WO2018066149A1 - ブロック共重合体及びその製造方法、並びに、その利用 - Google Patents

ブロック共重合体及びその製造方法、並びに、その利用 Download PDF

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WO2018066149A1
WO2018066149A1 PCT/JP2017/010029 JP2017010029W WO2018066149A1 WO 2018066149 A1 WO2018066149 A1 WO 2018066149A1 JP 2017010029 W JP2017010029 W JP 2017010029W WO 2018066149 A1 WO2018066149 A1 WO 2018066149A1
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mass
block
polymer
polymer block
block copolymer
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Application number
PCT/JP2017/010029
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English (en)
French (fr)
Inventor
晃嗣 柴田
河合 道弘
憲昭 伊達
円 古田
Original Assignee
東亞合成株式会社
アロン化成株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F297/00Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer

Definitions

  • the present specification relates to a block copolymer and a method for producing the same, and more particularly to a block copolymer useful as an elastomer having excellent heat resistance, oil resistance and moldability, and a method for producing the same.
  • the present application claims priority based on PCT / JP2016 / 0779852, an international patent application filed on October 6, 2016, the entire contents of which are incorporated herein by reference. To do.
  • this application is a Japanese patent application filed on October 27, 2015, which is a Japanese patent application filed on May 31, 2016, and a Japanese patent application filed on May 31, 2016.
  • the entire contents of which are related to application 2016-108516 are hereby incorporated by reference into the present application.
  • elastomers such as nitrile rubber, acrylic rubber, silicone rubber, fluororubber, and tetrafluoroethylene resin (PTFE) are used as industrially widely used sealing materials.
  • acrylic rubber is a rubber-like elastic body mainly composed of acrylic acid ester, and is excellent in heat resistance and oil resistance. Therefore, various hose materials, adhesives, coatings as well as packing and sealing materials for automobiles are used. It is widely used as a material such as wood.
  • the engine compartment tends to become hot due to the increase in engine output and the installation of soundproofing materials for the purpose of quietness, and there is a demand for improved heat resistance and oil resistance to elastomers. It is growing.
  • Patent Document 1 discloses a specific graft copolymer comprising an epoxy group-containing acrylic rubber (component (A)), a thermoplastic polyester resin (component (B)), and an olefin polymer segment and a vinyl copolymer segment.
  • a thermoplastic elastomer composition obtained by crosslinking the above component (A), which is a composition comprising a polymer or a precursor thereof (component (C)) is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses an acrylic rubber composition obtained by mixing a carboxyl group-containing acrylic rubber with at least one filler and a foil-like filler.
  • the compositions described in Patent Documents 1 and 2 are not sufficiently satisfactory for applications requiring high heat resistance and oil resistance. Furthermore, there were also concerns about fluidity and moldability.
  • Patent Document 3 includes (A) (meth) acrylic copolymer, (B) transesterification catalyst, (C) thermoplastic resin as essential components, and the above (meth) acrylic copolymer includes (a) A thermoplastic elastomer composition comprising a methacrylic polymer block and a block copolymer (E) containing (b) an acrylic polymer block is disclosed.
  • Patent Document 4 discloses a block copolymer containing at least one methacrylic copolymer block (A) and an acrylic copolymer block (B), and a methacrylic copolymer ( A) is a random copolymer block containing a repeating unit derived from a methacrylate monomer and a repeating unit derived from two types of N-substituted maleimide monomers, and the acrylic copolymer block (B) is An acrylic thermoplastic resin containing a repeating unit derived from an acrylate monomer is disclosed.
  • thermoplastic elastomer composition described in Patent Document 3 may not be sufficiently satisfied in terms of heat resistance and oil resistance depending on applications, and further improvement in performance is required.
  • the thermoplastic resin described in Patent Document 4 exhibits good heat resistance and oil resistance, and can withstand use under severe conditions from the viewpoint of heat resistance and oil resistance.
  • there is still room for improvement in terms of fluidity and moldability As described above, an elastomer composition exhibiting high heat resistance and oil resistance and excellent moldability has not yet been shown.
  • members such as O-rings and gaskets are strongly required to have a property of recovering deformation when the force is released after applying a force over a long period of time. It has been demanded.
  • the technology disclosed in this specification has been made in view of such circumstances. That is, it is an object of the present invention to provide an elastomer material having excellent heat resistance and oil resistance, good fluidity, and excellent moldability, and a method for producing the same. Furthermore, another object of the technology disclosed in the present specification is to provide an elastomer material having a low compression set.
  • the polymer block (A) has a structural unit derived from a maleimide compound with respect to all structural units of the polymer block (A) in an amount of 30% by mass to 99% by mass, and has a glass transition temperature (Tg).
  • Tg glass transition temperature
  • the acrylic polymer block (B) is a block copolymer which is a polymer having a solubility parameter (SP value) of 9.9 or more and Tg of 20 ° C. or less.
  • Ph represents a phenyl group
  • R 2 represents hydrogen, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, an acetyl group, or a halogen.
  • [5] The block copolymer according to any one of [1] to [4], wherein the polymer block (A) further has a structural unit derived from an amide group-containing vinyl compound.
  • [6] The block copolymer according to any one of [1] to [5], wherein at least one of the polymer block (A) and the acrylic polymer block (B) has a crosslinkable functional group.
  • the crosslinkable functional group is derived from a crosslinkable monomer, and the structural unit derived from the crosslinkable monomer is 0.01% with respect to all the structural units of the polymer block (A).
  • the polymer block (A) has 30 to 99 mass% of structural units derived from a maleimide compound with respect to all the structural units of the polymer block (A), and has a Tg of 150 ° C. or more.
  • a polymer, The acrylic polymer block (B) is a polymer having a solubility parameter (SP value) of 9.9 or more and Tg of 20 ° C. or less.
  • the third polymerization step includes a step of polymerizing a monomer containing 1% by mass to 70% by mass of styrenes and 30% by mass to 99% by mass of the maleimide compound to obtain the block (A).
  • an elastomer material that exhibits extremely high heat resistance and oil resistance can be obtained. Moreover, since it has favorable fluidity
  • (meth) acryl means acryl and methacryl
  • (meth) acrylate means acrylate and methacrylate
  • the “(meth) acryloyl group” means an acryloyl group and a methacryloyl group.
  • the block copolymer disclosed in the present specification has one or more polymer blocks (A) containing structural units derived from styrenes and maleimide compounds, and one or more acrylic polymer blocks (B).
  • the structure of each block may be the same or different.
  • the polymer block (A) has structural units derived from styrenes and maleimide compounds.
  • the styrenes include styrene and its derivatives. Specific compounds include styrene, ⁇ -methyl styrene, ⁇ -methyl styrene, vinyl toluene, vinyl xylene, vinyl naphthalene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, o-ethyl styrene, m- Ethyl styrene, p-ethyl styrene, pn-butyl styrene, p-isobutyl styrene, pt-butyl styrene, o-methoxy styrene, m-methoxy styrene,
  • styrene By polymerizing a monomer containing styrenes, a structural unit derived from styrenes can be introduced into the polymer block (A).
  • styrene, o-methoxystyrene, m-methoxystyrene, p-methoxystyrene, o-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, and p-hydroxystyrene are preferable from the viewpoint of polymerizability.
  • ⁇ -methylstyrene, ⁇ -methylstyrene, and vinylnaphthalene are preferable in that the Tg of the polymer block (A) can be increased and a block polymer having excellent heat resistance can be obtained.
  • the proportion of the structural units derived from the styrenes is preferably 1% by mass or more and 70% by mass or less with respect to all the structural units of the polymer block (A). More preferably, they are 5 mass% or more and 70 mass% or less, More preferably, they are 10 mass% or more and 70 mass% or less, More preferably, they are 20 mass% or more and 60 mass% or less. Further, for example, it may be 20% by mass or more and 40% by mass or less. If the structural unit derived from styrene is 1% by mass or more, a block copolymer having excellent moldability can be obtained. On the other hand, if it is 70 mass% or less, since it becomes possible to ensure the required amount of the structural unit derived from the maleimide compound mentioned later, the block copolymer excellent in heat resistance and oil resistance can be obtained.
  • the maleimide compounds include maleimide and N-substituted maleimide compounds.
  • N-substituted maleimide compounds include N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, Nn-propylmaleimide, N-isopropylmaleimide, Nn-butylmaleimide, N-isobutylmaleimide, N-tert-butylmaleimide N-alkyl substituted maleimide compounds such as N-pentylmaleimide, N-hexylmaleimide, N-heptylmaleimide, N-octylmaleimide, N-laurylmaleimide, N-stearylmaleimide; N-cyclopentylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, etc.
  • N-cycloalkyl substituted maleimide compounds N-phenylmaleimide, N- (4-hydroxyphenyl) maleimide, N- (4-acetylphenyl) maleimide, N- (4-methoxyphenyl) maleimide, N- (4- N-aryl-substituted maleimide compounds such as toxiphenyl) maleimide, N- (4-chlorophenyl) maleimide, N- (4-bromophenyl) maleimide, N-benzylmaleimide, etc., and one or two of them The above can be used.
  • a structural unit derived from the maleimide compound can be introduced into the polymer block (A).
  • the compound represented by the following general formula (1) is preferable in that the resulting block copolymer is more excellent in oil resistance.
  • R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or PhR 2 .
  • Ph represents a phenyl group
  • R 2 represents hydrogen, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, an acetyl group, or a halogen.
  • the proportion of the structural unit derived from the maleimide compound is 30% by mass or more and 99% by mass or less with respect to all the structural units of the polymer block (A).
  • they are 30 to 95 mass%, More preferably, they are 30 to 90 mass%, More preferably, they are 40 to 80 mass%.
  • it may be 50% by mass or more, and for example, may be 60% by mass or more.
  • it may be 75% by mass or less, and for example, 70% by mass or less.
  • it may be 50% by mass or more and 75% by mass or less, or 60% by mass or more and 70% by mass or less.
  • the resulting block copolymer may not have sufficient heat resistance and oil resistance.
  • the structural unit derived from the styrenes may be insufficient, resulting in insufficient fluidity and moldability.
  • the polymer block (A) contains a crosslinkable functional group
  • the crosslinkable functional group may be introduced by using, for example, styrenes and / or maleimide compounds having a functional group such as a hydroxy group, or by copolymerizing a vinyl compound having a crosslinkable functional group.
  • vinyl compounds having a crosslinkable functional group unsaturated carboxylic acid, unsaturated acid anhydride, hydroxy group-containing vinyl compound, epoxy group-containing vinyl compound, primary or secondary amino group-containing vinyl compound, reactive silicon group-containing Compounds and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • unsaturated carboxylic acids include (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, citraconic acid, cinnamic acid, and monoalkyl esters of unsaturated dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, itaconic acid). Acid, citraconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, monoalkyl esters such as citraconic anhydride) and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • unsaturated acid anhydride examples include maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • Hydroxy group-containing vinyl compounds include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, (meth ) 3-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and mono (meth) acrylates of polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • epoxy group-containing vinyl compound examples include glycidyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of primary or secondary amino group-containing vinyl compounds include amino groups such as aminoethyl (meth) acrylate, aminopropyl (meth) acrylate, N-methylaminoethyl (meth) acrylate, and N-ethylaminoethyl (meth) acrylate. Containing (meth) acrylic acid ester; amino group-containing (meth) acrylamide such as aminoethyl (meth) acrylamide, aminopropyl (meth) acrylamide, N-methylaminoethyl (meth) acrylamide, N-ethylaminoethyl (meth) acrylamide, etc. Etc.
  • reactive silicon group-containing compounds include vinyl silanes such as vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, vinyl methyl dimethoxy silane, and vinyl dimethyl methoxy silane; trimethyoxysilylpropyl (meth) acrylate, trimethyl (meth) acrylate Silyl group-containing (meth) acrylic esters such as ethoxysilylpropyl, methyldimethoxysilylpropyl (meth) acrylate, dimethylmethoxysilylpropyl (meth) acrylate; silyl group-containing vinyl ethers such as trimethoxysilylpropyl vinyl ether; Examples thereof include silyl group-containing vinyl esters such as vinyl methoxysilylundecanoate. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • an oxazoline group or an isocyanate group can be introduced as a crosslinkable functional group by copolymerizing an oxazoline group-containing monomer or an isocyanate group-containing monomer.
  • the polyfunctional polymerizable monomer is a compound having two or more polymerizable functional groups such as a (meth) acryloyl group and an alkenyl group in the molecule, a polyfunctional (meth) acrylate compound, a polyfunctional alkenyl compound, The compound etc. which have both (meth) acryloyl group and an alkenyl group are mentioned.
  • allyl (meth) acrylate isopropenyl (meth) acrylate, butenyl (meth) acrylate, pentenyl (meth) acrylate, 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, etc.
  • a compound having both a (meth) acryloyl group and an alkenyl group in the molecule there is a difference in the reactivity of the polymerizable unsaturated group, so that the polymer block (A) is effectively polymerizable unsaturated.
  • a group can be introduced.
  • These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the polymerizable unsaturated group can also be introduced by producing a polymer having a functional group in the molecule and then reacting the functional group capable of reacting with the functional group and a compound having a polymerizable unsaturated group.
  • a polymerizable unsaturated group can be introduced into the polymer by reacting a compound having both an isocyanate group and a polymerizable unsaturated group.
  • a polymer having a carboxy group may be reacted with a compound having both an epoxy group and a polymerizable unsaturated group.
  • the amount of the crosslinkable functional group introduced is preferably 0.01 mol% or more based on the total structural unit of the polymer block (A), and more Preferably it is 0.1 mol% or more, More preferably, it is 1.0 mol% or more, Most preferably, it is 2.0 mol% or more.
  • the amount of the crosslinkable functional group introduced is 0.01 mol% or more, it is easy to obtain a block copolymer having a small compression set value.
  • the upper limit of the amount of the crosslinkable functional group introduced is preferably 60 mol% or less, more preferably 40 mol% or less, still more preferably 20 mol% or less, Preferably it is 10 mol% or less.
  • the amount of the crosslinkable functional group introduced can be in the range of 0.01 mol% to 60 mol%, preferably 0.1 mol% to 40 mol, based on the total structural units of the polymer block (A). % Or less, and more preferably 1.0 mol% or more and 20 mol% or less.
  • the polymer block (A) may have structural units derived from other monomers copolymerizable with these monomers in addition to the above monomer units, as long as the effects of the present disclosure are not impaired. Good.
  • examples of other monomers include (meth) acrylic acid alkyl ester compounds, (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester compounds, amide group-containing vinyl compounds, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Among these, an amide group-containing vinyl compound is preferable because a block copolymer having more excellent oil resistance can be obtained.
  • the proportion of the structural units derived from the other monomers is in the range of 0% by mass to 50% by mass with respect to all the structural units of the polymer block (A). It is preferable. More preferably, they are 5 mass% or more and 45 mass% or less, More preferably, they are 10 mass% or more and 40 mass% or less.
  • (meth) acrylic acid alkyl ester compound examples include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid n.
  • Examples of (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester compounds include methoxymethyl (meth) acrylate, ethoxymethyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid n.
  • n-butoxyethyl (meth) acrylate methoxypropyl (meth) acrylate, ethoxypropyl (meth) acrylate, n-propoxypropyl (meth) acrylate, n-butoxypropyl (meth) acrylate
  • Examples include methoxybutyl (meth) acrylate, ethoxybutyl (meth) acrylate, n-propoxybutyl (meth) acrylate, and n-butoxybutyl (meth) acrylate.
  • amide group-containing vinyl compounds include (meth) acrylamide, tert-butyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, and N-isopropyl (meth) acrylamide.
  • N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide and (meth) acrylamide derivatives such as (meth) acryloylmorpholine
  • N-vinylamide series such as N-vinylacetamide, N-vinylformamide and N-vinylisobutyramide Examples include masses.
  • monomers other than the above include N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, and the like.
  • the glass transition temperature (Tg) of the polymer constituting the polymer block (A) is preferably 150 ° C. or higher. Since Tg can contribute to heat resistance, it may be, for example, 170 ° C. or higher, 180 ° C. or higher, 190 ° C. or higher, or 200 ° C. or higher. Furthermore, it may be 210 ° C. or higher, 220 ° C. or higher, or 230 ° C. or higher. When Tg is less than 150 ° C., the resulting block copolymer may have insufficient heat resistance and oil resistance.
  • the upper limit of Tg is 350 ° C. due to the limitation of the constituent monomer units that can be used. Tg may be, for example, 280 ° C.
  • Tg can be obtained by differential scanning calorimetry (DSC) as described in Examples described later. Moreover, it can also obtain
  • the solubility parameter (SP value) of the polymer block (A) is 10.0 or more, it is preferable in that the oil resistance of the block copolymer becomes better.
  • the SP value is more preferably 11.0 or more, further preferably 12.0 or more, and still more preferably 13.0 or more.
  • the upper limit of the SP value of the polymer block (A) is not particularly limited, but is usually 30 or less.
  • the SP value may be 20.0 or less, and may be 18.0 or less, for example.
  • the acrylic polymer block (B) can be obtained by polymerizing a monomer containing an acrylic monomer.
  • An acrylic monomer refers to an unsaturated compound having an acryloyl group such as acrylic acid and an acrylic ester compound.
  • Acrylic acid ester compounds include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, tert-butyl acrylate, hexyl acrylate, 2-acrylic acid 2- Alkyl acrylate compounds such as ethylhexyl, octyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate; Aliphatic cyclic ester compounds of acrylic acid such as cyclohexyl acrylate, methyl cyclohexyl acrylate, tert-butyl cyclohexyl acrylate, cyclododecyl acrylate; Methoxymethyl acrylate, ethoxymethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, n
  • an acrylate compound having a functional group such as an amide group, an amino group, a carboxy group, or a hydroxy group may be used.
  • an alkyl acrylate ester compound having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms is preferable in that a block copolymer having excellent flexibility can be obtained.
  • the acrylic monomer contains an alkyl acrylate ester compound having an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 3 carbon atoms. It is more preferable.
  • the proportion of the structural unit derived from the acrylic monomer is in the range of 20% by mass to 100% by mass with respect to all the structural units of the acrylic polymer block (B). More preferably, it is 50 mass% or more and 100 mass% or less, More preferably, it is 80 mass% or more and 100 mass% or less, More preferably, it is 90 mass% or more and 100 mass% or less.
  • the structural unit derived from the acrylic monomer when the structural unit derived from the acrylic monomer is in the above range, a good block copolymer tends to be obtained in terms of mechanical properties.
  • the acrylic polymer block (B) can use monomers other than the acrylic monomers as constituent monomer units.
  • monomers other than acrylic monomers monomers having unsaturated groups other than acryloyl groups can be used, methacryloyl group-containing compounds such as methacrylic acid esters, alkyl vinyl esters, alkyl vinyl ethers and Examples thereof include aliphatic or aromatic vinyl compounds such as styrenes.
  • the Tg of the polymer constituting the acrylic polymer block (B) is preferably 20 ° C. or less.
  • Tg is preferably 0 ° C. or lower, and more preferably ⁇ 10 ° C. or lower.
  • the lower limit of Tg is ⁇ 80 ° C. due to the limitation of constituent monomer units that can be used.
  • Tg is ⁇ 20 ° C. or lower, it is preferable in terms of ensuring flexibility even in a low temperature environment. In consideration of cold resistance, it is more preferably ⁇ 30 ° C. or less, and further preferably ⁇ 40 ° C. or less.
  • SP value of an acrylic polymer block (B) is 9.9 or more, it is preferable at the point from which the oil resistance of a block copolymer becomes better.
  • the SP value is more preferably 10.0 or more, still more preferably 10.1 or more, and particularly preferably 10.2 or more.
  • the upper limit of the SP value of the acrylic polymer block (B) is not particularly limited, but is usually 20 or less.
  • the polymer block (B) may contain a crosslinkable functional group, which is preferable in that it is easy to obtain a block copolymer having high oil resistance.
  • the crosslinkable functional group can be introduced, for example, by copolymerizing a vinyl compound having a crosslinkable functional group.
  • vinyl compounds having a crosslinkable functional group unsaturated carboxylic acid, unsaturated acid anhydride, hydroxy group-containing vinyl compound, epoxy group-containing vinyl compound, primary or secondary amino group-containing vinyl compound, reactive silicon group-containing Compounds and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the crosslinkable functional group introduced is preferably 0.01 mol% or more based on the total structural unit of the polymer block (B), and more Preferably it is 0.1 mol% or more, More preferably, it is 0.5 mol% or more.
  • the amount of the crosslinkable functional group introduced is 0.01 mol% or more, it becomes easy to obtain a block copolymer having high oil resistance.
  • the upper limit of the amount of the crosslinkable functional group introduced is preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less, and further preferably 5 mol% or less.
  • the amount of the crosslinkable functional group introduced can be in the range of 0.01 mol% to 20 mol%, preferably 0.1 mol% to 10 mol, based on the total structural unit of the polymer block (B). % Or less, and more preferably 0.5 mol% or more and 5 mol% or less.
  • the block copolymer of the present disclosure has one or more of the polymer block (A) and the acrylic polymer block (B).
  • the structure of each block may be the same or different.
  • A- (BA) such as an ABA triblock copolymer comprising a polymer block (A) -acrylic polymer block (B) -polymer block (A) in that good performance can be obtained as an elastomer material.
  • Those having an n-type structure are preferred.
  • the polymer block (A) acts as a hard segment
  • the acrylic polymer block (B) acts as a soft segment.
  • the block copolymer of the present disclosure exhibits performances excellent in mechanical properties such as elongation at break and strength at break, and becomes a material useful as an elastomer. 10 mass% or more and 60 mass% or less are preferable, and, as for the ratio of the polymer block (A) in a block copolymer, 20 mass% or more and 50 mass% or less are more preferable.
  • the proportion of the acrylic polymer block (B) in the block copolymer is preferably 40% by mass or more and 90% by mass or less, and more preferably 50% by mass or more and 80% by mass or less.
  • the SP value of the polymer block (A) and the SP value of the acrylic polymer block (B) preferably have a difference of 0.1 or more.
  • the SP values are different from each other by 0.1 or more, in the block copolymer, the two are appropriately phase-separated, so that it is possible to exhibit performance excellent in mechanical strength.
  • the difference in SP value is more preferably 0.3 or more, further preferably 0.5 or more, still more preferably 0.8 or more, and particularly preferably 1.0 or more. .
  • the difference in SP value is preferably 10 or less, and more preferably 5.0 or less.
  • the polymer block (A) has a crosslinkable functional group
  • an elastomer material having a smaller compression set value can be obtained by crosslinking using this.
  • the cross-linking may be due to a reaction between cross-linkable functional groups introduced into the polymer block (A), or as described later, a cross-linking agent having a functional group capable of reacting with the cross-linkable functional group is added. You may go.
  • the reaction between the crosslinkable functional groups introduced into the polymer block (A) when a reactive silicon group is used as the crosslinkable functional group, the polymerization reaction for producing the block copolymer and the subsequent crosslinking reaction are efficiently performed. Can be done automatically.
  • the number average molecular weight (Mn) of the block copolymer of the present disclosure is preferably in the range of 10,000 to 500,000. If the number average molecular weight is 10,000 or more, sufficient strength as an elastomer material can be exhibited. Moreover, if it is 500,000 or less, favorable moldability can be ensured.
  • the number average molecular weight is more preferably in the range of 20,000 to 400,000, and still more preferably in the range of 50,000 to 200,000.
  • the molecular weight distribution (Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw) value of the block copolymer by the value of the number average molecular weight (Mn) is 1.5 or less in terms of moldability. Preferably there is. More preferably, it is 1.4 or less, More preferably, it is 1.3 or less, More preferably, it is 1.2 or less.
  • the lower limit of the molecular weight distribution is 1.0.
  • the block copolymer of the present disclosure is not particularly limited as long as the block copolymer having the polymer block (A) and the acrylic polymer block (B) is obtained. Can be adopted. Examples thereof include a method using various controlled polymerization methods such as living radical polymerization and living anion polymerization, a method of coupling polymers having functional groups, and the like. Among these, the living radical polymerization method is preferable because the operation is simple and the method can be applied to a wide range of monomers.
  • Living radical polymerization may employ any process such as a batch process, a semi-batch process, a dry continuous polymerization process, and a continuous stirred tank process (CSTR).
  • the polymerization method can be applied to various modes such as bulk polymerization without using a solvent, solvent-based solution polymerization, aqueous emulsion polymerization, miniemulsion polymerization or suspension polymerization.
  • RAFT method reversible addition-cleavage chain transfer polymerization method
  • NMP method nitroxy radical method
  • ATRP method atom transfer radical polymerization method
  • organic tellurium compounds Various polymerization methods such as polymerization method using TERP (TERP method), polymerization method using organic antimony compound (SBRP method), polymerization method using organic bismuth compound (BIRP method), and iodine transfer polymerization method can be employed.
  • TERP method polymerization method using organic antimony compound
  • BIRP method organic bismuth compound
  • iodine transfer polymerization method can be employed.
  • the RAFT method, the NMP method, and the ATRP method are preferable from the viewpoints of controllability of polymerization and ease of implementation.
  • RAFT agent a specific polymerization control agent
  • RAFT agent various known RAFT agents such as a dithioester compound, a xanthate compound, a trithiocarbonate compound, and a dithiocarbamate compound can be used.
  • RAFT agent a monofunctional agent having only one active site may be used, or a bifunctional or more functional agent may be used.
  • a bifunctional RAFT agent is preferably used from the viewpoint of efficiently obtaining the block copolymer having the A- (BA) n type structure.
  • the usage-amount of a RAFT agent is suitably adjusted with the monomer to be used, the kind of RAFT agent, etc.
  • radical polymerization initiators such as azo compounds, organic peroxides and persulfates can be used.
  • An azo compound is preferred because side reactions are unlikely to occur.
  • Specific examples of the azo compound include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2, 4-dimethylvaleronitrile), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane-1- Carbonitrile), 2,2′-azobis [N- (2-propenyl) -2-methylpropionamide], 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide), and the like.
  • the radical polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.
  • the proportion of the radical polymerization initiator used is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining a polymer having a smaller molecular weight distribution, the amount of the radical polymerization initiator used relative to 1 mol of the RAFT agent is preferably 0.5 mol or less. More preferably, it is 2 mol or less. From the viewpoint of stably performing the polymerization reaction, the lower limit of the amount of the radical polymerization initiator used relative to 1 mol of the RAFT agent is 0.01 mol. Therefore, the amount of radical polymerization initiator used per 1 mol of RAFT agent is preferably in the range of 0.01 mol to 0.5 mol, and more preferably in the range of 0.05 mol to 0.2 mol.
  • the reaction temperature in the polymerization reaction by the RAFT method is preferably 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably 45 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and further preferably 50 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. If reaction temperature is 40 degreeC or more, a polymerization reaction can be advanced smoothly. On the other hand, if reaction temperature is 100 degrees C or less, while being able to suppress a side reaction, the restrictions regarding the initiator and solvent which can be used are eased.
  • a specific alkoxyamine compound having nitroxide or the like is used as a living radical polymerization initiator, and polymerization proceeds via a nitroxide radical derived therefrom.
  • the type of nitroxide radical to be used is not particularly limited, but from the viewpoint of polymerization controllability when polymerizing an acrylate-containing monomer, a compound represented by the general formula (2) is used as the nitroxide compound. Is preferred.
  • R 1 is an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms or a hydrogen atom
  • R 2 is an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms or a nitrile group
  • R 3 is — (CH 2 ) m—, m Is 0 to 2
  • R 4 and R 5 are each an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the nitroxide compound represented by the general formula (2) is primarily dissociated by heating at about 70 to 80 ° C. and causes an addition reaction with the vinyl monomer.
  • a polyfunctional polymerization precursor by adding a nitroxide compound to a vinyl monomer having two or more vinyl groups.
  • the vinyl monomer can be living polymerized by secondary dissociation of the polymerization precursor under heating.
  • the polymerization precursor since the polymerization precursor has two or more active sites in the molecule, a polymer having a narrower molecular weight distribution can be obtained.
  • a bifunctional polymerization precursor having two active sites in the molecule it is preferable to use a bifunctional polymerization precursor having two active sites in the molecule.
  • the usage-amount of a nitroxide compound is suitably adjusted with the kind etc. of the monomer to be used and a nitroxide compound.
  • the block copolymer of the present disclosure is produced by the NMP method, 0.001 to 0.2 mol of the nitroxide radical represented by the general formula (3) with respect to 1 mol of the nitroxide compound represented by the general formula (2).
  • the polymerization may be carried out by adding in the range of. ⁇ Wherein R 4 and R 5 are each an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. ⁇
  • Addition of 0.001 mol or more of the nitroxide radical represented by the general formula (3) shortens the time for the concentration of the nitroxide radical to reach a steady state. As a result, the polymerization can be controlled to a higher degree, and a polymer with a narrower molecular weight distribution can be obtained. On the other hand, if the amount of the nitroxide radical added is too large, the polymerization may not proceed.
  • a more preferable addition amount of the nitroxide radical to 1 mol of the nitroxide compound is in the range of 0.01 to 0.5 mol, and a more preferable addition amount is in the range of 0.05 to 0.2 mol.
  • the reaction temperature in the NMP method is preferably 50 ° C. or higher and 140 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or higher and 130 ° C. or lower, still more preferably 70 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, particularly preferably 80 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. It is as follows. If reaction temperature is 50 degreeC or more, a polymerization reaction can be advanced smoothly. On the other hand, if the reaction temperature is 140 ° C. or lower, side reactions such as radical chain transfer tend to be suppressed.
  • a polymerization reaction is generally performed using an organic halide as an initiator and a transition metal complex as a catalyst.
  • an organic halide as an initiator, a monofunctional one or a bifunctional or higher one may be used.
  • a bifunctional compound is preferably used from the viewpoint of efficiently obtaining the block copolymer having the A- (BA) n type structure.
  • bromide and chloride are preferable as the kind of halogen.
  • the reaction temperature in the ATRP method is preferably 20 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. If reaction temperature is 20 degreeC or more, a polymerization reaction can be advanced smoothly.
  • An A- (BA) n type structure such as an ABA triblock copolymer comprising a polymer block (A) -acrylic polymer block (B) -polymer block (A) is obtained by a living radical polymerization method.
  • the target block copolymer may be obtained by sequentially polymerizing each block.
  • a polymer block (A) is obtained by polymerizing a monomer containing 1% by mass to 70% by mass of styrene and 30% by mass to 99% by mass of a maleimide compound.
  • an acrylic monomer is polymerized to obtain an acrylic polymer block (B).
  • an ABA triblock copolymer is obtained by polymerizing a monomer containing 1% by mass to 70% by mass of styrene and 30% by mass to 99% by mass of the maleimide compound. Can do.
  • a higher order block copolymer such as a tetrablock copolymer can be obtained.
  • it manufactures by the method containing the two-stage polymerization process shown below since a target object is obtained more efficiently, it is preferable.
  • an acrylic monomer is polymerized to obtain an acrylic polymer block (B), and then as a second polymerization step, 1% by mass to 70% by mass of styrenes and a maleimide compound A polymer block (A) is obtained by polymerizing a monomer containing 30% by mass to 99% by mass.
  • an ABA triblock copolymer comprising a polymer block (A) -acrylic polymer block (B) -polymer block (A) can be obtained.
  • a process can be simplified compared with the case where each block is polymerized in sequence.
  • higher order block copolymers such as a tetrablock copolymer, can be obtained by repeating said 1st polymerization process and 2nd polymerization process.
  • the polymerization of the block copolymer may be performed in the presence of a chain transfer agent, if necessary, regardless of the polymerization method.
  • a chain transfer agent known ones can be used. Specifically, ethanethiol, 1-propanethiol, 2-propanethiol, 1-butanethiol, 2-butanethiol, 1-hexanethiol, 2-hexane Thiol, 2-methylheptane-2-thiol, 2-butylbutane-1-thiol, 1,1-dimethyl-1-pentanethiol, 1-octanethiol, 2-octanethiol, 1-decanethiol, 3-decanethiol, 1-undecanethiol, 1-dodecanethiol, 2-dodecanethiol, 1-tridecanethiol, 1-tetradecanethiol, 3-methyl-3-undecanethiol, 5-ethy
  • a known polymerization solvent can be used in living radical polymerization.
  • aromatic compounds such as benzene, toluene, xylene and anisole
  • ester compounds such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate and butyl acetate
  • ketone compounds such as acetone and methyl ethyl ketone
  • dimethylformamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide Examples include alcohol and water.
  • the block copolymer of the present disclosure can be used alone or as an elastomer material, but may be in the form of a composition containing known additives or the like as necessary.
  • a crosslinkable functional group in at least one of the polymer block (A) and the acrylic polymer block (B)
  • a crosslinker capable of reacting with the functional group and crosslinking promotion It is preferable in that an elastomer having a small compression set value can be obtained by blending an agent and the like, and performing a heat treatment as necessary.
  • the block copolymer of the present disclosure includes a structural unit derived from a crosslinkable monomer having a carboxyl group, a polyvalent amine, a polyfunctional isocyanate, or the like is preferably used as the crosslinking agent.
  • polyvalent amine examples include aliphatic diamine compounds such as hexamethylene diamine, hexamethylene diamine carbamate, and N, N'-dicinnamylidene-1,6-hexane diamine; alicyclic such as 4,4'-methylenebiscyclohexylamine carbamate Diamine compounds: 4,4'-methylenedianiline, m-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4 '-(m-phenylenediisopropylidene) dianiline, 4,4'-(p-phenylenediene) Isopropylidene) dianiline, 2,2'-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 4,4'-diaminobenzanilide, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, 1,3,5 -Benzyltriamine, 1,3,5-benzenetria
  • guanidine compounds such as 1,3-di-o-tolylguanidine and 1,3-diphenylguanidine; imidazole compounds such as 2-methylimidazole and 2-phenylimidazole; phosphoric acid, carbonic acid, bicarbonate , Salts of weak acids such as alkali metal salts (Li, Na, K) of acids such as stearic acid and lauric acid; thirds such as triethylenediamine, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] undecene-7 Tertiary amines; Tertiary phosphine compounds such as triphenylphosphine and tri (methyl) phenylphosphine; It is preferable to use together.
  • imidazole compounds such as 2-methylimidazole and 2-phenylimidazole
  • phosphoric acid, carbonic acid, bicarbonate Salts of weak acids such as alkali metal salts (Li, Na, K) of acids such as stearic acid and
  • the crosslinking agent includes an organic carboxylic acid ammonium salt, a dithiocarbamate, a polyvalent carboxylic acid, or an anhydride.
  • a combination with a quaternary ammonium salt or a phosphonium salt is preferably used.
  • the organic carboxylic acid ammonium salt include ammonium benzoate.
  • the dithiocarbamate include zinc salts such as dimethyldithiocarbamic acid, diethyldithiocarbamic acid, and dibenzyldithiocarbamic acid, iron salts, tellurium salts, and the like.
  • polyvalent carboxylic acid examples include malonic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, maleic acid, citric acid, tartaric acid, and phthalic acid.
  • quaternary ammonium salt examples include tetraethylammonium bromide, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, n-dodecyltrimethylammonium bromide, octadecyltrimethylammonium bromide and the like.
  • Examples of the phosphonium salt include triphenylbenzylphosphonium chloride, triphenylbenzylphosphonium bromide, triphenylbenzylphosphonium iodide, triethylbenzylphosphonium chloride, tetrabutylphosphonium bromide and the like.
  • a polyfunctional isocyanate or the like is preferably used as the crosslinking agent.
  • a polyfunctional isocyanate and a polyfunctional glycidyl compound are preferably used as the crosslinking agent.
  • a dithiol compound such as 1,2-ethanedithiol, 1,4-butanethiol, 1,10-decanethiol, 1,4-benzenethiol
  • an ene-thiol reaction with a polyvalent thiol such as a trithiol compound such as ethane-1,1,1-trithiol or 1,3,5-benzenetrithiol
  • a crosslinking reaction is caused by moisture, so that it is not necessary to add a crosslinking agent or the like.
  • additives include plasticizers, oils, anti-aging agents, inorganic fillers, pigments, antioxidants, and ultraviolet absorbers.
  • the amount of the additive is preferably 0% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0% by mass or more and 5% by mass or less, and further preferably 0% by mass or more and 2% by mass with respect to the block copolymer. It is below mass%.
  • thermoplastic resin may be added for the purpose of adjusting the performance or processability of the elastomer composition containing the block copolymer of the present disclosure.
  • thermoactive resin include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polystyrene styrene resins, vinyl resins such as polyvinyl chloride, polyester resins, and polyamide resins. Further, other elastomers may be added and mixed.
  • the elastomer composition containing the block copolymer of the present disclosure exhibits good fluidity when heated to about 200 ° C. or more and 250 ° C. or less. For this reason, it can be applied to molding processing by various methods such as extrusion molding, injection molding, and casting molding.
  • composition ratio of polymer> The composition ratio of the obtained polymer was identified and calculated from 1 H-NMR measurement.
  • Tg Glass transition temperature
  • the glass transition temperature (Tg) of the obtained polymer was determined from the intersection of the base line of the heat flux curve obtained using a differential scanning calorimeter and the tangent at the inflection point.
  • the heat flux curve shows that about 10 mg of a sample was cooled to ⁇ 50 ° C. and held for 5 minutes, then heated to 300 ° C. at 10 ° C./min, subsequently cooled to ⁇ 50 ° C. and held for 5 minutes, then 10 ° C. / It was obtained under conditions where the temperature was raised to 350 ° C. in min.
  • Measuring instrument DSC6220 manufactured by SII Nano Technology Measurement atmosphere: under nitrogen atmosphere.
  • Inflection points corresponding to the polymer block (A) and the polymer block (B) by performing differential scanning calorimetry of the block copolymers obtained in the examples and comparative examples. From these, the Tg of each polymer block can be determined.
  • ⁇ Initial tensile properties 100 parts of a block copolymer and 0.3 parts of Irganox 1010 (manufactured by BASF) as an antioxidant were dissolved in tetrahydrofuran (THF) to prepare a solution having a polymer concentration of 10%. This was poured into a formwork, and THF was dried and distilled off to prepare a cast film having a thickness of about 1 mm. Using the film obtained above as a sample, the tensile strength at break and elongation at break (25 ° C.) were measured according to JIS K 6251.
  • Change rate of less than 10%
  • Change rate of 10% or more (3) Appearance A molded product of 125 mm ⁇ 125 mm ⁇ 2 mm in thickness was injection molded under the following conditions, and the obtained molded product was visually observed based on the following criteria. The appearance was evaluated. ⁇ : No defects such as wrinkles, irregularities, or crisps are observed on the surface.
  • X Injection molding machine with defects such as wrinkles, irregularities, or crisps on the surface: 100MSIII-10E (trade name, manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.) Injection molding temperature: 240 ° C Injection pressure: 30% Injection time: 3 sec Mold temperature: 40 °C
  • the diameter and thickness of the test piece were 29.0 ⁇ 0.5 mm (diameter) and 12.5 mm ⁇ 0.5 mm (thickness), respectively. It was confirmed that the test piece was sandwiched between compression plates having spacers with a thickness of 9.3 to 9.4 mm. The test piece was held at 70 ° C. for 24 hours under the condition that the ratio of compressing the test piece was 25% by volume, and then the thickness of the central part of the test piece was measured after removing the compression plate at 23 ° C. and leaving it for 30 minutes. The measurement result was applied to the following compression set calculation formula to calculate the compression set (%).
  • Compression set (%) (t 0 ⁇ t 2 ) / (t 0 ⁇ t 1 ) ⁇ 100 (Where t 0 is the original thickness (mm) of the test piece, t 1 is the thickness of the spacer (mm), and t 2 is the thickness of the test piece 30 mm after removal from the compression device (mm). Indicates) After compression release, the compression set value when the specimen completely returns to the dimension before compression is 0%, and the dimension shape does not return to its original shape even when released from compression. Since the compression set value in this case is 100%, the smaller the compression set value is between 0% and 100%, the better the recovery.
  • ⁇ D hardness> A 2 mm thick film prepared in the same procedure as the above-mentioned compression set is left in a constant temperature and humidity chamber (temperature 23 ° C., relative humidity 50%) for 24 hours or more to stabilize the state, and then three sheets are used.
  • the D hardness was measured according to JIS K 7215 “Plastic Durometer Hardness Test Method”.
  • the polymer A was obtained by reprecipitation purification from hexane and vacuum drying.
  • the molecular weight of the obtained polymer A was Mn69200, Mw75500, and Mw / Mn1.09 from GPC (gel permeation chromatography) measurement (polystyrene conversion).
  • Production Examples 2, 6, and 7 (Production of polymers B, F and G) Polymers B, F, and G were obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amounts of DLBTTC, ABN-E, and anisole were as shown in Table 1 and that the reaction time was appropriately adjusted. The molecular weight of each polymer was measured and shown in Table 1.
  • Production Example 3 (Production of polymer C) Polymer C was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that methyl acrylate was used in place of ethyl acrylate, the charge amount was changed as shown in Table 1, and the reaction time was appropriately adjusted. The molecular weight of the polymer C was measured and shown in Table 1.
  • Production Example 4 (Production of polymer D)
  • Production Example 8 (Production of polymer H) To a 1 L flask equipped with a stirrer and a thermometer was added 2-methyl-2- [N-tert-butyl-N- (1-diethylphosphono-2,2-dimethylpropyl) -N-oxyl] propionic acid (2.48 g). ), Hexanediol diacrylate (0.72 g), and isopropyl alcohol (20 g) were charged, sufficiently deaerated by nitrogen bubbling, and the reaction was started in a constant temperature bath at 100 ° C. After 1 hour, after cooling to room temperature, the solvent was distilled off under reduced pressure.
  • Production Example 10 (Production of polymer J) In place of ethyl acrylate, n-butyl acrylate was used, the amount of charge was changed as shown in Table 1, and the reaction time was appropriately adjusted. Obtained. The molecular weight of the polymer J was measured and shown in Table 1.
  • Example 1 (Production of block copolymer 1) In a 1 L flask equipped with a stirrer and a thermometer, the polymer A (87.0 g), ABN-E (0.10 g), N-phenylmaleimide (14.6 g), and styrene (49.8 g) obtained in Production Example 1 were obtained. ) And anisole (342 g) were thoroughly deaerated by nitrogen bubbling, and polymerization was started in a constant temperature bath at 60 ° C. After 3 hours, the reaction was stopped by cooling to room temperature. Block copolymer 1 was obtained by reprecipitation purification from methanol and vacuum drying of the polymerization solution.
  • the block copolymer 1 is a triblock copolymer having a structure of polymer block (A) -acrylic polymer block (B) -polymer block (A).
  • the block copolymer 1 was evaluated as an elastomer, and the results are shown in Table 8.
  • Block copolymers 2 to 24 and 26 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of raw materials charged in the flask were changed as shown in Tables 2 to 4 and the reaction time was appropriately adjusted. To 29 were obtained. Molecular weight of each block copolymer, composition ratio of polymer block (A) by 1 H-NMR measurement, and composition ratio of polymer block (A) and acrylic polymer block (B) in the block copolymer are described in Tables 5 to 7.
  • the SP value of the polymer block (A) and the acrylic polymer block (B) is determined based on the composition ratio of the polymer block (A) and the composition ratio of the acrylic polymer block (B) by 1 H-NMR measurement.
  • Table 5 to 7 are calculated using the above-described calculation formula (Formula 1). Further, based on differential scanning calorimetry of the block copolymers 1 to 24 and 26 to 29, Tg of the polymer block (A) and the acrylic polymer block (B) was determined and listed in Tables 5 to 7.
  • Example 25 In a 1 L flask equipped with a stirrer and a thermometer, 2- ⁇ [(2-carboxyethyl) sulfanylthiocarbonyl] sulfanyl ⁇ propanoic acid (0.80 g), ABN-E (0.12 g), N-phenylmaleimide (27. 3 g), styrene (16.4 g) and anisole (89.4 g) were charged, sufficiently degassed by nitrogen bubbling, and polymerization was started in a constant temperature bath at 70 ° C.
  • the block solution 25 was obtained by reprecipitation purification from methanol and vacuum drying of the polymerization solution.
  • Mn86500, Mw124000, and Mw / Mn were 1.43.
  • the above-mentioned 2- ⁇ [(2-carboxyethyl) sulfanylthiocarbonyl] sulfanyl ⁇ propanoic acid is a monofunctional RAFT agent, and the resulting polymer is a polymer block (A) -acrylic polymer block (B).
  • the SP value of the polymer block (A) was 13.0 and Tg was 210 ° C.
  • the SP value of the acrylic polymer block (B) was 10.2 and Tg was ⁇ 20 ° C.
  • Examples 1 to 25 correspond to the block copolymer of the present disclosure, and all showed good values of the initial breaking elongation and breaking strength. Further, it was confirmed that even under severe conditions of 150 ° C. and 1000 hours, excellent heat resistance and oil resistance were exhibited. Among them, Examples 9 and 10 using (unsubstituted) maleimide and N-ethylmaleimide as maleimide compounds, and Examples 13 and 10 having a structural unit derived from an amide group-containing vinyl compound in the polymer block (A) and No. 14 showed excellent oil resistance with a very low swelling rate.
  • Comparative Example 1 is not sufficient in terms of heat resistance and oil resistance
  • Comparative Example 2 is insufficient in terms of oil resistance because there are few structural units derived from the maleimide compound in the polymer block (A). It was.
  • the polymer block (A) does not have a structural unit derived from styrenes. The fluidity was not sufficient and the moldability was poor.
  • Experimental Examples 1-6 Each raw material was blended as shown in Table 11 to obtain an elastomer composition. However, in Experimental Examples 1 to 4, each raw material component was put into a batch type kneader “Plastograph EC50 type” (manufactured by Brabender) heated to 170 ° C. for the purpose of causing a crosslinking reaction, and 100 rpm / min. The mixture was melt-kneaded for 10 minutes at the rotational speed. The entire kneaded material in a molten state was taken out and cooled at room temperature to obtain an elastomer composition.
  • Plastograph EC50 type manufactured by Brabender
  • hexamethylenediamine carbamate “Cheminox AC-6” (trade name) manufactured by Unimatex
  • zinc dimethyldithiocarbamate “Noxeller PZ”
  • dimethyldithiocarbamic acid Futetsu “Noxeller TTFE” (trade name) was used.
  • the block copolymer of the present disclosure exhibits good rubber elasticity and is excellent in moldability. For this reason, it can be widely applied in fields such as packing, gaskets, hose materials, etc. for automobile parts, electrical appliances and medical-related products, as well as raw materials for adhesives, members for construction and civil engineering, daily necessities. Moreover, according to the block copolymer of this indication, the elastomer material which exhibits extremely high heat resistance and oil resistance can be obtained. Therefore, among the above, for example, in automotive applications, it is suitably used as a seal material, packing, tube, hose, engine cover, tank cap, etc., particularly as a component in the engine room.
  • the elastomer composition containing the block copolymer of the present disclosure is molded and processed into a desired shape, thereby providing automotive parts, home appliance / OA equipment parts, medical equipment parts, packaging materials, civil engineering and building materials, electric wires, It can be suitably used as a material in a wide variety of fields such as sundries.

Landscapes

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Abstract

スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(A)、並びに、アクリル系重合体ブロック(B)を有するブロック共重合体であって、 重合体ブロック(A)は、マレイミド化合物に由来する構造単位を30質量%以上99質量%以下有し、且つ、ガラス転移温度(Tg)が150℃以上の重合体であり、 アクリル系重合体ブロック(B)は、溶解パラメータ(SP値)が9.9以上、且つ、Tgが20℃以下の重合体である。

Description

ブロック共重合体及びその製造方法、並びに、その利用
 本明細書は、ブロック共重合体及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、耐熱性、耐油性及び成形性に優れるエラストマーとして有用なブロック共重合体、並びにその製造方法に関する。
(関連出願の相互参照)
 本出願は、2016年10月6日に出願された国際特許出願であるPCT/JP2016/079852に基づく優先権を主張するものであり、これらの全内容は、参照により本出願に組み込まれるものとする。また、本出願は、上記PCT出願ほか、2015年10月27日に出願された日本国特許出願である特願2015-210708及び2016年5月31日に出願された日本国特許出願である特願2016-108516に関連し、これらの全内容は、参照により本出願に組み込まれるものとする。
 工業的に広く使用されるシール材料として、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム及び四フッ化エチレン樹脂(PTFE)等の各種エラストマーが挙げられる。これらの内でもアクリルゴムは、アクリル酸エステルを主体とするゴム状弾性体であり、耐熱性及び耐油性に優れることから、自動車用のパッキン、シール材をはじめ、各種ホース材、接着剤、コーティング材等の材料として広く用いられている。
 一方、特に自動車用途においては、エンジン出力の増大、静粛性を目的とした防音材の設置等に起因してエンジンルーム内が高温化する傾向にあり、エラストマーに対する耐熱性及び耐油性向上の要求が高まっている。
 このような背景の下、耐熱性、耐油性の高いエラストマー組成物が幾つか提案されている。特許文献1には、エポキシ基含有アクリルゴム(成分(A))、熱可塑性ポリエステル樹脂(成分(B))、並びに、オレフィン系重合体セグメント及びビニル系共重合体セグメントとからなる特定のグラフト共重合体又はその前駆体(成分(C))からなる組成物であって、上記(A)成分を架橋して得られる熱可塑性エラストマー組成物が開示されている。また、特許文献2には、カルボキシル基含有アクリルゴムに、充填材と、箔状充填材とをそれぞれ少なくとも1種類混合してなるアクリルゴム組成物が開示されている。
 しかしながら、特許文献1及び2に記載の組成物であっても、高度な耐熱性及び耐油性が要求されるような用途に対しては十分満足できるものではなかった。さらに、流動性及び成形性の点でも懸念されるものであった。
 流動性及び成形性に優れるエラストマー組成物として、ブロック共重合体を含むエラストマー組成物が知られている。特許文献3には、(A)(メタ)アクリル系共重合体、(B)エステル交換触媒、(C)熱可塑性樹脂を必須成分とし、上記(メタ)アクリル系共重合体が、(a)メタアクリル系重合体ブロックと(b)アクリル系重合体ブロックを含有するブロック共重合体(E)からなる熱可塑性エラストマー組成物が開示されている。
 また、特許文献4には、メタクリル系共重合体ブロック(A)とアクリル系共重合体ブロック(B)とをそれぞれ1つ以上含有するブロック共重合体であり、かつ、メタクリル系共重合体(A)が、メタクリレート単量体由来の繰返し単位と、2種類のN-置換マレイミド単量体由来の繰り返し単位とを含有するランダム共重合体ブロックであり、アクリル系共重合体ブロック(B)が、アクリル酸エステル単量体由来の繰り返し単位を含有する、アクリル系熱可塑性樹脂が開示されている。
特開2007-45885号公報 特開2011-144364号公報 特開2003-261733号公報 特開2014-12782号公報
 しかし、特許文献3に記載された熱可塑性エラストマー組成物は、用途によっては、耐熱性及び耐油性の点で十分満足されない場合があり、さらなる性能の向上が要求されるものであった。特許文献4に記載された熱可塑性樹脂は、良好な耐熱性及び耐油性を発揮するものであり、耐熱・耐油の観点から厳しい条件下における用途にも耐え得るものであった。しかしながら、流動性及び成形性の点では、尚も改良の余地が見られるものであった。
 このように、高度な耐熱性及び耐油性を示すとともに、成形性にも優れるエラストマー組成物については、未だ示されてはいない。さらに、Oリングやガスケット等の部材には、長期間に渡り力を加えて変形させた後に力を解放した際に変形が回復する性質が強く要求されており、いわゆる圧縮永久歪が小さい材料が求められている。
 本明細書に開示する技術は、このような事情に鑑みてなされたものである。すなわち、優れた耐熱性及び耐油性を有するとともに、良好な流動性を示し、成形性にも優れるエラストマー材料、並びに、その製造方法を提供することを課題とするものである。さらに、本明細書に開示される技術の別の課題は、圧縮永久歪の小さいエラストマー材料を提供することである。
 上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者らは、スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロックをハードセグメントとするブロック共重合体が、上記の各種性能に優れるという知見を得た。また、リビングラジカル重合法を利用することにより、上記ブロック共重合体を効率良く得ることが可能であることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成したものである。
 本発明は以下の通りである。
〔1〕スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(A)、並びに、アクリル系重合体ブロック(B)を有するブロック共重合体であって、
 前記重合体ブロック(A)は、該重合体ブロック(A)の全構造単位に対してマレイミド化合物に由来する構造単位を30質量%以上99質量%以下有し、且つ、ガラス転移温度(Tg)が150℃以上の重合体であり、
 前記アクリル系重合体ブロック(B)は、溶解パラメータ(SP値)が9.9以上、且つ、Tgが20℃以下の重合体である、ブロック共重合体。
〔2〕前記重合体ブロック(A)の溶解パラメータ(SP値)が10.0以上である前記〔1〕に記載のブロック共重合体。
〔3〕前記重合体ブロック(A)が、該重合体ブロック(A)の全構造単位に対して前記スチレン類に由来する構造単位を1質量%以上70質量%以下有する前記〔1〕又は〔2〕に記載のブロック共重合体。
〔4〕前記マレイミド化合物が、一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含む前記〔1〕~〔3〕のいずれか一に記載のブロック共重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
〔式中、Rは水素、炭素数1~3のアルキル基又はPhRを表す。ただし、Phはフェニル基を表し、Rは水素、ヒドロキシ基、炭素数1~2のアルコキシ基、アセチル基又はハロゲンを表す。〕
〔5〕前記重合体ブロック(A)が、さらに、アミド基含有ビニル化合物に由来する構造単位を有する前記〔1〕~〔4〕のいずれか一に記載のブロック共重合体。
〔6〕前記重合体ブロック(A)及びアクリル系重合体ブロック(B)の少なくともいずれかに架橋性官能基を有する前記〔1〕~〔5〕のいずれか一に記載のブロック共重合体。
〔7〕前記架橋性官能基が架橋性単量体に由来するものであり、前記重合体ブロック(A)の全構造単位に対して前記架橋性単量体に由来する構造単位を0.01モル%以上60モル%以下有する前記〔6〕に記載のブロック共重合体。
〔8〕数平均分子量が、10000以上500000以下である前記〔1〕~〔7〕のいずれか一に記載のブロック共重合体。
〔9〕スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(A)、並びに、アクリル系重合体ブロック(B)を有するブロック共重合体を、リビングラジカル重合法により製造する方法であって、
 前記重合体ブロック(A)は、該重合体ブロック(A)の全構造単位に対してマレイミド化合物に由来する構造単位を30質量%以上99質量%以下有し、且つ、Tgが150℃以上の重合体であり、
 前記アクリル系重合体ブロック(B)は、溶解パラメータ(SP値)が9.9以上、且つ、Tgが20℃以下の重合体である、
 方法。
〔10〕第一重合工程として、スチレン類1質量%以上70質量%以下、及びマレイミド化合物30質量%以上99質量%以下を含む単量体を重合して前記ブロック(A)を得る工程、
 次いで、第二重合工程として、アクリル系単量体を重合して前記重合体ブロック(B)を得る工程、
 さらに第三重合工程として、スチレン類1質量%以上70質量%以下、及びマレイミド化合物30質量%以上99質量%以下を含む単量体を重合して前記ブロック(A)を得る工程を含む、
 前記〔9〕に記載のブロック共重合体の製造方法。
〔11〕第一重合工程として、アクリル系単量体を重合して前記ブロック(B)を得る工程、並びに、
 第二重合工程として、前記スチレン類1質量%以上70質量%以下、及び前記マレイミド化合物30質量%以上99質量%以下を含む単量体を重合して前記重合体ブロック(A)を得る工程を含む、
 前記〔9〕に記載のブロック共重合体の製造方法。
〔12〕前記〔1〕~〔8〕のいずれか一に記載のブロック共重合体を含むエラストマー。
〔13〕前記〔1〕~〔8〕のいずれか一に記載のブロック共重合体を含む自動車用エラストマー。
 本明細書に開示されるブロック共重合体によれば、極めて高い耐熱性及び耐油性を発揮するエラストマー材料を得ることができる。また、良好な流動性を有することから成形加工性にも優れ、高品質の成形体を提供することが可能となる。さらに、圧縮永久歪の小さなエラストマー材料を得ることが可能となる。
 さらに、本明細書に開示される製造方法によれば、上記ブロック共重合体を、簡便に効率良く得ることができる。
 以下、本開示の代表的かつ非限定的な具体例について、適宜図面を参照して詳細に説明する。この詳細な説明は、本開示の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本開示の範囲を限定することを意図したものではない。また、以下に開示される追加的な特徴ならびに開示は、さらに改善されたブロック共重合体及びその製造方法を提供するために、他の特徴や開示とは別に、又は共に用いることができる。
 また、以下の詳細な説明で開示される特徴や工程の組み合わせは、最も広い意味において本開示を実施する際に必須のものではなく、特に本開示の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、上記及び下記の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、独立及び従属クレームに記載されるものの様々な特徴は、本開示の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組合せなければならないものではない。
 本明細書及び/又はクレームに記載された全ての特徴は、実施例及び/又はクレームに記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。
 以下、本明細書に開示される技術の各種実施形態を詳しく説明する。尚、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートを意味する。また、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及びメタクリロイル基を意味する。
 本明細書に開示されるブロック共重合体は、スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(A)、並びに、アクリル系重合体ブロック(B)を各々1つ以上有する。ブロック共重合体が、上記重合体ブロック(A)及び/又はアクリル系重合体ブロック(B)を2以上有する場合、各ブロックの構造は同一であっても異なっていてもよい。
<重合体ブロック(A)>
 上記の通り、重合体ブロック(A)はスチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を有する。
 上記スチレン類には、スチレン及びその誘導体が含まれる。具体的な化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-イソブチルスチレン、p-t-ブチルスチレン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-クロロメチルスチレン、p-クロロメチルスチレン、o-クロロスチレン、p-クロロスチレン、o-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、p-ヒドロキシスチレン、ジビニルベンゼン等が例示され、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。スチレン類を含む単量体を重合することにより、重合体ブロック(A)にスチレン類に由来する構造単位を導入することができる。
 上記の内でも、重合性の観点から、スチレン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、p-ヒドロキシスチレンが好ましい。また、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、ビニルナフタレンは、重合体ブロック(A)のTgを高めることができ、耐熱性に優れるブロックポリマーを得ることができる点において好ましい。
 重合体ブロック(A)において、上記スチレン類に由来する構造単位が占める割合は、重合体ブロック(A)の全構造単位に対して1質量%以上70質量%以下であることが好ましい。より好ましくは5質量%以上70質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以上70質量%以下であり、一層好ましくは20質量%以上60質量%以下である。また、例えば、20質量%以上40質量%以下であってもよい。
 スチレン類に由来する構造単位が1質量%以上であれば、成形性に優れるブロック共重合体が得られる。一方、70質量%以下であれば、後述するマレイミド化合物由来の構造単位の必要量を確保することが可能となるため、耐熱性及び耐油性に優れるブロック共重合体を得ることができる。
 上記マレイミド化合物には、マレイミド及びN-置換マレイミド化合物が含まれる。N-置換マレイミド化合物としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-n-プロピルマレイミド、N-イソプロピルマレイミド、N-n-ブチルマレイミド、N-イソブチルマレイミド、N-tert-ブチルマレイミド、N-ペンチルマレイミド、N-ヘキシルマレイミド、N-ヘプチルマレイミド、N-オクチルマレイミド、N-ラウリルマレイミド、N-ステアリルマレイミド等のN-アルキル置換マレイミド化合物;N-シクロペンチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等のN-シクロアルキル置換マレイミド化合物;N-フェニルマレイミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)マレイミド、N-(4-アセチルフェニル)マレイミド、N-(4-メトキシフェニル)マレイミド、N-(4-エトキシフェニル)マレイミド、N-(4-クロロフェニル)マレイミド、N-(4-ブロモフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド等のN-アリール置換マレイミド化合物などが挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。マレイミド化合物を含む単量体を重合することにより、重合体ブロック(A)にマレイミド化合物に由来する構造単位を導入することができる。
 上記の内でも、得られるブロック共重合体の耐油性がより優れるものとなる点で、以下の一般式(1)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
〔式中、Rは水素、炭素数1~3のアルキル基又はPhRを表す。ただし、Phはフェニル基を表し、Rは水素、ヒドロキシ基、炭素数1~2のアルコキシ基、アセチル基又はハロゲンを表す。〕
 重合体ブロック(A)において、上記マレイミド化合物に由来する構造単位が占める割合は、重合体ブロック(A)の全構造単位に対して30質量%以上99質量%以下である。好ましくは30質量%以上95質量%以下であり、より好ましくは30質量%以上90質量%以下であり、さらに好ましくは40質量%以上80質量%以下である。また例えば、50質量%以上であってもよく、さらに例えば、60質量%以上であってもよい。また例えば、75質量%以下であってもよく、さらに例えば、70質量%以下であってもよい。また例えば、50質量%以上75質量%以下であってもよく、60質量%以上70質量%以下であってもよい。
 マレイミド化合物に由来する構造単位が30質量%未満の場合、得られるブロック共重合体の耐熱性及び耐油性が十分でないときがある。一方、99質量%を超えると、上記スチレン類に由来する構造単位が不足する結果、流動性及び成形性が不十分となる場合がある。
 また、重合体ブロック(A)が架橋性官能基を含む場合は、圧縮永久歪の値が小さいブロック共重合体を得易い点で好ましい。上記架橋性官能基の導入は、例えばヒドロキシ基等の官能基を有するスチレン類及び/又はマレイミド化合物を用いてもよいし、架橋性官能基を有するビニル化合物を共重合することによっても導入することができる。架橋性官能基を有するビニル化合物としては、不飽和カルボン酸、不飽和酸無水物、ヒドロキシ基含有ビニル化合物、エポキシ基含有ビニル化合物、1級又は2級アミノ基含有ビニル化合物、反応性ケイ素基含有化合物等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 不飽和カルボン酸としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、桂皮酸、更には、不飽和ジカルボン酸のモノアルキルエステル(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等のモノアルキルエステル)等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 不飽和酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 ヒドロキシ基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、並びに、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 エポキシ基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリル酸グリシジル、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 1級又は2級アミノ基含有ビニル化合物としては、アミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、N-メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N-エチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル;アミノエチル(メタ)アクリルアミド、アミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N-メチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N-エチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等のアミノ基含有(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
 反応性ケイ素基含有化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシランン等のビニルシラン類;(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸ジメチルメトキシシリルプロピル等のシリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル等のシリル基含有ビニルエーテル類;トリメトキシシリルウンデカン酸ビニル等のシリル基含有ビニルエステル類等を挙げることができる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記の外にも、オキサゾリン基含有単量体又はイソシアネート基含有単量体を共重合することにより、架橋性官能基としてオキサゾリン基又はイソシアネート基を導入することができる。
 さらに、分子内に2個以上の重合性不飽和基を有する多官能重合性単量体を共重合することにより、重合体ブロック(A)に架橋性官能基として重合性不飽和基を導入し得る。上記多官能重合性単量体としては、(メタ)アクリロイル基、アルケニル基等の重合性官能基を分子内に2つ以上有する化合物であり、多官能(メタ)アクリレート化合物、多官能アルケニル化合物、(メタ)アクリロイル基及びアルケニル基の両方を有する化合物等が挙げられる。これらの内でも、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸イソプロペニル、(メタ)アクリル酸ブテニル、(メタ)アクリル酸ペンテニル、(メタ)アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル等の分子内に(メタ)アクリロイル基及びアルケニル基の両方を有する化合物を用いた場合、重合性不飽和基の反応性に差異があることから重合体ブロック(A)に効果的に重合性不飽和基を導入し得る点で好ましい。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 重合性不飽和基は、分子内に官能基を有する重合体を製造した後、当該官能基と反応可能な官能基及び重合性不飽和基を有する化合物を反応させることによっても導入し得る。例えば、ヒドロキシ基を有する重合体を製造後、イソシアネート基及び重合性不飽和基の双方を有する化合物を反応させることにより当該重合体に重合性不飽和基を導入することができる。また例えば、カルボキシ基を有する重合体に、エポキシ基及び重合性不飽和基の双方を有する化合物を反応させてもよい。
 重合体ブロック(A)が架橋性官能基を有する場合、当該架橋性官能基の導入量は、重合体ブロック(A)の全構造単位に基づいて好ましくは0.01モル%以上であり、より好ましくは0.1モル%以上であり、さらに好ましくは1.0モル%以上であり、特に好ましくは2.0モル%以上である。架橋性官能基の導入量が0.01モル%以上であれば、圧縮永久歪の値の小さなブロック共重合体を得易くなる。一方、架橋反応の制御性の観点から、架橋性官能基導入量の上限は好ましくは60モル%以下であり、より好ましくは40モル%以下であり、さらに好ましくは20モル%以下であり、特に好ましくは10モル%以下である。架橋性官能基の導入量は、重合体ブロック(A)の全構造単位に基づいて0.01モル%以上60モル%以下の範囲とすることができ、好ましくは0.1モル%以上40モル%以下の範囲であり、より好ましくは1.0モル%以上20モル%以下の範囲である。
 重合体ブロック(A)は、本開示が奏する効果を損なわない範囲において、上記の単量体単位以外に、これらと共重合可能な他の単量体に由来する構造単位を有していてもよい。他の単量体としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル化合物、アミド基含有ビニル化合物等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 これらの内でも、より耐油性に優れるブロック共重合体を得ることができる点から、アミド基含有ビニル化合物が好ましい。
 重合体ブロック(A)において、上記の他の単量体に由来する構造単位が占める割合は、重合体ブロック(A)の全構造単位に対して0質量%以上50質量%以下の範囲であることが好ましい。より好ましくは5質量%以上45質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以上40質量%以下である。
 (メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸n-ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル及び(メタ)アクリル酸ドデシル等の(メタ)アクリル酸の直鎖状又は分岐状アルキルエステル化合物;
(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸tert-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロドデシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル等の(メタ)アクリル酸の脂肪族環式エステル化合物などが挙げられる。
 (メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル化合物としては、(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸エトキシメチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸n-プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸n-ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸エトキシプロピル、(メタ)アクリル酸n-プロポキシプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブトキシプロピル、(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸エトキシブチル、(メタ)アクリル酸n-プロポキシブチル、(メタ)アクリル酸n-ブトキシブチルなどが挙げられる。
 アミド基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリルアミド、並びに、tert-ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド誘導体;並びに、N-ビニルアセトアミド、N-ビニルホルムアミド及びN-ビニルイソブチルアミド等のN-ビニルアミド系単量体などが挙げられる。
 上記以外の他の単量体としては、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 本開示において、重合体ブロック(A)を構成する重合体のガラス転移温度(Tg)は150℃以上であることが好ましい。Tgは、耐熱性に貢献できるため、例えば、170℃以上であってもよく、180℃以上であってもよく、190℃以上であってもよく、200℃以上であってもよい。さらにまた、210℃以上であってもよく、220℃以上であってもよく、230℃以上であってもよい。Tgが150℃未満の場合、得られるブロック共重合体の耐熱性及び耐油性が不十分となる場合がある。使用可能な構成単量体単位の制限から、Tgの上限は350℃である。Tgは、また例えば、280℃以下であってもよく、270℃以下であってもよく、さらに例えば、260℃以下であってもよい。
 尚、Tgの値は、後述する実施例において記載する通り、示差走査熱量測定(DSC)により得ることができる。また、重合体ブロックを構成する単量体単位から計算により求めることもできる。
 重合体ブロック(A)の溶解パラメータ(SP値)が10.0以上である場合、ブロック共重合体の耐油性がより良好なものとなる点で好ましい。SP値は、より好ましくは11.0以上であり、さらに好ましくは12.0以上であり、なお好ましくは13.0以上である。
 重合体ブロック(A)のSP値の上限については特に制限されないが、通常は30以下である。また例えば、SP値は、20.0以下であってもよく、また例えば、18.0以下であってもよい。
 上記のSP値については、R.F.Fedorsにより著された「Polymer Engineering and Science」14(2),147(1974)に記載の計算方法によって、算出することができる。具体的には、式(1)に示す計算方法による。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  δ :SP値((cal/cm1/2
  ΔEvap :各原子団のモル蒸発熱(cal/mol)
  V :各原子団のモル体積(cm/mol)
<アクリル系重合体ブロック(B)>
 アクリル系重合体ブロック(B)は、アクリル系単量体を含む単量体を重合することにより得ることができる。アクリル系単量体とは、アクリル酸及びアクリル酸エステル化合物等のアクリロイル基を有する不飽和化合物を指す。アクリル酸エステル化合物しては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸tert-ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル等のアクリル酸アルキルエステル化合物;
アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸メチルシクロヘキシル、アクリル酸tert-ブチルシクロヘキシル、アクリル酸シクロドデシル等のアクリル酸の脂肪族環式エステル化合物;
アクリル酸メトキシメチル、アクリル酸エトキシメチル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸n-プロポキシエチル、アクリル酸n-ブトキシエチル、アクリル酸メトキシプロピル、アクリル酸エトキシプロピル、アクリル酸n-プロポキシプロピル、アクリル酸n-ブトキシプロピル、アクリル酸メトキシブチル、アクリル酸エトキシブチル、アクリル酸n-プロポキシブチル、アクリル酸n-ブトキシブチル等のアクリル酸アルコキシアルキルエステル化合物などが挙げられる。この他にも、アミド基、アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基等の官能基を有するアクリル酸エステル化合物を用いてもよい。
 これらの内でも、柔軟性に優れたブロック共重合体が得られる点で炭素数1~12のアルキル基又は炭素数2~8のアルコキシアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル化合物が好ましい。また、耐熱性及び耐油性の観点を加味した場合、上記アクリル系単量体は、炭素数1~3のアルキル基又は炭素数2~3のアルコキシアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル化合物を含むものであることがより好ましい。
 アクリル系重合体ブロック(B)において、アクリル系単量体に由来する構造単位が占める割合は、アクリル系重合体ブロック(B)の全構造単位に対して20質量%以上100質量%以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは50質量%以上100質量%以下であり、さらに好ましくは80質量%以上100質量%以下であり、一層好ましくは90質量%以上100質量%以下である。
 アクリル系重合体ブロック(B)において、アクリル系単量体に由来する構造単位が上記範囲にある場合は、機械的物性の点で良好なブロック共重合体が得られる傾向にある。
 本開示により奏される効果を妨げない限りにおいて、アクリル系重合体ブロック(B)は、上記アクリル系単量体以外の単量体を構成単量体単位として使用することができる。アクリル系単量体以外の単量体としては、アクリロイル基以外の不飽和基を有する単量体を用いることができ、メタクリル酸エステル等のメタクリロイル基含有化合物、並びに、アルキルビニルエステル、アルキルビニルエーテル及びスチレン類等の脂肪族または芳香族ビニル化合物などが挙げられる。
 本開示では、アクリル系重合体ブロック(B)を構成する重合体のTgは20℃以下であることが好ましい。また例えば、10℃以下であってもよい。Tgは0℃以下が好ましく、-10℃以下がより好ましい。Tgが20℃を超える場合、得られるブロック共重合体の柔軟性が不十分となる場合がある。使用可能な構成単量体単位の制限から、Tgの下限は-80℃である。
 また、Tgが-20℃以下の場合には、低温環境下でも柔軟性が確保される点で好ましい。耐寒性を加味した場合、より好ましくは-30℃以下であり、さらに好ましくは-40℃以下である。
 また、アクリル系重合体ブロック(B)のSP値が9.9以上である場合、ブロック共重合体の耐油性がより良好なものとなる点で好ましい。SP値は、より好ましくは10.0以上であり、さらに好ましくは10.1以上であり、特に好ましくは10.2以上である。
 アクリル系重合体ブロック(B)のSP値の上限については特に制限されないが、通常は20以下である。
 また、重合体ブロック(B)が架橋性官能基を含んでいても良く、耐油性の高いブロック共重合体を得易い点で好ましい。上記架橋性官能基の導入は、例えば架橋性官能基を有するビニル化合物を共重合することによって導入することができる。架橋性官能基を有するビニル化合物としては、不飽和カルボン酸、不飽和酸無水物、ヒドロキシ基含有ビニル化合物、エポキシ基含有ビニル化合物、1級又は2級アミノ基含有ビニル化合物、反応性ケイ素基含有化合物等が挙げられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 重合体ブロック(B)が架橋性官能基を有する場合、当該架橋性官能基の導入量は、重合体ブロック(B)の全構造単位に基づいて好ましくは0.01モル%以上であり、より好ましくは0.1モル%以上であり、さらに好ましくは0.5モル%以上である。架橋性官能基の導入量が0.01モル%以上であれば、耐油性の高いブロック共重合体を得易くなる。一方、柔軟性の観点から、架橋性官能基導入量の上限は好ましくは20モル%以下であり、より好ましくは10モル%以下であり、さらに好ましくは5モル%以下である。架橋性官能基の導入量は、重合体ブロック(B)の全構造単位に基づいて0.01モル%以上20モル%以下の範囲とすることができ、好ましくは0.1モル%以上10モル%以下の範囲であり、より好ましくは0.5モル%以上5モル%以下の範囲である。
<ブロック共重合体>
 本開示のブロック共重合体は、上記重合体ブロック(A)及び上記アクリル系重合体ブロック(B)を各々1つ以上有する。ブロック共重合体が、重合体ブロック(A)及び/又はアクリル系重合体ブロック(B)を2以上有する場合、各ブロックの構造は同一であっても異なっていてもよい。
 ブロック共重合体の構造についても特に制限はなく、AB型ジブロックポリマー、又は、ABA型及びABC型トリブロックポリマー等、各種の線状又は分岐状のブロック共重合体を用いることができる。エラストマー材料として良好な性能が得られる点では、重合体ブロック(A)-アクリル系重合体ブロック(B)-重合体ブロック(A)からなる、ABAトリブロック共重合体等のA-(BA)n型構造を有するものが好ましい。
 ブロック共重合体において、重合体ブロック(A)はハードセグメントとして作用し、アクリル系重合体ブロック(B)はソフトセグメントとして作用する。この結果、本開示のブロック共重合体は、破断伸び及び破断強度等の機械的物性に優れた性能を発揮し、エラストマーとして有用な材料となる。
 ブロック共重合体における重合体ブロック(A)の割合は、10質量%以上60質量%以下が好ましく、20質量%以上50質量%以下がより好ましい。
 ブロック共重合体におけるアクリル系重合体ブロック(B)の割合は、40質量%以上90質量%以下が好ましく、50質量%以上80質量%以下がより好ましい。
 本開示のブロック共重合体をエラストマー材料として用いる場合、上記重合体ブロック(A)のSP値及びアクリル系重合体ブロック(B)のSP値は、0.1以上の差異を有することが好ましい。SP値が0.1以上異なる場合、ブロック共重合体において両者が適度に相分離するため機械的強度に優れた性能を発揮することが可能となる。上記SP値の差異は、0.3以上であることがより好ましく、0.5以上であることがさらに好ましく、0.8以上であることが一層好ましく、1.0以上であることが特に好ましい。また、製造上の観点等から、SP値の差異は10以下であることが好ましく、5.0以下であることがより好ましい。
 また、重合体ブロック(A)が架橋性官能基を有する場合、これを利用して架橋することにより圧縮永久歪の値がより小さいエラストマー材料を得ることができる。上記架橋は重合体ブロック(A)に導入した架橋性官能基同士の反応によるものであってもよいし、後述する通り、当該架橋性官能基と反応可能な官能基を有する架橋剤を添加して行ってもよい。重合体ブロック(A)に導入した架橋性官能基同士の反応による場合、当該架橋性官能基として反応性ケイ素基を用いると、ブロック共重合体を製造する重合反応及びその後の上記架橋反応を効率的に行うことができる。
 本開示のブロック共重合体の数平均分子量(Mn)は、10000以上500000以下の範囲であることが好ましい。数平均分子量が10000以上あれば、エラストマー材料として十分な強度を発揮することができる。また、500000以下であれば、良好な成形性を確保することができる。数平均分子量は、より好ましくは20000以上400000以下の範囲であり、さらに好ましくは50000以上200000以下の範囲である。
 また、ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)の値を上記数平均分子量(Mn)の値で除して得られる分子量分布(Mw/Mn)は、成形性の点で1.5以下であることが好ましい。より好ましくは1.4以下であり、さらに好ましくは1.3以下であり、一層好ましくは1.2以下である。分子量分布の下限値は1.0である。
<ブロック共重合体の製造方法>
 本開示のブロック共重合体は、上記重合体ブロック(A)及び上記アクリル系重合体ブロック(B)を有するブロック共重合体を得る限りにおいて特段の制限を受けるものではなく、公知の製造方法を採用することができる。例えば、リビングラジカル重合及びリビングアニオン重合等の各種制御重合法を利用する方法や、官能基を有する重合体同士をカップリングする方法等を挙げることができる。これらの中でも、操作が簡便であり、広い範囲の単量体に対して適用することができる点でリビングラジカル重合法が好ましい。
 リビングラジカル重合は、バッチプロセス、セミバッチプロセス、乾式連続重合プロセス、連続攪拌槽型プロセス(CSTR)等のいずれのプロセスを採用してもよい。また、重合形式は、溶剤を用いないバルク重合、溶剤系の溶液重合、水系の乳化重合、ミニエマルション重合又は懸濁重合等の各種態様に適用することができる。
 リビングラジカル重合法の種類についても特段の制限はなく、可逆的付加-開裂連鎖移動重合法(RAFT法)、ニトロキシラジカル法(NMP法)、原子移動ラジカル重合法(ATRP法)、有機テルル化合物を用いる重合法(TERP法)、有機アンチモン化合物を用いる重合法(SBRP法)、有機ビスマス化合物を用いる重合法(BIRP法)及びヨウ素移動重合法等の各種重合方法を採用することができる。これらの内でも、重合の制御性と実施の簡便さの観点から、RAFT法、NMP法及びATRP法が好ましい。
 RAFT法では、特定の重合制御剤(RAFT剤)及び一般的なフリーラジカル重合開始剤の存在下、可逆的な連鎖移動反応を介して制御された重合が進行する。RAFT剤としては、ジチオエステル化合物、ザンテート化合物、トリチオカーボネート化合物及びジチオカーバメート化合物等、公知の各種RAFT剤を使用することができる。
 RAFT剤は活性点を1箇所のみ有する一官能のものを用いてもよいし、二官能以上のものを用いてもよい。上記A-(BA)n型構造のブロック共重合体を効率的に得やすい点では、二官能型のRAFT剤を用いることが好ましい。
 また、RAFT剤の使用量は、用いる単量体及びRAFT剤の種類等により適宜調整される。
 RAFT法による重合の際に用いる重合開始剤としては、アゾ化合物、有機過酸化物及び過硫酸塩等の公知のラジカル重合開始剤を使用することができるが、安全上取り扱い易く、ラジカル重合時の副反応が起こりにくい点からアゾ化合物が好ましい。
 上記アゾ化合物の具体例としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス[N-(2-プロペニル)-2-メチルプロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。
 上記ラジカル重合開始剤は1種類のみ使用しても又は2種以上を併用してもよい。
 ラジカル重合開始剤の使用割合は特に制限されないが、分子量分布がより小さい重合体を得る点から、上記RAFT剤1molに対する上記ラジカル重合開始剤の使用量を0.5mol以下とすることが好ましく、0.2mol以下とするのがより好ましい。また、重合反応を安定的に行う観点から、RAFT剤1molに対するラジカル重合開始剤の使用量の下限は、0.01molである。よって、RAFT剤1molに対するラジカル重合開始剤の使用量は、0.01mol以上0.5mol以下の範囲が好ましく、0.05mol以上0.2mol以下の範囲がより好ましい。
 RAFT法による重合反応の際の反応温度は、好ましくは40℃以上100℃以下であり、より好ましくは45℃以上90℃以下であり、さらに好ましくは50℃以上80℃以下である。反応温度が40℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。一方、反応温度が100℃以下であれば、副反応が抑制できるとともに、使用できる開始剤や溶剤に関する制限が緩和される。
 NMP法では、ニトロキシドを有する特定のアルコキシアミン化合物等をリビングラジカル重合開始剤として用い、これに由来するニトロキシドラジカルを介して重合が進行する。本開示では、用いるニトロキシドラジカルの種類に特に制限はないが、アクリレートを含む単量体を重合する際の重合制御性の観点から、ニトロキシド化合物として一般式(2)で表される化合物を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
{式中、Rは炭素数1~2のアルキル基又は水素原子であり、Rは炭素数1~2のアルキル基又はニトリル基であり、Rは-(CH)m-、mは0~2であり、R、Rは炭素数1~4のアルキル基である。}
 上記一般式(2)で表されるニトロキシド化合物は、70~80℃程度の加熱により一次解離し、ビニル系単量体と付加反応を起こす。この際、2以上のビニル基を有するビニル系単量体にニトロキシド化合物を付加することにより多官能性の重合前駆体を得ることが可能である。次いで、上記重合前駆体を加熱下で二次解離することにより、ビニル系単量体をリビング重合することができる。
 この場合、重合前駆体は分子内に2以上の活性点を有するため、より分子量分布の狭い重合体を得ることができる。上記A-(BA)n型構造のブロック共重合体を効率的に得やすい観点から、分子内に活性点を2つ有する二官能型の重合前駆体を用いることが好ましい。
 また、ニトロキシド化合物の使用量は、用いる単量体及びニトロキシド化合物の種類等により適宜調整される。
 本開示のブロック共重合体をNMP法により製造する場合、上記一般式(2)で表されるニトロキシド化合物1molに対し、一般式(3)で表されるニトロキシドラジカルを0.001~0.2molの範囲で添加して重合を行ってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
{式中、R、Rは炭素数1~4のアルキル基である。}
 上記一般式(3)で表されるニトロキシドラジカルを0.001mol以上添加することにより、ニトロキシドラジカルの濃度が定常状態に達する時間が短縮される。これにより、重合をより高度に制御することが可能となり、より分子量分布の狭い重合体を得ることができる。一方、上記ニトロキシドラジカルの添加量が多すぎると重合が進行しない場合がある。上記ニトロキシド化合物1molに対する上記ニトロキシドラジカルのより好ましい添加量は0.01~0.5molの範囲であり、さらに好ましい添加量は0.05~0.2molの範囲である。
 NMP法における反応温度は、好ましくは50℃以上140℃以下であり、より好ましくは60℃以上130℃以下であり、さらに好ましくは70℃以上120℃以下であり、特に好ましくは80℃以上120℃以下である。反応温度が50℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。一方、反応温度が140℃以下であれば、ラジカル連鎖移動等の副反応が抑制される傾向がある。
 ATRP法では、一般に有機ハロゲン化物を開始剤とし、触媒に遷移金属錯体を用いて重合反応が行われる。開始剤である有機ハロゲン化物は、一官能性のものを用いてもよいし、二官能以上のものを用いてもよい。上記A-(BA)n型構造のブロック共重合体を効率的に得やすい点では、二官能性の化合物を用いることが好ましい。また、ハロゲンの種類としては臭化物及び塩化物が好ましい。
 ATRP法における反応温度は、好ましくは20℃以上200℃以下であり、より好ましくは50℃以上150℃以下である。反応温度20℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。
 リビングラジカル重合法により、重合体ブロック(A)-アクリル系重合体ブロック(B)-重合体ブロック(A)からなる、ABAトリブロック共重合体等のA-(BA)n型構造体を得る場合、例えば、各ブロックを順次重合することにより目的とするブロック共重合体を得てもよい。この場合、まず、第一重合工程として、スチレン類1質量%以上70質量%以下、及びマレイミド化合物30質量%以上99質量%以下を含む単量体を重合して重合体ブロック(A)を得る。次いで、第二重合工程として、アクリル系単量体を重合してアクリル系重合体ブロック(B)を得る。さらに、第三重合工程として、スチレン類1質量%以上70質量%以下、及びマレイミド化合物30質量%以上99質量%以下を含む単量体を重合することによりABAトリブロック共重合体を得ることができる。この場合、重合開始剤は、上記した一官能性の重合開始剤又は重合前駆体を用いることが好ましい。上記の第二重合工程及び第三重合工程を繰り返すことにより、テトラブロック共重合体等のより高次のブロック共重合体を得ることができる。
 また、以下に示す二段階の重合工程を含む方法により製造した場合は、より効率的に目的物が得られることから好ましい。すなわち、第一重合工程として、アクリル系単量体を重合してアクリル系重合体ブロック(B)を得た後、第二重合工程として、スチレン類1質量%以上70質量%以下、及びマレイミド化合物30質量%以上99質量%以下を含む単量体を重合して重合体ブロック(A)を得る。これにより、重合体ブロック(A)-アクリル系重合体ブロック(B)-重合体ブロック(A)からなる、ABAトリブロック共重合体を得ることができる。この場合、重合開始剤は、二官能性の重合開始剤又は重合前駆体を用いることが好ましい。この方法によれば、各ブロックを順次重合して製造する場合に比較して工程を簡略化することができる。また、上記の第一重合工程及び第二重合工程を繰り返すことにより、テトラブロック共重合体等のより高次のブロック共重合体を得ることができる。
 本開示では、ブロック共重合体の重合は、その重合方法によらず、必要に応じて連鎖移動剤の存在下で実施しても良い。
 連鎖移動剤は公知のものを使用することができ、具体的には、エタンチオール、1-プロパンチオール、2-プロパンチオール、1-ブタンチオール、2-ブタンチオール、1-ヘキサンチオール、2-ヘキサンチオール、2-メチルヘプタン-2-チオール、2-ブチルブタン-1-チオール、1,1-ジメチル-1-ペンタンチオール、1-オクタンチオール、2-オクタンチオール、1-デカンチオール、3-デカンチオール、1-ウンデカンチオール、1-ドデカンチオール、2-ドデカンチオール、1-トリデカンチオール、1-テトラデカンチオール、3-メチル-3-ウンデカンチオール、5-エチル-5-デカンチオール、tert-テトラデカンチオール、1-ヘキサデカンチオール、1-ヘプタデカンチオール及び1-オクタデカンチオール等の炭素数2~20のアルキル基を有するアルキルチオール化合物の他、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、2-メルカプトエタノール等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。
 本開示では、リビングラジカル重合において公知の重合溶媒を用いることができる。具体的には、ベンゼン、トルエン、キシレン及びアニソール等の芳香族化合物;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及び酢酸ブチル等のエステル化合物;アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン化合物;ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、アルコール、水等が挙げられる。また、重合溶媒を使用せず、塊状重合等の態様で行ってもよい。
<エラストマー組成物>
 本開示のブロック共重合体は、単独でもエラストマー材料として適用することが可能であるが、必要に応じて公知の添加剤等を配合した組成物の態様としてもよい。特に、本開示のブロック共重合体が重合体ブロック(A)及びアクリル系重合体ブロック(B)の少なくともいずれかに架橋性官能基を含む場合、当該官能基と反応可能な架橋剤及び架橋促進剤等を配合し、必要に応じて加熱処理等を施すことにより圧縮永久歪の値が小さいエラストマーを得ることができる点で好ましい。
 本開示のブロック共重合体が、カルボキシル基を有する架橋性単量体に由来する構造単位を含む場合、架橋剤としては、多価アミン、多官能イソシアネート等が好ましく用いられる。
 多価アミンとしては、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカーバメート、N,N′-ジシンナミリデン-1,6-ヘキサンジアミン等の脂肪族ジアミン化合物;4,4′-メチレンビスシクロヘキシルアミンカーバメート等の脂環式ジアミン化合物;4,4′-メチレンジアニリン、m-フェニレンジアミン、4,4′-ジアミノジフェニルエーテル、4,4′-(m-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、4,4′-(p-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、2,2′-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、4,4′-ジアミノベンズアニリド、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、1,3,5-ベンゼントリアミン、1,3,5-ベンゼントリアミノメチル等の芳香族ジアミン化合物等が挙げられる。
 また、多官能イソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジメチルジフェニレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
 多価アミンを用いる場合、1,3-ジ-o-トリルグアニジン、1,3-ジフェニルグアニジン等のグアニジン化合物;2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール等のイミダゾール化合物;リン酸、炭酸、重炭酸、ステアリン酸、ラウリル酸等の酸のアルカリ金属塩(Li、Na、K)等の、弱酸の塩;トリエチレンジアミン、1,8-ジアザビシクロ-[5.4.0]ウンデセン-7等の第3級アミン;トリフェニルホスフィン、トリ(メチル)フェニルホスフィン等の第3級ホスフィン化合物;テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリn-ブチルアンモニウムブロマイド等の第4級オニウム塩等の架橋助剤を併用することが好ましい。
 本開示のブロック共重合体が、エポキシ基を有する架橋性単量体に由来する構造単位を含む場合、架橋剤としては、有機カルボン酸アンモニウム塩、ジチオカルバミン酸塩、多価カルボン酸又は無水物と、第4級アンモニウム塩又はホスホニウム塩との組合せ等が好ましく用いられる。
 有機カルボン酸アンモニウム塩としては、安息香酸アンモニウム等が挙げられる。
 ジチオカルバミン酸塩としては、ジメチルジチオカルバミン酸、ジエチルジチオカルバミン酸、ジベンジルジチオカルバミン酸等の亜鉛塩、鉄塩、テルル塩等が挙げられる。
 多価カルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、マレイン酸、クエン酸、酒石酸、フタル酸等が挙げられる。第4級アンモニウム塩としては、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、n-ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリメチルアンンモニウムブロマイド等が挙げられる。また、ホスホニウム塩としては、トリフェニルベンジルホスホニウムクロライド、トリフェニルベンジルホスホニウムブロマイド、トリフェニルベンジルホスホニウムアイオダイド、トリエチルベンジルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムブロマイド等が挙げられる。
 本開示のブロック共重合体が、ヒドロキシル基を有する架橋性単量体に由来する構造単位を含む場合、架橋剤としては、多官能イソシアネート等が好ましく用いられる。
 本開示のブロック共重合体が、1級又は2級アミノ基有する架橋性単量体に由来する構造単位を含む場合、架橋剤としては、多官能イソシアネート及び多官能グリシジル化合物等が好ましく用いられる。
 本開示のブロック共重合体が、重合性不飽和基を含む場合、1,2-エタンジチオール、1,4-ブタンチオール、1,10-デカンチオール、1,4-ベンゼンチオール等のジチオール化合物、又はエタン-1,1,1-トリチオール、1,3,5-ベンゼントリチオール等のトリチオール化合物等の多価チオールとのエン・チオール反応を利用することができる。
 本開示のブロック共重合体の架橋性基が反応性ケイ素基である場合、湿気により架橋反応を生じるため、架橋剤等を添加する必要はない。
 その他、上記の添加剤としては、例えば、可塑剤、オイル、老化防止剤、無機フィラー、顔料、酸化防止剤及び紫外線吸収剤等が挙げられる。添加剤の配合量は、ブロック共重合体に対して、好ましくは0質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは0質量%以上5質量%以下であり、さらに好ましくは0質量%以上2質量%以下である。
 本開示のブロック共重合体を含むエラストマー組成物の性能又は加工性等を調整する目的で、熱可塑性樹脂を添加してもよい。熱活性樹脂の具体例としては、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレンのスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などが挙げられる。また、他のエラストマーを添加混合してもよい。
 本開示のブロック共重合体を含むエラストマー組成物は、200℃以上250℃以下程度に加熱することにより良好な流動性を示す。このため、押出成形、射出成形、及び鋳込み成形等の各種方法による成形加工に適用することができる。
 以下、実施例に基づいて本開示を具体的に説明する。尚、本開示は、これらの実施例により限定されるものではない。尚、以下において「部」及び「%」は、特に断らない限り質量部及び質量%を意味する。
 製造例、実施例及び比較例で得られた重合体の分析方法について以下に記載する。
<分子量測定>
 得られた重合体について、以下に記載の条件にてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定を行い、ポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を得た。また、得られた値から分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
○測定条件
 カラム:東ソー製TSKgel SuperMultiporeHZ-M×4本
 溶媒:テトラヒドロフラン
 温度:40℃
 検出器:RI
 流速:600μL/min
<重合体の組成比>
 得られた重合体の組成比はH-NMR測定より同定・算出した。
<ガラス転移温度(Tg)>
 得られた重合体のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計を用いて得られた熱流束曲線のベースラインと変曲点での接線の交点から決定した。熱流束曲線は試料約10mgを-50℃まで冷却し、5分間保持した後、10℃/minで300℃まで昇温し、引き続き-50℃まで冷却し、5分間保持した後、10℃/minで350℃まで昇温する条件で得た。
測定機器:エスアイアイ・ナノテクノロジー社製DSC6220
測定雰囲気:窒素雰囲気下
 尚、実施例及び比較例において得られたブロック共重合体の示差走査熱量測定を行うことにより、重合体ブロック(A)及び重合体ブロック(B)に対応する変曲点が得られ、これらから各重合体ブロックのTgを求めることができる。
 次に、実施例及び比較例におけるエラストマーの評価方法について以下に記載する。
<初期引張物性>
 ブロック共重合体100部及び酸化防止剤であるIrganox1010(BASF社製)0.3部をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、重合体濃度10%の溶液を調整した。これを型枠に流し込み、THFを乾燥留去することにより、厚さ約1mmのキャストフィルムを作成した。
 上記で得られたフィルムを試料とし、JIS K 6251に準拠し、常態(25℃)における引張破断強度及び破断伸びを測定した。
<耐熱老化性>
 試料には、初期引張物性と同じフィルムを用いた。
 ダンベル型に打ち抜いた試料を150℃の防爆型乾燥機に投入し、1000時間経過後試料を取り出した。次いで、JIS K 6251に準拠し、常態(25℃)における引張破断強度及び破断伸びを測定した。初期の測定値に対する破断伸び、破断強度の保持率を算出することにより、耐熱老化性を評価した。
<耐油性>
 試料には、初期引張物性と同じフィルムを用いた。
 ダンベル型に打ち抜いた試料をエンジンオイル(日産純正 エンジンオイル「モーターオイル エクストラセーブX 10W-30 SJ」)に浸漬後、150℃に加熱し、1000時間経過後試料を取り出した。次いで、取り出した試料を放冷し、軽く拭いた後の重量変化率から膨潤率を評価した。また、同じ試料について、JIS K 6251に準拠し、常態(25℃)における引張破断強度及び破断伸びを測定した。初期の測定値に対する破断伸び、破断強度の保持率を算出した。
<成形性>
 以下の各項目について成形性の評価を行った。
(1)流動性
 試料には、初期引張物性と同じフィルムを用いた。
 ASTM D 1239に準拠し測定したメルトフローレート(MFR)が0.1g/10min以上の値が得られた時の加熱温度及び荷重の条件により評価した。低温、低荷重条件下で上記メルトフローレートが得られるものほど、良好な流動性を有すると判断した。
(2)樹脂の変質
 上記のMFR測定前後における試料の分子量を測定してその変化率を算出し、以下の基準に基づいて評価した。
 ○:変化率10%未満
 ×:変化率10%以上
(3)外観
 以下の条件で125mm×125mm×厚さ2mmの成形体を射出成形し、得られた成形体について、以下の基準に基づき目視による外観評価を行った。
 ○:表面にシワ、凹凸又はササクレ等の不具合が観察されない
 ×:表面にシワ、凹凸又はササクレ等の不具合が認められる
射出成形機:100MSIII-10E(商品名、三菱重工業株式会社製)
射出成形温度:240℃
射出圧力:30%
射出時間:3sec
金型温度:40℃
<圧縮永久歪の測定>
 表11に示す配合により得られた各組成物について以下の手順に従い測定した。
 上記初期引張物性における試料作成手順に準じて厚さ2mmのフィルム試料を作成し、直径29mmの円盤状に切断したものを7枚重ねて作製した円盤状成形体を200℃で熱プレスして厚さを12.5mm±0.5mmに調整したものを試験片として用い、JIS K 6262に規定される圧縮永久ひずみ試験によって測定した。
 具体的には、標準温度(23.2±2℃)において、試験片の直径及び厚さがそれぞれ、29.0±0.5mm(直径)、12.5mm±0.5mm(厚さ)であることを確認し、厚さ9.3~9.4mmのスペーサを備えた圧縮板に試験片を挟んだ。試験片を圧縮する割合が25体積%となる条件で、70℃で24時間保持した後、23℃で圧縮板を外して30分間放置した後の試験片中央部の厚さを測定した。
 測定結果を下記の圧縮永久歪算出式にあてはめて、圧縮永久歪(%)の数値を算出した。
   圧縮永久歪(%)=(t-t)/(t-t)×100
(式中、tは試験片の元の厚さ(mm)、tはスペーサの厚さ(mm)、tは圧縮装置から取り外してから30分後の試験片の厚さ(mm)を示す)
 圧縮解放後、試験片が完全に圧縮前の寸法形状に戻ったときの圧縮永久歪の値は0%であり、圧縮から開放しても圧縮されたままの形状で寸法形状が元に戻らない場合の圧縮永久歪の値は100%であるから、圧縮永久歪の値は0%から100%の間で小さいほど回復が優れていることを意味する。
<D硬さ>
 上記圧縮永久歪と同様の手順で作成した厚さ2mmのフィルムを恒温恒湿室(温度23℃、相対湿度50%)に24時間以上静置し、状態を安定させた後、シートを3枚重ね、JIS K 7215「プラスチックのデュロメータ硬さ試験法」に準じてD硬さを測定した。
≪RAFT剤の合成≫
合成例1
(1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼンの合成)
 ナス型フラスコに1-ドデカンチオール(42.2g)、20%KOH水溶液(63.8g)、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド(1.5g)を加えて氷浴で冷却し、二硫化炭素(15.9g)、テトラヒドロフラン(以下「THF」ともいう)(38ml)を加え20分攪拌した。α、α’-ジクロロ-p-キシレン(16.6g)のTHF溶液(170ml)を30分かけて滴下した。室温で1時間反応させた後、クロロホルムから抽出し、純水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロータリーエバポレータで濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチルから再結晶することにより、以下の式(4)で表される1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼン(以下「DLBTTC」ともいう)を収率80%で得た。H-NMR測定より7.2ppm、4.6ppm、3.4ppmに目的物のピークを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
≪アクリル系重合体ブロック(B)の製造≫
製造例1
(重合体Aの製造)
攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに合成例1で得られたRAFT剤(DLBTTC)(4.28g)、2,2´-アゾビス2-メチルブチロニトリル(以下「ABN-E」ともいう)(0.25g)、アクリル酸エチル(651g)およびアニソール(287g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。3時間30分後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、ヘキサンから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Aを得た。得られた重合体Aの分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定(ポリスチレン換算)より、Mn69200、Mw75500、Mw/Mn1.09であった。
製造例2、6、7
(重合体B、F、Gの製造)
 DLBTTC、ABN-E及びアニソールの使用量を表1に記載の通りとするとともに、反応時間を適宜調整した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体B、F、Gを得た。各重合体の分子量を測定し、表1に示した。
製造例3
(重合体Cの製造)
 アクリル酸エチルに代えてアクリル酸メチルを用い、表1に記載の通り仕込み量を変更するとともに、反応時間を適宜調整した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Cを得た。重合体Cの分子量を測定し、表1に示した。
製造例4
(重合体Dの製造)
 アクリル酸エチルに加え、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-メトキシエチルを用い、表1に記載の通り仕込み量を変更するとともに、反応時間を適宜調整した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Dを得た。重合体Dの分子量を測定し、表1に示した。また、H-NMR測定から重合体中のアクリル酸エチルとアクリル酸n-ブチルとアクリル酸2-メトキシエチルの組成比を決定したところ、アクリル酸エチル/アクリル酸n-ブチル/アクリル酸2-メトキシエチル=49/25/26wt%であった。
製造例5
(重合体Eの製造)
 アクリル酸エチルに加えて、アクリル酸n-ブチルを用い、表1に記載の通り仕込み量を変更するとともに、反応時間を適宜調整した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Jを得た。重合体Jの分子量を測定し、表1に示した。また、H-NMR測定から重合体中のアクリル酸エチルとアクリル酸n-ブチルの組成比を決定したところ、アクリル酸エチル/アクリル酸n-ブチル=25/75wt%であった。
製造例8
(重合体Hの製造)
 攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに2-メチル-2-[N-tert-ブチル-N-(1-ジエチルホスフォノ-2,2-ジメチルプロピル)-N-オキシル]プロピオン酸(2.48g)、ヘキサンジオールジアクリレート(0.72g)およびイソプロピルアルコール(20g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、100℃の恒温槽で反応を開始した。1時間後、室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去した。残渣にN-tert-ブチル-1-ジエチルホスフォノ-2,2-ジメチルプロピル ニトロキシド(0.03g)、アクリル酸エチル(651g)およびアニソール(289g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、112℃の恒温槽で重合を開始した。8時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、ヘキサンから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Hを得た。得られた重合体Hの分子量を測定し、表1に示した。
製造例9
(重合体Iの製造)
 攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに臭化銅(I)(4.28g)、ペンタメチルジエチレントリアミン(7.90g)、アクリル酸エチル(651g)およびアニソール(280g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気した。エチレンビス(2-ブロモイソブチラート)(1.27g)を添加した後、70℃の恒温槽で重合を開始した。6時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、ヘキサンから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Iを得た。得られた重合体Iの分子量を測定し、表1に示した。
製造例10
(重合体Jの製造)
 アクリル酸エチルに代えて、アクリル酸n-ブチルを用い、表1に記載の通り仕込み量を変更するとともに、反応時間を適宜調整した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体Jを得た。重合体Jの分子量を測定し、表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表1に示された化合物の詳細は以下の通り。
MA:アクリル酸メチル
EA:アクリル酸エチル
C-1:アクリル酸2-メトキシエチル
nBA:アクリル酸n-ブチル
SG1-MAA:2-メチル-2-[N-tert-ブチル-N-(1-ジエチルホスフォノ-2,2-ジメチルプロピル)-N-オキシル]プロピオン酸(Arkema社製ニトロキシド化合物)
SG1:N-tert-ブチル-1-ジエチルホスフォノ-2,2-ジメチルプロピル ニトロキシド(Arkema社製ニトロキシドラジカル)
ABN-E:2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)
≪ブロック共重合体の製造≫
実施例1
(ブロック共重合体1の製造)
 攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに製造例1で得られた重合体A(87.0g)、ABN-E(0.10g)、N-フェニルマレイミド(14.6g)、スチレン(49.8g)およびアニソール(342g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。3時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することでブロック共重合体1を得た。得られたブロック共重合体1の分子量を測定した結果、Mn98500、Mw109000、Mw/Mnは1.11であった。
 ブロック共重合体1は重合体ブロック(A)-アクリル系重合体ブロック(B)-重合体ブロック(A)の構造を有するトリブロック共重合体である。H-NMR測定から重合体ブロック(A)中のN-フェニルマレイミドとスチレンの組成比を決定したところ、N-フェニルマレイミド/スチレン=32/68wt%であり、重合体ブロック(A)とアクリル系重合体ブロック(B)の組成比は(A)/(B)=30/70wt%であった。ブロック共重合体1についてエラストマーとしての評価を行い、結果を表8に示した。
実施例2~24及び比較例1~4
 フラスコに仕込む原料の種類及び仕込み量を表2~表4に記載の通り変更するとともに、反応時間を適宜調整した以外は実施例1と同様の操作を行い、ブロック共重合体2~24及び26~29を得た。各ブロック共重合体の分子量、並びに、H-NMR測定による重合体ブロック(A)の組成比、及びブロック共重合体における重合体ブロック(A)とアクリル系重合体ブロック(B)の組成比について表5~表7に記載した。
 なお、重合体ブロック(A)とアクリル系重合体ブロック(B)のSP値を、H-NMR測定による重合体ブロック(A)の組成比及びアクリル系重合体ブロック(B)の組成比を用いて、既述の計算式(数1)から算出して、表5~7に記載した。また、ブロック共重合体1~24及び26~29の示差走査熱量測定に基づいて、重合体ブロック(A)及びアクリル系重合体ブロック(B)のTgを求め、表5~7に記載した。
実施例25
 攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに2-{[(2-カルボキシエチル)スルファニルチオカルボニル]スルファニル}プロパン酸(0.80g)、ABN-E(0.12g)、N-フェニルマレイミド(27.3g)、スチレン(16.4g)およびアニソール(89.4g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、70℃の恒温槽で重合を開始した。2時間後、室温まで冷却し反応を停止した後、アクリル酸エチル(220.8g)およびアニソール(34.4g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、70℃の恒温槽で重合を開始した。6時間後、室温まで冷却し反応を停止した後、N-フェニルマレイミド(27.3g)、スチレン(16.4g)およびアニソール(159.3g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、70℃の恒温槽で重合を開始した。8時間後、アニソール(195.9g)を仕込み、室温まで冷却することで反応を停止した。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することでブロック共重合体25を得た。得られたブロック共重合体25の分子量を測定した結果、Mn86500、Mw124000、Mw/Mnは1.43であった。
 上記2-{[(2-カルボキシエチル)スルファニルチオカルボニル]スルファニル}プロパン酸は一官能性のRAFT剤であり、得られた重合体は重合体ブロック(A)-アクリル系重合体ブロック(B)-重合体ブロック(A)の構造を有するトリブロック共重合体である。H-NMR測定から重合体ブロック(A)中のN-フェニルマレイミドとスチレンの組成比を決定したところ、N-フェニルマレイミド/スチレン=62/38wt%であり、重合体ブロック(A)とアクリル系重合体ブロック(B)の組成比は(A)/(B)=31/69wt%であった。また、重合体ブロック(A)のSP値は13.0、Tgは210℃であり、アクリル系重合体ブロック(B)のSP値は10.2、Tgは-20℃であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 表2~表7に示された化合物の詳細は以下の通り。
PhMI:N-フェニルマレイミド
MI:(N-無置換)マレイミド
EtMI:N-エチルマレイミド
BuMI:N-n-ブチルマレイミド
St:スチレン
αMeSt:α-メチルスチレン
ACMO:アクリロイルモルホリン
IBXA:アクリル酸イソボルニル
MMA:メタクリル酸メチル
MAh:無水マレイン酸
AA:アクリル酸
GMA:メタクリル酸グリシジル
KBM-503:3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン社製、商品名)
 各ブロック共重合体について、初期並びに耐熱性及び耐油性試験後の機械物性を評価した。耐油性試験後の膨潤率及び成形性とともに、結果を表8~表10に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 実施例1~25は、本開示のブロック共重合体に該当するものであり、いずれも、初期の破断伸び及び破断強度ともに良好な値を示した。また、150℃、1000時間という厳しい条件下であっても、優れた耐熱性及び耐油性を示すことが確認された。中でも、マレイミド化合物として(無置換の)マレイミド及びN-エチルマレイミドを用いた実施例9及び10、並びに、重合体ブロック(A)にアミド基含有ビニル化合物に由来する構造単位を有する実施例13及び14は、膨潤率が極めて低く優れた耐油性を示した。
 一方、比較例1は耐熱性及び耐油性の点で十分ではなく、比較例2は重合体ブロック(A)中のマレイミド化合物に由来する構造単位が少ないことから耐油性の点で不十分であった。比較例3は、重合体ブロック(A)にスチレン類に由来する構造単位を有さないものである。流動性が十分ではなく、成形性に劣るものであった。
実験例1~6
 各原料を表11に示す通り配合し、エラストマー組成物を得た。ただし、実験例1~4については、架橋反応をさせる目的で、170℃に加熱されたバッチ式ニーダー「プラストグラフEC50型」(ブラベンダー社製)に各原料成分を投入し、100rpm/分の回転数で混合物を10分間溶融混練した。溶融状態の混練物を全量取り出し、室温で冷却して、エラストマー組成物を得た。
 エラストマー組成物の配合には、ユニマテックス社製ヘキサメチレンジアミンカーバメート「ケミノックスAC-6」(商品名)、大内新興化学社製ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛「ノクセラーPZ」(商品名)及びジメチルジチオカルバミン酸第二鉄「ノクセラーTTFE」(商品名)を用いた。
 重合体ブロック(A)に架橋性官能基を有するブロック共重合体を用いた実験例1~5は、表11に記載の条件により架橋反応を行った後、得られた硬化物について圧縮永久歪を評価した。一方、重合体ブロック(A)に架橋性官能基を持たないブロック共重合体を用いた実験例6については、加熱等の特段の処理を行わずに圧縮永久歪を評価した。結果を表11に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 表11から明らかな通り、重合体ブロック(A)に架橋性官能基を有するブロック共重合体に架橋を施した実験例1~5は、架橋性官能基を有さないブロック重合体3を用いた実験例6に比較して、圧縮永久歪に優れる結果が認められた。
 本開示のブロック共重合体は、良好なゴム弾性を発揮するとともに成形性にも優れる。このため、自動車部品、電化製品及び医療関連製品等のパッキンやガスケット又はホース材等をはじめ、接着剤原料、建築・土木用部材、日用雑貨品等に分野おいて広く適用することができる。
 また、本開示のブロック共重合体によれば、極めて高い耐熱性及び耐油性を発揮するエラストマー材料を得ることができる。よって、上記の内でも例えば自動車用途では、特にエンジンルーム内の部品として、シール材やパッキン、チューブ、ホース、エンジンカバー、タンクキャップ等に好適に用いられる。電気材料としてはオーブン、トースター、IHヒーター、電熱器、温風ヒーター等の発熱家電等にも好適に用いられる。
 本開示のブロック共重合体を含むエラストマー組成物は、所望の形状に成形・加工することにより、自動車部品、家電・OA機器部品、医療用機器部品、包装用資材、土木建築用資材、電線、雑貨等の広汎な分野の資材として好適に用いることができる。

Claims (13)

  1.  スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(A)、並びに、アクリル系重合体ブロック(B)を有するブロック共重合体であって、
     前記重合体ブロック(A)は、該重合体ブロック(A)の全構造単位に対してマレイミド化合物に由来する構造単位を30質量%以上99質量%以下有し、且つ、ガラス転移温度(Tg)が150℃以上の重合体であり、
     前記アクリル系重合体ブロック(B)は、溶解パラメータ(SP値)が9.9以上、且つ、Tgが20℃以下の重合体である、ブロック共重合体。
  2.  前記重合体ブロック(A)の溶解パラメータ(SP値)が10.0以上である請求項1に記載のブロック共重合体。
  3.  前記重合体ブロック(A)が、該重合体ブロック(A)の全構造単位に対してスチレン類に由来する構造単位を1質量%以上70質量%以下有する請求項1又は2に記載のブロック共重合体。
  4.  前記マレイミド化合物が、一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含む請求項1~3のいずれか1項に記載のブロック共重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    〔式中、Rは水素、炭素数1~3のアルキル基又はPhRを表す。ただし、Phはフェニル基を表し、Rは水素、ヒドロキシ基、炭素数1~2のアルコキシ基、アセチル基又はハロゲンを表す。〕
  5.  前記重合体ブロック(A)が、さらに、アミド基含有ビニル化合物に由来する構造単位を有する請求項1~4のいずれか1項に記載のブロック共重合体。
  6.  前記重合体ブロック(A)及びアクリル系重合体ブロック(B)の少なくともいずれかに架橋性官能基を有する請求項1~5のいずれか1項に記載のブロック共重合体。
  7.  前記架橋性官能基が架橋性単量体に由来するものであり、前記重合体ブロック(A)の全構造単位に対して前記架橋性単量体に由来する構造単位を0.01モル%以上60モル%以下有する請求項6に記載のブロック共重合体。
  8.  数平均分子量が、10000以上500000以下である請求項1~7のいずれか1項に記載のブロック共重合体。
  9.  スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(A)、並びに、アクリル系重合体ブロック(B)を有するブロック共重合体を、リビングラジカル重合法により製造する方法であって、
     前記重合体ブロック(A)は、該重合体ブロック(A)の全構造単位に対してマレイミド化合物に由来する構造単位を30質量%以上99質量%以下有し、且つ、Tgが150℃以上の重合体であり、
     前記アクリル系重合体ブロック(B)は、溶解パラメータ(SP値)が9.9以上、且つ、Tgが20℃以下の重合体である、
     方法。
  10.  第一重合工程として、スチレン類1質量%以上70質量%以下、及びマレイミド化合物30質量%以上99質量%以下を含む単量体を重合して前記ブロック(A)を得る工程、
     次いで、第二重合工程として、アクリル系単量体を重合して前記重合体ブロック(B)を得る工程、
     さらに第三重合工程として、スチレン類1質量%以上70質量%以下、及びマレイミド化合物30質量%以上99質量%以下を含む単量体を重合して前記ブロック(A)を得る工程を含む、
     請求項9に記載のブロック共重合体の製造方法。
  11.  第一重合工程として、アクリル系単量体を重合して前記ブロック(B)を得る工程、並びに、
     第二重合工程として、スチレン類1質量%以上70質量%以下、及びマレイミド化合物30質量%以上99質量%以下を含む単量体を重合して前記重合体ブロック(A)を得る工程を含む、
     請求項9に記載のブロック共重合体の製造方法。
  12.  請求項1~8のいずれか1項に記載のブロック共重合体を含むエラストマー。
  13.  請求項1~8のいずれか1項に記載のブロック共重合体を含む自動車用エラストマー。
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