JPH1143512A - 末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合 体の製造方法 - Google Patents
末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合 体の製造方法Info
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- JPH1143512A JPH1143512A JP20110797A JP20110797A JPH1143512A JP H1143512 A JPH1143512 A JP H1143512A JP 20110797 A JP20110797 A JP 20110797A JP 20110797 A JP20110797 A JP 20110797A JP H1143512 A JPH1143512 A JP H1143512A
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Abstract
系重合体に、架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合
物を付加させる際に、シリル基の加水分解を抑制し、末
端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体
を安定的に製造する手段を提供すること。 【解決手段】反応中、あるいは反応後に、加水分解性の
エステル化合物および/またはアルキルアルコールを添
加する。
Description
ル基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造法に関す
る。さらに詳しくは、製造中または製造後に架橋性シリ
ル基の縮合によるゲル化が起こらず、安定に該重合体を
製造する方法に関する。
アクリル系重合体は、主鎖と架橋点の構造から、高耐候
性の材料、特にシーリング材や接着剤等、ゴム弾性が要
求される材料への利用が提案されている。末端に架橋性
シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造例と
しては、例えば、特公平3−14068において、(メ
タ)アクリル系モノマーを、架橋性シリル基含有メルカ
プタン、架橋性シリル基を有するジスルフィド、および
架橋性シリル基を有するラジカル重合開始剤の存在下に
重合させる方法が、また、特公平4−55444におい
て、アクリル系モノマーを架橋性シリル基含有ヒドロシ
ラン化合物、またはテトラハロシランの存在下に重合さ
せる方法が開示されている。また、特開平6−2119
22には、水酸基含有ポリスルフィドを開始剤に対して
大量に用いることにより、まず末端に水酸基を有するア
クリル系重合体を合成し、さらに水酸基を変換すること
を特徴とする、末端に架橋性シリル基を有するアクリル
系重合体の製造法が記載されている。さらに特開平5−
97921には、架橋性シリル基を有する安定カルバニ
オンを開始剤としてアクリル系モノマーをアニオン重合
し、重合末端を2官能性の求電子化合物と反応させるこ
とを特徴とする、末端に架橋性シリル基を有するアクリ
ル系重合体の製造法が記載されている。
最近開発されたリビングラジカル重合(例えば、Mat
yjaszewskiら、J.Am.Chem.So
c.1995,117,5614、Macromole
cules、1995、28、7901、Scienc
e 1996、272、866。あるいはSawamo
toら、Macromolecules1995,2
8,1721を参照)により得られる、末端にハロゲン
を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲンを変換す
ることを特徴とする、末端に架橋性シリル基を有するア
クリル系重合体の製造法を提案した(特願平8−326
475)。この方法では、重合体の末端に官能基が確実
に導入されるので、硬化性に優れた硬化物を得ることが
できる。
を有するアクリル系重合体の製造法の一つとして、末端
にハロゲンを有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲ
ンをまずアルケニル基含有置換基に変換し、その後、架
橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を付加させる
方法が挙げられる。この方法では、ヒドロシラン化合物
を付加させる際、重合体に導入された架橋性シリル基が
縮合して反応中にゲル化してしまったり、反応中にはゲ
ル化しなくとも、重合体の単離後にゲル化が進み、充分
な貯蔵安定性が得られないといった問題がある。
アルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体に、架
橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を付加させる
際にゲル化が起こらず、また、製造後にも充分な貯蔵安
定性を有する、末端架橋性シリル基含有(メタ)アクリ
ル系重合体の製造法を提供するものである。架橋性シリ
ル基を有する重合体の貯蔵安定性を改良する方法とし
て、オルトギ酸エステルやアルコール類を添加して、シ
リル基の加水分解を抑制する方法は公知である(例え
ば、特開昭57−55953、特開昭57−6335
2)。本発明者らは、この技術を使用することにより、
上記課題が解決できることを見いだし、本発明を完成し
た。
なる、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル
系重合体の製造法を提供するものであり、これにより上
記課題が解決される。 1)末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重
合体に、架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を
付加させる際に、加水分解性のエステル化合物および/
またはアルキルアルコールを共存させることを特徴とす
る、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系
重合体の製造方法。 2)加水分解性のエステル化合物が、オルトギ酸トリア
ルキルである1)記載の製造方法。 3)加水分解性のエステル化合物が、加水分解性の有機
シリコン化合物である1)記載の製造方法。 4)アルキルアルコールが炭素数1〜10のアルコール
である1)記載の製造方法。 5)末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重
合体に、架橋性シリル基を有するヒドロシラン化合物を
付加させた後に、加水分解性のエステル化合物および/
またはアルキルアルコールを添加することを特徴とす
る、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系
重合体の製造方法。 6)以下の2成分:(A)末端に架橋性シリル基を有す
る(メタ)アクリル系重合体、(B)加水分解性のエス
テル化合物および/またはアルキルアルコール、からな
る硬化性組成物。 7)末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重
合体が、以下の工程: (1)有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル
化合物を開始剤、遷移金属錯体を触媒として(メタ)ア
クリル系モノマーを重合することによって、一般式1で
示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造
し; −CH2−C(R1)(CO2R2)(X) (1) (式中、R1は水素またはメチル基、R2は炭素数が1〜
20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、また
は炭素数7〜20のアラルキル基、Xは塩素、臭素、ま
たはヨウ素) (2)一般式1のハロゲンを、アルケニル基含有置換基
に変換する;ことにより製造される重合体である、1)
〜5)記載の製造方法、および6)記載の硬化性組成
物。
タ)アクリル系重合体のアルケニル基としては特に制約
はなく、例えば一般式2のアルケニル基を用いることが
できる。 H2C=C(R3)− (2) (式中、R3は水素またはメチル基) 式2のアルケニル基をさらに詳しく説明すると、まず、
一般式3で示される、炭化水素基を介して主鎖に結合す
るアルケニル基が挙げられる。 H2C=C(R3)−R4− (3) (式中、R3は上記に同じ、R4は直接結合、または炭素
数1〜20のアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレ
ン基、炭素数7〜20のアラルキレン基で1個以上のエ
ーテル結合を含有していてもよい) 直接結合以外のR4の具体例としては、例えば、−(C
H2)n−(nは1〜20の整数)、−CH(CH3)C
H2−、−CH(CH3)(CH2)2−、−CH2CH
(CH3)−、−C(CH3)2−、−(CH2)n−O−
(CH2)m−(n、mは1〜20の整数、ただしn+m
≦20)、o−,m−,p−C6H4−、o−,m−,p
−(CH2)n−C6H4−(CH2)m−(n、mは0〜1
4の整数、ただしn+m≦14)等が挙げられるが、こ
れらに限定されるものではない。
4で示される、エーテル結合を介して主鎖に結合される
アルケニル基、式5、6で示されるエステル結合を介し
て主鎖に結合されるアルケニル基、さらに、式7で示さ
れるカーボネート基を介して主鎖に結合されるアルケニ
ル基が挙げられる。 H2C=C(R3)−R4−O− (4)、H2C=C(R
3)−R4−OC(O)−(5)、H2C=C(R3)−R
4−C(O)O− (6)、H2C=C(R3)−R4−O
C(O)O− (7) (式中、R3、R4は上記に同じ) R4の具体例としては、既に例示したものをすべて好適
に用いることができる。
重合体の主鎖を構成するモノマー成分としては特に制約
はなく、各種のものを用いることができる。例示するな
らば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸
エチル、(メタ)アクリル酸−n−プロピル、(メタ)
アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸−n−ブ
チル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリ
ル酸−tert−ブチル、(メタ)アクリル酸−n−ペ
ンチル、(メタ)アクリル酸−n−ヘキシル、(メタ)
アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸−n−
ヘプチル、(メタ)アクリル酸−n−オクチル、(メ
タ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリ
ル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アク
リル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メ
タ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジ
ル、(メタ)アクリル酸−2−メトキシエチル、(メ
タ)アクリル酸−3−メトキシプロピル等である。これ
らは単独で用いても2種以上を混合して用いてもかまわ
ない。また、必要に応じてスチレンやα−メチルスチレ
ン、アクリロニトリル等の他のビニル系モノマーを共重
合させることはなんら差し支えない。
有する(メタ)アクリル系重合体の製造法としては各種
の方法を用いることができるが、特に以下の工程: (1)有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル
化合物を開始剤、遷移金属錯体を触媒として(メタ)ア
クリル系モノマーを重合することによって、一般式1で
示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造
し; −CH2−C(R1)(CO2R2)(X) (1) (式中、R1は水素またはメチル基、R2は炭素数が1〜
20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、また
は炭素数7〜20のアラルキル基、Xは塩素、臭素、ま
たはヨウ素) (2)一般式1のハロゲンを、アルケニル基含有置換基
に変換する;ことを特徴とする方法を用いると、末端へ
のアルケニル基の導入率の高い重合体を得ることが出来
る。
ら重合がリビング的に進行し、分子量分布の狭い重合体
が得られ、分子量はモノマーと開始剤の仕込み比によっ
て自由にコントロールすることができる。このリビング
ラジカル重合では、有機ハロゲン化物、特に反応性の高
い炭素−ハロゲン結合を有する有機ハロゲン化物(例え
ば、α位にハロゲンを有するカルボニル化合物や、ベン
ジル位にハロゲンを有する化合物)、あるいはハロゲン
化スルホニル化合物が開始剤として用いることができ
る。。
リル系重合体を得るために、開始点を2個以上有する有
機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を
開始剤として用いることができる。それらの具体例とし
ては、o−,m−,p−XCH2−C6H4−CH2X、o
−,m−,p−CH3C(H)(X)−C6H4−C
(H)(X)CH3、o−,m−,p−(CH3)2C
(X)−C6H4−C(X)(CH3)2、(ただし、上の
式中、C6H4はフェニレン基、Xは塩素、臭素、または
ヨウ素)RO2C−C(H)(X)−(CH2)n−C
(H)(X)−CO2R、RO2C−C(CH3)(X)
−(CH2)n−C(CH3)(X)−CO2R、RC
(O)−C(H)(X)−(CH2)n−C(H)(X)
−C(O)R、RC(O)−C(CH3)(X)−(C
H2)n−C(CH3)(X)−C(O)R、(上記式
中、Rは炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20
のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基、n
は0〜20の整数、Xは塩素、臭素、ヨウ素)XCH2
−C(O)−CH2X、H3C−C(H)(X)−C
(O)−C(H)(X)−CH3、(H3C)2C(X)
−C(O)−C(X)(CH3)2、C6H5C(H)
(X)−(CH2)n−C(H)(X)C6H5、(上式
中、Xは塩素、臭素またはヨウ素、nは0〜20の整
数)XCH2CO2−(CH2)n−OCOCH2X、CH3
C(H)(X)CO2−(CH2)n−OCOC(H)
(X)CH3、(CH3)2C(X)CO2−(CH2)n−
OCOC(X)(CH3)2、(上の式中、nは1〜20
の整数)XCH2C(O)C(O)CH2X、CH3C
(H)(X)C(O)C(O)C(H)(X)CH3、
(CH3)2C(X)C(O)C(O)C(X)(C
H3)2、o−,m−,p−XCH2CO2−C6H4−OC
OCH2X、o−,m−,p−CH3C(H)(X)CO
2−C6H4−OCOC(H)(X)CH3、o−,m−,
p−(CH3)2C(X)CO2−C6H4−OCOC
(X)(CH3)2、o−,m−,p−XSO2−C6H4
−SO2X、(上式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ
素)を挙げることができる。
体を用いることができる。金属種としては特に、1価の
銅、2価のルテニウム、2価の鉄、2価のニッケルが好
適である。1価の銅化合物を具体的に例示するならば、
塩化第一銅、臭化第一銅、ヨウ化第一銅、シアン化第一
銅、酸化第一銅、酢酸銅、過塩素酸第一銅等である。銅
化合物を用いる場合、触媒活性を高めるために2,2’
−ビピリジル、およびその誘導体、1,10−フェナン
スロリン、およびその誘導体等の配位子を添加すること
ができる。また、2価の塩化ルテニウムのトリストリフ
ェニルホスフィン錯体(RuCl2(PPh3)3)も触
媒として好適である。ルテニウム化合物を触媒として用
いる場合は、活性化剤としてアルミニウムアルコキシド
類を添加することが有効である。さらに二価の鉄のビス
トリフェニルホスフィン錯体(FeCl2(PP
h3)2)、二価のニッケルのビストリフェニルホスフィ
ン錯体(NiBr2(PPh3)2)も触媒として好適で
ある。
リル系のモノマーとしては特に制約はなく、既に例示し
たものすべてを好適に用いることができる。重合は無溶
剤または各種の溶剤中で行うことができる。また、重合
は室温〜200℃の範囲で行うことができ、好ましくは
50〜150℃である。末端に式1のアルケニル基を有
する(メタ)アクリル系重合体は、上記の重合によって
得られる、末端にハロゲンを有する(メタ)アクリル系
重合体のハロゲンをアルケニル基含有置換基に変換する
ことによって得ることができる。
る各種の方法を利用することが可能である。 既に述べた重合方法によって、一般式1に示す末端構
造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、さら
に、例えば一般式8に示す、重合性のアルケニル基とそ
れ以外の少なくとも1つのアルケニル基を併せ持つ化合
物を第2のモノマーとして反応させる方法。 H2C=C(R1)−R5−R6−C(R1)=CH2 (8) (式中、R1は水素またはメチル基で、互いに同一でも
異なっていてもよい、R5は−C(O)O−、またはo
−,m−,p−フェニレン基、R6は、直接結合、また
は炭素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル
結合を含んでいてもよい) アルケニル基を有する各種の有機金属化合物を作用さ
せてハロゲンを置換する方法。特に式1のハロゲンと選
択的に反応し、エステル基との反応性が低いという点
で、有機錫、有機銅化合物が好ましい。 一般式9のアルケニル基を有する安定化カルバニオン
を作用させる方法。 M+C-(R7)(R8)−R9−C(R1)=CH2 (9) (式中、R1は水素、またはメチル基、R7およびR8は
ともにカルバニオンC-を安定化する電子吸引基である
か、または一方が前記電子吸引基で他方が水素または炭
素数1〜10のアルキル基、またはフェニル基、R9は
直接結合、または炭素数1〜10の2価の有機基で1個
以上のエーテル結合を含んでいてもよい、M +はアルカ
リ金属イオン、または4級アンモニウムイオン) R7、R8の電子吸引基としては、−CO2R、−C
(O)Rおよび−CNが特に好ましい。また、M+とし
ては、アルカリ金属イオンまたは4級アンモニウムイオ
ンが好ましい。 金属単体あるいは有機金属化合物を作用させてエノレ
ートアニオンとし、しかる後に、アルケニル基を有する
求電子化合物と反応させる方法。金属単体としては、生
成するエノレートアニオンが他のエステル基を攻撃した
り転移するような副反応を起こしにくいという点で亜鉛
が特に好ましい。アルケニル基を有する求電子化合物と
しては各種のもの、例えば、ハロゲンやアセチル基のよ
うな脱離基を有するアルケニル基含有化合物、アルケニ
ル基を有するカルボニル化合物、アルケニル基を有する
イソシアネート化合物、アルケニル基を有する酸ハロゲ
ン化物等を用いることができる。 一般式10で示すオキシアニオンあるいは一般式11
で示すカルボキシレートアニオンを反応させる方法。 H2C=C(R1)−R10−O-M+ (10) (式中、R1は前記に同じ、R10は炭素数1〜20の2
価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいてもよ
い) H2C=C(R1)−R11−C(O)O-M+ (11) (式中、R1は前記に同じ、R11は直接結合、または炭
素数1〜20の2価の有機基で1個以上のエーテル結合
を含んでいてもよい) 有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物
を開始剤、遷移金属錯体を触媒として(メタ)アクリル
系モノマーを重合することを特徴とする(メタ)アクリ
ル系重合体の製造法において、アルケニル基を有する有
機ハロゲン化物を開始剤として用いれば、片末端にアル
ケニル基を有し、他の末端が式1の構造を有する(メ
タ)アクリル系重合体が得られる。このようにして得ら
れる重合体の停止末端のハロゲンをアルケニル基含有置
換基に変換すれば、両末端にアルケニル基を有する(メ
タ)アクリル系重合体を得ることができる。その変換方
法としては、既に記載した方法を使用することができ
る。
しては特に制限はないが、例えば、一般式12、13に
示す構造を有するものが例示される。 R12R13C(X)−R14−R6−C(R1)=CH2 (12) (式中、R1、R6は上記に同じ、R12、R13は、水素、
または炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20の
アリール基、または炭素数7〜20のアラルキル基、ま
たは他端において相互に連結したもの、R14は−C
(O)O−、−C(O)−、または、o−,m−,p−
フェニレン基) H2C=C(R1)−R6−C(R12)(X)−R15−R13 (13) (式中、R1、R6、R12、R13、Xは上記に同じ、R15
は、直接結合、−C(O)O−(エステル基)、−C
(O)−(ケト基)、または、o−,m−,p−フェニ
レン基を表す) アルケニル基を有する有機ハロゲン化物、またはハロゲ
ン化スルホニル化合物を開始剤として用いると、片末端
がアルケニル基、他の末端が式1で示されるハロゲン末
端である重合体が得られる。この重合体の式1のハロゲ
ンを置換できる同一または異なった官能基を合計2個以
上有する化合物を用いてハロゲン末端どうしをカップリ
ングさせることによっても、両末端にアルケニル基を有
する(メタ)アクリル系重合体を得ることができる。式
1の末端ハロゲンを置換できる同一または異なった官能
基を合計2個以上有するものとしては、ポリオール、ポ
リアミン、ポリカルボン酸、ポリチオール、およびそれ
らの塩、アルカリ金属硫化物等が好ましい。
リル系重合体の製造法としてはこの他に、式1のハロゲ
ン末端を一旦水酸基含有置換基に変換し、さらに水酸基
の反応性を利用する方法が挙げられる。末端を水酸基含
有置換基に変換する方法としては各種の反応を利用する
ことができる。例えば、上記の重合法によって一般式1
で示す末端を有する(メタ)アクリル系重合体を製造
し、さらに重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ化
合物を第2のモノマーとして反応させる方法、一般式1
で示すハロゲン末端を有する(メタ)アクリル系重合体
に対し、金属単体または有機金属化合物を作用させてエ
ノレートアニオンを調製し、アルデヒドあるいはケトン
等のカルボニル化合物と反応させる方法、ハロゲンを水
酸化ナトリウムや水酸化カリウムのようなアルカリ金属
水酸化物で直接置換する方法、ハロゲンをポリアルコー
ルで置換する方法、ハロゲンをカルボキシル基含有アル
コールで置換する方法等を挙げることができる。
他に、水酸基を有するハロゲン化物を開始剤、遷移金属
錯体を触媒として用いる重合により、片末端に水酸基を
有し他の末端に式1で示すハロゲンを有する(メタ)ア
クリル系重合体を製造し、しかる後に、ハロゲン末端を
上述した方法で水酸基含有置換基に変換する方法、ま
た、それらハロゲンを置換することができる同一または
異なった官能基を合計2個以上有する化合物を用いて、
ハロゲン末端どうしをカップリングする方法が挙げられ
る。
する方法としては、例えば、塩化アリルのようなアルケ
ニル基含有ハロゲン化物とナトリウムメトキシドのよう
な塩基を作用させる方法、アリルイソシアネート等のア
ルケニル基含有イソシアネート化合物を作用させる方
法、(メタ)アクリル酸クロリドのようなアルケニル基
含有酸ハロゲン化物をピリジン等の塩基存在下に反応さ
せる方法、アクリル酸等のアルケニル基含有カルボン酸
を酸触媒の存在下に反応させる方法等が挙げられる。
ドロシラン化合物としては特に制限はないが、代表的な
ものを示すと、一般式14 H−[Si(R16)2-b(Y)bO]m−Si(R17)3-a(Y)a (14) (式中、R16およびR17は、いずれも炭素数1〜20の
アルキル基、炭素数6〜20のアリール基、または炭素
数7〜20のアラルキル基、または(R’)3SiO−
(R’は炭素数1〜20の1価の炭化水素基であって、
3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよ
い)で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、R16ま
たはR17が2個以上存在するとき、それらは同一であっ
てもよく、異なっていてもよい。Yは水酸基または加水
分解性基を示し、Yが2個以上存在するとき、それらは
同一であってもよく、異なっていてもよい。aは0,
1,2,または3を、また、bは0,1,または2を示
す。mは1〜19の整数である。ただし、a+mb≧1
であることを満足するものとする。)で表される化合物
が例示される。
特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、
具体的には、水素、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシ
ルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、
酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニ
ルオキシ基等が挙げられ、加水分解性がマイルドで取り
扱いやすいという点から、アルコキシ基が特に好まし
い。該加水分解性基や水酸基は1個のケイ素原子に1〜
3個の範囲で結合することができ、a+mb、すなわ
ち、加水分解性基の総和は、1〜5の範囲が好ましい。
加水分解性基や水酸基が反応性ケイ素基中に2個以上結
合するときは、それらは同一であっても、異なっていて
もよい。架橋性ケイ素化合物を構成するケイ素原子は、
1個でもよく、2個以上であってもよいが、シロキサン
結合により連結されたケイ素原子の場合には20個程度
まであってもよい。
しては、例えば、メチル基やエチル基などのアルキル
基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル
基などのアリール基、ベンジル基などのアラルキル基、
R’がメチル基やフェニル基等である(R’)3SiO
−で示されるトリオルガノシリル基等が挙げられる。こ
れらヒドロシラン化合物の中でも、特に一般式15 H−Si(R17)3-a(Y)a (15) (式中、R17、Y、aは前記と同じ。)で表される架橋
性基を有するヒドロシラン化合物が、入手容易な点から
好ましい。一般式14または15で示される架橋性基を
有するヒドロシラン化合物の具体例としては、HSiC
l3、HSi(CH3)Cl2、HSi(CH3)2Cl、
HSi(OCH3)3、HSi(CH3)(OCH3)2、
HSi(CH3)2OCH3、HSi(OC2H5)3、HS
i(CH3)(OC2H5)2、HSi(CH3)2OC
2H5、HSi(OC3H7)3、HSi(C2H5)(OC
H3)2、HSi(C2H5)2OCH3、HSi(C6H5)
(OCH3)2、HSi(C6H5)2(OCH3)、HSi
(CH3)(OC(O)CH3)2、HSi(CH3)2O
−[Si(CH3)2O]2−Si(CH3)(OC
H3)2、HSi(CH3)[O−N=C(CH3)2]
2(但し、上記化学式中、C6H5はフェニル基を示す)
等が挙げられる。
シラン化合物を、末端にアルケニル基を有する(メタ)
アクリル系重合体に付加させる際には、従来公知のヒド
ロシリル化触媒を使用してもしなくてもよい。ヒドロシ
リル化触媒の具体例としては、白金単体、アルミナ、シ
リカ、カーボンブラック等の担体に白金固体を分散させ
たもの、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコール、アルデ
ヒド、ケトン等との錯体、白金−オレフィン錯体、白金
(0)−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体が挙げ
られる。白金化合物以外の触媒の例としては、RhCl
(PPh3)3,RhCl3, RuCl3, IrCl3,
FeCl3, AlCl3, PdCl2・H2O, NiC
l2, TiCl4等が挙げられる。これらの触媒は単独
で用いてもよく、2種類以上を併用してもかまわない。
触媒量としては特に制限はないが、(A)成分のアルケ
ニル基1molに対し、10-1〜10-8molの範囲で
用いるのが良く、好ましくは10-3〜10-6 molの
範囲で用いるのがよい。10-8molより少ないとヒド
ロシリル化反応が十分に進行しない。またヒドロシリル
化触媒は高価であるので10-1mol以上用いないのが
好ましい。
ケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体に、架橋性
シリル基を有するヒドロシラン化合物を付加させる際
に、加水分解性のエステル化合物および/またはアルキ
ルアルコールを共存させることにより、反応中あるいは
反応後にシリル基が縮合してゲル化することを抑制する
ことである。
トギ酸トリメチル、オルトギ酸トリエチル、オルトギ酸
トリプロピル、オルトギ酸トリブチル等のオルトギ酸ト
リアルキル、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエ
チル、オルト酢酸トリプロピル、オルト酢酸トリブチル
等のオルト酢酸トリアルキルが例示される。加水分解性
のエステル化合物の他の例としては、式R4-nSiY
n(式中、Yは加水分解可能な基、Rは1価の有機基で
官能基を含んでいても含まなくともよい。nは1〜4の
整数であり、好ましくは3または4である)で示される
加水分解性有機シリコン化合物が挙げられ、その具体例
としては、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエト
キシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリ
アセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、オルトケイ酸テトラ
メチル、オルトケイ酸テトラエチル、オルトケイ酸テト
ラプロピル、オルトケイ酸テトラブチル等が挙げられ
る。
端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体1
00重量部に対し、0.1〜50重量部、好ましくは
0.1〜30重量部である。また、本発明に用いられる
アルキルアルコールとしては炭素数が1〜10のアルコ
ールが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、イソプロパノール、ブタノール、イソブチルアルコ
ール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルア
ルコール、n−アミルアルコール、ヘキサノール、オク
タノール、セロソルブ等が挙げられる。アルキルアルコ
ールは、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル
系重合体100重量部に対し、0.1〜100重量部用
いるのが好ましい。
ルアルコールは、それぞれ単独で用いても、2種以上を
混合して用いてもよい。また、加水分解性エステル化合
物とアルキルアルコールを混合して用いてもかまわな
い。末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系
重合体を製造する際には、例えば、末端にアルケニル基
を有する(メタ)アクリル系重合体に加水分解性エステ
ル化合物、および/またはアルキルアルコール、さらに
必要に応じてヒドロシリル化触媒を混合しておき、架橋
性シリル基を有するヒドロシラン化合物を滴下して反応
させてもよいし、上記の成分を一括で仕込み、反応させ
てもよい。
はアルキルアルコールは、ヒドロシリル化反応中だけで
なく、該反応が終了してから添加しても、充分にゲル化
を抑制する効果を有する。上記のようにして得られた末
端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体
と、加水分解性エステル化合物および/またはアルキル
アルコールの混合物はそのまま硬化性組成物として用い
ることができる。
タ)アクリル系重合体は水分と接触すると架橋反応によ
り3次元化して硬化する。加水分解性エステル化合物ま
たはアルキルアルコールは、上で述べたように、ヒドロ
シリル化の反応中、および反応後に、架橋性シリル基の
加水分解を抑制する。しかし高温条件下や、後述する縮
合触媒の存在下に加水分解を完全に抑制するほどの強い
阻害効果は示さない。
の種類により変化するので、使用条件に応じて適切な加
水分解性基を選択することができる。また、加水分解性
シリル基を末端に有する(メタ)アクリル系重合体は、
保存時には水分との接触を断つことが好ましい。本発明
においては、硬化反応を促進するために硬化触媒を添加
してもよい。触媒としては、アルキルチタン酸塩、有機
ケイ素チタン酸塩、オクチル酸錫やジブチル錫ジラウレ
ートのようなカルボン酸の金属塩、ジブチルアミン−2
−エチルヘキソエート等のアミン塩、ならびに他の酸性
触媒および塩基性触媒を使用しうる。使用量としては特
に制限はないが、末端に架橋性シリル基を有する(メ
タ)アクリル系重合体に対し、0.01〜5重量%用い
るのが好ましい。
クリル系重合体と加水分解性エステル化合物および/ま
たはアルキルアルコールの混合物に、必要に応じて縮合
触媒を混合し硬化させれば、均一な硬化物を得ることが
できる。硬化条件としては特に制限はないが、一般には
0〜100℃、好ましくは10〜50℃で1時間〜1週
間程度である。硬化物の性状は用いる重合体の主鎖骨格
や分子量に依存するが、ゴム状のものから樹脂状のもの
まで幅広く作成することができる。
製造法について、実施例に基づき説明するが、本発明は
下記実施例に限定されるものではない。 製造例1 窒素雰囲気下、エチレングリコール(10.9mL、1
95mmol)とピリジン(3g、39mmol)のT
HF溶液(10mL)に2−ブロモプロピオン酸クロラ
イド(2mL、3.35g、19.5mmol)を0℃
でゆっくり滴下した。そのままの温度で溶液を2時間攪
拌した。希塩酸(20mL)と酢酸エチル(30mL)
を加え、2層を分離した。有機層を希塩酸、およびブラ
インで洗浄し、Na2SO4で乾燥した後、揮発分を減圧
下留去し、粗成生物を得た(3.07g)。この粗生成
物を減圧蒸留することにより(70〜73℃、0.5m
mHg)、下式に示す、ヒドロキシエチル−2−ブロモ
プロピオネートを得た(2.14g、56%)。 H3CC(H)(Br)C(O)O(CH2)2−OH 1Lの耐圧反応容器に、アクリル酸−n−ブチル(11
2mL、100g、0.78mol)、上で得られた水
酸基含有開始剤(3.07g、15.6mmol)、臭
化第一銅(2.24g、15.6mmol)、2,2’
−ビピリジル(4.87g、31.2mmol)、酢酸
エチル(80mL)、アセトニトリル(20mL)を仕
込み、窒素バブリングを行って溶存酸素を除去した後、
封管した。混合物を130℃に加熱し、2時間反応させ
た。反応容器を室温にもどし、メタクリル酸−2−ヒド
ロキシエチル(3.92mL、4.06g、31.2m
mol)を加え、110℃で2時間反応させた。混合物
を酢酸エチル(200mL)で希釈し、不溶分を濾別し
た後、濾液を10%塩酸で2回、ブラインで1回洗浄し
た。有機層をNa2SO4で乾燥した後、溶媒を減圧下留
去し、末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブ
チル)を82g得た。重合体の数平均分子量はGPC測
定(ポリスチレン換算)により、5100、分子量分布
は1.29であった。次に、上記のようにして得られた
末端に水酸基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)
(50g)およびピリジン(10mL)のトルエン溶液
(100mL)に、窒素雰囲気下、75℃で、ウンデセ
ン酸クロリド(7.22mL、6.81g、33.6m
mol)をゆっくりと滴下し、75℃で3時間攪拌し
た。生成した白色固体を濾過し、有機層を希塩酸および
ブラインで洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥し、減
圧下に濃縮することにより、下式に示す、アルケニル基
を有するポリ(アクリル酸−n−ブチル)(43g)を
得た。重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレ
ン換算)により、5400、分子量分布は1.30であ
った。また、オリゴマー1分子当たりに導入されたアル
ケニル基は、1H−NMR分析より、2.28個であっ
た。
にアルケニル基を有するポリ(アクリル酸ブチル)(2
g)、メチルジメトキシシラン(0.32mL)、オル
トギ酸メチル(0.09mL、アルケニル基に対し3当
量)、0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,
3−ジビニルジシロキサン錯体(8.3×10-8mol
/Lキシレン溶液、アルケニル基に対し、10ー4当量)
を仕込み、100℃で1時間攪拌した。揮発分を減圧下
留去することにより、下式に示す、両末端にメチルジメ
トキシシリル基を有するポリ(アクリル酸−n−ブチ
ル)を2g得た。重合体の数平均分子量はGPC測定
(ポリスチレン換算)により5900、分子量分布は
1.37であった。また、オリゴマー1分子当たりに導
入されたシリル基は、1H−NMR分析より、2.24
個であった。
も、増粘は観測されなかった。 比較例1 実施例1において、オルトギ酸メチルを用いない他は全
く同様な反応条件で、製造例1で得られた重合体へのヒ
ドロシリル化を試みた。1H−NMR分析により、アル
ケニル基の消失を確認した。しかし、揮発分を減圧下に
留去している間に重合体はゲル化してしまった。 実施例2 実施例1で得られた両末端にメチルジメトキシシリル基
を有するポリ(アクリル−n−酸ブチル)(1g)と硬
化触媒(株式会社日東化成製、U−220、ジブチルス
ズジアセチルアセトナート、30mg)をよく混合し、
型枠に流し込んで、減圧乾操器を用いて室温で脱泡し
た。室温に7日間放置することにより、均一なゴム状硬
化物が得られた。ゲル分率は78%であった。
を有する(メタ)アクリル系重合体に架橋性シリル基を
有するヒドロシラン化合物を付加させる際、あるいは付
加させた後に、加水分解性エステル化合物および/また
はアルキルアルコールを添加するので、シリル基の加水
分解が抑制され、末端に架橋性シリル基を有する(メ
タ)アクリル系重合体を安定に製造することができる。
また、加水分解性エステル化合物および/またはアルキ
ルアルコール化合物の効果は、高温条件下や、縮合触媒
の存在下に加水分解を完全に抑制するほど強いものでは
ないので、得られた(メタ)アクリル系重合体を硬化性
組成物として使用することができる。
Claims (7)
- 【請求項1】末端にアルケニル基を有する(メタ)アク
リル系重合体に、架橋性シリル基を有するヒドロシラン
化合物を付加させる際に、加水分解性のエステル化合物
および/またはアルキルアルコールを共存させることを
特徴とする、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)ア
クリル系重合体の製造方法。 - 【請求項2】加水分解性のエステル化合物が、オルトギ
酸トリアルキルである請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】加水分解性のエステル化合物が、加水分解
性の有機シリコン化合物である請求項1記載の製造方
法。 - 【請求項4】アルキルアルコールが炭素数1〜10のア
ルコールである請求項1記載の製造方法。 - 【請求項5】末端にアルケニル基を有する(メタ)アク
リル系重合体に、架橋性シリル基を有するヒドロシラン
化合物を付加させた後に、加水分解性のエステル化合物
および/またはアルキルアルコールを添加することを特
徴とする、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アク
リル系重合体の製造方法。 - 【請求項6】以下の2成分:(A)末端に架橋性シリル
基を有する(メタ)アクリル系重合体、(B)加水分解
性のエステル化合物および/またはアルキルアルコー
ル、からなる硬化性組成物。 - 【請求項7】末端にアルケニル基を有する(メタ)アク
リル系重合体が、以下の工程: (1)有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル
化合物を開始剤、遷移金属錯体を触媒として(メタ)ア
クリル系モノマーを重合することによって、一般式1で
示す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造
し; −CH2−C(R1)(CO2R2)(X) (1) (式中、R1は水素またはメチル基、R2は炭素数が1〜
20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、また
は炭素数7〜20のアラルキル基、Xは塩素、臭素、ま
たはヨウ素) (2)一般式1のハロゲンを、アルケニル基含有置換基
に変換する;ことにより製造される重合体である、請求
項1〜5記載の製造方法、および請求項6記載の硬化性
組成物。
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