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JP3240748B2 - ポリビニルエーテル系化合物の製造方法 - Google Patents
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JP3240748B2 - ポリビニルエーテル系化合物の製造方法 - Google Patents

ポリビニルエーテル系化合物の製造方法

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JP3240748B2
JP3240748B2 JP12394493A JP12394493A JP3240748B2 JP 3240748 B2 JP3240748 B2 JP 3240748B2 JP 12394493 A JP12394493 A JP 12394493A JP 12394493 A JP12394493 A JP 12394493A JP 3240748 B2 JP3240748 B2 JP 3240748B2
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達哉 江川
憲二 最上
泰宏 川口
延晃 清水
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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  • Polymerization Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なポリビニルエーテ
ル系化合物の新規な製造方法に関するものである。さら
に詳しくいえば、本発明は、溶剤,潤滑油,接着剤,樹
脂など、広範な用途をもつポリビニルエーテル系化合物
を製造するに際し、所望の重合度のものを確実かつ安全
に、効率よく工業的有利に製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】「合成高分子III 」(村橋俊介,井本
稔,谷久編、朝倉書店)によれば、ビニルエーテル系化
合物はラジカル、カチオン及び放射線で重合できること
が示されている。これらの重合方法により、所望の重合
度のビニルエーテル系ポリマーを製造する場合、一般的
に重合度の制御はラジカル重合ではモノマーに対するラ
ジカル開始剤の量により、カチオン重合においてはモノ
マーに対する酸触媒の量により行なう。すなわちラジカ
ル開始剤又は酸触媒をモノマーに対しより多く使用する
ことにより、より重合度の低いポリマーが製造できる。
しかし、これらの方法により比較的重合度の低いポリマ
ーを製造する場合、ラジカル重合ではラジカル開始剤が
多量必要であり経済的でなく、さらには生成ポリマーの
重合開始末端にラジカル開始剤が多量含まれることとな
り、本来のビニルエーテル系ポリマーの物性に著しい悪
影響を与える恐れがある。またカチオン重合では酸触媒
が多量必要であり経済的でなく、さらには多量の酸触媒
による副反応、着色等などが問題となる。
【0003】これらに対し、少量の触媒で比較的重合度
の低いポリマーを製造する重合方法として、「Trans. F
araday Soc. 」第43巻,第112ページ(1947
年)及び「Trans. Faraday Soc. 」第45巻,第425
ページ,第436ページ(1949年)に、n−ブチル
ビニルエーテル−四塩化スズ−石油エーテルからなる重
合系に、n−ブチルアルコールを加えて反応を行うと生
成ポリマーの粘度が大きく異なることが示されている。
しかしながら、ここに示された技術によると、反応はn
−ブチルビニルエーテルに対し溶媒として石油エーテル
溶媒を多量に使用しており、工業的な製法として好まし
くない。さらには生成ポリマーの還元粘度(ηsp/c)は
1.7以上と大きく低分子量のポリマーが製造できるかは
不明である。 一方、「Zhur. Priklad. Khim.」第25
巻,第102ページ(1952年)、Chem. Ab. 46
11097(1952年)、「Otdel. Nauk 」195
3,第1056ページおよびChem. Ab. 49,2299
(1955年)には5%FeCl3 ・6H2 O−ブタノ
ール溶液触媒を各種ビニルエーテルに徐々に滴下するこ
とにより、分子量1,545〜5,488のポリマーが得ら
れたことが示されている。また20%FeCl3 ・6H
2 O−ブタノール溶液触媒−n−ブチルエーテル溶媒の
系でn−ブチルビニルエーテルの重合を行うことによ
り、ブタノール濃度の違いにより、分子量976と3,5
25のポリマーが得られたことが報告されており〔「Zh
ur. Obhchei. Khim.」第18巻,第1452ページ(1
948年)〕およびChem. Ab. 43,995(1949
年)。同様に、ブチルビニルエーテル−5%FeCl3
−ブタノール溶液触媒−ブタノールの混合物を100
℃、2時間反応させることにより、分子量682と2,1
12の混合物が得られたことが報告されている〔「Otde
l. Khim. Nauk 」1954,第362〜369ページお
よびChem. Ab. 49,4508(1955年)〕。しか
しながら、上記反応例では、ブチルビニルエーテルに対
し、触媒を滴下、又はブチルビニルエーテル,ブタノー
ルおよび触媒を混合したものを加熱しており、反応のス
ケールを大きくした場合、反応熱の除去が問題となり、
反応温度の制御が困難であるばかりでなく、場合によっ
ては反応の暴走により危険ですらある。すなわち、ビニ
ルエーテル系化合物はカチオン重合により極めて容易
に、時として爆発的に反応し、またその反応熱も非常に
大きいことが知られている。例えばn−ブチルビニルエ
ーテルで60kJ/molである〔J. Brndrup; E.H. I
mmergut 「Polymer Handbook」Third Edition II/299
(WILEY INTERSCIENCE)〕。したがって、これらの方法
により、ある程度の量のポリマーの製造を行う場合、ビ
ニルエーテル系化合物を大量の溶媒で希釈するか、反応
を非常に小さなスケールで行い、バッチ数を増やすなど
の方法が必要であり、工業的に製造する場合経済的でな
く、好ましくない。さらに、アセトアルデヒドジブチル
アセタールに5%FeCl3 −ブタノール溶液触媒を加
え、この混合物を50℃に保ち、ブチルビニルエーテル
を滴下し、式(IV) ,(V)
【0004】
【化4】
【0005】を合成し、次に上記(IV) の化合物をブチ
ルビニルエーテルで同様に処理することにより、上記
(V)の化合物と少量の式(VI)
【0006】
【化5】
【0007】で示される化合物が得られ、このようにブ
チルビニルエーテルの二量体(IV) 、三量体(V)、四
量体(VI)(それぞれ末端アセタール構造)が合成できる
ことが報告されている〔「Otdel. Khim. Nauk.」195
5、第140〜145ページ〕。しかしながら、上記技
術ではさらに重合度が大きいポリブチルビニルエーテル
化合物が合成できるかは不明である。さらには、化合物
(VI) を合成する場合、アセトアルデヒドジブチルアセ
タールから化合物(IV)と(V)の混合物を合成し、蒸留
などで化合物(IV) を分離し、これを原料としてブチル
ビニルエーテルと反応させなければならない。すなわ
ち、化合物(IV)と(V)の混合物を合成するのにアセト
アルデヒドジブチルアセタールを原料とし、2段階の反
応及び1回の分離操作が必要になるというように、より
重合度の高いポリブチルビニルエーテル化合物を工業的
に合成するには、あまりにも操作が煩雑となりすぎ、現
実的ではない。また、メチルビニルエーテルをトルエン
溶媒中で、三フッ化硼素ジエチルエーテル触媒を用い、
−78℃で重合を行い、メタノールの添加で生成ポリマ
ーの極限粘度〔η〕が著しく低下することが報告されて
いる〔「高分子化学」第18巻,第192号,第267
ページ(1961年)〕。しかしながら、ここに示され
た技術によると、反応を−78℃で行っており、工業的
に製造する場合、大がかりな冷却設備が必要となり好ま
しくない。さらには、示されたポリマーの極限粘度
〔η〕は0.3以上と大きく、低分子量のポリマーが製造
できるか不明である。このように、低重合度から高重合
度まで幅広く適用でき、さらに安全、確実にビニルエー
テル系化合物を重合する方法は、まだ見出されていない
のが実状であり、その開発が強く望まれている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、溶剤,潤滑油,接着剤,樹脂など、広範
な用途をもつポリビニルエーテル系化合物を製造するに
際し、所望の重合度のものを確実かつ安全に、効率よく
製造しうる工業的に有利な方法を提供することを目的と
してなされたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、ルイス酸触
媒及び特定のアセタールの存在下にビニルエーテル系化
合物を重合させることにより、又はルイス酸触媒の存在
下、特定のアルコールに原料のビニルエーテル系化合物
を加えて所望のアセタールを生成させたのち、これにさ
らに該ビニルエーテル系化合物を加えて重合させること
により、その目的を達成しうることを見出した。本発明
はかかる知見に基づいて完成したものである。すなわ
ち、本発明は一般式(I)
【0010】
【化6】
【0011】(式中、R1 ,R2 及びR3 はそれぞれ水
素原子又は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、それらは
たがいに同一でも異なっていてもよく、R4 は炭素数2
〜10の二価の炭化水素基、R5 は炭素数1〜10の炭
化水素基、kはその平均値が0〜10の数を示し、R4
Oが複数ある場合には複数のR4 Oは同一であっても異
なっていてもよい。)で表されるビニルエーテル系化合
物を、ルイス酸触媒及び一般式(II)
【0012】
【化7】
【0013】(式中、R6 ,R7 及びR8 はそれぞれ水
素原子又は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、それらは
たがいに同一でも異なっていてもよく、R9 及びR11
それぞれ炭素数2 〜10の二価の炭化水素基を示し、そ
れらはたがいに同一でも異なっていてもよく、R10及び
12はそれぞれ炭素数1〜10の炭化水素基を示し、そ
れらはたがいに同一でも異なっていてもよく、m及びn
はそれぞれその平均値が0〜10の数を示し、それらは
たがいに同一でも異なっていてもよい。また複数のR9
Oがある場合には複数のR9 Oは同一であっても異なっ
ていてもよいし、複数のR11Oがある場合には複数のR
11Oは同一であっても異なっていてもよい。)で表され
るアセタールの存在下に重合させることを特徴とするポ
リビニルエーテル化合物の製造方法、及び、ルイス酸触
媒の存在下、一般式(III) R14(OR13p OH ・・・(III) (式中、R13は炭素数2〜10の二価の炭化水素基、R
14は炭素数1〜10の炭化水素基、pはその平均値が0
〜10の数を示し、OR13が複数ある場合には複数のO
13は同一であっても異なっていてもよい。)で表され
るアルコールに、一般式(I)で表されるビニルエーテ
ル系化合物を加えて、一般式(II')
【0014】
【化8】
【0015】(式中のR1 〜R5 ,R13,R14,k及び
pは前記と同じである。)で表されるアセタールを生成
させたのち、これにさらに一般式(I)で表させるビニ
ルエーテル系化合物を加えて重合させることを特徴とす
るポリビニルエーテル系化合物の製造方法を提供するも
のである。本発明においては、原料のビニルエーテル系
化合物として、一般式(I)
【0016】
【化9】
【0017】で表される化合物が用いられる。
【0018】上記一般式(I)で表されるビニルエーテ
ル系化合物におけるR1 ,R2 及びR3 はそれぞれ水素
原子又は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、それらはた
がいに同一でも異なっていてもよい。ここで炭化水素基
とは、具体的にはメチル基,エチル基,n−プロピル
基,イソプロピル基,n−ブチル基,イソブチル基,s
ec−ブチル基,tert−ブチル基,各種ペンチル
基,各種ヘキシル基,各種ヘプチル基,各種オクチル基
のアルキル基、シクロペンチル基,シクロヘキシル基,
各種メチルシクロヘキシル基,各種エチルシクロヘキシ
ル基,各種ジメチルシクロヘキシル基などのシクロアル
キル基、フェニル基,各種メチルフェニル基,各種エチ
ルフェニル基,各種ジメチルフェニル基のアリール基、
ベンジル基,各種フェニルエチル基,各種メチルベンジ
ル基のアリールアルキル基を示す。なお、これらの
1 ,R2 ,R3 は、水素原子あるいは炭素数5以下の
脂肪族炭化水素基が好ましく、水素原子あるいは炭素数
3以下の炭化水素基が特に好ましい。
【0019】一方、一般式(I)中のR4 は、炭素数2
〜10の二価の炭化水素基を示すが、ここで炭素数2〜
10の二価の炭化水素基とは、具体的にはエチレン基;
フェニルエチレン基;1,2−プロピレン基;2−フェ
ニル−1,2−プロピレン基;1,3−プロピレン基;
各種ブチレン基;各種ペンチレン基;各種ヘキシレン
基;各種ヘプチレン基;各種オクチレン基;各種ノニレ
ン基;各種デシレン基の二価の脂肪族基、シクロヘキサ
ン;メチルシクロヘキサン;エチルシクロヘキサン;ジ
メチルシクロヘキサン;プロピルシクロヘキサンなどの
脂環式炭化水素に2個の結合部位を有する脂環式基、各
種フェニレン基;各種メチルフェニレン基;各種エチル
フェニレン基;各種ジメチルフェニレン基;各種ナフチ
レンなどの二価の芳香族炭化水素基、トルエン;キシレ
ン;エチルベンゼンなどのアルキル芳香族炭化水素のア
ルキル基部分と芳香族部分にそれぞれ一価の結合部位を
有するアルキル芳香族基、キシレン;ジエチルベンゼン
などのポリアルキル芳香族炭化水素のアルキル基部分に
結合部位を有するアルキル芳香族基などがある。これら
の中で炭素数2から4の脂肪族基が特に好ましい。また
複数のR4 Oは同一でも異なっていてもよい。なお、一
般式(I)におけるkは繰り返し数を示し、その平均値
が0〜10、好ましくは0〜5の範囲の数である。
【0020】さらに、一般式(I)におけるR5 は炭素
数1〜10の炭化水素基を示すが、この炭化水素基と
は、具体的にはメチル基,エチル基,n−プロピル基,
イソプロピル基,n−ブチル基,イソブチル基,sec
−ブチル基,tert−ブチル基,各種ペンチル基,各
種ヘキシル基,各種ヘプチル基,各種オクチル基,各種
ノニル基,各種デシル基のアルキル基、シクロペンチル
基,シクロヘキシル基,各種メチルシクロヘキシル基,
各種エチルシクロヘキシル基,各種プロピルシクロヘキ
シル基,各種ジメチルシクロヘキシル基などのシクロア
ルキル基、フェニル基,各種メチルフェニル基,各種エ
チルフェニル基,各種ジメチルフェニル基,各種プロピ
ルフェニル基,各種トリメチルフェニル基,各種ブチル
フェニル基,各種ナフチル基などのアリール基、ベンジ
ル基,各種フェニルエチル基,各種メチルベンジル基,
各種フェニルプロピル基,各種フェニルブチル基のアリ
ールアルキル基を示す。この中で炭素数8以下の炭化水
素基が好ましく、kが0のときは炭素数1〜6のアルキ
ル基が、kが1以上のときは炭素数1〜4のアルキル基
が特に好ましい。
【0021】該一般式(I)で表されるビニルエーテル
系化合物の具体例としては、ビニルメチルエーテル;ビ
ニルエチルエーテル;ビニル−n−プロピルエーテル;
ビニル−イソプロピルエーテル;ビニル−n−ブチルエ
ーテル;ビニル−イソブチルエーテル;ビニル−sec
−ブチルエーテル;ビニル−tert−ブチルエーテ
ル;ビニル−n−ペンチルエーテル;ビニル−n−ヘキ
シルエーテル;ビニル−2−メトキシエチルエーテル;
ビニル−2−エトキシエチルエーテル;ビニル−2−メ
トキシ−1−メチルエチルエーテル;ビニル−2−メト
キシプロピルエーテル;ビニル−3,6−ジオキサヘプ
チルエーテル;ビニル−3,6,9−トリオキサデシル
エーテル;ビニル−1,4−ジメチル−3,6−ジオキ
サヘプチルエーテル;ビニル−1,4,7−トリメチル
−3,6,9−トリオキサデシルエーテル;1−メトキ
シプロペン;1−エトキシプロペン;1−n−プロポキ
シプロペン;1−イソプロポキシプロペン;1−n−ブ
トキシプロペン;1−イソブトキシプロペン;1−se
c−ブトキシプロペン;1−tert−ブトキシプロペ
ン;2−メトキシプロペン;2−エトキシプロペン;2
−n−プロポキシプロペン;2−イソプロポキシプロペ
ン;2−n−ブトキシプロペン;2−イソブトキシプロ
ペン;2−sec−ブトキシプロペン;2−tert−
ブトキシプロペン;1−メトキシ−1−ブテン;1−エ
トキシ−1−ブテン;1−n−プロポキシ−1−ブテ
ン;1−イソプロポキシ−1−ブテン;1−n−ブトキ
シ−1−ブテン;1−イソブトキシ−1−ブテン;1−
sec−ブトキシ−1−ブテン;1−tert−ブトキ
シ−1−ブテン;2−メトキシ−1−ブテン;2−エト
キシ−1−ブテン;2−n−プロポキシ−1−ブテン;
2−イソプロポキシ−1−ブテン;2−n−ブトキシ−
1−ブテン;2−イソブトキシ−1−ブテン;2−se
c−ブトキシ−1−ブテン;2−tert−ブトキシ−
1−ブテン;2−メトキシ−2−ブテン;2−エトキシ
−2−ブテン;2−n−プロポキシ−2−ブテン;2−
イソプロポキシ−2−ブテン;2−n−ブトキシ−2−
ブテン;2−イソブトキシ−2−ブテン;2−sec−
ブトキシ−2−ブテン;2−tert−ブトキシ−2−
ブテン等が挙げられる。これらのビニルエーテル系化合
物は公知の方法により製造することができる。
【0022】上記一般式(I)で表されるビニルエーテ
ル系化合物を重合させる方法として、本発明においては
2つの方法が用いられる。第1の方法は、ルイス酸触媒
及び一般式(II)
【0023】
【化10】
【0024】で表されるアセタールの存在下、該ビニル
エーテル化合物を重合させる方法である。この方法にお
いて用いられる上記一般式(II) で表されるアセタール
において、R6 、R7 及びR8 はそれぞれ水素原子又は
炭素数1〜8の炭化水素基を示し、それらはたがいに同
一でも異なっていてもよい。該炭化水素基としては、一
般式(I)におけるR1 〜R3 の説明において例示した
ものと同じものを挙げることができる。また、R9 及び
11はそれぞれ炭素数2〜10の二価の炭化水素基を示
し、それらはたがいに同一でも異なっていてもよい。該
二価の炭化水素基としては、一般式(I)におけるR4
の説明において例示したものと同じものを挙げることが
できる。なお、複数のR9 O及びR11Oはそれぞれにお
いて同一でも異なっていてもよい。また、m及びnはそ
れぞれ繰り返し数を示し、その平均値が0〜10、好ま
しくは0〜5の範囲の数であり、それらは同一でも異な
っていてもよい。さらに、R10及びR12はそれぞれ炭素
数1〜10の炭化水素基を示し、それらはたがいに同一
であってもよいし、異なっていてもよい。該炭素数1〜
10の炭化水素基としては、一般式(I)におけるR5
の説明において例示したものと同じものを挙げることが
でき、R10としてmが0のときは炭素数1〜6のアルキ
ル基が、mが1以上とのきは炭素数1〜4のアルキル基
が特に好ましい。また、R12としてnが0のときは炭素
数1〜6のアルキル基が、nが1以上のときは炭素数1
〜4のアルキル基が特に好ましい。
【0025】上記一般式(II) で表されるアセタールの
具体例としては、アセトアルデヒドジメチルアセター
ル;アセトアルデヒドジエチルアセタール;アセトアル
デヒドメチルエチルアセタール;アセトアルデヒドジ−
n−プロピルアセタール;アセトアルデヒドメチル−n
−プロピルアセタール;アセトアルデヒドエチル−n−
プロピルアセタール;アセトアルデヒドジイソプロピル
アセタール;アセトアルデヒドメチルイソプロピルアセ
タール;アセトアルデヒドエチルイソプロピルアセター
ル;アセトアルデヒド−n−プロピルイソプロピルアセ
タール;アセトアルデヒドジ−n−ブチルアセタール;
アセトアルデヒドメチル−n−ブチルアセタール;アセ
トアルデヒドエチル−n−ブチルアセタール;アセトア
ルデヒド−n−プロピル−n−ブチルアセタール;アセ
トアルデヒドイソプロピル−n−ブチルアセタール;ア
セトアルデヒドジイソブチルアセタール;アセトアルデ
ヒドメチルイソブチルアセタール;アセトアルデヒドエ
チルイソブチルアセタール;アセトアルデヒド−n−プ
ロピルイソブチルアセタール;アセトアルデヒドイソプ
ロピルイソブチルアセタール;アセトアルデヒド−n−
ブチルイソブチルアセタール;アセトアルデヒドジ−s
ec−ブチルアセタール;アセトアルデヒドメチル−s
ec−ブチルアセタール;アセトアルデヒドエチル−s
ec−ブチルアセタール;アセトアルデヒド−n−プロ
ピル−sec−ブチルアセタール;アセトアルデヒドイ
ソプロピル−sec−ブチルアセタール;アセトアルデ
ヒド−n−ブチル−sec−ブチルアセタール;アセト
アルデヒドイソブチル−sec−ブチルアセタール;ア
セトアルデヒドジ−tert−ブチルアセタール;アセ
トアルデヒドメチル−tert−ブチルアセタール;ア
セトアルデヒドエチル−tert−ブチルアセタール;
アセトアルデヒド−n−プロピル−tert−ブチルア
セタール;アセトアルデヒドイソプロピル−tert−
ブチルアセタール;アセトアルデヒド−n−ブチル−t
ert−ブチルアセタール;アセトアルデヒドイソブチ
ル−tert−ブチルアセタール;アセトアルデヒド−
sec−ブチル−tert−ブチルアセタール;アセト
アルデヒドジ(β−メトキシエチル)アセタール;アセ
トアルデヒドジ(β−メトキシイソプロピル)アセター
ル;各種プロピオンアルデヒドのアセタール類;各種ブ
チルアルデヒドのアセタール類などが挙げられる。
【0026】一方、第2の方法は、ルイス酸触媒の存在
下、一般式(III) R14(OR13p OH ・・・(III) で表されるアルコールに上記一般式(I)で表されるビ
ニルエーテル系化合物を加えて、一般式(II')
【0027】
【化11】
【0028】(式中、R1 〜R5 ,R13,R14,k及び
pは前記と同じである。)で表されるアセタールを生成
させたのち、これにさらに該一般式(I)で表されるビ
ニルエーテル系化合物を加えて重合させる方法である。
上記一般式(III)で表させるアルコールにおいて、R13
は炭素数2〜10の二価の炭化水素基を示し、該二価の
炭化水素基としては、上記一般式(I)におけるR4
説明において例示したものと同じものをあげることがで
きる。なお、複数のR13は同一でも異なっていてもよ
い。また、pは繰り返し数を示し、その平均値が0〜1
0、好ましくは0〜5の範囲の数である。さらにR14
炭素数1〜10の炭化水素基を示し、該炭素数1〜10
の炭化水素基としては、上記一般式(I)におけるR5
の説明において例示したものと同じものを挙げることが
できる。また、R14としてpが0のときは炭素数1〜6
のアルキル基が、pが1以上のときは炭素数1〜4のア
ルキル基が特に好ましい。上記一般式(III)で表される
アルコールとしては、例えばメタノール;エタノール:
プロパノール;イソプロパノール;ブタノール;イソブ
タノール;sec−ブタノール;tert−ブタノー
ル;各種ペンタノール;各種ヘキサノール;各種ヘプタ
ノール;各種オクタノールなどの飽和脂肪族アルコー
ル;アリルアルコールなどの炭素数3〜10の脂肪族不
飽和アルコール;エチレングリコールモノアルキル(あ
るいはアリール)エーテル;プロピレングリコールモノ
アルキル(あるいはアリール)エーテル;ポリエチレン
グリコールモノアルキル(あるいはアリール)エーテ
ル;ポリプロピレングリコールモノアルキル(あるいは
アリール)エーテル;1,3−ジメトキシ−2−プロパ
ノール;1−エトキシ−3−メトキシ−2−プロパノー
ル;1,3−ジエトキシ−2−プロパノールなどの炭素
数3〜10のエーテル結合酸素含有アルコールをあげる
ことができる。上記第1の方法及び第2の方法において
用いられるルイス酸触媒としては、例えば三フッ化硼素
及びその錯体類,塩化アルミニウム,塩化第二鉄,塩化
亜鉛,塩化スズなどが挙げられるが、これらの中の三フ
ッ化硼素及びその錯体類が特に好適である。ポリマーの
重合開始末端は上記第2の方法のようにアルコールを使
用した場合は水素が結合し、第1の方法のようにアセタ
ールを使用した場合には、該アセタールの一方のアルコ
キシ基が脱離した残基が結合する。また、停止末端はア
セタール基又はオレフィン基となる。
【0029】一般式(I)で表されるモノマーの重合は
原料や触媒開始剤の種類にもよるが通常−80〜+15
0℃、好ましくは0〜100℃の範囲の温度で好適に行
うことができる。反応中の温度の制御は、アセタールを
使用した場合は誘導期なしに重合熱により発熱が認めら
れ、またアルコールを使用した場合はアセタール生成後
誘導期なしに重合熱により発熱が認められるので、反応
器の除熱能力に応じた速度でビニルエーテル系化合物を
加えることにより、容易に行うことができる。また、該
重合反応は、通常反応開始後10秒から10時間程度で
終了する。
【0030】この重合反応における分子量の調節につい
ては、一般式(I)で表されるビニルエーテル系化合物
に対し、一般式(II)で表されるアセタール又は一般式
(III)で表されるアルコールの量を多くすることで、平
均分子量の低いポリマーが得られる。
【0031】該重合反応は、溶媒を使用しないで行うこ
とができるが、反応条件下に不活性な溶媒を使用するこ
とができる。この溶媒の種類については特に制限はない
が、例えばヘキサン,ベンゼン,トルエン,各種キシレ
ンなどの炭化水素系及びエチルエーテル、1,2−ジメ
トキシエタン、テトラヒドロフランなどのエーテル系の
溶媒が好適に使用できる。なお重合反応は、アルカリを
加えることによって停止することができる。このように
して重合反応を行ったのち、必要に応じて通常の分離、
精製を行うことにより、所望のポリビニルエーテル系化
合物が得られる。
【0032】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。
【0033】実施例1 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた5リット
ルガラス製フラスコにトルエン1000g,エタノール
195gおよび三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体5.
0gを入れた。溶液の温度は14℃であった。エチルビ
ニルエーテル102gを加えた。反応が開始し、反応液
の温度が徐々に上昇したので氷水浴で冷却しながら攪拌
した(エチルビニルエーテルを加えてから3分後に溶液
の温度は最高21℃となった。以後反応は氷水浴で冷却
しながら実施)。溶液の温度が15℃となったところで
再びエチルビニルエーテルを102g加えた。同様に発
熱が認められ溶液の温度が上昇し、その後下降して15
℃となったところで、さらにエチルビニルエーテルを1
02g加えた。同様に発熱が認められ溶液の温度が上昇
した。その後下降したのが認められてから、エチルビニ
ルエーテルを滴下したところエチルビニルエーテルの滴
下に応じて、発熱がすぐ認められたので反応液の温度が
25℃で一定となるように、ほぼ一定速度(約20cc/
分)でエチルビニルエーテル2700gを滴下した。滴
下終了後、反応液は洗浄槽に移し、3wt%水酸化ナト
リウム水溶液1000ミリリットルで3回洗浄し、さら
に、水1000ミリリットルで3回洗浄した。ロータリ
ーエバポレーターを用い減圧下溶媒及び軽質分を除去し
3040gを得た。生成物は淡黄色であった。このもの
の動粘度は40℃で44.3cSt、100℃で5.90c
Stであった。
【0034】実施例2 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた500ミ
リリットルガラス製フラスコにアセトアルデヒドジエチ
ルアセタール36g,トルエン80gおよび三フッ化ホ
ウ素ジエチルエーテル錯体0.36gを入れた。このとき
溶液の温度は15℃であった。エチルビニルエーテルを
滴下したところエチルビニルエーテルの滴下に応じて、
発熱がすぐ認められたので反応液の温度が25℃で一定
となるように、氷水浴で冷却しつつ、ほぼ一定速度(約
5cc/分)でエチルビニルエーテル256gを滴下し
た。滴下終了後、反応液は洗浄槽に移し、3wt%水酸
化ナトリウム水溶液100ミリリットルで3回洗浄し、
さらに、水100ミリリットルで3回洗浄した。ロータ
リーエバポレをターを用い減圧下溶媒及び軽質分を除去
し277gを得た。生成物は淡黄色であった。このもの
の動粘度は40℃で130.7cSt、100℃で11.8
cStであった。
【0035】実施例3 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた500ミ
リリットルガラス製フラスコにアセトアルデヒドジエチ
ルアセタール18g,トルエン80gおよび三フッ化ホ
ウ素ジエチルエーテル錯体0.18gを入れた。このとき
溶液の温度は15℃であった。エチルビニルエーテルを
滴下したところエチルビニルエーテルの滴下に応じて、
発熱がすぐ認められたので反応液の温度が25℃で一定
となるように、氷水浴で冷却しつつ、ほぼ一定速度(約
5cc/分)でエチルビニルエーテル256gを滴下し
た。滴下終了後、反応液は洗浄槽に移し、3wt%水酸
化ナトリウム水溶液100ミリリットルで3回洗浄し、
さらに、水100ミリリットルで3回洗浄した。ロータ
リーエバポレーターを用い減圧下溶媒及び軽質分を除去
し261gを得た。生成物は淡黄色であった。このもの
の動粘度は40℃で993.1cSt、100℃で44.7
cStであった。
【0036】実施例4 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた500ミ
リリットルガラス製フラスコにアセトアルデヒドジエチ
ルアセタール9g,トルエン80gおよび三フッ化ホウ
素ジエチルエーテル錯体0.09gを入れた。このとき溶
液の温度は15℃であった。エチルビニルエ−ールを滴
下したところエチルビニルエーテルの滴下に応じて、発
熱がすぐ認められたので反応液の温度が25℃で一定と
なるように、氷水浴で冷却しつつ、ほぼ一定速度(約5
cc/分)でエチルビニルエーテル256gを滴下した。
滴下終了後、反応液は洗浄槽に移し、3wt%水酸化ナ
トリウム水溶液100ミリリットルで3回洗浄し、さら
に、水100ミリリットルで3回洗浄した。ロータリー
エバポレーターを用い減圧下溶媒及び軽質分を除去し2
55gを得た。生成物は淡黄色であった。このものの動
粘度は40℃で9356cSt、100℃で225.5c
Stであった。
【0037】実施例5 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた500ミ
リリットルガラス製フラスコにアセトアルデヒドジエチ
ルアセタール4g,トルエン80gおよび三フッ化ホウ
素ジエチルエーテル錯体0.04gを入れた。このとき溶
液の温度は15℃であった。エチルビニルエーテルを滴
下したところエチルビニルエーテルの滴下に応じて、発
熱がすぐ認められたので反応液の温度が25℃で一定と
なるように、氷水浴で冷却しつつ、ほぼ一定速度(約5
cc/分)でエチルビニルエーテル256gを滴下した。
滴下終了後、反応液は洗浄槽に移し、3wt%水酸化ナ
トリウム水溶液100ミリリットルで3回洗浄し、さら
に、水100ミリリットルで3回洗浄した。ロータリー
エバポレーターを用い減圧下溶媒及び軽質分を除去し2
52gを得た。生成物は淡黄色であった。このものの重
量平均分子量は2079、数平均分子量は6750であ
った。なお、この平均分子量は以下の条件でGPC測定
により求めた。 装置:日本分光工業(株)880-PU(ポンプ) SHODEX RI SE-61 (検出器) カラム:TSK HM+GMH6×2+G2000H8 温度:室温 溶媒:テトラヒドロフラン(THF) 流量:1.4ml/min 標準物質:ポリスチレン
【0038】実施例6 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた500ミ
リリットルガラス製フラスコにアセトアルデヒドジエチ
ルアセタール16g,トルエン80gおよび三フッ化ホ
ウ素ジエチルエーテル錯体0.16gを入れた。このとき
溶液の温度は15℃であった。エチルビニルエーテルを
滴下したところエチルビニルエーテルの滴下に応じて、
発熱がすぐ認められたので反応液の温度が25℃で一定
となるように、氷水浴で冷却しつつ、ほぼ一定速度(約
5cc/分)でエチルビニルエーテル256gを滴下し
た。滴下終了後、反応液は洗浄槽に移し、3wt%水酸
化ナトリウム水溶液100ミリリットルで3回洗浄し、
さらに、水100ミリリットルで3回洗浄した。ロータ
リーエバポレーターを用い減圧下溶媒及び軽質分を除去
し262gを得た。生成物は淡黄色であった。このもの
の動粘度は40℃で1746cSt、100℃で64.6
cStであった。
【0039】実施例7 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた500ミ
リリットルガラス製フラスコにアセトアルデヒドジエチ
ルアセタール15g,トルエン80gおよび三フッ化ホ
ウ素ジエチルエーテル錯体0.15gを入れた。このとき
溶液の温度は15℃であった。エチルビニルエーテルを
滴下したところエチルビニルエーテルの滴下に応じて、
発熱がすぐ認められたので反応液の温度が25℃で一定
となるように、氷水浴で冷却しつつ、ほぼ一定速度(約
5cc/分)でエチルビニルエーテル256gを滴下し
た。滴下終了後、反応液は洗浄槽に移し、3wt%水酸
化ナトリウム水溶液100ミリリットルで3回洗浄し、
さらに、水100ミリリットルで3回洗浄した。ロータ
リーエバポレーターを用い減圧下溶媒及び軽質分を除去
しを260gを得た。生成物は淡黄色であった。このも
のの動粘度は40℃で1903cSt、100℃で68.
1cStであった。
【0040】実施例8 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた500ミ
リリットルガラス製フラスコにアセトアルデヒドジエチ
ルアセタール4g,トルエン30gおよびFeCl3
6H2 O0.4gを入れた。このとき溶液の温度は10℃
であった。エチルビニルエーテルを滴下したところエチ
ルビニルエーテルの滴下に応じて、発熱がすぐ認められ
たので反応液の温度が10℃で一定となるように、氷水
浴で冷却しつつ、ほぼ一定速度でエチルビニルエーテル
30gを滴下した。滴下終了後、反応液は洗浄槽に移
し、3wt%水酸化ナトリウム水溶液15ミリリットル
で3回洗浄し、さらに、水15ミリリットルで3回洗浄
した。ロータリーエバポレーターを用い減圧下溶媒及び
軽質分を除去しを30.6gを得た。生成物は濃い黄色の
着色があった。このものの動粘度は40℃で21.86c
St、100℃で3.94cStであった。
【0041】実施例9 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた500ミ
リリットルガラス製フラスコにアセトアルデヒドジエチ
ルアセタール3g,トルエン30gおよびFeCl3 0.
18gを入れた。このとき溶液の温度は15℃であっ
た。エチルビニルエーテルを滴下したところエチルビニ
ルエーテルの滴下に応じて、発熱がすぐ認められたので
反応液の温度が30℃で一定となるように、氷水浴で冷
却しつつ、ほぼ一定速度でエチルビニルエーテル30g
を滴下した。反応後は洗浄槽に移し、3wt%水酸化ナ
トリウム水溶液15ミリリットルで3回洗浄し、さら
に、水15ミリリットルで3回洗浄した。ロータリーエ
バポレーターを用い減圧下溶媒及び軽質分を除去しを2
9.4gを得た。生成物は濃い黄色の着色があった。この
ものの動粘度は40℃で326.7cSt、100℃で2
5.69cStであった。
【0042】実施例10 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた5リット
ルガラス製フラスコにトルエン1000g,エタノール
234gおよび三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体6.
0gを入れた。滴下ロートにエチルビニルエーテル25
26gを入れ、3時間20分かけて滴下した。滴下開始
からエタノールに対してモノマー量が当量に達するまで
は実施例1と同様にエチルビニルエーテルを122gず
つ3回滴下し、その後エチルビニルエーテルの滴下に応
じて発熱がすぐ認められたので、反応温度25℃一定で
滴下を行った。滴下終了後5分間攪拌した。反応混合物
を洗浄槽に移し、5wt%水酸化ナトリウム水溶液87
0ミリリットルで3回洗浄し、さらに、水870ミリリ
ットルで3回洗浄した。ロータリーエバポレーターを用
い減圧下溶媒及び未反応原料を除去し、エチルビニルエ
ーテルの重合物を2622g得た。生成物は淡黄色であ
った。このものの動粘度は40℃で19.5cSt、10
0℃で3.56cStであった。
【0043】実施例11 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた5リット
ルガラス製フラスコにトルエン1000g,アセトアル
デヒドジエチルアセタール450gおよび三フッ化ホウ
素ジエチルエーテル錯体4.5gを入れた。滴下ロートに
エチルビニルエーテル3200gを入れ、4時間10分
かけて滴下した。この間反応熱により、反応液の温度上
昇が見られるが、氷水浴で冷却しながら約25℃に保っ
た。滴下終了後5分間攪拌した。反応混合物を洗浄槽に
移し、5wt%水酸化ナトリウム水溶液1000ミリリ
ットルで3回洗浄し、さらに、水1000ミリリットル
で3回洗浄した。ロータリーエバポレーターを用い減圧
下溶媒及び未反応原料を除去し、エチルビニルエーテル
の重合物を3466g得た。生成物は淡黄色であった。
このものの動粘度は40℃で76.1cSt、100℃で
8.29cStであった。
【0044】実施例12 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた5リット
ルガラス製フラスコにトルエン1000g,エタノール
195gおよび三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体4.
5gを入れた。滴下ロートにエチルビニルエーテル38
75g入れ、4時間40分かけて滴下した。滴下開始か
らエタノールに対してモノマー量が当量に達するまでは
実施例1と同様にエチルビニルエーテルを102gずつ
3回滴下し、その後エチルビニルエーテルの滴下に応じ
て発熱がすぐ認められたので、反応温度25℃一定で滴
下を行った。滴下終了後5分間攪拌した。反応混合物を
洗浄槽に移し、5wt%水酸化ナトリウム水溶液110
0ミリリットルで3回洗浄し、さらに、水1100ミリ
リットルで3回洗浄した。ロータリーエバポレーターを
用い減圧下溶媒及び未反応原料を除去し、エチルビニル
エーテルの重合物を3867g得た。生成物は淡黄色で
あった。このものの動粘度は40℃で109.5cSt、
100℃で10.30cStであった。
【0045】実施例13 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた500ミ
リリットルガラス製フラスコにトルエン125g,イソ
プロピルアルコール19.4gおよび三フッ化ホウ素ジエ
チルエーテル錯体2.3gを入れた。滴下ロートにイソプ
ロピルビニルエーテル250g入れ、30分かけて滴下
した。この間反応熱により、反応液の温度上昇が見られ
るが、氷水浴で冷却しながら約25℃に保った。滴下終
了後5分間攪拌した。反応混合物を洗浄槽に移し、5w
t%水酸化ナトリウム水溶液80ミリリットルで3回洗
浄し、さらに、水80ミリリットルで3回洗浄した。ロ
ータリーエバポレーターを用い減圧下溶媒及び未反応原
料を除去し、イソプロピルビニルエーテルの重合物を2
38g得た。生成物は淡黄色であった。このものの動粘
度は40℃で28.9cSt、100℃で4.41cStで
あった。
【0046】実施例14 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた500ミ
リリットルガラス製フラスコにトルエン125g,イソ
プロピルアルコール17.4gおよび三フッ化ホウ素ジエ
チルエーテル錯体2.1gを入れた。滴下ロートにイソプ
ロピルビニルエーテル250g入れ、30分かけて滴下
した。この間反応熱により、反応液の温度上昇が見られ
るが、氷水浴で冷却しながら約25℃に保った。滴下終
了後5分間攪拌した。反応混合物を洗浄槽に移し、5w
t%水酸化ナトリウム水溶液80ミリリットルで3回洗
浄し、さらに、水80ミリリットルで3回洗浄した。ロ
ータリーエバポレーターを用い減圧下溶媒及び未反応原
料を除去し、イソプロピルビニルエーテルの重合物を2
36g得た。生成物は淡黄色であった。このものの動粘
度は40℃で36.9cSt、100℃で4.85cStで
あった。
【0047】実施例15 攪拌機を取り付けた200ミリリットルステンレ製オー
トクレーブにトルエン40g,メタノール2.5gおよび
三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体0.18gを入れ
た。密閉したのち内部の空気を窒素で置換した。メチル
ビニルエーテル47gをボンベより自圧で、3時間かけ
て圧入した。この間反応熱により、反応液の温度上昇が
見られるが、氷水浴で冷却しながら約25℃に保った。
圧入終了後10分間攪拌した。反応混合物を洗浄槽に移
し、5wt%水酸化ナトリウム水溶液50ミリリットル
で3回洗浄し、さらに、水100ミリリットルで3回洗
浄した。ロータリーエバポレーターを用い減圧下溶媒及
び未反応原料を除去し、メチルビニルエーテルの重合物
を42g得た。生成物は淡黄色であった。このものの動
粘度は40℃で91.9cSt、100℃で8.53cSt
であった。
【0048】実施例16 滴下ロート,冷却管および攪拌機を取り付けた500ミ
リリットルガラス製フラスコにトルエン50g,アセト
アルデヒドジエチルアセタール17.7gおよび三フッ化
ホウ素ジエチルエーテル錯体1.5gを入れた。滴下ロー
トにエチルビニエーテル43gおよびイソプロピルビニ
ルエーテル65g入れ50分で滴下した。反応熱によ
り、反応液の温度が上昇するが、氷水浴で冷却しながら
約25℃に保った。滴下終了後5分間攪拌した。反応混
合物を洗浄槽に移し、5wt%水酸化ナトリウム水溶液
100ミリリットルで3回洗浄し、さらに、水150ミ
リリットルで3回洗浄した。ロータリーエバポレーター
を用い減圧下溶媒及び未反応原料を除去し、エチルビニ
ルエーテルとイソプロピルビニルエーテルの共重合物を
120g得た。生成物は淡黄色であった。このものの動
粘度は40℃で48.8cSt、100℃で6.05cSt
であった。なお動粘度はJIS K−2283(198
3)に準じガラス製毛管式粘度計を用い測定した。
【0049】
【発明の効果】本発明によると、溶剤,潤滑油,接着
剤,樹脂など、広範な用途をもつポリビニルエーテル系
化合物を製造するに際し、所望の重合度のものを確実か
つ安全に、効率よく工業的有利に製造することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 延晃 千葉県袖ケ浦市上泉1280番地 出光興産 株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−88607(JP,A) 特開 平1−108203(JP,A) 特開 昭64−108(JP,A) 特開 昭63−273607(JP,A) 米国特許3499876(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 2/44 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、R1 ,R2 及びR3 はそれぞれ水素原子又は炭
    素数1〜8の炭化水素基を示し、それらはたがいに同一
    でも異なっていてもよく、R4 は炭素数2〜10の二価
    の炭化水素基、R5 は炭素数1〜10の炭化水素基、k
    はその平均値が0〜10の数を示し、R4 Oが複数ある
    場合には複数のR4 Oは同一であっても異なっていても
    よい。)で表されるビニルエーテル系化合物を、ルイス
    酸触媒及び一般式(II) 【化2】 (式中、R6 ,R7 及びR8 はそれぞれ水素原子又は炭
    素数1〜8の炭化水素基を示し、それらはたがいに同一
    でも異なっていてもよく、R9 及びR11はそれぞれ炭素
    数2〜10の二価の炭化水素基を示し、それらはたがい
    に同一でも異なっていてもよく、R10及びR12はそれぞ
    れ炭素数1〜10の炭化水素基を示し、それらはたがい
    に同一でも異なっていてもよく、m及びnはそれぞれそ
    の平均値が0〜10の数を示し、それらはたがいに同一
    でも異なっていてもよい。また複数のR9 Oがある場合
    には複数のR9 Oは同一であっても異なっていてもよい
    し、複数のR11Oがある場合には複数のR11Oは同一で
    あっても異なっていてもよい。)で表されるアセタール
    の存在下に重合させることを特徴とするポリビニルエー
    テル系化合物の製造方法。
  2. 【請求項2】 ルイス酸触媒の存在下、一般式(III) R14(OR13p OH ・・・(III) (式中、R13は炭素数2〜10の二価の炭化水素基、R
    14は炭素数1〜10の炭化水素基、pはその平均値が0
    〜10の数を示し、OR13が複数ある場合には複数のO
    13は同一であっても異なっていてもよい。)で表され
    るアルコールに、一般式(I)で表されるビニルエーテ
    ル系化合物を加えて、一般式(II') 【化3】 (式中、R1 ,R2 及びR3 はそれぞれ水素原子又は炭
    素数1〜8の炭化水素基を示し、それらはたがいに同一
    でも異なっていてもよく、R4 は炭素数2〜10の二価
    の炭化水素基、R5 は炭素数1〜10の炭化水素基、k
    はその平均値が0〜10の数を示し、R4 Oが複数ある
    場合には複数のR4 Oは同一であっても異なっていても
    よい。R13,R14,及びpは前記と同じである。)で表
    されるアセタールを生成させたのち、これにさらに一般
    式(I)で表されるビニルエーテル系化合物を加えて重
    合させることを特徴とするポリビニルエーテル系化合物
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 温度0〜100℃で重合を行う請求項1
    又は2記載のポリビニルエーテル系化合物の製造方法。
  4. 【請求項4】 ルイス酸触媒が三フッ化硼素又はその錯
    体類である請求項1又は2記載のポリビニルエーテル系
    化合物の製造方法。
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