JP4541020B2 - フルオロアルキル基含有ポリマー粒子 - Google Patents
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Description
本発明に用いられるフルオロアルキル基含有モノマーは、ラジカル重合性基を1つ有し、更にフルオロアルキル基を少なくとも1つ有するものであればどの様な構造のものでも良い。
(式中、Aはラジカル重合性基、Bはフルオロアルキル基を示す。)
式(V)において、Aとしては、一般式(VI)、(VII)、(VIII)又は(IX)で表される基が挙げられ、Bとしては、一般式(X)、(XI)、(XII)、(XIII)又は(XIV)で表される基が挙げられる。
フルオロアルキル基含有モノマーとして更に好ましいものは、式(I)で表される(メタ)アクリレートである。
式(I)で表される(メタ)アクリレートとしては、下記式(II)〜(IV)で表される化合物が好ましい。
本発明においては、フルオロアルキル基含有モノマー以外に、これと共重合可能なモノマーを用いることができる。かかるモノマーとしては、重合性基を1つ有する通常のラジカル重合性ビニルモノマーが好適に用いられ、具体的には、スチレン、炭素数1〜22のアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、アクリルアミド、酢酸ビニル、ビニルピロリドン等が挙げられる。また、生成する粒子の表面特性を制御したり、反応性を付与したりする目的で、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等のα,β−不飽和カルボン酸、無水マレイン酸、クロロメチルスチレン、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、3−(トリメトキシシリル)プロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ビニルピリジン等のモノマーを共重合させることもできる。これらは単独もしくは2種以上を混合して共重合することができる。
本発明のポリマー粒子は、溶剤中、重合開始剤存在下に、上記モノマー成分を分散重合することにより製造することができる。
X:CH2=C(R1)COO−,CH2=C(R1)CONR5−又はCH2=CH−C6H4−で表される基を示す。ただし、R1=H又はCH3、R5=H又はCbH2b+1(b=1〜4の整数)
Y:−(CH2O)c−CdH2d−(c=0又は1、d=1〜10の整数)で表される基を示す。
Z:CeH2e+1(e=1〜4の数)で表される基を示す。
a:3〜1500の数を示す。]
この中でも、一般式(XVI)で表されるポリシロキサン化合物が特に好ましい。
このような片末端にラジカル重合性基を有するポリシロキサン化合物は、例えばアニオンリビング重合による方法等から合成できる。
本発明のポリマー粒子は、上記モノマー成分を重合して得られるもので、下記式で定義されるCV値が30%以下の単分散性ポリマー粒子であることが好ましく、CV値が10%以下であることが更に好ましい。
なお、平均粒径と粒径の標準偏差はポリマー粒子の顕微鏡写真を画像解析装置で解析して測定できる。
本発明のポリマー粒子は、フッ素オイルのゲル化剤として有用である。本発明のポリマー粒子によりゲル化されるフッ素オイルは、フッ素原子を有するオイルであれば特に限定されないが、撥水性及び撥油性を有するものが好ましい。
R7、R8、R9、R10及びR11が、パーフルオロアルキル基又はオキシパーフルオロアルキル基の場合、炭素数1〜3が好ましく、トリフルオロメチル基が更に好ましい。x、y及びzは、同一又は異なって、0〜300が好ましい。
r及びsは、同一又は異なって、1〜100が好ましい。
さらに、一般式(XX)で表されるクライトックス(KRYTOX)GPL−100、同GPL−101、同GPL−102、同GPL−103、同GPL−104、同GPL−105、同GPL−106、及び同GPL−107、クライトックス143AB、及び同143AC(デュポン社製)等が挙げられる。
これらのフッ素オイルの中でも、数平均分子量が500以上、7,000以下のパーフルオロポリエーテルが、本発明のポリマー粒子との相溶性がよく、フッ素オイルのレオロジー制御やゲル化が容易となるので好ましい。
(式中、R12は直鎖又は分岐鎖のパーフルオロアルキル基、R13は直鎖又は分岐鎖の置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基を示し、vは0〜5の数を示す。)
具体的には、R12は例えば、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロデシル基、パーフルオロ−3−メチルブチル基、パーフルオロ−5−メチルヘキシル基、パーフルオロ−7−メチルオクチル基等の炭素数1〜20、好ましくは炭素数4〜11のパーフルオロアルキル基が挙げられる。R13は例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、セチル基、ステアリル基、2,3−ジメチルブチル基、2,4−ジメチルブチル基等が挙げられる。
また、ゲル化は室温〜150℃の範囲で加熱し、ゲル化速度を促進させることが好ましい。
4ツ口フラスコにn−ヘキサン80g、アミノ変性ポリシロキサン(TORAY製BY16−849)0.9g、フルオロアルキル基を有するメタクリレート(Clariant製FLUOWET MAE 800)30g、ラウロイルパーオキシド0.9gを室温下で仕込み、窒素置換しながら攪拌を10分程度行った。オイルバスを約1時間で30℃から溶剤が還流する様に温度設定をし、4ツ口フラスコを30℃のオイルバスに漬けた。約1時間後、還流を確認し、還流開始から3.5時間目に重合を止め放冷した。静置分離後、上澄みのn−ヘキサンをデカンテーションにより除去し、その後、n−ヘキサンで下層の沈殿物を2回洗浄し、30℃で減圧乾燥してポリマー粒子を得た(収率95%)。
平均粒径 1.54μm
粒径の標準偏差 0.060μm
CV値 3.9%。
4ツ口フラスコにn−ヘキサン560g、片末端メタクリロイル変性ポリシロキサン(チッソ(株)製サイラプレーンFM−0725:数平均分子量1万)10.5g、フルオロアルキル基を有するメタクリレート(Clariant製FLUOWET MAE 800)210g、ラウロイルパーオキシド6.3g、ジビニルベンゼン0.042g(対モノマー0.02重量%)を室温下で仕込み、窒素置換しながら攪拌を30分程度行った。オイルバスを約2時間で30℃から溶剤が還流する様に温度設定をし、4ツ口フラスコを30℃のオイルバスに漬けた。約2.5時間後、還流を確認し、還流開始から4.5時間目に重合を止め放冷した。静置分離後、上澄みのn−ヘキサンをデカンテーションにより除去し、その後、n−ヘキサンで下層の沈殿物を2回洗浄し、30℃で減圧乾燥してポリマー粒子を得た(収率97%)。
平均粒径 1.63μm
粒径の標準偏差 0.487μm
CV値 30.0%(CV値が高いのは微小粒子が混入している為)。
アウジモント製パーフルオロポリエーテル(フォンブリンHC)に対し、実施例1で得られたポリマー粒子を、表1に示す量添加し、ホットスターラー(70℃以上)で加熱後、室温まで放冷した時の外観を観察した。結果を表1に示す。
Claims (5)
- フルオロアルキル基を有するビニルモノマーを含有し、その含有量が重合性基を1つ有するモノマー全量に対して20重量%以上であるモノマー成分を重合して得られるポリマー粒子からなるフッ素オイルのゲル化剤。
- 下記式で定義されるCV値が30%以下の単分散性である請求項1記載のゲル化剤。
CV値(%)=(粒径の標準偏差/平均粒径)×100 - フルオロアルキル基を有するビニルモノマーが、式(I)で表される(メタ)アクリレートである請求項1又は2記載のゲル化剤。
- 式(I)で表される(メタ)アクリレートが、下記式(II)〜(IV)で表される化合物のいずれかである請求項3記載のゲル化剤。
- 架橋剤を、重合性基を1つ有するモノマーの合計100重量部に対して0〜50重量部用いて重合したものである、請求項1〜4いずれかに記載のゲル化剤。
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