JP6839950B2 - アクリル系ポリマーの製造方法 - Google Patents

アクリル系ポリマーの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6839950B2
JP6839950B2 JP2016195271A JP2016195271A JP6839950B2 JP 6839950 B2 JP6839950 B2 JP 6839950B2 JP 2016195271 A JP2016195271 A JP 2016195271A JP 2016195271 A JP2016195271 A JP 2016195271A JP 6839950 B2 JP6839950 B2 JP 6839950B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymerization
polymer
monomer
mass
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016195271A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018058924A (ja
Inventor
喜一郎 富永
喜一郎 富永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2016195271A priority Critical patent/JP6839950B2/ja
Publication of JP2018058924A publication Critical patent/JP2018058924A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6839950B2 publication Critical patent/JP6839950B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、ラジカル重合性モノマー(アクリル系モノマーなど)を重合成分とするポリマー(アクリル系ポリマーなど)の製造方法に関する。
アクリル酸エステルのようなアクリル系モノマーは、重合速度が速いため、バッチ式において、重合を制御(発熱の除去等)するのが困難である。
そのため、アクリル系モノマーを重合成分とするポリマー(アクリル系ポリマー)は、一般的に、溶媒中で冷却しながらアクリル系モノマーを重合することで得られる[例えば、特許文献1(特開2004−59684号公報)]。
しかし、このような溶剤を用いたバッチ式の重合では、アクリル系ポリマーを得るために、加熱や減圧により、重合液から溶媒を除去する脱溶媒工程が必要となる。また、脱溶媒が進むにつれ、粘度が高くなって脱溶媒の効率が低下するため、完全に溶媒を除去できず、ポリマー中に若干の溶媒が残る場合がある。
一方、アクリル系ポリマーを、バッチ方式の塊状重合で得る試みもなされている。例えば、特許文献2(特開2015−59136号公報)では、アクリル酸アルキルエステルを含む特定のモノマーの塊状重合を、特定の重合開始剤、連鎖移動剤、及び重合禁止剤の存在下で行う方法が開示されている。
この方法は、重合開始剤や重合禁止剤を調整しつつ重合を制御する技術である。しかし、このような重合開始剤や重合禁止剤による重合制御では、重合を完結させることが困難であり、重合率が低くなる。また、最終ポリマー中にモノマーが残存する虞がある。
特開2004−59684号公報 特開2015−59136号公報
本発明の目的は、ラジカル重合性モノマー(アクリル酸エステルなど)を重合成分とするポリマーの新規な製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、実質的に溶媒の非存在下であっても、ラジカル重合性モノマーを重合成分とするポリマーをバッチ方式で効率よく製造できる方法を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、アクリル酸エステルのようなラジカル重合性モノマーを重合成分としてポリマー(A)を製造する際、重合(又は重合の開始)を、反応温度(重合温度)において液状のポリマー(B)の存在下で行うことにより、意外なことに、実質的に溶媒の非存在下の重合であるにもかかわらず、重合を制御しつつ高い重合反応率でポリマーを製造できること、しかも、ポリマー(A)の一部を液状のポリマー(B)として使用することで、バッチ式でこのような工程を繰り返しても、再現性良く同様のポリマーを製造できることを見出した。
本発明者らは、上記以外にも下記するように種々の新知見を得て、さらに鋭意検討を重ねて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の発明等に関する。
[1]モノマー(A1)を所定の重合温度で重合させる重合工程を経て、アクリル系モノマーを含むモノマー(A1)を重合成分とするポリマー(A)を製造する方法であって、
重合工程が、実質的に溶媒の非存在下、重合温度において液状のポリマー(B)の存在下で、モノマー(A1)の重合反応を開始する重合開始工程を含む、ポリマー(A)の製造方法。
[2]重合工程を繰り返すバッチ方式でポリマー(A)を製造する方法であって、2サイクル目以降の重合開始工程において、前のサイクルで得られたポリマー(A)の一部を反応器に残し、ポリマー(B)として使用する[1]記載の製造方法。
[3]モノマー(A1)が、アクリル系モノマー及び非アクリル系モノマーを含み、ポリマー(A)としてアクリル系共重合体を製造する[1]又は[2]記載の製造方法。
[4]ポリマー(A)のガラス転移温度が−70℃〜30℃である[1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法。
[5]ポリマー(A)の重量平均分子量が1万〜10万である[1]〜[4]のいずれかに記載の製造方法。
[6]ポリマー(B)の使用割合が、モノマー(A1)100質量部に対して、3〜100質量部である[1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法。
[7]反応器を洗浄することなく、重合工程を繰り返すバッチ方式でサイクルを3回以上繰り返す[1]〜[6]のいずれかに記載の製造方法。
本発明では、ラジカル重合性モノマー(アクリル系モノマーなど)を重合成分とするポリマーの新規な製造方法を提供できる。
このような本発明の方法では、ラジカル重合性モノマーの重合(少なくとも重合の開始)を、反応温度(重合温度)において液状のポリマー(B)の存在下で行うという新規な方法を採用することにより、実質的に溶媒の非存在下であっても、ラジカル重合性モノマーを重合成分とするポリマー(A)をバッチ方式で効率よく製造できる。
具体的には、このような方法では、溶媒の非存在下での重合にもかかわらず、重合を容易に制御(例えば、冷却)でき、重合率が高い。そのため、溶媒や残存モノマーの分離工程を要しなくても、高重合率で、残存モノマーの少ないポリマーが効率良く得られる。
また、本発明の方法において、重合(開始)時に存在させる液状のポリマー(B)として、前のサイクルで得られたポリマー(A)の一部を使用する(すなわち、目的のポリマー(A)を反応温度において液状となるポリマーとし、このポリマーの一部をポリマー(B)として使用する)ことで、バッチ方式でサイクルを繰り返しても、サイクル(バッチ)毎に再現性良く目的のポリマーを製造できる。
本発明の方法では、溶媒を実質的に使用しなくても、また、反応容器を別途洗浄しなくても、さらには特別な反応装置によらず従来の反応装置を使用しても、バッチ式において所望のポリマーを得ることができ、安全に効率良く低コストでのポリマー合成が可能となり、極めて有用性が高い。
本発明では、モノマー(A1)を所定の重合温度で重合させる重合工程を経て、モノマー(A1)を重合成分とするポリマー(A)を製造する。
[重合開始工程]
重合工程は、重合温度(反応温度)において液状のポリマー(B)の存在下で、モノマー(A1)の重合反応を開始する重合開始工程を含む。換言すれば、重合工程は、重合温度(反応温度)において液状のポリマー(B)の存在下で開始する。
(モノマー(A1))
モノマー(A1)としては、ラジカル重合性モノマー(ラジカル重合性単量体)であれば特に限定されず、アクリル系モノマー、非アクリル系モノマーのいずれであってもよいが、通常、アクリル系モノマーを少なくとも含んでいてもよい。
アクリル系モノマーとしては、アクリル酸エステル(アクリレート)、メタクリル酸エステル(メタクリレート)、非エステル性のアクリル系モノマー(例えば、アクリル酸、メタクリル酸など)が挙げられる。
アクリル酸エステルとしては、例えば、脂肪族アクリレート[例えば、アクリル酸アルキルエステル(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸アミル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸へプチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ペンタデシル、アクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸ヘプタデシル、アクリル酸オクタデシル等のアクリル酸C1−20アルキル(直鎖状又は分岐鎖状アルキル、以下同様の表現において同じ)、好ましくはアクリル酸C1−12アルキル等)]、脂環族アクリレート[例えば、アクリル酸シクロアルキルエステル(例えば、アクリル酸シクロプロピル、アクリル酸シクロブチル、アクリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル等のアクリル酸C3−20シクロアルキル、好ましくはアクリル酸C3−12シクロアルキル)、架橋環式アクリレート(例えば、アクリル酸イソボルニル等)]、芳香族アクリレート[例えば、アクリル酸アリールエステル(例えば、アクリル酸フェニル、アクリル酸トリル、アクリル酸キシリル、アクリル酸ナフチル、アクリル酸ビナフチル、アクリル酸アントリル等のアクリル酸C6−20アリール、好ましくはアクリル酸C6−10アリール)、アクリル酸アラルキルエステル(例えば、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸C6−10アリールC1−4アルキル)、アクリル酸フェノキシアルキル(例えば、アクリル酸フェノキシエチル等のアクリル酸フェノキシC1−4アルキル)等]等が挙げられる。
メタクリル酸エステルとしては、例えば、脂肪族メタクリレート[例えば、メタクリル酸アルキルエステル(例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸イソアミル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸へプチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ペンタデシル、メタクリル酸ヘキサデシル、メタクリル酸ヘプタデシル、メタクリル酸オクタデシル等のメタクリル酸C1−20アルキル、好ましくはメタクリル酸C1−12アルキル)等]、脂環族メタクリレート[例えば、メタクリル酸シクロアルキルエステル(例えば、メタクリル酸シクロプロピル、メタクリル酸シクロブチル、メタクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロヘキシル等のメタクリル酸C3−20シクロアルキル、好ましくはメタクリル酸C3−12シクロアルキル)、架橋環式メタクリレート(例えば、メタクリル酸イソボルニル等)等]、芳香族メタクリレート[例えば、メタクリル酸アリールエステル(例えば、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸トリル、メタクリル酸キシリル、メタクリル酸ナフチル、メタクリル酸ビナフチル、メタクリル酸アントリル等のメタクリル酸C6−20アリール、好ましくはメタクリル酸C6−10アリール)、メタクリル酸アラルキルエステル(例えば、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸C6−10アリールC1−4アルキル)、メタクリル酸フェノキシアルキル(例えば、メタクリル酸フェノキシエチル等のメタクリル酸フェノキシC1−4アルキル)等]等を挙げることができる。
アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルは、ヒドロキシル基、アルコキシ基、エポキシ基等の置換基を有していてもよい。このようなアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルとしては、例えば、ヒドロキシル基を有するアクリル酸エステル[例えば、アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル(例えば、アクリル酸2−ヒドロキシエチル等のアクリル酸ヒドロキシC2−12アルキル等)]、アルコキシ基を有するアクリル酸エステル[例えば、アクリル酸アルコキシアルキルエステル(例えば、アクリル酸2−メトキシエチル等のアクリル酸C1−12アルコキシC2−12アルキルなど)]、グリシジル基を有するアクリル酸エステル(例えば、アクリル酸グリシジル等)、これらのアクリル酸エステルに対応するメタクリル酸エステル{ヒドロキシル基を有するメタクリル酸エステル[例えば、メタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル(例えば、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル等のメタクリル酸ヒドロキシC2−12アルキル)等]、アルコキシ基を有するメタクリル酸エステル[例えば、メタクリル酸アルコキシアルキルエステル(例えば、メタクリル酸2−メトキシエチル等のメタクリル酸C1−12アルコキシC2−12アルキル等)]、グリシジル基を有するメタクリル酸エステル(例えば、メタクリル酸グリシジル等)等}などが挙げられる。
アクリル系モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
これらのアクリル系モノマーの中でも、アクリル酸エステル及びアクリル酸が好ましい。そのため、モノマー(A1)は、少なくともアクリル酸エステル及びアクリル酸から選択された少なくとも1種を含んでいてもよい。
中でも、アクリル系モノマー(アクリル酸エステル)は、脂肪族アクリレート、脂環族アクリレートなどの非芳香族アクリレートで構成するのが好ましく、脂肪族アクリレート(アクリル酸エステル)で少なくとも構成するのが特に好ましい。
後述のように、バッチ方式の好適な態様では、ポリマー(A)を重合温度において液状のポリマー(B)として利用するが、このように、モノマー(A1)がアクリル酸エステルを含むことで、反応温度において液状のポリマーとしやすい。
モノマー(A1)がアクリル系モノマー(アクリル酸エステル)を含む場合、モノマー(A1)全体に対するアクリル系モノマーの割合は、例えば、10質量%以上(例えば、20〜100質量%)、好ましくは30質量%以上(例えば、40質量%以上)、さらに好ましくは50質量%以上(例えば、60質量%以上)、特に70質量%以上(例えば、75質量%以上)であってもよい。
特に、モノマー(A1)が脂肪族アクリレートを含む場合、モノマー(A1)全体に対する脂肪族アクリレート(アクリル酸アルキルエステルなど)の割合は、例えば、10質量%以上(例えば、20〜100質量%)、好ましくは30質量%以上(例えば、40〜99質量%)、さらに好ましくは50質量%以上(例えば、60〜95質量%)、特に70質量%以上(例えば、75〜90質量%)であってもよい。
また、アクリル酸エステルを使用する場合、複数種のアクリレート、例えば、アクリル酸アルキルエステル(例えば、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸C1−5アルキル、好ましくはアクリル酸C1−4アルキルエステル)と、その他のアクリル酸エステル(例えば、2−エチルヘキシルアクリレートなどのアクリル酸C6−20アルキルエステルなど)とを組み合わせてもよい。
モノマー(A1)がアクリル酸C1−5アルキルエステルを含む場合、モノマー(A1)全体に対するアクリル酸C1−5アルキルエステルの割合は、例えば、5質量%以上(例えば、10〜100質量%)、好ましくは20質量%以上(例えば、25〜90質量%)、さらに好ましくは30質量%以上(例えば、40〜80質量%)、特に50質量%以上(例えば、55〜75質量%)であってもよい。
モノマー(A1)がアクリル酸C6−20アルキルエステルを含む場合、モノマー(A1)全体に対するアクリル酸C6−20アルキルエステルの割合は、1質量%以上(例えば、2〜70質量%)、好ましくは3質量%以上(例えば、4〜50質量%)、さらに好ましくは5質量%以上(例えば、7〜45質量%)、特に10質量%以上(例えば、15〜40質量%)であってもよい。
また、モノマー(A1)がアクリル酸C1−5アルキルエステル及びアクリル酸C6−20アルキルエステルを含む場合、アクリル酸C1−5アルキルエステルとアクリル酸C6−20アルキルエステルとの割合は、例えば、前者/後者(質量比)=0.05/1〜50/1、好ましくは0.1/1〜30/1、さらに好ましくは0.5/1〜20/1、特に1/1〜15/1(例えば、2/1〜10/1)程度であってもよい。
非アクリル系モノマーとしては、特に限定されないが、例えば、芳香族系モノマー{例えば、スチレン系モノマー[例えば、スチレン、α−アルキルスチレン(例えば、α−メチルスチレンなどのα−C1−4アルキルスチレン)、アルキルスチレン(例えば、ビニルトルエンなどのC1−4アルキルスチレン)、ハロスチレン(例えば、クロロスチレンなど)など]、ビニルエステル(例えば、酢酸ビニル等)、不飽和ニトリル(例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、オレフィン(例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、1−オクテン等のC2−10アルケン)]等が挙げられる。
非アクリル系モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
これらの非アクリル系モノマーうち、スチレン系モノマーなどを好適に使用してもよい。
モノマー(A1)が、非アクリル系モノマー(スチレン系モノマーなど)を含む場合、モノマー(A1)全体に対する非アクリル系モノマーの割合は、例えば、1質量%以上(例えば、2〜100質量%)、好ましくは3質量%以上(例えば、4〜80質量%)、さらに好ましくは5質量%以上(例えば、6〜50質量%)、特に8質量%以上(例えば、10〜30質量%)であってもよく、通常1〜40質量%(例えば、5〜35質量%)であってもよい。
また、モノマー(A1)がアクリル系モノマー及び非アクリル系モノマー(スチレン系モノマーなど)を含む場合、アクリル系モノマーと非アクリル系モノマーとの割合は、例えば、前者/後者(質量比)=0.1/1〜50/1、好ましくは0.5/1〜40/1、さらに好ましくは1/1〜30/1、特に2/1〜20/1(例えば、3/1〜15/1)程度であってもよく、通常1.5/1〜20/1(例えば、2/1〜10/1)程度であってもよい。
(ポリマー(B))
ポリマー(B)は、反応温度において、液状であることにより、溶媒のように機能するようであり、実質的に溶媒の非存在下での重合であっても、重合を容易に制御できる。
このようなポリマー(B)は、重合温度(反応温度)において液状のポリマーであればよい。
重合温度におけるポリマー(B)の粘度は、例えば、50Pa・s以下(例えば、0.3〜45Pa・s)、好ましくは30Pa・s以下(例えば、0.5〜25Pa・s)、さらに好ましくは20Pa・s以下(例えば、0.7〜17Pa・s)程度であってもよい。
具体的には、ポリマー(B)の80℃における粘度は、例えば、50Pa・s以下(例えば、0.3〜45Pa・s)、好ましくは30Pa・s以下(例えば、0.5〜25Pa・s)、さらに好ましくは20Pa・s以下(例えば、0.7〜17Pa・s)程度であってもよい。
なお、粘度は、例えば、回転粘度計を用い、後述する実施例に記載の条件にて測定することができる。次のようにして測定できる。
ポリマー(B)は重合温度において液状であればよく、常温(例えば、25℃)においては必ずしも液状である必要はなく、固体状であってもよい。代表的には、ポリマー(B)は、常温(25℃)において、液状(粘稠状を含む)又は固体状であってもよい。
例えば、ポリマー(B)の25℃における粘度は、例えば、0.2〜1000Pa・s、好ましくは1〜500Pa・s、さらに好ましくは5〜300Pa・s程度であってもよい。
ポリマー(B)としては、反応温度(重合温度)において液状のポリマーであれば特に限定されないが、ポリマー(A)中に残存すること等に鑑みれば、ポリマー(A)と同系統のポリマー(アクリル系ポリマーなど)であってもよい。
ポリマー(B)は、代表的にはモノマー(A1)の少なくとも一部(例えば、アクリル酸アルキルエステルなどのアクリル酸エステル)を重合成分とするポリマーであってもよく、特に、後述のポリマー(A)と同じポリマー(すなわち、モノマー(A1)を重合成分とするポリマー(A))であってもよい。
なお、ポリマー(B)の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、例えば、50万以下(例えば、3000〜40万)、好ましくは30万以下(例えば、5000〜20万)、さらに好ましくは10万以下(例えば、1万〜10万)程度であってもよい。
また、ポリマー(B)の分子量分布[数平均分子量(Mn)/重量平均分子量(Mw)]は、例えば、8以下(例えば、1〜6)、好ましくは5以下(例えば、1.1〜4)、さらに好ましくは3以下(例えば、1.2〜2.5)であってもよい。
なお、分子量及び分子量分布は、例えば、GPCを用い、後述する実施例に記載の条件により測定することができる。
ポリマー(B)のガラス転移温度は、例えば、40℃以下(例えば、−120℃〜35℃)、好ましくは30℃以下(例えば、−100℃〜20℃)、さらに好ましくは0℃以下(−80℃〜−10℃)程度であってもよく、通常−70℃〜30℃程度であってもよい。
なお、ガラス転移温度は、例えば、後述する実施例に記載の条件により測定することができる。
なお、液状のポリマー(B)は、実質的に重合開始剤を含んでいなくてもよい(又は重合開始剤が失活していてもよい)。本発明では、液状のポリマー(B)を擬溶媒的に使用するため、重合開始剤を含んでいてもよいが、重合の制御等の観点から、ポリマー(B)は重合開始剤を含んでいないのが好ましい。
ポリマー(B)の使用割合は、例えば、モノマー(A1)100質量部に対して、例えば、1000質量部以下(例えば、1〜800質量部)、好ましくは500質量部以下(例えば、2〜300質量部)、さらに好ましくは200質量部以下(例えば、3〜150質量部)、特に100質量部以下(例えば、5〜80質量部)であってもよく、通常3〜100質量部(例えば、5〜80質量部、好ましくは10〜60質量部、さらに好ましくは15〜40質量部)程度であってもよい。
また、ポリマー(B)の使用割合は、反応器(重合反応器)の容量(内容量、内容積、重合に使用できる部分の容積)に対して、例えば、70体積%以下(例えば、1〜60体積%)、好ましくは50体積%以下(例えば、2〜40体積%)、さらに好ましくは30体積%以下(例えば、3〜30体積%)、特に5〜30体積%程度であってもよく、5〜50体積%(例えば、15〜50体積%)程度であってもよい。
また、撹拌機を備えた反応器(撹拌槽型反応器)内で重合させる場合、反応器内で、攪拌機(撹拌羽)と接触する(攪拌機にかかる)ようにポリマー(B)を使用してもよい。具体的には、反応器に添加するポリマー(B)が、攪拌機(撹拌羽)の底部に少なくとも接触するように、ポリマー(B)の使用量を調整してもよい。
重合(重合開始)は、通常、重合開始剤の存在下で行ってもよい。重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、アゾ化合物[例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、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―ジアミノプロパン)ハイドロクロライド、4,4−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)など]、過酸化物[有機過酸化物(例えば、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドなど)、無機過酸化物(過酸化水素、過酸化アンモニウムなど)など]、過硫酸塩(過硫酸カリウムなど)などが挙げられる。
重合開始剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
これらの重合開始剤の中でも、特に、アゾ化合物を好適に使用してもよい。
重合開始剤の使用割合は、モノマー(A1)100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上(例えば、0.02〜10質量部)、好ましくは0.05質量部以上(例えば、0.07〜5質量部)、さらに好ましくは0.1質量部以上(例えば、0.15〜3質量部)、通常0.01〜1質量部(例えば、0.05〜0.5質量部)程度であってもよい。
重合(重合開始)は、連鎖移動剤の存在下で行ってもよい。連鎖移動剤としては、特に限定されず、例えば、チオール系連鎖移動剤[又はチオール化合物、例えば、脂肪族チオール(例えば、ブタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、1−ドデカンチオール、t−ドデシルメルカプタン、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール、デカントリチオールのアルカンチオール、好ましくはC1−20アルカンチオール)、脂環族チオール(例えば、シクロヘキシルメルカプタンなどのシクロアルカンチオール、好ましくはC4−10シクロアルカンチオール)、芳香族チオール(例えば、チオフェノールなど)、メルカプトカルボン酸又はそのエステル(例えば、チオグリコール酸オクチル、2−メルカプトプロピオン酸オクチル、3−メルカプトプロピオン酸オクチル、メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシルエステル、オクタン酸2−メルカプトエチルエステルなどのメルカプトアルカン酸又はそのエステル、好ましくはメルカプトC2−10アルカン酸又はそのアルキルエステル)、1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタンなどの有機チオール化合物]、ハロゲン化物(例えば、四塩化炭素、四臭化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム、ブロモトリクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素)、不飽和炭化水素化合物(例えば、α−メチルスチレンダイマー、α−テルピネン、γ−テルピネン、ジペンテン、ターピノーレンなど)などが挙げられる。
連鎖移動剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
これらの連鎖移動剤の中でも、特に、チオール系連鎖移動剤を好適に使用してもよい。
連鎖移動剤の使用割合は、連鎖移動剤の種類などに応じて適宜選択でき、特に限定されないが、モノマー(A1)100質量部に対して、例えば、0.001〜20質量部、好ましくは0.01〜15質量部、さらに好ましくは0.05〜10質量部程度であってもよく、通常0.1〜5質量部(例えば、0.3〜3質量部)程度であってもよい。
なお、重合(重合開始)は、重合禁止剤の存在下で行ってもよい。重合禁止剤としては、特に限定されないが、ベンゾキノン、ヒドロキノン類(例えば、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、p−tert−ブチルヒドロキノン、p−ベンゾキノンなど)、フェノール類(例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、6−t−ブチル−2,4−ジメチルフェノールなど)、カテコール類(例えば、p−tert−ブチルカテコールなど)、アミン類(例えば、N,N−ジエチルヒドロキシルアミンなど)、1,1−ジフェニル−2−ピクリルヒドラジル、トリ−p−ニトロフェニルメチル、フェノチアジンなどが挙げられる。
重合禁止剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
重合禁止剤を使用する場合、重合禁止剤の使用割合は、重合禁止剤の種類等に応じて適宜選択でき、モノマー(A1)100質量部に対して、例えば、5質量部以下(例えば、0.0001〜4質量部)、好ましくは3質量部以下(例えば、0.001〜2質量部)、さらに好ましく1質量部以下(例えば、0.01〜1質量部)程度であってもよい。
本発明では、重合(重合開始)を、実質的に溶媒の非存在下で行うことができる。具体的には、溶媒を含む場合であっても、溶液重合や懸濁重合で使用する溶媒に比べてはるかに少量、例えば、モノマー(A1)100質量部に対して、溶媒の割合は、10質量部以下(例えば、0.00001〜7質量部)、好ましくは5質量以下(例えば、0.0001〜4質量部)、さらに好ましくは3質量%以下(例えば、0.001〜2質量部)、特に1質量%以下(例えば、0.01〜0.5質量部)であってもよい。
重合(重合開始)を行う反応器としては、特に限定されず、慣用の反応器(反応槽)を使用できる。反応器は、特に、効率良く反応させるなどの観点から、撹拌槽型反応器(攪拌機を備えた反応器)を好適に使用してもよい。
重合開始工程における温度(重合開始温度)は、モノマー(A1)の種類等に応じて適宜選択できるが、例えば、40℃以上(例えば、45〜200℃)の範囲から選択でき、例えば、50℃以上(例えば、55〜180℃)、好ましくは60℃以上(例えば、65〜150℃)、さらに好ましくは70℃以上(例えば、75〜130℃)、特に80℃以上(例えば、80〜120℃)であってもよく、通常60〜130℃(例えば、70〜110℃)程度であってもよい。
なお、ポリマー(B)は、重合開始の際に、モノマー(A1)(さらには、重合開始剤、連鎖移動剤などの他の成分)と接触できればよく、これらの接触のタイミングは特に限定されない。
例えば、(i)ポリマー(B)及びモノマー(A1)(さらには、重合開始剤、連鎖移動剤などの他の成分)を反応器内に仕込み、所定の重合温度で重合を開始させてもよく、(ii)ポリマー(B)を含む反応器に、モノマー(A1)(さらには、重合開始剤、連鎖移動剤などの他の成分)を添加して、重合を開始してもよい。
特に、効率よく重合させる等の観点から、(ii)の態様が好ましく、中でも、ポリマー(B)を液状で含む反応器(所定の重合温度とした反応器)に、モノマー(A1)(さらには、重合開始剤、連鎖移動剤などの他の成分)を添加して、重合を開始してもよい。
上記のようにして、重合が開始され、反応器内でモノマー(A1)の重合が進行する。
[重合工程]
重合は、通常、所定の重合開始温度(又は加温下)で行われる。重合温度(反応温度)としては、前記重合開始温度と同様の範囲から選択できる。重合温度(反応温度)は、例えば、40℃以上(例えば、45〜180℃)の範囲から選択でき、例えば、50℃以上(例えば、55〜170℃)、好ましくは60℃以上(例えば、65〜150℃)、さらに好ましくは70℃以上(例えば、75〜130℃)、特に80℃以上(例えば、80〜120℃)であってもよく、通常60〜130℃(例えば、70〜110℃)程度であってもよい。
なお、重合の経過とともに、重合温度を変化させてもよいが、このように変化させる場合であっても、通常、上記温度の範囲内で重合を行う場合が多い。
各成分(モノマー(A1)、重合開始剤、連鎖移動剤など)は、重合開始の段階ですべて反応器に仕込んでいてもよく、重合の進行とともに添加してもよい。このような場合、各成分の添加速度は、反応器の容量等に応じて適宜選択できる。添加時間もまた同様に適宜選択でき、例えば、10分以上(例えば、20分〜12時間)、好ましくは30分以上(例えば、40分〜10時間)、さらに好ましくは1時間以上(例えば、1.5〜8時間)であってもよい。
なお、各成分の添加は、連続的であってもよく、間欠的であってもよい。また、添加速度は一定であってもよく、変更してもよい。
また、重合は、撹拌下で行ってもよい。例えば、本発明では、撹拌槽型反応器を使用して、撹拌しつつ重合させてもよい。
重合工程において、反応系(反応器内の反応混合物)の粘度(すなわち、重合温度における粘度)は、例えば、50Pa・s以下(例えば、0.1〜45Pa・s)、好ましくは30Pa・s以下(例えば、0.1〜25Pa・s)、さらに好ましくは20Pa・s以下(例えば、0.2〜17Pa・s)程度であってもよい。
本発明では、ポリマー(B)が擬溶媒的に作用する(さらには、ポリマー(B)として使用できるポリマー(A)を得る)ため、溶媒を実質的に使用しない重合系であるにもかかわらず、このような比較的低粘度の状態で重合を進行させることができる。
重合時間は、モノマー(A1)の量、重合温度、反応器の種類などに応じて適宜選択でき、特に限定されないが、例えば、30分以上(例えば、40分〜24時間)、好ましくは1時間以上(例えば、1.5〜16時間)、さらに好ましくは2時間以上(例えば、2.5〜12時間)であってもよい。なお、各成分を添加する場合、上記重合時間は、添加の開始からのトータルの時間である。
なお、重合の停止は、特に限定されず、例えば、反応系の冷却等により行ってもよい。
[ポリマー(A)]
上記のようにして、ポリマー(A)が得られる。
モノマー(A1)の重合率は、例えば98質量%以上、好ましくは99質量%以上、さらに好ましくは99.3質量%以上、特に99.5質量%以上であってもよい。本発明では、実質的の溶媒の非存在下で重合させるにもかかわらず、このような高い重合率でポリマー(A)を得ることも可能である。
得られたポリマー(A)は、精製(脱モノマー、脱溶媒など)してもよいが、本発明では、溶媒を実質的に使用することなく、高い重合率でポリマー(A)を得ることができるため、このような精製を経ることなくポリマー(A)を回収してもよい。
ポリマー(A)は、モノマー(A1)を重合成分とするポリマー[モノマー(A1)の重合物(ラジカル重合物)]であり、モノマー(A1)を反映している。
例えば、アクリル系モノマーを含むモノマー(A1)を重合成分とする場合、対応するアクリル系ポリマーが得られる。
また、モノマー(A1)として2種以上のモノマーを使用する場合には、共重合体(コポリマー)が得られる。代表的な共重合体としては、アクリル系共重合体、例えば、2種以上のアクリル系モノマー(例えば、2種以上のアクリル酸アルキルエステルなど)を重合成分とするアクリル系共重合体、アクリル系モノマー(1又は2種以上のアクリル系モノマー)及び非アクリル系モノマー(例えば、スチレン系モノマーなど)を重合成分とするアクリル系共重合体などが挙げられる。
ポリマー(A)の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、例えば、50万以下(例えば、3000〜40万)、好ましくは30万以下(例えば、5000〜20万)、さらに好ましくは10万以下(例えば、1万〜10万)程度であってもよい。
また、ポリマー(A)の分子量分布[数平均分子量(Mn)/重量平均分子量(Mw)]は、例えば、8以下(例えば、1〜6)、好ましくは5以下(例えば、1.1〜4)、さらに好ましくは3以下(例えば、1.2〜2.5)であってもよい。
ポリマー(A)のガラス転移温度は、例えば、40℃以下(例えば、−120℃〜35℃)、好ましくは30℃以下(例えば、−100℃〜20℃)、さらに好ましくは0℃以下(−80℃〜−10℃)程度であってもよく、通常−70℃〜30℃程度であってもよい。
このような分子量やガラス転移温度を有するポリマー(A)は、重合温度において液状となりやすい。
ポリマー(A)の濁度は、例えば、20以下、好ましくは15以下、さらに好ましくは10以下、最も好ましくは5以下であってもよい。本発明では、実質的に無溶媒中で重合させるにかかわらず、重合が制御されており、このような濁りの小さいポリマー(A)を得ることができる。
なお、濁度は、例えば、標準品との比較により、後述する実施例に記載の方法にて測定することが出来る。
ポリマー(A)は、ポリマー(B)同様、重合温度(反応温度)において液状であるのが好ましい。ポリマー(A)自体が、反応温度において液状であることで、反応系の粘度上昇を適度に保持でき、しかも、後述のように、バッチ方式において、ポリマー(A)の一部を次のサイクルのポリマー(B)として使用できる。
重合温度におけるポリマー(A)の粘度は、例えば、50Pa・s以下(例えば、0.3〜45Pa・s)、好ましくは30Pa・s以下(例えば、0.5〜25Pa・s)、さらに好ましくは20Pa・s以下(例えば、0.7〜17Pa・s)程度であってもよい。
具体的には、ポリマー(A)の80℃における粘度は、例えば、50Pa・s以下(例えば、0.3〜45Pa・s)、好ましくは30Pa・s以下(例えば、0.5〜25Pa・s)、さらに好ましくは20Pa・s以下(例えば、0.7〜17Pa・s)程度であってもよい。
なお、ポリマー(A)は、重合温度において液状であっても、常温(例えば、25℃)においては必ずしも液状である必要はなく、固体状であってもよい。代表的には、ポリマー(A)は、常温(25℃)において、液状(粘稠状を含む)又は固体状であってもよい。
例えば、ポリマー(A)の25℃における粘度は、例えば、0.2〜1000Pa・s、好ましくは1〜500Pa・s、さらに好ましくは5〜300Pa・s程度であってもよい。
[バッチ方式]
本発明の方法は、少なくとも上記重合工程(1サイクル)を含んでいればよいが、好ましくは上記重合工程を繰り返す(同一反応器で繰り返す)バッチ方式であってもよい。
代表的には、1サイクル目の重合工程(停止及びポリマー(A)の回収)後、上記重合工程(停止及びポリマー(A)の回収)をバッチ方式で繰り返してもよい。
このようなバッチ方式において、2サイクル目以降の重合工程は、上記重合工程であればよい。
特に、バッチ方式では、2サイクル目以降の重合開始工程で使用するポリマー(B)は、1サイクル目と同様にして反応器に仕込んでもよいが、前のサイクル(前バッチ)で得られたポリマー(A)の少なくとも一部を使用するのが好ましい。
具体的な態様では、前のサイクル(n番目のサイクル)で得られたポリマー(A)のうち、一部を回収し、残部を取り出すことなく反応器に残し、現サイクル(n+1番目のサイクル)の重合開始工程におけるポリマー(B)として使用してもよい。
このような方法において、前のサイクル(前バッチ)で得られたポリマー(A)を反応器に残す場合、残す割合は、重合開始工程におけるポリマー(B)の量に応じて適宜すればよいが、例えば、ポリマー(A)のうち、80質量%以下(例えば、1〜75質量%)、好ましくは70質量%以下(例えば、3〜60質量%)、さらに好ましくは50質量%以下(例えば、5〜45質量%)、特に40質量%以下(例えば、10〜35質量%)を反応器に残してもよい。
なお、2サイクル目以降の重合工程において、各成分の種類、量、物性、重合開始工程の条件等は、前記重合工程(1サイクル目の重合工程)と同様である。特に、重合工程を前の重合工程と同じ重合工程(特に、すべてのサイクルを同じ重合工程)としてもよい。
本発明では、このように前のサイクルと同じ重合工程を経ても、重合状態にバラツキがなく、再現性よく、サイクルごとに、実質的に同じポリマー(A)を得ることができる。そのため、本発明では、目的のポリマー(A)を効率良く高い生産性で連続的に得ることができる。
バッチ方式において、サイクルの数は、2回以上(例えば、2〜20回)であればよく、好ましくは3回以上(例えば、4〜15回)、さらに好ましくは5回以上(例えば、5〜10回)であってもよい。
本発明では、このようなサイクル数のバッチ反応を、反応器の洗浄を伴うことなく行うことができ、極めてプロセス効率が高い。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例により制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
<分子量>
ポリマーの分子量(Mn、Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は、以下の測定条件下で、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定した。
測定機器:HLC−8120GPC(商品名、東ソー社製)
分子量カラム:TSK−GEL GMHXL−Lと、TSK−GELG5000HXL(いずれも東ソー社製)とを直列に接続して使用
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
検量線用標準物質:ポリスチレン(東ソー社製)
測定方法:測定対象物を固形分が約0.2質量%となるようにTHFに溶解し、フィルターにてろ過した物を測定サンプルとして分子量を測定する。
<ガラス転移温度>
ガラス転移温度(Tg)は、以下のようにして求めた。
重合体の単量体組成から、下記計算式(1)を用いて算出した。
(式中、Tg′は、重合体のTg(絶対温度)である。W′、W′、・・・Wn′は、全単量体成分に対する各単量体の質量分率である。T、T、・・・Tnは、各単量体成分からなるホモポリマー(単独重合体)のガラス転移温度(絶対温度)である。)
上記計算式(1)により重合性単量体成分のガラス転移温度(Tg)を算出するのに使用したそれぞれのホモポリマーのTg値を下記に示した。
メチルメタクリレート(MMA):105℃
2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA):−70℃
ブチルアクリレート(BA):−56℃
スチレン(St):100℃
<重合度>
ポリマーの重合度(重合率)は、以下のようにして求めた。
得られた反応物約0.2gをアルミカップ上に秤量し、アセトン約1gを加えて溶解させた後、熱風乾燥機で150℃×1時間乾燥。乾燥残量を重合物として、乾燥前質量に対する質量%を重合度とした。
<濁度>
ポリマーの濁度は、JIS K 0101 9.4の方法で測定した。
<粘度>
ポリマーの粘度は、以下のようにして求めた。
・最終反応物(25℃)粘度:
JIS K 7117−1の方法に準拠して、25℃に調温したポリマーを、ブルックフィールド型粘度計、4号ローター、回転数12min−1にて測定した。
・重合中粘度(重合温度時のポリマー粘度)
JIS K 7117−2の方法に準拠して、重合温度(80℃)に調温したコーンプレート型粘度計にて測定した。
重合中粘度については、単量体混合物滴下開始後、30分おきに約1gをサンプリングして、約5分後に測定した。
製造例1
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを取り付けた反応槽[ステンレス(SUS304)製、容量2L]に酢酸エチル480gを仕込んだ。その後、窒素ガス気流下で撹拌しながら、内温を80℃まで昇温した。一方、上記滴下ロートにスチレン240g、ブチルアクリレート720g、2−エチルヘキシルアクリレート240g、t−ドデシルメルカプタン20.4g、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)3.6gを仕込んだ。次に、上記単量体混合物を120分にわたって均一に滴下した。滴下終了後、60分間同温度を維持した後、内温を80℃に上昇し、更に90分間同温度を維持し、重合を終了した。還流冷却管を外して、蒸留管を取り付けた後、減圧しながら内温を徐々に上げていき120℃まで上昇した。更に同温度を維持しながら500Paまで減圧し、その状態を30分間維持することで、重量平均分子量25700、分子量分布2.4、Tg−40℃のポリマーを得た。このポリマーの濁度は4であり、粘度(25℃)は162Pa・sであった。
製造例2
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを取り付けた反応槽[ステンレス(SUS304)製、容量2L]に酢酸エチル480gを仕込んだ。その後、窒素ガス気流下で撹拌しながら、内温を80℃まで昇温した。一方、上記滴下ロートにブチルアクリレート600g、2−エチルヘキシルアクリレート300g、メタクリル酸メチル300g、t−ドデシルメルカプタン24g、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)3.6gを仕込んだ。次に、上記単量体混合物を120分にわたって均一に滴下した。滴下終了後、60分間同温度を維持した後、内温を80℃に上昇し、更に90分間同温度を維持し、重合を終了した。還流冷却管を外して、蒸留管を取り付けた後、減圧しながら内温を徐々に上げていき120℃まで上昇した。更に同温度を維持しながら500Paまで減圧し、その状態を30分間維持することで、重量平均分子量21400、分子量分布2.2、Tg−35℃のポリマーを得た。このポリマーの濁度は2であり、粘度(25℃)は104Pa・sであった。
実施例1
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを取り付けた反応槽[ステンレス(SUS304)製、容量2L]に、製造例1にて得られたポリマー480g(反応槽容積に対して約23体積%)を70℃に加熱して仕込んだ。なお、仕込んだポリマーは、反応槽に取り付けた攪拌機(撹拌羽)の底部と接触していた。
その後、窒素ガス気流下で撹拌しながら、内温を80℃まで昇温した。なお、内温80℃の反応槽において、ポリマーは液状[粘度(80℃)8.4Pa・s]であった。一方、上記滴下ロートにスチレン240g、ブチルアクリレート720g、2−エチルヘキシルアクリレート240g、t−ドデシルメルカプタン20.4g、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)3.6gを仕込んだ。次に、上記単量体混合物を120分にわたって均一に滴下した。滴下終了後、60分間同温度を維持した後、内温を85℃に上昇し、更に90分間同温度を維持し、重合を終了した。
なお、重合中、反応槽の内容物の粘度は、概ね1.6〜8.4Pa・sの範囲内にあった。得られたポリマーにおいて、重量平均分子量は25400、分子量分布は2.4、Tgは−40℃、重合度(重合率)は99.6質量%、濁度は3、粘度(25℃)は159Pa・sであった。
実施例2
実施例1で製造した反応槽から内容物(ポリマー)1224gを抜き取り、残りの内容物(480g、反応槽容積に対して約23体積%)を窒素ガス気流下で撹拌しながら、内温を80℃に調温した。なお、内温80℃の反応槽において、ポリマーは液状[粘度(80℃)8.4Pa・s]であり、攪拌機(撹拌羽)の底部と接触していた。滴下ロートにスチレン240g、ブチルアクリレート720g、2−エチルヘキシルアクリレート240g、t−ドデシルメルカプタン20.4g、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)3.6gを仕込んだ後、実施例1と同様の操作を行い、ポリマーを得た。なお、重合中、反応槽の内容物の粘度は、概ね1.5〜8.4Pa・sの範囲内にあった。得られたポリマーにおいて、重量平均分子量は25500、分子量分布は2.4、Tgは−40℃、重合度(重合率)は99.6質量%、濁度は3、粘度(25℃)は161Pa・sであった。
実施例3
実施例2で製造した反応槽から内容物(ポリマー)1224gを抜き取り、残りの内容物(480g、反応槽容積に対して約23体積%)を窒素ガス気流下で撹拌しながら、内温を80℃に調温した。なお、内温80℃の反応槽において、ポリマーは液状[粘度(80℃)8.4Pa・s]であり、攪拌機(撹拌羽)の底部と接触していた。滴下ロートにスチレン240g、ブチルアクリレート720g、2−エチルヘキシルアクリレート240g、t−ドデシルメルカプタン20.4g、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)3.6gを仕込んだ後、実施例1と同様の操作を行い、ポリマーを得た。
そして、反応槽からの内容物の抜き取り、仕込み、実施例1と同様の操作に至る一連の操作を3回繰り返し、ポリマーを得た。なお、重合中、反応槽の内容物の粘度は、概ね1.5〜8.4Pa・sの範囲内にあった。得られたポリマーにおいて、重量平均分子量は25300、分子量分布は2.4、Tgは−40℃、重合度(重合率)は99.6質量%、濁度は3、粘度(25℃)は159Pa・sであった。
実施例4
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを取り付けた反応槽[ステンレス(SUS304)製、容量2L]に、製造例1にて得られたポリマー240g(反応槽容積に対して約12体積%)を70℃に加熱して仕込んだ。なお、仕込んだポリマーは、反応槽に取り付けた攪拌機(撹拌羽)の底部と接触していた。
その後、窒素ガス気流下で撹拌しながら、内温を80℃まで昇温した。なお、内温80℃の反応槽において、ポリマーは液状[粘度(80℃)8.5Pa・s]であった。一方、上記滴下ロートにスチレン240g、ブチルアクリレート720g、2−エチルヘキシルアクリレート240g、t−ドデシルメルカプタン20.4g、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)3.6gを仕込んだ。次に、上記単量体混合物を120分にわたって均一に滴下した。滴下終了後、60分間同温度を維持した後、内温を85℃に上昇し、更に90分間同温度を維持し、重合を終了した。
なお、重合中、反応槽の内容物の粘度は、概ね1.2〜8.4Pa・sの範囲内にあった。得られたポリマーにおいて、重量平均分子量は25900、分子量分布は2.3、Tgは−40℃、重合度(重合率)は99.5質量%、濁度は4、粘度(25℃)は164Pa・sであった。
実施例5
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを取り付けた反応槽[ステンレス(SUS304)製、容量2L]に、製造例2にて得られたポリマー480g(反応槽容積に対して約23体積%)を70℃に加熱して仕込んだ。なお、仕込んだポリマーは、反応槽に取り付けた攪拌機(撹拌羽)の底部と接触していた。
その後、窒素ガス気流下で撹拌しながら、内温を80℃まで昇温した。なお、内温80℃の反応槽において、ポリマーは液状[粘度(80℃)4.9Pa・s]であった。一方、上記滴下ロートにブチルアクリレート600g、2−エチルヘキシルアクリレート300g、メタクリル酸メチル300g、t−ドデシルメルカプタン24g、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)3.6gを仕込んだ。次に、上記単量体混合物を120分にわたって均一に滴下した。滴下終了後、60分間同温度を維持した後、内温を85℃に上昇し、更に90分間同温度を維持し、重合を終了した。
なお、重合中、反応槽の内容物の粘度は、概ね0.7〜4.9Pa・sの範囲内にあった。得られたポリマーにおいて、重量平均分子量は21400、分子量分布は2.2、Tgは−35℃、重合度(重合率)は99.7質量%、濁度は2、粘度(25℃)は102Pa・sであった。
実施例6
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを取り付けた反応槽[ステンレス(SUS304)製、容量2L]に、製造例1にて得られたポリマー480g(反応槽容積に対して約23体積%)を70℃に加熱して仕込んだ。なお、仕込んだポリマーは、反応槽に取り付けた攪拌機(撹拌羽)の底部と接触していた。
その後、窒素ガス気流下で撹拌しながら、内温を80℃まで昇温した。なお、内温80℃の反応槽において、ポリマーは液状[粘度(80℃)8.4Pa・s]であった。一方、上記滴下ロートにブチルアクリレート600g、2−エチルヘキシルアクリレート300g、メタクリル酸メチル300g、t−ドデシルメルカプタン24g、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)3.6gを仕込んだ。次に、上記単量体混合物を120分にわたって均一に滴下した。滴下終了後、60分間同温度を維持した後、内温を85℃に上昇し、更に90分間同温度を維持し、重合を終了した。
なお、重合中、反応槽の内容物の粘度は、概ね1.4〜5.6Pa・sの範囲内にあった。得られたポリマーにおいて、重量平均分子量は22600、分子量分布は2.3、Tgは−36℃、重合度(重合率)は99.6質量%、濁度は3、粘度(25℃)は124Pa・sであった。
参考例1
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを取り付けた反応槽[ステンレス(SUS304)製、容量2L]内を窒素ガス気流下で80℃に調温した。
一方、上記滴下ロートにスチレン240g、ブチルアクリレート720g、2−エチルヘキシルアクリレート240g、t−ドデシルメルカプタン20.4g、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)3.6gを仕込んだ。
次に、この単量体混合物を、空の反応槽内に10.2g/分の割合で滴下した。滴下開始5分後、反応槽内の温度が180℃を超え、熱暴走状態となったため、滴下をストップして冷却した。内温が80℃まで低下した後、滴下を再開したが、再開後6分間で再び内温が180℃を超え、熱暴走状態となったため、再度滴下をストップして80℃まで冷却した。その後、残りの単量体混合物を5.1g/分の速度で80分間滴下した後、10.2g/分の速度に戻して70分間均一に滴下した。滴下終了後60分間同温度を維持した後、内温を85℃に上昇し、更に90分同温度を維持し、重合を終了した。得られたポリマーにおいて、重量平均分子量は39100、分子量分布は4.4、重合度(重合率)は98.2質量%、ガラス転移温度は−35℃、濁度は37であった。
参考例2
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを取り付けた反応槽[ステンレス(SUS304)製、容量2L]内を窒素ガス気流下で80℃に調温した。
一方、上記滴下ロートにブチルアクリレート600g、2−エチルヘキシルアクリレート300g、メタクリル酸メチル300g、t−ドデシルメルカプタン24g、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)3.6gを仕込んだ。
次に、この単量体混合物を、空の反応槽内に10.2g/分の割合で滴下した。滴下開始4分後、反応槽内の温度が180℃を超え、熱暴走状態となったため、滴下をストップして冷却した。内温が80℃まで低下した後、滴下を再開したが、再開後6分間で再び内温が180℃を超え、熱暴走状態となったため、再度滴下をストップして80℃まで冷却した。その後、残りの単量体混合物を5.1g/分の速度で80分間滴下した後、10.2g/分の速度に戻して70分間均一に滴下した。滴下終了後60分間同温度を維持した後、内温を85℃に上昇し、更に90分同温度を維持し、重合を終了した。得られたポリマーにおいて、重量平均分子量は36700、分子量分布は4.7、重合度(重合率)は97.7質量%、ガラス転移温度は−36℃、濁度は29であった。
本発明によれば、ラジカル重合性モノマーを重合成分とする所望のポリマーを、実質的に溶媒の非存在下であるにもかかわらず、効率よく製造できる。特に、本発明の方法では、バッチ方式で繰り返し重合させても、高い重合率で再現性良く所望のポリマーを得ることができる。

Claims (7)

  1. モノマー(A1)を所定の重合温度で重合させる重合工程を経て、アクリル系モノマーを含むモノマー(A1)を重合成分とするポリマー(A)を製造する方法であって、
    重合工程を繰り返すバッチ方式でポリマー(A)を製造する方法であり、
    重合工程が、実質的に溶媒の非存在下、重合温度において液状のポリマー(B)の存在下で、モノマー(A1)の重合反応を開始する重合開始工程を含み、
    2サイクル目以降の重合開始工程において、前のサイクルで得られたポリマー(A)の一部を反応器に残し、ポリマー(B)として使用する、ポリマー(A)の製造方法。
  2. モノマー(A1)を所定の重合温度で重合させる重合工程を経て、アクリル系モノマーを含むモノマー(A1)を重合成分とするポリマー(A)を製造する方法であって、
    重合工程が、実質的に溶媒の非存在下、重合温度において液状のポリマー(B)の存在下で、モノマー(A1)の重合反応を開始する重合開始工程を含み、
    反応器を洗浄することなく、重合工程を繰り返すバッチ方式でサイクルを3回以上繰り返す、ポリマー(A)の製造方法。
  3. 重合工程を繰り返すバッチ方式でポリマー(A)を製造する方法であって、2サイクル目以降の重合開始工程において、前のサイクルで得られたポリマー(A)の一部を反応器に残し、ポリマー(B)として使用する請求項記載の製造方法。
  4. モノマー(A1)が、アクリル系モノマー及び非アクリル系モノマーを含み、ポリマー(A)としてアクリル系共重合体を製造する請求項1〜のいずれかに記載の製造方法。
  5. ポリマー(A)のガラス転移温度が−70℃〜30℃である請求項1〜のいずれかに記載の製造方法。
  6. ポリマー(A)の重量平均分子量が1万〜10万である請求項1〜のいずれかに記載の製造方法。
  7. ポリマー(B)の使用割合が、モノマー(A1)100質量部に対して、3〜100質量部である請求項1〜のいずれかに記載の製造方法。
JP2016195271A 2016-09-30 2016-09-30 アクリル系ポリマーの製造方法 Active JP6839950B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016195271A JP6839950B2 (ja) 2016-09-30 2016-09-30 アクリル系ポリマーの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016195271A JP6839950B2 (ja) 2016-09-30 2016-09-30 アクリル系ポリマーの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018058924A JP2018058924A (ja) 2018-04-12
JP6839950B2 true JP6839950B2 (ja) 2021-03-10

Family

ID=61909642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016195271A Active JP6839950B2 (ja) 2016-09-30 2016-09-30 アクリル系ポリマーの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6839950B2 (ja)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08217946A (ja) * 1995-02-17 1996-08-27 Toyo Ink Mfg Co Ltd 液状樹脂組成物およびその製造方法
JPH08301937A (ja) * 1995-03-09 1996-11-19 Sumitomo Chem Co Ltd メタクリル系重合体の製造方法
JPH09202804A (ja) * 1996-01-26 1997-08-05 Sumitomo Chem Co Ltd メタクリル系モールディングコンパウンドおよびその製造方法
JPH09227637A (ja) * 1996-02-21 1997-09-02 Mitsubishi Rayon Co Ltd メタクリル樹脂の製造方法
JPH11100515A (ja) * 1997-07-29 1999-04-13 Toray Ind Inc 繊維強化複合材料用樹脂組成物、プリプレグおよびプリプレグの製造方法
JP2009149864A (ja) * 2007-11-29 2009-07-09 Mitsubishi Rayon Co Ltd 多段階重合体とその製造方法、それを含有する樹脂組成物
JP2010006966A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Toray Fine Chemicals Co Ltd アクリル共重合体の製造方法
JP5244524B2 (ja) * 2008-09-30 2013-07-24 株式会社日本触媒 (メタ)アクリル酸系重合体の製造方法
JP5527596B2 (ja) * 2010-04-26 2014-06-18 東レ・ファインケミカル株式会社 アクリルシラップ
JP2010222591A (ja) * 2010-07-09 2010-10-07 Kuraray Co Ltd 硬化性樹脂組成物および該硬化性樹脂組成物を用いたフレキソ印刷版材
JP5844588B2 (ja) * 2011-09-21 2016-01-20 デクセリアルズ株式会社 回路接続材料及びそれを用いた接続方法並びに接続構造体
JP2014009287A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Nippon Zeon Co Ltd 熱伝導性感圧接着剤組成物、熱伝導性感圧接着性シート状成形体、これらの製造方法、及び電子機器
JP6222869B1 (ja) * 2016-07-29 2017-11-01 サイデン化学株式会社 無溶剤液状アクリル樹脂組成物及び無溶剤液状アクリル樹脂組成物の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018058924A (ja) 2018-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5032498B2 (ja) ビニルモノマーのフリーラジカル重合方法
JP2008511745A (ja) (メタ)アクリルシロップの製造方法
US7973117B2 (en) Process for continuously producing (meth)acrylic ester polymer or copolymer
US20070112154A1 (en) Method for producing an (meth)acrylate syrup
JP6839950B2 (ja) アクリル系ポリマーの製造方法
JP2000313704A (ja) アクリル系重合体の製造法
JP3941692B2 (ja) 共重合体の製造方法
TWI518100B (zh) 甲基丙烯酸酯聚合物的製造方法
JP2851441B2 (ja) 溶剤型アクリル系粘着剤の製造方法
KR102177072B1 (ko) 아크릴레이트 모노머를 기반으로 한 단쇄 거대분자를 제조하는 방법
JP2005082687A (ja) (メタ)アクリル系重合体の製造方法
KR100787347B1 (ko) 괴상중합 시 열중합을 제어한 아크릴 시럽의 제조방법
KR101056684B1 (ko) 고분자량의 수지를 제조하기 위한 용액중합 방법
JP7279559B2 (ja) ビニル系重合体の製造方法
JP2007246917A (ja) (メタ)アクリル酸系重合体の製造方法
JP6484927B2 (ja) ブロックポリマ及びその製造方法
JP4135209B2 (ja) トナー用樹脂の製造方法
WO2023006322A1 (en) Process for preparing low molecular weight polyacrylates and products thereof
JP4405129B2 (ja) (メタ)アクリル酸系重合体の製造方法
JP2004263083A (ja) 重合方法
JP2019023320A (ja) ブロックポリマ及びその製造方法
JP2002128837A (ja) 共重合体の製造方法
JPH0977816A (ja) ラジカル重合方法
JP2003064140A (ja) ブロック共重合体の製造方法
JPS5851961B2 (ja) 共重合体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161108

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190606

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200721

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201020

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210209

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6839950

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150