JP2021183676A - ジブロック型共重合体、ジブロック型共重合体の製造方法及びジブロック型共重合体の使用 - Google Patents
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Abstract
Description
また、粉体顔料をインク中に分散させるためのAB、BAB又はABCブロックポリマー等も知られている。
下記式[I]で示されるシリコーングラフト共重合体ブロック及び下記式[II]で示される極性共重合体ブロックで主鎖を構成し、
主鎖の一方の末端構造が式[III]で表されるものであり、他方の末端構造が式[IV]で表されるものであるジブロック型共重合体。
R1は水素原子又はメチル基を示し、
Aは下記一般式(1)で表されるオルガノポリシロキサン含有基又は下記一般式(2)で表されるオルガノポリシロキサン含有基を示し、
n1は繰り返し単位の数を示し、1≦n1≦50である。)
一般式(1)中、
Zは2価の有機基を示し、
R2はそれぞれ独立に炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基を示し、
R3は炭素数1〜10の飽和炭化水素基を示し、
mは0〜100の数を示す。)
一般式(2)及び一般式(3)中、iは樹枝状構造の各階層の番号を表し、1からcまでの各整数であり、
一般式(2)中、
Liは一般式(3)で表されるシリルオルガノ基であり、iは1である。
一般式(3)中、
Zは2価の有機基を示し、
R4は炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基を示し、
R5は炭素数1〜8のアルキル基又はフェニル基を示し、
Li+1は、階層iがc未満(最上階層未満)のとき、一般式(3)で表されるシリルオルガノ基Liであり、階層i=c(最上階層)のとき、水素原子、炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基であり、
aiは階層iにおけるOR4基の数を示し、0〜3の範囲の数である。)
R1は水素原子またはメチル基を示し、
Bは−OB'、−NH2及び−OHから選ばれるいずれかの基(B'は炭素数1〜20のポリオキシアルキレン基、−C(O)−、−O−、−S−、及び−NR−(Rは水素原子又は炭素数1〜20の一価炭化水素基を示す)から選ばれる1種又は2種以上の2価の基を有する、炭素数1〜20の一価炭化水素基を示す。)を示し、
n2は繰り返し単位の数を示し、1≦n2≦50である。)
R6は炭素数1〜4のアルキル基を示し、
R7は互いに独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
R1は水素原子又はメチル基を示し、
Xは上記式[I]中のA又は式[II]中のBで示されるものを示す。)
<2>
式[II]中のBが、一般式(8’)又は(9’)で表される基である<1>に記載のジブロック型共重合体。
式(9’)中、R3は炭素数1〜10の飽和炭化水素基を示し、n3は繰り返し単位の数を表し、1≦n3≦10である。)
<3>
一般式(2)及び一般式(3)中のZで表される2価の有機基が炭素数2〜12の飽和炭化水素基である<1>又は<2>に記載のジブロック型共重合体。
<4>
n2/n1が0.02〜10である<1>〜<3>のいずれか1項に記載のジブロック型共重合体。
<5>
一般式(4)で表される化合物を開始剤として、
一般式(5)で表されるモノマーをグループ移動重合する工程、及び
一般式(6)で表される極性モノマーをグループ移動重合する工程、
を有する、<1>〜<4>のいずれか1項に記載のジブロック型共重合体の製造方法。
R6はそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基を示し、
R7は互いに独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
R1は水素原子又はメチル基を示し、
Aは一般式(1)で表されるオルガノポリシロキサン含有基又は一般式(2)で表されるオルガノポリシロキサン含有基を示す。)
一般式(1)中、
Zは2価の有機基を示し、
R2はそれぞれ独立に炭素数1〜10の飽和炭化水素基またはフェニル基を示し、
R3は炭素数1〜10の飽和炭化水素基を示し、
mは0〜100の数を示す。)
一般式(2)及び一般式(3)中、iは樹枝状構造の各階層の番号を表し、1からcまでの各整数であり、
一般式(2)中、
Liは一般式(3)で表されるシリルオルガノ基であり、iは1である。
一般式(3)中、
Zは2価の有機基を示し、
R4は炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基を示し、
R5は炭素数1〜8のアルキル基またはフェニル基を示し、
Li+1は、階層iがc未満(最上階層未満)のとき、一般式(3)で表されるシリルオルガノ基Liであり、階層i=c(最上階層)のとき、水素原子、炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基であり、
aiは階層iにおけるOR4基の数を示し、0〜3の範囲の数である。)
R1は水素原子又はメチル基を示し、Bは−OB'、−NH2及び−OHから選ばれるいずれかの基(B'は炭素数1〜20のポリオキシアルキレン基、−C(O)−、−O−、−S−、及び−NR−(Rは水素原子又は炭素数1〜20の一価炭化水素基を示す)から選ばれる1種又は2種以上の2価の基を有する、炭素数1〜20の一価炭化水素基を示す。)である。)
<6>
一般式(6)で表される極性モノマーが、以下の一般式(8)又は一般式(9)で表される極性モノマーである<5>に記載のジブロック型共重合体の製造方法。
R1は水素原子又はメチル基を示し、
R7は互いに独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
R1は水素原子又はメチル基を示し、
R3は炭素数1〜10の飽和炭化水素基を示し、
n3は繰り返し単位の数を表し、1≦n3≦10である。)
<7>
一般式(8)で表される極性モノマーが以下の式(8−1)で表される極性モノマーである<6>に記載のジブロック型共重合体の製造方法。
<1>〜<4>のいずれか1項に記載のジブロック型共重合体からなる粉体用表面処理剤。
<9>
<8>に記載の粉体用表面処理剤により処理された粉体及び油剤を含有する分散体。
<10>
<9>に記載の分散体を含有する化粧料組成物、塗料組成物、又はインキ組成物。
本発明のジブロック型共重合体は、下記式[I]で表されるシリコーングラフト共重合体ブロック単位(セグメント[I])及び下記式[II]で表される極性共重合体ブロック単位(セグメント[II])を主鎖に有し、主鎖の一方の末端構造が下記式[III]で表される構造であり、もう一方の末端構造が下記式[IV]で表される構造である。
一般式(2)中、Liは一般式(3)で表されるシリルオルガノ基であり、一般式(2)における階層iは1である。
一般式(3)中、Zは2価の有機基であり、炭素数2〜12の飽和炭化水素基が好ましく、さらに好ましくはプロピレン基である。R4は炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基であり、好ましくは炭素数1〜5の飽和炭化水素基、さらに好ましくはメチル基である。R5は炭素数1〜8のアルキル基又はフェニル基であり、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基、さらに好ましくはメチル基である。Li+1は、階層iがc未満(最上階層未満)のとき、一般式(3)で表されるシリルオルガノ基Liであり、階層i=c(最上階層)のとき、水素原子、炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基である。i=c(最上階層)のときのLiとしては、炭素数1〜8の飽和炭化水素基が好ましく、炭素数1〜4の飽和炭化水素基が更に好ましい。aiは階層iにおけるOR4基の数を示し、0〜3の範囲の数である。
階層数1(c=1)の樹枝状オルガノポリシロキサンは下記一般式(3−1)で表され、式中のL2は水素原子、炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基である。
本発明において、ジブロック型共重合体とは、極性、水溶性、粉体への親和性の有無といった物理的性質の異なる2つのセグメント[I]及びセグメント[II]が連結した共重合体を指す。すなわち、本発明のジブロック型共重合体は、式[I]で表される単位が連続してセグメント[I]を構成し、式[II]で表される単位が連続してセグメント[II]を構成し、それらが連結した共重合体である。式[I]で表される複数種の単位からセグメント[I]が構成される場合、セグメント[I]は同種の式[I]で表される単位が連続したブロック構造を有していても、異種の式[I]で表される単位が秩序なく配列したランダム構造を有していてもよい。同様に、式[II]で表される複数種の単位からセグメント[II]が構成される場合、セグメント[II]は同種の式[II]で表される単位が連続したブロック構造を有していても、異種の式[II]で表される単位が秩序なく配列したランダム構造を有していてもよい。
また、セグメント[I]およびセグメント[II]のそれぞれの繰り返し単位数は1〜50であり、1〜20であることが好ましく、3〜10であることがより好ましい。
セグメント[I]の繰り返し単位数及びセグメント[II]の繰り返し単位数の比、すなわち、セグメント[I]の重合度n1とセグメント[II]の重合度n2の比は、n2/n1が0.02〜10が好ましく、0.05〜5がより好ましい。
なお、本発明において分子量は、ポリスチレンを標準物質としたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により下記条件で測定した数平均分子量である。
[測定条件]
測定器:HLC−8320GPC(東ソー製)
展開溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
流量:0.600mL/min
検出器:示差屈折率検出器(RI)
カラム:TSK Guardcolumn SuperH−H
(4.6mmI.D.×35mm)
TSKgel Super H2500
(充填材粒径:3.0μm,6mmI.D.×150mm)
TSKgel Super HM−N
(充填材粒径:3.0μm,6mmI.D.×150mm)
(いずれも東ソー社製)
カラム温度:40℃
試料注入量:50μL(濃度0.3質量%のTHF溶液)
本発明のジブロック型共重合体は、下記一般式(4)で表される化合物を開始剤として、一般式(5)で表されるモノマーをグループ移動重合する工程、及び一般式(6)で表される極性モノマーをグループ移動重合する工程を有する方法により製造することができる。すなわち、本発明の一般式(1)で表されるジブロック型共重合体は、一般式(4)で表される化合物を開始剤として、一般式(5)で表されるモノマーと、一般式(6)で表される極性モノマーとを、順次グループ移動重合することで合成することができ、一般式(5)で表されるモノマーと一般式(6)で表される極性モノマーとのグループ移動重合の順番を問わないものである。
具体的には、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ジ(エチレングリコール)モノメチルエーテル(メタ)アクリレート、フルフリル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、アリルオキシエチル(メタ)アクリレート、1エトキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロ−4H−ピラニル−2(メタ)アクリレート、エチルトリグリコール(メタ)アクリレート、ブチルジグリコール(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール)ジメチルエーテル(メタ)アクリレート及びポリ(エチレングリコール)アルキルエーテル(メタ)アクリレートなどのオキシアルキレン置換(メタ)アクリレート;
ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレートなどのアミノアルキル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリルアミド、4−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−tert−ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−(ブトキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル](メタ)アクリルアミド、N−ドデシル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
第1の段階では、開始剤である一般式(4)で表される化合物と、触媒と、第1のモノマーとの3成分のうち、予め2成分を混合しておき、残りの1成分を添加・混合することで、まず、第1のモノマーの重合が開始する。
次に、第1のモノマーの重合反応の停止を確認した後、第2のモノマーを反応系に添加することで、第2のモノマーの重合が開始する。
第2のモノマーの重合反応の停止を確認した後、反応停止剤を加え、反応を終了する。
反応終了後は、溶媒や未反応のモノマーを減圧留去する等、常法により精製することで目的物であるジブロック型共重合体を得ることができる。
上記の第1の段階及び第2の段階のグループ移動重合反応において、溶媒を用いることが好ましい。
十分乾燥した三口フラスコに触媒を入れ、溶媒を加える。さらに、上記一般式(4)で表される開始剤を加え混合した後、滴下漏斗を用いて第1のモノマーを滴下し、撹拌する。発熱の程度に応じて、反応溶液を冷却し、適温に保つ。第1のモノマーの滴下後、第1のモノマーが消費されるまで撹拌し、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)分析等で、開始剤と第1のモノマーの仕込み比に応じた分子量の増加を確認することにより、第1のモノマーの重合反応の停止を確認する。次に、この反応系に第2のモノマーを滴下し、撹拌する。発熱の程度に応じて、反応溶液を冷却し、適温に保つ。第2のモノマーの滴下後、滴下した第2のモノマーが消費されるまで撹拌し、最後に反応停止剤を加え、反応を終了する。反応後、溶媒及び未反応のモノマーを減圧留去する等、常法により精製することで目的物であるジブロック型共重合体を得る。
本発明のジブロック型共重合体は、粉体を油剤中に分散させる際に用いられ、粉体を効果的に均一に油剤中へと分散させることができる粉体用表面処理剤として好適に使用できる。その粉体は特に限定されず、一般に使用される無機粉体、有機粉体、界面活性剤金属塩粉体、有色顔料、パール顔料、金属粉末顔料、タール色素及び天然色素などが挙げられる。
これら好ましい粉体の市販品としては、KMP−590、KSP−100、KSP−101、KSP−102、KSP−105、KSP−300(何れも信越化学工業(株)製)等がある。
粉体に、粉体用表面処理剤として本発明のジブロック型共重合体を適用する方法は、特に制限されず、従来の粉体の表面処理方法と同様に行なうことができる。
本発明の分散体は、前記粉体用表面処理剤であるジブロック型共重合体により表面処理された粉体及び油剤を含有するものである。このような分散体は、化粧料、塗料又はインキ等に好適に使用することができ、分散体の用途に応じて、粉体及び油剤の種類は適宜選択することができる。
本発明の分散体に含まれる粉体としては上述した粉体を挙げることができる。
また、分散体に含まれる油剤も特に限定されず、何れの油剤も使用することができ、例えば、1種または2種以上のシリコーン油、炭化水素油、高級脂肪酸、エステル油や天然動植物油等の極性油、半合成油、及び/又はフッ素系油等を挙げることができ、極性油、シリコーン油が好ましい。さらに、油剤は1種または2種以上のエステル油、天然動植物油と1種または2種以上のシリコーン油からなるものとすることもできる。このように、油剤が比較的高極性のエステル油、天然動植物油と比較的低極性のシリコーン油からなるものであったとしても、本発明のジブロック型共重合体であれば、いずれとも相溶性を有するので、分散性、流動性、及び経時安定性に優れた分散体を提供することができる。
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート39.8mgをTHF50mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン872.0mgを加え、下記シリコーンマクロマー(a)22.5gを1時間かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を2時間攪拌した。その後、この反応液に、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート3.93gを5分かけて滴下し、室温で1時間攪拌した後、メタノール10mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のジブロック型共重合体を得た。
なお、シリコーンマクロマー(a)のグループ移動重合が完結した時点、及び反応停止後の2点においてゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)分析を行ったところ、各段階において、開始剤とモノマーの仕込み比に応じた分子量の増加が確認され、目的のジブロック型共重合体が得られていることを確認した。
合成例1のジブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=4126、多分散度(Mw/Mn)=1.24、重合度比(n2/n1)=1.00
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート39.8mgをTHF50mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン872.0mgを加え、シリコーンマクロマー(a)22.5gを30分かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を1時間攪拌した。その後、この反応液に、2−(ジエチルアミノ)エチルメタクリレート4.6gを30分かけて滴下し、室温で1時間攪拌した後、メタノール10mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のジブロック型共重合体を得た。
合成例1と同様にして、ジブロック型共重合体であることを確認した。合成例2のジブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=4187、多分散度(Mw/Mn)=1.18、重合度比(n2/n1)=1.00
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート19.9mgをTHF25mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン436.0mgを加え、シリコーンマクロマー(a)7.5gを30分かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を1時間攪拌した。その後、この反応液に、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート7.5gを30分かけて滴下し、室温で1時間攪拌した後、メタノール5mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のジブロック型共重合体を得た。
合成例1と同様にして、ジブロック型共重合体であることを確認した。合成例3のジブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=10568、多分散度(Mw/Mn)=1.10、重合度比(n2/n1)=0.18
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート19.9mgをTHF25mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン436.0mgを加え、シリコーンマクロマー(a)7.3gを30分かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を1時間攪拌した。その後、この反応液に、2−(メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート7.7gを30分かけて滴下し、室温で1時間攪拌した後、メタノール5mLを添加して反応を停止した。停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のジブロック型共重合体を得た。
合成例1と同様にして、ジブロック型共重合体であることを確認した。合成例4のジブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=7985、多分散度(Mw/Mn)=1.11、重合度比(n2/n1)=0.23
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート19.9mgをTHF25mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン436.0mgを加え、シリコーンマクロマー(a)7.5gを30分かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を1時間攪拌した。その後、この反応液に、下記単量体(b)6.9gを15分かけて滴下し、室温で2時間攪拌した後、メタノール5mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のジブロック型共重合体を得た。
合成例1と同様にして、ジブロック型共重合体であることを確認した。合成例5のジブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。数平均分子量(Mn)=8150、多分散度(Mw/Mn)=1.13、重合度比(n2/n1)=1.00
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート39.8mgをTHF50mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン872.0mgを加え、シリコーンマクロマー(a)22.5gを1時間かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を2時間攪拌した。その後、この反応液に、下記単量体(c)12.4gを30分かけて滴下し、室温で5時間攪拌した後、メタノール10mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のジブロック型共重合体を得た。
合成例1と同様にして、ジブロック型共重合体であることを確認した。合成例6のジブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。数平均分子量(Mn)=9294、多分散度(Mw/Mn)=1.13、重合度比(n2/n1)=1.00
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート39.8mgをTHF50mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン872.0mgを加え、下記シリコーンマクロマー(b)57.5gを30分かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を1時間攪拌した。その後、この反応液に、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート3.93gを30分かけて滴下し、室温で1時間攪拌した後、メタノール10mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のジブロック型共重合体を得た。
合成例1と同様にして、ジブロック型共重合体であることを確認した。合成例7のジブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=7070、多分散度(Mw/Mn)=1.94、重合度比(n2/n1)=1.00
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート19.9mgをTHF25mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン436.0mgを加え、下記シリコーンマクロマー(c)6.4gを10分かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を1時間攪拌した。その後、この反応液に、2−(ジエチルアミノ)エチルメタクリレート0.94gを1分かけて滴下し、室温で1時間攪拌した後、メタノール5mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のジブロック型共重合体を得た。
合成例1と同様にして、ジブロック型共重合体であることを確認した。合成例8のジブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=2545、多分散度(Mw/Mn)=1.17、重合度比(n2/n1)=0.36
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート39.8mgをTHF50mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン872.0mgを加え、シリコーンマクロマー(a)22.5gを30分かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を2時間攪拌した。その後、この反応液に、イソブチルメタクリレート3.6gを5分かけて滴下し、室温で1時間攪拌した後、メタノール10mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のジブロック型共重合体を得た。
合成例1と同様にして、ジブロック型共重合体であることを確認した。比較合成例1のジブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=5302、多分散度(Mw/Mn)=1.32、重合度比(n2/n1)=1.00
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート19.9mgをTHF25mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン436.0mgを加え、シリコーンマクロマー(a)13.99gを30分かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を1時間攪拌した。その後、この反応液に、2−(トリメチルシリルオキシ)エチルメタクリレート1.57gを30分かけて滴下し、室温で1時間攪拌した後、メタノール5mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のジブロック型共重合体を得た。
合成例1と同様にして、ジブロック型共重合体であることを確認した。比較合成例2のジブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=9418、多分散度(Mw/Mn)=1.11、重合度比(n2/n1)=2.00
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート39.8mgをTHF50mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン436.0mgを加え、シリコーンマクロマー(a)22.5gを30分かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を1時間攪拌した。その後、この反応液に、シクロへキシルメタクリレート4.2gを30分かけて滴下し、室温で1時間攪拌した後、メタノール5mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のジブロック型共重合体を得た。
合成例1と同様にして、ジブロック型共重合体であることを確認した。比較合成例3のジブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=15046、多分散度(Mw/Mn)=1.10、重合度比(n2/n1)=1.00
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート39.8mgをTHF50mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン873.0mgを加え、シリコーンマクロマー(a)11.3gを30分かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を2時間攪拌した。その後、この反応液に、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート3.93gを15分かけて滴下し、室温で1時間攪拌した。続けて、シリコーンマクロマー(a)11.3gを30分かけて滴下し、室温でさらに2時間攪拌した後、メタノール10mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のトリブロック共重合体を得た。
シリコーンマクロマー(a)の1回目のグループ移動重合が完結した時点、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレートのグループ移動重合が完結した時点、及び反応停止後の3点において合成例1と同様にしてGPC分析を行ったところ、各段階において、開始剤とモノマーの仕込み比に応じた分子量の増加が確認され、トリブロック型共重合体であることを確認した。比較合成例4のトリブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=4690、多分散度(Mw/Mn)=1.61
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート39.8mgをTHF50mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン873mgを加え、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート1.97gを10分かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を1時間攪拌した。その後、この反応液に、シリコーンマクロマー(a)22.5gを1時間かけて滴下し、室温で2時間攪拌した。続けて、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート1.97gを10分かけて滴下し、室温でさらに1時間攪拌した後、メタノール10mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、目的のトリブロック共重合体を得た。
2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレートの1回目のグループ移動重合が完結した時点、シリコーンマクロマー(a)のグループ移動重合が完結した時点、及び反応停止後の3点において合成例1と同様にしてGPC分析を行ったところ、各段階において、開始剤とモノマーの仕込み比に応じた分子量の増加が確認され、トリブロック型共重合体であることを確認した。比較合成例5のトリブロック型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=4570、多分散度(Mw/Mn)=1.50
減圧乾燥したテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエート39.8mgをTHF50mLに溶かした。このテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートのTHF溶液に、窒素雰囲気下で、開始剤として1−メトキシ−1−(トリメチルシロキシ)−2−メチル−1−プロペン872.0mgを加え、モノマー混合物(シリコーンマクロマー(a)22.5g、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート3.93g)を1時間かけて滴下し、反応液を調製した。室温でさらにこの反応液を2時間攪拌した後、メタノール10mLを添加して反応を停止した。反応停止後の反応液を、105℃で1時間、0.007atm未満で減圧ストリップを行い、ランダム型共重合体を得た。比較合成例6のランダム型共重合体の数平均分子量及び分子量の多分散度は次の通りであった。
数平均分子量(Mn)=4059、多分散度(Mw/Mn)=1.80
表1〜3に示す処方によってビーズミルを用いてスラリーを調製後、粘度を測定した。単位はmPa・sである。
なお、粘度はJIS K 7117−1:1999記載の方法により、B型粘度計(TVB−10型、東機産業製)を用いて測定した25℃の値である。
以上の結果から、極性モノマーを構成単位とするジブロック型共重合体は、粉体用表面処理剤として特に有用であることが明らかになった。
本発明のジブロック型共重合体は、下記一般式(4)で表される化合物を開始剤として、一般式(5)で表されるモノマーをグループ移動重合する工程、及び一般式(6)で表される極性モノマーをグループ移動重合する工程を有する方法により製造することができる。すなわち、本発明のジブロック型共重合体は、一般式(4)で表される化合物を開始剤として、一般式(5)で表されるモノマーと、一般式(6)で表される極性モノマーとを、順次グループ移動重合することで合成することができ、一般式(5)で表されるモノマーと一般式(6)で表される極性モノマーとのグループ移動重合の順番を問わないものである。
表1〜2に示す処方によってビーズミルを用いてスラリーを調製後、粘度を測定した。単位はmPa・sである。
なお、粘度はJIS K 7117−1:1999記載の方法により、B型粘度計(TVB−10型、東機産業製)を用いて測定した25℃の値である。
Claims (10)
- 下記式[I]で示されるシリコーングラフト共重合体ブロック及び下記式[II]で示される極性共重合体ブロックで主鎖を構成し、
主鎖の一方の末端構造が式[III]で表されるものであり、他方の末端構造が式[IV]で表されるものであるジブロック型共重合体。
R1は水素原子又はメチル基を示し、
Aは下記一般式(1)で表されるオルガノポリシロキサン含有基又は下記一般式(2)で表されるオルガノポリシロキサン含有基を示し、
n1は繰り返し単位の数を示し、1≦n1≦50である。)
一般式(1)中、
Zは2価の有機基を示し、
R2はそれぞれ独立に炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基を示し、
R3は炭素数1〜10の飽和炭化水素基を示し、
mは0〜100の数を示す。)
一般式(2)及び一般式(3)中、iは樹枝状構造の各階層の番号を表し、1からcまでの各整数であり、
一般式(2)中、
Liは一般式(3)で表されるシリルオルガノ基であり、iは1である。
一般式(3)中、
Zは2価の有機基を示し、
R4は炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基を示し、
R5は炭素数1〜8のアルキル基又はフェニル基を示し、
Li+1は、階層iがc未満(最上階層未満)のとき、一般式(3)で表されるシリルオルガノ基Liであり、階層i=c(最上階層)のとき、水素原子、炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基であり、
aiは階層iにおけるOR4基の数を示し、0〜3の範囲の数である。)
R1は水素原子またはメチル基を示し、
Bは−OB'、−NH2及び−OHから選ばれるいずれかの基(B'は炭素数1〜20のポリオキシアルキレン基、−C(O)−、−O−、−S−、及び−NR−(Rは水素原子又は炭素数1〜20の一価炭化水素基を示す)から選ばれる1種又は2種以上の2価の基を有する、炭素数1〜20の一価炭化水素基を示す。)を示し、
n2は繰り返し単位の数を示し、1≦n2≦50である。)
R6は炭素数1〜4のアルキル基を示し、
R7は互いに独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
R1は水素原子又はメチル基を示し、
Xは上記式[I]中のA又は式[II]中のBで示されるものを示す。) - 一般式(2)及び一般式(3)中のZで表される2価の有機基が炭素数2〜12の飽和炭化水素基である請求項1又は2に記載のジブロック型共重合体。
- n2/n1が0.02〜10である請求項1〜3のいずれか1項に記載のジブロック型共重合体。
- 一般式(4)で表される化合物を開始剤として、
一般式(5)で表されるモノマーをグループ移動重合する工程、及び
一般式(6)で表される極性モノマーをグループ移動重合する工程、
を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のジブロック型共重合体の製造方法。
R6はそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基を示し、
R7は互いに独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
R1は水素原子又はメチル基を示し、
Aは一般式(1)で表されるオルガノポリシロキサン含有基又は一般式(2)で表されるオルガノポリシロキサン含有基を示す。)
一般式(1)中、
Zは2価の有機基を示し、
R2はそれぞれ独立に炭素数1〜10の飽和炭化水素基またはフェニル基を示し、
R3は炭素数1〜10の飽和炭化水素基を示し、
mは0〜100の数を示す。)
一般式(2)及び一般式(3)中、iは樹枝状構造の各階層の番号を表し、1からcまでの各整数であり、
一般式(2)中、
Liは一般式(3)で表されるシリルオルガノ基であり、iは1である。
一般式(3)中、
Zは2価の有機基を示し、
R4は炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基を示し、
R5は炭素数1〜8のアルキル基またはフェニル基を示し、
Li+1は、階層iがc未満(最上階層未満)のとき、一般式(3)で表されるシリルオルガノ基Liであり、階層i=c(最上階層)のとき、水素原子、炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はフェニル基であり、
aiは階層iにおけるOR4基の数を示し、0〜3の範囲の数である。)
R1は水素原子又はメチル基を示し、Bは−OB'、−NH2及び−OHから選ばれるいずれかの基(B'は炭素数1〜20のポリオキシアルキレン基、−C(O)−、−O−、−S−、及び−NR−(Rは水素原子又は炭素数1〜20の一価炭化水素基を示す)から選ばれる1種又は2種以上の2価の基を有する、炭素数1〜20の一価炭化水素基を示す。)である。) - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のジブロック型共重合体からなる粉体用表面処理剤。
- 請求項8に記載の粉体用表面処理剤により処理された粉体及び油剤を含有する分散体。
- 請求項9に記載の分散体を含有する化粧料組成物、塗料組成物、又はインキ組成物。
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