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JP2848877B2 - 酸基含有ポリオレフィンワックスの製造方法 - Google Patents
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JP2848877B2 - 酸基含有ポリオレフィンワックスの製造方法 - Google Patents

酸基含有ポリオレフィンワックスの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、酸基含有ポリオレフィンワックスの製造方
法に関し、さらに詳しくは、ポリオレフィンワックスを
溶融状態で撹拌下に酸素または酸素含有ガスと接触させ
てポリオレフィンワックスに酸基を付与する際に、溶融
状態にあるポリオレフィンワックスの増粘を抑制して撹
拌効率を向上させることによって、酸基付加速度を挙げ
ることを可能にした酸基含有ポリオレフィンワックスの
製造方法に関する。
発明の技術的背景 ポリオレフィンワックスは、繊維仕上げ剤、フロアー
ポリッシュ、紙処理剤、水性インキ、水性塗料など種々
の用途に広く用いられている。上記のような用途に使用
されるポリオレフィンワックスの使用形態の多くは、水
分散物であり、この水分散物はポリオレフィンワックス
に酸基を付加することによって製造されている。従来、
ポリオレフィンワックスに酸基を付加する方法の一つ
に、原料ポリオレフィンワックスを溶融状態で撹拌下に
酸素または酸素含有ガスと接触させて酸化させる方法が
ある。
たとえば、特公昭48−37991号公報には、マグネシウ
ムまたはマグネシウムとアルミニウムを含む炭化水素に
不溶性の無機化合物の微粒子よりなる担体の表面に担持
させたチタンおよび/またはバナシウムのハロゲン化合
物と、有機アルミニウム化合物を触媒とし、不活性炭化
水素溶媒中で水素および/または炭素数3以上のオレフ
ィンの存在下に120〜250℃でエチレンを重合して得られ
る分子量500〜20,000のポリエチレン・ワックスを重合
溶媒から分離した後、120〜200℃の溶融状態におき、こ
の中に酸素または酸素含有ガスを供給することを特徴と
する酸化ポリエチレン・ワックスの製造方法が開示され
ている。
また、特開昭50−119889号公報には、粘度平均分子量
500〜20,000のエチレン重合体を150〜185℃の温度範囲
で酸素または酸素含有ガスと接触させることにより該エ
チレン重合体において溶融粘度/極限粘度の比が1,800
〜10,000になるように酸化処理を施こすことを特徴とす
るエチレン重合体の酸化方法が開示されている。
しかしながら、溶融法による酸基含有ポリオレフィン
ワックスの製造方法では、比較的高分子量のポリオレフ
ィンワックスを溶融状態で撹拌下に酸素または酸素ガス
を接触させてポリオレフィンワックスに酸基を付与する
際、酸化反応が進行するに従って、溶融状態のポリオレ
フィンワックスが増粘して撹拌効率が低下し、ポリオレ
フィンワックスと酸素または酸素含有ガスとの接触効率
が低下するため、酸基付加速度が次第に低下する現象が
一般的であることを、本発明者は発見した。
発明の目的 本発明は、上記のような本発明者が発見した事実に関
連して、比較的高分子量のポリオレフィンワックスを溶
融状態で撹拌下に酸素または酸素含有ガスと接触させて
ポリオレフィンワックスに酸基を付与する際に、溶融状
態にあるポリオレフィンの増粘を抑制する手段を採用
し、撹拌効率を向上させることによって、酸基付加速度
を上げることを可能にした比較的高分子量の酸基含有ポ
リオレフィンワックスの製造方法を提供することを目的
としている。
発明の概要 本発明に係る酸基含有ポリオレフィンワックスの製造
方法は、 135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]が0.3〜1.
0dl/gであるポリオレフィンワックス(A)100重量部
と、 135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]が0.15dl/
g以下のポリオレフィンワックス(B)3〜15重量部と
を混合した後、混合物を溶融状態で撹拌下に酸素または
酸素含有ガスと接触させて、酸価が6〜30mgKOH/gであ
り、針入硬度が0.2mm以下の酸基含有ポリオレフィンワ
ックスを製造することを特徴としている。
すなわち、本発明に係る酸基含有ポリオレフィンワッ
クスの製造方法は、比較的高分子量のポリオレフィンワ
ックス(A)と低分子量のポリオレフィンワックス
(B)とを特定割合で混合した混合物を、所定の条件で
処理して比較的高分子量の酸基含有ポリオレフィンワッ
クスを製造することを特徴としている。
発明の具体的な説明 以下、本発明に係る酸基含有ポリオレフィンワックス
の製造方法について具体的に説明する。
本発明で主原料として用いられるポリオレフィンワッ
クス(A)は、135℃デカリン中で測定した極限粘度
[η]が0.3〜1.0dl/g、好ましくは0.4〜0.8dl/gであ
り、ポリオレフィンとしては、具体的には、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブデン、ポリ4−メチルペン
テン−1などが挙げられる。本発明においては、ポリエ
チレン、ポリプロピレンが好ましく用いられる。
本発明で副原料として用いられるポリオレフィンワッ
クス(B)は、135℃デカリン中で測定した極限粘度
[η]が0.15dl/g以下、好ましくは0.05〜0.15dl/g、よ
り好ましくは0.06〜0.1dl/gであり、ポリオレフィンと
しては、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリブテン、ポリ4−メチルペンテン−1などが挙げら
れる。本発明においては、ポリエチレンが好ましく用い
られる。
本発明では、極限粘度[η]0.15dl/g以下のポリオレ
フィンワックス(B)は、滑剤として溶融状態にある主
原料ポリオレフィンワックス(A)の増粘を抑制して撹
拌効率を向上させる働きがあるため、主原料ポリオレフ
ィンワックス(A)と酸素または酸素含有ガスとの接触
効率を向上させて酸基付加速度を上げる効果を有する。
本発明では、ポリオレフィンワックス(B)は、ポリ
オレフィンワックス(A)100重量部に対して、3〜15
重量部、好ましくは5〜10重量部の量で用いられる。
本発明においては、ポリオレフィンワックス(A)と
ポリオレフィンワックス(B)とを上記のような配合割
合で混合した後、混合物を溶融状態で撹拌下に酸素また
は酸素含有ガスと接触させる。
上記混合物は、通常130〜200℃、好ましくは140〜170
℃の温度で溶融状態にする。
本発明では、混合物を溶融状態で撹拌下に酸素または
酸素含有ガスと接触させて酸化反応を行なうが、本発明
書中の「酸素または酸素含有ガス」という語は、純酸素
(通常の液体空気分留や水の電解によって得られ酸素が
不純物として含む程度の他成分を含んでいても差支えな
い)、純酸素と他のガスとの混合ガス、たとえば空気、
およびオゾンを含んで用いられる。
原料混合物と酸素等との接触方法としては、具体的に
は、酸素含有ガスを反応器下部より、連続的に供給し
て、原料混合物と接触させる方法が好ましい。またこの
場合、酸素含有ガスは、原料混合物1kgに対して1分間
当り1.0〜8.0Nl相当の酸素量となるように供給すること
が好ましい。
上記の混合物と酸素または酸素含有ガスとの酸化反応
は、得られる酸基含有ポリオレフィンワックスの用途お
よびその使用状態を考慮して、反応生成物である酸基含
有ポリオレフィンワックスの酸価(JIS K 5902)が
通常6〜30mgKOH/gになったとき終了させる。すなわ
ち、本発明においては、得られる酸基含有ポリオレフィ
ンワックスの酸価を追跡し、用途による目標の酸価にな
ったとき、酸素または酸素含有ガスの供給を停止して上
記の酸化反応を終了させる。
ここに、酸価とは、試料1g当りの中和に要する水酸化
カリウムのmg数を指す。
本発明により得られた酸基含有ポリオレフィンワック
スの酸価が6〜30mgKOH/gであるとき、この酸基含有ポ
リオレフィンワックスは、135℃デカリン中で測定した
極限粘度[η]が通常0.23〜0.45dl/gの範囲内にあり、
また針入硬度(JIS K 2207)が通常0.2mm以下とな
る。このような特性を有する酸基含有ポリオレフィンワ
ックスは、繊維処理剤、フロアーポリッシュ、紙処理
剤、水性インキ、水性塗料などの用途に好適に用いるこ
とができる。
発明の効果 本発明によれば、溶融状態にある比較的高分子量のポ
リオレフィンワックスの増粘を抑制して撹拌効率を向上
させることができるので、酸基付加速度を減少させるこ
となく、酸化反応が進み、酸価が6〜30mgKOH/gであ
り、針入硬度が0.2mm以下である、比較的高分子量の酸
基含有ポリオレフィンワックスを容易に製造することが
可能になった。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、
これら実施例に限定されるものではない。
実施例1 135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]が0.5dl/g
のポリエチレン800gと、135℃デカリン中で測定した極
限粘度[η]が0.075dl/gのポリエチレン80gとを混合し
た後、この混合物を撹拌機付反応器中で、160℃の温度
で撹拌しながら純酸素(市販の酸素)を反応器下部よ
り、1分間当り6Nlの割合で連続的に供給する方法によ
り、5時間接触させ、酸価10mgKOH/gの酸基含有ポリエ
チレンワックス875gを得た。
得られた酸基含有ポリエチレンワックスは、135℃デ
カリン中で測定した極限粘度[η]が0.32dl/gであり、
また針入硬度(JIS K 2207)が0.1mm以下であった。
実施例2 実施例1において、純酸素の代わりに圧力8kg/cm
2(ゲージ圧)の加圧空気で実施例1の混合物と空気と
の接触を6時間行なった以外は、実施例1と同様にし
て、酸価9.5mgKOH/gの酸基含有ポリエチレンワックス87
0gを得た。
得られた酸基含有ポリエチレンワックスは、135℃デ
カリン中で測定した極限粘度[η]が0.35dl/gであり、
また針入硬度(JIS K 2207)が0.1mm以下であった。
実施例3 実施例1において、極限粘度[η]0.075dl/gのポリ
エチレンワックス80gの代わりに、極限粘度[η]0.06d
l/gのポリエチレンワックス40gを用いた以外は、実施例
1と同様にして、酸価10mgKOH/gの酸基含有ポリエチレ
ンワックス830gを得た。
得られた酸基含有ポリエチレンワックスは、135℃デ
カリン中で測定した極限粘度[η]が0.31dl/gであり、
また針入硬度(JIS K 2207)が0.1mm以下であった。
実施例4 135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]が0.17dl/
gのポリプロピレンワックス800gと、135℃デカリン中で
測定した極限粘度[η]が0.075dl/gのポリエチレンワ
ックス40gとを混合した後、この混合物を撹拌機付反応
器中で、170℃の温度で撹拌しながら純酸素(市販の酸
素)を反応器下部より、1分間当り6Nlの割合で連続的
に供給する方法により、4時間接触させ、酸価10.5mgKO
H/gの酸基含有ポリプロピレンワックス830gを得た。
得られた酸基含有ポリプロピレンワックスは、135℃
デカリン中で測定した極限粘度[η]が0.1dl/gであ
り、また針入硬度(JIS K 2207)が0.1mm以下であっ
た。
比較例1 135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]が0.5dl/g
のポリエチレンワックス100kgを撹拌機付反応器中で、1
60℃の温度で撹拌しながら圧力8kg/cm2(ゲージ圧)の
加圧空気でポリエチレンワックスと空気との接触を6時
間行なって酸価4.5mgKOH/gの酸基含有ポリエチレンワッ
クス98kgを得た。
得られた酸基含有ポリエチレンワックスの135℃デカ
リン中で測定した極限粘度[η]は0.6dl/gであった。
表1に示すように、実施例1〜4で得られた酸基含有
ポリオレフィンワックスは、比較例1で得られた酸基含
有ポリオレフィンワックスと比較して、酸価が高く、か
つ極限粘度[η]が低いことから、実施例1〜4の酸化
反応の際における主原料ポリオレフィンワックスの増粘
化が顕著に抑制されていることが理解される。また、実
施例1〜4と比較例1のガスの接触時間と酸基含有ポリ
オレフィンワックスの酸価を比較してみると、比較例1
よりも実施例1〜4のおける酸基付加速度が早いことが
理解される。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−41790(JP,A) 特公 昭43−16287(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 8/06 C08F 8/50

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】135℃デカリン中で測定した極限粘度
    [η]が0.3〜1.0dl/gであるポリオレフィンワックス
    (A)100重量部と、 135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]が0.15dl/g
    以下のポリオレフィンワックス(B)3〜15重量部とを
    混合した後、混合物を溶融状態で撹拌下に酸素または酸
    素含有ガスと接触させて、酸価が6〜30mgKOH/gであ
    り、針入硬度が0.2mm以下の酸基含有ポリオレフィンワ
    ックスを製造する方法。
  2. 【請求項2】前記混合物が140〜170℃の温度で溶融状態
    になっている請求項第1項に記載の酸基含有ポリオレフ
    ィンワックスを製造する方法。
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