JP2020158659A - Polymer having conjugated diene unit and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規な共役ジエン単位を有するポリマー、及び前記ポリマーを含む硬化性組成物、並びに前記ポリマー及び硬化性組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a polymer having a novel conjugated diene unit, a curable composition containing the polymer, and a method for producing the polymer and the curable composition.
ビニル基を構成単位(又は繰り返し単位)に有するビニル基含有ポリマーは、高分子架橋剤、熱硬化性樹脂、レジスト材料などとして古くから注目されてきた。 Vinyl group-containing polymers having a vinyl group as a constituent unit (or repeating unit) have been attracting attention for a long time as polymer cross-linking agents, thermosetting resins, resist materials and the like.
例えば、Y. Mohan, V. Raghunadh, S. Sivaram, D. Baskaran, Macromolcules, 2012, 45, 3387(非特許文献1)には、4−ビニルベンジルメタクリレートのグループトランスファー重合により得られるポリマーは、構成単位にスチリル基を有しているため、熱硬化性を示すことが記載されている。 For example, in Y. Mohan, V. Raghunadh, S. Sivaram, D. Baskaran, Macromolcules, 2012, 45, 3387 (Non-Patent Document 1), the polymer obtained by group transfer polymerization of 4-vinylbenzyl methacrylate is composed. It is described that it exhibits thermosetting property because it has a styryl group in the unit.
X. Thang, M. Hong, L. Falivene, L. Caporaso, L. Cavallo, E.-X. Chen, J. Am. Chem. Soc, 2016, 138, 14326(非特許文献2)には、2−メチレン−γ−ブチロラクトンを開環重合して得られる構成単位にアクリル骨格(又は(メタ)アクリロイル基を含む単位)を有するポリマーは、ラジカル開始剤により硬化すること、さらに、前記アクリル骨格に対してラジカル型のチオール−エン反応を行うことにより化学修飾が可能であることが記載されている。Tobias Robert, Stefan Friebel, Green Chemistry, 2016, 18, 2922(非特許文献3)には、アクリル骨格を有するポリエステルが、イタコン酸の重縮合によっても合成できることが記載されている。 X. Thang, M. Hong, L. Falivene, L. Caporaso, L. Cavallo, E.-X. Chen, J. Am. Chem. Soc, 2016, 138, 14326 (Non-Patent Document 2) states 2 A polymer having an acrylic skeleton (or a unit containing a (meth) acryloyl group) as a constituent unit obtained by ring-opening polymerization of -methylene-γ-butyrolactone is cured by a radical initiator, and further, the acrylic skeleton is subjected to curing. It is described that chemical modification is possible by carrying out a radical-type thiol-ene reaction. Tobias Robert, Stefan Friebel, Green Chemistry, 2016, 18, 2922 (Non-Patent Document 3) describes that polyester having an acrylic skeleton can also be synthesized by polycondensation of itaconic acid.
また、Y. Kohsaka, T. Miyazaki, K. Hagiwara, Polym. Chem. 2018, 9, 1610(非特許文献4)には、ビス(α−(ハロメチル)アクリル酸エステル)と、ジチオール、ジカルボン酸、及びビスフェノールとの共役置換反応に基づく重縮合により、主鎖にアクリル骨格を有するポリマーが得られること、さらに、得られたポリマーは、塩基性触媒下、チオールで処理すると分解性を示すことが記載されている。 In addition, Y. Kohsaka, T. Miyazaki, K. Hagiwara, Polym. Chem. 2018, 9, 1610 (Non-Patent Document 4) contains bis (α- (halomethyl) acrylic acid ester), dithiol, and dicarboxylic acid. It is described that a polymer having an acrylic skeleton in the main chain can be obtained by polycondensation based on a conjugated substitution reaction with bisphenol, and that the obtained polymer exhibits degradability when treated with thiol under a basic catalyst. Has been done.
「プラスチック・機能性高分子材料事典」編集委員会、「プラスチック・機能性高分子材料事典」、「第4章 熱可塑性樹脂/2.不飽和ポリエステル樹脂」、p.466−p.481、産業調査会 事典出版センター、2004年(非特許文献5)に記載されているように、高分子主鎖中に重合活性基を有するポリマーとして、不飽和ポリエステルが工業的に生産され、繊維強化プラスチックの原料として使用されている。不飽和ポリエステルは140〜220℃の高温で製造されるため、重合活性基である不飽和結合(又は二重結合)の熱重合が問題となる。このため、重合活性基(不飽和結合)を有するモノマーとしては、重合反応性の低い内部オレフィンモノマー(又は末端に二重結合を有していないモノマー、非末端オレフィンモノマー)が好ましく、無水マレイン酸やフマル酸などが使用されることが多い。しかし、これらの内部オレフィンモノマーは、単独では重合しないため、熱硬化時にはスチレンなどのコモノマーを必要とするほか、重合を円滑に起こすため、ラジカル発生源となる開始剤を添加する措置が執られる。また、内部オレフィン単位をポリマー中に導入すると、ポリマーのガラス転移点が低下するため、一般に流通している不飽和ポリエステルは機械的強度が低く、単独で構造材料として使用することはできない。
"Plastic / Functional Polymer Material Encyclopedia" Editorial Committee, "Plastic / Functional Polymer Material Encyclopedia", "
共役ジエン(又は1,3−ブタジエン)を構成単位に有するポリマーも報告されている。R. M. Ottenbrite, G. R. Myers, Journal of Polymer Science: Polymer Chem. Ed., vol 11, 1973, 1443-1446(非特許文献6)には、2,3−ビス(ブロモメチル)−1,3−ブタジエンと、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,12−ドデカンジアミンとを重合させて、共役ジエン単位を有するイオン性オリゴマーを得たことが記載されている。
Polymers with conjugated diene (or 1,3-butadiene) as a constituent unit have also been reported. RM Ottenbrite, GR Myers, Journal of Polymer Science: Polymer Chem. Ed.,
N. Nishioka, S. Hayashi, T. Koizumi, Angewandte Chem. Int. Ed., 2012, 51, 3682-3685(非特許文献7)には、炭酸プロパルギルメチルエステルと、9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジボロン酸とを0価のパラジウム触媒存在下、交差カップリング重合させて、交差共役ポリマーを得たこと、さらに、得られた交差共役ポリマーをDiels−Alder反応により、線形共役ポリマーに変換したことが記載されている。 N. Nishioka, S. Hayashi, T. Koizumi, Angewandte Chem. Int. Ed., 2012, 51, 3682-3685 (Non-Patent Document 7) describes propargyl methyl ester carbonate and 9,9-dioctylfluoren-2. , 7-Diboronic acid was cross-coupled polymerized in the presence of a zero-valent palladium catalyst to obtain a cross-conjugated polymer, and the obtained cross-conjugated polymer was converted into a linear conjugated polymer by the Diel's-Alder reaction. It is stated that it was done.
しかし、非特許文献1〜4のポリマーは安定性が低く、特に、非特許文献3のイタコン酸を原料とするポリマーは、重合禁止剤を共存させない限り、自発的に重合し硬化する。また、非特許文献4のポリマーは、エステル結合の加水分解やアクリル骨格(又は(メタ)アクリロイル単位)における共役置換反応により主鎖切断しやすく、酸、塩基に対する安定性、すなわち、耐薬品性が著しく低い。非特許文献5に記載のように、工業的には高い安定性及び耐薬品性を有する不飽和ポリエステルが使用されるが、重合反応性が低いため熱硬化には重合開始剤が必要となるほか、単独で重合しないためスチレンなどのビニルモノマーを共存させる必要がある。また、硬化前の不飽和ポリエステルの多くは液状であり、硬化後も機械的強度が低い。そのため、不飽和ポリエステルは、単独ではなくガラス繊維などの構造材に含侵して使用する場合が多い。したがって、単独でも構造材料として使用でき、かつ耐薬品性に優れ、重合性の高いポリマーの開発が望まれる。
However, the polymers of
一方、共役ジエンを構成単位に有する共役ジエン単位を有するポリマーは、アクリル骨格含有ポリマー(又は(メタ)アクリロイル単位を有するポリマー)と同様にラジカル重合が可能である。特に、外部オレフィン(又は末端オレフィン、末端に二重結合を有するモノマー)単位として構成単位中に共役ジエン単位を導入できれば、内部オレフィン単位を導入したポリマーと比べて高い反応性を有するため、単独でも重合が可能、かつ架橋剤としても使用可能であり、さらにDiels−Alder反応などの反応によるポリマーの化学修飾も可能である。しかも、共役ジエン単位は、炭化水素基であるため、酸や塩基に対しても安定であり、高い耐薬品性が期待される。 On the other hand, a polymer having a conjugated diene unit having a conjugated diene as a constituent unit can be radically polymerized in the same manner as an acrylic skeleton-containing polymer (or a polymer having a (meth) acryloyl unit). In particular, if a conjugated diene unit can be introduced into the constituent unit as an external olefin (or terminal olefin or monomer having a double bond at the terminal) unit, it has higher reactivity than a polymer into which an internal olefin unit has been introduced. It can be polymerized, can be used as a cross-linking agent, and can be chemically modified by a reaction such as a Diels-Alder reaction. Moreover, since the conjugated diene unit is a hydrocarbon group, it is stable against acids and bases and is expected to have high chemical resistance.
しかし、共役ジエンは熱安定性が低く、また導入方法も未確立であるため、共役ジエン単位をポリマーに導入する反応条件には制約がある。そのため、共役ジエン単位を有するポリマーの報告例は限定的である。例えば、非特許文献6では、共役ジエン単位を有する分子量の低いオリゴマーは得られるものの、高分子量のポリマーを得ることはできない。また、非特許文献7の交差共役ポリマーは、重合に際し、高価な金属触媒を使用し、さらに、還流条件で24時間反応させる必要があり、重合条件が過酷、かつ操作が煩雑である。
However, since conjugated diene has low thermal stability and the introduction method has not been established, there are restrictions on the reaction conditions for introducing the conjugated diene unit into the polymer. Therefore, reports of polymers having conjugated diene units are limited. For example, in Non-Patent
従って、本発明の目的は、共役ジエン単位を有する新規なポリマー、及び前記ポリマーを含む硬化性組成物、並びにこれらの製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a novel polymer having a conjugated diene unit, a curable composition containing the polymer, and a method for producing these.
本発明の他の目的は、高い反応性を有し、架橋剤として有用な共役ジエン単位を有するポリマー、及び前記ポリマーを含む硬化性組成物、並びにこれらの製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a polymer having a conjugated diene unit useful as a cross-linking agent, which has high reactivity, and a curable composition containing the polymer, and a method for producing these.
本発明のさらに他の目的は、簡便に、かつ穏和な条件で製造できる共役ジエン単位を有するポリマー、及び前記ポリマーを含む硬化性組成物、並びにこれらの製造方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a polymer having a conjugated diene unit that can be easily produced under mild conditions, a curable composition containing the polymer, and a method for producing the same.
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、下記式(1)で表されるジエン成分と、ジオール及び/又はジチオールとを反応させると、穏和な条件下でも共役ジエン単位をポリマー主鎖に導入できることを見いだし、本発明を完成した。 As a result of diligent studies to achieve the above problems, the present inventors have reacted the diene component represented by the following formula (1) with a diol and / or dithiol to obtain a conjugated diene unit even under mild conditions. The present invention was completed by finding that it can be introduced into a polymer main chain.
すなわち、本発明の共役ジエン単位を有するポリマーは、下記式(1)で表される成分と、ジオール成分及び/又はジチオール成分との重合により得られるポリマーである。 That is, the polymer having a conjugated diene unit of the present invention is a polymer obtained by polymerizing a component represented by the following formula (1) with a diol component and / or a dithiol component.
(式中、X1及びX2はハロゲン原子を示し、R1、R2、R3及びR4は水素原子又はアルキル基を示す) (In the formula, X 1 and X 2 represent a halogen atom, and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or an alkyl group).
前記ジオール成分は、芳香族ジオールを含んでいてもよく、好ましくは下記式(2)で表されるジオール、さらに好ましくはビスフェノール類を含んでいてもよい。 The diol component may contain an aromatic diol, preferably a diol represented by the following formula (2), and more preferably bisphenols.
[式中、Z1及びZ2はアレーン環を示し、Ra及びRbは置換基を示し、p1及びp2は0又は1以上の整数を示し、A1及びA2はアルキレン基を示し、q1及びq2は0又は1以上の整数を示し、Yは、直接結合、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、アルキレン基、シクロアルキレン基、下記式(2a)又は(2b)で表される2価の基を示す [In the formula, Z 1 and Z 2 represent an allene ring, Ra and R b represent substituents, p1 and p2 represent 0 or an integer greater than or equal to 1, and A 1 and A 2 represent alkylene groups. q1 and q2 represent 0 or an integer of 1 or more, Y is a direct bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a sulfonyl group, an alkylene group, a cycloalkylene group, and a divalent group represented by the following formula (2a) or (2b). Show the group of
(式中、Ar1、Ar2及びAr3はアレーン環を示し、Rc、Rd及びReは置換基を示し、r1、r2及びsは0以上の整数を示す)。]
(In the formula, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 represent arene rings, R c , R d and Re represent substituents, and
また、本発明の共役ジエン単位を有するポリマーは、下記式(3) Further, the polymer having the conjugated diene unit of the present invention has the following formula (3).
(R1、R2、R3及びR4は水素原子又はアルキル基を示し、Wはジオール成分及び/又はジチオール成分の残基を示す)
で表される構成単位を有していてもよく、好ましくは前記式(3)においてWがビスフェノール類の残基であってもよい。
(R 1 , R 2 , R 3 and R 4 indicate a hydrogen atom or an alkyl group, and W indicates a residue of a diol component and / or a dithiol component)
It may have a structural unit represented by, and preferably W may be a residue of bisphenols in the above formula (3).
本発明は、前記式(1)で表される成分と、ジオール成分及び/又はジチオール成分とを塩基の存在下で重合させる前記共役ジエン単位を有するポリマーの製造方法も含み、この方法では、非プロトン性溶媒中で重合させてもよい。 The present invention also includes a method for producing a polymer having the conjugated diene unit in which the component represented by the formula (1) and the diol component and / or the dithiol component are polymerized in the presence of a base, and this method is not applicable. It may be polymerized in a protic solvent.
本発明は、少なくとも前記共役ジエン単位を有するポリマーを含む硬化性組成物も含み、前記硬化性組成物は、さらにラジカル重合性化合物を含んでいてもよい。また、本発明は、前記硬化性組成物の硬化物も含む。 The present invention also includes a curable composition comprising a polymer having at least the conjugated diene unit, and the curable composition may further contain a radically polymerizable compound. The present invention also includes a cured product of the curable composition.
また、本発明は、前記共役ジエン単位を有するポリマーを含む架橋剤も含む。 The present invention also includes a cross-linking agent containing a polymer having the conjugated diene unit.
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、置換基の炭素原子の数をC1、C6、C10などで示すことがある。例えば、「C1アルキル基」は炭素数が1のアルキル基を意味し、「C6−10アリール基」は炭素数が6〜10のアリール基を意味する。 In addition, in this specification and claims, the number of carbon atoms of a substituent may be indicated by C 1 , C 6 , C 10, and the like. For example, "C 1 alkyl group" means an alkyl group having 1 carbon atom, and "C 6-10 aryl group" means an aryl group having 6 to 10 carbon atoms.
また、本明細書及び特許請求の範囲において、ジオール成分(又はジオール)の残基、及びジチオール成分(又はジチオール)の残基とは、それぞれ、ジオールの2つのヒドロキシ基の水素原子を除いた部分、及びジチオールの2つのチオール基の水素原子を除いた部分を意味する。 Further, in the present specification and the scope of patent claims, the residue of the diol component (or diol) and the residue of the dithiol component (or dithiol) are the portions of the diol excluding the hydrogen atoms of the two hydroxy groups, respectively. , And the portion of dithiol excluding the hydrogen atom of the two thiol groups.
本発明の新規な共役ジエン単位を有するポリマーは、炭化水素基である共役ジエン単位と、ジオール及び/又はジチオール由来のエーテル及び/又はチオエーテルとで構成されているため、酸や塩基に対しても安定であり、高い耐薬品性を有している。さらに、ジオール成分がビスフェノール類などの芳香族ジオールを含んでいると、構成単位に不飽和結合を含んでいても耐熱性に優れたポリマーが得られる。さらに、ポリマー主鎖に共役ジエン単位を有しているため、単独でも硬化性樹脂として利用できるとともに、共役ジエン単位を含まない従来のビニル基含有ポリマーと対比して、高い反応性を有しており、樹脂の架橋剤として有用である。さらに、共役ジエン単位を有しているため、Diels−Alder反応などの反応による化学修飾も可能である。また、本発明の共役ジエン単位を有するポリマーは、前記式(1)で表される成分と、ジオール成分及び/又はジチオール成分との反応性が高いため、高価な金属触媒を用いることなく、簡便かつ穏和な条件で合成できる。 Since the polymer having a novel conjugated diene unit of the present invention is composed of a conjugated diene unit which is a hydrocarbon group and an ether and / or a thioether derived from a diol and / or dithiol, it can also be used against acids and bases. It is stable and has high chemical resistance. Further, when the diol component contains an aromatic diol such as bisphenols, a polymer having excellent heat resistance can be obtained even if the constituent unit contains an unsaturated bond. Furthermore, since the polymer main chain has a conjugated diene unit, it can be used alone as a curable resin, and has high reactivity as compared with conventional vinyl group-containing polymers that do not contain a conjugated diene unit. It is useful as a cross-linking agent for resins. Further, since it has a conjugated diene unit, it can be chemically modified by a reaction such as Diels-Alder reaction. Further, since the polymer having the conjugated diene unit of the present invention has high reactivity between the component represented by the above formula (1) and the diol component and / or the dithiol component, it is convenient without using an expensive metal catalyst. And it can be synthesized under mild conditions.
[共役ジエン単位を有するポリマー]
本発明の共役ジエン単位を有するポリマー(以降、単に共役ジエン含有ポリマーと称する場合がある)は、式(1)で表される成分(以降、単にジエン成分(1)と称する場合がある)と、ジオール成分及び/又はジチオール成分とを反応(又は重合、縮合)させて得られるポリマー(又は重合体、重縮合体)であり、ジエン成分(1)由来の炭化水素基である共役ジエン単位と、ジオール成分及び/又はジチオール成分由来のエーテル及び/又はチオエーテルとで構成されているため、ポリマーとしての耐薬品性などの安定性が高く、取り扱い性に優れている。なお、以降の記載において、「ジエン成分(1)」、「ジオール成分」及び「ジチオール成分」は、それぞれ重合成分(又はモノマー)を表す他に、それぞれの重合成分に由来する単位(又はポリマーの構成単位)を表す場合がある。
[Polymer with conjugated diene unit]
The polymer having a conjugated diene unit of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as a conjugated diene-containing polymer) is a component represented by the formula (1) (hereinafter, may be simply referred to as a diene component (1)). , A polymer (or polymer, polycondensate) obtained by reacting (or polymerizing, condensing) a diol component and / or a dithiol component, and a conjugated diene unit which is a hydrocarbon group derived from the diene component (1). Since it is composed of ether and / or thioether derived from a diol component and / or a dithione component, it has high stability such as chemical resistance as a polymer and is excellent in handleability. In the following description, the "diene component (1)", "diol component" and "dithiol component" each represent a polymerization component (or monomer), and a unit (or polymer) derived from each polymerization component. It may represent a structural unit).
(ジエン成分(1))
本発明では、下記式(1)で表される成分を重合成分(又はモノマー)としているため、金属触媒を用いることなく、穏和な条件下で共役ジエン単位をポリマーの構成単位として導入できる。
(Diene component (1))
In the present invention, since the component represented by the following formula (1) is a polymerization component (or monomer), a conjugated diene unit can be introduced as a constituent unit of the polymer under mild conditions without using a metal catalyst.
(式中、X1及びX2はハロゲン原子を示し、R1、R2、R3及びR4は水素原子又はアルキル基を示す) (In the formula, X 1 and X 2 represent a halogen atom, and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or an alkyl group).
前記式(1)のX1及びX2で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。好ましいハロゲン原子は、臭素原子、ヨウ素原子、さらに好ましくはヨウ素原子である。なお、X1及びX2で表されるハロゲン原子は、同一又は異なっていてもよく、通常、同一である。 Examples of the halogen atom represented by X 1 and X 2 of the formula (1) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Preferred halogen atoms are bromine atoms, iodine atoms, and more preferably iodine atoms. The halogen atoms represented by X 1 and X 2 may be the same or different, and are usually the same.
前記式(1)のR1〜R4は、水素原子又はアルキル基を示し、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−6アルキル基などが挙げられる。好ましいアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状C1−3アルキル基、さらに好ましくはメチル基、エチル基、特にメチル基である。好ましいR1〜R4は、水素原子、直鎖状又は分岐鎖状C1−3アルキル基、さらに好ましくは水素原子、メチル基であり、通常、求核置換反応(SN2反応)の反応速度(又は反応性)の観点から、立体障害が小さい水素原子である。なお、R1〜R4の種類は、同一又は異なっていてもよく、通常、同一である。 R 1 to R 4 of the above formula (1) represent a hydrogen atom or an alkyl group, and the alkyl group is a linear or branched C such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group and a butyl group. Examples include 1-6 alkyl groups. Preferred alkyl groups are linear or branched C 1-3 alkyl groups, more preferably methyl groups, ethyl groups, especially methyl groups. Preferred R 1 to R 4 are a hydrogen atom, a linear or branched C 1-3 alkyl group, more preferably a hydrogen atom and a methyl group, and are usually reactions of a nucleophilic substitution reaction ( SN 2 reaction). From the viewpoint of velocity (or reactivity), it is a hydrogen atom with small steric hindrance. The types of R 1 to R 4 may be the same or different, and are usually the same.
代表的な前記式(1)で表される成分としては、R1〜R4が全て水素原子である2,3−ビス(フルオロメチル)−1,3−ブタジエン、2,3−ビス(クロロメチル)−1,3−ブタジエン、2,3−ビス(ブロモメチル)−1,3−ブタジエン、2,3−ビス(ヨードメチル)−1,3−ブタジエンなどの2,3−ビス(ハロメチル)−1,3−ブタジエン;R1〜R4のいずれか1つがメチル基又はエチル基である2,3−ビス(ブロモメチル)−1,3−ペンタジエン、2,3−ビス(ヨードメチル)−1,3−ヘキサジエンなどの2,3−ビス(ハロメチル)−1,3−ペンタ乃至ヘキサジエン;R1及びR2がメチル基である2,3−ビス(ヨードメチル)−4−メチル−1,3−ペンタジエンなどの2,3−ビス(ハロメチル)−4−メチル−1,3−ペンタジエン;R1〜R4が全てメチル基である2,5−ジメチル−3,4−ビス(ハロメチル)−2,4−ヘキサジエンなどが挙げられる。これらの成分は、単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、2,3−ビス(ハロメチル)−1,3−ブタジエンが好ましく、さらに好ましくは2,3−ビス(ブロモメチル)−1,3−ブタジエン、2,3−ビス(ヨードメチル)−1,3−ブタジエン、特に、重金属試薬を用いることなく、有機試薬のみで調製可能な観点から、2,3−ビス(ヨードメチル)−1,3−ブタジエンが好ましい。
Typical components represented by the above formula (1) are 2,3-bis (fluoromethyl) -1,3-butadiene and 2,3-bis (chloro) in which R 1 to R 4 are all hydrogen atoms. 2,3-bis (halomethyl) -1, such as methyl) -1,3-butadiene, 2,3-bis (bromomethyl) -1,3-butadiene, 2,3-bis (iodomethyl) -1,3-butadiene , 3-butadiene; 2,3-bis (bromomethyl) -1,3-pentadiene, where any one of R 1 to R 4 is a methyl group or an ethyl group, 2,3-bis (iodomethyl) -1,3- hexadiene such as 2,3-bis (halomethyl) -1,3-penta to hexadiene; R 1 and R 2 is a
前記ジエン成分(1)は、慣用の方法により合成でき、例えば、前記式(1)において、R1〜R4が全て水素原子である2,3−ビス(ハロメチル)−1,3−ブタジエンは、非特許文献「Yehiel Gaoni, and Shoshana Sadeh , J. Org. Chem., 1980, 45 (5), 870-881」に記載の方法、及び実施例に記載の方法により調製できる。また、R1〜R4の少なくとも1つがアルキル基である前記ジエン成分(1)も、前記2,3−ビス(ハロメチル)−1,3−ブタジエンと同様の方法により調製できる。 The diene component (1) can be synthesized by a conventional method. For example, in the above formula (1), 2,3-bis (halomethyl) -1,3-butadiene in which R 1 to R 4 are all hydrogen atoms , And the method described in the non-patent document "Yehiel Gaoni, and Shoshana Sadeh, J. Org. Chem., 1980, 45 (5), 870-881", and the method described in Examples. Further, the diene component (1) in which at least one of R 1 to R 4 is an alkyl group can also be prepared by the same method as that of 2,3-bis (halomethyl) -1,3-butadiene.
(ジオール成分)
ジオール成分としては、脂肪族ジオール、芳香族ジオールが挙げられる。
(Diol component)
Examples of the diol component include aliphatic diols and aromatic diols.
脂肪族ジオールとしては、鎖状脂肪族ジオール、環状脂肪族ジオールが挙げられる。鎖状脂肪族ジオールとしては、アルカンジオール、ポリアルカンジオールなどが挙げられ、脂環族ジオールとしては、シクロアルカンジオール、ジ(ヒドロキシアルキル)シクロアルカンなどが挙げられる。 Examples of the aliphatic diol include a chain aliphatic diol and a cyclic aliphatic diol. Examples of the chain aliphatic diol include alkane diols and polyalkane diols, and examples of the alicyclic diol include cycloalkane diols and di (hydroxyalkyl) cycloalkanes.
アルカンジオールとしては、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、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのC2−10アルカンジオールなどが挙げられる。ポリアルカンジオールとしては、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコールなどのジ又はトリC2−4アルカンジオールなどが挙げられる。 Examples of the alkanediol include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and 1,3-pentanediol. Examples thereof include C 2-10 alkanediols such as 1,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol and neopentyl glycol. Examples of the polyalkanediol include diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol and the like, or tri-C 2-4 alkanediol and the like.
シクロアルカンジオールとしては、シクロヘキサンジオールなどのC5−8シクロアルカンジオールなどが挙げられ、ジ(ヒドロキシアルキル)シクロアルカンとしては、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどのジ(ヒドロキシC1−4アルキル)C5−8シクロアルカンなどが挙げられる。 Examples of the cycloalkane diol include C 5-8 cycloalkane diol such as cyclohexane diol, and examples of the di (hydroxyalkyl) cycloalkane include di (hydroxy C 1-4 alkyl) such as 1,4-cyclohexanedimethanol. Examples include C 5-8 cycloalkane.
芳香族ジオールとしては、ヒドロキノン、ジヒドロキシナフタレンなどのジヒドロキシアレーン;下記式(2)で表されるビス(ヒドロキシアレーン)、ビス[ヒドロキシ(ポリ)アルコキシアレーン]などが挙げられる。 Examples of the aromatic diol include dihydroxyarene such as hydroquinone and dihydroxynaphthalene; bis (hydroxyarene) represented by the following formula (2), bis [hydroxy (poly) alkoxyarene] and the like.
[式中、Z1及びZ2はアレーン環、Ra及びRbは置換基、p1及びp2は0又は1以上の整数、A1及びA2はアルキレン基、q1及びq2は0又は1以上の整数を示し、Yは、直接結合、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、アルキレン基、シクロアルキレン基、下記式(2a)又は(2b)で表される2価の基を示す [In the formula, Z 1 and Z 2 are allene rings, Ra and R b are substituents, p1 and p2 are integers of 0 or 1 or more, A 1 and A 2 are alkylene groups, q1 and q2 are 0 or 1 or more. Indicates an integer of, and Y indicates a direct bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a sulfonyl group, an alkylene group, a cycloalkylene group, and a divalent group represented by the following formula (2a) or (2b).
(式中、Ar1、Ar2及びAr3はアレーン環、Rc、Rd及びReは置換基を示し、r1、r2及びsは0以上の整数を示す)。]
(In the formula, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are arene rings, R c , R d and Re are substituents, and
前記式(2)において、環Z1及び環Z2で表されるアレーン環(芳香族炭化水素環)としては、ベンゼン環などの単環式アレーン環、多環式アレーン環、環集合アレーン環などが挙げられる。 In the formula (2), as the arene ring for ring Z 1 and ring Z 2 (aromatic hydrocarbon ring), monocyclic arene ring such as a benzene ring, a polycyclic arene ring, ring assembly arene ring And so on.
多環式アレーン環としては、ナフタレン環などの縮合二環式アレーン環、アントラセン環、フェナントレン環などの縮合三環式アレーン環などの縮合多環式C10−14アレーン環が挙げられ、特にナフタレン環が好ましい。 Examples of the polycyclic arene ring include a fused dicyclic arene ring such as a naphthalene ring, a fused polycyclic C 10-14 arene ring such as a fused tricyclic arene ring such as an anthracene ring and a phenanthrene ring, and particularly naphthalene. Rings are preferred.
環集合アレーン環としては、ビフェニル環、ビナフチル環、フェニルナフタレン環などのビC6−12アレーン環が挙げられ、特にビフェニル環が好ましい。 Examples of the ring-aggregated arene ring include a bi-C 6-12 arene ring such as a biphenyl ring, a binaphthyl ring, and a phenylnaphthalene ring, and a biphenyl ring is particularly preferable.
なお、環Z1及び環Z2の種類は、互いに同一又は異なっていてもよく、通常、同一であることが多い。 The types of ring Z 1 and ring Z 2 may be the same or different from each other, and are usually the same.
好ましい環Z1及び環Z2としては、ベンゼン環、ナフタレン環などのC6−10アレーン環、さらに好ましくはベンゼン環である。 Preferred rings Z 1 and Z 2 are C 6-10 arene rings such as a benzene ring and a naphthalene ring, and more preferably a benzene ring.
Ra及びRbで表される置換基としては、ハロゲン原子;アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基などの炭化水素基;アルコキシ基;アシル基;ニトロ基;シアノ基;置換アミノ基などが挙げられる。 The substituents represented by R a and R b include a halogen atom; a hydrocarbon group such as an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group and an aralkyl group; an alkoxy group; an acyl group; a nitro group; a cyano group; a substituted amino group. And so on.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−6アルキル基などが挙げられる。シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロへキシル基などのC5−8シクロアルキル基などが挙げられる。アリール基としては、フェニル基などのC6−10アリール基などが挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基などのC6−10アリール−C1−4アルキル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、メトキシ基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−10アルコキシ基などが挙げられる。アシル基としては、アセチル基などのC1−6アシル基などが挙げられる。置換アミノ基としては、ジアルキルアミノ基、ジアシルアミノ基が挙げられ、ジアルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基などのジC1−4アルキルアミノ基、ジアシルアミノ基としては、ジアセチルアミノ基などのジC1−4アシルアミノ基などが挙げられる。なお、Ra及びRbで表される置換基は、同一又は異なっていてもよい。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom. Examples of the alkyl group include a linear or branched C 1-6 alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group and a t-butyl group. Examples of the cycloalkyl group include a C 5-8 cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. Examples of the aryl group include a C 6-10 aryl group such as a phenyl group. Examples of the aralkyl group include a C 6-10 aryl-C 1-4 alkyl group such as a benzyl group. Examples of the alkoxy group include a linear or branched C 1-10 alkoxy group such as a methoxy group. Examples of the acyl group include a C 1-6 acyl group such as an acetyl group. Examples of the substituted amino group include a dialkylamino group and a diacylamino group. The dialkylamino group is a diC 1-4 alkylamino group such as a dimethylamino group, and the diacylamino group is a diC such as a diacetylamino group. Examples thereof include 1-4 acylamino groups. The substituents represented by Ra and R b may be the same or different.
好ましいRa及びRbは、直鎖状又は分岐鎖状C1−6アルキル基、シクロヘキシル基などのC5−8シクロアルキル基、C6−14アリール基、メトキシ基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−4アルコキシ基、さらに好ましくはメチル基、エチル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−3アルキル基、特にメチル基である。Ra及びRbの種類は、互いに同一又は異なっていてもよく、通常、同一であることが多い。 Preferred Ra and R b are linear or branched C 1-6 alkyl groups, C 5-8 cycloalkyl groups such as cyclohexyl groups, C 6-14 aryl groups, linear or branched such as methoxy groups. A chain C 1-4 alkoxy group, more preferably a linear or branched C 1-3 alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, particularly a methyl group. The types of R a and R b may be the same or different from each other, and are usually the same.
Ra及びRbの置換数p1及びp2は、0〜4の整数、好ましくは0〜2の整数、さらに好ましくは0又は1、特に0である。なお、置換数p1及びp2は、互いに同一又は異なっていてもよい。置換数p1、p2が2以上である場合、同一の環Z1、環Z2にそれぞれ置換する2以上のRa、Rbの種類は、互いに同一又は異なっていてもよい。Ra及びRbの置換位置は、特に制限されない。 The substitution numbers p1 and p2 of R a and R b are integers of 0 to 4, preferably integers of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and particularly 0. The substitution numbers p1 and p2 may be the same or different from each other. When the number of substitutions p1 and p2 is 2 or more, the types of 2 or more R a and R b substituted into the same ring Z 1 and ring Z 2 , respectively, may be the same or different from each other. The replacement positions of R a and R b are not particularly limited.
A1、A2で表されるアルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基(1,2−プロパンジイル基)、トリメチレン基、1,2−ブタンジイル基、テトラメチレン基などの直鎖状又は分岐鎖状C2−6アルキレン基が挙げられる。なお、A1、A2の種類は、互いに同一又は異なっていてもよく、通常、同一である。好ましいA1、A2は、直鎖状又は分岐鎖状C2−4アルキレン基、さらに好ましくは直鎖状又は分岐鎖状C2−3アルキレン基、特にエチレン基である。 Examples of the alkylene group represented by A 1 and A 2 include a linear group such as an ethylene group, a propylene group (1,2-propanediyl group), a trimethylene group, a 1,2-butandyl group, and a tetramethylene group. Examples thereof include a branched C 2-6 alkylene group. The types of A 1 and A 2 may be the same or different from each other, and are usually the same. Preferred A 1 and A 2 are a linear or branched C 2-3 alkylene group, more preferably a linear or branched C 2-3 alkylene group, particularly an ethylene group.
オキシアルキレン基OA1及びOA2の繰り返し数(付加モル数)q1及びq2は、0又は1以上の整数であればよく、例えば0〜10、好ましくは0〜6、さらに好ましくは0又は1である。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「繰り返し数(付加モル数)」は、平均値(算術平均値、相加平均値)又は平均付加モル数であってもよく、好ましい態様は、好ましい整数の範囲と同様である。また、q1、q2が2以上の場合、2以上のオキシアルキレン基OA1、OA2は、同一又は異なっていてもよい。 The number of repetitions (number of added moles) q1 and q2 of the oxyalkylene groups OA 1 and OA 2 may be 0 or an integer of 1 or more, for example, 0 to 10, preferably 0 to 6, and more preferably 0 or 1. is there. In the present specification and claims, the "repetition number (additional number of moles)" may be an average value (arithmetic mean value, arithmetic mean value) or an average number of additional moles. Similar to the preferred range of integers. When q1 and q2 are 2 or more, the 2 or more oxyalkylene groups OA 1 and OA 2 may be the same or different.
前記式(2)において、基[−O−(A1O)q1−H]及び基[−O−(A2O)q2−H]の置換位置は、特に限定されず、環Z1、Z2の適当な置換位置にそれぞれ置換していればよい。基[−O−(A1O)q1−H]及び基[−O−(A2O)q2−H]の置換位置は、環Z1、Z2がベンゼン環である場合、後述のYに結合するフェニル基の2位、3位、4位のいずれか、好ましくは3位又は4位、特に3位の位置に置換している場合が多い。環Z1、Z2がナフタレン環である場合、Yに対して1位又は2位で結合するナフチル基の5〜8位のいずれかの位置に置換している場合が多く、Yに対して、ナフタレン環の1位又は2位が置換し(1−ナフチル又は2−ナフチルの関係で置換し)、この置換位置に対して、1,5位、2,6位の関係で置換しているのが好ましく、2,6位で置換しているのが特に好ましい。 In the above formula (2), the substitution positions of the group [−O− (A 1 O) q1 −H] and the group [−O− (A 2 O) q2 −H] are not particularly limited, and the ring Z 1 , It suffices to replace each of them at an appropriate replacement position of Z 2 . The substitution positions of the group [−O− (A 1 O) q1 −H] and the group [−O− (A 2 O) q2 −H] are described later when the rings Z 1 and Z 2 are benzene rings. In many cases, the phenyl group bonded to is substituted at any of the 2-position, 3-position, and 4-position, preferably at the 3-position or 4-position, particularly at the 3-position. When rings Z 1 and Z 2 are naphthalene rings, they are often substituted at any of the 5th to 8th positions of the naphthyl group bonded at the 1st or 2nd position with respect to Y, and with respect to Y. , The 1-position or 2-position of the naphthalene ring is substituted (replaced in the relationship of 1-naphthyl or 2-naphthyl), and the substitution positions are substituted in the relationship of 1, 5-position, 2, 6-position. Is preferable, and it is particularly preferable to substitute at the 2nd and 6th positions.
前記式(2)において、Yで表されるアルキレン基としては、好ましい態様も含め、前記A1、A2で表されるアルキレン基と同様である。 In the formula (2), the alkylene group represented by Y is the same as the alkylene group represented by A 1 and A 2 , including the preferred embodiment.
シクロアルキレン基としては、1,1−シクロペンチレン基、1,2−シクロペンチレン基、1,1−シクロヘキシレン基、1,2−シクロヘキシレン基などのC5−10シクロアルキレン基などが挙げられ、好ましくはC5−8シクロアルキレン基、さらに好ましくはC5−6シクロアルキレン基、特に1,1−シクロヘキシレン基である。 Examples of the cycloalkylene group include C 5-10 cycloalkylene groups such as 1,1-cyclopentylene group, 1,2-cyclopentylene group, 1,1-cyclohexylene group and 1,2-cyclohexylene group. These are preferably C 5-8 cycloalkylene groups, more preferably C 5-6 cycloalkylene groups, especially 1,1-cyclohexylene groups.
式(2a)及び(2b)において、Ar1、Ar2及びAr3で表されるアレーン環は、好ましい態様も含め、環Z1及び環Z2と同様である。 In the formulas (2a) and (2b), the arene ring represented by Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is the same as the ring Z 1 and the ring Z 2 including a preferable embodiment.
Rc、Rd及びReで表される置換基は、好ましい態様も含め、Ra、Rbと同様である。Rc、Rd及びReの置換数r1、r2及びsは、好ましい態様も含め、p1、p2と同様である。 R c, substituents represented by R d and R e, including preferred embodiments, R a, is the same as R b. R c, R d and R number substitutions e r1, r2 and s, including preferred embodiments, it is the same as p1, p2.
これらのジオールは単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。これらのジオールのうち、耐熱性の観点から、好ましくは芳香族ジオール、さらに好ましくはビスフェノール類、ビスナフトール類、特にビスフェノール類である。 These diols can be used alone or in combination of two or more. Among these diols, from the viewpoint of heat resistance, aromatic diols are preferable, and bisphenols and bisnaphthols, particularly bisphenols, are more preferable.
ビスフェノール類としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン(ビスフェノールB)、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールC)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(ビスフェノールAD)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、2,2−ビス(3−イソプロピル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールG)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン(ビスフェノールS)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(ビスフェノールZ)などのビスフェノール;9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン(BPF)、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(BCF)、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(BPEF)などのフルオレン骨格含有ビスフェノール;フェノールフタレイン、o−クレゾールフタレイン、p−キシレノールフタレインなどのフタリド骨格含有ビスフェノールなどが挙げられる。 Examples of bisphenols include 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane (bisphenol B), and 2,2-bis (3-methyl-4). -Hydroxyphenyl) Propane (bisphenol C), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane (bisphenol AD), bis (4-hydroxyphenyl) methane (bisphenol F), 2,2-bis (3-isopropyl-) Bisphenols such as 4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol G), bis (4-hydroxyphenyl) sulfone (bisphenol S), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane (bisphenol Z); 9,9-bis ( 4-Hydroxyphenyl) fluorene (BPF), 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene (BCF), 9,9-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] fluorene (BPEF) Fluorene skeleton-containing bisphenols such as, and phthalide skeleton-containing bisphenols such as phenol phthalein, o-cresol phthalein, and p-xylenol phthaleine.
ビスナフトール類としては、ビス(2−ヒドロキシ−1−ナフチル)メタンなどのビス(ヒドロキシナフチル)C1−10アルカン;9,9−ビス(6−ヒドロキシー2−ナフチル)フルオレン(BNF)、9,9−ビス(6−ヒドロキシエトキシ−2−ナフチル)フルオレン(BNEF)などのフルオレン骨格含有ビスナフトール;α−ナフトールフタレインなどのフタリド骨格含有ビスナフトールなどが挙げられる。 Examples of bisnaphthols include bis (hydroxynaphthyl) C 1-10 alkanes such as bis (2-hydroxy-1-naphthyl) methane; 9,9-bis (6-hydroxy-2-naphthyl) fluorene (BNF), 9, Examples thereof include fluorene skeleton-containing bisnaphthols such as 9-bis (6-hydroxyethoxy-2-naphthyl) fluorene (BNEF); and phthalide skeleton-containing bisnaphthols such as α-naphtholphthaline.
ビスフェノール類などの芳香族ジオールの割合は、全ジオール成分中、例えば、50モル%以上、好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に100モル%である。なお、この割合は、モノマーの仕込み割合であってもよいが、共役ジエンポリマーに導入される構成単位の割合であるのが好ましい。 The proportion of aromatic diols such as bisphenols is, for example, 50 mol% or more, preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and particularly 100 mol%, of the total diol components. Although this ratio may be the charging ratio of the monomer, it is preferably the ratio of the constituent units introduced into the conjugated diene polymer.
(ジチオール成分)
ジチオール成分としては、脂肪族ジチオール、芳香族ジチオール、エーテル基含有ジチオール、チオエーテル基含有ジチオールなどが挙げられる。
(Dithiol component)
Examples of the dithiol component include aliphatic dithiol, aromatic dithiol, ether group-containing dithiol, and thioether group-containing dithiol.
脂肪族ジチオールとしては、1,2−エタンジチオール、1,2−プロパンジチオール、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−オオクタンジチオール、1,9−ノナンジチオール、1,10−デカンジチオール、1,12−ドデカンジチオールなどの直鎖状又は分岐鎖状C2−20アルカンジチオールが挙げられる。 The aliphatic dithiols include 1,2-ethanedithiol, 1,2-propanedithiol, 1,3-propanedithiol, 1,4-butanedithiol, 2,3-butanedithiol, 1,5-pentanedithiol, 1,5-pentanedithiol. Linear or branched C such as 6-hexanedithiol, 1,7-heptanedithiol, 1,8-octanedithiol, 1,9-nonandithiol, 1,10-decandithiol, 1,12-dodecanedithiol. 2-20 alcandithiol can be mentioned.
芳香族ジチオールとしては、1,2−ジメルカプトベンゼン、1,3−ジメルカプトベンゼン、1,4−ジメルカプトベンゼン、1,5−ジメルカプトナフタレン、2,6−ジメルカプトナフタレンなどのジメルカプトC6−10アレーン;フルオレン骨格含有ジチオール、フタリド骨格含有ジチオールなどの前記式(2)で表されるジオールに対応する芳香族ジチオールなどが挙げられる。 Examples of the aromatic dithiol include dimercapto C 6 such as 1,2-dimercaptobenzene, 1,3-dimercaptobenzene, 1,4-dimercaptobenzene, 1,5-dimercaptonaphthalene, and 2,6-dimercaptonaphthalene. -10 arene; aromatic dithiol corresponding to the diol represented by the above formula (2) such as fluorene skeleton-containing dithiol and phthalide skeleton-containing dithiol can be mentioned.
エーテル基含有ジチオールとしては、ビス(2−メルカプトエチル)エーテル、1,2−ビス(2−メルカプトエトキシ)エタンなどが挙げられる。 Examples of the ether group-containing dithiol include bis (2-mercaptoethyl) ether and 1,2-bis (2-mercaptoethoxy) ethane.
チオエーテル基含有ジチオールとしては、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、1,3−ビス(2−メルカプトエチルチオ)プロパン、ビス(4−メルカプトフェニル)スルフィドなどが挙げられる。 Examples of the thioether group-containing dithiol include bis (2-mercaptoethyl) sulfide, 1,3-bis (2-mercaptoethylthio) propane, and bis (4-mercaptophenyl) sulfide.
これらのジチオールは単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。これらのジチオールのうち、耐熱性の観点からは芳香族ジチオールが好ましく、安定性及び取り扱い性の観点からは脂肪族ジチオールが好ましく、好ましい脂肪族ジチオールは直鎖状又は分岐鎖状C2−18アルカンジチオール、さらに好ましくは直鎖状又は分岐鎖状C5−16アルカンジチオールである。 These dithiols can be used alone or in combination of two or more. Of these dithiols, aromatic dithiols are preferable from the viewpoint of heat resistance, aliphatic dithiols are preferable from the viewpoint of stability and handleability, and preferred aliphatic dithiols are linear or branched chain C 2-18 alkanes. Dithiol, more preferably linear or branched chain C 5-16 alkanedithiol.
前記ジオール成分と前記ジチオール成分との総量の割合は、前記成分(1)1モルに対して、0.1〜2モル程度の範囲から選択でき、以下段階的に、0.3〜1.8モル、0.5〜1.5モル、0.8〜1.2モルであってもよいが、得られるポリマーの分子量(重量平均分子量及び数平均分子量)を増大させる観点から、例えば、0.9〜1.1モル、好ましくは0.95〜1.05モル、さらに好ましくは0.98〜1.02モル、特に1モルである。 The ratio of the total amount of the diol component to the dithiol component can be selected from the range of about 0.1 to 2 mol with respect to 1 mol of the component (1), and is stepwise from 0.3 to 1.8. It may be mol, 0.5 to 1.5 mol, 0.8 to 1.2 mol, but from the viewpoint of increasing the molecular weight (weight average molecular weight and number average molecular weight) of the obtained polymer, for example, 0. It is 9 to 1.1 mol, preferably 0.95 to 1.05 mol, more preferably 0.98 to 1.02 mol, and particularly 1 mol.
また、本発明のポリマーが、前記ジオール成分とジチオール成分との両方を含む場合、ジチオール成分の割合は、前記ジオール成分1モルに対して、0.1〜2モル程度の範囲から選択でき、好ましくは以下段階的に、0.3〜1.8モル、0.5〜1.5モル、0.8〜1.2モル、又は以下段階的に、0.1〜1.5モル、0.3〜1モル、0.4〜0.6モルである。 When the polymer of the present invention contains both the diol component and the dithiol component, the ratio of the dithiol component can be selected from the range of about 0.1 to 2 mol with respect to 1 mol of the diol component, which is preferable. Is stepwise from 0.3 to 1.8 mol, 0.5 to 1.5 mol, 0.8 to 1.2 mol, or stepwise from 0.1 to 1.5 mol, 0. It is 3 to 1 mol and 0.4 to 0.6 mol.
(共役ジエン含有ポリマー)
本発明の共役ジエン含有ポリマーは、前記ジエン成分(1)と、ジオール成分及び/又はジチオール成分とを重合させて得られるポリマーであり、少なくとも下記式(3)で表される構成単位を含んでいる。
(Polymer containing conjugated diene)
The conjugated diene-containing polymer of the present invention is a polymer obtained by polymerizing the diene component (1) with a diol component and / or a dithiol component, and contains at least a structural unit represented by the following formula (3). There is.
(R1、R2、R3及びR4は水素原子又はアルキル基を示し、Wはジオール成分及び/又はジチオール成分の残基を示す) (R 1 , R 2 , R 3 and R 4 indicate a hydrogen atom or an alkyl group, and W indicates a residue of a diol component and / or a dithiol component)
式(3)において、R1、R2、R3及びR4は、好ましい態様も含め、前記式(1)中のR1、R2、R3及びR4と同様である。
In the formula (3), R 1, R 2, R 3 and R 4, including the preferred embodiment, is the same as R 1,
ジオール成分及び/又はジチオール成分の残基であるWは、前記ジオール成分及びジチオール成分に対応する残基が挙げられ、好ましい残基Wも、前記の好ましいジオール成分及び/又はジチオール成分に対応する残基である。 W, which is a residue of the diol component and / or the dithiol component, includes a residue corresponding to the diol component and the dithiol component, and the preferred residue W is also a residue corresponding to the preferred diol component and / or the dithiol component. Is the basis.
共役ジエン含有ポリマーの分子量は、数平均分子量Mnは、1000〜50000程度の範囲から選択でき、好ましくは1500〜30000、さらに好ましくは2000〜20000、特に2500〜10000である。また、分子量分散度D(Mw/Mn)は、1〜5程度の範囲から選択でき、好ましくは1〜3、さらに好ましくは1〜2である。なお、数平均分子量Mn及び重量平均分子量Mwは、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を用いて標準ポリスチレン換算で測定できる。 The molecular weight of the conjugated diene-containing polymer can be selected from the range of about 1000 to 50,000, and the number average molecular weight Mn is preferably 1500 to 30000, more preferably 2000 to 20000, and particularly 2500 to 10000. The molecular weight dispersion degree D (Mw / Mn) can be selected from the range of about 1 to 5, preferably 1 to 3, and more preferably 1 to 2. The number average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw can be measured in terms of standard polystyrene using size exclusion chromatography (SEC).
共役ジエン含有ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、−100〜300℃程度の範囲から選択でき、好ましくは、以下段階的に、−50〜250℃、−10〜230℃、0〜200℃、10〜180℃、30〜160℃、50〜150℃である。 The glass transition temperature (Tg) of the conjugated diene-containing polymer can be selected from the range of about -100 to 300 ° C., preferably, in the following steps, -50 to 250 ° C., -10 to 230 ° C., 0 to 200 ° C. The temperature is 10 to 180 ° C, 30 to 160 ° C, and 50 to 150 ° C.
また、ジオール成分及び/又はジチオール成分が、ビスフェノールなどの芳香族ジチオール及び/又は芳香族ジチオールを含む場合、共役ジエン含有ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、80〜300℃程度の範囲から選択でき、好ましくは、以下段階的に、80〜250℃、90〜200℃、100〜180℃、110〜160℃、120〜150℃である。なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量計を用いて測定できる。 When the diol component and / or the dithiol component contains an aromatic dithiol and / or an aromatic dithiol such as bisphenol, the glass transition temperature (Tg) of the conjugated diene-containing polymer can be selected from the range of about 80 to 300 ° C. Preferably, it is 80 to 250 ° C., 90 to 200 ° C., 100 to 180 ° C., 110 to 160 ° C., 120 to 150 ° C. in a stepwise manner. The glass transition temperature can be measured using a differential scanning calorimeter.
本発明の共役ジエン含有ポリマーは、熱硬化性を示す。共役ジエン含有ポリマーは、熱重量示差熱分析装置(TG/DTA)を用いて測定すると、発熱ピーク(硬化温度Tcure)が観測できる。共役ジエン含有ポリマーの発熱ピーク(硬化温度Tcure)は、100〜400℃程度の範囲から選択でき、例えば、150〜350℃、好ましくは180〜300℃、さらに好ましくは200〜280℃、特に220〜260℃である。 The conjugated diene-containing polymer of the present invention exhibits thermosetting properties. When the conjugated diene-containing polymer is measured using a thermogravimetric differential thermal analyzer (TG / DTA), an exothermic peak (curing temperature T cure ) can be observed. The exothermic peak (curing temperature T cure ) of the conjugated diene-containing polymer can be selected from the range of about 100 to 400 ° C., for example, 150 to 350 ° C., preferably 180 to 300 ° C., more preferably 200 to 280 ° C., particularly 220. ~ 260 ° C.
本発明の共役ジエン含有ポリマーは、耐熱性が高く、10%重量分解温度(Td10)が前記硬化温度Tcureよりも高いため、ポリマーの分解を伴うことなく、熱硬化することができる。熱重量示差熱分析装置(TG/DTA)を用いて測定される共役ジエン含有ポリマーの10%重量分解温度(Td10)は、200〜400℃程度の範囲から選択でき、好ましくは230〜380℃、さらに好ましくは250〜350℃、特に280〜330℃である。 Since the conjugated diene-containing polymer of the present invention has high heat resistance and a 10% weight decomposition temperature (T d10 ) is higher than the curing temperature T cure , it can be thermally cured without decomposition of the polymer. The 10% weight decomposition temperature (T d10 ) of the conjugated diene-containing polymer measured using a thermogravimetric differential thermal analyzer (TG / DTA) can be selected from the range of about 200 to 400 ° C., preferably 230 to 380 ° C. More preferably, it is 250 to 350 ° C, especially 280 to 330 ° C.
(共役ジエン含有ポリマーの製造方法)
本発明の共役ジエン含有ポリマーの製造方法は、特に限定されないが、例えば、前記ジエン成分(1)と、前記ジオール成分及び/又はジチオール成分とを塩基の存在下で反応(又は重合、縮合)させることにより製造できる。
(Manufacturing method of conjugated diene-containing polymer)
The method for producing the conjugated diene-containing polymer of the present invention is not particularly limited, but for example, the diene component (1) and the diol component and / or the dithiol component are reacted (or polymerized or condensed) in the presence of a base. Can be manufactured by.
重合において、前記ジエン成分(1)1モルに対する前記ジオール成分及びジチオール成分の総量の割合(仕込み比)は、0.1〜2モル程度の範囲から選択でき、以下段階的に、0.3〜1.8モル、0.5〜1.5モル、0.8〜1.2モルである。また、前記ジエン成分(1)に対して前記ジオール成分及びジチオール成分を過剰量用いて重合してもよく、過剰量用いる場合、前記ジエン成分(1)1モルに対する前記ジオール成分及びジチオール成分の総量の割合(仕込み比)は1〜5モル程度の範囲から選択でき、好ましくは1.1〜4モル、さらに好ましくは1.2〜3モル、特に1.3〜2モルである。 In the polymerization, the ratio (charge ratio) of the total amount of the diol component and the dithiol component to 1 mol of the diene component (1) can be selected from the range of about 0.1 to 2 mol, and the following steps are gradually performed from 0.3 to 2. It is 1.8 mol, 0.5-1.5 mol, 0.8-1.2 mol. Further, the diol component and the dithiol component may be polymerized by using an excess amount with respect to the diene component (1), and when the excess amount is used, the total amount of the diol component and the dithiol component with respect to 1 mol of the diene component (1). The ratio (preparation ratio) can be selected from the range of about 1 to 5 mol, preferably 1.1 to 4 mol, more preferably 1.2 to 3 mol, and particularly 1.3 to 2 mol.
塩基は、有機塩基及び無機塩基のいずれであってもよい。有機塩基としては、トリエチルアミンなどの第3級アミン類、ピリジン、モルホリンなどの複素環式第3級アミン、ヘキサメチレンテトラミン、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、ジアザビシクロノネン(DBN)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)などが挙げられる。無機塩基としては、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属アルコキシドなどが挙げられる。金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属水酸化物が挙げられる。金属炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸マグネシウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属炭酸塩が挙げられる。金属アルコキシドとしては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムt−ブトキシドなどのアルカリ金属直鎖状又は分岐鎖状C1−6アルコキシドなどが挙げられる。これらの塩基は、単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。 The base may be either an organic base or an inorganic base. Examples of the organic base include tertiary amines such as triethylamine, heterocyclic tertiary amines such as pyridine and morpholin, hexamethylenetetramine, diazabicycloundecene (DBU), diazabicyclononen (DBN), 1, 4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO) and the like can be mentioned. Examples of the inorganic base include metal hydroxides, metal carbonates, and metal alkoxides. Examples of the metal hydroxide include alkali metals such as sodium hydroxide and calcium hydroxide, or alkaline earth metal hydroxides. Examples of the metal carbonate include alkali metals such as sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate and magnesium carbonate, or alkaline earth metal carbonates. Examples of the metal alkoxide include alkali metal linear or branched C 1-6 alkoxides such as sodium methoxide, sodium ethoxide, and potassium t-butoxide. These bases can be used alone or in combination of two or more.
これらの塩基のうち、ジオール成分及び/又はジチオール成分の求核性を向上させる観点から、DBU、DBN、金属水酸化物、金属アルコキシドなどの強塩基が好ましく特にナトリウムメトキシド、カリウムt−ブトキシドなどのアルカリ金属アルコキシドが好ましい。 Among these bases, strong bases such as DBU, DBN, metal hydroxide, and metal alkoxide are preferable, and sodium methoxide, potassium t-butoxide, and the like are particularly preferable from the viewpoint of improving the nucleophilicity of the diol component and / or the dithiol component. Alkali metal alkoxide is preferred.
塩基の使用量(又は割合)は、特に制限されず、ジオール成分及び/又はジチオール成分1モルに対して、1.5〜10モル程度の範囲から選択でき、好ましくは、以下段階的に、1.8〜8モル、2〜6モル、2.1〜4モルである。 The amount (or ratio) of the base used is not particularly limited and can be selected from the range of about 1.5 to 10 mol with respect to 1 mol of the diol component and / or the dithiol component. .8-8 mol, 2-6 mol, 2.1-4 mol.
重合は通常、溶媒の存在下で行ってよく、プロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒のいずれであってもよいが、反応性の観点から、通常、非プロトン性溶媒が用いられる。 The polymerization is usually carried out in the presence of a solvent and may be either a protic solvent or an aprotic solvent, but from the viewpoint of reactivity, an aprotic solvent is usually used.
非プロトン性溶媒としては、エーテル類、ケトン類、ニトリル類、アミド類、ピロリドン類、スルホキシド類などが挙げられる。エーテル類としては、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフランなどの鎖状又は環状エーテルが挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。ニトリル類としては、アセトニトリルなどが挙げられる。アミド類としては、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)などが挙げられる。ピロリドン類としては、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドンなどが挙げられる。これらの溶媒は単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。これらの非プロトン性溶媒のうち、生成する共役ジエン含有ポリマーに対する溶解性の観点から、非プロトン性極性溶媒が好ましい。 Examples of aprotic solvents include ethers, ketones, nitriles, amides, pyrrolidones, sulfoxides and the like. Examples of ethers include chain or cyclic ethers such as 1,4-dioxane and tetrahydrofuran. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone. Examples of nitriles include acetonitrile and the like. Examples of the amides include N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMAc). Examples of pyrrolidones include 2-pyrrolidone and N-methyl-2-pyrrolidone. These solvents can be used alone or in combination of two or more. Among these aprotic solvents, aprotic polar solvents are preferable from the viewpoint of solubility in the produced conjugated diene-containing polymer.
重合温度(又は反応温度)は、特に制限されず、0〜200℃程度の範囲から選択でき、好ましくは5〜100℃、さらに好ましくは10〜80℃、特に15〜60℃であり、通常、室温(又は20〜30℃)である。重合温度が高すぎると、共役ジエンが分解したり、架橋反応が併発する虞がある。 The polymerization temperature (or reaction temperature) is not particularly limited and can be selected from the range of about 0 to 200 ° C., preferably 5 to 100 ° C., more preferably 10 to 80 ° C., particularly 15 to 60 ° C., and usually Room temperature (or 20-30 ° C). If the polymerization temperature is too high, the conjugated diene may be decomposed or a cross-linking reaction may occur at the same time.
反応時間は、特に制限されず、1〜60時間程度の範囲から選択でき、好ましくは6〜48時間、さらに好ましくは12〜36時間である。 The reaction time is not particularly limited and can be selected from the range of about 1 to 60 hours, preferably 6 to 48 hours, and more preferably 12 to 36 hours.
反応は、空気中又は不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。不活性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンガスなどが挙げられる。また、反応は、減圧下で行ってもよいが、通常、加圧下又は常圧で行う場合が多い。 The reaction may be carried out in air or in an atmosphere of an inert gas. Examples of the inert gas include nitrogen gas and argon gas. The reaction may be carried out under reduced pressure, but is usually carried out under pressurized pressure or normal pressure.
なお、反応終了後、生成物である共役ジエン含有ポリマーは、慣用の分離方法、例えば、濾過、濃縮、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により分離精製できる。 After completion of the reaction, the conjugated diene-containing polymer, which is a product, is separated by a conventional separation method, for example, a separation means such as filtration, concentration, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography, or a separation means combining these. Can be separated and purified.
[硬化性組成物及びその硬化物]
本発明の硬化性組成物は、硬化成分として、少なくとも前記共役ジエン含有ポリマー含んでいればよく、さらにラジカル重合性化合物(又はラジカル重合性モノマー)を含んでいてもよい。前記ラジカル重合性化合物を含む硬化性組成物において、前記共役ジエン含有ポリマーは、架橋剤(又は硬化剤)として機能させることができる。
[Curable composition and its cured product]
The curable composition of the present invention may contain at least the conjugated diene-containing polymer as a curing component, and may further contain a radically polymerizable compound (or a radically polymerizable monomer). In the curable composition containing the radically polymerizable compound, the conjugated diene-containing polymer can function as a cross-linking agent (or a curing agent).
前記ラジカル重合性化合物としては、共役ジエン類、エチレン系不飽和カルボン酸、(メタ)アクリル系単量体、カルボン酸ビニルエステル類、芳香族ビニル類などが挙げられる。 Examples of the radically polymerizable compound include conjugated diene, ethylene-based unsaturated carboxylic acid, (meth) acrylic-based monomer, carboxylic acid vinyl ester, and aromatic vinyl.
共役ジエン類としては、1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどの共役アルカジエンなどが挙げられる。 Examples of the conjugated diene include conjugated alkadiene such as 1,3-butadiene, isoprene, and chloroprene.
エチレン系不飽和カルボン酸としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸などが挙げられる。 Examples of the ethylene-based unsaturated carboxylic acid include (meth) acrylic acid, maleic acid, and itaconic acid.
(メタ)アクリル系単量体としては、(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−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルなどの(メタ)アクリル酸鎖状又は分岐鎖状C1−10アルキル;(メタ)アクリル酸フェニルなどの(メタ)アクリル酸C6−10アリール;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシC2−10アルキル;(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類;グリシジル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリロニトリルなどが挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic monomer include (meth) acrylic acid chains such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate. C 1-10 alkyl (meth) acrylate; C 6-10 aryl (meth) acrylate such as phenyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate and the like ( Hydroxy acrylate C 2-10 alkyl; (meth) acrylamide, (meth) acrylamides such as N-methyl (meth) acrylamide; glycidyl (meth) acrylate; (meth) acrylonitrile and the like.
カルボン酸ビニルエステル類としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのC1−10アルカン酸ビニルエステルなどが挙げられる。 Examples of carboxylic acid vinyl esters include C 1-10 alkanoic acid vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate.
芳香族ビニル類としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物などが挙げられる。 Examples of aromatic vinyls include aromatic vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene, and vinyltoluene.
これらのラジカル重合性化合物は、単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。 These radically polymerizable compounds can be used alone or in combination of two or more.
前記ラジカル重合性化合物と共役ジエン含有ポリマーとの割合は、前者/後者(モル比)=99/1〜50/50程度の範囲から選択でき、好ましくは、以下段階的に、98/2〜65/35、97.5/2.5〜80/20、97/3〜90/10である。 The ratio of the radically polymerizable compound to the conjugated diene-containing polymer can be selected from the range of the former / the latter (molar ratio) = about 99/1 to 50/50, and is preferably 98/2 to 65 in the following steps. / 35, 97.5 / 2.5 to 80/20, 97/3 to 90/10.
前記硬化性組成物は、さらに、ラジカル重合開始剤を含んでいてもよく、前記ラジカル重合開始剤は、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤のいずれであってもよい。 The curable composition may further contain a radical polymerization initiator, and the radical polymerization initiator may be either a thermal radical polymerization initiator or a photoradical polymerization initiator.
熱ラジカル重合開始剤(又は熱重合開始剤)としては、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、ジメチルアゾイソブチレート、ベンゼンジアゾニウムクロライドなどのアゾ系化合物;ベンゾイルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド、t−ブチルパーベンゾエート、過酸化水素などの過酸化物などが挙げられる。 Examples of the thermal radical polymerization initiator (or thermal polymerization initiator) include azo compounds such as azobisisobutyronitrile (AIBN), dimethylazoisobutyrate, and benzenediazonium chloride; benzoyl peroxide and di-t-butylper. Examples thereof include oxides, t-butylperbenzoate, and peroxides such as hydrogen peroxide.
光ラジカル重合開始剤(又は光重合開始剤)としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテルなどのベンゾイン類;アセトフェノン、3−ヒドロキシフェニルメチルケトンなどのアセトフェノン類;アントラキノン、アントラキノン−2−スルホン酸塩などのアントラキノン類;チオキサントン、2−クロロチオキサントンなどのチオキサントン類;ベンジルジメチルケタールなどのケタール類;ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類などが挙げられる。 Examples of the photoradical polymerization initiator (or photopolymerization initiator) include benzoins such as benzoin and benzoin methyl ether; acetophenones such as acetophenone and 3-hydroxyphenylmethyl ketone; anthraquinone such as anthraquinone and anthraquinone-2-sulfonate. Classes; thioxanthones such as thioxanthone and 2-chlorothioxanthone; ketals such as benzyldimethyl ketal; benzophenones such as benzophenone and the like.
これらのラジカル重合開始剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。 These radical polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
ラジカル重合開始剤の割合は、共役ジエン含有ポリマー及びラジカル重合性化合物の総量100質量部に対して、0.01〜20質量部程度の範囲から選択でき、好ましくは0.1〜10質量部、さらに好ましくは1〜5質量部である。また、ラジカル重合開始剤の割合は、前記ラジカル重合性化合物の総量に対して、0.01〜20モル%程度の範囲から選択でき、好ましくは以下段階的に、0.1〜15モル%、0.5〜10モル%、0.8〜5モル%、1〜2モル%である。 The ratio of the radical polymerization initiator can be selected from the range of about 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the conjugated diene-containing polymer and the radically polymerizable compound, preferably 0.1 to 10 parts by mass. More preferably, it is 1 to 5 parts by mass. The ratio of the radical polymerization initiator can be selected from the range of about 0.01 to 20 mol% with respect to the total amount of the radically polymerizable compound, and is preferably 0.1 to 15 mol% in the following steps. It is 0.5 to 10 mol%, 0.8 to 5 mol%, and 1 to 2 mol%.
また、硬化性組成物は、必要に応じて、各種添加剤を含んでいてもよい。前記添加剤としては、充填剤又は補強剤;染顔料などの着色剤;難燃剤;滑剤;酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤などの安定剤;離型剤;帯電防止剤;導電剤;分散剤;流動調整剤などが挙げられる。これらの添加剤は単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。これらの添加剤の総量の割合は、共役ジエン含有ポリマー及びラジカル重合性化合物の総量100質量部に対して、例えば0.01〜30質量部、好ましくは0.1〜20質量部、さらに好ましくは1〜10質量部である。 In addition, the curable composition may contain various additives, if necessary. The additives include fillers or reinforcing agents; colorants such as dye pigments; flame retardants; lubricants; stabilizers such as antioxidants, ultraviolet absorbers and heat stabilizers; mold release agents; antistatic agents; conductive agents. ; Dispersant; Flow conditioner and the like. These additives may be used alone or in combination of two or more. The ratio of the total amount of these additives is, for example, 0.01 to 30 parts by mass, preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 part by mass, based on 100 parts by mass of the total amount of the conjugated diene-containing polymer and the radically polymerizable compound. 1 to 10 parts by mass.
本発明の硬化性組成物は、加熱、又は紫外線、X線、電子線などの活性光線の照射などの硬化処理により容易に硬化する。 The curable composition of the present invention is easily cured by heating or a curing treatment such as irradiation with active rays such as ultraviolet rays, X-rays, and electron beams.
前記硬化性組成物を硬化するための加熱温度は、40〜150℃程度の範囲から選択でき、好ましくは50〜100℃、さらに好ましくは60〜80℃である。加熱時間は、例えば、10分〜60時間程度の範囲から選択できる。 The heating temperature for curing the curable composition can be selected from the range of about 40 to 150 ° C., preferably 50 to 100 ° C., and more preferably 60 to 80 ° C. The heating time can be selected from the range of, for example, about 10 minutes to 60 hours.
前記ラジカル重合性化合物を含む硬化性組成物においては、共役ジエン含有ポリマーが架橋剤(又は硬化剤)として作用し、前記ラジカル重合性化合物に対応する架橋ポリマーを得ることができる。 In the curable composition containing the radically polymerizable compound, the conjugated diene-containing polymer acts as a crosslinking agent (or a curing agent), and a crosslinked polymer corresponding to the radically polymerizable compound can be obtained.
前記硬化性組成物を硬化して得られる硬化物の形状は、特に制限されず、フィルム状、シート状、板状などの二次元的構造の硬化物;レンズ状などの三次元的構造の硬化物などが挙げられる。 The shape of the cured product obtained by curing the curable composition is not particularly limited, and the cured product has a two-dimensional structure such as a film, a sheet, or a plate; a cured product having a three-dimensional structure such as a lens. Things can be mentioned.
前記硬化物は、所望の硬化物の形状に応じて、硬化性組成物を所定の形状に成形、又は所定の型内に注入した後に硬化処理をして製造してもよく、硬化性組成物を基材又は基板に塗布して、塗膜を硬化処理して製造してもよい。また、ラジカル重合性化合物を含む硬化性組成物は、乳化重合、懸濁重合などの重合反応に従い、架橋ポリマー粒子を生成させてもよい。 The cured product may be produced by molding the curable composition into a predetermined shape or injecting it into a predetermined mold and then performing a curing treatment according to the shape of the desired cured product. May be applied to a base material or a substrate and the coating film may be cured to produce the product. Further, the curable composition containing a radically polymerizable compound may generate crosslinked polymer particles by subjecting a polymerization reaction such as emulsion polymerization or suspension polymerization.
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例及び比較例における各評価方法及び使用したモノマーは以下のとおりである。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The evaluation methods and the monomers used in Examples and Comparative Examples are as follows.
[評価方法]
(IRスペクトル)
赤外分光光度計(アジレント・テクノロジー(株)製「Cary 630 FTIR 分光光度計」)を用い、1回反射型全反射測定法にて測定した。
[Evaluation method]
(IR spectrum)
It was measured by a single reflection type total reflection measurement method using an infrared spectrophotometer (“Cary 630 FTIR spectrophotometer” manufactured by Azilent Technology Co., Ltd.).
(NMRスペクトル)
核磁気共鳴(NMR)装置(ブルカー(株)製「AVANCE 400」および「AVANCE NEO」)を用いて26℃で測定した。測定溶媒は、重DMSO又は重クロロホルムを用い、化学シフト値はテトラメチルシランおよび溶媒の信号で較正した。
(NMR spectrum)
The measurement was carried out at 26 ° C. using a nuclear magnetic resonance (NMR) device (“AVANCE 400” and “AVANCE NEO” manufactured by Bruker Co., Ltd.). The measurement solvent was deuterated DMSO or deuterated chloroform, and the chemical shift value was calibrated with the signal of tetramethylsilane and the solvent.
(分子量)
ポリマーの分子量(数平均分子量Mn)及び分子量分散度D(Mw/Mn)は、EXTREMAクロマトグラフ(日本分光)に40℃に加熱したサイズ排除カラム「PL−gel,Mixed C(300mm×7.5mm)」(アジレント・テクノロジー(株))を2本直列に装填し、溶出液としてテトラヒドロフラン(高速液体クロマトグラフ用,安定剤なし,和光純薬工業)を0.8mL/分で流して、紫外吸収分光計「UV−4070」(254nmで検出、日本分光)および示差屈折率計(RI−4030,日本分光)で検出したクロマトグラムを、標準ポリスチレン(東ソー,TSKゲルオリゴマーキット,Mn:1.03×106,3.89×105,1.82×105,3.68×104,1.63×104,5.32×103,3.03×103,8.73×102)による三次曲線で較正して評価した。
(Molecular weight)
The molecular weight (number average molecular weight Mn) and molecular weight dispersion degree D (Mw / Mn) of the polymer were determined by the size exclusion column “PL-gel, Mixed C (300 mm × 7.5 mm) heated to 40 ° C. on the EXTREMA chromatograph (JASCO Corporation). ) ”(Agileant Technology Co., Ltd.) is loaded in series, and tetrahydrofuran (for high-speed liquid chromatograph, no stabilizer, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is flowed as an eluent at 0.8 mL / min to absorb ultraviolet light. Chromatograms detected by the spectrometer "UV-4070" (detected at 254 nm, JASCO) and the differential refractometer (RI-4030, JASCO) were obtained from standard polystyrene (Tosoh, TSK gel oligomer kit, Mn: 1.03). × 10 6 , 3.89 × 10 5 , 1.82 × 10 5 , 3.68 × 10 4 , 1.63 × 10 4 , 5.32 × 10 3 , 3.03 × 10 3 , 8.73 × It was evaluated by calibrating with a cubic curve according to 10 2 ).
(熱物性)
モノマーの融点は融点測定装置(Stanford Research Systems製、「MPA100型融点測定装置 Optimelt」)を用いて測定した。ポリマーの硬化温度(Tcure)及び10%重量分解温度(Td10)は、熱重量示差熱分析装置(TG/DTA、リガク(株)製、「Rigaku Thermo plus II TG8120」)を用い、窒素気流下、昇温速度10℃/分で室温から500℃の範囲で測定した。ポリマーの硬化温度(Tcure)及びガラス転位温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC、リガク(株)製、「Rigaku Thermo plus II DSC8230」)を用い、窒素気流下、昇温速度10℃/分で室温から分解開始温度より20℃下の範囲で測定した。
(Thermal properties)
The melting point of the monomer was measured using a melting point measuring device (“MPA100 type melting point measuring device Optimelt” manufactured by StandResearch Systems). The curing temperature (T cure ) and 10% weight decomposition temperature (T d10 ) of the polymer were determined by using a thermogravimetric differential thermal analyzer (TG / DTA, manufactured by Rigaku Co., Ltd., “Rigaku Thermo plus II TG8120”). Below, the temperature was measured in the range of room temperature to 500 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min. The curing temperature (T cure ) and glass transition temperature (T g ) of the polymer were measured by differential scanning calorimetry (DSC, manufactured by Rigaku Co., Ltd., "Rigaku Thermo plus II DSC 8230"), and the temperature rise rate was 10 under a nitrogen stream. The measurement was carried out at ° C./min from room temperature to 20 ° C. below the decomposition start temperature.
[モノマー(又は重合成分)]
(ジエン成分(1))
モノマーA(2,3−ビス(ヨードメチル)−1,3−ブタジエン)の合成。
[Monomer (or polymerization component)]
(Diene component (1))
Synthesis of Monomer A (2,3-bis (iodomethyl) -1,3-butadiene).
2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン(12.9g,0.157mol)の四塩化炭素(120mL)溶液に臭素(25.2g,0.158mol)の四塩化炭素(60mL)溶液を4時間かけて滴下した。滴下終了後、前記混合液に、N−ブロモコハク酸イミド(55.9g,0.314mol)、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(0.832g,5.07mmol)、及び四塩化炭素(6.0mL)を加えて2時間還流した。反応終了後、反応混合液を吸引濾過し、濾液を0℃に冷却した。生じた黄色結晶を濾過により回収し、精製せずに次の反応に用いた(29.5g,粗収率47.3%)。得られた化合物は、褐色瓶にいれ、冷凍庫にて保管した。得られた化合物(1,4−ジブロモ−2,3−ブロモメチル−2−ブテン)の融点、1H NMRスペクトル、及び13C NMRスペクトルデータを示す。 A solution of 2,3-dimethyl-1,3-butadiene (12.9 g, 0.157 mol) in carbon tetrachloride (120 mL) and a solution of bromine (25.2 g, 0.158 mol) in carbon tetrachloride (60 mL) for 4 hours. Dropped over. After completion of the dropwise addition, N-bromosuccinimide (55.9 g, 0.314 mol), 2,2'-azobis (isobutyronitrile) (0.832 g, 5.07 mmol), and carbon tetrachloride were added to the mixed solution. (6.0 mL) was added and refluxed for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was suction filtered and the filtrate was cooled to 0 ° C. The resulting yellow crystals were collected by filtration and used in the next reaction without purification (29.5 g, crude yield 47.3%). The obtained compound was placed in a brown bottle and stored in a freezer. The melting points, 1 H NMR spectra, and 13 C NMR spectrum data of the obtained compound (1,4-dibromo-2,3-bromomethyl-2-butene) are shown.
融点151.3〜156.1℃;
1H−NMR(400MHz,30℃,CDCl3)δ6.51(s,8H,CH2Br)ppm;
13C−NMR(100MHz,30℃,CDCl3)δ137.5,28.2ppm。
Melting point 151.3 to 156.1 ° C;
1 1 H-NMR (400 MHz, 30 ° C., CDCl 3 ) δ6.51 (s, 8H, CH 2 Br) ppm;
13 C-NMR (100 MHz, 30 ° C., CDCl 3 ) δ137.5,28.2 ppm.
前記反応で得られた1,4−ジブロモ−2,3−ブロモメチル−2−ブテン(15.1g)にアセトン(55mL)を加えて撹拌し、さらにチオ硫酸ナトリウム(17.8g,113mmol)と、ヨウ化カリウム(18.7g,113mmol)とを加えて45℃で2時間激しく撹拌した。この懸濁液を氷(85.2g)に投入し、水層をジエチルエーテル(120mL)で3回抽出した後、混合した有機層を飽和食塩水(120mL)で3回洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮し、石綿状淡黄色の化合物を得た(11.2g,89.7%)。得られた化合物はジエチルエーテルに溶解させ、冷凍庫にて保管した(0.122M)。得られた化合物は、1H NMRスペクトル及びIRスペクトルにより、目的の2,3−ビス(ヨードメチル)−1,3−ブタジエン(モノマーA)であることを確認した。得られた化合物の融点、1H NMRスペクトル及びIRスペクトルデータを以下に示す。また、得られた化合物の1H NMRスペクトルを図1に示す。
Acetone (55 mL) was added to 1,4-dibromo-2,3-bromomethyl-2-butene (15.1 g) obtained in the above reaction, and the mixture was further stirred with sodium thiosulfate (17.8 g, 113 mmol). Potassium iodide (18.7 g, 113 mmol) was added and the mixture was vigorously stirred at 45 ° C. for 2 hours. This suspension is poured into ice (85.2 g), the aqueous layer is extracted 3 times with diethyl ether (120 mL), the mixed organic layer is washed 3 times with saturated brine (120 mL), and anhydrous magnesium sulfate is used. After drying over magnesium, the mixture was concentrated under reduced pressure to obtain an asbestos-like pale yellow compound (11.2 g, 89.7%). The obtained compound was dissolved in diethyl ether and stored in a freezer (0.122M). It was confirmed by 1 H NMR spectrum and IR spectrum that the obtained compound was the
融点86.6−87.5℃;
1H−NMR(400MHz,30℃,DMSO−d6)δ4.20(s,4H,CH2I),5.40(s,2H,=CH2),5.63(s,2H,=CH2)ppm;IR(ATR)νmax/cm−1 3093(C−H),1584(C=C),904(C−I)。
Melting point 86.6-87.5 ° C;
1 1 H-NMR (400 MHz, 30 ° C., DMSO-d 6 ) δ4.20 (s, 4H, CH 2 I), 5.40 (s, 2H, = CH 2 ), 5.63 (s, 2H, = CH 2 ) ppm; IR (ATR) ν max / cm -1 3093 (CH), 1584 (C = C), 904 (CI).
(ジオール成分)
モノマーB1:ビスフェノールA、東京化成工業(株)製
モノマーB2:ビスフェノールZ、東京化成工業(株)製
モノマーB3:フェノールフタレイン、富士フイルム和光純薬工業(株)製
モノマーB4:9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、大阪ガスケミカル(株)製
モノマーB5:9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、大阪ガスケミカル(株)製。
(Diol component)
Monomer B1: Bisphenol A, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd. Monomer B2: Bisphenol Z, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd. Monomer B3: Phenolphthaline, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Monomer B4: 9,9- Bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd. Monomer B5: 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.
(ジチオール成分)
モノマーC:1,10−デカンジチオール、東京化成工業(株)製
(ジカルボン酸成分)
モノマーD1:アジピン酸、富士フイルム和光純薬工業(株)製
モノマーD2:イソフタル酸、東京化成工業(株)製。
(Dithiol component)
Monomer C: 1,10-decandithiol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (dicarboxylic acid component)
Monomer D1: Adipic acid, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Monomer D2: Isophthalic acid, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
[実施例1]
塩基としてジアザビシクロウンデセン(DBU)(1.1mmol)、溶媒として1,4−ジオキサン(1.0mL)を用い、モノマーA(0.5mmol)とモノマーB1(0.5mmol)とを室温で24時間撹拌し、モノマーAとモノマーB1との重縮合を試みたところ、1H NMRスペクトルにより、重合の進行が確認された。得られたポリマーの分子量をサイズ排除クロマトグラフィーにより評価したところ、較正曲線の補外領域に大きく鋭いピークが3本観測され、最も高分子量側のピークの数平均分子量(Mn)は1300、分子量分散度(D)は1.05であった。図2に得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラムを示す。
[Example 1]
Using diazabicycloundecene (DBU) (1.1 mmol) as the base and 1,4-dioxane (1.0 mL) as the solvent, monomer A (0.5 mmol) and monomer B1 (0.5 mmol) were added at room temperature. was stirred for 24 hours, it was tried the polycondensation of monomers a and B1, the 1 H NMR spectrum, the progress of the polymerization was confirmed. When the molecular weight of the obtained polymer was evaluated by size exclusion chromatography, three large and sharp peaks were observed in the extra region of the calibration curve, the number average molecular weight (Mn) of the peak on the highest molecular weight side was 1300, and the molecular weight was dispersed. The degree (D) was 1.05. FIG. 2 shows a size exclusion chromatogram of the obtained polymer.
[実施例2]
重合温度を60℃とした以外は、実施例1と同様にモノマーAとモノマーB1とを重合させた。得られたポリマーの数平均分子量(Mn)は1300、分子量分散度(D)は1.03であった。図3に得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラムを示す。
[Example 2]
Monomer A and monomer B1 were polymerized in the same manner as in Example 1 except that the polymerization temperature was 60 ° C. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 1300, and the molecular weight dispersion (D) was 1.03. FIG. 3 shows a size exclusion chromatogram of the obtained polymer.
[実施例3]
DBUに代えて、カリウムt−ブトキシド(t−BuOK)を1.1mmol用い、1,4−ジオキサンに代えてジメチルスルホキシド(DMSO)を1.5mL用いた以外は、実施例1と同様にモノマーAとモノマーB1とを重合させた。得られたポリマーの数平均分子量(Mn)は3900、分子量分散度(D)は2.08であった。図4に得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラムを示す。
[Example 3]
Monomer A as in Example 1 except that 1.1 mmol of potassium t-butoxide (t-BuOK) was used in place of DBU and 1.5 mL of dimethyl sulfoxide (DMSO) was used in place of 1,4-dioxane. And the monomer B1 were polymerized. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 3900, and the molecular weight dispersion (D) was 2.08. FIG. 4 shows a size exclusion chromatogram of the obtained polymer.
[実施例4]
DMSOに代えて、DMSOとテトラヒドロフラン(THF)との混合溶媒を1.5mL用いた以外は、実施例3と同様にモノマーAとモノマーB1とを重合させた。前記混合溶媒の体積割合は、DMSO/THF=2/1とした。得られたポリマーの数平均分子量(Mn)は7300、分子量分散度(D)は3.35であった。図5に得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラムを示す。
[Example 4]
Monomer A and monomer B1 were polymerized in the same manner as in Example 3 except that 1.5 mL of a mixed solvent of DMSO and tetrahydrofuran (THF) was used instead of DMSO. The volume ratio of the mixed solvent was DMSO / THF = 2/1. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 7300, and the molecular weight dispersion (D) was 3.35. FIG. 5 shows a size exclusion chromatogram of the obtained polymer.
[実施例5]
DMSOに代えて、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)を1.5mL用いた以外は、実施例3と同様にモノマーAとモノマーB1とを重合させた。得られたポリマーの数平均分子量(Mn)は2600、分子量分散度(D)は1.38であった。図6に得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラムを示す。
[Example 5]
Monomer A and monomer B1 were polymerized in the same manner as in Example 3 except that 1.5 mL of N, N-dimethylformamide (DMF) was used instead of DMSO. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 2600, and the molecular weight dispersion (D) was 1.38. FIG. 6 shows a size exclusion chromatogram of the obtained polymer.
[実施例6]
DMSOに代えて、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)を1.5mL用いた以外は、実施例3と同様にモノマーAとモノマーB1とを重合させた。得られたポリマーの数平均分子量(Mn)は5900、分子量分散度(D)は1.85であった。図7に得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラムを示す。
[Example 6]
Monomer A and monomer B1 were polymerized in the same manner as in Example 3 except that 1.5 mL of N, N-dimethylacetamide (DMAc) was used instead of DMSO. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 5900, and the molecular weight dispersion (D) was 1.85. FIG. 7 shows a size exclusion chromatogram of the obtained polymer.
[実施例7]
DMSOに代えて、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)を1.5mL用いた以外は、実施例3と同様にモノマーAとモノマーB1とを重合させ、下記式(B1)で表されるポリマーを得た。得られたポリマーの数平均分子量(Mn)は10500、分子量分散度(D)は2.14であった。図8に実施例7で得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラムを示す。
[Example 7]
Monomer A and monomer B1 were polymerized in the same manner as in Example 3 except that 1.5 mL of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was used instead of DMSO, and the polymer represented by the following formula (B1) was used. Got The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 10500, and the molecular weight dispersion (D) was 2.14. FIG. 8 shows a size exclusion chromatogram of the polymer obtained in Example 7.
また、得られたポリマーの熱物性を評価した。図9に実施例7で得られたポリマーのTG/DTA曲線を示す。 Moreover, the thermophysical properties of the obtained polymer were evaluated. FIG. 9 shows the TG / DTA curve of the polymer obtained in Example 7.
実施例7で得られたポリマーの1H NMR及び13C NMRスペクトルデータを図10、11及び以下に示す。 1 H NMR and 13 C NMR spectral data of the polymer obtained in Example 7 are shown in FIGS. 10, 11 and the following.
1H−NMR(400MHz,CDCl3,26℃):δ7.12(d,J=8.4Hz,4H),6.83(d,J=8.4Hz,4H),5.43(s,2H),5.39(s,2H),4.69(s,4H),1.62(s,6H)ppm;
13C−NMR(100MHz,CDCl3,26℃):δ156.9,143.9,140.8,128.1,115.8,114.6,69.7,42.1,31.7ppm。
1 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ7.12 (d, J = 8.4 Hz, 4H), 6.83 (d, J = 8.4 Hz, 4H), 5.43 (s, 2H), 5.39 (s, 2H), 4.69 (s, 4H), 1.62 (s, 6H) ppm;
13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ156.9, 143.9, 140.8, 128.1, 115.8, 114.6, 69.7, 42.1, 31.7 ppm.
実施例1〜7の結果を表1に示す。 The results of Examples 1 to 7 are shown in Table 1.
表1から明らかなように、モノマーAとモノマーB1とを塩基の存在下で反応させると、重縮合反応の進行が確認され、モノマーAとモノマーB1との重縮合体が得られた(実施例1)。さらに、重合温度を25℃から60℃に変更し、反応を加速化させ、分子量を増大させることを試みたが、重合温度による分子量の変化はほとんどみられなかった(実施例2)。本重縮合反応は、SN2反応に基づいて進行していると考えられ、SN2反応では、求核種と求電子種との双方の濃度が反応速度を規定するため、反応を加速させるには、求核種の濃度を上昇させることが必要である。そこで、本反応における求核種であるフェノキシドアニオンの生成効率を高めるため、DBUに代えて、フェノキシドアニオンを定量的に与えるtBuOKを塩基とし、さらに溶媒としてDMSOを用いて反応を行ったところ、Mn=3900、D=2.00と重合度の高いポリマーが得られた(実施例3)。実施例3では、反応の進行に伴い、沈殿が析出した。また、溶媒としてDMSOとTHFとの混合溶媒、DMF、DMAcを用いた実施例4〜6でも実施例3と同様に反応中に沈殿が析出したが、NMPを溶媒として用いた実施例7では、反応終了後まで沈殿は析出せず、均一系で反応が進行した。さらに、実施例7で得られたポリマーは、反応中に沈殿が析出した実施例3〜6と比べて重合度が高く(Mn=10500、D=2.14)、生成するポリマーが溶解する溶媒を選択することにより、重合度の高いポリマーが得られることが分かった。 As is clear from Table 1, when the monomer A and the monomer B1 were reacted in the presence of a base, the progress of the polycondensation reaction was confirmed, and a polycondensate product of the monomer A and the monomer B1 was obtained (Example). 1). Further, an attempt was made to change the polymerization temperature from 25 ° C. to 60 ° C. to accelerate the reaction and increase the molecular weight, but almost no change in the molecular weight was observed depending on the polymerization temperature (Example 2). This polycondensation reaction is considered to proceed based on the SN 2 reaction, and in the SN 2 reaction, the concentration of both the nucleophile and the electrophile regulates the reaction rate, thus accelerating the reaction. It is necessary to increase the concentration of nucleophiles. Therefore, in order to increase the production efficiency of phenoxide anion, which is a nucleophile in this reaction, tBuOK, which quantitatively gives phenoxide anion, was used as a base instead of DBU, and DMSO was used as a solvent to carry out the reaction. A polymer having a high degree of polymerization of 3900 and D = 2.00 was obtained (Example 3). In Example 3, a precipitate was precipitated as the reaction proceeded. Further, in Examples 4 to 6 in which a mixed solvent of DMSO and THF, DMF, and DMAc were used as the solvent, a precipitate was precipitated during the reaction as in Example 3, but in Example 7 in which NMP was used as the solvent, the precipitate was precipitated. The precipitate did not precipitate until after the reaction was completed, and the reaction proceeded in a uniform system. Further, the polymer obtained in Example 7 has a higher degree of polymerization (Mn = 10500, D = 2.14) as compared with Examples 3 to 6 in which a precipitate is precipitated during the reaction, and a solvent in which the produced polymer is dissolved. It was found that a polymer having a high degree of polymerization can be obtained by selecting.
[実施例8]
モノマーB1に代えてモノマーB2を0.5mmol用いた以外は、実施例7と同様にモノマーAとモノマーB2とを重合させ、下記式(B2)で表されるポリマーを得た。
[Example 8]
Monomer A and monomer B2 were polymerized in the same manner as in Example 7 except that 0.5 mmol of monomer B2 was used instead of monomer B1 to obtain a polymer represented by the following formula (B2).
得られたポリマーの分子量及び熱物性を評価した。図12及び図13に実施例8で得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラム及びTG/DTA曲線を示す。 The molecular weight and thermophysical properties of the obtained polymer were evaluated. 12 and 13 show the size exclusion chromatogram and TG / DTA curve of the polymer obtained in Example 8.
実施例8で得られたポリマーの1H NMR及び13C NMRスペクトルデータを図14、図15及び以下に示す。 The 1 H NMR and 13 C NMR spectral data of the polymer obtained in Example 8 are shown in FIGS. 14, 15 and the following.
1H−NMR(400MHz,CDCl3,26℃):δ7.15(d,J=8.6Hz,4H),6.82(d,J=8.6Hz,4H),5.41(s,2H),5.37(s,2H),4.67(s,4H),2.21(br,4H),1.53(br,4H),1.48(br,4H)ppm;
13C−NMR(100MHz,CDCl3,26℃):δ156.8,141.9,140.9,128.7,116.0,115.0,69.8,45.6,37.9,27.0,23.5ppm。
1 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ7.15 (d, J = 8.6 Hz, 4H), 6.82 (d, J = 8.6 Hz, 4H), 5.41 (s, 2H), 5.37 (s, 2H), 4.67 (s, 4H), 2.21 (br, 4H), 1.53 (br, 4H), 1.48 (br, 4H) ppm;
13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ156.8, 141.9, 140.9, 128.7, 116.0, 115.0, 69.8, 45.6, 37.9, 27.0, 23.5 ppm.
[実施例9]
モノマーB1に代えてモノマーB3を0.5mmol用いた以外は、実施例7と同様にモノマーAとモノマーB3とを重合させ、下記式(B3)で表されるポリマーを得た。
[Example 9]
Monomer A and monomer B3 were polymerized in the same manner as in Example 7 except that 0.5 mmol of monomer B3 was used instead of monomer B1 to obtain a polymer represented by the following formula (B3).
得られたポリマーの分子量及び熱物性を評価した。図16〜図18に実施例9で得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラム、TG/DTA曲線、及びDSC曲線を示す。 The molecular weight and thermophysical properties of the obtained polymer were evaluated. 16-18 show the size exclusion chromatogram, TG / DTA curve, and DSC curve of the polymer obtained in Example 9.
実施例9で得られたポリマーの1H NMR及び13C NMRスペクトルデータを図19、図20及び以下に示す。 1 H NMR and 13 C NMR spectral data of the polymer obtained in Example 9 are shown in FIGS. 19, 20 and the following.
1H−NMR(400MHz,CDCl3,26℃):δ7.92(d,J=7.6Hz,1H),7.70−7.66(m,1H),7.55−7.49(m,1H),7.21(d,J=8.6Hz,4H),6.84(d,J=8.6Hz,4H),5.40(s,2H),5.36(s,2H),4.69(s,4H)ppm;
13C−NMR(100MHz,CDCl3,26℃):δ170.4,159.1,153.0,140.5,134.7,133.9,129.7,129.0,126.5,126.0,124.5,116.3,115.1,92.1,69.8ppm。
1 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ7.92 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.70-7.66 (m, 1H), 7.55-7.49 ( m, 1H), 7.21 (d, J = 8.6Hz, 4H), 6.84 (d, J = 8.6Hz, 4H), 5.40 (s, 2H), 5.36 (s, 2H), 4.69 (s, 4H) ppm;
13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ170.4, 159.1, 153.0, 140.5, 134.7, 133.9, 129.7, 129.0, 126.5 126.0, 124.5, 116.3, 115.1, 92.1, 69.8 ppm.
[実施例10]
モノマーB1に代えてモノマーB4を0.5mmol用いた以外は、実施例7と同様にモノマーAとモノマーB4とを重合させ、下記式(B4)で表されるポリマーを得た。
[Example 10]
Monomer A and monomer B4 were polymerized in the same manner as in Example 7 except that 0.5 mmol of monomer B4 was used instead of monomer B1 to obtain a polymer represented by the following formula (B4).
得られたポリマーの分子量及び熱物性を評価した。図21〜図23に実施例10で得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラム、TG/DTA曲線、及びDSC曲線を示す。 The molecular weight and thermophysical properties of the obtained polymer were evaluated. 21 to 23 show the size exclusion chromatogram, TG / DTA curve, and DSC curve of the polymer obtained in Example 10.
実施例10で得られたポリマーの1H NMR及び13C NMRスペクトルデータを図24、図25及び以下に示す。 1 H NMR and 13 C NMR spectral data of the polymer obtained in Example 10 are shown in FIGS. 24 and 25 and below.
1H−NMR(400MHz,CDCl3,26℃):δ7.72(d,J=7.2Hz,2H),7.35−7.22(m,6H),7.10−7.06(m,4H),6.75−6.69(m,4H),5.36(s,2H),5.31(s,2H),4.62(s,4H)ppm;
13C−NMR(100MHz,CDCl3,26℃):δ157.9,152.3,140.8,140.5,139.0,129.7,128.2,127.9,126.6,120.7,116.1,114.9,69.9,64.7ppm。
1 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ7.72 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.35-7.22 (m, 6H), 7.10-7.06 ( m, 4H), 6.75-6.69 (m, 4H), 5.36 (s, 2H), 5.31 (s, 2H), 4.62 (s, 4H) ppm;
13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ157.9, 152.3, 140.8, 140.5, 139.0, 129.7, 128.2, 127.9, 126.6 120.7, 116.1, 114.9, 69.9, 64.7 ppm.
[実施例11]
モノマーB1に代えてモノマーB5を0.5mmol用いた以外は、実施例7と同様にモノマーAとモノマーB5とを重合させ、下記式(B5)で表されるポリマーを得た。
[Example 11]
Monomer A and monomer B5 were polymerized in the same manner as in Example 7 except that 0.5 mmol of monomer B5 was used instead of monomer B1 to obtain a polymer represented by the following formula (B5).
得られたポリマーの分子量及び熱物性を評価した。図26〜図28に実施例11で得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラム、TG/DTA曲線、及びDSC曲線を示す。 The molecular weight and thermophysical properties of the obtained polymer were evaluated. 26-28 show the size exclusion chromatogram, TG / DTA curve, and DSC curve of the polymer obtained in Example 11.
実施例11で得られたポリマーの1H NMR及び13C NMRスペクトルデータを図29、図30及び以下に示す。 1 H NMR and 13 C NMR spectral data of the polymer obtained in Example 11 are shown in FIGS. 29, 30 and the following.
1H−NMR(400MHz,CDCl3,26℃):δ7.72(d,J=7.2Hz,2H),7.36(d,J=7.2Hz,2H)7.28(t,J=7.2Hz,2H),7.23(t,J=7.2Hz,2H),6.94(s,4H),6.91(d,J=8.4Hz,2H),6.62(d,J=8.4Hz,2H),5.38(s,2H),5.29(s,2H),4.62(s,4H),2.84(s,6H)ppm;
13C−NMR(100MHz,CDCl3,26℃):δ156.0,152.5,141.1,140.5,138.5,131.0,128.2,127.8,127.1,126.9,126.7,120.6,114.9,111.3,69.5,64.8,17.1ppm。
1 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ7.72 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.36 (d, J = 7.2 Hz, 2H) 7.28 (t, J) = 7.2Hz, 2H), 7.23 (t, J = 7.2Hz, 2H), 6.94 (s, 4H), 6.91 (d, J = 8.4Hz, 2H), 6.62 (D, J = 8.4Hz, 2H), 5.38 (s, 2H), 5.29 (s, 2H), 4.62 (s, 4H), 2.84 (s, 6H) ppm;
13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ156.0, 152.5, 141.1, 140.5, 138.5, 131.0, 128.2, 127.8, 127.1, 126.9, 126.7, 120.6, 114.9, 111.3, 69.5, 64.8, 17.1 ppm.
[実施例12]
モノマーB1に代えてモノマーCを0.5mmol用いた以外は、実施例7と同様にモノマーAとモノマーCとを重合させたところ、生成物の一部が有機溶媒に不溶化したものの、クロロホルム可溶部から下記式(C)で表されるポリマーの生成が確認された。また、前記生成物のTHF可溶部から、得られたポリマーの分子量はMn=4200であった。
[Example 12]
When monomer A and monomer C were polymerized in the same manner as in Example 7 except that 0.5 mmol of monomer C was used instead of monomer B1, a part of the product was insolubilized in an organic solvent, but chloroform was soluble. From the part, the formation of the polymer represented by the following formula (C) was confirmed. The molecular weight of the polymer obtained from the THF-soluble portion of the product was Mn = 4200.
この重合では反応途中に沈殿が析出し、この析出した固体をクロロホルムに浸したところ、溶解せずに膨潤し、透明なゲルへと変化したことから、実施例12では、重合反応だけではなく、共役ジエンとチオールの架橋反応も併発したと考えられる。さらに、THF可溶部の分子量分布がD=3.57と広く、ピークが多峰性であったことからも、得られたポリマーの分岐及び架橋が示唆された。図31に実施例12で得られたポリマーのサイズ排除クロマトグラムを示す。 In this polymerization, a precipitate was precipitated during the reaction, and when the precipitated solid was immersed in chloroform, it swelled without being dissolved and changed to a transparent gel. Therefore, in Example 12, not only the polymerization reaction but also the polymerization reaction was carried out. It is considered that the cross-linking reaction between the conjugated diene and thiol also occurred. Furthermore, the molecular weight distribution of the THF-soluble portion was as wide as D = 3.57, and the peak was multimodal, suggesting branching and cross-linking of the obtained polymer. FIG. 31 shows a size exclusion chromatogram of the polymer obtained in Example 12.
実施例12で得られたポリマーの1H NMR及び13C NMRスペクトルデータを図32、図33及び以下に示す。 1 H NMR and 13 C NMR spectral data of the polymer obtained in Example 12 are shown in FIGS. 32, 33 and below.
1H−NMR(400MHz,CDCl3,26℃):δ5.30(s,2H),5.14(s,2H),3.36(s,4H),2.45(t,J=6.9Hz,4H),1.60−1.54(m,4H),1.36(br,4H),1.27(br,8H)ppm;
13C−NMR(100MHz,CDCl3,26℃):δ142.5,116.4,39.7,36.2,32.6,30.1,29.9,29.6ppm。
1 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ5.30 (s, 2H), 5.14 (s, 2H), 3.36 (s, 4H), 2.45 (t, J = 6) .9Hz, 4H), 1.60-1.54 (m, 4H), 1.36 (br, 4H), 1.27 (br, 8H) ppm;
13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 , 26 ° C.): δ142.5, 116.4, 39.7, 36.2, 32.6, 30.1, 29.9, 29.6 ppm.
[比較例1]
モノマーB1に代えてモノマーD1を1.0mmol用い、モノマーA及びtBuOKの仕込み量をそれぞれ1mmol、2.2mmolとし、NMP量を2.5mLとした以外は、実施例7と同様にモノマーAとモノマーD1との重合を試みたが、サイズ排除クロマトグラム及び1H NMRスペクトルの結果からポリマーの生成は確認されなかった。
[Comparative Example 1]
Monomer A and monomer are the same as in Example 7, except that 1.0 mmol of monomer D1 is used instead of monomer B1, the amounts of monomer A and tBuOK charged are 1 mmol and 2.2 mmol, respectively, and the amount of NMP is 2.5 mL. An attempt was made to polymerize with D1, but no polymer formation was confirmed from the results of the size exclusion chromatogram and 1 H NMR spectrum.
[比較例2]
モノマーD1に代えて、モノマーD2を用いた以外は、比較例3と同様にモノマーAとモノマーD2との重合を試みたが、比較例1と同様に、ポリマーの生成は確認されなかった。
[Comparative Example 2]
An attempt was made to polymerize the monomer A and the monomer D2 in the same manner as in Comparative Example 3 except that the monomer D2 was used instead of the monomer D1, but no polymer formation was confirmed as in Comparative Example 1.
実施例7〜12、及び比較例1〜2の結果を表2に示す。 The results of Examples 7 to 12 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 2.
表2から明らかなように、モノマーB1〜B5のいずれのジオールにおいても、モノマーAと重合が進行して、対応するポリマーが得られた(実施例7〜11)。実施例7〜11で得られたいずれのポリマーも、DTA曲線において、250℃付近に発熱ピーク(硬化温度Tcure)が観測された。この発熱ピークは、共役ジエン単位の熱重合に伴う架橋及び硬化の進行を意味している。特に、実施例8〜11で得られたポリマーは、硬化温度(Tcure)が10%重量分解温度(Td10)よりも40℃以上低く、ポリマーの分解を伴うことなく、熱硬化が可能であることが分かった。 As is clear from Table 2, in any of the diols of the monomers B1 to B5, the polymerization proceeded with the monomer A to obtain the corresponding polymer (Examples 7 to 11). In each of the polymers obtained in Examples 7 to 11, an exothermic peak (curing temperature T cure ) was observed near 250 ° C. on the DTA curve. This exothermic peak means the progress of cross-linking and curing associated with thermal polymerization of conjugated diene units. In particular, the polymers obtained in Examples 8 to 11 have a curing temperature (T cure ) of 40 ° C. or more lower than the 10% weight decomposition temperature (T d10 ), and can be thermally cured without polymer decomposition. It turned out that there was.
また、実施例9〜11で得られたポリマーのTgは、いずれも130℃付近に観測され、Tgが低いほどTcureも低く、Tgが低いポリマーほど低温で熱硬化した。一般に、構成単位に不飽和結合を含むポリマーは、Tgが室温(25℃)よりも低く、エラストマーとしての特性を示すポリマーが多い。これに対し、実施例で得られたポリマーのTgは、室温よりも高く、エラストマーとしての特性を示さなかった。この理由は、構成単位において、ビスフェノール骨格が占める割合が大きいためであると推測される。また、図18、23及び28のDSC曲線から明らかであるように、破線で示される2回目の加熱では、発熱ピークが確認されなかったことから、実線で表される1回目の加熱により完全に架橋(又は硬化)したことが分かった。 The Tg of the polymers obtained in Examples 9 to 11 was observed at around 130 ° C., the lower the Tg, the lower the T cure, and the lower the Tg, the lower the thermosetting. In general, many polymers having an unsaturated bond as a structural unit have a Tg lower than room temperature (25 ° C.) and exhibit properties as an elastomer. On the other hand, the Tg of the polymer obtained in the examples was higher than room temperature and did not show the characteristics as an elastomer. It is presumed that the reason for this is that the bisphenol skeleton occupies a large proportion of the constituent units. Further, as is clear from the DSC curves of FIGS. 18, 23 and 28, the exothermic peak was not confirmed in the second heating shown by the broken line, so that the first heating represented by the solid line completely completed the heating. It was found to be crosslinked (or cured).
ジオールに代えて、ジチオールを用いた場合も、重合が進行して対応するポリマーが得られたが(実施例12)、共役ジエンとチオールとの架橋反応の併発が示唆された。また、ジオールに代えて、ジカルボン酸を用いた場合、カルボキシラートアニオンがフェノラートアニオンと比較して求核性が低いためか、重合は進行しなかった(比較例1、2)。 When dithiol was used instead of diol, the polymerization proceeded to obtain the corresponding polymer (Example 12), but it was suggested that the cross-linking reaction between the conjugated diene and the thiol occurred together. Further, when a dicarboxylic acid was used instead of the diol, the polymerization did not proceed probably because the carboxylate anion had lower nucleophilicity than the phenolate anion (Comparative Examples 1 and 2).
[実施例13]
スチレンモノマー(米山薬品工業(株)製)400mgと、実施例7で得られたポリマー(Mn=10500、D=2.14)64mgとをスチレン/ポリマー中のブタジエン骨格=95/5の重量割合で仕込み、開始剤としてAIBN13mg(スチレンモノマーと実施例7で得られたポリマーに含まれる重合性基の総量に対して2モル%)を添加して、無溶媒、65℃で24時間反応させたところ、薄黄色のフィルム状の固体が得られた。
[Example 13]
400 mg of styrene monomer (manufactured by Yoneyama Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) and 64 mg of the polymer (Mn = 10500, D = 2.14) obtained in Example 7 are weight-ratio of butadiene skeleton in styrene / polymer = 95/5. As an initiator, 13 mg of AIBN (2 mol% based on the total amount of styrene monomer and the polymerizable group contained in the polymer obtained in Example 7) was added, and the mixture was reacted at 65 ° C. for 24 hours without solvent. However, a pale yellow film-like solid was obtained.
ポリスチレンは、ヘキサン及びクロロホルムに溶解するが、実施例12で得られた固体はヘキサン及びクロロホルムに不溶であった。この結果から、得られたフィルム状の固体はスチレンが架橋された架橋ポリマーであり、実施例7で得られたポリマーが、マクロ架橋剤として機能することが分かった。 Polystyrene was soluble in hexane and chloroform, but the solid obtained in Example 12 was insoluble in hexane and chloroform. From this result, it was found that the obtained film-like solid was a crosslinked polymer in which styrene was crosslinked, and the polymer obtained in Example 7 functions as a macrocrosslinking agent.
本発明の新規な共役ジエン含有ポリマーは、熱硬化性を示すため、熱硬化性樹脂及び硬化性組成物として有用である。また、本発明のポリマーは、共役ジエン単位を有しているため、架橋剤としても好適に利用でき、さらに化学修飾が可能であるため、ポリマーの用途に応じて、新たに機能性を付与することも可能である。本発明のポリマーは、高い耐薬品性を有しているため、高い耐薬品性が要求されるコーティング剤などとしても有用である。 Since the novel conjugated diene-containing polymer of the present invention exhibits thermosetting property, it is useful as a thermosetting resin and a curable composition. Further, since the polymer of the present invention has a conjugated diene unit, it can be suitably used as a cross-linking agent, and further, it can be chemically modified. Therefore, new functionality is imparted depending on the use of the polymer. It is also possible. Since the polymer of the present invention has high chemical resistance, it is also useful as a coating agent or the like that requires high chemical resistance.
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