JP2013511614A - 重合可能反応性官能基を含む重合可能ポリマーの反応性溶液、その方法および組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
[Q―R―E]または[X―Y―Z]
モノマーと溶媒の2種のブレンドを調製した。ここで、ヒール(heal)は5gのN‐ビニル‐2‐ピロリドン(VP)、5gのビニルアセテート(VA)、4gのグリシジルメタクリレート(GMA)および210gのアセトンの完全に混和した混合物である。フィード1は40gのVP、8gのVA、4gのGMAおよび24gのアセトンの完全に混和した混合物である。磁気攪拌器、滴下漏斗および冷却凝縮器を備えた500mLのガラス反応容器にヒールおよび5gのフィード1を装填した。残りのフィード1をポンプに装填した。反応容器のパージを窒素の連続供給で開始した。反応容器を約50℃で加熱還流した。別個の容器で0.50gの2,2’‐アゾビス(2,4‐ジメチルペンタンニトリル)と5gのアセトンとの混合物(フィード2)を調製した。反応フラスコが還流温度に達したときに、1gのフィード2を反応容器に装填した。次いで、2時間にわたるフィード1の連続滴下を開始した。30分後に、1gのフィード2を反応容器に装填した。このフィード2の追加をもう1時間繰り返した。フィード2の追加が完了した時点で、反応容器を1時間放置し、その後反応容器に開始剤をもう1g装填した。反応容器を更に2時間加熱還流したままにした。なお、開始剤の追加中に揮発したアセトンを補充するために追加のアセトンを加えた。更に1時間保持終了後、反応容器を室温まで冷却した。重合反応で得た生成物の代表的な構造は下記のとおりであり、ここでx+y+z=100。
100gの反応生成物をアセトン中に入れ(固形分約22%)、124gの3,4‐エポキシシクロヘキシルメチル‐3,4‐エポキシシクロヘキサンカルボキシレートモノマーを追加した。室温および高真空下で攪拌しながらアセトンを溶液から慎重に除去して、所望の製品を粘液の形態で得た。生成した透明な反応性ポリマー溶液のブルックフィールド粘度は約6,000cPsである。
500gの脱イオン水をビニルカプロラクタム(VCap)、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド(DMAPMA)および2‐ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)のターポリマーの30%水溶液1000gに追加した。GMA(12g)を連続攪拌しながら滴下した。得られた溶液を60℃で1時間加熱した。得られた生成物を凍結乾燥して固体の白い粉末を得た。この重合反応の代表的な構造は下記のとおりであり、x+y+z+a=100。
ポンピング用のフィード1を70gのビニルカプロラクタム(VCap)、20gのフェノキシエチルアクリレート(PEA)および30gの2‐ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)で調製した。反応器に230gのエタノールを入れた。反応容器の窒素によるパージを開始した。エタノールを収容したフラスコを約78℃で加熱還流した。別個の容器で1gのルペルゾル11と5gのアセトンとの混合物を調製した。反応フラスコが還流温度に達したときに、フィード1の反応容器への供給を開始した。モノマー供給の10分後、1gの開始剤溶液を反応器に追加した。フィード1の滴下を約2時間にわたって継続した。モノマーを反応器に供給しながら、30分後に反応容器に1gの開始剤溶液を装填した。30分後、反応器に1gの開始剤溶液を装填した。更に30分後、反応器に1gの開始剤溶液を装填した。モノマー供給の完了時点で、反応容器に最後の1gの開始剤溶液を装填した。反応容器を更に3時間加熱還流させたままにした。反応容器を室温まで冷却した。材料を反応器に入れたままにした。約60℃まで再加熱し、その後0.5グラムのルペルゾル11を装填し、2時間保持した。ルペルゾル11を更に0.5g追加し、5時間保持した後に冷却した。溶媒を真空乾燥によって除去した。
ビニルカプロラクタム(VCap)、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド(DMAPMA)および2‐ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)のターポリマーの粉末30gを170gのHEMAに追加した。GMA(12g)を連続攪拌しながら滴下した。この溶液を40℃で1時間加熱した。この重合反応の代表的な構造は下記のとおりであり、ここでx+y+z+a=100。
20gのVCap/VA/GMA/PEAコポリマーを、圧縮空気を連続的に拡散する還流凝縮器を備えた1L丸底フラスコに追加した。連続攪拌下このフラスコにキシレン(600ml)を追加し、また4‐メトキシフェノール(MEHQ;0.56g)を追加した。更に、上記溶液に15mlのアクリル酸を滴下した。この収集溶液にトリエチルアミン(1g)を追加し、室温で2時間攪拌した。この溶液の温度を3時間にわたって徐々に125℃まで上昇させ、溶液をこの温度で維持、50mLのn‐プロパノールを2時間にわたって滴下した。反応フラスコの内容物を室温まで冷却し、反応生成物を#3フィルタで濾過した。所望のポリマー生成物が沈殿するように、濾過した溶液をヘプタンにゆっくりと導入した。生成したポリマー生成物は黄色がかった半固体状で、その構造は下記のとおりである。
239gのトルエンを窒素拡散および還流凝縮器を備えた1L丸底フラスコに装填した。溶媒を加熱還流した。69.6gのビニルカプロラクタム(VCap)、76.8gの2‐フェノキシエチルアクリレート(PEA)および15.5gの2‐イソシアネートエチルメタクリレートを混合し、反応器に180分間にわたって追加した。同時に、ミネラルスピリット中75%の12gのt‐ブチルペルアセテートと20gのトルエンとの混合物を反応フラスコに210分間にわたって滴下した。モノマーおよび開始剤供給の終了時点で、反応物を更に120分間還流保持した。ポリマーをヘプタン中に沈殿させ、真空乾燥した。この重合反応の代表的な構造は下記のとおりであり、ここでx+y+z=100。
Claims (20)
- (a)i.少なくとも1つのN‐ビニルアミドモノマーと、
ii.下記の構造
Q―R―E
(式中のQはオキシラン、オキセタン、アジリジン、オキサゾリンまたはベンゾオキサジン部分であり、Eは炭素‐炭素二重結合を含む重合可能官能基であり、Rはヘテロ原子を有するかまたは有さない脂肪族および/または芳香族部分である)を有する少なくとも1つの2官能モノマーとを含む重合可能ポリマーと、
(b)少なくとも1つの重合可能モノマー溶媒と
を含む少なくとも1つの重合可能ポリマーの反応性溶液。 - 前記2官能モノマーは、グラフトモノマーでグラフト可能な反応性官能基を有するペンダント化学部分を含む請求項1に記載の反応性溶液。
- 前記グラフトモノマーは、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、マレイン酸無水物、アクリル酸無水物、マレイン酸、アクリル酸、ビニルイミダゾール、4‐ビニルアニリン、トリメチルビニルシラン、クロトン酸、ビニルスルホン、アリルグリシジルエーテル([(2‐プロペニルオキシ)メチル]‐オキシラン)、エピクロロヒドリン、ブタジエンモノオキシド、2‐(1‐アジリジニル)エチルメタクリレート、ビニルシクロヘキセンモノオキシド、4‐ビニル‐1‐シクロヘキセン‐1、2‐エポキシド、2‐イソプロペニル‐2‐オキサゾリン、2‐イソシアネートエチルメタクリレート、1,3‐ジアリル‐5‐グリシジルイソシヌレート、グリシジルN‐(3‐イソプロペニルジメチルベンジル)カルバメート、3‐N‐(6‐プロピルビニルエーテル)ベンゾオキサジン、2‐(3‐メチル‐3‐オキセタンメトキシ)エチルビニルエーテル、アリルアルコール、アリルオキシエタノール、アリルオキシメタノール、アリル尿素、アリルクロライド、アリルアミド、グリシジルメタクリレートおよびビニルスルホン酸からなる群から選択される請求項2に記載の反応性溶液。
- 前記重合可能ポリマーは、グラフトにより重合可能ポリマーに組み込まれた付加的な重合可能官能基を更に含み、前記グラフトモノマーを重合可能モノマー溶媒の追加前または追加後に追加し、該グラフトモノマーは、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、マレイン酸無水物、アクリル酸無水物、マレイン酸、アクリル酸、ビニルイミダゾール、4‐ビニルアニリン、トリメチルビニルシラン、クロトン酸、ビニルスルホン、アリルグリシジルエーテル([(2‐プロペニルオキシ)メチル]‐オキシラン)、ブタジエンモノオキシド、2‐(1‐アジリジニル)エチルメタクリレート、ビニルシクロヘキセンモノオキシド、4‐ビニル‐1‐シクロヘキセン‐1,2‐エポキシド、2‐イソプロペニル‐2‐オキサゾリン、2‐イソシアネートエチルメタクリレート、1,3‐ジアリル‐5‐グリシジルイソシヌレート、グリシジルN‐(3‐イソプロペニルジメチルベンジル)カルバメート、3‐N‐(6‐プロピルビニルエーテル)ベンゾオキサジン、エピクロロヒドリン、2‐(3‐メチル‐3‐オキセタンメトキシ)エチルビニルエーテル、アリルアルコール、アリルオキシエタノール、アリルオキシメタノール、アリル尿素、アリルアミド、アリルクロライド、グリシジルメタクリレートおよび/またはビニルスルホン酸からなる群から選択される請求項1に記載の反応性溶液。
- 前記重合可能モノマー溶媒は、N‐ビニル‐2‐ピロリドン(VP)、N‐ビニルカプロラクタム(VCap)、N‐ビニルイミダゾール(VI)、2‐ヒドロキシメチルメタクリレート(HEMA)、2‐ヒドロキシエチルメタクリレート(HEA)、2‐フェノキシエチルアクリレート(PHEA)、2‐(2‐エトキシエトキシ)エチルアクリレート(EOEOEA)、ラウリルアクリレート(LA)、ステアリルアクリレート(SA)、イソボルニルアクリレート(IBOA)、アクリル酸‐2‐エチルヘキシルエステル、アクリロイルモルホリン(ACMO)、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート(CTFA)、C8‐C10アクリレート(ODA)、イソデシルアクリレート(ISODA)、ラウリルメタクリレート(LM)、ステアリルメタクリレート(SM)、1,6‐ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)、ジプロピレングリコールジアクリレート(DPGDA)、トリプロピレングリコールジアクリレート(TPGDA)、1,4‐ブタンジオールジアクリレート(BDDA)、1,9‐ノナンジオールジアクリレート(NNDA)、ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGDA)、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPG2PODA)、ポリエチレングリコール(200)ジアクリレート(PEG(200)DA)、ポリエチレングリコール(400)ジアクリレート(PEG(400)DA)、ポリエチレングリコール(600)ジアクリレート(PEG(600)DA)、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(BPA2EODA)、トリエチレングリコールジアクリレート(TEGDA)、トリエチレングリコールジメタクリレート(TEGDMA)、ジエチレングリコールジメタクリレート(DEGDMA)、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(BPA10EODMA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET3A)、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート(TMP3EOTA)、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート(TMP3POTA)、プロポキシ化グリセリルトリアクリレート(GPTA)、トリメチロールプロパントリメチルアクリレート(TMPTMA)、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMP3EOTMA)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、3,4‐エポキシシクロヘキシルメチル‐3,4‐エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3‐エチル‐3‐((エチルオキセタン‐3‐イル)メトキシ)メチル)オキセタン、1,4‐ブタン‐ジオール‐モノアクリレートおよび/または1,4‐ブタンジオールのジグリシジルエーテルからなる群から選択される請求項4に記載の反応性溶液。
- i.重合可能ポリマーを低沸点溶媒中で生成するステップと、
ii.前記低沸点溶媒を大気圧または減圧下で除去するステップと、
iii.少なくとも1つのより高い沸点の溶媒を補充するステップと
を備えることを特徴とする請求項1の反応性溶液を製造する方法。 - iv.重合可能官能基を前記ポリマーにグラフトするステップと、
v.前記重合可能ポリマーを沈殿により分離するステップと、
vi.前記重合可能ポリマーを反応性溶媒に再可溶化するステップと
を更に備える請求項6に記載の方法。 - a)i.少なくとも1つのN‐ビニルアミドモノマーと、反応性官能基を有するグラフトに適したペンダント化学部分を含む少なくとも1つのコモノマーとから形成したベースポリマーと、
ii.下記の構造
X―Y―Z
(式中のXは―COOH、―OH、アミノ、ニトリル、チオール、エポキシ、オキセタン、アジリジン、イソシアネート、オキサゾリン、塩素、臭素、またはベンゾオキサジンであり、Zは炭素‐炭素二重結合を含む重合可能官能基であり、Yはヘテロ原子を有するかまたは有さない脂肪族および/または芳香族部分である)を有する少なくとも1つのグラフト官能モノマーとを含む重合可能ポリマーであって、前記グラフトがグラフト官能モノマーのベースポリマーへの付加によって達成され、前記ポリマーが重合可能である重合可能ポリマーと、
b)少なくとも1つの重合可能モノマー溶媒と
を含む少なくとも1つの重合可能ポリマーの反応性溶液。 - 前記グラフトモノマーを、前記重合可能ポリマーへの少なくとも1つの重合可能モノマー溶媒の追加前または追加後に追加し、また該グラフトモノマーはジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、マレイン酸無水物、アクリル酸無水物、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルイミダゾール、4‐ビニルアニリン、トリメチルビニルシラン、クロトン酸、ビニルスルホン、アリルグリシジルエーテル([(2‐プロペニルオキシ)メチル]‐オキシラン)、ブタジエンモノオキシド、2‐(1‐アジリジニル)エチルメタクリレート、ビニルシクロヘキセンモノオキシド、4‐ビニル‐1‐シクロヘキセン‐1,2‐エポキシド、2‐イソプロペニル‐2‐オキサゾリン、2‐イソシアネートエチルメタクリレート、1,3‐ジアリル‐5‐グリシジルイソシヌレート、グリシジルN‐(3‐イソプロペニルジメチルベンジル)カルバメート、3‐N‐(6‐プロピルビニルエーテル)ベンゾオキサジン、エピクロロヒドリン、2‐(3‐メチル‐3‐オキセタンメトキシ)エチルビニルエーテル、アリルアルコール、アリルオキシエタノール、アリルオキシメタノール、アリル尿素、アリルクロライド、アリルアミド、グリシジルメタクリレートおよび/またはビニルスルホン酸からなる群から選択される請求項8に記載の反応性溶液。
- 前記重合可能モノマー溶媒が、N‐ビニル‐2‐ピロリドン(VP)、N‐ビニルカプロラクタム(VCap)、N‐ビニルイミダゾール(VI)、2‐ヒドロキシメチルメタクリレート(HEMA)、2‐ヒドロキシエチルメタクリレート(HEA)、2‐フェノキシエチルアクリレート(PHEA)、2‐(2‐エトキシエトキシ)エチルアクリレート(EOEOEA)、ラウリルアクリレート(LA)、ステアリルアクリレート(SA)、イソボルニルアクリレート(IBOA)、アクリル酸‐2‐エチルヘキシルエステル、アクリロイルモルホリン(ACMO)、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート(CTFA)、C8‐C10アクリレート(ODA)、イソデシルアクリレート(ISODA)、ラウリルメタクリレート(LM)、ステアリルメタクリレート(SM)、1,6‐ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)、ジプロピレングリコールジアクリレート(DPGDA)、トリプロピレングリコールジアクリレート(TPGDA)、1,4‐ブタンジオールジアクリレート(BDDA)、1,9‐ノナンジオールジアクリレート(NNDA)、ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGDA)、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPG2PODA)、ポリエチレングリコール(200)ジアクリレート(PEG(200)DA)、ポリエチレングリコール(400)ジアクリレート(PEG(400)DA)、ポリエチレングリコール(600)ジアクリレート(PEG(600)DA)、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(BPA2EODA)、トリエチレングリコールジアクリレート(TEGDA)、トリエチレングリコールジメタクリレート(TEGDMA)、ジエチレングリコールジメタクリレート(DEGDMA)、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(BPA10EODMA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET3A)、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート(TMP3EOTA)、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート(TMP3POTA)、プロポキシ化グリセリルトリアクリレート(GPTA)、トリメチロールプロパントリメチルアクリレート(TMPTMA)、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMP3EOTMA)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、3,4‐エポキシシクロヘキシルメチル‐3,4‐エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3‐エチル‐3‐((エチルオキセタン‐3‐イル)メトキシ)メチル)オキセタン、1,4‐ブタン‐ジオール‐モノアクリレートおよび/または1,4‐ブタンジオールのジグリシジルエーテルからなる群から選択される請求項9に記載の反応性溶液。
- 重合可能ポリマーを製造する方法が、
i.重合可能ポリマーを低沸点溶媒中で生成するステップと、
ii.前記低沸点溶媒を大気圧または減圧下で除去するステップと、
iii.少なくとも1つのより高い沸点の溶媒を補充するステップと
を備える請求項8に記載の反応性溶液。 - 前記グラフトモノマーを、グラフトに適した官能基を有する少なくとも1つのポリマーの追加後に追加する請求項9に記載の反応性溶液。
- 前記溶液が、硬化または架橋ポリマー塗膜を形成可能となるように処方される請求項9に記載の反応性溶液。
- 前記ポリマー組成物を安定化させる安定化剤を更に含む請求項9に記載の反応性溶液。
- 前記重合可能ポリマーを製造する方法が、
iv.重合可能官能基を前記ポリマーにグラフトするステップと、
v.前記重合可能ポリマーを沈殿によって分離するステップと
を更に備える請求項11に記載の反応性溶液。 - i.N‐ビニル‐2‐ピロリドンおよびグリシジルメタクリレートのコポリマーまたはN‐ビニルカプロラクタムおよびグリシジルメタクリレートのコポリマーと、
ii.3,4‐エポキシシクロヘキシルメチル‐3,4‐エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、1,4‐ブタンジオールのジグリシジルエーテル、3‐エチル‐3‐((エチルオキセタン‐3‐イル)メトキシ)メチル)オキセタンからなる群から選択した少なくとも1つの陽イオン性の重合可能モノマー溶媒と
を含む請求項1に記載の反応性溶液の組成物。 - i.N‐ビニル‐2‐ピロリドン、ビニルアセテートおよびグリシジルメタクリレートのターポリマーと、
ii.3,4‐エポキシシクロヘキシルメチル‐3,4‐エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、1,4‐ブタンジオールのジグリシジルエーテル、3‐エチル‐3‐((エチルオキセタン‐3‐イル)メトキシ)メチル)オキセタンからなる群から選択した少なくとも1つの陽イオン性の重合可能モノマー溶媒と
を含む請求項1に記載の反応性溶液の組成物。 - i.N‐ビニルカプロラクタム、ビニルアセテート、2‐フェノキシエチルアクリレートおよびアクリル酸でグラフトしたグリシジルメタクリレートのターポリマーと、
ii.N‐ビニルカプロラクタム、2‐フェノキシエチルアクリレートおよび/またはヒドロキシエチルアクリレートから選択した少なくとも1つのフリーラジカル重合可能モノマー溶媒と
を含む請求項9に記載の反応性溶液の組成物。 - i.アクリル酸無水物でグラフトした、N‐ビニルカプロラクタム、2‐ヒドロキシエチルアクリレートおよび2‐フェノキシエチルアクリレートのターポリマーと、
ii.2‐フェノキシエチルアクリレートと
を含む請求項9に記載の反応性溶液の組成物。 - i.N‐ビニルカプロラクタム、2‐ヒドロキシエチルメタクリレートおよびグリシジルメタクリレートのターポリマーならびにジメチルアミノプロピルメタクリルアミドのグラフトポリマーと、
ii.2‐ヒドロキシエチルメタクリレートと
を含む請求項9に記載の反応性溶液の組成物。
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