JP2021187916A - Polysiloxane copolymer and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリシロキサン系共重合体とその製造方法に関する。 The present invention relates to a polysiloxane-based copolymer and a method for producing the same.
ポリシロキサン系の重合体は、耐熱性や耐久性、柔軟性の付与などの優れた特性を示すことから、化粧品、接着剤、塗料、電子材料向けの改質剤、離型剤や低応力剤などの幅広い用途で利用されている。しかしながら、ポリシロキサン系の重合体は、樹脂や無機材料との接着性が不十分という課題があった。 Polysiloxane-based polymers exhibit excellent properties such as heat resistance, durability, and flexibility, so they are cosmetics, adhesives, paints, modifiers for electronic materials, mold release agents, and low-stress agents. It is used in a wide range of applications such as. However, the polysiloxane-based polymer has a problem of insufficient adhesiveness to resins and inorganic materials.
そこで、複数のモノマーを共重合する分子設計で、機能改善の検討が行われてきた。例えば、ポリシロキサン骨格を有するモノマーに、ポリアルキレングリコール骨格を有するモノマーとメタクリル酸メチルを共重合させる方法(特許文献1)や、ポリシロキサン骨格を有するモノマー、ポリアルキレングリコール骨格を有するモノマー、アクリルアミド、およびアクリル酸の4成分の共重合体(特許文献2)などが開示されている。 Therefore, studies have been conducted on functional improvement in molecular design in which a plurality of monomers are copolymerized. For example, a method of copolymerizing a monomer having a polysiloxane skeleton with a monomer having a polyalkylene glycol skeleton and methyl methacrylate (Patent Document 1), a monomer having a polysiloxane skeleton, a monomer having a polyalkylene glycol skeleton, acrylamide, and the like. And a copolymer of four components of acrylic acid (Patent Document 2) and the like are disclosed.
しかしながら、特許文献1に記載されている共重合体は、樹脂との分子間相互作用が不十分であり、また、特許文献2に記載されている共重合体は、化粧品用途向けであった。 However, the copolymer described in Patent Document 1 has insufficient intramolecular interaction with the resin, and the copolymer described in Patent Document 2 is intended for cosmetic use.
本発明は、樹脂に配合した際に柔軟性の付与と接着性の向上を両立する低応力剤用の共重合体、及びその熱硬化性樹脂組成物の提供を課題とする。 An object of the present invention is to provide a copolymer for a low stress agent, which imparts flexibility and improves adhesiveness when blended in a resin, and a thermosetting resin composition thereof.
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、下記の発明に至った。本発明は、
「<1>下記一般式(1)で表されるシロキサン系モノマー[A]、下記一般式(2)で表されるポリアルキレングリコール系モノマー[B]、および下記一般式(3)で表されるアクリル系モノマー[C]からなる共重合体であって、共重合体を100質量%として、前記アクリル系モノマー[C]由来の含有量が40質量%未満であり、官能基含有量が0.1〜3.0mmol/gであることを特徴とする共重合体;
As a result of diligent studies by the present inventors in order to solve the above problems, the following inventions have been reached. The present invention
"<1> The siloxane-based monomer [A] represented by the following general formula (1), the polyalkylene glycol-based monomer [B] represented by the following general formula (2), and the following general formula (3). It is a copolymer composed of an acrylic monomer [C], and the content derived from the acrylic monomer [C] is less than 40% by mass and the functional group content is 0, where the copolymer is 100% by mass. A copolymer characterized by being 1 to 3.0 mmol / g;
なお、nは5〜200の繰返し単位数を表す。R1は水素原子、または炭素数1〜3のアルキル基、R2は炭素数1〜4のアルキレン基、R3は水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、またはフェニル基を表す。 In addition, n represents the number of repetition units of 5 to 200. R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 2 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a phenyl group.
なお、mは3〜300の繰返し単位数を表す。R4は水素原子、または炭素数1〜3のアルキル基、R5は炭素数1〜5のアルキレン基、R6は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基を表す。 In addition, m represents the number of repetition units of 3 to 300. R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 5 represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
なお、Xは酸素原子または−NR8−を表し、R7は水素原子、または炭素数1〜3のアルキル基、R8は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、エチルグリシジルエーテル基、プロピルグリシジルエーテル基、ブチルグリシジルエーテル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基、または4−ヒドロキシブチル基を表す。
<2>カルボキシル基、水酸基、アミド基およびエポキシ基から選ばれるいずれかの官能基を有する、<1>に記載の共重合体。
<3>重量平均分子量が5,000〜500,000である、<1>または<2>に記載の共重合体。
<4>前記モノマー[C]が、少なくともアクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸2−ヒドロキシエチルやメタクリル酸2−ヒドロキシエチルから選ばれる1種以上である、<1>〜<3>のいずれかに記載の共重合体。
<5><1>〜<4>のいずれかに記載の共重合体を含む、熱硬化性樹脂組成物。」である。
Incidentally, X is an oxygen atom or -NR 8 - represents, R 7 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,, R 8 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, ethyl glycidyl ether group, Represents a propyl glycidyl ether group, a butyl glycidyl ether group, a 2-hydroxyethyl group, a 3-hydroxypropyl group, or a 4-hydroxybutyl group.
<2> The copolymer according to <1>, which has any functional group selected from a carboxyl group, a hydroxyl group, an amide group and an epoxy group.
<3> The copolymer according to <1> or <2>, which has a weight average molecular weight of 5,000 to 500,000.
<4> The monomer [C] is at least one selected from acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate. The copolymer according to any one of <1> to <3>.
<5> A thermosetting resin composition containing the copolymer according to any one of <1> to <4>. ".
本発明によれば、樹脂に配合した際に柔軟性の付与と接着性の向上を両立する低応力剤用の共重合体、及びそのエポキシ樹脂組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a copolymer for a low stress agent, which imparts flexibility and improves adhesiveness when blended in a resin, and an epoxy resin composition thereof.
本発明における共重合体は、シロキサン系モノマー[A]、ポリアルキレングリコール系モノマー[B]、アクリル系モノマー[C]からなる共重合体であって、共重合体を100質量%として、前記アクリル系モノマー[C]が40質量%未満であり、官能基含有量が0.1〜3.0mmol/gであることを特徴とする。 The copolymer in the present invention is a copolymer composed of a siloxane-based monomer [A], a polyalkylene glycol-based monomer [B], and an acrylic-based monomer [C], and the copolymer is 100% by mass, and the acrylic is described. The system monomer [C] is less than 40% by mass, and the functional group content is 0.1 to 3.0 mmol / g.
シロキサン系モノマー[A]は、ラジカル重合性を有し、一般式(1)で表される。同モノマーによって、樹脂への柔軟性の効果が付与されるが接着性は低下する。 The siloxane-based monomer [A] has radical polymerizable properties and is represented by the general formula (1). The monomer imparts the effect of flexibility to the resin, but reduces the adhesiveness.
なお、nは5〜200の繰返し単位数を表す。nの下限値としては、7以上が好ましく、10以上がさらに好ましく、12以上が特に好ましい。また、nの上限値としては、150以下が好ましく、100以下がより好ましく、70以下が特に好ましい。R1は水素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表し、反応性に優れることから水素原子またはメチル基であることが好ましい。R2は炭素数1〜4のアルキレン基を表し、R2はエチル基またはプロピル基であることが好ましい。R3は水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、またはフェニル基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。R3は他ユニットとの親和性に優れることからメチル基またはフェニル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。前記シロキサン系モノマー[A]の具体例としては、JNC株式会社から市販されている“サイラプレーン”(登録商標)FM−0711、FM−0721、FM−0725、信越化学工業株式会社から市販されているX−22−174ASX、X−22−174BX、KF−2012、X−22−2426、X−22−2404等が挙げられる。前記シロキサン系モノマー[A]は2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 In addition, n represents the number of repetition units of 5 to 200. The lower limit of n is preferably 7 or more, more preferably 10 or more, and particularly preferably 12 or more. The upper limit of n is preferably 150 or less, more preferably 100 or less, and particularly preferably 70 or less. R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and is preferably a hydrogen atom or a methyl group because of its excellent reactivity. R 2 represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is preferably an ethyl group or a propyl group. R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a phenyl group, and may be the same or different from each other. R 3 is preferably a methyl group or a phenyl group, and more preferably a methyl group, because it has an excellent affinity with other units. Specific examples of the siloxane-based monomer [A] include "Silaplane" (registered trademark) FM-0711, FM-0721, FM-0725, which are commercially available from JNC Corporation, and Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Examples thereof include X-22-174ASX, X-22-174BX, KF-2012, X-22-2426, X-22-2404 and the like. The siloxane-based monomer [A] may be used in combination of two or more.
本発明のポリアルキレングリコール系モノマー[B]は、ラジカル重合性を有し、一般式(2)で表される。本モノマーによって、共重合体の樹脂への分散性が向上し、柔軟性と接着性を向上できる。 The polyalkylene glycol-based monomer [B] of the present invention has radical polymerizable properties and is represented by the general formula (2). With this monomer, the dispersibility of the copolymer in the resin can be improved, and the flexibility and adhesiveness can be improved.
なお、R5は炭素数1〜5のアルキレン基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。R5の好ましい炭素数は2、3、または4である。R6は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基を表し、樹脂との親和性に優れることから水素原子またはメチル基であることが好ましい。なお、R6が水素原子である場合、共重合体は水酸基を有することになる。前記ポリアルキレングリコール系モノマー[B]の具体例としては、第一工業製薬株式会社から市販されている“ニューフロンティア”(登録商標)ME−3、ME−4S、MPE−600、日立化成株式会社から市販されている“ファンクリル”(登録商標)FA−400M、新中村化学工業株式会社から市販されている“NKエステル”(登録商標)AM−90G、AM−130G、M−90G、M−230G、共栄社化学株式会社から市販されている“ライトエステル”(登録商標)BC、130MA、041MA、“ライトアクリレート”(登録商標)MTG−A、130A、などが挙げられる。前記ポリアルキレングリコール系モノマー[B]は2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 In addition, R 5 represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and may be the same or different from each other. Preferred number of carbon atoms in R 5 is 2, 3, or 4. R 6 represents a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and is preferably a hydrogen atom or a methyl group because of its excellent affinity with the resin. When R 6 is a hydrogen atom, the copolymer has a hydroxyl group. Specific examples of the polyalkylene glycol-based monomer [B] include "New Frontier" (registered trademark) ME-3, ME-4S, MPE-600, and Hitachi Chemical Co., Ltd., which are commercially available from Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. "Funkril" (registered trademark) FA-400M marketed from, "NK ester" (registered trademark) AM-90G, AM-130G, M-90G, M- commercially available from Shin Nakamura Chemical Industry Co., Ltd. Examples thereof include 230G, "light ester" (registered trademark) BC, 130MA, 041MA, and "light acrylate" (registered trademark) MTG-A, 130A, which are commercially available from Kyoeisha Chemical Co., Ltd. The polyalkylene glycol-based monomer [B] may be used in combination of two or more.
mは3〜300の繰返し単位数を表す。mの下限値としては、5以上が好ましく、7以上がより好ましく、10以上が特に好ましい。また、mの上限値としては、90以下が好ましく、80以下がより好ましく、70以下が特に好ましい。 m represents the number of repeating units from 3 to 300. As the lower limit of m, 5 or more is preferable, 7 or more is more preferable, and 10 or more is particularly preferable. The upper limit of m is preferably 90 or less, more preferably 80 or less, and particularly preferably 70 or less.
本発明のアクリル系モノマー[C]は、ラジカル重合性を有し、一般式(3)で表される。同モノマーによって、接着強度が向上するが、柔軟性は損なわれる。 The acrylic monomer [C] of the present invention has radical polymerizable properties and is represented by the general formula (3). The monomer improves the adhesive strength but impairs the flexibility.
なお、Xは酸素原子または−NR8−を表す。R7は水素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表し、水素原子またはメチル基であることが好ましい。R8は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、エチルグリシジルエーテル基、プロピルグリシジルエーテル基、ブチルグリシジルエーテル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基、または4−ヒドロキシブチル基を表し、エポキシ樹脂組成物の成形品を低弾性率化できることからエチル基、プロピル基、ブチル基であることが好ましく、共重合体のTgが低下して、本発明の共重合体を含むエポキシ樹脂組成物をガラスや金属などの無機材料上に成形した際の接着性が向上することからプロピル基、ブチル基がより好ましい。また、R8が水素原子、エチルグリシジルエーテル基、プロピルグリシジルエーテル基、ブチルグリシジルエーテル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基、または4−ヒドロキシブチル基である場合には、共重合体が官能基を有し、柔軟性を損なうことなく、樹脂との接着性が向上する。 Incidentally, X is an oxygen atom or -NR 8 - represents a. R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and is preferably a hydrogen atom or a methyl group. R 8 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an ethyl glycidyl ether group, a propyl glycidyl ether group, a butyl glycidyl ether group, a 2-hydroxyethyl group, a 3-hydroxypropyl group, or a 4-hydroxybutyl group. , Ethyl group, propyl group, and butyl group are preferable because the molded product of the epoxy resin composition can have a low elastic ratio, and the T g of the copolymer is lowered, so that the epoxy resin containing the copolymer of the present invention is contained. Propyl groups and butyl groups are more preferable because the adhesiveness when the composition is molded on an inorganic material such as glass or metal is improved. When R 8 is a hydrogen atom, an ethyl glycidyl ether group, a propyl glycidyl ether group, a butyl glycidyl ether group, a 2-hydroxyethyl group, a 3-hydroxypropyl group, or a 4-hydroxybutyl group, a copolymer. Has a functional group, and the adhesiveness with the resin is improved without impairing the flexibility.
本発明の官能基を共重合体に導入するために、アクリル系モノマー[C]は、少なくともアクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸2−ヒドロキシエチルやメタクリル酸2−ヒドロキシエチルから選ばれる1種以上が含まれる。官能基含有量は、0.1〜3.0mmol/gであることで、柔軟性と接着強度を両立することが可能になる。特に共重合体の熱硬化性樹脂への分散性が向上することで、少量のアクリル系モノマー[C]の共重合にも関わらず、大幅に接着強度が改善し、柔軟性も両立できることがわかった。熱硬化性樹脂との接着性が向上することから、官能基含有量の下限値は、0.2mmol/g以上であることが好ましく、0.3mmol/g以上であることがより好ましく、0.4mmol/g以上がさらに好ましい。また、官能基含有量が3.0mmol/gより多い場合、柔軟性が悪化するため、官能基含有量の上限値は、2.0mmol/g以下が好ましく、1.5mmol/g以下がより好ましく、1.0mmol/g以下がさらに好ましく、0.8mmol/g以下が特に好ましい。 In order to introduce the functional group of the present invention into the copolymer, the acrylic monomer [C] may contain at least acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylic acid, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate and the like. It contains one or more selected from 2-hydroxyethyl methacrylate. When the functional group content is 0.1 to 3.0 mmol / g, it is possible to achieve both flexibility and adhesive strength. In particular, it was found that by improving the dispersibility of the copolymer in the thermosetting resin, the adhesive strength is significantly improved and the flexibility is compatible, despite the copolymerization of a small amount of the acrylic monomer [C]. rice field. The lower limit of the functional group content is preferably 0.2 mmol / g or more, more preferably 0.3 mmol / g or more, and 0. 4 mmol / g or more is more preferable. Further, when the functional group content is more than 3.0 mmol / g, the flexibility is deteriorated. Therefore, the upper limit of the functional group content is preferably 2.0 mmol / g or less, more preferably 1.5 mmol / g or less. , 1.0 mmol / g or less is more preferable, and 0.8 mmol / g or less is particularly preferable.
本発明の共重合体の官能基は、熱硬化性樹脂との親和性が向上することから、カルボキシル基、水酸基、アミド基またはエポキシ基から選ばれるいずれかであり、2種類以上であってもよい。熱硬化性樹脂との接着性向上の観点から、カルボキシル基、エポキシ基が好ましく、柔軟性の付与からカルボキシル基が最も好ましい。従って、好ましいアクリル系モノマー[C]としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルであり、特にアクリル酸、メタクリル酸である。これら含有量は既知の方法で定量することができる。具体的には、共重合体の官能基がカルボキシル基である場合、JISK0070に準じ、共重合体をテトラヒドロフランに溶解させ、0.1mol/Lのアルコール性水酸化カリウムでフェノールフタレインを指示薬として滴定し、算出する。また、水酸基である場合、JISK0070に準ずる方法にて、エポキシ基である場合JISK7236に準ずる方法にて定量する。 The functional group of the copolymer of the present invention is selected from a carboxyl group, a hydroxyl group, an amide group or an epoxy group because the affinity with the thermosetting resin is improved, and even if there are two or more of them. good. Carboxyl groups and epoxy groups are preferable from the viewpoint of improving the adhesiveness with the thermosetting resin, and carboxyl groups are most preferable from the viewpoint of imparting flexibility. Therefore, preferable acrylic monomer [C] is acrylic acid, methacrylic acid, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, and particularly acrylic acid and methacrylic acid. These contents can be quantified by known methods. Specifically, when the functional group of the copolymer is a carboxyl group, the copolymer is dissolved in tetrahydrofuran according to JISK0070 and titrated with 0.1 mol / L alcoholic potassium hydroxide using phenolphthalein as an indicator. And calculate. If it is a hydroxyl group, it is quantified by a method according to JISK0070, and if it is an epoxy group, it is quantified by a method according to JISK7236.
前記アクリル系モノマー[C]の他の具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル等が挙げられる。これらアクリル系モノマー[C]は2種類以上を組み合わせて用いてもよい。柔軟性も損なわない点から、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチルが特に好ましい。 Other specific examples of the acrylic monomer [C] include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate and the like. .. Two or more kinds of these acrylic monomers [C] may be used in combination. Butyl acrylate and butyl methacrylate are particularly preferable because they do not impair flexibility.
本発明の共重合体は、共重合体を100質量%として、前記アクリル系モノマー[C]由来の含有量が40質量%未満である。本範囲としても、共重合体に十分な接着強度を付与でき、柔軟性との両立が可能になる。より柔軟性を向上できる観点から、好ましくは30質量%未満、特に好ましくは20質量%未満、さらに好ましくは14質量%未満である。 The copolymer of the present invention has a copolymer content of 100% by mass and a content derived from the acrylic monomer [C] of less than 40% by mass. Even within this range, sufficient adhesive strength can be imparted to the copolymer, and both flexibility and flexibility can be achieved. From the viewpoint of further improving flexibility, it is preferably less than 30% by mass, particularly preferably less than 20% by mass, and even more preferably less than 14% by mass.
更に本発明において、シロキサン系モノマー[A]由来の含有量は、共重合体を100質量%として、10〜90質量%である。前記シロキサン系モノマー[A]由来の含有量が10質量%未満である場合、柔軟性が低下するため、下限値は、20質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましい。また、[A]由来の含有量が90質量%以上の場合、接着性が低下するため、[A]由来の含有量の上限値は、70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましい。 Further, in the present invention, the content derived from the siloxane-based monomer [A] is 10 to 90% by mass with the copolymer as 100% by mass. When the content derived from the siloxane-based monomer [A] is less than 10% by mass, the flexibility is lowered, so that the lower limit is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more. Further, when the content derived from [A] is 90% by mass or more, the adhesiveness is lowered, so that the upper limit of the content derived from [A] is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less. ..
本発明の共重合体の重量平均分子量は、5,000以上500,000以下であることが好ましい。重量平均分子量が5,000より小さい場合は、共重合体としての靭性が低くなるため、成形品の靱性も低下する。重量平均分子量の下限値は好ましくは5,000以上であり、より好ましくは7,000以上であり、より好ましくは、10,000以上であり、さらに好ましくは12,000以上であり、特に好ましくは15,000以上である。また、重量平均分子量が500,000より大きい場合は、共重合体の粘度が上昇し、流動性が悪化する傾向にある。さらに、共重合体を含むエポキシ樹脂組成物から成形品を得る際、成形時に金型の細部にまで浸透させることができず、成形不良の原因となるため好ましくない。重量平均分子量の上限は、好ましくは500,000以下であり、より好ましくは100,000以下であり、より好ましくは70,000以下であり、さらに好ましくは50,000以下である。 The weight average molecular weight of the copolymer of the present invention is preferably 5,000 or more and 500,000 or less. When the weight average molecular weight is smaller than 5,000, the toughness of the copolymer is lowered, so that the toughness of the molded product is also lowered. The lower limit of the weight average molecular weight is preferably 5,000 or more, more preferably 7,000 or more, more preferably 10,000 or more, still more preferably 12,000 or more, and particularly preferably 12,000 or more. It is over 15,000. When the weight average molecular weight is larger than 500,000, the viscosity of the copolymer tends to increase and the fluidity tends to deteriorate. Further, when a molded product is obtained from an epoxy resin composition containing a copolymer, it cannot penetrate into the details of the mold at the time of molding, which causes molding defects, which is not preferable. The upper limit of the weight average molecular weight is preferably 500,000 or less, more preferably 100,000 or less, still more preferably 70,000 or less, still more preferably 50,000 or less.
なお、ここで言う共重合体の重量平均分子量とは、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定し、ポリメタクリル酸メチルで換算した重量平均分子量を指す。 The weight average molecular weight of the copolymer referred to here refers to the weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography using tetrahydrofuran (THF) as a solvent and converted into methyl polymethacrylate.
前記[A]〜[C]を反応させる方法としては、公知のラジカル重合法が挙げられる。ラジカル重合は、有機溶媒中でラジカルを発生する重合開始剤を用いることで重合させることができる。重合開始剤は加熱によりラジカルを発生する化合物であれば特に限定しないが、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)やなどのアゾ化合物や、ジ−tert−ブチルペルオキシド、tert−ブチルヒドロペルオキシド、過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンペルオキシドなどの有機過酸化物などが挙げられる。有機溶媒としては、前記[A]〜[C]を溶解させるものであれば特に限定しないが、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、2−メチルナフタレンヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、シクロヘキサン、流動パラフィンなどの炭化水素系溶媒、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸ブチル、アセト酢酸エチル等のエステル系溶媒、クロロホルム、ブロモホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、クロロベンゼン、2,6−ジクロロトルエン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノール等のハロゲン化炭化水素系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、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(DMA)、プロピレンカーボネート、トリメチルリン酸、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルホラン等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。これら有機溶媒は1種類でも2種以上を混合して用いてもよい。また、溶媒の除去は、蒸留や再沈殿法により行うことができる。 Examples of the method for reacting [A] to [C] include known radical polymerization methods. Radical polymerization can be carried out by using a polymerization initiator that generates radicals in an organic solvent. The polymerization initiator is not particularly limited as long as it is a compound that generates radicals by heating, but azo compounds such as azobisisobutyronitrile (AIBN), di-tert-butyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, and peroxides are used. Examples thereof include organic peroxides such as benzoyl and methyl ethyl ketone peroxide. The organic solvent is not particularly limited as long as it dissolves the above [A] to [C], but is an alcohol solvent such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol and butanol, toluene, xylene, benzene and 2-methylnaphthalene. Hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, octane, isooctane, decane, cyclohexane, liquid paraffin, ether solvents such as dimethyl ether, diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl butyl ketone. Ketone solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, butyl propionate, butyl butyrate, ethyl acetoacetate and other ester solvents, chloroform, bromoform, methylene chloride, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1, Halogenated hydrocarbon solvents such as 1,1-trichloroethane, chlorobenzene, 2,6-dichlorotoluene, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), Aprotons such as dimethylsulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA), propylene carbonate, trimethylphosphate, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane, etc. Examples include sex polar solvents. These organic solvents may be used alone or in admixture of two or more. Further, the solvent can be removed by distillation or a reprecipitation method.
停止剤や連鎖移動剤としては、ヒドロキノン、1,4−ベンゾキノン、tert−ブチルヒドロキノンなどが挙げられ、重合温度は、公知の範囲であれば適宜選択でき、50℃以上から120℃以下が一般的である。 Examples of the terminator and the chain transfer agent include hydroquinone, 1,4-benzoquinone, tert-butylhydroquinone and the like, and the polymerization temperature can be appropriately selected within a known range, and is generally 50 ° C. or higher to 120 ° C. or lower. Is.
本発明の共重合体は界面活性剤や樹脂改質剤などの各種添加剤として有用であるが、その中でも熱硬化性樹脂の低応力剤用に好適である。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂など公知の樹脂が挙げられる。特に共重合体を例えばエポキシ樹脂に添加することで、低応力化に重要なエポキシ樹脂組成物の弾性率を低減するだけでなく、親和性が高いため無機材料などとの接着性を向上することができる。特に、エポキシ樹脂を選択した場合に、エポキシ樹脂のエポキシ基や硬化剤の反応性基との親和性に優れるためにその効果は顕著となる。 The copolymer of the present invention is useful as various additives such as a surfactant and a resin modifier, and among them, it is suitable for a low stress agent of a thermosetting resin. Examples of the thermosetting resin include known resins such as epoxy resin, urethane resin, and melamine resin. In particular, by adding a copolymer to, for example, an epoxy resin, not only the elastic modulus of the epoxy resin composition, which is important for reducing stress, is reduced, but also the adhesiveness with an inorganic material is improved due to its high affinity. Can be done. In particular, when an epoxy resin is selected, its effect is remarkable because it has an excellent affinity with the epoxy group of the epoxy resin and the reactive group of the curing agent.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、共重合体と、エポキシ樹脂、硬化剤、および/または硬化促進剤を混合したものである。 The epoxy resin composition of the present invention is a mixture of a copolymer and an epoxy resin, a curing agent, and / or a curing accelerator.
本発明のエポキシ樹脂組成物中に含まれる、共重合体の好ましい量は、エポキシ樹脂100質量部に対し、0.1〜50質量部であり、好ましくは0.1〜40質量部であり、より好ましくは0.5〜30質量部であり、さらに好ましくは0.5〜20質量部である。エポキシ樹脂組成物に、この範囲の共重合体を含むことで、エポキシ樹脂組成物を硬化させたエポキシ樹脂硬化物において、効率よく内部応力を緩和させることができる。 The preferable amount of the copolymer contained in the epoxy resin composition of the present invention is 0.1 to 50 parts by mass, preferably 0.1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. It is more preferably 0.5 to 30 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 20 parts by mass. By including the copolymer in this range in the epoxy resin composition, the internal stress can be efficiently relieved in the cured epoxy resin composition obtained by curing the epoxy resin composition.
エポキシ樹脂としては、特に制限はされないが、例えば、水酸基を有する化合物とエピクロロヒドリンから得られるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、アミノ基を有する化合物とエピクロロヒドリンから得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、カルボキシル基を有する化合物とエピクロロヒドリンから得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、二重結合を有する化合物を酸化することにより得られる脂環式エポキシ樹脂、あるいはこれらから選ばれる2種類以上のタイプの基が分子内に混在するエポキシ樹脂などが用いられる。 The epoxy resin is not particularly limited, and for example, a glycidyl ether type epoxy resin obtained from a compound having a hydroxyl group and epichlorohydrin, a glycidylamine type epoxy resin obtained from a compound having an amino group and epichlorohydrin, and the like. A glycidyl ester type epoxy resin obtained from a compound having a carboxyl group and epichlorohydrin, an alicyclic epoxy resin obtained by oxidizing a compound having a double bond, or two or more types of groups selected from these. Epoxy resin or the like mixed in the molecule is used.
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノールAとエピクロロヒドリンの反応により得られるビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールFとエピクロロヒドリンの反応により得られるビスフェノールF型エポキシ樹脂、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンとエピクロロヒドリンの反応により得られるビスフェノールS型エポキシ樹脂、4,4’−ビフェノールとエピクロロヒドリンとの反応により得られるビフェニル型エポキシ樹脂、レゾルシノールとエピクロロヒドリンの反応により得られるレゾルシノール型エポキシ樹脂、フェノールとエピクロロヒドリンの反応により得られるフェノールノボラック型エポキシ樹脂、その他ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、およびこれらの位置異性体やアルキル基やハロゲンでの置換体が挙げられる。 Specific examples of the glycidyl ether type epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin obtained by the reaction of bisphenol A and epichlorohydrin, bisphenol F type epoxy resin obtained by the reaction of bisphenol F and epichlorohydrin, 4,4. '-Bisphenol S-type epoxy resin obtained by the reaction of dihydroxydiphenyl sulfone and epichlorohydrin, 4,4'-Biphenyl-type epoxy resin obtained by the reaction of biphenol and epichlorohydrin, resorcinol and epichlorohydrin Resolsinol type epoxy resin obtained by reaction, phenol novolac type epoxy resin obtained by reaction of phenol and epichlorohydrin, other polyethylene glycol type epoxy resin, polypropylene glycol type epoxy resin, and their positional isomers, alkyl groups and halogens. Examples include the substitution product in.
グリシジルアミン型エポキシ樹脂の具体例としては、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン類、アミノフェノールのグリシジル化合物類、グリシジルアニリン類、およびキシレンジアミンのグリシジル化合物などが挙げられる。 Specific examples of the glycidylamine type epoxy resin include tetraglycidyldiaminodiphenylmethanes, glycidyl compounds of aminophenol, glycidylanilines, and glycidyl compounds of xylene diamine.
グリシジルエステル型エポキシ樹脂の具体例としては、フタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸ジグリシジルエステル、および、これらの各種異性体が挙げられる。 Specific examples of the glycidyl ester type epoxy resin include phthalic acid diglycidyl ester, hexahydrophthalic acid diglycidyl ester, isophthalic acid diglycidyl ester, dimer acid diglycidyl ester, and various isomers thereof.
エポキシ樹脂としては、耐熱性、および靱性の点からビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂およびビスフェノールS型エポキシ樹脂から選ばれた樹脂が好ましく、ビフェニル型エポキシ樹脂またはビスフェノールA型エポキシ樹脂がより好ましく、ビフェニル型エポキシ樹脂がさらに好ましい。上記エポキシ樹脂は単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。 As the epoxy resin, a resin selected from a biphenyl type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin and a bisphenol S type epoxy resin is preferable from the viewpoint of heat resistance and toughness, and the biphenyl type epoxy resin or bisphenol A is preferable. The type epoxy resin is more preferable, and the biphenyl type epoxy resin is further preferable. The epoxy resin may be used alone or in combination of two or more.
硬化剤としては、ジエチレントリアミンやトリエチレンテトラミンなどの脂肪族ポリアミン系硬化剤;メンセンジアミンやイソホロンジアミンなどの脂環族ポリアミン系硬化剤;ジアミノジフェニルメタンやm−フェニレンジアミンなどの芳香族ポリアミン系硬化剤;ポリアミド、変性ポリアミン、無水フタル酸、無水ピロメリット酸や無水トリメリット酸などの酸無水物系硬化剤;フェノールノボラック樹脂やフェノールアラルキル樹脂などのポリフェノール系硬化剤;ポリメルカプタン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2−エチル−4−メチルイミダゾールや2−フェニル−4−メチルイミダゾールなどのアニオン型触媒;3フッ化ホウ素・モノエチルアミン錯体などのカチオン型触媒;ジシアンジアミド、芳香族ジアゾニウム塩やモレキュラーシーブなどの潜在型硬化剤などが挙げられる。 Examples of the curing agent include aliphatic polyamine-based curing agents such as diethylenetriamine and triethylenetetramine; alicyclic polyamine-based curing agents such as mensendiamine and isophoronediamine; aromatic polyamine-based curing agents such as diaminodiphenylmethane and m-phenylenediamine. Acid anhydride-based curing agents such as polyamide, modified polyamines, phthalic anhydride, pyromellitic anhydride and trimellitic anhydride; polyphenol-based curing agents such as phenol novolac resin and phenolaromatic resin; polymercaptan, 2, 4, 6 -Anionic catalysts such as tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2-ethyl-4-methylimidazole and 2-phenyl-4-methylimidazole; cationic catalysts such as boron trifluoride-monoethylamine complex; dicyandiamides, aromatics Examples thereof include latent curing agents such as diazonium salts and molecular sieves.
特に機械物性に優れたエポキシ樹脂硬化物を与えるという面で、芳香族アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤およびポリフェノール系硬化剤から選ばれた硬化剤が好ましく用いられる。 In particular, a curing agent selected from an aromatic amine-based curing agent, an acid anhydride-based curing agent, and a polyphenol-based curing agent is preferably used in terms of providing a cured epoxy resin having excellent mechanical properties.
芳香族系アミン硬化剤の具体例を挙げると、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、メタキシリレンジアミン、ジフェニル−p−ジアニリンやこれらのアルキル置換体などの各種誘導体やアミノ基の位置の異なる異性体が挙げられる。 Specific examples of aromatic amine curing agents include metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl sulfone, m-xylylenediamine, diphenyl-p-dianiline, various derivatives such as diphenyl-p-dianiline and alkyl substituents thereof, and the position of amino groups. Different isomers can be mentioned.
酸無水物系硬化剤の具体例を挙げると、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。 Specific examples of the acid anhydride-based curing agent include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylnadic acid anhydride, hydride methylnadic acid anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, and tetrahydrophthalic anhydride. Examples thereof include acid, hexahydrophthalic anhydride, dodecenylphthalic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride and the like.
ポリフェノール系硬化剤の具体例としては、フェノールアラルキル樹脂、1−ナフトールアラルキル樹脂、o−クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、ナフトールノボラック型樹脂などが挙げられる。 Specific examples of the polyphenol-based curing agent include phenol aralkyl resin, 1-naphthol aralkyl resin, o-cresol novolac epoxy resin, dicyclopentadienephenol resin, terpenephenol resin, naphthol novolak type resin and the like.
硬化剤の添加量の最適値は、エポキシ樹脂、および硬化剤の種類により異なるが、硬化剤の化学量論的な当量比が、エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ基に対して0.5〜1.4の間にあることが好ましく、0.6〜1.4であることがより好ましい。当量比が、0.5よりも小さい場合、硬化反応が十分に起こらず、硬化不良が発生したり、硬化反応に長時間を要したりする場合がある。当量比が、1.4よりも大きい場合は、硬化時に消費されなかった硬化剤が欠陥となり、機械物性を低下させることがある。 The optimum value of the amount of the curing agent added depends on the epoxy resin and the type of the curing agent, but the stoichiometric equivalent ratio of the curing agent is 0.5 with respect to all the epoxy groups contained in the epoxy resin composition. It is preferably between 1 and 1.4, and more preferably between 0.6 and 1.4. When the equivalent ratio is smaller than 0.5, the curing reaction may not occur sufficiently, curing defects may occur, or the curing reaction may take a long time. When the equivalent ratio is larger than 1.4, the curing agent not consumed at the time of curing becomes a defect and may deteriorate the mechanical properties.
硬化剤はモノマーおよびオリゴマーのいずれの形でも使用でき、混合時は粉体、液体いずれの形態でも良い。これらの硬化剤は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、硬化促進剤を併用しても良い。 The curing agent can be used in either a monomer or oligomer form, and may be in either a powder or liquid form when mixed. These curing agents may be used alone or in combination of two or more. Further, a curing accelerator may be used in combination.
硬化促進剤としては、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7に代表されるアミン化合物系硬化促進剤;2−メチルイミダゾールや2−エチル−4−メチルイミダゾールに代表されるイミダゾール化合物系硬化促進剤;トリフェニルホスファイトに代表されるリン化合物系硬化促進剤等を用いることができる。なかでも、リン化合物系硬化促進剤が最も好ましい。 Examples of the curing accelerator include amine compound-based curing accelerators typified by 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7; imidazoles typified by 2-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole. Compound-based curing accelerator; A phosphorus compound-based curing accelerator typified by triphenylphosphite can be used. Of these, phosphorus compound-based curing accelerators are most preferable.
本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて、難燃剤、充填剤、着色剤、離型剤等などの各種添加剤を加えてもよい。 Various additives such as flame retardants, fillers, colorants, mold release agents and the like may be added to the epoxy resin composition of the present invention, if necessary.
本発明の共重合体の低応力化能は、エポキシ樹脂組成物の弾性率で評価することができ、低応力化能が高いほど、共重合体を使用しない場合に比べて、弾性率が低減する。なお、弾性率は、JIS K7171(2008)に準ずる方法で評価する。 The low stress reducing ability of the copolymer of the present invention can be evaluated by the elastic modulus of the epoxy resin composition, and the higher the low stress reducing ability, the lower the elastic modulus as compared with the case where the copolymer is not used. do. The elastic modulus is evaluated by a method according to JIS K7171 (2008).
本発明のエポキシ樹脂組成物は、無機材料に塗布後に硬化させることで優れた接着性を示す。接着性は、JISK6850に準ずる方法で評価することができる。 The epoxy resin composition of the present invention exhibits excellent adhesiveness by being applied to an inorganic material and then cured. The adhesiveness can be evaluated by a method according to JIS K6850.
次に、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例中、用いる測定方法は下記のとおりである。 Next, the present invention will be described in more detail based on examples. The present invention is not limited to these examples. The measurement methods used in the examples are as follows.
(1)官能基含有量の定量
共重合体がカルボキシル基を有する場合は、ブロック共重合体0.5gをテトラヒドロフラン10gに溶解し、0.1mol/Lのアルコール性水酸化カリウムでフェノールフタレインを指示薬として滴定し、カルボキシル基含有量を定量した。水酸基を含有する場合は、JISK0070に準ずる方法にて定量した。エポキシ基を有する場合は、JISK7236に準ずる方法にて定量した。
(1) Quantification of functional group content When the copolymer has a carboxyl group, 0.5 g of the block copolymer is dissolved in 10 g of tetrahydrofuran, and phenolphthalein is mixed with 0.1 mol / L alcoholic potassium hydroxide. It was titrated as an indicator and the carboxyl group content was quantified. When it contained a hydroxyl group, it was quantified by a method according to JISK0070. When it had an epoxy group, it was quantified by a method according to JISK7236.
(2)重量平均分子量の測定
共重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法を用いて、下記条件にて測定し、ポリメタクリル酸メチルによる検量線を用いて分子量を算出した。
装置:株式会社島津製作所 LC−20ADシリーズ
カラム:昭和電工株式会社 KF−806L×2
流速:1.0mL/min
移動相:テトラヒドロフラン
検出:示差屈折率計
カラム温度:40℃
(2) Measurement of weight average molecular weight The weight average molecular weight of the copolymer was measured under the following conditions using a gel permeation chromatography method, and the molecular weight was calculated using a calibration curve with polymethyl methacrylate.
Equipment: Shimadzu Corporation LC-20AD Series Column: Showa Denko Corporation KF-806L x 2
Flow rate: 1.0 mL / min
Mobile phase: Tetrahydrofuran Detection: Differential refractometer Column temperature: 40 ° C
(3)曲げ弾性率の評価
JIS K7171(2008)に準ずる方法で評価した。
(3) Evaluation of flexural modulus The evaluation was made by a method according to JIS K7171 (2008).
(4)接着性の評価
JISK6850(1999)に準ずる方法で評価した。
(4) Evaluation of Adhesiveness Evaluation was made by a method according to JISK6850 (1999).
[製造例1]
冷却管を据え付けたガラス反応容器に、シロキサン系モノマー[A](JNC株式会社製、“サイラプレーン”(登録商標)FM−0711)を50g(50mmol)、ポリアルキレングリコール系モノマー[B](“ライトエステル”(登録商標)041MA)を35g(24.6mmol)、アクリル系モノマー[C]としてアクリル酸(東京化成工業社製)を5g(69.4mmol)およびアクリル酸ブチル(東京化成工業社製)を10g(78.1mmol)、重合開始剤としてアゾイソブチロニトリル(東京化成工業社製)を0.5g(3.0mmol)、および有機溶媒としてイソプロパノール(東京化成工業社製)を50g入れ、窒素置換を行った。その後、80℃で8時間反応させて、室温に冷却した。エバポレーターおよび80℃の真空乾燥機にて有機溶媒を完全に除去し、共重合体を得た。[A]由来の含有量は50質量%、[B]由来の含有量は35質量%、[C]由来の含有量は15質量%であり、官能基含有量(カルボキシル基)は0.70mmol/g、重量平均分子量は58000であった。結果を表1に示す。
[Manufacturing Example 1]
50 g (50 mmol) of a siloxane-based monomer [A] (manufactured by JNC Co., Ltd., "Silaplane" (registered trademark) FM-0711) and a polyalkylene glycol-based monomer [B] ("" 35 g (24.6 mmol) of "light ester" (registered trademark) 041MA), 5 g (69.4 mmol) of acrylic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as an acrylic monomer [C] and butyl acrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) ), 0.5 g (3.0 mmol) of azoisobutyronitrile (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a polymerization initiator, and 50 g of isopropanol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as an organic solvent. , Nitrogen substitution was performed. Then, it reacted at 80 degreeC for 8 hours and cooled to room temperature. The organic solvent was completely removed by an evaporator and a vacuum dryer at 80 ° C. to obtain a copolymer. The content derived from [A] is 50% by mass, the content derived from [B] is 35% by mass, the content derived from [C] is 15% by mass, and the functional group content (carboxyl group) is 0.70 mmol. / G, weight average molecular weight was 58,000. The results are shown in Table 1.
[製造例2]
アクリル酸(東京化成工業株式会社製)5g(69.4mmol)を、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル(東京化成工業株式会社製)13g(65.0mmol)、アクリル酸ブチル(東京化成工業株式会社製)10g(78.1mmol)を2g(15.6mmol)に変えたこと以外は製造例1と同様にして、共重合体を得た。[A]由来の含有量は50質量%、[B]由来の含有量は35質量%、[C]由来の含有量は15質量%であり、官能基含有量(エポキシ基)は0.66mmol/g、重量平均分子量は50000であった。結果を表1に示す。
[Manufacturing Example 2]
Acrylic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 5 g (69.4 mmol), 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 13 g (65.0 mmol), butyl acrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) ) 10 g (78.1 mmol) was changed to 2 g (15.6 mmol), and a copolymer was obtained in the same manner as in Production Example 1. The content derived from [A] is 50% by mass, the content derived from [B] is 35% by mass, the content derived from [C] is 15% by mass, and the functional group content (epoxide group) is 0.66 mmol. / G, weight average molecular weight was 50,000. The results are shown in Table 1.
[製造例3]
アクリル酸(東京化成工業株式会社製)5g(69.4mmol)を、アクリル酸4−ヒドロキシブチル(東京化成工業株式会社製)10g(69.4mmol)、アクリル酸ブチル(東京化成工業株式会社製)10g(78.1mmol)を5g(39.1mmol)に変えたこと以外は製造例1と同様にして、共重合体を得た。[A]由来の含有量は50質量%、[B]由来の含有量は35質量%、[C]由来の含有量は15質量%であり、官能基含有量(水酸基)は0.68mmol/g、重量平均分子量は55000であった。結果を表1に示す。
[Manufacturing Example 3]
Acrylic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 5 g (69.4 mmol), 4-hydroxybutyl acrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 10 g (69.4 mmol), butyl acrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) A copolymer was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that 10 g (78.1 mmol) was changed to 5 g (39.1 mmol). The content derived from [A] is 50% by mass, the content derived from [B] is 35% by mass, the content derived from [C] is 15% by mass, and the functional group content (hydroxyl group) is 0.68 mmol /. The weight average molecular weight was 55,000. The results are shown in Table 1.
[参考例1]
冷却管を据え付けたガラス反応容器に、シロキサン系モノマー[A]として“サイラプレーン”(登録商標)FM−0711(JNC株式会社製)を50g(50mmol)、ポリアルキレングリコール系モノマー[B]として“ライトエステル”(登録商標)041MA(共栄社化学株式会社製)を35g(24.6mmol)、アクリル系モノマー[C]としてアクリル酸ブチル(東京化成工業株式会社製)を15g(117mmol)、重合開始剤としてアゾイソブチロニトリル(東京化成工業株式会社製)を0.5g(3.0mmol)、および有機溶媒としてイソプロパノール(東京化成工業株式会社製)を50g入れ、窒素置換を行った。その後、80℃で8時間反応させて、室温に冷却した。エバポレーターおよび80℃の真空乾燥機にて有機溶媒を完全に除去し、共重合体を得た。[A]由来の含有量は50質量%、[B]由来の含有量は35質量%、[C]由来の含有量は15質量%であり、官能基含有量は0mmol/g、重量平均分子量は48000であった。結果を表1に示す。
[Reference Example 1]
In a glass reaction vessel with a cooling tube installed, 50 g (50 mmol) of "Silaplane" (registered trademark) FM-0711 (manufactured by JNC Co., Ltd.) as a siloxane-based monomer [A] and "polyalkylene glycol-based monomer [B] as" 35 g (24.6 mmol) of "Light Ester" (registered trademark) 041MA (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 15 g (117 mmol) of butyl acrylate (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) as an acrylic monomer [C], a polymerization initiator. As a result, 0.5 g (3.0 mmol) of azoisobutyronitrile (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) and 50 g of isopropanol (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) as an organic solvent were added and subjected to nitrogen substitution. Then, it reacted at 80 degreeC for 8 hours and cooled to room temperature. The organic solvent was completely removed by an evaporator and a vacuum dryer at 80 ° C. to obtain a copolymer. The content derived from [A] is 50% by mass, the content derived from [B] is 35% by mass, the content derived from [C] is 15% by mass, the functional group content is 0 mmol / g, and the weight average molecular weight. Was 48,000. The results are shown in Table 1.
[参考例2]
冷却管を据え付けたガラス反応容器に、シロキサン系モノマー[A]として“サイラプレーン”(登録商標)FM−0711(JNC株式会社製)を50g(50mmol)、ポリアルキレングリコール系モノマー[B]として“ライトエステル”(登録商標)041MA(共栄社化学株式会社製)を5g(3.5mmol)、アクリル系モノマー[C]としてアクリル酸(東京化成工業株式会社製)を25g(347mmol)およびアクリル酸ブチル(東京化成工業株式会社製)を20g(156mmol)、重合開始剤としてアゾイソブチロニトリル(東京化成工業株式会社製)を0.5g(3.0mmol)、および有機溶媒としてイソプロパノール(東京化成工業株式会社製)を50g入れ、窒素置換を行った。その後、80℃で8時間反応させて、室温に冷却した。エバポレーターおよび80℃の真空乾燥機にて有機溶媒を完全に除去し、共重合体を得た。[A]由来の含有量は50質量%、[B]由来の含有量は5質量%、[C]由来の含有量は45質量%であり、官能基含有量(カルボキシル基)は3.5mmol/g、重量平均分子量は59000であった。結果を表1に示す。
[Reference Example 2]
In a glass reaction vessel with a cooling tube installed, 50 g (50 mmol) of "Silaplane" (registered trademark) FM-0711 (manufactured by JNC Co., Ltd.) as a siloxane-based monomer [A] and "polyalkylene glycol-based monomer [B] as" 5 g (3.5 mmol) of "light ester" (registered trademark) 041MA (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 25 g (347 mmol) of acrylic acid (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) as an acrylic monomer [C] and butyl acrylate (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 20 g (156 mmol) of Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., 0.5 g (3.0 mmol) of azoisobutyronitrile (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) as a polymerization initiator, and isopropanol (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) as an organic solvent. 50 g (manufactured by the company) was added and nitrogen substitution was performed. Then, it reacted at 80 degreeC for 8 hours and cooled to room temperature. The organic solvent was completely removed by an evaporator and a vacuum dryer at 80 ° C. to obtain a copolymer. The content derived from [A] is 50% by mass, the content derived from [B] is 5% by mass, the content derived from [C] is 45% by mass, and the functional group content (carboxyl group) is 3.5 mmol. The weight average molecular weight was 59000 at / g. The results are shown in Table 1.
[実施例1〜3、比較例1〜3]
それぞれ製造例1〜3、参考例1〜2で得られた共重合体9.0g、エポキシ樹脂としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製、“jER”(登録商標)828)30g、硬化剤としてとして“リカシッド”(登録商標)MH−700(新日本理化株式会社製)を30g、硬化促進剤として4−メチル2−フェニルイミダゾール(東京化成工業株式会社製)0.45gを150ccのステンレス製ビーカーに秤量し、撹拌棒により簡単に混ぜた後、自公転ミキサー「あわとり練太郎」(株式会社シンキー製)を用いて、2000rpm、80kPa、1.5分間の混合を1回、2000rpm、50kPa、1.5分間の撹拌を1回、2000rpm、0.2kPa、1.5分間の撹拌を2回行い、未硬化のエポキシ樹脂組成物を得た。
[Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3]
9.0 g of the copolymers obtained in Production Examples 1 to 2 and Reference Examples 1 to 2, 30 g of bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., "jER" (registered trademark) 828) as an epoxy resin, cured. As an agent, 30 g of "Epoxy" (registered trademark) MH-700 (manufactured by Shin Nihon Rika Co., Ltd.) and 0.45 g of 4-methyl2-phenylimidazole (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) as a curing accelerator are 150 cc of stainless steel. Weigh it in a beaker, mix it easily with a stirring rod, and then use a self-rotating mixer "Awatori Rentaro" (manufactured by Shinky Co., Ltd.) to mix at 2000 rpm, 80 kPa, and 1.5 minutes once at 2000 rpm. Stirring at 50 kPa for 1.5 minutes was performed once, and stirring at 2000 rpm at 0.2 kPa for 1.5 minutes was performed twice to obtain an uncured epoxy resin composition.
この未硬化エポキシ樹脂組成物を、4mm厚みの“テフロン”(登録商標)製スペーサー、離型フィルムをセットしたアルミ製モールド中に注型し、オーブンに入れた。オーブンの温度を80℃にセットし、5分間保持後、1.5℃/分の昇温速度で150℃まで昇温し、2時間硬化し、厚さ4mmのエポキシ樹脂硬化物を得た。 This uncured epoxy resin composition was cast into an aluminum mold set with a 4 mm thick "Teflon" (registered trademark) spacer and a release film, and placed in an oven. The temperature of the oven was set to 80 ° C., and after holding for 5 minutes, the temperature was raised to 150 ° C. at a heating rate of 1.5 ° C./min and cured for 2 hours to obtain a cured epoxy resin having a thickness of 4 mm.
得られたエポキシ樹脂硬化物を、幅10mm、長さ80mmにカットし、テンシロン万能試験機(TENSILON TRG−1250、エー・アンド・デイ社製)を用いて、JIS K7171(2008)に従い、3点曲げ試験を行った。接着強度は、前述の未硬化のエポキシ樹脂組成物を5μmの厚みで塗布してガラス基板を貼り合わせ、オーブンに入れた。オーブンの温度を80℃にセットし、5分間保持後、1.5℃/分の昇温速度で150℃まで昇温し、2時間硬化した。得られた硬化物をマルチボンドテスター(SS−30WD、西進商事株式会社製)を用いて、JISK6850(1999)に従い、ガラス板との接着強度を測定した。結果を表2に示す。 The obtained cured epoxy resin was cut into a width of 10 mm and a length of 80 mm, and three points were obtained according to JIS K7171 (2008) using a Tensilon universal tester (TENSILON TRG-1250, manufactured by A & D Co., Ltd.). A bending test was performed. For the adhesive strength, the above-mentioned uncured epoxy resin composition was applied to a thickness of 5 μm, the glass substrates were bonded, and the mixture was placed in an oven. The temperature of the oven was set to 80 ° C., and after holding for 5 minutes, the temperature was raised to 150 ° C. at a heating rate of 1.5 ° C./min, and the mixture was cured for 2 hours. The obtained cured product was measured for adhesive strength with a glass plate using a multi-bond tester (SS-30WD, manufactured by Seishin Shoji Co., Ltd.) according to JISK6850 (1999). The results are shown in Table 2.
本発明の共重合体は、界面活性剤や樹脂改質剤等の各種添加剤として有用であり、化粧品、接着剤、塗料、電子材料用途等への応用が記載される。特に、樹脂の低応力剤用に好適に用いられる。 The copolymer of the present invention is useful as various additives such as surfactants and resin modifiers, and its application to cosmetics, adhesives, paints, electronic material applications and the like is described. In particular, it is suitably used for low stress agents for resins.
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