明細書
重合体及び重合体の製造方法 技術分野
本発明は、 鎖延長されたあるいは、 星形の構造を持つビニル系重合体及び製造 法、 そして該重合体を用いた組成物に関する。 背景技術
星形重合体は、 中央部から放射線状に直線上の腕となる重合体が伸びているも のであり、 直鎖の重合体とは異なる様々な性質を持つことが知られている。 星形 重合体の合成法としては、 大きく分けて 2種類の方法が挙げられる。 1つは、 中 心となる化合物あるいは重合体から腕となる重合体を成長させる方法で、 もう一 つは、 腕となる重合体をまずつくり、 それを繫げて星形とする方法である。 腕を 繋げる方法としては、 末端の官能基と反応する官能基を複数持つ化合物と反応さ せる方法と、 重合性基を複数持つ化合物を腕の重合後に添加する方法が举げられ る。
このような星形重合体を構成する重合体としては、 ホモポリマー、 コポリマ一 ともにあり、 その種類としては、 ポリスチレン、 ポリ (メ夕) ァクリレート、 ポ リジェン、 ポリエーテル、 ポリエステル、 ポリシロキサン等様々なものがある。 制御された星形構造を得る場合、 どの方法で製造する場合でも. 重合が制御され ている必要があるため、 ァニオン重合、 リビングカチオン重合あるいは縮重合が 多く用いられる。
上に例示した、 イオン重合や縮重合で得られる重合体の一方で、 ラジカル重合 で得られるビエル系重合体で星形の構造を有するものは、 まだほとんど実用化さ れていない。 中でも、 重合成長末端を結合することにより、 鎖延長あるいは星形 構造を構築する方法は、 成功していない。 ビニル系重合体の中でも、 (メタ) ァ 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や炭化 水素系重合体、あるいはポリエステル系重合体では得られない特性を有しており、 アルケニル基や架橋性シリル基を側鎖に有するものは高耐候性の塗料等に利用さ
れている。 その一方で、 アクリル系重合体の重合制御は、 その副反応のために容 易でなく、 重合後の鎖延長あるいは星形構造の構築などは非常に困難である。 従って、 本発明においては、 ラジカル重合性のビニル系単量体からなる鎖延長 されたあるいは星形構造を持つ重合体を製造する方法ならびにその重合体、 さら にはこの重合体を用いた組成物を提供することを課題とする。 発明の要約
上述された鎖延長された重合体あるいは星形重合体は、 リビングラジカル重合、 好ましくは原子移動ラジカル重合の終点で、 一般式 1 , 2あるいは 3から選ばれ る化学式によって示されるカツプリング剤を添加することにより製造される。
(上の式中、 R1は Ph、 CN、 C〇2R3 (R3は一価の有機基) から選ばれる 基であり、 且つ、 R 2は二価以上の有機基であり、 nは 2以上の整数である。 )
(上の式中、 R ¾H、 Me, 炭素数 1から 20の有機基から選ばれる基であり、 且つ、 R5は二置換以上のベンゼン基、 ナフタレン基であり、 nは 2以上の整数 である。 )
(上の式中、 R6は H、 Me, CN、 炭素数 1から 20の有機基から選ばれる基
であり、 且つ、 R 7は二価以上の有機基であり、 nは 2以上の整数である。 ) この製造法において、 重合を開始する官能基以外の他の官能基を有する化合物 を開始剤として用いると、 末端に官能基を持つ鎖延長された重合体あるいは星形 重合体が製造される。
また本発明は、 本発明の方法により得ることができる重合体である。 この重合 体は本発明の方法により製造されたものに限定されるものではない。
本発明の重合体は、 分子量分布が狭いという特徴も有する。
さらに、 本発明の水酸基を末端に有する重合体は、 水酸基と反応可能な官能基 を 1分子中に 2個以上有する化合物と合わせることにより硬化性の組成物が得ら れる。 発明の詳細な開示
本発明は、 リビングラジカル重合においてビエル系単量体を重合し、 重合終点 において、 2つ以上の重合性の炭素一炭素二重結合を有する化合物を添加するこ とにより、 鎖延長された重合体あるいは、 星形重合体を製造する方法である。
2つ以上の重合性の炭素一炭素二重結合を有する化合物は、 特に限定はされな いが、 一般式 1 , 2あるいは 3から選ばれる化学式によって示される化合物であ ることが好ましい。
(上の式中、 R 4 P h、 C N、 C 0 2 R 3 (R 3は一価の有機基) から選ばれる 基であり、 且つ、 R 2は二価以上の有機基であり、 nは 2以上の整数である。 )
(上の式中、 1 4は1"1、 M e , 炭素数 1から 2 0の有機基から選ばれる基であり、
且つ、 R 5は二置換以上のベンゼン基、 ナフタレン基であり、 nは 2以上の整数 である。 )
(上の式中、 R^ H、 Me , CN、 炭素数 1から 20の有機基から選ばれる基 であり、 且つ、 R 7は二価以上の有機基であり、 nは 2以上の整数である。 ) これらの化合物については、 後で詳述する。
まず、 以下にリビングラジカル重合について説明する。
リビングラジカル重合は、 重合末端の活性が失われることなく維持されるラジ カル重合である。 リビング重合とは狭義においては、 末端が常に活性を持ち続け る重合のことを示すが、 一般には、 末端が不活性化されたものと活性化されたも のが平衡状態にある擬リビング重合も含まれる。 本発明における定義も後者であ る。リビングラジカル重合は近年様々なグルーブで積極的に研究がなされている。 その例としては、 コバルトボルフイリン錯体 ( J . Am. C h em. S o c. 1 994、 1 16、 7943) やニトロキシド化合物などのラジカル捕捉剤を用い るもの (Ma c r omo l e c u l e s、 1994、 27、 7228) 、 有機ハ ロゲン化物等を開始剤とし遷移金属錯体を触媒とする原子移動ラジカル重合 (A t orn T r an s f e r Rad i c a l P o l yme r i z a t i on) などがあげられる。 原子移動ラジカル重合は、 有機ハロゲン化物、 またはハロゲ ン化スルホニル化合物等を開始剤、 遷移金属を中心金属とする金属錯体を触媒と して重合される。 具体的には、 Ma t y j a s z ews k iらの文献、 J . Am. C h e m. S o c. 1995, 117, 5614, Ma c r omo l e c u l e s 1 995, 28, 7901, S c i e n c e 1996, 272, 866 ; ある は S a w a m o t oらの文献、 Ma c r omo l e c u l e s 1995, 28, 1721、 国際公開特許 WO 96/30421及び WO 97/ 18247 等が举げられる。 これらの方法によると一般的に非常に重合速度が高く、 ラジカ
ル同士の力ップリングなどの停止反応が起こりやすいラジカル重合でありながら, 重合がリビング的に進行し、 分子量分布の狭い (すなわち MwZMn値が 1. 1 〜 1. 5程度である) 重合体が得られ、 分子量はモノマーと開始剤の仕込み比に よって自由にコントロールすることができる。
本発明において、 これらのうちどの方法を使用するかは特に制約はないが、 制 御の容易さなどから原子移動ラジカル重合が好ましい。
まず、 ニトロキシド化合物などのラジカル捕捉剤を用いるものについて説明す る。 この重合では一般に安定なニトロキシフリ一ラジカル (=N— Ο · ) をラジ カルキャッビング剤として用いる。 このような化合物類としては、 限定はされな いが、 2, 2, 6, 6—置換— 1ーピペリジニルォキシラジカルや 2, 2 , 5, 5一置換一 1—ピロリジニルォキシラジカル等、 環状ヒドロキシァミンからの二 トロキシフリーラジカルが好ましい。 置換基としてはメチル基やェチル基等の炭 素数 4以下のアルキル基が適当である。 具体的なニトロキシフリーラジカル化合 物としては、 限定はされないが、 2, 2, 6, 6—テトラメチルー 1ーピベリジ ニルォキシラジカル (TEMPO) 、 2, 2, 6, 6—テ卜ラエチル一 1ーピぺ リジニルォキシラジカル、 2, 2, 6, 6—テトラメチルー 4一ォキソ— 1—ピ ペリジニルォキシラジカル、 2, 2, 5, 5—テトラメチル一 1一ピロリジニル ォキシラジカル、 1, 1, 3, 3—テトラメチルー 2—イソインドリニルォキシ ラジカル、 N, N—ジー t一プチルァミンォキシラジカル等が挙げられる。 ニト ロキシフリーラジカルの代わりに、 ガルピノキシル (g a 1 V i n o X y 1 ) フ リ一ラジカル等の安定なフリーラジカルを用いても構わない。
上記ラジカルキヤッピング剤はラジカル発生剤と併用される。 ラジカルキヤッ ビング剤とラジカル発生剤との反応生成物が重合開始剤となって付加重合性モノ マーの重合が進行すると考えられる。 両者の併用割合は特に限定されるものでは ないが、 ラジカルキヤッビング剤 1モルに対し、 ラジカル開始剤 0. 1〜10モ ルが適当である。
ラジカル発生剤としては、 種々の化合物を使用することができるが、 重合温度 条件下で、 ラジカルを発生しうるパーォキシドが好ましい。 このパーォキシドと しては、 限定はされないが、 ベンゾィルパーォキシド、 ラウロイルパ一ォキシド
等のジァシルバーォキシド類, ジクミルパ一ォキシド、 ジ— tーブチルバ一ォキ シド等のジアルキルパーォキシド類、ジィソプロピルパーォキシジカーボネート、 ビス (4一 tーブチルシクロへキシル) パーォキシジ力一ポネート等のパ一ォキ シカーボネート類、 t一ブチルパーォキシォクトエート、 tーブチルバ一ォキシ ベンゾェ一ト等のアルキルパーエステル類等がある。 特にベンゾィルパーォキシ ドが好ましい。 さらに、 パ一ォキシドの代わりにァゾビスイソブチロニトリルの ようなラジカル発生性ァゾ化合物等のラジカル発生剤も使用しうる。
a c r o m o l e c u l e s 1 9 9 5 , 2 8 , 2 9 9 3で報告されている ように、 ラジカルキヤッビング剤とラジカル発生剤を併用する代わりに、 下図の ようなアルコキシァミン化合物を開始剤として用いても構わない。
アルコキシァミン化合物を開始剤として用いる場合、 それが上図で示されてい るような水酸基等の官能基を有するものを用いると末端に官能基を有する重合体 が得られる。 これを本発明の方法に利用すると、 未端に官能基を有する星型重合 体が得られる。
上記のニトロキシド化合物などのラジカル捕捉剤を用いる重合で用いられるモ ノマー、 溶媒、 重合温度等の重合条件は、 限定されないが、 次に説明する原子移 動ラジカル重合について用いるものと同様で構わない。
次に、 本発明のリビングラジカル重合としてより好ましい原子移動ラジカル重 台について説明する。
この原子移動ラジカル重合では、 有機ハロゲン化物、 特に、 反応性の高い炭素 一ハロゲン結合を有する有機ハロゲン化物 (例えば、 α位にハロゲンを有するェ
ステル化合物や, ベンジル位にハロゲンを有する化合物) 、 あるいはハロゲン化 スルホニル化合物を開始剤として用いることが好ましい。 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錨体としては特に限定されず、 好ましいも のとして、 7 8 9 1 0 1 1族の遷移金属錯体が、 さらに好ましいものと して、 0価の銅、 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 ' —ビピリジル及びその誘導体、 1, 10—フエナント口リン及び その誘導体、 テトラメチルエチレンジァミン、 ペン夕メチルジェチレントリアミ ン、 へキサメチルトリス (2—アミノエチル) ァ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エニルホスフィン錯 体 (Ru C 1 2 (PP h 3) 3) も触媒として好適である。 ルテニウム化合物を 触媒として用いる場合は、 活性化剤としてアルミニウムアルコキシド類が添加さ れる。 更に、 2価の鉄のビストリフエニルホスフィン錯体 (F e C 1 2 (P P h 3) 2) 2価のニッケルのビストリフエニルホスフィン錯体 (N i C 1 2 (P P h 3) 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 (PBu3) 2) も、 触媒として好適である。
原子移動ラジカル重合では、 限定はされないが、 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等を用いる。 具体的に例示 するならば、
6H5— G 2 A
C 6 H 5 - C (H) (X) CH3
C6H5-C (X) (CH3) 2
(ただし、 上の化学式中、 C6H5はフエニル基、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ 素)
R8— C (H) (X) - C02R9
R8-C (CH。) (X) — C〇9R9
R8 - C (H) (X) — C (O) R9、
R8— C (CH3) (X) — C (O) R9、
(式中、 1¾8及び119は、 同一若しくは異なって、 水素原子または炭素数 1〜 2 0のアルキル基、 炭素数 6〜20のァリール基、 または炭素数?〜 20のァラル キル基、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素)
R8 - C6H4 - SO2X、
(上記の各式において, R 8は水素原子または炭素数 1〜20のアルキル基、 炭 素数 6〜20のァリール基、 または炭素数 7~20のァラルキル基、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素)
等が挙げられる。
原子移動ラジカル重合では、 しばしば開始部位を 2つ以上持った開始剤が用い られるが、 本発明においては、 1官能の開始剤が好ましい。
原子移動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、 主鎖末端に官能基を有するビニル系重合体が製造され、 本発明 の方法によりこれをカツプリングさせることにより、 末端に官能基を持った重合 体が得られる。 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、 水 酸基、 エポキシ基、 アミノ基、 アミド基等が挙げられる。
アルケニル基を有する有機ハロゲン化物としては限定されず、 例えば、 一般式 4に示す構造を有するものが例示される。
R R12C (X) - R13— R14— C (R 1 °) -CH2 (4)
(式中、 R1 Qは水素, またはメチル基、 R1 1, R 1 2は水素、 または、 炭素数 1〜20の 1価のアルキル基、 ァリール基、 またはァラルキル、 または他端にお いて相互に連結したもの、 R13は、 一 C (O) 〇一 (エステル基) 、 _C (O ) 一 (ケト基) 、 または o—, m—, p—フエ二レン基、 R 1 4は直接結合、 ま たは炭素数 1〜 20の 2価の有機基で 1個以上のエーテル結合を含んでいても良 レ 、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素)
置換基 R1 1, R 1 2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、 ブチル基、 ペンチル基、 へキシル基等が挙げられる。
R 1 1と R 12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。 一般式 4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、
XCH2 C (O) 〇 (CH2) nCH=CH2、
H3 C C (H) (X) C (〇) O (CH2) n CH-CH2>
(H3C) 2C (X) C (O) O (CH2) nCH=CH2、
CH
3CH
2C (H) (X) C (◦) 〇 (CH
2)
nCH=CHつ、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 0〜20の整数) XCH2C (O) 〇 (CH2) n〇 (CH2) mCH=CH2、
H3CC (H) (X) C (O) 〇 (CH2) nO (CH2) mCH=CH2、
(H3C) 2 C (X) C (〇) O (CH2) nO (CH2) mCH=CH2,
CH3 CH2 C (H) (X) C (O) 〇 (CH2) nO (CH2) mCH = CH2,
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは] 20の整数、 mは 0〜 20の整数)
o, m, p - XCH2 - C6H4— (CH2) n— CH=CH2、
o, m, p-CH3C (H) (X) — C6H4 - (CH2) n - CH = CH2、 o, m, p-CH3CH2C (H) (X) — C6H4— (CH2) n-CH=CH
2、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 0〜20の整数) o, m, p-XCH2-C6H4- (CH2) n— O— (CH2) m— CH=CH2、 o, m, p-CH3C (H) (X) — C6H4― (CH2) n - Q- (CH2) m
— CH = CH2
o, m. p - CH3CH2 C (H) (X) — C6H4 - (CH2) n— O - (CH 2) mC H = C H 2.
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素, またはヨウ素、 nは 1 20の整数、 mは 0 20の整数)
o, m, p-XCH2-C6H4-0- (CH2) n - CH=CH2
o, m p-CHgC (H) (X) 一 C6H4— O (CH2) n - CH CH2
0, m, p-CH3CH2C (H) (X) — C6H4—〇一 (CH2) n-CH =
CH2,
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 0 20の整数) o, m p-XCH2-C6H4-0- (CH2) n - O - (CH2) m- CH = CH2,
o, m, p - CH3 C (H) (X) - C6H4 -〇— (CH2) n—〇— (CH2 ) m-CH=CH2,
0 m, p-CH
3CH
2C (H) (X) — C
6H
4 - O - (CH
2)
n - O— ( し Hゥ)
m―
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 1 20の整数、 mは 0 20の整数)
アルケニル基を有する有機ハロゲン化物としてはさらに一般式 5で示される化 合物が挙げられる。
H2C = C (R 1 °) — R14— C (R1 1) (X) — R15— R12 (5)
(式中、 R10 R 1 1. R12 R 14 Xは上記に同じ、 R15は、 直接結合、 -C (O) O— (エステル基) 一 C (0) ― (ケト基) 、 または、 o—, m— p—フエ二レン基を表す)
R14は直接結合、 または炭素数 1〜20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) であるが、 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おり、 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、 R 1 sとして C (O) O基やフエ二レン基等を有する必要は必ずしもなく、 直接結合
であってもよい。 R 14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、 R 15としては C (O) O基、 C (〇) 基、 フエ二レン基が好まし レ^
式 5の化合物を具体的に例示するならば、
CH2 = CHCH2X、 CH2 = C (CH3) CH2X、
CH2 = CHC (H) (X) CH3、 CH2-C (CH3) C (H) (X) CH3、 CH2 = CHC (X) (CH3) 2、 CH2 = CHC (H) (X) C2H5、
CH2 = CHC (H) (X) CH (CH3) 2、
CH2 = CHC (H) (X) C6H5、
CH2 = CHC (H) (X) CH2C6H5、
CH2 = CHCH2 C (H) (X) 一 C02R、
CH2 = CH (CH2) 2 C (H) (X) — CO2R、
CH2 = CH (CH2) a C (H) (X) - C〇2R、
CH2 = CH (CH2) 8 C (H) (X) - C〇2R、
CH2 = CHCH2 C (H) (X) — C6H5、
CH2 = CH (CH2) 2 C (H) (X) - C6H5、
CH2 = CH (CH2) a C (H) (X) — C6H5、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 Rは炭素数 1~20の アルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基)
等を挙げることができる。
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-C6H4-S02X,
o -, m— , p -CH2 = CH- (CH2) n— O— C 6 H 4 - S〇 2 X、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 nは 0〜20の整数) 等である。
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 6に示す構造を有するものが例示される。
R1 XR12C (X) — R13— R14— C (H) (R 1 °) CH?— [S i (R16
2 -b (Y) hO] m m— S i (R17) 3一 a (Y) (6)
(式中、 R 10、 R1 1, R12、 R1 3、 R14、 Xは上記に同じ、 R1 6、 R 17 は、 いずれも炭素数 1〜20のアルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基、 または (R' ) 3S i O— (R' は炭素数 1〜20の 1価の炭化水素基であって、 3個 の R' は同一であってもよく、 異なっていてもよい) で示されるトリオルガノシ 口キシ基を示し、 R 16または R 17が 2個以上存在するとき, それらは同一であ つてもよく、 異なっていてもよい。 Yは水酸基または加水分解性基を示し、 Yが 2個以上存在するときそれらは同一であってもよく、 異なっていてもよい。 aは 0, 1, 2, または 3を、 また、 bは 0, 1, または 2を示す。 mは 0〜 19の 整数である。 ただし、 a +mb≥ 1であることを満足するものとする)
一般式 6の化合物を具体的に例示するならば、
XCH2C (O) 0 (CH2) n S i (OCH3) 3、
CH3C (H) (X) C (O) O (CH2) n S i (OCH3) 3、
(CH3) 2 C (X) C (O) O (CH2) nS i (OCH3) 3、
XCH2 C (O) O (CH2) n S i (CH3) (OCH3) 2、
CH3 C (H) (X) C (O) O (CH2) nS i (CH3) (OCH3) 2、
(CH3) 2C (X) C (〇) O (CH2) nS i (CH3) (OCH3) 2、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 ヨウ素、 nは 0〜20の整数)
XCH2C (O) 〇 (CH2) n〇 (CH2) mS i (OCH3) 3、
H3CC (H) (X) C (〇) 〇 (CH2) nO (CH2) mS i (OCH3) 3、 (H3C) 2C (X) C (O) 〇 (CH2) n〇 (CH2) mS i (OCH3) 3、 CH3 CH2 C (H) (X) C (O) 〇 (CH2) nO (CH2) mS i (OCH
3) 3、
XCH2 C (O) O (CH2) nO (CH2) mS i (CH3) (OCH3) 2、 H3CC (H) (X) C (O) O (CH2) nO (CH2) m- S i (CH3) ( OCH3) 2,
(H3C) 2 C (X) C (O) O (CH2) nO (CH2) m— S i (CH3) ( OCH3) 2、
CH3 CH2 C (H) (X) C (O) 〇 (CH2) n〇 (CH2) m- S i (CH
3) (OCH3) 2、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 ヨウ素、 nは 1〜20の整数、 mは 0 〜20の整数)
o, m, p -XCH2 - C 6H4- (CH2) 2S i (OCH3) 3、
◦, m, p— CH3C (H) (X) — C6H4 - (CH2) 2S i (OCH3) 3、 o, m, p-CH3CH2C (H) (X) 一 C6H4— (CH2) 2S i (OCH
3 ) 3、
o , m, p-XCH2-C6H4- (CH2) 3 S i (OCH3) 3、
o, m, p-CH3C (H) (X) — C6H4— (CH2) 3S i (OCH3) 3、 o, m, p-CHaCH2C (H) (X) — C6H4 - (CH2) 3 S i (OCH 3) 3、
o, m. p-XCH2-C6H4- (CH2) 2— 0— (CH2) 3S i (〇CH3
) 3、
o, m, p-CH3C (H) (X) -C6H4- (CH2) 2 -O- (CH2) 3 S i (OCH3) 3,
o, m, p-CH
3CH
2C (H) (X) — C
6H
4 - (CH
2) 2 -
0 - (CH
0, m, p— XCH2 - C6H4— O— (CH2) 3 S i (OCH3) 3、
o, m, p - CH3 C (H) (X) — C6H4—〇一 (CH2) 3 S i (〇CH3
) 3、
o, m, p-CH3CH2C (H) (X) —C6H4 -◦— (CH2) 3 - S i (
OCH3) 3、
o, m, p-XCH2-C6H4-0- (CH2) 2 -O- (CH2) 3 - S i ( OCH3) 3、
0, m, p— CH3C (H) (X) -C6H4-0- (CH2) 2 -O- (CH2 ) a S i (OCH3) 3,
0, m, p - CH3 CH2 C (H) (X) 一 C6H4 - O - (CH2) 2_0 - ( CH2) 3 S i (OCH3) 3,
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素)
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さらに、 一般式 7で示 される構造を有するものが例示される。
(R 17) 3—。 (Y) , S i - [OS i (R 16) ? 2—— h b (Y) h] m-CH2-C
(H) (R 1 °) R C (R 1 l) (X) R 15 R 12 (7)
(式中、 R 10、 R 1 R 12 R R 15 R 16 R a , b、 m、 X 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、
(CH3〇) 3 S i CH2CH2C (H) (X) C6H5、
(CH30) 2 (CH3) S i CH2 CH2C (H) (X) C6H5、
(CH3O) a S i (CH2) 2 C (H) (X) — C〇2R、
(CH3O) 2 (CH3) S i (CH2) 2 C (H) (X) — C〇2R、
(CH3O) 3 S i (CH2) 3 C (H) (X) — C〇2R、
(CH30) 2 (CH 3) S i (CH2) 3 C (H) (X) — C02R、
(CH3O) 3 S i (CH2) 4C (H) (X) 一 C〇2R、
(CH3O) 2 (CH3) S i (CH2) 4 C (H) (X) — C〇2R、
(CH3O) 3 S i (CH2) 9 C (H) (X) — C〇2R、
(CH3〇) 2 (CH3) S i (CH2) 9C (H) (X) 一 C02R、
(CH3O) 3 S i (CH2) 3 C (H) (X) - C6H5、
(CH3O) 2 (CH3) S i (CH2) 3 C (H) (X) — C6H5、
(CH3O) 3 S i (CH2) 4C (H) (X) — C6H5、
(CH3O) a (CH3) S i (CH2) 4C (H) (X) — C6H5、
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 Rは炭素数 1〜20の アルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基)
等が挙げられる。
上記水酸基を持つ有機ハロゲン化物、 また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、 下記のようなものが例示される。
H〇一 (CH2) n-OC (〇) C (H) (R) (X)
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 Rは水素原子または炭 素数 1〜20のアルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基、 nは 1〜20の整数)
上記アミノ基を持つ有機ハロゲン化物、 また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、 下記のようなものが例示される。
H 2 N— ( C H 2 ) n - O C (◦) C (H) ( R ) ( X)
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 Rは水素原子または炭 素数 1〜 2 0のアルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基、 nは 1〜 2 0の整数) 上記エポキシ基を持つ有機ハ口ゲン化物、 また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、 下記のようなものが例示される。
(上記の各式において、 Xは塩素、 臭素、 またはヨウ素、 Rは水素原子または炭 素数 1〜 2 0のアルキル基、 ァリール基、 ァラルキル基、 nは 1〜2 0の整数) 本発明に用いられるピニル系モノマ一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—n—プロピル、 ( メタ) アクリル酸イソプロピル、 (メタ) アクリル酸一 η—プチル, (メタ) ァ クリル酸イソプチル、 (メタ) アクリル酸一 t e r t —プチル、 (メタ) ァクリ ル酸ー n—ペンチル、 (メタ) アクリル酸一 η—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 η—ヘプチル、 (メタ) アクリル酸— η —ォクチル、 (メタ) アクリル酸— 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) アクリル酸ドデシル、 (メ夕) ァク リル酸フエニル、 (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) アクリル酸一 3—メトキシ プチル、 (メタ) アクリル酸一 2—ヒドロキシェチル、 (メタ〉 アクリル酸一 2 ーヒドロキシプロピル、 (メタ) アクリル酸ステアリル、 (メタ) アクリル酸グ リシジル、 (メタ) アクリル酸一 2—アミノエチル、 了一 (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) アクリル酸一 2
一トリフルォロメチルェチル、 (メタ) アクリル酸— 2—パ一フル才ロェチルェ チル、 (メタ) アクリル酸一 2—パーフルォロェチル— 2—パーフルォロブチル ェチル、 (メタ) アクリル酸一 2—パーフルォロェチル、 (メタ) アクリル酸パ —フルォロメチル、 (メタ) アクリル酸ジパーフルォロメチルメチル、 (メタ) アクリル酸一 2—パ一フルォロメチル一 2—パー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、 (メ夕) アクリル酸一 2—パ —フルォロデシルェチル、 (メタ) アクリル酸一 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一;スチレン、 ビニルトルエン、 α—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、 パーフルォロプロピレン、 フッ化ビニリデン 等のフッ素含有ビニルモノマー; ビニルトリメトキシシラン、 ビニルトリエトキ シシラン等のゲイ素含有ビニル系モノマー;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、 フエ二 ルマレイミド、 シクロ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 二トリル、 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ー; ァクリル アミド、 メ夕クリルアミ ド等のアミド基含有ビニル系モノマー:酢酸ピニル、 プ 口ピオン酸ビニル、 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;塩化ピニル、 塩化ビニリデン、 塩化ァリル、 ァリルアルコ一 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。 共重合させる場合は、 ランダム共重合でもブロック共重合でも構わない 力 ブロック共重合が好ましい。 なかでも、 生成物の物性等から、 (メタ) ァク リル系単量体、 アクリロニトリル系単量体、 芳香族ピニル系単量体、 フッ素含有 ビニル系単量体及びケィ素含有ビニル系単量体が好ましい。 より好ましくは、 ァ クリル酸エステルモノマー及びメ夕クリル酸エステルモノマ一であり、 更に好ま しくは、 アクリル酸ブチルである。 本発明においては、 これらの好ましいモノマ
—を他のモノマーと共重合させても構わなく、 その際は、 これらの好ましいモノ マーが重量比で 4 0 %含まれていることが好ましい。 なお上記表現形式で例えば (メ夕) アクリル酸とは、 アクリル酸およびノあるいはメタクリル酸を表す。 本発明のリビングラジカル重合は無溶剤または各種の溶剤中で行うことができ る。 上記溶媒としては、 例えば、 ベンゼン、 トルエン等の炭化水素系溶媒; ジェ チルエーテル、 テトラヒドロフラン、 ジフエ二ルェ一テル、 ァニソール、 ジメト キシベンゼン等のェ一テル系溶媒;塩化メチレン、 クロ口ホルム、 クロ口べンゼ ン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 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、 プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒等が举げられる。 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、 ェマルジヨン系もしくは 超臨界流体 C O 2を媒体とする系においても重合を行うことができる。
また、 本発明の重合は、 特に限定はされないが、 0 :〜 2 0 0 の範囲で行う ことができ、 好ましくは室温〜 1 5 0でである。
このようなリビングラジカル重合の終点において、 2つ以上の重合性の炭素一 炭素二重結合を有する化合物を添加すると、 カップリング反応が起こり、 鎖延長 された、 あるいは、 星形構造を持つ重合体が生成する。 この場合、 上記 2つ以上 の重合性の炭素一炭素二重結合を有する化合物の使用量によっては、 鎖延長され た重合体であって星型構造を持たないものが生成することもあり、 又は、 星型構 造を持つ重合体が生成することもある。 本発明は、 この両方の場合を含むもので ある。 重合の終点とは、 単量体の好ましくは 8 0 %以上が反応した時点、 さらに 好ましくは 9 0 %以上が反応した時点、 特に好ましくは 9 5 %以上が反応した時 点、 最も好ましくは 9 9 %以上が反応した時点である。
2つ以上の重合性の炭素一炭素二重結合を有する化合物としては、 限定はされ ないが、 一般式 1 、 2、 3に示される化合物から選ばれる。
(上の式中、 R1は Ph、 CN、 C02R3 (R3は一価の有機基) から選ばれる 基であり, 且つ、 R 2は二価以上の有機基であり、 nは 2以上の整数である。 〉
(上の式中、 R ¾H、 Me、 炭素数 1から 20の有機基から選ばれる基であり、 且つ、 R 5は二置換以上のベンゼン基、 ナフタレン基であり、 nは 2以上の整数 である。 )
(上の式中、 R°は H、 Me, CN、 炭素数 1から 20の有機基から選ばれる基 であり、 且つ、 R 7は二価以上の有機基であり、 nは 2以上の整数である。 ) 上記各式において、 R3、 R4及び R6で表される一価の有機基としては、 特に 限定されないが、 以下のものが例示される。
- (CH2) n-CH3,
— CH (CH3) - (CH2) n_CH3、
一 CH (CH2CH3) 一 (CH2) n - CH3、
― CH (CH2CH0) 2、
— C (CH3) 2— (CH2) n - CH3、
— C (CH3) (CH2 CH3) - (CH2) n— CH3、
_C6H5、
— C H 5 ( C H ¾ ) 、
一 C 6H 5 (C H 3) 2、
― (し H2) n— C 6 H 5 ,
― (CH2) n— C6H5 (CH3) 、
- (CH2) n-C6H5 (CH3) 2
( nは 0以上の整数で、 各基の合計炭素数は 20以下)
上記各式において、 尺2及び1 7は、 二価以上の有機基であり、 限定はされな いが, 以下のようなものが例示される。
一 (CH2) π - (ηは、 1〜20の整数を表す。 ) ; — CH (CH3) ―、 一 CH (CH2CH3) ―、 一 C (CH3) 2一、 一 C (CH3) (CH2CH3) -、 - C (CH2CH3) 2 -、 ― CH2CH (CH3) - ; 一 (CH2) n - O - C H2— (nは, 1〜 1 9の整数を表す。 ) ; ― CH (CH3) 一〇— CH2—、 一 CH (CH2CH3) ― O— CH2—、 ― C (CH3) 2— O - CH2 -、 —C (CH3) (CH2CH3) -〇— CH2—、 — C ( C H 2 C H 3 ) 2_〇— CH2 -、 一 (CH2) 2 -〇C (〇) — : — (CH2) n-OC (O) - (CH2) m - ( m及び nは、 同一又は異なって、 0〜19の整数を表す。 ただし、 0≤m+n≤ 19を満たす。 ) ; - (CH2) n-C (O) O— (CH2) m— (m及び nは、 同一又は異なって、 0〜19の整数を表す。 ただし、 0≤m+n≤ 19を満たす。 ) ; - C H 2 - C (O) 〇一 (CH2) 2 - O - CH2_、 -CH (CH3) ― C (〇) 〇一 (CH2) 2—〇— CH2—、 等が挙げられる。
また、 尺2及び! 7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—, D - C 6H4 o -, m—, p— C6H4— CH2—、 o ―, m— , D -C6H4-0-CH2-, o -, m-. p-C6H4-0-CH ( CH3) ―、 o—, m— , p-C6H4-0-C (CH3) 2- ; o - , m-, p — C6H4― (CH2) n— (nは、 0〜14の整数を表す。 ) ; o― , m—, p ― C6H4—〇ー (CH2) n— (nは、 0〜14の整数を表す。 ) ; o—, m—, P— CH2— C6H4—、 o—, m—, p― CH 2— C 6H4— CH2—、 o—, m-, p— CH2— C6H4—〇—CH2—、 o—, m—, p— CH2— C6H4 ― O— CH (CH3) - ; o -, m—, p_CH2— C6H4—〇— C (CH3) 2— ; o—, m—, p -CH2-C6H4- (CH2) n— (nは、 0〜 1 3の整
数を表す。 ) : o— , m— , p -CH2-C6H4-0- (CH2) n— (nは、 0〜 1 3の整数を表す。 ) ; o—, m—, p - C (O) -C6H4-C (〇) O 一 (CH2) n— (nは、 0〜12の整数を表す。 ) 等が挙げられる。
上記化合物を具体的に例示するならば、 特に限定はされないが、 1, 3—ジビ ニルベンゼン、 1, 4ージビニルベンゼン、 1, 2—ジイソプロぺニルベンゼン、 1, 3—ジイソプロぺニルベンゼン、 1, 4ージイソプロぺニルベンゼン、 1, 3—ジビニルナフタレン、 1, 8—ジビニルナフタレン、 2, 4—ジピニルビフ ェニル、 1, 2—ジビニルー 3, 4—ジメチルベンゼン、 1, 3—ジビニルー 4, 5, 8—トリブチルナフ夕レン、 2, 2' —ジビニルー 4一ェチル—4' 一プロ ピルピフエ二ル等のポリビニル芳香族化合物、 エチレングリコールジメタクリレ ート、 エチレングリコールジァクリレ一ト等のポリ (メタ) ァクリレート等が挙 げられる。 これらの内では、 ポリビニル芳香族化合物が好ましく、 さらにジビニ ルベンゼンが好ましい。
重合性のアルケニル基を 2つ以上持つ化合物を添加する量は、 特に限定はされ ないが、 好ましくはそのォレフィンの数が、 腕となる重合体の成長末端の数と同 数以上である。 少ない場合は、 カップリングされない重合体が多量に残存してし まうことがある。 さらに好ましくは、 重合性のアルケニル基を 2つ以上持つ化合 物を添加する量は、 特に限定されないが、 そのォレフィンの数が、 腕となる重合 体の成長末端の数の 20倍以下、 より好ましく 10倍以下、 特に好ましくは 5倍 以下である。
このカップリング剤添加後の反応条件は、 特に限定はされないが、 腕となる重 合体の重合条件と同じで構わない。
また、 本発明は、 本発明の方法により得ることができる重合体である。 この重 合体は本発明の方法により製造されたものに限定されるものではない。
本発明の重合体は、 限定はされないが、 分子量分布、 すなわち、 ゲルパーミエ —シヨンクロマトグラフィー (GPC) で測定した重量平均分子量 (Mw〉 と数 平均分子量 (Mn) の比 (MwZMn) が狭いという特徴も有する。 分子量分布 の値は好ましくは, 3以下であり、 更に好ましくは 2以下であり、 より好ましく は 1. 8以下であり、 特に好ましくは 1. 6以下であり、 特別に好ましくは 1.
4以下であり、 最も好ましくは 1 . 3以下である。 本発明での G P C測定におい ては、 特に限定はされないが、 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。 星形重合体の G P Cで測定した分子量は一般に真の分子量より も低く出ることが知られている。
本発明により得られた末端に水酸基を有する重合体は、 水酸基と反応可能な官 能基を 1分子中に 2個以上有する化合物と合わせることにより硬化性の組成物が 得られる。
本発明の末端に水酸基を有する重合体 (これ以降、 重合体 ( I ) と表す) を含 有する組成物は、 重合体 ( I ) に加えて、 従来公知の水酸基を有する低分子化合 物や従来公知の水酸基を有するポリマ一 (アクリルポリオ一ル、 ポリェ一テルポ リオール、 ポリエステルポリオール、 ポリカーボネートポリオール、 ポリブ夕ジ エンポリオール、 ポリオレフインポリオ一ル等) を含んでいても良い。
水酸基と反応可能な官能基を 1分子中に 2個以上有する化合物(a ) としては、 特に限定はされないが、 例えば、 1分子中に 2個以上のイソシァネート基を有す る化合物 (b ) メチロール化メラミンおよびそのアルキルエーテル化物または低 縮合化物などのアミノブラスト樹脂 (c ) 、 多官能カルボン酸およびそのハロゲ ン化物などの 1分子中に 2個以上のカルボキシル基を有する化合物 (d ) などが 挙げられる。
1分子中に 2個以上のィゾシァネート基を有する化合物 (b ) は、 いわゆる、 多官能イソシァネート化合物である。 この多官能イソシァネート化合物 (b ) と しては、 従来公知のものをいずれも使用することができ、 例えば、 トルイレンジ イソシァネート、 4 , 4 ' ージフエニルメタンジイソシァネート、 へキサメチル ジイソシァネート、 キシリレンジイソシァネート、 メタキシリレンジイソシァネ ート、 1, 5 —ナフタレンジイソシァネート, 水素化ジフエニルメタンジイソシ ァネート、 水素化トルイレンジイソシァネート、 水素化キシリレンジイソシァネ ―ト、 イソホロンジイソシァネート等のイソシァネート化合物;スミジュール N (住友バイエルウレタン社製) の如きビュレツトポリイソシァネート化合物:デ スモジュール I L、 H L (バイエル A. G . 社製) 、 コロネート E H (日本ポリ
ウレタン工業 (株) 製) の如きイソシァヌレート環を有するポリイソシァネート 化合物; スミジュール L (住友バイエルウレタン (株) 社製) の如きァダクトポ リイソシァネート化合物、 コロネ一ト HL (日本ポリウレタン社製) の如きァダ クトポリイソシァネート化合物等を挙げることができる。 これらは、 単独で使用 しうるほか、 2種以上を併用することもできる。 またブロックイソシァネートを 使用しても構わない。
重合体 (I) と、 多官能イソシァネート化合物 (b) とを含んでなる組成物の よりすぐれた耐候性を生かすためには、 多官能イソシァネート化合物 (b) とし ては、 例えば, へキサメチレンジイソシァネート、 水素化ジフエニルメタンジィ ソシァネート、 スミジュール N (住友バイエルウレタン社製〉 等の芳香環を有し ないィゾシァネート化合物を用いるのが好ましい。
重合体 (I) と、 1分子中に 2偭以上のイソシァネート基を有する多官能イソ シァネート化合物 (b) との配合比については, 特に限定はされないが、 たとえ ば、 この化合物 (b) が有するイソシァネート基と、 重合体 (I) が有する水酸 基との比率 (NCOZOH (モル比) ) が 0. 5〜: L. 5であることが好ましく、 0. 8〜1. 2であることがより好ましい。 ただし、 この組成物を、 優れた耐候 性が要求される用途に用いる場合は、 NCOノ OH=3. 0程度までのモル比で 用いることもある。
なお、 重合体 (I) 含有組成物中の成分である重合体 (I) と、 多官能性イソ シァネート化合物 (b) とのウレタン化反応を促進するために、 必要に応じて、 有機スズ化合物や第 3級ァミン等の公知の触媒を用いることは自由である。
重合体 ( I) 含有組成物に用いられるアミノブラスト樹脂 (c) としては、 特 に限定はされないが、 たとえば、 下記一般式で表わされるトリアジン環含有化合 物とホルムアルデヒドとの反応物 (スチロール化物) 、 前記トリアジン環含有化 合物とホルムアルデヒドとの低縮合化物、 これらの誘導体、 ならびに尿素樹脂な どが挙げられる。
(式中、 Xはァミノ基、 フエニル基、 シクロへキシル基、 メチル基またはビニル 基を表わす。 )
上記一般式で表わされるトリアジン環含有化合物としては、 特に限定はされな いが, 例えば, メラミン、 ベンゾグアナミン、 シクロへキサンカルボグアナミン、 メチルグアナミン、 ビニルグアナミンなどを挙げることができる。 これらは、 1 種のみ用いてもよいし、 2種以上を併用してもよい。
前記トリアジン環含有化合物とホルムアルデヒドとの反応物またはその誘導体 としては、 特に限定されないが、 へキサメトキシメチルメラミンゃテトラメトキ シメチルペンゾグアナミン等が挙げられる。 また、 前記トリアジン環含有化合物 とホルムアルデヒドとの低縮合化物またはその誘導体としては、 特に限定はされ ないが、 例えば、 前記トリアジン含有化合物が、 — NH— CH2—〇— CH2— NH—結合および/ /または一 NH— CH2_NH—結合を介して数個結合した低 縮合化物やアルキルエーテル化ホルムアルデヒド樹脂 (サイメル (三井サイアナ ミド (株) 製) ) などが挙げられる。 これらのアミノブラスト樹脂 (C ) は、 1 種のみを用いてもよいし、 2種以上を併用してもよい。
前に例を示したァミノプラスト樹脂 (c) を合成する際に用いられる前記トリ アジン環含有化合物とホルムアルデヒドとの比率は、 使用される用途により異な るが、 これらのトリアジン環含有化合物とホルムアルデヒドとのモル比 (トリァ ジン環含有化合物ノホルムアルデヒド) が 1〜6の範囲であることが好ましい。 次に、 重合体 (1〉 と、 化合物 (a) としてアミノブラスト樹脂 (c) とを必 須成分として含む、 重合体 (I) 含有組成物における、 重合体 (I) とアミノブ ラスト樹脂 (c) との比率 (重量比) は、 95 : 5〜 50 : 50が好ましく、 8 0 : 20〜60 : 40がより好ましい。
重合体 (I) およびアミノブラスト樹脂 (c) を必須成分とする、 重合体 ( I ) 含有組成物中に、 反応を促進するためにパラトルエンスルホン酸、 ベンゼンス
ルホン酸等の従来公知の触媒を用いることは自由である。
重合体 (I) 含有組成物に用いられる、 1分子中に 2個以上の力ルポキシル基 を有する化合物 (d) としては、 特に限定はされないが、 たとえば、 シユウ酸、 マロン酸、 コハク酸、 グルタル酸、 アジピン酸、 フタル酸、 無水フタル酸、 テレ フタル酸、 トリメリット酸、 トリメリット酸無水物、 ピロメリット酸、 無水ピロ メリット酸、 マレイン酸、 無水マレイン酸、 フマル酸、 ィタコン酸、 ジフェン酸、 ナフ夕レンジカルポン酸などの多官能カルボン酸またはその無水物、 および、 こ れらのハロゲン化物、力ルポキシル基を複数個有するポリマーなどが挙げられる。 化合物 (d) は、 1個のみを用いてもよいし、 2個以上を併用してもよい。 化合 物 (d) と、 重合体 (I) 中の水酸基とのモル比 (化合物 (d) /重合体 (I) 中の水酸基) は、 1〜3であることが好ましく、 1〜 2であることがより好まし い。
本発明において製造された重合体は、 限定はされないが、 潤滑油組成物等に使 用される。 また、 末端に官能基をもつ重合体の場合、 その水酸基、 架橋性シリル 基、 あるいは、 アルケニル基などの官能基をそのまま利用する、 あるいは架橋性 シリル基などの他の官能基に変換して架橋反応を起こすことにより、 エラストマ 一にすることができる。 こ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、 この発明の具体的な実施例を示すが、 この発明は、 下記実施例に限定 されるものではない。 実施例 1
3 OmLのガラス反応容器に、 アクリル酸ブチル ( 10. OmL、 8. 94 g, 69. 75 mm o 1 ) 、 臭化第一銅 (250mg、 1. 74 mm o 1 ) 、 ベン夕 メチルジェチレントリアミン ( 0. 364 mL、 302mg, 1. 74mmo 1 ) 、 およびトルエン (lmL) を仕込み、 冷却後減圧脱気したのち窒素ガスで置
換した。 よく撹拌した後、 2—ブロモプロピオン酸メチル (0. 195mL、 2 91mg、 1. 74mmo 1 ) を添加し、 70でで加熱撹拌した。 30分後にジ ビニルベンゼン (3. 49mmo 1 ) を添加し、 70 で加熱撹拌を継統した。 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、 瀘液を希塩酸で 2回、 ブラインで 1回洗浄した。 有機層を N a 2 S〇4で乾燥し、 揮発分を減圧 下留去し、 星形ポリ (アクリル酸プチル) を得た。 ジビエルベンゼンを添加する 時点で、 アクリル酸ブチルの反応率は 99%以上で、 生成した重合体の数平均分 子量は GPC測定 (ポリスチレン換算) により 4900、 分子量分布は 1. 26 であった。 最終的に得られた主生成物は、 数平均分子量 52100 、 分子量分 布 1. 24であった。 実施例 2
3 OmLのガラス反応容器に、 アクリル酸ブチル ( 10. OmL、 8. 94 g, 69. 75mmo 1 ) 、 臭化第一銅 (25 Omg、 1. 74mmo 1 ) 、 ペン夕 メチルジェチレントリアミン (0. 364mL、 302mgv 1. 74mmo 1 ) 、 およびトルエン (lmL) を仕込み、 冷却後減圧脱気したのち窒素ガスで置 換した。 よく撹拌した後、 2—ブロモプロピオン酸メチル (0. 195mL、 2 91mg、 1. 74mmo 1 ) を添加し、 70 で加熱撹拌した。 30分後にジ ビニルベンゼン (0. 87mmo l ) を添加し、 70 で加熱撹拌を継続した。 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 Na 2 SO4で乾燥し、 揮発分を減圧 下留去し, 星形ポリ (アクリル酸プチル) を得た。 ジビニルベンゼンを添加する 時点で、 アクリル酸ブチルの反応率は 99 %以上で、 生成した重合体の数平均分 子量は G PC測定 (ポリスチレン換算) により 4800、 分子量分布は 1. 22 であった。 最終的に得られた主生成物は、 数平均分子量 33300, 分子量分布 1. 19であった。 実施例 3
3 OmLのガラス反応容器に、 アクリル酸ブチル ( 10. OmL、 8. 94 g.
69. 75 mm o 1 ) 、 臭化第一銅 (250mg、 1. 74 mm o 1 ) 、 ペン夕 メチルジェチレントリアミン (0. 364mL、 302mg、 1. 74mmo 1 ) 、 およびトルエン (lmL) を仕込み、 冷却後減圧脱気したのち窒素ガスで置 換した。 よく撹拌した後、 ブロモプロピオン酸— 2—ヒドロキシェチル (344 mg、 1. 74mmo 1 ) を添加し、 70 で加熱撹拌した。 35分後にジビニ ルベンゼン (0. 87mmo l ) の n—へキサン溶液を添加し、 70"Cで加熱撹 拌を継続し、 8時間後に反応を停止した。 混合物を酢酸ェチルで希釈し、 活性ァ ルミナのカラムを通して触媒を除去し、 水酸基を末端に有する星形ポリ (ァクリ ル酸ブチル) を得た (収量 5. 20 g) 。 アクリル酸ブチルの反応率は 99 %以 上で、 最終的に得られた主生成物である星形重合体の数平均分子量は G PC測定 (ポリスチレン換算) により 36000、 分子量分布は 1. 58であった。 実施例 4
実施例 3で得られた水酸基を末端に有する星形ポリ (アクリル酸プチル) (0. 5 g) と下式に示す 3官能イソシァネート化合物 (一方社油脂製 B— 45) (0. 1 35 g) をよく混合した。 なお、 混合割合は、 (メタ) アクリル系重合体の水 酸基と、 イソシァネ一ト化合物のィソシァネ一ト基がモル比で 1 1となる量と した。
上記混合物を減圧下に脱泡し、 型枠に流し込んで 80"€で1 5時間加熱硬化さ せた。 ゴム状の硬化物が得られた。得られた硬化物をトルエンに 24時間浸漬し、 前後の重量変化から、 ゲル分率を算出した。 結果は 96%であり、 末端に定量的 に水酸基が導入されていることが確認された。
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実施例 5
10 OmLのガラス反応容器に、 2—ブロモプロピオン酸メチル (0. 195 mL、 29 lmg, 1. 74mmo 1 ) を開始剤、 臭化第一銅 (250mg、 1. 74mmo 1 ) 、 ペンタメチルジェチレントリアミンを触媒として、 アクリル酸 ブチル (10. OmL、 8. 94 g、 69. 75mmo 1 ) を 70"Cで重合した。 重合率が 98%の時点で、 ジピニルベンゼン (0. 87mmo l) を添加し、 重 合を継続した。 図 1に重合系からのサンプリング物の GP C分析の経時変化を示 す。 すなわち、 (1— 1) から (1— 4) に至る時間の経過とともに、 重合体の 分子量分布は変化している。 ジビニルベンゼン添加前の直鎖重合体は数平均分子 量 6000、 分子量分布 1. 38で, 最終的な星形重合体は数平均分子量 340 00、 分子量分布 1. 57であった。 ほぼ全ての直鎖重合体が星型重合体となり、 しかも、 生成した星形重合体は単分散で分子量分布が非常に狭いことが解る。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 様々なラジカル重合性の単量体から、 容易に構造を制御した 鎖延長された、 あるいは星形構造を持つ重合体が得られ、 また、 官能基を末端に 持つ同様の重合体も得ることができる。 また、 本発明の重合体は分子量分布が狭 いという特徵も持つ。 水酸基を末端に有する重合体と水酸基と反応可能な官能基 を 1分子中に 2個以上有する化合物とから硬化性組成物が得られる。