JP3087871B2 - Method for producing macromonomer having hyperbranched structure - Google Patents

Method for producing macromonomer having hyperbranched structure

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JP3087871B2
JP3087871B2 JP04165503A JP16550392A JP3087871B2 JP 3087871 B2 JP3087871 B2 JP 3087871B2 JP 04165503 A JP04165503 A JP 04165503A JP 16550392 A JP16550392 A JP 16550392A JP 3087871 B2 JP3087871 B2 JP 3087871B2
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高分子材料の多機能化
に有用な材料であるマクロモノマーの製造方法に関する
ものであり、本発明の製造方法によって得られる多分岐
構造を有するマクロモノマーは、ラジカル重合性を有
し、それと他のラジカル重合性単量体と共重合させるこ
とにより得られる重合体は、塗料、コーティング剤、接
着剤等として好適に用いられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a macromonomer, which is a material useful for making a polymer material multifunctional, and a macromonomer having a multibranched structure obtained by the production method of the present invention. A polymer having radical polymerizability and obtained by copolymerizing it with another radical polymerizable monomer is suitably used as a paint, coating agent, adhesive or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】高分子材料の多機能化を達成するため
に、グラフトコポリマーを利用する試みは以前からなさ
れており、好ましい構造を有するグラフトコポリマーを
得る一手段として、一般的にマクロモノマー法によるグ
ラフトコポリマーの製造方法と称される、高分子単量体
であるマクロモノマーと他の単量体を共重合させる方法
が知られている。上記のようなグラフトコポリマーの合
成原料となるマクロモノマーの製造については、アイピ
ーシー出版局発行、山下雄也著「マクロモノマーの化学
と工業」の第2章「マクロモノマーの合成(39〜77
頁)」を始め、多くの方法が提案されている。
2. Description of the Related Art In order to achieve multifunctional polymer materials, attempts have been made to use graft copolymers for a long time. One means of obtaining a graft copolymer having a preferable structure is generally a macromonomer method. There is known a method called a method for producing a graft copolymer, in which a macromonomer which is a high molecular monomer is copolymerized with another monomer. Regarding the production of macromonomers as the raw materials for the synthesis of graft copolymers as described above, see Chapter 2, "Synthesis of Macromonomers (39-77)" by Yuya Yamashita, "Chemistry and Industry of Macromonomer", published by IPC Publishing Bureau.
P.), And many other methods have been proposed.

【0003】しかしながら、従来公知のマクロモノマー
は、いずれも基本的に直鎖状のものであって、多分岐状
マクロモノマーは知られていない。本発明は、例えばマ
クロモノマー法によって得られるグラフトコポリマーの
ような、多数の枝ポリマーを有するグラフトコポリマー
の幹ポリマー鎖の片末端にラジカル重合性基が導入され
た構造を有するか、または例えばマクロモノマーを該マ
クロモノマーの構成単位と同種の単量体と重合する方法
によって得られる、多分岐状ホモポリマーの分子末端に
ラジカル重合性基が導入された構造を有する多分岐構造
のマクロモノマーの製造方法を提供することを目的とし
た。
[0003] However, all conventionally known macromonomers are basically linear, and hyperbranched macromonomers are not known. The present invention relates to a graft copolymer having a large number of branch polymers, such as a graft copolymer obtained by a macromonomer method, having a structure in which a radical polymerizable group is introduced at one end of a trunk polymer chain, or a macromonomer, for example. For producing a macro-monomer having a multi-branched structure having a structure in which a radical polymerizable group is introduced into a molecular terminal of a multi-branched homopolymer obtained by a method of polymerizing Aimed to provide.

【0004】[0004]

【課題を解決するための技術】本発明者等は、前記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明は、ヒドロキシル基、カルボキ
シル基およびアミノ基からなる群から選ばれた1種の官
能基を有するメルカプタン化合物の存在下で、分子の片
末端にラジカル重合性基を有する直鎖状マクロモノマー
と、他のラジカル重合性単量体をラジカル重合させ、分
子の末端に上記官能基を有する重合体を得、該重合体
と、エチレン性不飽和結合および上記官能基と反応性の
基を併せ有する化合物とを反応させることを特徴とす
る、多分岐構造を有するマクロモノマーの製造方法であ
る。以下、本発明について更に詳しく説明する。
The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, completed the present invention. That is, the present invention provides a linear macromolecule having a radical polymerizable group at one end of a molecule in the presence of a mercaptan compound having one type of functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group. Monomer and another radical polymerizable monomer undergo radical polymerization to obtain a polymer having the above functional group at the terminal of the molecule, and the polymer, an ethylenically unsaturated bond and a group reactive with the above functional group are formed. A method for producing a macromonomer having a multibranched structure, characterized by reacting a compound having the same with a compound having the same. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0005】本発明における多分岐構造を有するマクロ
モノマー(以下多分岐状マクロモノマーという)の合成
原料として用いられる直鎖状マクロモノマー(以下原料
マクロモノマーという)としては、分子の片末端に(メ
タ)アクリロイル基、スチリル基、アリル基、ビニルベ
ンジル基、ビニルエーテル基、ビニルアルキルシリル
基、ビニルケトン基およびイソペニル基などのラジカル
重合性基を有する直鎖状マクロモノマーが挙げられ、マ
クロモノマー分子における重合体部分の好ましい数平均
分子量は、1,000〜30,000であり、より好ましく
は1,000〜10,000である。上記数平均分子量が1,
000未満であると、得られる多分岐状マクロモノマー
における枝ポリマー鎖が短すぎ、多分岐状ポリマーに固
有な特性が発現されない。一方30,000を超えると、
原料マクロモノマーの他のラジカル重合性単量体との共
重合性が劣る。
[0005] In the present invention, a linear macromonomer (hereinafter, referred to as a raw material macromonomer) used as a raw material for synthesizing a macromonomer having a multibranched structure (hereinafter, referred to as a multibranched macromonomer) includes a (meta-method) ) Linear macromonomers having radically polymerizable groups such as acryloyl group, styryl group, allyl group, vinylbenzyl group, vinyl ether group, vinylalkylsilyl group, vinylketone group and isopenyl group. The preferred number average molecular weight of the moiety is from 1,000 to 30,000, more preferably from 1,000 to 10,000. The number average molecular weight is 1,
When the molecular weight is less than 000, the branched polymer chain in the obtained multi-branched macromonomer is too short, and characteristics unique to the multi-branched polymer are not exhibited. On the other hand, if it exceeds 30,000,
Poor copolymerizability of the raw material macromonomer with other radically polymerizable monomers.

【0006】原料マクロモノマーの重合体部分を構成す
る単量体としては、ラジカル重合性単量体が好ましく、
具体的にはメチル(メタ)アクリレート、エチル(メ
タ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソ
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、
ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)ア
クリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、イソボル
ニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)ア
クリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル、(メ
タ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ
ート、(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリ
ルアミド、ポリフロロアクリレート、パーフロロアルキ
ルアクリレート、(メタ)アクリロイルオキシプロピル
トリメトキシシランなどのシリコーン含有(メタ)アク
リレート、スチレン、α−メチルスチレン、(メタ)ア
クリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなど
のビニルエステル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フ
ッ化ビニル、フッ化ビニリデン、ブタジエン、イソプレ
ン、イソブチレンなどのオレフィン系化合物、ポリエチ
レングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピ
レングリコールモノ(メタ)アクリレート、ビニルピリ
ジン、ビニルピロリドンおよびN−ビニルカルバゾール
などが挙げられ、これらは単独でまたは2種以上併用し
て使用することができる。
The monomer constituting the polymer portion of the raw material macromonomer is preferably a radical polymerizable monomer.
Specifically, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate,
(Meth) acrylic acid esters such as lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, (anhydride) maleic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-methylolacrylamide, polyfluoroacrylate, perfluoroalkyl acrylate, (meth) acryloyloxypropyltrimethoxy Silicone-containing (meth) acrylates such as silane, vinyl esters such as styrene, α-methylstyrene, (meth) acrylonitrile, vinyl acetate, and vinyl propionate Olefinic compounds such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, butadiene, isoprene, isobutylene, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, vinylpyridine, vinylpyrrolidone and N-vinyl Carbazole and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more.

【0007】原料マクロモノマーを合成する方法として
は、例えばリビングアニオン重合により、上記単量体を
重合し所望の分子量に到達した時点で、ビニル基等のラ
ジカル重合性基を有する停止剤と反応させる方法(特開
昭51−125186号公報)、あるいはカルボキシル
基等を有するメルカプタン系ラジカル連鎖移動剤の存在
下で、上記単量体をラジカル重合させて得られる分子末
端にカルボキシル基等の反応性基を有する重合体と、グ
リシジル(メタ)アクリレート等を反応させる方法(特
公昭43−11224号公報)等が挙げられる。また、
その他にグループトランスファー重合法(特開昭62−
62801号公報)およびイニファーター重合法等を用
いても良い。本発明における原料マクロモノマーとして
は、ラジカル重合法またはアニオン重合法によって製造
された重合体骨格の末端に、ラジカル重合性の高い(メ
タ)アクリロイル基の導入されたマクロモノマーが好ま
しい。
As a method for synthesizing the raw material macromonomer, for example, by living anion polymerization, when the above monomer is polymerized and reaches a desired molecular weight, it is reacted with a terminator having a radical polymerizable group such as a vinyl group. A reactive group such as a carboxyl group at the molecular terminal obtained by subjecting the above monomer to radical polymerization in the presence of a mercaptan-based radical chain transfer agent having a carboxyl group or the like (JP-A-51-125186). And a method of reacting a polymer having the above with glycidyl (meth) acrylate (Japanese Patent Publication No. 43-11224). Also,
In addition, a group transfer polymerization method (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 62801) and an iniferter polymerization method. As the raw material macromonomer in the present invention, a macromonomer in which a (meth) acryloyl group having high radical polymerizability is introduced at a terminal of a polymer skeleton produced by a radical polymerization method or an anion polymerization method is preferable.

【0008】原料マクロモノマーとして、市販のマクロ
モノマーも使用でき、例えば東亞合成化学工業(株)製
のポリメチルメタクリレート型マクロモノマー(AA−
2、AA−6)、ポリイソブチルメタクリレート型マク
ロモノマー(AW−6S)、ポリブチルアクリレート型
マクロモノマー(AB−6)、ポリスチレン型マクロモ
ノマー(AS−6)、スチレン・アクリロニトリル共重
合型マクロモノマー(AN−6)およびポリジメチルシ
ロキサン型マクロモノマー(AK−5、AK−30)、
ならびにSartomer社製のポリスチレン型マクロモノマー
(Macromer13−KPSMA)などが挙げられる。
As the raw material macromonomer, a commercially available macromonomer can be used. For example, a polymethyl methacrylate type macromonomer (AA-A) manufactured by Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.
2, AA-6), polyisobutyl methacrylate type macromonomer (AW-6S), polybutyl acrylate type macromonomer (AB-6), polystyrene type macromonomer (AS-6), styrene-acrylonitrile copolymerization type macromonomer ( AN-6) and polydimethylsiloxane type macromonomers (AK-5, AK-30),
And a polystyrene type macromonomer (Macromer 13-KPSMA) manufactured by Sartomer.

【0009】本発明においては、前述のとおり、ヒドロ
キシル基、カルボキシル基およびアミノ基からなる群か
ら選ばれた1種の官能基を有するメルカプタン化合物の
存在下で、上記原料マクロモノマーと他のラジカル重合
性単量体をラジカル共重合させることにより、該ラジカ
ル重合において、上記他のラジカル重合性単量体で形成
される高分子鎖の末端に上記官能基を有する重合体(以
下プレポリマーという)を得る必要がある。原料マクロ
モノマーと共重合させる他のラジカル重合性単量体とし
ては、原料マクロモノマーの重合体部分を形成する単量
体として挙げたラジカル重合性単量体が使用でき、その
使用割合は、目的とする多分岐状マクロモノマーに応じ
て適宜選択することができるが、原料マクロモノマーお
よびその他の単量体の合計量を基準として、5〜95重
量%が好ましく、より好ましくは30〜70重量%であ
る。
In the present invention, as described above, in the presence of a mercaptan compound having one type of functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group, the above-mentioned raw material macromonomer and another radical polymerization are carried out. In the radical polymerization, a polymer having the above functional group at the end of a polymer chain formed of the other radical polymerizable monomer (hereinafter referred to as a prepolymer) is obtained by radically copolymerizing the reactive monomer. Need to get. As the other radically polymerizable monomer to be copolymerized with the raw material macromonomer, the radically polymerizable monomer mentioned as a monomer forming the polymer portion of the raw material macromonomer can be used, and its use ratio depends on the purpose. Can be appropriately selected depending on the multibranched macromonomer to be used, but is preferably 5 to 95% by weight, more preferably 30 to 70% by weight, based on the total amount of the raw material macromonomer and other monomers. It is.

【0010】プレポリマーを得るための重合において用
いられるメルカプタン化合物としては、メルカプト酢酸
およびメルカプトプロピオン酸などのカルボキシル基含
有化合物、メルカプトエタノールなどのヒドロキシル基
含有化合物、ならびにアミノエタンチオールなどのアミ
ノ基含有化合物が挙げられる。これらのメルカプタン化
合物は、それらが含有するチオール基の作用によって、
ラジカル重合において連鎖移動剤として働き、その結
果、得られるプレポリマーの主鎖すなわちマクロモノマ
ーと共重合させる他の単量体で形成される高分子鎖(以
下単に主鎖という)の片末端に、メルカプタン化合物に
由来するカルボキシル基、ヒドロキシル基またはアミノ
基から選ばれる一種の官能基が導入される。
The mercaptan compound used in the polymerization for obtaining the prepolymer includes a carboxyl group-containing compound such as mercaptoacetic acid and mercaptopropionic acid, a hydroxyl group-containing compound such as mercaptoethanol, and an amino group-containing compound such as aminoethanethiol. Is mentioned. These mercaptan compounds, by the action of the thiol group contained,
It acts as a chain transfer agent in radical polymerization, and as a result, at one end of a main chain of the obtained prepolymer, that is, a polymer chain formed of another monomer copolymerized with a macromonomer (hereinafter simply referred to as a main chain), A kind of functional group selected from a carboxyl group, a hydroxyl group or an amino group derived from the mercaptan compound is introduced.

【0011】メルカプタン化合物の好ましい使用量は、
例えば原料マクロモノマーと他のラジカル重合性単量体
の共重合割合で、原料マクロモノマーの量が30〜70
重量%である場合、マクロモノマー以外の他のラジカル
重合性単量体100重量部当り、1〜10重量部であ
る。メルカプタン化合物の使用量により、プレポリマー
の分子量が制御でき、本発明において好ましいプレポリ
マーの数平均分子量は、3,000〜50,000である。
The preferred amount of the mercaptan compound used is
For example, the amount of the raw material macromonomer is 30 to 70 in the copolymerization ratio of the raw material macromonomer and another radical polymerizable monomer.
When it is% by weight, it is 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the radical polymerizable monomer other than the macromonomer. The molecular weight of the prepolymer can be controlled by the amount of the mercaptan compound used, and the preferred number average molecular weight of the prepolymer in the present invention is 3,000 to 50,000.

【0012】重合開始剤としては、2,2’−アゾビス
イソブチロニトリルやアゾビスジメチルバレロニトリル
などのアゾ系開始剤が好ましい。有機過酸化物を用いる
と、連鎖移動剤として用いられるメルカプタン化合物が
有効に作用せず、得られるプレポリマーの純度が劣る。
重合開始剤の好ましい使用量は、例えば原料マクロモノ
マーと他のラジカル重合性単量体の共重合割合で、原料
マクロモノマーの量が30〜70重量%である場合、マ
クロモノマー以外の他のラジカル重合性単量体100重
量部当り、0.2〜7.0重量部であり、さらに好ましくは
1.0〜4.0重量部である。重合開始剤の使用量が、0.2
重量部未満であると、用いる単量体およびマクロモノマ
ーの重合転化率が劣り、一方7重量部を超えるとプレポ
リマー中にカルボキシル基を含まない重合体が多く含ま
れる。
As the polymerization initiator, azo initiators such as 2,2'-azobisisobutyronitrile and azobisdimethylvaleronitrile are preferred. When an organic peroxide is used, the mercaptan compound used as a chain transfer agent does not work effectively, and the purity of the obtained prepolymer is poor.
The preferred amount of the polymerization initiator to be used is, for example, a copolymerization ratio of the raw material macromonomer and another radical polymerizable monomer. When the amount of the raw material macromonomer is 30 to 70% by weight, other radicals other than the macromonomer are used. 0.2 to 7.0 parts by weight per 100 parts by weight of the polymerizable monomer, more preferably
It is 1.0 to 4.0 parts by weight. When the amount of the polymerization initiator used is 0.2
When the amount is less than 10 parts by weight, the polymerization conversion of the monomer and the macromonomer used is inferior. On the other hand, when the amount exceeds 7 parts by weight, the prepolymer contains a large amount of a polymer containing no carboxyl group.

【0013】重合媒体としては、有機溶剤が好ましく、
ベンゼン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、酢酸メトキシメチル、酢酸エトキシエチル、ジオキ
サン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
シクロヘキサンおよびN,N−ジメチルホルムアミド等
が挙げられる。重合温度は70〜100℃程度で良く、
また重合時間は通常5〜12時間である。
As the polymerization medium, an organic solvent is preferable.
Benzene, toluene, xylene, ethyl acetate, butyl acetate, methoxymethyl acetate, ethoxyethyl acetate, dioxane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone,
Examples include cyclohexane and N, N-dimethylformamide. The polymerization temperature may be about 70-100 ° C,
The polymerization time is usually 5 to 12 hours.

【0014】上記重合によって得られる主鎖の片末端に
ヒドロキシル基、カルボキシル基およびアミノ基からな
る群から選ばれた1種の官能基を有するプレポリマー
と、該官能基と反応性の基およびエチレン性不飽和結合
を有する化合物(不飽和結合導入用化合物という)とを
反応させることにより、多分岐構造を有するマクロモノ
マーが得られる。不飽和結合導入用化合物としては、グ
リシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基を有す
るラジカル重合性単量体、2−イソシアネートエチル
(メタ)アクリレート等のイソシアネート基を有するラ
ジカル重合性単量体および(メタ)アクリル酸等のカル
ボキシル基を有するラジカル重合性単量体が挙げられ、
それらはプレポリマーが有する官能基の種類に応じて適
宜選択して用いられる。例えば、末端官能基としてカル
ボキシル基を有するプレポリマーに対しては、グリシジ
ル基を有するラジカル重合性単量体が使用でき、ヒドロ
キシル基を有するプレポリマーに対しては、イソシアネ
ート基を有するラジカル重合性単量体が使用でき、また
アミノ基を有するプレポリマーに対しては、上記のいず
れの化合物も使用できる。
A prepolymer having one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group and an amino group at one end of the main chain obtained by the above polymerization, a group reactive with the functional group and ethylene By reacting with a compound having an unsaturated bond (referred to as a compound for introducing an unsaturated bond), a macromonomer having a multibranched structure can be obtained. Examples of the unsaturated bond-introducing compound include a radical polymerizable monomer having a glycidyl group such as glycidyl (meth) acrylate, a radical polymerizable monomer having an isocyanate group such as 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate, and (meth). A) a radical polymerizable monomer having a carboxyl group such as acrylic acid;
They are appropriately selected and used depending on the type of the functional group of the prepolymer. For example, a radical polymerizable monomer having a glycidyl group can be used for a prepolymer having a carboxyl group as a terminal functional group, and a radical polymerizable monomer having an isocyanate group can be used for a prepolymer having a hydroxyl group. Any of the above compounds can be used for the prepolymer having an amino group.

【0015】末端カルボキシル基を有するプレポリマー
とグリシジルを有するラジカル重合性単量体とを反応さ
せる場合、グリシジルを有するラジカル重合性単量体の
好ましい使用量は、プレポリマーにおけるカルボキシル
基量の0.90〜1.5倍当量である。0.90倍当量未満で
あると、プレポリマー末端のカルボキシル基量に対しグ
リシジル基が過少であり、未反応プレポリマーが多く残
る。一方、1.5倍当量を超える場合は、プレポリマー末
端との反応以外の副反応が起こり、高純度の多分岐状マ
クロモノマーが得られ難い。
When a prepolymer having a terminal carboxyl group is reacted with a radical polymerizable monomer having glycidyl, the preferred amount of the radical polymerizable monomer having glycidyl is 0.1% of the carboxyl group in the prepolymer. 90 to 1.5 equivalents. If it is less than 0.90 equivalent, the glycidyl group is too small relative to the amount of the carboxyl group at the end of the prepolymer, and a large amount of unreacted prepolymer remains. On the other hand, when it exceeds 1.5 equivalents, side reactions other than the reaction with the prepolymer terminal occur, and it is difficult to obtain a highly purified multibranched macromonomer.

【0016】末端カルボキシル基を有するプレポリマー
とグリシジルを有するラジカル重合性単量体との反応に
は、三級アミン、四級アンモニウム塩または四級ホスホ
ニウム塩を触媒として使用するのが好ましく、触媒の好
ましい使用量は、プレポリマー100重量部当り、0.1
0〜3.0重量部である。
For the reaction between the prepolymer having a terminal carboxyl group and the radical polymerizable monomer having glycidyl, a tertiary amine, a quaternary ammonium salt or a quaternary phosphonium salt is preferably used as a catalyst. The preferred amount used is 0.1 per 100 parts by weight of the prepolymer.
0 to 3.0 parts by weight.

【0017】触媒としては、穏和な条件下でも触媒活性
のある四級アンモニウム塩や四級ホスホニウム塩が好ま
しく、具体的にはトリエチルベンジルアンモニウムクロ
ライド、トリメチルセチルアンモニウムブロマイド、ト
リメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラブチ
ルアンモニウムブロマイド等の四級アンモニウム塩、ト
リフェニルブチルホスホニウムブロマイド、テトラブチ
ルホスホニウムブロマイドおよびテトラエチルアンモニ
ウムクロライド等が挙げられる。特に好ましくは、テト
ラブチルアンモニウムブロマイドおよびテトラブチルホ
スホニウムブロマイドである。反応温度は60〜130
℃が好ましく、また反応液中に重合防止剤として、ハイ
ドロキノンやハイドロキノンモノメチルエーテルなどの
ラジカル重合禁止剤を10〜500ppm添加し、かつ
空気または酸素ガスを通気すると良い。
The catalyst is preferably a quaternary ammonium salt or a quaternary phosphonium salt which has catalytic activity even under mild conditions. Specific examples include triethylbenzylammonium chloride, trimethylcetylammonium bromide, trimethylbenzylammonium chloride, and tetrabutylammonium. And quaternary ammonium salts such as bromide, triphenylbutylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium bromide and tetraethylammonium chloride. Particularly preferred are tetrabutylammonium bromide and tetrabutylphosphonium bromide. Reaction temperature is 60 to 130
It is preferable to add 10 to 500 ppm of a radical polymerization inhibitor such as hydroquinone or hydroquinone monomethyl ether as a polymerization inhibitor to the reaction solution, and to ventilate with air or oxygen gas.

【0018】ヒドロキシル基を有するプレポリマーと2
−イソシアネートエチル(メタ)アクリレート等のイソ
シアネート基を有するラジカル重合性単量体との反応に
は、三級アミンや、ジブチルスズジラウレート、ジブチ
ルスズジアセテートなどの有機スズ化合物が触媒として
使用できる。また、無触媒でも80〜120℃に加熱す
ることで反応させる事ができる。末端アミノ基を有する
プレポリマーも上記の方法で多分岐状マクロモノマーを
合成できる。
Prepolymer having hydroxyl group and 2
For the reaction with a radical polymerizable monomer having an isocyanate group such as isocyanateethyl (meth) acrylate, a tertiary amine or an organic tin compound such as dibutyltin dilaurate or dibutyltin diacetate can be used as a catalyst. In addition, the reaction can be carried out by heating to 80 to 120 ° C without a catalyst. A prepolymer having a terminal amino group can also be used to synthesize a hyperbranched macromonomer by the above method.

【0019】本発明によって得られる多分岐状マクロモ
ノマーは、原料マクロモノマーに由来する側鎖および他
のラジカル重合性単量体からなる主鎖の各高分子鎖に対
して、例えば親水性/疎水性、接着性/離形性または硬
質/軟質という関係が得られるようにも、分子設計する
ことができ、かかる多分岐状マクロモノマーを他のラジ
カル重合性単量体と共重合することにより、さらに高度
に分岐構造を有する重合体を容易に合成できる。かくし
て得られる重合体は、高分子量であるにも拘らず、その
溶液粘度が低いため、高固形分濃度で低粘度な溶液型塗
料として好適である。
The multibranched macromonomer obtained according to the present invention is, for example, hydrophilic / hydrophobic with respect to each of the side chains derived from the raw material macromonomer and the main chain composed of other radically polymerizable monomers. In order to obtain the relationship of adhesiveness, adhesiveness / release property or hard / softness, the molecule can be designed, and by copolymerizing such a multi-branched macromonomer with another radical polymerizable monomer, Further, a polymer having a highly branched structure can be easily synthesized. The polymer thus obtained has a low solution viscosity despite its high molecular weight, and thus is suitable as a solution-type coating material having a high solid content and a low viscosity.

【0020】[0020]

【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体
的に説明する。なお、各例における「部」は「重量部」
であり、また数平均分子量(Mn)および重量平均分子
量(Mw)はゲルパーミエーションクロマトグラフィー
で測定したポリスチレン換算の値である。 <実施例1>攪拌機、冷却管、温度計、窒素導入管およ
び滴下ロートを備えたフラスコに、メチルメタクリレー
ト(MMAと略す)30部、トルエン150部、片末端
メタクリロイル基型ポリMMAマクロモノマー〔東亞合
成化学工業(株)製AA−2、Mn=1500、Mw=
2800〕70部、メルカプト酢酸1.0部(TGAと略
す)を混合溶解したものをフラスコに仕込み、窒素を通
気しながら80℃に昇温した。トルエン50部に2,
2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBNと略す)
0.75部を溶解した開始剤溶液の内、40部を2時間で
滴下し、更に1時間重合を継続した後、残りの開始剤溶
液10部を加え、85℃で3時間重合を継続し、プレポ
リマー溶液を得た。MMAの転化率は98.8%であっ
た。このプレポリマー溶液の一部をメタノールで沈殿精
製し、乾燥したものの酸価は5.8mgKOH/gであり、
MnおよびMwはそれぞれ9400、77000であっ
た。
The present invention will now be described more specifically with reference to examples. Note that “parts” in each example is “parts by weight”.
And the number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) are values in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography. <Example 1> In a flask equipped with a stirrer, a cooling pipe, a thermometer, a nitrogen introducing pipe, and a dropping funnel, 30 parts of methyl methacrylate (abbreviated as MMA), 150 parts of toluene, and a methacryloyl-based polyMMA macromonomer at one end [Toa] AA-2 manufactured by Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Mn = 1500, Mw =
2800] A mixture of 70 parts of mercaptoacetic acid and 1.0 part of mercaptoacetic acid (abbreviated as TGA) was charged into a flask, and heated to 80 ° C. while passing nitrogen gas through. 2 in 50 parts of toluene
2'-azobisisobutyronitrile (abbreviated as AIBN)
Of the initiator solution in which 0.75 part was dissolved, 40 parts were added dropwise over 2 hours and polymerization was continued for 1 hour. Then, 10 parts of the remaining initiator solution was added, and polymerization was continued at 85 ° C for 3 hours. To obtain a prepolymer solution. The conversion of MMA was 98.8%. A part of the prepolymer solution was purified by precipitation with methanol and dried, and the acid value of the dried product was 5.8 mgKOH / g.
Mn and Mw were 9400 and 77000, respectively.

【0021】上記プレポリマー溶液300部にグリシジ
ルメタクリレート(GMAと略す)1.7部およびテトラ
ブチルアンモニウムクロライド0.9部を添加し、空気を
吹き込みながら90℃で6時間反応させて、多分岐状マ
クロモノマーを合成した。得られたマクロモノマーのM
nおよびMwは、それぞれ9500、81000であっ
た。
To 300 parts of the above prepolymer solution, 1.7 parts of glycidyl methacrylate (abbreviated as GMA) and 0.9 parts of tetrabutylammonium chloride were added, and the mixture was reacted at 90 ° C. for 6 hours while blowing air to form a multibranched polymer. Macromonomers were synthesized. M of the obtained macromonomer
n and Mw were 9500 and 81000, respectively.

【0022】<実施例2>TGAの代わりに3−メルカ
プトプロピオン酸(MPAと略す)2.5部、AIBNを
1.0部とする他は、実施例1と同様にして酸価16.1mg
KOH/g、Mn=3000、Mw=20400のプレ
ポリマーを得、次いでGMA3.7部で実施例1と同様に
マクロモノマー化を行ない、Mn=3200、Mw=1
9000の多分岐状マクロモノマーを得た。
Example 2 Instead of TGA, 2.5 parts of 3-mercaptopropionic acid (abbreviated as MPA) and AIBN were used.
Except that it is 1.0 part, the acid value is 16.1 mg in the same manner as in Example 1.
A prepolymer having KOH / g, Mn = 3000 and Mw = 20400 was obtained, and then macromonomerization was carried out with 3.7 parts of GMA in the same manner as in Example 1. Mn = 3200 and Mw = 1
9000 hyperbranched macromonomers were obtained.

【0023】<実施例3>MMA50部、片末端メタク
リロイル基型スチレン・アクリロニトリル共重合体マク
ロモノマー〔東亞合成化学工業(株)製AN−6、Mn
=6000、Mw=13000〕50部およびMPA0.
7部を使用し、実施例1と同様にしてプレポリマーを
得、次いでGMA1.0部、テトラブチルホスホニウムブ
ロマイド0.9部を用いて、マクロモノマー化を行ない、
多分岐状マクロモノマーを得た。このMnは17000
であった。
Example 3 50 parts of MMA, methacryloyl group type styrene / acrylonitrile copolymer macromonomer at one end [AN-6, Mn manufactured by Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.]
= 6000, Mw = 13000] 50 parts and MPA0.
A prepolymer was obtained in the same manner as in Example 1 using 7 parts, and then subjected to macromonomerization using 1.0 part of GMA and 0.9 part of tetrabutylphosphonium bromide.
A hyperbranched macromonomer was obtained. This Mn is 17000
Met.

【0024】<実施例4>MMA60部、2−ヒドロキ
シエチルメタクリレート10部、片末端メタクリロイル
基型ポリジメチルシロキサンマクロモノマー〔東亞合成
化学工業(株)製AK−30、Mn=25000〕30
部およびTGA1.5部をトルエン50部とメチルエチル
ケトン50部の混合溶媒に溶解させたものを仕込み、溶
剤還流下で実施例1と同様に重合させ、プレポリマー溶
液を得た。次にGMA2.5部およびテトラブチルホスホ
ニウムクロライド0.9部を使用し、マクロモノマー化反
応を行ない、多分岐状マクロモノマーを得た。このMn
は7100であった。
Example 4 60 parts of MMA, 10 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, methacryloyl group type polydimethylsiloxane macromonomer at one end [AK-30, manufactured by Toagosei Chemical Industry Co., Ltd., Mn = 25000] 30
And 1.5 parts of TGA were dissolved in a mixed solvent of 50 parts of toluene and 50 parts of methyl ethyl ketone, and the mixture was polymerized under the reflux of the solvent in the same manner as in Example 1 to obtain a prepolymer solution. Next, 2.5 parts of GMA and 0.9 part of tetrabutylphosphonium chloride were used to carry out a macromonomerization reaction to obtain a multibranched macromonomer. This Mn
Was 7100.

【0025】<参考例1>攪拌機、冷却管、温度計、窒
素導入管および滴下ロートを備えたフラスコに、実施例
1で得た多分岐状マクロモノマー20部、2−ヒドロキ
シエチルメタクリレート20部、n−ブチルメタクリレ
ート50部、スチレン10部、酢酸ブチル150部およ
びAIBN1部を仕込み、窒素を通気しながら90℃に
加温して6時間重合を行った。重合途中、4時間経過後
にAIBNを0.5部追加した。重合終了後、ガスクロマ
トグラフにより、反応液中のn−ブチルメタクリレート
を分析することにより、n−ブチルメタクリレートの重
合率は98.7%であることが分かった。また、ゲルパー
ミェーション・クロマトグラフィーの測定により、得ら
れた重合体のMn=19,400、Mw=47,600であ
り、未反応の多分岐状マクロモノマーの量は、仕込みの
マクロモノマーの5重量%であることが分かった。
Reference Example 1 In a flask equipped with a stirrer, a cooling tube, a thermometer, a nitrogen inlet tube and a dropping funnel, 20 parts of the multibranched macromonomer obtained in Example 1, 20 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 50 parts of n-butyl methacrylate, 10 parts of styrene, 150 parts of butyl acetate and 1 part of AIBN were charged, and the mixture was heated to 90 ° C. while passing nitrogen gas to carry out polymerization for 6 hours. During the polymerization, after 4 hours, 0.5 parts of AIBN was added. After the polymerization was completed, the n-butyl methacrylate in the reaction solution was analyzed by gas chromatography to find that the polymerization rate of n-butyl methacrylate was 98.7%. According to measurement by gel permeation chromatography, the obtained polymer had Mn = 19,400 and Mw = 47,600, and the amount of unreacted multibranched macromonomer was determined by the charged macromonomer. Was found to be 5% by weight.

【0026】<参考例2>実施例4で得られた多分岐状
マクロモノマーを20部使用した以外は、参考例1と同
様に重合を行った。上記重合により、Mn=15,200
でMw=42,000の重合体が得られ、また未反応マク
ロモノマーの割合は4重量%であった。
Reference Example 2 Polymerization was carried out in the same manner as in Reference Example 1, except that 20 parts of the multibranched macromonomer obtained in Example 4 was used. By the above polymerization, Mn = 15,200
As a result, a polymer having an Mw of 42,000 was obtained, and the ratio of the unreacted macromonomer was 4% by weight.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、前述のとおり、側鎖お
よび主鎖、すなわち、原料マクロモノマーに由来する側
鎖および他のラジカル重合性単量体からなる主鎖の物性
が、例えば親水性/疎水性、接着性/離形性または硬質
/軟質というような関係の構造を有する多分岐状マクロ
モノマーを容易に製造できる。更に、該分岐状マクロモ
ノマーをさらに他のラジカル重合性単量体と共重合する
ことにより、得られる高度に分岐を有する重合体は、高
分子量であるにも拘らず、その溶液粘度が低いため、高
固形分濃度でしかも低粘度な溶液型塗料、コーティング
剤および接着剤等として好適である。また、該重合体
は、メラミンやイソシアネート等によって架橋硬化させ
る際、収縮が極めて少ないという特長がある。
According to the present invention, as described above, the physical properties of the side chain and the main chain, that is, the main chain composed of the side chain derived from the raw material macromonomer and other radical polymerizable monomers are, for example, hydrophilic. A multi-branched macromonomer having a structure having a relationship such as hydrophilicity / hydrophobicity, adhesiveness / release property, or hard / softness can be easily produced. Furthermore, by copolymerizing the branched macromonomer with another radical polymerizable monomer, the resulting highly branched polymer has a low solution viscosity despite its high molecular weight. It is suitable as a solution type paint, coating agent, adhesive or the like having a high solid content and a low viscosity. Further, the polymer is characterized in that shrinkage is extremely small when crosslinked and cured by melamine, isocyanate or the like.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−245001(JP,A) 特開 昭60−13802(JP,A) 特開 平3−221513(JP,A) 特開 平1−132601(JP,A) 特開 昭58−59202(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 8/00 C08F 299/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-1-245001 (JP, A) JP-A-60-13802 (JP, A) JP-A-3-221513 (JP, A) JP-A-1- 132601 (JP, A) JP-A-58-59202 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08F 8/00 C08F 299/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ヒドロキシル基、カルボキシル基およびア
ミノ基からなる群から選ばれた1種の官能基を有するメ
ルカプタン化合物の存在下で、分子の片末端にラジカル
重合性基を有する直鎖状マクロモノマーおよび他のラジ
カル重合性単量体をラジカル重合させ、分子の末端に上
記官能基を有する重合体を得、該重合体と、エチレン性
不飽和結合および上記官能基と反応性の基を併せ有する
化合物とを反応させることを特徴とする、多分岐構造を
有するマクロモノマーの製造方法。
1. A linear macromonomer having a radical polymerizable group at one end of a molecule in the presence of a mercaptan compound having one kind of functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group and an amino group. And radical polymerizing other radical polymerizable monomers to obtain a polymer having the above functional group at the terminal of the molecule, and having both the polymer, an ethylenically unsaturated bond and a group reactive with the above functional group. A method for producing a macromonomer having a multibranched structure, comprising reacting a compound with a compound.
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