JP2000053760A - オキセタニル基を有する高分子量重合体の製造方法 - Google Patents
オキセタニル基を有する高分子量重合体の製造方法Info
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Abstract
ーの分散性および硬化物の柔軟性に優れた、オキセタニ
ル基を有する高分子量重合体の製造方法を提供する。 【解決手段】下記式(1)で表される3−{(オキシラ
ニルメトキシ)メチル}オキセタンと分子中に2個以上
のオキシラン環を有する単量体からなる単量体混合物の
オキシラン環のみを選択的にアニオン重合させることを
特徴とする、数平均分子量が20,000以上であるオ
キセタニル基を有する高分子量重合体の製造方法。 【化1】 (式中、Aは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基
を示す)
Description
有する高分子量重合体の製造方法に関するものであり、
この高分子量重合体は、例えば、紫外線等のエネルギー
線により硬化する紫外線硬化型組成物として有用であ
る。
速度、一般に無溶剤であることによる良好な作業性およ
び極めて低いエネルギー必要量等の特性から、種々の産
業分野において重要な技術となっている。この分野にお
ける初期の開発においては、多官能アクリレートおよび
不飽和ポリエステル等を対象とした、紫外線開始ラジカ
ル重合に研究が集中し、これら多官能アクリレートおよ
び不飽和ポリエステル等からなる材料が広く使用されて
いる。一方、光開始イオン重合も多くの応用分野でかな
り有望であることが認められており、特に、光開始イオ
ン重合においては、多種多様なモノマーを用いることが
可能であるため、様々な化学的および物理的特性を有す
る硬化物が得られる可能性があり、その技術は魅力ある
ものである。光開始イオン重合のうち光開始カチオン重
合においては、これまでの重合技術の開発が3員環環状
エーテルであるオキシラン環を有するエポキシ樹脂およ
びビニルエーテルの2種類のモノマーに集中していた。
しかしながら、光硬化型エポキシ樹脂は、接着性、耐熱
性および耐薬品性等の諸特性には優れているが、光硬化
速度が遅いという欠陥があり、このため、速やかな光硬
化が必要な紙またはプラスティックのコーティングなど
の用途には使用することができなかった。従って、エポ
キシ樹脂の特性を生かしながら、硬化速度を向上させる
ことが熱望されてきた。一方、4員環環状エーテルであ
るオキセタン環を一分子中に複数個有する多官能オキセ
タンモノマーは対応する多官能エポキシドと同等、或い
はそれ以上の光硬化性を有することが報告されており
{ジャーナル オブ マクロモレキュラーサイエンス,
A29巻,10号,915頁(1992);同A30
巻,2&3号,173頁(1993);同A30巻,2
&3号,189頁(1993年)}、速い硬化性を有す
る多官能オキセタンモノマーを主成分とする光硬化型組
成物が提案されている(特願平5−49907号公
報)。この多官能オキセタンモノマーを用いた紫外線硬
化型樹脂の場合、エポキシ樹脂と比較して、紫外線照射
における硬化速度は非常に速いが、硬化後の塗膜の諸特
性は、エポキシ樹脂からなる組成物と比較して劣る場合
があり、このため、オキセタン環を重合性基とする光硬
化型樹脂は速やかな光硬化を有しているが、表面硬度や
耐熱性等の特性が必要な用途には応用することが困難で
あった。本研究者らは、紫外線硬化型樹脂に用いた場
合、短時間の光照射により速やかな硬化性を有し、且
つ、形成する硬化物が接着性、耐熱性および耐薬品性等
に優れている、側鎖にオキセタニル基を有する重合体の
製造方法を提案した(特願平7−325150号公
報)。しかし、この方法で製造された重合体は、分子量
が1,000〜10,000であるため、有機・無機の
フィラーの分散性に改良の余地があり、また、硬化物の
柔軟性も満足できるものではないことがわかった。
性組成物としたときに、有機・無機フィラーの分散性お
よび硬化物の柔軟性に優れた、オキセタニル基を有する
高分子量重合体の製造方法を提供することである。
した結果、特定なオキセタンと分子中に2個以上のエポ
キシ基を有する単量体からなる単量体混合物のオキシラ
ン環だけを選択的にアニオン重合させることにより、前
記課題が解決された高分子量重合体が製造できることを
見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、下記式(1)で表される3−{(オキシラニルメト
キシ)メチル}オキセタンと分子中に2個以上のオキシ
ラン環を有する単量体からなる単量体混合物中のオキシ
ラン環のみを選択的にアニオン重合させることを特徴と
する、数平均分子量が20,000以上であるオキセタ
ニル基を有する高分子量重合体の製造方法である。
のアルキル基を示す)
ル}オキセタン 本発明における3−{(オキシラニルメトキシ)メチ
ル}オキセタンは、下記式(2)で表される3−ヒドロ
キシメチルオキセタンと下記式(3)で表されるエピク
ロルヒドリンとの層間移動反応により製造することがで
きる。
のアルキル基を示す)
する単量体 本発明における分子中に2個以上のオキシラン環を有す
る単量体としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
ハロゲン化ビスフェノール型エポキシ樹脂、レゾルシン
型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テ
トラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、ノボラ
ック型エポキシ樹脂、ポリアルコール・ポリグリコール
型エポキシ樹脂、グリセリントリエーテル型エポキシ樹
脂、オレフィン型エポキシ樹脂、エポキシ化大豆油、ビ
ニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエン
ジオキシド、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキ
シルメチルおよび3,4−エポキシ−6−メチルシクロ
ヘキサンカルボネート等が挙げられ、これらの中でもビ
スフェノールA型ジグリシジルエーテルなどが好まし
い。
中に1個のオキシラン環を有する単量体を共重合させる
ことが好ましい。分子中に1個のオキシラン環を有する
単量体としては、エチレンオキサイド、エピクロルヒド
リン、炭素数1〜12の直鎖状または分枝状アルキレン
オキサイド、スチレンオキサイド、炭素数1〜12の直
鎖状アルキルグリシジルエーテルまたは分枝状アルキレ
ングリシジルエーテル、ならびにフェニルグリシジルエ
ーテル等が挙げられ、これらの中でも、アルキルグリシ
ジルエーテルが好適である。
おいては、高分子重合体を構成する上記単量体単位の割
合は、3−{(オキシラニルメトキシ)メチル}オキセ
タンが10〜90モル%、分子中に2個以上のオキシラ
ン環を有する単量体が0.1〜10モル%、および所望
成分である分子中に1個のオキシラン環を有する単量体
が0〜80モル%であることが好適である。分子中に2
個以上のオキシラン環を有する単量体が0.1モル%未
満では高分子化され難く、10モル%を越えると、重合
途中でゲル化する恐れがある。
合物中のオキシラン環だけを選択的にアニオン重合させ
ることにより、高分子量重合体を製造するものである。
アニオン重合の重合開始剤および重合条件については、
特に限定されるものではなく通常の重合条件が適用され
る。重合開始剤としては、水酸化ナトリウムおよび水酸
化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、ソジウムメチラ
ートおよびt−ブトキシカリウム等のアルカリ金属アル
コラート等が挙げられ、これらの中でも、重合速度が速
いことからt−ブトキシカリウムが好ましい。これらの
重合開始剤の使用量は、単量体混合物1モルに対して
0.01〜100ミリモルが好適である。
溶媒で行うことができ、重合速度が速いことから、無溶
媒条件で行うことが好ましい。アニオン重合の重合温度
は、選択した単量体の反応性に応じて、−78℃〜15
0℃程度で選択すれば良く、好ましくは0℃〜80℃で
ある。アニオン重合の重合時間は、選択したモノマーの
反応性、重合温度に応じて適宜選択すればよいが、通常
10分〜20時間程度が好ましい。
を有する高分子量重合体の数平均分子量は、ゲルパーミ
エーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリス
テレン換算の数平均分子量として20,000以上であ
り、20万以下であることが好適である。数平均分子量
が20,000未満の場合は、本発明における課題であ
る分散性および硬化物にした場合の柔軟性が満足できる
ものとはならない。
する。 (実施例1) 使用単量体:単量体として3−エチル−3−{(オキシ
ラニルメトキシ)メチル}オキセタン(以下、GlOx
と略記)は、CaH2の存在下で蒸留したものを使用
し、分子中に2個のオキシラン環を有する単量体として
ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル{油化シェル
(株)製 エピコート828、以下、Ep828とい
う)を用いた。 触媒:t−ブトキシカリウム(以下、t−BuOKとい
う)の市販品を昇華して使用した。 有機溶媒:THF(ナトリウム−ベンゾキノンの存在下
で蒸留したもの使用した。 重合方法 乾燥窒素雰囲気下、ガラス製のH字管の一方にt−Bu
OK(23mg、0.205mmol)を、他方にGl
OX(1.14g、6.62mmol))とEp828
(0.059g、0.17mmol)を入れた。触媒側
にTHF(2.1ml)を加えた後、重合管を密閉し、
60℃に恒温した。重合の開始は、双方の溶液を混ぜる
ことにより行った(重合直後、重合系は薄い黄色になっ
たが、ゲル化は見られなかった)。48時間後、反応物
を多量のメタノールに注ぐことにより、重合を停止し
た。メタノール留去後、クロロホルム−n−ヘキサン系
で再沈殿を2回行った。その後、n−ヘキサン不溶部を
クロロホルムに溶解した後、水洗した。クロロホルムを
留去した後、ベンゼンで2回共沸して重合体を得た(収
量:0.78g、収率:65.0%)。上記で得られた
重合体は、メタノール、THF、クロロホルム、トルエ
ンなどに可溶性であり、n−ヘキサンに不溶性の粘稠体
(淡黄色)であった。
中に2個のエポキシ基を有する化合物として3,4−エ
ポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル 3,4−エ
ポキシ−6−メチルシクロヘキサンカルボネート(以
下、CHEpという)(0.076g、0.29mmo
l)を用いた以外、実施例1と同様に重合を行った。
実施例1と同様に重合を行った。
の存在下で蒸留したフェニルグリシジルエーテル(以
下、PGEという)を用い、無溶媒で重合を行った以
外、実施例1と同様に重合を行った。
の存在下で蒸留したブチルグリシジルエーテル(以下、
BGEという)を用い、無溶媒で重合を行った以外、実
施例1と同様に重合を行った。
以外は、実施例1と同様に重合を行った。
以外は、実施例3と同様に重合を行った。
以外は、実施例4と同様に重合を行なった。
3の結果をまとめた。
付加反応等の種々の反応を行うことができるオキセタニ
ル基を有する高分子量重合体を、工業的に非常に有利に
製造することができ、得られた高分子量重合体を紫外線
の照射により硬化する紫外線硬化型組成物に用いた場
合、顔料やフィラーとの分散性が良く、且つ、形成する
硬化物の柔軟性に優れるものが得られる。
Claims (1)
- 【請求項1】下記式(1)で表される3−{(オキシラ
ニルメトキシ)メチル}オキセタンと分子中に2個以上
のオキシラン環を有する単量体からなる単量体混合物中
のオキシラン環のみを選択的にアニオン重合させること
を特徴とする、数平均分子量が20,000以上である
オキセタニル基を有する高分子量重合体の製造方法。 【化1】 (式中、Aは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基
を示す。 )
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP23802698A JP3858471B2 (ja) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | オキセタニル基を有する高分子量重合体の製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001310938A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-06 | Showa Denko Kk | 重合性組成物、その硬化物と製造方法 |
WO2022113523A1 (ja) * | 2020-11-24 | 2022-06-02 | 株式会社スリーボンド | エポキシ樹脂組成物、硬化物および複合体 |
-
1998
- 1998-08-10 JP JP23802698A patent/JP3858471B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2022113523A1 (ja) * | 2020-11-24 | 2022-06-02 | 株式会社スリーボンド | エポキシ樹脂組成物、硬化物および複合体 |
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