表面との反応は、塩酸
のような鉱酸やしゆう酸のような有機酸、あるいは塩化
アンモニウムのような、アセタールやケタールの形成や
反応の技術分骨でよく知られている酸性物質を用いて接
触的に促進される。
標準的アミノプラストより低いエネルギーの硬化を達成
することについてのこれら化合物の効果は、この時点で
は、完全には理解されない。
これらの物質の反応性は、単にシクロヘミアミダールか
ら架橋した又は基質に結合した生成物への反応における
中間体のN−アシリニウムイオンが、アミノシラストに
基づくホルムアルデヒトで形成される置換されてないア
クリニウム種に対して相対的に安定化されるという事実
によるのかも知れない。1,2−又は1,3−ジオール
の存在下では、シフリックアセタールの熱力学的に好ま
しい環状アセタール類は、硬化促進メカニズムを提供す
るであろう。
ホルムアルデヒド遊離についてのこの問題を解くための
最も最近の試みは、アルデヒドが、例えばアミノプラス
ト分子のアミド部分の窒素原子に二価の連鎖を経て結合
しているアミノシラストを用いていない。本発明の七ツ
マ−に存在するこの差異は、いくつかの有利な結果をも
たらしている; (a)  アルデヒPは、分子のアミド部分から放散す
ることがなく、エレクトロンが不足したアルデヒドや従
来の技術に用いられたホルムアルデヒドで観察されるよ
うな毒性ないし珊戟性飛轍フリーラジカル禁止、又は変
色を生じない。
(b)  結合された又はブロックされたアルデヒr官
能基の存在は、1.2−及び1.3−ジオール類と効果
的に反応して、特に熱力学的に安定なアセタールを形成
させ、付加的架橋方式は、従来技術の系には利用されて
いない。
(Q)  置換へミアミダールの使用は、f1g種のも
のとで観察されるよりも、しばしば一層速かに反応する
本発明の目的のための1,2−及び1.3−ジオールと
機能的に等価のものは、1.2−と1.3−アミンアル
コール及びジアミンである。
更に、環状へミアミダールからHOR2を除去したエナ
ミド(enamides )をつくる能力は、クロスリ
ンキングに重要であることが判明している。
本発明のジアルキルアセタール/ケタールと環化ヘミア
ミダール/ヘミアミrケタールモノマー及びそれらから
誘導されるポリマーは、ペイント及び他のコーティング
剤における架橋剤及び接着促進剤として、またガラス、
木材、紙、金属、セラミックス及びその他の基質への接
着剤として好適であシ;不織布製品、医療/外科用品、
おむつカバー材料、ハンカチ、タオル、衣服、カーペッ
ト、織物、ろ過製品及び備え付は家具のためのホルムア
ルデヒドフリーのバインダーとして好適である。それら
はまた、標準的了ミノプラスト及びフェノプラストと用
いるトキ、ホルムアルデヒドを低減し、及び/又は接着
や他の実用ファクターを改善するための共用剤としても
有用である。
本発明のジアルキルアセタール/ケタールモノマ一層び
環式へミ了ミダール/ヘミアミPケタールモノマー類か
ら得られる?リマーは、一般に、#1ぐした状螺の繊維
塊をコポリマーのaインダーエマルリヨンで含浸させ、
次いでその塊を徐々に加熱、乾燥させることを含む、そ
の技術分野で知られたいろいろな方法によって、不織布
製品や織物の調製のバインダー組成物として有用である
。このゆるやかな加熱はまた、通常、架橋した共重合体
を形成することによって、バインダーを硬化させるのに
有用である。
ソノバインダーが用いられるまでは、もちろん、架橋性
モノマーが適当な触媒と共に混合される。
例えば、塩酸のような鉱酸類、p−)ルエンスルホン酸
のような有機酸類又はアンモニウムクロライドのような
酸性塩の如き酸触媒が好適に用いられることは、技術的
に知られている。触媒の量は、一般に、全樹脂の約0.
5〜24である。本発明の七ツマー類を用いて調製され
る/セインダーポリマーに関して、塩化アンモニウム、
酢噛アンモニウム及びメチルアンモニウムクロライドの
ような単純なアミン酸塩類が、驚くべきととく、好まし
い架橋用触媒であることが見出された。
出発物質である繊維の層や塊は、繊維をウェブや鳴状に
配青あるいは配列する通常の技術のいずれかKよって形
成させることができる。これらのテクニックは、カーデ
ィング、ザーネツテイング、エアーレイイング等を包含
する。これらの技術の−又はそれ以上で形成された個々
のウェブや薄層は、また積層して、ファブリックへの変
換のための厚い層も提供できる。代表的には、繊維は、
通常の整頓では、繊維の主要面で種々雑多な方向に伸び
、[■合い、交差し、そしてお互に援助し合って、開い
た多孔構造を形成している。
「セルロース」ファイバー(繊維)に言及するとき、こ
れらのファイ/モーは、主としてC!aH100゜の基
群を意味する。かくして、はじめの層に用いられるファ
イバーの例は、木材、Qルプ、羊毛及び麻の如き天然セ
ルロース04及びナイロン及び再生繊維の如き合成セル
ロース4mである。
#!維の出発層は、それが天然又は合成あるいはそれら
の組合せであるにせよ、少なくと4501のセルロース
繊維を含んでいるのが普通である。
出発層中のf#を惟は、羊毛、ジュートのような天然繊
維、セルロースアセテートのような人工繊維、セルロー
スアセテート、ポリビニルアルコール、ポリアミド類、
ナイロン、ポリエステル、アクリル系、ポリオレフィン
類、すなわちポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレ
タン等のような合成繊維類を単独で、あるいは相互に組
合わせて含むことが多い。
繊維出発層は、自己支持性のウェブをつくるために、個
々の繊維を固定する結合操作の各種方法の少なくとも一
つが適用される。いくつかの一層よい周知の結合方法は
、すべてウェブにバインダーを含浸するか、ウェブにバ
インダーを間欠的もしくけ連続的な直線状か曲線状ある
いは面状のプリントを施すことであり、プリントにおい
ては、それらは一般にウェブを横断状又は対角線状に横
切って、更に望むならばウェブ(沿ってプリントされる
繊維出発ウェブに適用されるrライペースで計算される
ノセインI−の量は、自己支持性ウェブを形成するため
に、繊維を一体IC哨合干るのに少なくとも充分な量で
ちり、好適には、出発ウェブの約3〜100重量手ある
いはそれ以上、好ましくは約10〜50tt憾の範囲で
ある。含浸されたウェブは、それから乾燥され硬化され
る。
このように、そのファブリックは、好適には、エアオー
ブンあるいはそのような窯を通過させて乾燥させ、次い
で硬化用オーブンに通される。
最適の架橋を達成するための代表的製作条件は、150
〜2oo F (66〜93℃)で4〜6分間乾燥し、
次いで300〜310 F (149〜154℃)で3
〜5分あるいはそれ以上のような充分な時間と温度であ
る。しかし、他の時間一温度の関係は、高温で短時間と
か低温で長時間が用いられるという技術的によく知られ
た方法が採用できる。
本発明の七ツマー類atた、アルデヒド/シフリックへ
ミアミダル部がまず反応し、あとで二重結合がフリーラ
ジカル又は親核攻9 (nuc−1eophilic 
attack )によって反応すコーティング組成物の
反応性希釈剤としても有用である。
更に、その化合物は、ポリビニルアルコール、セルロー
スml材、紙、レイヨン、I’l)、スターチ又は糖を
、1.2−文け1,3−ジオールで環状アセタールに形
成させることにより変性あるいは機能化させるのに有用
であろう。
〔実施例〕
次の実施例は、本発明を説明するためのもので、それら
の範囲に限定しようとするものではない。
実施例1 アクリルアミPブチルアルデヒドジエチルアセタール(
ABDA )の合成 温度計と効率的メカニカルかきまぜ器を備えた3!Iフ
ラスコに、4−アミノプチルアルデヒY’)Lfk7セ
タール(AmBDA、75f、1.09モル、Aldr
ich Chemica1社製)を入れ、CH2C12
955mJと14NのNaOH水溶液水溶液160二/
混合物を混和し、た。これを水浴で15℃まで冷却し丸
アクリロイルクロライド(98,3f、1.09モル、
Aldrich )を、(資)℃より低い反応温度に保
つのに充分な遅い速度で注加用ロートを用いて加えた。
アクリロイルクロライrの添加が完了したとき、毛細管
c(lpcによる反応調査では、AmBDAは実質的完
全に消失していた。その後、かきまぜを約1時間続けた
。沈でん塩を溶解するために水を加えて、けつきシ層分
離させ、有機層を飽和ブラインで洗浄した。そのプライ
ンを水層と一緒にし、CH,CI2で逆抽出した。これ
を合体した有機層を飽和したNaHPO4水溶液で中和
し、無水MgCbで乾燥し、ロータリー蒸発器で40℃
で濃縮17て、純度99優のABDA (gapeより
)を87憾の収率で得た。生成物はクーゲルロール(k
uIZelrohr )蒸留(0,2トルで120〜1
25℃)によって、高分子量副生物を分離することがで
きるが、これは可成の収率のロスを生じ、一部N−7り
lJクロル−5−エトキシピロリジン(ARP )及び
関連物質に異性化する。この操作の間、ポット温度#″
t60℃を超えてはならない。
収率の低下は、Ha@CO5のような環基性試薬、及び
メチレンプルのようなラジカル抑制剤を蒸留容器に加え
ることによって最小となる。
工R(フィルム) : 3260.1655.1630
.1540y−”1HNMR(CD0Js ) :δ6
.25 (di、 1 、 、T= 16.8. 、T
=2.0&、ビニル)、6.13 (v br、1.N
H)、6.10 (ad。
1、、T=16.8.J=9.6Hz、ビニル)、5.
60 (tl、 1 、 、T=9.6.I=2.0H
z、ビニル)、4.48 (br t、 1. 、T 
〜4.6111z、CH)、3.75〜3.4 (m、
 4. DCHa )、3.32(’brqT 2 +
 J 〜6− I H1+ N0% )、1.65 (
m、 4. C’H1lCH2)、及び1.20 (t
、 6. J=6.9 H2,C!H3)。ビニル領域
は、希釈又は他の溶剤で変る。
ONMR;δ125.65 (t)、131.38 (
d)、165.93 (8)、39.36 (t)、2
4.65 (t)、31.32 (t)、102.78
 (a)、61.43 (t、 2C’)、 15.3
7 (t、 2 C! ’)。MEI : m/e47
、関、70.75.103.123.124.169.
170.186.214 (C工:M=215) Cxx&aNO!sの分析計算値: C!、 61.3
7 ; H,9,83; N。
6.51゜実測値二C,61,24; H,9,87;
 N、 6.44実施例2 N−アクリロイル−5−エトキシピロリジン(AMP 
)の直接合成 AmBDA 125 f (0,78モル)を上記と同
様にしてCH2Cl 835 #!/及び14 N N
aOHの124dと混合した。該混合物を18℃に冷却
したのち、アクリロイルクロライ)’?Of (0,7
8モル)を、よくかきまぜながら、反応温度を(9)℃
以下に保って(約1時間)注加した。酸塩化物の添加が
完了して間もなく、AmBDAをglpcによって消耗
を観察し、97 %の純ABDAを製造した。反応の期
間を付加することなく、合一層を濃いHsBO,でpH
7,4K中和−し、分離した。有機層をMg S04で
乾燥し、有機層を水抽出して−4,2とし、再びアルコ
ール性KOHでp!(7,2に中和してロータリエ/セ
ホレーターで濃縮し、純1f89%の淡黄色液状AIP
 1082(収率83.4% )及びABDA 24を
得た。Ml!!I(Q。
(1000ppm )を禁止剤として加えた。
実施例3 ABDAからAEPの合成 ABDA 70.14とAll!:P 23.9優と分
析された試料40 fをCH2C1m/エタノールが3
=1の溶液400d及び強酸型イオン交換網(ローム 
アントノ・−ス社、XI −1(110) 10 tと
混合した。混合液を室温でかきまぜ、キャピラIJgl
pcで時間的に分析した。1時間後のピークレシオは8
3.21AKPと11.14 ABDAで、2時間後及
び3時間後は、87.0係AMPと7.8係ABDAで
あった。レジンをろ別し、溶媒を除去した。中和後(p
)16.4のKOH/エタノール)、クーゲルロール蒸
留によって、92 % AICPを含んだ生成物(0,
15)ル、匍〜%’C) 28.7 f (ABDA基
準での変換収率77.5優)を得た。
特許出願人 エアー、プロダクツ、アンド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、次式により表わされる化合物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは窒素原子を電子不足にさせる機能を有する
    C_3〜C_2_4のオレフィン性不飽和の重合し得る
    有機基であり、 R^1は水素又はC_1〜C_4のアルキル基で、ある
    いはRとR^1は窒素原子と共に、該窒素原子を電子不
    足にさせる機能を有するオレフィン性不飽和の重合し得
    る5〜7員環を形成し、 R^2とR^3は水素又はC_1〜C_4のアルキル又
    はアシル基であり、あるいは R^2とR^3はともにC_2〜C_4のアルキレン基
    で、R^4は水素又はC_1〜C_4のアルキル、アシ
    ル、エステル、アミドもしくは酸基である。また nは1〜10の整数で、nが1でないならば、Rが(メ
    タ)アクリロイルのとき、R^2とR^3はメチルであ
    り、R^1とR^4は水素である。)2、Rが式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^5はC_2〜C_2_3のオレフィン性不
    飽和の重合し得る有機基である。) で表わされるオレフィン性不飽和のアシル基である特許
    請求の範囲第1項記載の化合物。
JP6467586A 1985-03-21 1986-03-22 自己−及びジオ−ル反応性の架橋性モノマ−類及びそれらから誘導されるポリマ− Expired - Lifetime JPH0629226B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/041,451 US4771745A (en) 1986-03-22 1987-04-23 Structure of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US71466185A 1985-03-21 1985-03-21
US714661 1985-03-21

Publications (2)

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JPS61227552A true JPS61227552A (ja) 1986-10-09
JPH0629226B2 JPH0629226B2 (ja) 1994-04-20

Family

ID=24870960

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