JPWO2020153024A1 - 末端官能基化ポリマーの製造方法、硬化性樹脂組成物の製造方法、及び硬化物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、3官能以上のRAFT剤を原料に用い同様に処理することにより、3以上の末端に架橋性官能基を有するポリマーをも製造できることを見いだした。
さらに、上記で得られた2以上の末端が官能基化されたポリマーを含む硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物が、高温下での耐熱性に優れることを見いだした。
かかる知見に基づいて、さらに検討を加えることにより本発明を完成するに至った。
[1]2以上の末端が官能基化されたポリマーの製造方法であって、
(i)2以上のチオカルボニルチオ基を有する重合制御剤(特に、RAFT剤)を用いて、ビニル系単量体を重合させて、2以上のチオカルボニルチオ基を有する重合体(P1)を得る工程、
(ii)工程(i)で得られた重合体(P1)に対して求核剤を反応させて、2以上のメルカプト基(−SH)を有する重合体(P2)を得る工程、及び
(iii)工程(ii)で得られた重合体(P2)に対して、当該メルカプト基と反応性を有する化合物を反応させて、2以上の末端が官能基化された重合体(P3)を製造する工程を有する、製造方法。
[2]前記2以上のチオカルボニルチオ基を有する重合制御剤が、分子内に2以上の式(1a):
で表される基を有するRAFT剤である、前記[1]に記載の製造方法。
[3]前記RAFT剤が、式(1):
で表される化合物又はその塩である、前記[2]に記載の製造方法。
[4]前記Rが、−S−C(=S)−Zで示される基と結合する炭素原子を有するn価の有機基である、前記[3]に記載の製造方法。
[5]前記RAFT剤が、式(1A)〜式(1C):
からなる群より選択される1種である、前記[2]〜[4]のいずれかに記載の製造方法。
[6]前記ビニル系単量体が、式(2):
Vは、水素原子、R1、−CO2H、−CO2R1、−C(=O)R1、−C(=S)R1、−C(=S)OR1、−C(=O)SR1、−C(=O)NH2、−C(=O)NHR1、−C(=O)N(R1)2、−OR1、−SR1、−OC(=O)R1、−SC(=O)R1、又は−OC(=S)R1を示す。
R1は、同一又は異なって、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいヘテロシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいヘテロアリールアルキル基、又は置換基を有していてもよいポリマー鎖を示す。)
で表される化合物又はその塩である、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法。
[7]前記求核剤が、第1級アミン化合物及び第2級アミン化合物からなる群より選択される少なくとも1種である、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の製造方法。
[8]前記メルカプト基と反応性を有する化合物が、(メタ)アクリロイル基含有化合物、エポキシ基含有化合物、イソシアネート基含有化合物、及びアルケニル基含有化合物からなる群より選択される少なくとも1種である、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の製造方法。
[9]前記メルカプト基と反応性を有する化合物が、架橋性官能基を有する、前記[8]に記載の製造方法。
[10]前記架橋性官能基が、水酸基、カルボキシル基、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、及び架橋性シリル基からなる群より選択される少なくとも1種である、前記[9]に記載の製造方法。
[11]硬化性樹脂組成物の製造方法であって、前記[1]〜[10]のいずれかに記載の製造方法で得られた2以上の末端が官能基化されたポリマー、硬化触媒、及び必要に応じ硬化剤を混合する工程を含む、製造方法。
[12]硬化物の製造方法であって、前記[11]に記載の製造方法で得られた硬化性樹脂組成物を硬化する工程を含む、製造方法。
本発明の2以上の末端が官能基化されたポリマーの製造方法は、
(i)2以上のチオカルボニルチオ基を有する重合制御剤(特に、RAFT剤)を用いて、ビニル系単量体を重合させて、2以上のチオカルボニルチオ基を有する重合体(P1)を得る工程、
(ii)工程(i)で得られた重合体(P1)に対して求核剤を反応させて、2以上のメルカプト基(−SH)を有する重合体(P2)を得る工程、及び
(iii)工程(ii)で得られた重合体(P2)に対して、当該メルカプト基と反応性を有する化合物を反応させて、2以上の末端が官能基化された重合体(P3)を製造する工程を有することを特徴とする。以下、工程(i)〜(iii)について説明する。
工程(i)では、重合開始剤の存在下、2以上のチオカルボニルチオ基を有する重合制御剤を用いてビニル系単量体を重合(リビングラジカル重合)させて、2以上のチオカルボニルチオ基を有する重合体(P1)を得る。本反応は、溶媒の存在下又は非存在下に実施することができる。
ニトリル系溶媒の具体例としては、アセトニトリル、イソブチロニトリル及びベンゾニトリル等が挙げられる。
芳香族炭化水素系溶媒の具体例としては、ベンゼン、トルエン及びキシレン等が挙げられる。
エーテル系溶媒の具体例としては、アニソール、ジブチルエーテル及びテトラヒドロフラン等が挙げられる。
ケトン系溶媒の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びシクロヘキサノン等が挙げられる。
エステル系溶媒の具体例としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及び酢酸ブチル等が挙げられる。
オルトエステル系溶媒の具体例としては、オルト蟻酸トリメチル、オルト蟻酸トリエチル、オルト蟻酸トリ(n−プロピル)、オルト蟻酸トリ(イソプロピル)、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル、オルトプロピオン酸トリエチル、オルトn−酪酸トリメチル、及びオルトイソ酪酸トリメチル等が挙げられる。
溶媒は、1種を又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本反応は溶媒を使用せず、塊状重合等の態様で行ってもよい。
当該環が有していてもよい置換基としては、水酸基、−CO2H、−CO2R1、−C(=O)R1、−C(=S)R1、−CS(=O)R1、−C(=O)SR1、−CN、−C(=O)NH2、−C(=O)NHR1、−C(=O)NR1 2、−OR1、−SR1、−OC(=O)R1、−SC(=O)R1、−OC(=S)R1等が挙げられる。
その他の好適な開始剤化合物としては、アセチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル等のアシルパーオキサイド、t−ブチルα−クミルパーオキサイド等のアルキルパーオキサイドが挙げられる。t−ブチルハイドロパーオキサイド、クミルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイドも使用することができる。
で表される基を有するRAFT剤が挙げられる。
で表される化合物又はその塩が挙げられる。
式(1A)で表される化合物は、式(6)で表される化合物、式(7)で表される化合物及び二硫化炭素(CS2)を反応させることにより製造することができる。例えば、調製例1及び2に従い又は準じて製造することができる。
工程(ii)では、通常、溶媒の存在下、工程(i)で得られた重合体(P1)に対して求核剤を反応させて、チオカルボニル基を除去し、2以上のメルカプト基(−SH)を有する重合体(P2)を得る。
ニトリル系溶媒の具体例としては、アセトニトリル、イソブチロニトリル及びベンゾニトリル等が挙げられる。
芳香族炭化水素系溶媒の具体例としては、ベンゼン、トルエン及びキシレン等が挙げられる。
エーテル系溶媒の具体例としては、アニソール、ジブチルエーテル及びテトラヒドロフラン等が挙げられる。
ケトン系溶媒の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びシクロヘキサノン等が挙げられる。
エステル系溶媒の具体例としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及び酢酸ブチル等が挙げられる。
オルトエステル系溶媒の具体例としては、オルト蟻酸トリメチル、オルト蟻酸トリエチル、オルト蟻酸トリ(n−プロピル)、オルト蟻酸トリ(イソプロピル)、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル、オルトプロピオン酸トリエチル、オルトn−酪酸トリメチル、及びオルトイソ酪酸トリメチル等が挙げられる。
これらは、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
工程(iii)では、通常、溶媒中、工程(ii)で得られた重合体(P2)に対して、当該メルカプト基と反応性を有する化合物を反応させて、2以上の末端が官能基化された重合体(P3)を製造する。
ニトリル系溶媒の具体例としては、アセトニトリル、イソブチロニトリル及びベンゾニトリル等が挙げられる。
芳香族炭化水素系溶媒の具体例としては、ベンゼン、トルエン及びキシレン等が挙げられる。
エーテル系溶媒の具体例としては、アニソール、ジブチルエーテル及びテトラヒドロフラン等が挙げられる。
ケトン系溶媒の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びシクロヘキサノン等が挙げられる。
エステル系溶媒の具体例としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及び酢酸ブチル等が挙げられる。
オルトエステル系溶媒の具体例としては、オルト蟻酸トリメチル、オルト蟻酸トリエチル、オルト蟻酸トリ(n−プロピル)、オルト蟻酸トリ(イソプロピル)、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル、オルトプロピオン酸トリエチル、オルトn−酪酸トリメチル、及びオルトイソ酪酸トリメチル等が挙げられる。
これらは、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
基Xに含まれる架橋性官能基としては、例えば、上述した(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、架橋性シリル基等が挙げられる。
工程(iii)で得られた2以上の末端が官能基化された重合体(P3)は、必要に応じ他の成分を含有させて硬化性樹脂組成物とすることができる。当該組成物に含まれる他の成分としては、硬化触媒、架橋剤等が挙げられる。重合体(P3)に含まれる末端(具体的には、上記式(5)の基X)に架橋性官能基を含むことが好ましい。
硬化触媒の使用量は特に限定はなく、重合体(P3)100質量部に対し、通常、0.05〜5質量部、好ましくは0.1〜2質量部である。
活性エネルギー線により硬化させる硬化性樹脂組成物とする場合には、硬化触媒として、公知の光重合開始剤を含有することが好ましく、熱により硬化させる硬化性樹脂組成物とする場合には、硬化触媒として公知の熱重合開始剤を含有することが好ましい。
架橋剤として、1,2−エタンジチオール、1,4−ブタンチオール、1,10−デカンチオール、1,4−ベンゼンチオール等のジチオール化合物、又はエタン−1,1,1−トリチオール、1,3,5−ベンゼントリチオール等のトリチオール化合物等の多価チオールを用いることで、エン・チオール反応を利用することができる。
有機カルボン酸アンモニウム塩としては、安息香酸アンモニウム等が挙げられる。
ジチオカルバミン酸塩としては、ジメチルジチオカルバミン酸、ジエチルジチオカルバミン酸、ジベンジルジチオカルバミン酸等の亜鉛塩、鉄塩、テルル塩等が挙げられる。
多価カルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、マレイン酸、クエン酸、酒石酸、フタル酸等が挙げられる。
多価アミンとしては、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカーバメート、N,N′−ジシンナミリデン−1,6−ヘキサンジアミン等の脂肪族ジアミン化合物;4,4′−メチレンビスシクロヘキシルアミンカーバメート等の脂環式ジアミン化合物;4,4′−メチレンジアニリン、m−フェニレンジアミン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、4,4′−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、2,2′−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、4,4′−ジアミノベンズアニリド、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、1,3,5−ベンゼントリアミン、1,3,5−ベンゼントリアミノメチル等の芳香族ジアミン化合物等が挙げられる。
多官能イソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジメチルジフェニレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
多官能エポキシ化合物としては、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の芳香族エポキシ化合物;ジシクロペンタジエンジオキサイド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4-エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレート等の脂環式エポキシ化合物;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール及び1,6−ヘキサンジオール等アルキレングリコールのジグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ化合物等が挙げられる。
架橋剤を用いる場合、架橋剤の使用量は特に限定はなく、重合体(P3)100質量部に対し、通常、0.01〜30質量部、好ましくは0.1〜10質量部である。
製造例、実施例及び比較例で得られた重合体の分析方法について以下に記載する。
得られた重合体について、以下に記載の条件にてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定を行い、ポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を得た。また、得られた値から分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
○測定条件
カラム:東ソー製TSKgel SuperMultiporeHZ−M×4本
溶媒:テトラヒドロフラン
温度:40℃
検出器:RI
流速:600μL/min
<初期引張物性>
JIS K 6251に準拠し、常態(25℃)における引張破断強度及び破断伸びを測定した。
試料には、初期引張物性と同じ硬化物を用いた。
ダンベル型に打ち抜いた試料を150℃の防爆型乾燥機に投入し、4時間経過後試料を取り出した。次いで、JIS K 6251に準拠し、常態(25℃)における引張破断強度及び破断伸びを測定した。
調製例1(2官能RAFT剤:DLBTTCの合成)
(1,4−ビス(n−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼンの合成)
ナス型フラスコに1−ドデカンチオール(42.2g)、20%KOH水溶液(63.8g)、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド(1.5g)を加えて氷浴で冷却し、二硫化炭素(15.9g)、テトラヒドロフラン(以下「THF」ともいう)(38ml)を加え20分攪拌した。α、α’−ジクロロ−p−キシレン(16.6g)のTHF溶液(170ml)を30分かけて滴下した。室温で1時間反応させた後、クロロホルムから抽出し、純水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロータリーエバポレータで濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチルから再結晶することにより、以下の式(I)で表される1,4−ビス(n−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼン(以下「DLBTTC」ともいう)を収率80%で得た。1H−NMR測定より7.2ppm、4.6ppm、3.4ppmに目的物のピークを確認した。
(1,2,4,5−テトラキス(n−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼンの合成)
ナス型フラスコに1−ドデカンチオール(7.2g)、20%KOH水溶液(10.9g)、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド(0.13g)を加えて氷浴で冷却し、二硫化炭素(2.7g)、THF(57ml)を加え20分攪拌した。1,2,4,5−テトラ(ブロモメチル)(3.6g)のTHF溶液(80ml)を30分かけて滴下した。室温で1時間反応させた後、クロロホルムから抽出し、純水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロータリーエバポレータで濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製した後、ヘキサンから再結晶することにより、以下の式(II)で表される1,2,4,5−テトラキス(n−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼン(以下「TLBTTC」ともいう)を収率88%で得た。1H−NMR測定より7.2ppm、4.6ppm、3.4ppmに目的物のピークを確認した。
合成例1(重合体Aの製造)
攪拌機、温度計を装着した1LフラスコにDLBTTC(4.2g)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(以下「ABN−E」ともいう)(0.25g)、アクリル酸n−ブチル(以下「BA」ともいう)(410.1g)及びアニソール(276.4g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。4時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Aを得た。得られた重合体Aの分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mn42000、Mw47500、Mw/Mn1.13であった。
攪拌機、温度計を装着した1LフラスコにTLBTTC(7.9g)、ABN−E(0.25g)、アクリル酸n−ブチル(BA)(410.1g)及びアニソール(278.9g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。4時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Bを得た。得られた重合体Bの分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mn36000、Mw42800、Mw/Mn1.19であった。
攪拌機、温度計を装着した1LフラスコにDLBTTC(4.2g)、ABN−E(0.25g)、BA(307.0g)、アクリル酸エチル(以下「EA」ともいう)(20.5g)、アクリル酸テトラデシル(以下「TDA」ともいう)(82.0g)、3−(メチルジメトキシシリル)プロピルメタクリレート(0.6g)及びアニソール(276.4g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。4時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Cを得た。得られた重合体Cの分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mn43200、Mw49300、Mw/Mn1.14であった。3−(メチルジメトキシシリル)プロピルメタクリレートの導入量とMnから算出された、重合体Cに含まれる1ブロック当りの架橋性シリル基数は、0.4個であった。
攪拌機、温度計を装着した1LフラスコにDLBTTC(4.2g)、ABN−E(0.25g)、BA(295.5g)、EA(20.5g)、TDA(82.0g)、3−(メチルジメトキシシリル)プロピルメタクリレート(12.1g)及びアニソール(276.4g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。4時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Dを得た。得られた重合体Dの分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mn43100、Mw50400、Mw/Mn1.17であった。3−(メチルジメトキシシリル)プロピルメタクリレートの導入量とMnから算出された、重合体Dに含まれる1ブロック当りの架橋性シリル基数は、8.0個であった。
製造例1(重合体1の製造)
攪拌機、温度計を装着した500mlフラスコに合成例1で得られた重合体A(100部)及びアニソール(168.2部)を仕込み、恒温槽で40度℃に加熱することで、十分溶解した。この溶液にn−プロピルアミン(2.8部)を加え、30分攪拌した後、溶液の一部を抜き取り、この溶液をメタノールから再沈殿精製、真空乾燥した。1H−NMR測定より、RAFT基が結合している炭素上のプロトン由来のピーク(4.9ppm)がほぼ完全に消失し、代わりにSH基が結合している炭素上のプロトン由来のピーク(3.4ppm)が出現した。このピーク積分値と開始末端であるベンゼン環上の水素原子由来のピーク積分値とから、一分子当たりのSH基数は2.0個であることを確認した。
求核剤の使用量、溶媒の使用量、並びに、反応剤の種類及び使用量を表2に記載の通り変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体2〜9を得た。各重合体の分子量を表2に示した。
・1,4−BDDGE:1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル
・KBM−5103:3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)製信越シリコーン「KBE−5103」
・KBE−403:3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、信越化学工業(株)製信越シリコーン「KBE−403」
・KBE−9007N:3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、信越化学工業(株)製信越シリコーン「KBE−9007N」
ポリマーの種類、求核剤の使用量、溶媒の使用量、並びに、反応剤の種類及び使用量を表1に記載の通り変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体10〜12を得た。重合体10〜12の分子量を表2に示した。
なお、製造例10〜12において、製造例1と同様の1H−NMR測定により、求核剤によるアミノ分解後に、重合体10では重合体一分子当たりのSH基数が4.0個であること、及び、重合体11及び12では重合体一分子当たりのSH基数が2.0個であることを確認し、その後、反応剤との反応後に、SH基が結合している炭素上のプロトン由来のピークがほぼ完全に消失したことを確認した。
攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに、ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンジル]トリチオカーボネート(以下「OHDBTTC」ともいう)(3.0g)、ABN−E(0.25g)、アクリル酸n−ブチル(BA)(410.1g)及びアニソール(275.6g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。4時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体13を得た。得られた重合体13の分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mn36300、Mw43900、Mw/Mn1.21であった。比較製造例1の分子量を表2に示した。
重合体1(100部)及び酸化防止剤であるIrganox1010(BASF社製)(0.3部)をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、重合体濃度10%の溶液を調製した。ここにナイパーBW(1部)を加え、溶解した。これを型枠に流し込み、THFを乾燥留去することにより、厚さ約1mmのキャストフィルムを作成した。得られたフィルムを150℃の送風乾燥機で10分間反応し、硬化物を得た。当該硬化物の初期引張物性及び耐熱試験の結果を表3に示す。
・ナイパーBW:ベンゾイルパーオキサイド、日油(株)製「ナイパーBW」
重合体2(100部)及び酸化防止剤であるIrganox1010(BASF社製)(0.3部)をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、重合体濃度10%の溶液を調製した。ここにノクセラーPZ(2部)、ノクセラーTTFE(2部)を加え、溶解した。これを型枠に流し込み、THFを乾燥留去することにより、厚さ約1mmのキャストフィルムを作成した。得られたフィルムを170℃の送風乾燥機で10分間反応し、硬化物を得た。当該硬化物の初期引張物性及び耐熱試験の結果を表3に示す。
・ノクセラーPZ:ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、大内新興化学社製「ノクセラーPZ」
・ノクセラーTTFE:ジメチルジチオカルバミン酸第二鉄、大内新興化学社製「ノクセラーTTFE」
重合体3、4、10又は13(それぞれ100部)、並びに酸化防止剤であるIrganox1010(BASF社製)(0.3部)をテトラヒドロフラン(THF)に溶解した後、デュラネートTPA−100(1部)を加え、重合体濃度10%の溶液を調製した。ここに硬化触媒として、ネオスタンU−220H(0.1部)を加え、溶解した。これを型枠に流し込み、THFを乾燥留去することにより、厚さ約1mmのキャストフィルムを作成した。得られたフィルムを40℃の送風乾燥機で5日間養生し、硬化物を得た。当該硬化物の初期引張物性及び耐熱試験の結果を表3に示す。
・デュラネートTPA−100:ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体、旭化成(株)製「デュラネートTPA−100」
・ネオスタンU−220H:ジブチル錫ジアセチルアセトナート、日東化成(株)製「ネオスタンU−220H」
重合体5又は6(100部)及び酸化防止剤であるIrganox1010(BASF社製)(0.3部)をテトラヒドロフラン(THF)に溶解した後、jER−152(1部)を加え、重合体濃度10%の溶液を調製した。ここに硬化触媒として、テトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)(0.2部)を加え、溶解した。これを型枠に流し込み、THFを乾燥留去することにより、厚さ約1mmのキャストフィルムを作成した。得られたフィルムを175℃で4時間養生し、硬化物を得た。当該硬化物の初期引張物性及び耐熱試験の結果を表3に示す。
・jER−152:フェノールノボラック型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)製「jER−152」
重合体7〜9、11又は12(それぞれ100部)及び酸化防止剤であるIrganox1010(BASF社製)(0.3部)をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、重合体濃度10%の溶液を調製した。ここに硬化触媒として、ネオスタンU−220H(日東化成(株)製)(1.0部)を加え、溶解した。これを型枠に流し込み、THFを乾燥留去することにより、厚さ約1mmのキャストフィルムを作成した。得られたフィルムを23℃、50%RHで6日間、次いで50℃、飽和水蒸気雰囲気で1日養生し、硬化物を得た。当該硬化物の初期引張物性及び耐熱試験の結果を表3に示す。
実施例1〜12の結果から明らかなように、2又は4官能型RAFT剤を用いて末端官能基化されたポリマーを製造し、そのポリマーを含む硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化物を得た。この硬化物は、耐熱性に優れていることが確認された。
これに対して、比較例1から明らかなように、1官能型RAFT剤を用いて製造したテレケリックポリマーを含む硬化性樹脂組成物の硬化物は、耐熱性に著しく劣っていることが分かった。
Claims (12)
- 2以上の末端が官能基化されたポリマーの製造方法であって、
(i)2以上のチオカルボニルチオ基を有する重合制御剤を用いて、ビニル系単量体を重合させて、2以上のチオカルボニルチオ基を有する重合体(P1)を得る工程、
(ii)工程(i)で得られた重合体(P1)に対して求核剤を反応させて、2以上のメルカプト基(−SH)を有する重合体(P2)を得る工程、及び
(iii)工程(ii)で得られた重合体(P2)に対して、当該メルカプト基と反応性を有する化合物を反応させて、2以上の末端が官能基化された重合体(P3)を製造する工程を有する、製造方法。 - 前記Rが、−S−C(=S)−Zで示される基と結合する炭素原子を有するn価の有機基である、請求項3に記載の製造方法。
- 前記ビニル系単量体が、式(2):
Vは、水素原子、R1、−CO2H、−CO2R1、−C(=O)R1、−C(=S)R1、−C(=S)OR1、−C(=O)SR1、−C(=O)NH2、−C(=O)NHR1、−C(=O)N(R1)2、−OR1、−SR1、−OC(=O)R1、−SC(=O)R1、又は−OC(=S)R1を示す。
R1は、同一又は異なって、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいヘテロシクロアルキル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいヘテロアリールアルキル基、又は置換基を有していてもよいポリマー鎖を示す。)
で表される化合物又はその塩である、請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。 - 前記求核剤が、第1級アミン化合物及び第2級アミン化合物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
- 前記メルカプト基と反応性を有する化合物が、(メタ)アクリロイル基含有化合物、エポキシ基含有化合物、イソシアネート基含有化合物、及びアルケニル基含有化合物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。
- 前記メルカプト基と反応性を有する化合物が、架橋性官能基を有する、請求項8に記載の製造方法。
- 前記架橋性官能基が、水酸基、カルボキシル基、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、及び架橋性シリル基からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項9に記載の製造方法。
- 硬化性樹脂組成物の製造方法であって、請求項1〜10のいずれかに記載の製造方法で得られた2以上の末端が官能基化されたポリマー、硬化触媒、及び必要に応じ硬化剤を混合する工程を含む、製造方法。
- 硬化物の製造方法であって、請求項11に記載の製造方法で得られた硬化性樹脂組成物を硬化する工程を含む、製造方法。
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