JP3947405B2 - Process for producing oxazoline group-containing polymer - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエーテルを主鎖としグラフト鎖がオキサゾリン基を有する重合体であるグラフト重合体を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、オキサゾリン基が反応性基として機能することはよく知られており、この官能基を有する架橋性の化合物は、カルボキシル基やチオール基等を有した樹脂等を架橋するための架橋剤として有用であり、各種用途で用いられている。また、塗料、コーティング剤、繊維処理剤および接着剤等の用途においては、架橋後に適度な柔軟性、可とう性等が求められる場合があるとともに、作業性および環境問題等を考慮すると水溶性であることも望まれている。
しかしながら、これまで、水溶性であるオキサゾリン基含有重合体を得ようとした場合、親水性不飽和単量体を共重合させる必要があり、得られる重合体全体中の該親水性不飽和単量体由来の構造単位を一定以上の比率とする必要があったが、その比率が大きくなりすぎると、例えば、得られたオキサゾリン基含有重合体を架橋剤として使用した場合架橋体の耐水性が大きく低下することとなり、また、この耐水性低下を抑えようとして上記比率を小さくしていくと、所望の水溶性を有するオキサゾリン基含有重合体は得られない、という問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の解決しようとする課題は、水溶性であり、高い架橋効率および架橋密度を発揮し得るとともに、作業性および環境面でも優れており、例えば架橋剤として用いた場合、架橋後に優れた柔軟性、可とう性および伸張性を発揮させることのできる、新規なオキサゾリン基含有重合体の製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を行い、種々の推測および実験を繰り返した。その結果、上記課題を解決し得るオキサゾリン基含有重合体としては、グラフト重合体がよいのではないかと考えた。つまり、グラフト重合体の構造およびその特性に着目することにより、グラフト重合によりオキサゾリン基が容易に導入され、かつ、重合体構造中の異なる部分ごとで所望の特性を別々に発揮させるようにして、全体としてそれら各特性を併せ持つようにすればよいのではないか、と考えたのである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
その結果、オキサゾリン基含有重合体として、主鎖となる幹ポリマーがアルキレンオキシドを重合させてなるアルキレンオキシド由来の構造単位を有するポリエーテルであり、該ポリエーテルに、オキサゾリン基含有不飽和単量体を必須とするエチレン性不飽和単量体をグラフト重合させることで該ポリエーテルにグラフト鎖が結合したグラフト重合体であれば、主鎖となる該ポリエーテルの親水性により容易に水溶性のオキサゾリン基含有重合体が得られ、上記課題を一挙に解決することを確認し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明にかかるオキサゾリン基含有グラフト重合体の製造方法は、
アルキレンオキシド由来の構造単位を有するポリエーテルを主鎖としグラフト鎖がオキサオゾリ価50〜12000g− solid /eq.の重合体である、オキサゾリン基含有グラフト重合体を得るための方法であって、
反応溶媒は不存在もしくは反応系全体の20重量%以下の量に止めておいて、重合開始剤の存在下で、ポリエーテル(シリコーン系を除く)に対し、オキサゾリン基を有するエチレン性不飽和単量体を含むエチレン性不飽和単量体(エポキシ基含有のものとビニルエステルを除く)を添加して、エチレン性不飽和単量体を含むエチレン性不飽和単量体をグラフト重合させることにより、前記オキサゾリン基を有するエチレン性不飽和単量体を必須とするエチレン性不飽和単量体に由来する構成単位からなる鎖状ポリマーをグラフト成分として前記ポリエーテルに付加形成する、
ことを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるオキサゾリン基含有重合体の製造方法に関する詳細について具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に何ら拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜実施し得る。
本発明にかかるオキサゾリン基含有重合体の製造方法で得られるグラフト重合体(以下、本発明のグラフト重合体と称すことがある。)は、アルキレンオキシド由来の構造単位を有するポリエーテルに、オキサゾリン基を有するエチレン性不飽和単量体を必須に含むエチレン性不飽和単量体を特定の条件下、特定のやり方でグラフト重合させることにより得られるものであって、上記ポリエーテルをいわゆる主鎖となる幹ポリマーとし、該ポリエーテルに、上記特定の単量体を含むエチレン不飽和単量体に由来する構成単位からなる鎖状ポリマーをグラフト成分として重合させ、グラフトポリマー鎖を付加形成して得られる、オキサゾリン基含有グラフト重合体である。
【0007】
上記ポリエーテルは、アルキレンオキシドを原料モノマーとして重合してなるものであり、アルキレンオキシド由来の構造単位を有するポリエーテルであるが、このアルキレンオキシドとしては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、スチレンオキシド、エピクロロヒドリン、アリルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、等を好ましく挙げることができ、これらアルキレンオキシドは1種類のみを用いても2種類以上を併用してもよいが、なかでもエチレンオキシドを必須に含むことが特に好ましい。すなわち、上記アルキレンオキシドは、エチレンオキシドを必須成分として含み、必要に応じて他のアルキレンオキシドをさらに含んでいることが好ましい。この場合、エチレンオキシドは50モル%以上含まれていることが好ましく、より好ましくは70モル%以上である。アルキレンオキシド中のエチレンオキシドの含有率が50モル%以上であると、得られるグラフト重合体は、親水性に優れるものとなる。
【0008】
上記ポリエーテルの数平均分子量は、特に限定はされないが、具体的には、例えば、200以上であることが好ましい。また、数平均分子量の上限については、特に限定はされないが、具体的には、例えば、100000以下であることが好ましい。上記数平均分子量が200未満であると、得られるグラフト重合体の分子量が低くなり、例えば架橋剤として用いた場合、架橋密度が不足したり、耐溶剤性、耐水性等の諸物性が満足に得られないおそれがある。一方、数平均分子量が100000を越えると、粘度が高くなる傾向があり、グラフト重合を行う際に取扱いにくくなるおそれがある。
【0009】
上記ポリエーテルを得る方法としては、特に限定されるわけではなく、公知の方法等で重合することにより得ることができるが、その際、例えば、前記アルキレンオキシド成分を、重合の開始点となり得る被反応化合物の存在下で重合することが好ましい。
上記被反応化合物としては、環状エーテルの重合開始点となり得る化合物であればよく、特に限定はされないが、具体的には、例えば、水、アルコール類、ハロゲン化水素類、アンモニア、アミン類、ヒドロキシルアミン類、カルボン酸類等を挙げることができ、これらのなかでも特に、水、アルコール類、アミン類が好適である。
【0010】
上記アルコール類としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール等の炭素数1〜22の1級脂肪族アルコール;フェノール、イソプロピルフェノール、オクチルフェノール、tert−ブチルフェノール、ノニルフェノール、ナフトール等の芳香族アルコール;イソプロピルアルコールやn−パラフィンを酸化して得られるアルコール等の炭素数3〜18の2級アルコール;tert−ブタノール等の3級アルコール;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、プロピレングリコール等のジオール類;グリセリン、トリメチロールプロパン等のトリオール類;ソルビトール等のポリオール類;等を挙げることができる。
【0011】
上記アミン類としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、エチレンジアミン、ポリエチレンイミン等を挙げることができる。これらは1種類のみを用いても2種類以上を併用してもよい。
上記ポリエーテルを得る際の重合方法については、特に限定はされないが、具体的には、例えば、1)アルカリ金属の水酸化物、アルコラート等の強アルカリや、アルキルアミン等を塩基触媒として用いるアニオン重合、2)金属あるいは半金属のハロゲン化物、鉱酸、酢酸等を触媒として用いるカチオン重合、3)アルミニウム、鉄、亜鉛等の金属のアルコキシド、アルカリ土類化合物、ルイス酸等を組み合わせたものを用いる配位重合、等を挙げることができ、これらから適宜選択すればよい。
【0012】
上記ポリエーテルは、上述のようにアルキレンオキシド成分を前記各種重合方法で重合することにより直接得られるポリエーテルでもよいし、このポリエーテルから誘導された誘導体でもよい。この誘導体としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、ポリエーテルの全てまたは一部の末端水酸基が炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、シクロアルケニル基でエーテル化されたものや、カルボキシル基、イソシアネート基、アミノ基、ハロゲン基等の基を複数有する架橋剤とポリエーテルとを反応させて得られる架橋体等が挙げられる。
【0013】
本発明のグラフト重合体は、上述のように、上記ポリエーテルに、上記エチレン性不飽和単量体をグラフト重合させてなる。
上記オキサゾリン基を有するエチレン性不飽和単量体としては、特に限定されるわけではないが、具体的には、例えば、下記一般式(1):
【0014】
【化1】

Figure 0003947405
【0015】
(式中、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、シクロアルケニル基、アリール基または置換アリール基を表し、R5はエチレン性不飽和基を有する非環状有機残基を表す。)
で表されるエチレン性不飽和単量体を挙げることができる。具体的には、例えば、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−エチル−2−オキサゾリン等が挙げられる。これらは1種類のみを用いても、2種類以上を併用してもよい。これらの中でも、2−イソプロペニル−2−オキサゾリンが、工業的に入手しやすいため、より好ましい。
【0016】
上記エチレン性不飽和単量体中、オキサゾリン基を有するエチレン性不飽和単量体の含有割合は、1重量%以上であることが好ましく、より好ましくは10重量%以上、さらにより好ましくは25重量%以上である。上記含有割合が、1重量%未満の場合は、グラフト重合体中のオキサゾリン基量が少なく、例えば架橋剤として用いた場合、架橋密度が不足したり、耐溶剤性、耐水性等の諸物性が満足に得られないおそれがある。
上記エチレン性不飽和単量体としては、オキサゾリン基を有するエチレン性不飽和単量体以外にも、必要に応じて、オキサゾリン基を有するエチレン性不飽和単量体と共重合可能な他のエチレン性不飽和単量体を使用してもよい。
【0017】
他のエチレン性不飽和単量体としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸メトキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸とポリエチレングリコールとのモノエステル化物、(メタ)アクリル酸−2−アミノエチルおよびその塩、(メタ)アクリル酸のカプロラクトン変性物、(メタ)アクリル酸−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、(メタ)アクリル酸−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン等の(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸カリウム、(メタ)アクリル酸アンモニウム等の(メタ)アクリル酸塩;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル;(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−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル;エチレン、プロピレン等のα−オレフィン;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル等のハロゲン含有α,β−不飽和脂肪族炭化水素;スチレン、α−メチルスチレン、スチレンスルホン酸ナトリウム等のα,β−不飽和芳香族炭化水素;等を挙げることができる。これらは1種類のみを用いても、2種類以上を併用してもよい。
【0018】
本発明のグラフト重合体は、上述のように、上記ポリエーテルに、オキサゾリン基を有するエチレン性不飽和単量体を含むエチレン性不飽和単量体をグラフト重合させてなる。
該グラフト重合においては、特に限定されるわけではないが、上記ポリエーテル100重量部に対し、上記エチレン性不飽和単量体を10重量部以上グラフト重合させることが好ましく、より好ましくは25重量部以上、さらにより好ましくは50重量部以上である。上記エチレン性不飽和単量体の使用量が10重量部未満の場合、グラフト重合体中のオキサゾリン基量が少なく、例えば架橋剤として用いた場合、架橋密度が不足したり、耐溶剤性、耐水性等の諸物性が満足に得られないおそれがある。
【0019】
上記グラフト重合においては、重合開始剤を用いることが好ましく、該重合開始剤としては、特に限定はされないが、有機過酸化物が好適である。該有機過酸化物としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類;tert−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、2−(4−メチルシクロヘキシル)−プロパンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類;ジ−tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(tert−ブチルパーオキシ)p−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(tert−ブチルパーオキシ)p−イソプロピルヘキシン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3等のジアルキルパーオキサイド類;tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−tert−ブチルパーオキシイソフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、tert−ブチルパーオキシビバレート、tert−ブチルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、tert−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルシクロヘキサノエート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシマレイン酸、クミルパーオキシオクトエート、tert−ヘキシルパーオキシビバレート、tert−ヘキシルパーオキシネオヘキサノエート、クミルパーオキシネオヘキサノエート等のパーオキシエステル類;n−ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルパーオキシ)バレエート、2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ブタン、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)オクタン等のパーオキシケタール類;アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノイルパーオキサイド、サクシニックアシッドパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、m−トルイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類;ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ビス−(4−tert−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジミリスチルパーオキシジカーボネート、ジ−メトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、ジ−アリルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート類;アセチルシクロヘキシルスルファニルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシアリルカーボネート等のその他の有機過酸化物;等が挙げられる。これらは1種類のみを用いても、2種類以上を併用してもよい。
【0020】
上記重合開始剤の使用量は、特に制限されないが、上記エチレン性不飽和単量体の全量に対して0.1〜30重量%であることが好ましく、より好ましくは0.5〜25重量%である。上記重合開始剤の使用量が、0.1重量%未満であると、上記ポリエーテルへのグラフト率が低下するおそれがあり、30重量%を越えると、例えば重合開始剤として有機過酸化物を用いた場合、有機過酸化物が高価であるため、経済的に好ましくない。
上記重合開始剤の添加方法は、特に制限されないが、具体的には、例えば、グラフト重合の前に上記ポリエーテルおよび/または上記エチレン性不飽和単量体にあらかじめ添加しておいてもよいし、あるいは、あらかじめ添加することなくグラフト重合の際に上記エチレン性不飽和単量体と同時に添加してもよく、後者の添加方法がより好ましい。
【0021】
上記グラフト重合においては、上記ポリエーテルが常温では液体で取り扱うことができるため、反応溶媒を用いなくても重合反応を行うことができるが、必要に応じて、反応溶媒を用いてグラフト重合を行うこともできる。
反応溶媒を用いてグラフト重合を行う場合、反応溶媒としては、特に限定はされないが、原料として使用されるエチレン性不飽和単量体の反応溶媒への連鎖移動定数ができるだけ小さいものが好ましく、具体的には、例えば、イソブチルアルコール、n−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル等のアルコール類;エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル等のジエーテル類;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノアルキルエーテルの酢酸エステル、プロピレングリコールモノアルキルエーテルの酢酸エステル等の酢酸系化合物;等を挙げることができる。これらは1種類のみを用いても、2種類以上を併用してもよい。なお、上記例示した反応溶媒のうち、アルコール類およびジエーテル類中のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
【0022】
反応溶媒を用いてグラフト重合を行う場合、反応溶媒の使用量としては、特に限定はされないが、具体的には、反応系全体の20重量%以下であることが好ましい。上記反応溶媒の使用量が反応系全体の20重量%を越えると、上記エチレン性不飽和単量体のグラフト率が低下することおそれがある。
グラフト重合の際の反応温度は、特に制限はされないが、20℃以上であることが好ましく、より好ましくは60〜160℃である。上記反応温度が20℃未満であると、グラフト重合が進行しにくくなり、ポリエーテル鎖へのグラフト率が低下するおそれがある。また、特に限定はされないが、例えば、上記反応温度が160℃を越えると、ポリエーテル鎖および得られたグラフト重合体の熱分解が起こるおそれがある。
【0023】
本発明のグラフト重合体については、重量平均分子量は、特に限定されるわけではないが、具体的には、例えば、500〜2000000であることが好ましく、1000〜1000000であることがより好ましい。上記重量平均分子量が500未満の場合は、満足なグラフト重合体とならないおそれがあり、2000000を超える場合は、重合体の粘度が高くなりすぎる傾向にあり取り扱いが困難となるとなるおそれがある。
本発明のグラフト重合体については、オキサゾリン価は、特に限定されるわけではないが、具体的には、例えば、50〜12000g−solid/eq.であることが好ましく、より好ましくは50〜10000g−solid/eq.、さらにより好ましくは100〜7000g−solid/eq.、特に好ましくは150〜5000g−solid/eq.である。上記分子量分布が50g−solid/eq.未満の場合は、例えば架橋剤として使用した場合、耐水性に悪影響を及ぼすおそれがあり、12000g−solid/eq.を超える場合は、十分な架橋性が発現されず、耐久性、耐水性が満足に得られないおそれがある。なお、上記オキサゾリン価(g−solid/eq.)は、オキサゾリン基1mol当たりの重合体重量であるとする。よって、該オキサゾリン価の値が小さいほど重合体中のオキサゾリン基の量は多く、値が大きいほど重合体中のオキサゾリン基の量は少ないということを表す。
【0024】
本発明のグラフト重合体の一般的な用途としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、フレキソ印刷用インク、インクジェットプリンター用インク等の各種インク、路面表示用塗料、導電性塗料、プラスチック用塗料、無機建材用塗料、金属用塗料、皮革用塗料および補修用塗料等の各種塗料;有機基材、無機基材および難接着性基材等へのプライマー;撥水加工や仕上げ加工用バインダー、織布のコーティングや含浸処理加工用バインダー、タイヤコード処理剤等の各種繊維処理剤;ドライラミネートや押出しラミネート等の各種ラミネート接着剤;木材用接着剤、構造用接着剤等の各種接着剤;帯電防止剤;トップコート;粘着剤;マニキュアやヘアセット剤等の各種化粧品;吸水性樹脂原料;などを挙げることができる。
【0025】
本発明のオキサゾリン基含有重合体について、▲1▼該重合体自身が架橋剤として他の重合体等を架橋する場合、および、▲2▼該重合体自身が他の架橋剤等により架橋される場合は、共に、架橋反応は公知の方法により行うことができ、特に限定されるわけではない。
上記▲1▼においては、他の重合体としては、オキサゾリン基と反応し得る官能基、例えばカルボキシル基、チオール基、アミノ基、無水酸基等の官能基を有する重合体であれば特に限定はされないが、これら官能基を有する重合体としては、具体的には、例えば、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリル系共重合体樹脂(アクリル/スチレン系樹脂等)などに代表されるアクリル系樹脂;SBR(スチレン/ブタジエンラバー)、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキッド樹脂、ポリアミド樹脂等の重縮合系重合体;フッ素含有樹脂;ポリオレフィン;クロロプレン;ポリ(メタ)アクリル酸;等が挙げられる。これら重合体においては、上記オキサゾリン基と反応し得る官能基から選ばれる1種類のみを有していても、2種以上を有していてもよい。
【0026】
また、上記▲2▼においては、他の架橋剤としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、カルボキシル基含有化合物、エポキシ基含有化合物、チオール基含有化合物等を好ましく挙げることができる。
【0027】
【実施例】
以下に、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、以下では、便宜上、「重量部」を単に「部」と記すことがある。
−実施例1−
温度計、攪拌機、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応器に、平均分子量500のポリエチレングリコールモノメチルエーテル100部を仕込み、窒素気流下で140℃に昇温した。
【0028】
次に、ガラス製反応器内の温度を140〜142℃に保持しながら、アクリル酸ブチル50部、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン50部およびジ−tert−ブチルパーオキサイド10部それぞれを別々に2時間かけて連続的に滴下した。
滴下終了後、140〜142℃で2時間保持しながら攪拌して、ジ−tert−ブチルパーオキサイド0.5部を添加し、その後さらに140〜142℃で1.5時間保持しながら攪拌することにより、実施例1のグラフト重合体(以下、グラフト重合体(1)と称することがある。)を得た。得られたグラフト重合体(1)のオキサゾリン価は440g−solid/eq.であった。
【0029】
また、得られた重合体10gをイオン交換水90gに溶解させたところ、透明溶液となったことから水溶性であることが確認された。
−実施例2−
温度計、攪拌機、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応器に、平均分子量500のポリエチレングリコールモノメチルエーテル100部を仕込み、窒素気流下で140℃に昇温した。
次に、ガラス製反応器内の温度を140〜142℃に保持しながら、アクリル酸ブチル30部、メトキシポリエチレングリコールアクリレート20部、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン50部およびジ−tert−ブチルパーオキサイド10部それぞれを別々に2時間かけて連続的に滴下した。
【0030】
滴下終了後、140〜142℃で2時間保持しながら攪拌して、ジ−tert−ブチルパーオキサイド0.5部を添加し、その後さらに140〜142℃で1.5時間保持しながら攪拌することにより、実施例2のグラフト重合体(以下、グラフト重合体(2)と称することがある。)を得た。得られたグラフト重合体(2)のオキサゾリン価は440g−solid/eq.であった。
また、得られた重合体10gをイオン交換水90gに溶解させたところ、透明溶液となったことから水溶性であることが確認された。
−実施例3−
カルボキシル基含有水分散体樹脂(スチレン−アクリル系、固形分40重量%、酸価31mgKHO/g、pH7.0)と、実施例1で得られたグラフト重合体(1)とを、表1に示すような組成で混合し、23±2℃、65±3%RHの条件下で、四フッ化エチレン樹脂の板状にキャストし、約0.3mmのフィルムを作製した。このフィルムを24時間放置して、架橋体である試験片(以下、試験片(3)と称することがある。)を作製した。
【0031】
−比較例1−
攪拌機、還流冷却器、窒素導入管および温度計を備えたフラスコに、イソプロピルアルコール460.6部を仕込み、緩やかに窒素ガスを流しながら80℃に加熱した。そこへ予め調製しておいたメタクリル酸メチル126部、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン210部およびメトキシポリエチレングリコールアクリレート84部からなる単量体混合物と、ABN−E(日本ヒドラジン工業株式会社製の重合開始剤:2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル))21部およびイソプロピルアルコール189部からなる開始剤溶液を、それぞれ滴下ろうとにより2時間かけて滴下した。反応中は窒素ガスを流し続け、フラスコ内の温度を80±1℃に保った。滴下終了後も5時間同じ温度に保った後冷却し、不揮発分40.4%、pH8.7、粘度570センチポイズのオキサゾリン基含有重合体(c1)を得た。得られたオキサゾリン基含有重合体(c1)のオキサゾリン価は220g−solid/eq.であった。
【0032】
得られたオキサゾリン基含有重合体(c1)25gをイオン交換水75gに溶解させたところ、透明溶液となったことから水溶性であることが確認された。
−比較例2−
カルボキシル基含有水分散体樹脂(スチレン−アクリル系、固形分40重量%、酸価31mgKHO/g、pH7.0)と、オキサゾリン基含有重合体(c1)とを表1に示すような組成で混合し、23±2℃、65±3%RHの条件下で、四フッ化エチレン樹脂の板状にキャストし、約0.3mmのフィルムを作製した。このフィルムを24時間放置して、架橋体である試験片(以下、試験片(c1)と称することがある。)を作製した。
上記実施例3および比較例2において得られた試験片(3)および試験片(c1)について、耐溶剤性、耐水性、フィルム物性を以下のようにして測定した。その結果を表1に示す。
(耐溶剤性)
試験片を80℃で30分熱処理した後、室温において、熱処理後の試験片をキシレン中に24時間浸漬させ、その重量膨潤率を下記式:
重量膨潤率(%)=〔(浸漬後の重量−浸漬前の重量)/(浸漬して乾燥した後の重量)〕×100
により算出した。重量膨潤率の値が小さいほど、耐溶剤性は良好である。
(耐水性)
試験片を、室温において、イオン交換水中に24時間浸漬させ、その重量膨潤率を下記式:
重量膨潤率(%)=〔(浸漬後の重量−浸漬前の重量)/(浸漬して乾燥した後の重量)〕×100
により算出した。重量膨潤率の値が小さいほど、耐水性は良好である。
(フィルム物性:破断強度と伸び)
試験片を80℃で30分熱処理した後、熱処理後の試験片を、1cm×4cmの短冊状に切断し、インストロン万能試験機(インストロン社製)にて引っ張り速度5cm/分で破断強度と破断時のフィルムの伸びを測定した。破断強度の値が大きいほど良好な架橋性を示し、伸びの値が大きいほど柔軟性に優れている。
【0033】
【表1】
Figure 0003947405
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、水溶性であって作業性および環境面でも優れているとともに、オキサゾリン基の含有量に対して高い架橋効率および架橋密度を発揮し得るとともに、水溶性が確保され、架橋効率、作業性および環境面でも優れており、例えば架橋剤として用いた場合、架橋後に優れた柔軟性、伸張性および可とう性を発揮させることもできるオキサゾリン基含有グラフト重合体を提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a graft polymer which is a polymer having a polyether as a main chain and a graft chain having an oxazoline group.
[0002]
[Prior art]
In general, it is well known that an oxazoline group functions as a reactive group, and a crosslinkable compound having this functional group is useful as a crosslinking agent for crosslinking a resin having a carboxyl group or a thiol group. It is used for various purposes. In addition, in applications such as paints, coating agents, fiber treatment agents and adhesives, moderate flexibility and flexibility may be required after crosslinking, and in consideration of workability and environmental issues, it is water-soluble. It is also desired that there be.
However, until now, when trying to obtain a water-soluble oxazoline group-containing polymer, it is necessary to copolymerize a hydrophilic unsaturated monomer, and the hydrophilic unsaturated monomer in the resulting polymer as a whole However, when the ratio is too large, for example, when the obtained oxazoline group-containing polymer is used as a crosslinking agent, the water resistance of the crosslinked product is large. In addition, there is a problem that if the ratio is decreased in order to suppress this decrease in water resistance, an oxazoline group-containing polymer having a desired water solubility cannot be obtained.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is water-soluble, can exhibit high crosslinking efficiency and crosslinking density, and is excellent in workability and environment. For example, when used as a crosslinking agent, it is excellent after crosslinking. Another object of the present invention is to provide a novel method for producing a polymer containing an oxazoline group, which can exhibit flexibility, flexibility and extensibility.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor conducted intensive studies in order to solve the above problems, and repeated various estimations and experiments. As a result, as an oxazoline group-containing polymer capable of solving the above-mentioned problems, it was thought that a graft polymer would be good. In other words, by paying attention to the structure of the graft polymer and its characteristics, the oxazoline group is easily introduced by graft polymerization, and the desired characteristics are exhibited separately for each different part in the polymer structure, I thought that it would be good to have these characteristics as a whole.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result, as the oxazoline group-containing polymer, the main chain main polymer is a polyether having a structural unit derived from alkylene oxide obtained by polymerizing alkylene oxide, and the polyether contains an oxazoline group-containing unsaturated monomer. In the case of a graft polymer in which a graft chain is bonded to the polyether by graft polymerization of an ethylenically unsaturated monomer essential for the water-soluble oxazoline due to the hydrophilicity of the polyether as the main chain A group-containing polymer was obtained, and it was confirmed that the above problems could be solved at once, and the present invention was completed.
That is, the method for producing an oxazoline group-containing graft polymer according to the present invention includes:
The main chain is a polyether having a structural unit derived from an alkylene oxide, and the graft chain has an oxazoly value of 50 to 12000 g- solid / eq. A method for obtaining an oxazoline group-containing graft polymer,
In the absence of the reaction solvent or 20% by weight or less of the entire reaction system, the ethylenically unsaturated monomer having an oxazoline group with respect to the polyether (excluding the silicone system) in the presence of the polymerization initiator. By adding an ethylenically unsaturated monomer containing a monomer (excluding those containing an epoxy group and vinyl ester) and graft polymerizing the ethylenically unsaturated monomer containing the ethylenically unsaturated monomer A chain polymer composed of a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer essentially comprising the ethylenically unsaturated monomer having the oxazoline group is added to the polyether as a graft component;
It is characterized by that.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, although the details regarding the production method of the oxazoline group-containing polymer according to the present invention will be specifically described, the scope of the present invention is not limited to these descriptions, and the present invention is not limited to the following examples. It can implement suitably in the range which does not impair the meaning.
Graft polymers obtained by the process of the oxazoline group-containing polymer according to the present invention (hereinafter sometimes that called a graft polymer of the present invention.) Is a polyether having a structural unit derived from alkylene oxide, oxazoline ethylenically unsaturated monomers certain conditions comprising ethylenically unsaturated monomer having a group mandatory, I der those obtained by graft-polymerizing in a particular manner, so-called over SL polyether The main polymer is a backbone polymer, and the polyether is polymerized as a graft component with a chain polymer consisting of structural units derived from an ethylenically unsaturated monomer containing the above specific monomer to form a graft polymer chain. An oxazoline group-containing graft polymer obtained as described above.
[0007]
The polyether is obtained by polymerizing alkylene oxide as a raw material monomer, and is a polyether having a structural unit derived from alkylene oxide. The alkylene oxide is not particularly limited, but specifically, For example, ethylene oxide, propylene oxide, styrene oxide, epichlorohydrin, allyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, and the like can be preferably mentioned. These alkylene oxides can be used alone or in combination of two or more. Among them, it is particularly preferable that ethylene oxide is essential. That is, the alkylene oxide preferably contains ethylene oxide as an essential component, and further contains other alkylene oxides as necessary. In this case, ethylene oxide is preferably contained in an amount of 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more. When the content of ethylene oxide in the alkylene oxide is 50 mol% or more, the resulting graft polymer is excellent in hydrophilicity.
[0008]
Although the number average molecular weight of the said polyether is not specifically limited, Specifically, it is preferable that it is 200 or more, for example. Further, the upper limit of the number average molecular weight is not particularly limited, but specifically, for example, it is preferably 100,000 or less. When the number average molecular weight is less than 200, the resulting graft polymer has a low molecular weight. For example, when used as a crosslinking agent, the crosslinking density is insufficient, and various physical properties such as solvent resistance and water resistance are satisfactory. May not be obtained. On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 100,000, the viscosity tends to be high, and there is a possibility that it is difficult to handle when performing graft polymerization.
[0009]
The method for obtaining the polyether is not particularly limited, and it can be obtained by polymerization by a known method. In this case, for example, the alkylene oxide component can be used as a starting point for polymerization. Polymerization is preferably carried out in the presence of the reaction compound.
The reaction compound is not particularly limited as long as it is a compound that can be a polymerization initiation point of a cyclic ether. Specific examples thereof include water, alcohols, hydrogen halides, ammonia, amines, hydroxyl, and the like. Examples thereof include amines and carboxylic acids. Among these, water, alcohols and amines are particularly preferable.
[0010]
Although it does not specifically limit as said alcohol, Specifically, C1-C22 primary aliphatic alcohols, such as methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, etc .; Phenol, isopropylphenol, octylphenol Aromatic alcohols such as tert-butylphenol, nonylphenol and naphthol; secondary alcohols having 3 to 18 carbon atoms such as alcohol obtained by oxidizing isopropyl alcohol and n-paraffin; tertiary alcohols such as tert-butanol; ethylene glycol Diols such as diethylene glycol, propanediol, butanediol and propylene glycol; triols such as glycerin and trimethylolpropane; polyols such as sorbitol;
[0011]
Although it does not specifically limit as said amines, Specifically, ethylenediamine, polyethyleneimine etc. can be mentioned, for example. These may be used alone or in combination of two or more.
The polymerization method for obtaining the polyether is not particularly limited. Specifically, for example, 1) a strong alkali such as an alkali metal hydroxide or alcoholate, an anion using an alkylamine or the like as a base catalyst. Polymerization, 2) Cationic polymerization using metal or metalloid halides, mineral acids, acetic acid, etc. as catalysts 3) Combinations of metal alkoxides such as aluminum, iron, zinc, alkaline earth compounds, Lewis acids, etc. Coordination polymerization to be used and the like can be mentioned, and may be selected appropriately from these.
[0012]
The polyether may be a polyether directly obtained by polymerizing an alkylene oxide component by the above various polymerization methods as described above, or may be a derivative derived from this polyether. The derivative is not particularly limited, and specifically, for example, all or part of the terminal hydroxyl groups of the polyether may be an ether having an alkyl group, cycloalkyl group, aralkyl group, or cycloalkenyl group having 1 to 12 carbon atoms. And a crosslinked product obtained by reacting a crosslinking agent having a plurality of groups such as a carboxyl group, an isocyanate group, an amino group, and a halogen group with a polyether.
[0013]
As described above, the graft polymer of the present invention is obtained by graft polymerization of the above ethylenically unsaturated monomer to the above polyether.
The ethylenically unsaturated monomer having an oxazoline group is not particularly limited. Specifically, for example, the following general formula (1):
[0014]
[Chemical 1]
Figure 0003947405
[0015]
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group or a substituted aryl group; 5 represents an acyclic organic residue having an ethylenically unsaturated group.)
The ethylenically unsaturated monomer represented by these can be mentioned. Specifically, for example, 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2-oxazoline, 2- Examples include isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-methyl-2-oxazoline, and 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline. These may use only 1 type or may use 2 or more types together. Among these, 2-isopropenyl-2-oxazoline is more preferable because it is easily available industrially.
[0016]
The content of the ethylenically unsaturated monomer having an oxazoline group in the ethylenically unsaturated monomer is preferably 1% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, and still more preferably 25% by weight. % Or more. When the content is less than 1% by weight, the amount of oxazoline groups in the graft polymer is small. For example, when used as a crosslinking agent, the crosslinking density is insufficient, and various physical properties such as solvent resistance and water resistance are present. There is a risk of not being satisfied.
As the ethylenically unsaturated monomer, in addition to the ethylenically unsaturated monomer having an oxazoline group, if necessary, another ethylene copolymerizable with the ethylenically unsaturated monomer having an oxazoline group An unsaturated monomer may be used.
[0017]
Other ethylenically unsaturated monomers are not particularly limited, but specific examples include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, (meth ) Isobutyl acrylate, t-butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acrylate-2-ethylhexyl, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, (meth) Stearyl acrylate, (meth) acrylic acid-2-hydroxyethyl, (meth) acrylic acid-2-hydroxypropyl, monoesterified product of (meth) acrylic acid and polyethylene glycol, (meth) acrylic acid-2-aminoethyl And a salt thereof, a caprolactone modified product of (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid-2 (Meth) acrylic esters such as 2,6,6-tetramethylpiperidine, (meth) acrylic acid-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine; sodium (meth) acrylate, (meth) acrylic acid (Meth) acrylates such as potassium and ammonium (meth) acrylate; unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N- (2-hydroxyethyl) ( Unsaturated amides such as (meth) acrylamide; Vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; Vinyl ethers such as methyl vinyl ether and ethyl vinyl ether; α-olefins such as ethylene and propylene; Halogens such as vinyl chloride, vinylidene chloride and vinyl fluoride Containing α, β-unsaturated aliphatic hydrocarbon Styrene, alpha-methyl styrene, alpha such as sodium styrene sulfonate, beta-unsaturated aromatic hydrocarbons; and the like can be given. These may use only 1 type or may use 2 or more types together.
[0018]
As described above, the graft polymer of the present invention is obtained by graft-polymerizing an ethylenically unsaturated monomer containing an ethylenically unsaturated monomer having an oxazoline group to the polyether.
In the graft polymerization, although not particularly limited, it is preferable to graft polymerize 10 parts by weight or more of the ethylenically unsaturated monomer, more preferably 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyether. As described above, it is more preferably 50 parts by weight or more. When the amount of the ethylenically unsaturated monomer used is less than 10 parts by weight, the amount of oxazoline groups in the graft polymer is small. For example, when used as a crosslinking agent, the crosslinking density is insufficient, solvent resistance, water resistance There is a possibility that various physical properties such as properties may not be obtained satisfactorily.
[0019]
In the graft polymerization, a polymerization initiator is preferably used, and the polymerization initiator is not particularly limited, but an organic peroxide is preferable. The organic peroxide is not particularly limited, and specific examples thereof include, for example, methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, 3,3,5-trimethylcyclohexanone peroxide, methylcyclohexanone peroxide, methyl acetoacetate peroxide. , Ketone peroxides such as acetylacetone peroxide; tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, 1,1,3 , 3-tetramethylbutyl hydroperoxide, 2- (4-methylcyclohexyl) -propane hydroperoxide, and the like; di-tert-butyl Peroxide, tert-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α, α′-bis (tert-butylperoxy) p-diisopropylbenzene, α, α′-bis (tert-butylperoxy) p-isopropylhe Dialkyl peroxides such as xine, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexyne-3; tert-butyl peroxyacetate, tert-butyl peroxylaurate, tert-butyl peroxybenzoate, di-tert-butyl peroxyisophthalate, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, tert-butyl peroxyisopropyl carbonate, te t-butylperoxyisobutyrate, tert-butylperoxybivalate, tert-butylperoxyneodecanoate, cumylperoxyneodecanoate, tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate, tert- Butyl peroxy-3,5,5-trimethylcyclohexanoate, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxymaleic acid, cumyl peroxyoctoate, tert-hexyl peroxybivalate, tert-hexyl peroxyneo Peroxyesters such as hexanoate and cumylperoxyneohexanoate; n-butyl-4,4-bis (tert-butylperoxy) valerate, 2,2-bis (tert-butylperoxy) butane, 1,1-bis ( peroxyketals such as ert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (tert-butylperoxy) cyclohexane, 2,2-bis (tert-butylperoxy) octane; Acetyl peroxide, isobutyryl peroxide, octanoyl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, 3,3,5-trimethylcyclohexanoyl peroxide, succinic acid peroxide, benzoyl peroxide, 2,4- Diacyl peroxides such as dichlorobenzoyl peroxide and m-toluyl peroxide; di-isopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydi Carbonate, bis- (4-tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, dimyristylperoxydicarbonate, di-methoxyisopropylperoxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxydicarbonate, di -Peroxydicarbonates such as allylperoxydicarbonate; other organic peroxides such as acetylcyclohexylsulfanyl peroxide and tert-butylperoxyallylcarbonate; These may use only 1 type or may use 2 or more types together.
[0020]
The amount of the polymerization initiator used is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 0.5 to 25% by weight, based on the total amount of the ethylenically unsaturated monomer. It is. If the amount of the polymerization initiator used is less than 0.1% by weight, the graft ratio to the polyether may be lowered. If it exceeds 30% by weight, for example, an organic peroxide may be used as a polymerization initiator. When used, the organic peroxide is expensive, which is not economically preferable.
The method for adding the polymerization initiator is not particularly limited. Specifically, for example, it may be added in advance to the polyether and / or the ethylenically unsaturated monomer before graft polymerization. Alternatively, it may be added at the same time as the ethylenically unsaturated monomer during graft polymerization without being added in advance, and the latter addition method is more preferred.
[0021]
In the graft polymerization, since the polyether can be handled in liquid form at room temperature, the polymerization reaction can be performed without using a reaction solvent, but if necessary, the polymerization can be performed using a reaction solvent. You can also.
When graft polymerization is performed using a reaction solvent, the reaction solvent is not particularly limited, but it is preferable that the chain transfer constant of the ethylenically unsaturated monomer used as a raw material to the reaction solvent is as small as possible. Specifically, for example, alcohols such as isobutyl alcohol, n-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether; ethylene glycol dialkyl Diethers such as ether and propylene glycol dialkyl ether; ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, acetate ester of ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol Acid compounds such as acetic acid ester-alkyl ethers; and the like. These may use only 1 type or may use 2 or more types together. Among the reaction solvents exemplified above, examples of the alkyl group in alcohols and diethers include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.
[0022]
When graft polymerization is performed using a reaction solvent, the amount of the reaction solvent used is not particularly limited, but specifically, it is preferably 20% by weight or less of the entire reaction system. When the amount of the reaction solvent used exceeds 20% by weight of the entire reaction system, the graft ratio of the ethylenically unsaturated monomer may be lowered.
The reaction temperature during graft polymerization is not particularly limited, but is preferably 20 ° C or higher, more preferably 60 to 160 ° C. When the reaction temperature is less than 20 ° C., the graft polymerization hardly proceeds and the graft ratio to the polyether chain may be lowered. Further, although not particularly limited, for example, when the reaction temperature exceeds 160 ° C., there is a possibility that thermal degradation of the polyether chain and the obtained graft polymer may occur.
[0023]
About the graft polymer of this invention, although a weight average molecular weight is not necessarily limited, Specifically, it is preferable that it is 500-2 million, for example, and it is more preferable that it is 1000-1 million. When the weight average molecular weight is less than 500, there is a possibility that a satisfactory graft polymer may not be obtained. When it exceeds 2000000, the viscosity of the polymer tends to be too high and handling may be difficult.
Regarding the graft polymer of the present invention, the oxazoline value is not particularly limited, but specifically, for example, 50 to 12000 g-solid / eq. And more preferably 50 to 10000 g-solid / eq. Even more preferably, 100 to 7000 g-solid / eq. , Particularly preferably 150 to 5000 g-solid / eq. It is. The molecular weight distribution is 50 g-solid / eq. In the case of less than 12,000 g-solid / eq., For example, when used as a crosslinking agent, the water resistance may be adversely affected. If it exceeds 1, sufficient crosslinkability may not be exhibited, and durability and water resistance may not be obtained satisfactorily. The oxazoline value (g-solid / eq.) Is assumed to be a polymer weight per 1 mol of the oxazoline group. Therefore, the smaller the value of the oxazoline value, the larger the amount of oxazoline groups in the polymer, and the larger the value, the smaller the amount of oxazoline groups in the polymer.
[0024]
The general use of the graft polymer of the present invention is not particularly limited. Specifically, for example, various inks such as flexographic ink, ink jet printer ink, road surface display paint, conductive paint, Various paints such as plastic paints, inorganic building material paints, metal paints, leather paints and repair paints; primers for organic, inorganic and hard-to-adhere substrates; for water-repellent finishing and finishing Various binders such as binders, woven fabric coating and impregnation processing binders, tire cord treating agents, various laminating adhesives such as dry laminating and extrusion laminating, various adhesives such as wood adhesives and structural adhesives Antistatic agent; top coat; adhesive; various cosmetics such as nail polish and hair set;
[0025]
Regarding the oxazoline group-containing polymer of the present invention, (1) when the polymer itself crosslinks another polymer as a crosslinking agent, and (2) the polymer itself is crosslinked by another crosslinking agent or the like. In both cases, the crosslinking reaction can be carried out by a known method and is not particularly limited.
In the above (1), the other polymer is not particularly limited as long as it is a polymer having a functional group capable of reacting with an oxazoline group, for example, a functional group such as a carboxyl group, a thiol group, an amino group, and a non-hydroxyl group. However, specific examples of the polymer having these functional groups include acrylic resins represented by, for example, acrylic resins, acrylic silicone resins, acrylic copolymer resins (acrylic / styrene resins, etc.); SBR (Styrene / butadiene rubber), polyester resins, polyurethane resins, alkyd resins, polyamide resins and other polycondensation polymers; fluorine-containing resins; polyolefins; chloroprene; poly (meth) acrylic acid; These polymers may have only one type selected from functional groups capable of reacting with the oxazoline group or two or more types.
[0026]
In the above (2), other cross-linking agents are not particularly limited, but specific examples include, for example, carboxyl group-containing compounds, epoxy group-containing compounds, thiol group-containing compounds, and the like. .
[0027]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the following, “parts by weight” may be simply referred to as “parts” for convenience.
Example 1
A glass reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube, and a reflux condenser was charged with 100 parts of polyethylene glycol monomethyl ether having an average molecular weight of 500 and heated to 140 ° C. under a nitrogen stream.
[0028]
Next, while maintaining the temperature in the glass reactor at 140 to 142 ° C., 50 parts of butyl acrylate, 50 parts of 2-isopropenyl-2-oxazoline and 10 parts of di-tert-butyl peroxide are separately added. It was dripped continuously over 2 hours.
After completion of the dropping, stirring while maintaining at 140 to 142 ° C. for 2 hours, adding 0.5 part of di-tert-butyl peroxide, and then stirring while maintaining at 140 to 142 ° C. for 1.5 hours. As a result, the graft polymer of Example 1 (hereinafter sometimes referred to as graft polymer (1)) was obtained. The graft polymer (1) obtained had an oxazoline value of 440 g-solid / eq. Met.
[0029]
Moreover, when 10 g of the obtained polymer was dissolved in 90 g of ion-exchanged water, it was confirmed to be water-soluble because it became a transparent solution.
-Example 2-
A glass reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube, and a reflux condenser was charged with 100 parts of polyethylene glycol monomethyl ether having an average molecular weight of 500 and heated to 140 ° C. under a nitrogen stream.
Next, while maintaining the temperature in the glass reactor at 140 to 142 ° C., 30 parts of butyl acrylate, 20 parts of methoxypolyethylene glycol acrylate, 50 parts of 2-isopropenyl-2-oxazoline and di-tert-butyl par 10 parts of each oxide was separately dropped continuously over 2 hours.
[0030]
After completion of the dropping, stirring while maintaining at 140 to 142 ° C. for 2 hours, adding 0.5 part of di-tert-butyl peroxide, and then stirring while maintaining at 140 to 142 ° C. for 1.5 hours. As a result, the graft polymer of Example 2 (hereinafter sometimes referred to as graft polymer (2)) was obtained. The graft polymer (2) obtained had an oxazoline value of 440 g-solid / eq. Met.
Moreover, when 10 g of the obtained polymer was dissolved in 90 g of ion-exchanged water, it was confirmed to be water-soluble because it became a transparent solution.
-Example 3-
Table 1 shows the carboxyl group-containing aqueous dispersion resin (styrene-acrylic, solid content 40% by weight, acid value 31 mgKHO / g, pH 7.0) and the graft polymer (1) obtained in Example 1. The resulting mixture was mixed and cast into a tetrafluoroethylene resin plate under conditions of 23 ± 2 ° C. and 65 ± 3% RH to produce a film of about 0.3 mm. This film was allowed to stand for 24 hours to produce a test piece (hereinafter sometimes referred to as test piece (3)) which is a crosslinked product.
[0031]
-Comparative Example 1-
A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube and a thermometer was charged with 460.6 parts of isopropyl alcohol and heated to 80 ° C. while gently flowing nitrogen gas. A monomer mixture consisting of 126 parts of methyl methacrylate, 210 parts of 2-isopropenyl-2-oxazoline and 84 parts of methoxypolyethylene glycol acrylate prepared in advance, and ABN-E (manufactured by Nippon Hydrazine Kogyo Co., Ltd.) Polymerization initiator: An initiator solution consisting of 21 parts of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) and 189 parts of isopropyl alcohol was added dropwise over 2 hours using a dropping funnel. During the reaction, nitrogen gas was kept flowing, and the temperature in the flask was kept at 80 ± 1 ° C. After completion of the dropwise addition, the mixture was kept at the same temperature for 5 hours and then cooled to obtain an oxazoline group-containing polymer (c1) having a non-volatile content of 40.4%, a pH of 8.7 and a viscosity of 570 centipoise. The obtained oxazoline group-containing polymer (c1) has an oxazoline value of 220 g-solid / eq. Met.
[0032]
When 25 g of the obtained oxazoline group-containing polymer (c1) was dissolved in 75 g of ion-exchanged water, it was confirmed to be water-soluble because it became a transparent solution.
-Comparative Example 2-
Carboxyl group-containing aqueous dispersion resin (styrene-acrylic, solid content 40% by weight, acid value 31 mgKHO / g, pH 7.0) and oxazoline group-containing polymer (c1) were mixed in a composition as shown in Table 1. The film was cast into a tetrafluoroethylene resin plate under the conditions of 23 ± 2 ° C. and 65 ± 3% RH to produce a film of about 0.3 mm. This film was allowed to stand for 24 hours to prepare a test piece (hereinafter, sometimes referred to as test piece (c1)) which is a crosslinked product.
The test piece (3) and the test piece (c1) obtained in Example 3 and Comparative Example 2 were measured for solvent resistance, water resistance, and film physical properties as follows. The results are shown in Table 1.
(Solvent resistance)
After heat-treating the test piece at 80 ° C. for 30 minutes, the heat-treated test piece is immersed in xylene at room temperature for 24 hours, and the weight swelling ratio is expressed by the following formula:
Weight swelling rate (%) = [(weight after immersion−weight before immersion) / (weight after immersion and drying)] × 100
Calculated by The smaller the value of the weight swelling rate, the better the solvent resistance.
(water resistant)
The test piece was immersed in ion-exchanged water at room temperature for 24 hours, and the weight swelling rate was expressed by the following formula:
Weight swelling rate (%) = [(weight after immersion−weight before immersion) / (weight after immersion and drying)] × 100
Calculated by The smaller the value of the weight swelling rate, the better the water resistance.
(Film properties: breaking strength and elongation)
After heat-treating the test piece at 80 ° C. for 30 minutes, the heat-treated test piece is cut into a 1 cm × 4 cm strip and is rupture strength at a tensile rate of 5 cm / min with an Instron universal testing machine (Instron). The elongation of the film at break was measured. The higher the breaking strength value, the better the crosslinkability, and the higher the elongation value, the better the flexibility.
[0033]
[Table 1]
Figure 0003947405
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is water-soluble and is excellent in workability and environment, and can exhibit high crosslinking efficiency and crosslinking density with respect to the content of the oxazoline group, while ensuring water-solubility and crosslinking efficiency. The oxazoline group-containing graft polymer can also be provided that is excellent in workability and environmental aspects. For example, when used as a crosslinking agent, it can provide excellent flexibility, extensibility and flexibility after crosslinking. .

Claims (1)

アルキレンオキシド由来の構造単位を有するポリエーテルを主鎖としグラフト鎖がオキサオゾリ価50〜12000g− solid /eq.の重合体である、オキサゾリン基含有グラフト重合体を得るための方法であって、
反応溶媒は不存在もしくは反応系全体の20重量%以下の量に止めておいて、重合開始剤の存在下で、ポリエーテル(シリコーン系を除く)に対し、オキサゾリン基を有するエチレン性不飽和単量体を含むエチレン性不飽和単量体(エポキシ基含有のものとビニルエステルを除く)を添加して、エチレン性不飽和単量体を含むエチレン性不飽和単量体をグラフト重合させることにより、前記オキサゾリン基を有するエチレン性不飽和単量体を必須とするエチレン性不飽和単量体に由来する構成単位からなる鎖状ポリマーをグラフト成分として前記ポリエーテルに付加形成する、
ことを特徴とする、オキサゾリン基含有重合体の製造方法
The main chain is a polyether having a structural unit derived from an alkylene oxide, and the graft chain has an oxazoly value of 50 to 12000 g- solid / eq. A method for obtaining an oxazoline group-containing graft polymer ,
In the absence of the reaction solvent or 20% by weight or less of the entire reaction system, the ethylenically unsaturated monomer having an oxazoline group with respect to the polyether (excluding the silicone system) in the presence of the polymerization initiator. By adding an ethylenically unsaturated monomer containing a monomer (excluding those containing an epoxy group and vinyl ester) and graft polymerizing the ethylenically unsaturated monomer containing the ethylenically unsaturated monomer A chain polymer composed of a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer essentially comprising the ethylenically unsaturated monomer having the oxazoline group is added to the polyether as a graft component;
A method for producing an oxazoline group-containing polymer .
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