JP2004155861A - (meta)acrylic polymer having good oil resistance and its curable composition - Google Patents

(meta)acrylic polymer having good oil resistance and its curable composition Download PDF

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Shigeki Ono
重樹 大野
Yoshiki Nakagawa
佳樹 中川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material which has heat resistance and oil resistance while securing flexibility by solving the problematical long-term heat resistance of a urethane (meth)acrylate resin known as a material having excellent oil resistance due to the use of a polyether or a polyester in the principal chain. <P>SOLUTION: A (meth)acrylic polymer is produced by the atom transfer radical polymerization, and has at least one hydroxy group at the terminal, and the oil resistance of its molded product is higher than the molded product of a polymer whose repeating unit in the principal chain is changed to butyl acrylate alone by any one item of the immersion test of JIS K 6258 for the lubricating oil of Class 3, No.5 for Land stipulated by JIS K 2215. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、末端に水酸基を少なくとも1個有し、その硬化物の耐油性が、その主鎖の繰り返し単位をアクリル酸ブチル単独に変えた重合体の硬化物の耐油性を上回ることを特徴とする、原子移動ラジカル重合により製造された(メタ)アクリル系重合体、および、当該重合体を含有する硬化性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
末端に水酸基を有する重合体は、水酸基と反応する官能基を有する化合物、例えばイソシアネート系化合物等を硬化剤として用いることにより架橋し、耐熱性、耐久性等の優れた硬化物を与えることが知られている。
【0003】
このような、水酸基を末端に有する重合体の主鎖骨格としては、ポリエチレンオキシドやポリプロピレンオキシド、ポリテトラメチレンオキシド等のポリエーテル系重合体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリイソブチレンあるいはそれらの水素添加物等の炭化水素系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカプロラクトン等のポリエステル系重合体等が例示され、主鎖骨格と架橋形式に基づき、様々な用途に用いられている。
【0004】
上に例示した、イオン重合や縮重合で得られる重合体の一方で、ラジカル重合で得られるビニル系重合体で末端に水酸基を有するものは、まだほとんど実用化されていない。ビニル系重合体の中でも、(メタ)アクリル系重合体は、高い耐熱性、耐候性、透明性等、上記のポリエーテル系重合体や炭化水素系重合体、あるいはポリエステル系重合体では得られない特性を有しており、水酸基を側鎖に有するものは耐候性の塗料等に利用されている。
【0005】
水酸基を分子鎖末端に有する(メタ)アクリル系重合体を簡便な方法で得ることができれば、側鎖に水酸基を有するものに比べて弾性等の硬化物物性の優れた硬化物を得ることができる。従って、これまで多くの研究者によってその製造法が検討されてきたが、それらを工業的に製造することは容易ではない。
【0006】
連鎖移動剤としてヒドロキシル基を有するジスルフィドを用いて両末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を合成する方法が開示されているが、この方法で両末端に確実に水酸基を導入するためには、連鎖移動剤を開始剤に対して大量に用いなければならず、製造工程上問題である(例えば、特許文献1参照)。また、過酸化水素を開始剤とする末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造法が開示されているが、この方法において両末端に確実に水酸基を導入することは困難であり、実際には、水酸基を有するビニル系モノマー(例えば、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル)を共重合させる方法が採られている(例えば、特許文献2参照)。
【0007】
さらに、四塩化炭素等のテロゲンを用いる(メタ)アクリル系モノマーの重合により、末端にハロゲンを有する(メタ)アクリル系重合体を得、末端のハロゲンをジオール化合物、水酸基含有カルボン酸、水酸基含有アミン等の求核剤を反応させて置換することを特徴とする、末端に水酸基を有するビニル系ポリマーの製造法がある(例えば、特許文献3参照)。この方法においても、テロゲンの連鎖移動が十分ではないので、両末端に官能基を高い比率で導入することは困難である。
【0008】
一方、耐油性に優れた材料としては、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂を主成分とした嫌気性樹脂(例えば、特許文献4〜7参照)が挙げられるが、これらは主鎖にポリエーテルやポリエステルを使用するために長期耐熱性に問題がある。
【0009】
【特許文献1】
特開平5−262808号公報
【特許文献2】
特公平1−19402号公報
【特許文献3】
特開平4−132706号公報
【特許文献4】
特開昭58−187481号公報
【特許文献5】
特開昭64−112号公報
【特許文献6】
特公平3−32593号公報
【特許文献7】
特開昭61−2719号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、耐熱性、柔軟性を確保しながら、耐油性をもつ材料の提供が課題とされている。従って、本発明においては、末端に水酸基を少なくとも1個有し、耐油性の良好な(メタ)アクリル系重合体、ならびに、当該重合体を含有する硬化性組成物を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の現状に鑑み、鋭意検討した結果、末端に水酸基を少なくとも1個有する特定の(メタ)アクリル系重合体を用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
【0012】
すなわち、本発明は、末端に水酸基を少なくとも1個有し、その硬化物の耐油性が、JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油に対するJIS K 6258の浸漬試験のいずれか一項目で、その主鎖の繰り返し単位をアクリル酸ブチル単独に変えた重合体の硬化物の耐油性を上回ることを特徴とする、原子移動ラジカル重合により製造された(メタ)アクリル系重合体に関する。
また、本発明は、末端に水酸基を少なくとも1個有し、その硬化物の耐油性が、JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油に対するJIS K 6258の浸漬試験において、浸漬した前後での質量変化率が50%以下であることを特徴とする、原子移動ラジカル重合により製造された(メタ)アクリル系重合体に関する。
さらに、本発明は、(A)上記(メタ)アクリル系重合体、(B)水酸基と反応しうる官能基を少なくとも2個有する化合物、を必須成分とする硬化性組成物に関する。
【0013】
以下に、本発明の(メタ)アクリル系重合体および硬化性組成物について詳述する。
【0014】
【発明の実施の形態】
<<(メタ)アクリル系重合体>>
<主鎖>
本発明の(メタ)アクリル系重合体の主鎖を構成する(メタ)アクリル系モノマーとしては特に限定されず、各種のものを用いることができる。例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸−n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸−tert−ブチル、(メタ)アクリル酸−n−ペンチル、(メタ)アクリル酸−n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸−n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸−n−オクチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸−2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸−4−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2−アミノエチル、γ−(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2−トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロエチル−2−パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ジパーフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロメチル−2−パーフルオロエチルメチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロデシルエチル、(メタ)アクリル酸2−パーフルオロヘキサデシルエチル等が挙げられる。これらは、単独で用いても良いし、複数を共重合させても構わない。
なお、本発明の(メタ)アクリル系重合体としては、アクリル酸ブチルの単独重合体は含まれないものとする。
【0015】
なかでも、生成物の物性等から、アクリル系モノマーが好ましく、アクリル酸エステル系モノマーがより好ましい。また、アクリル酸エチルおよびアクリル酸アルコキシアルキルの少なくとも1種を必須構成単位とする重合体、つまり、アクリル酸エチル、アクリル酸2−メトキシエチル、アクリル酸2−エトキシエチルのいずれかを含む共重合体等が、耐油性の観点からさらに好ましい。また、アクリル酸エチル、アクリル酸2−メトキシエチル、アクリル酸ブチルの共重合体が最も好ましく、耐油性や低温特性等の物性を考慮し、その比率を変化させることが可能である。本発明においては、これらの好ましいモノマーを他のモノマーと共重合、さらにはブロック共重合させても構わなく、その際は、これらの好ましいモノマーが合計の重量比で40%以上含まれていることが好ましい。
なお、上記表現形式で例えば(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸および/またはメタクリル酸を表す。
【0016】
本発明の(メタ)アクリル系重合体の分子量分布、すなわち、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、特に限定されないが、好ましくは1.8未満であり、より好ましくは1.7以下であり、さらに好ましくは1.6以下であり、なお好ましくは1.5以下であり、特に好ましくは1.4以下であり、最も好ましくは1.3以下である。本発明でのGPC測定においては、通常、移動相としてクロロホルムを用い、測定はポリスチレンゲルカラムにて行い、数平均分子量等はポリスチレン換算で求めることができる。
【0017】
本発明における(メタ)アクリル系重合体の数平均分子量は特に制限はないが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した場合、500〜1,000,000の範囲が好ましく、1,000〜100,000がより好ましく、5,000〜50,000がさらに好ましい。
【0018】
<主鎖の合成法>
本発明における、(メタ)アクリル系重合体は、原子移動ラジカル重合により製造される。以下にこれについて説明する。
「リビングラジカル重合法」の中でも、有機ハロゲン化物あるいはハロゲン化スルホニル化合物等を開始剤、遷移金属錯体を触媒としてビニル系モノマーを重合する「原子移動ラジカル重合法」は、「リビングラジカル重合法」の特徴に加えて、官能基変換反応に比較的有利なハロゲン等を末端に有し、開始剤や触媒の設計の自由度が大きいことから、特定の官能基を有するビニル系重合体の製造方法として好ましい。
また、この方法は、ラジカル重合でありながら重合がリビング的に進行し、分子量分布の狭い(Mw/Mn=1.1〜1.5)重合体が得られ、分子量はモノマーと開始剤の仕込み比によって自由にコントロールすることができる。
【0019】
この原子移動ラジカル重合法としては、例えばMatyjaszewskiら、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカルソサエティー(J.Am.Chem.Soc.)1995年、117巻、5614頁;マクロモレキュールズ(Macromolecules)1995年、28巻、7901頁;サイエンス(Science)1996年、272巻、866頁;WO96/30421号公報;WO97/18247号公報;WO98/01480号公報;WO98/40415号公報;Sawamotoら、マクロモレキュールズ(Macromolecules)1995年、28巻、1721頁;特開平9−208616号公報;特開平8−41117号公報等に記載のものが挙げられる。
【0020】
この原子移動ラジカル重合法では、開始剤として、有機ハロゲン化物、特に反応性の高い炭素−ハロゲン結合を有する有機ハロゲン化物(例えば、α位にハロゲンを有するカルボニル化合物や、ベンジル位にハロゲンを有する化合物)、あるいはハロゲン化スルホニル化合物が用いられる。
【0021】
この重合法を用いて末端に少なくとも1個の水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を得るために、開始点を2個以上有する有機ハロゲン化物またはハロゲン化スルホニル化合物が開始剤として用いられる。それらの具体例としては、
o−,m−,p−XCH−C−CHX、o−,m−,p−CHC(H)(X)−C−C(H)(X)CH、o−,m−,p−(CHC(X)−C−C(X)(CH
(上記式中、Cはフェニレン基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
ROC−C(H)(X)−(CH−C(H)(X)−COR、ROC−C(CH)(X)−(CH−C(CH)(X)−COR、RC(O)−C(H)(X)−(CH−C(H)(X)−C(O)R、RC(O)−C(CH)(X)−(CH−C(CH)(X)−C(O)R、(上記式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、nは0〜20の整数、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
XCHC(O)CHX、CHC(H)(X)C(O)C(H)(X)CH、(CHC(X)C(O)C(X)(CH、CC(H)(X)−(CH−C(H)(X)C
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数)
XCHCO−(CH−OCOCHX、CHC(H)(X)CO−(CH−OCOC(H)(X)CH、(CHC(X)CO−(CH−OCOC(X)(CH
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは1〜20の整数)
XCHC(O)C(O)CHX、CHC(H)(X)C(O)C(O)C(H)(X)CH、(CHC(X)C(O)C(O)C(X)(CH、o−,m−,p−XCHCO−C−OCOCHX、o−,m−,p−CHC(H)(X)CO−C−OCOC(H)(X)CH、o−,m−,p−(CHC(X)CO−C−OCOC(X)(CH、o−,m−,p−XSO−C−SOX、
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
等が挙げられる。
【0022】
触媒としては、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体が用いられる。金属種としては、特に、1価の銅、2価のルテニウム、2価の鉄、2価のニッケル等が好適であり、1価の銅がより好適である。
具体的に例示するならば、1価の銅化合物としては、塩化第一銅、臭化第一銅、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酸化第一銅、酢酸第一銅、過塩素酸第一銅等が挙げられる。銅化合物を用いる場合、触媒活性を高めるために、2,2’−ビピリジルおよびその誘導体、1,10−フェナントロリンおよびその誘導体等の配位子を添加することが有効である。また、2価の塩化ルテニウムのトリストリフェニルホスフィン錯体(RuCl(PPh)も触媒として好適である。ルテニウム化合物を触媒として用いる場合は、活性化剤としてアルミニウムアルコキシド類を添加することが有効である。さらに、2価の鉄のビストリフェニルホスフィン錯体(FeCl(PPh)、2価のニッケルのビストリフェニルホスフィン錯体(NiCl(PPh)も触媒として好適である。
【0023】
上記開始剤の使用量としては、モノマー100重量部に対して、好ましくは0.03から100重量部、より好ましくは0.1から50重量部である。
また、上記触媒の使用量としては、モノマー100重量部に対して、好ましくは0.01から100重量部、より好ましくは0.1から10重量部である。
本発明における重合は、無溶媒または各種の溶媒中で行うことができる。溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン等の炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等のアルコール系溶媒;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒等が挙げられ、単独又は2種以上を混合して用いることができる。また、エマルジョン系もしくは超臨界流体COを媒体とする系においても重合を行うことができる。これらの中では、触媒安定性向上の効果等から、ニトリル系溶媒が好ましく、アセトニトリルがより好ましい。
また、当該重合は、室温〜200℃の範囲で行うことができ、好ましくは50〜150℃である。重合時間は、0.5〜24時間、好ましくは1〜12時間である。
【0024】
<<末端への水酸基の導入法>>
末端に少なくとも1個の水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体は、上記の重合によって得られる、一般式(1)で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲンを、水酸基含有置換基に変換することによって得ることができる。
−CH−C(R)(CO)(X) (1)
(式中、Rは水素原子またはメチル基、Rは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素である)
【0025】
における炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基等が挙げられる。
炭素数6〜20のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等が挙げられる。
炭素数7〜20のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基等が挙げられる。
上記基の説明は、前出のRにおける基の説明にもあてはまるものである。
【0026】
<重合性のアルケニル基と水酸基を併せ有する化合物を反応させる方法>
上述の末端への水酸基の導入法として、まず、上記の重合により、一般式(1)で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、さらに、重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物を第2のモノマーとして反応させる方法が挙げられる。
【0027】
上記の重合では、重合末端は重合活性を保持しており、新たにビニル系モノマーを添加すれば、再び重合が進行する。従って、重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つビニル系モノマーを添加すれば、重合活性なアルケニル基部分にラジカル付加反応が起こり、水酸基はそのまま残るため、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を得ることができる。このような第2のモノマーは、第1の重合が終了して重合体を単離してから、触媒とともに添加して新たに反応させてもよいし、重合の途中で(in−situ)添加して反応させてもよい。後者の場合、第1の重合のモノマー転化率は高いほどよく、好ましくは80%以上である。80%未満であると、水酸基が分子末端ではなく、分子鎖内部に分布し易い傾向があり、硬化物の機械特性が低下し易い傾向がある。
【0028】
この際、このような重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物は、重合末端の数(リビング重合であるので、開始剤の開始点の数にほぼ等しい)と等しい量を添加すれば、原理的にすべての末端に一つずつの水酸基が導入されることになるが、全末端に水酸基を確実に導入するためには、過剰量、具体的には、末端の数に対し、1〜5倍用いるのが好ましい。5倍より多く用いると、重合体の末端に高密度で水酸基が導入され易い傾向があり、期待通りの硬化物物性が得られにくくなる傾向がある。
【0029】
重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物としては、特に制限はないが、例えば、一般式(2)
C=C(R)−R−R−OH (2)
(式中、Rは水素原子またはメチル基、Rは−C(O)O−(エステル基)、またはo−,m−,p−フェニレン基、Rは直接結合、または炭素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいても良い)
で示される化合物が挙げられる。
【0030】
一般式(2)において、Rがエステル基のものは(メタ)アクリレート系化合物、Rがフェニレン基のものはスチレン系の化合物である。
としては、メチレン、エチレン、プロピレン等のアルキレン基、o−,m−,p−フェニレン基等のフェニレン基、ベンジレン基等のアラルキレン基、−CHCH−O−CHCH−や−OCHCH−等のエーテル結合を含むアルキレン基等が例示される。
【0031】
これらの中でも、入手が容易であるという点から、
C=C(H)C(O)O(CH−OH、HC=C(CH)C(O)O(CH−OH、
(上記式中、nは1〜20の整数)
C=C(H)C(O)O(CH−O−(CHOH、HC=C(CH)C(O)O(CH−O−(CH−OH、
(上記式中、n、mは1〜20の整数)
o−,m−,p−HC=CH−C−(CH−OH、o−,m−,p−HC=C(CH)−C−(CH−OH、
(上記式中、nは0〜20の整数)
o−,m−,p−HC=CH−C−O(CH−OH、o−,m−,p−HC=C(CH)−C−O(CH−OH、
(上記式中、nは1〜20の整数)
が好ましい。
【0032】
当該反応に用いられる溶媒としては、特に限定はされないが、例えば重合時に使用することが出来る、ベンゼン、トルエン等の炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等のアルコール系溶媒;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒等が挙げられ、単独又は2種以上を混合して用いることができる。また、エマルジョン系もしくは超臨界流体COを媒体とする系においても重合を行うことができる。これらの溶媒は、重合時に使用した溶媒と同一であっても、異なってもよい。これらの中では、触媒安定性向上の効果等から、ニトリル系溶媒が好ましく、アセトニトリルがより好ましい。また、反応温度としては、室温〜200℃、好ましくは50〜150℃である。反応時間としては、10分間〜24時間、好ましくは0.5〜12時間である。
【0033】
<金属化合物を作用させた後にアルデヒド類、ケトン類を反応させる方法>
末端ハロゲンを水酸基含有置換基に変換する方法としては、一般式(1)で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体に対し、金属単体あるいは有機金属化合物を作用させてエノレートアニオンを調製し、しかる後に、アルデヒド類またはケトン類を反応させる方法を用いることも可能である。
【0034】
金属単体としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、亜鉛等が挙げられる。これらのうち、生成したエノレートアニオンが他のエステル基を攻撃したり、転移するような副反応が起こりにくいという点から、亜鉛が特に好ましい。
有機金属化合物の具体例としては、有機リチウム、有機ナトリウム、有機カリウム、Grignard反応剤等の有機マグネシウム、有機アルミニウム、有機亜鉛等が挙げられる。ハロゲンを効率的にメタル化させるには、有機リチウム、有機マグネシウムを用いるのが好ましい。
上記金属単体または有機金属化合物の使用量としては、(メタ)アクリル系重合体100重量部に対して、好ましくは0.01〜10重量部、より好ましくは0.1〜1重量部である。
【0035】
アルデヒド類、ケトン類としては、特に制限はなく各種のものを用いることができる。アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられる。また、ケトン類としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等が挙げられる。
上記アルデヒド類またはケトン類の使用量としては、(メタ)アクリル系重合体100重量部に対して、好ましくは0.1〜100重量部、より好ましくは1〜10重量部である。
【0036】
亜鉛とアルデヒド類またはケトン類を用いる水酸基含有置換基の導入法は、いわゆるReformatsky反応であり、特に好ましい実施の形態である。
この反応においては、種々の溶媒を用いることができるが、非プロトン性の溶媒(例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)が好ましく、それらの中でもテトラヒドロフランやジエチルエーテル等のエーテル系溶媒が特に好ましい。
反応は、0〜100℃の範囲で行うことができる。反応時間としては、0.5〜24時間、好ましくは1〜12時間である。
【0037】
<水酸基含有オキシアニオンを反応させる方法>
末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の別の製造法としては、一般式(1)で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を、一般式(3)で示す水酸基含有オキシアニオンと反応させる方法が挙げられる。
−R−OH (3)
(式中、Rは炭素数1〜20の2価のアルキレン基、炭素数6〜20の2価のアリーレン基、または炭素数7〜20の2価のアラルキレン基で、1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい、Mはアルカリ金属イオンまたは4級アンモニウムイオンである)
【0038】
はオキシアニオンの対イオンであり、例えばリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン;テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、トリメチルベンジルアンモニウムイオン、トリメチルドデシルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、ジメチルピペリジニウムイオン等の4級アンモニウムイオン等が挙げられる。
【0039】
における炭素数1〜20の2価のアルキレン基、炭素数6〜20の2価のアリーレン基、炭素数7〜20の2価のアラルキレン基は、それぞれ1個以上のエーテル結合を含んでいてもよく、具体的には、下記一般式(3)のオキシアニオンの前駆体であるジオール化合物で用いられているもの等が挙げられる。
【0040】
一般式(3)のオキシアニオンは、その前駆体であるジオール化合物に、適当な塩基を作用させることにより得ることができる。
前駆体であるジオール化合物としては、例えば、
HO−(CH−OH(nは2〜20の整数)、HO−CH(CH)CHOH、HO−CH(CH)CHCHOH、HO−CHCH(CH)CH−OH、HO−CHC(CHCH−OH、HO−CHC(CH)(C)CH−OH、HO−CHC(CCH−OH、CHCHCH(OH)CH−OH、CHCH(OH)CH(OH)CH、HO−(CHO)−H(nは1〜20の整数)、HO−(CHCHO)−H(nは1〜10の整数)、HO−(CHCH(CH)O)−H(nは1〜6の整数)、o−,m−,p−HO−C−OH、o−,m−,p−HO−C−(CHOH(nは1〜14の整数)、o−,m−,p−HO−(CH−C−(CHOH(n、mは1〜13の整数でn+m≦14)、3−メチルカテコール、4−メチルカテコール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、2,5−ジメチルレゾルシノール、メチルハイドロキノン、2,3−ジメチルハイドロキノン、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,2’−ビフェノール、4,4’−ビフェノール、4,4’−イソプロピリデンジフェノール等が挙げられる。
【0041】
これらのうち、オキシアニオンの反応性がマイルドで、一般式(1)の末端ハロゲンを選択的に置換し、かつ入手容易であるという点から、o−,m−,p−HO−C−OH、o−,m−,p−HO−C−(CHOH(nは1〜14の整数)が好ましい。
これらジオール化合物は、式(1)の末端に対してモル比で1当量用いればよいが、好ましくは1〜5当量である。
【0042】
上記の化合物からプロトンを引き抜き、式(3)のオキシアニオンとするためには各種の塩基が使用される。
当該塩基としては、例えばナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、リチウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、リチウムエトキシド、ナトリウム−tert−ブトキシド、カリウム−tert−ブトキシド、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸水素ナトリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、メチルリチウム、エチルリチウム、n−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムヘキサメチルジシラジド等が例示される。
前駆体であるジオール化合物に対する塩基の使用量は、通常0.5〜3.0当量であるが、好ましくは0.8〜1.5当量である。
【0043】
上記前駆物質と塩基の反応により式(3)のオキシアニオンを調製する際に用いられる溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、tert−ブチルアルコール等が用いられる。
また、反応温度としては、−30〜50℃、好ましくは0℃〜室温である。反応時間としては、0.5〜12時間、好ましくは1〜6時間である。
【0044】
さらに、(メタ)アクリル系重合体末端に水酸基含有オキシアニオンを反応させる方法に用いられる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の極性非プロトン性溶媒等が挙げられる。
また、反応温度としては、室温〜150℃、好ましくは50〜100℃である。反応時間としては、0.5〜24時間、好ましくは1〜12時間である。
【0045】
<水酸基含有カルボキシレートアニオンを反応させる方法>
式(1)の末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体に対し、一般式(4)で示される水酸基含有カルボキシレートアニオンを反応させることによっても、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を得ることができる。
OC(O)−R−OH (4)
(式中、R、Mは上記に同じ)
【0046】
式(4)のカルボキシレートアニオンは、その前駆体である水酸基含有カルボン酸に、適当な塩基を作用させることにより調製することができる。
前駆体である水酸基含有カルボン酸としては、例えば、
HOC−(CH−OH(nは1〜20の整数)、HOC−CH(OH)CH、HOC−CHCH(OH)CH、o−,m−,p−HOC−C−OH、o−,m−,p−HOC−(CH−C−OH、o−,m−,p−HOC−C−(CH−OH(nは1〜14の整数)、o−,m−,p−HOC−(CH−C−(CH−OH(n、mは1〜13の整数で、n+m≦14)
等が挙げられる。
【0047】
上記の化合物からプロトンを引き抜き、式(4)のカルボキシレートアニオンとするためには、式(3)のオキシアニオンの調製の際に例示した塩基および溶媒を好適に用いることができ、また、反応温度・時間も上記オキシアニオンの調製の場合と同様である。上記の水酸基含有カルボン酸に塩基を作用させると、より酸性度の高いカルボン酸のプロトンが引き抜かれ、式(4)のカルボキシレートアニオンが選択的に得られる。
塩基の使用量は、水酸基含有カルボン酸に対して、通常0.5〜3.0当量であるが、好ましくは0.8〜1.5当量である。
【0048】
(メタ)アクリル系重合体末端に水酸基含有カルボキシレートアニオンを反応させる方法に用いられる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の極性非プロトン性溶媒等が挙げられる。
また、反応温度としては、室温〜150℃、好ましくは50〜100℃である。反応時間としては、0.5〜24時間、好ましくは1〜12時間である。
【0049】
<水酸基を有する重合性の低いオレフィン化合物を反応させる方法>
式(1)の末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体に対し、一般式(5)で示される水酸基を有する重合性の低いオレフィン化合物を作用させることによっても、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を得ることができる。
【0050】
原子移動ラジカル重合の最中および終点において、水酸基を有する重合性の低いオレフィン化合物を添加すると、末端にほぼ1つづつ付加し、その結果として、このオレフィン化合物の有する水酸基が重合体の末端に導入される。重合の終点とは、単量体の好ましくは80%以上が反応した時点、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、特に好ましくは99%以上が反応した時点である。
【0051】
水酸基を有する重合性の低いオレフィン化合物としては、一般式(5)に示される化合物から選ばれる。
C=C(R)−R−OH (5)
(式中、Rは炭素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいても良い、Rは水素原子またはメチル基である)
【0052】
一般式(5)において、Rの具体例としては、
−(CH−(nは1〜20の整数)、
−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CHCH−、−CHCH(CH)−、
−(CH−O−CH−(nは1〜19の整数)、
−CH(CH)−O−CH−、−CH(CHCH)−O−CH−、−C(CH−O−CH−、−C(CH)(CHCH)−O−CH−、−C(CHCH−O−CH−、
−(CH−O−(CH−(m、nは1〜19の整数、ただし2≦m+n≦20)、
−(CH−C(O)O−(CH−(m、nは1〜19の整数、ただし2≦m+n≦20)、
−(CH−OC(O)−(CH−C(O)O−(CH −(lは0〜18の整数、m、nは1〜17の整数、ただし2≦l+m+n≦18)、
−(CH−o−,m−,p−C−、
−(CH−o−,m−,p−C−(CH−(mは0〜13の整数、nは1〜14の整数、ただし1≦m+n≦14)、
−(CH−o−,m−,p−C−O−(CH−(mは0〜13の整数、nは1〜14の整数、ただし1≦m+n≦14)、
−(CH−o−,m−,p−C−O−CH(CH)−(nは1〜12の整数)、
−(CH−o−,m−,p−C−O−C(CH−(nは1〜11の整数)、
−(CH−o−,m−,p−C−C(O)O−(CH−(m、nは1〜12の整数、ただし2≦m+n≦13)、
−(CH−OC(O)−o−,m−,p−C−C(O)O−(CH−(m、nは1〜11の整数、ただし2≦m+n≦12)、
−(CH−o−,m−,p−C−OC(O)−(CH−(m、nは1〜12の整数、ただし2≦m+n≦13)、
−(CH−C(O)O−o−,m−,p−C−(CH−(m、nは1〜11の整数、ただし2≦m+n≦12)、
等が挙げられる。
【0053】
一般式(5)において、Rは水素原子またはメチル基であるが、水素原子が好ましい。
【0054】
水酸基を有する重合性の低いオレフィン化合物を重合末端に反応させる場合には、そのまま反応させても構わないが、水酸基が重合末端あるいは触媒に影響を与える場合があるので、その場合には保護基をつけた化合物を用いても構わない。保護基としては、アセチル基、シリル基、アルコキシ基等が挙げられる。
水酸基を有する重合性の低いオレフィン化合物を添加する量は、特に限定されない。これらの化合物はアルケニル基の反応性があまり高くないため、反応速度を高めるためには添加量を増やすことが好ましく、一方、コストを低減するためには添加量は成長末端に対して等量に近い方が好ましく、状況により適正化する必要がある。
【0055】
当該反応に用いられる溶媒としては、特に限定はされないが、例えば重合時に使用することが出来る、ベンゼン、トルエン等の炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等のアルコール系溶媒;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒等が挙げられ、単独又は2種以上を混合して用いることができる。また、エマルジョン系もしくは超臨界流体COを媒体とする系においても重合を行うことができる。これらの溶媒は、重合時に使用した溶媒と同一であっても、異なってもよい。これらの中では、触媒安定性向上の効果等から、ニトリル系溶媒が好ましく、アセトニトリルがより好ましい。また、反応温度としては、室温〜200℃、好ましくは50〜150℃である。反応時間としては、10分間〜24時間、好ましくは0.5〜12時間である。
【0056】
<水酸基を有する開始剤を使用する方法>
有機ハロゲン化物またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤とし、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒として用いる(メタ)アクリル系モノマーの重合において、開始剤として、水酸基を有する有機ハロゲン化物またはハロゲン化スルホニル化合物を用いれば、一方の末端に水酸基、他の末端に式(1)で示されるハロゲンを有する(メタ)アクリル系重合体が得られる。このようにして得られる重合体の末端のハロゲンを水酸基含有置換基に変換すれば、両末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を製造することができる。
【0057】
水酸基を有する有機ハロゲン化物としては特に制限はないが、一般式(6)または(7)に示す構造を有するものが好ましい。
10C(X)−R11−R−OH (6)
(式中、Rは上記に同じ、R、R10は水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、または、他端において相互に連結したもの、R11は−C(O)O−(エステル基)、−C(O)−(ケト基)、またはo−,m−,p−フェニレン基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素である)
HO−R−C(R)(X)−R11−R10 (7)
(式中、R、R、R10、R11、Xは上記に同じ)
【0058】
、R10における炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基としては、前述のRで説明したものと同じものがそれぞれ挙げられる。また、他端において相互に連結したものとは、RおよびR10が隣り合う炭素原子と一緒になってシクロアルキル基を示すものであり、当該シクロアルキル基としては、例えば、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等が挙げられる。
【0059】
一般式(6)に示す化合物の具体例としては、
XCHC(O)O(CH−OH、HCC(H)(X)C(O)O(CH−OH、(HC)C(X)C(O)O(CH−OH、CHCHC(H)(X)C(O)O(CH−OH、
【0060】
【化1】

Figure 2004155861
【0061】
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは1〜20の整数)
XCHC(O)O(CHO(CH−OH、HCC(H)(X)C(O)O(CHO(CH−OH、(HC)C(X)C(O)O(CHO(CH−OH、CHCHC(H)(X)C(O)O(CHO(CH−OH、
【0062】
【化2】
Figure 2004155861
【0063】
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、n、mは1〜20の整数)
o−,m−,p−XCH−C−(CH−OH、o−,m−,p−CHC(H)(X)−C−(CH−OH、o−,m−,p−CHCHC(H)(X)−C−(CH−OH、
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数)
o−,m−,p−XCH−C−(CH−O−(CH−OH、o−,m−,p−CHC(H)(X)−C−(CH−O−(CH−OH、o−,m−,p−CHCHC(H)(X)−C−(CH−O−(CH−OH、
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数、mは1〜20の整数)
o−,m−,p−XCH−C−O−(CH−O−(CH−OH、o−,m−,p−CHC(H)(X)−C−O−(CH−O−(CH−OH、o−,m−,p−CHCHC(H)(X)−C−O−(CH−O−(CH−OH、
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、n、mは1〜20の整数)
等が挙げられる。
【0064】
一般式(7)に示す化合物の具体例としては、
HO−CHC(H)(X)−COR、HO−(CHC(H)(X)−COR、HO−(CHC(H)(X)−COR、HO−(CHC(H)(X)−COR、
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、Rは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基)
HO−CHC(H)(X)−C、HO−(CHC(H)(X)−C、HO−(CHC(H)(X)−C
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
等を挙げることができる。
【0065】
水酸基を有するハロゲン化スルホニル化合物の具体例を挙げるならば、
o−,m−,p−HO−(CH−C−SOX、
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数)
o−,m−,p−HO−(CH−O−C−SOX、
(上記式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは1〜20の整数)
等である。
【0066】
水酸基を有する有機ハロゲン化物またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤として(メタ)アクリル系モノマーを重合すると、片末端には水酸基が導入され、他の末端が一般式(1)で表される末端構造を有する重合体が得られる。この末端のハロゲンを水酸基に変換する方法としては、既に述べた方法をすべて好適に用いることができる。
【0067】
水酸基を有する有機ハロゲン化物またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤として用いると、片末端が水酸基、他の末端が式(1)で示されるハロゲン末端である重合体が得られるが、この重合体の式(1)のハロゲンを置換できる、同一または異なった官能基を合計2個以上有する化合物を用いて、ハロゲン末端どうしをカップリングさせることによっても、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を得ることができる。
【0068】
式(1)で示される末端ハロゲンを置換できる、同一または異なった官能基を合計2個以上有する化合物としては特に制限はないが、ポリオール、ポリアミン、ポリカルボン酸、ポリチオール、およびそれらの塩等が好ましい。
これらの化合物を具体的に例示するならば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ピナコール、1,5−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,2−シクロペンタンジオール、1,3−シクロペンタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、グリセロール、1,2,4−ブタントリオール、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,2’−ビフェノール、4,4’−ビフェノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、4,4’−イソプロピリデンフェノール、3,3’−(エチレンジオキシ)ジフェノール、α,α’−ジヒドロキシ−p−キシレン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、ピロガロール、1,2,4−ベンゼントリオール、および、上記ポリオール化合物のアルカリ金属塩;エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,2−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,2−ジアミノ−2−メチルプロパン、1,5−ジアミノペンタン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,12−ジアミノドデカン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−フェニレンジアミン、1,3−フェニレンジアミン、1,4−フェニレンジアミン、α,α’−ジアミノ−p−キシレン、および、上記ポリアミン化合物のアルカリ金属塩;シュウ酸、マロン酸、メチルマロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、1,7−ヘプタンジカルボン酸、1,8−オクタンジカルボン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3,5−シクロヘキサントリカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸、および、上記ポリカルボン酸のアルカリ金属塩;1,2−エタンジチオール、1,3−プロパンジチオール、1,4−ブタンジチオール、2,3−ブタンジチオール、1,5−ペンタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,7−ヘプタンジチオール、1,8−オクタンジチオール、1,9−ノナンジチオール、2−メルカプトエチルエーテル、p−キシレン−α,α’−ジチオール、1,2−ベンゼンジチオール、1,3−ベンゼンジチオール、1,4−ベンゼンジチオール、および、上記ポリチオール化合物のアルカリ金属塩、アルカリ金属硫化物(硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム等)等が挙げられる。
なお、上記におけるアルカリ金属塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。
上記開始剤の使用量としては、モノマー100重量部に対して、好ましくは0.03〜100重量部、より好ましくは0.1〜50重量部である。
【0069】
上記のポリオール、ポリアミン、ポリカルボン酸、ポリチオールを用いる際は、置換反応を促進させるために、塩基性化合物が併用され、その具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、tert−ブトキシナトリウム、tert−ブトキシカリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム等が挙げられる。
【0070】
ここで、上記のようにして得られた本発明の(メタ)アクリル系重合体は、
末端に水酸基を少なくとも1個有し、その硬化物の耐油性が、JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油に対するJIS K 6258の浸漬試験のいずれか一項目で、その主鎖の繰り返し単位をアクリル酸ブチル単独に変えた重合体の硬化物の耐油性を上回るもの;
末端に水酸基を少なくとも1個有し、その硬化物の耐油性が、JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油に対するJIS K 6258の浸漬試験において、浸漬した前後での質量変化率が50%以下であるもの;
JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油に対するJIS K 6258の浸漬試験において、潤滑油に浸漬した前後での質量変化が、その主鎖の繰り返し単位をアクリル酸ブチル単独に変えた重合体の硬化物よりも少ないという耐油性を有するもの;
JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油に対するJIS K 6258の浸漬試験において、潤滑油に浸漬した前後での体積変化が、その主鎖の繰り返し単位をアクリル酸ブチル単独に変えた重合体の硬化物よりも少ないという耐油性を有するものである。
【0071】
本発明における「主鎖の繰り返し単位をアクリル酸ブチル単独に変えた重合体」とは、その架橋構造が本発明における(メタ)アクリル系重合体の架橋構造と本質的に同一であり、その分子量および分子量分布が、本発明における(メタ)アクリル系重合体の分子量および分子量分布のそれぞれ0.5〜1.5倍である、アクリル酸ブチルの単独重合体を意味する。
【0072】
(メタ)アクリル系重合体の水酸基の数は、特に限定されないが、より架橋性の高い硬化物を得るためには、平均して1個以上、好ましくは1.2個以上、より好ましくは1.5個以上である。
(メタ)アクリル系重合体の水酸基の位置は、少なくとも1個の水酸基が末端にあれば、特に限定はされない。その他に主鎖内部に水酸基を有しても構わないが、架橋させた硬化物にゴム弾性を求める場合等には、末端のみに水酸基を有することが好ましい。
【0073】
本発明における「JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油」とは、酸化防止剤及び清浄剤を添加した陸用内燃機関用潤滑油であり、引火点200℃以上、動粘度16.3mm/s以上21.9mm/s未満、粘度指数85以上、流動点−5℃以下等の性質を有するものである。
本発明における「JIS K 6258の浸漬試験」とは、上記潤滑油に対して、上記(メタ)アクリル系重合体の硬化物の全面を浸漬し、浸漬前と浸漬後の寸法、質量、体積、表面積および引張強さ等の機械的性質の変化を測定するものである。
【0074】
「耐油性が上回る」とは、浸漬前後での質量変化率、体積変化率、機械的性質の変化率等がより少ないことを意味する。
上記浸漬試験において、浸漬前後での質量変化率は、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、さらに好ましくは30%以下である。
また、浸漬前後での体積変化率、機械的性質の変化率は、それぞれ好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、さらに好ましくは30%以下である。
このように、上記性質を有する本発明の(メタ)アクリル系重合体は、特に耐油性に優れるものである。
【0075】
<<硬化性組成物>>
上記の各種の方法で得られる、末端に少なくとも1個の水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体より、これを主成分とする硬化性組成物を得ることができる。本発明の硬化性組成物は、以下の2成分:(A)末端に水酸基を少なくとも1個有する、原子移動ラジカル重合により製造された(メタ)アクリル系重合体、(B)水酸基と反応しうる官能基を2個以上有する化合物、を必須成分とするものである。
【0076】
(A)成分の、末端に水酸基を少なくとも1個有する(メタ)アクリル系重合体は、単独で用いても2種類以上を混合して用いてもよい。
分子量としては特に制限はないが、500〜1,000,000の範囲にあるのが好ましい。500未満であると(メタ)アクリル系重合体の本来の特性が発現されにくくなる傾向があり、1,000,000を超えると、高粘度となるかあるいは溶解性が低くなり、作業性が低下し易くなる傾向がある。
【0077】
(B)成分の、水酸基と反応しうる官能基を2個以上有する化合物としては、特に限定はないが、例えば、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物、アミノプラスト樹脂、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する化合物等が挙げられる。好ましくは、多価イソシアネート化合物である。
【0078】
1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物としては従来公知のものを使用することができ、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、一方社油脂製B−45のごときトリイソシアネート等のイソシアネート化合物;スミジュールN(住友バイエルウレタン社製)のごときビュレットポリイソシアネート化合物;デスモジュールIL、HL(バイエルA.G.社製)、コロネートEH(日本ポリウレタン工業社製)のごときイソシアヌレート環を有するポリイソシアネート化合物;スミジュールL(住友バイエルウレタン社製)、コロネートHL(日本ポリウレタン工業社製)のごときアダクトポリイソシアネート化合物等を挙げることができる。また、ブロックイソシアネートを使用しても構わない。これらは単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。
【0079】
末端に水酸基を有する重合体と、2個以上のイソシアネート基を有する化合物との配合比については特に限定されないが、例えば、イソシアネート基と、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の水酸基の比率(NCO/OH(モル比))が0.5〜3.0であることが好ましく、0.8〜2.0であることがより好ましい。
【0080】
本発明の硬化性組成物である、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体と2個以上のイソシアネート基を有する化合物の硬化反応を促進させるために、必要に応じて、有機スズ化合物や3級アミン等の公知の触媒を添加してもよい。
【0081】
有機スズ化合物しては、例えば、オクチル酸スズ、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズメルカプチド、ジブチルスズチオカルボキシレート、ジブチルスズジマレエート、ジオクチルスズチオカルボキシレート等が挙げられる。
【0082】
3級アミン系触媒としては、例えば、トリエチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパン1,3−ジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサン1,6−ジアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン、トリエチレンジアミン、N,N’−ジメチルピペラジン、N−メチルモルホリン、1,2−ジメチルイミダゾール、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N−メチル−N’−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、エチレングリコールビス(3−ジメチル)アミノプロピルエーテル等が挙げられる。
【0083】
本発明の硬化性組成物において(B)成分として用いられるアミノプラスト樹脂としては、特に限定はなく、メラミンとホルムアルデヒドとの付加反応物(メチロール化合物)、メラミンとホルムアルデヒドの低縮合物、それらのアルキルエーテル化物、ならびに尿素樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を併用しても構わない。また、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体と、アミノプラスト樹脂の硬化反応を促進する目的で、パラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸等の公知の触媒を添加してもよい。
【0084】
本発明の硬化性組成物において(B)成分として用いられる、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する化合物としては、特に限定されず、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フタル酸、無水フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の多官能カルボン酸またはその無水物、および、これらのハロゲン化物等が挙げられる。これらは単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
【0085】
本発明の硬化性組成物の上記2成分(A)、(B)、および必要に応じて硬化触媒を混合し、硬化させれば、深部硬化性に優れた均一な硬化物が得られる。
硬化触媒としては、例えば、硫酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等の酸性触媒;スカンジウム、イットリウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、チタン金属のハライド類、硝酸塩類、カルボン酸塩類、アルコラート類およびアセチルアセトン型錯体等の金属触媒等が挙げられる。
各成分の配合量としては、(A)成分100重量部に対して、好ましくは(B)成分10〜200重量部、硬化触媒0〜10重量部であり、より好ましくは(B)成分80〜120重量部、硬化触媒0.1〜5重量部である。
【0086】
硬化条件については特に制限はないが、硬化温度は、一般に0℃〜150℃、好ましくは20℃〜100℃である。硬化時間は、0.5時間〜1週間、好ましくは1〜24時間である。
硬化物の性状は、用いる(A)成分の重合体および(B)成分の硬化剤の主鎖骨格や分子量に依存するが、ゴム状のものから樹脂状のものまで幅広く作成することができる。
【0087】
上記の組成物より得られる硬化物は限定されないが、具体的な用途を挙げるならば、建築用弾性シーリング材や複層ガラス用シーリング材等のシーリング材、太陽電池裏面封止材等の電気・電子部品材料、電線・ケーブル用絶縁被覆材等の電気絶縁材料、粘着剤、接着剤、弾性接着剤、塗料、粉体塗料、コーティング材、発泡体、電気電子用ポッティング剤、フィルム、ガスケット、注型材料、各種成形材料、および、網入りガラスや合わせガラス端面(切断部)の防錆・防水用封止材等の様々な用途に利用可能である。
【0088】
【実施例】
以下に、本発明の具体的な実施例を比較例と併せて説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
なお、下記実施例および比較例中、「部」および「%」は、それぞれ「重量部」および「重量%」を表す。
また、下記実施例中、「数平均分子量」および「分子量分布(重量平均分子量と数平均分子量の比)」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いた標準ポリスチレン換算法により算出した。ただし、GPCカラムとしてポリスチレン架橋ゲルを充填したもの(shodex GPC K−804;昭和電工(株)製)、GPC溶媒としてクロロホルムを用いた。
【0089】
(製造例1)
還流管および攪拌機付きの300mLのフラスコに、CuBr(1.01g、7mmol)を仕込み、反応容器内を窒素置換した。アセトニトリル(11.5mL)を加え、オイルバス中70℃で15分間攪拌した。これにアクリル酸ブチル(33.6mL、234mmol)、アクリル酸エチル(46.7mL、431mmol)、アクリル酸2−メトキシエチル(34.9mL、272mmol)、2,5−ジブロモアジピン酸ジエチル(2.81g、7.8mmol)、ペンタメチルジエチレントリアミン(0.05mL、0.04g、0.2mmol)(これ以降トリアミンと表す)を加え、反応を開始した。70℃で加熱攪拌しながら、途中でトリアミン(0.20mL、0.16g、0.9mmol)を追加した。反応開始より180分経過時、モノマー転化率98%で、5−ヘキセン−1−オール(14.1mL、11.7g、117mmol)、トリアミン(0.49mL、0.41g、2.3mmol)を加え、引き続き80℃で480分加熱攪拌した。
【0090】
反応混合物の揮発分を減圧留去した後、トルエン(500g)で希釈し、濾過により固形物を除去した。引き続き、酸性珪酸アルミ(5g、協和化学製、キョーワード700SL)、塩基性珪酸アルミ(5g、協和化学製、キョーワード500SH)を仕込み、窒素気流下100℃で4時間加熱攪拌した。珪酸アルミを濾過により除去した後、ろ液のトルエンを減圧留去することにより、水酸基末端共重合体{水酸基末端ポリ(アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メトキシエチル)の共重合体:重合体[1]}を得た。得られた共重合体の数平均分子量は、GPC測定(ポリスチレン換算)により17800、分子量分布は1.16であった。共重合体1分子当たりに導入された平均の水酸基の数をH−NMR分析により求めたところ、約2.5個であった。
【0091】
(製造例2)
アクリル酸モノマーとしてアクリル酸ブチルのみを用い、アクリル酸エチルとアクリル酸2−メトキシエチルを添加しなかった以外は製造例1と同様にして、水酸基末端アクリル酸ブチル重合体(重合体[2])を得た。得られた重合体の数平均分子量は、GPC測定(ポリスチレン換算)により25900、分子量分布は1.23であった。重合体1分子当たりに導入された平均の水酸基の数をH−NMR分析により求めたところ、2.7個であった。
【0092】
(実施例1)
製造例1で得られた重合体[1]100部に対して、イソホロンジイソシアネート12部、1,4−ブタンジオール2.8部、トリメチロールプロパン0.8部混合し、4価Sn触媒(ジブチル錫ジラウレート0.1部)を用いて、50℃で12時間、その後90℃で6時間硬化養生させ、シート状の硬化物を得た。
【0093】
(比較例1)
実施例1で用いた重合体[1]の代わりに、製造例2で得られた重合体[2]を用いた以外は実施例1と同様にして、シート状の硬化物を作製した。
【0094】
(評価1)耐油性
実施例1と比較例1についてそれぞれ、硬化後の硬化物をJIS K 6258に規定される浸漬試験に基づき耐油性の評価を行った。JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油としては、市販のエンジンオイル(商品名GEOMA、SJグレード、5W−30:JOMO製)を使用し、これに、上記硬化物を150℃で72時間浸漬させた。その結果、質量変化率は、比較例1で得られた重合体[2]の硬化物では26%であったのに対し、実施例1で得られた重合体[1]の硬化物は6%であり、水酸基末端ポリ(アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メトキシエチル)の共重合体の方が、アクリル酸ブチル単独重合体の硬化物より良好な耐油性を示した。
【0095】
【発明の効果】
本発明は、末端に水酸基を少なくとも1個有し、その硬化物の耐油性が、JISK 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油に対するJIS K 6258の浸漬試験のいずれか一項目で、その主鎖の繰り返し単位をアクリル酸ブチル単独に変えた重合体の硬化物の耐油性を上回り、原子移動ラジカル重合により製造された(メタ)アクリル系重合体、ならびに、その重合体を含有する硬化性組成物からなり、耐油性が改善され、耐熱性、柔軟性にも優れる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is characterized by having at least one hydroxyl group at a terminal, and having an oil resistance of a cured product exceeding an oil resistance of a cured product of a polymer obtained by changing a repeating unit of the main chain to butyl acrylate alone. The present invention relates to a (meth) acrylic polymer produced by atom transfer radical polymerization, and a curable composition containing the polymer.
[0002]
[Prior art]
It is known that a polymer having a hydroxyl group at a terminal is cross-linked by using a compound having a functional group that reacts with a hydroxyl group, for example, an isocyanate compound as a curing agent, to give a cured product having excellent heat resistance and durability. Have been.
[0003]
Examples of such a main chain skeleton of a polymer having a hydroxyl group at its terminal include polyether polymers such as polyethylene oxide, polypropylene oxide and polytetramethylene oxide, polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene, polyisobutylene and hydrogens thereof. Examples thereof include hydrocarbon polymers such as additives, and polyester polymers such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polycaprolactone, and are used for various purposes based on the main chain skeleton and the crosslinking method.
[0004]
Among the polymers obtained by ionic polymerization or polycondensation as exemplified above, vinyl polymers obtained by radical polymerization and having a hydroxyl group at a terminal have not yet been practically used. Among vinyl polymers, (meth) acrylic polymers cannot be obtained with the above polyether-based polymers, hydrocarbon-based polymers, or polyester-based polymers because of their high heat resistance, weather resistance, transparency, etc. Those having characteristics and having a hydroxyl group in a side chain are used for weather-resistant paints and the like.
[0005]
If a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at a molecular chain end can be obtained by a simple method, a cured product having excellent cured properties such as elasticity can be obtained as compared with one having a hydroxyl group in a side chain. . Therefore, the production method has been studied by many researchers, but it is not easy to produce them industrially.
[0006]
A method for synthesizing a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at both ends using a disulfide having a hydroxyl group as a chain transfer agent has been disclosed. However, a large amount of the chain transfer agent must be used for the initiator, which is a problem in the production process (for example, see Patent Document 1). Further, a method for producing a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at a terminal using hydrogen peroxide as an initiator is disclosed, but it is difficult to reliably introduce hydroxyl groups at both terminals in this method, In practice, a method of copolymerizing a vinyl monomer having a hydroxyl group (for example, 2-hydroxyethyl methacrylate) is employed (for example, see Patent Document 2).
[0007]
Further, by polymerization of a (meth) acrylic monomer using a telogen such as carbon tetrachloride, a (meth) acrylic polymer having a terminal halogen is obtained, and the terminal halogen is converted to a diol compound, a hydroxyl group-containing carboxylic acid, a hydroxyl group-containing amine. There is a method for producing a vinyl polymer having a hydroxyl group at a terminal, characterized by reacting with a nucleophile such as described above (see, for example, Patent Document 3). Also in this method, since the chain transfer of telogen is not sufficient, it is difficult to introduce a high ratio of functional groups at both ends.
[0008]
On the other hand, as a material having excellent oil resistance, an anaerobic resin containing a urethane (meth) acrylate resin as a main component (for example, see Patent Documents 4 to 7) can be mentioned. There is a problem in long-term heat resistance to use.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-5-262808
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 1-19402
[Patent Document 3]
JP-A-4-132706
[Patent Document 4]
JP-A-58-187481
[Patent Document 5]
JP-A-64-112
[Patent Document 6]
Japanese Patent Publication No. 3-32593
[Patent Document 7]
JP-A-61-2719
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, provision of a material having oil resistance while securing heat resistance and flexibility has been an issue. Accordingly, an object of the present invention is to provide a (meth) acrylic polymer having at least one hydroxyl group at a terminal and having good oil resistance, and a curable composition containing the polymer. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies in view of the above situation, the present invention has found that the above problems can be solved by using a specific (meth) acrylic polymer having at least one hydroxyl group at a terminal, and arrived at the present invention. .
[0012]
That is, the present invention has at least one hydroxyl group at the end, and the oil resistance of the cured product is one of the immersion tests of JIS K 6258 for land type No. 5 lubricating oil specified in JIS K 2215. One item relates to a (meth) acrylic polymer produced by atom transfer radical polymerization, characterized by exceeding the oil resistance of a cured product of a polymer in which the main chain repeating unit is changed to butyl acrylate alone. .
Further, the present invention has at least one hydroxyl group at the terminal, and the oil resistance of the cured product is determined by immersion test in JIS K 6258 immersion test for land type 3 lubricating oil specified in JIS K 2215. The present invention relates to a (meth) acrylic polymer produced by atom transfer radical polymerization, wherein a mass change rate before and after the polymerization is 50% or less.
Furthermore, the present invention relates to a curable composition comprising (A) the above (meth) acrylic polymer and (B) a compound having at least two functional groups capable of reacting with a hydroxyl group as essential components.
[0013]
Hereinafter, the (meth) acrylic polymer and the curable composition of the present invention will be described in detail.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<< (meth) acrylic polymer >>
<Main chain>
The (meth) acrylic monomer constituting the main chain of the (meth) acrylic polymer of the present invention is not particularly limited, and various types can be used. For example, (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, ( Isobutyl meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (n) -methacrylate -Heptyl, n-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate , Toluyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 4-methoxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, (meth) Glycidyl acrylate, 2-aminoethyl (meth) acrylate, γ- (methacryloyloxypropyl) trimethoxysilane, ethylene oxide adduct of (meth) acrylic acid, trifluoromethylmethyl (meth) acrylate, (meth) acryl 2-trifluoromethylethyl acrylate, 2-perfluoroethylethyl (meth) acrylate, 2-perfluoroethyl-2-perfluorobutylethyl (meth) acrylate, 2-perfluoroethyl (meth) acrylate, Perfluoromethyl (meth) acrylate, di (meth) acrylate Perfluoromethylmethyl, 2-perfluoromethyl-2-perfluoroethylmethyl (meth) acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth) acrylate, 2-perfluorodecylethyl (meth) acrylate, (meth) 2-perfluorohexadecylethyl acrylate and the like. These may be used alone or a plurality of them may be copolymerized.
The (meth) acrylic polymer of the present invention does not include a homopolymer of butyl acrylate.
[0015]
Above all, acrylic monomers are preferred, and acrylic ester monomers are more preferred, in view of the physical properties of the product. Further, a polymer containing at least one of ethyl acrylate and alkoxyalkyl acrylate as an essential structural unit, that is, a copolymer containing any of ethyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, and 2-ethoxyethyl acrylate And the like are more preferable from the viewpoint of oil resistance. Further, a copolymer of ethyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, and butyl acrylate is most preferable, and its ratio can be changed in consideration of physical properties such as oil resistance and low-temperature characteristics. In the present invention, these preferred monomers may be copolymerized with other monomers, or may be further subjected to block copolymerization, in which case the preferred monomers should be present in a total weight ratio of at least 40%. Is preferred.
In the above expression format, for example, (meth) acrylic acid means acrylic acid and / or methacrylic acid.
[0016]
The molecular weight distribution of the (meth) acrylic polymer of the present invention, that is, the ratio (Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (GPC) is as follows: Although not particularly limited, it is preferably less than 1.8, more preferably 1.7 or less, further preferably 1.6 or less, still more preferably 1.5 or less, and particularly preferably 1.4. Or less, and most preferably 1.3 or less. In the GPC measurement in the present invention, chloroform is usually used as a mobile phase, the measurement is performed using a polystyrene gel column, and the number average molecular weight and the like can be determined in terms of polystyrene.
[0017]
The number average molecular weight of the (meth) acrylic polymer in the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 500 to 1,000,000, and more preferably 1,000 to 100,000, as measured by gel permeation chromatography. Is more preferable, and 5,000 to 50,000 is still more preferable.
[0018]
<Main chain synthesis method>
In the present invention, the (meth) acrylic polymer is produced by atom transfer radical polymerization. This will be described below.
Among the "living radical polymerization methods", the "atom transfer radical polymerization method" in which an organic halide or a sulfonyl halide compound or the like is used as an initiator and a vinyl monomer is polymerized using a transition metal complex as a catalyst is the "living radical polymerization method". In addition to its features, it has a halogen or the like which is relatively advantageous for a functional group conversion reaction at its terminal, and has a high degree of freedom in designing initiators and catalysts. preferable.
Further, in this method, the polymerization proceeds in a living manner while being a radical polymerization, a polymer having a narrow molecular weight distribution (Mw / Mn = 1.1 to 1.5) is obtained, and the molecular weight is determined by charging a monomer and an initiator. It can be freely controlled by the ratio.
[0019]
The atom transfer radical polymerization method is described in, for example, Matyjaszewski et al., Journal of American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.) 1995, 117, 5614; Macromolecules 1995 28, 7901; Science, 1996, 272, 866; WO96 / 30421; WO97 / 18247; WO98 / 01480; WO98 / 40415; Sawamoto et al., Macromolecules. (Macromolecules) 1995, Vol. 28, p. 1721; JP-A-9-208616; JP-A-8-41117.
[0020]
In this atom transfer radical polymerization method, as an initiator, an organic halide, particularly an organic halide having a highly reactive carbon-halogen bond (for example, a carbonyl compound having a halogen at the α-position or a compound having a halogen at the benzyl position) ) Or a sulfonyl halide compound.
[0021]
In order to obtain a (meth) acrylic polymer having at least one hydroxyl group at a terminal by using this polymerization method, an organic halide or a sulfonyl halide compound having two or more starting points is used as an initiator. As specific examples of them,
o-, m-, p-XCH 2 -C 6 H 4 -CH 2 X, o-, m-, p-CH 3 C (H) (X) -C 6 H 4 -C (H) (X) CH 3 , O-, m-, p- (CH 3 ) 2 C (X) -C 6 H 4 -C (X) (CH 3 ) 2 ,
(In the above formula, C 6 H 4 Is a phenylene group, X is chlorine, bromine or iodine)
RO 2 CC (H) (X)-(CH 2 ) n -C (H) (X) -CO 2 R, RO 2 CC (CH 3 ) (X)-(CH 2 ) n -C (CH 3 ) (X) -CO 2 R, RC (O) -C (H) (X)-(CH 2 ) n -C (H) (X) -C (O) R, RC (O) -C (CH 3 ) (X)-(CH 2 ) n -C (CH 3 ) (X) —C (O) R, wherein R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and n is 0 to An integer of 20, and X is chlorine, bromine, or iodine)
XCH 2 C (O) CH 2 X, CH 3 C (H) (X) C (O) C (H) (X) CH 3 , (CH 3 ) 2 C (X) C (O) C (X) (CH 3 ) 2 , C 6 H 5 C (H) (X)-(CH 2 ) n -C (H) (X) C 6 H 5 ,
(Where X is chlorine, bromine or iodine, and n is an integer of 0 to 20)
XCH 2 CO 2 − (CH 2 ) n -OCOCH 2 X, CH 3 C (H) (X) CO 2 − (CH 2 ) n -OCOC (H) (X) CH 3 , (CH 3 ) 2 C (X) CO 2 − (CH 2 ) n -OCOC (X) (CH 3 ) 2 ,
(Where X is chlorine, bromine or iodine, and n is an integer of 1 to 20)
XCH 2 C (O) C (O) CH 2 X, CH 3 C (H) (X) C (O) C (O) C (H) (X) CH 3 , (CH 3 ) 2 C (X) C (O) C (O) C (X) (CH 3 ) 2 , O-, m-, p-XCH 2 CO 2 -C 6 H 4 -OCOCH 2 X, o-, m-, p-CH 3 C (H) (X) CO 2 -C 6 H 4 -OCOC (H) (X) CH 3 , O-, m-, p- (CH 3 ) 2 C (X) CO 2 -C 6 H 4 -OCOC (X) (CH 3 ) 2 , O-, m-, p-XSO 2 -C 6 H 4 -SO 2 X,
(Where X is chlorine, bromine, or iodine)
And the like.
[0022]
As the catalyst, a metal complex having a Group 8 element, a Group 9, a Group 10, or a Group 11 element as a central metal is used. As the metal species, particularly, monovalent copper, divalent ruthenium, divalent iron, divalent nickel, and the like are preferable, and monovalent copper is more preferable.
To be more specific, as the monovalent copper compound, cuprous chloride, cuprous bromide, cuprous iodide, cuprous cyanide, cuprous oxide, cuprous acetate, peroxide Cuprous chlorate and the like can be mentioned. When a copper compound is used, it is effective to add a ligand such as 2,2′-bipyridyl and its derivative, and 1,10-phenanthroline and its derivative in order to enhance the catalytic activity. Also, tristriphenylphosphine complex of divalent ruthenium chloride (RuCl 2 (PPh 3 ) 3 ) Are also suitable as catalysts. When a ruthenium compound is used as a catalyst, it is effective to add an aluminum alkoxide as an activator. Further, bistriphenylphosphine complex of divalent iron (FeCl 2 (PPh 3 ) 2 ), Bistriphenylphosphine complex of divalent nickel (NiCl 2 (PPh 3 ) 2 ) Are also suitable as catalysts.
[0023]
The amount of the initiator to be used is preferably 0.03 to 100 parts by weight, more preferably 0.1 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer.
The amount of the catalyst used is preferably 0.01 to 100 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer.
The polymerization in the present invention can be performed without a solvent or in various solvents. Examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as benzene and toluene; ether solvents such as diethyl ether and tetrahydrofuran; halogenated hydrocarbon solvents such as methylene chloride and chloroform; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. Solvents: alcoholic solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butyl alcohol and tert-butyl alcohol; nitrile solvents such as acetonitrile, propionitrile and benzonitrile; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; Examples thereof include carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate, and these can be used alone or in combination of two or more. In addition, an emulsion or supercritical fluid CO 2 Polymerization can also be carried out in a system using as a medium. Among these, a nitrile solvent is preferable, and acetonitrile is more preferable, from the viewpoint of the effect of improving the catalyst stability.
Further, the polymerization can be carried out in a range of room temperature to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C. The polymerization time is 0.5 to 24 hours, preferably 1 to 12 hours.
[0024]
<< Introduction of hydroxyl group to terminal >>
The (meth) acrylic polymer having at least one hydroxyl group at the terminal is obtained by substituting the halogen of the (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula (1) obtained by the above polymerization with a hydroxyl group-containing substituent It can be obtained by converting to a group.
-CH 2 -C (R 1 ) (CO 2 R 2 ) (X) (1)
(Where R 1 Is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 Is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and X is chlorine, bromine, or iodine.
[0025]
R 2 Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a dodecyl group, a tetradecyl group, and the like. Is mentioned.
Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group.
Examples of the aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms include a benzyl group and a phenylethyl group.
The description of the above group also applies to the description of the group for R described above.
[0026]
<Method of reacting a compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group>
As a method for introducing a hydroxyl group into the terminal described above, first, a (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula (1) is produced by the above polymerization, and a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group are further added. A method of reacting a compound having the same as the second monomer is given.
[0027]
In the above-mentioned polymerization, the polymerization terminal retains the polymerization activity, and the polymerization proceeds again when a new vinyl monomer is added. Therefore, if a vinyl monomer having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group is added, a radical addition reaction occurs at the polymerization active alkenyl group portion, and the hydroxyl group remains as it is, so that a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at a terminal is obtained. Can be obtained. Such a second monomer may be added together with a catalyst to cause a new reaction after the first polymerization is completed and the polymer is isolated, or may be added in the middle of the polymerization (in-situ). Reaction. In the latter case, the higher the monomer conversion of the first polymerization, the better, preferably 80% or more. If it is less than 80%, the hydroxyl group tends to be distributed not in the molecular terminal but in the molecular chain, and the mechanical properties of the cured product tend to deteriorate.
[0028]
At this time, a compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group can be added in an amount equal to the number of polymerization terminals (substantially equal to the number of starting points of the initiator because it is living polymerization). In each case, one hydroxyl group is introduced into all terminals, but in order to surely introduce hydroxyl groups into all terminals, an excess amount, specifically, 1 to 5 times the number of terminals is used. Preferably, it is used. If it is used more than 5 times, a hydroxyl group tends to be easily introduced into the terminal of the polymer at a high density, and it becomes difficult to obtain cured physical properties as expected.
[0029]
The compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group is not particularly limited. For example, the compound having the general formula (2)
H 2 C = C (R 3 ) -R 4 -R 5 -OH (2)
(Where R 3 Is a hydrogen atom or a methyl group, R 4 Is -C (O) O- (ester group), or o-, m-, p-phenylene group, R 5 Is a direct bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds.)
The compound shown by these is mentioned.
[0030]
In the general formula (2), R 4 Is an ester group, a (meth) acrylate compound, R 4 However, those having a phenylene group are styrene compounds.
R 5 As an alkylene group such as methylene, ethylene and propylene; a phenylene group such as o-, m- and p-phenylene group; an aralkylene group such as benzylene group; 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 -Or -OCH 2 CH 2 And an alkylene group containing an ether bond.
[0031]
Among these, from the point of being easily available,
H 2 C = C (H) C (O) O (CH 2 ) n -OH, H 2 C = C (CH 3 ) C (O) O (CH 2 ) n -OH,
(In the above formula, n is an integer of 1 to 20)
H 2 C = C (H) C (O) O (CH 2 ) n -O- (CH 2 ) m OH, H 2 C = C (CH 3 ) C (O) O (CH 2 ) n -O- (CH 2 ) m -OH,
(Where n and m are integers of 1 to 20)
o-, m-, pH 2 C = CH-C 6 H 4 − (CH 2 ) n -OH, o-, m-, pH 2 C = C (CH 3 ) -C 6 H 4 − (CH 2 ) n -OH,
(In the above formula, n is an integer of 0 to 20)
o-, m-, pH 2 C = CH-C 6 H 4 -O (CH 2 ) n -OH, o-, m-, pH 2 C = C (CH 3 ) -C 6 H 4 -O (CH 2 ) n -OH,
(In the above formula, n is an integer of 1 to 20)
Is preferred.
[0032]
The solvent used in the reaction is not particularly limited, but may be, for example, a hydrocarbon solvent such as benzene or toluene; an ether solvent such as diethyl ether or tetrahydrofuran; which can be used during polymerization; methylene chloride, chloroform or the like. Halogenated hydrocarbon solvents; Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; Alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butyl alcohol, tert-butyl alcohol; acetonitrile, propionitrile, benzo Nitrile solvents such as nitrile; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate; and the like, alone or in combination of two or more. Kill. In addition, an emulsion or supercritical fluid CO 2 Polymerization can also be carried out in a system using as a medium. These solvents may be the same as or different from the solvents used during the polymerization. Among these, a nitrile solvent is preferable, and acetonitrile is more preferable, from the viewpoint of the effect of improving the catalyst stability. The reaction temperature is from room temperature to 200 ° C, preferably from 50 to 150 ° C. The reaction time is 10 minutes to 24 hours, preferably 0.5 to 12 hours.
[0033]
<Method of reacting aldehydes and ketones after reacting metal compound>
As a method for converting a terminal halogen into a hydroxyl group-containing substituent, an enolate anion is prepared by reacting a (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula (1) with a simple metal or an organometallic compound. Thereafter, a method of reacting aldehydes or ketones can also be used.
[0034]
Examples of the simple metal include alkali metals such as lithium, sodium and potassium, alkaline earth metals such as magnesium and calcium, aluminum and zinc. Among them, zinc is particularly preferable because the generated enolate anion hardly causes side reactions such as attacking or transferring other ester groups.
Specific examples of the organic metal compound include organic lithium, organic sodium, organic potassium, organic magnesium such as Grignard reagent, organic aluminum, organic zinc, and the like. In order to efficiently metallize halogen, it is preferable to use organic lithium and organic magnesium.
The amount of the metal simple substance or the organometallic compound to be used is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the (meth) acrylic polymer.
[0035]
The aldehydes and ketones are not particularly limited, and various types can be used. Aldehydes include, for example, formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, benzaldehyde and the like. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetophenone, and benzophenone.
The amount of the aldehydes or ketones to be used is preferably 0.1 to 100 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the (meth) acrylic polymer.
[0036]
The method for introducing a hydroxyl-containing substituent using zinc and an aldehyde or ketone is a so-called Reformatsky reaction, which is a particularly preferred embodiment.
In this reaction, various solvents can be used, but an aprotic solvent (for example, tetrahydrofuran, diethyl ether, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) is preferable, and among them, tetrahydrofuran, diethyl ether, etc. Ether solvents are particularly preferred.
The reaction can be performed in the range of 0 to 100 ° C. The reaction time is 0.5 to 24 hours, preferably 1 to 12 hours.
[0037]
<Method of reacting a hydroxyl group-containing oxyanion>
As another method for producing a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at a terminal, a (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula (1) is prepared by converting a hydroxyl group-containing oxy polymer represented by the general formula (3) to A method of reacting with an anion is exemplified.
M + O -R 6 -OH (3)
(Where R 6 Is a divalent alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a divalent aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms, even if it contains one or more ether bonds. Good, M + Is an alkali metal ion or a quaternary ammonium ion)
[0038]
M + Is a counter ion of an oxyanion, for example, an alkali metal ion such as a lithium ion, a sodium ion, or a potassium ion; tetramethylammonium ion, tetraethylammonium ion, trimethylbenzylammonium ion, trimethyldodecylammonium ion, tetrabutylammonium ion, And quaternary ammonium ions such as lydinium ions.
[0039]
R 6 Wherein the divalent alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, the divalent arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and the divalent aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms each have at least one ether bond. More specifically, examples include those used in diol compounds that are precursors of the oxyanion of the following general formula (3).
[0040]
The oxyanion of the general formula (3) can be obtained by allowing a suitable base to act on a diol compound as a precursor thereof.
Examples of the precursor diol compound include, for example,
HO- (CH 2 ) n -OH (n is an integer of 2 to 20), HO-CH (CH 3 ) CH 2 OH, HO-CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 OH, HO-CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 -OH, HO-CH 2 C (CH 3 ) 2 CH 2 -OH, HO-CH 2 C (CH 3 ) (C 2 H 5 ) CH 2 -OH, HO-CH 2 C (C 2 H 5 ) 2 CH 2 -OH, CH 3 CH 2 CH (OH) CH 2 -OH, CH 3 CH (OH) CH (OH) CH 3 , HO- (CH 2 O) n -H (n is an integer of 1 to 20), HO- (CH 2 CH 2 O) n -H (n is an integer of 1 to 10), HO- (CH 2 CH (CH 3 ) O) n -H (n is an integer of 1 to 6), o-, m-, p-HO-C 6 H 4 -OH, o-, m-, p-HO-C 6 H 4 − (CH 2 ) n OH (n is an integer of 1 to 14), o-, m-, p-HO- (CH 2 ) n -C 6 H 4 − (CH 2 ) m OH (n and m are integers of 1 to 13 and n + m ≦ 14), 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 2-methylresorcinol, 4-methylresorcinol, 2,5-dimethylresorcinol, methylhydroquinone, 2,3 -Dimethylhydroquinone, 1,2-dihydroxynaphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,2′-biphenol, 4,4′-biphenol, 4,4 ′ -Isopropylidene diphenol and the like.
[0041]
Of these, o-, m-, p-HO-C is preferred because it has a mild reactivity of the oxyanion, selectively substitutes the terminal halogen of the general formula (1), and is easily available. 6 H 4 -OH, o-, m-, p-HO-C 6 H 4 − (CH 2 ) n OH (n is an integer of 1 to 14) is preferred.
These diol compounds may be used in a molar ratio of 1 equivalent to the terminal of formula (1), but preferably 1 to 5 equivalents.
[0042]
Various bases are used to extract a proton from the above compound to obtain an oxyanion of the formula (3).
Examples of the base include sodium methoxide, potassium methoxide, lithium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide, lithium ethoxide, sodium-tert-butoxide, potassium-tert-butoxide, sodium carbonate, potassium carbonate, and lithium carbonate. , Sodium hydrogencarbonate, sodium hydride, potassium hydride, methyllithium, ethyllithium, n-butyllithium, tert-butyllithium, lithium diisopropylamide, lithium hexamethyldisilazide and the like.
The amount of the base to be used is usually 0.5 to 3.0 equivalents, preferably 0.8 to 1.5 equivalents, based on the precursor diol compound.
[0043]
Examples of the solvent used when preparing the oxyanion of the formula (3) by the reaction between the above precursor and a base include tetrahydrofuran, dioxane, diethyl ether, dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, ethanol, methanol, and isopropyl alcohol. , Tert-butyl alcohol and the like are used.
The reaction temperature is from -30 to 50C, preferably from 0C to room temperature. The reaction time is 0.5 to 12 hours, preferably 1 to 6 hours.
[0044]
Further, the solvent used in the method of reacting a hydroxyl group-containing oxyanion with the terminal of the (meth) acrylic polymer is not particularly limited, and examples thereof include polar aprotic solvents such as dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, and dimethylacetamide. No.
The reaction temperature is from room temperature to 150 ° C, preferably 50 to 100 ° C. The reaction time is 0.5 to 24 hours, preferably 1 to 12 hours.
[0045]
<Method for reacting hydroxyl group-containing carboxylate anion>
The (meth) acrylic polymer having a terminal hydroxyl group can also be reacted with the (meth) acrylic polymer having a terminal structure of the formula (1) by the hydroxyl group-containing carboxylate anion represented by the general formula (4). Coalescence can be obtained.
M + OC (O) -R 6 -OH (4)
(Where R 6 , M + Is the same as above)
[0046]
The carboxylate anion of the formula (4) can be prepared by allowing a suitable base to act on a hydroxyl group-containing carboxylic acid as a precursor thereof.
As the hydroxyl group-containing carboxylic acid as a precursor, for example,
HO 2 C- (CH 2 ) n -OH (n is an integer of 1 to 20), HO 2 C-CH (OH) CH 3 , HO 2 C-CH 2 CH (OH) CH 3 , O-, m-, p-HO 2 CC 6 H 4 -OH, o-, m-, p-HO 2 C- (CH 2 ) n -C 6 H 4 -OH, o-, m-, p-HO 2 CC 6 H 4 − (CH 2 ) n -OH (n is an integer of 1 to 14), o-, m-, p-HO 2 C- (CH 2 ) n -C 6 H 4 − (CH 2 ) m -OH (n and m are integers of 1 to 13 and n + m ≦ 14)
And the like.
[0047]
In order to extract a proton from the above compound to obtain a carboxylate anion of the formula (4), the bases and solvents exemplified in the preparation of the oxyanion of the formula (3) can be suitably used. The temperature and time are the same as in the preparation of the oxyanion. When a base acts on the above-mentioned hydroxyl group-containing carboxylic acid, protons of the carboxylic acid having higher acidity are extracted, and a carboxylate anion of the formula (4) is selectively obtained.
The amount of the base to be used is generally 0.5 to 3.0 equivalents, preferably 0.8 to 1.5 equivalents, relative to the hydroxyl group-containing carboxylic acid.
[0048]
The solvent used in the method of reacting the hydroxyl group-containing carboxylate anion with the terminal of the (meth) acrylic polymer is not particularly limited, and examples thereof include polar aprotic solvents such as dimethylsulfoxide, dimethylformamide, and dimethylacetamide. Can be
The reaction temperature is from room temperature to 150 ° C, preferably 50 to 100 ° C. The reaction time is 0.5 to 24 hours, preferably 1 to 12 hours.
[0049]
<Method of reacting a low polymerizable olefin compound having a hydroxyl group>
The (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the formula (1) is reacted with a low-polymerizable olefin compound having a hydroxyl group represented by the general formula (5) to give a terminal having a hydroxyl group (meth). ) An acrylic polymer can be obtained.
[0050]
During and at the end of the atom transfer radical polymerization, when a low-polymerizable olefin compound having a hydroxyl group is added, almost one terminal is added to the terminal. As a result, the hydroxyl group of the olefin compound is introduced to the terminal of the polymer. Is done. The end point of the polymerization is a point when preferably 80% or more of the monomer has reacted, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, and particularly preferably 99% or more.
[0051]
The low polymerizable olefin compound having a hydroxyl group is selected from the compounds represented by the general formula (5).
H 2 C = C (R 8 ) -R 7 -OH (5)
(Where R 7 Is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, which may contain one or more ether bonds; 8 Is a hydrogen atom or a methyl group)
[0052]
In the general formula (5), R 7 As a specific example,
− (CH 2 ) n -(N is an integer of 1 to 20),
-CH (CH 3 )-, -CH (CH 2 CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2 -, -C (CH 3 ) (CH 2 CH 3 )-, -C (CH 2 CH 3 ) 2 -, -CH 2 CH (CH 3 )-,
− (CH 2 ) n -O-CH 2 -(N is an integer of 1 to 19),
-CH (CH 3 ) -O-CH 2 -, -CH (CH 2 CH 3 ) -O-CH 2 -, -C (CH 3 ) 2 -O-CH 2 -, -C (CH 3 ) (CH 2 CH 3 ) -O-CH 2 -, -C (CH 2 CH 3 ) 2 -O-CH 2 −,
− (CH 2 ) n -O- (CH 2 ) m -(M and n are integers from 1 to 19, provided that 2 ≦ m + n ≦ 20),
− (CH 2 ) n -C (O) O- (CH 2 ) m -(M and n are integers from 1 to 19, provided that 2 ≦ m + n ≦ 20),
− (CH 2 ) n -OC (O)-(CH 2 ) m -C (O) O- (CH 2 ) l -(L is an integer of 0 to 18, m and n are integers of 1 to 17, provided that 2 ≦ l + m + n ≦ 18),
− (CH 2 ) n -O-, m-, pC 6 H 4 −,
− (CH 2 ) n -O-, m-, pC 6 H 4 − (CH 2 ) m -(M is an integer of 0 to 13, n is an integer of 1 to 14, provided that 1 ≦ m + n ≦ 14),
− (CH 2 ) n -O-, m-, pC 6 H 4 -O- (CH 2 ) m -(M is an integer of 0 to 13, n is an integer of 1 to 14, provided that 1 ≦ m + n ≦ 14),
− (CH 2 ) n -O-, m-, pC 6 H 4 -O-CH (CH 3 )-(N is an integer of 1 to 12),
− (CH 2 ) n -O-, m-, pC 6 H 4 -OC (CH 3 ) 2 -(N is an integer of 1 to 11),
− (CH 2 ) n -O-, m-, pC 6 H 4 -C (O) O- (CH 2 ) m -(M and n are integers of 1 to 12, provided that 2 ≦ m + n ≦ 13),
− (CH 2 ) n -OC (O) -o-, m-, pC 6 H 4 -C (O) O- (CH 2 ) m -(M and n are integers of 1 to 11, provided that 2 ≦ m + n ≦ 12),
− (CH 2 ) n -O-, m-, pC 6 H 4 -OC (O)-(CH 2 ) m -(M and n are integers of 1 to 12, provided that 2 ≦ m + n ≦ 13),
− (CH 2 ) n -C (O) O-o-, m-, pC 6 H 4 − (CH 2 ) m -(M and n are integers of 1 to 11, provided that 2 ≦ m + n ≦ 12),
And the like.
[0053]
In the general formula (5), R 8 Is a hydrogen atom or a methyl group, preferably a hydrogen atom.
[0054]
When a low polymerizable olefin compound having a hydroxyl group is allowed to react with the polymerization terminal, the reaction may be performed as it is. The attached compound may be used. Examples of the protecting group include an acetyl group, a silyl group, and an alkoxy group.
The amount of the low-polymerizable olefin compound having a hydroxyl group to be added is not particularly limited. Since these compounds do not have very high reactivity of the alkenyl group, it is preferable to increase the addition amount in order to increase the reaction rate. On the other hand, in order to reduce the cost, the addition amount is equal to the growth terminal. Closer is preferable, and it is necessary to optimize according to the situation.
[0055]
The solvent used in the reaction is not particularly limited, but may be, for example, a hydrocarbon solvent such as benzene or toluene; an ether solvent such as diethyl ether or tetrahydrofuran; which can be used during polymerization; methylene chloride, chloroform or the like. Halogenated hydrocarbon solvents; Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; Alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butyl alcohol, tert-butyl alcohol; acetonitrile, propionitrile, benzo Nitrile solvents such as nitrile; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; carbonate solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate; and the like, alone or in combination of two or more. Kill. In addition, an emulsion or supercritical fluid CO 2 Polymerization can also be carried out in a system using as a medium. These solvents may be the same as or different from the solvents used during the polymerization. Among these, a nitrile solvent is preferable, and acetonitrile is more preferable, from the viewpoint of the effect of improving the catalyst stability. The reaction temperature is from room temperature to 200 ° C, preferably from 50 to 150 ° C. The reaction time is 10 minutes to 24 hours, preferably 0.5 to 12 hours.
[0056]
<Method of using an initiator having a hydroxyl group>
In the polymerization of (meth) acrylic monomers using an organic halide or a sulfonyl halide compound as an initiator and a metal complex having a central metal of Group 8, 9, 10, or 11 of the periodic table as a catalyst. When an organic halide or a sulfonyl halide compound having a hydroxyl group is used as an initiator, a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at one end and a halogen represented by the formula (1) at another end can be obtained. . By converting the terminal halogen of the polymer thus obtained into a hydroxyl group-containing substituent, a (meth) acrylic polymer having hydroxyl groups at both ends can be produced.
[0057]
The organic halide having a hydroxyl group is not particularly limited, but preferably has a structure represented by the general formula (6) or (7).
R 9 R 10 C (X) -R 11 -R 5 -OH (6)
(Where R 5 Is the same as above, R 9 , R 10 Is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or a compound connected to each other at the other end; 11 Is -C (O) O- (ester group), -C (O)-(keto group), or o-, m-, p-phenylene group, and X is chlorine, bromine or iodine.
HO-R 5 -C (R 9 ) (X) -R 11 -R 10 (7)
(Where R 5 , R 9 , R 10 , R 11 , X is the same as above)
[0058]
R 9 , R 10 The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, the aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and the aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms in 2 And the same ones as described in the above. Further, what is mutually connected at the other end is R 9 And R 10 Represents a cycloalkyl group together with an adjacent carbon atom, and examples of the cycloalkyl group include cyclobutyl, cyclopentyl, and cyclohexyl.
[0059]
Specific examples of the compound represented by the general formula (6) include:
XCH 2 C (O) O (CH 2 ) n -OH, H 3 CC (H) (X) C (O) O (CH 2 ) n -OH, (H 3 C) 2 C (X) C (O) O (CH 2 ) n -OH, CH 3 CH 2 C (H) (X) C (O) O (CH 2 ) n -OH,
[0060]
Embedded image
Figure 2004155861
[0061]
(Where X is chlorine, bromine or iodine, and n is an integer of 1 to 20)
XCH 2 C (O) O (CH 2 ) n O (CH 2 ) m -OH, H 3 CC (H) (X) C (O) O (CH 2 ) n O (CH 2 ) m -OH, (H 3 C) 2 C (X) C (O) O (CH 2 ) n O (CH 2 ) m -OH, CH 3 CH 2 C (H) (X) C (O) O (CH 2 ) n O (CH 2 ) m -OH,
[0062]
Embedded image
Figure 2004155861
[0063]
(In the above formula, X is chlorine, bromine, or iodine, and n and m are integers of 1 to 20.)
o-, m-, p-XCH 2 -C 6 H 4 − (CH 2 ) n -OH, o-, m-, p-CH 3 C (H) (X) -C 6 H 4 − (CH 2 ) n -OH, o-, m-, p-CH 3 CH 2 C (H) (X) -C 6 H 4 − (CH 2 ) n -OH,
(Where X is chlorine, bromine or iodine, and n is an integer of 0 to 20)
o-, m-, p-XCH 2 -C 6 H 4 − (CH 2 ) n -O- (CH 2 ) m -OH, o-, m-, p-CH 3 C (H) (X) -C 6 H 4 − (CH 2 ) n -O- (CH 2 ) m -OH, o-, m-, p-CH 3 CH 2 C (H) (X) -C 6 H 4 − (CH 2 ) n -O- (CH 2 ) m -OH,
(In the above formula, X is chlorine, bromine, or iodine, n is an integer of 0 to 20, and m is an integer of 1 to 20.)
o-, m-, p-XCH 2 -C 6 H 4 -O- (CH 2 ) n -O- (CH 2 ) m -OH, o-, m-, p-CH 3 C (H) (X) -C 6 H 4 -O- (CH 2 ) n -O- (CH 2 ) m -OH, o-, m-, p-CH 3 CH 2 C (H) (X) -C 6 H 4 -O- (CH 2 ) n -O- (CH 2 ) m -OH,
(In the above formula, X is chlorine, bromine, or iodine, and n and m are integers of 1 to 20.)
And the like.
[0064]
Specific examples of the compound represented by the general formula (7) include:
HO-CH 2 C (H) (X) -CO 2 R, HO- (CH 2 ) 2 C (H) (X) -CO 2 R, HO- (CH 2 ) 3 C (H) (X) -CO 2 R, HO- (CH 2 ) 8 C (H) (X) -CO 2 R,
(Where X is chlorine, bromine or iodine, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms)
HO-CH 2 C (H) (X) -C 6 H 5 , HO- (CH 2 ) 2 C (H) (X) -C 6 H 5 , HO- (CH 2 ) 3 C (H) (X) -C 6 H 5 ,
(Where X is chlorine, bromine, or iodine)
And the like.
[0065]
If specific examples of the halogenated sulfonyl compound having a hydroxyl group,
o-, m-, p-HO- (CH 2 ) n -C 6 H 4 -SO 2 X,
(Where X is chlorine, bromine or iodine, and n is an integer of 0 to 20)
o-, m-, p-HO- (CH 2 ) n -OC 6 H 4 -SO 2 X,
(Where X is chlorine, bromine or iodine, and n is an integer of 1 to 20)
And so on.
[0066]
When a (meth) acrylic monomer is polymerized using an organic halide or a sulfonyl halide compound having a hydroxyl group as an initiator, a hydroxyl group is introduced at one end and the other end has a terminal structure represented by the general formula (1). Is obtained. As a method of converting the terminal halogen into a hydroxyl group, any of the methods described above can be suitably used.
[0067]
When an organic halide or a sulfonyl halide compound having a hydroxyl group is used as an initiator, a polymer having one end having a hydroxyl group and the other end having a halogen end represented by the formula (1) is obtained. The (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at a terminal can also be obtained by coupling halogen terminals with a compound having a total of two or more identical or different functional groups capable of substituting a halogen of (1). Obtainable.
[0068]
The compound having two or more identical or different functional groups capable of substituting the terminal halogen represented by the formula (1) is not particularly limited, and examples thereof include polyols, polyamines, polycarboxylic acids, polythiols, and salts thereof. preferable.
If these compounds are specifically exemplified, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3- Propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, pinacol, 1,5-pentanediol, 1,4-pentanediol, 2,4 -Pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol, 1,2- Cyclopentanediol, 1,3-cyclopentanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanediol, 1 4-cyclohexanediol, glycerol, 1,2,4-butanetriol, catechol, resorcinol, hydroquinone, 1,2-dihydroxynaphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,2′-biphenol, 4,4′-biphenol, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 4,4′-isopropylidenephenol, 3,3 ′-(ethylenedioxy) diphenol, α, α′- Dihydroxy-p-xylene, 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane, pyrogallol, 1,2,4-benzenetriol, and alkali metal salts of the above polyol compounds; ethylenediamine, 1,3-diaminopropane , 1,2-diaminopropane, 1,4-di Minobutane, 1,2-diamino-2-methylpropane, 1,5-diaminopentane, 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, 1,8 -Octanediamine, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,12-diaminododecane, 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine), 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 4,4-diaminocyclohexane, 1,2-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, 1,4-phenylenediamine, α, α′-diamino-p-xylene, and alkali metal salts of the above polyamine compounds; oxalic acid , Malonic acid, methyl malonic acid, dimethyl malonic acid, succinic acid, methyl succinic acid, gluta Sulfonic acid, adipic acid, 1,7-heptanedicarboxylic acid, 1,8-octanedicarboxylic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,11-undecanedicarboxylic acid, 1,12- Dodecanedicarboxylic acid, 1,2-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid, phthalic acid, Isophthalic acid, terephthalic acid, 1,2,3-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid, and alkali metal salts of the above polycarboxylic acids; 1,2-ethanedithiol, 1,3 -Propanedithiol, 1,4-butanedithiol, 2,3-butanedithiol, 1,5-pen Dithiol, 1,6-hexanedithiol, 1,7-heptanedithiol, 1,8-octanedithiol, 1,9-nonanedithiol, 2-mercaptoethylether, p-xylene-α, α′-dithiol, 1,2 -Benzenedithiol, 1,3-benzenedithiol, 1,4-benzenedithiol, and alkali metal salts and alkali metal sulfides (such as lithium sulfide, sodium sulfide, and potassium sulfide) of the polythiol compound.
In addition, as an alkali metal salt in the above, a lithium salt, a sodium salt, a potassium salt, etc. are mentioned.
The amount of the initiator to be used is preferably 0.03 to 100 parts by weight, more preferably 0.1 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer.
[0069]
When using the above polyols, polyamines, polycarboxylic acids, and polythiols, a basic compound is used in combination to promote the substitution reaction. Specific examples thereof include lithium, sodium, potassium, sodium carbonate, potassium carbonate, and carbonate. Examples include sodium hydrogen, sodium methoxide, potassium methoxide, sodium tert-butoxide, potassium tert-butoxide, sodium hydride, potassium hydride and the like.
[0070]
Here, the (meth) acrylic polymer of the present invention obtained as described above is
It has at least one hydroxyl group at the terminal, and the oil resistance of the cured product is one of the main items of the immersion test of JIS K 6258 for land type No. 5 lubricating oil specified in JIS K 2215. More than the oil resistance of a cured product of a polymer in which the chain repeating unit is changed to butyl acrylate alone;
In the immersion test of JIS K 6258 for land type No. 5 lubricating oil specified in JIS K 2215, the mass change before and after immersion has at least one hydroxyl group at the terminal and the cured product has oil resistance. Having a rate of 50% or less;
In the immersion test of JIS K 6258 for lubricating oil of land type 3, No. 5 specified in JIS K 2215, the change in mass before and after immersion in the lubricating oil changed the main chain repeating unit to butyl acrylate alone. Less oil-hardened than cured polymer;
In the immersion test of JIS K 6258 for lubricating oil of land type 3 No. 5 specified in JIS K 2215, the change in volume before and after immersion in the lubricating oil changed the main chain repeating unit to butyl acrylate alone. It has oil resistance that it is less than the cured product of the polymer.
[0071]
The “polymer in which the main chain repeating unit is changed to butyl acrylate alone” in the present invention means that the crosslinked structure is essentially the same as the crosslinked structure of the (meth) acrylic polymer in the present invention, and its molecular weight is And a butyl acrylate homopolymer having a molecular weight distribution of 0.5 to 1.5 times the molecular weight and the molecular weight distribution of the (meth) acrylic polymer in the present invention, respectively.
[0072]
The number of hydroxyl groups of the (meth) acrylic polymer is not particularly limited, but in order to obtain a cured product having higher crosslinkability, it is one or more, preferably 1.2 or more, more preferably one or more on average. .5 or more.
The position of the hydroxyl group of the (meth) acrylic polymer is not particularly limited as long as at least one hydroxyl group is at the terminal. In addition, a hydroxyl group may be present in the main chain, but when a crosslinked cured product requires rubber elasticity, it is preferable to have a hydroxyl group only at the terminal.
[0073]
The term “land type No. 3 lubricating oil specified by JIS K 2215” in the present invention is a lubricating oil for a land internal combustion engine to which an antioxidant and a detergent are added, and has a flash point of 200 ° C. or higher and an Viscosity 16.3mm 2 / S or more and 21.9 mm 2 / S, a viscosity index of 85 or more, and a pour point of -5 ° C or less.
The “immersion test of JIS K 6258” in the present invention means that the entire surface of the cured product of the (meth) acrylic polymer is immersed in the lubricating oil, and the dimensions, mass, volume before and after immersion, It measures changes in mechanical properties such as surface area and tensile strength.
[0074]
The phrase “excellent in oil resistance” means that the rate of change in mass, the rate of change in volume, the rate of change in mechanical properties, etc. before and after immersion are smaller.
In the immersion test, the rate of change in mass before and after immersion is preferably 50% or less, more preferably 40% or less, and even more preferably 30% or less.
The rate of change in volume and the rate of change in mechanical properties before and after immersion are each preferably 50% or less, more preferably 40% or less, and even more preferably 30% or less.
As described above, the (meth) acrylic polymer of the present invention having the above properties is particularly excellent in oil resistance.
[0075]
<< Curable composition >>
From the (meth) acrylic polymer having at least one hydroxyl group at the terminal obtained by the above-mentioned various methods, a curable composition containing this as a main component can be obtained. The curable composition of the present invention comprises the following two components: (A) a (meth) acrylic polymer having at least one hydroxyl group at a terminal, produced by atom transfer radical polymerization, and (B) a hydroxyl group. A compound having two or more functional groups is an essential component.
[0076]
The (meth) acrylic polymer having at least one terminal hydroxyl group of the component (A) may be used alone or in combination of two or more.
The molecular weight is not particularly limited, but is preferably in the range of 500 to 1,000,000. If it is less than 500, the intrinsic properties of the (meth) acrylic polymer tend to be hardly exhibited, and if it exceeds 1,000,000, the viscosity becomes high or the solubility becomes low, and the workability decreases. It tends to be easier.
[0077]
The compound having two or more functional groups capable of reacting with a hydroxyl group as the component (B) is not particularly limited. For example, a polyvalent isocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule, an aminoplast resin And compounds having two or more carboxyl groups in one molecule. Preferably, it is a polyvalent isocyanate compound.
[0078]
As the polyvalent isocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule, conventionally known polyvalent isocyanate compounds, for example, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4 '-Diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, meta-xylylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and B An isocyanate compound such as -45; a bullet polyisocyanate compound such as Sumidur N (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co.); Desmodur I L, HL (manufactured by Bayer AG) and Coronate EH (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.); polyisocyanate compounds having an isocyanurate ring; Adduct polyisocyanate compound and the like. Further, a blocked isocyanate may be used. These may be used alone or in combination of two or more.
[0079]
The mixing ratio of the polymer having a terminal hydroxyl group to the compound having two or more isocyanate groups is not particularly limited. For example, the isocyanate group and the hydroxyl group of the (meth) acrylic polymer having a terminal hydroxyl group may be used. The ratio (NCO / OH (molar ratio)) is preferably 0.5 to 3.0, and more preferably 0.8 to 2.0.
[0080]
In order to accelerate the curing reaction between the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at a terminal and a compound having two or more isocyanate groups, which is a curable composition of the present invention, an organic tin compound or A known catalyst such as a tertiary amine may be added.
[0081]
Examples of the organotin compound include tin octylate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin mercaptide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, and dioctyltin thiocarboxylate.
[0082]
Examples of the tertiary amine catalyst include triethylamine, N, N-dimethylcyclohexylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylpropane1,3 -Diamine, N, N, N ', N'-tetramethylhexane 1,6-diamine, N, N, N', N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine, N, N, N ', N'',N''-pentamethyldipropylenetriamine, tetramethylguanidine, triethylenediamine, N, N'-dimethylpiperazine, N-methylmorpholine, 1,2-dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, N, N, N'-trimethylaminoethylethanolamine, N-methyl-N '-(2-hydroxyethyl) piperazine, N- (2- (Hydroxyethyl) morpholine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, ethylene glycol bis (3-dimethyl) aminopropyl ether, and the like.
[0083]
The aminoplast resin used as the component (B) in the curable composition of the present invention is not particularly limited, and is an addition reaction product of melamine and formaldehyde (a methylol compound), a low-condensation product of melamine and formaldehyde, and an alkyl thereof. Examples include etherified products, urea resins, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. A known catalyst such as paratoluenesulfonic acid and benzenesulfonic acid may be added for the purpose of accelerating the curing reaction of the aminoplast resin with the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal.
[0084]
The compound having two or more carboxyl groups in one molecule used as the component (B) in the curable composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, and glutaric acid. Polyfunctional carboxylic acids such as adipic acid, phthalic acid, phthalic anhydride, terephthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid or anhydrides thereof, and halogens thereof And the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0085]
By mixing and curing the two components (A) and (B) of the curable composition of the present invention and, if necessary, a curing catalyst, a uniform cured product having excellent deep curability can be obtained.
Examples of the curing catalyst include acidic catalysts such as sulfuric acid, methanesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid; scandium, yttrium, zirconium, hafnium, vanadium, titanium metal halides, nitrates, carboxylate salts, alcoholates, and acetylacetone. And a metal catalyst such as a type complex.
The amount of each component is preferably 10 to 200 parts by weight of the component (B) and 0 to 10 parts by weight of the curing catalyst with respect to 100 parts by weight of the component (A), and more preferably 80 to 100 parts by weight of the component (B). 120 parts by weight and 0.1 to 5 parts by weight of the curing catalyst.
[0086]
The curing conditions are not particularly limited, but the curing temperature is generally 0 ° C to 150 ° C, preferably 20 ° C to 100 ° C. The curing time is 0.5 hour to 1 week, preferably 1 to 24 hours.
The properties of the cured product depend on the main chain skeleton and molecular weight of the polymer of the component (A) and the curing agent of the component (B), but can be widely prepared from rubber to resin.
[0087]
The cured product obtained from the above composition is not limited, but specific applications include sealing materials such as an elastic sealing material for buildings and a sealing material for double-layered glass, and electric / electrical materials such as a solar cell back surface sealing material. Electronic component materials, electrical insulating materials such as insulating coating materials for electric wires and cables, adhesives, adhesives, elastic adhesives, paints, powder coatings, coating materials, foams, potting agents for electric and electronic devices, films, gaskets, and notes It can be used for various purposes such as a mold material, various molding materials, a netted glass, a rustproof / waterproof sealing material for an end face (cut portion) of a laminated glass, and the like.
[0088]
【Example】
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described together with comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
In the following Examples and Comparative Examples, “parts” and “%” represent “parts by weight” and “% by weight”, respectively.
In the following examples, “number average molecular weight” and “molecular weight distribution (ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight)” were calculated by a standard polystyrene conversion method using gel permeation chromatography (GPC). However, a GPC column filled with a crosslinked polystyrene gel (shodex GPC K-804; manufactured by Showa Denko KK) was used, and chloroform was used as a GPC solvent.
[0089]
(Production Example 1)
CuBr (1.01 g, 7 mmol) was charged into a 300 mL flask equipped with a reflux tube and a stirrer, and the inside of the reaction vessel was purged with nitrogen. Acetonitrile (11.5 mL) was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 15 minutes in an oil bath. To this, butyl acrylate (33.6 mL, 234 mmol), ethyl acrylate (46.7 mL, 431 mmol), 2-methoxyethyl acrylate (34.9 mL, 272 mmol), diethyl 2,5-dibromoadipate (2.81 g) 7.8 mmol) and pentamethyldiethylenetriamine (0.05 mL, 0.04 g, 0.2 mmol) (hereinafter referred to as triamine) were added to initiate the reaction. While heating and stirring at 70 ° C., triamine (0.20 mL, 0.16 g, 0.9 mmol) was added on the way. 180 minutes after the start of the reaction, 5-hexen-1-ol (14.1 mL, 11.7 g, 117 mmol) and triamine (0.49 mL, 0.41 g, 2.3 mmol) were added at a monomer conversion of 98%. Subsequently, the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 480 minutes.
[0090]
After evaporating the volatile components of the reaction mixture under reduced pressure, the reaction mixture was diluted with toluene (500 g), and the solid substance was removed by filtration. Subsequently, acidic aluminum silicate (5 g, manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd., Kyoward 700SL) and basic aluminum silicate (5 g, manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd., Kyoward 500SH) were charged, and heated and stirred at 100 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream. After the aluminum silicate was removed by filtration, the toluene in the filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain a copolymer of hydroxyl-terminated copolymer / hydroxy-terminated poly (butyl acrylate, ethyl acrylate, methoxyethyl acrylate): heavy Merged [1]} was obtained. The number average molecular weight of the obtained copolymer was 17,800 by GPC measurement (in terms of polystyrene), and the molecular weight distribution was 1.16. The average number of hydroxyl groups introduced per copolymer molecule 1 It was about 2.5 as determined by 1 H-NMR analysis.
[0091]
(Production Example 2)
Hydroxyl-terminated butyl acrylate polymer (Polymer [2]) in the same manner as in Production Example 1 except that only butyl acrylate was used as the acrylic acid monomer, and ethyl acrylate and 2-methoxyethyl acrylate were not added. Got. The number average molecular weight of the obtained polymer was 25,900 by GPC measurement (in terms of polystyrene), and the molecular weight distribution was 1.23. The average number of hydroxyl groups introduced per polymer molecule 1 It was 2.7 as determined by 1 H-NMR analysis.
[0092]
(Example 1)
To 100 parts of the polymer [1] obtained in Production Example 1, 12 parts of isophorone diisocyanate, 2.8 parts of 1,4-butanediol and 0.8 part of trimethylolpropane were mixed, and a tetravalent Sn catalyst (dibutyl Using 0.1 part of tin dilaurate), the composition was cured and cured at 50 ° C. for 12 hours and then at 90 ° C. for 6 hours to obtain a sheet-shaped cured product.
[0093]
(Comparative Example 1)
A sheet-like cured product was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymer [2] obtained in Production Example 2 was used instead of the polymer [1] used in Example 1.
[0094]
(Evaluation 1) Oil resistance
For each of Example 1 and Comparative Example 1, the cured product after curing was evaluated for oil resistance based on an immersion test specified in JIS K6258. Commercially available engine oil (trade name: GEOMA, SJ grade, 5W-30: manufactured by JOMO) is used as the lubricating oil for land type 3 and 5 specified in JIS K 2215. C. for 72 hours. As a result, the mass change was 26% in the cured product of the polymer [2] obtained in Comparative Example 1, whereas the cured product of the polymer [1] obtained in Example 1 was 6%. %, And the copolymer of hydroxyl group-terminated poly (butyl acrylate, ethyl acrylate, methoxyethyl acrylate) showed better oil resistance than the cured product of butyl acrylate homopolymer.
[0095]
【The invention's effect】
The present invention has at least one hydroxyl group at the terminal, and the oil resistance of the cured product is determined by any one of the immersion tests of JIS K 6258 for land type 3 lubricating oil specified in JIS K 2215. A (meth) acrylic polymer produced by atom transfer radical polymerization, which exceeds the oil resistance of a cured product of a polymer in which the repeating unit of the main chain is changed to butyl acrylate alone, and contains the polymer It is made of a curable composition, has improved oil resistance, and has excellent heat resistance and flexibility.

Claims (16)

末端に水酸基を少なくとも1個有し、その硬化物の耐油性が、JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油に対するJIS K 6258の浸漬試験のいずれか一項目で、その主鎖の繰り返し単位をアクリル酸ブチル単独に変えた重合体の硬化物の耐油性を上回ることを特徴とする、原子移動ラジカル重合により製造された(メタ)アクリル系重合体。It has at least one hydroxyl group at the terminal, and the oil resistance of the cured product is one of the items of the immersion test of JIS K 6258 for lubricating oil of land type 3 No. 5 specified in JIS K 2215. A (meth) acrylic polymer produced by atom transfer radical polymerization, characterized by exceeding the oil resistance of a cured product of a polymer in which the chain repeating unit is changed to butyl acrylate alone. 末端に水酸基を少なくとも1個有し、その硬化物の耐油性が、JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油に対するJIS K 6258の浸漬試験において、浸漬した前後での質量変化率が50%以下であることを特徴とする、原子移動ラジカル重合により製造された(メタ)アクリル系重合体。In the immersion test of JIS K 6258 for land type No. 5 lubricating oil specified in JIS K 2215, the mass change before and after immersion has at least one hydroxyl group at the terminal and the cured product has oil resistance. A (meth) acrylic polymer produced by atom transfer radical polymerization, wherein the ratio is 50% or less. JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油に対するJIS K 6258の浸漬試験において、潤滑油に浸漬した前後での質量変化が、その主鎖の繰り返し単位をアクリル酸ブチル単独に変えた重合体の硬化物よりも少ない、耐油性を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の(メタ)アクリル系重合体。In the immersion test of JIS K 6258 for land type 3 lubricating oil specified in JIS K 2215, the change in mass before and after immersion in lubricating oil changed the main chain repeating unit to butyl acrylate alone. The (meth) acrylic polymer according to claim 1 or 2, which has less oil resistance than a cured product of the polymer. JIS K 2215に規定される陸用3種5号の潤滑油に対するJIS K 6258の浸漬試験において、潤滑油に浸漬した前後での体積変化が、その主鎖の繰り返し単位をアクリル酸ブチル単独に変えた重合体の硬化物よりも少ない、耐油性を有することを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系重合体。In the immersion test of JIS K 6258 for land type No. 5 lubricating oil specified in JIS K 2215, the change in volume before and after immersion in lubricating oil changed the main chain repeating unit to butyl acrylate alone. The (meth) acrylic polymer according to any one of claims 1 to 3, which has less oil resistance than a cured product of the polymer. 分子量分布が1.8未満である請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系重合体。The (meth) acrylic polymer according to any one of claims 1 to 4, having a molecular weight distribution of less than 1.8. 主鎖が、アクリル系重合体であることを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系重合体。The (meth) acrylic polymer according to any one of claims 1 to 5, wherein the main chain is an acrylic polymer. 主鎖が、アクリル酸エステル系重合体であることを特徴とする請求項6に記載の(メタ)アクリル系重合体。The (meth) acrylic polymer according to claim 6, wherein the main chain is an acrylic ester polymer. アクリル酸エチルおよびアクリル酸アルコキシアルキルの少なくとも1種を、アクリル系重合体の必須構成単位とすることを特徴とする請求項6に記載の(メタ)アクリル系重合体。The (meth) acrylic polymer according to claim 6, wherein at least one of ethyl acrylate and alkoxyalkyl acrylate is used as an essential constituent unit of the acrylic polymer. アクリル酸アルコキシアルキルが、アクリル酸2−メトキシエチルおよび/またはアクリル酸2−エトキシエチルである請求項8に記載の(メタ)アクリル系重合体。The (meth) acrylic polymer according to claim 8, wherein the alkoxyalkyl acrylate is 2-methoxyethyl acrylate and / or 2-ethoxyethyl acrylate. 有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒とした原子移動ラジカル重合法で(メタ)アクリル系モノマーを重合することにより得られる、一般式(1)で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲンを、水酸基含有置換基に変換して得られることを特徴とする、請求項1〜9のうちいずれか一項に記載の(メタ)アクリル系重合体。
−CH−C(R)(CO)(X) (1)
(式中、Rは水素原子またはメチル基、Rは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素である)
An atom transfer radical polymerization method using an organic halide or a sulfonyl halide compound as an initiator and a metal complex having a central metal of Group 8, 9, 10, or 11 of the periodic table as a catalyst (meth) Claims characterized by being obtained by converting a halogen of a (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula (1) obtained by polymerizing an acrylic monomer into a hydroxyl group-containing substituent. Item 10. The (meth) acrylic polymer according to any one of Items 1 to 9.
—CH 2 —C (R 1 ) (CO 2 R 2 ) (X) (1)
(Wherein, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, X is chlorine, bromine, Or iodine)
有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒とした原子移動ラジカル重合法で(メタ)アクリル系モノマーを重合することにより一般式(1)で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、さらに、一般式(2)で示す重合性のアルケニル基と水酸基を併せ有する化合物と反応させて得られることを特徴とする、請求項10記載の(メタ)アクリル系重合体。
C=C(R)−R−R−OH (2)
(式中、Rは水素原子またはメチル基、Rは−C(O)O−(エステル基)、またはo−,m−,p−フェニレン基、Rは直接結合、または炭素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいても良い)
An atom transfer radical polymerization method using an organic halide or a sulfonyl halide compound as an initiator and a metal complex having a central metal of Group 8, 9, 10, or 11 of the periodic table as a catalyst (meth) A (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula (1) is produced by polymerizing an acrylic monomer, and further a compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group represented by the general formula (2) The (meth) acrylic polymer according to claim 10, which is obtained by reacting with (A).
H 2 C = C (R 3 ) -R 4 -R 5 -OH (2)
(Wherein, R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, R 4 is —C (O) O— (ester group), or o-, m-, p-phenylene group, R 5 is a direct bond, or a group having 1 carbon atom. ~ 20 divalent organic groups which may contain one or more ether linkages)
一般式(1)で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体に金属単体あるいは有機金属化合物を作用させてエノレートアニオンを調製した後、アルデヒド類またはケトン類を反応させて得られることを特徴とする、請求項10記載の(メタ)アクリル系重合体。A metal (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula (1) is reacted with a metal simple substance or an organometallic compound to prepare an enolate anion, and then reacted with an aldehyde or a ketone. The (meth) acrylic polymer according to claim 10, characterized in that: 一般式(1)で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を、一般式(3)で示す水酸基含有オキシアニオン、または、式(4)で示す水酸基含有カルボキシレートアニオンと反応させて得られることを特徴とする、請求項10記載の(メタ)アクリル系重合体。
−R−OH (3)
(式中、Rは炭素数1〜20の2価のアルキレン基、炭素数6〜20の2価のアリーレン基、または炭素数7〜20の2価のアラルキレン基で、1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい、Mはアルカリ金属イオンまたは4級アンモニウムイオンである)
C(O)−R−OH (4)
(式中、R、Mは上記に同じ)
A (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula (1) is obtained by reacting with a hydroxyl group-containing oxyanion represented by the general formula (3) or a hydroxyl group-containing carboxylate anion represented by the formula (4). The (meth) acrylic polymer according to claim 10, characterized in that:
M + O - -R 6 -OH ( 3)
(Wherein, R 6 is a divalent alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a divalent aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms, and one or more ethers M + is an alkali metal ion or a quaternary ammonium ion, which may contain a bond)
M + O - C (O) -R 6 -OH (4)
(Wherein R 6 and M + are the same as above)
一般式(1)で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を、一般式(5)で示す水酸基を有する重合性の低いオレフィン化合物と反応させて得られることを特徴とする、請求項10記載の(メタ)アクリル系重合体。
C=C(R)−R−OH (5)
(式中、Rは炭素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいても良い、Rは水素原子またはメチル基である)
It is obtained by reacting a (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula (1) with a low polymerizable olefin compound having a hydroxyl group represented by the general formula (5). 11. The (meth) acrylic polymer according to 10.
H 2 C = C (R 8 ) -R 7 -OH (5)
(Wherein, R 7 is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds, and R 8 is a hydrogen atom or a methyl group)
下記の2成分:(A)請求項1〜14のいずれかに記載の、末端に水酸基を少なくとも1個有する、原子移動ラジカル重合により製造された(メタ)アクリル系重合体、(B)水酸基と反応しうる官能基を少なくとも2個有する化合物、を必須成分とする硬化性組成物。The following two components: (A) a (meth) acrylic polymer according to any one of claims 1 to 14, which has at least one hydroxyl group at a terminal and is produced by atom transfer radical polymerization, and (B) a hydroxyl group. A curable composition comprising, as an essential component, a compound having at least two reactive functional groups. (B)成分の、水酸基と反応しうる官能基を少なくとも2個有する化合物が、多価イソシアネート化合物である請求項15記載の硬化性組成物。The curable composition according to claim 15, wherein the compound (B) having at least two functional groups capable of reacting with a hydroxyl group is a polyvalent isocyanate compound.
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