JP2005187703A - シクロアルキルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体、該共重合体を含む硬化剤及び硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも1種の式(1)で表されるシクロアルキルビニルエーテルと無水マレイン酸とからなるラジカル共重合体であって、かつ式(2)で表される繰り返し単位を含む共重合体。
【化1】
【化2】
[式中、Aは式(3)〜(6)
【化3】
(式中、R2〜R5は、各々独立に、メチル基、エチル基、水酸基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基又はエトキシメチル基を表す。a、b、c及びdは0以上の整数を表し、a、b、c又はdが2以上の場合、R2〜R5は同一であっても異なっていてもよい。p及びqは、それぞれ0〜2の整数、1又は2の整数を表す。)から選ばれるシクロアルキル基を示し;R1は水素原子又はメチル基を示し;nは0又は1の整数を表す。]
【選択図】なし
Description
70重量%以上含むことが好ましく、80重量%以上含むことがより好ましい。
(1)重量平均分子量Mw及び分散度Mw/Mn:ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定結果より求めた。
(2)ガラス転移温度Tg:示差走査熱量法(DSC法)にて昇温速度20℃/minで昇温し測定した。
(3)酸価:JIS K 5902に準じて分析を行った。
シクロヘキシルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体(共重合体1)の合成:
アルゴン気流下にて、攪拌子、温度計、コンデンサを備えたガラスフラスコにテトラヒドロフラン(以下、「THF」と記す。)71.1g(0.99mol)、シクロヘキシルビニルエーテル(以下、「CHVE」と記す。)20.0g(0.16mol)、無水マレイン酸15.6g(0.16mol)と、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル (以下、「AIBN」と記す)2.61g(15.9mmol)を投入し、内容物を撹拌しながらオイルバスを用いて65℃まで昇温し、7時間加熱した。反終了後、重合液にTHF40gを入れて希釈し、過剰量のヘキサン中に滴下して生成物を沈殿させた。沈殿した生成物をろ別し、真空ポンプで減圧乾燥して白色のポリマー粉体(共重合体1)35.4gを得た(収率92.7%)。得られた共重合体1の物性の測定結果を表1に示した。また、得られた共重合体1のIRのスペクトルデータを以下に示す。
IR(ν cm-1):2935、2858、1860、1780
共重合体1の加水分解樹脂(共重合体2)の合成:
攪拌子、温度計、コンデンサを備えたガラスフラスコに、製造例1により得られた共重合体2.00gと、1,4−ジオキサン8mL、イオン交換水1.30gを投入し、内容物を撹拌しながらオイルバスを用いて100℃まで昇温し、24時間加熱した。反終了後、重合液に1,4−ジオキサン8mLを入れて希釈し、過剰量のヘキサン中に滴下して生成物を沈殿させた。沈殿した生成物をろ別し、真空ポンプで減圧乾燥して白色のポリマー粉体(共重合体2)2.13gを得た(収率100%)。得られた共重合体2の物性の測定結果を表1に示す。また、得られた共重合体2のIR分析を行ったところ、カルボキシル基のC=Oによるピークがあらたに見られ、加水分解されていることが確認された。質量の増加分から計算される加水分解率は75%であった。スペクトルデータを以下に示す。
IR(ν cm-1):2935、2858、1859、1780、1731
トリシクロデカニルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体(共重合体3)の合成:
アルゴン気流下にて、攪拌子、温度計、コンデンサを備えたガラスフラスコにTHF62.0g(0.86mol)、8−ビニルオキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン(別名トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルビニルエーテル、以下、「TCDVE」と記す。)20.0g(0.11mol)、無水マレイン酸11.0g(0.11mol)と、重合開始剤としてAIBN1.84g(11.2mmol)を投入し、製造例1と同様に反応させた。反終了後、重合液にTHF40gを入れて希釈し、過剰量のヘキサン中に滴下して生成物を沈殿させた。沈殿した生成物をろ別し、真空ポンプで減圧乾燥して白色のポリマー粉体(共重合体3)30.4gを得た(収率92.7%)。得られた共重合体3の物性の測定結果を表1に示す。また、得られた共重合体3のIRのスペクトルデータを以下に示す。
IR(ν cm-1):2947、2862、1860、1782
共重合体3の加水分解樹脂(共重合体4)の合成:
攪拌子、温度計、コンデンサを備えたガラスフラスコに、製造例3により得られた共重合体2.00gと、1,4−ジオキサン8mL、イオン交換水1.60gを投入し、製造例2と同様に反応させた。反終了後、重合液に1,4−ジオキサン8mLを入れて希釈し、過剰量のヘキサン中に滴下して生成物を沈殿させた。沈殿した生成物をろ別し、真空ポンプで減圧乾燥して白色のポリマー粉体(共重合体4)2.16gを得た(収率100%)。得られた共重合体4の物性の測定結果を表1に示す。また、得られた共重合体4のIR分析を行ったところ、カルボキシル基のC=Oによるピークがあらたに見られ、加水分解されていることが確認された。質量の増加分から計算される加水分解率は100%であった。スペクトルデータを以下に示す。
IR(ν cm-1):2947、2862、1857、1780、1720
トリシクロデカニルモノメチロールビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体(共重合体5)の合成:
アルゴン気流下にて、攪拌子、温度計、コンデンサを備えたガラスフラスコにTHF30.2g(0.42mol)、8−(ビニルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン(別名トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルモノメチロールビニルエーテル、以下、「TMMVE」と記す。)10.0g(52mmol)、無水マレイン酸5.10g(52mmol)と、重合開始剤としてAIBN 0.85g(5.2mmol)を投入し、製造例1と同様に反応させた。反終了後、重合液にTHF20gを入れて希釈し、過剰量のヘキサン中に滴下して生成物を沈殿させた。沈殿した生成物をろ別し、真空ポンプで減圧乾燥して白色のポリマー粉体(共重合体5)12.9gを得た(収率80.8%)。得られた共重合体5の物性の測定結果を表1に示す。また、得られた共重合体5のIRのスペクトルデータを以下に示す。
IR(ν cm-1):2947、2864、1860、1781
ペンタシクロペンタデカニルモノメチロールビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体(共重合体6)の合成:
アルゴン気流下にて、攪拌子、温度計、コンデンサを備えたガラスフラスコにTHF27.6g(0.38mol)、4−(ビニルオキシメチル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン(別名ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン−4−イルモノメチロールビニルエーテル、以下、「PMMVE」と記す。)10.0g(39mmol)、無水マレイン酸3.79g(39mmol)と、重合開始剤としてAIBN0.64g(5.2mmol)を投入し、製造例1と同様に反応させた。反終了後、重合液にTHF40gを入れて希釈し、過剰量のヘキサン中に滴下して生成物を沈殿させた。沈殿した生成物をろ別し、真空ポンプで減圧乾燥して白色のポリマー粉体(共重合体6)12.6gを得た(収率87.0%)。得られた共重合体6の物性の測定結果を表1に示す。また、得られた共重合体6のIRのスペクトルデータを以下に示す。
IR(ν cm-1):3040、2942、2877、1860、1782
イソブチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体(共重合体7)の合成:
アルゴン気流下にて、攪拌子、温度計、コンデンサを備えたガラスフラスコにTHF39.6g(0.55mol)、イソブチルビニルエーテル(以下、「IBVE」と記す。)10.0g(0.1mol)、無水マレイン酸9.79g(0.1mmol)と、重合開始剤としてAIBN1.64g(10mmol)を投入し、製造例1と同様に反応させた。反終了後、重合液にTHF90gを入れて希釈し、過剰量のヘキサン中に滴下して生成物を沈殿させた。沈殿した生成物をろ別し、真空ポンプで減圧乾燥して白色のポリマー粉体(共重合体7)18.5gを得た(収率86.3%)。得られた共重合体7の物性の測定結果を表1に示した。
エポキシ樹脂組成物の製造及びその物性評価:
硬化剤成分として共重合体1、3、6又は酸無水物硬化剤を用い、表2又は3に示した配合割合により、エポキシ樹脂、シリコーン系表面調整剤(楠木化成製、商品名「ディスパロン1761」)及びメチルエチルケトンを配合し、均一になるまで室温下で混合して熱硬化性樹脂組成物を調製した。各実施例から得られた熱硬化性樹脂組成物について、硬化物の物性測定に適合する試験片を作成し、硬化物の物性評価を行った。
(エポキシ樹脂)
エピクロン850−S:大日本インキ化学工業製、ビスフェノールA型グリシジルエーテル(エポキシ当量200)
HBPA−DGE:丸善石油化学製、水素化ビスフェノールA型グリシジルエーテル(エポキシ当量200)
(酸無水物硬化剤)
MHHPA:メチルヘキサヒドロ無水フマル酸
MTHPA:メチルテトラヒドロ無水フタル酸
MNA:無水メチルナジン酸
(物性評価方法)
(1)熱分析
試験片の作成:アルミカップに熱硬化性樹脂組成物を入れ減圧乾燥機で脱溶媒を行った。脱溶媒後、150℃の熱風乾燥機にて24時間のポストキュアーを行い、試験片を作成した。
ガラス転移温度Tg:試験片の破片を用い、示差走査熱量法(DSC法)にて昇温速度30℃/minで昇温し測定した。
5%重量減少温度:試験片の破片を用い、熱重量分析法(TGA法)にて昇温速度10℃/minで昇温し測定した。
(2)塗膜性
試験片の作成:アプリケーター(YOSHIMITSU製、YA−2)を用い、熱硬化性樹脂組成物を軟鋼板(SPCC−SB、0.8×70×150mm)上に10μmの膜厚に塗布した。次いで180℃の熱風乾燥機中にて30分のポストキュアーを行い、硬化膜を調整した。
評価方法:乾燥後の塗膜表面を目視により観察した。
○…平坦になっている
×…平坦性に欠け、表面が柚子肌状になっている
(3)密着性
試験片の作成:塗膜性試験と同様の操作により試験片を作成した。
評価方法:JIS K 5400に準じて碁盤目剥離試験にて評価を行った。100マスに対して剥離せずに残ったマスの数を示した。
(4)耐薬品性
試験片の作成:塗膜性試験と同様の操作により試験片を作成した。
耐溶剤性:室温において1時間テトラヒドロフラン中に浸漬した。
耐アルカリ性:室温において1時間1%炭酸水素ナトリウム水溶液中に浸漬した。
耐酸性:室温において1時間10%硫酸水溶液中に浸漬した。
評価方法:浸漬後の塗膜外観を目視により観察した。
○…塗膜外観にふくれや剥離がなく、わずかな異常もみられない
×…塗膜に膨れや剥離がある
(5)耐屈曲性
試験片の作成:アプリケーター(YOSHIMITSU製、YA−2)を用い、熱硬化性樹脂組成物をアルミ板(日本テストパネル工業製、JIS H 4000(A1050P))上に10μmの膜厚に塗布した。次いで180℃の熱風乾燥機中にて30分のポストキュアーを行い、硬化膜を調整した。
評価方法:JIS K 5400に準じて、心棒の直径は2mmとして耐屈曲性試験を行い、クラック発生の有無を観察した。
○…クラック無し
×…クラック多数発生
Claims (6)
- 少なくとも1種の式(1)で表されるシクロアルキルビニルエーテルと無水マレイン酸とからなるラジカル共重合体であって、かつ式(2)で表される繰り返し単位を含む共重合体。
- ガラス転移温度(Tg)が140℃以上である請求項1記載の共重合体。
- 重量平均分子量が5,000〜300,000である請求項1又は2記載の共重合体。
- 式(2)で表される繰り返し単位を70重量%以上含む請求項1〜3のいずれか1項記載の共重合体。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の共重合体を含むエポキシ樹脂硬化剤。
- 請求項5記載のエポキシ樹脂硬化剤とエポキシ樹脂を含む硬化性樹脂組成物。
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