JP2008038097A - 末端に官能基を有するビニル系重合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原子移動ラジカル重合系に重合性の低いアルケニル基を有するオレフィン化合物(A)を添加して、末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)を製造する際、還元剤(B)を併用することを特徴とする、ビニル系重合体(I)の製造方法。また、オレフィン化合物(A)が官能基を有するものであり、末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)が、末端に前記官能基を有するものである、上記製造方法。
【選択図】なし
Description
我々は、別に、原子移動ラジカル重合によるビニル系単量体の重合系に、活性化されていない(重合性の低い)オレフィンを添加すると、その生長末端にほぼ1つだけ付加することを見出し、これを利用することにより、末端に様々な官能基を有する重合体を製造する方法を発明している(特許文献1、2参照)。
しかし、上述の方法においては、確実な官能基導入あるいは反応速度向上等のために、原子移動ラジカル重合触媒を多く使う必要がある場合があった。この場合、重合触媒を除去するために大量の吸着剤等を使用する必要があったり、重合体に残存する重合触媒が重合体の着色を引き起こしたりする場合があった。
また、本発明は、オレフィン化合物(A)が官能基を有するものであり、末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)が、末端に前記官能基を有するものである上記製造方法に関する。
で表される基、あるいは重合性のオレフィンを含まない炭素数1〜20の炭化水素基を示し、
R1は、炭素数1〜20のアルキレン基、あるいは一般式(3):
で表される基を示し、
R2は、水素原子あるいはメチル基を示す}
で表される化合物である、上記製造方法に関する。
で表される基を示し、
R2は、水素原子あるいはメチル基を示し、
R4は、水素原子あるいは炭素数1〜20の炭化水素基を示す}
で表される化合物である、上記製造方法に関する。
で表される化合物である上記製造方法;
オレフィン化合物(A)が、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン又は1,9−デカジエンである上記製造方法;
オレフィン化合物(A)を重合体の生長末端に対して過剰量添加することを特徴とする、上記製造方法;
オレフィン化合物(A)が、一般式(1)において、R3が水酸基、アミノ基、エポキシ基、カルボン酸基、エステル基、エーテル基、アミド基及びシリル基からなる群から選ばれる基である化合物である、上記製造方法;
オレフィン化合物(A)が、一般式(1)又は(4)において、R2が水素原子である化合物である、上記製造方法;
オレフィン化合物(A)が、アルケニルアルコール又はアルケニルアミンである上記製造方法に関する。
末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)の数平均分子量が3000以上である上記製造方法;
末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)の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)の比(Mw/Mn)の値が1.8未満である上記製造方法;
原子移動ラジカル重合の触媒に用いる金属が、銅、ニッケル、ルテニウム及び鉄から選ばれる金属である上記製造方法に関する。
前記金属及び/又は金属化合物の金属が、銅、ニッケル、ルテニウム及び鉄から選ばれる金属である上記製造方法;
前記金属及び/又は金属化合物の金属が、原子移動ラジカル重合の触媒に用いる金属と同じ金属である上記製造方法;
還元剤(B)が金属水素化物である上記製造方法;
還元剤(B)が有機スズ化合物である上記製造方法;
還元剤(B)が、ケイ素水素化物、ホウ素水素化物、窒素化合物、リン、リン化合物、硫黄及び硫黄化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である上記製造方法;
還元剤(B)が水素である上記製造方法;
還元剤(B)が還元作用を示す有機化合物である上記製造方法;
還元作用を示す有機化合物がアルコール又はアルデヒドである上記製造方法;
還元剤(B)が電気分解により生じるものである上記製造方法に関する。
本発明の末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)の製造方法は、原子移動ラジカル重合系に重合性の低いアルケニル基を有するオレフィン化合物(A)を添加して、末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)を製造する際、還元剤(B)を併用することを特徴とする。
<重合体主鎖>
本発明の末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)の主鎖を構成するビニ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。例示するならば、(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−t−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−3−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の(メタ)アクリル酸系モノマー;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロルスチレン、スチレンスルホン酸及びその塩等のスチレン系モノマー;パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニルモノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のケイ素含有ビニル系モノマー;無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル系モノマー;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基含有ビニル系モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル類;エチレン、プロピレン等のアルケン類;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコール等が挙げられる。
なかでも、生成物の物性等から、スチレン系モノマー及び(メタ)アクリル酸系モノマーが好ましい。より好ましくは、アクリル酸エステルモノマー及びメタクリル酸エステルモノマーであり、特に好ましくはアクリル酸エステルモノマーである。
本発明においては、これらの好ましいモノマー(スチレン系モノマー及び(メタ)アクリル酸系モノマー)を他のモノマー(上記例示のうち、好ましいモノマー以外のもの)と共重合、更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重量比で60%以上含まれていることが好ましい。また、好ましいモノマー同士を共重合、更にはブロック共重合させても構わない。
なお、上記表現形式で例えば(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を表す。
本発明のビニル系重合体(I)の主鎖は直鎖状でもよいし、枝分かれがあってもよい。
ラジカル重合は一般に重合速度が高く、ラジカル同士のカップリング等による停止反応が起こりやすいため制御が難しいとされる。しかしリビングラジカル重合や原子移動ラジカル重合は、ラジカル重合でありながら、停止反応が起こりにくく、分子量分布の狭い(Mw/Mnが1.1〜1.5程度)重合体が得られるとともに、モノマーと開始剤の仕込み比によって分子量は自由にコントロールすることができる。従ってリビングラジカル重合法は、分子量分布が狭く、粘度が低い重合体を得ることができる上に、特定の官能基を有するモノマーを重合体のほぼ任意の位置に導入することができるため、本発明の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より好ましいものである。
このリビング重合法、特に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号公報あるいはSawamotoら、マクロモレキュールズ(Macromolecules)1995年、28巻、1721頁等に記載のものが挙げられる。
また触媒の配位子として用いる化合物は、特に限定されないが、例えば、2,2’−ビピリジル、及びその誘導体、1,10−フェナントロリン、及びその誘導体、トリブチルアミン等のアルキルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ヘキサメチルトリエチレンテトラアミン等のポリアミン等の配位子が挙げられる。またトリフェニルホスフィン等の配位子を用いることもできる。
また、触媒の添加量としては、特に限定されないが、ビニル系モノマー総量100重量部に対して、0.0001〜50重量部が好ましく、0.001〜10重量部がより好ましく、0.01〜5重量部がさらに好ましい。0.0001重量部未満であると触媒活性が発現されにくくなる傾向があり、50重量部を超えると反応後に重合体からの除去が困難になる傾向がある。
重合性の低いアルケニル基を有するオレフィン化合物(A)としては、下記一般式(1)で表される化合物から選ばれるものが挙げられる。
で表される基、あるいは重合性のオレフィンを含まない炭素数1〜20の炭化水素基を示し、
R1は、炭素数1〜20のアルキレン基、あるいは一般式(3):
で表される基を示し、
R2は、水素原子あるいはメチル基を示す}
で表される基を示し、
R2は、水素原子あるいはメチル基を示し、
R4は、水素原子あるいは炭素数1〜20の炭化水素基を示す}
R4は、水素原子あるいは炭素数1〜20の炭化水素基であるが、水素原子が好ましい。
R1が炭素数1〜20のアルキレン基である場合、その構造に特に制約はないが、オレフィン化合物(A)としては、下記一般式(5)に示す化合物が好ましく例示される。
原料入手の容易さから、rは2、4、6のものが好ましい。つまり、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、1,9−デカジエンが好ましい。
−(CH2)n−(nは1〜20の整数)、
−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−、−CH2CH(CH3)−、
−(CH2)n−O−CH2−(nは1〜19の整数)、
−CH(CH3)−O−CH2−、−CH(CH2CH3)−O−CH2−、−C(CH3)2−O−CH2−、−C(CH3)(CH2CH3)−O−CH2−、−C(CH2CH3)2−O−CH2−、
−(CH2)n−O−(CH2)m−
(m、nは1〜19の整数、ただし2≦m+n≦20)、
−(CH2)n−C(O)O−(CH2)m−
(m、nは1〜19の整数、ただし2≦m+n≦20)、
−(CH2)n−OC(O)−(CH2)m−C(O)O−(CH2)l−、
(lは0〜18の整数、m,nは1〜17の整数、ただし2≦l+m+n≦20)、
−(CH2)n−o−,m−,p−C6H4−、
−(CH2)n−o−,m−,p−C6H4−(CH2)m−、
(mは0〜13の整数、nは1〜14の整数、ただし1≦m+n≦14)、
−(CH2)n−o−,m−,p−C6H4−O−(CH2)m−、
(mは0〜13の整数、nは1〜14の整数、ただし1≦m+n≦14)、
−(CH2)n−o−,m−,p−C6H4−O−CH(CH3)−、
(nは1〜12の整数)、
−(CH2)n−o−,m−,p−C6H4−O−C(CH3)2−、
(nは1〜11の整数)、
−(CH2)n−o−,m−,p−C6H4−C(O)O−(CH2)m−、
(m,nは1〜12の整数、ただし2≦m+n≦13)、
−(CH2)n−OC(O)−o−,m−,p−C6H4−C(O)O−(CH2)m−、
(m,nは1〜11の整数、ただし2≦m+n≦12)、
−(CH2)n−o−,m−,p−C6H4−OC(O)−(CH2)m−、
(m,nは1〜12の整数、ただし2≦m+n≦13)、
−(CH2)n−C(O)O−o−,m−,p−C6H4−(CH2)m−、
(m,nは1〜11の整数、ただし2≦m+n≦12)、
等が挙げられる。なお、R1のうちの炭素数1〜20のアルキレン基は、その中にアリーレン基(例えばフェニレン基等)を含んでいてもよい。
−(CH2)n−CH3、
−CH(CH3)−(CH2)n−CH3、
−CH(CH2CH3)−(CH2)n−CH3、
−CH(CH2CH3)2、
−C(CH3)2−(CH2)n−CH3、
−C(CH3)(CH2CH3)−(CH2)n−CH3、
−C6H5、
−C6H4(CH3)、
−C6H3(CH3)2、
−(CH2)n−C6H5、
−(CH2)n−C6H4(CH3)、
−(CH2)n−C6H3(CH3)2
(nは0以上の整数で、各基の合計炭素数は20以下)
また、R3のうちの重合性のオレフィンを含まない炭素数1〜20の炭化水素基も、R9の上記例示と同様なものが挙げられる。
なお、シリル基としては、特に限定されないが、上記式においてm=0のものが好ましい。
さらに、オレフィン化合物(A)は、一般式(1)又は(4)において、R2が水素原子である化合物であることが好ましい。
また、オレフィン化合物(A)は、アルケニルアルコール又はアルケニルアミンであることが好ましい。
ビニル系重合体(I)末端にオレフィン化合物(A)を導入する方法としては、例えば特開2000−044626号公報に記載の、従来公知の方法を用いることができる。これは即ち、原子移動ラジカル重合系に、活性化されていない(重合性の低い)オレフィンを添加することにより、重合体生長末端にほぼ1つだけオレフィンを付加させ、末端に様々な官能基を有する重合体を製造する方法である。
また、末端にアルケニル基を導入するために用いられる重合性の低いアルケニル基を2つ以上有する化合物の添加量は、重合体生長末端に対して過剰量であることが好ましい。等量あるいは末端より少量の場合、2つのオレフィンの両方ともが反応し、重合末端をカップリングしてしまう可能性がある。2つのオレフィンの反応性が等しい化合物の場合、カップリングの起こる確率は、過剰に添加する量に応じて統計的に決まる。よって、重合性の低いアルケニル基を2つ以上有する化合物の添加量は、重合体生長末端に対して、より好ましくは1.5倍以上、さらに好ましくは3倍以上、特に好ましくは5倍以上である。
また、オレフィン化合物(A)は、原子移動ラジカル重合によりラジカル重合性単量体の80重量%が消費された後に添加するのが好ましく、85重量%が消費された時点で加えるのがより好ましく、90重量%が消費された時点で加えるのがさらに好ましく、95重量%が消費された時点で加えるのが特に好ましい。ラジカル重合性単量体が十分消費される前にオレフィン化合物(A)を添加すると、ビニル系重合体の分子量が設定値よりも小さくなってしまう傾向がある。なお、上記ラジカル重合性単量体の量は、いずれも最終的に重合溶液に仕込んだ量のことである。また、ラジカル重合性単量体とは、前記ビニル系モノマーを意味する。
原子移動ラジカル重合においては一般に、生長末端のラジカル同士がカップリングすると、触媒として用いる遷移金属錯体はそのカップリングした分だけ高酸化数の錯体となり、重合反応を減速させるようになる。通常の原子移動ラジカル重合系では、ラジカル−ラジカルカップリング反応はあまり発生しないためにあまり問題ではないが、本発明のオレフィン化合物(A)を添加することにより末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)を製造する場合においては、反応が減速する場合がある。
この場合、原子移動ラジカル重合に用いる触媒を追加して速度向上させることができるが、さらに本発明では還元剤(B)を添加することで速度向上できることを見出した。
(B−1)金属。具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属類;ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属類;アルミニウム;亜鉛等の典型金属;銅、ニッケル、ルテニウム、鉄等の遷移金属等が挙げられる。またこれらの金属は水銀との合金(アマルガム)の状態であってもよい。
(B−4)有機スズ化合物。具体例としては、オクチル酸スズ、2−エチルヘキシル酸スズ、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。
(B−6)ホウ素水素化物。具体的には、ボラン、ジボラン、水素化ホウ素ナトリウム、水素化トリメトキシホウ酸ナトリウム、硫化水素化ホウ素ナトリウム、シアン化水素化ホウ素ナトリウム、シアン化水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素リチウム、水素化トリエチルホウ素リチウム、水素化トリ−s−ブチルホウ素リチウム、水素化トリ−t−ブチルホウ素リチウム、水素化ホウ素カルシウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素亜鉛、水素化ホウ素テトラ−n−ブチルアンモニウム等が挙げられる。
(B−7)窒素化合物。具体的には、ヒドラジン、ジイミド等が挙げられる。
(B−9)硫黄又は硫黄化合物。具体的には、硫黄、ロンガリット類、ハイドロサルファイト類、二酸化チオ尿素等が挙げられる。ロンガリットとは、スルホキシル酸塩のホルムアルデヒド誘導体であり、MSO2・CH2O(MはNa又はZnを示す)で表される。具体的には、ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート、亜鉛ホルムアルデヒドスルホキシレート等が挙げられる。ハイドロサルファイトとは、次亜硫酸ナトリウム及び次亜硫酸ナトリウムのホルムアルデヒド誘導体の総称である。
(B−10)水素。
また、還元剤(B)は、直接反応系に添加してもよいし、反応系中で発生させてもよい。後者には、電解還元も含まれる。電解還元では陰極で生じた電子が直ちに、あるいは一度溶媒和した後、還元作用を示すことが知られている。つまり、還元剤(B)が電気分解により生じるものも用いることができる。
還元剤(B)として金属又は金属化合物を用いる場合、還元剤(B)中の金属は、原子移動ラジカル重合の触媒に用いる金属と異なっていてもよいし、同じ金属であってもよいが、重合体の精製負荷等の観点から同じ金属であるほうが好ましい。
本発明の還元剤(B)の粒径及び粒度分布は、特に限定されない。反応促進のためには粒径が小さいほうが、表面積が大きくなり好ましいが、取り扱いの容易さや空気酸化に対する安定性等も鑑み、適切な粒径・粒度分布のものを選ぶことができる。
コーティングに用いられる無機化合物としては、例えば、ケイ素化合物塩、アルミニウム化合物塩、スズ化合物塩、亜鉛化合物塩、ジルコニウム化合物塩、チタン化合物塩等を用いることができる。
コーティングに用いられる有機化合物としては、例えば、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、窒素含有有機化合物、硫黄含有有機化合物及びシランカップリング剤等を用いることができる。
コーティングに用いられる不飽和脂肪酸としては、例えば、アクリル酸(CH2=CHCOOH)、クロトン酸(CH3CH=CHCOOH)、イソクロトン酸(CH3CH=CHCOOH)、ウンデシレン酸(CH2=CH(CH2)9COOH)、オレイン酸(C17H33COOH)、エライジン酸(CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH)、セトレイン酸(CH3(CH2)9CH=CH(CH2)9COOH)、ブラシジン酸(C21H41COOH)、エルカ酸(C21H41COOH)、ソルビン酸(C5H7COOH)、リノール酸(C17H31COOH)、リノレン酸(C17H29COOH)及びアラキドン酸(C13H31COOH)等が挙げられる。
コーティングに用いられる硫黄含有有機化合物としては、例えば、メルカプトベンゾチアゾール、チオシアヌル酸及び2−ベンズイミダゾールチオール等が挙げられる。
コーティングに用いられるシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、テトラメトキシシランカップリング剤、メチルトリメトキシシランカップリング剤、ジフェニルジメトキシシランカップリング剤等が挙げられる。
これらコーティング剤は、1種が単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されていてもよい。
還元剤(B)の添加方法は特に限定されず、反応系に対して、オレフィン化合物(A)より前に添加してもよいし、同時に添加してもよいし、後に添加してもよい。また、全量を一括添加してもよいし、分割添加してもよい。さらに、オレフィン化合物(A)を反応させる際に、還元剤(B)とともに、原子移動ラジカル重合に用いる触媒も併せて追加添加してもよいが、触媒量を少なくする観点から、原子移動ラジカル重合に用いる触媒は追加添加しない方が好ましい。
本発明で得られる末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)は、特に限定されないが、単独で、又は各種添加剤を配合することにより、硬化性組成物とすることができる。物性を調製するための添加剤としては、特に限定されないが、例えば充填剤、可塑剤、老化防止剤、顔料、物性調整剤、溶剤等を配合することができる。
下記実施例及び比較例中、「部」及び「%」は、それぞれ「重量部」及び「重量%」を表す。
「数平均分子量」及び「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−802;昭和電工(株)製)を、GPC溶媒としてクロロホルムを用いた。
重合体1分子当たりに導入された官能基数は、1H−NMRによる濃度分析、及びGPCにより求まる数平均分子量を基に算出した。
アクリル酸n−ブチル40部、臭化銅(I)0.84部、アセトニトリル8.8部を仕込み、窒素気流下80℃で攪拌した。これに2,5−ジブロモアジピン酸ジエチル3.5部を加え、さらに80℃で攪拌した。これにペンタメチルジエチレントリアミン(以後トリアミンと称す)0.034部を加えて反応を開始した。途中アクリル酸n−ブチル60部を断続的に追加し、さらに反応溶液の温度が80℃〜90℃となるようにトリアミンを適宜追加しながら加熱攪拌を続けた。アクリル酸ブチルの反応率が94%に達した後、反応容器内を減圧にし、揮発分を除去した。ここまでのトリアミンの使用量は0.15部であった。
これに1,7−オクタジエン22部、アセトニトリル35部、銅粉0.37部を添加し、80℃で6時間加熱撹拌し、重合体[1]を得た。重合体[1]の数平均分子量は13500、分子量分布は1.2であり、また重合体一分子当たりに導入されたアルケニル基は2.4個、未反応の臭素末端は0.0個であった。
アクリル酸n−ブチル40部、臭化銅(I)0.84部、アセトニトリル8.8部を仕込み、窒素気流下80℃で攪拌した。これに2,5−ジブロモアジピン酸ジエチル3.5部を加え、さらに80℃で攪拌した。これにペンタメチルジエチレントリアミン(以後トリアミンと称す)0.017部を加えて反応を開始した。途中アクリル酸n−ブチル60部を断続的に追加し、さらに反応溶液の温度が80℃〜90℃となるようにトリアミンを適宜追加しながら加熱攪拌を続けた。アクリル酸ブチルの反応率が95%に達した後、反応容器内を減圧にし、揮発分を除去した。ここまでのトリアミンの使用量は0.15部であった。
これに1,7−オクタジエン22部、アセトニトリル35部、トリアミン0.17部を添加し、80℃で加熱撹拌した。1,7−オクタジエン添加から1時間後、トリアミン0.17部を追加した。1,7−オクタジエン添加から6時間後、重合体一分子当たりの未反応の臭素末端は0.32個であったので、トリアミン0.17部を追加した。1,7−オクタジエン添加から13時間後、重合体一分子当たりの未反応の臭素末端は0.13個であったので、さらにトリアミン0.17部を追加した。1,7−オクタジエン添加から19時間後、比較重合体[1]を得た。比較重合体[1]の数平均分子量は11700、分子量分布は1.1であり、また重合体一分子当たりに導入されたアルケニル基は1.8個、未反応の臭素末端は0.05個であった。
アクリル酸n−ブチル40部、臭化銅(I)0.84部、アセトニトリル8.8部を仕込み、窒素気流下80℃で攪拌した。これに2,5−ジブロモアジピン酸ジエチル1.8部を加え、さらに80℃で攪拌した。これにペンタメチルジエチレントリアミン(以後トリアミンと称す)0.034部を加えて反応を開始した。途中アクリル酸n−ブチル60部を断続的に追加し、さらに反応溶液の温度が80℃〜90℃となるようにトリアミンを適宜追加しながら加熱攪拌を続けた。アクリル酸ブチルの反応率が95%に達した後、反応容器内を減圧にし、揮発分を除去した。ここまでのトリアミンの使用量は0.17部であった。
これに1,7−オクタジエン22部、アセトニトリル35部、アスコルビン酸0.52部を添加し、80℃で6時間加熱撹拌し、重合体[2]を得た。重合体[2]の数平均分子量は23200、分子量分布は1.2であり、また重合体一分子当たりに導入されたアルケニル基は1.3個、未反応の臭素末端は0.6個であった。
実施例2でアスコルビン酸を添加しなかった以外は実施例2と同様の操作を行い、比較重合体[2]を得た。比較重合体[2]の数平均分子量は22600、分子量分布は1.2であり、また重合体一分子当たりに導入されたアルケニル基は0.3個、未反応の臭素末端は1.2個であった。
Claims (24)
- 原子移動ラジカル重合系に重合性の低いアルケニル基を有するオレフィン化合物(A)を添加して、末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)を製造する際、還元剤(B)を併用することを特徴とする、ビニル系重合体(I)の製造方法。
- オレフィン化合物(A)が官能基を有するものであり、末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)が、末端に前記官能基を有するものである、請求項1記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- オレフィン化合物(A)が、一般式(1):
で表される基、あるいは重合性のオレフィンを含まない炭素数1〜20の炭化水素基を示し、
R1は、炭素数1〜20のアルキレン基、あるいは一般式(3):
で表される基を示し、
R2は、水素原子あるいはメチル基を示す}
で表される化合物である、請求項1又は2に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。 - オレフィン化合物(A)が、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン又は1,9−デカジエンである、請求項5記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- オレフィン化合物(A)を重合体の生長末端に対して過剰量添加することを特徴とする、請求項4〜6のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- オレフィン化合物(A)が、一般式(1)において、R3が水酸基、アミノ基、エポキシ基、カルボン酸基、エステル基、エーテル基、アミド基及びシリル基からなる群から選ばれる基である化合物である、請求項3記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- オレフィン化合物(A)が、一般式(1)又は(4)において、R2が水素原子である化合物である、請求項3、4、7及び8のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- オレフィン化合物(A)が、アルケニルアルコール又はアルケニルアミンである、請求項1〜3、8及び9のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)の主鎖が(メタ)アクリル酸エステル系重合体である、請求項1〜10のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)の数平均分子量が3000以上である、請求項1〜11のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 末端にオレフィン化合物(A)が付加したビニル系重合体(I)の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)の比(Mw/Mn)の値が1.8未満である、請求項1〜12のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 原子移動ラジカル重合の触媒に用いる金属が、銅、ニッケル、ルテニウム及び鉄から選ばれる金属である、請求項1〜13のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 還元剤(B)が金属及び/又は金属化合物である、請求項1〜14のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 前記金属及び/又は金属化合物の金属が、銅、ニッケル、ルテニウム及び鉄から選ばれる金属である、請求項15に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 前記金属及び/又は金属化合物の金属が、原子移動ラジカル重合の触媒に用いる金属と同じ金属である、請求項15又は16に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 還元剤(B)が金属水素化物である、請求項1〜14のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 還元剤(B)が有機スズ化合物である、請求項1〜14のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 還元剤(B)が、ケイ素水素化物、ホウ素水素化物、窒素化合物、リン、リン化合物、硫黄及び硫黄化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜14のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 還元剤(B)が水素である、請求項1〜14のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 還元剤(B)が還元作用を示す有機化合物である、請求項1〜14のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 還元作用を示す有機化合物がアルコール又はアルデヒドである、請求項22に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
- 還元剤(B)が電気分解により生じるものである、請求項1〜14のいずれか一項に記載のビニル系重合体(I)の製造方法。
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