JP3906493B2 - Method for producing macromonomer dispersion - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料、成形材料および接着剤等に高機能な性能を与えるグラフト共重合体の合成原料に用いられるマクロモノマーの新規な製法に関するものである。
【0002】
【従来の技術および問題点】
マクロモノマーの製造方法としては、ラジカル重合で合成されたプレポリマーをマクロモノマー化する方法(特公昭43−11224号公報)、リビングアニオン重合方法(特開昭51−125186号公報)、グループトランスファー重合法(特開昭62−62801)およびイニファーター重合法等が知られている。
上記特公昭43−11224号公報等に開示されている、ラジカル重合によって重合体骨格を合成する手段からなるマクロモノマーの製造方法(以下単にラジカル重合法ということがある)においては、単量体の精製が不要で、さらに官能基含有単量体が使用できるなどの長所があり、かかるラジカル重合法は実用化のための検討がもっとも進んでいる。
【0003】
上記ラジカル重合法において、通常単量体は、溶液重合によりマクロモノマーの重合体骨格に転換される。次いで、かかる重合により得られた重合体溶液に、反応性基を有する単量体を加え、該単量体と重合体の末端官能基を反応させることにより、マクロモノマーを合成する。この場合、マクロモノマーは有機溶剤溶液で得られるので、さらに脱溶剤、乾燥を行うことにより、最終製品の粉末状マクロモノマーが製造される。
しかしながら、溶液重合を採用する上記方法においては、ブロッキングまたは重合が発生し易い点で、マクロモノマーからの脱溶剤が容易でなく、しかもマクロモノマー粉末に残留モノマーによる臭気が残り易いという問題があった。
【0004】
これに対して、塗料等に用いられる重合体製造の分野においては、重合体から有機溶剤を分離除去することが容易な重合法として、非水分散重合法が知られている。非水分散重合法においては、得られる重合体の貧溶媒を重合溶剤として用い、また生成する重合体粒子の分散安定化の目的で分散剤が用いられている。非水分散重合法において安定な重合体分散液を得るためには、重合に供する単量体に適した分散剤を選択することが肝要である。
【0005】
非水分散重合法の応用例としては、ポリエチレンオキシドを枝成分とするグラフト共重合体、または12ーヒドロキシステアリン酸を縮重合して得られるポリエステルを枝成分とするグラフト共重合体等を分散剤とする幾つかの公知技術がある(特公昭43−16147号公報、特開平1ー18410号公報および特開平1ー133403号公報等)。
しかしながら、非水分散重合法によってマクロモノマーを製造することに関する公知文献は見当たらない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記ラジカル重合法の長所を維持しながら、マクロモノマーからの脱溶剤が容易でないことおよびマクロモノマー粉末に残留モノマーによる臭気が残り易いこと等の前記した問題点を解決する、新規なマクロモノマーの製造方法を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、主要な繰り返し単位が(メタ)アクリル酸アルキル単量体単位ありかつSP値が8.4〜9.6の重合体であって、分子の片末端にカルボキシル基を有する重合体(以下プレポリマーということがある)を、脂肪族炭化水素または脂環式炭化水素に分散させた重合体分散液に、エポキシ基を有するラジカル重合性単量体を加え、該エポキシ基と前記カルボキシル基を反応させることを特徴とするラジカル重合性マクロモノマー分散液の製造方法であり、さらに、上記重合体分散液すなわちプレポリマー分散液が、下記分散液(1)である上記マクロモノマー分散液の製造方法である。
【0008】
分散液(1):脂肪族炭化水素または脂環式炭化水素からなる溶剤中で、分散剤として(a)幹成分および枝成分のいずれもが(メタ)アクリル酸アルキル単量体単位を成分とする重合体であり、かつ枝成分のSP値が8.4〜9.6で幹成分のSP値が8.0〜8.4であるグラフト共重合体を用い、また連鎖移動剤として(b)カルボキシル基を有するメルカプタンを用いて、SP値が8.4〜9.6の重合体を形成する(メタ)アクリル酸アルキル単量体または該単量体と他のビニル単量体の共重合であって他のビニル単量体が10重量%以下のビニル単量体混合物をラジカル重合することにより、SP値が8.4〜9.6で分子の片末端にカルボキシル基を有する重合体を形成させた重合体分散液。
【0009】
本発明において、エポキシ基を有するラジカル重合性単量体と、マクロモノマーの骨格となる重合体の末端カルボキシル基の反応は、外観上、液−固の異相間の反応である。従って、常識的には、上記反応の反応収率は低水準に留まると予想されるのであるが、かかる予想に反して本発明においては、高純度でマクロモノマーを得ることができた。
以下、本発明について、さらに詳しく説明する。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明において使用されるプレポリマー分散液は、前記分散液(1)であり、該分散液(1)においては、連鎖移動剤のカルボキシル基含有メルカプタンに起因するカルボキシル基を分子の片末端に有し、かつSP値が8.4〜9.6の(メタ)アクリル酸アルキル系重合体、すなわち前記プレポリマーと同一の重合体が溶剤中に分散している。なお、SP値とは、Solubility Parameter値すなわち溶解性パラメーターの略語であり、本発明におけるSP値は、文献"スペシフィック インターラクション アンド ザ ミシビリティ オブ ポリマー ブレンズ"( SpecificInteractions and the Miscibility of Polymer Blends ) Michael M.Coleman et al.; TechnomicPublishing Co.,Inc.; Pennsylvania USA(1991)において、述べられているSP値と同一のものである。
【0011】
分散液(1)の製造に用いられる脂肪族炭化水素または脂環式炭化水素としては、SP値が8.4以下のものが好ましく、具体的にはヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびノナン等の直鎖または分岐状脂肪族飽和炭化水素;シクロヘキサンおよびメチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素;ならびに石油エーテル、ターペンおよびスワゾール等の石油留分が挙げられる。特に好ましい脂肪族炭化水素または脂環式炭化水素は、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサンおよびメチルシクロヘキサンである。
【0012】
分散液(1)の製造に用いられるグラフト共重合体は、前記のとおり、幹成分および枝成分のいずれもが(メタ)アクリル酸アルキル単量体単位を成分とする重合体であり、かつ枝成分のSP値が8.4〜9.6であり幹成分のSP値が8.0〜8.4であるグラフト共重合体である。グラフト共重合体における枝成分を形成する好ましい単量体としては、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)アクリレートおよびイソブチル(メタ)アクリレート等の炭素数が1〜4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルが挙げられる。上記炭素数が1〜4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル単量体によれば、SP値が8.4〜9.6の枝成分が形成できる。
【0013】
分散液(1)の製造において合成されるプレポリマーのSP値は、8.4〜9.6であり、このSP値とグラフト共重合体における枝成分のSP値が近ければ近いほど、得られる分散液の安定性は高い。
グラフト共重合体の枝成分のSP値が、8.4未満であると非水分散重合において生成する重合体粒子同士がブロッキングを起こし易く、一方同成分のSP値が9.0を越えると、グラフト共重合体の前記脂肪族炭化水素または脂環式炭化水素に対する相溶性が劣り、分散粒子の安定性が乏しい。
【0014】
グラフト共重合体における幹成分を形成する好ましい単量体としては、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、シクロヘキシル(メタ)アクリレートおよびイソボルニル(メタ)アクリレート等の炭素数が6〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルが挙げられる。かかる単量体によれば、SP値が8.0〜8.4の幹成分が形成できる。
【0015】
上記グラフト共重合体は、炭素数が1〜4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル単量体単位からなる重合体骨格を有する、数平均分子量が1,000〜20,000のラジカル重合性マクロモノマーと、炭素数が6〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル単量体を共重合することにより容易に合成できる。
ラジカル重合性マクロモノマーおよびそれと共重合させる(メタ)アクリル酸アルキル単量体の好ましい割合は、マクロモノマー10〜30重量%および共重合(メタ)アクリル酸アルキル単量体90〜70重量%である。
分散安定剤として重合時に使用されるグラフト共重合体の使用量は、後記する(メタ)アクリル酸アルキル単量体100重量部当たり、0.5〜5重量部が適当である。
【0016】
連鎖移動剤として用いるカルボキシル基を有するメルカプタンとしては、チオグリコール酸、3ーメルカプトプロピオン酸、2ーメルカプトプロピオン酸およびメルカプト酪酸等が挙げられる。その使用量は、目的とするプレポリマーの分子量に依存するが、後記する(メタ)アクリル酸アルキル単量体100重量部当たり、通常0.5〜10重量の割合で使用される。
【0017】
分散液(1)の製造において重合に供する単量体は、SP値が8.4〜9.6の重合体を形成する(メタ)アクリル酸アルキル単量体または該単量体を主成分とするビニル単量体混合物であり、かかる(メタ)アクリル酸アルキルの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレートおよびブチル(メタ)アクリレート等の炭素数4以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルが挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルと併用できる単量体としては、酢酸ビニル、スチレン、(メタ)アクリロニトリル、フッ素化アルキル(メタ)アクリレートおよびN−アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられ、かかる単量体は、上記(メタ)アクリル酸アルキル単量体を主成分とするビニル単量体混合物における全単量体の合計量を基準にして、10重量%程度を限度として使用することができる。
【0018】
重合温度としては、60〜150℃が好ましく、重合開始剤としては、アゾ系ラジカル発生化合物が好ましく、具体的にはアジビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスメチルブチロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルおよびアジビスジメチルヴァレロニトリル等が挙げられ、特に好ましくはアジビスジメチルヴァレロニトリルである。
上記方法により、本発明において好ましく使用し得る重合体分散液(1)が得られる。かかる分散液(1)においては、脂肪族炭化水素または脂環式炭化水素中に、炭素数4以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル単量体単位を主たる構成単位とし、片末端にカルボキシル基を有するプレポリマーの微粒子が分散している。
【0020】
マクロモノマーの合成は、次のようにして行われる。すなわち、上記プレポリマー分散液に、エポキシ基を有するラジカル重合性単量体を加えて、該プレポリマーにおけるカルボキシル基と末端修飾用単量体におけるエポキシ基の反応させるために、温度60℃〜150℃で3〜10時間程度加熱する。この際プレポリマーは、反応媒体中に微粒子の形態で分散しているから、上記反応は、見掛け上、液−固の異相反応である。
【0021】
エポキシ基を有するラジカル重合性単量体としては、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、N−〔4ー(2,3エポキシプロポキシ)−3,5ジメチルベンジル〕アクリルアミド等が使用できる。その好ましい使用量は、反応させるプレポリマーにおけるカルボキシル基の総量に対して、1.05〜3.0倍モルであり、さらに好ましくは1.05〜1.30倍モルである。
【0022】
さらに、上記マクロモノマー化反応に際して、反応を効率化する触媒、また重合防止剤を反応系に添加してもよい。
触媒としては、アルキルアミンまたは4級アンモニウム塩が好ましく、また重合防止剤としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテルまたはP−フェニレンジアミン等を50〜2,000ppm使用できる。
【0023】
以下、実施例を挙げることにより、本発明を更に具体的に説明する。
各例において使用した分散剤D1およびD2は、以下の構成からなるグラフト共重合体である。
▲1▼分散剤D1;ポリメタクリル酸メチル型マクロモノマー(数平均分子量;6,000,ラジカル重合性基;メタクリロイル基)20重量部およびステアリルメタクリレート80重量部を共重合して得られる数平均分子量が13,000のグラフト共重合体。
▲2▼分散剤D2;ポリメタクリル酸エチル型マクロモノマー(数平均分子量;3,000,ラジカル重合性基;メタクリロイル基)33重量部およびシクロヘキシルメタクリレート67重量部を共重合して得られる数平均分子量が10,400のグラフト共重合体。
【0024】
【実施例1】
A.プレポリマー分散液の製造
分散剤D1;2.0grおよびシクロヘキサン212.9grをフラスコに入れ、60℃で1時間加熱して溶解させ、さらにメタクリル酸メチル100grを仕込み、窒素雰囲気下に、攪拌しながら80℃にした。
滴下ロートより3ーメルカプトプロピオン酸0.90grを2時間かけて滴下すると共に、同時に他方の滴下ロートより、シクロヘキサンに溶解したアゾビスジメチルバレロニトリル1.2grを2時間かけて滴下した。その後さらに4時間、前記の温度を維持することにより、重合を完結させるとともに、残留する重合開始剤を分解させた。
上記操作により、白濁物の分散した良好な分散液が得られた。さらに、重合器内壁またはペラに、付着物は見られなかった。
得られたプレポリマー分散液の一部を用いて、レーザ/散乱式粒度分布装置(堀場式LA−910)により、分散粒子の粒径を測定した結果は、3.2μであった。また、GPCによりプレポリマーの平均分子量を測定した結果、ポリスチレン換算でMn=10,000、Mw=23,200であった。
【0025】
B.マクロモノマー分散液の製造
上記方法によって得られるプレポリマー分散液の液温度を50℃に下げた後、該分散液中にハイドロキノンモノメチルエーテル0.040gr、グリシジルメタクリレート1.27grおよびテトラブチルアンモニウムブロミド0.90grを仕込み、空気をバブリングしながら80℃で10時間加熱した。その結果、プレポリマー中の末端カルボキシル基は、転換率99.5%(プレポリマーの酸価の測定によって評価したもの)で、メタクリロイル基に転換されていた。かくして、ポリメタクリル酸メチル型ラジカル重合性マクロモノマーのシクロヘキサン分散液を得た。
【0026】
【実施例2】
分散剤D2および単量体としてメタクリル酸エチルを使用して、実施例1と同様に非水分散重合を行い、プレポリマー分散液を得た。
プレポリマーの平均分子量を測定した結果、ポリスチレン換算でMn=9,8000、Mw=22,500であり、また分散粒子径は3.0μであった。
さらに、実施例1と同様にして、上記プレポリマー分散液とグリシジルメタクリレートを反応させることにより、マクロモノマー分散液を得た。
上記実施例1および2で得られたマクロモノマー分散液は、その媒体がマクロモノマーの貧溶媒であるシクロヘキサンであるために、極めて容易に脱溶剤を行うことができる。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、脱溶剤が容易な点で、粉末状マクロモノマーの製造に好適なマクロモノマー分散液が容易な操作により得られる。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel method for producing a macromonomer used as a raw material for synthesizing a graft copolymer that gives high performance to paints, molding materials and adhesives.
[0002]
[Prior art and problems]
Macromonomer production methods include a method of converting a prepolymer synthesized by radical polymerization into a macromonomer (Japanese Patent Publication No. 43-11224), a living anion polymerization method (Japanese Patent Laid-Open No. 51-125186), group transfer heavy A combination method (Japanese Patent Laid-Open No. 62-62801) and an iniferter polymerization method are known.
In a method for producing a macromonomer comprising means for synthesizing a polymer skeleton by radical polymerization (hereinafter sometimes simply referred to as radical polymerization method) disclosed in the above Japanese Patent Publication No. 43-11224 and the like, There are advantages such as no need for purification and the use of functional group-containing monomers, and the radical polymerization method is most studied for practical use.
[0003]
In the radical polymerization method, the monomer is usually converted into a macromonomer polymer skeleton by solution polymerization. Next, a monomer having a reactive group is added to the polymer solution obtained by such polymerization, and the monomer and the terminal functional group of the polymer are reacted to synthesize a macromonomer. In this case, since the macromonomer is obtained in an organic solvent solution, the powdery macromonomer of the final product is produced by further removing the solvent and drying.
However, in the above method employing solution polymerization, there is a problem that blocking or polymerization is likely to occur, so that desolvation from the macromonomer is not easy, and odor due to residual monomer tends to remain in the macromonomer powder. .
[0004]
On the other hand, in the field of producing polymers used for paints and the like, a non-aqueous dispersion polymerization method is known as a polymerization method that makes it easy to separate and remove an organic solvent from a polymer. In the non-aqueous dispersion polymerization method, a poor solvent of the obtained polymer is used as a polymerization solvent, and a dispersant is used for the purpose of stabilizing the dispersion of the produced polymer particles. In order to obtain a stable polymer dispersion in the non-aqueous dispersion polymerization method, it is important to select a dispersant suitable for the monomer to be subjected to polymerization.
[0005]
Examples of applications of the non-aqueous dispersion polymerization method include a graft copolymer containing polyethylene oxide as a branch component, or a graft copolymer containing a polyester obtained by condensation polymerization of 12-hydroxystearic acid as a dispersant. There are some known techniques (Japanese Patent Publication No. 43-16147, Japanese Patent Laid-Open No. 1-18410, Japanese Patent Laid-Open No. 1-133403, etc.).
However, there is no known literature relating to the production of macromonomers by a non-aqueous dispersion polymerization method.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned problems such as that the solvent removal from the macromonomer is not easy and the odor due to the residual monomer tends to remain in the macromonomer powder while maintaining the advantages of the radical polymerization method. An object of the present invention is to provide a method for producing a macromonomer.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention. That is, the present invention is the major repeating unit is (meth) polymer is enabled with SP values alkyl acrylate monomer units is from 8.4 to 9.6, having a carboxyl group at one end of the molecule A radical polymerizable monomer having an epoxy group is added to a polymer dispersion in which a polymer (hereinafter sometimes referred to as a prepolymer) is dispersed in an aliphatic hydrocarbon or an alicyclic hydrocarbon, and the epoxy group and It is a method for producing a radical polymerizable macromonomer dispersion characterized by reacting the carboxyl group, and the macromonomer dispersion wherein the polymer dispersion, that is, the prepolymer dispersion is the following dispersion (1) It is a manufacturing method of a liquid.
[0008]
Dispersion (1): in a solvent consisting of an aliphatic hydrocarbon or alicyclic hydrocarbon, and none as a dispersant (a) the stem component and the branch component of the (meth) acrylic acid alkyl monomer unit components A graft copolymer having an SP value of the branch component of 8.4 to 9.6 and an SP value of the trunk component of 8.0 to 8.4, and a chain transfer agent (b) Copolymerization of an alkyl (meth) acrylate monomer or a monomer with another vinyl monomer to form a polymer having an SP value of 8.4 to 9.6 using a mercaptan having a carboxyl group. Then, a polymer having a SP value of 8.4 to 9.6 and having a carboxyl group at one end of the molecule is formed by radical polymerization of a vinyl monomer mixture in which other vinyl monomers are 10% by weight or less. Polymer dispersion.
[0009]
In the present invention, the reaction between the radical polymerizable monomer having an epoxy group and the terminal carboxyl group of the polymer serving as the macromonomer skeleton is a reaction between a liquid and a solid phase. Therefore, it is expected that the reaction yield of the above reaction will remain at a low level, but contrary to this expectation, in the present invention, a macromonomer with high purity could be obtained.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The prepolymer dispersion used in the present invention is the dispersion (1), and the dispersion (1) has a carboxyl group attributed to the carboxyl group-containing mercaptan of the chain transfer agent at one end of the molecule. In addition, an alkyl (meth) acrylate polymer having an SP value of 8.4 to 9.6, that is, the same polymer as the prepolymer is dispersed in the solvent. The SP value is an abbreviation for a Solubility Parameter value, that is, a solubility parameter. The SP value in the present invention is the document "Specific Interactions and the Miscibility of Polymer Blends" Michael M. It is identical to the SP value described in Coleman et al .; Technomic Publishing Co., Inc .; Pennsylvania USA (1991).
[0011]
As the aliphatic hydrocarbon or alicyclic hydrocarbon used in the production of the dispersion (1), those having an SP value of 8.4 or less are preferable, and specifically, straight chain such as hexane, heptane, octane and nonane. Or branched aliphatic saturated hydrocarbons; cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; and petroleum fractions such as petroleum ether, terpenes and swazoles. Particularly preferred aliphatic or alicyclic hydrocarbons are hexane, octane, cyclohexane and methylcyclohexane.
[0012]
The graft copolymer used in the preparation of the dispersion (1) is, as described above, a polymer both have to component (meth) alkyl monomer units acrylic acid stem component and the branch component, Katsue component The graft copolymer has an SP value of 8.4 to 9.6 and an SP value of the trunk component of 8.0 to 8.4. Preferred monomers for forming the branch component in the graft copolymer include alkyl having 1 to 4 carbon atoms such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate and isobutyl (meth) acrylate. Examples thereof include alkyl (meth) acrylate having a group. According to the alkyl (meth) acrylate monomer having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a branch component having an SP value of 8.4 to 9.6 can be formed.
[0013]
The SP value of the prepolymer synthesized in the production of the dispersion liquid (1) is 8.4 to 9.6, and the closer the SP value is to the SP value of the branch component in the graft copolymer, the more is obtained. The stability of the dispersion is high.
When the SP value of the branch component of the graft copolymer is less than 8.4, the polymer particles produced in the non-aqueous dispersion polymerization are likely to block each other, while when the SP value of the same component exceeds 9.0, The compatibility of the graft copolymer with the aliphatic hydrocarbon or alicyclic hydrocarbon is poor, and the stability of the dispersed particles is poor.
[0014]
Preferred monomers for forming the trunk component in the graft copolymer include alkyl having 6 to 18 carbon atoms such as lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate. Examples thereof include alkyl (meth) acrylate having a group. According to such a monomer, a trunk component having an SP value of 8.0 to 8.4 can be formed.
[0015]
The graft copolymer has a polymer skeleton composed of an alkyl (meth) acrylate monomer unit having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a radical polymerization having a number average molecular weight of 1,000 to 20,000. It can be easily synthesized by copolymerizing a functional macromonomer and an alkyl (meth) acrylate monomer having an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms.
The preferred proportions of the radically polymerizable macromonomer and the alkyl (meth) acrylate monomer copolymerized therewith are 10 to 30% by weight of the macromonomer and 90 to 70% by weight of the copolymerized (meth) acrylate monomer. .
The amount of the graft copolymer used as a dispersion stabilizer at the time of polymerization is suitably 0.5 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of an alkyl (meth) acrylate described later.
[0016]
Examples of the mercaptan having a carboxyl group used as a chain transfer agent include thioglycolic acid, 3-mercaptopropionic acid, 2-mercaptopropionic acid and mercaptobutyric acid. The amount used depends on the molecular weight of the target prepolymer, but is usually used in a proportion of 0.5 to 10 weights per 100 parts by weight of the alkyl (meth) acrylate monomer described later.
[0017]
The monomer used for polymerization in the production of the dispersion (1) is an alkyl (meth) acrylate monomer that forms a polymer having an SP value of 8.4 to 9.6, or the monomer as a main component. Specific examples of such alkyl (meth) acrylates having an alkyl group having 4 or less carbon atoms such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate and butyl (meth) acrylate An alkyl (meth) acrylate is mentioned.
Examples of the monomer that can be used in combination with the alkyl (meth) acrylate include vinyl acetate, styrene, (meth) acrylonitrile, fluorinated alkyl (meth) acrylate, N-alkoxymethyl (meth) acrylamide, and the like. The body can be used with a limit of about 10% by weight based on the total amount of all monomers in the vinyl monomer mixture mainly composed of the alkyl (meth) acrylate monomer.
[0018]
The polymerization temperature is preferably 60 to 150 ° C., and the polymerization initiator is preferably an azo radical generating compound, specifically, adibiscyclohexanecarbonitrile, azobismethylbutyronitrile, azobisisobutyronitrile and Abibisdimethylvaleronitrile and the like can be mentioned, and adibisdimethylvaleronitrile is particularly preferable.
By the above method, a polymer dispersion (1) that can be preferably used in the present invention is obtained. In the dispersion (1), an aliphatic hydrocarbon or alicyclic hydrocarbon has a (meth) acrylic acid alkyl monomer unit having an alkyl group having 4 or less carbon atoms as a main constituent unit, Prepolymer fine particles having a carboxyl group are dispersed.
[0020]
The synthesis of the macromonomer is performed as follows. That is, in order to add a radically polymerizable monomer having an epoxy group to the prepolymer dispersion and cause the carboxyl group in the prepolymer to react with the epoxy group in the terminal-modifying monomer, a temperature of 60 ° C. to 150 ° C. Heat at about 3 to 10 hours. At this time, since the prepolymer is dispersed in the reaction medium in the form of fine particles, the above reaction is apparently a liquid-solid heterogeneous reaction.
[0021]
As the radical polymerizable monomer having an epoxy group, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, N- [4- (2,3 epoxypropoxy) -3,5 dimethylbenzyl] acrylamide and the like can be used. The preferable usage-amount is 1.05-3.0 times mole with respect to the total amount of the carboxyl group in the prepolymer made to react, More preferably, it is 1.05-1.30 times mole.
[0022]
Furthermore, in the macromonomerization reaction, a catalyst for improving the reaction efficiency or a polymerization inhibitor may be added to the reaction system.
As the catalyst, alkylamines or quaternary ammonium salts are preferable, and as the polymerization inhibitor, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, P-phenylenediamine or the like can be used in an amount of 50 to 2,000 ppm.
[0023]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
The dispersants D1 and D2 used in each example are graft copolymers having the following configurations.
(1) Dispersant D1; polymethyl methacrylate type macromonomer (number average molecular weight; 6,000, radical polymerizable group; methacryloyl group) and number average molecular weight obtained by copolymerizing 20 parts by weight of stearyl methacrylate Is a 13,000 graft copolymer.
(2) Dispersant D2: polyethyl methacrylate type macromonomer (number average molecular weight; 3,000, radical polymerizable group; methacryloyl group) and number average molecular weight obtained by copolymerizing 33 parts by weight of cyclohexyl methacrylate Is a graft copolymer of 10,400.
[0024]
[Example 1]
A. Preparation of Prepolymer Dispersion Dispersant D1; 2.0 g and cyclohexane 212.9 g were placed in a flask, heated to dissolve at 60 ° C. for 1 hour, and further charged with 100 g of methyl methacrylate and stirred under a nitrogen atmosphere. 80 ° C.
While adding 0.90 gr of 3-mercaptopropionic acid from the dropping funnel over 2 hours, 1.2 g of azobisdimethylvaleronitrile dissolved in cyclohexane was dripped from the other dropping funnel over 2 hours. Thereafter, by maintaining the above temperature for 4 hours, the polymerization was completed and the remaining polymerization initiator was decomposed.
By the above operation, a good dispersion liquid in which white turbid matters were dispersed was obtained. Furthermore, no deposits were observed on the inner wall or peller of the polymerization vessel.
Using a part of the obtained prepolymer dispersion, the particle size of the dispersed particles was measured with a laser / scattering particle size distribution device (Horiba LA-910), and the result was 3.2 μm. Moreover, as a result of measuring the average molecular weight of a prepolymer by GPC, it was Mn = 10,000 and Mw = 23,200 in polystyrene conversion.
[0025]
B. Production of Macromonomer Dispersion After the temperature of the prepolymer dispersion obtained by the above method was lowered to 50 ° C., 0.040 gr of hydroquinone monomethyl ether, 1.27 gr of glycidyl methacrylate and tetrabutylammonium bromide 0. 90 gr was charged and heated at 80 ° C. for 10 hours while bubbling air. As a result, the terminal carboxyl group in the prepolymer was converted to a methacryloyl group with a conversion rate of 99.5% (evaluated by measuring the acid value of the prepolymer). Thus, a cyclohexane dispersion of polymethyl methacrylate type radical polymerizable macromonomer was obtained.
[0026]
[Example 2]
Non-aqueous dispersion polymerization was performed in the same manner as in Example 1 using Dispersant D2 and ethyl methacrylate as a monomer to obtain a prepolymer dispersion.
As a result of measuring the average molecular weight of the prepolymer, it was Mn = 9,8000, Mw = 22,500 in terms of polystyrene, and the dispersed particle size was 3.0 μm.
Further, a macromonomer dispersion was obtained by reacting the prepolymer dispersion and glycidyl methacrylate in the same manner as in Example 1.
Since the macromonomer dispersion liquid obtained in Examples 1 and 2 is cyclohexane, which is a poor solvent for macromonomer, the solvent can be removed very easily.
[0027]
【The invention's effect】
According to the present invention, a macromonomer dispersion suitable for production of a powdery macromonomer can be obtained by an easy operation in terms of easy solvent removal.

Claims (1)

重合体分散液が下記分散液(1)であって、該重合体分散液にエポキシ基を有するラジカル重合性単量体を加え、該エポキシ基と前記カルボキシル基を反応させることを特徴とするラジカル重合性マクロモノマー分散液の製造方法。
分散液(1):脂肪族炭化水素または脂環式炭化水素からなる溶剤中で、分散剤として(a)幹成分および枝成分のいずれもが(メタ)アクリル酸アルキル単量体単位を成分とする重合体であり、かつ枝成分のSP値が8.4〜9.6で幹成分のSP値が8.0〜8.4であるグラフト共重合体を用い、また連鎖移動剤として(b)カルボキシル基を有するメルカプタンを用いて、SP値が8.4〜9.6の重合体を形成する(メタ)アクリル酸アルキル単量体または該単量体と他のビニル単量体の共重合であって他のビニル単量体が10重量%以下のビニル単量体混合物をラジカル重合することにより、SP値が8.4〜9.6で分子の片末端にカルボキシル基を有する重合体を形成させた重合体分散液。
The polymer dispersion is the following dispersion (1), a radical polymerizable monomer having an epoxy group is added to the polymer dispersion, and the epoxy group and the carboxyl group are reacted with each other. A method for producing a polymerizable macromonomer dispersion.
Dispersion (1): In a solvent composed of an aliphatic hydrocarbon or an alicyclic hydrocarbon, as a dispersant, (a) both the trunk component and the branch component are composed of an alkyl (meth) acrylate monomer unit as a component . A graft copolymer having an SP value of the branch component of 8.4 to 9.6 and an SP value of the trunk component of 8.0 to 8.4, and a chain transfer agent (b) Copolymerization of an alkyl (meth) acrylate monomer or a monomer with another vinyl monomer to form a polymer having an SP value of 8.4 to 9.6 using a mercaptan having a carboxyl group. Then, a polymer having a SP value of 8.4 to 9.6 and having a carboxyl group at one end of the molecule is formed by radical polymerization of a vinyl monomer mixture containing 10% by weight or less of other vinyl monomers. Polymer dispersion.
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