JP4507381B2 - Method for producing decrosslinked resin - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、架橋性組成物それから得られる架橋型樹脂およびそれを加熱して得られるリサイクル容易な脱架橋型樹脂に関する。
【0002】
【従来の技術】
架橋型樹脂は、架橋されていない熱可塑性樹脂に比べ、耐溶剤性、耐熱性等に優れる利点がある。例えば、メタクリル系樹脂は、透明性および耐候性に優れているため、照明材料、光学材料、ディスプレイ、装飾部材、建築材料、温室用波板、人工大理石等の分野に使用されているが、メタクリル系樹脂の耐溶剤性、耐熱性を向上させるために、メタクリル系樹脂を架橋型とすることが知られている。
架橋型樹脂を製造する方法として、スチレンやメチルメタクリレートのようなビニル系単量体をジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレートを架橋剤として用い、その存在下でラジカル重合する方法が知られている。
【0003】
例えば、高分子化学、第27巻、第297号、p65、1970年には、メチルメタクリレートおよびスチレンの重合の際に、架橋剤としてジエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレートのようなエチレングリコール誘導体に起因するエステルを有するジメタクリレートを用いて架橋型樹脂を製造する方法が開示されている。
【0004】
また、特開昭57−167340号公報には、メチルメタクリレートを主成分とするビニル系単量体の重合の際に、架橋剤として1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートのような直鎖状のアルカンジオールに起因するエステルを有するジ(メタ)アクリレートを用いて架橋型樹脂を製造する方法が開示されている。
【0005】
近年、地球環境の保全および資源の有効利用の観点から、樹脂のリサイクルは重要な課題となっている。しかしながら、前記従来技術に開示された架橋剤を用いて得られる架橋型樹脂は不溶不融であることに加え、加熱により脱架橋することが困難であるために、使用後に有効に処理または再利用することが困難であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、架橋性組成物それから得られる架橋型樹脂およびそれを加熱して得られるリサイクル容易な脱架橋型樹脂を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、3級アルコールに起因するエステル結合を有するジ(メタ)アクリレートを架橋剤として用いることにより、架橋型樹脂が容易に得られ、かつそれを加熱することにより容易に脱架橋できることを見出し、本発明を完成した。
【0008】
即ち、本発明はビニル系単量体と式(1)に示すジ(メタ)アクリレートとラジカル発生剤とからなる架橋性組成物を重合・架橋して得られる架橋型樹脂を180℃〜300℃で加熱し、架橋型樹脂に含まれる3級アルコールに起因するエステル結合を切断し脱架橋する脱架橋型樹脂の製造方法である。
【0009】
【化2】
(式中、R1は、水素原子またはメチル基であり、R2は、炭素数1〜11の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。)
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明において使用されるビニル系単量体は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和化合物であり、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類;メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート等のアクリル酸エステル類;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物;2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、モノグリセロールアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、モノグリセロールメタクリレート等のヒドロキシル基含有単量体;アクリルアミド、メタクリルアミド、N−フェニルマレイミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリレート等の窒素含有単量体;アリルグリシジルエーテル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基含有単量体;ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアリルエーテルなどのアルキレンオキサイド基含有単量体;スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、クロルスチレン、t−ブチルスチレン等のスチレン系単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等のビニルエステル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、エチレン等が挙げられる。
なお、これらは単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。
【0013】
これらの中で、本発明の架橋剤とモノマー反応性が類似し、比較的均一な網目構造を与えることができるため、メチルメタクリレートを主体とする単量体は好ましいものである。即ち、メチルメタクリレート単独ないしメチルメタクリレートとさらにそれと共重合可能な単量体とからなるビニル系単量体混合物であり、該ビニル系単量体混合物中にメチルメタクリレートを50重量%以上含むものである。メチルメタクリレートと共重合可能な単量体としては前記ビニル系単量体から1種以上が選択される。
【0014】
本発明において、架橋性組成物の粘度を上げ、成形性をより良好とするのには、ビニル系単量体に該単量体の重合体をさらに含ませることが好ましい。ビニル系単量体の重合体を含有する該単量体溶液は通常シロップと呼ばれ、ビニル系単量体の重合体を該単量体に溶解することにより、またはビニル系単量体の重合をある程度まで進行させることにより調製できる。
【0015】
前記シロップ中のビニル系単量体の重合体の重量平均分子量は通常5000〜2000000、好ましくは10000〜1000000であり、また、含有量は、通常60重量%以下、好ましくは50重量%以下である。重量平均分子量が2000000を超えたり、含有量が60重量%を越えるとシロップの粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難となる傾向にある。
【0016】
本発明において使用する特定構造のジ(メタ)アクリレートは、前記一般式(1)で示される構造であり、3級アルコールに起因するエステル結合を有するジ(メタ)アクリレートである。前記ビニル系単量体との共重合により架橋体を形成し、架橋剤として作用する。
前記式(1)において、R2は、炭素数1〜11の直鎖または分岐のアルキレン基を表し、分岐の様式により、1級および3級アルコールに起因するエステル、2級および3級アルコールに起因するエステル、2個の3級アルコールに起因するエステルを有する構造となる。
【0017】
前記式(1)に示す化合物を具体的に例示すると、例えば2−メチル−1,2−プロパンジオールジアクリレート、2−メチル−1,2−プロパンジオールジメタクリレート、3−メチル−1,3−ブタンジオールジアクリレート、3−メチル−1,3−ブタンジオールジメタクリレート等の1級および3級アルコールに起因するエステルを有するジ(メタ)アクリレート;2−メチル−2,4−ペンタンジオールジアクリレート、2−メチル−2,4−ペンタンジオールジメタクリレート等の2級および3級アルコールに起因するエステルを有するジ(メタ)アクリレート;2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオールジアクリレート、2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオールジメタクリレート、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオールジアクリレート、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオールジメタクリレート、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオールジアクリレート、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオールジメタクリレート、2,7−ジメチル−2,7−オクタンジオールジアクリレート、2,7−ジメチル−2,7−オクタンジオールジメタクリレート、2,9−ジメチル−2,9−デカンジオールジアクリレート、2,9−ジメチル−2,9−デカンジオールジメタクリレート、2,11−ジメチル−2,11−ドデカンジオールジアクリレート、2,11−ジメチル−2,11−ドデカンジオールジメタクリレート等の2個の3級アルコールに起因するエステルを有するジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0018】
特に、2−メチル−2,4−ペンタンジオールジアクリレート、2−メチル−2,4−ペンタンジオールジメタクリレート、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオールジアクリレート、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオールジメタクリレートは、架橋反応および脱架橋反応が効率よく進行するので好ましい。
【0019】
前記ジ(メタ)アクリレートは、従来の(メタ)アクリレート製造の一般的な方法に従い製造できる。例えば、(メタ)アクリル酸クロライドと相当するジオールをトリエチルアミンのような塩基の存在下でエステル化反応させることにより得ることができる。
【0020】
前記ジ(メタ)アクリレートの使用量は、目的とする架橋度により異なるが、通常ビニル系単量体100重量部に対して0.5〜100重量部、好ましくは1〜80重量部である。0.5重量部未満では、架橋が効果的に進行しない。また、100重量部を超えると架橋樹脂の強度等の物性が低下する傾向にある。
【0021】
本発明で使用されるラジカル発生剤は、熱または光によりラジカル分解し効果的にフリーラジカルを発生する化合物である。
例えば、ジ−t−ブチルペルオキシド、ジ−t−ヘキシルペルオキシド、ジクミルペルオキシド等のジアルキルペルオキシド類;1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン等のペルオキシケタール類;t−ブチルペルオキシベンゾエート、t−ヘキシルペルオキシベンゾエート、t−ブチルペルオキシアセテート、t−ブチルペルオキシラウレート、t−ブチルペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシイソブチレート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシピバレート、t−ヘキシルペルオキシピバレート、t−ブチルペルオキシネオデカノエート、t−ヘキシルペルオキシネオデカノエート、クミルペルオキシネオデカノエート等のペルオキシエステル類;t−ブチルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ヘキシルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート等のモノペルオキシカーボネート類;ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルペルオキシド等のジアシルペルオキシド類;ジ−n−プロピルペルオキシジカーボネート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルペルオキシジカーボネート等のペルオキシジカーボネート類;2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)等のアゾ化合物;ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、4,4’−ビス(N,N’−ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンジル、9,10−フェナントラキノン、9,10−アントラキノン、α,α−ジメチル-α−ヒドロキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、α,α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、α,α−ジエトキシアセトフェノン、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(O−ベンゾイル)オキシム、ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、α−ジメチルアミノ−α−エチル−α−ベンジル−3,5−ジメチル−4−モルホリノアセトフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン等の光開始剤が挙げられる。
【0022】
これらラジカル発生剤は単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。また、反応を促進するためにナフテン酸コバルト、ジメチルアニリン等の促進剤を併用することも可能である。
これらラジカル発生剤の中で、ラジカル発生速度を容易に制御できる点から、ペルオキシドやアゾ化合物などの熱分解型ラジカル発生剤が好ましいものである。
【0023】
これらラジカル発生剤の使用量は、通常単量体100重量部に対し0.001〜10重量部、好ましくは0.01〜5重量部である。0.001重量部未満では、重合速度が遅く単量体の残存量が増加する傾向にある。また、10重量部を越えると重合速度の調節が困難となる傾向にある。
【0024】
本発明の架橋型樹脂は、前記架橋性組成物を重合・架橋することにより得られる。
重合・架橋とは、ビニル系単量体と前記架橋剤との共重合により、重合反応と同時に架橋反応を進行させることを意味する。そのようにして得られる本発明の架橋型樹脂は、架橋部位に3級アルコールに起因するエステル結合が導入された構造となる。
重合・架橋する方法は、前記ラジカル発生剤が効果的にラジカルを発生するように架橋性組成物を加熱もしくは紫外光照射すればよい。特に熱分解型ラジカル発生剤の存在下で加熱による方法は、容易に行える点で好ましい。
【0025】
加熱温度は前述のラジカル発生剤が適切な速度で分解する温度であり、通常50〜150℃、好ましくは60〜140℃である。50℃未満では重合速度が遅く単量体の残存量が増加する傾向にある。また、150℃を越えると重合速度の調節が困難となる傾向にある。
【0026】
また、本発明において架橋型樹脂の重合度やビニル系単量体の重合速度を調整するために、例えばn−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、2−エチルヘキシル−β−メルカプトプロピオネート、α−メチルスチレン二量体等の連鎖移動剤を使用することができる。
【0027】
さらに用途に応じて架橋性組成物にガラス繊維、ビニロン繊維、炭素繊維等の補強材、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、クレー等の無機充填剤、離型剤、紫外線吸収剤、着色剤、安定剤、難燃剤等の添加物を混合しても差し支えない。
【0028】
本発明において架橋型樹脂を製造する際に、成形を同時に行うことにより各種成形体を得ることができる。成形法としては、熱硬化性樹脂に対し通常行われている公知の成形法の全てが適用可能であり、例えば注型成形法、圧縮成形法、トランスファー成形法、射出成形法、押出成形法等が挙げられる。
上記成形手段によりメタクリル板、浴槽・台所製品用人工大理石等の成形体を得ることができる。
【0029】
本発明の脱架橋型樹脂は、前述のようにして得られた架橋型樹脂に含まれる3級アルコールに起因するエステル結合を加熱切断して得られるリサイクル容易な樹脂である。
3級アルコールに起因するエステル結合は、通常樹脂本体の分解温度に比べ低くなるため、適切な温度で加熱することにより選択的にその結合を切断できる。加熱温度は使用した式(1)に示すジ(メタ)アクリレートや樹脂本体の種類などにより適宜選択されるが、通常180〜300℃の温度であり、好ましくは200〜280℃である。加熱温度が180℃未満では3級アルコールに起因するエステル結合の切断が生起しないか、もしくは効率よく進行しなくなる傾向にある。また、300℃を越えると解重合等の樹脂本体の分解が起こり易くなる傾向にあり、樹脂としての再生が困難となる。
【0030】
なお、本発明において、脱架橋とは必ずしも完全な脱架橋をする場合だけではなく、部分的に脱架橋する場合も含んでいる。脱架橋の度合いは加熱温度と加熱時間により調整し、最適な条件を選択する。
脱架橋度を比較的小さくしたい場合は、温和な条件での脱架橋、即ち、前記加熱温度範囲の中の比較的低い温度で加熱処理するか、または高い温度であっても短時間で加熱処理すればよい。
【0031】
加熱方法は、特に限定はされないが、例えば、オーブン中での加熱、プレスによる加圧下での加熱、混練しながらの加熱等が挙げられる。また、部分的脱架橋した樹脂を必要とする場合には、架橋樹脂の一部分だけを加熱するような条件を選択することにより容易に得ることができる。
【0032】
前述の方法により得られる脱架橋型樹脂は成形材料として再利用でき、脱架橋の度合いに応じて種々の用途に用いることができる。
例えば、ほぼ完全に脱架橋した樹脂は通常熱可塑性樹脂で行われる成形方法、例えば、射出成形、押出成形、ブロー成形等により各種成形品とすることができる。また、その際に他の熱可塑性樹脂を混合して成形することもできる。
一方、脱架橋度が比較的小さい樹脂は、他の熱可塑性樹脂と溶融混練して熱可塑性樹脂マトリックス中に微細分散させて各種成形品とすることができる。
また、架橋型樹脂を部分的に加熱し、脱架橋した部分だけを溶剤洗浄や加工処理することにより取り除くことも可能である。
【0033】
【実施例】
次に、実施例および比較例を挙げて、この発明をさらに具体的に説明する。なお、各例中の部、%は特に断らない限り重量部および重量%を示す。また、各例中の略号は以下の化合物を表している。
なお、25DMA及びHGDMAは参考例1及び参考例2の方法により合成し、25DAは特開平9−52864号公報に記載の方法に準じて合成した。
【0034】
なお、略号は以下の意を示す。
25DMA:2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオールジメタクリレート、
HGDMA:2−メチル−2,4−ペンタンジオールジメタクリレート、
25DA:2,5−ジメチル−2,5−ヘンキサンジオールジアクリレート、
DEGDMA:ジエチレングリコールジメタクリレート、
MMA:メチルメタクリレート。
【0035】
参考例1
攪拌機と温度計を備えた200ミリリットルの四つ口フラスコに、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール5g、トリエチルアミン10.4g、塩化メチレン50ミリリットルを入れ、攪拌しながら水浴で15℃に保った。そこに、メタクリル酸クロライド10.8gを15分かけて滴下した。滴下終了後、15〜20℃の温度で攪拌を4時間続けた。
【0036】
反応終了後、n−ヘキサン100ミリリットルと5%塩酸水100ミリリットルを添加し、有機層を分離した。有機層を5%水酸化ナトリウム水溶液、5%塩酸水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水の順序で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、溶媒を減圧下で留去し、8.79gの粗生成物を得た。
これを、シリカゲルカラムにより精製することにより無色透明液体を得た。その赤外吸収スペクトル(IR)および核磁気共鳴スペクトル(1H−NMR)により、得られた化合物は25DMAであることが確認された。
【0037】
参考例2
攪拌機と温度計を備えた200ミリリットルの四つ口フラスコに、2−メチル−2,4−ペンタンジオール5g、トリエチルアミン12.9g、塩化メチレン50ミリリットルを入れ、攪拌しながら水浴で15℃に保った。そこに、メタクリル酸クロライド13.3gを15分かけて滴下した。滴下終了後、15〜20℃の温度で攪拌を4時間続けた。
反応終了後、加水して溶液を分離し、有機層を5%水酸化ナトリウム水溶液、5%塩酸水、水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、溶媒を減圧下で留去して9.75gの粗生成物を得た。これを、シリカゲルカラムにより精製することにより無色透明液体を得た。
得られた化合物の赤外吸収スペクトル(IR)および核磁気共鳴スペクトル(1H−NMR)により、得られた化合物はHGDMAであることが確認された。
【0038】
実施例1
スチレン95部、25DMA5部およびスチレンに対し重合開始剤としてt−ブチルペルオキシベンゾエート0.1重量部を含有した混合溶液をガラスアンプルに入れ、窒素置換後封管し、120℃の恒温槽に浸し、5時間重合を行い重合物を得た。
この重合物から約0.1gの試料を採取し、ベンゼン10ミリリットル中に室温で一晩浸した結果、試料は膨潤したゲル状となった。さらに、下式に従って溶解率を求めた結果、溶解率は10%以下であった。このことから、この重合物は架橋構造を有しており、耐溶剤性に優れることが確認された。
【0039】
【数1】
【0040】
次いで、別途重合物から約0.1gの試料を採取し、オーブン中で250℃、30分間加熱した後、上記と同様な溶解性試験を行った。その結果、加熱後試料の溶解率は100%でありベンゼンに完溶した。
加熱後の試料についてテトラヒドロフラン(THF)を溶媒として用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレンによる検量線を用いて分子量を測定した。その結果、重量平均分子量は31.6万であった。
【0041】
比較例1
25DMAを用いない他は実施例1と同様に重合を行った。得られた重合体について、実施例1に準じてベンゼンへの溶解性を調べた結果、溶解率は100%でありベンゼンに完溶した。また、GPCにより求めた重量平均分子量は31.7万であった。
【0042】
比較例2
25DMAの代わりにDEGDMAを用いた他は実施例1と同様に試験した。その結果、250℃で加熱前および加熱後の試料ともに溶解率は10%以下であった。
【0043】
実施例2
MMA98部、25DMA2部、重合開始剤としてラウロイルペルオキシドをMMAに対し0.21重量部および連鎖移動剤としてn−ドデシルメルカプタン0.3%(全溶液の容積に対する重量%)を含有した混合溶液をガラスアンプルに入れ、窒素置換後封管し、70℃の恒温槽に浸し、5時間重合を行い重合物を得た。
【0044】
この重合物から約0.1gの試料を採取し、ベンゼン10ミリリットル中に40℃で一晩浸した結果、試料は膨潤したゲル状となった。さらに、上式に従って溶解率を求めた結果、溶解率は10%以下であった。このことから、この重合物は架橋構造を有しており、耐溶剤性に優れることが確認された。
【0045】
次いで、別途重合物から約0.1gの試料を採取し、オーブン中で250℃、30分間加熱した後、上記と同様な溶解性試験を行った。その結果、加熱後試料の溶解率は100%であり、ベンゼンに完溶した。
加熱後の試料についてテトラヒドロフラン(THF)を溶媒として用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレンによる検量線を用いて分子量を測定した。結果を表1に示した。
【0046】
【表1】
【0047】
表中の略号は以下を示す。
25DMA:2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオールジメタクリレート、HGDMA:2−メチル−2,4−ペンタンジオールジメタクリレート、
25DA:2,5−ジメチル−2,5−ヘンキサンジオールジアクリレート、
DEGDMA:ジエチレングリコールジメタクリレート、
MMA:メチルメタクリレート。
【0048】
実施例3〜6、比較例3〜4
実施例2において架橋剤の種類と添加量を表1の記載とした以外は実施例2と同様にして試料を製造し、250℃で加熱前および加熱後における試料のベンゼンへの溶解率および加熱後試料の分子量を求めた。結果を表1に示した。なお、比較例4の場合、加熱後の試料はTHFに溶解しなかったので分子量の測定はできなかった。
【0049】
実施例7
実施例2において、オーブンの加熱温度を200℃とした以外は同様にして試験した。加熱後試料の溶解率を求めた結果、溶解率は86%であった。ベンゼンに完溶はしなかったが、部分的な脱架橋による溶解率の向上が認められた。
【0050】
実施例8
粘度が20℃において10ポイズである重合率20%のMMAシロップ100部にメチルアクリレート1部、25DMA5部、n−ドデシルメルカプタン0.1部、t−ヘキシルペルオキシピバレート0.3部及び少量の離型剤を添加し、溶解した後真空脱気した。これを2枚のガラス板とポリ塩化ビニルのガスケットで作られたキャスト用セルに注入し、70℃の水浴中で8時間保持した後、更に120℃の空気浴で2時間重合させ、厚さ3mmの樹脂板を得た。
【0051】
得られた樹脂板より試料を採取し、実施例2の方法により溶解率を求めた結果、溶解率は10%以下であり、得られた樹脂板は耐溶剤性に優れることがわかった。
次いで、別途樹脂板から試料を採取しオーブン中で250℃、30分間加熱した後、上記と同様に溶解率を求めた結果、溶解率は100%でありベンゼンに完溶した。
【0052】
比較例5
25DMAの代わりに、DEGDMAを用いた以外は、実施例7と同様に試験した。250℃で加熱前および加熱後の試料ともに溶解率は10%以下であった。
【0053】
実施例1および比較例2の加熱前重合物の溶解性試験より、本発明の架橋性組成物に含まれる架橋剤は、従来のDEGDMAと同様にスチレン重合の際、架橋剤として有効に機能して耐溶剤性に優れた架橋型樹脂を与えることがわかった。
また実施例1および比較例2の加熱後重合物の溶解性試験より、従来の架橋型樹脂は加熱しても溶剤不溶のままであったが、本発明の架橋型樹脂は加熱することにより溶剤可溶となることがわかった。
また、その加熱後に得られるものは、実施例1と比較例1のGPC測定結果から明らかなように、架橋剤を用いないで得られるポリスチレンと分子量がほぼ一致しており、架橋型樹脂の架橋部位に含まれる3級アルコールに起因するエステル結合が選択的に切断した結果、脱架橋し線状高分子となっていることがわかった。
即ち、本発明の架橋型樹脂は単に加熱するだけで再成形容易な熱可塑性樹脂に変換できることが明かとなった。
【0054】
実施例2〜6および比較例3〜4の結果より、MMAをビニル系単量体として用いた場合も上記スチレンの場合と同様の事実が認められた。
実施例7の結果から明らかなように、比較的低い温度で加熱することにより部分的な脱架橋が可能であることがわかった。
さらに、実施例8と比較例5との比較から明らかなように、鋳型に注入後、加熱成形して得た成形体に対しても本発明の架橋剤を用いて得られた成形体は加熱により容易に脱架橋できることがわかった。
【0055】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の架橋性組成物には、ビニル系単量体とラジカル共重合性に優れるジ(メタ)アクリレート型の架橋剤が含有されているため、耐溶剤性に優れる架橋型樹脂を容易に得ることができる。
本発明の架橋型樹脂は前記特性に加え、架橋部位に樹脂本体の分解温度よりも低い温度で分解する架橋剤由来の3級アルコールに起因するエステル結合が付与されているため、加熱により樹脂本体を分解することなく脱架橋することができる。
そのようにして得られる脱架橋型樹脂は、射出成形、押出成形、ブロー成形等により各種成形品として利用できる。そして、架橋型樹脂を部分的に加熱し、脱架橋した部分だけを溶剤洗浄や加工処理することにより取り除くこともできる。
さらに、架橋型樹脂を使用後に有効に処理または再利用できる点で本発明の価値は極めて大きい。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a crosslinkable composition, a crosslinkable resin obtained from the crosslinkable composition, and an easily recyclable decrosslinked resin obtained by heating the crosslinkable composition.
[0002]
[Prior art]
The cross-linked resin has an advantage that it is excellent in solvent resistance, heat resistance and the like as compared with a non-crosslinked thermoplastic resin. For example, methacrylic resins are excellent in transparency and weather resistance, so they are used in the fields of lighting materials, optical materials, displays, decorative members, building materials, greenhouse corrugated plates, artificial marble, etc. In order to improve the solvent resistance and heat resistance of the resin, it is known that the methacrylic resin is a cross-linked type.
As a method for producing a cross-linked resin, there is a method in which a vinyl monomer such as styrene or methyl methacrylate is used as a cross-linking agent using a di (meth) acrylate such as diethylene glycol di (meth) acrylate as a cross-linking agent. Are known.
[0003]
For example, in Polymer Chemistry, Vol. 27, No. 297, p65, 1970, in the polymerization of methyl methacrylate and styrene, ethylene glycol derivatives such as diethylene glycol dimethacrylate and tetraethylene glycol dimethacrylate were used as crosslinking agents. A method for producing a cross-linked resin using dimethacrylate having the resulting ester is disclosed.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-167340 discloses a linear chain such as 1,6-hexanediol di (meth) acrylate as a cross-linking agent in the polymerization of a vinyl monomer mainly composed of methyl methacrylate. Discloses a method for producing a cross-linked resin using di (meth) acrylate having an ester derived from an alkanediol having a shape.
[0005]
In recent years, resin recycling has become an important issue from the viewpoint of conservation of the global environment and effective use of resources. However, since the cross-linkable resin obtained using the cross-linking agent disclosed in the prior art is insoluble and infusible and difficult to de-crosslink by heating, it is effectively treated or reused after use. It was difficult to do.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made paying attention to the problems that exist in the prior art. The object is to provide a crosslinkable composition, a crosslinkable resin obtained from the crosslinkable composition, and an easily recyclable decrosslinked resin obtained by heating the crosslinkable composition.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventors can easily obtain a crosslinkable resin by using di (meth) acrylate having an ester bond derived from a tertiary alcohol as a crosslinker, And it discovered that it could de-crosslink easily by heating it, and completed this invention.
[0008]
That is, the present invention provides a crosslinked resin obtained by polymerizing and crosslinking a crosslinkable composition comprising a vinyl monomer, a di (meth) acrylate represented by the formula (1), and a radical generator. It is a method for producing a decrosslinked resin in which the ester bond caused by the tertiary alcohol contained in the crosslinkable resin is cleaved and decrosslinked.
[0009]
[Chemical 2]
(Wherein R 1 Is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 Represents a linear or branched alkylene group having 1 to 11 carbon atoms. )
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The vinyl monomer used in the present invention is a radically polymerizable ethylenically unsaturated compound, such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, etc. Methacrylic acid esters; acrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate; unsaturated such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid Carboxylic acid; Acid anhydrides such as maleic anhydride and itaconic anhydride; 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate , Tetrahydrofurfuryl acrylate, monoglycerol acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, monoglycerol methacrylate and other hydroxyl group-containing monomers; acrylamide, methacrylamide, N-phenylmaleimide , Acrylonitrile, methacrylonitrile, diacetone acrylamide, dimethylaminoethyl methacrylate and other nitrogen-containing monomers; allyl glycidyl ether, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate and other epoxy group-containing monomers; polyethylene glycol monomethacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate , Alkylene such as polyethylene glycol monoallyl ether Monomer containing monomer: Styrene monomer such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, chlorostyrene, t-butylstyrene; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl caproate, vinyl caprylate, laurin Examples thereof include vinyl esters such as vinyl acid and vinyl stearate; vinyl chloride, vinylidene chloride, vinylidene fluoride, and ethylene.
In addition, these can be used individually or in combination of 2 or more types.
[0013]
Among these, monomers having a methyl methacrylate as a main component are preferable because the monomer reactivity is similar to that of the crosslinking agent of the present invention and a relatively uniform network structure can be provided. That is, it is a vinyl monomer mixture composed of methyl methacrylate alone or methyl methacrylate and a monomer copolymerizable therewith, and the vinyl monomer mixture contains 50% by weight or more of methyl methacrylate. As the monomer copolymerizable with methyl methacrylate, one or more kinds are selected from the vinyl monomers.
[0014]
In the present invention, in order to increase the viscosity of the crosslinkable composition and improve the moldability, it is preferable to further include a polymer of the monomer in the vinyl monomer. The monomer solution containing a vinyl monomer polymer is usually called a syrup, and is obtained by dissolving a vinyl monomer polymer in the monomer or by polymerizing a vinyl monomer. Can be prepared by proceeding to a certain extent.
[0015]
The weight average molecular weight of the vinyl monomer polymer in the syrup is usually 5,000 to 2,000,000, preferably 10,000 to 1,000,000, and the content is usually 60% by weight or less, preferably 50% by weight or less. . If the weight average molecular weight exceeds 2000000 or the content exceeds 60% by weight, the syrup viscosity tends to be too high and handling tends to be difficult.
[0016]
The di (meth) acrylate having a specific structure used in the present invention is a structure represented by the general formula (1) and is a di (meth) acrylate having an ester bond derived from a tertiary alcohol. A cross-linked body is formed by copolymerization with the vinyl monomer and acts as a cross-linking agent.
In the formula (1), R 2 Represents a linear or branched alkylene group having 1 to 11 carbon atoms. Depending on the mode of branching, esters derived from primary and tertiary alcohols, esters derived from secondary and tertiary alcohols, two tertiary The structure has an ester derived from alcohol.
[0017]
Specific examples of the compound represented by the formula (1) include 2-methyl-1,2-propanediol diacrylate, 2-methyl-1,2-propanediol dimethacrylate, 3-methyl-1,3- Di (meth) acrylates having esters derived from primary and tertiary alcohols such as butanediol diacrylate, 3-methyl-1,3-butanediol dimethacrylate; 2-methyl-2,4-pentanediol diacrylate; Di (meth) acrylates having esters derived from secondary and tertiary alcohols such as 2-methyl-2,4-pentanediol dimethacrylate; 2,3-dimethyl-2,3-butanediol diacrylate, 2,3 -Dimethyl-2,3-butanediol dimethacrylate, 2,4-dimethyl-2,4-pentanediol diac Relate, 2,4-dimethyl-2,4-pentanediol dimethacrylate, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol diacrylate, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol dimethacrylate, 2,7 -Dimethyl-2,7-octanediol diacrylate, 2,7-dimethyl-2,7-octanediol dimethacrylate, 2,9-dimethyl-2,9-decanediol diacrylate, 2,9-dimethyl-2, It has esters derived from two tertiary alcohols such as 9-decanediol dimethacrylate, 2,11-dimethyl-2,11-dodecanediol diacrylate, 2,11-dimethyl-2,11-dodecanediol dimethacrylate, etc. Examples include di (meth) acrylate.
[0018]
In particular, 2-methyl-2,4-pentanediol diacrylate, 2-methyl-2,4-pentanediol dimethacrylate, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol diacrylate, 2,5-dimethyl-2 , 5-hexanediol dimethacrylate is preferred because the crosslinking and decrosslinking reactions proceed efficiently.
[0019]
The di (meth) acrylate can be produced according to a general method for producing a conventional (meth) acrylate. For example, it can be obtained by subjecting (meth) acrylic acid chloride and the corresponding diol to an esterification reaction in the presence of a base such as triethylamine.
[0020]
The amount of the di (meth) acrylate used is usually 0.5 to 100 parts by weight, preferably 1 to 80 parts by weight, based on 100 parts by weight of the vinyl monomer, although it varies depending on the desired degree of crosslinking. If it is less than 0.5 part by weight, crosslinking does not proceed effectively. Moreover, when it exceeds 100 weight part, it exists in the tendency for physical properties, such as the intensity | strength of crosslinked resin, to fall.
[0021]
The radical generator used in the present invention is a compound that generates radicals effectively by radical decomposition by heat or light.
For example, dialkyl peroxides such as di-t-butyl peroxide, di-t-hexyl peroxide and dicumyl peroxide; 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy)- Peroxyketals such as 3,3,5-trimethylcyclohexane and 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane; t-butylperoxybenzoate, t-hexylperoxybenzoate, t-butylperoxy Acetate, t-butylperoxylaurate, t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t-butylperoxyisobutyrate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy- 2-ethylhexanoate Peroxyesters such as t-butylperoxypivalate, t-hexylperoxypivalate, t-butylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxyneodecanoate, cumylperoxyneodecanoate; t-butylperoxyisopropyl Monoperoxycarbonates such as monocarbonate, t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate; diacyl peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide; Peroxy dicarbonates such as di-n-propyl peroxydicarbonate, diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile) Azo compounds such as 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile), 2,2′-azobis (2,4,4-trimethylpentane); benzophenone, 4-phenylbenzophenone, xanthone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 4,4′-bis (N, N′-dimethylamino) benzophenone, benzyl, 9,10-phenanthraquinone, 9,10-anthraquinone, α, α-dimethyl-α-hydroxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl Ketone, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether , Benzoin isobutyl ether, α, α-dimethoxy-α-phenylacetophenone, α, α-diethoxyacetophenone, 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (O-benzoyl) oxime, diphenyl (2,4, 6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, α-dimethylamino-α-ethyl-α-benzyl-3,5-dimethyl-4-morpholinoacetophenone, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) Examples include photoinitiators such as benzophenone.
[0022]
These radical generators can be used alone or in combination of two or more. In order to accelerate the reaction, an accelerator such as cobalt naphthenate and dimethylaniline can be used in combination.
Among these radical generators, thermal decomposition type radical generators such as peroxides and azo compounds are preferable because the radical generation rate can be easily controlled.
[0023]
The amount of these radical generators used is usually 0.001 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer. If it is less than 0.001 part by weight, the polymerization rate tends to be slow and the residual amount of monomer tends to increase. On the other hand, if it exceeds 10 parts by weight, it tends to be difficult to adjust the polymerization rate.
[0024]
The crosslinkable resin of the present invention can be obtained by polymerizing / crosslinking the crosslinkable composition.
Polymerization / crosslinking means that a crosslinking reaction proceeds simultaneously with a polymerization reaction by copolymerization of a vinyl monomer and the crosslinking agent. The cross-linked resin of the present invention thus obtained has a structure in which an ester bond derived from a tertiary alcohol is introduced into a cross-linked site.
As a polymerization / crosslinking method, the crosslinkable composition may be heated or irradiated with ultraviolet light so that the radical generator effectively generates radicals. In particular, the method by heating in the presence of a pyrolytic radical generator is preferable in that it can be easily performed.
[0025]
The heating temperature is a temperature at which the aforementioned radical generator decomposes at an appropriate rate, and is usually 50 to 150 ° C, preferably 60 to 140 ° C. If it is less than 50 ° C., the polymerization rate tends to be slow and the residual amount of monomer tends to increase. On the other hand, if it exceeds 150 ° C., the polymerization rate tends to be difficult to adjust.
[0026]
In the present invention, for example, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, 2-ethylhexyl-β-mercaptopro is used to adjust the polymerization degree of the crosslinkable resin and the polymerization rate of the vinyl monomer. Chain transfer agents such as pionate and α-methylstyrene dimer can be used.
[0027]
Further, depending on the application, the crosslinkable composition may be made of a reinforcing material such as glass fiber, vinylon fiber, or carbon fiber, an inorganic filler such as calcium carbonate, aluminum hydroxide, or clay, a release agent, an ultraviolet absorber, a colorant, or a stabilizer. Additives such as flame retardants may be mixed.
[0028]
When the cross-linked resin is produced in the present invention, various molded products can be obtained by simultaneously performing the molding. As the molding method, all known molding methods that are usually performed on thermosetting resins are applicable. For example, cast molding method, compression molding method, transfer molding method, injection molding method, extrusion molding method, etc. Is mentioned.
Formed articles such as methacrylic plates, artificial marble for bathtubs and kitchen products can be obtained by the above molding means.
[0029]
The decrosslinked resin of the present invention is an easily recyclable resin obtained by heat-cutting an ester bond caused by a tertiary alcohol contained in the crosslinked resin obtained as described above.
Since the ester bond caused by the tertiary alcohol is usually lower than the decomposition temperature of the resin body, the bond can be selectively cut by heating at an appropriate temperature. Although heating temperature is suitably selected by the kind of di (meth) acrylate shown to the formula (1) used, the kind of resin main body, etc., it is normally 180-300 degreeC temperature, Preferably it is 200-280 degreeC. When the heating temperature is less than 180 ° C., cleavage of the ester bond caused by the tertiary alcohol does not occur or tends to not proceed efficiently. Moreover, when it exceeds 300 degreeC, it exists in the tendency for decomposition | disassembly of resin main bodies, such as depolymerization, to occur easily, and the reproduction | regeneration as resin becomes difficult.
[0030]
In the present invention, decrosslinking does not necessarily include complete decrosslinking, but also includes partial decrosslinking. The degree of decrosslinking is adjusted by the heating temperature and heating time, and optimal conditions are selected.
When the degree of decrosslinking is desired to be relatively small, decrosslinking under mild conditions, that is, heat treatment at a relatively low temperature within the above heating temperature range, or heat treatment in a short time even at a high temperature. do it.
[0031]
The heating method is not particularly limited, and examples thereof include heating in an oven, heating under pressure by a press, and heating while kneading. In addition, when a partially decrosslinked resin is required, it can be easily obtained by selecting conditions for heating only a part of the crosslinked resin.
[0032]
The decrosslinked resin obtained by the above-described method can be reused as a molding material and can be used for various applications depending on the degree of decrosslinking.
For example, almost completely decrosslinked resin can be formed into various molded products by molding methods usually performed with thermoplastic resins, such as injection molding, extrusion molding, blow molding and the like. At that time, another thermoplastic resin can be mixed and molded.
On the other hand, a resin having a relatively low degree of decrosslinking can be melt-kneaded with other thermoplastic resins and finely dispersed in a thermoplastic resin matrix to form various molded products.
It is also possible to remove the cross-linked resin by partially heating and removing only the de-cross-linked portion by solvent washing or processing.
[0033]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In addition, unless otherwise indicated, the part and% in each example show a weight part and weight%. Moreover, the symbol in each example represents the following compounds.
25DMA and HGDMA were synthesized by the methods of Reference Example 1 and Reference Example 2, and 25DA was synthesized according to the method described in JP-A-9-52864.
[0034]
Abbreviations indicate the following meanings.
25DMA: 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol dimethacrylate,
HGDMA: 2-methyl-2,4-pentanediol dimethacrylate,
25DA: 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol diacrylate,
DEGDMA: Diethylene glycol dimethacrylate,
MMA: methyl methacrylate.
[0035]
Reference example 1
A 200 ml four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer is charged with 5 g of 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 10.4 g of triethylamine and 50 ml of methylene chloride, and is stirred at 15 ° C. in a water bath. Kept. Thereto, 10.8 g of methacrylic acid chloride was dropped over 15 minutes. Stirring was continued for 4 hours at the temperature of 15-20 degreeC after completion | finish of dripping.
[0036]
After completion of the reaction, 100 ml of n-hexane and 100 ml of 5% aqueous hydrochloric acid were added, and the organic layer was separated. The organic layer was washed with 5% sodium hydroxide aqueous solution, 5% hydrochloric acid aqueous solution, saturated sodium hydrogen carbonate aqueous solution and water in this order. After dehydrating the organic layer with anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 8.79 g of a crude product.
This was purified by a silica gel column to obtain a colorless transparent liquid. Its infrared absorption spectrum (IR) and nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 1 H-NMR) confirmed that the resulting compound was 25DMA.
[0037]
Reference example 2
A 200 ml four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer was charged with 5 g of 2-methyl-2,4-pentanediol, 12.9 g of triethylamine and 50 ml of methylene chloride, and kept at 15 ° C. in a water bath with stirring. . Thereto, 13.3 g of methacrylic acid chloride was dropped over 15 minutes. Stirring was continued for 4 hours at the temperature of 15-20 degreeC after completion | finish of dripping.
After completion of the reaction, water was added to separate the solution, and the organic layer was washed with 5% aqueous sodium hydroxide, 5% aqueous hydrochloric acid and water. After the organic layer was dehydrated with anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 9.75 g of a crude product. This was purified by a silica gel column to obtain a colorless transparent liquid.
Infrared absorption spectrum (IR) and nuclear magnetic resonance spectrum of the obtained compound ( 1 1 H-NMR) confirmed that the obtained compound was HGDMA.
[0038]
Example 1
A mixed solution containing 95 parts of styrene, 5 parts of 25DMA and 0.1 part by weight of t-butylperoxybenzoate as a polymerization initiator with respect to styrene is placed in a glass ampule, sealed with nitrogen, sealed in a thermostatic bath at 120 ° C, Polymerization was carried out for 5 hours to obtain a polymer.
A sample of about 0.1 g was collected from this polymer and immersed in 10 ml of benzene at room temperature overnight. As a result, the sample became a swollen gel. Furthermore, as a result of obtaining the dissolution rate according to the following formula, the dissolution rate was 10% or less. From this, it was confirmed that this polymer has a crosslinked structure and is excellent in solvent resistance.
[0039]
[Expression 1]
[0040]
Next, a sample of about 0.1 g was separately taken from the polymer, heated in an oven at 250 ° C. for 30 minutes, and then subjected to the same solubility test as described above. As a result, the dissolution rate of the sample after heating was 100% and was completely dissolved in benzene.
About the sample after a heating, tetrahydrofuran (THF) was used as a solvent, and the molecular weight was measured by the gel permeation chromatography (GPC) using the calibration curve by a standard polystyrene. As a result, the weight average molecular weight was 316,000.
[0041]
Comparative Example 1
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 25DMA was not used. The obtained polymer was examined for solubility in benzene according to Example 1. As a result, the dissolution rate was 100%, and the polymer was completely dissolved in benzene. Moreover, the weight average molecular weight calculated | required by GPC was 317,000.
[0042]
Comparative Example 2
The test was conducted in the same manner as in Example 1 except that DEGDMA was used instead of 25DMA. As a result, the dissolution rate was 10% or less for both the sample before and after heating at 250 ° C.
[0043]
Example 2
A mixed solution containing 98 parts of MMA, 2 parts of 25 DMA, 0.21 parts by weight of lauroyl peroxide as a polymerization initiator with respect to MMA and 0.3% of n-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent (% by weight with respect to the volume of the entire solution) is made of glass. It was put into an ampule, sealed with nitrogen, sealed in a constant temperature bath at 70 ° C., and polymerized for 5 hours to obtain a polymer.
[0044]
A sample of about 0.1 g was taken from this polymer and immersed in 10 ml of benzene at 40 ° C. overnight, resulting in a swollen gel. Furthermore, as a result of obtaining the dissolution rate according to the above formula, the dissolution rate was 10% or less. From this, it was confirmed that this polymer has a crosslinked structure and is excellent in solvent resistance.
[0045]
Next, a sample of about 0.1 g was separately taken from the polymer, heated in an oven at 250 ° C. for 30 minutes, and then subjected to the same solubility test as described above. As a result, the sample had a dissolution rate of 100% after heating and was completely dissolved in benzene.
About the sample after a heating, tetrahydrofuran (THF) was used as a solvent, and the molecular weight was measured by the gel permeation chromatography (GPC) using the calibration curve by a standard polystyrene. The results are shown in Table 1.
[0046]
[Table 1]
[0047]
The abbreviations in the table indicate the following.
25DMA: 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol dimethacrylate, HGDMA: 2-methyl-2,4-pentanediol dimethacrylate,
25DA: 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol diacrylate,
DEGDMA: Diethylene glycol dimethacrylate,
MMA: methyl methacrylate.
[0048]
Examples 3-6, Comparative Examples 3-4
A sample was produced in the same manner as in Example 2 except that the type and addition amount of the crosslinking agent in Example 2 were as described in Table 1, and the dissolution rate and heating of the sample in benzene before and after heating at 250 ° C. The molecular weight of the post sample was determined. The results are shown in Table 1. In the case of Comparative Example 4, the sample after heating did not dissolve in THF, so the molecular weight could not be measured.
[0049]
Example 7
In Example 2, the test was performed in the same manner except that the heating temperature of the oven was 200 ° C. As a result of obtaining the dissolution rate of the sample after heating, the dissolution rate was 86%. Although it was not completely dissolved in benzene, an improvement in the dissolution rate due to partial decrosslinking was observed.
[0050]
Example 8
100 parts of MMA syrup with a viscosity of 10 poise at 20 ° C. and a polymerization rate of 20%, 1 part of methyl acrylate, 5 parts of 25 DMA, 0.1 part of n-dodecyl mercaptan, 0.3 part of t-hexyl peroxypivalate and a small amount of release The mold was added and dissolved, followed by vacuum degassing. This was poured into a casting cell made of two glass plates and a polyvinyl chloride gasket, held in a 70 ° C. water bath for 8 hours, and then polymerized in a 120 ° C. air bath for 2 hours to obtain a thickness. A 3 mm resin plate was obtained.
[0051]
A sample was collected from the obtained resin plate and the dissolution rate was determined by the method of Example 2. As a result, the dissolution rate was 10% or less, and it was found that the obtained resin plate was excellent in solvent resistance.
Next, a sample was separately taken from the resin plate and heated in an oven at 250 ° C. for 30 minutes, and then the dissolution rate was determined in the same manner as described above. As a result, the dissolution rate was 100% and was completely dissolved in benzene.
[0052]
Comparative Example 5
The test was performed in the same manner as in Example 7 except that DEGDMA was used instead of 25DMA. The dissolution rate was 10% or less for both the samples before and after heating at 250 ° C.
[0053]
From the solubility test of the polymer before heating in Example 1 and Comparative Example 2, the crosslinking agent contained in the crosslinking composition of the present invention functions effectively as a crosslinking agent during styrene polymerization as in conventional DEGDMA. It was found that a cross-linked resin having excellent solvent resistance was obtained.
Further, from the solubility test of the polymer after heating in Example 1 and Comparative Example 2, the conventional crosslinkable resin remained insoluble in the solvent even when heated, but the crosslinkable resin of the present invention was heated to the solvent. It was found to be soluble.
In addition, as is apparent from the GPC measurement results of Example 1 and Comparative Example 1, what is obtained after the heating is substantially the same in molecular weight as polystyrene obtained without using a cross-linking agent. As a result of selective cleavage of the ester bond caused by the tertiary alcohol contained in the site, it was found that the polymer was decrosslinked to become a linear polymer.
That is, it became clear that the crosslinkable resin of the present invention can be converted into a thermoplastic resin that can be easily reshaped by simply heating.
[0054]
From the results of Examples 2 to 6 and Comparative Examples 3 to 4, the same fact as in the case of styrene was observed when MMA was used as the vinyl monomer.
As is clear from the results of Example 7, it was found that partial decrosslinking was possible by heating at a relatively low temperature.
Further, as is clear from the comparison between Example 8 and Comparative Example 5, the molded body obtained by using the crosslinking agent of the present invention was also heated for the molded body obtained by heat molding after pouring into the mold. It was found that it can be easily decrosslinked.
[0055]
【The invention's effect】
As described above in detail, the crosslinkable composition of the present invention contains a vinyl monomer and a di (meth) acrylate type crosslinker excellent in radical copolymerization, and thus has excellent solvent resistance. A cross-linked resin can be easily obtained.
In addition to the above properties, the crosslinkable resin of the present invention is provided with an ester bond due to a tertiary alcohol derived from a crosslinker that decomposes at a temperature lower than the decomposition temperature of the resin main body at the crosslink site. Can be decrosslinked without decomposing.
The decrosslinked resin thus obtained can be used as various molded articles by injection molding, extrusion molding, blow molding or the like. The crosslinked resin can be partially heated to remove only the decrosslinked portion by solvent cleaning or processing.
Further, the present invention is extremely valuable in that the cross-linked resin can be effectively treated or reused after use.

Claims (1)

ビニル系単量体と式(1)に示すジ(メタ)アクリレートとラジカル発生剤とからなる架橋性組成物を重合・架橋して得られる架橋型樹脂を180℃〜300℃で加熱し、架橋型樹脂に含まれる3級アルコールに起因するエステル結合を切断し脱架橋する脱架橋型樹脂の製造方法。
(式中、R1は、水素原子またはメチル基であり、R2は、炭素数1〜11の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。)
A crosslinked resin obtained by polymerizing and crosslinking a crosslinkable composition comprising a vinyl monomer, a di (meth) acrylate represented by the formula (1) and a radical generator is heated at 180 ° C. to 300 ° C. for crosslinking. A method for producing a decrosslinked resin in which an ester bond caused by a tertiary alcohol contained in a mold resin is cleaved and decrosslinked.
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 11 carbon atoms.)
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