JPS6258769B2 - - Google Patents
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- JPS6258769B2 JPS6258769B2 JP57154984A JP15498482A JPS6258769B2 JP S6258769 B2 JPS6258769 B2 JP S6258769B2 JP 57154984 A JP57154984 A JP 57154984A JP 15498482 A JP15498482 A JP 15498482A JP S6258769 B2 JPS6258769 B2 JP S6258769B2
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- succinic anhydride
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- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Paper (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
Description
本発明は、アルキル置換コハク酸無水物、アル
ケニル置換コハク酸無水物、あるいはこれらの両
者の混合物からなる置換コハク酸無水物(以下単
に「置換コハク酸無水物」と略称する)の水分散
性組成物に関するもので、特定のポリオキシアル
キレン誘導体と置換コハク酸無水物とを含有する
組成物とすることにより、極めて優れた水分散性
を有する組成物で、これを単に水中に混合するだ
けで微粒子状の水性分散液を得ることが出来、製
紙用サイズ剤や繊維処理剤等として極めて優れた
作用、効果を発現する水性分散液として利用する
ことが出来る等の用途を有する置換コハク酸無水
物の水分散性組成物を提供するものである。
置換コハク酸無水物の水性分散液は、製紙用サ
イズ剤や繊維処理剤として利用し得ることは公知
であり、カチオン変性澱粉や特定の非イオン性界
面活性剤による分散剤を利用した置換コハク酸無
水物の水性分散液が提案されている(例えば特公
昭39−2305号公報、特公昭53−36044号公報)。し
かしながら、前記カチオン変性澱粉を分散剤とす
る置換コハク酸無水物の水性分散液を調製する場
合には、カチオン変性澱粉を予め蒸煮して水溶化
することが必要であり、加えて大掛かりな乳化装
置による均質化処理が不可欠なため、その調製工
程が繁雑であるという欠点を有している。また、
他方、特定の非イオン性界面活性剤による分散剤
を利用する方法としては、置換コハク酸無水物と
該界面活性剤との予備混合物を、水流ポンプを通
して瞬時に水中分散せしめる方法が知られてお
り、この方法は、大掛かりな乳化装置や均質化処
理を省略することができる点で、工業的実施上極
めて有利であるが、従来公知の前記非イオン性界
面活性剤の置換コハク酸無水物に対する水中分散
能は必ずしも充分ではなく、微粒子状の水性分散
液を得ることが困難であり、加えて前記置換コハ
ク酸無水物と非イオン性界面活性剤との混合組成
物は、長時間の貯蔵に際して、その水分散性が低
下する等の欠陥があつた。
これに対して本発明の置換コハク酸無水物の水
分散性組成物は、下記一般式(イ)および(ロ)の中から
選択される1種以上のポリオキシアルキレン誘導
体(a)が分散剤として使用されているものであり、
水分散性に対して極めて優れた性質を有し、長時
間の貯蔵に際してもその水分散能が低下すること
が無く、水と混合させるだけで直ちに微粒子状の
置換コハク酸無水物を含有する水性分散液となる
置換コハク酸無水物の水分散性組成物を提供し得
たものである。なお、本発明の置換コハク酸無水
物の水分散性組成物における前記諸作用は、該組
成物中における置換コハク酸の半エステル残基を
有する前記ポリオキシアルキレン誘導体(a)が、置
換コハク酸無水物(b)に対して極めて優れた水中分
散能を発揮することに起因するものである。
〔式中
R:炭素数8以上のアルキル基或いはアルケニル
基を表わす。
R′:疎水性基を表わす。
A:疎水性基とポリオキシアルキレン基との結合
を表わす。
X:水素又はメチル基を表わす。
n、m:21以上の整数を表わす。〕
本発明の置換コハク酸無水物の水分散性組成物
において利用されるポリオキシアルキレン誘導体
(a)は、置換コハク酸無水物を水中に分散せしめる
分散剤として作用するものであつて、疎水性基と
して置換コハク酸残基を有する点で、従来公知の
ポリオキシアルキレン系界面活性剤とは全く異つ
た化学構造を有するものである。
前記ポリオキシアルキレン誘導体(a)は、両端が
水酸基で構成されているか、または一端が水酸基
で構成され他端が非反応性の疎水性基で構成され
ているポリオキシアルキレン誘導体と、置換コハ
ク酸無水物とを、前記ポリオキシアルキレン誘導
体中の水酸基と置換コハク酸無水物中の置換コハ
ク酸無水物基との略等当量において、あるいは置
換コハク酸無水物基の過剰当量において反応させ
ることによつて得られるポリオキシアルキレン誘
導体と置換コハク酸無水物との半エステル化反応
生成物で、
(i) 両端に疎水性基を有すること
(ii) 前記疎水性基の少なくとも1つが置換コハク
酸の半エステル残基であること
(iii) ポリオキシアルキレン基部分が、21以上のポ
リオキシアルキレン単位を有すること
の3条件を同時に満足していることが必要で、こ
れらのうちのいずれの条件が欠けても、本発明の
目的を達成することは不可能である。
すなわち、前記(i)の条件を満足していないポリ
オキシアルキレン誘導体を使用した場合には、該
ポリオキシアルキレン誘導体の置換コハク酸無水
物に対する水中分散能が不充分であり、特に一端
が、従来公知の非イオン性界面活性剤のように水
酸基の場合には、これと置換コハク酸無水物とか
らなる組成物は、その水分散性が時間の経過によ
り著るしく低下するという欠陥を有する。また前
記(ii)の条件を満足していないポリオキシアルキレ
ン誘導体を使用した場合には、該ポリオキシアル
キレン誘導体の置換コハク酸無水物に対する水中
分散能が劣り、水中への易分散性に欠けるばかり
か、微粉子状の水性分散液を生成する組成物を得
ることができない。更に前記(iii)の条件を本発明で
使用するポリオキシアルキレン誘導体(a)が満足し
なければならないのは、前記(iii)の条件が、両端が
疎水性基で構成されるポリオキシアルキレン誘導
体が置換コハク酸無水物に対して有効な水中分散
能を発揮するのに必要な条件であるためであり、
両端が疎水性基で構成されるポリオキシアルキレ
ン誘導体のポリオキシアルキレン基部分のオキシ
アルキレン単位が20以下の場合には、該ポリオキ
シアルキレン誘導体の化学構造上、新水性基部分
が小さくなり(疎水性基部分が大きくなり)過
ぎ、置換コハク酸無水物に対する水中分散能が低
下するため、本発明の目的に適う水分散性組成物
とすることが出来なくなるためである。
本発明で使用されるポリオキシアルキレン誘導
体(a)は、例えば、ポリオキシエチレン基、ポリオ
キシプロピレン基、ポリオキシエチレン−ポリオ
キシプロピレン−ブロツク共重合体に基づくポリ
オキシアルキレン基等のポリオキシアルキレン基
を有するものが好適である。
ポリオキシアルキレン誘導体(a)における両端を
構成する疎水性基としては、例えば、アルキル
基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、
アラルケニル基、各種の脂肪酸或いは樹脂酸残
基、置換コハク酸残基等が好適であるが、両端を
構成する疎水性基のうちの少なくとも一つは置換
コハク酸の半エステル残基であることが必要であ
るのは前述の通りである。この置換コハク酸の半
エステル残基としては、炭素数8以上、好ましく
は炭素数12以上のアルキル或いはアルケニル基を
有するアルキルコハク酸無水物或いはアルケニル
コハク酸無水物に基づく半エステル残基、すなわ
ち一般式
R:炭素数8以上のアルキル基或いはアルケニル
基を表わす。
で表示される置換コハク酸の半エステル残基であ
るのが好ましい。
ポリオキシアルキレン誘導体(a)における疎水性
基(置換コハク酸の半エステル残基を除く)とポ
リオキシアルキレン基との結合は、エステル結
合、エーテル結合、ウレタン結合、アミド結合、
或いはイミド結合等で、水中に於いて解離又は分
解せず、カルボキシル基と非反応性の結合であれ
ば特別の支障は無い。
以上詳細に説明した通り、本発明で使用される
ポリオキシアルキレン誘導体(a)は、両端が水酸基
で構成されているか、または一端が水酸基で構成
され他端が非反応性の疎水性基で構成されている
ポリオキシアルキレン誘導体と、置換コハク酸無
水物とを、前記ポリオキシアルキレン誘導体中の
水酸基と置換コハク酸無水物中の置換コハク酸無
水物基との略等当量において、あるいは置換コハ
ク酸無水物基の過剰当量において反応させること
によつて得られるポリオキシアルキレン誘導体と
置換コハク酸無水物との半エステル化反応生成物
であり、前記半エステル化反応が、一般的には70
〜120℃、好ましくは85〜100℃程度の加熱によつ
て達成されるものであるが、この際の反応は十分
に完結させることが必要であり、通常、前記加熱
温度での5時間以上の反応時間が必要である。
尚、前記ポリオキシアルキレン誘導体と置換コ
ハク酸無水物との半エステル化反応生成物の反応
工程は、下記反応式(1)や反応式(2)で示されるもの
である。
〔式中
R:炭素数8以上のアルキル基或いはアルケニル
基を表わす。
R′:疎水性基を表わす。
A:疎水性基とポリオキシアルキレン基との結合
を表わす。
X:水素又はメチル基を表わす。
n、m:21以上の整数を表わす。〕
本発明の置換コハク酸無水物の水分散性組成物
に使用される置換コハク酸無水物(b)としては、例
えば、炭素数5以上好ましくは8以上のアルキル
基やアルケニル基を有する置換コハク酸無水物
で、α−オレフイン、内部オレフイン、あるいは
プロピレンやブテン等のオリゴマー類と無水マレ
イン酸との付加反応によつて得られるアルケニル
コハク酸無水物、該アルケニルコハク酸無水物を
水素添加して得られるアルキルコハク酸無水物等
であり、具体的には、オクテニルコハク酸無水
物、ノネニルコハク酸無水物、ドデシルコハク酸
無水物、ドデセニルコハク酸無水物、ペンタデセ
ニルコハク酸無水物、ペンタデシルコハク酸無水
物、ヘキサデセニルコハク酸無水物、オクタデセ
ニルコハク酸無水物、(1−オクテル−2−デセ
ニル)−コハク酸無水物、(1−ヘキシル−2−オ
クテニル)−コハク酸無水物、ブテンオリゴマー
と無水マレイン酸との付加反応物、プロピレンオ
リゴマーと無水マレイン酸との付加反応物、ブタ
ジエンオリゴマーあるいはその部分水素添加物と
無水マレイン酸との付加反応物等である。
本発明の置換コハク酸無水物の水分散性組成物
における前述のポリオキシアルキレン誘導体(a)と
置換コハク酸無水物(b)との割合は、該組成物の用
途、目的に応じて任意に変更し得ることは勿論で
あるが、該組成物を製紙用サイズ組成物又は繊維
処理剤として使用する場合の好適範囲は、ポリオ
キシアルキレン誘導体3〜20重量部に対して置換
コハク酸無水物80〜97重量部である。
以上の通りの構成からなる本発明の置換コハク
酸無水物の水分散性組成物は、特別の化学構造を
有するポリオキシアルキレン誘導体(a)が、置換コ
ハク酸無水物(b)に対して格別に優れた相溶性と水
中分散能を有し、しかも置換コハク酸無水物の酸
無水物基との反応性基を有していないので、経時
的安定性に優れるばかりでなく、水中分散が極め
て容易で、大掛かりな乳化装置等による均質化処
理を施すことなく、単に本発明の組成物を水と混
合するだけで置換コハク酸無水物の安定且つ微粒
子状水性分散液が得られるという特徴を有するも
のである。
従つて、本発明の置換コハク酸無水物の水分散
性組成物は、製紙用サイズ組成物や繊維処理用組
成物をはじめ、繊維板やセメント板等の撥水処理
用組成物として有用であるばかりでなく、得られ
るサイズ効果や撥水効果も極めて優れている。
以下本発明の置換コハク酸無水物の水分散性組
成物の具体的な構成を実施例に基いて説明し、併
せ、該組成物の有する作用、効果を比較例で得ら
れた組成物の作用、効果と比較し、説明する。
実施例 1
〔〕 ポリオキシアルキレン誘導体の調製
平均分子量1000のポリエチレングリコール
(オキシアルキレン単位22〜23)0.1モルとドデ
セニルコハク酸無水物0.25モルとを、500c.c.容
四つ口フラスコに仕込み、90〜100℃で6時間
加熱反応させ、式
で表示される化合物92重量%とドデセニルコハ
ク酸無水物8重量%とより成る組成物を得た。
〔〕 水分散性組成物の調製
上記〔〕項で得られた組成物12gとドデセ
ニルコハク酸無水物88gとを均一に混合し、本
発明の水分散性組成物〔A〕を得た。
実施例 2
実施例1の〔〕項で得られた組成物15gとプ
ロピレンペンタマーを主成分とするプロピレンオ
リゴマーの無水マレイン酸付加物であるアルケニ
ルコハク酸無水物85gとを均一に混合し、本発明
の水分散性組成物〔B〕を得た。
実施例 3
炭素数14〜22の分布を有する、市販プロピレン
オリゴマー(平均分子量225)に無水マレイン酸
を付加せしめて得られたアルケニルコハク酸無水
物90重量部とポリエチレングリコール(平均分子
量1000、オキシエチレン単位22〜23)10重量部と
を、90〜100℃で6時間反応させ、分散剤成分と
してのポリオキシエチレン誘導体約16.5重量部と
アルケニルコハク酸無水物約83.5重量部とからな
る本発明の水分散性組成物〔C〕を得た。
実施例 4
実施例3に於けるポリエチレングリコール(平
均分子量1000)の使用に代えてポリエチレングリ
コール(平均分子量1500、オキシエチレン単位
34)を使用する以外は全て実施例3の方法を繰り
返し、分散剤成分としてのポリオキシエチレン誘
導体約14.3重量部とアルケニルコハク酸無水物約
85.7重量部とからなる本発明の水分散性組成物を
〔D)得た。
実施例 5
実施例3に於けるポリエチレングリコール(平
均分子量1000)の使用に代えてポリエチレングリ
コール(平均分子量4000、オキシエチレン単位
90)を使用する以外は全て実施例3の方法を繰り
返し、分散剤成分としてのポリオキシエチレン誘
導体約11.6重量部とアルケニルコハク酸無水物約
88.4重量部とからなる本発明の水分散性組成物
〔E〕を得た。
実施例 6
実施例3に於けるポリエチレングリコール(平
均分子量1000)の使用に代えてポリオキシエチレ
ン−ノニルフエノールエーテル(オキシエチレン
単位21)を使用する以外は全て実施例3の方法を
繰り返し、分散剤としてのポリオキシエチレン誘
導体約12.8重量部とアルケニルコハク酸無水物約
87.2重量部とからなる本発明の水分散性組成物
〔F〕を得た。
実施例 7
実施例3に於けるポリエチレングリコール(平
均分子量1000)の使用に代えてポリオキシエチレ
ン−ラノリン脂肪酸エステル(平均分子量1400、
オキシエチレン単位23)を使用する以外は全て実
施例3の方法を繰り返し、分散剤としてのポリオ
キシエチレン誘導体約12.3重量部とアルケニルコ
ハク酸無水物約87.7重量部とからなる本発明の水
分散性組成物〔G〕を得た。
実施例 8
実施例3に於けるポリエチレングリコール(平
均分子量1000)の使用に代えてポリオキシエチレ
ン−ポリオキシプロピレン−ブロツク共重合体
(平均分子量13000、ポリオキシプロピレン基部分
の分子量2000、全オキシアルキレン単位285)を
使用する以外は全て実施例3の方法を繰り返し、
分散剤としてのポリオキシアルキレン誘導体約
10.5重量部とアルケニルコハク酸無水物約89.5重
量部とからなる本発明の水分散性組成物〔H〕を
得た。
比較例 1
実施例3に於けるポリエチレングリコール(平
均分子量1000)の使用に代えてポリエチレングリ
コール(平均分子量600、オキシアルキレン単位
14)を使用する以外は全て実施例3の方法を繰り
返し、比較のためのポリオキシエチレン誘導体約
20.8重量部とアルケニルコハク酸無水物約79.2重
量部とからなる組成物〔a〕を得た。
比較例 2
実施例3に於けるポリエチレングリコール(平
均分子量1000)の使用に代えてポリオキシエチレ
ン−ノニルフエノールエーテル(オキシエチレン
単位10)を使用する以外は全て実施例3の方法を
繰り返し、比較のためのポリオキシエチレン誘導
体約14.9重量部とアルケニルコハク酸無水物85.1
重量部とからなる組成物〔b〕を得た。
比較例 3
実施例3で使用したアルケニルコハク酸無水物
90重部と実施例6で使用したポリオキシエチレン
−ノニルフエノールエーテル(オキシエチレン単
位21)10重量部とを室温で均一に混合し、比較の
ための組成物〔c〕を得た。
比較例 4
比較例3に於けるポリオキシエチレン−ノニル
フエノールエーテル(オキシエチレン単位21)の
代わりにポリオキシエチレン−ノニルフエノール
エーテル(オキシエチレン単位10)を使用し、比
較例3と同様に混合して比較のための組成物
〔d〕を得た。
比較例 5
実施例3におけるポリエチレングリコール(平
均分子量1000)の使用に代えてポリエチレングリ
コール(平均分子量800:オキシアルキレン単位
18)を使用する以外は全て実施例3の方法を繰り
返し、比較のためのポリオキシエチレン誘導体約
15.6重量部とアルケニルコハク酸無水物約84.4重
量部とからなる組成物[e]を得た。
比較例 6
実施例3におけるポリエチレングリコール(平
均分子量1000)の使用に代えてポリオキシエチレ
ン−ノニルフエノールエーテル(オキシエチレン
単位18)を使用する以外は全て実施例3の方法を
繰り返し、比較のためのポリオキシエチレン誘導
体約12.2重量部とアルケニルコハク酸無水物約
87.8重量部とからなる組成物[f]を得た。
試験例 1
実施例1〜8で得られた本発明の水分散性組成
物[A]〜[H]、および比較例1〜6で得られ
た各組成物[a]〜[f]について、各組成物の
安定性、乳化容易性、乳化液における乳化物粒子
径(μ)、および乳化液の安定性を試験した。そ
の結果を第1表(その1)および(その2)に示
す。
尚、組成物の安定性は、各組成物を室温で1週
間放置後、組成物の外観上特別の変化が認められ
ないものを良とした。
乳化容易性(直後)は、調製後24時間以内の各
組成物1gと水99gとの混合物をガラス棒で撹拌
し、組成物の乳化適性を判定した。また、乳化容
易性(40℃、1週間後)は、調製された各組成物
を40℃で1週間放値し、しかる後に前記と同様に
処理してその乳化容易性を判定した。
判定;
◎乳化容易、〇乳化可能、×乳化不能
乳化物粒子径(μ)は、前記乳化容易性(直
後)で使用した各乳化液の乳化物粒子径である。
乳化液の安定性は、前記乳化容易性(直後)で
使用した各乳化液を1時間静置させた結果、油状
物の分離のないものを良好とし、油状物の分離さ
れているものを不良とした。
The present invention provides a water-dispersible composition of substituted succinic anhydride (hereinafter simply referred to as "substituted succinic anhydride") consisting of an alkyl-substituted succinic anhydride, an alkenyl-substituted succinic anhydride, or a mixture of both. This composition contains a specific polyoxyalkylene derivative and a substituted succinic anhydride, and has extremely excellent water dispersibility. Simply mixing this in water produces fine particles. A substituted succinic anhydride that can be used as an aqueous dispersion that exhibits extremely excellent actions and effects as a sizing agent for paper manufacturing, a fiber treatment agent, etc. A water-dispersible composition is provided. It is known that an aqueous dispersion of substituted succinic anhydride can be used as a paper sizing agent or a fiber treatment agent, and substituted succinic anhydride can be used as a sizing agent for paper manufacturing or as a fiber treatment agent. Aqueous dispersions of anhydrides have been proposed (for example, Japanese Patent Publication No. 39-2305 and Japanese Patent Publication No. 36044-1982). However, when preparing an aqueous dispersion of substituted succinic anhydride using the cation-modified starch as a dispersant, it is necessary to boil the cation-modified starch in advance to make it water-solubilized, and in addition, a large-scale emulsification equipment is required. Since homogenization treatment is essential, the preparation process is complicated. Also,
On the other hand, as a method of using a dispersant using a specific nonionic surfactant, a method is known in which a premix of substituted succinic anhydride and the surfactant is instantaneously dispersed in water using a water pump. This method is extremely advantageous from an industrial perspective in that it can omit large-scale emulsification equipment and homogenization treatment, but it is possible to eliminate the need for a large-scale emulsification device or homogenization treatment. The dispersion ability is not necessarily sufficient, and it is difficult to obtain a fine particulate aqueous dispersion. In addition, the mixed composition of the substituted succinic anhydride and nonionic surfactant does not have sufficient dispersion ability when stored for a long time. There were defects such as decreased water dispersibility. On the other hand, in the water-dispersible composition of substituted succinic anhydride of the present invention, one or more polyoxyalkylene derivatives (a) selected from the following general formulas (a) and (b) are used as a dispersant. It is used as
It has extremely excellent water dispersibility, and its water dispersibility does not decrease even when stored for a long time, and it is an aqueous solution containing substituted succinic anhydride in the form of fine particles that can be immediately mixed with water. This provides a water-dispersible composition of substituted succinic anhydride which becomes a dispersion. The above-mentioned effects of the water-dispersible composition of substituted succinic anhydride of the present invention are such that the polyoxyalkylene derivative (a) having a half-ester residue of substituted succinic acid in the composition is This is due to the fact that it exhibits extremely excellent dispersibility in water for anhydride (b). [In the formula, R represents an alkyl group or alkenyl group having 8 or more carbon atoms. R′: represents a hydrophobic group. A: Represents a bond between a hydrophobic group and a polyoxyalkylene group. X: represents hydrogen or a methyl group. n, m: represents an integer of 21 or more. ] Polyoxyalkylene derivative utilized in the water-dispersible composition of substituted succinic anhydride of the present invention
(a) acts as a dispersant for dispersing substituted succinic anhydride in water, and is different from conventionally known polyoxyalkylene surfactants in that it has a substituted succinic acid residue as a hydrophobic group. have completely different chemical structures. The polyoxyalkylene derivative (a) is a polyoxyalkylene derivative in which both ends are composed of hydroxyl groups, or one end is composed of a hydroxyl group and the other end is composed of a non-reactive hydrophobic group, and a substituted succinic acid. by reacting the hydroxyl group in the polyoxyalkylene derivative with the anhydride in approximately equivalent amounts of the substituted succinic anhydride group in the substituted succinic anhydride, or in an excess equivalent amount of the substituted succinic anhydride group. A half-esterification reaction product of a polyoxyalkylene derivative and a substituted succinic anhydride, which (i) has a hydrophobic group at both ends, and (ii) at least one of the hydrophobic groups has a half-esterification reaction product of a substituted succinic acid anhydride. It must be an ester residue (iii) The polyoxyalkylene group moiety must simultaneously satisfy the three conditions of having 21 or more polyoxyalkylene units, and if any of these conditions is missing, However, it is impossible to achieve the object of the present invention. That is, when a polyoxyalkylene derivative that does not satisfy the condition (i) above is used, the dispersibility of the polyoxyalkylene derivative in water for substituted succinic anhydride is insufficient. In the case of a hydroxyl group like known nonionic surfactants, a composition comprising this and a substituted succinic anhydride has the defect that its water dispersibility decreases significantly over time. In addition, when a polyoxyalkylene derivative that does not satisfy the condition (ii) above is used, the polyoxyalkylene derivative has poor dispersibility in water for substituted succinic anhydride, resulting in a lack of easy dispersibility in water. Otherwise, it is not possible to obtain a composition that produces a finely divided aqueous dispersion. Furthermore, the condition (iii) above must be satisfied by the polyoxyalkylene derivative (a) used in the present invention. This is because this is a necessary condition for the substituted succinic anhydride to exhibit effective dispersibility in water.
When the number of oxyalkylene units in the polyoxyalkylene group portion of a polyoxyalkylene derivative having hydrophobic groups at both ends is 20 or less, the new hydrophilic group portion becomes small (hydrophobic) due to the chemical structure of the polyoxyalkylene derivative. This is because the dispersibility of the substituted succinic anhydride in water decreases, making it impossible to obtain a water-dispersible composition suitable for the purpose of the present invention. The polyoxyalkylene derivative (a) used in the present invention is, for example, a polyoxyalkylene group such as a polyoxyethylene group, a polyoxypropylene group, or a polyoxyalkylene group based on a polyoxyethylene-polyoxypropylene-block copolymer. Those having a group are preferred. Examples of the hydrophobic groups constituting both ends of the polyoxyalkylene derivative (a) include alkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, aralkyl groups,
Aralkenyl groups, various fatty acid or resin acid residues, substituted succinic acid residues, etc. are preferable, but at least one of the hydrophobic groups constituting both ends is preferably a half-ester residue of substituted succinic acid. This is necessary as described above. The substituted succinic acid half ester residue is a half ester residue based on an alkyl succinic anhydride or an alkenyl succinic anhydride having an alkyl or alkenyl group having 8 or more carbon atoms, preferably 12 or more carbon atoms, that is, a general formula R: represents an alkyl group or alkenyl group having 8 or more carbon atoms. A substituted succinic acid half ester residue represented by is preferred. The bond between the hydrophobic group (excluding the half ester residue of substituted succinic acid) and the polyoxyalkylene group in the polyoxyalkylene derivative (a) is an ester bond, ether bond, urethane bond, amide bond,
Alternatively, there is no particular problem if the bond is an imide bond or the like, which does not dissociate or decompose in water and is non-reactive with carboxyl groups. As explained in detail above, the polyoxyalkylene derivative (a) used in the present invention is composed of a hydroxyl group at both ends, or a hydroxyl group at one end and a non-reactive hydrophobic group at the other end. The polyoxyalkylene derivative and the substituted succinic anhydride are mixed in substantially equivalent amounts of the hydroxyl group in the polyoxyalkylene derivative and the substituted succinic anhydride group in the substituted succinic anhydride, or in a substituted succinic anhydride. It is a half-esterification reaction product of a polyoxyalkylene derivative and a substituted succinic anhydride obtained by reacting in an excess equivalent of anhydride groups, and the half-esterification reaction is generally
This is achieved by heating at ~120°C, preferably 85~100°C, but the reaction at this time needs to be completed sufficiently, and is usually heated at the above heating temperature for 5 hours or more. Reaction time is required. Incidentally, the reaction process of the half-esterification reaction product of the polyoxyalkylene derivative and substituted succinic anhydride is shown by the following reaction formula (1) and reaction formula (2). [In the formula, R represents an alkyl group or alkenyl group having 8 or more carbon atoms. R': represents a hydrophobic group. A: Represents a bond between a hydrophobic group and a polyoxyalkylene group. X: represents hydrogen or a methyl group. n, m: represents an integer of 21 or more. ] The substituted succinic anhydride (b) used in the water-dispersible substituted succinic anhydride composition of the present invention is, for example, a substituted succinic anhydride having an alkyl group or an alkenyl group having 5 or more carbon atoms, preferably 8 or more carbon atoms. An acid anhydride, alkenylsuccinic anhydride obtained by the addition reaction of α-olefin, internal olefin, or oligomers such as propylene or butene with maleic anhydride, and hydrogenating the alkenylsuccinic anhydride. The obtained alkylsuccinic anhydride, etc., specifically, octenylsuccinic anhydride, nonenylsuccinic anhydride, dodecylsuccinic anhydride, dodecenylsuccinic anhydride, pentadecenylsuccinic anhydride, pentadecylsuccinic acid Anhydride, hexadecenylsuccinic anhydride, octadecenylsuccinic anhydride, (1-octel-2-decenyl)-succinic anhydride, (1-hexyl-2-octenyl)-succinic anhydride , an addition reaction product between a butene oligomer and maleic anhydride, an addition reaction product between a propylene oligomer and maleic anhydride, an addition reaction product between a butadiene oligomer or its partially hydrogenated product and maleic anhydride, and the like. The ratio of the above-mentioned polyoxyalkylene derivative (a) and substituted succinic anhydride (b) in the water-dispersible composition of substituted succinic anhydride of the present invention can be determined arbitrarily depending on the use and purpose of the composition. Although it is of course possible to change the composition, when the composition is used as a paper-making size composition or a fiber treatment agent, the preferred range is 80 parts by weight of the substituted succinic anhydride for 3 to 20 parts by weight of the polyoxyalkylene derivative. ~97 parts by weight. In the water-dispersible composition of substituted succinic anhydride of the present invention having the above structure, the polyoxyalkylene derivative (a) having a special chemical structure is particularly superior to the substituted succinic anhydride (b). It has excellent compatibility and dispersibility in water, and since it does not have any reactive groups with the acid anhydride groups of substituted succinic anhydride, it not only has excellent stability over time, but also has excellent dispersibility in water. It is easy to use and has the characteristic that a stable and finely particulate aqueous dispersion of substituted succinic anhydride can be obtained simply by mixing the composition of the present invention with water without carrying out homogenization treatment using a large-scale emulsifying device or the like. It is something. Therefore, the water-dispersible composition of substituted succinic anhydride of the present invention is useful as a size composition for paper manufacturing, a composition for treating fibers, and a composition for water-repellent treatment of fiberboards, cement boards, etc. Not only that, but the resulting size effect and water repellency are also extremely excellent. Hereinafter, the specific structure of the water-dispersible composition of substituted succinic anhydride of the present invention will be explained based on Examples, and the actions and effects of the composition will be explained as well as the actions of the composition obtained in Comparative Examples. , compare and explain the effects. Example 1 [] Preparation of polyoxyalkylene derivative 0.1 mol of polyethylene glycol (oxyalkylene units 22 to 23) having an average molecular weight of 1000 and 0.25 mol of dodecenylsuccinic anhydride were charged into a 500 c.c. four-necked flask, and The reaction was heated at ~100℃ for 6 hours, and the formula A composition comprising 92% by weight of the compound represented by and 8% by weight of dodecenylsuccinic anhydride was obtained. [] Preparation of water-dispersible composition 12 g of the composition obtained in the above [] section and 88 g of dodecenylsuccinic anhydride were uniformly mixed to obtain a water-dispersible composition [A] of the present invention. Example 2 15 g of the composition obtained in section [] of Example 1 and 85 g of alkenylsuccinic anhydride, which is a maleic anhydride adduct of propylene oligomer mainly composed of propylene pentamer, were mixed uniformly. A water-dispersible composition [B] of the invention was obtained. Example 3 90 parts by weight of alkenylsuccinic anhydride obtained by adding maleic anhydride to a commercially available propylene oligomer (average molecular weight 225) having a carbon number distribution of 14 to 22 and polyethylene glycol (average molecular weight 1000, oxyethylene 10 parts by weight of units 22 to 23) are reacted at 90 to 100°C for 6 hours to obtain a compound of the present invention consisting of about 16.5 parts by weight of a polyoxyethylene derivative as a dispersant component and about 83.5 parts by weight of alkenylsuccinic anhydride. A water-dispersible composition [C] was obtained. Example 4 Instead of using polyethylene glycol (average molecular weight 1000) in Example 3, polyethylene glycol (average molecular weight 1500, oxyethylene unit) was used.
The method of Example 3 was repeated except that about 14.3 parts by weight of polyoxyethylene derivative and about alkenylsuccinic anhydride were used as dispersant components.
A water-dispersible composition of the present invention [D] consisting of 85.7 parts by weight was obtained. Example 5 Polyethylene glycol (average molecular weight 4000, oxyethylene unit) was used instead of polyethylene glycol (average molecular weight 1000) in Example 3.
The method of Example 3 was repeated except that about 11.6 parts by weight of polyoxyethylene derivative and about alkenylsuccinic anhydride were used as dispersant components.
A water-dispersible composition [E] of the present invention comprising 88.4 parts by weight was obtained. Example 6 The method of Example 3 was repeated except that polyoxyethylene-nonylphenol ether (21 oxyethylene units) was used instead of polyethylene glycol (average molecular weight 1000) in Example 3, and the dispersant was about 12.8 parts by weight of polyoxyethylene derivative and about alkenylsuccinic anhydride as
A water-dispersible composition [F] of the present invention consisting of 87.2 parts by weight was obtained. Example 7 Instead of using polyethylene glycol (average molecular weight 1000) in Example 3, polyoxyethylene-lanolin fatty acid ester (average molecular weight 1400,
The method of Example 3 was repeated except that the oxyethylene unit 23) was used, and the water dispersibility of the present invention was obtained by repeating the method of Example 3, except that the oxyethylene unit 23) was used, and the water dispersibility of the present invention was prepared by using about 12.3 parts by weight of a polyoxyethylene derivative as a dispersant and about 87.7 parts by weight of an alkenylsuccinic anhydride. Composition [G] was obtained. Example 8 Instead of using polyethylene glycol (average molecular weight 1000) in Example 3, polyoxyethylene-polyoxypropylene-block copolymer (average molecular weight 13000, molecular weight of polyoxypropylene group portion 2000, total oxyalkylene Repeating the method of Example 3 except using unit 285),
Polyoxyalkylene derivatives as dispersants approx.
A water-dispersible composition [H] of the present invention was obtained, consisting of 10.5 parts by weight and about 89.5 parts by weight of alkenylsuccinic anhydride. Comparative Example 1 Polyethylene glycol (average molecular weight 600, oxyalkylene unit) was used instead of polyethylene glycol (average molecular weight 1000) in Example 3.
14), except that the method of Example 3 was repeated, except that polyoxyethylene derivatives for comparison were used.
A composition [a] consisting of 20.8 parts by weight and about 79.2 parts by weight of alkenylsuccinic anhydride was obtained. Comparative Example 2 The method of Example 3 was repeated except that polyoxyethylene-nonylphenol ether (10 oxyethylene units) was used instead of polyethylene glycol (average molecular weight 1000) in Example 3, and the comparative example was Approximately 14.9 parts by weight of polyoxyethylene derivative and 85.1 parts by weight of alkenylsuccinic anhydride
A composition [b] consisting of parts by weight was obtained. Comparative Example 3 Alkenylsuccinic anhydride used in Example 3
90 parts by weight and 10 parts by weight of polyoxyethylene-nonylphenol ether (21 oxyethylene units) used in Example 6 were uniformly mixed at room temperature to obtain a composition [c] for comparison. Comparative Example 4 Polyoxyethylene-nonylphenol ether (10 oxyethylene units) was used instead of polyoxyethylene-nonylphenol ether (21 oxyethylene units) in Comparative Example 3, and mixed in the same manner as in Comparative Example 3. A composition [d] for comparison was obtained. Comparative Example 5 Polyethylene glycol (average molecular weight 800: oxyalkylene unit) was used instead of polyethylene glycol (average molecular weight 1000) in Example 3.
The method of Example 3 was repeated except that 18) was used, and the polyoxyethylene derivative for comparison
A composition [e] consisting of 15.6 parts by weight and about 84.4 parts by weight of alkenylsuccinic anhydride was obtained. Comparative Example 6 The method of Example 3 was repeated except that polyoxyethylene-nonylphenol ether (18 oxyethylene units) was used instead of polyethylene glycol (average molecular weight 1000) in Example 3, and a comparative example was prepared. Approximately 12.2 parts by weight of polyoxyethylene derivative and approximately alkenylsuccinic anhydride
A composition [f] consisting of 87.8 parts by weight was obtained. Test Example 1 Regarding the water-dispersible compositions [A] to [H] of the present invention obtained in Examples 1 to 8 and each composition [a] to [f] obtained in Comparative Examples 1 to 6, The stability of each composition, ease of emulsification, emulsion particle size (μ) in the emulsion, and stability of the emulsion were tested. The results are shown in Table 1 (Part 1) and (Part 2). The stability of the compositions was evaluated as good if no particular change was observed in the appearance of each composition after it was left at room temperature for one week. Ease of emulsification (immediately) was determined by stirring a mixture of 1 g of each composition and 99 g of water within 24 hours after preparation with a glass rod, and determining the emulsification suitability of the composition. In addition, emulsification ease (40°C, after 1 week) was determined by allowing each prepared composition to release at 40°C for 1 week, and then treating it in the same manner as above to determine its emulsification ease. Judgment; ◎Easy to emulsify, 〇Emulsifiable, ×Not emulsifiable. The emulsion particle size (μ) is the emulsion particle size of each emulsion used in the above emulsification test (immediately). As for the stability of the emulsion, each emulsion used in the above emulsification ease (immediately) was allowed to stand for 1 hour. Those with no separation of oily substances were considered good, and those with oily substances separated were considered poor. And so.
【表】【table】
【表】
試験例 2
実施例4および実施例7で得られた本発明の水
分散性組成物[D]および[G]ならびに比較例
4〜6で得られた組成物[d]〜[f]につき、
下記の手抄き条件に従つて製紙用サイズ剤として
の性能を比較した。その結果を第2表に示す。尚
参考例として市販強化ロジンサイズ剤についても
同様の手抄き試験を行い、その結果を第2表に併
記する。
[手抄き条件]
抄 紙 機:TAPPIスタンダードシートマシン
使用パルプ:L−BKP C.S.F.400c.c.
成紙米坪量:80g/m2 [Table] Test Example 2 Water-dispersible compositions [D] and [G] of the present invention obtained in Example 4 and Example 7 and compositions [d] to [f] obtained in Comparative Examples 4 to 6 ]For every,
The performance as a paper sizing agent was compared according to the hand papermaking conditions described below. The results are shown in Table 2. As a reference example, a similar hand-paper test was conducted on a commercially available reinforced rosin sizing agent, and the results are also listed in Table 2. [Hand papermaking conditions] Paper making machine: TAPPI standard sheet machine Pulp used: L-BKP CSF400c.c. Paper basis weight: 80g/m 2
【表】【table】
Claims (1)
種以上のポリオキシアルキレン誘導体(a)と、アル
キル置換コハク酸無水物、アルケニル置換コハク
酸無水物、あるいはこれらの両者の混合物からな
る置換コハク酸無水物(b)とを含有していることを
特徴とする置換コハク酸無水物の水分散性組成
物。 〔式中 R:炭素数8以上のアルキル基或いはアルケニル
基を表わす。 R′:疎水性基を表わす。 A:疎水性基とポリオキシアルキレン基との結合
を表わす。 X:水素又はメチル基を表わす。 n、m:21以上の整数を表わす。〕 2 ポリオキシアルキレン誘導体(a)が、ポリオキ
シエチレン誘導体である特許請求の範囲第1項記
載の置換コハク酸無水物の水分散性組成物。 3 置換コハク酸無水物(b)が、炭素数8以上のア
ルケニル基を有するアルケニルコハク酸無水物で
ある特許請求の範囲第1項または第2項記載の置
換コハク酸無水物の水分散性組成物。[Claims] 1 1 selected from the following general formulas (a) and (b)
Contains at least one polyoxyalkylene derivative (a) and a substituted succinic anhydride (b) consisting of an alkyl-substituted succinic anhydride, an alkenyl-substituted succinic anhydride, or a mixture of both. A water-dispersible composition of a substituted succinic anhydride. [In the formula, R represents an alkyl group or alkenyl group having 8 or more carbon atoms. R′: represents a hydrophobic group. A: Represents a bond between a hydrophobic group and a polyoxyalkylene group. X: represents hydrogen or a methyl group. n, m: represents an integer of 21 or more. 2. The water-dispersible composition of substituted succinic anhydride according to claim 1, wherein the polyoxyalkylene derivative (a) is a polyoxyethylene derivative. 3. The water-dispersible composition of substituted succinic anhydride according to claim 1 or 2, wherein the substituted succinic anhydride (b) is an alkenyl succinic anhydride having an alkenyl group having 8 or more carbon atoms. thing.
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| JP57154984A JPS5947498A (en) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | Water dispersible composition of substituted succinic anhydride |
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