JP2840999B2 - 重合体組成物 - Google Patents

重合体組成物

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  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、重合体組成物の製造方
法に関する。さらに詳しくはセルロース系グラフト重合
体組成物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、活性水素を有するポリマー特にセ
ルロース誘導体にアクリルやスチレン系のビニル単量体
をグラフトして、溶剤への溶解性、他の樹脂との相溶
性、塗膜物性等を改良することが報告されている。例え
ば、(1)セルロース誘導体の水素引き抜きによるグラフ
トを目的とし、過酸化物系触媒を用いてビニル単量体を
重合する方法(たとえば、特開昭48-80192号公報、特開
昭50-48030号公報等)、(2)セルロース誘導体に重合可
能な2重結合を導入して、ビニル単量体と共重合する方
法等があげられる(たとえば、特開昭60-58415号公報、
特開昭60-110712号公報等)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
グラフト率が悪く、セルロース誘導体へのグラフト重合
中にはゲル化が起こりやすく、物性の改良も不十分であ
った。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。即
ち、本発明は、多糖類からなる活性水素を有するポリマ
ー(A)、ポリイソシアナート化合物(B)、一般式
(1)で表される化合物(C)及びビニル単量体(D)
を用い、(A)と(B)と(C)をウレタン化反応さ
せ、トリフェニル基含有の多糖類を得た後、トリフェニ
ル基の熱解裂に基づいて、(D)の重合を起こさせ、グ
ラフト化する重合体組成物(E)の製造方法;及び多糖
類からなる活性水素を有するポリマー(A)、ポリイソ
シアナート化合物(B)、一般式(1)で表される化合
物(C)及びビニル単量体(D)を用い、(B)と
(C)をウレタン化反応させ、トリフェニル基含有の多
糖類を得た後、トリフェニル基の熱解裂に基づいて、
(D)の重合を起こさせ、末端NCOのポリマーを得た
後、(A)とウレタン化反応させ、グラフト化する重合
体組成物(E)の製造方法である。 一般式 H−X−C(Ar) (1) (式中、XはO、SまたはNH、Arはフェニル基また
は置換フェニル基を表す。)
【0005】本発明において、活性水素を有するポリマ
ー(A)としては、水酸基、アミノ基、あるいはカルボ
キシル基を有しているものであり、たとえば多糖類(た
とえば、セルロース、デンプン、キチン、キトサン、キ
サンタンガム、及びこれらの誘導体)、ポリビニルアル
コール、水酸基を有する(メタ)アクリレート(共)重
合体(たとえば、ポリヒドロキシエチルアクリレート、
ヒドロキシエチルメタクリレートとメチルメタクリレー
トの共重合体、ヒドロキシエチルメタクリレートとスチ
レンの共重合体等)、カルボキシル基を有する(メタ)
アクリレート(共)重合体(たとえば、メタクリル酸と
ブチルアクリレートの共重合体等)、アミノ基を有する
(メタ)アクリレート(共)重合体、ポリオキシアルキ
レンポリオール(1個以上の活性水素を有する化合物に
エチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキ
レンオキサイドを付加したもの)、スチレンとマレイン
酸の共重合体等およびこれらの混合物があげられる。こ
れらのうち好ましいものは多糖類であり、特に好ましい
ものはセルロース及びセルロース誘導体である。
【0006】セルロースとしては、通常パルプ、コット
ンを原料としたセルロースであり、好ましものは、α−
セルロース含量85%以上のものである。
【0007】セルロース誘導体としては、メチルセルロ
ース、エチルセルロース、酢酸セルロース、酢酸酪酸セ
ルロース、アミノセルロース、酢酸フタル酸セルロー
ス、酢酸酪酸フタル酸セルロース等をあげることができ
る。
【0008】セルロースあるいはセルロース誘導体が有
する水酸基および/またはアミノ基および/またはカル
ボキシル基はセルロースのグルコース環あたり0.001モ
ル以上保有していることが好ましい。
【0009】本発明において、ポリイソシアナート化合
物(B)としては、ジイソシアナート化合物、トリイソ
シアナート化合物、テトライソシアナート化合物等が挙
げられる。ジイソシアナート化合物としては、2,4-およ
び2,6-トリレンジイソシアナート(以下TDIと略
す)、2,4'-および4,4'-ジフェニルメタンジイソシアナ
ート(以下MDIと略す)、ヘキサメチレンジイソシア
ナート、イソホロンジイシシアナート、及びこれらの2
モルとジオール(エチレングリコール、ポリエチレング
リコール等)やジアミン(ヘキサメチレンジアミン等)
の1モルとの反応物およびこれらの混合物等が挙げられ
る。トリイソシアナート化合物としては、1-メチルベン
ゾール2,4,6-トリイソシアナート、2.4.4'-ビフェニル
トリイソシアナート等が挙げられる。テトライソシアナ
ート化合物としては、4,4',4''-トリフェニルメタンテ
トライソシアナート等が挙げられる。これらのうち、好
ましいものは、ジイソシアナート化合物であり、特に好
ましいものはTDIである。一般式(1)で表される化
合物(C)としては、トリフェニルメタノール、トリフ
ェニルメタンチオール、トリフェニルメタンアミン、p-
ニトロトリフェニルメタンチオール等が挙げられ、好ま
しいものは、トリフェニルメタンチオールである。
【0010】本発明においてビニル単量体(D)として
は、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキル
エステル(例えば、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ラ
ウリル等)、スチレン類(スチレン、α−メチルスチレ
ン等)、アクリロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、
及びこれらの混合物等をあげることができる。これらの
うち好ましいものは、(メタ)アクリル酸アルキルエス
テル、スチレン、およびアクリロニトリルである。
【0011】本発明において、(A)、(B)、(C)
および(D)から誘導される重合体組成物(E)は、
(A)、(B)、(C)および(D)が反応したもの
と、(A)への(D)のグラフト物、及び(D)の単独
重合体及び未反応物で構成される。(E)の具体例とし
ては、(A)が酢酸セルロース、(B)がTDI、
(C)がトリフェニルメタンチオール、(D)がブチル
メタクリレートであるグラフト重合体組成物、あるいは
(A)がポリビニルアルコール、(B)がTDI、
(C)がトリフェニルメタンチオール、(D)が酢酸ビ
ニルであるグラフト重合体組成物等が挙げられる。
【0012】(E)の誘導方法としては、(A)、
(B)、(C)および(D)に不活性な溶剤中、
(A)、(B)、(C)および(D)を混合して加熱す
る方法が挙げられる。(A)がセルロースの時の反応
は、(A)と(B)と(C)がウレタン化反応して、
トリフェニル基含有のセルロース誘導体を得た後、トリ
フェニル基の熱解裂に基づいて、(D)の重合が起こ
り、グラフトする場合、(B)と(C)との反応物が
熱解裂して(D)の重合が起こり、末端NCOのポリマ
ーを得た後、(A)とウレタン化反応して、グラフトす
る場合がある。従って、(A)、(B)、(C)及び
(D)を混合する方法は、(A)と(B)及び(C)
を混合後(D)を添加する方法、(B)と(C)及び
(D)を混合後、(A)を添加する方法、及び
(A)、(B)、(C)及び(D)を同時に混合する方
法、(B)と(C)を混合後、(A)と(D)を混合
する方法等が挙げられる。
【0013】不活性な溶剤としては、トルエン、キシレ
ン等の芳香族系溶剤、メチルエチルケトン等のケトン系
溶剤、酢酸エチル等のエステル系溶剤、ヘキサン等の脂
肪族炭化水素系溶剤、塩化メチレン等のハロゲン系溶剤
等およびこれらの混合物が挙げられる。
【0014】反応温度は、40〜250℃が選ばれる。40℃
以下ではトリフェニル基の熱解裂の効率が低下し重合率
が悪く、250℃以上では着色や架橋ゲル化物の副生等の
問題がある。反応時間は、通常1〜30時間である。
【0015】また、ウレタン化の反応速度を上げる目的
で、触媒を用いてもよい。触媒としては、トリエチルア
ミン、ジメチルアミノピリジン等のアミン系触媒、ジブ
チル錫ラウレート等の錫系触媒等が挙げられる。用いる
触媒の量は(B)に対し、0.001〜10重量%である。
【0016】また、(E)の構成単位となる(A)、
(B)、(C)及び(D)の量は、(E)の重量に基づ
いて、(A)が10〜70重量%、(B)及び(C)がそれ
ぞれが0.1〜5重量%、(D)が89.8〜20重量%である。
(E)は通常溶液で得られ、(E)の溶剤に対する濃度
は10〜70重量%である。
【0017】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。実施例中
の部は重量部である。尚、重合率、グラフト率は次の方
法により求めた。 重合率:ガスクロマトグラフィーを用い、未反応のモノ
マーを定量して換算した。 グラフト率:重合したモノマーに対するグラフト率とし
て次式から求めた。 グラフト率(%)=(a−b)×100/a (ここで、aは重合したモノマー量で、仕込みモノマー
量×重合率から得られる。bはホモポリマー量で、石油
エーテルで反応溶液を抽出して得た。)
【0018】実施例1 トリフェニルメタンチオール2.7部、TDI1.7部、トル
エン20部を混合し、窒素雰囲気下、60℃で6時間反応さ
せ、トリフェニルイソシアナート化合物(BC−1)の
溶液を作成した。酢酸セルロース(置換度2.4)20部、
(BC−1)の溶液4部、メタクリル酸ブチル20部、ジ
オキサン40部を混合し、160℃で20時間反応させて、セ
ルロース組成物(E−1)を得た。重合率は75%、グラ
フト率は85%であった。酢酸セルロースとポリメタクリ
ル酸ブチルとのジオキサン溶液が分離するのに対し、
(E−1)の溶液は、均一透明であった。
【0019】実施例2 酢酸酪酸セルロース(イーストマンコダック社製、CAB3
81-0.5タイプ)20部、(BC−1)4部の溶液、スチレ
ン20部、トルエン20部、酢酸ブチル20部を混合し、160
℃で20時間反応させて、セルロース組成物(E−2)を
得た。重合率は70%、グラフト率は89%であった。酢酸
酪酸セルロース(CAB381-0.5)がトルエンに膨潤し完全
溶解しないのに対し、(E−2)の溶液は、均一透明で
あった。
【0020】実施例3 トリフェニルメタンチオール2.7部、MDI1.7部、トル
エン20部を混合し、窒素雰囲気下、60℃で6時間反応さ
せ、トリフェニルイソシアナート化合物(BC−2)の
溶液を作成した。エチルセルロース(ハーキュレス社
製、N-200タイプ)20部、(BC−2)の溶液4部、スチ
レン10部、メタクリル酸メチル10部、トルエン20部、酢
酸ブチル20部を混合し、160℃で20時間反応させて、セ
ルロース組成物(E−3)を得た。重合率は75%、グラ
フト率は75%であった。エチルセルロースとポリメタク
リル酸メチルとのジオキサン溶液が分離するのに対し、
(E−3)の溶液は、均一透明であった。
【0021】
【0022】
【0023】比較例1 スチレン/ヒドロキシエチルメタクリレート(90/10)
共重合体(重量平均分子量12万)80部、2,2'−アゾビス
イソブチロニトリル0.8部、ジメチルスルホキサイド100
部とアクリロニトリル20部を混合し、70℃で7時間反応
させグラフト組成物の溶液を得た。重合率は95%であっ
た。この溶液をキャストして得たフィルムは白濁してい
た。
【0024】
【0025】
【発明の効果】本発明は下記の効果を奏する。 セルロース誘導体へのビニル単量体のグラフト重合に
おいて、ゲル化させることなく、高グラフト効率化が可
能である。 得られたセルロース誘導体は、グラフトしたアクリル
やスチレンで改質され、アクリル樹脂やスチレン樹脂と
の相溶性や、溶剤への溶解性が向上し、塗料やインク等
への用途に好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−6719(JP,A) 特開 平2−142872(JP,A) 特開 昭52−80384(JP,A) 特開 昭58−87158(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 18/00 - 18/87 C08B 11/00 - 11/22 C08F 251/00 - 251/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多糖類からなる活性水素を有するポリマ
    ー(A)、ポリイソシアナート化合物(B)、一般式
    (1)で表される化合物(C)及びビニル単量体(D)
    を用い、(A)と(B)と(C)をウレタン化反応さ
    せ、トリフェニル基含有の多糖類を得た後、トリフェニ
    ル基の熱解裂に基づいて、(D)の重合を起こさせ、グ
    ラフト化する重合体組成物(E)の製造方法。 一般式 H−X−C(Ar) (1) (式中、XはO、SまたはNH、Arはフェニル基また
    は置換フェニル基を表す。)
  2. 【請求項2】 多糖類からなる活性水素を有するポリマ
    ー(A)、ポリイソシアナート化合物(B)、一般式
    (1)で表される化合物(C)及びビニル単量体(D)
    を用い、(B)と(C)をウレタン化反応させ、トリフ
    ェニル基含有の多糖類を得た後、トリフェニル基の熱解
    裂に基づいて、(D)の重合を起こさせ、末端NCOの
    ポリマーを得た後、(A)とウレタン化反応させ、グラ
    フト化する重合体組成物(E)の製造方法。 一般式 H−X−C(Ar) (1) (式中、XはO、SまたはNH、Arはフェニル基また
    は置換フェニル基を表す。)
  3. 【請求項3】 (A)が、セルロースまたはセルロー
    ス誘導体である請求項1または2記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 (D)が、(メタ)アクリル酸アルキ
    ルエステルおよび/またはスチレンである請求項1〜3
    のいずれか記載の製造方法。
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