明細書 重合体、 該重合体の製造方法、 及び、 該重合体を用いた硬化性組成物 技術分野
本発明は、 アルケニル基又は架橋性シリル基を、 少なくとも 1つの主鎖末端に 有するビニル系重合体、 該重合体の製造方法、 及び、 該重合体を用いた硬化性組 成物に関する。 背景技術
架橋性官能基を主鎖末端に有する重合体は、 そのもの単独で、 又は、 適切な硬 化剤と組み合わせることによって架橋し、 耐熱性、 耐久性等の優れた硬化物を与 えることが知られている。 なかでも、 アルケニル基又は架橋性シリル基を主鎖末 端に有する重合体はその代表例である。 アルケニル基を主鎖末端に有する重合体 は、 ヒ ドロシリル基含有化合物を硬化剤として用いることにより、 あるいは、 光 反応を利用することにより架橋硬化する。 また、 架橋性シリル基を主鎖末端に有 する重合体は、 適当な縮合触媒の存在下、 湿分を吸収することにより硬化物を与 える。
このようなアルケニル基又は架橋性シリル基を主鎖末端に有する重合体の主鎖 骨格としては、 ポリエチレンォキシド、 ポリプロピレンォキシド、 ポリテトラメ チレンォキシド等のポリエーテル系重合体; ポリブタジェン、 ポリイソプレン、 ポリクロ口プレン、 ポリイソプチレン又はそれらの水素添加物等の炭化水素系重 合体; ポリエチレンテレフタレート、 ポリブチレンテレフタレート、 ポリ力プロ ラク トン等のポリエステル系重合体等が例示される。 これらの重合体は、 その主 鎖骨格と架橋形式に基づき、 様々な用途に用いられている。
これらの重合体はイオン重合や縮重合により得られるが、 ラジカル重合で得ら れるビニル系重合体で主鎖末端に架橋性官能基を有するものは、 ほとんど実用化 されていない。 ビニル系重合体の中でも、 (メタ) アク リル系重合体は、 高い耐 候性、 透明性等、 上記のポリエーテル系重合体、 炭化水素系重合体及びポリエス
テル系重合体では得られない特性を有している。 例えば、 アルケニル基又は架橋 性シリル基を、 主鎖末端ではなく側鎖に有する (メタ) アクリル系重合体は、 高 耐候性の塗料等に利用されている。
このような架橋性官能基を側鎖に有するビニル系重合体に対して、 架橋性官能 基を主鎖末端に有するビニル系重合体では、 硬化物性の優れた硬化物を得ること ができる。 従って、 これまで多くの研究者によって、 その簡便な製造方法が検討 されてきたが、 それらを工業的に製造することは容易ではない。
特開平 1 一 2 4 7 4 0 3号公報には、 連鎖移動剤としてアルケニル基含有ジス ルフィ ドを用いて、 両末端にアルケニル基を有するビニル系重合体を合成する方 法が開示されている。 また、 特開平 6 - 2 1 1 9 2 2号公報には、 同じく連鎖移 動剤として水酸基を有するジスルフィ ドを用いて、 両末端に水酸基を有するビニ ル系重合体を合成し、 更に、 水酸基の反応性を利用して両末端にアルケニル基を 有するビニル系重合体を合成する方法が開示されている。 しかしながら、 これら の方法では、 両末端に確実にアルケニル基を導入するために、 連鎖移動剤を大量 に使用しなければならず、 製造工程上問題がある。 また、 これらの方法で得られ るビニル系重合体では、 アルケニル基が硫黄原子を介して重合体主鎖に結合して いるため、 ビニル系重合体の本来の特性である耐候性に悪影響を与え、 更には硫 黄に特有な臭気の問題が生ずる。
一方、 特開昭 5 9 — 1 6 8 0 1 4号公報には、 連鎖移動剤として、 架橋性シリ ル基を有するジスルフィ ド化合物を用い、 ビニル系重合体の両末端に架橋性シリ ル基を導入する方法が開示されている。 また、 特開昭 6 1 - 1 3 3 2 0 1号公報 には、 架橋性シリル基を有するヒ ドロシラン又はハロゲン化シランを用いること による、 ビニル系重合体の両末端に架橋性シリル基を導入する方法が開示されて いる。 しかしながら、 これらの方法においても、 両末端に確実に架橋性シリル基 を導入することは困難であり、 満足な特性を有する硬化物を得ることはできない。 また、 これらの方法では通常のラジカル重合が用いられているため、 得られる重 合体の分子量及び分子量分布 (重量平均分子量と数平均分子量の比) のコント口 —ルは困難である。
発明の要約
本発明は、 上記現状に鑑み、 アルケニル基又は架橋性シリル基が、 硫黄原子を 介さずに、 高い比率で主鎖末端に導入されたビニル系重合体、 これらの重合体の 製造方法、 及び、 これらの重合体を用いた硬化性組成物を提供することを目的と するものである。
すなわち本発明は、 下記一般式 (1 ) で表されるアルケニル基を、 少なく とも
1つの主鎖末端に有するビニル系重合体である。 特に、 R3 が、 — C (0) — R 5 一で表される 2価の有機基である場合は、 下記一般式 ( 1 ' ) で表されるアル ケニル基を、 少なくとも 1つの主鎖末端に有するビニル系重合体である。 本明細 書中、 このような重合体を重合体 (A) という。
— CH2 - C (R1 )(R2) - 0 - R3 - C (R4 ) =CH2 (1 )
一 CH2 — C (R1 )(R2)— 0C (〇) — R5 — C (R4 ) =CH2 ( 1 ' ) 式中、 R1 及び R2 は、 同一又は異なって、 1価の有機基を表す。 R3 は、 1個 以上のエーテル結合又はエステル結合を含んでいてもよい炭素数 1〜 2 0の 2価 の有機基を表す。 R4 は、 水素、 炭素数 1 ~ 1 0のアルキル基、 炭素数 6〜 1 0 のァリール基又は炭素数?〜 1 0のァラルキル基を表す。 R5 は、 直接結合、 又 は、 1個以上のエーテル結合若しくはエステル結合を含んでいてもよい炭素数 1 〜 1 9の 2価の有機基を表す。
本発明は、 また、 上記重合体 (A) に、 架橋性シリル基を有するヒ ドロシラン 化合物を付加させてなる、 少なく とも 1つの主鎖末端に架橋性シリル基を有する ビニル系重合体でもある。 本明細書中、 この重合体を重合体 (B) という。
本発明は、 更にまた、 下記一般式 (5) で表されるアルケニル基を、 少なくと も 1つの主鎖末端に有するビニル系重合体でもある。 本明細書中、 この重合体を 重合体 (C) という。
一 CH2 - C (R1 )(R2 ) — C (R6 )(R7 ) — R8 - C (R9 ) =CH2
(5) 式中、 R' 及び R2 は、 上記と同じ。 R6 及び R7 は、 共に、 同一若しくは異な つて、 電子吸引性置換基を表すか、 又は、 一方が電子吸引性置換基を表し、 他方 が水素、 炭素数 1〜1 0のアルキル基若しくはフヱニル基を表す。 R8 は、 直接
結合、 又は、 1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい炭素数 1 1 0の 2価 の有機基を表す。 R9 は、 水素、 炭素数 1 ~ 1 0のアルキル基、 炭素数 6 1 0 のァリ一ル基又は炭素数?〜 1 0のァラルキル基を表す。
本発明は、 更に、 下記一般式 (6) で表される架橋性シリル基を、 少なく とも 1つの主鎖末端に有するビニル系重合体でもある。 本明細書中、 この重合体を重 合体 (D) という。
— CH2 - C (R' )(RZ ) -C (R6 )(R7 ) 一 R8 - CH (R9 ) 一 CH2
- [S i (R10) (Y) 0] m — S i (R11) (Y) (6) 式中、 R1 R2 R6 R7 R8 及び R9 は、 上記と同じ。 R10及び R'1は、 同一若しくは異なって、 炭素数 1 2 0のアルキル基、 炭素数 6 2 0のァリ一 ル基、 炭素数?〜 2 0のァラルキル基、 又は、 (R' ) 3 S i〇一 (式中、 R' は、 炭素数 1 2 0の 1価の炭化水素基を表し、 3個の R' は同一であってもよ く、 異なっていてもよい。 ) で表される トリオルガノン口キシ基を表す。 R '。又 は R1'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、 水酸基又は加水分解性基を表し、 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又は 3を表す。 b は、 0 1又は 2を表す。 mは、 0 1 9の整数である。 ただし、 a+mb≥ l であることを満足するものとする。
本発明は、 また、 ビニル系モノマ一を重合して、 下記一般式 (7) で表される 基を少なく とも 1つの主鎖末端に有するビニル系重合体を製造し、 次いで、 この 重合体の末端ハロゲンを、 下記一般式 (8) で表されるか、 又は、 R3 がー C (0) 一 R5 —で表される 2価の有機基である場合には下記一般式 (8 ' ) で表 される、 アルケニル基含有ォキシァニオンで置換する上記重合体 (A) の製造方 法でもある。
一 CH2 — C (R1 )(R2 ) (X) (7)
式中、 R1 及び R2 は、 上記と同じ。 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。
M 0- -R3 - C (R4 ) = CH2 (8)
M 0 - C (0) 一 R5 — C (R4 ) =CH2 ( 8 ' )
式中、 R3 R4 及び R5 は、 上記と同じ。 M+ は、 アルカリ金属イオン又は 4
級アンモニゥムイオンを表す。
本発明は、 更にまた、 上記重合体 (A) に、 下記一般式 (9) で表される架橋 性シリル基を有するヒ ドロシラン化合物を付加させる、 上記重合体 (B) の製造 方法でもある。
H-[ S i (R'。) (Y) 0] m - S i (R") (Y) (9) 式中、 R'°、 R". Y、 a、 b及び mは、 上記と同じである。
本発明は更に、 ビニル系モノマーを重合して、 上記一般式 (7) で表される基 を少なく とも 1つの末端に有するビニル系重合体を製造し、 上記重合体の末端ハ ロゲンを下記一般式 (1 0) で表されるアルケニル基含有カルボア二オンで置換 する、 上記重合体 (C) の製造方法でもある。
M+ C (R6 )(R7 ) —R8 — C (R9 ) = CH2 ( 1 0) 式中、 R6 〜R9 及び M+ は、 上記に同じである。
本発明は、 更にまた、 ビニル系モノマーを重合して、 上記一般式 (7) で表さ れる基を少なく とも 1つの末端に有するビニル系重合体を製造し、 上記重合体の 末端ハロゲンを下記一般式 ( 1 1 ) で表される架橋性シリル基含有カルボァニォ ンで置換する、 上記重合体 (D) の製造方法でもある。
M+ C- (R6 )(R7 ) 一 R8 -CH (R9 ) -CH2 一 [ S i (R'。) 2— b
(Y) 0] m - S ΐ (R ) (Y) ( 1 1 ) 式中、 R6 〜ί γ、 M+ 、 a、 b及び mは、 上記に同じである。
本発明は、 更に、 上記重合体 (C) に、 上記一般式 (9) で表される架橋性シ リル基を有するヒ ドロシラン化合物を付加させる、 上記重合体 (D) の製造方法 で める。
本発明は、 また、 (a) 上記重合体 (A) 又は (C) 、 及び、 (b) ヒ ドロシ リル基含有化合物を含有する硬化性組成物でもある。
本発明は、 更にまた、 上記重合体 (B) 又は (D) を主成分とする硬化性組成 物でもある。 発明の詳細な開示
以下、 本発明を詳述する。
重合体 (A)
本発明の重合体 (A) は、 上記一般式 (1) で表されるアルケニル基を、 少な くとも 1つの主鎖末端に有するビニル系重合体である。 特に、 上記一般式 (1) において、 R3 が、 一 C (〇) 一 R5 —で表される 2価の有機基である場合は、 上記一般式 (1 ' ) で表されるアルケニル基を、 少なくとも 1つの主鎖末端に有 するビニル系重合体である。
上記一般式 (1) 又は (1 ' ) において、 R1 及び R2 は、 同一又は異なって、 1価の有機基を表す。 上記 1価の有機基としては、 重合体主鎖の製造に用いられ るビニル系モノマーのビニル基に結合した基に由来する 1価の有機基であれば特 に限定されない。
上記一般式 (1) において、 R3 は、 1個以上のエーテル結合又はエステル結 合を含んでいてもよい炭素数 1〜2 0の 2価の有機基を表す。 具体例としては、 一 (CH2 ) 一 (nは、 1~2 0の整数を表す。 ) ; — CH (CH3 ) 一、 一 CH (CH2 CH3 ) 一、 一 C (CH3 ) 2 -、 — C (CH3 ) (CH2 CH3 ) 一、 一 C (CH2 CH3 ) ―、 - CH2 CH (CH3 ) 一 ; 一 (CH2 ) „ ー0— (nは 1〜20の整数を表す。 ) ; — CH (CH3 ) ー0—、 一 CH (C H2 CH3 ) — 0 -、 — C (CH3 ) — 0 -、 一 C (CH3 ) (CH2 CH3 ) 一 0 -、 一 C (CH2 CH3 ) 一〇一 ; 一 (CH2 ) n 一 0 - CH2 - (n は、 1〜1 9の整数を表す。 ) ; — CH (CH3 ) —〇一 CH2 —、 -CH (C H2 CH3 ) 一 0 CH2 ―、 — C (CH3 ) 一 0 - CH2 -、 — C (CH3 ) (CH2 CH3 ) 一〇一 CH2 —、 一 C (CH2 CH3 ) 2 一〇一 CH2 —、 一 (CH2 ) 一 0C (0) 一 ; 一 (CH2 ) „ -0 C (0) 一 (CH2 ) m -
(m及び nは、 同一又は異なって、 0〜1 9の整数を表す。 ただし、 O m+n ≤ 1 9を満たす。 ) ; — (CH2 ) „ —C (〇) 0— (CH2 ) m — (m及び n は、 同一又は異なって、 0〜 1 9の整数を表す。 ただし、 0≤m+n≤ 1 9を満 たす。 ) ; 一 CH2 ― C (〇) 0- (CH2 ) -0- CH2 一、 - CH (CH ) 一 C (〇) 0 - (CH2 ) 一 0— CH2 -、 -CH (CH2 CH3 ) 一 C
(0) 0 (CH2 ) 一 0 -、 - C (CH3 ) 一 C (0) 0 -、 一 C (CH ) (CH2 CH3 ) - C (O) 0—、 一 C (CH2 CH3 ) 2 一 C (〇) 0—
等が挙げられる。
また、 R3 は、 ベンゼン環を含んでいてもよい。 この場合の具体例としては、o—, m—, p - C H ―、 0—, m—, p - C 6 H4 — CH2 —、 o—, m ―, ρ - C H4 ー0—、 0 —, m—, p - C H4 一〇— CH2 —、 o—, m 一, p - C6 H4 -0- CH (CH3 ) 一、 o -, m—, p - C 6 —0 - C
(C H3 ) 2 一 ; o -, m―, p - C6 H4 ― (CH2 ) n 一 (nは、 0〜 1 4 の整数を表す。 ) ; 0—, m—, p-C6 H 4 ― 0— (CH2 ) n ― (nは、 0 〜 1 4の整数を表す。 ) ; 0—, m—, p— CH2 ― C6 H4 一、 o—, m—, p - CH2 - C H4 - CH2 一、 o -, m -, p— CH2 - C6 H4 ― 0 -、 o—, m—, ρ - CH2 - C H4 一〇— CH2 —、 o _, m— , p - C H2 一 C6 H4 一 0— CH (CH3 ) 一 ; o -, m -, p - CH2 - C6 H4 一 0 - C
(CH3 ) - ; o—, m -, p -CH2 -C6 H4 - (CH2 ) n ― (nは、 0〜 1 3の整数を表す。 ) ; 0 —, m—, p - CH2 —C6 H4 ー0— (CH2 ) „ 一 (nは、 0〜 1 3の整数を表す。 ) ; 0—, m—, p— C6 H4 一 C ( 〇) 〇一、 0 —, m—, p— CH2 - C 6 H4 - C (0) 0— ; o—, m—, p ― C (〇) - C H4 ― C (〇) 0- (CH2 ) ― (nは、 0〜1 2の整数を 表す。 ) 等が挙げられる。
これらのうち、 好ましいものとしては、 一般式 (2 ) ;
一 C6 H4 一 (CH2 ) (2)
で表される 2価の有機基が挙げられる。 式中、 C6 は、 フヱニレン基を表す nは、 0~ 1 4の整数を表す。
また、 上記 R3 は、 一般式 (3) ;
-C (0) 一 R5 - (3)
で表される 2価の有機基であってもよい。 この時、 上記一般式 ( 1 ) は、 上記一 般式 ( 1 ' ) により表すことができる。 式中、 R5 は、 直接結合を表すか、 又は、 1個以上のエーテル結合若しくはエステル結合を含んでいてもよい炭素数 1 ~ 1 9の 2価の有機基を表す。 この 2価の有機基の具体例としては、 R3 で既に例示 したもの等を挙げることができる。 上記 R5 の好ましいものは、 直接結合、 又は、 一般式 (4) ;
一 ( C H 2 ) n - ( 4 )
で表される 2価の有機基である。 式中、 nは、 1〜 1 9の整数を表す。
上記一般式 ( 1 ) 又は ( 1 ' ) において、 R 4 は、 水素、 炭素数 1〜 1 0のァ ルキル基、 炭素数 6 ~ 1 0のァリール基又は炭素数 7〜 1 0のァラルキル基を表 す。 これらのうち、 重合体 (A ) を硬化性樹脂として使用する際の反応性の観点 から、 水素又はメチル基が好ましい。
本発明のビニル系重合体の主鎖の製造に用いられるビニル系モノマーとしては 特に限定されず、 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、 (メタ) アクリル酸メチル、 (メタ) アクリル酸ェチル、 (メタ) アクリル酸一 n—プロピル、 (メタ) アクリル酸イソプロピル、 (メタ) ァクリ ル酸一 n—ブチル、 (メタ) アクリル酸イソブチル、 (メタ) アクリル酸一 t e r t—ブチル、 (メタ) アクリル酸一 n—ペンチル、 (メタ) アクリル酸一 n— へキシル、 (メタ) アクリル酸シクロへキシル、 (メタ) アクリル酸一 n—ヘプ チル、 (メタ) アクリル酸一 n—ォクチル、 (メタ) アクリル酸一 2—ェチルへ 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) ァク リル酸ドデシル、 (メタ) アクリル酸フヱニル、 (メタ) アクリル酸トルィル、 (メタ) アクリル酸ベンジル、 (メタ) アクリル酸一 2—メ トキシェチル、 (メ タ) ァクリル酸一 3 —メ トキシブチル、 (メタ) ァクリル酸ー 2—ヒ ドロキシェ チル、 (メタ) アクリル酸一 2—ヒ ドロキシプロピル、 (メタ) アクリル酸ステ ァリル、 (メタ) アクリル酸グリシジル、 (メタ) アクリル酸 2—アミノエチル、 ァー (メタクリロイルォキシプロピル) トリメ トキシシラン、 (メタ) アクリル 酸のエチレンオキサイ ド付加物、 (メタ) アクリル酸トリフルォロメチルメチル、
(メタ) アクリル酸 2— トリフルォロメチルェチル、 (メタ) アクリル酸 2—パ —フルォロェチルェチル、 (メタ) アクリル酸 2—パーフルォロェチルー 2—パ —フルォロブチルェチル、 (メタ) アクリル酸 2—パーフルォロェチル、 (メ 夕) アクリル酸パ一フルォロメチル、 (メタ) アクリル酸ジパ一フルォロメチル メチル、 (メタ) アクリル酸 2—パーフルォロメチル一 2—パ一フルォロェチル メチル、 (メタ) アクリル酸 2—パーフルォ口へキシルェチル、 (メタ) ァクリ ル酸 2—パーフルォロデシルェチル、 (メタ) アクリル酸 2—パーフルォ口へキ
サデシルェチル等の (メタ) アクリル酸系モノマー ; スチレン、 ビニルトルエン、 ーメチルスチレン、 クロルスチレン、 スチレンスルホン酸及びその塩等のスチ レン系モノマ一 ;パーフルォロエチレン、 パ一フルォロプロピレン、 フツイヒビニ リデン等のフッ素含有ビニルモノマ一 ; ビニルトリメ トキシシラン、 ビニルトリ ェトキシシラン等のケィ素含有ビニル系モノマ一 ;無水マレイン酸、 マレイン酸、 マレイン酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル; フマル酸、 フマル 酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル; マレイ ミ ド、 メチルマレイ ミ ド、 ェチルマレイ ミ ド、 プロピルマレイミ ド、 ブチルマレイミ ド、 へキシルマ レイ ミ ド、 ォクチルマレイミ ド、 ドデシルマレイミ ド、 ステアリルマレイミ ド、 フェニルマレイミ ド、 シク口へキシルマレイミ ド等のマレイ ミ ド系モノマー ; ァ クリロニトリル、 メタクリロニトリル等の二トリル基含有ビニル系モノマ一 ; ァ クリルァミ ド、 メタクリルァミ ド等のァミ ド基含有ビニル系モノマ一 ;酢酸ビニ ル、 プロピオン酸ビニル、 ビバリ ン酸ビニル、 安息香酸ビニル、 桂皮酸ビニル等 のビニルエステル類;エチレン、 プロピレン等のアルゲン類; ブタジエン、 イソ プレン等の共役ジェン類;塩化ビニル、 塩化ビニリデン、 塩化ァリル、 ァリルァ ルコール等が挙げられる。 これらは、 単独で用いても良いし、 複数を共重合させ ても構わない。 なかでも、 生成物の物性等から、 スチレン系モノマー及び (メ 夕) アクリル酸系モノマーが好ましい。 より好ましくは、 アクリル酸エステルモ ノマー及びメタク リル酸エステルモノマーであり、 更に好ましくは、 ァクリル酸 ブチルである。
本発明のビニル系重合体は、 分子量分布、 すなわち、 ゲルパ一ミエ一シヨンク 口マトグラフィ一 (G P C ) で測定した重量平均分子量 (Mw) と数平均分子量 (M n ) の比 (MwZM n ) カ^ 1 . 8以下の値であることが好ましい。 より好 ましくは、 1 . 6以下であり、 更に好ましくは、 1 . 3以下である。 本発明での G P C測定においては、 通常、 移動相としてクロ口ホルムを用い、 測定はポリス チレンゲルカラムにて行う。 数平均分子量等は、 ポリスチレン換算で求めること ができる。
本発明のビニル系重合体の数平均分子量は特に制限はないが、 5 0 0〜 1 0 0 0 0 0の範囲にあるのが好ましく、 3 0 0 0〜 5 0 0 0 0がより好ましい。 分子
量が 5 0 0以下であると、 ビニル系重合体の本来の特性が発現されにく く、 また、 1 0 0 0 0 0以上であると、 ハンドリングが困難になる。
重合体 (B)
本発明の重合体 (B) は、 上記重合体 (A) に、 架橋性シリル基を有するヒ ド 口シラン化合物を付加させてなる、 少なくとも 1つの主鎖末端に架橋性シリル基 を有するビニル系重合体である。
上記架橋性シリル基を有するヒ ドロシラン化合物としては特に限定されず、 後 に例示するような化合物が用いられる。 上記重合体 (A) と上記ヒ ドロシランィ匕 合物との付加については、 後に詳述する。
重合体 (C)
本発明の重合体 (C) は、 上記一般式 (5) で表されるアルケニル基を、 少な く とも 1つの主鎖末端に有するビニル系重合体である。 一般式 (5) から明らか なように、 アルケニル基が、 切断されにくい炭素一炭素結合を介してビニル系重 合体の主鎖に結合しているので、 この重合体から得られる硬化物は、 ビニル系重 合体の本来の特性である耐候性等の性質を損なうことがない。
上記一般式 (5) の R1 及び R2 は、 上述の基と同じあり、 上で例示したもの 等が用いられる。
上記一般式 (5) において、 R6 及び R7 は、 共に、 電子吸引性置換基を表し てもよいし、 一方のみが電子吸引性置換基を表し、 他方が水素、 炭素数 1〜 1 0 のアルキル基又はフヱニル基を表してもよい。 すなわち、 R6 及び R7 の少なく とも一方は、 電子吸引性置換基であり、 このことは後に述べるように、 この重合 体の製造において不可欠である。 また、 R6 及び R7 力 共に電子吸引性置換基 を表す場合、 それらは同一であっても異なっていてもよい。
上記電子吸引性置換基としては特に限定されず、 従来公知の電子吸引性置換基 であってよい。 この具体例としては、 一 C〇2 R (エステル基) 、 一 C (0) R (ケト基) 、 一 CON (R2 ) (アミ ド基) 、 一 COSR (チォエステル基) 、 一 CN (二トリル基) 、 一 N02 (ニトロ基) 等が挙げられる。 上記の各式中、 Rは、 炭素数 1〜 2 0のアルキル基、 炭素数 6〜 2 0のァリ一ル基又は炭素数 7 〜 2 0のァラルキル基を表し、 好ましくは、 炭素数 1〜 1 0のアルキル基又はフ
ヱニル基である。 これらのうち、 — C02 R、 一 C (0) R、 及び、 — CNが特 に好ましい。
上記一般式 (5) において、 R8 は、 直接結合を表すか、 又は、 炭素数 1〜 1 0の 2価の有機基を表す。 上記 2価の有機基としては特に限定されず、 例えば、 一 (CH2 ) „ ― (nは、 1〜 1 0の整数を表す) 、 0—, m—, p - Ce H4 一 (フユ二レン基) 等が挙げられる。 なかでも、 ― (CH2 ) „ —が好ましい。 上記 2価の有機基は、 1個以上のエーテル結合を含んたものであってもよく、 そ の具体例としては、 — CH2 -O-CH2 一、 一 (CH2 ) 2 — 0— CH2 ―、 ― (CH2 ) 3 一 0— CH2 —、 ― (CH2 ) 2 一 0— (CH2 ) 2 一等が挙げ りれ o
上記一般式 (5) において、 R9 は、 水素、 炭素数 1〜 1 0のアルキル基、 炭 素数 6〜 1 0のァリール基又は炭素数?〜 1 0のァラルキル基を表す。 これらの うち、 重合体 (C) を硬化性樹脂として使用する際の反応性の観点から、 水素又 はメチル基が好ましい。
上記重合体 (C) の主鎖の製造に用いられるビニル系モノマーとしては特に限 定されず、 既に例示したもの等が用いられる。 また、 この重合体の分子量分布及 び数平均分子量は、 重合体 (A) に関して既述の範囲を満たすことが好ましい。 重合体 (D)
本発明の重合体 (D) は、 上記一般式 (6) で表される架橋性シリル基を、 少 なくとも 1つの主鎖末端に有するビニル系重合体である。 一般式 (6) から明ら かなように、 架橋性シリル基が、 切断されにくい炭素一炭素結合を介してビニル 系重合体の主鎖に結合しているので、 この重合体から得られる硬化物は、 ビニル 系重合体の本来の特性である耐候性等の性質を損なうことがない。
上記一般式 (6) において、 R' 、 R2 、 R6 、 R7 、 R8 及び Rg は、 上記 と同じであり、 上で例示したもの等が用いられる。
上記一般式 (6) において、 1^°及び1^'は、 同一又は異なって、 炭素数 1 ~ 2 0のアルキル基、 炭素数 6〜 2 0のァリール基、 炭素数?〜 2 0のァラルキル 基、 又は、 (R' ) 3 S i 0—で表される トリオルガノシロキシ基を表す。 上記 式中、 R' は、 炭素数 1〜2 0の 1価の炭化水素基を表し、 3個の R' は同一で
あってもよく、 異なっていてもよい。 また、 R 1 D又は R ' 1力 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。 R I Q及び R 1 1の具体 例としては、 例えば、 メチル基、 ェチル基等のアルキル基; シクロへキシル基等 のシク口アルキル基; フヱニル基等のァリ一ル基;ベンジル基等のァラルキル 基; トリメチルシ口キシ基、 トリフヱニルシ口キシ基等のトリオルガノシロキシ 基等が挙げられる。
上記一般式 (6 ) において、 Yは、 水酸基又は加水分解性基を表し、 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。 上記加水分 解性基としては特に限定されず、 従来公知のものであってよい。 具体的には、 水 素、 ハロゲン原子、 アルコキシ基、 ァシルォキシ基、 ケトキシメート基、 ァミノ 基、 アミ ド基、 酸アミ ド基、 アミノォキシ基、 メルカプト基、 アルケニルォキシ 基等が挙げられる。 なかでも、 加水分解性がマイルドで取り扱いやすいという点 から、 アルコキシ基が好ましい。
上記 Yは、 1個のゲイ素原子に 1〜3個の範囲で結合することができる。 また、 a + m b、 すなわち、 加水分解性基及び水酸基の総和は、 1〜5の範囲が好まし い。 上記加水分解性基がゲイ素原子に 2個以上結合するときは、 それらは同一で あってもよく、 異なっていてもよい。 上記一般式 (6 ) に含まれるゲイ素原子は、 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 ィ素原子の場合には 2 0個程度まであってもよい。
本明細書中、 架橋性シリル基とは、 上述の基 Yの結合したシリル基を指し、 水 酸基、 又は、 加水分解性基が加水分解して生じた水酸基により、 一 S i— 0— S i 一架橋を形成することができる。
上記一般式 (6 ) において、 aは、 0、 1、 2又は 3を表す。 また、 bは、 0、 1又は 2を表す。 mは、 0 ~ 1 9の整数を表す。 ただし、 a、 b及び mは、 a + m b≥ 1であることを満足するものとする。
重合体 (D ) の主鎖の製造に用いられるビニル系モノマーとしては特に限定さ れず、 既に例示したもの等が用いられる。 また、 この重合体の分子量分布及び数 平均分子量は、 重合体 (A ) に関して既述の範囲を満たすことが好ましい。
重合体 (A ) の製造方法
本発明の重合体 (A) は、 例えば、 以下の製造方法により得ることができる。 すなわち、 ビニル系モノマ一を重合して、 上記一般式 (7) で表される基を少な く とも 1つの主鎖末端に有するビニル系重合体を製造し、 次いで、 この重合体の 末端ハロゲンを、 上記一般式 (8) で表されるアルケニル基含有ォキシァニオン で置換することにより上記重合体が得られる。
上記製造方法において用いられるビニル系モノマーとしては特に限定されず、 既に例示したもの等が用いられる。
上記一般式 (7) で表される末端を有するビニル系重合体は、 ハロゲン系連鎖 移動剤を用いた重合や、 最近精力的に研究されているリビングラジカル重合 (例 えば、 M a t y j a s z e w s k i ら、 ジャ一ナノレ ·ォブ · ケミカノレ . ソサイエ ティ一 (J. Am. Ch em. S o c. ) 、 1 9 9 5年、 1 1 7巻、 5 6 1 4 頁; マクロモレキュールズ (Ma c r omo 1 e c u 1 e s) 、 1 9 9 5年、 2 8卷、 7 9 0 1頁;サイエンス (S c i e n c e) 、 1 9 9 6年、 2 7 2卷、 8 6 6頁、 又は、 S awamo t oら、 マク口モレキュールズ、 1 9 9 5年、 2 8 巻、 1 7 2 1頁を参照) 等を利用することにより得られる。 なかでも、 反応及び 生成物の構造を制御しやすいことから、 後者のリビングラジカル重合が好ましい 以下に、 リビングラジカル重合を用いた、 上記一般式 (7) で表される末端を 有するビニル系重合体の製造方法について詳述する。
上記リビングラジカル重合は、 開始剤として、 有機ハロゲン化物 (例えば、 α 位にハロゲンを有するエステル化合物や、 ベンジル位にハロゲンを有する化合 物) 又はハロゲン化スルホニル化合物を用い、 触媒として、 遷移金属錯体を用い てビニル系モノマーを重合することを特徴とする。 この重合法を用いると、 従来 のラジカル重合では困難であった、 ビニル系重合体の分子量及び分子量分布の制 御が可能となる (分子量分布: 1. 1〜 1. 8) 。
上記有機ハロゲン化物又はハ口ゲン化スルホニル化合物は、 ハ口ゲンが結合し ている炭素がカルボニル基、 フヱニル基又はスルフォニル基と結合しているため、 炭素一ハロゲン結合が容易に活性化されて開始剤として機能し得る。 これらの化 合物を具体的に例示すれば、 C6 Η5 — CH2 X、 C6 Η5 — C (Η) (X) C H3 、 C6 H5 一 C (X) (CH3 ) (式中、 C6 Hs は、 フヱニル基を表す c
Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 ) ; R12_ C (H) (X) — C 02 R'3、 R12— C (CH3 ) (X) 一 C 02 R1 3、 R 12— C (H) (X) — C (〇) Rl R, 2- C (CH3 ) (X) — C (0) R'3 (式中、 R '2及び R 1 3は、 同一若しく は異なって、 水素原子、 炭素数 1 ~ 2 0のアルキル基、 炭素数 6〜2 0のァリ一 ル基又は炭素数?〜 2 0のァラルキル基を表す。 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を 表す。 ) ; R 1 2— C 6 H4 - S 02 X (式中、 R 13は、 上記と同じ。 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 ) 等が挙げられる。
上記リビングラジカル重合の開始剤として、 重合を開始する官能基以外の官能 基を有する有機ハロゲン化物又はハロゲン化スルホニル化合物を用いることもで きる。 このような場合、 一方の主鎖末端に官能基を、 他方の主鎖末端に上記一般 式 (7 ) で表される構造を有するビニル系重合体が製造される。 このような官能 基としては、 アルケニル基、 架橋性シリル基、 ヒ ドロキシル基、 エポキシ基、 ァ ミノ基、 アミ ド基等が挙げられる。
上記アルケニル基を有する有機ハロゲン化物としては特に限定されず、 例えば、 一般式 ( 1 2 ) に示す構造を有するものが例示される。
R 18R 19C (X) - R2。— R21 - C (R 17) = CH2 ( 1 2 )
(式中、 R 1 7は、 水素又はメチル基を表す。 R 18及び R 19は、 同一若しくは異な つて、 水素、 炭素数 1〜2 0のアルキル基、 炭素数 6〜2 0のァリール基又は炭 素数 7〜2 0のァラルキル基を表し、 R 1 8と R19は、 他端において相互に連結し ていてもよい。 R2°は、 一 C (0) 0- (エステル基) 、 一 C (0) 一 (ケト 基) 、 又は、 0—, m—, p—フヱニレン基を表す。 R2'は、 直接結合、 又は、
1個以上のエーテル結合を含んでいてもよい炭素数 1〜 2 0の二価の有機基を表 す。 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 )
上記置換基 R 18及び R ' 9の具体例としては、 水素、 メチル基、 ェチル基、 n— プロピル基、 イソプロピル基、 n—ブチル基、 ペンチル基、 へキシル基等が挙げ られる。 R 18と R 19は他端において連結して環状骨格を形成していてもよい。 上記一般式 (1 2 ) で示される、 アルケニル基を有する有機ハロゲン化物の具 体例としては、 X CH2 C (〇) 0 (CH2 ) „ CH = CH2 、 H3 C C (H)
(X) C (〇) 0 (C H2 ) „ C H = CH2 、 (H3 C) 2 C (X) C (0) 0
(C H2 ) „ CH = CH CH3 CH2 C (H) (X) C (0) 〇 (CH2 ) , CH = CH2 、
、C02(CH2)nCH-CH2
X
(上記の各式において、 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 nは、 0〜2 0の 整数を表す。 ) ;
XCH
2 C (0) 0 (CH
2 ) 0 (CH
2 )
m CH=CH
2 、 H
3 C C (H) (X) C (〇) 0 (CH
2 ) „ 0 (CH
2 )
m CH = CH
2 、 (H
3 C)
2 C (X) C (0) 0 (CH
2 ) „ 0 (CH
2 )
m CH=CH
2 、 CH
3 CH
2 C (H) (X) C (0) 〇 (CH
2 ) „ 〇 (CH
2 )
m CH=CH
2 、
(上記の各式において、 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 nは、 1〜2 0の 整数を表す。 mは、 0〜20の整数を表す。 ) ;
o, m, p-XCH2 -C6 H4 一 (CH2 ) „ -CH = CH2 、 o, m, p- CH3 C (H) (X) -C6 H4 - (CH2 ) „ — CH二 CH2 、 o, m, p - CH3 CH2 C (H) (X) — C6 H4 一 (CH2 ) „ — CH = CH2 (上記の 各式において、 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 nは、 0〜20の整数を表 す。 ) ;
o, m, p-XCH2 - C H4 一 (CH2 ) n 一 0 - (C H2 ) m 一 CH二 C H2 、 0, m, p - CH3 C (H) (X) — C6 H4 一 (CH2 ) n 一 0— (C
H2 ) m -CH=CH2 、 o, m, p - CH3 CH2 C (H) (X) — C6 H4 一 (CH2 ) „ —〇— (CH2 ) ra CH- CH2 (上記の各式において、 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 nは、 1〜2 0の整数を表す。 mは、 0〜2 0の 整数を表す。 ) ;
o, m, p -XCH2 -C6 H4 ー0 - (CH2 ) n 一 CH二 CH2 、 o, m, p - CH3 C (H) (X) -C6 H4 一 0 - (CH2 ) n -CH = CH2 、 o, m, p - CH3 CH2 C (H) (X) _C6 H4 一 0 - (CH2 ) n 一 CH二 C H2 (上記の各式において、 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 nは、 0〜2 0の整数を表す。 ) ;
o, m, p -XCH2 -C6 H4 — 0 - (CH2 ) „ 一〇一 (CH2 ) m 一 CH = CH2 、 o, m, p-CHa C (H) (X) 一 C6 H„ 一〇一 (CH2 ) n 一 0— (CH2 ) m -CH=CH2 、 o, m, p - CH3 CH2 C (H) (X) 一 C6 -0- (CH2 ) n —0— (CH2 ) m - CH = CH2 (上記の各式に おいて、 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 nは、 1〜2 0の整数を表す。 m は、 0〜2 0の整数を表す。 ) 等が挙げられる。
上記アルケニル基を有する有機ハロゲン化物としては、 更に、 一般式 ( 1 3) で示される化合物も挙げられる。
H2 C二 C (R17) 一 R21 - C (R18) (X) - R22 - R19 (1 3)
(式中、 R'7、 R18、 R19、 R2'及び Xは上記に同じ。 R22は、 直接結合、 一 C (0) 0— (エステル基) 、 一 C (〇) 一 (ケト基) 、 又は、 0—, m—, p— フエ二レン基を表す。 )
上記一般式 ( 1 3) において、 R2 iは、 直接結合又は炭素数 1〜2 0の 2価の 有機基 ( 1個以上のエーテル結合を含んでいても良い) を表すが、 直接結合であ る場合は、 ハロゲンの結合している炭素にビニル基が結合しているため、 この化 合物は、 ハロゲン化ァリル化物である。 この場合は、 隣接ビニル基によって炭素 —ハロゲン結合が活性化されているので、 R22は、 C (0) 〇基やフヱニレン基 等である必要は必ずしもなく、 直接結合であってもよい。 R21が直接結合でない 場合は、 炭素一ハロゲン結合を活性化するために、 R22は、 C (0) 0基、 C (0) 基又はフヱニレン基であることが好ましい。
上記一般式 ( 1 3) の化合物を具体的に例示するならば、 CH2 =CHCH2 X、 CH2 = C (CH3 ) CHZ X、 CH2 =CHC (H) (X) CH3 、 CH =C (CH3 ) C (H) (X) CH3 、 CH2 =CHC (X) (CH3 ) 2 、 CH2 =CHC (H) (X) C2 H5 、 CH2 =CHC (H) (X) CH (CH 3 ) 2 、 CH2 =CHC (H) (X) Cs H5 、 CH2 =CHC (H) (X) C H2 C H5 、 CH2 二 CHCH2 C (H) (X) 一 C02 R、 CH2 = C H (CH2 ) C (H) (X) - C〇2 R、 CH2 =CH (CH2 ) 3 C (H) (X) 一 C〇2 R、 CHZ = CH (CH2 ) C (H) (X) — C〇2 R、 CH = CHCH2 C (H) (X) 一 C6 H5 、 CH2 =CH (CH2 ) 2 C (H) (X) 一 C6 H5 、 CH2 = CH (CH2 ) C (H) (X) — C6 H5 (上記 の各式において、 は、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 Rは、 炭素数 1〜2 0の アルキル基、 炭素数 6〜2 0のァリール基又は炭素数?〜 2 0のァラルキル基を 表す。 ) 等を挙げることができる。
上記アルケニル基を有するハロゲン化スルホニル化合物の具体例を挙げるなら ば、 o -, m―, p -CH2 = CH- (CH2 ) n - C 6 H4 — S02 X、 o—, m—, p - C H2 = CH- (CH2 ) n 一 0— C6 H 一 S 02 X、 (上記の各 式において、 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 nは、 0〜2 0の整数を表す c ) 等である。
上記アルケニル基を有する開始剤を用いて重合を行った場合、 重合反応中に、 開始剤のアルケニル基が重合成長末端と反応する可能性があるため、 反応温度、 反応時間等の重合条件には注意が必要である。
上記架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物としては特に限定されず、 例え ば、 一般式 ( 1 4) に示す構造を有するものが例示される。
R18R19C (X) 一 R2。一 R21 - C (H) (R'7) CH2 一 [S i (R23) 2一。
(Y) , 0] m -S i (R24) - a (Y) a ( 1 4)
(式中、 R'7、 R, 8、 R'\ R2。、 R2 ,、 R23、 R2 X、 Y、 a、 b及び mは、 上記と同じ。 )
上記一般式 ( 1 4) の化合物を具体的に例示するならば、 XCH2 C (0) 0 (CH2 ) „ S i (OCH3 ) 、 CH3 C (H) (X) C (0) 0 (CH2 )
„ S i (OCH3 ) 、 (CH3 ) 2 C (X) C (0) 0 (CH2 ) n S i (〇 CH3 ) , X CH2 C (0) 0 (CH2 ) „ S i (CH3 ) (OCH3 ) 2 、 CH3 C (H) (X) C (0) 〇 (CH2 ) „ S i (CH3 ) (OCH3 ) 2 、 (CH3 ) 2 C (X) C (0) 0 (CH2 ) „ S i (CH3 ) (0 CH3 ) 2 (上記の各式において、 Xは塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 nは、 0〜2 0の整 数を表す。 ) ;
XCH2 C (〇) 0 (CH2 ) „ 0 (CH2 ) m S i (O CH3 ) 3 、 H3 C C (H) (X) C (〇) 〇 (CH2 ) n 0 (CH2 ) m S i (0 CH3 ) 3 、 (H C) 2 C (X) C (0) 0 (CH2 ) „ 0 (CH2 ) m S i (OCH3 ) 3 、 CH3 CH2 C (H) (X) C (0) 0 (CH2 ) „ 0 (CH2 ) m S i (OC H3 ) 3 、 XCH2 C (〇) 0 (CH2 ) „ 〇 (CH2 ) m S i (CH3 ) (0 CH3 ) 2 、 H3 C C (H) (X) C (0) 0 (CH2 ) „ 〇 (CH2 ) m 一 S i (CH3 ) (OCHs ) 2 、 (H3 C) 2 C (X) C (0) 0 (CH2 ) n 0 (CH2 ) m - S i (CH3 ) (0 CH3 ) 2 、 CH3 CH2 C (H) (X) C (0) 0 (CH2 ) n 0 (CH2 ) m -S i (CH3 ) (OCH3 ) 2 (上記の 各式において、 Xは塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 nは、 1〜2 0の整数を表す£ mは、 0〜20の整数を表す。 ) ;
o, m, p -X CH2 - C H4 一 (CH2 ) 2 S i (0 CH3 ) 3 、 0, m, p - CH3 C (H) (X) - C H4 一 (CH2 ) 2 S i (0 CH3 ) 3 、 0, m, p— CH C H2 C (H) (X) - C 6 H4 一 (CH2 ) 2 S i (O CH3 ) 3 、 0, m, p -XCH2 一 C6 H4 ― (CH2 ) S i (OCH3 ) 3 、 0, m, p— CH3 C (H) (X) - C6 - (CH2 ) 3 S i (〇CH3 ) 3 、 0 , m, p -CH3 CH2 C (H) (X) -C6 H4 - (CH2 ) S i (OC H3 ) 、 0, m, p— XCH2 - C6 H4 ― (CH2 ) 2 —0— (CH2 ) 3 S i (OCH3 ) 3 、 0, m, p -CH3 C (H) (X) - C6 H4 一 (CH2 ) 2 -O- (C H2 ) 3 S i (O CH3 ) 3 、 0, m, p CH3 CH2 C ( H) (X) 一 C6 H4 一 (CH2 ) 2 一 0 - (CH2 ) S i (OCH3 ) 3 、 0, m, p -XCH2 - C -O- (CH2 ) 3 S i (0 CH3 ) 3 、 0, m, p -CH3 C (H) (X) - C6 H4 —0— (CH2 ) 3 S i (OCH3 )
3 、 o, m, p - CH3 CH2 C (H) (X) 一 C6 H4 —0— (CH2 ) 3 一 S i (OCH3 ) 、 0, m, p -X CH2 - C H4 —0 (CH2 ) 2 一 0 ― (CH2 ) — S i (OCH3 ) 3 、 0, m, p - CH3 C (H) (X) - C H4 -0- (CH2 ) 2 —0— (CH2 ) S i (OCH3 ) 3 、 0, m, p - CH3 CH2 C (H) (X) - C6 H4 一 0 - (CH2 ) 2 一〇— (CH2 ) S i (OCH3 ) (上記の各式において、 は、 塩素、 臭素又はヨウ素を表 す。 ) 等が挙げられる。
上記架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物としては、 更に、 一般式 (1 5) で表される化合物も例示される。
(R24) (Y) S i - [OS i (R23) ( Y ) ― C H 一 C
(H) (R17) 一 R21 - C (R18) (X) - R 一 R19 (1 5)
(式中、 R'7、 R18、 R19、 R2'、 R22、 R23. R2\ a、 b、 m、 X及び Yは 上記に同じ。 )
このような化合物を具体的に例示するならば、 (CH3 0) S i CH2 CH C (H) (X) C6 H5 、 (CH3 0) (CH3 ) S i CH2 CH2 C ( H) (X) C6 H5 、 (CH3 0) S i (CH2 ) C (H) (X) - C02 R、 (CH3 0) (CH3 ) S i (CH2 ) C (H) (X) — C02 R、 (CH3 0) S i (CH2 ) C (H) (X) 一 C〇2 R、 (CH3 0) 2 (CH3 ) S i (CH2 ) C (H) (X) 一 C02 R、 (CH3 0) 3 S i (CH2 ) C (H) (X) - C O 2 R、 (CH3 〇) 2 (CH3 ) S i (CH ) C (H) (X) - C O2 R、 (CH3 0) S i (CH2 ) 9 C (H) (X) 一 C〇2 R、 (CH3 0) 2 (CH3 ) S i (CH2 ) 9 C (H) (X) — C02 R、 (CH3 0) S i (CH2 ) 3 C (H) (X) - C6 H5 、 (C H3 0) 2 (CH3 ) S i (CH2 ) C (H) (X) - C6 H5 、 (CH3 0) S i (CH2 ) C (H) (X) — C6 H5 、 (CH3 0) (CH3 ) S i (CH2 ) C (H) (X) -C6 H5 (上記の各式において、 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 Rは、 炭素数 1〜2 0のアルキル基、 炭素数 6〜 20の ァリール基又は炭素数 7〜 2 0のァラルキル基を表す。 ) 等が挙げられる。
上記ヒ ドロキシル基を有する有機ハ口ゲン化物又はハ口ゲン化スルホニル化合
物としては特に限定されず、 下記のような化合物が例示される。
HO - (CH2 ) n 一 OC (0) C (H)(R)(X)
(式中、 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 Rは、 水素、 炭素数 1〜2 0のァ ルキル基、 炭素数 6〜2 0のァリール基、 又は、 炭素数 7〜 2 0のァラルキル基 を表す。 nは、 1〜2 0の整数を表す。 )
上記ァミノ基を有する有機ハロゲン化物又はハロゲン化スルホニル化合物とし ては特に限定されず、 下記のような化合物が例示される。
H2 N - (CH2 ) n -OC (0) C (H)(R)(X)
(式中、 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 Rは、 水素、 炭素数 1〜2 0のァ ルキル基、 炭素数 6〜2 0のァリール基、 又は、 炭素数 7〜2 0のァラルキル基 を表す。 nは、 1〜2 0の整数を表す。 )
上記エポキシ基を有する有機ハロゲン化物又はハロゲン化スルホニル化合物と しては特に限定されず、 下記のような化合物が例示される。
(式中、 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を表す。 Rは、 水素、 炭素数 1〜2 0のァ ルキル基、 炭素数 6〜2 0のァリール基、 又は、 炭素数?〜 2 0のァラルキル基 を表す。 nは、 1〜2 0の整数を表す。 )
上記リビングラジカル重合において、 開始剤として、 2つ以上の開始点を有す る有機ハロゲン化物又はハロゲン化スルホニル化合物を用いて重合を行うと、 上 記一般式 ( 1 ) で表されるアルケニル基を 1分子内に 2つ以上有するビニル系重 合体を製造することができる。 すなわち、 2つの開始点を持つ開始剤を用いて重 合を行うと、 アルケニル基を両末端に有するビニル系重合体が得られる。
このような開始剤を具体的に例示すれば、 以下に示す化合物が挙げられる。
CH3 CH3
(i-2) o,m,p- X CH2— C6H4— CH2— X
X一 CH2一 C一 CH2— X
II (i- 8) 0
X— CH一 C一 CH一 X
I II I (i-9)
CH3 O CH3
X— CH2— C一 0— (CH2>n - O— C一 CH2— X (i-12)
CH3 O 0 CH3
o
X― CH— C一 0— (CH2)n - 0— C— CH— X (i-13)
(i - 14)
(i一 15)
(i-16)
O
一 II
o,m,p- x CH2— C II— O— CEH4 O C一 CH2― X (i - 18) CH3 0 0 CH3
— C IH— C II一 (i-19)
o,m,p- x— O— CeH4 ~ 0— C一 CH— X
o,m,p- X一 S02—— C6H4— S02一 X (i - 21)
上記式中、 C s H 4 は、 フエ二レン基を表す。 Xは、 塩素、 臭素又はヨウ素を 表す。 Rは、 炭素数 1〜2 0のアルキル基、 炭素数 6〜 2 0のァリール基又は炭 素数?〜 2 0のァラルキル基を表す。 nは、 0〜2 0の整数を表す。
上記リビングラジカル重合は、 無溶剤又は各種の溶剤中で行うことができる。 上記溶剤としては、 例えば、 ベンゼン、 トルエン等の炭化水素系溶媒; ジェチル エーテル、 テトラヒ ドロフラン等のエーテル系溶媒;塩化メチレン、 クロ口ホル ム等のハロゲン化炭化水素系溶媒; アセ トン、 メチルェチルケ トン、 メチルイソ ブチルケトン等のケトン系溶媒; メタノ一ル、 ェタノール、 プロパノ一ル、 ィソ プロパノ一ル、 n—ブチルアルコール、 t e r t—ブチルアルコール等のアルコ —ル系溶媒; ァセトニトリル、 プロピオ二トリル、 ベンゾニトリル等の二トリル 系溶媒;酢酸ェチル、 酢酸ブチル等のエステル系溶媒; エチレンカーボネート、 プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒等が挙げられる。 これらは、 単 独又は 2種以上を混合して用いることができる。 また、 上記重合は、 室温〜 2 0
0 °Cの範囲で行うことができ、 好ましくは、 5 0〜 1 5 0°Cの範囲である。 上記リビングラジカル重合の触媒として用いられる遷移金属錯体としては特に 限定されず、 好ましいものとして、 1価の銅、 2価のルテニウム、 2価の鉄又は 2価のニッケルの錯体が挙げられる。 なかでも、 銅の錯体が好ましい。 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、 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 ' —ビビリジル及びその誘導体、 1, 1 0—フエ ナントロリ ン及びその誘導体、 ペンタメチルジェチレントリアミ ン等のポリアミ ン等の配位子が添加される。 また、 2価の塩化ルテニウムの ト リス ト リフヱニル ホスフィ ン錯体 (Ru C l 2 (PP h3 ) 3 ) も触媒として好適である。 ルテニ ゥ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 ド類が添加される。 更に、 2価の鉄のビストリフヱニルホスフィ ン錯体 (F e C 12 (P P h3 ) 2 ) 、 2価のニッケルのビストリフヱニルホスフィ ン錯体 (N
1 C 12 (P Ph3 ) 2 ) 、 及び、 2価のニッケルのビス ト リブチルホスフィ ン 錯体 (N i B r 2 (P B u 3 ) 2 ) も、 触媒として好適である。
本発明の製造方法における重合は、 上記リビングラジカル重合以外に、 ハロゲ ン化物を連鎖移動剤 (テロ一ゲン) として用いる重合であってもよい。 上記ハロ ゲン化物としては、 四塩化炭素、 四臭化炭素、 塩化メチレン、 臭化メチレン等が 用いられる。
上記製造方法により製造された、 上記一般式 (7) で表される基を少なく とも 1つの主鎖末端に有するビニル系重合体の末端ハロゲンを、 上記一般式 (8) で 表されるアルケニル基含有ォキシァニオンで置換することにより、 本発明の重合 体 (A) が得られる。 以下に、 アルケニル基含有ォキシァニオンによる置換法に ついて詳述する。
上記アルケニル基含有ォキシァニオンを表す一般式 (8) において、 R3 及び R4 は、 上記のものと同じ置換基であり、 これらの具体例としては、 上で例示し たものが全て使用できる。 特に、 R3 、 一 C (0) 一 R5 —で表される場合に は、 上記一般式 (8) は、 上記一般式 (8 ' ) で表される。
上記一般式 (8) において、 M+ は、 ォキシァニオンの対カチオンであり、 ァ ルカリ金属イオン又は 4級アンモニゥムイオンを表す。 上記アル力リ金属イオン としては、 リチウムイオン、 ナトリウムイオン、 カリウムイオン等が挙げられる c 上記 4級アンモニゥムイオンとしては、 テトラメチルアンモニゥムイオン、 テト ラエチルアンモニゥムイオン、 トリメチルベンジルアンモニゥムイオン、 トリメ チルドデシルアンモニゥムイオン、 テトラプチルアンモニゥムイオン、 ジメチル ピベリジニゥムイオン等が挙げられる。 M' の好ましいものは、 ナトリウムィォ ン又は力リゥムイオンである。
上記一般式 (8) で表されるアルケニル基含有ォキシァニオンの前駆体として は、 H2 C = CH-CH2 一 0H、 H2 C = CH - CH (CH3 ) 一 0H、 H2 C = C (CH3 ) 一 CH2 -OH. H2 C = CH- (CH2 ) „ 一 OH (nは、 2〜2 0の整数を表す。 ) 、 H2 C = CH— CH2 — 0_ (CH2 ) 2 一〇H、 H2 C = CH - C (0) 0- (CH2 ) -OH, H2 C = C (CH3 ) — C (〇) 0- (CH2 ) 一〇H、 o—, m—, p -H2 C = CH-C5 H4 —0 H、 o—, m—, p— H2 C = CH-CH2 — C6 H, 一〇H、 o—, m—, p -H2 C = CH— CH2 - 0— C6 H4 一 0H、 o—, m—, p— H2 C = CH 一 C6 H4 - CH2 一 0H、 o -, m -, p - H2 C = CH - CH2 - C6 H4 - CH2 -OH. o—, m -, p -H2 C = CH-CH2 一 0— C6 一 CH 2 一〇H等が挙げられる。
更に、 上記一般式 (8) で表されるアルケニル基含有ォキシァニオンの前駆体
として、 H2 C = CH-C (O) -OH, H2 C = C (CH3 ) 一 C (O) 一 0 H、 H2 C = CH-CH2 一 C (0) -OH, H2 C = CH - (CH2 ) n 一 C (0) -OH (nは、 2〜2 0の整数を表す。 ) 、 H2 C = CH— (CH2 ) „ -OC (0) 一 (CH2 ) m — C (0) -OH (m及び nは、 同一又は異なって、 0〜1 9の整数を表す。 ) 、 o—, m—, p— H2 C = CH— C6 H4 — C ( 〇) -OH, o—, m—, p -H2 C = CH-CH2 一 C6 H4 — C (0) —〇 H、 o -, m -, p -H2 C = CH-CH2 一 0 - C6 H4 一 C (0) -OH, o— , m -, p-H2 C = CH- (CH2 ) „ —0C (0) — C6 H4 一 C ( 〇) -OH (nは、 0〜1 3の整数を表す。 ) 等も挙げられる。 これらは、 上記 一般式 (8 ' ) で表すことができる化合物でもある。
上記前駆体を塩基性化合物と作用させることによって、 上記一般式 (8) で表 されるアルケニル基含有ォキシァニオンを調製することができる。 上記塩基性化 合物としては各種のものを使用できる。 例示すると、 ナトリウムメ トキシド、 力 リウムメ トキシド、 リチウムメ トキシ ド、 ナ ト リウムエトキシ ド、 カリウムエト キシ ド、 リチウムエトキシ ド、 ナ ト リウム一 t e r t—ブトキシ ド、 カリウム一 t e r t—ブトキシド、 炭酸ナトリウム、 炭酸力リウム、 炭酸リチウム、 炭酸水 素ナトリウム、 水酸化ナトリウム、 水酸化力リゥム、 水素化ナトリウム、 水素化 カリウム、 メチルリチウム、 ェチルリチウム、 n—ブチルリチウム、 t e r t— ブチルリチウム、 リチウムジイソプロピルアミ ド、 リチウムへキサメチルジシラ ジ ド ; ト リメチルァミ ン、 ト リェチルァミ ン、 ト リブチルァミ ン等のアルキルァ ミ ン ; テトラメチルエチレンジァミ ン、 ペンタメチルジェチレントリアミ ン等の ポリアミ ン ; ピリジン、 ピコリン等のピリジン系化合物等が挙げられる。 上記塩 基性化合物の使用量は、 上記前駆体に対して、 0. 5〜5当量、 好ましくは 0. 8〜1. 2当量である。
上記前駆体と上記塩基を反応させる際に用いられる溶媒としては、 例えば、 ベ ンゼン、 トルエン等の炭化水素系溶媒; ジェチルェ一テル、 テトラヒ ドロフラン 等のエーテル系溶媒;塩化メチレン、 クロ口ホルム等のハロゲン化炭化水素系溶 媒; アセ トン、 メチルェチルケ トン、 メチルイソブチルケ トン等のケ トン系溶 媒; メタノール、 エタノール、 プロパノール、 イソプロパノール、 n—ブチルァ
ルコール、 t e r t—ブチルアルコール等のアルコール系溶媒; ァセトニトリル、 プロピオ二トリル、 ベンゾニトリル等の二トリル系溶媒;酢酸ェチル、 酢酸プチ ル等のエステル系溶媒; エチレン力一ボネ一ト、 プロピレンカーボネート等の力 ーボネート系溶媒; ジメチルホルムアミ ド、 ジメチルァセトアミ ド等のアミ ド系 溶媒等が挙げられる。 これらは、 単独又は 2種以上を混合して用いることができ る
上記一般式 (8 ) で表されるアルケニル基含有ォキシァニオンの具体的な製法 について、 更に説明する。 例えば、 前駆体として、 0—, m—, p— H 2 C = C H - C H 2 - C 6 H 4 一 O H (ァリルフヱノール) を使用する場合であれば、 不 活性ガス雰囲気下の反応容器に、 塩基性化合物、 例えば、 カリウム一 t e r t— ブトキシドを仕込み、 ジメチルァセトアミ ド等の溶媒中で懸濁分散させる。 この 分散液中に上記ァリルフヱノ一ルを等モル加え、 室温〜 7 0 °Cで 3 0分〜 1時間 反応させることにより、 酸性プロ トンがカリウムに置換されたアルケニル基含有 ォキシァニォンが得られる。
M十 が 4級アンモニゥムイオンであるアルケニル基含有ォキシァニオンは、 上 記前駆体にアルキルァミ ン又はピリジン系化合物を直接作用させることにより得 られるが、 上記のような方法で M+ がアルカリ金属イオンであるものを調製し、 これに 4級アンモニゥムハライ ドを作用させることによつても得られる。 上記 4 級アンモニゥムハライ ドとしては、 テトラメチルアンモニゥムハライ ド、 テトラ ェチルアンモニゥムハライ ド、 トリメチルベンジルアンモニゥムハライ ド、 トリ メチルドデシルアンモニゥムハライ ド、 テトラブチルアンモニゥムハライ ド等が 例示される。
上記のような方法で調整される一般式 (8 ) のアルケニル基含有ォキシァニォ ンを、 既に述べた重合法により得られた一般式 (7 ) の末端構造を有するビニル 系重合体と反応させることにより、 重合体 (A ) を得ることができる。 この反応 は、 既に述べた溶媒中、 0〜 1 5 0 °Cで行うことができる。 一般式 (8 ) のアル ケニル基含有ォキシァニオンの使用量は、 一般式 (7 ) の末端構造に対して、 1 〜5当量であり、 好ましくは 1〜し 2当量である。
重合体 (B) の製造方法
本発明の重合体 (B) である架橋性シリル基を主鎖末端に有するビニル系重合 体は、 重合体 (A) であるアルケニル基を主鎖末端に有するビニル系重合体に、 上記一般式 (9) で表される架橋性シリル基を有するヒ ドロシラン化合物を付加 させることにより得られる。
上記一般式 (9) において、 R1 D、 R11. Y、 a、 b及び mは、 上記と同じ基 でめる。
上記一般式 (9) で表される化合物の具体例としては、 例えば、 HS i C 13 、 HS i (CH3 ) C l 2 、 HS i (CH3 ) 2 C l、 HS i (〇CH3 ) 3 、 HS i (CH3 ) (〇CH3 ) 2 、 HS i (CH3 ) 2 OCH3 、 HS i (0 C 2 Hs ) HS i (CH3 ) (〇C2 H5 ) 2 、 HS i (CH3 ) 2 OC2 H 5 、 HS i (0C3 H7 ) 3 、 HS i (C2 H5 ) (〇CH3 ) 2 、 HS i (C 2 H5 ) 2 0CH3 , HS i (C6 H5 ) (O C H3 ) 2 . HS i (C6 H5 ) 2 (OCH3 ) 、 HS i (CH3 ) (OC (0) CH3 ) 2 、 HS i (CH3 )
2 0— [S i (CH3 ) 2 0] 2- S i (CH3 ) (0CH3 ) 2 、 HS i (CH ) [0— N=C (CH3 ) 2]2 (ただし、 上記式中、 C6 H5 はフ 二ル基を 示す) 等が挙げられる。
上記一般式 (9) で表されるヒ ドロシラン化合物の中でも、 特に下記一般式 (9 ' ) ;
H-S i (R8 ) (Y) (9 ' )
(式中、 R8 、 Y、 aは上記と同じ。 ) で表される化合物が、 入手容易な点から 好ましい。
このような架橋性シリル基を有するヒ ドロシリル基含有化合物を、 アルケニル 基を有するビニル系重合体に付加させる際には、 後述のヒ ドロシリル化触媒を使 用することができる。
重合体 (C) の製造方法
本発明の重合体 (C) は、 例えば、 以下に示す方法により製造することができ る。 すなわち、 上述の方法により上記一般式 (7) で表される基を少なく とも 1 つの主鎖末端に有するビニル系重合体を製造し、 次いで、 この重合体の末端ハロ
ゲンを、 上記一般式 (1 0) で表されるアルケニル基含有カルボア二オンで置換 することにより上記重合体が得られる。
上記アルケニル基含有カルボア二オンを表す一般式 ( 1 0) において、 R6 、 R7 、 R8 、 R9 及び M+ は、 上述のものと同じ置換基であり、 これらの具体例 としては、 上で例示したものが全て挙げられる。
一般式 ( 1 0) のカルボア二オンにおける負電荷は、 その炭素原子に電子吸引 性置換基が 1〜2個結合しているため、 非極在化されている。 負電荷が非極在化 されたカルボア二オンは、 そうでないカルボア二オンと比較してより安定である c また、 反応性がマイルドであり、 一般式 (7) 中の末端ハロゲンと選択的に反応 し、 エステル基等の他の置換基とは反応しないので、 効率良くアルケニル基を主 鎖末端に導入することが可能である。
一般式 ( 1 0) で表されるアルケニル基含有カルボア二オンは、 その前駆体に 対して塩基性化合物を作用させ、 上記前駆体の活性プロ トンを引き抜く ことによ つて得られる。
上記塩基性化合物としては、 上で例示したもの等が用いられる。 上記塩基性化 合物は、 上記前駆体に対して等量又は小過剰量で用いればよく、 好ましくは 1 ~ 1. 2当量である。
上記前駆体としては、 以下のような化合物: H2 C = CH— CH (C02 CH 3 ) 2 、 H2 C = CH - CH (C〇2 C2 H5 ) 2 、 H2 C = CH- (CH2 ) „ CH (C02 CH3 ) 、 H2 C = CH- (CH2 ) „ CH (C02 C 2 H5 ) 2 、 o—, m— , p - H2 C = CH-C6 H4 —CH (C02 CH3 ) 2 、 o 一, m -, p -H2 C = CH - C6 - CH (C02 C2 H5 ) 2 、 o -, m 一, p -H2 C = CH-C6 H4 一 CH2 CH (C02 CH3 ) 2 、 o , m , p - H2 C = CH-Ce H4 - CH2 CH (C〇2 C 2 H5 ) 2 、 H2 C = CH -CH (C (0) CH3 ) (C〇2 C2 H5 ) 、 H2 C = CH - (CH2 ) n C H (C (O) CH3 ) (C02 C2 H5 ) 、 o , m—, p -Hz C = CH-C H4 一 CH (C (〇) CH3 ) (C〇2 C2 H5 ) 、 o—, m—, p— H2 C = CH-C6 一 CH2 CH (C (0) CH3 ) (C02 C2 H5 ) 、 H2 C = CH-CH (C (〇) CH3 ) 2 、 H2 C = CH- (CH2 ) n CH (C (
0) CH3 ) 2 、 o -, m -, p -H2 C = CH-C6 H4 一 CH (C (0) C H3 ) 2 、 o -, m -, p - H2 C = CH-C6 H4 — CH2 CH (C (〇) C H3 ) 2 、 H2 C = CH-CH (CN) (C02 C2 H5 ) 、 H2 C = CH - (C H2 ) „ CH (CN) (C02 C2 H5 ) 、 o -, m -, p - H2 C = CH - C H4 一 CH (CN) (C02 C2 H5 ) 、 o—, m -, p— H2 C = CH - C H4 一 CH2 CH (CN) (C02 C2 H5 ) 、 H2 C = CH - CH (C N) 2 、 H2 C = CH - (CH2 ) „ CH (CN) 2 、 o -, m -, p -H2 C 二 CH - C6 H4 一 CH (CN) 、 o -, m -, p—H2 C = CH-C6 H„ 一 CH2 CH (CN) 2 、 H2 C = CH- (CH2 ) „ N〇2 、 o -, m -, p — H2 C = C H- C H4 - C H2 N02 、 o -, m -, p - H2 C = CH— C 6 H4 一 CH2 CH2 N02 、 H2 C = CH- CH (C6 H5 ) (C02 C 2 H 5 ) 、 H2 C = CH- (CH2 ) CH (C6 H5 ) (C02 C2 H5 ) 、 o -, m -, p— H2 C二 CH— C6 H4 — CH (C6 H5 ) (C02 C2 H5 ) 、 o 一, m―, p - H2 C = CH - C6 H4 一 CH2 CH (C6 H5 ) (C〇2 C2 H5 ) が例示される。 上記式中、 nは、 1〜1 0の整数を表す。 C6 H, は、 フ ェニレン基を表し、 C6 H5 は、 フヱニル基を表す。
上記前駆体と上記塩基性化合物との反応の際に用いられる溶媒としては、 例え ば、 ベンゼン、 トルエン等の炭化水素系溶媒; ジェチルェ一テル、 テトラヒ ドロ フラン等のエーテル系溶媒;塩化メチレン、 クロ口ホルム等のハロゲン化炭化水 素系溶媒; アセ トン、 メチルェチルケ トン、 メチルイソプチルケ トン等のケ トン 系溶媒; メタノール、 エタノール、 プロパノール、 イソプロパノール、 n—プチ ルアルコール、 t e r t—ブチルアルコール等のアルコール系溶媒; ァセ トニト リル、 プロピオ二トリル、 ベンゾニトリル等の二トリル系溶媒;酢酸ェチル、 酢 酸ブチル等のエステル系溶媒; エチレンカーボネート、 プロピレン力一ボネ—ト 等のカーボネー ト系溶媒; ジメチルホルムアミ ド、 ジメチルァセ トアミ ド等のァ ミ ド系溶媒等が挙げられる。 これらは、 単独又は 2種以上を混合して用いること ができる。
一般式 (1 0) のアルケニル基含有カルボア二オンの具体的な製法について更 に説明する。 例えば、 上記前駆体として、 H2 C = CH— CH2 CH (C02 C
2 H5 ) (ァリルマロン酸ジェチル) を使用する場合であれば、 不活性ガス雰 囲気下で反応容器に、 塩基性化合物、 例えばカリウム一 t e r t一ブトキシドを 仕込み、 テトラヒ ドロフラン等のエーテル系溶媒中に懸濁分散させる。 この分散 液中に上記ァリルマロン酸ジェチルを等モル加え、 室温〜還流温度で 1 0分〜 1 時間反応させることにより、 酸性プロ トンがカリゥムイオンに置換されたカルボ ァニオンが得られる。
M が 4級アンモニゥムィォンであるアルケニル基含有カルボァニォンを得る には、 上記のような方法で M+ がアルカリ金属イオンであるものを調製した後に、 4級アンモニゥムハライ ドを作用させる。 上記 4級アンモニゥムハライ ドとして は、 テトラメチルアンモニゥムハライ ド、 テトラェチルァンモニゥムハライ ド、 トリメチルベンジルァンモニゥムハライ ド、 トリメチルドデシルァンモニゥムハ ライ ド、 テトラプチルアンモニゥムハライ ド等が例示される。
上記のような方法で調製された一般式 (1 0) のアルケニル基含有カルボア二 オンを、 一般式 (7) の末端構造を有するビニル系重合体と反応させることによ り、 重合体 (C) が得られる。 この反応は、 既に述べた溶媒中、 0 1 50°Cで 行うことができる。 一般式 (1 0) のカルボア二オンの使用量は、 一般式 (7) のハロゲン末端に対して等量又は小過剰量でよく、 好ましくは 1 1. 2当量で める。
重合体 (D) の製造方法
本発明の重合体 (D) は、 例えば、 以下に示す方法により製造することができ る。 すなわち、 上述の方法により上記一般式 (7) で表される基を少なく とも 1 つの主鎖末端に有するビニル系重合体を製造し、 次いで、 この重合体の末端ハロ ゲンを、 下記一般式 (1 1) で表される架橋性シリル基含有カルボア二オンで置 換することにより上記重合体が得られる。
M+ C (R6 )(R7 ) 一 R8 - C (R9 ) — CH2 - [ S i (R'。) 2— b ( Y) b 0] m -S i (R11) (Y) (1 1)
式中、 R6 R H Y a b m M は上記に同じである。
この方法は、 既に述べた重合体 (C) の製造方法と同じ方法論に基づく もので ある。
上記一般式 ( 1 1 ) のカルボア二オンは、 その前駆体に対して塩基性化合物を 作用させ、 活性プロ トンを引き抜くことによって得ることができる。 上記一般式
( 1 1 ) で表されるカルボア二オンの前駆体としては以下のような化合物 : (C H3 0) 3 S i (CH2 ) n — CH (C02 C2 H5 ) 2 、 (CH3 0) 3 S i
(C H2 ) , CH (C〇2 CH3 ) 、 o一, m—, p - (C H3 0) S i C H2 CH2 - C6 H4 一 CH (C〇2 CH3 ) 2 、 o , m -, p - (CH3 0) S i CH2 CH2 一 C6 H4 - CH (C〇2 C2 H5 ) 2 、 o—, m— , p - (CH3 〇) S i CH2 CH2 - C6 一 CH2 CH (CO 2 CH3 )
2 、 o -, m―, p - (C H3 0) S i CH2 CH2 一 C6 H4 - CH2 CH (C02 C2 H5 ) 2 、 (CH3 0) S i (CH2 ) „ 一 CH (C (〇) CH ) (C02 CH3 ) 、 (CH3 0) S i (CH2 ) „ -CH (C (0) CH ) (C 02 C 2 H5 ) 、 o—, m—, p— (CH3 0) S i C H2 C H2 一
C6 H4 - CH (C (0) CH3 ) (C02 C2 H5 ) 、 o -, m -, p - (C H3 〇) S i CH2 CH2 - C H4 一 CH2 CH (C (0) CH3 ) (CO 2 C2 H5 ) 、 (CH3 0) 3 S i (CH2 ) „ CH (C (0) CH3 ) 2 、 o 一, m -, p - (CH3 0) S i CH2 CH2 —C6 H4 - CH (C (〇) C H3 ) 2 、 o—, m -, p - (CH3 0) S i CH2 CH2 一 C6 H4 — CH 2 CH (C (0) CH3 ) . (CH3 0) S i (CH2 ) „ CH (CN)
(C02 C 2 H5 ) 、 o -, m—, p - (CH3 O) 3 S i CH2 C H2 - C 6 H4 - CH (CN) (CO 2 C H5 ) 、 o—, m—, p— (CH3 〇) 3 S i CH2 CH2 一 C6 H4 - CH2 CH (CN) (C〇2 C2 H5 ) 、 (CH3 0) S i (CH2 ) „ CH (CN) 2 、 o—, m , p - (CH3 0) 3 S i CH2 CH2 - C6 H4 - CH (CN) 2 、 o -, m -, p - (CH3 〇) 3 S i CH2 CH2 -C6 - CH2 CH (CN) 2 . (CH3 0) 3 S i (CH ) n CH2 N02 、 o -, m -, p - (CH3 〇) 3 S i CH2 CH2 - C6 H4 — CH2 N〇2 、 o -, m—, p— (CH3 〇) 3 S i CH2 C H2 一 C6 H4 一 CH2 CH2 NO 2 、 (CH3 0) 3 S i (CH2 ) „ 一 CH (C 6 H5 ) (C02 C H5 ) 、 o -, m , p— (CH3 0) 3 S i CH2 C H2 — C H4 —CH (Co H5 ) (C〇2 C2 H5 ) 、 o—, m—, p— (CH3 0)
1 (0 εΗ〇 ) - a '-ui '- o 、 い H s0 300) ( SH 90) HO- u
( SH3) ] S ( 6H3) z (0 εΗ3) Z K 3H3 3 H 3 - 9Q- z HD ZH0 I S ( εΗ0) z (0 8H0) — d '-ui '—o ^ON ZH 0 - H 9〇 一 3H〇 ZH0 ΐ S ( 8HD) z (〇 εΗ〇 ) - d '-m o ^ ^ON
SH3 u ( ZH0) ΐ S ( EH0) 3 (0 8H0) 1 (NO) HO SH3- ^ H 93 - ZH 3 3 H 3 ΐ S ( EH0) z (0 εΗ3) — d '— ui o リ (N 3) HO- ^ H 9つ — ZH3 ZH3 ΐ S ( εΗ3) z (0 EH3) - 3 '— ui 0 z (NO) HO u ( 2H3) ΐ S ( εΗ3) z (0 εΗ3) 、 ( SH 3 〇 z00) ( O) HD 3H3- H 93 - 3H0 3HO T S ( εΗ0) 3 (O εΗ3) — d '— ui 1— o ( SH z 303) (NO) H〇 一 9 つ 一 SH 〇 ZH3 ΐ S ( εΗ0) 1 (0 εΗ0) - d '— ui '—ο 、 ( 33 300) (NO) HO u ( 3HD) ! S ( εΗ3) 3 (0 εΗ3) z ( EH3 (0) 3) HO ZH3 - H 9つ 一 ZH3 zH〇 i S ( 8H0) 2 (0 εΗ0) - d ui '—ο 3 ( つ (0) 3) HO— 9 〇 一 3H0 ZH3 ΐ S ( εΗ 〇 ) 1 (0 εΗ〇 ) - d '一 ui '一 o s ( ε Η 3 (o) 0) HO u ( ZH3) ΐ S ( EH3) 3 (0 EH3) ( SH z〇 z〇 〇 ) ( EH0 (0) 0) HO 3 HO - H 93 - 2H3 3H0 ΐ S ( εΗ〇 ) 1 (0 EH3) - d '一 i '— o
、 ( SH ZD z〇 ) ( εΗ3 (0) 3) HO- 9〇 一 ZH3 ZH3 ΐ S (
CHD) z (〇 εΗ0) - d '-ui '- o ( SH z s03) ( εΗ3 (0) 3) HO- u ( ZH0) I S ( eH0) z (0 εΗ0) 、 ( εΗ〇 ζΟ0) ( ε H3 (O) 3) H3- u ( 2H0) I S ( EH3) 2 (0 ε H 0 ) 3 ( s H 3 つ 303) HO ZH0— 9 〇 一 SH0 2 H 0 ΐ S ( SH3) z (0 EH3) 一 ΰ '一 m '一 o ( ^HO z03) HO 2 H 3 - H 93 - 3H3 3 H 3 ΐ S ( εΗ3) 1 (〇 EH3) - d '— ui '— o ^ ( 3 H 33 z03) H — ' H 9つ 一 3H3 3H0 Ϊ S ( SH3) z (0 EH3) — d '— m '- o い HO z03) HO— "H 93 - ZH3 3H3 ΐ S ( εΗ0) 3 (0 εΗ〇 ) 一 d
'— ui o 、 2 ( <=H0 z00) HO u ( 3H3) ΐ S ( εΗ3) 1 (0 εΗ 3) Z ( SH Z〇 Z0つ ) HO— " ( zH〇 ) i S ( eHQ) z (0 EH0)
、 ( SH z0 Z0D) ( SH 9D) HD SH〇 一 9 D - ZHD ZH3 ΐ S ε z ε
6SZ.I0/86Jf/XDd Τ£6.^/86 OAV
(CH3 ) S i CH2 CH2 一 C6 H4 一 CH (C6 Hs ) (C02 C2 H5 ) 、 o—, m -, p— (CH3 0) 2 (CH3 ) S i CH2 CH2 一 C6 H4 一 CH 2 CH (Ce H5 ) (C02 C2 H5 ) 等が例示される (上記式中、 nは、 1〜
1 0の整数を表す。 ) 。
これらの前駆体に対して上述した塩基性化合物を作用させることにより上記一 般式 ( 1 1 ) で示すカルボア二オンが調製され、 上記一般式 (7) のハロゲン末 端を有するビニル系重合体と反応させることにより、 目的とする重合体 (D) を 得ることができる。
重合体 (D) は、 また、 以下の方法によっても製造することができる。 すなわ ち、 重合体 (C) であるアルケニル基を主鎖末端に有するビニル系重合体に、 上 述の一般式 (9) で表される架橋性シリル基を有するヒ ドロシラン化合物を付加 反応させることにより上記重合体が得られる。 この場合、 重合体 (C) は単独で 用いても、 2種以上を混合して用いてもよい。
上記架橋性シリル基を有するヒ ドロシラン化合物を、 重合体 (C) に付加させ る際には、 後述のヒ ドロシリル化触媒を使用することができる。
重合体 (A) 又は (C) を用いる硬化性組成物
本発明のアルケニル基を主鎖末端に有するビニル系重合体より、 これを主剤と する硬化性組成物を得ることができる。 本発明のアルケニル基を主鎖末端に有す るビニル系重合体とは、 重合体 (A) 及び重合体 (C) を指す。 すなわち、 本発 明の硬化性組成物は、 (a) 重合体 (A) 又は重合体 (C) 、 及び、 (b) ヒ ド 口シリル基含有化合物を含有するものである。
(a) 成分のビニル系重合体は、 単独で用いてもよく、 また、 2種類以上を混 合して用いてもよい。 (a) 成分の分子量としては特に限定されず、 5 0 0〜 1 0 0 0 0 0の範囲にあるのが好ましく、 3 0 0 0〜 5 0 0 0 0の範囲にあるのが より好ましい。 5 0 0以下であると、 ビニル系重合体の本来の特性が発現されに く く、 1 0 0 0 0 0以上であると、 非常に高粘度又は溶解性が低くなり、 取り扱 いが困難になる。
(b) 成分のヒ ドロシリル基含有化合物としては特に限定されず、 各種のもの を用いることができる。 すなわち、 下記一般式 ( 1 6) 又は ( 1 7) で表される
鎖状ポリシロキサン ;
R 25 3 S i 0- [S i (R 25) 2 0] a - [S i (H) (R26) 0] b — [S i (R26) (R27) 0] c -S i R 25 3 ( 1 6 )
HR 25 2 S i O - [S i (R 25) 2 0] a - [S i (H) (R26) 0] b — [S i (R26) (R27) 0] c -S i R 25 2 H (1 7)
(式中、 R25及び R26は、 同一若しくは異なって、 炭素数 1〜6のアルキル基、 又は、 フヱニル基を表す。 R27は、 炭素数 1〜1 0のアルキル基又は炭素数?〜 1 0のァラルキル基を表す。 aは、 0〜1 00の整数を表す。 bは、 2〜1 00 の整数を表す。 cは、 0〜1 00の整数を表す。 ) 、 及び、
下記一般式 (1 8) で表される環状ポリシロキサン ;
R25 H R26
(Si0)d-(Sip)e-(Si0), (18)
R25 R26 R2了
(式中、 R25、 R26及び R27は上記と同じ。 dは、 0〜8の整数を表す。 eは、 2〜1 0の整数を表す。 f は、 0〜8の整数を表す。 なお、 d、 e及び f は、 3 ≤d + e+ f ≤ l 0を満たす。 ) を用いることができる。
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。 これらのポ リシロキサンの中でも、 ビニル系重合体との相溶性の観点から、 フユ二ル基を有 するポリシロキサンが好ましい。 このような化合物の例として、 下記一般式 (1 9) 又は (20) で表される鎖状ポリシロキサン、 及び、 下記一般式 (2 1 ) 又 は (2 2) で表される環状ポリシロキサンが挙げられる。
(CH3 ) a S i O - [S i (H) (CH3 ) 0] [S i (C6 H5 ) 2 〇] h - S i (CH3 ) 3 (1 9)
(CH3 ) 3 S i O - [S i (H) (CH3 ) 0] [S i (CH3 ) (CH 2 C (H) (R28) C6 H5 } 0] h -S i (CH3 ) 3 (20)
(式中、 R
28は、 水素又はメチル基を表す。 gは、 2〜1 00の整数を表す。 h は、 0〜1 00の整数を表す。 C
6 H
5 は、 フヱニル基である。 )
(式中、 R28は、 水素又はメチル基を表す。 iは、 2〜1 0の整数を表す。 jは、 0〜 8の整数を表す。 なお、 i及び jは、 3≤ i + j ≤ 1 0の関係を満たす。 C 6 HB は、 フヱニル基である。 )
更に、 (b) 成分のヒ ドロシリル基含有化合物として、 上記一般式 ( 1 6) 〜
(2 2) で表されるポリシロキサンに対して、 分子中に 2個以上のアルケニル基 を有する低分子化合物を、 反応後にも一部のヒ ドロシリル基が残るようにして付 加反応させて得られる化合物を用いることもできる。 上記の 2個以上のアルケニ ル基を有する低分子化合物としては、 各種のものを用いることができる。 例示す るならば、 1, 4一ペンタジェン、 1, 5—へキサジェン、 1, 6—ヘプタジェ ン、 1 , 7—ォクタジェン、 1, 8—ノナジェン、 1, 9—デカジエン等の炭化 水素系化合物 ; 0, 0' —ジァリルビスフエノール A、 3, 3 ' ージァリルビス フエノール A等のエーテル系化合物; ジァリルフタレ一 ト、 ジァリルイソフタレ — ト、 トリァリノレト リメ リテー ト、 テ トラァリルビロメ リテー ト等のエステル系 化合物 ; ジエチレングリコールジァリルカーボネ一ト等の力一ボネ一ト系化合物 等が挙げられる。
このような化合物は、 ヒ ドロシリル化触媒の存在下、 上記一般式 ( 1 6) 〜 ( 2 2) のポリシロキサンに対して、 少量の上記アルケニル基含有低分子化合物 をゆっく り滴下することにより得られる。 このような化合物のうち、 原料の入手 容易性、 過剰に用いたヒ ドロシリル基含有化合物の除去のしゃすさ、 及び、 (
a ) 成分であるビニル系重合体への相溶性を考慮して、 下記のものが好ましい
( nは、 2、 3又は 4である。 mは、 5〜 1 0の整数である。 )
本発明の硬化性組成物において、 ビニル系重合体 (a ) とヒ ドロシリル基含有 化合物 (b ) は、 任意の割合で混合することができるが、 硬化性の面から、 アル ケニル基とヒ ドロシリル基のモル比が、 0 . 2〜 5の範囲にあることが好ましく、 0 . 4〜2 . 5であることがより好ましい。 モル比が 5以上になると、 硬化が不 十分でベとつきのある強度の小さい硬化物しか得られず、 また、 0 . 2より小さ いと、 硬化後も硬化物中に活性なヒ ドロシリル基が大量に残るので、 クラックや ボイ ドが発生し、 均一で強度のある硬化物が得られない。
成分 (a ) と成分 (b ) との硬化反応は、 2成分を混合して加熱することによ り進行するが、 反応をより迅速に進めるために、 ヒ ドロシリル化触媒を更に添加 してもよい。 このようなヒ ドロシリル化触媒としては、 例えば、 有機過酸化物や ァゾ化合物等のラジカル開始剤、 及び、 遷移金属触媒等が挙げられる。
上記ラジカル開始剤としては特に制限はなく各種のものを用いることができる c
例示するならば、 ジ一 t一ブチルペルォキシド、 2, 5—ジメチル一 2, 5—ジ ( t—ブチルペルォキシ) へキサン、 2, 5—ジメチル— 2, 5—ジ ( t—ブチ ルペルォキシ) 一 3—へキシン、 ジクミルペルォキシド、 tーブチノレク ミノレペル ォキシド、 a, a ' —ビス ( t一ブチルペルォキシ) イソプロピルベンゼンのよ うなジァノレキルペルォキシド;ベンゾィルペルォキシド、 p—クロ口べンゾィル ペルォキシド、 m—クロ口ベンゾィルペルォキシド、 2, 4ージクロ口べンゾィ ルペルォキシド、 ラウロイルベルォキシドのようなジァシルペルォキシド;過安 息香酸一 t一ブチルのような過酸エステル;過ジ炭酸ジィソプロピル、 過ジ炭酸 ジー 2—ェチルへキシルのようなペルォキシジカーボネー ト ; 1, 1 ージ ( t一 ブチルペルォキシ) シクロへキサン、 1, 1 —ジ ( t一ブチルペルォキシ) 一 3, 3 , 5— トリメチルシクロへキサンのようなペルォキシケタール等が挙げられる c また、 上記遷移金属触媒としては、 例えば、 白金単体、 アルミナ、 シリカ、 力 一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; 白金一才レフイン錯体、 白金 (0) —ジビ二ルテトラメチルジシロキサン錯体等が挙げられる。 白金化合物以 外の触媒の例としては、 Rh C l (P P h3 ) 3 、 Rh C l 3 、 Ru C l 3 、 I r C l 3 、 F e C l 3 、 A 1 C 1 3 、 P d C 1 2 · H2 〇、 N i C l 2 、 T i C l 4 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 1 mo 1 に対し、 1 0―1〜 1 0— 8mo 1の範囲で用いるのが好ましく、 より好ましくは 1 0— 3〜 1 0 6 mo 1の範囲である。 1 0— 8mo 1より少ないと硬化が十分に進行しない c また、 ヒ ドロシリル化触媒は高価であるので、 1 0—'mo 1以上は用いないのが 好ましい。
上記硬化性組成物において、 2成分 (a) 及び (b) と、 必要に応じて上記ヒ ドロシリル化触媒とを混合し硬化させれば、 発泡等の現象を伴わずに、 深部硬化 性の優れた均一な硬化物を得ることができる。 硬化条件については特に限定され ず、 一般に 0 °C〜 2 0 0で、 好ましくは 3 0 °C~ 1 5 0でで、 1 0秒〜 2 4時間 硬化するのがよい。 特に、 8 0°C〜 1 5 0°Cの高温では 1 0秒〜 1時間程度の短
時間で硬化するものも得られる。 硬化物の性状は、 用いる (a ) ビニル系重合体 及び (b ) ヒ ドロシリル基含有化合物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。 上記硬化性組成物か ら得られる硬化物の具体的な用途を挙げるならば、 シーリング材、 接着剤、 粘着 材、 弾性接着剤、 塗料、 粉体塗料、 発泡体、 電気電子用ポッティ ング材、 フィル ム、 ガスケッ ト、 各種成形材料、 人工大理石等である。
重合体 (B ) 又は (D ) を用いる硬化性組成物
本発明の架橋性シリル基を主鎖末端に有するビニル系重合体より、 これを主成 分とする硬化性組成物を調製することもできる。 本発明の架橋性シリル基を主鎖 末端に有するビニル系重合体とは、 重合体 (B ) 及び (D ) を指す。
この硬化性組成物においては、 主成分である重合体を、 単独で用いても、 また、 2種類以上を混合して用いてもよい。 その分子量については特に制限はないが、 5 0 0 〜 1 0 0 0 0 0の範囲にあるのが好ましく、 3 0 0 0 〜 5 0 0 0 0の範囲 がより好ましい。 分子量が 5 0 0以下であると、 架橋性シリル基を主鎖末端に有 するビニル系重合体の本来の特性が発現されにく く、 また、 1 0 0 0 0 0以上で あると、 ハンドリングが困難になる。
架橋性シリル基を主鎖末端に有するビニル系重合体は、 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。 加水分解速度は、 温度、 湿度、 及び、 架橋 性シリル基の種類により変化するので、 使用条件に応じて適切な架橋性シリル基 を選択しなければならない。 また、 架橋性シリル基を主鎖末端に有するビニル系 重合体の保存の際には、 水分との接触を可能な限り断つ必要がある。
上記硬化性組成物の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、 有機ゲイ素チタン酸塩;ォクチル酸錫、 ジ プチル錫ジラウレート等のカルボン酸の金属塩; ジブチルァミ ン一 2—ェチルへ キソエート等のアミ ン塩等が挙げられ、 また、 他の酸性触媒及び塩基性触媒も使 用しうる。 その使用量としては特に制限はないが、 主成分であるビニル系重合体 に対し、 0 . 0 1 〜 5重量%用いるのが好ましい。
主成分である重合体に、 必要に応じて上記硬化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限定されず、 一般に 0 〜
1 0 0 °C、 好ましくは 1 0〜 5 0 °C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。
上記硬化物の具体的な用途を挙げるならば、 シーリ ング材、 接着剤、 粘着材、 弾性接着剤、 塗料、 粉体塗料、 発泡体、 電気電子用ポッティ ング材、 フィルム、 ガスケッ ト、 各種成形材料、 人工大理石等である。 発明を実施するための最良の形態
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、 本発明はこれら実施例 にのみ限定されるものではない。 実施例 1
3 0 mLの耐圧反応器に、 アクリル酸メチル ( 7. 5 mL, 7. 1 7 g. 8 3. 4 mm o 1 ) . a, α' —ジブ口モー p—キシレン (4 3 8 mg、 1. 6 7 mm o 1 ) 、 臭化第一銅 ( 2 3 9 m g、 1. 6 7 mm o 1 ) 、 2, 2 ' —ビビリジル
( 5 1 8 m g、 3. 3 4 mm o 1 ) 、 酢酸ェチル ( 6. 0 mL) 、 及び、 ァセト 二トリル ( 1. 5 mL) を仕込み、 1 0分以上、 窒素を吹き込んで溶存酸素を除 去した後、 封管した。 この混合物を 1 3 0°Cに加熱し、 1時間反応させた。 混合 物を酢酸ェチル ( 2 0 mL) で希釈し、 希塩酸で 3回、 ブラインで 1回洗浄した c 有機層を N a 2 S O, で乾燥し、 揮発分を減圧下留去し、 下式に示すポリ (ァク リル酸メチル) を得た (収量 6. 0 1 g) 。 重合体の数平均分子量は G P C測定
(ポリスチレン換算) により 5 6 0 0、 分子量分布は 1. 2 6であった。
次いで、 5 0 mLの三口丸底フラスコに、 還流管をつけ、 窒素雰囲気下で反応容 器にカリウム一 t e r t—ブトキシド ( 1 6 0 m g、 1. 4 3 mm o 1 ) 、 ジメ
チルァセトアミ ド (3 mL) を仕込み、 0—ァリルフヱノール ( 1 9 2mg、 1. 4 3 mmo 1 ) を等モル加え、 室温で 3 0分間反応させたのち、 上記で得られた ポリ (アクリル酸メチル) (2. 0 g) のジメチルァセトアミ ド ( 2 mL) 溶液 を滴下し、 室温で 2時間反応させた。 反応溶液を氷水一塩酸で中和し、 酢酸ェチ ル (3 0 mL) で抽出した。 有機層を希塩酸で 2回、 ブラインで 1回洗浄した。 有機層を N a
2 S0
4 で乾燥し、 揮発分を減圧下留去し、 少量の酢酸ェチルに溶 解し、 へキサンから再沈することにより、 下式に示す両末端にアルケニル基を有 するポリ (アクリル酸メチル) を得た (収量 1. 7 0 g) 。 生成物をトルエンに 溶解し、 重合体と等量の珪酸アルミ (協和化学製: キヨ一ワー ド 7 0 0 PEL) を添加して還流温度で 1時間撹拌し、 重合体中の微量不純物を除去した。 オリゴ マー 1分子当たりに導入されたアルケニル基は、 'Η NMR分析より、 1. 2 4個であった。
次に、 精製されたポリ (アクリル酸メチル) を酢酸ェチル (2 mL) に溶解し、 下式に示す多価ハイ ドロジヱンシリ コン化合物、 及び、 0価白金の 1, 1, 3, 3—テ トラメチル一 1, 3—ジビニルジシロキサン錯体 (8. 3 X 1 0—
9mo l /Lキシレン溶液) を、 上記のポリ (アクリル酸メチル) 溶液に加えて、 よく混 合した。 多価ハイ ドロジヱンシリコン化合物の使用量は、 重合体のアルケニル基 とハイ ドロジヱンシリコン化合物のヒ ド口シリル基がモル比で 1 / 1. 2となる 量、 また、 白金触媒の使用量は、 重合体のアルケニル基に対して、 モル比で 1 0 一
3当量とした。
このようにして得られた組成物の一部を 1 3 0 °Cのホッ トプレー ト上にて硬化 試験を行い、 ゲル化時間を測定すると、 4分であった。 また、 残りの組成物を型 枠に流し込んで、 揮発分を減圧留去し、 1 0 0°Cで 1 4時間加熱硬化させ、 ゴム 状の硬化物を得た。 硬化物をアセ トンに 2 4時間浸漬し、 前後の重量変化からそ のゲル分率を測定すると、 4 5 %であった。 製造例 1 アルケニル基を有するカルボン酸塩の製造 その 1
水酸化力リウムの 1 /2 Nェタノール溶液 (2 0 0 mL) にゥンデシレン酸 ( 1 8. 8 g、 0. 1 0 2 mo 1 ) を撹拌しながら 0 °Cでゆっく り滴下した。 揮 発分を減圧下留去することにより粗生成物を得た。 粗生成物をァセトンで洗浄後、 減圧下加熱することにより下式に示すゥンデシレン酸の力リゥム塩の白色固体を 得た (8. 8 8 g、 収率 8 8 %) 。
CH2 = CH- (CH2 ) 8 一 C02 ― K + 実施例 2
3 O mLの耐圧ガラス反応容器に、 アクリル酸— n—ブチル (7. 5 mL, 6. 7 2 g、 5 1. 3 mmo l ) 、 a, a —ジブ口モー p—キシレン (2 7 0 mg、 1. 0 3 mm o 1 ) 、 臭化第一銅 ( 1 5 0 m g、 1. 0 3 mm o 1 ) 、 2 , 2 ' —ビビリジル (3 2 2 mg、 2. 0 6 mmo 1 ) 、 酢酸ェチル (6 mL) 、 及び、 ァセトニトリル ( 1. 5 mL) を仕込み、 窒素ガスを 1 0分間吹き込んで溶存酸 素を除去した後、 封管した。 混合物を 1 3 0°Cに加熱し、 1. 5時間反応させた c
混合物を酢酸ェチル (2 0 mL) で希釈し、 生成した不溶固体をろ過した後、 濾 液を希塩酸で 2回、 ブラインで 1回洗浄した。 有機層を N a 2 S 04 で乾燥し、 揮発分を減圧下留去し、 下式に示す両末端にハロゲンを有するポリ (アクリル酸 n—ブチル) を 5. O g得た (重合収率 7 5 %) 。 重合体の数平均分子量は G P C測定 (ポリスチレン換算) により 5 6 0 0、 分子量分布は 1. 3 2であった c
次に、 上記のようにして得られた末端にハロゲンを有するポリ (アクリル酸— n—プチル) (5. 0 0 g) 、 製造例 1で合成されたゥンデシレン酸のカリウム 塩 (4 7 6 mg、 2. 1 4 mmo l ) 、 及び、 ジメチルァセトアミ ド ( 1 0 m L) を仕込み、 窒素雰囲気下、 7 0°Cで 6時間反応させた。 混合物の揮発分を減 圧留去した後、 酢酸ェチルを加えて不溶分を濾別した。 濾液の揮発分を減圧留去 することにより、 下式に示す、 末端にアルケニル基を有するポリ (アクリル酸 n プチル) 4. 7 7 gを得た。 生成物をトルエンに溶解し、 重合体と等量の珪 酸アルミ (協和化学製: キヨ—ワード 7 0 0 PEL) を添加して 2時間撹拌し、 重合体中の微量不純物を除去した。 オリゴマ— 1分子当たりに導入されたァルケ ニル基は、 'Η NMR分析より、 1. 7 0個であった。
次に、 精製されたポリ (アクリル酸プチル) に、 実施例 1で用いた多価ハイ ド 口ジヱンシリ コン化合物、 及び、 白金触媒を加えて、 よく混合した。 多価ハイ ド 口ジヱンシリ コン化合物の使用量は、 重合体のアルケニル基とハイ ドロジヱンシ リコン化合物のヒ ドロシリル基がモル比で 1 Z 1. 2となる量、 また、 白金触媒
の使用量は、 重合体のアルケニル基に対して、 モル比で 1 0— 4当量とした。
このようにして得られた組成物の一部を 1 3 0°Cのホッ トプレー ト上にて硬化 試験を行い、 ゲル化時間を測定すると、 6 0秒であった。 また、 残りの組成物を 型枠に流し込んで、 減圧脱気し、 1 0 0 °Cで 2 0時間加熱硬化させ、 ゴム弾性を 有するシート状硬化物を得た。 硬化物をトルエンに 2 4時間浸漬し、 前後の重量 変化からそのゲル分率を測定すると、 8 5 %であった。
シート状硬化物から 2 ( 1 /3) 号形ダンベル試験片を打ち抜き、 島津製ォ一 トグラフを用いて、 引っ張り試験を行った (測定条件: 2 3°C、 2 0 0 mmXm i n) 。 破断強度は 0. 2 3 MP a, 破断伸びは 1 2 8 %であった。 製造例 2 アルケニル基を有するカルボン酸塩の製造その 2
カリウムメ トキシド ( 1 6. 8 3 g、 0. 2 4 0 mo l ) をメタノール (2 0 0 mL) に溶解し、 4一ペンテン酸 (2 4. 5 6 g、 0. 2 4 5 m o 1 ) を撹拌 しながら 0 °Cでゆつく り滴下した。 揮発分を減圧下留去することにより粗生成物 を得た。 粗生成物を酢酸ェチルで洗浄後、 減圧下加熱することにより下式に示す 4一ペンテン酸の力リゥム塩の白色固体を得た (2 9. 2 g、 収率 8 8 %) 。 CH2 =CH- (CH2 ) 2 一 C02 - 実施例 3
5 0 0 mLの耐圧ガラス反応容器に、 ァクリル酸一 n—ブチル ( 1 1 2 mL、 1 0 0 g、 0. 7 8 m o 1 ) ^ a, a 一ジブ口モー p—キシレン (4. 1 2 g、 1 5. 6 mm 0 1 ) 、 臭化第一銅 ( 2. 2 4 g、 1 5. 6 mmo l ) 、 2, 2 ' —ビビリジル ( 4. 8 7 g、 3 1. 2 mmo 1 ) 、 酢酸ェチル (9 0 mL) 、 及 び、 ァセトニトリル (2 2. 4 mL) を仕込み、 窒素ガスを 1 0分間吹き込んで 溶存酸素を除去した後、 封管した。 混合物を 1 3 0°Cに加熱し、 2. 0時間反応 させた。 混合物を酢酸ェチル (3 0 0 mL) で希釈し、 生成した不溶固体をろ過 した後、 濾液をさらに酢酸ェチル (2 0 0 mL) で希釈した。 濾液を希塩酸で 2 回、 ブラインで 1回洗浄した。 有機層を N a 2 S 04 で乾燥し、 揮発分を減圧下 留去し、 両末端にハロゲンを有するポリ (アクリル酸一 n—プチル) を 8 5. 9
g得た (重合収率 8 6 %) 。 重合体の数平均分子量は G P C測定 (ポリスチレン 換算) により 5 7 0 0、 分子量分布は 1. 3 7であった。
次に、 還流管をつけた 5 0 mLの三口丸底フラスコに、 上記のようにして得ら れた末端にハロゲンを有するポリ (アクリル酸一 n—プチル) (8 3. 9 g) 、 製造例 2で合成された 4一ペンテン酸のカリウム塩 (7. 7 4 g、 5 6. 0 mm o 1 ) 、 及びジメチルァセトアミ ド (8 0 mL) を仕込み、 窒素雰囲気下、 7 0 °Cで 6時間反応させた。 混合物を酢酸ェチル (2 0 0 mL) で希釈し、 水で 3回、 ブラインで 1回洗浄した。 有機層を N a 2 S O, で乾燥し、 揮発分を減圧下留去 することにより重合体を単離した。 重合体と等量の珪酸アルミ (協和化学製: キ ョーワード 7 0 O P EL) を添加して 1 0 0 °Cで 2時間撹拌し、 重合体中の微量 不純物を除去することにより、 下式に示す末端にアルケニル基を有するポリ (ァ クリル酸プチル) を得た。 オリゴマー 1分子当たりに導入されたアルケニル基は、 Ή NMR分析より、 1. 7 3個であった。
実施例 4
2 0 0 mLの耐圧ガラス反応容器に、 実施例 3で得られた末端にアルケニル基 を有するポリ (アクリル酸一 n—ブチル) (6 0. 0 g) 、 ジメ トキシメチルヒ ドロシラン (8. 4 mL、 6 8. 1 mm o 1 ) 、 オルトぎ酸ジメチル ( 2. 5 m L、 2 2. 9 mmo 1 ) 、 及び、 白金触媒を仕込んだ。 ただし、 白金触媒の使用 量は、 重合体のアルケニル基に対して、 モル比で 1 0—4当量とした。 反応混合物 を 1 0 0°Cで 3時間加熱した。 混合物の揮発分を減圧留去することにより、 下式 に示す、 末端にシリル基を有するポリ (アクリル酸一 n—プチル) を得た。 オリ ゴマー 1分子当たりに導入されたシリル基は、 'Η NMR分析より、 1. 5 9 個であった。
H3CO ,OCH3
C02nBu C02nBu 次に、 末端にシリル基を有するポリ (アクリル酸プチル) に、 ジブチルスズジ メ トキシド及び水を加えてよく混合した。 スズ触媒及び水の使用量は、 それぞれ 重合体に対して 1重量部とした。
このようにして得られた組成物を型枠に流し込んで、 減圧脱気し、 5 0°Cで 2 0時間加熱硬化させ、 ゴム弾性を有するシー ト状硬化物を得た。 硬化物をトルェ ンに 2 4時間浸潰し、 前後の重量変化からそのゲル分率を測定すると、 9 3 %で あった o
シー ト状硬化物から 2 ( 1 /3 ) 号形ダンベル試験片を打ち抜き、 島津製ォ一 トグラフを用いて、 引っ張り試験を行った (測定条件: 2 3°C、 2 0 0 mm/m i n) 。 破断強度は 0. 2 6 MP a、 破断伸びは 7 5 %であった。 実施例 5
還流管をつけた 1 0 0 mLの三口丸底フラスコに臭化第一銅 (0. 6 2 5 g、 1 5. 6 mmo 1 ) 、 ァセ トニト リル ( 5. 0 m L ) 、 及び、 ペンタメチルジェ チレントリアミン (0. 9 1 mL) を仕込み、 窒素ガスで置換した。 ァクリル酸 —n—ブチル (5 0 mL、 4 4. 7 g、 0. 3 9 mo l ) 、 及び、 ジェチル— 2, 5一ジブ口モアジぺ一ト ( 1. 5 7 g、 4. 3 6 mm o 1 ) を添加し、 7 0。 で 7時間加熱撹拌した。 混合物を酢酸ェチルで希釈し、 活性アルミナで処理した。 揮発分を減圧下留去し、 下式に示す両末端にハロゲンを有するポリ (アクリル酸 一 n—ブチル) を 3 5. 0 g得た (重合収率 8 7 %) 。 重合体の数平均分子量は G P C測定 (ポリスチレン換算) により 1 0 7 0 0、 分子量分布は 1. 1 5であ つ T乙
次に、 還流管をつけた 2 0 0 mLの三口丸底フラスコに、 上記のようにして得 られた末端にハロゲンを有するポリ (アクリル酸一 n—プチル) (3 5. 0 g) 、 製造例 2で合成された 4—ペンテン酸のカリウム塩 (2. 2 3 g、 1 6. 1 mm o 1 ) 、 及び、 ジメチルァセトアミ ド (3 5 mL) を仕込み、 窒素雰囲気下、 7 0°Cで 4時間反応させた。 混合物を酢酸ェチルで希釈し、 2 %塩酸、 ブラインで 洗浄した。 有機層を N a 2 S04 で乾燥し、 揮発分を減圧下留去することにより 重合体を単離した。 重合体と等量の珪酸アルミ (協和化学製: キヨ一ワー ド 7 0 O P E L) を添加して 1 0 0°Cで 4時間撹拌し、 下式に示す末端にアルケニル基 を有するポリ (アクリル酸プチル) を得た。 オリゴマー 1分子当たりに導入され たアルケニル基は、 'Η NMR分析より、 1. 8 2個であった。
実施例 6
2 0 0 mLの耐圧ガラス反応容器に、 実施例 5で得られた末端にアルケニル基 を有するポリ (アクリル酸一 n—プチル) ( 1 5. 0 g) 、 ジメ トキシメチルヒ ドロシラン ( 1. 8 m L、 1 4. 5 mm 0 1 ) 、 オルトぎ酸ジメチル ( 0. 2 6 mL, 2. 4 2 mmo 1 ) 、 及び、 白金触媒を仕込んだ。 ただし、 白金触媒の使 用量は、 重合体のアルケニル基に対して、 モル比で 2 X I (T4当量とした。 反応 混合物を 1 0 0°Cで 4時間加熱した。 混合物の揮発分を減圧留去することにより、 下式に示す、 末端にシリル基を有するポリ (アクリル酸一 n—プチル) を得た。
オリゴマー 1分子当たりに導入されたシリル基は、 'Η NMR分析より、 1 4 6個であった。
次に、 末端にシリル基を有するポリ (アクリル酸プチル) に、 ジブチルスズジ メ トキシド及び水を加えてよく混合した。 スズ触媒及び水の使用量は、 それぞれ 重合体に対して 1重量部とした。
このようにして得られた組成物を型枠に流し込んで、 減圧脱気し、 5 0°Cで 2 0時間加熱硬化させ、 ゴム弾性を有するシート状硬化物を得た。 硬化物をトルェ ンに 2 4時間浸漬し、 前後の重量変化からそのゲル分率を測定すると、 9 8 %で めつ 7 "こ o
シート状硬化物から 2 ( 1 Z3 ) 号形ダンベル試験片を打ち抜き、 島津製ォ一 トグラフを用いて引っ張り試験を行った (測定条件: 2 3°C、 2 0 0 mm/ i n) 。 破断強度は 0. 3 5 MP a、 破断伸びは 7 7 %であった。 製造例 3 アルケニル基を有するカルボン酸塩の製造 その 3
2 0 OmL丸底フラスコにカリウム一 t e r t—ブトキシド (5. 6 1 g、 5 0 mmo 1 ) を仕込み、 0 °Cでメタノール (5 O mL) をゆっく り滴下した。 撹 拌しながら 0 °Cでこの溶液にメタクリル酸 (4. 4 mL、 5 2. O mmo l ) を ゆつく り滴下することにより白色結晶が析出した。 室温まで反応溶液を昇温し、 析出した白色結晶を濾別し、 室温で減圧乾燥することにより下式に示すメタクリ ル酸のカリウム塩を得た (3. 3 1 8、 収率5 3 %) 。
CH2 =C (CH3 ) 一 C〇2 ― K一 実施例 7
実施例 3で得られた末端にハロゲンを有するポリ (アクリル酸一 η—ブチル)
(2 5 9 mg) 、 製造例 3で合成されたメタクリル酸のカリウム塩 ( 1 4. 9 m g、 0. 1 2 mmo 1 ) 、 及び、 ジメチルァセ トアミ ド ( 2. 5 mL) を仕込み、 室温で 6 1時間反応させた。 メタクリル酸の力リゥム塩を 1 7. 3 mg追カロし、 同温でさらに 2 2時間反応させた。 混合物を酢酸ェチルで希釈し、 水で洗浄した c 有機層の揮発分を減圧留去することにより、 下式に示す、 末端にアルケニル基を 有するポリ (アクリル酸一 n—プチル) を得た。 オリゴマー 1分子当たりに導入 されたアルケニル基は、 'Η NMR分析より、 1. 6 6個であった。
実施例 8
1 Lの耐圧ガラス反応容器に、 アクリル酸メチル ( 1 0 0 mL、 1. 1 1 mo 1 ) 、 α, α' —ジブ口モー ρ—キシレン (5. 8 9 g、 2 2. 2 mmo l ) 、 臭化第一銅 ( 3. 1 8 g、 2 2. 2 mm 0 1 ) 、 2, 2 ' —ビビリジル ( 1 0. 4 g、 6 6. 7mmo l ) 、 ァセトニトリノレ (2 0 mL) 、 及び、 酢酸ェチル (8 0 mL) を仕込み、 窒素ガスを 1 0分間吹き込んで溶存酸素を除去した後、 封管した。 この混合物を 1 3 0°Cまで昇温し、 更に 3 0分間加熱した。 室温まで 冷却後、 反応混合物を酢酸ェチルで希釈し、 生成した不溶固体をろ過した後、 濾 液を希塩酸で 2回、 ブラインで 1回洗浄した。 有機層を無水硫酸ナ ト リウムで乾 燥し、 揮発分を減圧下留去し、 実施例 1で示したような両末端に臭素を有するポ リ (ァクリル酸メチル) を 9 0. 1 g得た。 GP C測定 (ポリスチレン換算) の 結果、 重合体の数平均分子量 (Mn) は 5 0 0 0、 分子量分布 (MwZMn) は 1. 3 1であった。 また、 オリゴマー 1分子当たりに導入された臭素は、
NMR分析より、 1. 7 8個であった。
次に、 5 0 mLの三つ口丸底フラスコにァリルマロン酸ェチル ( 0. l mL、
0. 5 1 mmo l ) 、 カリウム一 t e r t—ブトキシド (8 0 mg、 0. 7 2 m mo 1 ) 、 及び、 テトラヒ ドロフラン ( 1. 0 mL) を仕込み、 窒素雰囲気下、 還流温度で 1時間反応させた。 上で合成されたポリ (アクリル酸メチル) ( 1. 0 g) のテトラヒ ドロフラン (2 mL) 溶液を添加して還流温度で 3時間攪拌し た。 反応混合物を酢酸ェチルで約 5 O mLに希釈し、 2 %塩酸で 2回、 ブライン で 1回洗浄した。 有機層を無水硫酸ナ ト リウムで乾燥した後、 溶媒を減圧下留去 し生成物を単離した。 生成物を少量の酢酸ェチルに溶解し、 へキサンから再沈殿 することにより重合体を精製した。 ォリゴマ一 1分子当たりに導入されたァルケ ニル基は、 'Η NMR分析より、 0. 6 2個であった。 実施例 9
5 0 mLの三つ口丸底フラスコに油性水素化ナ ト リウム ( 1 0 6 mg、 2. 6 4 mm 0 1 ) を仕込み、 窒素雰囲気下、 乾燥へキサンで水素化ナトリゥムを数回 洗浄した後、 ジメチルァセトアミ ド (3. OmL) を加えた。 さらにァリルマロ ノニ ト リノレ (2 9 2 mg、 2. 7 6 mmo l ) のジメチルァセ トアミ ド ( 1. 0 mL) 溶液を 0°Cで滴下して、 同温で 1時間攪拌した。 実施例 8で合成された末 端にハロゲンを有するポリ (アクリル酸メチル) ( 1. 08) の01 八じ (2. OmL) 溶液を添加して室温で 1時間攪拌した。 反応混合物を氷水一希塩酸で中 和したのち、 酢酸ェチル (3 OmL) で抽出し、 有機層を 2 %塩酸で 2回、 ブラ インで 1回洗浄した。 有機層を無水硫酸ナ トリウムで乾燥した後、 溶媒を減圧下 留去し生成物を単離した。 生成物を少量の酢酸ェチルに溶解し、 へキサンから再 沈殿することにより重合体を精製した (Fn (ァルケニル) = 1. 6 8) 。
得られたアルケニル基を末端に有する重合体に、 多価ヒ ドロシリル化合物と白 金錯体を混合し、 加熱すると、 ゴム状の硬化物が得られた。 実施例 1 0
実施例 9で得られたアルケニル基を末端に有する重合体に、 ジメ トキシメチル シランを白金錯体を用いて反応させ、 架橋性シリルを末端に有するポリマ一を得 た
得られた架橋性シリルを末端に有するポリマーにスズ系の縮合硬化触媒と水を 混合すると、 ゴム状の硬化物が得られた。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 これまで製造するのが困難であった、 主鎖末端にアルケニル 基又は架橋性シリル基を高い比率で有するビニル系重合体、 及び、 これらの簡便 な製造方法が提供される。 本発明のビニル系重合体は、 これらの架橋性官能基が 確実に主鎖末端に導入されているので、 硬化特性の優れた硬化物を得ることがで きる。