JP2021524528A - エポキシ変性アクリル樹脂、その製造方法、エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物および使用 - Google Patents

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Abstract

本発明は、エポキシ変性アクリル樹脂、その製造方法、エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物および使用を提供する。上記アクリル樹脂における少なくとも1つの繰り返し単位の分岐鎖には1つ又は2つ以上のオキセタン基がグラフトされており、各オキセタン基は、それぞれ下記般式(I)、一般式(II)又は一般式(III)で示される構造を有する。アクリル樹脂の分岐鎖にオキセタン基を共有結合でグラフトした後、エポキシ変性アクリル樹脂を得る。そのエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物を利用して製造された塗膜は、良好なフレキシブル性を有し、塗装基板に対して高い付着力及び速い硬化成膜速度を有する。上記共有結合グラフト反応は、既存のアクリル樹脂の主鎖構造に影響を及ぼさないので、その下流側の応用過程において、既存の設備及び製品の生産プロセスを変化する必要がなく、投入コストが低い。

Description

本発明は、放射線硬化分野に関し、具体的に、エポキシ変性アクリル樹脂、その製造方法、エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物および使用に関する。
現在、アクリル樹脂は、塗料、インク及び接着剤等の産業分野に広く応用されており、かつ発展及び改進されつつある。しかし、アクリル樹脂の使用量の増加につれて、アクリル樹脂の性能への要求も高くなり、例えば、トタン板、マグナリウム、ガラス等の特殊な基材上に何ら前処理も行われていない場合、アクリル樹脂で作製した塗料が良好な付着力を備えることが要求され、同時に、アクリル樹脂が自動車塗装に適用される場合、塗料が良好な硬度及び耐擦傷性能等を備えることが要求される。
普通のアクリル樹脂は、上述した要求を達成することが非常に難しい。現在、業界では、耐候性、耐薬品性の向上、高硬度、高靭性等のために、普通のアクリル樹脂の代わりにエポキシ樹脂変性アクリル樹脂を用いている。エポキシ樹脂変性アクリル樹脂の製造方法は2種類ある。第1種は、物理的ブレンドを採用する方法であり、しかし、両者の相溶性が悪く、この方法を用いて得られた製品の変性効果が顕著ではない。第2種は、共有結合によるグラフトを用いて変性する方法である。先行文献では、第2種の方法を用い、側鎖にエチレンオキサイド官能基を導入する方式により、エポキシ変性アクリル樹脂を製造した。該エポキシ変性アクリル樹脂は、高い付着力、耐黄変性能及び良好な耐温耐候性を有するが、その硬度及び付着力等の性能が、高級自動車塗装及び高級ガラス焼付塗装等への要求を満足できないので、その性能をさらに高める必要がある。
本発明の主な目的は、従来のエポキシ変性アクリル樹脂の使用時に存在する硬度及び付着力等の性能が悪いという課題を解決するために、エポキシ変性アクリル樹脂、その製造方法、エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物および使用を提供することにある。
上記目的を実現するために、本発明の一態様によれば、エポキシ変性アクリル樹脂を提供し、アクリル樹脂における少なくとも1つの繰り返し単位の分岐鎖に1つ又は2つ以上のオキセタン基がグラフトされており、各オキセタン基は、それぞれ一般式(I)、一般式(II)又は一般式(III)で示される構造を有する。
Figure 2021524528
[式(I)、(II)、(III)中、Rは、C〜C40の直鎖又は分岐鎖のn価アルキル基、C〜C30のn価アルケニル基又はC〜C40のn価アリール基を表し、Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、エステル基又は
Figure 2021524528
により置換されていてもよく、Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよく、nは、1〜12の整数から選択される。
及びRは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン元素、ニトロ基、C〜C30の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C30のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C15のアルケニル基又はC〜C30のアリール基を表し、R及びRのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、R及びRのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
及びRは、それぞれ独立してC〜C30の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C30のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C30のアリール基を表し、R及びRのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、R及びRのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン原子、又はニトロ基により置換されていてもよい。
Aは、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表し、Aのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、Aのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
Mは、3価のC〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、Mのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
Figure 2021524528
により置換されていてもよく、Mのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
Qは、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表し、Qのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
Figure 2021524528
により置換されていてもよく、Qのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。]
上記目的を実現するために、本発明の一態様によれば、上記エポキシ変性アクリル樹脂の製造方法を提供し、エポキシ変性アクリル樹脂は、下記方法一から方法七のいずれか1種を用いて製造される。
方法一:
式(IV)で示される繰り返し単位を含むアクリル樹脂を第1原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
第1原料のカルボキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第1中間生成物を得る工程と、第1中間生成物のヒドロキシ基を第1末端封止化合物と反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、
第1末端封止化合物が、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、式(IV)、式(V)、式(VI)はそれぞれ以下の通りである、製造方法。
Figure 2021524528
[式(IV)、(V)、(VI)中、R、R、R、A、M、Q及びnは、一般式(I)及び一般式(II)中の定義と同じであり、R’は、水素原子又はメチル基から選択される。]
方法二:
式(VII)で示される繰り返し単位を含むアクリル樹脂を第3原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
第3原料上のヒドロキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第2中間生成物を得る工程と、第2中間生成物上のヒドロキシ基を第2末端封止化合物と反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、第2末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、式(VII)は、
Figure 2021524528
[式中、R’は、水素原子又はメチル基から選択され、Lは、C〜C25の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつLにおける−CH−が酸素原子又はエステル基により置換されていてもよく、好ましくは、Lは、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつLにおける−CH−が酸素原子又はエステル基により置換されていてもよい。]
である、製造方法。
方法三:
式(VIII)で示されるビニルモノマーを第4原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
第4原料のカルボキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第3中間生成物を得る工程と、第3中間生成物のヒドロキシ基を第3末端封止化合物と反応させ、第3末端封止生成物を得る工程と、第3末端封止生成物を第1エチレン性モノマーと共重合反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、その中、第3末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、式(VIII)は、
Figure 2021524528
[式中、R’は、水素原子又はメチル基から選択される。]
である、製造方法。
方法四:
式(X)で示されるビニルモノマーを第5原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
第5原料のヒドロキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第4中間生成物を得る工程と、第4中間生成物のヒドロキシ基を第4末端封止化合物と反応させ、第4末端封止生成物を得る工程と、第4末端封止生成物を第2エチレン性モノマーと共重合反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、その中、第4末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、式(X)は、
Figure 2021524528
[式中、R’は、水素原子又はメチル基から選択され、Lは、C〜C25の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつ、Lにおける−CH−は、酸素原子又はエステル基により置換されていてもよく、好ましくは、Lは、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつLにおける−CH−は、酸素原子又はエステル基により置換されていてもよい。]
である、製造方法。
方法五:
式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用い、式(VII)で示される繰り返し単位を含むアクリル樹脂を第3原料として用い、下記式(A)で示されるポリカルボン酸又は式(B)で示される環状酸無水物を第6原料として用いる製造方法であって、
第3原料のヒドロキシ基と第6原料とをエステル化反応させ、カルボキシ基を含有する第1エステル化生成物を得る工程と、第1エステル化生成物のカルボキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第5中間生成物を得る工程と、第5中間生成物のヒドロキシ基を第5末端封止化合物と反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、第5末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択される、製造方法。
Figure 2021524528
[式(A)、(B)中、R11は、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C24のアリール基から選択され、かつR11における1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立にアルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基から選択される基により置換されていてもよい。pは、2〜6の整数である。
12は、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C24のアリール基から選択され、かつR12における1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立にカルボキシ基、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基から選択される基により置換されていてもよい。]
方法六:
式(X)で示されるビニルモノマーを第5原料として用い、式(A)で示されるポリカルボン酸又は式(B)で示される環状酸無水物を第6原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
第5原料のヒドロキシ基と第6原料とをエステル化反応させ、カルボキシ基を含有する第2エステル化生成物を得る工程と、第2エステル化生成物のカルボキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第6中間生成物を得る工程と、第6中間生成物のヒドロキシ基を第6末端封止化合物と反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得、第6末端封止基を反応させ、第6末端封止生成物を得、第6末端封止化合物は酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択される工程と、第6末端封止生成物を第3エチレン性モノマーと共重合反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含む製造方法。
方法七:
3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンを第7原料として用い、メタクリル酸メチルを第8原料として用いる製造方法であって、
第7原料である3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンと第8原料であるメタクリル酸メチルとをエステル交換反応させ、エステル交換生成物を得る工程と、エステル交換生成物を第4エチレン性モノマーと共重合反応させる工程と、を含む製造方法。
方法一から方法七において、第1エチレン性モノマー、第2エチレン性モノマー、第3エチレン性モノマー及び第4エチレン性モノマーの種類が同じ、又は異なっている。
本願のもう1つの態様は、エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物をさらに提供し、該組成物は、樹脂、開始剤及び硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂を含み、エポキシ変性アクリル樹脂は上記エポキシ変性アクリル樹脂であるか、あるいは上記製造方法により製造されるものである。
さらに、エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物に占める重量パーセント含有量で、エポキシ変性アクリル樹脂の含有量が10〜80wt%であり、好ましくは、エポキシ変性アクリル樹脂の含有量が30〜75wt%である。
本願のもう1つの態様は、上記エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物の、エネルギー硬化分野への使用をさらに提供する。
さらに、エネルギー硬化分野はインク、塗料及び接着剤分野である。
本発明の技術方案を適用し、アクリル樹脂の分岐鎖にオキセタン基を共有結合でグラフトした後、エポキシ変性アクリル樹脂が得られる。それを含有する硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂組成物で作製した塗膜は、良好なフレキシブル性を有し、塗装基板に対して高い付着力及び速い硬化成膜速度を有する。上記共有結合グラフト反応は、既存のアクリル樹脂の主鎖構造に影響を及ぼさないので、その下流側の応用過程において、既存の設備及び製品生産プロセスを変化させる必要がなく、硬化設備のみを増加すればよい。従って、上記構造を有するエポキシ変性アクリル樹脂の投入コストが低く、より市場に認められ、応用されやすい。
矛盾がない限り、本願における実施例及び実施例における特徴は、互いに組み合わせることができると明示する必要がある。以下、実施例に結び付いて本発明を詳しく説明する。
背景技術で説明したように、従来のエポキシ変性アクリル樹脂は、使用時に硬度及び付着力等の性能が悪いという課題が存在している。上記技術課題を解決するために、本願は、エポキシ変性アクリル樹脂を提供し、該アクリル樹脂における少なくとも1つの繰り返し単位の分岐鎖に1つ又は2つ以上のオキセタン基がグラフトされており、各オキセタン基はそれぞれ下記一般式(I)、一般式(II)又は一般式(III)で示される構造を有する。
Figure 2021524528
[式(I)、(II)、(III)中、Rは、C〜C40の直鎖又は分岐鎖のn価アルキル基、C〜C30のn価アルケニル基又はC〜C40のn価アリール基を表し、Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、エステル基又は
Figure 2021524528
により置換されていてもよく、Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよく、nは、1〜12の整数から選択される。
及びRは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン元素、ニトロ基、C〜C30の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C30のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C15のアルケニル基又はC〜C30のアリール基を表し、R及びRのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、R及びRのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
及びRは、それぞれ独立してC〜C30の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C30のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C30のアリール基を表し、R及びRのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、R及びRのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン原子、又はニトロ基により置換されていてもよい。
Aは、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表し、Aのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、Aのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
Mは、3価のC〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、その中、Mのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
Figure 2021524528
により置換されていてもよく、Mのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
Qは、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表し、その中、Qのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
Figure 2021524528
により置換されていてもよく、Qのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
アクリル樹脂の分岐鎖にオキセタン基を共有結合でグラフトした後、エポキシ変性アクリル樹脂が得られる。それを含有する硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂組成物で作製した塗膜は、良好なフレキシブル性を有し、塗装基板に対して高い付着力及び速い硬化成膜速度を有する。上記共有結合グラフト反応は、既存のアクリル樹脂の主鎖構造に影響を及ぼさないので、その下流側の応用過程において、既存の設備及び製品生産プロセスを変化させる必要がなく、硬化設備のみを増加すればよい。従って、上記構造を有するエポキシ変性アクリル樹脂は、投入コストが低く、より市場に認められ、応用されやすい。
なお、「n価アルキル基」という用語における「n価」とは、アルキル基にn個の置換基を有することを意味し、同様に、「n価アルケニル基」とは、アルケニル基にn個の置換基を有することを意味し、本願においてその他に「n価基」の表現に関わる場合、いずれも同様に解釈される。
これに応じて、式(I)中の「n」とは、R基上の置換基の個数を指し、例えば、nは2である場合、R基上の置換基の個数が2である。
上記構造を含有するエポキシ変性アクリル樹脂組成物は、硬化後に、良好なフレキシブル性を有し、塗装基板に対して高い付着力及び速い硬化成膜速度を有すると共に、既存の生産設備を変更させる必要がなく、低VOC、ひいてはゼロVOC排出を実現できる等の利点を有する。1つの好適な実施形態において、R及びRは、それぞれ独立して
Figure 2021524528
を表し、
は、C〜C30の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C30のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C30のアリール基を表し、その中、Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。Rは、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表す。Rは、水素原子、ハロゲン元素、ニトロ基、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C10のアルケニル基、C〜C24のアリール基を表し、その中、R及びRのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、R及びRにおける1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立にアルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
好ましくは、Rは、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C24のアリール基を表し、その中、Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。Rは、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表す。Rは、水素原子、ハロゲン元素、ニトロ基、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C10のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C10のアルケニル基、C〜C12のアリール基を表し、その中、R及びRのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、R及びRのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
1つの好適な実施形態において、Rは、C〜C30の直鎖又は分岐鎖のn価アルキル基、C〜C20のn価アルケニル基又はC〜C30のn価アリール基を表し、Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
Figure 2021524528
により置換されていてもよく、Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
好ましくは、Rは、C〜C15の直鎖又は分岐鎖のn価アルキル基、C〜C15のn価アルケニル基又はC〜C18のn価アリール基を表し、Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
Figure 2021524528
により置換されていてもよく、Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
1つの好適な実施形態において、R及びRは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン元素、ニトロ基、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C10のアルケニル基又はC〜C24のアリール基を表し、R及びRのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、R及びRのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
好ましくは、R及びRは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン元素、ニトロ基、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C10のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C10のアルケニル基、C〜C12のアリール基を表し、R及びRのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、R及びRのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
1つの好適な実施形態において、Aは、C〜C15の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表し、Aのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、Aのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
1つの好適な実施形態において、Mは、3価のC〜C15の直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、Mのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
Figure 2021524528
により置換されていてもよく、Mのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
1つの好適な実施形態において、Qは、C〜C15の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表し、Qのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
Figure 2021524528
により置換されていてもよく、あるいは、Qのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
エポキシ変性アクリル樹脂の合成難度を低下させるために、1つの好適な実施形態において、nは、1〜6の整数から選択される。
より好ましくは、上記エポキシ変性アクリル樹脂は、
Figure 2021524528
Figure 2021524528
Figure 2021524528
Figure 2021524528
Figure 2021524528
Figure 2021524528
からなる群のうちの1種又は2種以上を含むが、これらに限らず、前記
Figure 2021524528

Figure 2021524528
であり、mは、1〜30の整数であり、好ましくは、mは、1〜10の整数であり、nは、1〜10の整数であり、好ましくは、nは、1〜5の整数であり、a、b、cは、それぞれ独立して3〜1000の整数であり、好ましくは、前記a、b、cは、それぞれ独立して3〜200の整数である。
上記エポキシ変性アクリル樹脂を用いてエネルギー硬化組成物を製造する時に、基材に対する付着力及び硬度等の総合的性能をさらに向上させることができる。
本願のもう1つの態様は、上記エポキシ変性アクリル樹脂の製造方法をさらに提供し、該エポキシ変性アクリル樹脂は、下記方法一から方法七のいずれか1種の方法により製造される。
方法一:
式(IV)で示される繰り返し単位を含むアクリル樹脂を第1原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
第1原料のカルボキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第1中間生成物を得る工程と、第1中間生成物のヒドロキシ基を第1末端封止化合物と反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、
第1末端封止化合物が、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、式(IV)、式(V)、式(VI)はそれぞれ以下の通りである、製造方法。
Figure 2021524528
[式(IV)、(V)、(VI)中、R、R、R、A、M、Q及びnは、一般式(I)及び一般式(II)中の定義と同じであり、R’は、水素原子又はメチル基から選択される。]
方法二:
式(VII)で示される繰り返し単位を含むアクリル樹脂を第3原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
第3原料上のヒドロキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第2中間生成物を得る工程と、第2中間生成物上のヒドロキシ基を第2末端封止化合物と反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、第2末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、式(VII)は、
Figure 2021524528
[式中、R’は、水素原子又はメチル基から選択され、Lは、C〜C25の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつLにおける−CH−が酸素原子又はエステル基により置換されていてもよく、好ましくは、Lは、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつLにおける−CH−が酸素原子又はエステル基により置換されていてもよい。]
である製造方法。
方法三:
式(VIII)で示されるビニルモノマーを第4原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
第4原料のカルボキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第3中間生成物を得る工程と、第3中間生成物のヒドロキシ基を第3末端封止化合物と反応させ、第3末端封止生成物を得る工程と、第3末端封止生成物を第1エチレン性モノマーと共重合反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、その中、第3末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、式(VIII)は、
Figure 2021524528
[式中、R’は、水素原子又はメチル基から選択される。]
である製造方法。
方法四:
式(X)で示されるビニルモノマーを第5原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
第5原料のヒドロキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第4中間生成物を得る工程と、第4中間生成物のヒドロキシ基を第4末端封止化合物と反応させ、第4末端封止生成物を得る工程と、第4末端封止生成物を第2エチレン性モノマーと共重合反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、その中、第4末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、式(X)は、
Figure 2021524528
[式中、R’は、水素原子又はメチル基から選択され、Lは、C〜C25の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつ、Lにおける−CH−は、酸素原子又はエステル基により置換されていてもよく、好ましくは、Lは、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつLにおける−CH−は、酸素原子又はエステル基により置換されていてもよい。]
である製造方法。
方法五:
式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用い、式(VII)で示される繰り返し単位を含むアクリル樹脂を第3原料として用い、下記式(A)で示されるポリカルボン酸又は式(B)で示される環状酸無水物を第6原料として用いる製造方法であって、
第3原料のヒドロキシ基と第6原料とをエステル化反応させ、カルボキシ基を含有する第1エステル化生成物を得る工程と、第1エステル化生成物のカルボキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第5中間生成物を得る工程と、第5中間生成物のヒドロキシ基を第5末端封止化合物と反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、第5末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択される、製造方法。
Figure 2021524528
[式(A)、(B)中、R11は、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C24のアリール基から選択され、かつR11における1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立にアルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基から選択される基により置換されていてもよい。pは、2〜6の整数である。
12は、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C24のアリール基から選択され、かつR12における1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立にカルボキシ基、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基から選択される基により置換されていてもよい。]
方法六:
式(X)で示されるビニルモノマーを第5原料として用い、式(A)で示されるポリカルボン酸又は式(B)で示される環状酸無水物を第6原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
第5原料のヒドロキシ基と第6原料とをエステル化反応させ、カルボキシ基を含有する第2エステル化生成物を得る工程と、第2エステル化生成物のカルボキシ基と第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第6中間生成物を得る工程と、第6中間生成物のヒドロキシ基を酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択される第6末端封止化合物と反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得、第6末端封止基を反応させ、第6末端封止生成物を得る工程と、第6末端封止生成物を第3エチレン性モノマーと共重合反応させ、エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含む製造方法。
方法七:
3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンを第7原料として用い、メタクリル酸メチルを第8原料として用いる製造方法であって、
第7原料である3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンと第8原料であるメタクリル酸メチルとをエステル交換反応させ、エステル交換生成物を得る工程と、前記エステル交換生成物を第4エチレン性モノマーと共重合反応させる工程と、を含む製造方法。
方法一から方法七において、第1エチレン性モノマー、第2エチレン性モノマー、第3エチレン性モノマー及び第4エチレン性モノマーの種類が同じ、又は異なっている。
化学グラフト方法において、アクリル樹脂は、アクリレート類又はメタクリレート類と他のエチレン性モノマーとを共重合してなり、その中、アクリル類モノマーと他のエチレン性モノマーのうち、少なくとも一方がヒドロキシ基含有機能性モノマー又はカルボキシ基含有機能性モノマーである。ヒドロキシ基含有機能性モノマーとしては、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、アリルアルコール、シンナミルアルコール、シトロネロール、2−ヘキセン−1−オールが挙げられる。カルボキシ基含有機能性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、ブテン酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマール酸、2−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、3−カルボキシプロピル(メタ)アクリレート、5−カルボキシペンチル(メタ)アクリレートが挙げられる。他のエチレン性モノマーとしては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸へキシル、メタクリル酸へキシル、アクリルアミド、グリシジルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート、テトラヒドロフランメチルアクリレート、フルオロアルキルアクリレート、アクリロニトリル又はスチレンからなる群が挙げられてもよいし、本発明で製造されるオキセタン基がグラフトされたエチレン性モノマーであってもよい。
1つの好適な実施形態において、第2原料(オキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物)は、
Figure 2021524528
Figure 2021524528
Figure 2021524528

からなる群から選択される1種又は2種以上であり、mは、1〜30の整数であり、好ましくは、mは、1〜10の整数である。nは、1〜10の整数であり、好ましくは、nは、1〜5の整数である。
1つの好適な実施形態において、第1末端封止化合物、第2末端封止化合物、第3末端封止化合物、第4末端封止化合物、第5末端封止化合物、第6末端封止化合物は、それぞれ独立して下記式(C)〜式(G)で示される化合物から選択される。
酸ハロゲン化物:
Figure 2021524528
オキシラニル基含有化合物:
Figure 2021524528

オキセタン含有化合物:
Figure 2021524528
二重結合含有化合物:
Figure 2021524528

酸無水物:
Figure 2021524528

式中、R、R、Rは、前文と同じ意味を有し、R及びR10は、それぞれ独立してC〜Cの直鎖又は分岐鎖アルキル基から選択され、X、X、X、Xは、それぞれ独立してハロゲン原子から選択される。
例示的に、酸無水物(G)中、R、R10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、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基が挙げられる。
例示的に、酸ハロゲン化物(C)としては、アセチルクロリド、プロピオニルクロリド、ブチリルクロリド、イソブチリルクロリド、バレリルクロリド、イソバレリルクロリド、トリメチルアセチルクロリド、t−ブチルアセチルクロリド、ベンゾイルクロリド、シクロヘキサンカルボニルクロリド、メタクリロイルクロリド、フタロイルクロリド、o−クロロテレフタロイルクロリド、ビフェニルジカルボニルクロリド、プロピオニルブロミド、クロチルブロミド、2−ブロモオクタノイルブロミド、2,4’−ジブロモアセトフェノン、ピバル酸ヨードメチル、ヨウ化アクリロイルが挙げられる。
例示的に、オキシラニル基含有化合物(D)としては、エピクロルヒドリン、クロロエチレンオキシド、クロロブチレンオキシド、2−((2−クロロエトキシ)メチル)エチレンオキサイド、2−((2−(クロロメトキシ)エトキシ)メチル)エチレンオキサイド、エピブロムヒドリン、[(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メチル]エチレンオキサイド、2−トリフルオロメチルエチレンオキサイドが挙げられる。
例示的に、オキセタン含有化合物(E)としては、2−メチル−2−ヨードメチルオキセタン、3,3−ビス(ヨードメチル)−1−オキセタン、3−ブロモメチル−3−メチル−1−オキセタン、3−(3−ブロモフェニル)オキセタン、3−ブロモフェニル−3−メチルオキセタン、3−クロロメチル−3−メチルオキセタン、3,3−ビス(クロロメチル)オキセタン、3−フルオロメチル−3−クロロメチルオキセタン、3−クロロメチル−3−ヨードメチル−1−オキセタン、3−ブロモメチル−3−クロロメチル−1−オキセタン、3−ヨードメチルオキセタン、3−ヨードオキセタン、3−ブロモメチルオキセタン、3−クロロオキセタン、3−クロロメチルオキセタン、3−ヨードメチル−3−メチルオキセタンが挙げられる。
例示的に、二重結合含有化合物(F)としては、3−クロロプロピレン、3−ブロモプロピレン、3−クロロメトキシ−1−プロピレン、2−クロロ酢酸ビニル、6−クロロ−3−メチル−1−ヘキセン、3−クロロ−1−ブチレン又は3−ブロモメトキシ−1−プロピレンが挙げられる。
1つの好適な実施形態において、式(A)で示されるポリカルボン酸の中、R11は、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C10のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C12のアリール基を表し、かつ、R11における1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立にアルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基から選択される基により置換されていてもよい。
1つの好適な実施形態において、式(B)で示される環状酸無水物の中、R12は、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C15のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C18のアリール基から選択され、かつR12における1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立にカルボキシ基、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基から選択される基により置換されていてもよい。
例示的に、ポリカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、アジピン酸、セバシン酸、フマール酸、イソフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、トリメリット酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸が挙げられる。
例示的に、環状酸無水物としては、シクロペンタン−1,2−ジカルボン酸無水物、無水マレイン酸、無水コハク酸、2−(オクト−3−エン−2−イル)コハク酸無水物、無水グルタル酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、cis−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、ノルボルネンジカルボン酸無水物、3−ビニルフタル酸無水物、4−ビニルフタル酸無水物、ジメチルテトラヒドロフタル酸無水物、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、n−ドデシルコハク酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、トリメリット酸無水物、2,3,3’,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、メチルノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
本願のもう1つの態様は、エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物をさらに提供し、該組成物は、樹脂、開始剤及び硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂を含み、エポキシ変性アクリル樹脂が上記エポキシ変性アクリル樹脂であるか、あるいは上記製造方法により製造されるものである。
エポキシ変性アクリル樹脂は、アクリル樹脂の分岐鎖上にオキセタンを共有結合でグラフトした後、それを含有する硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂組成物により製造される塗膜は良好なフレキシブル性を有し、塗装基板に対して高い付着力及び速い硬化成膜速度を有する。また、固有のアクリル樹脂の主鎖構造が影響されず、下流側の応用過程において、元のアクリル樹脂と比べて、既存の設備及び製品生産プロセスを変化させる必要がなく、硬化設備を増加するだけでよいので、投入コストが低く、より市場に認められ、応用されやすい。なお、上記エポキシ変性アクリル樹脂は、樹脂及び開始剤等との相溶性が良いので、その使用過程において希釈溶剤又は活性モノマーの使用量を低減、あるいは使用しないことができ、塗料、インク、接着剤等の生産及び使用過程における環境状況を改善し、かつ、低VOCひいてはゼロVOC排出を実現することができる。以上より、本願が提供するエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物は、良好なフレキシブル性を有し、塗装基板に対して高い付着力及び速い硬化成膜速度を有するだけではなく、既存の生産設備を変更させる必要がなく、低VOCひいてはゼロVOC排出を実現できる等の利点をさらに有する。
上述したエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物において、樹脂が(変性)アルキド樹脂、(変性)フェノール樹脂、(変性)アミノ樹脂、(変性)ポリエステル樹脂、(変性)アクリル樹脂、(変性)ポリウレタン樹脂、(変性)ポリウレア樹脂、(変性)フルオロカーボン樹脂、(変性)シリコーン樹脂、(変性)塩素化ポリオレフィン樹脂のうちの1種又は2種以上である。
上記変性樹脂とは、従来技術において化学又は物理的な方法(例えば、グラフト又はブレンド)により既存の樹脂(例えば、アルキド樹脂、フェノール樹脂)を変性して得られた変性樹脂を指す。「(変性)アルキド樹脂」という用語は、アルキド樹脂又は変性アルキド樹脂を表し、類似する用語の意味は、同様の方法に従って解釈される。
1つの好適な実施形態において、エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物に占める重量パーセント含有量で、エポキシ変性アクリル樹脂の含有量が10〜80wt%である。エポキシ変性アクリル樹脂の使用量は、上記範囲を含むが、これに限られず、それを上記範囲内に限定することでエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物をエネルギー硬化した後に形成された塗膜の総合的性能をさらに向上させることができる。好ましくは、エポキシ変性アクリル樹脂の含有量が30〜75wt%である。
上述したエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物について、樹脂組成物は、光照射、加熱又は電子線照射のうちの少なくとも1つの方式により硬化可能である。好ましくは、該組成物はUV光照射により硬化される。UV光源は、紫外線領域(即ち、10nm〜420nm間)で発光する光源又は放射線源に製造されたものであってもよく、例えば、蛍光ランプ、蛍光ブラックライト、短波紫外線ランプ、レーザー、紫外線レーザー、紫外線ガスレーザー、高出力ガスレーザー(例えば窒素ガスレーザー又はエキシマレーザー)、紫外線レーザーダイオード、紫外線固体レーザー、電子ビーム、照明器、単色光源、発光ダイオード(LED)、LEDアレイ、紫外線LED、ガス放電ランプ、アルゴン及び重水素ランプ、Hg−Cdランプ、アークランプ、電気アークランプ、フラッシュランプ、Xe又はハロゲンランプ、又はその他の任意の適切な光源から選択されてもよい。
1つの好適な実施形態において、上述したエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物は、助剤をさらに含む。上記助剤は、難燃剤、造核剤、カップリング剤、フィラー、可塑剤、耐衝撃性改良剤、潤滑剤、抗菌剤、離型剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、相溶化剤、着色剤、安定剤、分離剤、帯電防止剤、顔料、染料及び耐火剤のうちの1種又は2種以上を含むが、これらに限られない。
上記開始剤は、カチオン開始剤である。好ましくは、カチオン開始剤は、外部エネルギー源が印加される時に強酸を形成し得るジアゾニウム塩、ハロニウム塩及び有機金属錯体から選択される1種又は2種以上である。より好ましくは、カチオン開始剤は、ジアゾニウムフルオロボラート、ピラゾールジアゾ分子内塩、トリプチセンジアゾニウム塩、ジアゾアミノベンゼン、トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリアリールスルホニウムアンチモネート、4,4’−ジメチルジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、4,4’−ジメチルジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、10−(4−ビフェニル)−2−イソプロピルチオキサントン−10−スルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4−オクチロキシジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニル−(4−フェニルチオ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル)スルフィドビスヘキサフルオロアンチモネート、4−イソブチルフェニル−4’−メチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート及び6−クメニルフェロセニウムヘキサフルオロホスフェートからなる群より選択される1種又は2種以上を含むが、これらに限られない。
上述したエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂組成物は、エネルギー硬化分野へ使用可能である。上記エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物を含有して形成された塗膜は、良好なフレキシブル性を有し、塗装基板に対して高い付着力及び速い硬化成膜速度を有するだけではなく、同人、既存の生産設備を変更させる必要がなく、低VOCひいてはゼロVOC排出を実現する等の利点をさらに有する。
好ましくは、エネルギー硬化分野はインク、塗料及び接着剤分野。例示的に、インクとしては、凸版インク、凹版インク、平版インク及びメッシュインクが挙げられる。塗料としては、建築塗料、腐食防止塗料、自動車塗料、結露防止塗料、防錆塗料、防水塗料、保湿塗料、弾性塗料が挙げられる。接着剤としては、溶剤型接着剤、エマルジョン型接着剤、反応型(熱硬化、UV硬化、湿気硬化)接着剤、ホットメルト型接着剤、再湿潤型接着剤、感圧型接着剤が挙げられる。
以下、具体的な実施例を組み合わせて本願をさらに詳しく説明し、これらの実施例は、本願が保護を求める範囲を制限するものではないとして理解され得るであろう。
(一)エポキシ変性アクリル樹脂の製造
原料1〜12の製造
原料1:
反応
三つ口フラスコに58g(0.5mol)の3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、46g(0.5mol)のエピクロルヒドリン及び20g(0.5mol)の水酸化ナトリウムをこの順に入れて、40℃で12h反応させ、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンが完全に反応するまで気相追跡する。反応終了後、水洗、抽出、減圧蒸留して、86gの原料1を得た。
Figure 2021524528
原料2:
反応1
三つ口フラスコに58g(0.5mol)の3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、4g(0.1mol)の水酸化ナトリウム及び100gのトルエンをこの順に入れて、撹拌しながら80℃に昇温し、86g(0.5mol)の原料1を滴下し、1.5h以内に滴下を完了する。続いて撹拌しながら反応させ、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン含有量が変化しなくなるまで気相追跡し、加熱を停止する。反応系のpHを中性となるように調節し、濾過、水洗、抽出、減圧蒸留して130gの淡黄色粘稠液体化合物1を得た。
反応2
三つ口フラスコに144g(0.5mol)の化合物1、46g(0.5mol)のエピクロルヒドリン及び20g(0.5mol)の水酸化ナトリウムをこの順に入れて、40℃で12h反応させ、化合物1が完全に反応するまで気相追跡する。反応終了後、水洗、抽出、減圧蒸留して、155gの原料2を得た。
合成ルートは以下の通りである。
Figure 2021524528

原料1及び2の製造方法を参照して、原料3〜12を製造した。
Figure 2021524528
Figure 2021524528
Figure 2021524528
エポキシ変性アクリル樹脂の製造
実施例1
反応1:アクリル樹脂の製造
メタクリル酸モノマー(MAA)とメタクリル酸メチルモノマー(MMA)とを原料として共重合反応を行い、反応フラスコ内に43g(0.5mol)のMAA及び200mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートを添加し、60℃に加熱し、その後、50g(0.5mol)のMMAと2.5g(3wt%)のアゾビスイソブチロニトリルとの混合液を上記反応フラスコ中に徐々に滴下し、フィード時間を0.5hとした。反応物の添加が完了した後、引き続いて6h反応させ、白色高分子沈殿を製造した。上記沈殿を濾過、乾燥した後、85gのMAA−MMAアクリル樹脂を得た。
反応2
三つ口フラスコに100g(0.5molのカルボキシ基を含有)のMAA−MMAアクリル樹脂を入れて、500mLのトルエンを添加し、70℃で加熱溶解した。溶解後に、8gのトリフェニルフォスフィン及び170g(0.50mol)の原料2を添加し、8h反応させた後、抽出、減圧蒸留して、250gのエポキシ変性アクリル樹脂を得た。
反応3
三つ口フラスコに100g(0.2molのヒドロキシ基を含有)の上記エポキシ変性アクリル樹脂、21g(0.2mol)のイソブチリルクロリド、200mLのトルエン及び10gの水酸化ナトリウムをこの順に入れて、40℃で12h反応させ、反応終了後、水洗、抽出、減圧蒸留して、110gのエポキシ変性アクリル樹脂1を得た。その重量平均分子量は5×10、分子量分布指数は1.35、酸価は0.4mgKOH/g、エポキシ当量は263g/molであった。
反応過程は以下の通りである。
Figure 2021524528
実施例1−1
反応1
三つ口フラスコに43g(0.5mol)のメタクリル酸モノマーを入れて、200mLのトルエンを添加し、70℃で加熱溶解させた。溶解後に6.5gのトリフェニルフォスフィン及び170g(0.50mol)の原料2を添加し、8h反応させた後、抽出、減圧蒸留して、200gの中間体1を得た。
反応2
三つ口フラスコに85g(0.2mol)の中間体1、21g(0.2mol)のイソブチリルクロリド、200mLのトルエン及び10gの水酸化ナトリウムをこの順に入れて、40℃で12h反応させ、反応終了後、水洗、抽出、減圧蒸留して、95gの中間体2を得た。
反応3:アクリル樹脂の製造
反応フラスコ内に245g(0.5mol)の中間体2及び500mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートを添加し、予め60℃に加熱した後、50g(0.5mol)のMMAと9g(3wt%)のアゾビスイソブチロニトリルとを混合した後に、反応フラスコ中に徐々に滴下し、フィード時間を約0.5hとした。反応物の添加が終了した後に引き続いて6h反応させ、白色高分子沈殿が生成し、濾過、乾燥した後、エポキシ変性アクリル樹脂1と同じ構造のエポキシ変性アクリル樹脂1−1を275g得た。その重量平均分子量は約2×10、分子量分布は1.50、酸価は0.4mgKOH/g、エポキシ当量は255g/molであった。
反応過程は以下の通りである。
Figure 2021524528
実施例2
反応1:アクリル樹脂の製造
ヒドロキシエチルアクリレートモノマー(HEA)とメタクリル酸メチルモノマー(MMA)とを原料として共重合反応を行い、反応フラスコ内に53gのHEA(0.5mol)及び200mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートを添加し、60℃に加熱した後、50g(0.5mol)のMMAと3g(3wt%)のアゾビスイソブチロニトリルとの混合液を反応フラスコ中に徐々に滴下し、フィード時間を0.5hとした。反応物の添加が終了した後に引き続いて6h反応させ、白色高分子沈殿を製造した。上記沈殿を濾過、乾燥した後、85gのHEA−MMAアクリル樹脂を得た。
反応2
三つ口フラスコに100g(0.5molのヒドロキシ基を含有)のHEA−MMAアクリル樹脂、59g(0.5mol)のコハク酸、5gの酸性カチオン交換樹脂及び300mLのトルエンを入れて、均一に混合した後に加熱して反応を開始し、反応温度を120℃に制御し、分留された水分が理論水分に近接するときに、反応を終了する。その後、上記反応系を飽和食塩水で洗浄し、その後、減圧濃縮した後にバブリングを行い、130gの中間体3を得た。
反応3
三つ口フラスコに100g(0.3molのカルボキシ基を含有)の中間体3を入れて、200mLのトルエンを添加し、70℃で加熱溶解した。溶解後に4.5gのトリフェニルフォスフィン及び52g(0.30mol)の原料1を添加し、8h反応させた後、抽出、減圧蒸留して、130gのエポキシ変性アクリル樹脂を得た。
反応4
三つ口フラスコに100g(0.2molのヒドロキシ基を含有)のエポキシ変性アクリル樹脂、18.5g(0.2mol)のエピクロルヒドリン、200mLのトルエン及び10gの水酸化ナトリウムをこの順に入れて、40℃で12h反応させ、反応終了後、水洗、抽出、減圧蒸留して、110gのエポキシ変性アクリル樹脂2を得た。その重量平均分子量は1.5×10、分子量分布指数は1.40、酸価は0.3mgKOH/g、エポキシ当量は304g/molであった。
反応過程は以下の通りである。
Figure 2021524528
実施例2−1
HEA−MMAアクリル樹脂の代わりにヒドロキシエチルアクリレートモノマー(HEA)を用いて、実施例2における工程2〜4と同様な反応過程を行い、エポキシグラフトしたヒドロキシエチルアクリレートモノマーを得た後、以下の重合反応を行った。
反応フラスコ内に92g(0.2mol)のエポキシグラフトしたヒドロキシエチルアクリレートモノマー及び500mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートを添加し、予め60℃に加熱した後、20g(0.2mol)のMMAと3.5g(3wt%)のAIBNとを混合した後に反応フラスコ中に徐々に滴下し、フィード時間を約0.5hとした。反応物の添加が終了した後に引き続いて6h反応させ、白色高分子沈殿が生成し、濾過、乾燥した後、100gのエポキシ変性アクリル樹脂2−1を得た。その構造一般式はエポキシ変性アクリル樹脂2と同じであり、その重量平均分子量は約3.5×10、分子量分布は1.55、酸価は0.3mgKOH/g、エポキシ当量は298g/molであった。
実施例3
反応1:アクリル樹脂の製造
ヒドロキシエチルアクリレートモノマー(HEA)とメタクリル酸メチルモノマー(MMA)とを共重合反応させ、反応フラスコ内に53g(0.5mol)のHEA及び200mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートを添加し、予め60℃に加熱した後、50g(0.5mol)のMMAと3g(3wt%)のアゾビスイソブチロニトリルとを混合した後に反応フラスコ中に徐々に滴下し、フィード時間を0.5hとした。反応物の添加が終了した後に引き続いて6h反応させ、白色高分子沈殿を製造した。上記沈殿を濾過、乾燥した後、85gのHEA−MMAアクリル樹脂を得た。
反応2
三つ口フラスコに86g(0.2molのヒドロキシ基を含有)のHEA−MMAアクリル樹脂、20g(0.2mol)のコハク酸無水物、3gのピリジン及び200mLのトルエンを入れて、均一に混合した後に加熱して反応を開始し、反応温度を120℃に制御し、分留された水分が理論水分に近接するときに、反応を終了する。その後、上記反応系を飽和食塩水で洗浄し、減圧濃縮した後にバブリングを行い、85gの中間体4を得た。
反応3
三つ口フラスコに105g(0.2molのカルボキシ基を含有)の中間体4を入れて、200mLのトルエンを添加し、70℃で加熱溶解した。溶解後に5gのトリフェニルフォスフィン及び68g(0.20mol)の原料2を添加し、8h反応させた後、抽出、減圧蒸留して、150gのエポキシ変性アクリル樹脂を得た。
反応4
三つ口フラスコに140g(0.2molのヒドロキシ基を含有)のエポキシ変性アクリル樹脂、30g(0.2mol)の3−(ブロモメチル)オキセタン、200mLのトルエン及び5gの水酸化ナトリウムをこの順に入れて、40℃で12h反応させ、反応終了後、水洗、抽出、減圧蒸留して、150gのエポキシ変性アクリル樹脂3を得た。その重量平均分子量は8×10、分子量分布指数は2.05、酸価は0.6mgKOH/g、エポキシ当量は352g/molであった。
反応過程は以下の通りである。
Figure 2021524528
実施例3−1
HEA−MMAアクリル樹脂の代わりに、ヒドロキシエチルアクリレートモノマー(HEA)を用いて実施例3の工程2〜4と同様な反応過程を行い、エポキシグラフトしたヒドロキシエチルアクリレートモノマーを得た後、以下の重合反応を行った。
反応フラスコ内に135g(0.2mol)のエポキシグラフトしたヒドロキシエチルアクリレートモノマー及び500mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートを添加し、予め60℃に加熱した後、20g(0.2mol)のMMAと4.5g(3wt%)のAIBNとを混合した後に反応フラスコ中に徐々に滴下し、フィード時間は約0.5hとした。反応物の添加が終了した後に引き続いて6h反応させ、白色高分子沈殿が生成し、濾過、乾燥した後、135gのエポキシ変性アクリル樹脂3−1を得た。その構造一般式はエポキシ変性アクリル樹脂3と同じであり、その重量平均分子量は約1.5×10、分子量分布は2.20、酸価は0.6mgKOH/g、エポキシ当量は347g/molであった。
実施例4
反応1
三つ口フラスコに58g(0.4mol)の4−ヒドロキシブチルアクリレートモノマーを入れて、さらに800mLのトルエンを添加し、70℃で加熱溶解した。溶解後に上記三つ口フラスコ中に8.5gの水酸化ナトリウム及び225g(0.20mol)の原料3を添加し、8h反応させた後、抽出、減圧蒸留して、260gの中間体5を得た。
反応2
三つ口フラスコに200g(0.15mol)の中間体5、28g(0.3mol)のエピクロルヒドリン、500mLのトルエン及び10gの水酸化ナトリウムをこの順に入れて、40℃で12h反応させ、反応終了後、水洗、抽出、減圧蒸留して、200gの中間体6を得た。
反応3:アクリル樹脂の製造
反応フラスコ内に260g(0.2mol)の中間体6及び500mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートを添加し、60℃に加熱した。その後、20g(0.2mol)のMMA、26g(0.2mol)のアクリル酸ブチルモノマー(BA)及び9g(3wt%)のアゾビスイソブチロニトリルを混合した後に反応フラスコ中に徐々に滴下し、フィード時間を0.5hとした。反応物の添加が終了した後に引き続いて6h反応させ、白色高分子沈殿を製造した。上記沈殿を濾過、乾燥した後、275gのエポキシ変性アクリル樹脂4を得た。その重量平均分子量は1×10、分子量分布指数は2.00、酸価は0.8mgKOH/g、エポキシ当量は381g/molであった。
反応過程は以下の通りである。
Figure 2021524528
Figure 2021524528
実施例4−1
反応1:アクリル樹脂の製造
4−ヒドロキシブチルアクリレートモノマー、メタクリル酸メチルモノマー(MMA)及びアクリル酸ブチルモノマー(BA)を共重合反応させ、反応フラスコ内に72g(0.5mol)の4−ヒドロキシブチルアクリレート及び500mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートを添加し、予め60℃に加熱した後、50g(0.5mol)のMMA、64g(0.5mol)のBA及び5.6g(3wt%)のAIBNを混合した後に反応フラスコ中に徐々に滴下し、フィード時間を約0.5hとした。反応物の添加が終了した後に引き続いて4h反応させ、白色高分子沈殿が生成し、濾過、乾燥した後、150gのアクリル樹脂を得た。
4−ヒドロキシブチルアクリレートモノマーの代わりに上記で得られたアクリル樹脂を用いて、実施例4の工程1〜2と同様な反応過程を完成し、エポキシ変性アクリル樹脂4−1を得た。その構造一般式はエポキシ変性アクリル樹脂4と同じであり、その重量平均分子量は約0.8×10、分子量分布は2.00、酸価は0.8mgKOH/g、エポキシ当量は377g/molであった。
実施例5
反応1
三つ口フラスコに43g(0.5mol)のメタクリル酸モノマーを入れて、200mLのトルエンを添加し、70℃で加熱溶解した。溶解後に4gのトリフェニルフォスフィン及び86g(0.50mol)の原料1を添加し、8h反応させた後、抽出、減圧蒸留して、110gの中間体7を得た。
反応2
三つ口フラスコに52g(0.2mol)の中間体7、18g(0.2mol)のエピクロルヒドリン、150mLのトルエン及び5gの水酸化ナトリウムをこの順に入れて、40℃で12h反応させ、反応終了後、水洗、抽出、減圧蒸留して、55gの中間体8を得た。
反応3
三つ口フラスコに65g(0.5mol)のヒドロキシエチルアクリレート(HEA)モノマーを入れて、200mLのトルエンを添加し、70℃で加熱溶解した。溶解後に4gの水酸化ナトリウム及び186g(0.50mol)の原料2を添加し、8h反応させた後、抽出、減圧蒸留して、140gの中間体9を得た。
反応4
三つ口フラスコに60g(0.2mol)の中間体9、18g(0.2mol)のエピクロルヒドリン、150mLのトルエン及び5gの水酸化ナトリウムをこの順に入れて、40℃で12h反応させ、反応終了後、水洗、抽出、減圧蒸留して、65gの中間体10を得た。
反応5:アクリル樹脂の製造
反応フラスコ内に63g(0.2mol)の中間体8及び500mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートを添加し、予め60℃に加熱した後、20g(0.2mol)のMMA、72g(0.2mol)の中間体10及び4.5g(3wt%)のアゾビスイソブチロニトリルを混合した後に反応フラスコ中に徐々に滴下し、フィード時間は約0.5hとした。反応物の添加が終了した後に引き続いて6h反応させ、白色高分子沈殿を製造した。上記沈殿を濾過、乾燥した後、145gのエポキシ変性アクリル樹脂5を得た。その重量平均分子量は5×10、分子量分布指数は1.40、酸価は0.3mgKOH/g、エポキシ当量は205g/molであった。
反応過程は以下の通りである。
Figure 2021524528

Figure 2021524528
実施例6
上記実施例を参照して、エポキシ変性アクリル樹脂6〜14を製造し、原料及び製品の対応関係を表1に示す。エポキシ変性アクリル樹脂6〜14の構造は以下の通りであり、式中、
Figure 2021524528
は、
Figure 2021524528
を表す。
Figure 2021524528
製造された製品の構造式は以下の通りである。
Figure 2021524528
Figure 2021524528
Figure 2021524528
実施例7
反応1:アクリル樹脂の製造
アクリル酸モノマー(AA)、メタクリル酸モノマー(MAA)及びヒドロキシエチルアクリレートモノマー(HEA)を共重合反応させ、反応過程については実施例4−1の反応1を参照し、AA−MAA−HEAアクリル樹脂を製造した。
反応2〜4
実施例2の反応2〜4を参照してエポキシ変性アクリル樹脂15を製造した。その重量平均分子量は3×10、分子量分布指数は1.40、酸価は0.3mgKOH/gであった。
反応過程は以下の通りである。
Figure 2021524528
実施例8
反応1
撹拌装置、温度計、精留塔及び水分離装置が取り付けられた四つ口フラスコ中に58g(0.5mol)の3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、50g(0.5mol)のメタクリル酸メチル及び200mLのトルエンを添加し、加熱還流して系中の水分を除去し、60℃程度に降温した後に2.5gのチタン酸テトラエチルを添加し、加熱還流して反応を行い、反応で生成したメタノールを持ち出せるように還流比を調節して、精留塔の塔頂温度が110℃に上昇した後に反応を停止し、70℃に降温し、10gの水を添加して1h撹拌し、熱い内に濾過し、濾液を減圧蒸留して75gの中間体11を得た。
反応2:アクリル樹脂の製造
反応フラスコ内に92g(0.5mol)の中間体11及び200mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートを添加し、予め60℃に加熱した後、50g(0.5mol)のMMAと5g(3wt%)のアゾビスイソブチロニトリルとを混合した後に反応フラスコ中に徐々に滴下し、フィード時間は0.5hとした。反応物の添加が終了した後に引き続いて6h反応させ、白色高分子沈殿を製造した。上記沈殿を濾過、乾燥した後、130gのエポキシ変性アクリル樹脂16を得た。その重量平均分子量は3.5×10、分子量分布指数は1.15、酸価は0.2mgKOH/g、エポキシ当量は300g/molであった。
反応過程は以下の通りである。
Figure 2021524528
(二)エポキシ変性アクリル樹脂含有組成物の製造及び性能測定
本願で製造されたエポキシ変性アクリル樹脂の応用性能をより良く説明するために、本願は、以下の組成物を製造し、これらの組成物の性能を測定し、具体的には以下の通りである。
実施例9
本発明のエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物は、75重量部のエポキシ変性アクリル樹脂4(分子量が1×10、粘度が2000cps、酸価が0.8mgKOH/g)と、25重量部のポリエステル樹脂(SK製,商品番号:ES900)と、4重量部の助剤(レベリング剤,BYK製,商品番号:BYK−333)と、6重量部の光開始剤(トリアリールスルホニウム塩,CUREASE製,商品番号:Easepi6976)と、を含む。
実施例10
本発明のエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物は、30重量部のエポキシ変性アクリル樹脂4(分子量が1×10、粘度が2000cps、酸価が0.8mgKOH/g)と、60重量部のポリエステル樹脂(SK製,商品番号:ES900)と、4重量部の助剤(レベリング剤,BYK製,商品番号:BYK−333)と、6重量部の光開始剤(トリアリールスルホニウム塩,CUREASE製,商品番号:Easepi6976)と、を含む。
実施例11
本発明のエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物は、60重量部のエポキシ変性アクリル樹脂4(分子量が1×10、粘度が2000cps、酸価が0.8mgKOH/g)と、30重量部のポリエステル樹脂(SK製,商品番号:ES900)と、4重量部の助剤(レベリング剤,BYK製,商品番号:BYK−333)と、6重量部の光開始剤(トリアリールスルホニウム塩,CUREASE製,商品番号:Easepi6976)と、を含む。
実施例12
本発明のエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物は、60重量部のエポキシ変性アクリル樹脂4(分子量が1×10、粘度が2000cps、酸価が0.8mgKOH/g)と、30重量部アルキド樹脂(常州市方▲きん▼化工物資有限公司製,商品番号:FX−1270B)と、4重量部の助剤(レベリング剤,BYK製,商品番号:BYK−333)と、6重量部の光開始剤(トリアリールスルホニウム塩,CUREASE製,商品番号:Easepi6976)と、を含む。
実施例13
本発明のエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物は、60重量部のエポキシ変性アクリル樹脂4(分子量が1×10、粘度が2000cps、酸価が0.8mgKOH/g)と、30重量部のポリエステル樹脂(SK製,商品番号:ES900)と、4重量部の助剤(レベリング剤,BYK製,商品番号:BYK−333)と、6重量部の熱開始剤(強力製,商品番号:TR−TAG−50101)と、を含む。
実施例14
本発明のエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物は、60重量部のエポキシ変性アクリル樹脂4(分子量が1×10、粘度が2000cps、酸価が0.8mgKOH/g)と、30重量部のアルキド樹脂(常州市方▲きん▼化工物資有限公司製,商品番号:FX−1270B)と、4重量部の助剤(レベリング剤,BYK製,商品番号:BYK−333)と、6重量部の光開始剤(トリアリールスルホニウム塩,CUREASE製,商品番号:Easepi6976)と、を含む。
実施例15
本発明のエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物は、60重量部のエポキシ変性アクリル樹脂1(分子量が5×10、粘度が3000cps、酸価が0.4mgKOH/g)と、30重量部のアルキド樹脂(常州市方▲きん▼化工物資有限公司製,商品番号:FX−1270B)と、4重量部の助剤(レベリング剤,BYK製,商品番号:BYK−333)と、6重量部の光開始剤(トリアリールスルホニウム塩,CUREASE製,商品番号:Easepi6976)と、を含む。
実施例16
本発明のエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物は、60重量部のエポキシ変性アクリル樹脂16(分子量が3.5×10、粘度が2000cps、酸価が0.2mgKOH/g)と、30重量部のアルキド樹脂(常州市方▲きん▼化工物資有限公司製,商品番号:FX−1270B)と、4重量部の助剤(レベリング剤,BYK製,商品番号:BYK−333)と、6重量部の光開始剤(トリアリールスルホニウム塩,CUREASE製,商品番号:Easepi6976)と、を含む。
比較例1
比較例の組成物成分は、60重量部のアクリル樹脂(実施例1における反応1を参照して製造するものであり、分子量が4.8×10、粘度が3500cps、酸価が5mgKOH/g)と、30重量部のポリエステル樹脂(SK製,商品番号:ES900)と、15重量部の希釈剤(ブタノン)と、4重量部の助剤(レベリング剤,BYK製,商品番号:BYK−333)と、を含む。
比較例2
比較例の組成物成分は、60重量部のアクリル樹脂(実施例1における反応1を参照して製造するものであり、分子量が4.8×10、粘度が3500cps、酸価が5mgKOH/g)と、30重量部のアルキド樹脂(常州市方▲きん▼化工物資有限公司製,商品番号:FX−1270B)と、15重量部の希釈剤(ブタノン)と、4重量部の助剤(レベリング剤,BYK製,商品番号:BYK−333)と、を含む。
上記実施例9〜16及び比較例1〜2の主な成分の含有量(重量部)を表2に示す。
Figure 2021524528
性能測定
上記エポキシ変性アクリル樹脂含有組成物を成膜した後に性能評価測定を行い、その操作が以下の通りである。
サンプル製造方法
上記エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物を30min高速分散させ、均一に混合させる。
ブリキを基材として用い、サンドペーパーでブリキシートを研削してその上の油汚れを除去し、脱イオン水で洗浄し、乾拭きした後、スプレーを行い、塗膜厚さを25±5μmとし、硬化が完全となった後にその性能を測定する。
測定方法
(1)硬度測定
国家標準GB/T6739−86を参照して、1グループの硬度が6B〜6Hの作図鉛筆を用意し、手かき法で塗膜の鉛筆硬度を測定する。塗膜板をテーブル上に水平に放置し、水平と45の角度をなすように鉛筆を手で持ち、均一な速度で塗膜面に約1cm力強く押圧し、塗膜上に擦痕を残す。同一硬度スケールの鉛筆で繰り返して5本の擦痕を付け、サンプルの下地まで到達できない擦痕が2本以上の場合、硬度が1スケール大きい鉛筆に変換し、塗膜に2本以上の擦り傷が付けるまでやり続ける。該鉛筆よりも1スケール小さい硬度が、即ち塗膜の鉛筆硬度であり、測定結果を表3に示す。
(2)付着力測定
国家標準GB/T9286−1998を参照して、ブレードを用いて塗膜上に6本の平行する切り跡を残し、塗膜の全深さを切り抜けるべきである。その後、さらに同様に前者と垂直する6本を切り、多くの小さい格子を形成し、その後、幅が25mmの半透明感圧接着テープを切り跡格子に貼り付け、接着テープを突然に力強く引っ張り、標準と比較し、塗膜付着力の等級を特定し、測定結果を表3に示す。付着力の等級が小さいほど、付着力が良くなる。
(3)フレキシブル性測定
国家標準GB1731を参照して、組成物をPET上にコーティングし、硬化後、塗膜面を上方に向けるように、測定試料を所望直径のマンドレル上にしっかり押圧し、マンドレル周りに湾曲させ、湾曲後に2本の親指がマンドレルの中心線に関して対称すべきである。目視又は4倍拡大鏡で塗膜に網目模様、クラック及び剥がれ等の破壊現象があるか否かを観察し、試料板が異なる直径のマンドレル上に湾曲するが塗膜の破壊を引き起こさない最小マンドレル直径で、該塗膜のフレキシブル性を表し、マンドレル直径が小さいほど、フレキシブル性が良くなり、測定結果を表3に示す。
(4)硬化時間測定
実施例の硬化操作
組成物をブリキ上にスプレーし、厚さが200μmの試料を作製し、室温で試料を紫外線照射し、試料に光照射を開始する時点を開始時間とし、試料表面が完全に硬化する時点を反応完成時間とし、両者の差は、試料が完全に硬化するのに必要な時間であり、その際、紫外線波長が365nm、光照射強度が20mw/cmであり、完全硬化とは、指で硬化膜表面を触り、表面に指紋痕跡が残らないことを指す。試料を熱放射線で硬化させる場合、温度が120℃である。試料を電子ビーム放射線で硬化させる場合、電子ビームエネルギーが300KeV未満である。
比較例の硬化操作
組成物をブリキ上にスプレーし、厚さが200μmの試料を作製し、それを一般の実験室環境に放置し、自然乾燥させ、硬化基準に関して、指で硬化膜表面を触り、表面に指紋痕跡が残らないことを完全硬化と見なす。測定結果を表3に示す。
(5)VOC測定
サンプルを0.2g採って、秤量後のアルミニウム板上にコーティングし、秤量した。サンプルをコーティングしたアルミニウム板を硬化させ、室温で、硬化後のサンプルを15min冷却し、秤量した。硬化かつ冷却後のサンプルを110℃の通風オーブン中に放置して1h乾燥させ、サンプルを乾燥器中に放置して室温まで冷却し、秤量し、測定結果を表3に示す。
加工揮発物=100[(B−C)/(B−A)];潜在的揮発物=100[(C−D)/(B−A)]
全揮発物%=加工揮発物%+潜在的揮発物%
式中、Aはアルミニウム板の重量(g)であり、Bはサンプルとアルミニウム板との重量(g)であり、
Cは、サンプル硬化後のサンプルとアルミニウム板との重量(g)であり、Dは、加熱した後の硬化後のサンプルとアルミニウム板との重量(g)である。
Figure 2021524528
表3からわかるように、本発明の上記エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物は、より良い付着力、高い硬度、優れたフレキシブル性及び高い硬化速度を有し、また、本発明が使用するエポキシ変性アクリル樹脂は、配合系における他の成分との相溶性が良いので、応用過程において溶剤及び活性モノマーを添加しなくてもよく、本当のゼロVOC排出を実現することができ、商業化応用見込みが広い。
(三)エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物の、インク、塗料及び接着剤分野への使用
実施例17 <エネルギー硬化塗料>
アクリル樹脂(実施例1における反応1を参照して製造されたものであり、分子量が4.8×10、粘度が3500cps、酸価が5mgKOH/g)、エポキシ変性アクリル樹脂1及び光開始剤(トリアリールスルホニウム塩,CUREASE製,商品番号:Easepi6976)を撹拌タンクに入れて、常温で均一混合となるまで高速撹拌し、その後、酸化チタンを添加して4h撹拌し、さらに高分子分散剤(ドイツBYK110分散剤)を添加し、2h撹拌して均一に混合した後に濾過し、エネルギー硬化塗料を作製した。
上記実施例及び比較例の成分含有量(重量部)を表4に示す。
Figure 2021524528
上記実施例及び比較例で作製したエネルギー硬化性塗料をメタルベース(冷間圧延鋼板、トタン板又は珪素鋼板)の表面に均一にコーティングし、さらに塗料をコーティングしたメタルベースをDymax硬化装置内に放置し、中圧水銀ランプを用いて60s(3.3J/cmUVA)硬化させ、硬化後に、性能測定を行い、測定方法が上記と同様であり、測定結果を表5に示す。
Figure 2021524528
上記表5からわかるように、本発明が提供するエネルギー硬化性塗料は、硬度が高く、付着力が良く、かつVOCの排出がない。
実施例18 <エネルギー硬化インク>
光照射しない条件で、ポリエステル樹脂(SK製,商品番号:ES900)、エポキシ変性アクリル樹脂2又はアクリル樹脂(BASF社から購入,商品番号:Joncryl 678)及び光開始剤(トリアリールスルホニウム塩,CUREASE製,商品番号:Easepi6976)をそれぞれ撹拌タンク中に入れて、常温で均一混合となるまで高速撹拌し、その後、フィラー(ケイ藻土)を添加して4h撹拌し、さらに助剤(ドイツBYK381)を添加して、2h撹拌し、均一に研磨した後に孔径が0.45μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターを用いて不溶物を濾過し、エネルギー硬化性インクを作製した。
上記実施例及び比較例の成分含有量(重量部)を表6に示す。
Figure 2021524528
上記実施例および比較例で作製したエネルギー硬化性インクをPET上に均一にコーティングし、さらにDymax硬化装置内に放置し、中圧水銀ランプで60s(3.3J/cmUVA)硬化させ、硬化後に性能測定を行った。測定方法は上記と同様であり、測定結果を表7に示す。
Figure 2021524528
上記表7からわかるように、本発明が提供するエネルギー硬化性インクは、付着力が良く、フレキシブル性が良く、かつVOC排出がない。
実施例19 <エネルギー硬化接着剤>
フェノール樹脂(スイスDKSH社から購入,商品番号:2402)、エポキシ変性アクリル樹脂3又はアクリル樹脂(BASF社から購入,商品番号:Joncryl 678)及び光開始剤(トリアリールスルホニウム塩,CUREASE製,商品番号:Easepi6976)を撹拌タンク中に入れて、常温で均一混合となるまで高速撹拌し、その後、フィラー(タルク粉末)を添加して4h撹拌し、さらに助剤(シランカップリング剤)を添加して、2h撹拌し、均一に研磨した後に脱泡し、エネルギー硬化接着剤を作製した。
上記実施例及び比較例の成分含有量(重量部)を表8に示す。
Figure 2021524528
上記実施例及び比較例で作製したエネルギー硬化性接着剤をPET上に均一にコーティングし、さらにDymax硬化装置内に放置し、中圧水銀ランプで60s(3.3J/cmUVA)硬化し、硬化後に性能測定を行った。付着力測定方法は上記と同様であり、引張せん断強度をGB/T 7124−2008に従って測定した。測定結果を表9に示す。
Figure 2021524528
上記表9からわかるように、本発明が提供するエネルギー硬化性接着剤は、付着力が良く、引張せん断強度が強く、かつVOC排出がない。
以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を制限するものではなく、当業者であれば、本発明に対して各種の変更及び変化を行うことができる。本発明の趣旨及び原則を逸脱しない限り、行ったいかなる変更、均等置換、改進等は、いずれも本発明の保護範囲内に含まれる。

Claims (16)

  1. 少なくとも1つの繰り返し単位の分岐鎖に1つ又は2つ以上のオキセタン基がグラフトされており、各前記オキセタン基は、それぞれ下記一般式(I)、一般式(II)又は一般式(III)で示される構造を有することを特徴とするエポキシ変性アクリル樹脂。
    Figure 2021524528
    [上記式(I)、(II)、(III)中、
    前記Rは、C〜C40の直鎖又は分岐鎖のn価アルキル基、C〜C30のn価アルケニル基又はC〜C40のn価アリール基を表し、前記Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、エステル基又は
    Figure 2021524528
    により置換されていてもよく、前記Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよく、前記nは、1〜12の整数から選択される。
    前記R及び前記Rは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン元素、ニトロ基、C〜C30の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C30のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C15のアルケニル基又はC〜C30のアリール基を表し、前記R及び前記Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、前記R及び前記Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
    前記R及び前記Rは、それぞれ独立してC〜C30の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C30のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C30のアリール基を表し、前記R及び前記Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、前記R及び前記Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン原子、又はニトロ基により置換されていてもよい。
    前記Aは、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表し、前記Aのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、前記Aのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
    前記Mは、3価のC〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、その中、前記Mのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
    Figure 2021524528
    により置換されていてもよく、前記Mのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
    前記Qは、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表し、前記Qのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
    Figure 2021524528
    により置換されていてもよく、前記Qのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。]
  2. 前記R及び前記Rは、それぞれ独立して
    Figure 2021524528
    を表すことを特徴とする請求項1に記載のエポキシ変性アクリル樹脂。
    [式中、
    前記Rは、C〜C30の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C30のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C30のアリール基を表し、前記Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、前記Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。前記Rは、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表す。前記Rは、水素原子、ハロゲン元素、ニトロ基、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C10のアルケニル基、C〜C24のアリール基を表し、前記R及び前記Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、前記R及び前記Rにおける1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立にアルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。
    好ましくは、前記Rは、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C24のアリール基を表し、前記Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、前記Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。前記Rは、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表し、前記Rは、水素原子、ハロゲン元素、ニトロ基、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C10のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C10のアルケニル基、C〜C12のアリール基を表し、前記R及び前記Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、前記R及び前記Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよい。]
  3. 前記Rは、C〜C30の直鎖又は分岐鎖のn価アルキル基、C〜C20のn価アルケニル基又はC〜C30のn価アリール基を表し、前記Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
    Figure 2021524528
    により置換されていてもよく、前記Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよく、
    好ましくは、前記Rは、C〜C15の直鎖又は分岐鎖のn価アルキル基、C〜C15のn価アルケニル基又はC〜C18のn価アリール基を表し、前記Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
    Figure 2021524528
    により置換されていてもよく、前記Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよいことを特徴とする請求項1に記載のエポキシ変性アクリル樹脂。
  4. 前記R及び前記Rは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン元素、ニトロ基、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C10のアルケニル基又はC〜C24のアリール基を表し、前記R及び前記Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、前記R及び前記Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよく、
    好ましくは、前記R及び前記Rは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン元素、ニトロ基、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C10のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C10のアルケニル基又はC〜C12のアリール基を表し、前記R及び前記Rのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、前記R及び前記Rのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよいことを特徴とする請求項1に記載のエポキシ変性アクリル樹脂。
  5. 前記Aは、C〜C15の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表し、前記Aのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子又は−COO−により置換されていてもよく、前記Aのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよいことを特徴とする請求項1に記載のエポキシ変性アクリル樹脂。
  6. 前記Mは、3価のC〜C15の直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、前記Mのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
    Figure 2021524528
    により置換されていてもよく、前記Mのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよいことを特徴とする請求項1に記載のエポキシ変性アクリル樹脂。
  7. 前記Qは、C〜C15の直鎖又は分岐鎖アルキレン基を表し、前記Qのうちのいずれか1つの−CH−は、酸素原子、−COO−又は
    Figure 2021524528
    により置換されていてもよく、あるいは、前記Qのうちのいずれか1つの水素原子は、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基により置換されていてもよいことを特徴とする請求項1に記載のエポキシ変性アクリル樹脂。
  8. 前記nは、1〜6の整数から選択されることを特徴とする請求項1に記載のエポキシ変性アクリル樹脂。
  9. 前記エポキシ変性アクリル樹脂は、
    Figure 2021524528
    Figure 2021524528
    Figure 2021524528
    Figure 2021524528
    Figure 2021524528
    Figure 2021524528
    からなる群から選択される1種又は2種以上であり、前記
    Figure 2021524528

    Figure 2021524528
    であり、
    式中、前記mは、1〜30の整数であり、好ましくは、前記mは、1〜10の整数であり、前記nは、1〜10の整数であり、好ましくは、前記nは、1〜5の整数であり、前記a、b、cは、それぞれ独立して3〜1000の整数であり、好ましくは、前記a、b、cは、それぞれ独立して3〜200の整数であることを特徴とする請求項1に記載のエポキシ変性アクリル樹脂。
  10. 請求項1から9のいずれか1項に記載のエポキシ変性アクリル樹脂の製造方法であって、前記エポキシ変性アクリル樹脂は、下記方法一から方法七のいずれかの方法を用いて製造することを特徴とする方法。
    方法一:
    式(IV)で示される繰り返し単位を含むアクリル樹脂を第1原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
    前記第1原料のカルボキシ基と前記第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第1中間生成物を得る工程と、前記第1中間生成物のヒドロキシ基を第1末端封止化合物と反応させ、前記エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、
    前記第1末端封止化合物が、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、前記式(IV)、前記式(V)、前記式(VI)はそれぞれ以下の通りである、製造方法。
    Figure 2021524528
    [式(IV)、(V)、(VI)中、前記R、前記R、前記R、前記A、前記M、前記Q及び前記nは、一般式(I)及び一般式(II)中の定義と同じであり、前記R’は、水素原子又はメチル基から選択される。]
    方法二:
    式(VII)で示される繰り返し単位を含むアクリル樹脂を第3原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
    前記第3原料上のヒドロキシ基と前記第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第2中間生成物を得る工程と、前記第2中間生成物上のヒドロキシ基を第2末端封止化合物と反応させ、前記エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、前記第2末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、前記式(VII)は、
    Figure 2021524528
    [式中、前記R’は、水素原子又はメチル基から選択され、前記Lは、C〜C25の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつ前記Lにおける−CH−が酸素原子又はエステル基により置換されていてもよく、好ましくは、前記Lは、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつ前記Lにおける−CH−が酸素原子又はエステル基により置換されていてもよい。]
    である、製造方法。
    方法三:
    式(VIII)で示されるビニルモノマーを第4原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
    前記第4原料のカルボキシ基と前記第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第3中間生成物を得る工程と、前記第3中間生成物のヒドロキシ基を第3末端封止化合物と反応させ、第3末端封止生成物を得る工程と、前記第3末端封止生成物を第1エチレン性モノマーと共重合反応させ、前記エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、その中、前記第3末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、前記式(VIII)は、
    Figure 2021524528
    [式中、前記R’は、水素原子又はメチル基から選択される。]
    である、製造方法。
    方法四:
    式(X)で示されるビニルモノマーを第5原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
    前記第5原料のヒドロキシ基と前記第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第4中間生成物を得る工程と、前記第4中間生成物のヒドロキシ基を第4末端封止化合物と反応させ、第4末端封止生成物を得る工程と、前記第4末端封止生成物を第2エチレン性モノマーと共重合反応させ、前記エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、その中、前記第4末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択され、前記式(X)は、
    Figure 2021524528

    [式中、前記R’は、水素原子又はメチル基から選択され、前記Lは、C〜C25の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつ、前記Lにおける−CH−は、酸素原子又はエステル基により置換されていてもよく、好ましくは、前記Lは、C〜C10の直鎖又は分岐鎖アルキレン基から選択され、かつ前記Lにおける−CH−は、酸素原子又はエステル基により置換されていてもよい。]
    である、製造方法。
    方法五:
    式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用い、式(VII)で示される繰り返し単位を含むアクリル樹脂を前記第3原料として用い、下記式(A)で示されるポリカルボン酸又は式(B)で示される環状酸無水物を第6原料として用いる製造方法であって、
    前記第3原料のヒドロキシ基と前記第6原料とをエステル化反応させ、カルボキシ基を含有する第1エステル化生成物を得る工程と、前記第1エステル化生成物のカルボキシ基と前記第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第5中間生成物を得る工程と、前記第5中間生成物のヒドロキシ基を第5末端封止化合物と反応させ、前記エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含み、前記第5末端封止化合物は、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択される、製造方法。
    Figure 2021524528
    [式(A)、(B)中、前記R11は、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C24のアリール基から選択され、かつ前記R11における1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立にアルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基から選択される基により置換されていてもよい。前記pは、2〜6の整数である。
    前記R12は、C〜C20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、C〜C20のシクロアルキル基又は置換シクロアルキル基、C〜C24のアリール基から選択され、かつ前記R12における1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立にカルボキシ基、アルキル基、ハロゲン元素又はニトロ基から選択される基により置換されていてもよい。]
    方法六:
    式(X)で示されるビニルモノマーを前記第5原料として用い、式(A)で示されるポリカルボン酸又は式(B)で示される環状酸無水物を前記第6原料として用い、式(V)又は式(VI)で示されるオキセタン及びオキシラニル基を含有する化合物を第2原料として用いる製造方法であって、
    前記第5原料のヒドロキシ基と前記第6原料とをエステル化反応させ、カルボキシ基を含有する第2エステル化生成物を得る工程と、前記第2エステル化生成物のカルボキシ基と前記第2原料とをオキシラニル基開環反応させ、ヒドロキシ基を含有する第6中間生成物を得る工程と、前記第6中間生成物のヒドロキシ基を、酸無水物、酸ハロゲン化物、オキシラニル基含有化合物、オキセタン含有化合物又は二重結合含有化合物から選択される第6末端封止化合物と反応させ、前記エポキシ変性アクリル樹脂を得、第6末端封止基を反応させ、第6末端封止生成物を得る工程と、前記第6末端封止生成物を第3エチレン性モノマーと共重合反応させ、前記エポキシ変性アクリル樹脂を得る工程と、を含む製造方法。
    方法七:
    3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンを第7原料として用い、メタクリル酸メチルを第8原料として用いる製造方法であって、
    第7原料である3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンと第8原料であるメタクリル酸メチルとをエステル交換反応させ、エステル交換生成物を得る工程と、前記エステル交換生成物を第4エチレン性モノマーと共重合反応させる工程と、を含む製造方法。
    前記方法一から方法七において、前記第1エチレン性モノマー、前記第2エチレン性モノマー、前記第3エチレン性モノマー及び前記第4エチレン性モノマーの種類が同じ、又は異なっている。
  11. 前記第2原料は、
    Figure 2021524528
    Figure 2021524528
    Figure 2021524528
    [上記式中、前記mは、1〜30の整数であり、好ましくは、前記mは、1〜10の整数である。前記nは、1〜10の整数であり、好ましくは、前記nは、1〜5の整数である。]
    からなる群から選択される1種又は2種以上であることを特徴とする請求項10に記載の製造方法。
  12. 前記第1末端封止化合物、第2末端封止化合物、第3末端封止化合物、第4末端封止化合物、第5末端封止化合物、第6末端封止化合物は、それぞれ独立して下記式(C)〜式(G)で示される化合物から選択されることを特徴とする請求項10に記載の製造方法。
    Figure 2021524528
    [式(C)〜式(G)中、前記R、前記R、前記Rは、請求項1から8における用語と同じ意味を有し、前記R及び前記R10は、それぞれ独立してC〜Cの直鎖又は分岐鎖アルキル基から選択され、前記X、前記X、前記X、前記Xは、それぞれ独立してハロゲン原子から選択される。]
  13. 前記組成物は、樹脂、開始剤及び硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂を含み、前記エポキシ変性アクリル樹脂が、請求項1から9に記載のエポキシ変性アクリル樹脂であるか、あるいは請求項10から12のいずれか1項に記載の製造方法により製造される樹脂であることを特徴とするエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物。
  14. 前記エネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物に占める重量パーセント含有量で、前記エポキシ変性アクリル樹脂の含有量が10〜80wt%であり、
    好ましくは、前記エポキシ変性アクリル樹脂の含有量が30〜75wt%であることを特徴とする請求項13に記載の組成物。
  15. 請求項13又は14のいずれか1項に記載のエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物の、エネルギー硬化分野への使用。
  16. 前記エネルギー硬化分野は、インク、塗料及び接着剤分野であることを特徴とする請求項15に記載のエネルギー硬化性のエポキシ変性アクリル樹脂含有組成物の、エネルギー硬化分野への使用。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113461874A (zh) * 2021-07-27 2021-10-01 珠海市卓和化工科技有限公司 一种环氧改性热塑性丙烯酸树脂的合成方法
CN114280705B (zh) * 2021-12-31 2023-08-15 凯鑫森(上海)功能性薄膜产业股份有限公司 抗干涉耐污贴合膜的制备方法、贴合膜及屏幕

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006263950A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Fuji Photo Film Co Ltd インクジェット記録ヘッド及びそれを用いたインクジェット記録装置
WO2018010605A1 (zh) * 2016-07-13 2018-01-18 常州强力先端电子材料有限公司 混杂型光敏树脂及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10158581A (ja) * 1996-12-05 1998-06-16 Kansai Paint Co Ltd 紫外線硬化型缶用塗料組成物
JP3251188B2 (ja) * 1997-01-30 2002-01-28 関西ペイント株式会社 紫外線硬化型缶用塗料組成物
JP2000168000A (ja) * 1998-12-07 2000-06-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光硬化性シートおよびそれを用いた成型品の製造法
JP2002105392A (ja) * 2001-07-12 2002-04-10 Kansai Paint Co Ltd 紫外線硬化型缶用塗料組成物
US20070015845A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-18 Pentron Clinical Technologies, Llc Dental resin composition, method of manufacture, and method of use thereof
US7887626B2 (en) * 2007-07-30 2011-02-15 Basf Corporation Water-based dispersions of highly-branched polymers
US9201299B2 (en) * 2007-10-01 2015-12-01 San-Ei Kagaku Co., Ltd. Inorganic filler and organic filler-containing curable resin composition, resist film coated printed wiring board, and method for producing the same
KR101491975B1 (ko) * 2014-03-14 2015-02-11 (주)휴넷플러스 화학 증폭형 포지티브 감광성 경화 수지 조성물, 이를 이용한 경화막의 제조 방법 및 경화막을 포함하는 전자소자
KR102157641B1 (ko) * 2015-03-06 2020-09-18 동우 화인켐 주식회사 화학증폭형 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 절연막
KR20170112012A (ko) * 2016-03-30 2017-10-12 동우 화인켐 주식회사 필름 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널
CN107619399B (zh) * 2016-07-13 2021-04-27 常州强力先端电子材料有限公司 多官能度氧杂环丁烷类化合物及其制备方法
CN109400551B (zh) * 2017-08-17 2022-09-16 常州强力先端电子材料有限公司 氧杂环丁烷化合物及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006263950A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Fuji Photo Film Co Ltd インクジェット記録ヘッド及びそれを用いたインクジェット記録装置
WO2018010605A1 (zh) * 2016-07-13 2018-01-18 常州强力先端电子材料有限公司 混杂型光敏树脂及其制备方法
JP2019522002A (ja) * 2016-07-13 2019-08-08 常州強力先端電子材料有限公司Changzhou Tronly Advanced Electronic Materials Co.,Ltd. ハイブリッド型感光性樹脂およびその製造方法

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