JP2023142069A - Method for producing macromonomer - Google Patents
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Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
本発明はマクロモノマーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing macromonomers.
従来、ラジカル重合により得られるポリマーは、塗料、レジスト、フィルム、分散剤、
表面調整剤、成形材料などの分野に広く用いられている。これらのポリマーは、その用途
に応じて必要とされる物理的、化学的性能は異なってくる。これらの性能の調整は、一つ
には、原料となる種々のエチレン性不飽和単量体(モノマー)の組合せによって行うこと
ができる。しかしながら、近年、各用途において、ポリマー材料にさらなる性能の向上が
求められており、上記原料の組合せの調整だけではそれらの要求に応えることができなく
なってきている。
Conventionally, polymers obtained by radical polymerization are used in paints, resists, films, dispersants,
Widely used in fields such as surface conditioners and molding materials. These polymers have different physical and chemical properties required depending on their use. These performances can be adjusted, in part, by combining various ethylenically unsaturated monomers as raw materials. However, in recent years, polymer materials have been required to further improve their performance in various applications, and it has become impossible to meet these demands simply by adjusting the combination of the above-mentioned raw materials.
そこで、ポリマーのさらなる性能向上を図るため、異なる性質のポリマーを直鎖状に結
合したポリマー(ブロック共重合体)、幹となるポリマーに異なる性質又は同質のポリマ
ーが枝状に結合したポリマー(グラフト共重合体)などが検討されている。例えば、コバ
ルト触媒を用いた触媒的連鎖移動重合法(Catalytic Chain Trans
fer Polymerization:CCTP、以下CCTP法と記す)により得ら
れたマクロモノマーを、その他の共重合可能なモノマーと重合することで、ブロック/グ
ラフト共重合体を得る方法が検討されている。
Therefore, in order to further improve the performance of polymers, we have developed polymers in which polymers with different properties are linked in a linear chain (block copolymers), polymers in which polymers with different or the same properties are linked in branches to a backbone polymer (graft copolymers). copolymers) etc. are being considered. For example, catalytic chain transfer polymerization using a cobalt catalyst
A method of obtaining a block/graft copolymer by polymerizing a macromonomer obtained by fer Polymerization (CCTP (hereinafter referred to as CCTP method)) with other copolymerizable monomers has been studied.
また、ブロック/グラフト共重合体の性質を変化させる方法として、極性基(酸性基、
塩基性基)を導入する方法がある。この方法では、ブロック/グラフト共重合体中に極性
基を含有することで、親水性が向上し有用な顔料の分散剤用途として使用することができ
る。
In addition, as a method of changing the properties of block/graft copolymers, polar groups (acidic groups,
There is a method of introducing a basic group). In this method, by containing a polar group in the block/graft copolymer, hydrophilicity is improved and the copolymer can be used as a useful pigment dispersant.
極性基をブロック/グラフト共重合体へ導入する方法として、極性基を含むマクロモノ
マーを用いることが考えられるが、CCTP法では、酸性または塩基性条件の場合、コバ
ルト触媒が失活してしまい、効率的に極性基を導入することは困難である。
One possible method for introducing polar groups into a block/graft copolymer is to use a macromonomer containing a polar group, but in the CCTP method, the cobalt catalyst is deactivated under acidic or basic conditions. It is difficult to efficiently introduce polar groups.
特許文献1には、溶液重合法を用い、失活したコバルト触媒を補うために、コバルト触
媒を追加で添加し、極性基含有マクロモノマーを合成する技術が開示されている。
しかしながらこの方法は、多量の溶媒及び多量のコバルト触媒を用いるため、生産コス
トに課題がある。
Patent Document 1 discloses a technique for synthesizing a polar group-containing macromonomer by using a solution polymerization method and adding a cobalt catalyst to supplement the deactivated cobalt catalyst.
However, since this method uses a large amount of solvent and a large amount of cobalt catalyst, there is a problem in production cost.
そこで、本発明は、カルボキシ基を含有するマクロモノマーの製造方法を提供すること
を目的とする。また、本発明は、反応工程におけるコバルト触媒の失活を抑制しつつ、カ
ルボキシ基を含有するマクロモノマーの製造方法を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a macromonomer containing a carboxy group. Another object of the present invention is to provide a method for producing a macromonomer containing a carboxy group while suppressing deactivation of a cobalt catalyst in a reaction step.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、アセタール基を含む(メ
タ)アクリレートを、水を含む反応容器中で重合反応させ、アセタール基の加水分解から
生成するカルボキシ基を含むマクロモノマーを製造できることを見出し、本発明の完成に
至った。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors conducted a polymerization reaction of (meth)acrylate containing an acetal group in a reaction vessel containing water, and the carboxy group generated from hydrolysis of the acetal group was The present inventors have discovered that it is possible to produce macromonomers containing the following compounds, leading to the completion of the present invention.
本発明は以下の態様を有する。
[1]アセタール基を含む(メタ)アクリレートを含む重合性成分、及び水を反応容器
に仕込み、重合反応を行う、カルボキシ基を含むマクロモノマーの製造方法。
[2]前記カルボキシ基を含むマクロモノマーが、下記一般式(MM-1)で表される
構造を有する、[1]に記載のマクロモノマーの製造方法。
The present invention has the following aspects.
[1] A method for producing a macromonomer containing a carboxy group, in which a polymerizable component containing (meth)acrylate containing an acetal group and water are charged into a reaction vessel and a polymerization reaction is carried out.
[2] The method for producing a macromonomer according to [1], wherein the macromonomer containing a carboxyl group has a structure represented by the following general formula (MM-1).
(式中、R’及びY1~Ynは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキ
ル基、アリール基、複素環基又は1-アルキルオキシ基であり、Y1~Ynの少なくとも
1つは水素原子であり、X1~Xnは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基であり、
Zは、末端基であり、nは、2~10,000の自然数である。)
[3]前記アセタール基を含むモノマーは、下記式(1)、(2)又は(3)で表され
る構造を含有する(メタ)アクリレートである、[1]又は[2]に記載のマクロモノマ
ーの製造方法。
(In the formula, R' and Y 1 to Y n are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, or a 1 -alkyloxy group, and at least One is a hydrogen atom, and X 1 to X n are each independently a hydrogen atom or a methyl group,
Z is a terminal group, and n is a natural number from 2 to 10,000. )
[3] The macro according to [1] or [2], wherein the monomer containing an acetal group is a (meth)acrylate containing a structure represented by the following formula (1), (2) or (3). Method for producing monomers.
(式中、Xは-O-、-S-又は-NR10-を示し、R10は水素原子又はアルキル基
を示し、R1及びR2はそれぞれ、水素原子又は炭素数1~10のアルキル基を示し、R
3及びR5はそれぞれ、炭素数1~20のアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基
を示し、R4及びR6はそれぞれ、炭素数1~10のアルキレン基を示す。)
[4]前記重合反応が水系重合であり、前記水系重合が、懸濁重合、ミニエマルション
重合、乳化重合、からなる群から選ばれる1種である、[1]~[3]のいずれかに記載
のマクロモノマーの製造方法。
[5]下記式(7)で表される連鎖移動剤存在下で重合する、[1]~[4]のいずれ
かに記載のマクロモノマーの製造方法。
( In the formula , Indicates a group, R
3 and R 5 each represent an alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 4 and R 6 each represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. )
[4] Any one of [1] to [3], wherein the polymerization reaction is aqueous polymerization, and the aqueous polymerization is one type selected from the group consisting of suspension polymerization, miniemulsion polymerization, and emulsion polymerization. A method for producing the macromonomer described.
[5] The method for producing a macromonomer according to any one of [1] to [4], which is polymerized in the presence of a chain transfer agent represented by the following formula (7).
(式中、R1~R4は、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基及びアリール
基;Xは、それぞれ独立して、F原子、Cl原子、Br原子、OH基、アルコキシ基、ア
リールオキシ基、アルキル基及びアリール基である。)
[6]前記アセタール基を含む(メタ)アクリレートを含む重合性成分の合計100質
量%に対して、アセタール基を含む(メタ)アクリレートを1質量%以上含む、[1]~
[5]のいずれかに記載のマクロモノマーの製造方法。
[7]前記アセタール基を含む(メタ)アクリレートを含む重合性成分の合計100質
量%に対して、メタクリレートを80質量%以上含む、[1]~[6]のいずれかに記載
のマクロモノマーの製造方法。
[8]前記マクロモノマーの数平均分子量が500~100,000である、[1]~
[7]のいずれかに記載のマクロモノマーの製造方法。
(In the formula, R 1 to R 4 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group; (oxy, alkyl, and aryl groups)
[6] Contains 1% by mass or more of (meth)acrylate containing an acetal group, based on a total of 100% by mass of the polymerizable component containing (meth)acrylate containing an acetal group, [1]
The method for producing a macromonomer according to any one of [5].
[7] The macromonomer according to any one of [1] to [6], which contains 80% by mass or more of methacrylate, based on a total of 100% by mass of the polymerizable components containing (meth)acrylate containing the acetal group. Production method.
[8] The macromonomer has a number average molecular weight of 500 to 100,000, [1] to
The method for producing a macromonomer according to any one of [7].
本発明により、カルボキシ基を含有するマクロモノマーを効率的に製造できる製造方法
を提供することができる。また、本発明により、反応工程におけるコバルト触媒の失活を
抑制しつつ、カルボキシ基を含有するマクロモノマーを効率的に製造できる製造方法を提
供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method which can efficiently manufacture the macromonomer containing a carboxy group can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a production method that can efficiently produce a macromonomer containing a carboxy group while suppressing deactivation of a cobalt catalyst in a reaction step.
以下、本実施形態について詳細を説明する。なお、以下に説明するのは本発明の一実施
形態であり、本発明は下記の構成に限定されるものではない。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」は「アクリル」及び「メタクリル」の総
称である。「(メタ)アクリレート」は「アクリレート」及び「メタクリレート」の総称
である。メタクリレートとは、メタクリル酸及びメタクリル酸誘導体である。メタクリル
酸誘導体には、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステルが含まれる。アクリレートとは、
アクリル酸及びアクリル酸誘導体である。アクリル酸誘導体には、アクリル酸塩、アクリ
ル酸エステルが含まれる。「(メタ)アクリロイル基」は「アクリロイル基」及び「メタ
クリロイル基」の総称であり、CH2=C(R)-C(=O)-(Rは水素原子又はメチ
ル基)で表される基である。重合前のモノマー成分のことを「~単量体」といい、「単量
体」と省略することもある。また、重合体を構成する構成単位のことを「~単量体単位」
ということがある。
This embodiment will be described in detail below. Note that what is described below is one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following configuration.
In the present invention, "(meth)acrylic" is a general term for "acrylic" and "methacrylic". "(Meth)acrylate" is a generic term for "acrylate" and "methacrylate." Methacrylates are methacrylic acid and methacrylic acid derivatives. Methacrylic acid derivatives include methacrylates and methacrylic esters. What is acrylate?
Acrylic acid and acrylic acid derivatives. Acrylic acid derivatives include acrylates and acrylic esters. "(Meth)acryloyl group" is a general term for "acryloyl group" and "methacryloyl group", and is a group represented by CH 2 =C(R)-C(=O)-(R is a hydrogen atom or a methyl group). It is. The monomer component before polymerization is referred to as "~monomer", and is sometimes abbreviated as "monomer". In addition, the structural units that make up a polymer are referred to as "monomeric units."
There is a thing.
<アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)>
アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)は加水分解性を有する。
「加水分解性を有する」とは、アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)と水と
の反応により、アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)由来の分解生成物が得ら
れることを意味する。アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)単位が加水分解し
たかどうかは、加水分解により生成する官能基(カルボキシ基等)の同定により確認でき
る。
水を含む反応容器中で(メタ)アクリレート(X)を重合することで、重合反応と加水
分解反応を進行させ、カルボキシ基を含むマクロモノマー(A)を合成できる。
<(Meth)acrylate (X) containing an acetal group>
The (meth)acrylate (X) containing an acetal group has hydrolyzability.
"Hydrolyzable" means that a decomposition product derived from (meth)acrylate (X) containing an acetal group is obtained by reaction of (meth)acrylate (X) containing an acetal group with water. do. Whether the (meth)acrylate (X) unit containing an acetal group has been hydrolyzed can be confirmed by identifying the functional group (carboxy group, etc.) produced by hydrolysis.
By polymerizing the (meth)acrylate (X) in a reaction vessel containing water, a polymerization reaction and a hydrolysis reaction are allowed to proceed, and a macromonomer (A) containing a carboxyl group can be synthesized.
アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)は式(1)~(3)のいずれかであら
わされる構造を含むことが好ましい。
The (meth)acrylate (X) containing an acetal group preferably has a structure represented by any one of formulas (1) to (3).
(式中、Xは-O-、-S-又は-NR10-を示し、R10は水素原子又はアルキル基
を示し、R1及びR2はそれぞれ、水素原子又は炭素数1~10のアルキル基を示し、R
3及びR5はそれぞれ、炭素数1~20のアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基
を示し、R4は炭素数1~10のアルキレン基を示し、R6は炭素数2~10のアルキレ
ン基を示す。)
( In the formula , Indicates a group, R
3 and R 5 each represent an alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group having 1 to 20 carbon atoms, R 4 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 6 represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms. shows. )
式(1)中、Xは、-O-(エーテル性酸素原子)、-S-(スルフィド系硫黄原子)
のいずれであってもよい。Xとしては、-O-が好ましい。
In formula (1), X is -O- (etheric oxygen atom), -S- (sulfide sulfur atom)
It may be either. As X, -O- is preferable.
R1及びR2における炭素数1~10のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、
2-エチルヘキシル基等が挙げられる。
R1及びR2におけるアルキル基の炭素数は、1~4が好ましく、1~3がより好まし
く、1又は2がさらに好ましい。
Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in R 1 and R 2 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, pentyl group, hexyl group,
Examples include 2-ethylhexyl group.
The number of carbon atoms in the alkyl group in R 1 and R 2 is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2.
R1及びR2の好ましい組み合わせとして、水素原子とメチル基との組み合わせ、メチ
ル基とメチル基との組み合わせ、水素原子と炭素数2~10のアルキル基(以下、「長鎖
アルキル基」ともいう。)との組み合わせ、メチル基と長鎖アルキル基との組み合わせ、
水素原子と水素原子との組み合わせ、長鎖アルキル基と長鎖アルキル基との組み合わせ等
が挙げられる。これらの中でも、加水分解性の点で、水素原子とメチル基との組み合わせ
が好ましい。
Preferred combinations of R 1 and R 2 include a combination of a hydrogen atom and a methyl group, a combination of a methyl group and a methyl group, a hydrogen atom and an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms (hereinafter also referred to as a "long-chain alkyl group") ), a combination of a methyl group and a long-chain alkyl group,
Examples include combinations of hydrogen atoms and hydrogen atoms, and combinations of long-chain alkyl groups and long-chain alkyl groups. Among these, a combination of a hydrogen atom and a methyl group is preferred from the viewpoint of hydrolyzability.
R3における炭素数1~20のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、2-エチ
ルヘキシル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基等が挙げられる。
シクロアルキル基としては、炭素数4~8のシクロアルキル基が好ましく、例えばシク
ロヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
アリール基としては、炭素数6~20のアリール基が好ましく、例えばフェニル基、ナ
フチル基等が挙げられる。
R3としては、炭素数1~10のアルキル基、シクロアルキル基が好ましい。
Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in R 3 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, pentyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, decyl group, dodecyl group, Examples include tetradecyl group.
The cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 4 to 8 carbon atoms, such as a cyclohexyl group or a cyclopentyl group.
The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, such as phenyl group and naphthyl group.
R 3 is preferably an alkyl group or a cycloalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
R3におけるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基はそれぞれ、置換基を有して
いてもよい。置換基を有する場合、置換基の数は1つでもよく2つ以上でもよい。置換基
としては、例えば、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルカノイルオキシ
基、アラルキル基、アセトキシ基等が挙げられる。
置換基のうち、シクロアルキル基、アリール基はそれぞれ、R3におけるシクロアルキ
ル基、アリール基と同様のものが挙げられる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エト
キシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。アルカノイルオキシ基としては、エ
タノイルオキシ基等が挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基等が挙げられる。
The alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group in R 3 may each have a substituent. When having a substituent, the number of substituents may be one or two or more. Examples of the substituent include a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an alkanoyloxy group, an aralkyl group, and an acetoxy group.
Among the substituents, the cycloalkyl group and the aryl group include the same ones as the cycloalkyl group and the aryl group in R3 , respectively. Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, and the like. Examples of the alkanoyloxy group include an ethanoyloxy group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group.
式(2)中のXは、式(1)中のXと同様であり、好ましい態様も同様である。
R4における炭素数1~10のアルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基
、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。アルキレン基の炭素数は、
2~7が好ましく、3~4がより好ましい。
アルキレン基は置換基を有していてもよい。置換基を有する場合、置換基の数は1つで
もよく2つ以上でもよい。アルキレン基が有していてもよい置換基としては、R3におけ
る置換基と同様のものが挙げられる。
X in formula (2) is the same as X in formula (1), and preferred embodiments are also the same.
Examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms in R 4 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and the like. The number of carbon atoms in the alkylene group is
2 to 7 are preferred, and 3 to 4 are more preferred.
The alkylene group may have a substituent. When having a substituent, the number of substituents may be one or two or more. Examples of the substituent that the alkylene group may have include the same substituents as those for R3 .
式(3)中のXは、式(1)中のXと同様であり、好ましい態様も同様である。
R5は、式(1)中のR3と同様であり、好ましい態様も同様である。
R6における炭素数2~10のアルキレン基としては、例えばエチレン基、プロピレン
基、ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。アルキレン基の炭素数は、2~7が好ま
しく、3~4がより好ましい。
X in formula (3) is the same as X in formula (1), and preferred embodiments are also the same.
R 5 is the same as R 3 in formula (1), and its preferred embodiments are also the same.
Examples of the alkylene group having 2 to 10 carbon atoms for R 6 include ethylene group, propylene group, butylene group, and hexylene group. The alkylene group preferably has 2 to 7 carbon atoms, more preferably 3 to 4 carbon atoms.
アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)としては、構造(1)、構造(2)、
構造(3)からなる群から選ばれる少なくとも1種の構造を含むことが好ましい。
As the (meth)acrylate (X) containing an acetal group, structure (1), structure (2),
It is preferable that at least one structure selected from the group consisting of structure (3) is included.
アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)としては、例えば、下記式(M1-1
)、(M1-2)又は(M1-3)で表される単量体が挙げられる。
As the (meth)acrylate (X) containing an acetal group, for example, the following formula (M1-1
), (M1-2) or (M1-3).
(式中、X及びR1~R6は前記と同義であり、Qは、CH2=CH-COO-、CH2
=C(CH3)-COO-、CHRX=CH-COO-、CH2=C(CH2RX)-C
OO-又はCH2=CRX-CH2COO-を示し、RXは、前記構造(1)、前記構造
(2)、前記構造(3)又はアルキルエステル基を示す。)
(In the formula, X and R 1 to R 6 have the same meanings as above, and Q represents CH 2 =CH-COO-, CH 2
=C(CH 3 )-COO-, CHR x =CH-COO-, CH 2 =C(CH 2 R x )-C
OO- or CH 2 ═CR X —CH 2 COO-, and R )
Qにおいて、CH2=CH-COO-はアクリロイルオキシ基、CH2=C(CH3)
-COO-はメタクリロイルオキシ基である。
CH(CH3)=CH-COO-は、クロトノイルオキシ基(エチレン性不飽和結合が
トランス型)又はイソクロトノイルオキシ基(エチレン性不飽和結合がシス型)である。
CHRX=CH-COO-は、カルボキシ基が構造(1)、構造(2)、構造(3)又
はアルキルエステル基に置換された、マレイノイルオキシ基(エチレン性不飽和結合がシ
ス型)又はフマロイルオキシ基(エチレン性不飽和結合がトランス型)である。
RXにおけるアルキルエステル基は、-COORX1で表される。RX1はアルキル基
を示す。RX1のアルキル基としては、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、メチル基
が特に好ましい。
QがCHRX=CH-COO-、CH2=C(CH2RX)-COO-又はCH2=C
RX-CH2COO-である場合、QにおけるRXは、Qが結合した基と同じ構造である
か、又はアルキルエステル基であることが好ましい。例えば式(M1-1)で表される化
合物の場合、QにおけるRXは、構造(1)(-CR1R2-XR3)又はアルキルエス
テル基であることが好ましい。
CH2=C(CH2RX)-COO-又はCH2=CRX-CH2COO-は、カルボ
キシ基が構造(1)、構造(2)、構造(3)又はアルキルエステル基に置換されたイタ
コノイルオキシ基である。RXは前記と同様である。
Qとしては、CH2=CH-COO-又はCH(CH3)=CH-COO-が好ましい
。
In Q, CH 2 =CH-COO- is an acryloyloxy group, CH 2 =C(CH 3 )
-COO- is a methacryloyloxy group.
CH(CH 3 )=CH-COO- is a crotonoyloxy group (the ethylenically unsaturated bond is trans type) or an isocrotonoyloxy group (the ethylenically unsaturated bond is cis type).
CHR It is a fumaroyloxy group (the ethylenically unsaturated bond is trans type).
The alkyl ester group in R X is represented by -COOR X1 . R X1 represents an alkyl group. The alkyl group for R X1 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group.
Q is CHR X =CH-COO-, CH 2 =C ( CH 2 R
When R X --CH 2 COO-, R X in Q preferably has the same structure as the group to which Q is bonded, or is an alkyl ester group. For example, in the case of the compound represented by formula (M1-1), R X in Q is preferably structure (1) (-CR 1 R 2 -XR 3 ) or an alkyl ester group.
CH 2 =C(CH 2 R X ) -COO- or CH 2 = CR It is an itaconoyloxy group. RX is the same as above.
Q is preferably CH 2 =CH-COO- or CH(CH 3 ) =CH-COO-.
式(M1-1)、(M1-2)又は(M1-3)で表される単量体の具体例としては、
以下に示すものが挙げられる。
Specific examples of the monomer represented by formula (M1-1), (M1-2) or (M1-3) are:
Examples include those shown below.
<マクロモノマー(A)>
本発明のマクロモノマー(A)は、ラジカル重合性基を有する重合体である。また、本
発明のマクロモノマー(A)は、カルボキシ基を有する。
マクロモノマー(A)がラジカル重合性基を有する場合、マクロモノマー(A)が有す
るラジカル重合性基の数は特段の制限はないが、一つであることが好ましい。
<Macromonomer (A)>
The macromonomer (A) of the present invention is a polymer having a radically polymerizable group. Moreover, the macromonomer (A) of the present invention has a carboxyl group.
When the macromonomer (A) has a radically polymerizable group, the number of radically polymerizable groups that the macromonomer (A) has is not particularly limited, but it is preferably one.
ラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基が好ましい。エチレン性
不飽和結合を有する基としては、例えば、CH2=C(COOR)-CH2-、(メタ)
アクリロイル基、2-(ヒドロキシメチル)アクリロイル基、ビニル基等が挙げられる。
ここで、Rは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよ
い脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいへテロア
リール基、置換基を有していてもよい非芳香族の複素環式基、置換基を有していてもよい
アラルキル基、置換基を有していてもよいアルカリール基、置換基を有していてもよいオ
ルガノシリル基、又は置換基を有していてもよい(ポリ)オルガノシロキサン基、1-ア
ルキルオキシ基を示す。
As the radically polymerizable group, a group having an ethylenically unsaturated bond is preferable. Examples of the group having an ethylenically unsaturated bond include CH 2 =C(COOR)-CH 2 -, (meta)
Examples include acryloyl group, 2-(hydroxymethyl)acryloyl group, and vinyl group.
Here, R is a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, an alicyclic group that may have a substituent, an aryl group that may have a substituent, or an alkyl group that may have a substituent. a heteroaryl group which may have a substituent, a non-aromatic heterocyclic group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, an alkaryl group which may have a substituent group, an organosilyl group that may have a substituent, a (poly)organosiloxane group that may have a substituent, or a 1-alkyloxy group.
アルキル基としては、例えば、炭素数1~22の分岐又は直鎖アルキル基が挙げられる
。炭素数1~22の分岐又は直鎖アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n
-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、i-ブチル基、ペンチル
基(アミル基)、i-ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2-エチルヘキシル基、オ
クチル基、i-オクチル基、ノニル基、i-ノニル基、デシル基、i-デシル基、ウンデ
シル基、ドデシル基(ラウリル基)、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、
ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基(ステアリル基)、i-オクタデシル
基、ノナデシル基、イコシル基及びドコシル基等が挙げられる。
Examples of the alkyl group include branched or straight-chain alkyl groups having 1 to 22 carbon atoms. Specific examples of branched or straight-chain alkyl groups having 1 to 22 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n
-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, t-butyl group, i-butyl group, pentyl group (amyl group), i-pentyl group, hexyl group, heptyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, i-octyl group, nonyl group, i-nonyl group, decyl group, i-decyl group, undecyl group, dodecyl group (lauryl group), tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group,
Examples include hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group (stearyl group), i-octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group and docosyl group.
脂環式基としては、単環式のものでも多環式のものでもよく、例えば、炭素数3~20
の脂環式基が挙げられる。脂環式基としては、飽和脂環式基が好ましく、具体例としては
、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘ
プチル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、シクロオクチル基、及びアダマンチル基
等が挙げられる。
The alicyclic group may be monocyclic or polycyclic, for example, a group having 3 to 20 carbon atoms.
Examples include alicyclic groups. The alicyclic group is preferably a saturated alicyclic group, and specific examples include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, bicyclo[2.2.1]heptyl group, and cyclooctyl group. group, adamantyl group, and the like.
アリール基としては、例えば炭素数6~18のアリール基が挙げられる。炭素数6~1
8のアリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
ヘテロアリール基としては、例えばピリジル基、カルバゾリル基等が挙げられる。
非芳香族の複素環式基としては、例えばピロリジニル基、ピロリドン基、ラクタム基等
が挙げられる。
アラルキル基としては、例えばベンジル基、フェニルエチル基等が挙げられる。
Examples of the aryl group include aryl groups having 6 to 18 carbon atoms. Carbon number 6-1
Specific examples of the aryl group in 8 include phenyl group, naphthyl group, and the like.
Examples of the heteroaryl group include a pyridyl group and a carbazolyl group.
Examples of the non-aromatic heterocyclic group include a pyrrolidinyl group, a pyrrolidone group, and a lactam group.
Examples of the aralkyl group include benzyl group and phenylethyl group.
オルガノシリル基としては、例えば-SiR21R22R23で表される基が挙げられ
る。なお、R21~R23はそれぞれ独立して、置換基を有していてもよいアルキル基、
置換基を有していてもよい脂環式基、又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。
R21~R23における置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していても
よい脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基は、それぞれ、上述のRにおいて説
明した置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよい脂環式基及び置
換基を有していてもよいアリール基が挙げられる。なお、R21~R23はそれぞれ同じ
基であってもよいし、異なる基であってもよい。
Examples of the organosilyl group include a group represented by -SiR 21 R 22 R 23 . Note that R 21 to R 23 each independently represent an alkyl group that may have a substituent,
Represents an alicyclic group that may have a substituent or an aryl group that may have a substituent.
The alkyl group that may have a substituent, the alicyclic group that may have a substituent, and the aryl group that may have a substituent in R 21 to R 23 are the above-mentioned R Examples include an alkyl group that may have a substituent, an alicyclic group that may have a substituent, and an aryl group that may have a substituent, as explained in . Note that R 21 to R 23 may be the same group or different groups.
(ポリ)オルガノシロキサン基としては、例えば-SiR24R25-OR26、又は
-(SiR27R28-O-)m-R29で表される基が挙げられる。R24~R29は
それぞれ独立して、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよい脂
環式基、又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、mは1~100の整数を表す
。
R24~R29におけるアルキル基、脂環式基及びアリール基は、それぞれR21~R
23で挙げた基と同様の基が挙げられる。
Examples of the (poly)organosiloxane group include a group represented by -SiR 24 R 25 -OR 26 or -(SiR 27 R 28 -O-)m-R 29 . R 24 to R 29 each independently represent an alkyl group that may have a substituent, an alicyclic group that may have a substituent, or an aryl group that may have a substituent. where m represents an integer from 1 to 100.
The alkyl group, alicyclic group and aryl group in R 24 to R 29 are respectively R 21 to R
Groups similar to those listed in 23 can be mentioned.
これらの基が有していてもよい置換基としては、特段の制限はなく、例えば、アルキル
基、アリール基、-COOR30、シアノ基、-OR31、-NR32R33、-CON
R34R35、ハロゲン原子、アリル基、エポキシ基、シロキシ基、及び親水性又はイオ
ン性を示す基からなる群から選択される少なくとも1種が挙げられる。ここで、R30~
R35はそれぞれ、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有してい
てもよい脂環式基、又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。R30~R35に
おけるアルキル基、脂環式基及びアリール基は、それぞれR21~R23で挙げた基と同
様の基が挙げられる。
なお、-COOR30のR30としては、水素原子又は非置換のアルキル基が好ましい
。非置換のアルキル基としては、好ましくは炭素数1~12のアルキル基が挙げられ、例
えばメチル基が挙げられる。
-OR31のR31としては、水素原子又は非置換のアルキル基が好ましい。非置換の
アルキル基としては、好ましくは、炭素数1~12のアルキル基が挙げられ、例えば、メ
チル基が挙げられる。
-NR32R33のR32及びR33としては、それぞれ独立して、水素原子又は無置
換のアルキル基が好ましい。無置換のアルキル基としては、好ましくは炭素数1~12の
アルキル基が挙げられ、例えば、メチル基が挙げられる。
-CONR34R35のR34及びR35としては、それぞれ独立して、水素原子又は
無置換のアルキル基が好ましい。無置換のアルキル基としては、好ましくは炭素数1~1
2にアルキル基が挙げられ、例えば、メチル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げ
られる。
ポリ(アルキレンオキシド)基としては、例えば、ポリエチレンオキシド基、ポリプロ
ピレンオキシド基等のポリ(アルキレンオキシド)基挙げられる。
1-アルキルオキシ基としては、下記式(4)、(5)又は(6)で表される基が挙げ
られる。
The substituents that these groups may have are not particularly limited, and include, for example, alkyl groups, aryl groups, -COOR 30 , cyano groups, -OR 31 , -NR 32 R 33 , -CON
At least one selected from the group consisting of R 34 R 35 , a halogen atom, an allyl group, an epoxy group, a siloxy group, and a group exhibiting hydrophilicity or ionicity. Here, R 30 ~
R 35 each represents a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, an alicyclic group that may have a substituent, or an aryl group that may have a substituent. Examples of the alkyl group, alicyclic group and aryl group for R 30 to R 35 include the same groups as those listed for R 21 to R 23 , respectively.
Note that R 30 in -COOR 30 is preferably a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group. The unsubstituted alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, such as a methyl group.
R 31 in -OR 31 is preferably a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group. The unsubstituted alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, such as a methyl group.
R 32 and R 33 in -NR 32 R 33 are each independently preferably a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group. The unsubstituted alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, such as a methyl group.
R 34 and R 35 in -CONR 34 R 35 are each independently preferably a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group. The unsubstituted alkyl group preferably has 1 to 1 carbon atoms.
Examples of 2 include alkyl groups, such as methyl groups.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Examples of the poly(alkylene oxide) group include poly(alkylene oxide) groups such as polyethylene oxide group and polypropylene oxide group.
Examples of the 1-alkyloxy group include groups represented by the following formulas (4), (5), or (6).
(式中、R1~R6は前記と同義である。) (In the formula, R 1 to R 6 have the same meanings as above.)
上記のなかでも、Rは、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有してい
てもよい脂環式基が好ましく、非置換のアルキル基、非置換の脂環式基、又は置換基とし
てアルキル基を有する脂環式基がより好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、
i-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、
オクチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、イソボルニル基及びアダマンチル基が
好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、t-
ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、イソボルニル基及びアダマンチル基がさ
らに好ましい。
Among the above, R is preferably an alkyl group that may have a substituent or an alicyclic group that may have a substituent, such as an unsubstituted alkyl group or an unsubstituted alicyclic group. , or an alicyclic group having an alkyl group as a substituent, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group,
i-propyl group, n-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group,
Octyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, isobornyl group and adamantyl group are preferred, and methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, t-
More preferred are butyl, cyclopropyl, cyclobutyl, isobornyl and adamantyl groups.
マクロモノマー(A)は、上記のなかでも、重合度が2以上の重合体の末端にラジカル
重合性基が導入されたマクロモノマーが好ましく、下記式(MM-1)で表されるマクロ
モノマーがより好ましい。
Among the above, the macromonomer (A) is preferably a macromonomer in which a radically polymerizable group is introduced at the end of a polymer having a degree of polymerization of 2 or more, and a macromonomer represented by the following formula (MM-1) is preferable. More preferred.
(式中、R’及びY1~Ynは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキ
ル基、アリール基、複素環基又は1-アルキルオキシ基である。Y1~Ynの少なくとも
1つは水素原子である。X1~Xnは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。
Zは、末端基である。nは、2~10,000の自然数である。)
(In the formula, R' and Y 1 to Y n are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, or a 1 -alkyloxy group. At least One is a hydrogen atom. X 1 to X n are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
Z is a terminal group. n is a natural number from 2 to 10,000. )
アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)は加水分解することでカルボキシ基を
含む分解生成物を生成する。マクロモノマー(A)の重合反応とアセタール基を含む(メ
タ)アクリレート(X)の加水分解が同時に進むことで、カルボキシ基を含む分解生成物
を構成単位の一部に含むマクロモノマー(A)を合成できる。この場合、式(MM-1)
で表されるマクロモノマーは、対応する箇所のY1~Ynが水素原子となる。
When the (meth)acrylate (X) containing an acetal group is hydrolyzed, a decomposition product containing a carboxyl group is generated. By simultaneously proceeding the polymerization reaction of the macromonomer (A) and the hydrolysis of the (meth)acrylate (X) containing an acetal group, the macromonomer (A) containing a decomposition product containing a carboxyl group as a part of its constituent units is produced. Can be synthesized. In this case, the formula (MM-1)
In the macromonomer represented by, Y 1 to Y n at the corresponding positions are hydrogen atoms.
R’及びY1~Ynのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基には、マ
クロモノマー(A)と同様の基を用いることができる。
As the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and heterocyclic group of R' and Y 1 to Y n , the same groups as in the macromonomer (A) can be used.
また、R’及びY1~Ynは置換基を有していてもよい。R’及びY1~Ynが置換基
を有する場合、それぞれ独立して、アルキル基、アリール基、カルボキシ基、アルコキシ
カルボニル基(-COOR’’)、カルバモイル基(-CONR’’R’’’)、シアノ
基、ヒドロキシ基、アミノ基、アミド基(-NR’’R’’’)、ハロゲン原子、アリル
基、エポキシ基、アルコキシ基(-OR’’)、及び親水性もしくはイオン性を示す基か
らなる群から選択される基又は原子が挙げられる。
Further, R' and Y 1 to Y n may have a substituent. When R' and Y 1 to Y n have a substituent, each independently includes an alkyl group, an aryl group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group (-COOR''), a carbamoyl group (-CONR''R''' ), cyano group, hydroxy group, amino group, amide group (-NR''R''), halogen atom, allyl group, epoxy group, alkoxy group (-OR''), and exhibits hydrophilic or ionicity. Examples include groups or atoms selected from the group consisting of groups.
各置換基の代表的な例としては、アルコキシカルボニル基は、メトキシカルボニル基が
挙げられ、カルバモイル基は、N-メチルカルバモイル基及びN,N-ジメチルカルバモ
イル基が挙げられ、アミド基は、ジメチルアミド基が挙げられ、ハロゲン原子は、フッ素
原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられ、アルコキシ基は、メトキシ基が
挙げられ、親水性又はイオン性を示す基は、カルボキシ基のアルカリ塩又はスルホキシル
基のアルカリ塩、ポリエチレンオキシド基、ポリプロピレンオキシド基等のポリ(アルキ
レンオキシド)基及び四級アンモニウム塩基等のカチオン性置換基が挙げられる。
Typical examples of each substituent include a methoxycarbonyl group for the alkoxycarbonyl group, an N-methylcarbamoyl group and an N,N-dimethylcarbamoyl group for the carbamoyl group, and a dimethylamide group for the amide group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, and iodine atom; examples of the alkoxy group include a methoxy group; and examples of the group exhibiting hydrophilicity or ionicity include an alkali salt of a carboxy group. Alternatively, examples thereof include alkali salts of sulfoxyl groups, poly(alkylene oxide) groups such as polyethylene oxide groups and polypropylene oxide groups, and cationic substituents such as quaternary ammonium bases.
X1~Xnは、それぞれ水素原子又はメチル基であり、メチル基が好ましい。さらに、
マクロモノマー(A)の合成し易さの観点から、X1~Xnの半数以上がメチル基である
ことが好ましい。
X 1 to X n are each a hydrogen atom or a methyl group, preferably a methyl group. moreover,
From the viewpoint of ease of synthesizing the macromonomer (A), it is preferable that half or more of X 1 to X n be methyl groups.
Zは、マクロモノマー(A)の末端基である。マクロモノマー(A)の末端基としては
、例えば、公知のラジカル重合で得られるポリマーの末端基と同様に、水素原子及びラジ
カル重合開始剤に由来する基が挙げられる。
Z is a terminal group of the macromonomer (A). Examples of the terminal group of the macromonomer (A) include a group derived from a hydrogen atom and a radical polymerization initiator, similar to the terminal group of a polymer obtained by known radical polymerization.
マクロモノマー(A)の数平均分子量Mnは、500以上100,000以下が好まし
い。マクロモノマー(A)の数平均分子量Mnの下限値は、1,000以上がより好まし
く、1,500以上がさらに好ましい。また、マクロモノマー(A)の数平均分子量Mn
の上限値は、70,000以下がより好ましく、50,000以下がさらに好ましい。数
平均分子量Mnが上記の範囲であれば、マクロモノマー共重合体にマクロモノマー(A)
由来の相溶性や物性を付与することができる。
The number average molecular weight Mn of the macromonomer (A) is preferably 500 or more and 100,000 or less. The lower limit of the number average molecular weight Mn of the macromonomer (A) is more preferably 1,000 or more, and even more preferably 1,500 or more. In addition, the number average molecular weight Mn of the macromonomer (A)
The upper limit value of is more preferably 70,000 or less, and even more preferably 50,000 or less. If the number average molecular weight Mn is within the above range, the macromonomer (A) is added to the macromonomer copolymer.
It is possible to impart compatibility and physical properties based on the origin.
マクロモノマー(A)の数平均分子量Mnは、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)
を使用し、ポリメチルメタクリレートを標準物質とした検量線から算出した相対値のこと
を意味する。
The number average molecular weight Mn of the macromonomer (A) is determined by gel permeation chromatography (GPC).
It means a relative value calculated from a calibration curve using polymethyl methacrylate as a standard substance.
<重合性成分(Y)>
重合性成分(Y)は、アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)を含み、アセタ
ール基を含む(メタ)アクリレート(X)との共重合性を有するモノマーである。重合性
成分(Y)は、例えば、ラジカル重合性基を有する化合物が挙げられる。重合性成分(Y
)が有するラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基が好ましい。
アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)以外の重合性成分(Y)としては種々
のものが用いられえるが、例えば、
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アク
リレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-
ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(
メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アク
リレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベン
ジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(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-エトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メ
タ)アクリレート等の(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アク
リレート、グリセロール(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート;(
メタ)アクリル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-
(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイル
オキシエチルフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルフタル酸、2-(メタ
)アクリロイルオキシエチルマレイン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルマレ
イン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイルオ
キシロピルコハク酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノ
メチル、イタコン酸モノメチル等のカルボキシ基含有ビニル系単量体;無水マレイン酸、
無水イタコン酸等の酸無水物基含有ビニル系単量体;グリジシル(メタ)アクリレート、
グリジシルα-エチルアクリレート、3,4-エポキシブチル(メタ)アクリレート等の
エポキシ基含有ビニル系単量体;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチル
アミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリレート系のビニル系
単量体;(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロ
ール(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(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、ダイアセトンアクリルアミド、マレイン酸アミド、マ
レイミド等のアミド基を含有するビニル系単量体;スチレン、α-メチルスチレン、ビニ
ルトルエン、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル
等のビニル系単量体;ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メ
タ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレング
リコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、N,
N’-メチレンビス(メタ)アクリルアミド等の多官能性のビニル系単量体;などが挙げ
られる。これらは、1種以上を適宜選択して使用することができる。
これらの中で、モノマーの入手のし易さの点で、メタクリレート(メタクリル酸エステ
ル)が好ましい。
メタクリレートとしては、メチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、ラウリ
ルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、2-エチルヘ
キシルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレー
ト及び4-ヒドロキシブチルメタクリレートが好ましく、メチルメタクリレート、n-ブ
チルメタクリレート及び2-エチルヘキシルメタクリレートがより好ましい。;これらの
単量体は1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
重合性成分(Y)の少なくとも一部は(メタ)アクリル系単量体であることが好ましい
。
<Polymerizable component (Y)>
The polymerizable component (Y) is a monomer that contains (meth)acrylate (X) containing an acetal group and is copolymerizable with (meth)acrylate (X) containing an acetal group. Examples of the polymerizable component (Y) include compounds having a radically polymerizable group. Polymerizable component (Y
) is preferably a group having an ethylenically unsaturated bond.
Various polymerizable components (Y) other than the (meth)acrylate (X) containing an acetal group can be used, for example,
Methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, i-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, i-
Butyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (
meth)acrylate, n-lauryl(meth)acrylate, n-stearyl(meth)acrylate, cyclohexyl(meth)acrylate, phenyl(meth)acrylate, benzyl(meth)acrylate, isobornyl(meth)acrylate, 2-methoxyethyl(
(Meth)acrylates such as meth)acrylate, 2-ethoxyethyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate; 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate; ) acrylate, hydroxyl group-containing (meth)acrylate such as glycerol (meth)acrylate; (
meth)acrylic acid, 2-(meth)acryloyloxyethylhexahydrophthalic acid, 2-
(meth)acryloyloxypropylhexahydrophthalic acid, 2-(meth)acryloyloxyethyl phthalic acid, 2-(meth)acryloyloxypropylphthalic acid, 2-(meth)acryloyloxyethylmaleic acid, 2-(meth)acryloyl Carboxylic acids such as oxypropyl maleic acid, 2-(meth)acryloyloxyethylsuccinic acid, 2-(meth)acryloyloxylopylsuccinic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, monomethyl maleate, monomethyl itaconate, etc. Group-containing vinyl monomer; maleic anhydride,
Acid anhydride group-containing vinyl monomers such as itaconic anhydride; glycicyl (meth)acrylate,
Epoxy group-containing vinyl monomers such as glycicyl α-ethyl acrylate and 3,4-epoxybutyl (meth)acrylate; amino group-containing (meth)acrylates such as dimethylaminoethyl (meth)acrylate and diethylaminoethyl (meth)acrylate Vinyl monomers: (meth)acrylamide, N-t-butyl (meth)acrylamide, N-methylol (meth)acrylamide, N-methoxymethyl (meth)acrylamide, N-butoxymethyl (meth)acrylamide, Vinyl monomers containing amide groups such as acetone acrylamide, maleic acid amide, and maleimide; vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, (meth)acrylonitrile, vinyl chloride, vinyl acetate, and vinyl propionate. mer; divinylbenzene, ethylene glycol di(meth)acrylate,
1,3-butylene glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tetraethylene glycol di(meth)acrylate, tripropylene glycol di(meth)acrylate ,
Trimethylolpropane tri(meth)acrylate, allyl(meth)acrylate, N,
Examples include polyfunctional vinyl monomers such as N'-methylenebis(meth)acrylamide. One or more of these can be appropriately selected and used.
Among these, methacrylate (methacrylic acid ester) is preferred in terms of monomer availability.
As the methacrylate, methyl methacrylate, n-butyl methacrylate, lauryl methacrylate, dodecyl methacrylate, stearyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate and 4-hydroxybutyl methacrylate are preferred, and methyl methacrylate and n-butyl methacrylate are preferred. and 2-ethylhexyl methacrylate are more preferred. ; These monomers may be used alone or in combination of two or more.
It is preferable that at least a portion of the polymerizable component (Y) is a (meth)acrylic monomer.
<重合性成分(Y)の組成>
重合性成分(Y)の合計100質量に対するアセタール基を含む(メタ)アクリレート
(X)の割合は、1質量%以上70質量%以下が好ましく、2質量%以上60質量%以下
がより好ましく、5質量%以上50質量%以下がさらに好ましい。アセタール基を含む(
メタ)アクリレート(X)単位の割合が上記下限値以上であれば、アセタール基を含む(
メタ)アクリレート(X)の加水分解性が向上し、カルボキシ基の含有量が高いマクロモ
ノマー(A)を合成できる。
<Composition of polymerizable component (Y)>
The ratio of (meth)acrylate (X) containing an acetal group to the total 100 mass of the polymerizable component (Y) is preferably 1% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 60% by mass or less, and 5% by mass or more. More preferably, the content is from % by mass to 50% by mass. Contains an acetal group (
If the proportion of meth)acrylate (X) units is equal to or higher than the above lower limit, it contains an acetal group (
The hydrolyzability of meth)acrylate (X) is improved, and a macromonomer (A) with a high content of carboxy groups can be synthesized.
重合性成分(Y)全体の質量に対するメタクリレートの割合は、80質量%以上が好ま
しく、90質量%以上がより好ましく、一方、100質量%以下である。上記の範囲であ
れば、マクロモノマーを容易に合成できる。
The ratio of methacrylate to the total mass of the polymerizable component (Y) is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and on the other hand, 100% by mass or less. Within the above range, the macromonomer can be easily synthesized.
[マクロモノマー(A)の製造方法]
マクロモノマー(A)は、公知の方法で製造できる。マクロモノマーの製造方法として
は、例えば、コバルト連鎖移動剤を用いて製造する方法(米国特許第4680352号明
細書)、α-ブロモメチルスチレン等のα置換不飽和化合物を連鎖移動剤として用いる方
法(国際公開第88/04304号)、重合性基を化学的に結合させる方法(特開昭60
-133007号公報、米国特許第5147952号明細書)及び熱分解による方法(特
開平11-240854号公報)等が挙げられる。
これらの中で、マクロモノマー(A)の製造方法としては、製造工程数が少なく、連鎖
移動定数が高い触媒を使用する点で、コバルト連鎖移動剤を用いて製造する方法が好まし
い。
[Method for producing macromonomer (A)]
Macromonomer (A) can be produced by a known method. Examples of methods for producing macromonomers include a method using a cobalt chain transfer agent (US Pat. No. 4,680,352), a method using an α-substituted unsaturated compound such as α-bromomethylstyrene as a chain transfer agent ( International Publication No. 88/04304), method for chemically bonding polymerizable groups (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1983-1988)
-133007, US Pat. No. 5,147,952) and a method using thermal decomposition (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-240854).
Among these, as a method for producing the macromonomer (A), a method using a cobalt chain transfer agent is preferable since the number of production steps is small and a catalyst with a high chain transfer constant is used.
コバルト連鎖移動剤を用いてマクロモノマー(A)を製造する方法としては、例えば、
塊状重合法、溶液重合法及び、懸濁重合法、乳化重合法、ミニエマルジョン重合等の水系
分散重合法が挙げられる。これらの中で、マクロモノマー(A)の合成では、反応容器で
内に水を含むことで、アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)由来の構成単位を
容易に加水分解する点から水系分散重合法が好ましい。その他の方法として、溶液重合法
において、反応容器に水を加えることで、マクロモノマー(A)を合成する方法も有効で
ある。
As a method for producing macromonomer (A) using a cobalt chain transfer agent, for example,
Examples include bulk polymerization, solution polymerization, and aqueous dispersion polymerization methods such as suspension polymerization, emulsion polymerization, and miniemulsion polymerization. Among these, in the synthesis of the macromonomer (A), aqueous dispersion is used because the inclusion of water in the reaction vessel facilitates hydrolysis of the structural units derived from (meth)acrylate (X) containing acetal groups. Polymerization methods are preferred. As another method, a method of synthesizing the macromonomer (A) by adding water to a reaction vessel in a solution polymerization method is also effective.
本発明において使用されるコバルト連鎖移動剤としては、式(7)に示されるコバルト
連鎖移動剤が使用でき、例えば、特許第3587530号公報、米国特許第452694
5号明細書、同第4694054号明細書、同第4886861号明細書、同第5324
879号明細書、国際公開第95/17435号、特表平9-510499号公報、特開
2012-158696号公報等に記載されているものを使用することができる。
As the cobalt chain transfer agent used in the present invention, a cobalt chain transfer agent represented by formula (7) can be used, and examples thereof include Japanese Patent No. 3587530 and US Pat. No. 452694.
Specification No. 5, Specification No. 4694054, Specification No. 4886861, Specification No. 5324
Those described in Specification No. 879, International Publication No. 95/17435, Japanese Patent Publication No. 9-510499, Japanese Patent Application Laid-open No. 2012-158696, etc. can be used.
式(7)中、R1~R4は、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基及びア
リール基;Xは、それぞれ独立して、F原子、Cl原子、Br原子、OH基、アルコキシ
基、アリールオキシ基、アルキル基及びアリール基である。
In formula (7), R 1 to R 4 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group; X is each independently an F atom, a Cl atom, a Br atom, an OH group, an alkoxy group , aryloxy group, alkyl group and aryl group.
コバルト連鎖移動剤としては、具体的には、ビス(ボロンジフルオロジメチルジオキシ
イミノシクロヘキサン)コバルト(II)、ビス(ボロンジフルオロジメチルグリオキシ
メイト)コバルト(II)、ビス(ボロンジフルオロジフェニルグリオキシメイト)コバ
ルト(II)、ビシナルイミノヒドロキシイミノ化合物のコバルト(II)錯体、テトラ
アザテトラアルキルシクロテトラデカテトラエンのコバルト(II)錯体、N,N’-ビ
ス(サリチリデン)エチレンジアミノコバルト(II)錯体、ジアルキルジアザジオキソ
ジアルキルドデカジエンのコバルト(II)錯体、コバルト(II)ポルフィリン錯体な
どがあげられる。中でも、水性媒体中に安定に存在し、連鎖移動効果が高いビス(ボロン
ジフルオロジフェニルグリオキシメイト)コバルト(II)(R1~R4:フェニル基、
X:F原子)が好ましい。これらは一種以上を適宜選択して使用することができる。
Specifically, the cobalt chain transfer agent includes bis(boron difluorodimethyldioximinocyclohexane) cobalt(II), bis(boron difluorodimethylglyoxymate) cobalt(II), and bis(boron difluorodiphenyl glyoxymate). Cobalt(II), cobalt(II) complex of vicinaliminohydroxyimino compound, cobalt(II) complex of tetraazatetraalkylcyclotetradecatetraene, N,N'-bis(salicylidene)ethylenediaminocobalt(II) complex , cobalt(II) complexes of dialkyldiazadioxodioxodialkyldodecadienes, cobalt(II) porphyrin complexes, and the like. Among them, bis(borondifluorodiphenylglyoxymate)cobalt(II) (R 1 to R 4 : phenyl group,
X: F atom) is preferred. One or more of these can be appropriately selected and used.
コバルト連鎖移動剤の使用量は、重合性成分(Y)の合計量100部に対し20ppm
から350ppmが好ましい。コバルト連鎖移動剤の使用量が20ppm未満であれば分
子量の低下が不十分となりやすく、350ppmを超えると得られるマクロモノマー(A
)が着色しやすい。
The amount of cobalt chain transfer agent used is 20 ppm based on 100 parts of the total amount of polymerizable component (Y).
to 350 ppm is preferred. If the amount of cobalt chain transfer agent used is less than 20 ppm, the molecular weight tends to be insufficiently lowered, and if it exceeds 350 ppm, the resulting macromonomer (A
) are easy to color.
利用可能なラジカル重合開始剤として、有機過酸化物あるいはアゾ化合物等が挙げられ
、有機過酸化物あるいはアゾ化合物等が挙げられ、重合反応に用いる溶剤や原料に応じて
適宜選択することができる。有機過酸化物の具体例としては、例えば、2,4-ジクロロ
ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシピバレート、o-メチルベンゾイルパ
ーオキサイド、ビス-3,5,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイ
ルパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノ
エート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、シクロヘキサノンパーオキ
サイド、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパー
オキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイ
ド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド等が挙げられる
。アゾ化合物の具体例としては、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,
2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジ
メチル-4-メトキシバレロニトリル)等が挙げられる。これらの中でも入手しやすさの
点で、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、2,
2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニト
リル)、が好ましい。これらラジカル重合開始剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせ
て用いることができる。
Usable radical polymerization initiators include organic peroxides and azo compounds, and can be appropriately selected depending on the solvent and raw materials used in the polymerization reaction. Specific examples of organic peroxides include 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, t-butylperoxypivalate, o-methylbenzoyl peroxide, bis-3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, Octanoyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy 2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, cyclohexanone peroxide, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, Examples include dicumyl peroxide, lauroyl peroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, and the like. Specific examples of azo compounds include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,
Examples include 2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) and 2,2'-azobis(2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile). Among these, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy 2-ethylhexanoate, 2,
2'-azobisisobutyronitrile and 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) are preferred. These radical polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
ラジカル重合開始剤の使用量は、重合性成分(Y)の合計100質量部に対して、0.
005質量部以上が好ましく、0.01質量部以上がより好ましく、0.05質量部以上
がさらに好ましい。ラジカル重合開始剤の使用量が0.005以上であれば、ラジカル重
合が速やかに進行するため好ましい。また、10質量部以下が好ましく、5質量部以下が
より好ましく、1質量部以下がさらに好ましい。ラジカル重合開始剤の使用量が10部以
下であれば、ラジカル重合が暴走せずに進行するため好ましい。
The amount of the radical polymerization initiator used is 0.00 parts by mass based on the total of 100 parts by mass of the polymerizable component (Y).
The amount is preferably 0.005 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more, and even more preferably 0.05 parts by mass or more. It is preferable that the amount of the radical polymerization initiator used is 0.005 or more because the radical polymerization proceeds rapidly. Further, it is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and even more preferably 1 part by mass or less. It is preferable that the amount of the radical polymerization initiator used is 10 parts or less because the radical polymerization proceeds without runaway.
マクロモノマー(A)は、メタクリレートを構成単位として含むことが好ましく、マク
ロモノマー(A)を構成する全構成単位の合計量に対するメタクリレート単位の割合は、
特段の制限はないが、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であること
が特に好ましく、一方、100質量%以下である。上記の範囲であれば、コバルト連鎖移
動剤が効率よく機能する。
The macromonomer (A) preferably contains methacrylate as a constitutional unit, and the ratio of the methacrylate unit to the total amount of all the constitutional units constituting the macromonomer (A) is:
Although there is no particular limitation, it is preferably 80% by mass or more, particularly preferably 90% by mass or more, and on the other hand, 100% by mass or less. Within the above range, the cobalt chain transfer agent functions efficiently.
[マクロモノマー共重合体]
前記マクロモノマー(A)とコモノマー(d)を共重合することで、マクロモノマー共
重合体を合成することができる。コモノマー(d)は、マクロモノマー(A)との共重合
性を有するモノマーである。コモノマー(d)としては、重合性成分(Y)と同じモノマ
ーが挙げられる。
[Macromonomer copolymer]
A macromonomer copolymer can be synthesized by copolymerizing the macromonomer (A) and comonomer (d). The comonomer (d) is a monomer that is copolymerizable with the macromonomer (A). Examples of the comonomer (d) include the same monomers as the polymerizable component (Y).
コモノマー(d)としては、マクロモノマー(A)との共重合の適用性から、アクリレ
ートを含むことが好ましい。アクリレートは、コモノマー(d)100モル%に対して、
50モル%以上が好ましく、60モル%以上がより好ましく、70モル%以上がさらに好
ましく、100モル%であっても良い。
マクロモノマー共重合体に含まれる、コモノマー(d)単位の含有割合(単位:質量%
)は、該マクロモノマー共重合体の総質量100質量%に対して、30質量%以上95質
量%以下が好ましい。コモノマー(d)の含有割合の下限が30質量%以上であれば、前
記マクロモノマー共重合体がコモノマー(d)の特徴を併せ持つことが可能になる。コモ
ノマー(d)の含有割合の下限は、30質量%以上が好ましく、35質量%以上がより好
ましく、40質量%以上がさらに好ましい。一方、コモノマー(d)の含有割合の上限が
95質量%以下であれば、前記マクロモノマー共重合体がマクロモノマー(A)の特徴を
併せ持つことが可能になる。コモノマー(d)の含有割合の上限は、95質量%以下が好
ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下が特に好ましい。
The comonomer (d) preferably contains acrylate from the viewpoint of copolymerization applicability with the macromonomer (A). Acrylate is based on 100 mol% of comonomer (d),
It is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, even more preferably 70 mol% or more, and may be 100 mol%.
Content ratio of comonomer (d) units contained in the macromonomer copolymer (unit: mass%
) is preferably 30% by mass or more and 95% by mass or less based on 100% by mass of the total mass of the macromonomer copolymer. If the lower limit of the content of the comonomer (d) is 30% by mass or more, the macromonomer copolymer can have the characteristics of the comonomer (d). The lower limit of the content of the comonomer (d) is preferably 30% by mass or more, more preferably 35% by mass or more, and even more preferably 40% by mass or more. On the other hand, if the upper limit of the content of the comonomer (d) is 95% by mass or less, the macromonomer copolymer can have both the characteristics of the macromonomer (A). The upper limit of the content of the comonomer (d) is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and particularly preferably 85% by mass or less.
前記マクロモノマー共重合体が本発明のマクロモノマー(A)を含むことで、マクロモ
ノマー共重合体に、マクロモノマー(A)の特徴を付与することができる。例えば、マク
ロモノマー(A)はカルボキシ基を有することから、マクロモノマーにカルボキシ基が無
い場合と比較して、ガラス転移温度(Tg)が高くすることができる。
By including the macromonomer (A) of the present invention in the macromonomer copolymer, the characteristics of the macromonomer (A) can be imparted to the macromonomer copolymer. For example, since the macromonomer (A) has a carboxy group, the glass transition temperature (Tg) can be made higher than when the macromonomer does not have a carboxy group.
マクロモノマー共重合体の合成に、利用可能なラジカル重合開始剤として、マクロモノ
マー(A)の合成で利用可能なラジカル重合開始剤と同じものが挙げられ、重合反応に用
いる溶剤や原料に応じて適宜選択することができる。
The radical polymerization initiators that can be used in the synthesis of the macromonomer copolymer include the same radical polymerization initiators that can be used in the synthesis of the macromonomer (A), depending on the solvent and raw materials used in the polymerization reaction. It can be selected as appropriate.
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超え
ない限り、以下の実施例に制限されるものではない。以下の各例において、特に断りがな
い限り「部」は「質量部」を示し、「%」は「質量%」を示す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless it exceeds the gist thereof. In each of the following examples, "parts" indicate "parts by mass" and "%" indicate "% by mass" unless otherwise specified.
[測定・評価方法]
<分子量測定>
数平均分子量及び重量平均分子量は、下記条件で標準ポリメチルメタクリレート換算に
て算出した。
ゲルろ過クロマトグラフィー(GPC)装置:東ソー(株)製、HLC-8320カラ
ム
カラム(TSK-guardcolumn SuperH-H(4.6×35mm、東
ソー(株)製)と、2本のTSKgel Super HM-H(6.0×150mm、
東ソー(株)製)を直列に接続
試料溶液:マクロモノマーのテトラヒドロフラン(THF)溶液(試料濃度0.02g
/10mL)10μL
流量:0.6mL/分
溶離液:THF(安定剤:ブチルヒドロキシトルエン(BHT))
カラム温度:40℃
[Measurement/evaluation method]
<Molecular weight measurement>
The number average molecular weight and weight average molecular weight were calculated in terms of standard polymethyl methacrylate under the following conditions.
Gel filtration chromatography (GPC) device: HLC-8320 column manufactured by Tosoh Corporation Column (TSK-guardcolumn SuperHH (4.6 x 35 mm, manufactured by Tosoh Corporation) and two TSKgel Super HM-H (6.0 x 150mm,
(manufactured by Tosoh Corporation) are connected in series Sample solution: Tetrahydrofuran (THF) solution of macromonomer (sample concentration 0.02g)
/10mL) 10μL
Flow rate: 0.6 mL/min Eluent: THF (stabilizer: butylated hydroxytoluene (BHT))
Column temperature: 40℃
<1HNMRの測定>
JNM-ECZ400型核磁気共鳴装置(日本電子株式会社製)を用い、溶媒として重
クロロホルム(測定サンプル100mg/重クロロホルム1g)または、重ジメチルスル
ホキシド(測定サンプル100mg/重ジメチルスルホキシド1g)を用いて、23℃で
測定した。
<1HNMR measurement>
Using a JNM-ECZ400 nuclear magnetic resonance apparatus (manufactured by JEOL Ltd.), using deuterium chloroform (100 mg of measurement sample/1 g of deuterium chloroform) or deuterium dimethyl sulfoxide (100 mg of measurement sample/1 g of deuterium dimethyl sulfoxide) as a solvent, Measured at 23°C.
<酸価の測定>
マクロモノマー1.0g、トルエン25mL、エタノール25mLを秤量し、指示薬とし
てフェノールフタレイン1体積%を含むエタノール溶液を0.05g加えた。この溶液を
撹拌しながら0.1mol/LのKOHエタノール溶液で滴定し、溶液が無色からピンク
色に変色した点を終点とし、下記式により酸価を算出した。
酸価(mgKOH/g)=A×5.611
(式中、Aは終点までに滴下した0.1mol/LのKOHエタノール溶液量(mL)を
示す)
<Measurement of acid value>
1.0 g of macromonomer, 25 mL of toluene, and 25 mL of ethanol were weighed, and 0.05 g of an ethanol solution containing 1% by volume of phenolphthalein as an indicator was added. This solution was titrated with a 0.1 mol/L KOH ethanol solution while stirring, and the end point was the point at which the solution changed color from colorless to pink, and the acid value was calculated using the following formula.
Acid value (mgKOH/g) = A x 5.611
(In the formula, A indicates the amount (mL) of 0.1 mol/L KOH ethanol solution dropped until the end point)
<アセタール基を含む(メタ)アクリレート(X)の製造(IBEMA)>
イソブチルビニルエーテル90.1部(0.9mol)、ヒドロキノン0.14部、フ
ェノチアジン0.28部を室温で撹拌して均一になるまで混合した。空気(10ml/m
in)を吹込みながら、メタクリル酸51.7部(0.6mol)を、反応液の温度が6
0℃以下を保つようにして滴下した。滴下後、反応液の温度を80℃まで上げて、6時間
反応させた。反応液にt-ブチルメチルエーテル158.7部(1.8mol)を加えて
混合し、有機相を20質量%炭酸カリウム水溶液200部で1回洗浄した。有機相に4-
ベンゾイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-N-オキシル0.03部
を加え、エバポレータにより低沸分を留出させた。得られた残渣を減圧蒸留して、沸点6
0℃/3torrの1-イソブトキシエチルメタクリレート(IBEMA)97.5部(
0.52mol)を得た。
<Production of (meth)acrylate (X) containing acetal group (IBEMA)>
90.1 parts (0.9 mol) of isobutyl vinyl ether, 0.14 parts of hydroquinone, and 0.28 parts of phenothiazine were stirred at room temperature and mixed until uniform. Air (10ml/m
in), 51.7 parts (0.6 mol) of methacrylic acid was added to the reaction solution at a temperature of 6 mol.
The mixture was added dropwise while maintaining the temperature below 0°C. After the dropwise addition, the temperature of the reaction solution was raised to 80° C., and the reaction was allowed to proceed for 6 hours. 158.7 parts (1.8 mol) of t-butyl methyl ether was added to the reaction solution and mixed, and the organic phase was washed once with 200 parts of a 20% by mass aqueous potassium carbonate solution. 4- in the organic phase
0.03 part of benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl was added, and low-boiling components were distilled off using an evaporator. The resulting residue was distilled under reduced pressure to a boiling point of 6.
97.5 parts of 1-isobutoxyethyl methacrylate (IBEMA) at 0°C/3 torr (
0.52 mol) was obtained.
[分散剤]
<分散剤1の製造>
撹拌機、冷却管、温度計及び窒素ガス導入管を備えた重合装置中に、脱イオン水900
部、メタクリル酸2-スルホエチルナトリウム60部、メタクリル酸カリウム10部及び
メチルメタクリレート(MMA)12部を入れて撹拌し、重合装置内を窒素置換しながら
、50℃に昇温した。その中に、重合開始剤として2,2’-アゾビス(2-メチルプロ
ピオンアミジン)二塩酸塩0.08部を添加し、更に60℃に昇温した。昇温後、滴下ポ
ンプを使用して、MMAを0.24部/分の速度で75分間連続的に滴下した。反応溶液
を60℃で6時間保持した後、室温に冷却して、透明な水溶液である固形分10質量%の
分散剤1を得た。
[Dispersant]
<Production of dispersant 1>
In a polymerization apparatus equipped with a stirrer, a cooling tube, a thermometer and a nitrogen gas inlet tube, 900 g of deionized water was added.
1 part, 60 parts of 2-sulfoethyl sodium methacrylate, 10 parts of potassium methacrylate, and 12 parts of methyl methacrylate (MMA) were added thereto and stirred, and the temperature was raised to 50° C. while purging the inside of the polymerization apparatus with nitrogen. Thereto was added 0.08 part of 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride as a polymerization initiator, and the temperature was further raised to 60°C. After raising the temperature, MMA was continuously added dropwise for 75 minutes at a rate of 0.24 parts/min using a dropping pump. The reaction solution was maintained at 60° C. for 6 hours and then cooled to room temperature to obtain Dispersant 1 having a solid content of 10% by mass as a transparent aqueous solution.
<連鎖移動剤1の製造>
撹拌装置を備えた合成装置中に、窒素雰囲気下で、酢酸コバルト(II)四水和物1.
00g及びジフェニルグリオキシム1.93g、あらかじめ窒素バブリングにより脱酸素
したジエチルエーテル80mLを入れ、室温で30分間攪拌した。ついで、三フッ化ホウ
素ジエチルエーテル錯体10mLを加え、さらに6時間攪拌した。混合物をろ過し、固体
をジエチルエーテルで洗浄し、15時間真空乾燥して、赤褐色固体である連鎖移動剤1を
2.12g得た。
<Production of chain transfer agent 1>
Cobalt(II) acetate tetrahydrate 1.
00 g, 1.93 g of diphenylglyoxime, and 80 mL of diethyl ether which had been previously deoxidized by nitrogen bubbling were added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Then, 10 mL of boron trifluoride diethyl ether complex was added, and the mixture was further stirred for 6 hours. The mixture was filtered, the solid was washed with diethyl ether, and vacuum dried for 15 hours to obtain 2.12 g of chain transfer agent 1 as a reddish brown solid.
<実施例1>
撹拌機、冷却管、温度計及び窒素ガス導入管を備えた重合装置中に、脱イオン水145
部、硫酸ナトリウム0.1部及び分散剤1(固形分10質量%)0.25部を入れて撹拌
し、均一な水溶液とした。次に、MMA35部、BMA55部、IBEMA10部、MA
5部連鎖移動剤1の0.004部及び重合開始剤としてパーオクタO(登録商標)0.5
部を加え、水性懸濁液とした。
次に、重合装置内を窒素置換し、75℃に昇温して3.5時間反応し、さらに重合率を
上げるため、90℃に昇温して1時間保持した。その後、反応液を40℃に冷却して、マ
クロモノマーを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液をフィルタで濾過し、フィルタ上
に残った残留物を脱イオン水で洗浄し、脱水し、40℃で16時間乾燥して、マクロモノ
マーを得た。このマクロモノマーの数平均分子量及び重量平均分子量を表1に示す。
<Example 1>
In a polymerization apparatus equipped with a stirrer, a cooling tube, a thermometer and a nitrogen gas inlet tube, 145 liters of deionized water was added.
1 part, 0.1 part of sodium sulfate, and 0.25 part of dispersant 1 (solid content: 10% by mass) were added and stirred to obtain a uniform aqueous solution. Next, 35 parts of MMA, 55 parts of BMA, 10 parts of IBEMA, MA
0.004 parts of 5 parts chain transfer agent 1 and 0.5 parts of Perocta O (registered trademark) as a polymerization initiator
of the mixture was added to form an aqueous suspension.
Next, the interior of the polymerization apparatus was purged with nitrogen, the temperature was raised to 75°C, and reaction was carried out for 3.5 hours, and in order to further increase the polymerization rate, the temperature was raised to 90°C and held for 1 hour. Thereafter, the reaction solution was cooled to 40° C. to obtain an aqueous suspension containing the macromonomer. The aqueous suspension was filtered, and the residue left on the filter was washed with deionized water, dehydrated, and dried at 40° C. for 16 hours to obtain the macromonomer. Table 1 shows the number average molecular weight and weight average molecular weight of this macromonomer.
<実施例2、3>
実施例1において、モノマー、連鎖移動剤及び重合開始剤の仕込み量を表1に示すよう
にした以外は実施例1と同様にして、実施例2、3を実施し、それぞれマクロモノマーを
得た。数平均分子量及び重量平均分子量を表1に示す。なお、表1中の配合量の単位はす
べて質量部である。
<Example 2, 3>
Examples 2 and 3 were carried out in the same manner as in Example 1, except that the amounts of monomers, chain transfer agents, and polymerization initiators were as shown in Table 1, and macromonomers were obtained, respectively. . Table 1 shows the number average molecular weight and weight average molecular weight. In addition, all the units of the blending amounts in Table 1 are parts by mass.
<比較例1>
表1において、モノマー、連鎖移動剤及び重合開始剤の仕込み量を表1に示すようにし
た以外は実施例1と同様の方法によりポリマーを得た。なお、表1中の配合量の単位はす
べて質量部である。
<Comparative example 1>
A polymer was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amounts of the monomer, chain transfer agent, and polymerization initiator were as shown in Table 1. In addition, all the units of the blending amounts in Table 1 are parts by mass.
表1中の略号は以下の通りである。
MMA:メチルメタクリレート
BMA:ブチルメタクリレート
IBEMA:1-イソブトキシエチルメタクリレート
TBMA:t-ブチルメタクリレート
MA:メチルアクリレート
パーオクタO:1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエ
ート
The abbreviations in Table 1 are as follows.
MMA: Methyl methacrylate BMA: Butyl methacrylate IBEMA: 1-isobutoxyethyl methacrylate TBMA: t-butyl methacrylate MA: Methyl acrylate PeroctaO: 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxy 2-ethylhexanoate
実施例1~3で製造したマクロモノマーに対して、酸価の滴定を行い、IBEMA由来
の構成単位が全量加水分解したときの理論値とほぼ同等の値を示した。すなわち、カルボ
キシ基を含むマクロモノマーが合成できた。
The acid value of the macromonomers produced in Examples 1 to 3 was titrated, and the acid value showed a value almost equivalent to the theoretical value when the entire amount of IBEMA-derived structural units was hydrolyzed. In other words, a macromonomer containing a carboxy group was synthesized.
比較例1で製造したマクロモノマーに対して、酸価の滴定を行い、値は0であった。つ
まり、TBMA由来の構成単位が加水分解しておらず、カルボキシ基を含まないマクロモ
ノマーが合成された。
The acid value of the macromonomer produced in Comparative Example 1 was titrated and the value was 0. That is, the structural unit derived from TBMA was not hydrolyzed, and a macromonomer containing no carboxy group was synthesized.
実施例1で製造したポリマーに対して、1H NMR測定を行ったところ、末端二重結
合の水素のピークを確認することができ、マクロモノマーは合成された。一方で、比較例
2で製造したポリマーに対して、1H NMR測定をおこなったところ、末端二重結合の
水素のピークを確認することができず、マクロモノマーは合成されなかった。
When the polymer produced in Example 1 was subjected to 1 H NMR measurement, a hydrogen peak at the terminal double bond could be confirmed, indicating that a macromonomer was synthesized. On the other hand, when 1 H NMR measurement was performed on the polymer produced in Comparative Example 2, no hydrogen peak at the terminal double bond could be confirmed, and no macromonomer was synthesized.
Claims (8)
み、重合反応を行う、カルボキシ基を含むマクロモノマーの製造方法。 A method for producing a macromonomer containing a carboxy group, which comprises charging a polymerizable component containing (meth)acrylate containing an acetal group and water into a reaction vessel and carrying out a polymerization reaction.
有する、請求項1に記載のマクロモノマーの製造方法。
ル基、アリール基、複素環基又は1-アルキルオキシ基であり、Y1~Ynの少なくとも
1つは水素原子であり、X1~Xnは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基であり、
Zは、末端基であり、nは、2~10,000の自然数である。) The method for producing a macromonomer according to claim 1, wherein the macromonomer containing a carboxyl group has a structure represented by the following general formula (MM-1).
Z is a terminal group, and n is a natural number from 2 to 10,000. )
を含有する(メタ)アクリレートである、請求項1又は2に記載のマクロモノマーの製造
方法。
乳化重合、からなる群から選ばれる1種である、請求項1から3のいずれか1項に記載の
マクロモノマーの製造方法。 The polymerization reaction is aqueous polymerization, and the aqueous polymerization includes suspension polymerization, miniemulsion polymerization,
The method for producing a macromonomer according to any one of claims 1 to 3, which is one selected from the group consisting of emulsion polymerization.
に記載のマクロモノマーの製造方法。
基;Xは、それぞれ独立して、F原子、Cl原子、Br原子、OH基、アルコキシ基、ア
リールオキシ基、アルキル基及びアリール基である。) The method for producing a macromonomer according to any one of claims 1 to 4, wherein the macromonomer is polymerized in the presence of a chain transfer agent represented by the following formula (7).
対して、アセタール基を含む(メタ)アクリレートを1質量%以上含む、請求項1から5
のいずれか1項に記載のマクロモノマーの製造方法。 Claims 1 to 5, wherein the (meth)acrylate containing an acetal group is contained in an amount of 1% by mass or more based on a total of 100% by mass of the polymerizable component containing the (meth)acrylate containing an acetal group.
The method for producing a macromonomer according to any one of the above.
対して、メタクリレートを80質量%以上含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の
マクロモノマーの製造方法。 The method for producing a macromonomer according to any one of claims 1 to 5, comprising 80% by mass or more of methacrylate based on a total of 100% by mass of the polymerizable components containing (meth)acrylate containing the acetal group.
から7のいずれか1項に記載のマクロモノマーの製造方法。 Claim 1, wherein the macromonomer (A) has a number average molecular weight of 500 to 100,000.
8. The method for producing a macromonomer according to any one of 7.
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