JP5820900B2 - ポリブタジエン誘導体組成物 - Google Patents
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Description
本願は、2010年1月15日に出願された日本国特許出願第2010−7273号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(1)成分(A):式(I)
成分(B):式(IV)
(2)式(III)で表される繰り返し単位が85モル%以上であるポリマーであることを特徴とする前記(1)に記載の硬化性組成物、
(3)(メタ)アクリル変性(水素添加)ポリブタジエンポリマーの分散度が1.01〜2.00の範囲であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の硬化性組成物、及び、
(4)(メタ)アクリル変性(水素添加)ポリブタジエンポリマーが、式(V)
(5)前記(1)〜(4)のいずれかに記載の硬化性組成物を硬化させた硬化物に関する。
式(I)中、X1又はX2はそれぞれが酸素原子及び/又は窒素原子を含んでもよいC1〜C20の結合基を表す。
酸素原子及び/又は窒素原子を含んでもよいC1〜C20の結合基としては、直鎖又は分岐鎖を有する2価のC1〜C20のアルキレン基、エーテル結合を有する直鎖又は分岐鎖を有する2価のC2〜C20のアルキレン基、式(VI)
(式(VI)中、R4〜R6はそれぞれ独立して、直鎖又は分岐鎖を有する2価のC1〜C10のアルキレン基、C1〜C6のアルキル基を置換基として有していても良いC3〜C8のシクロアルキレン基、C1〜C6のアルキル基を置換基として有していても良いC5〜C8の芳香族基、又はそれらの複合した基を表す)で表される基等を例示することができる。
また、式(II)で表される1,4−結合繰り返し単位が、二重結合を有する場合には、トランス体、シス体、又はそれらの混合体が存在しうる。
式(II)で表される1,4−結合による繰り返し単位と式(III)で表される1,2−結合による繰り返し単位の比率は、各々0〜100モル%であるが、式(III)で表される1,2−結合のものが、モレロ法での測定によれば80%以上であるものが好ましく、85%以上であるものがより好ましく、90%以上であるものがさらに好ましく、95%以上であるものが特に好ましい。
ポリマーの重量平均分子量を数平均分子量で割った値は分散度を表している。分散度はその値の小さいほうが分散は狭くなり、分子量が比較的近いポリマーで構成され、全て同一の分子量で構成されるポリマーは分散度が1になる。また、分散度が大きいと分散は広くなり分子量が小さいポリマーから大きいポリマーの混合物で構成されることになり、硬化後の硬化物の強度が弱くなったり、硬化温度が幅広くなったりする。このため、良好なポリマーを得るためには分散度が小さい方が好ましい。本発明の(メタ)アクリル変性(水素添加)ポリブタジエンの分散度は1.01〜2.00であり、好ましくは1.01〜1.50であり、さらに好ましくは1.01〜1.30である。
(メタ)アクリル変性(水素添加)ポリブタジエンの製造方法は、水酸基含有ポリブタジエンまたは水酸基含有水素添加ポリブタジエンの水酸基に、(メタ)アクリル基を有する化合物を反応させて導入を行なうが、特に限定されるものではない。
具体的には、(メタ)アクリル基を有する化合物は、アクリル酸、メタクリル酸等の(メタ)アクリル酸類、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル等の(メタ)アクリル酸エステル類、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類等を例示することができる。
また、(メタ)アクリル基を導入する方法は、p−トルエンスルフォン酸等を触媒として、(メタ)アクリル酸類とポリブタジエンの水酸基とを脱水縮合する方法、チタン触媒、スズ触媒等を触媒として、(メタ)アクリル酸エステル類とポリブタジエンの水酸基とでエステル交換にて導入する方法、イソシアネート基を2以上有する化合物とアクリル酸2−ヒドロキシエステル等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類とポリブタジエンの水酸基とを反応させる方法等が知られている。
これらの反応は室温以上で行なわれるが、反応時に重合反応等が起こり、GPCにて目的物以外の高分子量のピークが発生したり、生成物の粘度が目的物よりも高くなったりする。(メタ)アクリル基を導入した生成物は容器に入れて保管するが、反応時の温度よりも低温であっても徐々に高分子量のピークが発生したり、生成物の粘度が高くなったりする。これらの現象は、(メタ)アクリル酸基による重合反応であり、安定剤を混入させる事で防止することができる。
式(IV)中、各R2はそれぞれ独立して、置換基を有していても良いC1〜C20のアルキル基、置換基を有していても良いフェニル基又は置換基を有していても良いベンジル基を表し、R3及びR4は、それぞれ独立して、置換基を有していても良いC1〜C10のアルキル基又は置換基を有していても良いC5〜C12のシクロアルキル基を表す。
R2のC1〜C20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノチル基、n−デキル基、n−ウンデキル基、n−ドデキル基、n−トリデキル基、n−テトラデキル基、n−ペンタデキル基、n−ヘキサデキル基、n−ヘプタデキル基、n−オクタデキル基、n−ノナデキル基、またはn−イコシル基等を例示することができる。
置換基を有していても良いC1〜C20のアルキル基、置換基を有していても良いフェニル基又は置換基を有していても良いベンジル基の置換基としては、具体的には水酸基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基等のC1〜C6アルキル基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基等のC1〜C6のアルコキシ基、−OCOR7基、−COOR8基、−CONR9R10基等を例示することができる。
R7およびR8はそれぞれ独立してC1〜C20アルキル基またはC2〜C8アルケニル基を表し、R9およびR10はそれぞれ独立して水素、C1〜C20アルキル基またはC2〜C8アルケニル基を表す。
C1〜C20アルキル基として具体的にはR2の具体例と同様のものを例示することができる。C2〜C8アルケニル基として、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタンジエニル基、又は2−メチル−2−プロペニル基等を例示することができる。
C3〜C12シクロアルキル基としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル、シクロデシル等を例示することができる。
置換基を有していても良いC1〜C10のアルキル基または置換基を有していても良いC3〜C12シクロアルキル基の置換基としては、具体的には水酸基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基等のC1〜C6アルキル基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基等のC1〜C6のアルコキシ基等を例示することができる。
式(IV)で表される化合物は、アクリル基導入反応開始前に混合しても、反応開始後に混合しても構わないが、好ましくは反応開始前に混合する。
本発明の硬化性組成物において、式(I)で表される(メタ)アクリル変性(水素添加)ポリブタジエンの含有量は特に限定されるものではないが、0.1〜99.9999重量%が好ましく、1〜99.9重量%が好ましく、10〜99重量%が好ましい。また、式(IV)で表される化合物の含有量は特に限定されるものではないが、少なくとも重合を防止する量が必要であり、硬化反応時に硬化反応を阻害する量以下である必要があり、具体的には、0.0001〜10重量%が好ましく、0.001〜5重量%が好ましく、0.01〜1重量%が好ましい。
本発明の(メタ)アクリル変性(水素添加)ポリブタジエンは、目的に応じて、他の添加物と共に、加熱、光、ラジカル重合開始剤等により硬化することができる。あるいは、マイケル付加法によっても硬化できる。
加熱する方法としては、特に限定されず、ヒーター等の従来公知の加熱方法を用いることができる。
光は、例えば、紫外線、可視光、X線、電子線等を用いることが出来るが、紫外線を用いることが好ましい。紫外線はエネルギーが高いため、紫外線を硬化性組成物に照射することにより硬化反応を促進することが出来、硬化性組成物の硬化速度を速めることが出来ると共に、硬化物における未反応の硬化性組成物の量を低減することが出来る。
硬化状態は、フーリエ変換赤外分光分析装置や光化学反応熱量計等を用いて測定することが出来るので、硬化物が完全に硬化するための硬化条件(光の照射時間、光強度等、加熱温度、加熱時間等)を適宜選定することが出来る。
重合性ビニル化合物としては、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(ポリ)エチレングリコールのモノあるいはジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールのモノあるいはジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールのモノ−あるいはジ−(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのモノ−、ジ−あるいはトリ−(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸エステル類;ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、トリアリル(イソ)シアヌレート、トリアリルトリメリテート、o,o’−ジアリルビスフェノールA、o,o’−ジアリルビスフェノールF、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(p−ヒドロキシ−o−アリルフェニル)プロパン、アリル化フェノールノボラック、1,1,3−トリス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,2,2−テトラ(4−ヒドロキシフェニル)エタン、フェノール類とヒドロキシベンズアルデヒドとの脱水縮合物等のアリル化物;(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)オキシアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;TEA−1000,TE−1000,TEAI−1000(日本曹達製)等の末端アクリル変性ポリブタジエンなどが挙げられる。また、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役ジエン化合物、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、グリシジルメタクリレート、ビニルピリジン、ジエチルアミノエチルアクリレート、N−メチルメタクリルアミド、アクリロニトリル等の反応性官能基含有化合物が挙げられる。これらの重合性ビニル化合物は、1種単独でも、2種以上の混合物でも使用することができる。
本発明の製造方法により得られる(メタ)アクリル変性(水素添加)ポリブタジエンは、濁りのない透明な液状のものを製造することができるため、光学器械等のように透明性が要求される物品の接着剤、塗料としても有用であり、低誘電率であることから、電子材料やアンテナ材料等の高周波用高分子材料としても有用な材料である。
1 アクリル変性(水素添加)ポリブタジエンの製造
(製造例1)
500mLのガラス製反応容器に水酸基含有ポリブタジエン(製品名:G−3000、日本曹達株式会社製)300g、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール(製品名:HP−400、川口化学工業株式会社製)0.14g、アクリル酸エチル79gおよびジオクチルスズジラウレート1.73gを仕込み、約120℃、5時間反応させてアクリル変性ポリブタジエンを得た。GPCによって目的物以外の高分子量体が生成しなかったことを確認した。
(製造例2)
製造例1の4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾールに代えて4,6−ビス(ドデシルチオメチル)−o−クレゾール(製品名:IRGANOX(登録商標)1726、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製)を使用した以外は、製造例1に記載の方法でアクリル変性ポリブタジエンを得た。
(製造例3)
3Lのガラス製反応容器に水酸基含有水素添加ポリブタジエン(製品名:GI−1000、日本曹達株式会社製)1500g、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール(製品名:HP−400、川口化学工業株式会社製)3.9g、アクリル酸エチル397gおよびジオクチルスズジラウレート8.62gを仕込み、約120℃、5時間反応させてアクリル変性水素添加ポリブタジエンを得た。GPCによって目的物以外の高分子量体が生成しなかったことを確認した。
製造例1の4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾールに代えて2,6−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン(略称:BHT)を使用した以外は、製造例1に記載の方法でアクリル変性ポリブタジエンを得た。
(比較製造例2)
製造例3の4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾールに代えて2,6−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン(略称:BHT)を使用した以外は、製造例3に記載の方法でアクリル変性ポリブタジエンを得た。
(試験例1)
製造例3で得た樹脂を150℃のオーブンに入れて、着色状況とGPCによる高分子量体の増加状況を確認した。4日および10日後の状況を表1に示した。
(試験例2)
製造例3で得た樹脂に代えて、比較製造例2で得た樹脂を使用した以外は、試験例1に記載の方法で着色状況と高分子量体の増加状況を確認した。4日および10日後の状況を表1に示した。
(実施例1)
製造例1で得た樹脂2g、メタクリル酸メチル18gおよびベンゾイルパーオキサイド0.25gを加えて、硬化性組成物を得た。この硬化性組成物を70℃で6時間、さらに100℃で2時間かけて硬化させて硬化物を得た。硬化後の状況を表2に示した。
(実施例2)
実施例1の製造例1で得た樹脂に代えて、製造例2で得た樹脂を使用した以外は、実施例1に記載の方法で硬化物を得た。硬化後の状況を表2に示した。
(比較例1)
実施例1の製造例1で得た樹脂に代えて、比較製造例1で得た樹脂を使用した以外は、実施例1に記載の方法で硬化物を得た。硬化後の状況を表2に示した。
Claims (3)
- 水酸基含有(水素添加)ブタジエンポリマーと(メタ)アクリル酸エステル類とからスズ触媒の存在下で行われる
式(I)
式(IV)
- (メタ)アクリル変性(水素添加)ブタジエンポリマー中、式(III)で表される繰り返し単位が85モル%以上であるポリマーであることを特徴とする請求項1に記載の(メタ)アクリル変性(水素添加)ブタジエンポリマーの製造方法。
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