JP3980724B2 - Method for producing (meth) acrylic polymer having hydroxyl group at terminal - Google Patents

Method for producing (meth) acrylic polymer having hydroxyl group at terminal Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法、該重合体を用いた硬化性組成物、ならびに、前記重合体から誘導される、末端にアルケニル基、あるいは架橋性シリル基を有する重合体の製造方法、および、それらを主成分とする硬化性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
末端に水酸基を有する重合体は、水酸基と反応する官能基を有する化合物、例えばイソシアネート系化合物等を硬化剤として用いることにより架橋し、耐熱性、耐久性等の優れた硬化物を与えることが知られている。
このような、水酸基を末端に有する重合体の主鎖骨格としては、ポリエチレンオキシドやポリプロピレンオキシド、ポリテトラメチレンオキシド等のポリエーテル系重合体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリイソブチレンあるいはそれらの水素添加物等の炭化水素系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカプロラクトン等のポリエステル系重合体等が例示され、主鎖骨格と架橋形式に基づき、様々な用途に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上に例示した、イオン重合や縮重合で得られる重合体の一方で、ラジカル重合で得られるビニル系の重合体で末端に水酸基を有するものは、まだほとんど実用化されていない。ビニル系重合体の中でも、(メタ)アクリル系重合体は、高い耐候性、透明性等、上記のポリエーテル系重合体や炭化水素系重合体、あるいはポリエステル系重合体では得られない特性を有しており、水酸基を側鎖に有するものは耐候性の塗料等に利用されている。
【0004】
水酸基を分子鎖末端に有する(メタ)アクリル系重合体を簡便な方法で得ることができれば、側鎖に水酸基を有するものに比べて弾性等の硬化物物性の優れた硬化物を得ることができる。従って、これまで多くの研究者によってその製造法が検討されてきたが、それらを工業的に製造することは容易ではない。
特開平5−262808には、連鎖移動剤としてヒドロキシル基を有するジスルフィドを用いて両末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を合成する方法が開示されているが、この方法で両末端に確実にアルケニル基を導入するためには、連鎖移動剤を開始剤に対して大量に用いなければならず、製造工程上問題である。また、特公平1−19402には、過酸化水素を開始剤とする末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造法が開示されているが、この方法において両末端に確実に水酸基を導入することは困難であり、実際には、水酸基を有するビニル系モノマー(例えば、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル)を共重合させる方法が採られている。さらに特開平4−132706には、四塩化炭素等のテロゲンを用いる(メタ)アクリル系モノマーの重合により、末端にハロゲンを有する(メタ)アクリル系重合体を得、末端のハロゲンをジオール化合物、水酸基含有カルボン酸、水酸基含有アミン等の求核剤を反応させて置換することを特徴とする、末端に水酸基を有するビニル系ポリマーの製造法が開示されている。この方法においても、テロゲンの連鎖移動が十分ではないので両末端に官能基を高い比率で導入することは困難である。
【0005】
従って本発明においては、末端に水酸基を、従来の方法に比較して高い比率で有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法ならびにそれらを主成分とする硬化性組成物を提供することを課題とする。また、末端の水酸基の反応性を利用して、さらに他の官能基(アルケニル基、架橋性シリル基)を導入し、それらを用いた硬化性組成物を提供することも本発明の課題である。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題のうち、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体は、有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒として(メタ)アクリル系モノマーを重合することにより得られる、一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲンを水酸基含有置換基に変換することにより製造することができる。
−CH2−C(R1)(CO22)(X) (1)
(式中、R1は水素またはメチル、R2は炭素数が1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
このような製造法の具体例としては、例えば、有機ハロゲン化物を開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒として(メタ)アクリル系モノマーを重合することによって一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、さらに、重合性のアルケニル基と水酸基を併せ有する化合物を反応させる方法、あるいは、一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体に金属単体あるいは有機金属化合物を作用させてエノレートアニオンを調製した後、アルデヒド類またはケトン類を反応させる方法、水酸基を有するオキシアニオンや水酸基を有するカルボキシレートアニオンを反応させる方法等が挙げられる。
【0007】
また、該重合体は、水酸基を有するハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒として(メタ)アクリル系モノマーを重合することによって、一方の末端に水酸基、他方の末端が一般式1で示される構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、さらにハロゲンを水酸基含有置換基に変換することによっても製造することができる。さらに、上記水酸基を有するハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤として、一方の末端に水酸基、他方の末端に一般式1で示される構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、さらに一般式1のハロゲンを置換することのできる、同一または異なった官能基を2個以上有する化合物を用いて、ハロゲン末端どうしをカップリングすることによっても、該重合体を製造することができる。
【0008】
本発明の硬化性組成物は、下記の2成分:(A)末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体、(B)水酸基と反応しうる官能基を少なくとも2個有する化合物、を必須成分とするものである。
本発明における、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の末端水酸基を、アルケニル基含有置換基に変換することによって製造することができる。このような方法で得られる、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体を主成分とする硬化性組成物は、下記の2成分:(C)末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体、(D)ヒドロシリル基含有化合物、を必須成分とするものである。
【0009】
さらに本発明における、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体に、架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を付加させることにより、また、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体に、架橋性シリル基と、水酸基と反応する官能基を併せ有する化合物を反応させることにより製造することができる。このような方法により得られる、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体を主成分として、硬化性組成物を得ることができる。
【0010】
また、本発明で得られる末端に各種官能基を有する(メタ)アクリル系重合体は、分子量分布が狭いという特徴も有する。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明は、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造の際に、有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒として(メタ)アクリル系モノマーを重合することにより製造される一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲンを、水酸基含有置換基に変換することを特徴とする。
−CH2−C(R1)(CO22)(X) (1)
(式中、R1は水素またはメチル、R2は炭素数が1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
末端にハロゲンを有する(メタ)アクリル系重合体の製造法としては例えば、ハロゲン化物を連鎖移動剤(テローゲン)として用いる重合において、四塩化炭素や四臭化炭素、塩化メチレン、臭化メチレン等を用いる方法が利用されてきた。しかしこの方法では両末端に確実にハロゲンを導入することは困難である。
【0012】
この方法に対し、最近精力的に研究されているリビングラジカル重合を用いると、末端にハロゲンが高い比率で導入される(例えば、Matyjaszewskiら、J.Am.Chem.Soc.1995,117,5614、Macromolecules、1995、28、7901、Science 1996、272、866。あるいはSawamotoら、Macromolecules 1995,28,1721を参照)。これらの方法はラジカル重合でありながら重合がリビング的に進行し、分子量分布の狭い(Mw/Mn=1.1〜1.5)重合体が得られ、分子量はモノマーと開始剤の仕込み比によって自由にコントロールすることができる。
【0013】
このリビングラジカル重合では、開始剤として有機ハロゲン化物、特に反応性の高い炭素−ハロゲン結合を有する有機ハロゲン化物(例えば、α位にハロゲンを有するカルボニル化合物や、ベンジル位にハロゲンを有する化合物)、あるいはハロゲン化スルホニル化合物が用いられる。
この重合法を用いて架橋性の(メタ)アクリル系重合体を得るために、開始点を2個以上有する有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物が開始剤として用いられる。それらの具体例としては、
o−,m−,p−XCH2−C64−CH2X、o−,m−,p−CH3C(H)(X)−C64−C(H)(X)CH3、o−,m−,p−(CH32C(X)−C64−C(X)(CH32
(ただし、上の化学式中、C64はフェニレン基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
RO2C−C(H)(X)−(CH2n−C(H)(X)−CO2R、RO2C−C(CH3)(X)−(CH2n−C(CH3)(X)−CO2R、RC(O)−C(H)(X)−(CH2n−C(H)(X)−C(O)R、RC(O)−C(CH3)(X)−(CH2n−C(CH3)(X)−C(O)R、
(式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基、nは0〜20の整数、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
XCH2C(O)CH2X、CH3C(H)(X)C(O)C(H)(X)CH3、(CH32C(X)C(O)C(X)(CH32、C65C(H)(X)−(CH2n−C(H)(X)C65
(上の式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数)
XCH2CO2−(CH2n−OCOCH2X、CH3C(H)(X)CO2−(CH2n−OCOC(H)(X)CH3、(CH32C(X)CO2−(CH2n−OCOC(X)(CH32
(上の式中、Xは塩素、臭素、ヨウ素、nは1〜20の整数)
XCH2C(O)C(O)CH2X、CH3C(H)(X)C(O)C(O)C(H)(X)CH3、(CH32C(X)C(O)C(O)C(X)(CH32、o−,m−,p−XCH2CO2−C64−OCOCH2X、o−,m−,p−CH3C(H)(X)CO2−C64−OCOC(H)(X)CH3、o−,m−,p−(CH32C(X)CO2−C64−OCOC(X)(CH32、o−,m−,p−XSO2−C64−SO2X、
(上の式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
等が挙げられる。
【0014】
触媒としては、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体が用いられる。金属種としては特に、1価の銅、2価のルテニウム、2価の鉄、2価のニッケルが好適である。具体的に例示するならば、塩化第一銅、臭化第一銅、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酸化第一銅、酢酸第一銅、過塩素酸第一銅等である。銅化合物を用いる場合、触媒活性を高めるために2,2’−ビピリジル、およびその誘導体、1,10−フェナントロリン、およびその誘導体等の配位子を添加することが有効である。また、2価の塩化ルテニウムのトリストリフェニルホスフィン錯体(RuCl2(PPh33)も触媒として好適である。ルテニウム化合物を触媒として用いる場合は、活性化剤としてアルミニウムアルコキシド類を添加することが有効である。さらに二価の鉄のビストリフェニルホスフィン錯体(FeCl2(PPh32)、二価のニッケルのビストリフェニルホスフィン錯体(NiCl2(PPh32)も触媒として好適である。
【0015】
本発明の重合において用いられる(メタ)アクリル系のモノマーとしては特に制約はなく、各種のものを用いることができる。例示するならば、(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−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(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−tert−ブチル、(メタ)アクリル酸−n−ペンチル、(メタ)アクリル酸−n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸−n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸−n−オクチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸−2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸−3−メトキシブチル、(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等を挙げることができる。これらは単独で用いても2種以上を混合して用いてもかまわない。また、必要に応じてスチレンやα−メチルスチレン、アクリロニトリル等の他のビニル系モノマーを共重合させることも可能である。
【0016】
本発明の重合は無溶剤または各種の溶剤中で行うことができる。また、重合は室温〜200℃の範囲で行うことができ、好ましくは50〜150℃である。
末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体は、上記の重合によって得られる、末端にハロゲンを有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲンの変換反応をおこなうことによって得ることができる。
【0017】
そのような方法として、まず、上記の重合により、一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、さらに、重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物を第2のモノマーとして反応させる方法が挙げられる。上記の重合では、重合末端は重合活性を保持しており、新たにビニル系モノマーを添加すれば、再び重合が進行する。従って、重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つビニル系モノマーを添加すれば、重合活性なアルケニル基部分にラジカル付加反応が起こり、水酸基はそのまま残るため、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を得ることができる。このような第2のモノマーは、第1の重合が終了して重合体を単離してから、触媒とともに添加して新たに反応させてもよいし、重合の途中で(in−situ)添加して反応させてもよい。後者の場合、第1の重合のモノマー転化率は高いほどよく、好ましくは80%以上である。80%以下であると、水酸基が分子末端ではなく、側鎖に分布し、硬化物の機械特性を損なうことになる。
【0018】
この際、このような重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物は、重合末端の数(リビング重合であるので、開始剤の開始点の数にほぼ等しい)と等しい量を添加すれば、原理的にすべての末端に一つずつの水酸基が導入されることになるが、全末端に水酸基を確実に導入するためには、過剰量、具体的には、末端の数に対し、1〜5倍用いるのがよい。5倍より多く用いると重合体の末端に高密度で水酸基が導入されることになり、期待通りの硬化物物性が得られない場合が多い。
【0019】
重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ化合物としては特に制限はないが、例えば、一般式2
2C=C(R3)−R4−R5−OH (2)
(式中、R3は水素またはメチル基、R4は−C(O)O−(エステル基)、またはo−、m−、p−フェニレン基、R5は直接結合、または炭素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいても良い)
で示される化合物が挙げられる。R4がエステル基のものは(メタ)アクリレート系化合物、R4がフェニレン基のものはスチレン系の化合物である。一般式2におけるR5としては、メチレン、エチレン、プロピレン等のアルキレン基、o−,m−,p−フェニレン基等のフェニレン基、ベンジル基等のアラルキル基、−CH2CH2−O−CH2CH2−や−OCH2CH2−等のエーテル結合を含むアルキレン基等が例示される。
【0020】
これらの中でも、入手が容易であるという点から、
2C=C(H)C(O)O(CH2n−OH、H2C=C(CH3)C(O)O(CH2n−OH、
(上記の各式において、nは1〜20の整数)
2C=C(H)C(O)O(CH2n−O−(CH2mOH、H2C=C(CH3)C(O)O(CH2n−O−(CH2m−OH、
(上記の各式において、n、mは1〜20の整数)
o−,m−,p−H2C=CH−C64−(CH2n−OH、o−,m−,p−H2C=C(CH3)−C64−(CH2n−OH、
(上記式中、nは0〜20の整数)
o−,m−,p−H2C=CH−C64−O(CH2n−OH、o−,m−,p−H2C=C(CH3)−C64−O(CH2n−OH、
(上記式中、nは1〜20の整数)
が好ましい。
【0021】
末端ハロゲンを水酸基含有置換基に変換する方法としては、ハロゲンを末端に有する(メタ)アクリル系重合体に対し、金属単体あるいは有機金属化合物を作用させてエノレートアニオンを調製し、しかる後に、アルデヒド類またはケトン類を反応させる方法を用いることも可能である。
金属単体としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、亜鉛等が挙げられる。これらのうち、生成したエノレートアニオンが他のエステル基を攻撃したり、転移するような副反応が起こりにくいという点から亜鉛が特に好ましい。有機金属化合物の具体例としては、有機リチウム、有機ナトリウム、有機カリウム、Grignard反応剤等の有機マグネシウム、有機アルミニウム、有機亜鉛等が挙げられる。ハロゲンを効率的にメタル化させるには、有機リチウム、有機マグネシウムを用いるのが好ましい。
【0022】
アルデヒド類、ケトン類としては特に制限はなく各種のものを用いることができる。例示するならば、
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等である。
【0023】
亜鉛とアルデヒド類またはケトン類を用いる水酸基含有置換基の導入法はいわゆるReformatsky反応であり、特に好ましい実施の形態である。この反応においては種々の溶媒を用いることができるが、非プロトン性の溶媒が好ましく、それらの中でもテトラヒドロフランやジエチルエーテル等のエーテル系溶媒が特に好ましい。反応は室温〜100℃の範囲で行うことができる。
【0024】
末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の別の製造法としては、一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を、一般式3で示す水酸基含有オキシアニオンと反応させる方法が挙げられる。
+-−R6−OH (3)
(式中、R6は炭素数1〜20の2価のアルキル基、炭素数6〜20の2価のアリール基、炭素数7〜20の2価のアラルキル基で、1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい、M+はアルカリ金属イオンまたは4級アンモニウムイオン)M+はオキシアニオンの対イオンであり、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、トリメチルベンジルアンモニウムイオン、トリメチルドデシルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、ジメチルピペリジニウムイオン等の4級アンモニウムイオンが例示される。
【0025】
一般式3のオキシアニオンは、その前駆体であるジオール化合物に、適当な塩基を作用させることにより得ることができる。そのような前駆体としては以下のような化合物:
HO−(CH2n−OH(nは2〜20の整数)、HO−CH(CH3)CH2OH、HO−CH(CH3)CH2CH2OH、HO−CH2CH(CH3)CH2−OH、HO−CH2C(CH32CH2−OH、HO−CH2C(CH3)(C25)CH2−OH、HO−CH2C(C252CH2−OH、CH3CH2CH(OH)CH2−OH、CH3CH(OH)CH(OH)CH3、HO−(CH2O)n−H(nは1〜20の整数)、HO−(CH2CH2O)n−H(nは1〜10の整数)、HO−(CH2CH(CH3)O)n−H(nは1〜6の整数)、o−,m−,p−HO−C64−OH、o−,m−,p−HO−C64−(CH2nOH(nは1〜14の整数)、o−,m−,p−HO−(CH2n−C64−(CH2mOH(n、mは1〜13の整数でn+m≦14)、3−メチルカテコール、4−メチルカテコール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、2,5−ジメチルレゾルシノール、メチルハイドロキノン、2,3−ジメチルハイドロキノン、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,2’−ビフェノール、4,4’−ビフェノール、4,4’−イソプロピリデンジフェノール、等が挙げられる。これらのうち、オキシアニオンの反応性がマイルドで一般式1の末端ハロゲンを選択的に置換し、かつ入手容易であるという点から、o−,m−,p−HO−C64−OH、o−,m−,p−HO−C64−(CH2nOH(nは1〜14の整数)が好ましい。これらジオール化合物は、式1の末端に対してモル比で1当量用いればよいが、好ましくは1〜5当量である。
【0026】
上記の化合物からプロトンを引き抜き式3のカルバニオンとするためには各種の塩基が使用される。これらの塩基としては:
ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、リチウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、リチウムエトキシド、ナトリウム−tert−ブトキシド、カリウム−tert−ブトキシド、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸水素ナトリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、メチルリチウム、エチルリチウム、n−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムヘキサメチルジシラジド等が例示される。前駆体であるジオールに対する塩基の使用量は、通常0.5〜3.0当量であるが、好ましくは0.8〜1.5当量である。上記前駆物質と塩基の反応により式3のカルバニオンを調製する際に用いられる溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、tert−ブチルアルコール等が用いられる。
【0027】
式1の末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体に対し、一般式4で示される水酸基含有カルボキシレートアニオンを作用させることによっても、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を得ることができる。
+OC-(O)−R6−OH (4)
(式中、R6、M+は上記に同じ)
式4のカルボキシレートアニオンは、その前駆体である水酸基含有カルボン酸に適当な塩基を作用させることにより調整することができる。そのような前駆体としては以下に示す化合物:
HO2C−(CH2n−OH(nは1〜20の整数)、HO2C−CH(OH)CH3、HO2C−CH2CH(OH)CH3、o−,m−,p−HO2C−C64−OH、o−,m−,p−HO2C−(CH2n−C64−OH、o−,m−,p−HO2C−C64−(CH2n−OH(nは1〜14の整数)、o−,m−,p−HO2C−(CH2n−C64−(CH2m−OH、
(n、mは1〜13の整数で、n+m≦14)
が例示される。
【0028】
上記の化合物からプロトンを引き抜き式4のカルボキシレートアニオンとするためには、式3のオキシアニオンの調整の際に例示した塩基を好適に用いることができる。上記の水酸基含有カルボン酸に塩基を作用させると、より酸性度の高いカルボン酸のプロトンが引き抜かれ、式4のカルボキシレートアニオンが選択的に得られる。塩基の使用量は、水酸基含有カルボン酸に対して通常0.5〜3.0当量であるが、好ましくは0.8〜1.5当量である。
【0029】
有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒として用いる(メタ)アクリル系モノマーの重合において、開始剤として、水酸基を有するハロゲン化物を用いれば、一方の末端に水酸基、他の末端に式1で示されるハロゲンを有する(メタ)アクリル系重合体が得られる。このようにして得られる重合体の末端のハロゲンを水酸基含有置換基に変換すれば、両末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を製造することができる。
【0030】
水酸基を有するハロゲン化物としては特に制限はないが、一般式5、または6に示す構造を有するものが好ましい。
78C(X)−R9−R5−OH (5)
(式中、R5は上記に同じ、R7、R8は水素、または、炭素数1〜20の1価のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、または、他端において相互に連結したもの、R9は−C(O)O−(エステル基)、−C(O)−(ケト基)、またはo−、m−、p−フェニレン基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
HO−R5−C(R7)(X)−R9−R8 (6)
(式中、R5、R7、R8、R9、Xは上記に同じ)
一般式5に示す化合物の具体例としては、
XCH2C(O)O(CH2n−OH、H3CC(H)(X)C(O)O(CH2n−OH、(H3C)2C(X)C(O)O(CH2n−OH、CH3CH2C(H)(X)C(O)O(CH2n−OH、
【0031】
【化1】

Figure 0003980724
【0032】
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは1〜20の整数)XCH2C(O)O(CH2nO(CH2m−OH、H3CC(H)(X)C(O)O(CH2nO(CH2m−OH、(H3C)2C(X)C(O)O(CH2nO(CH2m−OH、CH3CH2C(H)(X)C(O)O(CH2nO(CH2m−OH、
【0033】
【化2】
Figure 0003980724
【0034】
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、n、mは1〜20の整数)
o−,m−,p−XCH2−C64−(CH2n−OH、o−,m−,p−CH3C(H)(X)−C64−(CH2n−OH、o−,m−,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−(CH2n−OH、
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数)o−,m−,p−XCH2−C64−(CH2n−O−(CH2m−OH、o−,m−,p−CH3C(H)(X)−C64−(CH2n−O−(CH2m−OH、
o−,m−,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−(CH2n−O−(CH2m−OH、
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数、mは1〜20の整数)
o−,m−,p−XCH2−C64−O−(CH2n−O−(CH2m−OH、o−,m−,p−CH3C(H)(X)−C64−O−(CH2n−O−(CH2m−OH、o−,m−,p−CH3CH2C(H)(X)−C64−O−(CH2n−O−(CH2m−OH、
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、n、mは1〜20の整数)
等が挙げられる。
【0035】
一般式6に示す化合物の具体例としては、
HO−CH2C(H)(X)−CO2R、HO−(CH22C(H)(X)−CO2R、HO−(CH23C(H)(X)−CO2R、HO−(CH28C(H)(X)−CO2R、
(上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、Rは炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基)
HO−CH2C(H)(X)−C65、HO−(CH22C(H)(X)−C65、HO−(CH23C(H)(X)−C65
等を挙げることができる。
【0036】
水酸基を有するハロゲン化スルホニル化合物の具体例を挙げるならば、
o−,m−,p−HO−(CH2n−C64−SO2X、
(上式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜20の整数)
o−,m−,p−HO−(CH2n−O−C64−SO2X、
(上式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは1〜20の整数)
等である。
【0037】
水酸基を有する有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤として(メタ)アクリル系モノマーを重合すると、片末端には水酸基が導入され、他の末端が一般式1で表される末端構造を有する重合体が得られる。この末端のハロゲンを水酸基に変換する方法としては、既に述べた方法をすべて好適に用いることができる。
【0038】
水酸基を有する有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤として用いると、片末端が水酸基、他の末端が式1で示されるハロゲン末端である重合体が得られるが、この重合体の式1のハロゲンを置換できる、同一または異なった官能基を合計2個以上有する化合物を用いて、ハロゲン末端どうしをカップリングさせることによっても、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を得ることができる。
【0039】
式1で示される末端ハロゲンを置換できる、同一または異なった官能基を合計2個以上有するものとしては特に制限はないが、ポリオール、ポリアミン、ポリカルボン酸、ポリチオール、およびそれらの塩、アルカリ金属硫化物等が好ましい。これらの化合物を具体的に例示するならば、
エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ピナコール、1,5−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,2−シクロペンタンジオール、1,3−シクロペンタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、グリセロール、1,2,4−ブタントリオール、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,2’−ビフェノール、4,4’−ビフェノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、4,4’−イソプロピリデンフェノール、3,3’−(エチレンジオキシ)ジフェノール、α,α’−ジヒドロキシ−p−キシレン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、ピロガロール、1,2,4−ベンゼントリオール、および、上記ポリオール化合物のアルカリ金属塩、
エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,2−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,2−ジアミノ−2−メチルプロパン、1,5−ジアミノペンタン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,12−ジアミノドデカン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−フェニレンジアミン、1,3−フェニレンジアミン、1,4−フェニレンジアミン、α,α’−ジアミノ−p−キシレン、および上記ポリアミン化合物のアルカリ金属塩、
シュウ酸、マロン酸、メチルマロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、1,7−ヘプタンジカルボン酸、1,8−オクタンジカルボン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3,5−シクロヘキサントリカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸、および上記ポリカルボン酸のアルカリ金属塩、
1,2−エタンジチオール、1,3−プロパンジチオール、1,4−ブタンジチオール、2,3−ブタンジチオール、1,5−ペンタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,7−ヘプタンジチオール、1,8−オクタンジチオール、1,9−ノナンジチオール、2−メルカプトエチルエーテル、p−キシレン−α,α’−ジチオール、1,2−ベンゼンジチオール、1,3−ベンゼンジチオール、1,4−ベンゼンジチオール、および、上記ポリチオール化合物のアルカリ金属塩、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、等である。
【0040】
上記のポリオール、ポリアミン、ポリカルボン酸、ポリチオールを用いる際は、置換反応を促進させるために、塩基性化合物が併用され、その具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、tert−ブトキシナトリウム、tert−ブトキシカリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム等が挙げられる。
【0041】
上記の各種の方法で得られる、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体より、これを主成分とする硬化性組成物を得ることができる。
この硬化性組成物は以下の2成分:(A)末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体、(B)水酸基と反応しうる官能基を2個以上有する化合物、を必須成分とするものである。
【0042】
(A)成分の末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体は単独で用いても2種類以上を混合して用いてもよい。分子量としては特に制限はないが、500〜50000の範囲にあるのが好ましい。500以下であると(メタ)アクリル系重合体の本来の特性が発現されにくく、50000以上になると、非常に高粘度あるいは溶解性が低くなり、取り扱いが困難になる。
【0043】
(B)成分の水酸基と反応しうる官能基を2個以上有する化合物としては、特に限定はないが、例えば、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物、メチロール化メラミンおよびそのアルキルエーテル化物または低縮合化物等のアミノプラスト樹脂、多官能カルボン酸およびそのハロゲン化物等が挙げられる。
【0044】
1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物としては従来公知のものを使用することができ、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、一方社油脂製B−45のごときトリイソシアネート、等のイソシアネート化合物、スミジュールN(住友バイエルウレタン社製)のごときビュレットポリイソシアネート化合物、デスモジュールIL、HL(バイエルA.G.社製)、コロネートEH(日本ポリウレタン工業社製)のごときイソシアヌレート環を有するポリイソシアネート化合物、スミジュールL(住友バイエルウレタン社製)のごときアダクトポリイソシアネート化合物、コロネートHL(日本ポリウレタン社製)のごときアダクトポリイソシアネート化合物等を挙げることができる。また、ブロックイソシアネートを使用しても構わない。これらは単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。
【0045】
末端に水酸基を有する重合体と2個以上のイソシアネート基を有する化合物との配合比については特に限定されないが、例えば、イソシアネート基と末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の水酸基の比率(NCO/OH(モル比))が0.5〜3.0であることが好ましく、0.8〜2.0であることがより好ましい。
【0046】
この発明の組成物である末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体と2個以上のイソシアネート基を有する化合物の硬化反応を促進させるために、必要に応じて、有機スズ化合物や3級アミン等の公知の触媒を添加してもよい。
有機スズ化合物の具体例としては、オクチル酸スズ、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズメルカプチド、ジブチルスズチオカルボキシレート、ジブチルスズジマレエート、ジオクチルスズチオカルボキシレート等が挙げられる。また、3級アミン系触媒としては、トリエチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパン1,3−ジアミン、
N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサン1,6−ジアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン、トリエチレンジアミン、N,N’−ジメチルピペラジン、N−メチルモルホリン、1,2−ジメチルイミダゾール、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N,N’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、N−メチル−N’−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、N−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、エチレングリコールビス(3−ジメチル)アミノプロピルエーテル等が例示される。
【0047】
本発明における硬化性組成物に使用されるアミノプラスト樹脂としては特に限定はなく、メラミンとホルムアルデヒドとの付加反応物(メチロール化合物)、メラミンとホルムアルデヒドの低縮合物、それらのアルキルエーテル化物、ならびに尿素樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を併用しても構わない。末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体と、アミノプラスト樹脂の硬化反応を促進する目的で、パラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸等の公知の触媒を添加してもよい。
【0048】
本発明の硬化性組成物に用いられる、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する化合物としては、特に限定されず、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フタル酸、無水フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの多官能カルボン酸またはその無水物、および、これらのハロゲン化物等が挙げられ、これらは単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
【0049】
本発明の2成分(A)、(B)、および必要に応じて硬化触媒を混合し硬化させれば、深部硬化性に優れた均一な硬化物が得られる。硬化条件については特に制限はないが、一般に0℃〜100℃、好ましくは20℃〜80℃である。
硬化物の性状は用いる(A)成分の重合体および(B)成分の硬化剤の主鎖骨格や分子量に依存するが、ゴム状のものから樹脂状のものまで幅広く作成することができる。
【0050】
上記の組成物より得られる硬化物の具体的な用途を挙げるならば、シーリング材、接着剤、粘着材、弾性接着剤、塗料、粉体塗料、発泡体、電気電子用ポッティング材、フィルム、成形材料、人工大理石等である。
次に、本発明の、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、既に述べた各種の方法により得られる、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の水酸基をアルケニル基含有置換基に変換することにより製造することができる。
【0051】
末端の水酸基をアルケニル基含有置換基に変換する方法としては特に制限はなく、各種の方法を用いることができる。例えば、塩化アリルのようなアルケニル基含有ハロゲン化物とナトリウムメトキシドのような塩基を作用させる方法、アリルイソシアネート等のアルケニル基含有イソシアネート化合物を作用させる方法、(メタ)アクリル酸クロリドのようなアルケニル基含有酸ハロゲン化物を反応させる方法、アクリル酸等のアルケニル基含有カルボン酸を酸触媒の存在下に反応させる方法等が挙げられる。
【0052】
アルケニル基含有ハロゲン化物と塩基を作用させる方法において用いられるアルケニル基含有ハロゲン化物としては、塩化アリル、臭化アリル、ヨウ化アリル、4−クロロ−1−ブテン、4−ブロモ−1−ブテン、4−ヨード−1−ブテン、3−クロロ−2−メチル−1−ブテン、3−ブロモ−2−メチル−1−ブテン、3−ヨード−2−メチル−1−ブテン、等が挙げられ、塩基としては、ナトリウム、カリウム、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウム−tert−ブトキシド、カリウム−tert−ブトキシド、水素化ナトリウム、水素化カリウム等が挙げられる。
【0053】
アルケニル基含有イソシアネート化合物としては、アリルイソシアネート、ブテニルイソシアネート等が挙げられ、これら化合物を反応させる場合、水酸基とイソシアネート基の反応に通常用いられるスズ系、アミン系等の触媒を用いてもよい。
アルケニル基含有酸ハロゲン化物としては(メタ)アクリル酸クロライド、3−ブテン酸クロライド、4−ペンテン酸クロライド、5−ヘキセン酸クロライド、10−ウンデセン酸クロライド等が挙げられ、実際の反応においては、トリエチルアミンやピリジン等の塩基を併用してもよい。
【0054】
アルケニル基含有カルボン酸としては、(メタ)アクリル酸、3−ブテン酸、4−ペンテン酸、5−ヘキセン酸、6−ヘプテン酸、7−オクテン酸、10−ウンデセン酸等が挙げられ、実際の反応においては、p−トルエンスルホン酸等の縮合触媒を用いてもよい。
上記の各種の方法で得られる、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、これを主成分とする硬化性組成物とすることができる。
【0055】
この硬化性組成物は以下の2成分: (C)上記のいずれかの方法により得られる、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体、(D)ヒドロシリル基含有化合物、を必須成分とするものである。
(C)成分の末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体は単独で用いても、また、2種類以上を混合して用いても良い。(C)成分の分子量としては特に制限はないが、500〜50000の範囲にあるのが好ましい。500以下であると、(メタ)アクリル系重合体の本来の特性が発現されにくく、50000以上であると、非常に高粘度あるいは溶解性が低くなり、取り扱いが困難になる。
【0056】
(D)成分のヒドロシリル基含有化合物としては特に制限はなく、各種のものを用いることができる。すなわち、一般式7または8で表される鎖状ポリシロキサン
10 3SiO−[Si(R102O]a−[Si(H)(R11)O]b−[Si(R11)(R12)O]c−SiR10 3 (7)
HR10 2SiO−[Si(R102O]a−[Si(H)(R11)O]b−[Si(R11)(R12)O]c−SiR10 2H (8)
(式中R10およびR11は炭素数1〜6のアルキル基、または、フェニル基、R12は炭素数1〜10のアルキル基またはアラルキル基、aは0≦a≦100、bは2≦b≦100、cは0≦c≦100の整数を示す)、
一般式9で表される環状シロキサン
【0057】
【化3】
Figure 0003980724
【0058】
(式中R13およびR14は炭素数1〜6のアルキル基、または、フェニル基、R15は炭素数1〜10のアルキル基またはアラルキル基、dは0≦d≦8、eは2≦e≦10、fは0≦f≦8の整数を示し、かつ3≦d+e+f≦10である)を用いることができる。
これらは単独で用いても2種以上を混合して用いてもかまわない。これらのシロキサンの中でも(メタ)アクリル系重合体との相溶性の観点から、フェニル基を有する、一般式10、11で示される鎖状シロキサンや、一般式12、13で示される環状シロキサンが好ましい。
(CH33SiO−[Si(H)(CH3)O]g−[Si(C652O]h−Si(CH33 (10)
(CH33SiO−[Si(H)(CH3)O]g−[Si(CH3){CH2C(H)(R16)C65}O]h−Si(CH33 (11)
(式中、R16は水素またはメチル基、gは2≦g≦100、hは0≦h≦100の整数、C65はフェニル基を示す)
【0059】
【化4】
Figure 0003980724
【0060】
(式中、R16は水素、またはメチル基、iは2≦i≦10、jは0≦j≦8、かつ3≦i+j≦10である整数、C65はフェニル基)
(D)成分の少なくとも2個以上のヒドロシリル基を有する硬化剤としてはさらに、分子中に2個以上のアルケニル基を有する低分子化合物に対し、式7〜13に示したヒドロシリル基含有化合物を、反応後にも一部のヒドロシリル基が残るようにして付加反応させて得られる化合物を用いることもできる。分子中に2個以上のアルケニル基を有する化合物としては、各種のものを用いることができる。例示するならば、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,7−オクタジエン、1,8−ノナジエン、1,9−デカジエン等の炭化水素系化合物、O,O’−ジアリルビスフェノールA、3,3’−ジアリルビスフェノールA等のエーテル系化合物、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルトリメリテート、テトラアリルピロメリテート等のエステル系化合物、ジエチレングリコールジアリルカーボネート等のカーボネート系化合物が挙げられる。
【0061】
式7〜13に示した過剰量のヒドロシリル基含有化合物に対し、ヒドロシリル化触媒の存在下、上に挙げたアルケニル基含有化合物をゆっくり滴下することにより該化合物を得ることができる。このような化合物のうち、原料の入手容易性、過剰に用いたシロキサンの除去のしやすさ、さらには(C)成分の重合体への相溶性を考慮して、下記のものが好ましい。
【0062】
【化5】
Figure 0003980724
【0063】
重合体(C)と硬化剤(D)は任意の割合で混合することができるが、硬化性の面から、アルケニル基とヒドロシリル基のモル比が5〜0.2の範囲にあることが好ましく、さらに、2.5〜0.4であることが特に好ましい。モル比が5以上になると硬化が不十分でべとつきのある強度の小さい硬化物しか得られず、また、0.2より小さいと、硬化後も硬化物中に活性なヒドロシリル基が大量に残るので、クラック、ボイドが発生し、均一で強度のある硬化物が得られない。
【0064】
重合体(C)と硬化剤(D)との硬化反応は、2成分を混合して加熱することにより進行するが、反応をより迅速に進めるために、ヒドロシリル化触媒が添加される。このようなヒドロシリル化触媒としては、有機過酸化物やアゾ化合物等のラジカル開始剤、および遷移金属触媒が挙げられる。
ラジカル開始剤としては特に制限はなく各種のものを用いることができる。例示するならば、ジ−t−ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)−3−ヘキシン、ジクミルペルオキシド、t−ブチルクミルペルオキシド、α,α’−ビス(t−ブチルペルオキシ)イソプロピルベンゼンのようなジアルキルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、p−クロロベンゾイルペルオキシド、m−クロロベンゾイルペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシドのようなジアシルペルオキシド、過安息香酸−t−ブチルのような過酸エステル、過ジ炭酸ジイソプロピル、過ジ炭酸ジ−2−エチルヘキシルのようなペルオキシジカーボネート、1,1−ジ(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンのようなペルオキシケタール等が挙げられる。
【0065】
また、遷移金属触媒としては、例えば、白金単体、アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の担体に白金固体を分散させたもの、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコール、アルデヒド、ケトン等との錯体、白金−オレフィン錯体、白金(0)−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体が挙げられる。白金化合物以外の触媒の例としては、RhCl(PPh33, RhCl3, RuCl3, IrCl3,FeCl3, AlCl3, PdCl2・H2O, NiCl2, TiCl4等が挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもかまわない。触媒量としては特に制限はないが、(A)成分のアルケニル基1molに対し、10-1〜10-8molの範囲で用いるのが良く、好ましくは10-3〜10-6 molの範囲で用いるのがよい。10-8molより少ないと硬化が十分に進行しない。またヒドロシリル化触媒は高価であるので10-1mol以上用いないのが好ましい。
【0066】
本発明の2成分(C)、(D)、および必要に応じてヒドロシリル化触媒を混合し硬化させれば、深部硬化性に優れた均一な硬化物が得られる。硬化条件については特に制限はないが、一般に0℃〜200℃、好ましくは30℃〜150℃で10秒〜24時間硬化するのがよい。特に80℃〜150℃の高温では10秒〜1時間程度の短時間で硬化するものも得られる。硬化物の性状は用いる(C)成分の重合体および(D)成分の硬化剤の主鎖骨格や分子量に依存するが、ゴム状のものから樹脂状のものまで幅広く作成することができる。本組成物から得られる硬化物の具体的な用途を挙げるならば、シーリング材、接着剤、粘着材、弾性接着剤、塗料、粉体塗料、発泡体、電気電子用ポッティング材、フィルム、ガスケット、各種成形材料、人工大理石等である。 本発明における、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、上記の種々の方法により得られる末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体に、架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を付加させることにより製造することができる。末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体としては、既に説明した方法により得られるものをすべて好適に用いることができる。
【0067】
ヒドロシラン化合物としては特に制限はないが、代表的なものを示すと、一般式14
H−[Si(R172-b(Y)bO]m−Si(R183-a(Y)a (14)
(式中、R17およびR18は、いずれも炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基、または(R’)3SiO−(R’は炭素数1〜20の1価の炭化水素基であって、3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい)で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、R17またはR18が2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。Yは水酸基または加水分解性基を示し、Yが2個以上存在するときそれらは同一であってもよく、異なっていてもよい。aは0, 1, 2, または3 を、また、bは0,1,または2を示す。mは0〜19の整数である。ただし、a+mb≧1であることを満足するものとする。)
で表される化合物が例示される。
【0068】
上記Yで示される加水分解性基としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、具体的には、水素、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基等が挙げられ、加水分解性がマイルドで取り扱いやすいという点から、アルコキシ基が特に好ましい。該加水分解性基や水酸基は1個のケイ素原子に1〜3個の範囲で結合することができ、a+mb、すなわち、加水分解性基の総和は、1〜5の範囲が好ましい。加水分解性基や水酸基が反応性ケイ素基中に2個以上結合するときは、それらは同一であっても、異なっていてもよい。架橋性ケイ素化合物を構成するケイ素原子は、1個でもよく、2個以上であってもよいが、シロキサン結合により連結されたケイ素原子の場合には20個程度まであってもよい。
【0069】
一般式14におけるR17やR18の具体例としては、例えば、メチル基やエチル基などのアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基などのアリール基、ベンジル基などのアラルキル基、R’がメチル基やフェニル基等である(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシリル基等が挙げられる。
これらヒドロシラン化合物の中でも、特に一般式15
H−Si(R183-a(Y)a (15)
(式中、R18、Y、aは前記と同じ。)で表される架橋性基を有するヒドロシラン化合物が、入手容易な点から好ましい。一般式14または15で示される架橋性基を有するヒドロシラン化合物の具体例としては、
HSiCl3、HSi(CH3)Cl2、HSi(CH32Cl、HSi(OCH33、HSi(CH3)(OCH32、HSi(CH32OCH3、HSi(OC253、HSi(CH3)(OC252、HSi(CH32OC25、HSi(OC373、HSi(C25)(OCH32、HSi(C252OCH3
HSi(C65)(OCH32、HSi(C652(OCH3)、HSi(CH3)(OC(O)CH32、HSi(CH32O−[Si(CH32O]2−Si(CH3)(OCH32、HSi(CH3)[O−N=C(CH322
(但し、上記化学式中、C65はフェニル基を示す)
等が挙げられる。
【0070】
このような架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体に付加させる際には、ヒドロシリル化触媒を使用することが可能で、上述のヒドロシリル化触媒をすべて用いることができる。
末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体に、架橋性シリル基および水酸基と反応する官能基を併せ有する化合物を反応させることによっても得ることができる。水酸基と反応する官能基としては、例えばハロゲン原子を有する基、カルボン酸ハライド、カルボン酸、イソシアネート基等が挙げられるが、化合物の入手容易性や、水酸基と反応させる際の反応条件がマイルドで、架橋性シリル基の分解が起こりにくい点で、イソシアネート基が好ましい。
【0071】
このような、架橋性シリル基を有するイソシアネート系化合物としては特に制限はなく、公知のものを使用することができる。具体例を示すならば、
(CH3O)3Si−(CH2n−NCO、(CH3O)2(CH3)Si−(CH2n−NCO、(C25O)3Si−(CH2n−NCO、(C25O)2(CH3)Si−(CH2n−NCO、(i−C37O)3Si−(CH2n−NCO、(i−C37O)2(CH3)Si−(CH2n−NCO、(CH3O)3Si−(CH2n−NH−(CH2m−NCO、(CH3O)2(CH3)Si−(CH2n−NH−(CH2m−NCO、(C25O)3Si−(CH2n−NH−(CH2m−NCO、(C25O)2(CH3)Si−(CH2n−NH−(CH2m−NCO、
(i−C37O)3Si−(CH2n−NH−(CH2m−NCO、(i−C37O)2(CH3)Si−(CH2n−NH−(CH2m−NCO、
(上記式中、n、mは1〜20の整数)
等が挙げられる。
【0072】
末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体と、架橋性シリル基を有するイソシアネート化合物の反応は、無溶媒、または各種の溶媒中で行うことができ、反応温度は、0℃〜100℃、好ましくは、20℃〜50℃である。この際、水酸基とイソシアネート基の反応を促進するために既に例示したスズ系触媒、3級アミン系触媒を使用することができる。
【0073】
上記の各方法で得られた、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、これを主成分とする硬化性組成物にすることができる。
主成分である(メタ)アクリル系重合体は、単独で用いても、また、2種類以上を混合して用いてもよい。また、その分子量については特に制限はないが、
500〜50000の範囲にあるのが好ましい。分子量が500以下であると、(メタ)アクリル系重合体の本来の特性が発現されにくく、また、50000以上であると、ハンドリングが困難になる。
【0074】
末端に加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、水分と接触すると縮合反応による網目を形成し、3次元網目構造を有する硬化物(架橋体)を与える。加水分解速度は温度、湿度、加水分解性基の種類により異なるので、使用条件に応じて適切な加水分解性基を選択しなければならない。また、加水分解性シリル基を末端に有する(メタ)アクリル系重合体を保存する時には、水分との接触を可能な限り断つ必要がある。
【0075】
硬化反応を促進するために硬化触媒を添加してもよい。縮合触媒としてはテトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート等のチタン酸エステル;ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジアセテート、オクチル酸錫、ナフテン酸錫等の有機錫化合物;オクチル酸鉛、ブチルアミン、オクチルアミン、ジブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、オレイルアミン、オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、キシリレンジアミン、トリエチレンジアミン、グアニジン、ジフェニルグアニジン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、モルホリン、N−メチルモルホリン、1,3−ジアザビシクロ(5,4,6)ウンデセン−7等のアミン系化合物あるいはそれらのカルボン酸塩;過剰のポリアミンと多塩基酸から得られる低分子量ポリアミド樹脂;過剰のポリアミンとエポキシ化合物の反応生成物;アミノ基を有するシランカップリング剤、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン等の公知のシラノール触媒1種または2種以上を必要に応じて用いればよい。硬化触媒の使用量は末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体に対し、0〜10重量%で使用するのが好ましい。加水分解性基Yがアルコキシ基である場合は、この重合体のみでは硬化速度が遅いので、硬化触媒を使用することが好ましい。
【0076】
主成分である末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体に、必要に応じて硬化触媒を混合し硬化させれば、均一な硬化物を得ることができる。硬化条件としては特に制限はないが、一般に0〜100℃、好ましくは10〜50℃で1時間〜1週間程度である。硬化物の性状は用いる重合体の主鎖骨格や分子量に依存するが、ゴム状のものから樹脂状のものまで幅広く作成することができる。
【0077】
上記の組成物より得られる硬化物の具体的な用途としては、シーリング材、接着剤、粘着材、弾性接着剤、塗料、粉体塗料、発泡体、電気電子用ポッティング材、フィルム、成形材料、人工大理石等を挙げることができる。
【0078】
【実施例】
以下に、この発明の具体的な実施例を示すが、この発明は、下記実施例に限定されるものではない。
実施例1
30mLの耐圧反応容器に、アクリル酸−n−ブチル(5mL、4.47g、34.9mmol)、α,α’−ジブロモ−p−キシレン(185mg、0.70mmol)、臭化第一銅(100mg、0.70mmol)、2,2’−ビピリジル(326mg、2.10mmol)、酢酸エチル(4mL)、アセトニトリル(1mL)を仕込み、窒素バブリングを10分間行って溶存酸素を除去した後、封管した。混合物を130℃に加熱し、3時間反応させた。反応容器を室温にもどし、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(0.352mL、364mg、2.80mmol)を加えて封管し、80℃で2時間反応させた。混合物を酢酸エチル(20mL)で希釈し、10%塩酸で3回、ブラインで1回洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥した後、溶媒を減圧下留去し、下式に示す末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を4.11g得た(82%)。重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により5900、分子量分布は1.45であった。また、1H−NMR分析より、重合体1分子あたりの水酸基は平均3.2個であった。
【0079】
【化6】
Figure 0003980724
【0080】
製造例1(水酸基含有開始剤の製造)
窒素雰囲気下、エチレングリコール(10.9mL、195mmol)とピリジン(3g、39mmol)のTHF溶液(10mL)に2−ブロモプロピオン酸クロライド(2mL、3.35g、19.5mmol)を0℃でゆっくり滴下した。そのままの温度で溶液を2時間攪拌した。希塩酸(20mL)と酢酸エチル(30mL)を加え、2層を分離した。有機層を希塩酸、およびブラインで洗浄し、Na2SO4で乾燥した後、揮発分を減圧下留去し、粗成生物を得た(3.07g)。この粗生成物を減圧蒸留することにより(70〜73℃、0.5mmHg)、下式に示す、ヒドロキシエチル−2−ブロモプロピオネートを得た(2.14g、56%)。
3CC(H)(Br)C(O)O(CH22−OH
実施例2
30mLの耐圧反応容器に、アクリル酸−n−ブチル(5mL、4.47g、34.9mmol)、製造例1で得られた水酸基含有開始剤(138mg、0.698mmol)、臭化第一銅(100mg、0.698mmol)、2,2’−ビピリジル(218mg、1.40mmol)、酢酸エチル(4mL)、アセトニトリル(1mL)を仕込み、窒素バブリングを行って溶存酸素を除去した後、封管した。混合物を130℃に加熱し、2時間反応させた。反応容器を室温にもどし、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(0.176mL、182mg、1.40mmol)を加え、100℃で2時間反応させた。混合物を酢酸エチル(20mL)で希釈し、不溶分を濾別した後、濾液を10%塩酸で2回、ブラインで1回洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥した後、溶媒を減圧下留去し、下式に示す末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を4.44g得た(収率93%)。重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により、6100、分子量分布は1.32であった。また、1H−NMR測定により、重合体1分子当たりの水酸基は、平均3.3個であった。
【0081】
【化7】
Figure 0003980724
【0082】
実施例3
実施例2において、アクリル酸−n−ブチルを10mL使用する以外は全く同様にして、化7に示すポリ(アクリル酸−n−ブチル)を6.96g得た(収率75%)。重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により、8300、分子量分布は1.32であった。また、1H−NMR測定により、重合体1分子当たりの水酸基は、平均2.2個であった。
実施例4
実施例2において、アクリル酸−n−ブチルを7.5mL使用する以外は全く同様にして、化7に示すポリ(アクリル酸−n−ブチル)を5.75g得た(収率82%)。重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により、7500、分子量分布は1.36であった。また、1H−NMR測定により、重合体1分子当たりの水酸基は、平均2.1個であった。
実施例5
50mLの耐圧反応容器に、アクリル酸−n−ブチル(10.94mL、9.78g、76.3mmol)、製造例1で得られた水酸基含有開始剤(301mg、1.53mmol)、臭化第一銅(219mg、1.53mmol)、2,2’−ビピリジル(476mg、3.05mmol)、酢酸エチル(8.8mL)、アセトニトリル(2.2mL)を仕込み、窒素バブリングを行って溶存酸素を除去した後、封管した。混合物を130℃に加熱し、1.3時間反応させた。混合物を酢酸エチル(20mL)で希釈し、10%塩酸で3回、ブラインで1回洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥した後、溶媒を減圧下留去し、片末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を5.23g得た(53%)。重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により3400、分子量分布は1.31であった。また、1H−NMR分析より、重合体1分子あたりの水酸基は平均1.09個であった。
【0083】
次に、攪拌子、還流冷却管を備えた50mLの3つ口フラスコに、上で得られた片末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)(2.15g)、Na2S・9H2O(76.3mg、0.318mmol)、およびエタノール(3mL)を仕込み、還流温度で3時間攪拌した。室温に冷却した後、酢酸エチル(5mL)、10%塩酸(5mL)を加え、2層を分離した。有機層を10%塩酸とブラインで洗浄し、Na2SO4で乾燥した後、揮発分を減圧下留去することにより、下式に示す両末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を1.93g得た。重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により、5700、分子量分布は1.39であった。
【0084】
【化8】
Figure 0003980724
【0085】
実施例6〜10(硬化物の作成)
実施例1〜5で得られた両末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)と、下式に示す3官能イソシアネート化合物(一方社油脂製B−45)、およびスズ系触媒(株式会社日東化成製、U−220、ジブチルスズジアセチルアセトネート)をよく混合した。なお、混合割合は、(メタ)アクリル系重合体の水酸基と、イソシアネート化合物のイソシアネート基がモル比で1/1となる量、また、スズ系触媒は、重合体100重量部に対し、0.1重量部とした。
【0086】
上記混合物を減圧下に脱泡し、型枠に流し込んで80℃で15時間加熱硬化させた。得られた硬化物をトルエンに24時間浸漬し、前後の重量変化から、ゲル分率を算出した。結果を表1に示した。
【0087】
【化9】
Figure 0003980724
【0088】
【表1】
Figure 0003980724
【0089】
実施例11
1Lのオートクレーブを用い、実施例2の20倍のスケール(アクリル−n−酸ブチル100g使用)にて、末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を82g得た(75%)。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により5100、分子量分布は1.29であった。
【0090】
次に、上記のようにして得られた末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)(50g)およびピリジン(10mL)のトルエン溶液(100mL)に、窒素雰囲気下、60℃で、10−ウンデセン酸クロリド(7.22mL、6.81g、33.6mmol)をゆっくりと滴下し、60℃で3時間攪拌した。生成した白色固体を濾過し、有機層を希塩酸およびブラインで洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥し、減圧下に濃縮することにより、下式に示す末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)(43g)を得た。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により5400、分子量分布は1.3であった。また、1H−NMR分析により、重合体1分子当たりのアルケニル基の個数は平均2.28個であった。
【0091】
【化10】
Figure 0003980724
【0092】
実施例12
還流冷却管と攪拌子を備え付けた50mLの3つ口フラスコに、実施例5で得られた両末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)(780mg)、ピリジン(0.3mL)およびトルエン(2mL)を仕込んだ。窒素雰囲気下、10−ウンデセン酸クロリド(0.0705mL、0.328mmol)を60℃で滴下し、そのままの温度で3時間攪拌した。酢酸エチル(5mL)、10%塩酸(5mL)を加え、2層を分離した。有機層を10%塩酸およびブラインで洗浄し、Na2SO4で乾燥した後、揮発分を減圧下留去することにより、下式に示す、両末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を得た(560mg)。得られた重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により、6500、分子量分布は1.31であった。
【0093】
【化11】
Figure 0003980724
【0094】
実施例13〜14
実施例11、12で得られた両末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸ブチル)、下式に示したヒドロシリル基含有化合物、および0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体(8.3×10-8mol/Lキシレン溶液)をよく混合した。ヒドロシリル基含有化合物の使用量は、重合体のアルケニル基とヒドロシリル基含有化合物のヒドロシリル基がモル比で1/1.2となる量、また、白金触媒の使用量は、重合体のアルケニル基に対して、モル比で10-4〜10-3当量とした。
【0095】
このようにして得られた組成物の一部を130℃のホットプレート上にて硬化試験を行い、ゲル化時間を測定した。また、残りの組成物を減圧下に脱気し、型枠に流し込んで加熱硬化させ、ゴム状の硬化物を得た。硬化物をトルエンに24時間浸漬し、前後の重量変化からそのゲル分率を測定した。結果を表2に示した
【0096】

【化12】
Figure 0003980724
【0097】
【表2】
Figure 0003980724
【0098】
実施例15
30mLの耐圧反応容器に、実施例11で得られた両末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸ブチル)(2g)、メチルジメトキシシラン(0.32mL)、オルトギ酸メチル(0.09mL、アルケニル基に対し3当量)、0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体(8.3×10-8mol/Lキシレン溶液、アルケニル基に対し、10ー4当量)を仕込み、100℃で1時間攪拌した。揮発分を減圧下留去することにより、下式に示す、両末端にメチルジメトキシシリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)を2g得た。
【0099】
【化13】
Figure 0003980724
【0100】
次に、上記のようにして得られた両末端に架橋性シリル基を有するポリ(アクリル−n−酸ブチル)(1g)と硬化触媒(株式会社日東化成製、U−220、ジブチルスズジアセチルアセトナート、30mg)をよく混合し、型枠に流し込んで、減圧乾操器を用いて室温で脱泡した。室温に7日間放置することにより、均一なゴム状硬化物が得られた。ゲル分率は78%であった。
製造例2
100mLの反応器に、アクリル酸−n−ブチル(20mL、17.9g、0.140mmol)、2,5−ジブロモアジピン酸ジエチル(0.628g、1.74mmol)、臭化第一銅(225mg、1.57mmol)、ペンタメチルジエチレントリアミン(0.328mL、0.272g、1.57mmol)、トルエン(2.0mL)を仕込み、凍結脱気を行った後、窒素置換した。混合物を70℃に加熱し、45分間反応させた。この時点で、モノマーの反応率は82%であった。反応混合物を酢酸エチルで希釈し、活性アルミナのカラムを通し、銅触媒を除き、下式に示す末端に臭素基を持つポリ(アクリル酸−n−ブチル)を得た。生成したポリマーの数平均分子量は10200、分子量分布は1.14であった。
【0101】
【化14】
Figure 0003980724
【0102】
実施例16
製造例2で得られたポリ(アクリル酸−n−ブチル)(5.00g)、4−ヒドロキシブチル酸ナトリウム塩(0.248g、1.967mmol)をN,N−ジメチルアセトアミド(10mL)中で混合し、70℃で3時間攪拌した。反応溶液を酢酸エチルで希釈し、水で洗浄後、有機層の揮発分を減圧留去することにより下式に示す両末端に水酸基を有する重合体を得た。1H NMR測定により、重合体1分子あたりの水酸基数は、平均1.66個であった。
【0103】
【化15】
Figure 0003980724
【0104】
実施例17
実施例16で得られた両末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)と下式に示す3官能イソシアネート化合物(一方社油脂製B−45)をよく混合した。なお、混合割合は重合体の水酸基とイソシアネート化合物のイソシアネート基がモル比で1/3となる量とした。
【0105】
【化16】
Figure 0003980724
【0106】
上記混合物を減圧下に脱泡し、100℃で24時間加熱硬化させた。得られた硬化物をトルエンに24時間浸漬し、前後の重量変化から、ゲル分率を算出すると97%であった。
【0107】
【発明の効果】
本発明によれば、これまで製造することが困難であった、末端に水酸基を高い比率で有する(メタ)アクリル系重合体を簡便に得ることができ、硬化特性の優れた硬化性組成物を得ることができる。また、該水酸基の反応性を利用して末端にアルケニル基あるいは架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体を簡便に得ることができ、それぞれの末端官能性(メタ)アクリル系重合体から硬化特性の優れた硬化性組成物を得ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal, a curable composition using the polymer, and an alkenyl group or a crosslinkable silyl group derived from the polymer. The present invention relates to a method for producing a polymer having a group, and a curable composition containing them as a main component.
[0002]
[Prior art]
It is known that a polymer having a hydroxyl group at a terminal is crosslinked by using a compound having a functional group that reacts with a hydroxyl group, such as an isocyanate compound, as a curing agent, and gives a cured product having excellent heat resistance and durability. It has been.
Examples of the main chain skeleton of the polymer having a hydroxyl group at the end include polyether polymers such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, and polytetramethylene oxide, polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene, polyisobutylene, and hydrogens thereof. Examples include hydrocarbon polymers such as additives, and polyester polymers such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polycaprolactone, which are used for various applications based on the main chain skeleton and the crosslinking type.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Among the polymers obtained by ionic polymerization or condensation polymerization exemplified above, vinyl polymers obtained by radical polymerization and having a hydroxyl group at the terminal have not been practically used yet. Among vinyl polymers, (meth) acrylic polymers have characteristics that cannot be obtained with the above polyether polymers, hydrocarbon polymers, or polyester polymers, such as high weather resistance and transparency. Those having a hydroxyl group in the side chain are used for weather-resistant paints and the like.
[0004]
If a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the molecular chain end can be obtained by a simple method, a cured product having excellent cured properties such as elasticity can be obtained as compared with those having a hydroxyl group in the side chain. . Therefore, the manufacturing method has been studied by many researchers so far, but it is not easy to manufacture them industrially.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-262808 discloses a method of synthesizing a (meth) acrylic polymer having hydroxyl groups at both ends using a disulfide having hydroxyl groups as a chain transfer agent. In order to reliably introduce an alkenyl group, a chain transfer agent must be used in a large amount relative to the initiator, which is a problem in the production process. Japanese Patent Publication No. 1-19402 discloses a method for producing a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal using hydrogen peroxide as an initiator. In this method, hydroxyl groups are surely attached to both terminals. Introducing a vinyl monomer having a hydroxyl group (for example, 2-hydroxyethyl methacrylate) is actually employed. Furthermore, in JP-A-4-132706, a (meth) acrylic polymer having a halogen at the terminal is obtained by polymerization of a (meth) acrylic monomer using telogen such as carbon tetrachloride, and the terminal halogen is converted to a diol compound, a hydroxyl group. A method for producing a vinyl polymer having a hydroxyl group at the terminal, characterized by reacting and replacing a nucleophilic agent such as a carboxylic acid and a hydroxyl group-containing amine, is disclosed. Also in this method, since the chain transfer of telogen is not sufficient, it is difficult to introduce functional groups at both ends at a high ratio.
[0005]
Therefore, in the present invention, it is an object to provide a method for producing a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at a terminal at a high ratio as compared with a conventional method, and a curable composition containing them as a main component. To do. It is another object of the present invention to provide a curable composition using another functional group (alkenyl group, crosslinkable silyl group) by using the reactivity of the terminal hydroxyl group and introducing them. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Among the above-mentioned problems, the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal contains an organic halide or a sulfonyl halide compound as an initiator, an element of Group 8, 9, 10, or 11 of the periodic table. Converting a halogen of a (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula 1 obtained by polymerizing a (meth) acrylic monomer using a metal complex as a central metal as a catalyst to a hydroxyl group-containing substituent Can be manufactured.
-CH2-C (R1) (CO2R2(X) (1)
(Wherein R1Is hydrogen or methyl, R2Is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, X is chlorine, bromine, or iodine)
As a specific example of such a production method, for example, a metal complex having an organic halide as an initiator and an element of Group 8, 9, 10, or 11 of the periodic table as a central metal is used as a catalyst (meth). A method of producing a (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by general formula 1 by polymerizing an acrylic monomer, and further reacting a compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group, or a general formula A method in which an enolate anion is prepared by allowing a metal simple substance or an organometallic compound to act on the (meth) acrylic polymer having the terminal structure shown in 1, and then reacting with an aldehyde or a ketone, a hydroxyl-containing oxyanion or hydroxyl group And the like.
[0007]
In addition, the polymer is prepared by using a halide having a hydroxyl group or a sulfonyl halide as an initiator, and a metal complex having a group 8 element, a group 9, a group 10, or a group 11 element as a central metal as a catalyst ( By polymerizing a (meth) acrylic monomer, a (meth) acrylic polymer having a structure represented by general formula 1 at one end and a hydroxyl group at the other end is produced, and further, halogen is converted into a hydroxyl group-containing substituent. It can also be manufactured. Furthermore, using a halide having a hydroxyl group or a halogenated sulfonyl compound as an initiator, a (meth) acrylic polymer having a structure represented by general formula 1 at one end and a hydroxyl group at the other end, and The polymer can also be produced by coupling halogen ends to each other using a compound having two or more functional groups which can be substituted for the halogen of formula 1 and having the same or different functional groups.
[0008]
The curable composition of the present invention comprises the following two components: (A) a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal, and (B) a compound having at least two functional groups capable of reacting with a hydroxyl group. It is what.
In the present invention, the (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal can be produced by converting the terminal hydroxyl group of the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal into an alkenyl group-containing substituent. it can. The curable composition mainly composed of a (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal, obtained by such a method, has the following two components: (C) (meth) acrylic having an alkenyl group at the terminal A system polymer and (D) a hydrosilyl group-containing compound are essential components.
[0009]
Furthermore, the (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal in the present invention is obtained by adding a hydrosilane compound having a crosslinkable silyl group to the (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal. Moreover, it can manufacture by making the compound which has a crosslinkable silyl group and the functional group which reacts with a hydroxyl group react with the (meth) acrylic-type polymer which has a hydroxyl group at the terminal. A curable composition can be obtained using as a main component a (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal, obtained by such a method.
[0010]
In addition, the (meth) acrylic polymer having various functional groups at the terminal obtained by the present invention also has a feature that the molecular weight distribution is narrow.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the production of a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal, the present invention can employ an organic halide or a sulfonyl halide as an initiator, Group 8, Group 9, Group 11, or Group 11 of the periodic table. The halogen of the (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula 1 produced by polymerizing a (meth) acrylic monomer using a metal complex having a group element as a central metal as a catalyst is substituted with a hydroxyl group-containing substituent. It is characterized by converting into.
-CH2-C (R1) (CO2R2(X) (1)
(Wherein R1Is hydrogen or methyl, R2Is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, X is chlorine, bromine, or iodine)
As a method for producing a (meth) acrylic polymer having halogen at the terminal, for example, in polymerization using a halide as a chain transfer agent (telogen), carbon tetrachloride, carbon tetrabromide, methylene chloride, methylene bromide, etc. The method used has been used. However, with this method, it is difficult to reliably introduce halogen at both ends.
[0012]
For this method, when living radical polymerization, which has been studied energetically recently, halogen is introduced at a high ratio at the terminal (for example, Matyjazewski et al., J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5614, Macromolecules, 1995, 28, 7901, Science 1996, 272, 866. Or see Sawamoto et al., Macromolecules 1995, 28, 1721). Although these methods are radical polymerization, the polymerization proceeds in a living manner, and a polymer having a narrow molecular weight distribution (Mw / Mn = 1.1 to 1.5) is obtained. The molecular weight depends on the charging ratio of the monomer and the initiator. It can be controlled freely.
[0013]
In this living radical polymerization, an organic halide as an initiator, particularly an organic halide having a highly reactive carbon-halogen bond (for example, a carbonyl compound having a halogen at the α-position or a compound having a halogen at the benzyl-position), or Halogenated sulfonyl compounds are used.
In order to obtain a crosslinkable (meth) acrylic polymer using this polymerization method, an organic halide having two or more starting points or a sulfonyl halide compound is used as an initiator. Specific examples are:
o-, m-, p-XCH2-C6HFour-CH2X, o-, m-, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-C (H) (X) CHThree, O-, m-, p- (CHThree)2C (X) -C6HFour-C (X) (CHThree)2,
(However, in the above chemical formula,6HFourIs a phenylene group, X is chlorine, bromine, or iodine)
RO2C-C (H) (X)-(CH2)n-C (H) (X) -CO2R, RO2CC (CHThree) (X)-(CH2)n-C (CHThree) (X) -CO2R, RC (O) -C (H) (X)-(CH2)n-C (H) (X) -C (O) R, RC (O) -C (CHThree) (X)-(CH2)n-C (CHThree) (X) -C (O) R,
(In the formula, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group, or an aralkyl group, n is an integer of 0 to 20, and X is chlorine, bromine, or iodine)
XCH2C (O) CH2X, CHThreeC (H) (X) C (O) C (H) (X) CHThree, (CHThree)2C (X) C (O) C (X) (CHThree)2, C6HFiveC (H) (X)-(CH2)n-C (H) (X) C6HFive,
(In the above formula, X is chlorine, bromine, or iodine, and n is an integer of 0 to 20)
XCH2CO2-(CH2)n-OCOCH2X, CHThreeC (H) (X) CO2-(CH2)n-OCOC (H) (X) CHThree, (CHThree)2C (X) CO2-(CH2)n-OCOC (X) (CHThree)2,
(In the above formula, X is chlorine, bromine, iodine, n is an integer of 1-20)
XCH2C (O) C (O) CH2X, CHThreeC (H) (X) C (O) C (O) C (H) (X) CHThree, (CHThree)2C (X) C (O) C (O) C (X) (CHThree)2, O-, m-, p-XCH2CO2-C6HFour-OCOCH2X, o-, m-, p-CHThreeC (H) (X) CO2-C6HFour-OCOC (H) (X) CHThree, O-, m-, p- (CHThree)2C (X) CO2-C6HFour-OCOC (X) (CHThree)2, O-, m-, p-XSO2-C6HFour-SO2X,
(Where X is chlorine, bromine or iodine)
Etc.
[0014]
As the catalyst, a metal complex having a central metal of Group 8, 9, 10, or 11 of the periodic table is used. As the metal species, monovalent copper, divalent ruthenium, divalent iron, and divalent nickel are particularly preferable. Specifically, cuprous chloride, cuprous bromide, cuprous iodide, cuprous cyanide, cuprous oxide, cuprous acetate, cuprous perchlorate, etc. . In the case of using a copper compound, it is effective to add a ligand such as 2,2'-bipyridyl and its derivatives, 1,10-phenanthroline and its derivatives in order to enhance the catalytic activity. In addition, tristriphenylphosphine complex of divalent ruthenium chloride (RuCl2(PPhThree)Three) Is also suitable as a catalyst. When a ruthenium compound is used as a catalyst, it is effective to add aluminum alkoxides as an activator. Furthermore, divalent iron bistriphenylphosphine complex (FeCl2(PPhThree)2), Divalent nickel bistriphenylphosphine complex (NiCl)2(PPhThree)2) Is also suitable as a catalyst.
[0015]
There is no restriction | limiting in particular as a (meth) acrylic-type monomer used in the superposition | polymerization of this invention, Various things can be used. For example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (meth) acrylate-n-propyl, isopropyl (meth) acrylate, (meth) acrylate-n-butyl, (meth) acryl Isobutyl acid, tert-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid n-heptyl, (Meth) acrylic acid-n-octyl, (meth) acrylic acid-2-ethylhexyl, (meth) acrylic acid nonyl, (meth) acrylic acid decyl, (meth) acrylic acid dodecyl, (meth) acrylic acid phenyl, (meta ) Toluyl acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 3-methoxybutyl (meth) -2-hydroxyethyl acrylate, and (meth) acrylic acid-2-hydroxypropyl and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Further, if necessary, other vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene, acrylonitrile and the like can be copolymerized.
[0016]
The polymerization of the present invention can be carried out without solvent or in various solvents. Moreover, superposition | polymerization can be performed in the range of room temperature-200 degreeC, Preferably it is 50-150 degreeC.
The (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal can be obtained by carrying out a halogen conversion reaction of the (meth) acrylic polymer having a halogen at the terminal obtained by the above polymerization.
[0017]
As such a method, first, a (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula 1 is produced by the above polymerization, and a compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group is prepared as the second monomer. The method of making it react is mentioned. In the above polymerization, the polymerization terminal retains the polymerization activity, and the polymerization proceeds again when a vinyl monomer is newly added. Therefore, if a vinyl monomer having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group is added, a radical addition reaction occurs in the polymerization active alkenyl group portion, and the hydroxyl group remains as it is. Therefore, a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal Can be obtained. Such a second monomer may be added together with the catalyst after the first polymerization is completed and the polymer is isolated, or may be reacted again, or added in-situ during the polymerization. May be reacted. In the latter case, the higher the monomer conversion in the first polymerization, the better, and preferably 80% or more. If it is 80% or less, the hydroxyl groups are distributed not on the molecular ends but on the side chains, which impairs the mechanical properties of the cured product.
[0018]
In this case, the compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group can be theoretically added by adding an amount equal to the number of polymerization terminals (since it is living polymerization, it is almost equal to the number of initiator starting points). One hydroxyl group is introduced to every terminal, but in order to reliably introduce hydroxyl groups to all terminals, an excess amount, specifically, 1 to 5 times the number of terminals. It is good to use. If it is used more than 5 times, hydroxyl groups are introduced at high density at the end of the polymer, and the expected cured product properties are often not obtained.
[0019]
The compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group is not particularly limited.
H2C = C (RThree-RFour-RFive-OH (2)
(Wherein RThreeIs hydrogen or methyl group, RFourIs —C (O) O— (ester group), or o-, m-, p-phenylene group, RFiveIs a direct bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds)
The compound shown by these is mentioned. RFourIs an (meth) acrylate compound, RFourThose having a phenylene group are styrenic compounds. R in general formula 2FiveAs alkylene groups such as methylene, ethylene and propylene, phenylene groups such as o-, m- and p-phenylene groups, aralkyl groups such as benzyl groups, -CH2CH2-O-CH2CH2-Or -OCH2CH2An alkylene group containing an ether bond such as-is exemplified.
[0020]
Among these, because it is easy to obtain,
H2C = C (H) C (O) O (CH2)n-OH, H2C = C (CHThree) C (O) O (CH2)n-OH,
(In the above formulas, n is an integer of 1 to 20)
H2C = C (H) C (O) O (CH2)n-O- (CH2)mOH, H2C = C (CHThree) C (O) O (CH2)n-O- (CH2)m-OH,
(In the above formulas, n and m are integers of 1 to 20)
o-, m-, pH2C = CH-C6HFour-(CH2)n-OH, o-, m-, pH2C = C (CHThree-C6HFour-(CH2)n-OH,
(In the above formula, n is an integer of 0 to 20)
o-, m-, pH2C = CH-C6HFour-O (CH2)n-OH, o-, m-, pH2C = C (CHThree-C6HFour-O (CH2)n-OH,
(In the above formula, n is an integer of 1 to 20)
Is preferred.
[0021]
As a method for converting a terminal halogen to a hydroxyl group-containing substituent, an enolate anion is prepared by reacting a halogen or a (meth) acrylic polymer having a terminal with a metal or an organometallic compound, and then an aldehyde. It is also possible to use a method of reacting alcohols or ketones.
Examples of the metal simple substance include alkali metals such as lithium, sodium and potassium, alkaline earth metals such as magnesium and calcium, aluminum and zinc. Of these, zinc is particularly preferred because the generated enolate anion does not easily cause side reactions such as attacking or transferring other ester groups. Specific examples of the organometallic compound include organic lithium, organic sodium, organic potassium, organic magnesium such as Grignard reagent, organic aluminum, and organic zinc. In order to efficiently metallize halogen, it is preferable to use organic lithium or organic magnesium.
[0022]
The aldehydes and ketones are not particularly limited, and various types can be used. To illustrate,
Formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, benzaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetophenone, benzophenone and the like.
[0023]
The method for introducing a hydroxyl group-containing substituent using zinc and aldehydes or ketones is a so-called Reformatsky reaction, which is a particularly preferred embodiment. Various solvents can be used in this reaction, but aprotic solvents are preferable, and ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether are particularly preferable among them. The reaction can be carried out in the range of room temperature to 100 ° C.
[0024]
As another method for producing a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal, a (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by general formula 1 is reacted with a hydroxyl group-containing oxyanion represented by general formula 3. A method is mentioned.
M+O--R6-OH (3)
(Wherein R6Is a divalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a divalent aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and may contain one or more ether bonds. , M+Is an alkali metal ion or quaternary ammonium ion) M+Is a counter ion of oxyanion, alkali metal ion such as lithium ion, sodium ion, potassium ion, tetramethylammonium ion, tetraethylammonium ion, trimethylbenzylammonium ion, trimethyldodecylammonium ion, tetrabutylammonium ion, dimethylpiperidin Quaternary ammonium ions such as um ions are exemplified.
[0025]
The oxyanion of the general formula 3 can be obtained by allowing a suitable base to act on the precursor diol compound. Such precursors include the following compounds:
HO- (CH2)n-OH (n is an integer of 2 to 20), HO-CH (CHThree) CH2OH, HO-CH (CHThree) CH2CH2OH, HO-CH2CH (CHThree) CH2-OH, HO-CH2C (CHThree)2CH2-OH, HO-CH2C (CHThree) (C2HFive) CH2-OH, HO-CH2C (C2HFive)2CH2-OH, CHThreeCH2CH (OH) CH2-OH, CHThreeCH (OH) CH (OH) CHThree, HO- (CH2O)n-H (n is an integer of 1 to 20), HO- (CH2CH2O)n-H (n is an integer of 1 to 10), HO- (CH2CH (CHThreeO)n-H (n is an integer of 1 to 6), o-, m-, p-HO-C6HFour-OH, o-, m-, p-HO-C6HFour-(CH2)nOH (n is an integer of 1 to 14), o-, m-, p-HO- (CH2)n-C6HFour-(CH2)mOH (n and m are integers of 1 to 13 and n + m ≦ 14), 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 2-methylresorcinol, 4-methylresorcinol, 2,5-dimethylresorcinol, methylhydroquinone, 2,3 -Dimethylhydroquinone, 1,2-dihydroxynaphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,2'-biphenol, 4,4'-biphenol, 4,4 ' -Isopropylidenediphenol, and the like. Among these, o-, m-, p-HO-C is preferable because the reactivity of the oxyanion is mild, and the terminal halogen of the general formula 1 is selectively substituted and is easily available.6HFour-OH, o-, m-, p-HO-C6HFour-(CH2)nOH (n is an integer of 1 to 14) is preferable. These diol compounds may be used in a molar ratio of 1 equivalent to the terminal of formula 1, but are preferably 1 to 5 equivalents.
[0026]
Various bases are used to extract protons from the above compounds to form carbanions of formula 3. These bases include:
Sodium methoxide, potassium methoxide, lithium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide, lithium ethoxide, sodium-tert-butoxide, potassium-tert-butoxide, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, sodium bicarbonate, hydrogen Examples include sodium hydride, potassium hydride, methyllithium, ethyllithium, n-butyllithium, tert-butyllithium, lithium diisopropylamide, lithium hexamethyldisilazide and the like. Although the usage-amount of the base with respect to the diol which is a precursor is 0.5-3.0 equivalent normally, Preferably it is 0.8-1.5 equivalent. Solvents used in preparing the carbanion of formula 3 by reaction of the above precursor with a base include, for example, tetrahydrofuran, dioxane, diethyl ether, dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, ethanol, methanol, isopropyl alcohol, tert- Butyl alcohol or the like is used.
[0027]
A (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal can also be obtained by allowing the hydroxyl group-containing carboxylate anion represented by the general formula 4 to act on the (meth) acrylic polymer having the terminal structure of Formula 1. Can do.
M+OC-(O) -R6-OH (4)
(Wherein R6, M+Is the same as above)
The carboxylate anion of Formula 4 can be prepared by allowing a suitable base to act on the hydroxyl group-containing carboxylic acid that is the precursor. Such precursors include the following compounds:
HO2C- (CH2)n-OH (n is an integer of 1 to 20), HO2C-CH (OH) CHThree, HO2C-CH2CH (OH) CHThree, O-, m-, p-HO2CC6HFour-OH, o-, m-, p-HO2C- (CH2)n-C6HFour-OH, o-, m-, p-HO2CC6HFour-(CH2)n-OH (n is an integer of 1 to 14), o-, m-, p-HO2C- (CH2)n-C6HFour-(CH2)m-OH,
(N and m are integers of 1 to 13, n + m ≦ 14)
Is exemplified.
[0028]
In order to extract a proton from the above compound to obtain a carboxylate anion of the formula 4, the base exemplified in the preparation of the oxyanion of the formula 3 can be suitably used. When a base is allowed to act on the hydroxyl group-containing carboxylic acid, the proton of the carboxylic acid having higher acidity is extracted, and the carboxylate anion of formula 4 is selectively obtained. Although the usage-amount of a base is 0.5-3.0 equivalent normally with respect to a hydroxyl-containing carboxylic acid, Preferably it is 0.8-1.5 equivalent.
[0029]
In polymerization of (meth) acrylic monomers using an organic halide or a sulfonyl halide as an initiator and a metal complex having a group 8 element, group 9, group 10, or group 11 element as a central metal as a catalyst When a halide having a hydroxyl group is used as an initiator, a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at one end and a halogen represented by Formula 1 at the other end can be obtained. If the halogen at the terminal of the polymer thus obtained is converted into a hydroxyl group-containing substituent, a (meth) acrylic polymer having hydroxyl groups at both ends can be produced.
[0030]
Although there is no restriction | limiting in particular as the halide which has a hydroxyl group, What has the structure shown in General formula 5 or 6 is preferable.
R7R8C (X) -R9-RFive-OH (5)
(Wherein RFiveIs the same as above, R7, R8Is hydrogen, a monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or those connected to each other at the other end, R9Is -C (O) O- (ester group), -C (O)-(keto group), or o-, m-, p-phenylene group, X is chlorine, bromine, or iodine)
HO-RFive-C (R7) (X) -R9-R8  (6)
(Wherein RFive, R7, R8, R9, X is the same as above)
Specific examples of the compound represented by the general formula 5 include
XCH2C (O) O (CH2)n-OH, HThreeCC (H) (X) C (O) O (CH2)n-OH, (HThreeC)2C (X) C (O) O (CH2)n-OH, CHThreeCH2C (H) (X) C (O) O (CH2)n-OH,
[0031]
[Chemical 1]
Figure 0003980724
[0032]
(In each of the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, and n is an integer of 1 to 20) XCH2C (O) O (CH2)nO (CH2)m-OH, HThreeCC (H) (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)m-OH, (HThreeC)2C (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)m-OH, CHThreeCH2C (H) (X) C (O) O (CH2)nO (CH2)m-OH,
[0033]
[Chemical 2]
Figure 0003980724
[0034]
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, and n and m are integers of 1 to 20)
o-, m-, p-XCH2-C6HFour-(CH2)n-OH, o-, m-, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-(CH2)n-OH, o-, m-, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-(CH2)n-OH,
(In each of the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, and n is an integer of 0 to 20) o-, m-, p-XCH2-C6HFour-(CH2)n-O- (CH2)m-OH, o-, m-, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-(CH2)n-O- (CH2)m-OH,
o-, m-, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-(CH2)n-O- (CH2)m-OH,
(In each of the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, n is an integer of 0-20, m is an integer of 1-20)
o-, m-, p-XCH2-C6HFour-O- (CH2)n-O- (CH2)m-OH, o-, m-, p-CHThreeC (H) (X) -C6HFour-O- (CH2)n-O- (CH2)m-OH, o-, m-, p-CHThreeCH2C (H) (X) -C6HFour-O- (CH2)n-O- (CH2)m-OH,
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, and n and m are integers of 1 to 20)
Etc.
[0035]
Specific examples of the compound represented by the general formula 6 include
HO-CH2C (H) (X) -CO2R, HO- (CH2)2C (H) (X) -CO2R, HO- (CH2)ThreeC (H) (X) -CO2R, HO- (CH2)8C (H) (X) -CO2R,
(In the above formulas, X is chlorine, bromine, or iodine, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group, or an aralkyl group)
HO-CH2C (H) (X) -C6HFive, HO- (CH2)2C (H) (X) -C6HFive, HO- (CH2)ThreeC (H) (X) -C6HFive,
Etc.
[0036]
If the specific example of the halogenated sulfonyl compound which has a hydroxyl group is given,
o-, m-, p-HO- (CH2)n-C6HFour-SO2X,
(In the above formula, X is chlorine, bromine, or iodine, and n is an integer of 0 to 20)
o-, m-, p-HO- (CH2)n-OC6HFour-SO2X,
(In the above formula, X is chlorine, bromine, or iodine, and n is an integer of 1 to 20)
Etc.
[0037]
When a (meth) acrylic monomer is polymerized using an organic halide having a hydroxyl group or a sulfonyl halide compound as an initiator, a hydroxyl group is introduced at one end and the other end has a terminal structure represented by the general formula 1. A polymer is obtained. As a method for converting the terminal halogen to a hydroxyl group, all the methods described above can be preferably used.
[0038]
When an organic halide having a hydroxyl group or a halogenated sulfonyl compound is used as an initiator, a polymer in which one terminal is a hydroxyl group and the other terminal is a halogen terminal represented by Formula 1 is obtained. It is possible to obtain a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal end by coupling the halogen ends to each other using a compound having a total of two or more functional groups that can substitute the halogen of the same or different. it can.
[0039]
There are no particular restrictions on those having a total of two or more of the same or different functional groups capable of substituting the terminal halogen represented by Formula 1, but polyols, polyamines, polycarboxylic acids, polythiols, and salts thereof, alkali metal sulfides A thing etc. are preferable. If these compounds are specifically exemplified,
Ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1, 3-butanediol, 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, pinacol, 1,5-pentanediol, 1,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1 , 7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol, 1,2-cyclopentanediol, 1,3-cyclopentanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, glycero 1,2,4-butanetriol, catechol, resorcinol, hydroquinone, 1,2-dihydroxynaphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,2′-biphenol 4,4′-biphenol, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 4,4′-isopropylidenephenol, 3,3 ′-(ethylenedioxy) diphenol, α, α′-dihydroxy-p-xylene, 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane, pyrogallol, 1,2,4-benzenetriol, and an alkali metal salt of the polyol compound,
Ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,2-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,2-diamino-2-methylpropane, 1,5-diaminopentane, 2,2-dimethyl-1,3 -Propanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,12-diaminododecane, 4,4'- Methylenebis (cyclohexylamine), 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, 1,4-phenylenediamine, α, α′-diamino-p-xylene, and an alkali metal salt of the polyamine compound,
Oxalic acid, malonic acid, methylmalonic acid, dimethylmalonic acid, succinic acid, methylsuccinic acid, glutaric acid, adipic acid, 1,7-heptanedicarboxylic acid, 1,8-octanedicarboxylic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,11-undecanedicarboxylic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid, 1,2-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1 , 4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 1,2,3-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid, and An alkali metal salt of the polycarboxylic acid,
1,2-ethanedithiol, 1,3-propanedithiol, 1,4-butanedithiol, 2,3-butanedithiol, 1,5-pentanedithiol, 1,6-hexanedithiol, 1,7-heptanedithiol, 1 , 8-octanedithiol, 1,9-nonanedithiol, 2-mercaptoethyl ether, p-xylene-α, α'-dithiol, 1,2-benzenedithiol, 1,3-benzenedithiol, 1,4-benzenedithiol And alkali metal salts of the above polythiol compounds, lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, and the like.
[0040]
When using the above polyol, polyamine, polycarboxylic acid, polythiol, a basic compound is used in combination to promote the substitution reaction. Specific examples thereof include lithium, sodium, potassium, sodium carbonate, potassium carbonate, carbonic acid. Examples thereof include sodium hydride, sodium methoxide, potassium methoxide, tert-butoxy sodium, tert-butoxy potassium, sodium hydride, potassium hydride and the like.
[0041]
From the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal obtained by the various methods described above, a curable composition containing this as a main component can be obtained.
This curable composition comprises the following two components: (A) a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal, and (B) a compound having two or more functional groups capable of reacting with a hydroxyl group. It is.
[0042]
The (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal of the component (A) may be used alone or in combination of two or more. Although there is no restriction | limiting in particular as molecular weight, It is preferable to exist in the range of 500-50000. When it is 500 or less, the original characteristics of the (meth) acrylic polymer are hardly expressed, and when it is 50000 or more, the viscosity or solubility becomes very low and handling becomes difficult.
[0043]
(B) Although it does not specifically limit as a compound which has 2 or more of functional groups which can react with the hydroxyl group of a component, For example, the polyvalent isocyanate compound which has 2 or more isocyanate groups in 1 molecule, methylolated melamine, and Examples thereof include aminoplast resins such as alkyl etherified products or low-condensed products, polyfunctional carboxylic acids, and halides thereof.
[0044]
As the polyvalent isocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule, conventionally known ones can be used. For example, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4 '-Diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, metaxylylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate -Isocyanate compound such as triisocyanate such as -45, Buret polyisocyanate compound such as Sumidur N (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.), Desmodur A polyisocyanate compound having an isocyanurate ring such as IL, HL (manufactured by Bayer AG), coronate EH (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), an adduct polyisocyanate compound such as Sumidur L (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.), Examples thereof include adduct polyisocyanate compounds such as Coronate HL (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.). Moreover, you may use block isocyanate. These may be used alone or in combination of two or more.
[0045]
The compounding ratio of the polymer having a hydroxyl group at the terminal and the compound having two or more isocyanate groups is not particularly limited. For example, the ratio of the hydroxyl group of the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the isocyanate group and the terminal ( NCO / OH (molar ratio)) is preferably 0.5 to 3.0, more preferably 0.8 to 2.0.
[0046]
In order to accelerate the curing reaction of the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal and the compound having two or more isocyanate groups as the composition of the present invention, an organic tin compound or a tertiary amine is used as necessary. You may add well-known catalysts, such as.
Specific examples of the organic tin compound include tin octylate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin mercaptide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, and dioctyltin thiocarboxylate. Further, as the tertiary amine catalyst, triethylamine, N, N-dimethylcyclohexylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylpropane 1,3 A diamine,
N, N, N ′, N′-tetramethylhexane 1,6-diamine, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine, N, N, N ′, N ″, N '' -Pentamethyldipropylenetriamine, tetramethylguanidine, triethylenediamine, N, N'-dimethylpiperazine, N-methylmorpholine, 1,2-dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, N, N, N '-Trimethylaminoethylethanolamine, N-methyl-N'-(2-hydroxyethyl) piperazine, N- (2-hydroxyethyl) morpholine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, ethylene glycol bis (3-dimethyl) ) Aminopropyl ether and the like are exemplified.
[0047]
The aminoplast resin used in the curable composition in the present invention is not particularly limited, and is an addition reaction product (methylol compound) of melamine and formaldehyde, a low condensate of melamine and formaldehyde, an alkyl etherified product thereof, and urea. Examples thereof include resins. These may be used alone or in combination of two or more. For the purpose of promoting the curing reaction between the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal and the aminoplast resin, a known catalyst such as paratoluenesulfonic acid or benzenesulfonic acid may be added.
[0048]
The compound having two or more carboxyl groups in one molecule used in the curable composition of the present invention is not particularly limited. For example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, phthalate Examples thereof include polyfunctional carboxylic acids such as acid, phthalic anhydride, terephthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid or their anhydrides, and halides thereof. These may be used alone or in combination of two or more.
[0049]
If the two components (A) and (B) of the present invention and, if necessary, a curing catalyst are mixed and cured, a uniform cured product excellent in deep part curability can be obtained. Although there is no restriction | limiting in particular about hardening conditions, Generally 0 to 100 degreeC, Preferably it is 20 to 80 degreeC.
The properties of the cured product depend on the main chain skeleton and molecular weight of the polymer of component (A) and the curing agent of component (B) to be used, but can be widely prepared from rubbery to resinous.
[0050]
Specific examples of cured products obtained from the above composition include sealing materials, adhesives, adhesives, elastic adhesives, paints, powder paints, foams, potting materials for electric and electronic devices, films, and molding. Materials, artificial marble, etc.
Next, the (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal of the present invention is obtained by the various methods described above, and the hydroxyl group of the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal contains an alkenyl group. It can manufacture by converting into a substituent.
[0051]
The method for converting the terminal hydroxyl group into an alkenyl group-containing substituent is not particularly limited, and various methods can be used. For example, a method of reacting an alkenyl group-containing halide such as allyl chloride with a base such as sodium methoxide, a method of reacting an alkenyl group-containing isocyanate compound such as allyl isocyanate, an alkenyl group such as (meth) acrylic acid chloride Examples thereof include a method of reacting a contained acid halide and a method of reacting an alkenyl group-containing carboxylic acid such as acrylic acid in the presence of an acid catalyst.
[0052]
Examples of the alkenyl group-containing halide used in the method of reacting an alkenyl group-containing halide with a base include allyl chloride, allyl bromide, allyl iodide, 4-chloro-1-butene, 4-bromo-1-butene, 4 -Iodo-1-butene, 3-chloro-2-methyl-1-butene, 3-bromo-2-methyl-1-butene, 3-iodo-2-methyl-1-butene, etc. Examples thereof include sodium, potassium, sodium methoxide, potassium methoxide, sodium tert-butoxide, potassium tert-butoxide, sodium hydride, potassium hydride and the like.
[0053]
Examples of the alkenyl group-containing isocyanate compound include allyl isocyanate and butenyl isocyanate. When these compounds are reacted, a tin-based or amine-based catalyst usually used for the reaction between a hydroxyl group and an isocyanate group may be used.
Examples of the alkenyl group-containing acid halide include (meth) acrylic acid chloride, 3-butenoic acid chloride, 4-pentenoic acid chloride, 5-hexenoic acid chloride, 10-undecenoic acid chloride and the like. In the actual reaction, triethylamine is used. Or a base such as pyridine may be used in combination.
[0054]
Examples of the alkenyl group-containing carboxylic acid include (meth) acrylic acid, 3-butenoic acid, 4-pentenoic acid, 5-hexenoic acid, 6-heptenoic acid, 7-octenoic acid, 10-undecenoic acid, and the like. In the reaction, a condensation catalyst such as p-toluenesulfonic acid may be used.
The (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal, obtained by the various methods described above, can be a curable composition containing this as a main component.
[0055]
This curable composition comprises the following two components: (C) a (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal, (D) a hydrosilyl group-containing compound, obtained by any of the above methods, as an essential component To do.
The (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal of the component (C) may be used alone or in combination of two or more. Although there is no restriction | limiting in particular as molecular weight of (C) component, It is preferable to exist in the range of 500-50000. When it is 500 or less, the original characteristics of the (meth) acrylic polymer are hardly expressed, and when it is 50000 or more, the viscosity or solubility is very low and handling becomes difficult.
[0056]
There is no restriction | limiting in particular as a hydrosilyl group containing compound of (D) component, Various things can be used. That is, a linear polysiloxane represented by the general formula 7 or 8
RTen ThreeSiO- [Si (RTen)2O]a-[Si (H) (R11) O]b-[Si (R11) (R12) O]c-SiRTen Three  (7)
HRTen 2SiO- [Si (RTen)2O]a-[Si (H) (R11) O]b-[Si (R11) (R12) O]c-SiRTen 2H (8)
(Where RTenAnd R11Is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group, R12Is an alkyl group or aralkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a is 0 ≦ a ≦ 100, b is 2 ≦ b ≦ 100, and c is an integer of 0 ≦ c ≦ 100),
Cyclic siloxane represented by general formula 9
[0057]
[Chemical 3]
Figure 0003980724
[0058]
(Where R13And R14Is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group, R15Is an alkyl group or aralkyl group having 1 to 10 carbon atoms, d is 0 ≦ d ≦ 8, e is an integer of 2 ≦ e ≦ 10, f is an integer of 0 ≦ f ≦ 8, and 3 ≦ d + e + f ≦ 10) Can be used.
These may be used alone or in combination of two or more. Among these siloxanes, chain siloxanes represented by general formulas 10 and 11 and cyclic siloxanes represented by general formulas 12 and 13 having a phenyl group are preferable from the viewpoint of compatibility with (meth) acrylic polymers. .
(CHThree)ThreeSiO- [Si (H) (CHThree) O]g-[Si (C6HFive)2O]h-Si (CHThree)Three  (10)
(CHThree)ThreeSiO- [Si (H) (CHThree) O]g-[Si (CHThree) {CH2C (H) (R16) C6HFive} O]h-Si (CHThree)Three  (11)
(Wherein R16Is hydrogen or a methyl group, g is 2 ≦ g ≦ 100, h is an integer of 0 ≦ h ≦ 100, C6HFiveRepresents a phenyl group)
[0059]
[Formula 4]
Figure 0003980724
[0060]
(Wherein R16Is hydrogen or a methyl group, i is 2 ≦ i ≦ 10, j is an integer satisfying 0 ≦ j ≦ 8 and 3 ≦ i + j ≦ 10, C6HFiveIs a phenyl group)
As the curing agent having at least two or more hydrosilyl groups as the component (D), the hydrosilyl group-containing compound represented by the formulas 7 to 13 with respect to the low molecular compound having two or more alkenyl groups in the molecule, A compound obtained by addition reaction such that a part of the hydrosilyl group remains after the reaction can also be used. Various compounds can be used as the compound having two or more alkenyl groups in the molecule. For example, hydrocarbon compounds such as 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene, 1,6-heptadiene, 1,7-octadiene, 1,8-nonadiene, 1,9-decadiene, O, O Ether compounds such as' -diallyl bisphenol A, 3,3'-diallyl bisphenol A, ester compounds such as diallyl phthalate, diallyl isophthalate, triallyl trimellitate, tetraallyl pyromellitate, carbonates such as diethylene glycol diallyl carbonate System compounds.
[0061]
The compound can be obtained by slowly dropping the above-mentioned alkenyl group-containing compound in the presence of a hydrosilylation catalyst with respect to an excessive amount of the hydrosilyl group-containing compound represented by Formulas 7 to 13. Of these compounds, the following are preferred in view of the availability of raw materials, the ease of removal of the excessively used siloxane, and the compatibility of the component (C) with the polymer.
[0062]
[Chemical formula 5]
Figure 0003980724
[0063]
The polymer (C) and the curing agent (D) can be mixed at an arbitrary ratio, but from the viewpoint of curability, the molar ratio of the alkenyl group to the hydrosilyl group is preferably in the range of 5 to 0.2. Furthermore, it is particularly preferably 2.5 to 0.4. When the molar ratio is 5 or more, curing is insufficient and only a cured product having low tackiness and a low strength can be obtained. When the molar ratio is less than 0.2, a large amount of active hydrosilyl groups remain in the cured product even after curing. Cracks and voids are generated, and a uniform and strong cured product cannot be obtained.
[0064]
The curing reaction between the polymer (C) and the curing agent (D) proceeds by mixing and heating the two components, but a hydrosilylation catalyst is added to advance the reaction more rapidly. Such hydrosilylation catalysts include radical initiators such as organic peroxides and azo compounds, and transition metal catalysts.
There is no restriction | limiting in particular as a radical initiator, Various things can be used. Illustratively, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) -3 Hexyne, dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, dialkyl peroxides such as α, α′-bis (t-butylperoxy) isopropylbenzene, benzoyl peroxide, p-chlorobenzoyl peroxide, m-chlorobenzoyl peroxide, 2 , 4-dichlorobenzoyl peroxide, diacyl peroxides such as lauroyl peroxide, peracid esters such as perbenzoic acid-tert-butyl, peroxydicarbonates such as diisopropyl percarbonate, di-2-ethylhexyl percarbonate, , 1-Di (t-butylperoxy) si And peroxyketals such as chlorohexane and 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane.
[0065]
Examples of the transition metal catalyst include platinum alone, alumina, silica, carbon black and the like in which a platinum solid is dispersed, chloroplatinic acid, a complex of chloroplatinic acid and alcohol, aldehyde, ketone, etc., platinum -An olefin complex and a platinum (0) -divinyltetramethyldisiloxane complex are mentioned. Examples of catalysts other than platinum compounds include RhCl (PPhThree)Three, RhClThree, RuClThree, IrClThree, FeClThree, AlClThree, PdCl2・ H2O, NiCl2, TiClFourEtc. These catalysts may be used alone or in combination of two or more. Although there is no restriction | limiting in particular as a catalyst amount, It is 10 with respect to 1 mol of alkenyl groups of (A) component.-1-10-8It should be used in the range of mol, preferably 10-3-10-6 It is good to use in the range of mol. 10-8If it is less than mol, curing does not proceed sufficiently. Also, since hydrosilylation catalysts are expensive, 10-1It is preferable not to use more than mol.
[0066]
If the two components (C) and (D) of the present invention and, if necessary, the hydrosilylation catalyst are mixed and cured, a uniform cured product excellent in deep part curability can be obtained. Although there is no restriction | limiting in particular about hardening conditions, Generally it is good to harden at 10 degreeC-200 degreeC, Preferably it is 30 degreeC-150 degreeC for 10 second-24 hours. In particular, at a high temperature of 80 ° C. to 150 ° C., a material that cures in a short time of about 10 seconds to 1 hour can be obtained. The properties of the cured product depend on the main chain skeleton and molecular weight of the polymer of component (C) and the curing agent of component (D) to be used, but can be widely prepared from rubbery to resinous. If the specific use of the hardened | cured material obtained from this composition is given, a sealing material, an adhesive agent, an adhesive material, an elastic adhesive agent, a coating material, a powder coating material, a foam, a potting material for electric and electronics, a film, a gasket, Various molding materials, artificial marble, etc. The (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal in the present invention has a crosslinkable silyl group in the (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal obtained by the various methods described above. It can be produced by adding a hydrosilane compound. As the (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal, all those obtained by the method described above can be suitably used.
[0067]
Although there is no restriction | limiting in particular as a hydrosilane compound, When a typical thing is shown, it is General formula 14
H- [Si (R17)2-b(Y)bO]m-Si (R18)3-a(Y)a  (14)
(Wherein R17And R18Are all alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, aryl groups, aralkyl groups, or (R ').ThreeA triorganosiloxy group represented by SiO— (R ′ is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and three R ′ may be the same or different). , R17Or R18When two or more are present, they may be the same or different. Y represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and when two or more Y are present, they may be the same or different. a represents 0, 1, 2, or 3, and b represents 0, 1, or 2. m is an integer of 0-19. However, it shall be satisfied that a + mb ≧ 1. )
The compound represented by these is illustrated.
[0068]
The hydrolyzable group represented by Y is not particularly limited, and conventionally known hydrolyzable groups can be used. Specifically, hydrogen, halogen atom, alkoxy group, acyloxy group, ketoximate group, amino group, amide can be used. Groups, acid amide groups, aminooxy groups, mercapto groups, alkenyloxy groups and the like, and alkoxy groups are particularly preferred from the viewpoint that they are mild and easy to handle. The hydrolyzable group or hydroxyl group can be bonded to one silicon atom in the range of 1 to 3, and the sum of a + mb, that is, the hydrolyzable group is preferably in the range of 1 to 5. When two or more hydrolyzable groups or hydroxyl groups are bonded to the reactive silicon group, they may be the same or different. The number of silicon atoms constituting the crosslinkable silicon compound may be one or two or more, but in the case of silicon atoms linked by a siloxane bond, it may be up to about 20.
[0069]
R in general formula 1417Or R18Specific examples of these include, for example, an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group, an aryl group such as a phenyl group, an aralkyl group such as a benzyl group, and R ′ is a methyl group or a phenyl group. Yes (R ')ThreeExamples include triorganosilyl groups represented by SiO-.
Among these hydrosilane compounds, in particular, the general formula 15
H-Si (R18)3-a(Y)a  (15)
(Wherein R18, Y and a are the same as described above. The hydrosilane compound having a crosslinkable group represented by (2) is preferred from the viewpoint of easy availability. Specific examples of the hydrosilane compound having a crosslinkable group represented by the general formula 14 or 15 include
HSiClThree, HSi (CHThree) Cl2, HSi (CHThree)2Cl, HSi (OCHThree)Three, HSi (CHThree) (OCHThree)2, HSi (CHThree)2OCHThree, HSi (OC2HFive)Three, HSi (CHThree) (OC2HFive)2, HSi (CHThree)2OC2HFive, HSi (OCThreeH7)Three, HSi (C2HFive) (OCHThree)2, HSi (C2HFive)2OCHThree,
HSi (C6HFive) (OCHThree)2, HSi (C6HFive)2(OCHThree), HSi (CHThree) (OC (O) CHThree)2, HSi (CHThree)2O- [Si (CHThree)2O]2-Si (CHThree) (OCHThree)2, HSi (CHThree) [O-N = C (CHThree)2]2
(However, in the above chemical formula, C6HFiveRepresents a phenyl group)
Etc.
[0070]
When such a hydrosilane compound having a crosslinkable silyl group is added to a (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal, a hydrosilylation catalyst can be used. All can be used.
A (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal is prepared by reacting a compound having both a crosslinkable silyl group and a functional group that reacts with a hydroxyl group with a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal. Can also be obtained. Examples of the functional group that reacts with a hydroxyl group include a group having a halogen atom, a carboxylic acid halide, a carboxylic acid, an isocyanate group, etc., but the availability of the compound and the reaction conditions when reacting with a hydroxyl group are mild, An isocyanate group is preferable in that the decomposition of the crosslinkable silyl group hardly occurs.
[0071]
There is no restriction | limiting in particular as such an isocyanate type compound which has a crosslinkable silyl group, A well-known thing can be used. For example,
(CHThreeO)ThreeSi- (CH2)n-NCO, (CHThreeO)2(CHThree) Si- (CH2)n-NCO, (C2HFiveO)ThreeSi- (CH2)n-NCO, (C2HFiveO)2(CHThree) Si- (CH2)n-NCO, (i-CThreeH7O)ThreeSi- (CH2)n-NCO, (i-CThreeH7O)2(CHThree) Si- (CH2)n-NCO, (CHThreeO)ThreeSi- (CH2)n-NH- (CH2)m-NCO, (CHThreeO)2(CHThree) Si- (CH2)n-NH- (CH2)m-NCO, (C2HFiveO)ThreeSi- (CH2)n-NH- (CH2)m-NCO, (C2HFiveO)2(CHThree) Si- (CH2)n-NH- (CH2)m-NCO,
(I-CThreeH7O)ThreeSi- (CH2)n-NH- (CH2)m-NCO, (i-CThreeH7O)2(CHThree) Si- (CH2)n-NH- (CH2)m-NCO,
(In the above formula, n and m are integers of 1 to 20)
Etc.
[0072]
The reaction of the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal and the isocyanate compound having a crosslinkable silyl group can be carried out in the absence of a solvent or in various solvents, and the reaction temperature is 0 ° C. to 100 ° C., Preferably, it is 20 to 50 ° C. At this time, the tin-based catalyst and the tertiary amine-based catalyst already exemplified for promoting the reaction between the hydroxyl group and the isocyanate group can be used.
[0073]
The (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal obtained by each of the above methods can be made into a curable composition containing this as a main component.
The main component (meth) acrylic polymer may be used alone or in combination of two or more. There is no particular limitation on the molecular weight,
It is preferably in the range of 500-50000. When the molecular weight is 500 or less, the original characteristics of the (meth) acrylic polymer are hardly expressed, and when it is 50000 or more, handling becomes difficult.
[0074]
A (meth) acrylic polymer having a hydrolyzable silyl group at the terminal forms a network by a condensation reaction when it comes into contact with moisture, and gives a cured product (crosslinked product) having a three-dimensional network structure. Since the hydrolysis rate varies depending on the temperature, humidity, and type of hydrolyzable group, an appropriate hydrolyzable group must be selected according to the use conditions. Further, when storing a (meth) acrylic polymer having a hydrolyzable silyl group at the end, it is necessary to cut off contact with moisture as much as possible.
[0075]
A curing catalyst may be added to accelerate the curing reaction. Condensation catalysts include titanic acid esters such as tetrabutyl titanate and tetrapropyl titanate; organotin compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate, dibutyltin diacetate, tin octylate and tin naphthenate; lead octylate, butylamine and octyl Amine, dibutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, oleylamine, octylamine, cyclohexylamine, benzylamine, diethylaminopropylamine, xylylenediamine, triethylenediamine, guanidine, diphenylguanidine, 2, 4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, morpholine, N-methylmorpholine, 1,3-diazabicyclo (5,4, ) Amine compounds such as undecene-7 or their carboxylates; low molecular weight polyamide resins obtained from excess polyamines and polybasic acids; reaction products of excess polyamines and epoxy compounds; silane coupling agents having amino groups For example, one or more known silanol catalysts such as γ-aminopropyltrimethoxysilane and N- (β-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane may be used as necessary. The curing catalyst is preferably used in an amount of 0 to 10% by weight based on the (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal. When the hydrolyzable group Y is an alkoxy group, it is preferable to use a curing catalyst because the curing rate is slow only with this polymer.
[0076]
A uniform cured product can be obtained by mixing a curing catalyst with a (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal, which is the main component, if necessary, and curing. Although there is no restriction | limiting in particular as hardening conditions, Generally 0-100 degreeC, Preferably it is about 10-50 degreeC for about 1 hour-1 week. The properties of the cured product depend on the main chain skeleton and molecular weight of the polymer to be used, but can be widely prepared from rubbery to resinous.
[0077]
Specific uses of the cured product obtained from the above composition include sealing materials, adhesives, adhesives, elastic adhesives, paints, powder paints, foams, potting materials for electric and electronic materials, films, molding materials, Artificial marble can be mentioned.
[0078]
【Example】
Specific examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to the following examples.
Example 1
In a 30 mL pressure-resistant reaction vessel, acrylic acid-n-butyl (5 mL, 4.47 g, 34.9 mmol), α, α′-dibromo-p-xylene (185 mg, 0.70 mmol), cuprous bromide (100 mg) , 0.70 mmol), 2,2′-bipyridyl (326 mg, 2.10 mmol), ethyl acetate (4 mL) and acetonitrile (1 mL) were added, nitrogen bubbling was performed for 10 minutes to remove dissolved oxygen, and the tube was sealed. . The mixture was heated to 130 ° C. and reacted for 3 hours. The reaction vessel was returned to room temperature, 2-hydroxyethyl methacrylate (0.352 mL, 364 mg, 2.80 mmol) was added and sealed, and reacted at 80 ° C. for 2 hours. The mixture was diluted with ethyl acetate (20 mL) and washed 3 times with 10% hydrochloric acid and once with brine. The organic layer is Na2SOFourAfter drying, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 4.11 g of poly (acrylic acid-n-butyl) having a hydroxyl group at the terminal end represented by the following formula (82%). The number average molecular weight of the polymer was 5900 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.45. Also,1From 1 H-NMR analysis, the average number of hydroxyl groups per molecule of the polymer was 3.2.
[0079]
[Chemical 6]
Figure 0003980724
[0080]
Production Example 1 (Production of hydroxyl group-containing initiator)
2-Bromopropionic acid chloride (2 mL, 3.35 g, 19.5 mmol) was slowly added dropwise at 0 ° C. to a THF solution (10 mL) of ethylene glycol (10.9 mL, 195 mmol) and pyridine (3 g, 39 mmol) in a nitrogen atmosphere. did. The solution was stirred at that temperature for 2 hours. Dilute hydrochloric acid (20 mL) and ethyl acetate (30 mL) were added, and the two layers were separated. The organic layer is washed with dilute hydrochloric acid and brine, and Na2SOFourAfter drying, the volatile matter was distilled off under reduced pressure to obtain a crude product (3.07 g). The crude product was distilled under reduced pressure (70 to 73 ° C., 0.5 mmHg) to obtain hydroxyethyl-2-bromopropionate represented by the following formula (2.14 g, 56%).
HThreeCC (H) (Br) C (O) O (CH2)2-OH
Example 2
In a 30 mL pressure-resistant reaction vessel, acrylic acid-n-butyl (5 mL, 4.47 g, 34.9 mmol), the hydroxyl group-containing initiator obtained in Production Example 1 (138 mg, 0.698 mmol), cuprous bromide ( 100 mg, 0.698 mmol), 2,2′-bipyridyl (218 mg, 1.40 mmol), ethyl acetate (4 mL), and acetonitrile (1 mL) were charged, and dissolved oxygen was removed by nitrogen bubbling, and then sealed. The mixture was heated to 130 ° C. and reacted for 2 hours. The reaction vessel was returned to room temperature, 2-hydroxyethyl methacrylate (0.176 mL, 182 mg, 1.40 mmol) was added, and the mixture was reacted at 100 ° C. for 2 hours. The mixture was diluted with ethyl acetate (20 mL), insolubles were filtered off, and the filtrate was washed twice with 10% hydrochloric acid and once with brine. The organic layer is Na2SOFourAfter drying, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 4.44 g of poly (acrylic acid-n-butyl) having a hydroxyl group at the end represented by the following formula (yield: 93%). The number average molecular weight of the polymer was 6100 according to GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.32. Also,1According to 1 H-NMR measurement, the average number of hydroxyl groups per molecule of the polymer was 3.3.
[0081]
[Chemical 7]
Figure 0003980724
[0082]
Example 3
In Example 2, 6.96 g of poly (acrylic acid-n-butyl) shown in Chemical formula 7 was obtained in the same manner except that 10 mL of acrylic acid-n-butyl was used (yield 75%). The number average molecular weight of the polymer was 8300 according to GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.32. Also,1According to 1 H-NMR measurement, the average number of hydroxyl groups per molecule of the polymer was 2.2.
Example 4
Except that 7.5 mL of acrylic acid-n-butyl was used in Example 2, 5.75 g of poly (acrylic acid-n-butyl) represented by Chemical formula 7 was obtained (yield 82%). The number average molecular weight of the polymer was 7500 according to GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.36. Also,1The average number of hydroxyl groups per molecule of the polymer was 2.1 by 1 H-NMR measurement.
Example 5
In a 50 mL pressure-resistant reaction vessel, acrylic acid-n-butyl (10.94 mL, 9.78 g, 76.3 mmol), the hydroxyl group-containing initiator obtained in Production Example 1 (301 mg, 1.53 mmol), first bromide Copper (219 mg, 1.53 mmol), 2,2′-bipyridyl (476 mg, 3.05 mmol), ethyl acetate (8.8 mL), acetonitrile (2.2 mL) were charged, and dissolved oxygen was removed by nitrogen bubbling. After that, it was sealed. The mixture was heated to 130 ° C. and reacted for 1.3 hours. The mixture was diluted with ethyl acetate (20 mL) and washed 3 times with 10% hydrochloric acid and once with brine. The organic layer is Na2SOFourAfter drying, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 5.23 g of poly (acrylic acid-n-butyl) having a hydroxyl group at one end (53%). The number average molecular weight of the polymer was 3400 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.31. Also,1From 1 H-NMR analysis, the average number of hydroxyl groups per polymer molecule was 1.09.
[0083]
Next, in a 50 mL three-necked flask equipped with a stirrer and a reflux condenser, poly (acrylic acid-n-butyl) having a hydroxyl group at one end obtained above (2.15 g), Na2S • 9H2O (76.3 mg, 0.318 mmol) and ethanol (3 mL) were charged, and the mixture was stirred at reflux temperature for 3 hours. After cooling to room temperature, ethyl acetate (5 mL) and 10% hydrochloric acid (5 mL) were added, and the two layers were separated. The organic layer was washed with 10% hydrochloric acid and brine, and Na2SOFourAfter drying, the volatile matter was distilled off under reduced pressure to obtain 1.93 g of poly (acrylic acid-n-butyl) having hydroxyl groups at both ends represented by the following formula. The number average molecular weight of the polymer was 5700 according to GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.39.
[0084]
[Chemical 8]
Figure 0003980724
[0085]
Examples 6 to 10 (creation of cured product)
Poly (acrylic acid-n-butyl) having hydroxyl groups at both ends obtained in Examples 1 to 5, trifunctional isocyanate compound (B-45 manufactured by Yushi Co., Ltd.) represented by the following formula, and tin-based catalyst (stock) Nitto Kasei Co., Ltd., U-220, dibutyltin diacetylacetonate) was mixed well. The mixing ratio was such that the hydroxyl group of the (meth) acrylic polymer and the isocyanate group of the isocyanate compound had a molar ratio of 1/1, and the tin-based catalyst was 0.1% relative to 100 parts by weight of the polymer. The amount was 1 part by weight.
[0086]
The above mixture was degassed under reduced pressure, poured into a mold and cured by heating at 80 ° C. for 15 hours. The obtained cured product was immersed in toluene for 24 hours, and the gel fraction was calculated from the weight change before and after. The results are shown in Table 1.
[0087]
[Chemical 9]
Figure 0003980724
[0088]
[Table 1]
Figure 0003980724
[0089]
Example 11
Using a 1 L autoclave, 82 g of poly (acrylic acid-n-butyl) having a hydroxyl group at the terminal was obtained (75%) on a scale 20 times that of Example 2 (using 100 g of acryl-n-butyl acid). The number average molecular weight of the obtained polymer was 5100 according to GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.29.
[0090]
Next, to a toluene solution (100 mL) of poly (acrylic acid-n-butyl) (50 g) having a hydroxyl group at the terminal obtained as described above and pyridine (10 mL) at 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. -Undecenoic acid chloride (7.22 mL, 6.81 g, 33.6 mmol) was slowly added dropwise and stirred at 60 ° C for 3 hours. The resulting white solid was filtered and the organic layer was washed with dilute hydrochloric acid and brine. The organic layer is Na2SOFourAnd concentrated under reduced pressure to obtain poly (acrylic acid-n-butyl) (43 g) having an alkenyl group at the terminal shown in the following formula. The number average molecular weight of the obtained polymer was 5400 by GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.3. Also,1According to 1 H-NMR analysis, the average number of alkenyl groups per polymer molecule was 2.28.
[0091]
[Chemical Formula 10]
Figure 0003980724
[0092]
Example 12
In a 50 mL three-necked flask equipped with a reflux condenser and a stirrer, poly (acrylic acid-n-butyl) having a hydroxyl group at both ends obtained in Example 5 (780 mg), pyridine (0.3 mL) and Toluene (2 mL) was charged. Under a nitrogen atmosphere, 10-undecenoic acid chloride (0.0705 mL, 0.328 mmol) was added dropwise at 60 ° C., and the mixture was stirred at the same temperature for 3 hours. Ethyl acetate (5 mL) and 10% hydrochloric acid (5 mL) were added, and the two layers were separated. The organic layer is washed with 10% hydrochloric acid and brine, and Na2SOFourAfter drying, the volatile matter was distilled off under reduced pressure to obtain poly (acrylic acid-n-butyl) having an alkenyl group at both ends shown in the following formula (560 mg). The number average molecular weight of the obtained polymer was 6500 according to GPC measurement (polystyrene conversion), and the molecular weight distribution was 1.31.
[0093]
Embedded image
Figure 0003980724
[0094]
Examples 13-14
Poly (butyl acrylate) having an alkenyl group at both ends obtained in Examples 11 and 12, a hydrosilyl group-containing compound represented by the following formula, and 1,1,3,3-tetramethyl-1 of zerovalent platinum , 3-Divinyldisiloxane complex (8.3 × 10-8mol / L xylene solution) was mixed well. The amount of the hydrosilyl group-containing compound used is such that the molar ratio of the alkenyl group of the polymer to the hydrosilyl group of the hydrosilyl group-containing compound is 1 / 1.2, and the amount of platinum catalyst used is the amount of the alkenyl group of the polymer. In contrast, the molar ratio is 10-Four-10-3Equivalent.
[0095]
A part of the composition thus obtained was subjected to a curing test on a hot plate at 130 ° C., and the gelation time was measured. The remaining composition was degassed under reduced pressure, poured into a mold and heat-cured to obtain a rubber-like cured product. The cured product was immersed in toluene for 24 hours, and the gel fraction was measured from the weight change before and after. The results are shown in Table 2.
[0096]
.
Embedded image
Figure 0003980724
[0097]
[Table 2]
Figure 0003980724
[0098]
Example 15
In a 30 mL pressure-resistant reaction vessel, poly (butyl acrylate) having alkenyl groups at both ends obtained in Example 11 (2 g), methyldimethoxysilane (0.32 mL), methyl orthoformate (0.09 mL, alkenyl group) 3 equivalents), 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane complex of zero-valent platinum (8.3 × 10-810 mol / L xylene solution, alkenyl group-4Equivalent) and stirred at 100 ° C. for 1 hour. The volatile matter was distilled off under reduced pressure to obtain 2 g of poly (acrylic acid-n-butyl) having methyldimethoxysilyl groups at both ends, as shown in the following formula.
[0099]
Embedded image
Figure 0003980724
[0100]
Next, poly (acryl-n-butyl acid) having a crosslinkable silyl group at both ends obtained as described above (1 g) and a curing catalyst (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd., U-220, dibutyltin diacetylacetonate) , 30 mg) was mixed well, poured into a mold, and defoamed at room temperature using a vacuum dryer. A uniform rubber-like cured product was obtained by leaving it to stand at room temperature for 7 days. The gel fraction was 78%.
Production Example 2
To a 100 mL reactor was added n-butyl acrylate (20 mL, 17.9 g, 0.140 mmol), diethyl 2,5-dibromoadipate (0.628 g, 1.74 mmol), cuprous bromide (225 mg, 1.57 mmol), pentamethyldiethylenetriamine (0.328 mL, 0.272 g, 1.57 mmol) and toluene (2.0 mL) were charged, freeze degassed, and then purged with nitrogen. The mixture was heated to 70 ° C. and allowed to react for 45 minutes. At this point, the monomer conversion was 82%. The reaction mixture was diluted with ethyl acetate, passed through an activated alumina column, the copper catalyst was removed, and poly (acrylic acid-n-butyl) having a bromine group at the end shown in the following formula was obtained. The number average molecular weight of the produced polymer was 10200, and the molecular weight distribution was 1.14.
[0101]
Embedded image
Figure 0003980724
[0102]
Example 16
Poly (n-butyl acrylate) (5.00 g) obtained in Production Example 2 and sodium 4-hydroxybutyrate (0.248 g, 1.967 mmol) in N, N-dimethylacetamide (10 mL) Mix and stir at 70 ° C. for 3 hours. The reaction solution was diluted with ethyl acetate, washed with water, and the volatile matter in the organic layer was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer having hydroxyl groups at both ends represented by the following formula.1According to 1 H NMR measurement, the number of hydroxyl groups per polymer molecule was 1.66 on average.
[0103]
Embedded image
Figure 0003980724
[0104]
Example 17
The poly (acrylic acid-n-butyl) having hydroxyl groups at both ends obtained in Example 16 and the trifunctional isocyanate compound represented by the following formula (B-45, manufactured by Yushi Co., Ltd.) were mixed well. The mixing ratio was such that the hydroxyl group of the polymer and the isocyanate group of the isocyanate compound were 1/3 in molar ratio.
[0105]
Embedded image
Figure 0003980724
[0106]
The above mixture was degassed under reduced pressure and cured by heating at 100 ° C. for 24 hours. The obtained cured product was immersed in toluene for 24 hours, and the gel fraction was calculated to be 97% from the weight change before and after.
[0107]
【The invention's effect】
According to the present invention, a (meth) acrylic polymer having a high proportion of hydroxyl groups at the ends, which has been difficult to produce, can be easily obtained, and a curable composition having excellent curing characteristics is obtained. Obtainable. In addition, by utilizing the reactivity of the hydroxyl group, a (meth) acrylic polymer having an alkenyl group or a crosslinkable silyl group at the terminal can be easily obtained. From each terminal functional (meth) acrylic polymer A curable composition having excellent curing characteristics can be obtained.

Claims (13)

有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒として(メタ)アクリル系モノマーを重合することにより得られる、一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲンを水酸基含有置換基に変換することを特徴とする、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法であって、
−CH2−C(R1)(CO22)(X) (1)
(式中、R1は水素またはメチル、R2は炭素数が1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体に、重合性のアルケニル基と水酸基を併せ有する化合物を第二のモノマーとして反応させる、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法。
Polymerizing a (meth) acrylic monomer using an organic halide or a sulfonyl halide as an initiator and a metal complex having a group 8 element, group 9, group 10, or group 11 element as a central metal in the periodic table as a catalyst. The (meth) acrylic polymer having a terminal hydroxyl group is obtained by converting the halogen of the (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula 1 into a hydroxyl group-containing substituent obtained by A method,
—CH 2 —C (R 1 ) (CO 2 R 2 ) (X) (1)
(Wherein R 1 is hydrogen or methyl, R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, X is chlorine, bromine, or Iodine)
A (meth) acrylic polymer having a terminal hydroxyl group is reacted with a compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group as a second monomer to a (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula 1. Manufacturing method.
重合性のアルケニル基と水酸基を併せ有する化合物が一般式2で示される化合物である請求項1記載の製造方法。
2C=C(R3)−R4−R5−OH (2)
(式中、R3は水素またはメチル基、R4は−C(O)O−(エステル基)、またはo−、m−、p−フェニレン基、R5は直接結合、または炭素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいても良い)
The process according to claim 1, wherein the compound having both a polymerizable alkenyl group and a hydroxyl group is a compound represented by the general formula 2.
H 2 C = C (R 3 ) -R 4 -R 5 -OH (2)
Wherein R 3 is hydrogen or a methyl group, R 4 is —C (O) O— (ester group), or o-, m-, p-phenylene group, R 5 is a direct bond, or 1 to 20 divalent organic groups may contain one or more ether bonds)
有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒として(メタ)アクリル系モノマーを重合することにより得られる、一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲンを水酸基含有置換基に変換することを特徴とする、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法であって、
−CH2−C(R1)(CO22)(X) (1)
(式中、R1は水素またはメチル、R2は炭素数が1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体に金属単体あるいは有機金属化合物を反応させて(メタ)アクリル系重合体の末端構造をエノレートアニオンに変換した後、当該エノレートアニオンにアルデヒド類またはケトン類を反応させることによって水酸基含有置換基に変換する、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法。
Polymerizing a (meth) acrylic monomer using an organic halide or a sulfonyl halide as an initiator and a metal complex having a group 8 element, group 9, group 10, or group 11 element as a central metal in the periodic table as a catalyst. The (meth) acrylic polymer having a terminal hydroxyl group is obtained by converting the halogen of the (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula 1 into a hydroxyl group-containing substituent obtained by A method,
—CH 2 —C (R 1 ) (CO 2 R 2 ) (X) (1)
(Wherein R 1 is hydrogen or methyl, R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, X is chlorine, bromine, or Iodine)
After converting the terminal structure of the (meth) acrylic polymer into an enolate anion by reacting a metal simple substance or an organometallic compound with the (meth) acrylic polymer having the terminal structure represented by the general formula 1, the enolate anion A method for producing a (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal, which is converted into a hydroxyl group-containing substituent by reacting with aldehydes or ketones.
金属単体が亜鉛であることを特徴とする請求項3記載の製造方法。  The method according to claim 3, wherein the metal simple substance is zinc. 有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒として(メタ)アクリル系モノマーを重合することにより得られる、一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲンを水酸基含有置換基に変換することを特徴とする、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法であって、
−CH2−C(R1)(CO22)(X) (1)
(式中、R1は水素またはメチル、R2は炭素数が1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体に一般式3で示す水酸基含有オキシアニオン、あるいは式4で示す水酸基含有カルボキシレートアニオンを反応させてハロゲンを水酸基含有置換基に変換する、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法。
+−R6−OH (3)
(式中、R6は炭素数1〜20の2価のアルキル基、炭素数6〜20の2価のアリール基、または炭素数7〜20の2価のアラルキル基で1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい、M+はアルカリ金属イオンまたは4級アンモニウムイオン)
+C(O)−R6−OH (4)
(式中、R6、M+は上記に同じ)
Polymerizing a (meth) acrylic monomer using an organic halide or a sulfonyl halide as an initiator and a metal complex having a group 8 element, group 9, group 10, or group 11 element as a central metal in the periodic table as a catalyst. The (meth) acrylic polymer having a terminal hydroxyl group is obtained by converting the halogen of the (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula 1 into a hydroxyl group-containing substituent obtained by A method,
—CH 2 —C (R 1 ) (CO 2 R 2 ) (X) (1)
(Wherein R 1 is hydrogen or methyl, R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, X is chlorine, bromine, or Iodine)
The (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by general formula 1 is reacted with a hydroxyl group-containing oxyanion represented by general formula 3 or a hydroxyl group-containing carboxylate anion represented by formula 4 to convert halogen to a hydroxyl group-containing substituent. The manufacturing method of the (meth) acrylic-type polymer which has a hydroxyl group at the terminal.
M + O —R 6 —OH (3)
(In the formula, R 6 is a divalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a divalent aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and one or more ether bonds. M + is an alkali metal ion or a quaternary ammonium ion)
M + O C (O) —R 6 —OH (4)
(Wherein R 6 and M + are the same as above)
開始剤である有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物が水酸基を有するハロゲン化物であることを特徴とする請求項1〜5記載の製造方法。  6. The production method according to claim 1, wherein the organic halide which is an initiator or the halogenated sulfonyl compound is a halide having a hydroxyl group. 有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒として(メタ)アクリル系モノマーを重合することにより得られる、一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲンを水酸基含有置換基に変換することを特徴とする、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法であって、
−CH2−C(R1)(CO22)(X) (1)
(式中、R1は水素またはメチル、R2は炭素数が1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
開始剤である有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物として水酸基を有するハロゲン化物を用いて、一方の末端に水酸基、他方の末端が一般式1で示される構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、さらに一般式1のハロゲンを置換することのできる、同一、または異なった官能基を合計2個以上有する化合物を用いて、ハロゲン末端どうしをカップリングする、末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法。
Polymerizing a (meth) acrylic monomer using an organic halide or a sulfonyl halide as an initiator and a metal complex having a group 8 element, group 9, group 10, or group 11 element as a central metal in the periodic table as a catalyst. The (meth) acrylic polymer having a terminal hydroxyl group is obtained by converting the halogen of the (meth) acrylic polymer having a terminal structure represented by the general formula 1 into a hydroxyl group-containing substituent obtained by A method,
—CH 2 —C (R 1 ) (CO 2 R 2 ) (X) (1)
(Wherein R 1 is hydrogen or methyl, R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, X is chlorine, bromine, or Iodine)
An organic halide as an initiator or a halide having a hydroxyl group as a sulfonyl halide compound is used to form a (meth) acrylic polymer having a structure represented by the general formula 1 at one end and a hydroxyl group at the other end. A compound having two or more of the same or different functional groups that can be substituted with the halogen of the general formula 1 is used to couple the halogen terminals together, and has a hydroxyl group at the terminal (meth) A method for producing an acrylic polymer.
水酸基を有するハロゲン化物が、一般式5または6で示される化合物である請求項6又は7記載の製造方法。
78C(X)−R9−R5−OH (5)
(式中、R5は直接結合、または炭素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいても良い、R7、R8は水素、または、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、または、他端において相互に連結したもの、R9は−C(O)O−(エステル基)、−C(O)−(ケト基)、またはo−、m−、p−フェニレン基、Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
HO−R5−C(R7)(X)−R9−R8 (6)
(式中、R5、R7、R8、R9、Xは上記に同じ)
The production method according to claim 6 or 7, wherein the halide having a hydroxyl group is a compound represented by formula 5 or 6.
R 7 R 8 C (X) —R 9 —R 5 —OH (5)
(In the formula, R 5 is a direct bond, or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and may contain one or more ether bonds. R 7 and R 8 are hydrogen or 1 to 1 carbon atoms. An alkyl group having 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or those linked to each other at the other end, R 9 is —C (O) O— (ester group), -C (O)-(keto group), or o-, m-, p-phenylene group, X is chlorine, bromine, or iodine)
HO—R 5 —C (R 7 ) (X) —R 9 —R 8 (6)
(Wherein R 5 , R 7 , R 8 , R 9 and X are the same as above)
一般式1のハロゲン末端のカップリング反応を、ポリオール、ポリアミン、ポリカルボン酸、ポリチオール、およびそれらの塩、アルカリ金属硫化物からなる群より選ばれる化合物を用いて行うことを特徴とする請求項7記載の製造方法。  8. The halogen-terminated coupling reaction of the general formula 1 is carried out using a compound selected from the group consisting of polyols, polyamines, polycarboxylic acids, polythiols, salts thereof, and alkali metal sulfides. The manufacturing method as described. 請求項1〜9のいずれかの方法で末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を得た後、当該(メタ)アクリル系重合体の末端水酸基を、アルケニル基含有置換基に変換することを特徴とする、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法。 After obtaining the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal by the method according to any one of claims 1 to 9, the terminal hydroxyl group of the (meth) acrylic polymer is converted to an alkenyl group-containing substituent. A process for producing a (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at a terminal, characterized by: 請求項10記載の方法で末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体を得た後、当該末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体に、架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を付加させることを特徴とする、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法。A hydrosilane compound having a crosslinkable silyl group is added to the (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal after obtaining the (meth) acrylic polymer having an alkenyl group at the terminal by the method according to claim 10. A method for producing a (meth) acrylic polymer having a crosslinkable silyl group at a terminal, which is characterized in that it is added. 請求項1〜9のいずれかの方法末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体を得た後、当該末端に水酸基を有する(メタ)アクリル系重合体に、架橋性シリル基および水酸基と反応する官能基を併せ有する化合物を反応させることを特徴とする、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造方法。 After obtaining the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal by the method according to any one of claims 1 to 9, the (meth) acrylic polymer having a hydroxyl group at the terminal, The manufacturing method of the (meth) acrylic-type polymer which has a crosslinkable silyl group at the terminal characterized by making the compound which has the functional group which reacts react. 水酸基と反応する官能基がイソシアネート基である請求項12記載の製造方法。  The production method according to claim 12, wherein the functional group that reacts with a hydroxyl group is an isocyanate group.
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