JPS6173712A - Production of graft polymer - Google Patents

Production of graft polymer

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JPS6173712A
JPS6173712A JP19476784A JP19476784A JPS6173712A JP S6173712 A JPS6173712 A JP S6173712A JP 19476784 A JP19476784 A JP 19476784A JP 19476784 A JP19476784 A JP 19476784A JP S6173712 A JPS6173712 A JP S6173712A
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JP
Japan
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acrylate
meth
polymerization
weight
graft polymer
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JP19476784A
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Makoto Endo
誠 遠藤
Shoji Aoki
青木 昭二
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Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
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Abstract

PURPOSE:To produce a graft polymer excellent in both water and oil repellencies and useful for paints, by polymerizing a specified copolymer with an alkyl (meth)acrylate in the presence of a polymerization initiator in an inert organic solvent. CONSTITUTION:A copolymer (A) of an average degree of polymerization of 10-10,000 is obtained by copolymerizing 50-99wt% (meth)acrylate having a perfluoroalkyl group with 50-1wt% alkyl (6C or lower) (meth)acrylate at 50-130 deg.C in the presence of a polymerization initiator. 100pts.wt. component a and 10-1,500pts.wt. alkyl (16C or lower) (meth)acrylate are emulsion- polymerized or suspension-polymerized at 50-160 deg.C for 15min-6hr in an inert organic solvent (e.g., pentane) in the presence of a polymerization initiator of a half-life period at 50-160 deg.C of 0.5-2hr.

Description

【発明の詳細な説明】 [1]発明の目的 本発明は撥水性および撥油性がすぐれた塗料用に適合す
るグラフト重合体の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [1] Object of the Invention The present invention relates to a method for producing a graft polymer having excellent water repellency and oil repellency and suitable for use in paints.

さらにくわしくは、パーフルオロアルキル基を有するア
ルキルアクリレートまたはメタクリレートとアルキルア
クリレートまたはメタクリレートとの共重合体にアクリ
レートまたはメタクリレートを重合開始剤の存在下で5
0〜ieo°Cの温度で不活性有機溶媒中で重合させる
ことを特徴とするグラフト重合体の製造方法に関するも
のであり、撥水性および撥油性がすぐれた塗料用に適合
するグラフト重合体を提供することを目的とするもので
ある。
More specifically, acrylate or methacrylate is added to a copolymer of an alkyl acrylate or methacrylate having a perfluoroalkyl group and an alkyl acrylate or methacrylate in the presence of a polymerization initiator.
The present invention relates to a method for producing a graft polymer, which is characterized by polymerizing in an inert organic solvent at a temperature of 0 to 10°C, and provides a graft polymer that is suitable for use in paints and has excellent water and oil repellency. The purpose is to

[H]発明の背景 船舶の船底、タンク、ブイ、火力発電所の水路導水管な
どの海中構築物はフジッボ、カキ、セルプラ、アオノリ
、アオサなどの多数の動植物が付着生育してこれらにい
ろいろな被害をもたらしている。たとえば、船舶の場合
、フジッボやアオサが船底に刺着生育することによって
船舶の抵抗が増加し、そのために就航時の燃料使用駿が
増大する。従来、これらの被害を防止する方法としては
人畜にも有害な亜酸化銅、有機錫化合物などを配合した
防汚塗料が使われてきた。このような防汚塗料中の有毒
物質が海水中へ拡散ないし溶出することによって被塗物
への動植物の付着を防止することができる。しかし、こ
のような防汚塗料の防汚有効期間はせいぜい2年間が限
度であって19通常1年位しかなく、海水中の動植物に
よる被害を防止するためにはその都度塗りかえる必要が
ある。また、この防汚塗料中には前記の有毒物質を含有
するために塗装時において安全衛生の点で問題がある。
[H] Background of the Invention Undersea structures such as the bottoms of ships, tanks, buoys, and waterway conduit pipes for thermal power plants are home to a large number of plants and animals such as Fujibo, oysters, serpura, blue laver, and Ulva, which cause various damage to these structures. is bringing about. For example, in the case of a ship, the growth of barnacles and sea lettuce on the bottom of the ship increases the resistance of the ship, which increases fuel consumption during service. Conventionally, antifouling paints containing cuprous oxide, organic tin compounds, etc., which are harmful to humans and animals, have been used to prevent these damages. By diffusing or eluting toxic substances in the antifouling paint into seawater, it is possible to prevent animals and plants from adhering to the coated object. However, the antifouling validity period of such antifouling paints is limited to two years at most, and usually only about one year, and it is necessary to reapply each time to prevent damage from animals and plants in the seawater. Furthermore, since this antifouling paint contains the above-mentioned toxic substances, there are problems in terms of safety and health during painting.

海水中の付着動植物は粘着性の分泌物を出し、これが接
着剤の働きをして船底などの前記海中構築物の表面に付
着し、生育すると云われている。
It is said that attached animals and plants in seawater produce sticky secretions, which act as adhesives and adhere to the surfaces of the underwater structures such as the bottoms of ships and grow.

したがって、前記の有毒物質を使用する方法以外にも防
汚しようとする海中構築物の表面を動植物から分泌され
る物質の付着しない面で被覆すれば基本的にはこれらの
動植物が付着しないと考えられる。この点、分子中にパ
ーフルオロアルキル基を有する化合物は極めて低い表面
エネルギーを有し、表面エネルギーの低い化合物による
表面は、付着性がよくないので防汚塗料に使用すること
ができる。また、パーフルオロアルキル基による表面が
低い表面エネルギーを有すという性質を利用して、パー
フルオロアルキル基含有側鎖を持つ含フツ素重合体が繊
!dF、織物などの撥水撥油剤として使われている。ま
た、パーフルオロアルキル基含有の塗膜形成材として、
パーフルオロアルキル基含有側鎖とカルボキシル基、メ
チロール基、ヒドロキシルノ1(、エポキシ基およびア
ミド−アルデヒド反応基のごとき官能基を含有する熱硬
化性の樹脂が提案されている。さらに、他の樹脂との相
溶性をもたらすため、芳香族を有する共重合成分をラン
ダム共重合させたパーフルオロアルキル基含有側鎖を持
つ含フツ素重合体を塗料、コーテイング材などの塗膜形
成材へ混合し、塗膜に撥水撥油性を付与し、耐候性を向
−1ニさせ得ることが知られている。このようなことか
ら、パーフルオロアルキル基を有するフッ素含有重合体
を防汚塗料として使用することができると考えられる。
Therefore, in addition to the above-mentioned method of using toxic substances, it is thought that if the surface of the underwater structure to be antifouled is coated with a surface to which substances secreted by animals and plants do not adhere, basically these animals and plants will not adhere. . In this regard, compounds having a perfluoroalkyl group in the molecule have extremely low surface energy, and surfaces made of compounds with low surface energy have poor adhesion and can be used in antifouling paints. In addition, by taking advantage of the property that the surface of perfluoroalkyl groups has low surface energy, fluorine-containing polymers with perfluoroalkyl group-containing side chains can be made into fibers! dF is used as a water and oil repellent for textiles, etc. In addition, as a coating film forming material containing a perfluoroalkyl group,
Thermosetting resins containing perfluoroalkyl group-containing side chains and functional groups such as carboxyl groups, methylol groups, hydroxyl groups, epoxy groups, and amide-aldehyde reactive groups have been proposed. In order to achieve compatibility with paints, coating materials, and other film-forming materials, a fluorine-containing polymer having a perfluoroalkyl group-containing side chain is randomly copolymerized with an aromatic copolymer component, and It is known that fluorine-containing polymers having perfluoroalkyl groups are used as antifouling paints. It is thought that it is possible to do so.

このようなパーフルオロアルキル基を有する含フツ素重
合体を撥水撥油性、防汚性を要する塗膜形成物中に含有
させることは有効であるが、すでに提案されているごと
きパーフルオロアルキル基含有側鎖と他のランダム共重
合体の場合には、塗膜形成樹脂基類との相溶性について
はいまだ解決されたとは云えない。また、従来提案され
ているパーフルオロアルキル基含有側鎖を持つフッ素含
有共重合体はフッ素の含有を多くしなければ、その効果
がみちれない。
It is effective to incorporate a fluorine-containing polymer having such a perfluoroalkyl group into a coating film that requires water/oil repellency and antifouling properties, but perfluoroalkyl groups such as those already proposed are effective. In the case of containing side chains and other random copolymers, the compatibility with the film-forming resin bases has not yet been resolved. Further, the effects of conventionally proposed fluorine-containing copolymers having perfluoroalkyl group-containing side chains are not noticeable unless the fluorine content is increased.

[m]発明の構成 以上のことから、本発明者らは、撥水撥油性がすぐれて
いるばかりでなく、塗膜形成樹脂基材との相溶性、防汚
性、衛生性、持続性についてもすぐれた塗料の原料とし
て有望な樹脂(重合体)を得ることについて種々検索し
た結果、 少なくとも50重量%の「パーフルオロアルキル基を有
するアクリレートまたはメタクリレート」〔以下「弗素
含有(メタ)アクリレート」と云う〕と1〜50重量%
の「アルキル基の炭素数が多くとも16個であるアルキ
ルアクリレートまたはメタクリレート」 〔以下「(メ
タ)アクリレート」と云う〕とを主成分とする共重合体
100重量部に対して10〜1,50.0重量部の(メ
タ)アクリレートを重合開始剤の存在下で50〜160
°Cの温度で不活性有機溶媒中で重合させることを特徴
とするグラフト重合体の製造方法が、前記のごとき欠点
もなく、撥水性および撥油性が良好であるのみならず、
塗膜形成樹脂との相溶性、防汚性、衛生性、持続性につ
いてもすぐれた塗料の原料として有望な樹脂であること
を見出し、本発明に到達した。
[m] Structure of the Invention Based on the above, the present inventors have found that not only is the water and oil repellency excellent, but also the compatibility with the coating film-forming resin base material, stain resistance, hygiene, and sustainability. As a result of various searches for obtaining resins (polymers) that are promising as raw materials for excellent paints, we found that at least 50% by weight of "acrylates or methacrylates having perfluoroalkyl groups" [hereinafter referred to as "fluorine-containing (meth)acrylates"] were found. ] and 1 to 50% by weight
10 to 1,50 parts by weight per 100 parts by weight of a copolymer whose main component is "alkyl acrylate or methacrylate whose alkyl group has at most 16 carbon atoms" [hereinafter referred to as "(meth)acrylate"]. 0 parts by weight of (meth)acrylate in the presence of a polymerization initiator from 50 to 160 parts by weight.
The method for producing a graft polymer, which is characterized by polymerization in an inert organic solvent at a temperature of °C, does not have the above-mentioned drawbacks and not only has good water repellency and oil repellency.
We have discovered that this resin is a promising resin as a raw material for paints that has excellent compatibility with film-forming resins, antifouling properties, hygienic properties, and sustainability, and have arrived at the present invention.

[■]発明の効果 本発明によって得られる重合体はその製造方法も含めて
下記のごとき効果を発揮する。
[■] Effects of the invention The polymer obtained by the invention, including its production method, exhibits the following effects.

(1)少量の本発明のグラフト物をアクリル塗料、ウレ
タン塗料などの塗料に混合することによって塗Hりの表
面を低表面エネルギー化させることができるために撥水
性、撥油性をもたらすことができる。したがって、金属
製物品、船舶、タンク、ブイ、火力発電所の水路導水管
用塗料として有効である。
(1) By mixing a small amount of the grafted product of the present invention into paints such as acrylic paints and urethane paints, the coated surface can be made to have low surface energy, resulting in water and oil repellency. . Therefore, it is effective as a paint for metal articles, ships, tanks, buoys, and waterway conduit pipes of thermal power plants.

(2)アクリル塗料、ウレタン塗料との相溶性が良好な
ため、水に長時間浸漬したとしても、水に溶出すること
なく、効果を長時間保持させることができる。
(2) Since it has good compatibility with acrylic paints and urethane paints, even if it is immersed in water for a long time, it will not be eluted into water and its effect can be maintained for a long time.

(3)外部に溶出しないために環境汚染性がない。(3) It does not cause environmental pollution because it does not elute to the outside.

(4)衛生的である。(4) Hygienic.

(5)少量のフッ素含有量で過大な撥水、撥油、防汚効
果を発揮することができる。
(5) Excessive water repellency, oil repellency, and antifouling effects can be exhibited with a small amount of fluorine content.

(6)適当な有機溶媒を用いてグラフト重合を行なうこ
とにより、得られたグラフト重合体の溶液はそのまま塗
料として使用することができるのみならず、塗膜に撥水
性および撥油性をもたらし、表面を低表面エネルギー化
することができる。このようにして得られた塗膜は水溶
性汚れに対して抵抗性を有し、塗膜内への水の拡散を防
1にすることが可能である。
(6) By performing graft polymerization using an appropriate organic solvent, the resulting graft polymer solution can not only be used as it is as a paint, but also provide water and oil repellency to the coating film, and can be made to have low surface energy. The coating film thus obtained is resistant to water-soluble stains and can prevent the diffusion of water into the coating film.

[V]発明の詳細な説明 (A)共重合体 本発明において使われる共重合体は少なくとも50重重
鼠の弗素含有(メタ)アクリレートと1〜50重量%の
(メタ)アクリレートとを主成分とする共重合体である
[V] Detailed Description of the Invention (A) Copolymer The copolymer used in the present invention is mainly composed of at least 50% fluorine-containing (meth)acrylate and 1 to 50% by weight of (meth)acrylate. It is a copolymer that

(1)弗素含有(メタ)アクリレート この弗素含有(メタ)アクリレートはパーフルオロアル
キル基を有するアクリレートまたはメタクリレートであ
り、末端基に一般式としてRfQCH2を有する側鎖を
持つことが重要である。Rfは炭素数が4〜20個のパ
ーフルオロアルキル基を示し、分岐状でも直鎖状でもよ
い。Rfが3以下では、得られるグラフト重合体の校本
性が充分でない。一方、炭素数が21以J−では、該モ
ノマーを入手することが困難であるばかりでなく、グラ
フト重合体を製造する点で問題となる。特に、炭素数が
6〜12個のものが好適である。QはCnH2n−であ
り、nが5個以下のものが望ましい。したがって、木発
明において使用される弗素含有モノマーは下式[(■)
式1で示されるものが望ましい。
(1) Fluorine-containing (meth)acrylate This fluorine-containing (meth)acrylate is an acrylate or methacrylate having a perfluoroalkyl group, and it is important that the terminal group has a side chain having the general formula RfQCH2. Rf represents a perfluoroalkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and may be branched or linear. If Rf is 3 or less, the resulting graft polymer will not have sufficient proofreading properties. On the other hand, when the number of carbon atoms is 21 or more J-, it is not only difficult to obtain the monomer but also poses a problem in producing a graft polymer. In particular, those having 6 to 12 carbon atoms are preferred. Q is CnH2n-, and preferably n is 5 or less. Therefore, the fluorine-containing monomer used in the wood invention has the following formula [(■)
It is preferable to use the formula shown in Formula 1.

CH2−♂−COOCH2QRf      (I )
(I)式において、RfおよびQは前記と同様であり、
Rは水素原子またはメチル基を表わす。
CH2-♂-COOCH2QRf (I)
In formula (I), Rf and Q are the same as above,
R represents a hydrogen atom or a methyl group.

本発明において使われる弗素含有上ツマ−のうち、好ま
しいものの代表例としては、3,3,4,4,5゜5.
8,8,7.?、8,8.!a、9.9−へブタデカフ
ロロノニル−2−メチル−2−プロペノエイト、3,3
,4,4,5,5,8.B。
Among the fluorine-containing tops used in the present invention, preferred representative examples include 3, 3, 4, 4, 5°, 5.
8, 8, 7. ? , 8, 8. ! a, 9.9-hebutadecafluorononyl-2-methyl-2-propenoate, 3,3
,4,4,5,5,8. B.

?、7,8,8,9,9,10,10,11,11,1
2,12.12−ヘネイコサフロロドデシルー2−プロ
ペノエイト、3,3,4,4,5゜5、f3,8,7,
7,8,8,9,9,10,10.10−ヘプタデカフ
ロロデシル−2−プロペノエイト、3,3,4,4,5
,5.El、B、?。
? , 7, 8, 8, 9, 9, 10, 10, 11, 11, 1
2,12.12-heneicosafluorododecyl-2-propenoate, 3,3,4,4,5°5, f3,8,7,
7,8,8,9,9,10,10.10-heptadecafluorodecyl-2-propenoate, 3,3,4,4,5
,5. El, B,? .

?、8.8,9..9.10.10.11,11,12
,12.13,13,14.14.14−ペンタコサフ
ロロテトラデシル−2−プロペノエイトおよび3,3,
4,4,5,5,6,13,7,7,8,8.8− )
リデカフロロブチルー2−プロペノエイトがあげられる
? , 8.8, 9. .. 9.10.10.11, 11, 12
, 12.13,13,14.14.14-pentacosafluorotetradecyl-2-propenoate and 3,3,
4,4,5,5,6,13,7,7,8,8.8-)
Lidecaflobutyl-2-propenoate is mentioned.

(2)(メタ)アクリレート また、(メタ)アクリレートはアルキル基の炭素数が多
くとも16個のアルキルアクリレートまたはメタクリレ
ートを主成分とする重合体である。該アルキル基は直鎖
状でも分岐状でも直よく、炭素数が12個以下のものが
好ましく、特に8個以下のものが好適である。好適なア
ルキル基としては、メチル基、プロピル基、n−または
イソブチル基、ヘキシル基およびオクチル基があげられ
る。木発明においては、これらの(メタ)アクリレート
重合体のうち、メチルアクリレート、メチルメタアクリ
レート、エチルアクリレート、エチルメタアクリレート
、プロピルアクリレート、プロピルメタアクリレート、
ブチルアクリレートまたは2−エチルへキシルアクリレ
ートが好適である。
(2) (Meth)acrylate Also, (meth)acrylate is a polymer whose main component is alkyl acrylate or methacrylate in which the alkyl group has at most 16 carbon atoms. The alkyl group may be linear or branched, and preferably has 12 or less carbon atoms, particularly preferably 8 or less carbon atoms. Suitable alkyl groups include methyl, propyl, n- or isobutyl, hexyl and octyl. In the wood invention, among these (meth)acrylate polymers, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate,
Butyl acrylate or 2-ethylhexyl acrylate is preferred.

(3)共重合割合 本発明の共重合体中に占める弗素含有(メタ)アクリレ
ートの共重合割合は少な(とも50重量%であり、55
重量%以上が好ましく、特に60重量%以上が好適であ
る。この共重合体中に占める弗素含有(メタ)アクリレ
ートの共重合割合が50重量%未満では、得られるグラ
フト重合体の撥水性および撥油性が低下する。
(3) Copolymerization ratio The copolymerization ratio of fluorine-containing (meth)acrylate in the copolymer of the present invention is small (both 50% by weight, 55% by weight).
It is preferably at least 60% by weight, particularly preferably at least 60% by weight. If the copolymerization ratio of the fluorine-containing (meth)acrylate in the copolymer is less than 50% by weight, the water repellency and oil repellency of the resulting graft polymer will decrease.

また、(メタ)アクリレートの共重合割合は1〜50重
柾%であり、2〜45重摂%が望ましく、とりわけ5〜
40重埴%が好適である。(メタ)アクリレートの共重
合割合が1重置%未満では、得られるグラフト重合体の
溶媒へ溶解性が低下する。一方、50重量%を越えるな
らば、得られるグラフト重合体の撥水性および撥油性が
低い。
The copolymerization ratio of (meth)acrylate is 1 to 50% by weight, preferably 2 to 45% by weight, especially 5 to 50% by weight.
40% by weight is suitable. If the copolymerization ratio of (meth)acrylate is less than 1% by weight, the solubility of the resulting graft polymer in the solvent will decrease. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, the resulting graft polymer will have low water and oil repellency.

また、共重合成分として、エチレン、プロピレンおよび
ブテン−1のごときオレフィン系モノマー、アクリルア
ミド、N−メチロールアミド、グリジルアクリレートの
ごとき官能基を有するアクリル系モノマーならびに不飽
和カルボン酸の無水物があげられる。これらの共重合成
分の共重合割合は通常15重量%以下が望ましい。
In addition, examples of copolymerization components include olefinic monomers such as ethylene, propylene, and butene-1, acrylic monomers having functional groups such as acrylamide, N-methylolamide, and glycylacrylate, and unsaturated carboxylic acid anhydrides. . The copolymerization ratio of these copolymerization components is usually preferably 15% by weight or less.

(4)重合方法 この共重合体は前記弗素含有(メタ)アクリレートと(
メタ)アクリレートまたはこれらと他の第三成分(コモ
ノマー)を塊状重合法、溶液重合法、乳化重合法、懸濁
重合法などのあらゆる重合法によって重合開始剤の存在
下で共重合させることによって得ることができる。
(4) Polymerization method This copolymer is made of the fluorine-containing (meth)acrylate and (
Obtained by copolymerizing meth)acrylate or these and other third components (comonomers) in the presence of a polymerization initiator by any polymerization method such as bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, or suspension polymerization. be able to.

重合開始剤は特別の限定はないが、半減期が50−18
0℃の温度において0.5〜2時間のものが好ましい。
There are no particular limitations on the polymerization initiator, but the half-life is 50-18
Preferably, the treatment time is 0.5 to 2 hours at a temperature of 0°C.

好ましい重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイ
ド、ジー第三級−ブチルパーオキシド、ラウリルパーオ
キシドおよびクメンヒドロパーオキシドのごとき有機過
酸化物ならびにアゾビスイソブチロニトリルのごときア
ゾ系化合物があげられる。
Preferred polymerization initiators include organic peroxides such as benzoyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, lauryl peroxide and cumene hydroperoxide, and azo compounds such as azobisisobutyronitrile.

この共重合体を製造するにあたり、重合温度は通常50
〜160°Cであり、50〜140°Cが好ましく、特
に80〜140℃が好適である。
In producing this copolymer, the polymerization temperature is usually 50°C.
-160°C, preferably 50-140°C, particularly preferably 80-140°C.

また、重合開始剤の使用割合は重合開始剤の種類、重合
条件などに応じて適宜変更可能であるが、一般には弗素
含有(メタ)アクリレートと(メタ)アクリレートとの
合計量(全量)  100重合部に対して0.005〜
5.0重量部であり、0.O1〜5.0重量部が望まし
く、とりわけ0.01〜3.0重量部が好適である。1
00重量部の弗素含有(メタ)アクリレートと(メタ)
アクリレートとの合計量(全量)に対して重合開始剤の
使用割合が0.005重量部未満では、共重合に長時間
を必要とし、共重合系中に未反応の弗素含有(メタ)ア
クリレートが残存する。一方、5.0重量部を越えて使
用するならば、急激な共重合がおこり、共重合をコント
ロールすることが困難となる。
In addition, the proportion of the polymerization initiator used can be changed as appropriate depending on the type of polymerization initiator, polymerization conditions, etc., but in general, the total amount (total amount) of fluorine-containing (meth)acrylate and (meth)acrylate 100 polymerization 0.005~
5.0 parts by weight, 0. 1 to 5.0 parts by weight of O is desirable, particularly 0.01 to 3.0 parts by weight. 1
00 parts by weight of fluorine-containing (meth)acrylate and (meth)
If the proportion of the polymerization initiator used is less than 0.005 parts by weight with respect to the total amount (total amount) of acrylate, a long time will be required for copolymerization, and unreacted fluorine-containing (meth)acrylate will remain in the copolymerization system. remain. On the other hand, if more than 5.0 parts by weight is used, rapid copolymerization will occur, making it difficult to control the copolymerization.

以上のようにして得られる共重合体のうち。Among the copolymers obtained as above.

本発明のグラフト重合体を製造するにあたり、その平均
重合度が10〜10 、000のものが一般的であり、
20〜5 、000のものが好ましく、特に50〜3.
000の共重合体が好適である。グラフト重合体を製造
するために平均重合度が10未満の共重合体を使用する
ならば、得られるグラフト重合体の撥水性および撥油性
が低下する。一方、10,000を越えるならば、グラ
フト重合を実施するのが難しく、得られるグラフト重合
体の取扱いの点の問題がある。
In producing the graft polymer of the present invention, the average degree of polymerization is generally 10 to 10,000,
20 to 5,000 is preferred, particularly 50 to 3.
000 copolymers are preferred. If a copolymer having an average degree of polymerization of less than 10 is used to produce a graft polymer, the resulting graft polymer will have poor water and oil repellency. On the other hand, if it exceeds 10,000, it is difficult to carry out graft polymerization, and there are problems in handling the resulting graft polymer.

(B)グラフト重合 この共重合体100重量部に対して、lO〜1 、50
0重量部の前記(メタ)アクリレートを不活性有機溶媒
中で重合開始剤の存在下で50〜180℃の温度で重合
させることによって本発明のグラフト重合体を製造する
ことができる。
(B) Graft polymerization For 100 parts by weight of this copolymer, lO~1.50
The graft polymer of the present invention can be produced by polymerizing 0 parts by weight of the above (meth)acrylate in an inert organic solvent in the presence of a polymerization initiator at a temperature of 50 to 180°C.

(1)不活性有機溶媒 不活性有機溶媒は千ツマ−として使われる前記(メタ)
アクリレートと重合開始剤を溶解するものであり、かつ
共重合体を溶解または分散させるものである。さらに、
(メタ)アクリレート、共重合体および重合DH始剤の
いずれにも不活性のものである。該不活性有機溶媒は常
温常圧においては液体であるが、沸点が50°Cないし
300℃のものが好適である。この不活性有機溶媒の代
表的なものとしては、脂肪族または脂肪族炭化水素(た
とえば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シ
クロヘキサン)、芳香族炭化水素(ベンゼン、トルエン
、キシレン)、石油エーテル、テトラヒドロフラン、1
.4−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルクロロ
ホルム、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、
テトラクロロジフルオロエタン、トリクロロトリフルオ
ロエタンなどがあげられる。これらの不活性有機溶媒は
前記(メタ)アクリレートおよび共重合体の合計量10
0 g +、:対して30謬文ないし2文が一般的であ
り。
(1) Inert organic solvent The inert organic solvent is used as the above (meth)
It dissolves the acrylate and polymerization initiator, and also dissolves or disperses the copolymer. moreover,
It is inert to (meth)acrylates, copolymers and polymerized DH initiators. The inert organic solvent is liquid at normal temperature and pressure, but one having a boiling point of 50°C to 300°C is preferable. Typical inert organic solvents include aliphatic or aliphatic hydrocarbons (e.g., pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene), petroleum ether, tetrahydrofuran. ,1
.. 4-dioxane, methyl ethyl ketone, methyl chloroform, trichloroethylene, tetrachloroethylene,
Examples include tetrachlorodifluoroethane and trichlorotrifluoroethane. These inert organic solvents contain the total amount of the (meth)acrylate and copolymer 10
0 g +,: 30 g +, 30 g +, 2 g is common.

Bowftないし0.4文が好ましい。100gの(メ
タ)アクリレートおよび共重合体の合計量に対して不活
性有機溶媒の使用割合が30mu未満では、(メタ)ア
クリレートおよび共重合体の溶解または分散に長い時間
を必要とするので好ましくないばかりでなく、また高粘
度となりグラフト重合するさいに撹拌などを行なうさい
に難しくなる。
Bowft to 0.4 sentences are preferred. If the ratio of the inert organic solvent used is less than 30 mu with respect to the total amount of (meth)acrylate and copolymer of 100 g, it is not preferable because it takes a long time to dissolve or disperse the (meth)acrylate and copolymer. In addition, the viscosity becomes high, making it difficult to perform stirring during graft polymerization.

一方、2文を越えて使用したとしても溶液中の撥水性お
よび撥油性を持つ成分の濃度が低下するので問題がある
On the other hand, even if more than two sentences are used, there is a problem because the concentration of water- and oil-repellent components in the solution decreases.

(2)重合開始剤 このグラフト重合に使用される重合開始剤は前記の共重
合体の製造のさいに用いられたと同種のものである。そ
の使用割合は前記と同様の理由によって100重量部の
共重合体に対して一般には0.005〜5.0重量部で
あり、0.01〜5.0重量部が望ましく、とりわけ0
.01〜3.0重量部が好適である。
(2) Polymerization initiator The polymerization initiator used in this graft polymerization is the same type as that used in the production of the above-mentioned copolymer. For the same reason as above, the proportion used is generally 0.005 to 5.0 parts by weight, preferably 0.01 to 5.0 parts by weight, particularly 0.005 to 5.0 parts by weight, and preferably 0.01 to 5.0 parts by weight.
.. 01 to 3.0 parts by weight is suitable.

(3)(メタ)アクリレートの使用割合100重量部の
前記共重合体に対する(メタ)アクリレートの使用割合
は10〜1,500重量部であり、50〜I 、 00
0重量部が好ましく、特に 100〜800重量部が好
適である。100重量部の共重合体に対する(メタ)ア
クリレートの使用割合が10重量部未満では、得られる
グラフト重合体の塗料との相溶性が悪くなる。一方、1
,500重量部を越えるならば、得られるグラフト重合
物の撥水性および撥油性が低下する。
(3) Usage ratio of (meth)acrylate The usage ratio of (meth)acrylate to 100 parts by weight of the above copolymer is 10 to 1,500 parts by weight, and 50 to I,00.
0 parts by weight is preferred, and 100 to 800 parts by weight is particularly preferred. If the ratio of (meth)acrylate used to 100 parts by weight of the copolymer is less than 10 parts by weight, the resulting graft polymer will have poor compatibility with the paint. On the other hand, 1
If the amount exceeds 500 parts by weight, the water repellency and oil repellency of the resulting graft polymer will decrease.

(4)その他のグラフト重合条件 重合温度は50〜160℃であり、50〜140℃が望
ましく、とりわけ60〜140℃が好適である。50℃
未満でグラフI・重合を行なうと、グラフト重合体を製
造するために長時間を必要とし、工業上好ましくない。
(4) Other graft polymerization conditions The polymerization temperature is 50 to 160°C, preferably 50 to 140°C, and particularly preferably 60 to 140°C. 50℃
If the polymerization is carried out at less than Graph I, it will take a long time to produce the graft polymer, which is industrially undesirable.

一方、180℃を越えて重合を行なうと、比較的短時間
で重合を完成することができるが、得られるグラフト重
合体の物性がよくないために望ましくない。
On the other hand, if the polymerization is carried out at a temperature exceeding 180°C, the polymerization can be completed in a relatively short time, but this is not desirable because the physical properties of the resulting graft polymer are poor.

また、重合時間は通常15分ないし8時間であり、30
分ないし5時間が好ましく、特に30分ないし4時間が
好適である。15分未満で重合を完成するように試みる
と、重合温度を高くする必要があす、重合をコントロー
ルすることが難しくなる。
In addition, the polymerization time is usually 15 minutes to 8 hours, and 30 minutes to 8 hours.
Minutes to 5 hours are preferred, particularly 30 minutes to 4 hours. Attempting to complete the polymerization in less than 15 minutes requires higher polymerization temperatures and makes it difficult to control the polymerization.

一方、6時間を越えると、重合をコントロールすること
は容易であるが、重合時間が長いために工業上得策では
ない。
On the other hand, if the polymerization time exceeds 6 hours, although it is easy to control the polymerization, it is not industrially advantageous because the polymerization time is long.

前記の共重合体を乳化重合法または懸濁重合法によって
製造された場合では、共重合において使用した水をほぼ
完全に除去させ、乾燥した状態にさせることが必要であ
る。しかし、溶液重合法または塊状重合法によって製造
された場合では、以上のようにグラフト重合の条件を調
整させてそのままグラフト重合させることができる。
When the above-mentioned copolymer is produced by an emulsion polymerization method or a suspension polymerization method, it is necessary to almost completely remove the water used in the copolymerization and to dry the copolymer. However, when produced by a solution polymerization method or a bulk polymerization method, graft polymerization can be carried out as is by adjusting the graft polymerization conditions as described above.

なお、前記共重合体を製造するさいに使われる弗素含有
(メタ)アクリレートおよび(メタ)アクリレートなら
びにグラフト重合体を製造するときに用いられる(メタ
)アクリレートはそれぞれ一種のみを使用してもよく、
二種以上を併用してもよい。
Note that only one type of fluorine-containing (meth)acrylate and (meth)acrylate used in producing the copolymer and (meth)acrylate used in producing the graft polymer may be used,
Two or more types may be used in combination.

以上のようにして得られるグラフト重合体中に占める弗
素含有(メタ)アクリレートの割合は千ツマ一単位とし
て一般には3.0〜90重量%であす、重合をコントロ
ールすることが錐しくなる。
The proportion of fluorine-containing (meth)acrylate in the graft polymer obtained as described above is generally 3.0 to 90% by weight in units of 1,000, making it difficult to control the polymerization.

一方、6時間を越えると、重合をコントロールすること
は容易であるが、重合時間が長いために工業上得策では
ない。
On the other hand, if the polymerization time exceeds 6 hours, although it is easy to control the polymerization, it is not industrially advantageous because the polymerization time is long.

前記の共重合体を乳化重合法または懸濁重合法によって
製造された場合では、共重合において使用した水をほぼ
完全に除去させ、乾燥した状態にさ・せることが必要で
ある。しかし、溶液重合法または塊状重合法によって製
造された場合では、以上のようにグラフト重合の条件を
調整させてそのままグラフト重合させることができる。
When the above-mentioned copolymer is produced by an emulsion polymerization method or a suspension polymerization method, it is necessary to almost completely remove the water used in the copolymerization and keep it in a dry state. However, when produced by a solution polymerization method or a bulk polymerization method, graft polymerization can be carried out as is by adjusting the graft polymerization conditions as described above.

なお、前記共重合体を製造するさいに使われる弗素含有
(メタ)アクリレートおよび(メタ)アクリレートなら
びにグラフト重合体を製造するときに用いられる(メタ
)アクリレートはそれぞれ一種のみを使用してもよく、
二種以上を併用してもよい。
Note that only one type of fluorine-containing (meth)acrylate and (meth)acrylate used in producing the copolymer and (meth)acrylate used in producing the graft polymer may be used,
Two or more types may be used in combination.

以上のようにして得られるグラフト重合体中に占める弗
素含有(メタ)アクリレートの割合はモノマ一単位とし
て一般には3.0〜80′@量%であリ、 3.0〜6
0重量%が望ましく、とりわけ5.0〜40重量%が最
適である。グラフト重合体中に占める弗素含有(メタ)
アクリレートの割合がモノマ一単位として3.0重量%
未満では、得られるグラフト重合体の撥水性および撥油
性が充分でない。一方、80重量%を越えるならば、他
の油溶性塗料と混合させて使用するときに塗料との相溶
性が悪くなる。
The proportion of fluorine-containing (meth)acrylate in the graft polymer obtained as described above is generally 3.0 to 80% by weight per monomer unit, and 3.0 to 6.
0% by weight is preferred, and 5.0 to 40% by weight is particularly optimal. Fluorine content (meth) in the graft polymer
The proportion of acrylate is 3.0% by weight as one monomer unit.
If it is less than that, the resulting graft polymer will not have sufficient water repellency and oil repellency. On the other hand, if it exceeds 80% by weight, the compatibility with other oil-soluble paints becomes poor when used in combination with the paint.

[VI]実施例および比較例 以下、実施例によって本発明をさらにくわしく説明する
[VI] Examples and Comparative Examples The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.

なお、実施例および比較例において、撥水性は得られた
グラフト重合体の溶液をアクリル板上に塗布し、得られ
た塗膜の水の接触角によって表わす。また、校油性は上
記と同様に塗布し、得られた塗膜のn−ヘキサデカンの
接触角によって示した。いずれも、接触角が大きいもの
ほど大きな撥水性または撥油性を示している。さらに、
相溶′性ぼ得られたグラフト重合体の溶液を肉眼で観察
し、下記のように表わす。
In Examples and Comparative Examples, water repellency is expressed by applying a solution of the obtained graft polymer onto an acrylic plate and determining the contact angle of water of the resulting coating film. Further, the oil proofing properties were determined by applying the coating in the same manner as above, and determining the contact angle of the resulting coating film with n-hexadecane. In both cases, the larger the contact angle, the greater the water repellency or oil repellency. moreover,
The resulting graft polymer solution was visually observed and expressed as follows.

O:溶液中に沈V物が存在しない ×:溶液中に沈澱物が存在する 実施例 1 4gのメチルメタクリレート〔以下「化合物(1)」 
 と云う) 、 legのCH=CHC00CH2CH
2C8F17〔以下「化合物(a)」と云う) 、 0
.05gのベンゾイルパーオキサイドおよび60gのト
ルエンを300ccのフラスコ中に入れた。撹拌しなが
ら窒素雰囲気下で80℃の温度で3時間共重合を行なっ
た。得られた共重合体の収率は98%であり、平均重合
度は約200であった。
O: Precipitate is not present in solution ×: Precipitate is present in solution Example 1 4 g of methyl methacrylate [hereinafter referred to as "compound (1)"]
), leg CH=CHC00CH2CH
2C8F17 [hereinafter referred to as "compound (a)"], 0
.. 05 g of benzoyl peroxide and 60 g of toluene were placed in a 300 cc flask. Copolymerization was carried out at a temperature of 80° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere while stirring. The yield of the obtained copolymer was 98%, and the average degree of polymerization was about 200.

この共重合体を含むトルエン溶液にさらに20gの化合
物(1)およびO,1gのベンゾイルパーオキサイドを
加え、撹拌しながら窒素の雰囲気下で80°Cの温度で
311!7間グラフト重合を行なった。得られたグラフ
ト重合体のグラフト率は52%であった。
To the toluene solution containing this copolymer, 20 g of compound (1), O, and 1 g of benzoyl peroxide were further added, and graft polymerization was carried out at a temperature of 80 ° C. for 311!7 minutes in a nitrogen atmosphere with stirring. . The grafting ratio of the obtained graft polymer was 52%.

実施例2〜12、比較例1〜4 実施例1において共重合体を製造するさいに用いた化合
物(a)の使用割合を第1表に示されるようにかえ、さ
らに4gの化合物(1)のかわりにエチルアクリレート
〔以下「化合物(2)」と云う〕、ブチルアクリレート
〔以下「化合物(3)」と云う〕または化合物(1)を
第1表に示されるような使用割合にかえたほかは、実施
例1と同じ条件で共重合を行なった。得られたそれぞれ
の共重合体の収率および平均重合度を第1表に示す。得
られた各共重合体に第1表に使用量が示されるように化
合物(1)を使ったほかは、実施例1と同様にグラフト
重合を行なった。得られたそれぞれのグラフト重合体の
グラフト化率を第1表に示す。
Examples 2 to 12, Comparative Examples 1 to 4 The proportion of compound (a) used in producing the copolymer in Example 1 was changed as shown in Table 1, and 4 g of compound (1) was added. Instead, ethyl acrylate [hereinafter referred to as "compound (2)"], butyl acrylate [hereinafter referred to as "compound (3)]" or compound (1) was used in the proportions shown in Table 1. Copolymerization was carried out under the same conditions as in Example 1. Table 1 shows the yield and average degree of polymerization of each copolymer obtained. Graft polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, except that Compound (1) was used in each of the obtained copolymers in the amount shown in Table 1. Table 1 shows the grafting ratio of each of the obtained graft polymers.

このようにして得られたそれぞれのグラフト重合体の撥
水性および撥油性の測定を行なった。
The water repellency and oil repellency of each of the graft polymers thus obtained were measured.

それらの結果および得られたグラフト重合体の溶液の相
溶性を第2表に示す。
The results and the compatibility of the resulting graft polymer solutions are shown in Table 2.

(以下余白) 第    2    表 以上の実施例および比較例の結果から、本発明によって
得られるグラフト重合体は、撥水性および撥油性がすぐ
れているばかりでなく、溶液(トルエン)に対する相溶
性についても良好であることは明らかである。
(The following is a blank space) From the results of the Examples and Comparative Examples shown in Table 2, it is clear that the graft polymer obtained by the present invention not only has excellent water repellency and oil repellency, but also has excellent compatibility with solutions (toluene). It is clear that it is good.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 少なくとも50重量%のパーフルオロアルキル基を有す
るアクリレートまたはメタクリレートと1〜50重量%
のアルキル基の炭素数が多くとも16個であるアルキル
アクリレートまたはメタクリレートとを主成分とする共
重合体100重量部に対して10〜1,500重量部の
アルキル基の炭素数が多くとも16個であるアルキルア
クリレートまたはメタクリレートを重合開始剤の存在下
で50〜160℃の温度で不活性有機溶媒中で重合させ
ることを特徴とするグラフト重合体の製造方法。
1 to 50% by weight of acrylate or methacrylate with at least 50% by weight of perfluoroalkyl groups;
10 to 1,500 parts by weight of an alkyl group having at most 16 carbon atoms per 100 parts by weight of a copolymer containing an alkyl acrylate or methacrylate as a main component. A method for producing a graft polymer, which comprises polymerizing an alkyl acrylate or methacrylate in an inert organic solvent at a temperature of 50 to 160°C in the presence of a polymerization initiator.
JP19476784A 1984-09-19 1984-09-19 Production of graft polymer Pending JPS6173712A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015214614A (en) * 2014-05-08 2015-12-03 日立化成株式会社 Block polymer and production method thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015214614A (en) * 2014-05-08 2015-12-03 日立化成株式会社 Block polymer and production method thereof

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