JPH0565315A - 新規な重合体 - Google Patents

新規な重合体

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JPH0565315A
JPH0565315A JP22611391A JP22611391A JPH0565315A JP H0565315 A JPH0565315 A JP H0565315A JP 22611391 A JP22611391 A JP 22611391A JP 22611391 A JP22611391 A JP 22611391A JP H0565315 A JPH0565315 A JP H0565315A
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JP
Japan
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group
compound
unsaturated carboxylic
carboxylic acid
vinyl
Prior art date
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Pending
Application number
JP22611391A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Harano
芳行 原野
Souzou Ikui
創三 生井
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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  • Epoxy Resins (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】カチオンとの反応性が適度でこれを制御できる
エポキシ基を有する新規重合体の提供。 【構成】1分子中に1個以上のビニル基と1個のエポキ
シ基を有する化合物と、不飽和カルボン酸、または水酸
基を有する不飽和カルボン酸エステルのいずれか一方と
を反応させて得られるビニル基を有する不飽和カルボン
酸エステル組成物を、更にエポキシ化して得られるエポ
キシ基を有する不飽和カルボン酸エステル組成物(A)
を重合した重合体および芳香族ビニル系単量体、シアン
化ビニル系単量体、及び(メタ)アクリル酸エステル系
単量体に対して、Aを1〜99重量%共重合した重合
体。 【効果】側鎖にエポキシ基を有するため、光や熱などで
カチオンを生ずる開始剤やエポキシの硬化剤と反応させ
ることができ、更に、グリシジル基、脂環エポキシ基と
は反応性が異なったエポキシ基を有しており、塗料用樹
脂や接着剤用樹脂として有用。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は側鎖に、エポキシ基を有
する新規な重合体及びその製造法に関するものである。
本発明の新規な重合体は、側鎖にエポキシ基を有するた
め、光や熱などでカチオンを生ずる開始剤や酸無水物、
フェノ−ル、アミンなどのエポキシの硬化剤と反応させ
たりして用いることができ、塗料用樹脂や接着剤用樹脂
として有用な物質である。
【0002】
【従来の技術】従来、側鎖にエポキシ基を有する共重合
体としては、ブチルアクリレ−ト、スチレンなどの重合
性モノマ−と、グリシジル(メタ)アクリレ−トまたは
3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリ
レ−トなどを用いたものが公知であり、側鎖にグリシジ
ル基、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル基を有す
る重合体を用いて、カチオン系の硬化反応を利用した新
しい塗料への応用などが検討されている。
【0003】しかしながら、グリシジル基では、反応が
遅すぎる場合が多く。また、3,4−エポキシシクロヘ
キシルメチル基は脂環型のエポキシ基であるために、カ
チオンとの反応が早く反応のコントロ−ルが難しい。さ
らに、グリシジル(メタ)アクリレ−トは、製造にエピ
クロルヒドリンを用いるため製品中に塩素イオンなどが
混入し、硬化物や塗膜などに悪影響することがある。
【0004】
【発明の目的】本発明は、カチオンとの反応性が前記2
種のエポキシ化合物の中間にあり、カチオンとの反応を
うまくコントロ−ルできるエポキシ基を有する新規な重
合体を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、本目的に適したエポキシ基を側鎖に有する新規
な重合体を見出だした。
【0006】すなわち、本発明は、1分子中に1個以上
のビニル基と1個のエポキシ基を有する化合物と、不飽
和カルボン酸、または水酸基を有する不飽和カルボン酸
エステルのいずれか一方とを反応させて得られるビニル
基を有する不飽和カルボン酸エステル組成物を、更にエ
ポキシ化して得られるエポキシ基を有する不飽和カルボ
ン酸エステル組成物(A)を重合して得られる新規な重
合体及び芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量
体、及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体よりなる
群から選ばれた少なくとも1種のビニル系単量体に対し
て、Aを1〜99重量%共重合してなる新規な重合体で
ある。
【0007】次に、本発明について、さらに詳しく説明
する。
【0008】本発明で用いる1分子中に1個のエポキシ
基と1個以上のビニル基を有する化合物は、一般式(VII
I)で表される。
【0009】 《iは1から5の整数、R4 は水素または炭素数が1か
ら50のアルキル基、R5 ,R6 は水素または炭素数が
1から50のアルキル基または置換フェニル基であり、
5 ,R6 は環を巻いていてもよい》一般式(VIII)で表
される化合物の例は、以下に示すような化合物である。
【0010】4−ビニルシクロヘキセン−1−オキシ
ド、5−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エ
ン−2−オキシド、リモネンモノオキシド、トリビニル
シクロヘキサンモノオキシド、ジビニルベンゼンモノオ
キシド、ブタジエンモノオキシドや1,2−エポキシ−
9−デセンなどの一般式(I) で表される化合物、アリル
グリシジルエ−テルなどの一般式(II)で表される化合
物、グリシジルスチリルエ−テルなどの一般式(III) で
表される化合物など。
【0011】さらに、以下の化合物なども用いることが
できる。
【0012】
【化1】
【0013】
【化2】
【0014】
【化3】
【0015】
【化4】
【0016】 これらは、それぞれ単独で用いても、2種以上を同時に
用いてもよい。
【0017】また、必要に応じて、エチレンオキシド,
プロピレンオキシド,シクロヘキセンオキシド,スチレ
ンオキシド,α−オレフィンオキシドなどのモノエポキ
シドや、ビニルシクロヘキセンジオキシド,3,4−エ
ポキシシクロヘキシルメチル3,4−エポキシシクロヘ
キシルカルボキシレ−トなどのジエポキシドなどを、上
記の1分子中に1個のエポキシ基と1個以上のビニル基
を有する化合物と同時に用いてもよい。
【0018】次に、本発明で用いる不飽和カルボン酸
は、アクリル酸,メタクリル酸,クロトン酸などの不飽
和モノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン
酸、および、それらの酸無水物などである。
【0019】また、水酸基を有する不飽和カルボン酸エ
ステルは、一般式(IX)で表される。 CR0 =CR1 COOR0 OH ・・・・(IX) 一般式(IX)で表される化合物の例は、以下に示すような
化合物である。
【0020】2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ−
トや2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ−トや4
−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ−トなどの一般式
(IV)で表される化合物、カプロラクトン変性の2−ヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレ−トなどの一般式(V) で
表される化合物、カプロラクトン変性の4−ヒドロキシ
ブチル(メタ)アクリレ−ト、マレイン酸やフマル酸や
イタコン酸などの不飽和カルボン酸のエチレンオキシド
またはカプロラクトン変性体など。
【0021】これらは、それぞれ単独で用いても、2種
以上を同時に用いてもよい。
【0022】本発明の新規な重合体に用いられるエポキ
シ基を有する不飽和カルボン酸エステル組成物は、エス
テル化またはエ−テル化触媒存在下、前記の1分子中に
1個のエポキシ基と1個以上のビニル基を有する化合物
と、前記の不飽和カルボン酸または水酸基を有する不飽
和カルボン酸エステルを、反応させることによって得ら
れるビニル基を有する不飽和カルボン酸エステル組成物
をエポキシ化して得られる。
【0023】上記の反応の結果、エポキシ基を有する不
飽和カルボン酸エステル組成物は、例えば、水酸基を有
する不飽和カルボン酸エステルである2−ヒドロキシエ
チルアクリレ−トを開始剤として用い、また、1分子中
に1個のエポキシ基と1個以上のビニル基を有する化合
物として4−ビニルシクロヘキセン−1−オキシドを用
いて合成した場合、以下のような構造になる。
【0024】 CH2 =CHCOOCH2 CH2 (Z)r OH ....(XI) 《ただし、一般式(XI)において、rは1〜100の自然
数であり、反応に用いられる2−ヒドロキシエチルアク
リレ−トと1分子中に1個のエポキシ基と1個以上のビ
ニル基を有する化合物との使用比率によって決まる。Z
は1分子中に1個のエポキシ基と1個以上のビニル基を
有する化合物のエポキシ基部分が開環して生じたエ−テ
ル結合部分で結合したものの単位構造であるり、更にビ
ニル基がエポキシ化されたものである》本発明の新規な
重合体は、先に説明したエポキシ基を有する不飽和カル
ボン酸エステル組成物を重合、または、芳香族ビニル系
単量体、シアン化ビニル系単量体、及び(メタ)アクリ
ル酸エステル系単量体よりなる群から選ばれた少なくと
も1種のビニル系単量体と、先に説明したエポキシ基を
有する不飽和カルボン酸エステル組成物1〜99重量%
とを共重合してなるものである。
【0025】単量体の使用割合、重合反応条件等は、所
望の重合体に応じて任意に決定できるものであり、公知
のこの種重合反応と何ら異ならない。このような重合反
応の一例として、各単量体成分を無溶媒もしくは有機溶
媒に溶解または、分散してラジカル重合開始剤の存在下
で60〜180℃程度の温度で攪拌しながら重合する方
法を示すことができる。反応時間は、通常1〜40時間
程度とすれば良い。
【0026】また、有機溶媒としては、ヘプタン、トル
エン、キシレン、オクタン、ミネラルスプリットなどの
炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イ
ソブチル、メチルセロソルブアセテ−ト、ブチルカルビ
ト−ルアセテ−トなどのエステル系溶媒、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン
等のケトン系溶媒、エタノ−ル、n−ブタノ−ル、se
c−ブタノ−ル、イソブタノ−ル等のアルコ−ル系溶
媒、n−ブチルエ−テル、ジオキサン、エチレングリコ
−ルモノメチルエ−テル、エチレングリコ−ルモノエチ
ルエ−テル等のエ−テル系溶媒等を使用できる。
【0027】これらの溶媒は単独または適宜組み合わせ
て用いることができる。またラジカル重合開始剤として
は、通常用いられているものをいずれも用いることがで
きる。その一例として、過酸化ベンゾイル、t−ブチル
パ−オキシ−2−エチルヘキサノエ−ト等の過酸化物、
アゾイソブチルニトリル、アゾビスジメチルバレロニト
リル等のアゾ化合物等を示すことができる。
【0028】
【発明の効果】本発明の新規な重合体は、側鎖にエポキ
シ基を有するため、光や熱などでカチオンを生ずる開始
剤や酸無水物、フェノ−ル、アミンなどのエポキシの硬
化剤と反応させたりして用いることができ、種種の分野
に有用な物質である。更に、本発明の新規な重合体は、
グリシジル基、脂環エポキシ基とは反応性が異なったエ
ポキシ基を有しており、塗料用樹脂や接着剤用樹脂とし
て有用な物質である。
【0029】以下本発明の実施例を示す。
【0030】
【実施例1】撹拌器、空気導入管及び滴下ロ−トを備え
たフラスコにトルエン300g、触媒ベンジルトリエチ
ルアンモニウムクロライド14gを取り、80℃に加熱
した。また、1、2−エポキシ−9−デセン200g、
メタクリル酸112gと、p−メトキシフェノ−ル0.
1gの混合液を滴下ロ−トに取り、先のフラスコに反応
温度80℃で10時間かけて滴下反応させた。エポキシ
ドの転化率95%で反応終了とし、水200gで2回洗
浄分液し、ビニル基を有する不飽和カルボン酸エステル
組成物534gを得た。
【0031】次に、コンデンサ−、過酢酸仕込口、窒素
導入管を備えたジャケット付き2リットル反応器に先に
得られたビニル基を有する不飽和カルボン酸エステル組
成物500gを取り、2−エチルヘキシルトリポリリン
酸ナトリウム0.2gを溶解した過酢酸酢エチ溶液30
0g(過酢酸濃度30%)を滴下反応させてエポキシ化
を行った。反応温度50℃で滴下4時間、更に5時間熟
成し反応終了とした。
【0032】次に、水800gで3回洗浄分液し、得ら
れた有機層を薄膜式蒸発器により濃縮し目的のエポキシ
基を有する不飽和カルボン酸エステル262gを得た。
性状は以下の通りであった。 オキシラン酸素濃度(%) 6.20 酸価(mgKOH/g) 2.2 粘度(cp/25℃) 40
【0033】
【実施例2】攪拌機、窒素ガス導入管及び冷却管を備え
たフラスコに、キシレン67gとパ−ブチルZ2.5g
を取り、110〜120に加温した。これに、窒素雰因
気下で、下記の単量体と開始剤の混合物を3時間かけて
滴下し、更に7時間反応させ、目的とする共重合体溶液
165gを得た。 実施例1合成品 50g メチルメタクリレ−ト 38g エチルヘキシルアクリレ−ト 12g パ−ブチル O 2.5g 得られた共重合体溶液は、数平均分子量6500、エポ
キシ当量860、固型分61%の透明な液体であった。
【0034】
【実施例3】コンデンサ−、滴下ロ−ト、N導入管を
備えたジャケット付き2リットル反応器に2−ヒドロキ
シエチルメタクリレ−ト130g(1.0モル)を4−
ビニルシクロヘキセン−1−オキシド372g(3.0
モル)を仕込んだ。続いてBFエ−テラ−ト3.6g
を10%酢酸エチル溶液として2時間かけて滴下し反応
させた。滴下中系内は50℃に保った。滴下終了後、ガ
スクロマトグラフィ−(以下、GPC)により分析した
ところ4−ビニルシクロヘキセン−1−オキシドがほと
んど消失していることを確認できた。
【0035】続いて、反応粗液に酢酸エチル480gを
追加し、純水500gで2回水洗し固形分46.3%の
酢酸エチル溶液958gを得た。得られた酢酸エチル溶
液に含まれる2−ヒドロキシエチルメタクリレ−トは、
ガスクロマトグラフィ−において2.1%であった。G
PC分析の結果、4−ビニルシクロヘキセン−1−オキ
シドの付加していない2−ヒドロキシエチルメタクリレ
−ト(n=0)、1モル付加したもの(n=1)、2モ
ル付加したもの(n=2)、.....、の分布を持つ
混合物であった。MN=564(ポリスチレン換算)、
MW/MN=1.35であった。 次に、コンデンサ
−、過酢酸仕込口、窒素導入管を備えたジャケット付き
2リットル反応器に先に得られた酢酸エチル溶液400
gを仕込んだ。これに、過酢酸280g(30%、酢酸
エチル溶液)に2−エチルヘキシルトリポリリン酸ナト
リウム0.2gを加え溶解させた過酢酸溶液を、反応温
度50℃を保持しながら約4時間で滴下し、更に6時間
熟成しエポキシ化を行った。次いで、680gの精製水
を加え30分攪拌後50℃で静置した。
【0036】30分後、分液した下層を徐々に抜き取っ
た。次に酢酸エチル300gを加えさらに精製水800
gを加え30分攪拌30分静置(50℃)して下層を抜
き取った。さらに精製水700gを加え50℃で30分
攪拌した。次いで30分50℃で静置し、下層を抜き取
り、固形分30.1%の酢酸エチル溶液650gを得
た。得られた酢酸エチル溶液に含まれる2−ヒドロキシ
エチルメタクリレ−トは、ガスクロマトグラフィ−にお
いて0.9%であった。
【0037】続いて、得られた上層液を薄膜式蒸発器に
50℃20〜50mmHgで300cc/hで仕込ん
だ。目的のエポキシ基を有する不飽和カルボン酸エステ
ル組成物180gを得た。性状は以下の通りであった。 APHA 50 オキシラン酸素濃度(%) 7.03 酸価(mgKOH/g) 0.9 粘度(cp/25℃) 9900
【0038】
【実施例4】撹拌器、窒素ガス導入管及び冷却管を備え
たフラスコに、キシレン70gとパ−ブチルZ3gをと
り、110℃に加熱撹拌する。この反応温度を保ちなが
ら、窒素雰因気下に下記の単量体と開始剤の混合物を3
時間で滴下し、更に10時間反応させて目的とする共重
合体キシレン溶液を160g得た。
【0039】 実施例3合成品 50g スチレン 50g パ−ブチルO 2.5g これは、数平均分子量5200、固型分59%、エポキ
シ当量720の透明な液体であった。(以下余白)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08G 59/20 NHW 8416−4J // C08F 299/02 MRS 7442−4J MRT 7442−4J

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1分子中に1個以上のビニル基と1個の
    エポキシ基を有する化合物と、不飽和カルボン酸、また
    は水酸基を有する不飽和カルボン酸エステルのいずれか
    一方とを反応させて得られるビニル基を有する不飽和カ
    ルボン酸エステル組成物を、更にエポキシ化して得られ
    るエポキシ基を有する不飽和カルボン酸エステル組成物
    (A)を重合して得られる新規な重合体。
  2. 【請求項2】 芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル
    系単量体、及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体よ
    りなる群から選ばれた少なくとも1種のビニル系単量体
    に対して、Aを1〜99重量%共重合してなる新規な重
    合体。
  3. 【請求項3】 1分子中に1個以上のビニル基と1個の
    エポキシ基を有する化合物が、4−ビニルシクロヘキセ
    ン−1−オキシドであるAからなる請求項1または2に
    記載の新規な重合体。
  4. 【請求項4】 1分子中に1個以上のビニル基と1個の
    エポキシ基を有する化合物が、5−ビニルシクロ[2.
    2.1]ヘプト−2−エン−2−オキシドであるAから
    なる請求項1または2に記載の新規な重合体。
  5. 【請求項5】 1分子中に1個以上のビニル基と1個の
    エポキシ基を有する化合物が、リモネンモノオキシドで
    あるAからなる請求項1または2に記載の新規な重合
    体。
  6. 【請求項6】 1分子中に1個以上のビニル基と1個の
    エポキシ基を有する化合物が、下記一般式(I) で表され
    る化合物であるAからなる請求項1または2に記載の新
    規な重合体 《nは0から30の整数》
  7. 【請求項7】 1分子中に1個以上のビニル基と1個の
    エポキシ基を有する化合物が、下記一般式(II)で表され
    る化合物であるAからなる請求項1または2に記載の新
    規な重合体。 《但し、n1、n2は0から30の整数》
  8. 【請求項8】 1分子中に1個以上のビニル基と1個の
    エポキシ基を有する化合物が、下記一般式(II)で表され
    る化合物であるAからなる請求項1または2に記載の新
    規な重合体 《但し、Phは置換フェニル基》
  9. 【請求項9】 不飽和カルボン酸が、(メタ)アクリル
    酸であるAからなる請求項1または2に記載の新規な重
    合体。
  10. 【請求項10】 水酸基を有する不飽和カルボン酸エス
    テルが、下記一般式(IV)で表される化合物であるAから
    なる請求項1、2の新規な重合体。 CH2 =CR1 CO(O(CR2 3 m n OH ・・・・(IV) 《但し、mは1から10の整数、R1 は水素またはメチ
    ル基、R2 及びR3 は水素または炭素数が1から50の
    アルキル基》
  11. 【請求項11】 水酸基を有する不飽和カルボン酸エス
    テルが、下記一般式(V) で表される化合物であるAから
    なる請求項1、2の新規な重合体。 CH2 =CRCOOCH2 CH2 (OCO(CH2 5 m OH ・・・・(V)
  12. 【請求項12】 水酸基を有する不飽和カルボン酸エス
    テルが、下記一般式(VI)で表される化合物であるAから
    なる請求項1、2の新規な重合体。 R0 OCOCH=CHCO(O(CR2 3 m1m2OH ・・・・(VI) 《但し、m1、m2は1から10の整数、R0 は有機化
    合物残基》
  13. 【請求項13】 水酸基を有する不飽和カルボン酸エス
    テルが、下記一般式(VII) で表される化合物であるAか
    らなる請求項1、2の新規な重合体。 R0 OCOCH=CHCOOCH2 CH2 (OCO(CH2 5 m OH ・・・・(VII)
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