JP2001139640A - Uv-absorbing copolymer - Google Patents

Uv-absorbing copolymer

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JP2001139640A
JP2001139640A JP32199299A JP32199299A JP2001139640A JP 2001139640 A JP2001139640 A JP 2001139640A JP 32199299 A JP32199299 A JP 32199299A JP 32199299 A JP32199299 A JP 32199299A JP 2001139640 A JP2001139640 A JP 2001139640A
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JP
Japan
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vinyl monomer
group
water
residue
copolymer
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JP32199299A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Aoyama
真人 青山
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/302Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety and two or more oxygen atoms in the alcohol moiety

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new UV-absorbing copolymer which exhibits high UV absorption effects and a high water solubility and can be mixed with an anionic water-base coating material. SOLUTION: This new UV-absorbing copolymer is prepared by copolymerizing (a) a UV-absorbing vinyl monomer having 2-hydroxybenzophenone residue or a 2'-hydroxyphenylbenzotriazole residue with (b) a water-soluble vinyl monomer having a group dissociable into an anion.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な紫外線吸収
性共重合体に関する。詳しくは、特定の紫外線吸収性ビ
ニルモノマーと特定の水溶性ビニルモノマーとの共重合
により得られる新規な紫外線吸収性共重合体に関する。
本発明の紫外線吸収性共重合体は、水への溶解度を高く
することもでき、練り込み又は水への溶解性を利用して
プラスチック製品、繊維、化粧料、医療用材料等の広い
分野で新規な紫外線吸収剤として使用することができ
る。
[0001] The present invention relates to a novel ultraviolet absorbing copolymer. More specifically, the present invention relates to a novel ultraviolet-absorbing copolymer obtained by copolymerizing a specific ultraviolet-absorbing vinyl monomer and a specific water-soluble vinyl monomer.
The ultraviolet absorbing copolymer of the present invention can increase the solubility in water, and can be used in a wide range of fields such as plastic products, fibers, cosmetics, and medical materials by kneading or utilizing the solubility in water. It can be used as a new ultraviolet absorber.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、プラスチック製品、フィルム製
品、塗装製品、繊維等については、紫外線暴露による光
劣化を防止するため、紫外線吸収剤を練り込んだり塗布
している。練り混む場合にはヒドロキシベンゾフェノン
類やヒドロキシベンゾトリアゾール類等の低分子量物が
用いられることが多い。また、塗布の目的のためには、
これら低分子化合物をアクリル樹脂やウレタン樹脂と併
用して皮膜化されることが多かった。更に進んで、ヒド
ロキシベンゾフェノン残基やヒドロキシベンゾトリアゾ
ール残基を有する紫外線吸収モノマーとアルキル(メ
タ)アクリレート等の疎水性モノマーとの共重合体とし
て、高分子化した紫外線吸収剤を用いて皮膜化すること
が、特開平9−143878号公報、特開平8−269
814号公報、特開平5−320500号公報、特開平
5−170941号公報、特開平4−352810号公
報、特開平4−222848号公報等で提案されてい
る。しかし、これらの化合物は水溶性が全くなく、水性
塗料と混合して使うことは出来なかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, plastic products, film products, painted products, fibers and the like have been kneaded or coated with an ultraviolet absorber in order to prevent light deterioration due to exposure to ultraviolet light. In the case of kneading, low-molecular-weight substances such as hydroxybenzophenones and hydroxybenzotriazoles are often used. Also, for the purpose of application,
In many cases, these low molecular compounds are used in combination with an acrylic resin or a urethane resin to form a film. Further, as a copolymer of an ultraviolet absorbing monomer having a hydroxybenzophenone residue or a hydroxybenzotriazole residue and a hydrophobic monomer such as an alkyl (meth) acrylate, a film is formed by using a polymerized ultraviolet absorbing agent. Are disclosed in JP-A-9-143878 and JP-A-8-269.
814, JP-A-5-320500, JP-A-5-170941, JP-A-4-352810, JP-A-4-222848, and the like. However, these compounds have no water solubility and could not be used by mixing with water-based paints.

【0003】水溶性の紫外線吸収剤としては、ヒドロキ
シベンゾフェノンの芳香環にスルホン酸基を導入した低
分子化合物が特開昭54−68303号公報、特開昭5
4−85804号公報等で提案されている。また、繊維
への吸着を良くさせるために紫外線吸収モノマーとカチ
オン性の親水性モノマーとの共重合体とした、高分子カ
チオン性紫外線吸収剤を用いる試みも特開平7−150
469号公報、特開平6−73367号公報等で提案さ
れている。コンタクトレンズ等に用いるために親水性ビ
ニルモノマーと紫外線吸収モノマーを共重合させた親水
性高分子紫外線吸収剤も特開平6−199961号公報
で提案されている。
As the water-soluble ultraviolet absorber, low-molecular compounds having a sulfonic acid group introduced into the aromatic ring of hydroxybenzophenone are disclosed in JP-A-54-68303 and JP-A-5-68303.
It has been proposed in Japanese Patent Publication No. 4-85804. Also, an attempt to use a high-molecular cationic ultraviolet absorber, which is a copolymer of an ultraviolet-absorbing monomer and a cationic hydrophilic monomer, in order to improve the adsorption to the fiber, has been made in JP-A-7-150.
No. 469, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-73367 and the like. Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-199961 proposes a hydrophilic high-molecular ultraviolet absorber obtained by copolymerizing a hydrophilic vinyl monomer and an ultraviolet absorbing monomer for use in a contact lens or the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、紫外線
吸収剤の低分子化合物を練り込んで成形物を得たり、ア
クリル樹脂やウレタン樹脂と併用して皮膜化した場合に
は得られる成形物や皮膜の紫外線吸収効果の持続性が悪
くなる欠点があった。高分子化した紫外線吸収剤を用い
ると、持続性は改良されるが、紫外線吸収モノマーと疎
水性モノマーとの共重合体は水溶性はないため、最近環
境問題から利用が高まっている水性塗料には用いること
が出来ないし、人体に触れる化粧料、医療用材料等にも
用いることが出来なかった。この点、高分子カチオン性
紫外線吸収剤は水溶性であるが、事実上、カチオン性を
達成する方法として、窒素原子を四級化する方法を用い
ており、紫外線暴露によって窒素原子が酸化されてしま
って着色の原因となり、紫外線吸収剤全体としてみる
と、紫外線吸収効果が薄弱になる欠点があった。また、
練り込んで成形物を得ようとする場合は、高分子カチオ
ン性紫外線吸収剤は耐熱性が充分とは言えない場合があ
り、耐熱性を改良したものが求められていた。更に高分
子カチオン性紫外線吸収剤は、アニオン性水性塗料と混
合すると、塗料内の樹脂成分と高分子間反応を起こして
ゲル化し、一緒に用いることは出来なかった。
However, when a low molecular weight compound of an ultraviolet absorber is kneaded to obtain a molded product, or when a film is formed by using it together with an acrylic resin or a urethane resin, the obtained molded product or film can be obtained. There is a disadvantage that the durability of the ultraviolet absorbing effect is deteriorated. Use of a polymerized UV absorber improves durability, but copolymers of UV-absorbing monomers and hydrophobic monomers are not water-soluble, and are used in water-based paints, which have recently been used due to environmental concerns. Could not be used, and could not be used for cosmetics, medical materials, etc. that touch the human body. In this regard, polymeric cationic UV absorbers are water-soluble, but in practice, quaternization of nitrogen atoms is used as a method of achieving cationicity. It is a cause of coloring, and there is a disadvantage that the ultraviolet absorbing effect is weakened as a whole when viewed from the ultraviolet absorbent. Also,
In the case where a molded product is to be obtained by kneading, a high molecular weight cationic ultraviolet absorber may not be sufficiently heat-resistant, and a material having improved heat resistance has been demanded. Furthermore, when mixed with an anionic water-based paint, the high molecular weight cationic ultraviolet absorber causes a reaction between the polymer and the resin component in the paint to gel and cannot be used together.

【0005】特開平6−199961号公報で提案され
ているような親水性高分子紫外線吸収剤は、上記のよう
な欠点はないものの、ヒドロキシ(メタ)アクリレート
のような非イオン性化合物を親水性ビニルモノマーとし
て用いているため、一般的には水溶性が低いという欠点
があった。グリコシド誘導体等の糖誘導体を用いれば水
溶性を上げることは出来るが、糖誘導体そのものの扱い
が難しく、また、糖誘導体は多数の水酸基を有している
ため、所望量の重合可能基を導入するのが難しい欠点が
あった。また、この場合の親水性の程度も2%まで水溶
液において透明性を維持出来る程度で、満足な水溶性が
確保できたとは言えなかった。本発明は、紫外線吸収効
果が高く且つ水への溶解性を十分高くすることができ、
その上アニオン性水性塗料と混合できるような新規紫外
線吸収剤を提供することを目的とする。
[0005] The hydrophilic high-molecular ultraviolet absorber proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-199961 does not have the above-mentioned drawbacks, but is capable of converting a nonionic compound such as hydroxy (meth) acrylate into a hydrophilic compound. Since it is used as a vinyl monomer, it generally has a disadvantage of low water solubility. Water solubility can be increased by using a sugar derivative such as a glycoside derivative, but the handling of the sugar derivative itself is difficult, and since the sugar derivative has many hydroxyl groups, a desired amount of a polymerizable group is introduced. There were drawbacks that were difficult. Also, in this case, the degree of hydrophilicity was such that transparency could be maintained in an aqueous solution up to 2%, and it could not be said that satisfactory water solubility could be secured. The present invention has a high ultraviolet absorbing effect and can sufficiently increase the solubility in water,
Moreover, it is an object to provide a novel UV absorber which can be mixed with an anionic water-based paint.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる事情
に鑑み鋭意検討した結果、特定の紫外線吸収性ビニルモ
ノマーと特定の水溶性ビニルモノマーとを共重合させて
得られる紫外線吸収性共重合体が、紫外線吸収効果が高
く且つ水溶性を十分高くすることができ、その上アニオ
ン性水性塗料と混合することができることを見出し、本
発明を完成するに至った。なお、この水溶性ビニルモノ
マーは入手も容易である。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies in view of such circumstances, the present inventors have found that an ultraviolet-absorbing copolymer obtained by copolymerizing a specific ultraviolet-absorbing vinyl monomer and a specific water-soluble vinyl monomer. The inventors have found that the coalescence has a high ultraviolet absorbing effect and can sufficiently increase the water solubility, and can be mixed with an anionic water-based paint, and have completed the present invention. This water-soluble vinyl monomer is easily available.

【0007】即ち、本発明の要旨は、2−ヒドロキシベ
ンゾフェノン残基又は2′−ヒドロキシフェニルベンゾ
トリアゾール残基を有する紫外線吸収性ビニルモノマー
(a)とアニオンに解離可能な基を有する水溶性ビニル
モノマー(b)との共重合により得られる新規な紫外線
吸収性共重合体、にあり、水溶性ビニルモノマー(b)
の比率を高くすることにより、水溶性を十分高くするこ
とができる。
That is, the gist of the present invention is to provide a UV-absorbing vinyl monomer (a) having a 2-hydroxybenzophenone residue or 2'-hydroxyphenylbenzotriazole residue and a water-soluble vinyl monomer having an anion-dissociable group. A novel UV-absorbing copolymer obtained by copolymerization with (b), a water-soluble vinyl monomer (b)
By increasing the ratio, the water solubility can be sufficiently increased.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の新規な紫外線吸収性共重合体は、2−ヒドロキ
シベンゾフェノン残基又は2′−ヒドロキシフェニルベ
ンゾトリアゾール残基を有する紫外線吸収性ビニルモノ
マー(a)とアニオンに解離可能な基を有する水溶性ビ
ニルモノマー(b)とを共重合させて得られるものであ
る。ここで、2−ヒドロキシベンゾフェノン残基又は
2′−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール残基を有
する紫外線吸収性ビニルモノマーとは、一分子中に2−
ヒドロキシベンゾフェノン残基又は2′−ヒドロキシフ
ェニルベンゾトリアゾール残基及び重合性ビニル基を有
する化合物を指し、また、アニオンに解離可能な基を有
する水溶性ビニルモノマーとは、一分子中にアニオンに
解離可能な基及び重合性ビニル基を有する化合物を指
す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The novel UV-absorbing copolymer of the present invention comprises a UV-absorbing vinyl monomer (a) having a 2-hydroxybenzophenone residue or 2'-hydroxyphenylbenzotriazole residue and a water-soluble copolymer having an anion-dissociable group. It is obtained by copolymerizing a vinyl monomer (b). Here, an ultraviolet-absorbing vinyl monomer having a 2-hydroxybenzophenone residue or a 2′-hydroxyphenylbenzotriazole residue refers to a 2-vinylbenzophenone residue or a 2′-hydroxyphenylbenzotriazole residue in one molecule.
Refers to a compound having a hydroxybenzophenone residue or a 2'-hydroxyphenylbenzotriazole residue and a polymerizable vinyl group, and a water-soluble vinyl monomer having a group that can be dissociated into an anion is dissociable into an anion in one molecule And a compound having a polymerizable vinyl group.

【0009】本発明に用いられる2−ヒドロキシベンゾ
フェノン残基を有する紫外線吸収性ビニルモノマー
(a)としては、式(I)で表される化合物が好まし
く、また、2′−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾー
ル残基を有する紫外線吸収性ビニルモノマー(a)とし
ては、式(II)で表される化合物が好ましい。ビニルモ
ノマー(a)としては、これらを単独で用いてもよく、
また、二種以上を併用してもよい。併用した場合には、
別々の波長の紫外線を同時に吸収させることができるの
で、一層紫外線吸収効果を改善することができる。
The UV-absorbing vinyl monomer (a) having a 2-hydroxybenzophenone residue used in the present invention is preferably a compound represented by the formula (I), and a 2'-hydroxyphenylbenzotriazole residue As the ultraviolet-absorbing vinyl monomer (a) having the following, a compound represented by the formula (II) is preferable. These may be used alone as the vinyl monomer (a),
Further, two or more kinds may be used in combination. When used together,
Since ultraviolet rays having different wavelengths can be simultaneously absorbed, the effect of absorbing ultraviolet rays can be further improved.

【0010】[0010]

【化3】 Embedded image

【0011】(式中、R1 は水素原子又はメチル基を表
し、Xはエステル結合、アミド結合、エーテル結合又は
ウレタン結合を表し、R2 は炭素数1〜10のアルキレ
ン基又は炭素数1〜10のオキシアルキレン基を表し、
3 は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数
1〜6のアルコキシ基を表す。但し、nは1又は0であ
る)
(Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents an ester bond, an amide bond, an ether bond or a urethane bond, and R 2 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or 1 to 1 carbon atoms. Represents an oxyalkylene group of 10,
R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. However, n is 1 or 0)

【0012】式(I)において、n=1のとき、R2
炭素数1〜10のアルキレン基である場合、その具体例
としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン
基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレ
ン基、ヘキサメチレン基、等が挙げられる。また、R2
が炭素数1〜10のオキシアルキレン基である場合、そ
の具体例としては、例えばオキシメチレン基、オキシエ
チレン基、オキシプロピレン基、オキシトリメチレン
基、オキシテトラメチレン基、オキシペンタメチレン
基、オキシヘキサメチレン基、等が挙げられる。なお、
n=0の場合、Xが芳香環に直接結合する。R3 が炭素
数1〜6のアルキル基である場合、その具体例として
は、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、等が挙げられる。
In the formula (I), when n = 1 and R 2 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, specific examples thereof include methylene, ethylene, propylene, trimethylene and tetramethylene. Examples include a methylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group. Also, R 2
Is an oxyalkylene group having 1 to 10 carbon atoms, specific examples thereof include, for example, an oxymethylene group, an oxyethylene group, an oxypropylene group, an oxytrimethylene group, an oxytetramethylene group, an oxypentamethylene group, and an oxyhexaene. And a methylene group. In addition,
When n = 0, X is directly bonded to the aromatic ring. When R 3 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.

【0013】またR3 が炭素数1〜6のアルコキシ基で
ある場合、その具体例としては、例えばメトキシ基、エ
トキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、等が挙げられ
る。そして、式(I)で表される化合物の具体例として
は、例えば2−ヒドロキシ−4−アクリロイルオキシベ
ンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メタクリロイルオ
キシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(2−アク
リロイルオキシ)エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロ
キシ−4−(2−メタクリロイルオキシ)エトキシベン
ゾフェノン等が挙げられる。これらの中、2−ヒドロキ
シ−4−(2−アクリロイルオキシ)エトキシベンゾフ
ェノン、2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオ
キシ)エトキシベンゾフェノンが好ましい。
When R 3 is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, specific examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group. As specific examples of the compound represented by the formula (I), for example, 2-hydroxy-4-acryloyloxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methacryloyloxybenzophenone, 2-hydroxy-4- (2-acryloyloxy) Ethoxybenzophenone, 2-hydroxy-4- (2-methacryloyloxy) ethoxybenzophenone, and the like. Of these, 2-hydroxy-4- (2-acryloyloxy) ethoxybenzophenone and 2-hydroxy-4- (2-methacryloyloxy) ethoxybenzophenone are preferred.

【0014】[0014]

【化4】 Embedded image

【0015】(式中、R1 、X、R2 、R3 及びnは式
(I)と同義であり、R4 は水素原子、炭素数1〜6の
アルキル基又はハロゲン原子を表し、mは1又は0であ
る)
(Wherein R 1 , X, R 2 , R 3 and n have the same meanings as in formula (I), R 4 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom, Is 1 or 0)

【0016】式(II)において、R4 が炭素数1〜6の
アルキル基である場合、その具体例としては、例えばメ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、等が挙げら
れる。また、R4 がハロゲン原子である場合、ハロゲン
としては、弗素、塩素、臭素、沃素、等が挙げられる
が、これらの中、塩素、臭素が好ましい。なお、n=0
のとき、m=1の場合、Xが芳香環に直接結合し、m=
0の場合、ビニル炭素が直接芳香環に結合する。
In the formula (II), when R 4 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group. When R 4 is a halogen atom, examples of the halogen include fluorine, chlorine, bromine, and iodine. Of these, chlorine and bromine are preferable. Note that n = 0
In the case where m = 1, X is directly bonded to the aromatic ring, and m =
In the case of 0, the vinyl carbon is directly bonded to the aromatic ring.

【0017】そして、式(II)で表される化合物の具体
例としては、例えば2[2′−ヒドロキシ−5′−(ア
クリロイルオキシ)フェニル]ベンゾトリアゾール、2
−[2′−ヒドロキシ−5′−(メタクリロイルオキ
シ)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2′−ヒド
ロキシ−3′−t−ブチル−5′−(メタクリロイルオ
キシ)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−[2′−ヒ
ドロキシ−5−メチル−3−ビニルフェニル]ベンゾト
リアゾール等が挙げられる。これらの中、2−[2′−
ヒドロキシ−5−メチル−3−ビニルフェニル]ベンゾ
トリアゾール、2−[2′−ヒドロキシ−5′−(メタ
クリロイルオキシ)フェニル]ベンゾトリアゾールが好
ましい。
Specific examples of the compound represented by the formula (II) include, for example, 2 [2'-hydroxy-5 '-(acryloyloxy) phenyl] benzotriazole,
-[2'-hydroxy-5 '-(methacryloyloxy) phenyl] benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-3'-t-butyl-5'-(methacryloyloxy) phenyl] benzotriazole, 2- [2 '-Hydroxy-5-methyl-3-vinylphenyl] benzotriazole and the like. Of these, 2- [2'-
Hydroxy-5-methyl-3-vinylphenyl] benzotriazole and 2- [2'-hydroxy-5 '-(methacryloyloxy) phenyl] benzotriazole are preferred.

【0018】また、本発明に用いられるアニオンに解離
可能な基を有する水溶性ビニルモノマー(b)として
は、例えば4−スチレンスルホン酸、2−アクリルアミ
ドプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチ
ルプロパンスルホン酸、3−アクリルアミド−2,4,
4−トリメチルペンタンスルホン酸、2−アクリルアミ
ド−2−(p−トリル)エタンスルホン酸及びこれらの
塩基が挙げられる。これらの中、4−スチレンスルホン
酸及び2−アクリルアミド−2−メチルプロパン酸及び
それらの塩が好ましい。塩としては、アルカリ金属塩が
好ましく、中でもナトリウム塩及びカリウム塩が好まし
い。なお、これらは単独で用いてもよいし、二種以上を
組み合わせて用いてもよい。
The water-soluble vinyl monomer (b) having a group which can be dissociated to an anion used in the present invention includes, for example, 4-styrenesulfonic acid, 2-acrylamidopropanesulfonic acid and 2-acrylamido-2-methylpropane. Sulfonic acid, 3-acrylamide-2,4,
4-trimethylpentanesulfonic acid, 2-acrylamide-2- (p-tolyl) ethanesulfonic acid and bases thereof. Of these, 4-styrenesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanoic acid and salts thereof are preferred. As the salt, an alkali metal salt is preferable, and among them, a sodium salt and a potassium salt are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

【0019】本発明の紫外線吸収性共重合体について
は、紫外線吸収性ビニルモノマー(a)と水溶性ビニル
モノマー(b)との通常の共重合反応により製造するこ
とができ、その方法については特に限定はされない。例
えば、紫外線吸収性ビニルモノマー(a)と水溶性ビニ
ルモノマー(b)とを溶媒に溶解し、これにラジカル重
合開始剤を加えて、好ましくは撹拌下に所定の温度で所
定の時間反応させることにより共重合を行うことができ
る。モノマー(a)とモノマー(b)との比率について
は、特に限定はされないが、水溶性共重合体を得るには
モノマー(a)自身は水には殆んど溶解しないものが多
いので、モノマー(b)の比率が少な過ぎると水溶性を
確保することができない惧れがある。一方、モノマー
(b)の比率が高過ぎると、紫外線吸収効率が薄くなる
惧れがある。従って、この比率については、水溶性モノ
マーの種類にもよるが、凡そ30:1〜1:20が好ま
しく、水溶性共重合体を得るには1:2〜1:10が好
ましい。
The UV-absorbing copolymer of the present invention can be produced by a usual copolymerization reaction between a UV-absorbing vinyl monomer (a) and a water-soluble vinyl monomer (b). There is no limitation. For example, a UV-absorbing vinyl monomer (a) and a water-soluble vinyl monomer (b) are dissolved in a solvent, a radical polymerization initiator is added thereto, and the mixture is allowed to react at a predetermined temperature, preferably under stirring, for a predetermined time. Can be used for copolymerization. The ratio of the monomer (a) to the monomer (b) is not particularly limited. However, in order to obtain a water-soluble copolymer, the monomer (a) itself is hardly soluble in water. If the ratio of (b) is too small, water solubility may not be ensured. On the other hand, if the ratio of the monomer (b) is too high, there is a concern that the ultraviolet absorption efficiency may be reduced. Therefore, this ratio is preferably about 30: 1 to 1:20, although it depends on the kind of the water-soluble monomer, and is preferably 1: 2 to 1:10 to obtain a water-soluble copolymer.

【0020】溶媒としては、両方のモノマーを溶解し、
且つ反応を妨げないものであれば特に限定はされない
が、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノー
ル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、1−メチルピロ
リドン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスル
ホキサイド等を用いることができる。モノマーの濃度
は、通常1〜50重量%、好ましくは10〜40重量%
である。重合開始剤については、その分解温度、重合溶
媒の沸点、反応温度、反応時間等を考慮して選択される
が、例えば、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニ
トリル、過酸化ジ第三ブチル、過酸化アセチル、過酸化
ラウロイル等が好適に用いられる。その使用量は、モノ
マーに対して、通常0.1〜10重量%、好ましくは
0.5〜5重量%である。
As a solvent, both monomers are dissolved,
There is no particular limitation as long as the reaction is not hindered. For example, methanol, ethanol, 2-propanol, tetrahydrofuran, dioxane, 1-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide and the like can be used. it can. The concentration of the monomer is usually 1 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight.
It is. The polymerization initiator is selected in consideration of its decomposition temperature, the boiling point of the polymerization solvent, the reaction temperature, the reaction time, etc., for example, benzoyl peroxide, azobisisobutyronitrile, di-tert-butyl peroxide, Acetyl peroxide, lauroyl peroxide and the like are preferably used. The amount used is usually 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, based on the monomer.

【0021】また、反応温度は、通常40〜150℃、
好ましくは50〜110℃、反応時間は、モノマー、重
合開始剤の種類、反応温度等にもよるが、通常1〜10
時間程度である。また、反応は回分方式又は連続方式の
いずれでもよい。反応終了後、反応液から目的とする共
重合体を回収するのは、常法により行うことができる。
例えば、反応終了後の反応液から析出した共重合体ポリ
マーを濾別した後、必要によりメタノール又はジエチル
エーテルのような溶媒で洗浄後、乾燥させて目的の共重
合体を得ることができる。
The reaction temperature is usually 40 to 150 ° C.,
The reaction time is preferably 50 to 110 ° C., and the reaction time depends on the type of the monomer and the polymerization initiator, the reaction temperature, and the like.
About an hour. The reaction may be a batch system or a continuous system. After completion of the reaction, the target copolymer can be recovered from the reaction solution by a conventional method.
For example, after the copolymer polymer precipitated from the reaction solution after the completion of the reaction is separated by filtration, if necessary, washed with a solvent such as methanol or diethyl ether, and then dried to obtain the desired copolymer.

【0022】また、必要により、析出したポリマーを共
重合反応に使用した溶媒又は水のような良溶媒に再溶解
させた後、再びメタノール、ジエチルエーテルのような
貧溶媒を加えて析出させることを繰り返すことによりポ
リマーを精製することができる。かくして得られた共重
合体の数平均分子量は、重合開始剤の使用量にもよるが
通常2000〜200,000程度である。また、この
共重合体は練り込んで紫外線吸収性の組成物や成形物を
得るのに使用できる他に水溶性のものはアニオン性の水
性エマルジョン塗料と混合して、紫外線吸収性を有する
塗料として使用することが出来る。
Further, if necessary, the precipitated polymer is redissolved in a solvent used for the copolymerization reaction or a good solvent such as water, and then a poor solvent such as methanol or diethyl ether is added again to precipitate the polymer. By repeating, the polymer can be purified. The number average molecular weight of the copolymer thus obtained is usually about 2,000 to 200,000, although it depends on the amount of the polymerization initiator used. In addition, this copolymer can be kneaded and used to obtain a UV-absorbing composition or molded product, and water-soluble ones can be mixed with an anionic aqueous emulsion paint to obtain a UV-absorbing paint. Can be used.

【0023】[0023]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれら
の実施例に限定されるものではない。 実施例1 2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシ)エ
トキシベンゾフェノン1g、p−スチレンスルホン酸ナ
トリウム3gを70℃で1−メチル−2−ピロリドン3
5gに溶解させ、系内を窒素で置換した後、2,2′−
アゾビスイソブチロニトリルを93mgを加え、70℃
を8時間保った。析出した沈殿を濾過し、メタノールで
洗浄後、減圧乾燥させて、共重合体を薄黄色の固体とし
て2.3gを回収した。得られた固体0.5gに蒸留水
1.5gを注いで80℃10分で濃黄色透明の水溶液が
得られ、本共重合体は水に25重量%以上溶解すること
が確認された。アニオン性水性エマルジョン塗料(リカ
ボンドES−52、中央理化工業(株)製)に、共重合
体が塗料固形分の20重量%となるように上記作成の水
溶液を混合したが、ゲル化等は見られず、紫外線吸収性
水性塗料を作成することが出来た。図1に共重合体1
0.0mgを水25.0mLに溶解させた水溶液を62
5倍に希釈したものの紫外・可視スペクトルを示す。3
80nm未満の波長の紫外線を吸収できることがわかっ
た。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist of the present invention. Example 1 1 g of 2-hydroxy-4- (2-methacryloyloxy) ethoxybenzophenone and 3 g of sodium p-styrenesulfonate were added to 70 g of 1-methyl-2-pyrrolidone 3 at 70 ° C.
5g, and the system was replaced with nitrogen.
Add azobisisobutyronitrile (93 mg),
For 8 hours. The deposited precipitate was filtered, washed with methanol, and dried under reduced pressure to recover 2.3 g of the copolymer as a pale yellow solid. 1.5 g of distilled water was poured into 0.5 g of the obtained solid, and a dark yellow transparent aqueous solution was obtained at 80 ° C. for 10 minutes. It was confirmed that the copolymer was dissolved in water by 25% by weight or more in water. The aqueous solution prepared above was mixed with an anionic water-based emulsion paint (Licabond ES-52, manufactured by Chuo Rika Kogyo Co., Ltd.) so that the copolymer was 20% by weight of the solid content of the paint. As a result, a UV-absorbing water-based paint could be prepared. FIG. 1 shows copolymer 1
An aqueous solution obtained by dissolving 0.0 mg in 25.0 mL of water was added to 62
The ultraviolet / visible spectrum of a 5-fold dilution is shown. Three
It was found that ultraviolet light having a wavelength of less than 80 nm could be absorbed.

【0024】実施例2 2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシ)エ
トキシベンゾフェノン1g、アクリルアミド−2−メチ
ルプロパンスルホン酸6gを60℃でメタノール60g
に溶解させ、系内を窒素で置換した後、2,2′−アゾ
ビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を104mg
を加え、60℃を8時間保った。溶液を室温まで冷却し
た後、250mLのジエチルエーテルに注いで、析出し
た沈殿を濾過し、更にジエチルエーテルで洗浄後、減圧
乾燥させて、共重合体を薄黄色の固体として5.4g回
収した。得られた固体0.5gに蒸留水1.5gを注い
で80℃10分で濃黄色透明の水溶液が得られ、本共重
合体は水に25重量%以上溶解することが確認された。
図2に共重合体24.0mgを水25.0mLに溶解さ
せた水溶液を625倍に希釈したものの紫外・可視スペ
クトルを示す。380nm未満の波長の紫外線を吸収で
きることが分かった。
Example 2 1 g of 2-hydroxy-4- (2-methacryloyloxy) ethoxybenzophenone and 6 g of acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid were added at 60 ° C. to 60 g of methanol.
And the system was purged with nitrogen, and 104 mg of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was added.
And maintained at 60 ° C. for 8 hours. After the solution was cooled to room temperature, it was poured into 250 mL of diethyl ether, and the deposited precipitate was filtered, washed with diethyl ether, and dried under reduced pressure to recover 5.4 g of a copolymer as a pale yellow solid. 1.5 g of distilled water was poured into 0.5 g of the obtained solid, and a dark yellow transparent aqueous solution was obtained at 80 ° C. for 10 minutes. It was confirmed that the copolymer was dissolved in water by 25% by weight or more in water.
FIG. 2 shows an ultraviolet-visible spectrum of an aqueous solution obtained by dissolving 24.0 mg of the copolymer in 25.0 mL of water, which was diluted 625 times. It was found that ultraviolet light having a wavelength of less than 380 nm could be absorbed.

【0025】実施例3 2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシ)エ
トキシベンゾフェノン1g、アクリルアミド−2−メチ
ルプロパンスルホン酸3gを60℃でメタノール40g
に溶解させ、系内を窒素で置換した後、2,2′−アゾ
ビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を51mg加
え、60℃で8時間保った。溶液を室温まで冷却した
後、2M水酸化カリウム水溶液を9mL加えて、析出し
た沈殿を濾過し、更にジエチルエーテルで洗浄後、減圧
乾燥させて、共重合体を薄黄色の固体として2.0g回
収した。得られた固体0.5gに蒸留水1.5gを注い
で80℃10分で濃黄色透明の水溶液が得られ、本共重
合体は水に25重量%以上溶解することが確認された。
アニオン性水性エマルジョン塗料(リカボンドSA−5
13、中央理化工業(株)製)に、共重合体が塗料固形
分の20重量%となるように上記作成の水溶液を混合し
たが、ゲル化等は見られず、紫外線吸収性水性塗料を作
成することが出来た。
Example 3 1 g of 2-hydroxy-4- (2-methacryloyloxy) ethoxybenzophenone and 3 g of acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid were added at 60 ° C. to 40 g of methanol.
After the inside of the system was replaced with nitrogen, 51 mg of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was added, and the mixture was kept at 60 ° C for 8 hours. After cooling the solution to room temperature, 9 mL of a 2 M aqueous potassium hydroxide solution was added, and the deposited precipitate was filtered, further washed with diethyl ether, and dried under reduced pressure to recover 2.0 g of a copolymer as a pale yellow solid. did. 1.5 g of distilled water was poured into 0.5 g of the obtained solid, and a dark yellow transparent aqueous solution was obtained at 80 ° C. for 10 minutes. It was confirmed that the copolymer was dissolved in water by 25% by weight or more in water.
Anionic aqueous emulsion paint (Licabond SA-5)
13, Chuo Rika Kogyo Co., Ltd.) was mixed with the aqueous solution prepared above so that the copolymer was 20% by weight of the solid content of the coating material, but no gelation was observed. Could be created.

【0026】実施例4 実施例1において、2−ヒドロキシ−4−(2−メタク
リロイルオキシ)エトキシベンゾフェノンの代りに2−
[2′−ヒドロキシ−5′−(メタクリロイルオキシ)
フェニル]ベンゾトリアゾールを用いた他は同様にし
て、共重合体を薄黄色の固体として2.2g回収した。
得られた固体0.5gに蒸留水1.5gを注いで80℃
10分で濃黄色透明の水溶液が得られ、本共重合体は水
に25重量%以上溶解することが確認された。図3に共
重合体8.8mgを水25.0mLに溶解させた水溶液
を625倍に希釈したものの紫外・可視スペクトルを示
す。380nm未満の波長の紫外線を吸収できる。
Example 4 In Example 1, 2-hydroxy-4- (2-methacryloyloxy) ethoxybenzophenone was used instead of 2-hydroxy-4- (2-methacryloyloxy) ethoxybenzophenone.
[2'-hydroxy-5 '-(methacryloyloxy)
In the same manner except that [phenyl] benzotriazole was used, 2.2 g of a copolymer was recovered as a pale yellow solid.
1.5 g of distilled water was poured into 0.5 g of the obtained solid,
A dark yellow transparent aqueous solution was obtained in 10 minutes, and it was confirmed that the copolymer was soluble in water in an amount of 25% by weight or more. FIG. 3 shows an ultraviolet-visible spectrum of an aqueous solution obtained by dissolving 8.8 mg of the copolymer in 25.0 mL of water, which was diluted 625 times. Ultraviolet light having a wavelength of less than 380 nm can be absorbed.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば紫外線吸収効果が高く、
且つ水への溶解性を高くすることができ、更にアニオン
性水性塗料と混合することができる紫外線吸収性共重合
体が得られる。
According to the present invention, the ultraviolet absorption effect is high,
In addition, an ultraviolet-absorbing copolymer which can have high solubility in water and can be mixed with an anionic water-based paint can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1の共重合体の紫外・可視スペクトルFIG. 1 shows an ultraviolet-visible spectrum of the copolymer of Example 1.

【図2】実施例2の共重合体の紫外・可視スペクトルFIG. 2 shows an ultraviolet-visible spectrum of the copolymer of Example 2.

【図3】実施例4の共重合体の紫外・可視スペクトルFIG. 3 shows an ultraviolet-visible spectrum of the copolymer of Example 4.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2−ヒドロキシベンゾフェノン残基又は
2′−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール残基を有
する紫外線吸収性ビニルモノマー(a)とアニオンに解
離可能な基を有する水溶性ビニルモノマー(b)との共
重合により得られる紫外線吸収性共重合体。
1. An ultraviolet absorbing vinyl monomer (a) having a 2-hydroxybenzophenone residue or a 2'-hydroxyphenylbenzotriazole residue and a water-soluble vinyl monomer (b) having an anion-dissociable group. UV-absorbing copolymer obtained by polymerization.
【請求項2】 水溶性ビニルモノマー(b)が2−アク
リルアミドプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−
2−メチルプロパン酸、3−アクリルアミド−2,4,
4−トリメチルペンタンスルホン酸、2−アクリルアミ
ド−2−(4−トリル)エタンスルホン酸及び4−スチ
レンスルホン酸並びにそれらの塩から選ばれる少なくと
も一種を含む請求項1に記載の共重合体。
2. The method according to claim 1, wherein the water-soluble vinyl monomer (b) is 2-acrylamidopropanesulfonic acid or 2-acrylamide-
2-methylpropanoic acid, 3-acrylamide-2,4
The copolymer according to claim 1, comprising at least one selected from 4-trimethylpentanesulfonic acid, 2-acrylamide-2- (4-tolyl) ethanesulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid, and salts thereof.
【請求項3】 紫外線吸収性ビニルモノマー(a)が2
−ヒドロキシベンゾフェノン残基を有するビニルモノマ
ーである請求項1又は2に記載の共重合体。
3. The method according to claim 1, wherein the ultraviolet absorbing vinyl monomer (a) comprises 2
The copolymer according to claim 1, which is a vinyl monomer having a hydroxybenzophenone residue.
【請求項4】 紫外線吸収性ビニルモノマー(a)が
2′−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール残基を有
するビニルモノマーである請求項1又は2に記載の共重
合体。
4. The copolymer according to claim 1, wherein the ultraviolet absorbing vinyl monomer (a) is a vinyl monomer having a 2′-hydroxyphenylbenzotriazole residue.
【請求項5】 2−ヒドロキシベンゾフェノン残基を有
するビニルモノマーが一般式(I)で表される化合物で
ある請求項3に記載の共重合体。 【化1】 (式中、R1 は水素原子又はメチル基を表し、Xはエス
テル結合、アミド結合、エーテル結合又はウレタン結合
を表し、R2 は炭素数1〜10のアルキレン基又は炭素
数1〜10のオキシアルキレン基を表し、R3 は水素原
子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアル
コキシ基を表す。但し、nは1又は0である)
5. The copolymer according to claim 3, wherein the vinyl monomer having a 2-hydroxybenzophenone residue is a compound represented by the general formula (I). Embedded image (Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents an ester bond, an amide bond, an ether bond, or a urethane bond, and R 2 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or an oxy group having 1 to 10 carbon atoms. Represents an alkylene group, and R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, wherein n is 1 or 0.
【請求項6】 2′−ヒドロキシフェニルベンゾトリア
ゾール残基を有するビニルモノマーが一般式(II)で表
される化合物である請求項4に記載の共重合体。 【化2】 (式中、R1 、X、R2 、R3 及びnは式(I)と同義
であり、R4 は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基又
はハロゲン原子を表し、mは1又は0である)
6. The copolymer according to claim 4, wherein the vinyl monomer having a 2′-hydroxyphenylbenzotriazole residue is a compound represented by the general formula (II). Embedded image (Wherein R 1 , X, R 2 , R 3 and n have the same meanings as in formula (I), R 4 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogen atom, and m represents 1 or 0)
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