WO2009081591A1 - オニウム塩含有ポリマー - Google Patents
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Definitions
- conjugated diene monomer examples include butadiene monomers. More specifically, 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethylbutadiene, 2-ethyl-1,3-butadiene, 1 , 3-pentadiene and the like can be exemplified, and these can be used singly or in combination of two or more.
- Examples of the monomer having a carboxyl group in the polymer side chain include methacrylic acid. In anionic polymerization, these carboxyl groups are converted into tertiary ester compounds such as t-butyl group and 1-ethylcyclohexyl group, and the like. Protected with ethoxyethyl group, 1-pyranyl group, etc., and used after deprotection after polymerization. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
- an additive such as an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt can be added at the start of the polymerization or during the polymerization, if necessary.
- additives include mineral salts and halides such as sodium, potassium, barium, magnesium sulfate, nitrate, and borate.
- examples include barium chloride, bromide, iodide, lithium borate, magnesium nitrate, sodium chloride, and potassium chloride.
- lithium halides such as lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, and lithium fluoride are preferable, and lithium chloride is particularly preferable.
- the polymer of the present invention alone or the composition containing the polymer of the present invention can be suitably used as a water / oil repellent.
- the composition containing the polymer of the present invention is used as a water / oil repellent, there are no particular restrictions on the other components, and these are existing resins, rubbers, aqueous or oily liquid media other than the polymer of the present invention. Alternatively, various powders or a mixture thereof may be used.
- R 1 and R 9 have the same definitions as in formula (II).
- R 14 is a group containing a structure represented by the following formula ⁇ Wherein R 15 to R 21 represent a lower hydrocarbon group.
- X represents a halogen atom or R 22 —SO 3 — (R 22 represents an alkyl group, an alkoxy group, an alkyl group, a nitro group, or a phenyl group which may be substituted with a halogen atom. Represents.) ⁇ ]
- n-BuLi solution (2.06 g; 5.0 mmol) was added and stirred for 8 minutes, and then t-butyl crotonate (0.44 g; 3.1 mmol) was added and stirred for 17 minutes.
- diethylzinc hexane solution (3.98 g; 5.5 mmol) was added, then 3- [tris (trimethylsilyloxy) silyl] propyl methacrylate (TMSPMA) (12.76 g; 30.30 g) in THF (8.2 g).
- Synthesis Example 4 Synthesis of AMA / TMSPMA ⁇ MA (28-10-62) Polymer THF (123.2 g) and 3.80% lithium chloride THF solution (15.87 g: 14.2 mmol) was added, and while stirring with a stirrer, an n-BuLi solution (0.84 g; 2.0 mmol) was added at room temperature, followed by stirring for 15 minutes. Subsequently, the mixture was cooled to ⁇ 40 ° C., n-BuLi solution (1.71 g; 4.1 mmol) was added, then t-butyl crotonate (0.58 g; 4.1 mmol) was added, and the mixture was stirred for 15 minutes.
- allyl methacrylate (13.38 g; 106.1 mmol) was added to THF (11.14 g), and a solution dehydrated with diethylzinc hexane solution (0.63 g; 0.9 mmol) was added dropwise over 9 minutes to complete the addition. The mixture was stirred for 3 minutes.
- 1-ethoxyethyl methacrylate (8.11 g; 51.3 mmol) was added to THF (11.27 g), and a solution dehydrated with diethyl zinc hexane solution (0.55 g; 0.8 mmol) was added dropwise over 8 minutes. The mixture was stirred for 10 minutes after completion of the dropping.
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Abstract
Description
しかし、相分離を起こさせるためには通常、分子量が1万以上であることが条件となる。つまり、それ以下の分子量では相分離が起こらないために使用ができないという問題がある。また、ブロックポリマーなので溶解性が良いとしているが、当該文献の実施例のものは、通常のトルエン等の炭化水素系溶媒、THF等のエーテル系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒、メタノール等のアルコール系溶媒やアクリレート誘導体やメタクリル誘導体等のUV硬化性モノマーに溶解せず、組成によっては水への溶解性も示さない。唯一可能な溶媒としては、ジメチルスルホキシドやジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒等の特殊溶媒である。従って、例えば無溶媒型のUV硬化樹脂等に使用する場合や、揮発性の高い溶媒が要求される用途等には不適であるとともに、非プロトン性極性溶媒に耐えうる基材にしかコーティングできないなど、使用される場面が限定される。
なお、本発明者らは、当該文献の発明の追試のために、発明者らの方法でポリマーを合成し、当該文献の方法でポリマーの4級化を行ったところ、ポリマーは沈殿せずゲル状になり、当該文献の実施例のようにはポリマーを取り出すことはできなかった。
また、当該文献ではポリマーの4級化をヨウ化メチルで行っているが、ヨウ素は着色の原因になりやすく、追試中にもレモン色に着色を生じた。着色はディスプレイ等の無色透明を要求される用途には使用不可となる。
しかしこのアイオノマーはゴルフボールの耐久性、リバウンド性、耐摩耗性などを改善するためのもので帯電防止とは無関係であり、ここから帯電防止の効果に想到することは困難である。また、このアイオノマーはランダムポリマーだと推定されるが、ランダムポリマーでは、帯電防止性・撥水性・撥油性の各特性を同時に発揮させることは難しい。
また、これらのポリマー及びそれらを配合した組成物は帯電防止機能を発現するために、その表面は親水性であり、撥水、防汚性に乏しいものとなっている。また、半導体関連に使用されるポリマー等の部材は、性能低下や腐食等を避けるため、ハロゲン原子は勿論のこと、ナトリウムやカルシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属などもppbレベルでコントロールする必要があると言われているため、通常の界面活性剤は使用しにくい点がある。
更に当該ポリマーのフィルムの表面は、撥水・撥油性に優れた特性を発現し、また、当該ポリマーを含有する組成物は、当該ポリマーの添加量が少なくても高い帯電防止機能及び組成物表面に高い撥水・撥油性を発揮できるポリマーを提供することを目的としている。
[1]少なくとも1つのブロックが、ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロックである、リニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマーや、
[2]a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、
を有してなる、リニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマーに関する。
[3]a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
を有してなる、リニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマーや、
[4]a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、及び
c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
を有してなる、リニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマーや、
[5]a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、及び
c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
からなる、リニアトリブロックポリマー、トリブロックスターポリマー又はトリブロックグラフトポリマーに関する。
[6]b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
の順でブロックの配列が規定されている[5]に記載のトリブロックポリマーや、
[7]ブロックポリマーの外側に、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、及び/又は
c)フルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロックを有し、
内側に、
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、及び、必要に応じて
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、及び/又は
c)フルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
を含有するブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマーや、
[8]各ブロックの配列が、外側から
c)フルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
の順で配列が規定されているブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマーや、
[9]a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロックの主鎖が、リビング重合可能なモノマーの重合体である、[1]~[8]のいずれかに記載のリニアブロックポリマー、又はブロックグラフトポリマーや、
[10]a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロックの主鎖が、(メタ)アクリレートである、[9]に記載のリニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマーや、
[11]各ブロックのポリマーの主鎖が、リビング重合可能なモノマーの重合体である、[1]~[10]のいずれかに記載のリニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマーや、
[12]各ブロックのポリマーの主鎖が、(メタ)アクリレートポリマーである、[11]に記載のリニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマーや、
[13]
リビングアニオン重合不活性なビニル基がアリル基である、[1]~[12]のリニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマーに関する。
[14]数平均分子量が2万以下であることを特徴とする、[1]~[13]のいずれかに記載のリニアブロックポリマーや、
[15]数平均分子量が1万以上であることを特徴とする、[1]~[13]のいずれかに記載のブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマーや、
[16]分子量分布が1.8以下であることを特徴とする、[14]に記載のリニアブロックポリマーや、
[17]分子量分布が1.8以下であることを特徴とする、[15]に記載のブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマーや、
[18]オニウム塩のカチオン成分が、4級アンモニウム、4級ホスホニウム、3級スルホニウム、4級イミダゾリウム、4級ピリジニウム、4級チアゾリウム又は4級オキサゾリウムのいずれかであることを特徴とする、[1]~[17]のいずれかに記載のポリマーに関する。
[19][1]~[18]のいずれかに記載のポリマー、及び、下記式(I)~(III)で表されるオニウム塩モノマーの1種以上を含有する組成物に関する。
式(I)
{式(I)中、R1は水素原子又は低級炭化水素基を表す。R2は水素原子、低級炭化水素基、CH2COO-又はCH2COOR10(R10は水素原子、低級炭化水素基を表し、CH2COO-の場合、その対カチオンは、アンモニウム、4級アンモニウム、ホスホニウム、4級ホスホニウム又はスルホニウムである。)を表す。R3~R8は低級炭化水素基を表す。Aは窒素原子またはリン原子を表す。}
式(II)
{式(II)中、R1、R3~R8及びAは式(I)と同じ定義である。R9は水素原子、低級炭化水素又はCH2COOR12(R12は低級炭化水素基を表す。)を表す。R11及びR12はアルキレン基を表す。}
式(III)
[式(III)中、R1、R9は式(II)と同じ定義である。R14は下記式構造を含有する基
{式中、R15~R21は低級炭化水素基を表す。Xはハロゲン原子又はR22-SO3 -(R22はハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基、アルコキシ基、もしくは、アルキル基、ニトロ基又はハロゲン原子で置換されていてもよいフェニル基を表す。)を表す。}]
[20][1]~[18]のいずれかに記載のポリマーを含有する帯電防止剤や、
[21][1]~[18]のいずれかに記載のポリマーを含有する硬化性組成物や、
[22]各ブロックの配列が、外側から
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、
c)フルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
の順で配列が規定されているブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマーを含有することを特徴とする、硬化性組成物や、
[23][3]~[18]のいずれかに記載のポリマーを含有することを特徴とする撥水・撥油剤に関する。
本発明のポリマーはポリマー側鎖にアニオンを有し、当該アニオンと対カチオンがオニウム塩構造を形成しているブロックを有することを特徴とする。対カチオンとしては特に制限されないが、対カチオンの中心の元素が窒素原子,リン原子,硫黄原子のもの等が挙げられる。
式(i)
R4N+ ・・・(i)
(式中、Rは互いに同一でも異なっていてもよく、炭素数1~4の炭化水素基を表す。)
で表される4級アンモニウムがある。
4級イミダゾリウムの具体例としては、1,3-ジメチルイミダゾリウム、1,2,3-トリメチルイミダゾリウム、1-エチル-3-メチルイミダゾリウム、1-エチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム、1,3-ジエチルイミダゾリウム、1,2-ジエチル-3-メチルイミダゾリウム、1,3-ジエチル-2-メチルイミダゾリウム、1,2-ジメチル-3-n-プロピルイミダゾリウム、1-n-ブチル-3-メチルイミダゾリウム、1-メチル-3-n-プロピル-2,4-ジメチルイミダゾリウム、1,2,3,4-テトラメチルイミダゾリウム、1,2,3,4,5-ペンタメチルイミダゾリウム、2-エチル-1,3-ジメチルイミダゾリウム、1,3-ジメチル-2-n-プロピルイミダゾリウム、1,3-ジメチル-2-n-ペンチルイミダゾリウム、1,3-ジメチル-2-n-ヘプチルイミダゾリウム、1,3,4-トリメチルイミダゾリウム、2-エチル-1,3,4-トリメチルイミダゾリウム、1,3-ジメチルベンゾイミダゾリウム、1-フェニル-3-メチルイミダゾリウム、1-ベンジル-3-メチルイミダゾリウム、1-フェニル-2,3-ジメチルイミダゾリウム、1-ベンジル-2,3-ジメチルイミダゾリウム、2-フェニル-1,3-ジメチルイミダゾリウム、2-ベンジル-1,3-ジメチルイミダゾリウム、1,3-ジメチル-2-n-ウンデシルイミダゾリウム、1,3-ジメチル-2-n-ヘプタデシルイミダゾリウム等、さらには2-(2′-ヒドロキシ)エチル-1,3-ジメチルイミダゾリウム、1-(2′-ヒドロキシ)エチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム、2-エトキシメチル-1,3-ジメチルイミダゾリウム、1-エトキシメチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム等を挙げることができる。
4級イミダゾリニウムとしては、1,2,3,4-テトラメチルイミダゾリニウム、1,3-ジメチル-2-エチル-イミダゾリニウム、1,3,4-トリメチル-2-エチルイミダゾリニウム、1,3-ジメチル-2-ヘプチルイミダゾリニウム、1,3-ジメチル-2-(-3’ヘプチル)イミダゾリニウム、1,3-ジメチル-2-ドデシルイミダゾリニウム等、4級ピリジニウムとしては、N-メチルピリジニウム、N-エチルピリジニウム、N-n-プロピルピリジニウム、N-イソプロピルピリジニウム、N-n-ブチルピリジニウム等、4級ピリミジウムとしては、ピリミジウム、1,2,3-トリメチル-1,4,5,6-テトラヒドロピリミジウム等、4級オキサゾリウムとしては、3-エチル-2-メチルベンゾオキサゾリウム、N-エチルイソオキサゾリウム、N-tert-ブチル-5-メチルイソオキサゾリウム等、4級チアゾリウムとしては3-メチルベンゾチアゾリウム、3-エチル-2-メチルベンゾチアゾリウム等が挙げられる。
これ等のうち、4級アルキルアンモニウム、4級イミダゾリウムが好ましい。
カチオンの中心が硫黄原子のものとしては、3級スルホニウムが挙げられ、3級スルホニウムとして具体的にはジメチルブチルスルホニウム、オクタデシルジメチルスルホニウム等のトリアルキルスルホニウム等を挙げることができる。
ポリマー側鎖のオニウム塩量は、帯電防止効果発現の観点から、ポリマー全体のモノマーユニットに対して、オニウム塩を形成するユニットが、モル比で10モル%以上、好ましくは20モル%以上であり、より好ましくは30モル%以上である。
ポリマー側鎖のオニウム塩は、ポリマー側鎖のアニオン源の一部又は全部を中和することにより得られる。ポリマー側鎖のアニオン源はすべて中和されて塩になっていてもよいし、一部が塩になっているのでもよい。
例えば、1-エトキシエチルメタクリレート、1-ピラニルメタクリレート、t-ブチルメタクリレート、1-エチルシクロヘキシルメタクリレート等を重合し、酸で分解して、メタクリル酸を生成させる。その後にポリマーを精製し、さらに、例えばテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド(TMAOH)等で中和し、アンモニウム塩構造にすることができる。
また例えば、トリブチルホスフィン等のトリアルキルホスフィンにヨウ化メチル等のハロゲン化アルキル又はジメチル硫酸やメタンスルホン酸メチル等のスルホン酸アルキルを反応させ得られるホスホニウム塩と、側鎖にカルボン酸またはスルホン酸を有するポリマーのナトリウム塩やカリウム塩等のアルカリ金属塩物とを反応させ、塩交換することで、側鎖に対カチオンとしてホスホニウムを有するポリマーが合成できる。
リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロックのポリマー主鎖には、ブロック(a)と同様に、リビング重合可能なモノマーを使用することができる。主鎖のモノマーの側鎖としてリビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を有していてもよいし、主鎖のモノマーに、このような基を有する化合物をさらに結合してもよいが、リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を有するモノマーを用いることが好ましい。
これらのモノマーは1種単独でもいいし、2種以上用いてもよい。
ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロックのポリマー主鎖には、ブロック(a)と同様に、リビング重合可能なモノマーを使用することができる。主鎖のモノマーの側鎖としてフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を有していてもよいし、主鎖のモノマーに、このような基を有する化合物をさらに結合してもよいが、フルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を有するモノマーを用いることが好ましい。
これらのモノマーは1種単独でもいいし、2種以上用いてもよい。
本発明のポリマーは、少なくとも1つのブロックが、ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとがオニウム塩を形成しているブロックである、リニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマーである。
ブロックスターポリマーの場合、ブロックを合成した後にコアと結合してもよいし、コアからブロックポリマーを伸張して合成してもよい。
ここで、分子量分布が1.8以下とは、ポリマーをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定したときに得られる分子量分布の値をいう。ポリマーの製造において、ポリマーの官能基を保護して合成した場合に、脱保護前のポリマーと比較して、脱保護後のポリマーの分子量分布の値は、見掛け上増加することもある。この増加は脱保護前後での極性の変化等に起因するものであって、実際に分子量分布が広がっているのではなく、測定上の現象であると考えられている。本発明において、脱保護後のポリマーの分子量分布は1.8以下であることが好ましく、1.3以下であることがさらに好ましい。脱保護前のポリマーは、分子量分布が1.3以下であることが好ましく、さらに好ましくは1.2以下である。
数平均分子量が2万以下であれば硬化性組成物に使用した際に、粘度が低く抑えられ、ハンドリング性や塗布性の点で優れる。
ここで、数平均分子量が2万以下とは、1種類のポリマーの数平均分子量が2万以下であってもよいし、数平均分子量が2万以上であるポリマーと数平均分子量が2万以下であるポリマーとをブレンドして、全体の数平均分子量が2万以下となっていてもよい。
ここで、数平均分子量が1万以上とは、1種類のポリマーの数平均分子量が1万以上でもよいし、数平均分子量が1万以上のポリマーと数平均分子量が1万以下のポリマーをブレンドして、全体の数平均分子量が1万以上となっていてもよい。
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
及び、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロックを有するブロックポリマーであることが好ましい。
また、ポリマー全体のモノマーユニットに対する、リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するモノマーユニットの量は、好ましくは5%以上、さらに好ましくは10%以上、特に好ましくは20%以上である。
これら2元系ブロックポリマーには、メチルメタクリレートなど、ポリマーの機能に直接影響を与えないモノマーが共重合されていてもよい。
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
及び、
c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック
を有するブロックポリマーであることも好ましい。
ポリマー全体のモノマーユニットに対する、ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するモノマーユニットの量は、好ましくは5%以上、さらに好ましくは10%以上、特に好ましくは20%以上である。
これら2元系ブロックポリマーには、メチルメタクリレートなど、ポリマーの機能に直接影響を与えないモノマーが共重合されていてもよい。
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、及び
c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、を有するブロックポリマーであることが好ましい。
ポリマー全体のモノマーユニットに対する、リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するモノマーユニットの量は、好ましくは5%以上、さらに好ましくは10%以上、特に好ましくは20%以上である。
ポリマー全体のモノマーユニットに対する、ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するモノマーユニットの量は、好ましくは5%以上、さらに好ましくは10%以上、特に好ましくは20%以上である。
これら3元系ブロックポリマーには、メチルメタクリレートなど、ポリマーの機能に直接影響を与えないモノマーが共重合されていてもよい。
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロックの順での配列が規定されていることが好ましい。
内側に、
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、及び、必要に応じて
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、及び/又はc)フルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロックの順で配列が規定されていることが好ましい。
(a)(b)(c)以外の成分はポリマー中に1種類又は2種以上含まれていてもよい。
本発明のポリマーの製造方法は特に制限されないが、各ブロックの主鎖をリビング重合で重合させ、ブロックポリマーとすることが好ましい。リビング重合としてはリビングラジカル重合、リビングアニオン重合が挙げられるが、このうちリビングアニオン重合がさらに好ましい。
2元系以上のブロックポリマーとする場合には、各ブロックを連続的に反応させてブロックポリマー化してもよいし、それぞれのブロックを別々に反応させた後に、各ブロックを結合してもよい。リビングアニオン重合は、厳密に組成や分子量をコントロールすることができる点から好ましい。
あるブロックのモノマーを重合し、次のブロックのモノマーを重合するには、先のブロックの重合反応の終了後、次のブロックのモノマーの滴下を開始する。重合反応の進行は、モノマーの残量をガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフフィーで検出することによって確認できる。また、先のブロックのモノマー滴下終了後、モノマーや溶媒の種類により異なるが、1分~1時間攪拌後、次のブロックのモノマーの滴下を開始することもできる。
重合するブロックに複数種類のモノマーが含まれる場合には、それらを別々に滴下してもよいし、同時に滴下することもできる。
リビングアニオン重合でブロックスターポリマーの製造をする場合、ブロックポリマーを合成し、ブロックポリマーの末端アニオンと、例えば1,1,2,2,-テトラキス(4-ブロモメチルフェニル)エタン等の多官能脂肪族のハロゲン化物とを反応させたり、エチレングリコールジメタクリレート等の多官能メタクリレートを反応させたりして製造することができる。
リビングラジカル重合によってブロックスターポリマーの製造をする場合、例えば、デンドリティックなコア化合物の最外殻に存在するハロゲンを開始点として、ブロックポリマーを合成することができる。デンドリティックな最外殻にハロゲンを有する化合物としては、例えば、最外殻に水酸基を有するエステル型デンドリマーに、ブロモイソ酪酸ブロマイドを反応させたものが挙げられる。このような最外殻に水酸基を有するエステル型デンドリマーとしては、例えば、伯東社製デンドリマーや、Perstorp社製「Boltorn(登録商標)」等が挙げられる。
リビングアニオン重合でブロックグラフトポリマーの製造をする場合、例えば、スチレン骨格やメタクリル酸骨格等の幹の側鎖に脂肪族のハロゲンを有するものにブロックポリマーの末端アニオンを反応させて製造する方法、幹の側鎖にジフェニルエチレン等を導入し、そこに開始剤を反応させ、そこから側鎖に重合してブロックポリマーを合成する方法、ジブロックポリマーの末端に水酸基を導入し、メタクリル酸エステル化したマクロマーを重合する方法等が挙げられる。
リビングラジカル重合でブロックグラフトポリマーの製造をする場合、例えば、2-ヒドロキシエチルメタクリレートを含有する幹ポリマーにブロモイソ酪酸ブロマイド等を反応させ、そこを開始点としてブロックポリマーを合成する方法、ブロックポリマーの末端に水酸基を導入し、メタクリル酸エステル化したマクロマーを重合する方法等が挙げられる。
本発明のポリマーは、帯電防止性能に優れ、ポリマー単独、或いは他の物質に添加して帯電防止剤として好適に使用することができる。
帯電防止、撥水・撥油の各性能は、ブロックポリマーのそれぞれのブロックから発揮される。帯電防止性能は主に(a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロックから発揮される。撥水・撥油性は主に(c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロックから発揮され、また、このブロックは、組成物において本発明のポリマーを表面にブリードアウトさせ、帯電防止機能を発揮しやすくする機能をも有する。(b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロックは組成物において樹脂との反応に寄与し、基板との密着性を向上させる機能等を有する。
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、
c)フルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
の順で配列が規定されていることが好ましい。
式(I)
[式(III)中、R1、R9は式(II)と同じ定義である。R14は下記式で表される構造を含有する基
R22のアルキル基としては式(i)のRのアルキル基と同様のものが挙げられるほか、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t-ペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-デシル基、n-オクタデシル基等のアルキル基が挙げられる。アルコキシ基としては例えばC1~4のアルコキシ基が挙げられ、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられる。これらの基、及びフェニル基はハロゲン原子、特にフッ素原子で置換されていてもよく、例えば、ジフルオロメチル基、1,2-ジフルオロエチル基、1,3-フルオロフェニル基、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基等が挙げられる。
なお、記号「/」はブロック、「・」はランダム共重合していることを表し、()内は共重合のモル比を表す。
十分に窒素置換した200mL四口フラスコにTHF(168.2g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(5.39g:4.8mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(1.13g;2.7mmol)を加え、45分間攪拌した。その後、-50℃に冷却し、35分間攪拌した。続いて、n-BuLi溶液(2.06g;5.0mmol)を加え、8分間攪拌し、次いでクロトン酸t-ブチル(0.44g;3.1mmol)を加え、17分間攪拌した。次に、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(3.98g;5.5mmol)を加え、その後、THF(8.2g)に3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート(TMSPMA)(12.76g;30.2mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.52g;0.7mmol)で脱水した溶液を20分かけて滴下し、滴下終了後10分攪拌した。次いで、THF(10.6g)にアリルメタクリレート(AMA)(4.53g;35.9mmol)と1-エトキシエチルメタクリレート(MA)(7.61g;48.1mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.64g;0.9mmol)で脱水した溶液を18分かけて滴下し、滴下終了後60分攪拌し、メタノール(1.15g)を加えキリングした。各重合段階のガスクロ測定では、3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート、1-エトキシエチルメタクリレート、アリルメタクリレートは検出されなかった。
得られた重合液に塩酸(2.00g;19.7mmol)を加え、室温で数時間攪拌後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、濾過後、40℃で減圧乾燥させた。得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=6800、Mw/Mn=1.29であった。
十分に窒素置換した200mL四口フラスコにTHF(158.9g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(5.21g:4.7mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(1.13g;2.7mmol)を加え、25分間攪拌した。その後、-50℃に冷却し、55分間攪拌した。続いてn-BuLi溶液(2.05g;4.9mmol)を加え、10分間攪拌し、次いでクロトン酸t-ブチル(0.50g;3.5mmol)を加え、15分間攪拌した。次に、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(3.39g;4.7mmol)を加え、その後、THF(9.1g)にアリルメタクリレート(6.69g;53.0mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.48g;0.7mmol)で脱水した溶液を10分かけて滴下し、滴下終了後5分攪拌した。次いで、THF(11.6g)に3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート(10.44g;24.7mmol)と1-エトキシエチルメタクリレート(4.37g;27.6mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.77g;1.1mmol)で脱水した溶液を15分かけて滴下し、滴下終了後60分攪拌し、メタノール(1.20g)を加えキリングした。各重合段階のガスクロ測定では、アリルメタクリレート、3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート、1-エトキシエチルメタクリレートは検出されなかった。
得られた重合液に塩酸(2.38g;2.4mmol)を加え、室温で数時間攪拌後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、濾過後、40℃で減圧乾燥させた。得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=6400、Mw/Mn=1.49であった。
十分に窒素置換した200mL四口フラスコにテトラヒドロフランTHF(123.3g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(15.93g:14.3mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(0.57g;1.4mmol)を加え、20分間攪拌した。続いて、-40℃に冷却し、n-BuLi溶液(1.68g;4.0mmol)を加え、次いでクロトン酸t-ブチル(0.60g;4.2mmol)を加え、15分間攪拌し、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(1.52g;2.1mmol)を加え、3分間攪拌した。その後、THF(11.32g)に3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート(9.03g;21.4mmol)と1-エトキシエチルメタクリレート(7.97g;50.4mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.62g;0.9mmol)で脱水した溶液を16分かけて滴下し、滴下終了後5分攪拌した。次いで、THF(5.57g)にアリルメタクリレート(3.97g;31.5mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.46g;0.6mmol)で脱水した溶液を4分かけて滴下し、滴下終了後60分攪拌し、メタノール(0.97g)を加えキリングした。
各重合段階のガスクロ測定では、3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート、1-エトキシエチルメタクリレート、アリルメタクリレートは検出されなかった。
得られた重合液に塩酸(1.97g;18.91mmol)を加え、室温で数時間攪拌後、トリエチルアミン(0.69g;6.82mmol)を加え、トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、濾過後、40℃で減圧乾燥させた。得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=5900、Mw/Mn=1.23であった。
十分に窒素置換した200mL四口フラスコにTHF(123.2g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(15.87g:14.2mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(0.84g;2.0mmol)を加え、15分間攪拌した。続いて、-40℃に冷却し、n-BuLi溶液(1.71g;4.1mmol)を加え、次いでクロトン酸t-ブチル(0.58g;4.1mmol)を加え、15分間攪拌し、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(1.91g;2.6mmol)を加え、3分間攪拌した。その後、THF(11.95g)に3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート(4.36g;10.3mmol)と1-エトキシエチルメタクリレート(10.18g;64.4mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.84g;1.2mmol)で脱水した溶液を13分かけて滴下し、滴下終了後5分攪拌した。次いで、THF(7.27g)にアリルメタクリレート(3.81g;30.2mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.59g;0.8mmol)で脱水した溶液を7分かけて滴下し、滴下終了後60分攪拌し、メタノール(1.05g)を加えキリングした。
各重合段階のガスクロ測定では、3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート、1-エトキシエチルメタクリレート、アリルメタクリレートは検出されなかった。
得られた重合液に塩酸(2.45g;24.2mmol)を加え、室温で数時間攪拌後、トリエチルアミン(0.95g;9.4mmol)を加え、トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、濾過後、40℃で減圧乾燥させた。得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=4700、Mw/Mn=1.33であった。
十分に窒素置換した300mL五口フラスコにTHF(122.7g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(17.14g:15.4mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(0.83g;2.0mmol)を加え、20分間攪拌した。続いて、-40℃に冷却し、n-BuLi溶液(1.68g;4.0mmol)を加え、次いでクロトン酸t-ブチル(0.61g;4.3mmol)を加え、17分間攪拌し、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(1.73g;2.4mmol)を加え、3分間攪拌した。その後、THF(7.30g)にアリルメタクリレート(4.01g;31.8mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.64g;0.9mmol)で脱水した溶液を6分かけて滴下し、滴下終了後6分攪拌した。次いで、THF(11.73g)に1-エトキシエチルメタクリレート(10.26g;64.9mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.79g;1.1mmol)で脱水した溶液を11分かけて滴下し、滴下終了後7分攪拌した。続いて、THF(6.90g)に3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート(2.37g;5.6mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.62g;0.9mmol)で脱水した溶液を3分かけて滴下し、滴下終了後60分攪拌し、メタノール(1.16g)を加えキリングした。
各重合段階のガスクロ測定では、アリルメタクリレート、1-エトキシエチルメタクリレート、3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレートは検出されなかった。
得られた重合液に塩酸(2.51g;24.8mmol)を加え、室温で数時間攪拌後、トリエチルアミン(0.85g;8.4mmol)を加え、トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、濾過後、40℃で減圧乾燥させた。得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=10900、Mw/Mn=1.26であった。
十分に窒素置換した300mL五口フラスコにTHF(151.7g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(4.07g:3.7mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(0.97g;2.3mmol)を加え、20分間攪拌した。続いて、-40℃に冷却し、n-BuLi溶液(1.90g;4.6mmol)を加え、次いでジフェニルエチレン(0.71g;3.9mmol)を加え、10分間攪拌し、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.62g;0.9mmol)を加え、5分間攪拌した。その後、THF(7.92g)にアリルメタクリレート(6.80g;53.9mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.45g;0.6mmol)で脱水した溶液を5分かけて滴下し、滴下終了後6分攪拌した。次いで、THF(10.10g)に3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート(12.98g;30.7mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.49g;0.7mmol)で脱水した溶液を9分かけて滴下し、滴下終了後12分攪拌した。続いて、THF(5.48g)に1-エトキシエチルメタクリレート(3.74g;23.6mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.32g;0.4mmol)で脱水した溶液を3分かけて滴下し、滴下終了後60分攪拌し、メタノール(1.02g)を加えキリングした。
各重合段階のガスクロ測定では、アリルメタクリレート、3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート、1-エトキシエチルメタクリレートは検出されなかった。
得られた重合液に塩酸(2.50g;24.7mmol)を加え、室温で数時間攪拌後、トリエチルアミン(1.31g;13.0mmol)を加え、トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、1時間攪拌濾過後、40℃で減圧乾燥させた。得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=7000、Mw/Mn=1.18であった。
十分に窒素置換した300mL五口フラスコにTHF(151.6g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(17.08g:15.3mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(0.96g;2.3mmol)を加え、35分間攪拌した。続いて、-50℃に冷却し、n-BuLi溶液(1.64g;3.9mmol)を加え、次いでジフェニルエチレン(0.70g;3.9mmol)を加え、17分間攪拌し、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(1.03g;1.4mmol)を加え、2分間攪拌した。その後、THF(11.14g)にアリルメタクリレート(13.38g;106.1mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.63g;0.9mmol)で脱水した溶液を9分かけて滴下し、滴下終了後3分攪拌した。次いで、THF(11.27g)に1-エトキシエチルメタクリレート(8.11g;51.3mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.55g;0.8mmol)で脱水した溶液を8分かけて滴下し、滴下終了後10分攪拌した。続いて、THF(6.14g)に3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート:TMSPMA(4.43g;10.5mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.48g;0.7mmol)で脱水した溶液を6分かけて滴下し、滴下終了後60分攪拌し、メタノール(0.98g)を加えキリングした。
各重合段階のガスクロ測定では、アリルメタクリレート、3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート、1-エトキシエチルメタクリレートは検出されなかった。
得られた重合液に塩酸(2.51g;24.8mmol)を加え、室温で数時間攪拌後、トリエチルアミン(1.14g;11.3mmol)を加え、トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、1時間攪拌濾過後、40℃で減圧乾燥させた。得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=9600、Mw/Mn=1.23であった。
十分に窒素置換した300mL五口フラスコにTHF(148.4g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(14.97g:13.4mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(1.10g;2.6mmol)を加え、25分間攪拌した。続いて、-50℃に冷却し、n-BuLi溶液(1.77g;4.3mmol)を加え、次いでジフェニルエチレン(0.81g;4.5mmol)を加え、20分間攪拌し、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.80g;1.1mmol)を加え、3分間攪拌した。その後、THF(10.63g)にアリルメタクリレート(12.67g;100.4mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.50g;0.7mmol)で脱水した溶液を6分かけて滴下し、滴下終了後3分攪拌した。次いで、THF(10.28g)に1-エトキシエチルメタクリレート(7.85g;49.6mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.54g;0.7mmol)で脱水した溶液を10分かけて滴下し、滴下終了後10分攪拌した。続いて、THF(5.19g)に1H,1H,2H,2H-パーフルオロクチルメタクリレート(PFOMA)(4.28g;9.9mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.44g;0.6mmol)で脱水した溶液を5分かけて滴下し、滴下終了後30分攪拌した後、塩酸(2.44g;24.1mmol)を加えキリングした。
各重合段階のガスクロ測定では、アリルメタクリレート、メタクリル酸、1H,1H,2H,2H-パーフルオロクチルメタクリレートは検出されなかった。
その後、室温に戻し、数時間攪拌後、トリエチルアミン(1.18g;11.7mmol)を加えた。トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、1時間攪拌濾過後、40℃で減圧乾燥させた。得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=6700、Mw/Mn=1.17であった。
十分に窒素置換した300mL五口フラスコにTHF(154.7g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(13.70g:12.3mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(1.12g;2.7mmol)を加え、15分間攪拌した。続いて、-50℃に冷却し、n-BuLi溶液(1.95g;4.7mmol)を加え、次いでジフェニルエチレン(0.72g;4.0mmol)を加え、18分間攪拌し、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(1.00g;1.4mmol)を加え、3分間攪拌した。その後、THF(11.78g)にアリルメタクリレート(13.32g;105.6mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.47g;0.7mmol)で脱水した溶液を7分かけて滴下し、滴下終了後1分攪拌した。次いで、THF(8.70g)に1-エトキシエチルメタクリレート(8.12g;51.3mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.48g;0.7mmol)で脱水した溶液を6分かけて滴下し、滴下終了後10分攪拌した。続いて、THF(5.55g)に1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシルメタクリレート(PFDMA)(5.40g;10.2mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.47g;0.7mmol)で脱水した溶液を7分かけて滴下し、滴下終了後30分攪拌した後、塩酸(2.45g;24.2mmol)を加えキリングした。
各重合段階のガスクロ測定では、アリルメタクリレート、メタクリル酸、1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシルメタクリレートは検出されなかった。
その後、室温に戻し、数時間攪拌後、トリエチルアミン(1.03g;10.2mmol)を加えた。トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、1時間攪拌濾過後、40℃で減圧乾燥させた。得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=6400、Mw/Mn=1.38であった。
十分に窒素置換した300mL五口フラスコにTHF(147.7g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(15.37g:13.8mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(1.60g;3.9mmol)を加え、20分間攪拌した。続いて、-50℃に冷却し、n-BuLi溶液(2.03g;4.9mmol)を加え、次いでジフェニルエチレン(0.78g;4.3mmol)を加え、17分間攪拌し、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.97g;1.3mmol)を加え、3分間攪拌した。その後、THF(5.00g)にアリルメタクリレート(1.87g;14.8mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.28g;0.4mmol)で脱水した溶液を3分かけて滴下し、滴下終了後1分攪拌した。次いで、THF(8.93g)に3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート(8.64g;20.4mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.49g;0.7mmol)で脱水した溶液を9分かけて滴下し、滴下終了後1分攪拌した。続いて、THF(8.09g)に1-エトキシエチルメタクリレート(8.60g;54.3mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.48g;0.7mmol)で脱水した溶液を5分かけて滴下し、滴下終了後10分攪拌した。その後、エチレングリコールジメタクリレート(EDMA)(1.33g;6.7mmol)をゆっくり加えた。その後1時間攪拌し、塩酸(2.93g;2.9mmol)を加えキリングした。
各重合段階のガスクロ測定では、アリルメタクリレート、3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート、メタクリル酸、ジエチレングリコールジメタクリレートは検出されなかった。
その後、室温に戻し、数時間攪拌後、トリエチルアミン(1.49g;14.7mmol)を加えた。トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、1時間攪拌濾過後、40℃で減圧乾燥させた。得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=19500、Mw/Mn=1.11であった。
十分に窒素置換した300mL五口フラスコにメルカプトチアゾリン(0.323g;2.7mmol)を入れ、窒素置換後、THF(105.0g)及びトルエン(46.1g)を加え、スターラーで攪拌している中に-50℃でn-BuLi溶液(3.87g;9.3mmol)を加え30分間攪拌した。続いて、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.97g;1.3mmol)を加え、3分間攪拌した。その後、-40℃でTHF(5.43g)にスチレン(ST)(5.52g;53.0mmol)を加え、ジブチルマグネシウムヘキサン溶液(0.31g;0.4mmol)で脱水した溶液を11分かけて滴下し、滴下終了後3分攪拌した。次いで、ジフェニルエチレン(0.96g;5.3mmol)を加え、16分間攪拌した。その後、-50℃でTHF(6.12g)に3.80%塩化リチウムTHF溶液(5.80g:5.2mmol)と1-エトキシエチルメタクリレート(10.43g;65.9mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.61g;0.8mmol)で脱水した溶液を14分かけて滴下し、滴下終了後11分攪拌した。続いて、THF(4.98g)に1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシルメタクリレート(5.15g;9.7mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.34g;0.5mmol)で脱水した溶液を7分かけて滴下し、滴下終了後30分攪拌した後、酢酸(0.84g;14.0mmol)を加えキリングした。
各重合段階のガスクロ測定では、スチレン、1-エトキシエチルメタクリレート、1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシルメタクリレートは検出されなかった。得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=4900、Mw/Mn=1.26であった。
その後、室温に戻し、濃縮し、メタノールに落しポリマーを析出させ、1時間攪拌濾過後、40℃で減圧乾燥させた。
このポリマーをTHF(100g)に溶解し、塩酸(1.06g;10.5mmol)を加え、数時間攪拌した。その後、トリエチルアミン(1.06g;10.5mmol)を加えた。トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、1時間攪拌濾過後、40℃で減圧乾燥させ、ポリマーを得た。
十分に窒素置換した300mL五口フラスコにTHF(152.6g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(11.40g:10.2mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(1.13g;2.7mmol)を加え、20分間攪拌した。続いて、-50℃に冷却し、n-BuLi溶液(1.92g;4.6mmol)を加え、次いでジフェニルエチレン(0.79g;4.4mmol)を加え、15分間攪拌し、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.91g;1.3mmol)を添加した。その後、THF(11.13g)にメチルメタクリレート(2.00g;20.0mmol)と2-(1-エトキシエトキシ)エチルメタクリレート(4.15g;20.5mmol:90.9%として)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.70g;1.0mmol)で脱水した溶液を7分かけて滴下し、滴下終了後2分攪拌した。次いで、THF(11.17g)に1-エトキシエチルメタクリレート(7.88g;49.8mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.73g;1.00mmol)で脱水した溶液を7分かけて滴下し、滴下終了後15分攪拌した。その後、THF(6.76g)に3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート(4.34g;10.3mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.50g;0.7mmol)で脱水した溶液を5分かけて滴下し、滴下終了後20分攪拌し、メタノール(0.93g)を加えキリングし、室温に戻した。
各重合段階のガスクロ測定では、メチルメタクリレート、2-(1-エトキシエトキシ)エチルメタクリレート、1-エトキシエチルメタクリレート、3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレートは検出されなかった。また、得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=5100、Mw/Mn=1.11であった。
その後、濃塩酸(2.99g;29.5mmol)を加え、12時間攪拌後、トリエチルアミン(1.46g;14.4mmol)を加えた。トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、1時間攪拌濾過後、40℃で減圧乾燥させ、ポリマーを得た。
十分に窒素置換した300mL五口フラスコにTHF(149.4g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(10.87g:9.7mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(1.30g;3.1mmol)を加え、20分間攪拌した。続いて、-50℃に冷却し、n-BuLi溶液(1.88g;4.5mmol)を加え、次いでクロトン酸 t-ブチル(0.71g;5.0mmol)を加え、5分間攪拌し、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.42g;0.6mmol)を加え、10分間攪拌した。その後、THF(8.21g)に1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシルメタクリレート(5.14g;9.7mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.24g;0.3mmol)で脱水した溶液を4分かけて滴下し、滴下終了後3分攪拌した。次いで、THF(8.15g)にアリルメタクリレート(2.59g;20.5mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.54g;0.7mmol)で脱水した溶液を5分かけて滴下し、滴下終了後3分攪拌した。続いて、THF(9.43g)に1-エトキシエチルメタクリレート(7.77g;49.1mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.96g;1.3mmol)で脱水した溶液を6分かけて滴下し、滴下終了後10分攪拌した。その後、エチレングリコールジメタクリレート(1.44g;7.3mmol)をゆっくり加え、20分間攪拌し、濃塩酸(2.60g;25.7mmol)を加えキリングした。
各重合段階のガスクロ測定では、1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシルメタクリレート、アリルメタクリレート、メタクリル酸、ジエチレングリコールジメタクリレートは検出されなかった。また、得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=28700、Mw/Mn=1.12であった。
その後、室温に戻し、数時間攪拌後、トリエチルアミン(1.22g;12.1mmol)を加えた。トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、1時間攪拌濾過後、40℃で減圧乾燥させ、ポリマーを得た。
十分に窒素置換した200mL四口フラスコにTHF(151.1g)と4.32%塩化リチウムTHF溶液(10.32g:10.5mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(1.30g;3.1mmol)を加え、20分間攪拌した。続いて、-50℃に冷却し、n-BuLi溶液(4.03g;9.7mmol)を加え、次いでクロトン酸t-ブチル(0.69g;4.9mmol)を加え、15分間攪拌し、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(2.75g;3.8mmol)を添加した。その後、THF(7.66g)にメチルメタクリレート:MMA(3.05g;30.5mmol)とビニルメタクリレート:VMA(0.47g;4.5mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.45g;0.6mmol)で脱水した溶液を4分かけて滴下し、滴下終了後3分攪拌した。次いで、THF(11.18g)に1-エトキシエチルメタクリレート(7.69g;48.6mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.91g;1.3mmol)で脱水した溶液を9分かけて滴下し、滴下終了後10分攪拌した。その後、THF(6.92g)に2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート:TFEMA(3.21g;19.1mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.22g;0.3mmol)で脱水した溶液を3分かけて滴下し、滴下終了後20分攪拌し、メタノール(0.99g)を加え、キリングし、室温に戻した。
各重合段階のガスクロ測定した結果、メチルメタクリレート、ビニルルメタクリレート、1-エトキシエチルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレートは検出されなかった。また、得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=4400、Mw/Mn=1.12であった。
その後、濃塩酸(4.48g;44.2mmol)を加え、数時間攪拌後、トリエチルアミン(2.01g;19.9mmol)を加えた。トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、1時間攪拌濾過後、40℃で減圧乾燥させ、ポリマーを得た。
合成例9で合成したポリマー(4.53g;メタクリル酸として10mmol)をTHF(20.8g)に溶解させ、10%テトラメチルアンモニウムハイドロキサイドメタノール溶液(9.11g;10mmol)を加え、溶液が均一になったら1,3-プロパンスルトン(1.35g;11.0mmol)を加え、室温で3時間攪拌した。反応溶液ヘキサンに攪拌しながら落とし、ポリマーを析出させ、濾過後、40℃で減圧乾燥させた。
反応終了後に溶液をガスクロ測定すると1,3-プロパンスルトンは検出されなかった。
十分に窒素置換した200mL四口フラスコにTHF(134.6g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(8.91g:8.0mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(0.58g;1.4mmol)を加え、35分間攪拌した。続いて、-40℃に冷却し、n-BuLi溶液(1.61g;3.9mmol)を加え、次いでクロトン酸t-ブチル(0.64g;4.5mmol)を加え、15分間攪拌した。その後、THF(12.01g)に3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート:TMSPMA(13.05g;30.9mmol)と1-エトキシエチルメタクリレート(8.41g;53.2mmol)及びアリルメタクリレート:AMA(2.64g;20.9mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.57g;0.8mmol)で脱水した溶液を19分かけて滴下し、滴下終了後90分攪拌し、メタノール(0.91g)を加えキリングした。
重合後のガスクロ測定した結果、アリルメタクリレート、3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピルメタクリレート、1-エトキシエチルメタクリレートは検出されなかった。また、得られたポリマーをGPC測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=8600、Mw/Mn=1.16であった。
得られた重合液に塩酸(2.09g;20.1mmol)を加え、室温で数時間攪拌後、トリエチルアミン(1.26g;12.5mmol)を加え、トリエチルアミン/塩酸塩を濾過後、濃縮し、蒸留水に落しポリマーを析出させ、1時間攪拌濾過後、40℃で減圧乾燥させ、ポリマーを得た。
十分に窒素置換した200mL四口フラスコにTHF(87.8g)と3.80%塩化リチウムTHF溶液(10.20g:9.1mmol)を加え、スターラーで攪拌している中に室温でn-BuLi溶液(0.96g;2.3mmol)を加え、3時間攪拌した。続いて、-50℃に冷却し、n-BuLi溶液(0.58g;1.4mmol)を加え、次いでジフェニルエチレン(0.37g;2.1mmol)を加え、15分間攪拌した。その後、THF(6.72g)にメチルメタクリレート(6.78g;67.7mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.41g;0.6mmol)で脱水した溶液を4分かけて滴下し、滴下終了後3分攪拌した。次いで、THF(7.08g)に2-ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)(5.72g;36.4mmol)を加え、ジエチル亜鉛ヘキサン溶液(0.20g;0.3mmol)で脱水した溶液を6分かけて滴下し、滴下終了後30分攪拌し、メタノール(0.93g)を加えキリングした。
その後、室温に戻し、濃縮し、純水に落しポリマーを析出させ、1時間攪拌し濾過した。次に、ヘキサンに析出ポリマーを浸漬させ、濾過後、40℃で減圧乾燥させ、ポリマーを得た。NMR測定から共重合比率(モル%)は、メチルメタクリレート/2-ジメチルアミノエチルメタクリレート=75.0/25.0であった。
各モノマーの重合終了時にガスクロ測定した結果、メチルメタクリレートは検出されなかったが、2-ジメチルアミノエチルメタクリレートは若干検出された。メチルメタクリレート重合段階のGPCを測定した結果、ポリスチレンスタンダード換算でMn=25800、Mw/Mn=1.02であったが、2-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合段階ではポリマーの吸着に起因すると考えられる現象で、ポリマーの明確なピークは認められず、分子量測定はできなかった。
得られたポリマー(4.58g:DMAEMAとして10mmol)をTHF(100g)に溶解させた溶液に、攪拌しながらヨー化メチル(4.26g;30mmol)をTHF(10g)に溶解させた溶液を滴下し、滴下後2時間攪拌した。ゲル状になった溶液を濃縮し、40℃で減圧乾燥させ、ポリマーを得た。
合成例で合成したポリマーをTHFに溶解し、ポリマー側鎖の酸に対して5%テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド(TMAOH)メタノール溶液を当量(100モル%)加えた(実施例1~19)。但し、実施例7~9に関しては、TMAOHの量をアニオン源に対して50~100モル%とした。
また、比較例として、5%2-メチルイミダゾール(2-MZ)THF溶液を当量(100モル%)加えた(比較例1)。また、比較合成例で合成したポリマーをTHFに溶解した(比較例2、3)。
なお、実施例16ではメタクリル酸を0.1gと当量の5%TMAOH、実施例17では80%メタクリロイルコリンクロライド1.25gを加え、オニウム塩モノマーとの組成物を作成した。
[実施例及び比較例A]で配合した組成物をガラスエポキシ基板にスピンナー塗布し、100℃のオーブンで30分乾燥させた。得られた塗膜について、水及びテトラデカンに対する接触角と表面抵抗値を測定した。その結果を下記表に示した。
実施例として、合成例で合成したポリマーをTHFに溶解し、ポリマー側鎖の酸に対して5%テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド(TMAOH)メタノール溶液を当量加え、トリメチロールプロパントリアクリレート(ビスコート♯295)とベンゾフェノン(PB)および4-ジメチルアミノ安息香酸エチル(DMABE)を加え、溶媒を除去した(実施例20~31)。
比較例として、比較合成例のポリマーを用いて配合物を作製した(比較例4)。また、ポリマーを用いずに配合物を作製した(比較例5)。
なお、実施例30ではメタクリル酸を0.1gを加え、オニウム塩モノマーとの組成物を作成した。
[実施例及び比較例B]で配合した組成物をガラスエポキシ基板にバーコーターで塗布し、160W高圧水銀灯(距離;10cm、速度;10m/分)で3回UV照射した塗膜について、水及びテトラデカンに対する接触角と表面抵抗値を測定した。その結果を下記表に示した。
Claims (23)
- 少なくとも1つのブロックが、ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロックである、リニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマー。
- a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、
を有してなる、リニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマー。 - a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
を有してなる、リニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマー。 - a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、及び
c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
を有してなる、リニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマー。 - a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、及び
c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
からなる、リニアトリブロックポリマー、トリブロックスターポリマー又はトリブロックグラフトポリマー。 - b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
c)ポリマー側鎖にフルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
の順でブロックの配列が規定されている請求項5に記載のトリブロックポリマー。 - ブロックポリマーの外側に、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、及び/又は
c)フルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロックを有し、
内側に、
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、及び、必要に応じて
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、及び/又は
c)フルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
を含有するブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマー。 - 各ブロックの配列が、外側から
c)フルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
の順で配列が規定されているブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマー。 - a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロックの主鎖が、リビング重合可能なモノマーの重合体である、請求項1~8のいずれかに記載のリニアブロックポリマー、又はブロックグラフトポリマー。
- a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロックの主鎖が、(メタ)アクリレートである、請求項9に記載のリニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマー。
- 各ブロックのポリマーの主鎖が、リビング重合可能なモノマーの重合体である、請求項1~10のいずれかに記載のリニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマー。
- 各ブロックのポリマーの主鎖が、(メタ)アクリレートポリマーである、請求項11に記載のリニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマー。
- リビングアニオン重合不活性なビニル基がアリル基である、請求項1~12のリニアブロックポリマー、ブロックスターポリマー、又はブロックグラフトポリマー。
- 数平均分子量が2万以下であることを特徴とする、請求項1~13のいずれかに記載のリニアブロックポリマー。
- 数平均分子量が1万以上であることを特徴とする、請求項1~13のいずれかに記載のブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマー。
- 分子量分布が1.8以下であることを特徴とする、請求項14に記載のリニアブロックポリマー。
- 分子量分布が1.8以下であることを特徴とする、請求項15に記載のブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマー。
- オニウム塩のカチオン成分が、4級アンモニウム、4級ホスホニウム、3級スルホニウム、4級イミダゾリウム、4級ピリジニウム、4級チアゾリウム又は4級オキサゾリウムのいずれかであることを特徴とする、請求項1~17のいずれかに記載のポリマー。
- 請求項1~18のいずれかに記載のポリマー、及び、下記式(I)~(III)で表されるオニウム塩モノマーの1種以上を含有する組成物。
式(I)
{式(I)中、R1は水素原子又は低級炭化水素基を表す。R2は水素原子、低級炭化水素基、CH2COO-又はCH2COOR10(R10は水素原子、低級炭化水素基を表し、CH2COO-の場合、その対カチオンは、アンモニウム、4級アンモニウム、ホスホニウム、4級ホスホニウム又はスルホニウムである。)を表す。R3~R8は低級炭化水素基を表す。Aは窒素原子またはリン原子を表す。}
式(II)
{式(II)中、R1、R3~R8及びAは式(I)と同じ定義である。R9は水素原子、低級炭化水素又はCH2COOR12(R12は低級炭化水素基を表す。)を表す。R11及びR12はアルキレン基を表す。}
式(III)
[式(III)中、R1、R9は式(II)と同じ定義である。R14は下記式構造を含有する基
{式中、R15~R21は低級炭化水素基を表す。Xはハロゲン原子又はR22-SO3 -(R22はハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基、アルコキシ基、もしくは、アルキル基、ニトロ基又はハロゲン原子で置換されていてもよいフェニル基を表す。)を表す。}] - 請求項1~18のいずれかに記載のポリマーを含有する帯電防止剤。
- 請求項1~18のいずれかに記載のポリマーを含有する硬化性組成物。
- 各ブロックの配列が、外側から
b)リビングアニオン重合不活性なビニル基、水酸基又はカルボキシル基を含有するブロック、
c)フルオロカーボン基又はトリアルキルシリル基を含有するブロック、
a)ポリマー側鎖のアニオンと対カチオンとからなるオニウム塩を含有するブロック、
の順で配列が規定されているブロックスターポリマー又はブロックグラフトポリマーを含有することを特徴とする、硬化性組成物。 - 請求項3~18のいずれかに記載のポリマーを含有することを特徴とする撥水・撥油剤。
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