WO2018181251A1 - 硬化性樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents

硬化性樹脂組成物及びその製造方法 Download PDF

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WO2018181251A1
WO2018181251A1 PCT/JP2018/012304 JP2018012304W WO2018181251A1 WO 2018181251 A1 WO2018181251 A1 WO 2018181251A1 JP 2018012304 W JP2018012304 W JP 2018012304W WO 2018181251 A1 WO2018181251 A1 WO 2018181251A1
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polymer block
block
meth
polymer
group
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PCT/JP2018/012304
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English (en)
French (fr)
Inventor
河合 道弘
晃嗣 柴田
Original Assignee
東亞合成株式会社
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    • 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
    • C08F293/00Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule

Definitions

  • This specification relates to a curable resin composition and a method for producing the same.
  • a vinyl copolymer having a crosslinkable functional group obtained by radical polymerization is well known.
  • Such vinyl-based copolymers are used as curable resin compositions, and are widely used in the field of cured products such as paints, pressure-sensitive adhesives, sealing materials, molding materials, rubber sheets, and the like.
  • the amount of the crosslinkable functional group-containing monomer is suppressed, and a high molecular weight polymer is used to increase the molecular weight between crosslink points. It is said that the method to do is effective.
  • Patent Document 1 a vinyl copolymer having a hydrolyzable silyl group obtained by continuously polymerizing a vinyl copolymer under a high temperature condition is disclosed. It is described that a cured product obtained from a curable resin composition containing this vinyl copolymer exhibits good strength and elongation.
  • Patent Document 2 a curable resin composition containing a vinyl polymer having a crosslinkable silyl group at the terminal by living radical polymerization is disclosed (Patent Document 2).
  • This vinyl copolymer has a narrow molecular weight distribution, and it is described that the tensile properties of the cured product are superior to those of a cured product of a general radical copolymer.
  • Patent Document 1 Although the vinyl polymer described in Patent Document 1 is synthesized by radical polymerization under specific conditions, reactive groups are randomly introduced into the molecular chain. For this reason, since the molecular weight between cross-linking points of the cured product is not uniform and has a wide distribution, there is a limit to improving the elongation at break and toughness of the cured product.
  • the vinyl polymer described in Patent Document 2 has a narrow molecular weight distribution and has a crosslinkable silyl group at the terminal.
  • the crosslinking reaction may cause a crosslinking reaction with a polymer chain separated from the crosslinkable silyl group in the course of the crosslinking reaction.
  • Some functional groups also cause cyclization reactions. For this reason, there was still room for improvement from the viewpoint of toughness and durability of the cured product.
  • this vinyl copolymer has a problem that a multi-step reaction is required in order to introduce a crosslinkable functional group at the terminal, and the manufacturing process becomes complicated.
  • a curable resin composition A block copolymer having a structural unit consisting of polymer block (A) / polymer block (B) / polymer block (A),
  • the polymer block (A) is composed mainly of at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid alkyl esters, (meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters and compounds represented by the general formula (1).
  • the polymer block (B) is composed mainly of at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid alkyl esters, (meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters and compounds represented by the general formula (1).
  • the block copolymer includes the polymer block (A) and the polymer block (B) at a mass ratio of 5/95 to 60/40, according to [1] or [2].
  • Curable resin composition [4] The curable resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the block copolymer has a number average molecular weight of 3,000 to 1,000,000.
  • a block copolymer Having a structural unit consisting of polymer block (A) / polymer block (B) / polymer block (A),
  • the polymer block (A) is composed mainly of at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid alkyl esters, (meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters and compounds represented by the general formula (1).
  • the polymer block (B) is composed mainly of at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid alkyl esters, (meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters and compounds represented by the general formula (1).
  • a polymer having a glass transition temperature of 0 ° C. or lower The block copolymer whose difference of SP value of the said polymer block (A) and the said polymer block (B) is 0.1 or more.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms
  • R 3 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a carbon number
  • n an integer of 1 to 100.
  • the polymer block (B) includes at least one selected from a compound represented by (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester and general formula (1) as a main constituent monomer.
  • the block copolymer has a structural unit composed of the polymer block (A) / the polymer block (B) / the heavy block (A), and the polymer block (A) and the polymer block ( A step of producing a block copolymer in which the difference in SP value of B) is 0.1 or more,
  • a manufacturing method comprising: CH 2 ⁇ CR 1 —C ( ⁇ O) O (R 2 O) n —R 3 (1) (Wherein R 1 represents hydrogen or a methyl group, R 2 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, R 3 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a carbon number) Represents an aryl group of 6 to 20.
  • n represents an integer of 1 to 100.
  • the curable resin composition disclosed in the present specification can contain a specific block copolymer.
  • This block copolymer (hereinafter also simply referred to as “the present block copolymer”) has a polymer block (A) having a crosslinkable functional group and a polymer block (B), and a polymer block ( A) having a structural unit consisting of polymer block (B) / polymer block (A), the difference in SP value between the polymer block (A) and the polymer block (B) being 0.1 or more is there.
  • the SP value difference is an absolute value, and may be the SP value of the polymer block (A) ⁇ the SP value of the polymer block (B), or the SP value of the polymer block (A)> the weight.
  • the SP value of the combined block copolymerization (B) may be used.
  • the present block copolymer it is possible to provide a curable resin composition having high mechanical properties while ensuring fluidity.
  • the disclosure of the present specification is not constrained, the present inventors presume that it is based on the following action. That is, since the present block copolymer includes blocks having a certain difference in SP value, the crosslinking reaction proceeds while forming a microphase separation structure when the present block copolymer is cured.
  • the polymer block (A) having a structural unit derived from a monomer having a crosslinkable functional group forms a microdomain, and a crosslinking reaction proceeds in this microdomain.
  • This block copolymer has a uniform cross-linking structure based on a microphase-separated structure and can avoid high molecular weight of the copolymer. Can be secured.
  • (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 structure of each block may be the same or different.
  • the polymer block (A) of this copolymer is at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid alkyl esters, (meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters and compounds represented by the following general formula (1). It can be set as the block which makes the structural unit derived from the monomer derived from the main structural unit.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms
  • R 3 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a carbon number
  • n represents an integer of 1 to 100.
  • the (meth) acrylic acid alkyl ester is not particularly limited, and various known compounds can be used.
  • (meth) acrylic acid alkyl ester compounds include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n- (meth) acrylic acid.
  • a (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferred, and an alkyl group having 2 to 12 carbon atoms is preferred because it is easy to obtain a block copolymer having a low Tg and excellent fluidity.
  • (Meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group is more preferred, and (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms is more preferred.
  • 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.
  • (meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters having an alkoxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms are (Meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester having an alkoxyalkyl group having 2 to 6 carbon atoms is more preferable.
  • the compound represented by the general formula (1) has an oxyalkylene structure such as an oxyethylene chain, an oxypropylene chain, and an oxybutylene chain.
  • n is 2 or more in a formula, it has polyoxyalkylene structures, such as a polyoxyethylene chain, a polyoxypropylene chain, and a polyoxybutylene chain.
  • R 2 may be the same or different from each other. Therefore, you may have a different kind of polyoxyalkylene structure in 1 molecule like a polyoxyethylene / polyoxypropylene block structure.
  • the compound examples include polyoxyethylene (meth) acrylate, polyoxypropylene (meth) acrylate, polyoxybutylene (meth) acrylate, and polyoxyethylene-polyoxypropylene (meth) acrylate.
  • Examples of those having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms at the terminal include methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, lauroxypolyethylene glycol (meth) acrylate, stearoxypolyethylene glycol (meta ) Acrylate, octoxy polyethylene glycol polypropylene glycol (meth) acrylate, nonylphenoxy polypropylene glycol (meth) acrylate, phenoxy polyethylene glycol polypropylene glycol (meth) acrylate, and the like.
  • the structural unit derived from one type can be 50% by mass or more and 100% by mass or less. This is because Tg can be sufficiently reduced if it is 50% by mass or more, which is advantageous in terms of weather resistance.
  • Such a structural unit is, for example, 60% by mass or more, for example, 70% by mass or more, and for example, 80% by mass or more. For example, it is 98 mass% or less, for example, 95 mass% or less, for example, 90 mass% or less, for example, 85 mass% or less.
  • the polymer block (A) contains 1.0 or more crosslinkable functional groups on average in the block.
  • the method for introducing the crosslinkable functional group is not particularly limited. For example, it can be introduced by copolymerizing a vinyl monomer having a crosslinkable functional group.
  • the polymer block (A) has a structural unit derived from a vinyl monomer having a crosslinkable functional group (hereinafter, also simply referred to as “crosslinkable structural unit”).
  • the vinyl monomer having a crosslinkable functional group is not particularly limited, and various known monomer compounds can be used.
  • unsaturated carboxylic acid unsaturated acid anhydride, hydroxy group-containing vinyl compound , Epoxy group-containing vinyl compounds, primary or secondary amino group-containing vinyl compounds, reactive silicon group-containing compounds, oxazoline group-containing compounds, and isocyanate group-containing compounds.
  • a polymer block (A) it can use from a well-known compound 1 type or in combination of 2 or more types.
  • 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 vinyl compounds include vinylsilanes such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyldimethylmethoxysilane; (meth) acrylic acid trimethoxysilylpropyl, (meth) acrylic acid Silyl group-containing (meth) acrylates such as triethoxysilylpropyl, 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 trimethoxysilylundecanoate.
  • vinylsilanes such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyldimethylmethoxysilane
  • reactive silicon groups can undergo dehydration condensation (polymerization). For this reason, it is suitable in the point which can perform efficiently the polymerization reaction which manufactures a block copolymer, and the said subsequent crosslinking reaction.
  • the reactive silicon group is regarded as one reaction point as a whole, in the present invention, the entire reactive silicon group is used as one crosslinkable functional group. That is, one crosslinkable functional group is introduced by copolymerizing both vinyltrimethoxysilane having three methoxysilyl groups in the molecule and vinylmethyldimethoxysilane having two methoxysilyl groups in the molecule.
  • an oxazoline group or an isocyanate group can be introduced as a crosslinkable functional group by copolymerizing an oxazoline group-containing vinyl compound or an isocyanate group-containing vinyl compound.
  • 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.
  • alkylene diol diacrylate such as hexanediol diacrylate, allyl (meth) acrylate, isopropenyl (meth) acrylate, butenyl (meth) acrylate, pentenyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid
  • alkylene diol diacrylate such as hexanediol diacrylate, allyl (meth) acrylate, isopropenyl (meth) acrylate, butenyl (meth) acrylate, pentenyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid
  • alkylene diol diacrylate such as hexanediol diacrylate, allyl (meth) acrylate, isopropenyl (meth) acrylate, butenyl (meth) acrylate, pentenyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid
  • examples thereof include compounds having both a (meth
  • 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.
  • crosslinkable functional group can also be introduced by producing the polymer block (A) in the presence of a polymerization control agent such as a RAFT agent having a crosslinkable functional group.
  • the polymer block (A) can have a crosslinkable structural unit to the extent that the intended strength can be ensured.
  • a crosslinkable structural unit for example, an average of 1.0 or more crosslinkable functional groups per block of the polymer block (A) can be provided.
  • the upper limit is not particularly limited, but from the viewpoint of controllability of the crosslinking reaction, for example, it is 100 or less, for example, 80 or less, for example, 60 or less, For example, it is 40 or less.
  • the upper limit may be, for example, 30 or less, or 20 or less.
  • the range of the crosslinkable structural unit can be appropriately combined with the aforementioned lower limit and upper limit, for example, 1.0 to 100, for example, 3.0 to 80, and 5 It can be 0 or more and 60 or less.
  • the crosslinkable structural unit in the polymer block (A) is not particularly limited, but is, for example, 0.01 mol% or more, for example, 0.1 mol% with respect to all the structural units of the polymer block (A). For example, it may be 0.5 mol% or more. When the amount of the crosslinkable structural unit introduced is 0.01 mol% or more, it becomes easy to obtain a block copolymer having high mechanical strength.
  • the upper limit of the crosslinkable constitutional unit is, for example, 95 mol% or less, for example, 90 mol% or less, for example, 80 mol% or less, and for example, 60 mol% or less. is there. The upper limit is also, for example, 50 mol% or less, for example, 40 mol% or less, for example, 30 mol% or less, for example, 20 mol% or less, for example, 10 mol% or less.
  • the polymer block (A) includes units derived from other monomers copolymerizable with (meth) acrylic acid alkyl ester as long as the effects of the copolymer are not impaired in addition to these monomers. You can also. For example, an amide group-containing vinyl compound and a maleimide group-containing compound can be included. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • 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.
  • the maleimide group-containing compound includes 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- Tokishifeniru) maleimide, N- (4-chlorophenyl) maleimide, N- (4-bromophenyl) maleimide, etc.
  • N- aryl-substituted maleimide compounds such as N- benzyl maleimide.
  • Other monomers other than the above include amino groups such as N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate and N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate Monomer;
  • An aliphatic cyclic ester compound of (meth) acrylic acid such as isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate;
  • Aromatic vinyl compounds of meth) acrylic acid such as styrene, ⁇ -methylstyrene, benzyl (meth) acrylate, phenyl meth (meth) acrylate and naphthyl (meth) acrylate; Examples include vinyl acetate, (meth) acrylonitrile, maleic acid monoester compounds, and the like
  • the proportion of the constituent units derived from the other monomers is in the range of 0% by mass to 50% by mass with respect to all the constituent units of the polymer block (A). It is preferable. For example, it is 40 mass% or less, for example, 30 mass% or less, for example, 20 mass% or less, for example, 10 mass% or less.
  • the glass transition temperature (Tg) of the polymer block (A) is preferably 0 ° C. or lower.
  • the Tg of the polymer block (A) can contribute to the fluidity of the curable resin composition. Therefore, when the glass transition temperature is 0 ° C. or lower, there is an advantage that a uniform cured film can be easily obtained. Also, for example, it is ⁇ 10 ° C. or lower, for example ⁇ 20 ° C. or lower, and for example ⁇ 30 ° C. or lower. For example, it is ⁇ 40 ° C. or lower. Further, Tg is preferably ⁇ 80 ° C. or higher due to the limitation of usable constituent monomer units.
  • the glass transition temperature of the block copolymer in addition to the polymer block (A) and the polymer block (B) is measured by differential scanning calorimetry (DSC) as described in Examples described later. can do. Moreover, when DSC is impossible, it can also obtain
  • the difference between the SP value of the polymer block (A) and the SP value of the polymer block (B) can be 0.1 or more.
  • the difference in SP value is 0.1 or more, a microphase separation structure can be formed when a film is obtained from the curable resin composition of the present invention.
  • the difference in SP value can be 0.15 or more, for example, 0.2 or more, for example, 0.3 or more, for example, 0.4
  • it can be 0.5 or more.
  • the difference in SP value can be, for example, 10 or less, can be, for example, 8.0 or less, and can be, for example, 6.0 or less.
  • the SP value of each block of the polymer block (A) and the polymer block (B) can be calculated by a known dissolution parameter calculation method, for example, the Fedors method shown below.
  • the SP value is R.D. F. It can be calculated by the calculation method described in “Polymer Engineering and Science” 14 (2), 147 (1974) written by Fedors. Specifically, it is based on the calculation method shown in Formula (1).
  • SP value ((cal / cm 3 ) 1/2 )
  • E vap heat of molar evaporation of each atomic group (cal / mol)
  • V molar volume of each atomic group (cm 3 / mol)
  • the SP value (by the Fedors method) of the polymer block (A) can be 8.0 or more and 12.0 or less.
  • it can be 8.5 or more and 11.5 or less, for example, can be 9.0 or more and 11.0 or less, and can be 9.5 or more and 10.5 or less, for example. be able to.
  • the SP value of each polymer block is a value calculated from a structural unit excluding a structural unit derived from a monomer having a crosslinkable functional group.
  • the polymer block (A) preferably has a property of phase separation from the polymer block (B).
  • a microphase separation structure can be formed when a film is obtained from the curable resin composition of the present invention.
  • a person skilled in the art can easily design a block that is phase-separated from the polymer block (B) based on the common general knowledge at the time of filing of the present application. Confirmation of the formation of the microphase-separated structure at the time of film formation is carried out by preparing a polymer blend of the intended polymer block (A) and polymer block (B) and mixing them to obtain an electron microscope. For example, the phase separation between the blocks can be easily estimated.
  • the microphase separation structure can be performed by small angle X-ray scattering measurement (SAXS measurement).
  • SAXS measurement small angle X-ray scattering measurement
  • the block copolymer of the present invention only needs to have a predetermined difference in SP value between each block of the polymer block (A) and the polymer block (B), and the phase separation structure is confirmed by the analysis means described above. Even if this is not possible, this does not exclude this.
  • the polymer block (B) is a group consisting of (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester and a compound represented by the above general formula (1) in the same manner as the polymer block (A). At least one selected from the above can be used as the main structural unit. That is, (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester and the compound represented by the above general formula (1) applicable to the polymer block (A), and other copolymerizable monomers. Can have a mer.
  • an alkyl acrylate ester and an alkoxyalkyl acrylate ester is the main constituent unit in that a block copolymer excellent in flexibility can be obtained.
  • acrylic acid alkyl ester compounds having an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms are preferred.
  • the acrylic compound includes an alkyl acrylate ester compound having an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 3 carbon atoms. It is more preferable.
  • the structural unit derived from the (meth) acrylic acid alkyl ester and the (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester can be 50% by mass or more and 100% by mass or less. More preferably, they are 60 mass% or more and 100 mass% or less, More preferably, they are 70 mass% or more and 100 mass% or less, More preferably, they are 80 mass% or more and 100 mass% or less.
  • the structural unit is in the above range, a good block copolymer tends to be obtained in terms of mechanical properties.
  • the polymer block (B) can further contain a crosslinkable structural unit derived from a vinyl monomer having a crosslinkable functional group.
  • the crosslinkable structural unit in the polymer block (B) is preferably provided as necessary in addition to the crosslinkable structural unit of the polymer block (A).
  • the crosslinkable structural unit is, for example, 0.01 mol% or more, for example, 0.1 mol% or more, for example, 0.5 mol, based on all the structural units of the polymer block (B). It can be made more than mol%.
  • the amount of the crosslinkable structural unit introduced is 0.01 mol% or more, it becomes easy to obtain a block copolymer having high mechanical strength.
  • the upper limit of the crosslinkable structural unit is, for example, 20 mol% or less, for example, 10 mol% or less, and for example, 5 mol% or less.
  • the cross-linkable structural unit for all the structural units of the polymer block (B) is a polymer block ( It is preferred not to exceed the mole percent of crosslinkable structural units relative to all structural units of A).
  • the polymer block (B) can use other monomers copolymerizable with the (meth) acrylic acid ester as constituent monomer units.
  • monomers having unsaturated groups other than acryloyl groups can be used, and examples thereof include aliphatic or aromatic vinyl compounds such as alkyl vinyl esters, alkyl vinyl ethers, and styrenes.
  • the glass transition temperature (Tg) of the polymer block (B) is preferably 0 ° C. or lower.
  • the Tg of the polymer block (B) can contribute to the fluidity of the curable resin composition. Therefore, when the glass transition temperature is 0 ° C. or lower, there is an advantage that a uniform cured film can be easily obtained. Also, for example, it is ⁇ 10 ° C. or lower, for example ⁇ 20 ° C. or lower, and for example ⁇ 30 ° C. or lower. For example, it is ⁇ 40 ° C. or lower.
  • Tg is preferably ⁇ 80 ° C. or more because of the limitation of usable constituent monomer units.
  • the difference between the SP value of the polymer block (B) and the SP value of the polymer block (A) can be 0.1 or more.
  • the difference between the SP value and the SP value described for the polymer block (A) can take the various aspects described above, and confirm the formation of a microphase separation structure during film formation by a known method as necessary. be able to.
  • the SP value (by the Fedors method) of the polymer block (B) can be 8.0 or more and 12.0 or less.
  • it can be 8.5 or more and 11.5 or less, for example, can be 9.0 or more and 11.0 or less, and can be 9.5 or more and 10.5 or less, for example. be able to.
  • This block copolymer has at least one polymer block (A) and one polymer block (B), and consists of polymer block (A) / polymer block (B) / polymer block (A). It has a structural unit (ABA). By having such a structural unit, it is possible to obtain a uniform crosslinked structure with at least the polymer block (A) as a crosslinking point while suppressing the molecular weight between the crosslinking points.
  • the block copolymer preferably has an A- (BA) n (where n represents an integer of 1 or more) structure. Such a structure is preferable from the viewpoint of the strength of the cured product.
  • the mass ratio of the polymer block (A) and the polymer block (B) in the present block copolymer is not particularly limited, but may be, for example, 5/95 to 60/40. Within such a range, a cured product having good mechanical properties can be easily obtained from the polymer block (A) constituting the crosslinked segment as a crosslinking point and the polymer block (B) capable of forming the soft segment.
  • the mass ratio can also be 10/90 to 40/60, for example.
  • mass% of a polymer block (A) with respect to the total mass of a block copolymer 5 mass% or more is suitable, for example, and it can be said that 10 mass% or more is suitable, for example.
  • the number average molecular weight (Mn) of the present block copolymer is not particularly limited, but is preferably in the range of 3,000 to 1,000,000. In the present block copolymer, if the number average molecular weight is 3,000 or more, sufficient strength and durability can be exhibited in the cured product. Moreover, if it is 1,000,000 or less, favorable fluidity
  • the number average molecular weight of the present block copolymer is more preferably in the range of 5,000 to 500,000, and even more preferably 10,000 to 400,000. More preferably, it is the range of 20,000 or more and 400,000 or less, More preferably, it is the range of 50,000 or more and 400,000 or less, More preferably, it is 100,000 or more and 400,000 or less The range is most preferably 150,000 or more and 300,000 or less.
  • the molecular weight distribution (Mw / Mn) obtained by dividing the value of the weight average molecular weight (Mw) of the block copolymer by the value of the number average molecular weight (Mn) forms a uniform cross-linked structure, From the viewpoint of securing the physical properties (elongation, strength, etc.), it is preferably 4.0 or less. More preferably, it is 3.0 or less, More preferably, it is 2.0 or less, Still more preferably, it is 1.8 or less, More preferably, it is 1.5 or less, More preferably, it is 1.4 or less . Further, the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 1.01 or more, 1.05 or more, or 1.1 or more.
  • the polymer block (A) containing a crosslinkable structural unit acts as a cross-linked segment and contains fewer crosslinkable structural units, or an acrylic acid alkyl ester and an acrylic acid alkoxyalkyl ester as a main structural unit.
  • the containing polymer block (B) acts as a soft segment.
  • the block copolymer can exhibit performances excellent in mechanical properties such as elongation at break and strength at break.
  • the present block copolymer is not particularly limited as long as a block copolymer having a polymer block (A) and a polymer block (B) is obtained, and a known production method 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.
  • the polymer block (A) / polymer block (B ) / A method for obtaining a polymer having a structural unit comprising a polymer block (A) is also included.
  • the operation is simple, it can be applied to a wide range of monomers, the content of metal components that may affect durability at high temperatures can be reduced, and heat resistance is improved. From the viewpoint of obtaining an excellent cured product, the living radical polymerization method is preferred.
  • Living radical polymerization may employ any process such as a batch process, a semi-batch process, a tubular 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 0.001 mol. Therefore, the amount of the radical polymerization initiator used relative to 1 mol of the RAFT agent is preferably in the range of 0.001 mol to 0.5 mol, and more preferably in the range of 0.005 mol to 0.2 mol.
  • the reaction temperature in the polymerization reaction by the RAFT method is preferably 30 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, more preferably 40 ° C. or higher and 110 ° C. or lower, and further preferably 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. If reaction temperature is 30 degreeC or more, a polymerization reaction can be advanced smoothly. On the other hand, if reaction temperature is 120 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, and a commercially available nitroxide polymerization initiator can be used.
  • 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 nitroxide radical represented by the general formula (3) is in the range of 0.001 to 0.2 mol 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 above. ⁇ 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.
  • the target block copolymer may be obtained by sequentially polymerizing each block.
  • the polymer block (A) is obtained using the constituent monomer of the polymer block (A).
  • the polymer block (B) is obtained using the constituent monomer of the polymer block (B).
  • an ABA triblock copolymer can be obtained by polymerization using a constituent monomer of the polymer block (A).
  • a higher order block copolymer such as a tetrablock copolymer can be obtained.
  • the target product can be obtained more efficiently. That is, after obtaining the polymer block (B) using the constituent monomer of the polymer block (B) as the first polymerization step, the constituent monomer of the polymer block (A) is used as the second polymerization step. Is polymerized to obtain a polymer block (A). As a result, an ABA triblock copolymer comprising a polymer block (A) -polymer block (B) -polymer block (A) can be obtained. In this case, it is preferable to use a bifunctional polymerization initiator or polymerization precursor as the polymerization initiator.
  • 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 block copolymer may be polymerized 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-ethyl-5-
  • 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.
  • This block copolymer can be applied alone, as a paint, an adhesive, a sealing material, a molding material, a rubber sheet, etc., but if necessary, a curable resin composition containing known additives and the like. It is good also as an aspect of.
  • a necessary crosslinking agent, crosslinking accelerator and the like can be blended.
  • cured material according to a use can be obtained by performing heat processing etc. as needed.
  • crosslinking agent examples include a glycidyl compound having two or more glycidyl groups, an isocyanate compound having two or more isocyanate groups, an aziridine compound having two or more aziridinyl groups, an oxazoline compound having an oxazoline group, and a metal chelate compound. And butylated melamine compounds.
  • an aziridine compound, a glycidyl compound, and an isocyanate compound can also be used.
  • an isocyanate compound is preferable at the point which is excellent in the hardened
  • aziridine compound examples include 1,6-bis (1-aziridinylcarbonylamino) hexane, 1,1 ′-(methylene-di-p-phenylene) bis-3,3-aziridylurea, 1,1′- (Hexamethylene) bis-3,3-aziridylurea, ethylenebis- (2-aziridinylpropionate), tris (1-aziridinyl) phosphine oxide, 2,4,6-triaziridinyl-1,3,5- And triazine, trimethylolpropane-tris- (2-aziridinylpropionate), and the like.
  • glycidyl compound examples include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, and 1,6-hexanediol diglycidyl.
  • Ether tetraglycidylxylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, trimethylolpropane polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether A functional glycidyl compound is mentioned.
  • isocyanate compound for example, a compound having two or more isocyanate groups is used.
  • isocyanate compound aromatic, aliphatic and alicyclic isocyanate compounds, and modified products (such as prepolymers) of these isocyanate compounds can be used.
  • Aromatic isocyanates include diphenylmethane diisocyanate (MDI), crude diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate (NDI), p-phenylene diisocyanate (PPDI), xylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), and tolidine.
  • a diisocyanate (TODI) etc. are mentioned.
  • Examples of the aliphatic isocyanate include hexamethylene diisocyanate (HDI), lysine diisocyanate (LDI), and lysine triisocyanate (LTI).
  • the alicyclic isocyanate examples include isophorone diisocyanate (IPDI), cyclohexyl diisocyanate (CHDI), hydrogenated XDI (H6XDI), and hydrogenated MDI (H12MDI).
  • the modified isocyanate includes urethane modified products, dimers, trimers, carbodiimide modified products, allophanate modified products, burette modified products, urea modified products, isocyanurate modified products, oxazolidone modified products, isocyanates. Examples thereof include base end prepolymers.
  • the content thereof is 0.01 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the block copolymer. It can also be. Moreover, it can also be 0.03 mass part or more and 5 mass parts or less, 0.05 mass part or more and 2 mass parts or less.
  • additives include plasticizers, anti-aging agents, inorganic fillers, pigments, adhesion-imparting agents, dehydrating agents, antioxidants, ultraviolet absorbers, and oils.
  • 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 resins may be added for the purpose of adjusting the performance, coatability, processability, etc. of the curable resin composition containing the present block copolymer.
  • thermoplastic 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 curable resin composition containing the present block copolymer exhibits good fluidity when heated to about room temperature (25 ° C.) to about 150 ° C. For this reason, in addition to various coatings, it can be applied to molding processes by various methods such as extrusion molding, injection molding, and cast 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.
  • phase separation small angle X-ray scattering measurement
  • SAXS measurement small angle X-ray scattering measurement
  • Equipment High Energy Accelerator Research Organization (KEK) Photon Factory Beamline-6A Incident X-ray: Synchrotron X-ray (wavelength 1.5mm) Detector: Dectris PILATUS3 1M Camera length: 251cm Measurement temperature: 25 ° C
  • UP-1000 Acrylic plasticizer, ARUFON (registered trademark) UP-1000 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) Light calcium carbonate: Shiraka Hana CCR (Shiraishi Calcium Co., Ltd.) Heavy calcium carbonate: Super SS (Maruo Calcium) B75: Anti-aging agent, Tinuvin B75 (manufactured by Ciba Specialty) TPA-100: HDI isosinurate type, Duranate TPA-100 (manufactured by Asahi Kasei Corporation) SH6020: Aminosilane, SH6020 (manufactured by Dow Corning Toray) SZ6300: Vinylsilane, SZ6300 (Toray Dow Corning) U-220H: Tin catalyst (dibutyltin diacetylacetonate), Neostan U-220H (manufactured by Nitto Kasei)
  • the molecular weight of the obtained polymer A was Mn19,300, Mw23,200, Mw / Mn1.20 from GPC (gel permeation chromatography) measurement (polystyrene conversion).
  • HA 2-ethylhexyl acrylate
  • C-1 2-methoxyethyl acrylate
  • nBA n-butyl acrylate
  • HDDA 1,6-hexanediol diacrylate
  • SG1-MAA 2-methyl-2- [N-tert-butyl —N- (1-diethylphosphono-2,2-dimethylpropyl) -N-oxyl] propionic acid (nitroxide compound manufactured by Arkema)
  • SG1 N-tert-butyl-1-diethylphosphono-2,2-dimethylpropyl nitroxide (nitroxide radical manufactured by Arkema)
  • ABN-E 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile)
  • the block solution 1 was obtained by reprecipitation purification from hexane and vacuum drying of the polymerization solution.
  • Mn23,000, Mw29,900, and Mw / Mn were 1.30.
  • the block copolymer 1 is a triblock copolymer having a structure of polymer block (A) -polymer block (B) -polymer block (A).
  • a polymer block (A) is 10. 2.
  • the polymer block (B) was calculated to be 9.8.
  • the Tg determined from differential scanning calorimetry was ⁇ 40 ° C. for block (A) and ⁇ 46 ° C. for block (B).
  • FIG. 1 shows a chart of SAXS measurement.
  • Block copolymers 2-7, 9 were prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the types and amounts of raw materials charged in the flask were changed as shown in Table 4 and the reaction time and precipitation solvent were appropriately adjusted. ⁇ 12 and 15-16 were obtained.
  • Molecular weight of each block copolymer, composition ratio of polymer block (A) by 1 H-NMR measurement, composition ratio of polymer block (A) and acrylic polymer block (B) in the block copolymer, The SP value, Tg, and the number of crosslinkable functional groups contained in the block (A) are shown in Table 5.
  • FIG. 1 shows a SAXS measurement chart for the block copolymer 15.
  • the entire amount of the polymerization solution was transferred to a 1 L flask equipped with a stirrer and a thermometer, charged with butyl acrylate (300 g) and anisole (70 g), sufficiently degassed with nitrogen bubbling, and polymerization was started in a constant temperature bath at 70 ° C. . After 5 hours, the reaction rate was 96%. Thereto were charged 2-methoxyethyl acrylate (24.0 g), trimethoxysilylpropyl methacrylate (6.0 g) and anisole (50 g), sufficiently deaerated with nitrogen bubbling, and polymerization was started in a constant temperature bath at 70 ° C. did. After 5 hours, the reaction was stopped by cooling to room temperature. The reaction rate was 93%.
  • the molecular weight of the obtained polymer was Mn 24,800, Mw 37,500, and Mw / Mn 1.51 from GPC (gel permeation chromatography) measurement (polystyrene conversion).
  • the block copolymer 13 comprises a polymer block (A) —a copolymer block of 2-methoxyethyl acrylate and trimethoxysilylpropyl methacrylate, and (B) — (A)-(B) — of a butyl acrylate polymer block. It is a triblock copolymer having the structure of (A).
  • the Tg determined from differential scanning calorimetry was ⁇ 40 ° C. for block (A) and ⁇ 46 ° C. for block (B). Moreover, as a result of calculating
  • the reaction was stopped by cooling to room temperature.
  • the reaction rate of 2-methoxyethyl acrylate was 94%.
  • the polymerization solution was charged with n-butyl acrylate (100 g) and anisole (30 g), sufficiently deaerated by nitrogen bubbling, and polymerization was started in a constant temperature bath at 70 ° C. After 4 hours, the reaction was stopped by cooling to room temperature. The reaction rate of n-butyl acrylate was 95%.
  • 2-methoxyethyl acrylate (10.0 g) was charged, sufficiently deaerated by nitrogen bubbling, and polymerization was started in a constant temperature bath at 70 ° C. After 3 hours, the reaction was stopped by cooling to room temperature.
  • the reaction rate of 2-methoxyethyl acrylate was 97%.
  • the reaction rate of 2- ⁇ [(2-carboxyethyl) sulfanylthiocarbonyl] sulfanyl ⁇ propanoic acid was 99%.
  • Mn24,200, Mw32,100, and Mw / Mn were 1.30.
  • 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).
  • a triblock copolymer having the structure of polymer block (A). From 1H-NMR measurement, the composition ratio of the polymer block (A) to the polymer block (B) was (A) / (B) 16/84 wt%. The SP value of the polymer block (A) was calculated to be 10.2, the polymer block (B) was calculated to be 9.8, and the difference was 0.4.
  • the Tg determined from differential scanning calorimetry was -39 ° C for block (A) and -45 ° C for block (B).
  • a monomer having a crosslinkable functional group is not used, but 2- ⁇ [(2-carboxyethyl) sulfanylthio which is a RAFT agent is attached to both ends of the obtained block copolymer 14.
  • Hydrolyzable silyl groups are introduced by the reaction of a carboxyl group derived from [carbonyl] sulfanyl ⁇ propanoic acid and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane. Therefore, the block (A) contains an average of 1.0 crosslinkable functional groups per block.
  • SAXS measurement a broad peak was observed, confirming the formation of a phase separation structure.
  • Random copolymer 17 was obtained by reprecipitation purification from hexane and vacuum drying of the polymerization solution.
  • the molecular weight of the obtained polymer was Mn22,100, Mw26,500, Mw / Mn1.20 from GPC (gel permeation chromatography) measurement (polystyrene conversion).
  • the results are shown in Table 6.
  • SAXS measurement no peak was observed, and it was found that no phase separation occurred.
  • the molecular weight of the obtained polymer was Mn185,000, Mw235,000, Mw / Mn1.27 from GPC (gel permeation chromatography) measurement (polystyrene conversion).
  • the results are shown in Table 6.
  • SAXS measurement no peak was observed, and it was found that no phase separation occurred.
  • Example 1 Using the block copolymer 1 obtained in Production Example 1 as a base resin, a curable resin composition was prepared according to the above-mentioned recipe, and a sheet (cured product) was produced. Further, the mechanical properties of the sheet were measured. The results are shown in Table 7.
  • Examples 2 to 14, Comparative Examples 1 to 4 A curable resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 using the copolymers obtained in Production Examples 2 to 14 and Comparative Production Examples 1 to 4, and sheets (cured products) were produced. Further, the mechanical properties of the sheet were measured. The results are shown in Table 7.
  • the block copolymer exhibits good mechanical properties (elongation, strength, etc.) and can maintain good fluidity. For this reason, it can be widely applied in fields such as painting automotive parts, electrical appliances and medical-related products, packing materials, gaskets, hose materials, etc., as well as raw materials for adhesives, materials for construction and civil engineering, and household goods. it can. Moreover, according to this block copolymer, 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.
  • Elastomer compositions containing this block copolymer can be molded and processed into the desired shape to produce automotive parts, home appliance / OA equipment parts, medical equipment parts, packaging materials, civil engineering and building materials, electric wires, miscellaneous goods, etc. It can be suitably used as a material in a wide range of fields.

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Abstract

硬化性樹脂組成物として、重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(A)からなる構造単位を有するブロック共重合体を含む組成物を提供する。 前記重合体ブロック(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であって、架橋性官能基をブロック当り平均1.0個以上含有し、前記重合体ブロック(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であり、前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)のSP値の差が0.1以上である。 CH2=CR1-C(=O)O(R2O)n-R3 (1) (式中、R1は水素又はメチル基を表し、R2は炭素数2~6の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表し、R3は水素、炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~20のアリール基を表す。nは1~100の整数を表す。)

Description

硬化性樹脂組成物及びその製造方法
 本明細書は、硬化性樹脂組成物及びその製造方法等に関する。
 工業用途に使用される硬化性樹脂としては、ラジカル重合により得られた架橋性官能基を有するビニル系共重合体がよく知られている。こうしたビニル系共重合体は、硬化性樹脂組成物として用いられ、例えば、塗料、粘着剤、シーリング材、成形材料、ゴムシート等の硬化物の分野において広く使用されている。
 一般に、硬化物の強度や伸びといった力学的物性を高めるためには、架橋性官能基含有単量体の使用量を抑え、且つ高分子量化させた重合体を用いて、架橋点間分子量を大きくする方法が有効であるとされている。
 このような硬化性樹脂組成物に用いるビニル系共重合体として、高温度条件下で、ビニル系共重合体を連続重合させて得られた加水分解性シリル基を有するビニル系共重合体が開示されている (特許文献1)。このビニル系共重合体を含む硬化性樹脂組成物から得られる硬化物が良好な強度及び伸びを示すことが記載されている。
 また、リビングラジカル重合によって末端に架橋性シリル基を有するビ二ル系重合体を含む硬化性樹脂組成物が開示されている(特許文献2)。このビニル系共重合体は、分子量分布も狭く、その硬化物の引張特性は、一般のラジカル共重合体による硬化物に比較して優れていることが記載されている。
特開2006-45275号公報 特開平11-130931号公報
 しかしながら、特許文献1に記載のビニル系重合体は、特定条件下でのラジカル重合によって合成されてはいるものの、分子鎖中に反応性基がランダムに導入されてしまう。このため、硬化物の架橋点間分子量は均一ではなく、広い分布を持つために、硬化物の破断伸び及び靭性の向上には 限界があった。
 また、特許文献2に記載のビニル系重合体は、分子量分布が狭く、末端に架橋性シリル基を備えている。しかしながら、硬化反応は分子運動を伴いながら進行するため、架橋反応の進行過程では、架橋性シリル基から離れた高分子鎖と架橋反応を起こしてしまう場合もあった。また、一部の官能基には、環化反応を生じるものもあった。このため、依然として、硬化物の靭性や耐久性の観点からは改善の余地があった。さらに、このビニル系共重合体は、末端に架橋性官能基を導入するために多段階の反応が必要であり、製造工程が複雑化するという問題があった。
 さらに、架橋点間距離拡大のための高分子量化は、溶液粘度を高めて流動性を低下させるため、硬化性樹脂組成物の十分な塗工性等の加工性を確保することが困難であった。
 本明細書は、高い流動性を確保しつつ、硬化物における架橋構造を高強度化すべく検討したところ、ブロック共重合体における異なるブロック間のSP値に差を付与することが有用であることを見出すに至った。さらに、ミクロ相分離構造を利用することが有用であることを見出すに至った。本明細書によれば、以下の手段が提供される。

[1]硬化性樹脂組成物であって、
 重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(A)からなる構造単位を有するブロック共重合体を含み、
 前記重合体ブロック(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であって、架橋性官能基をブロック当り平均1.0個以上含有し、
 前記重合体ブロック(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であり、
 前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)のSP値の差が0.1以上である、硬化性樹脂組成物。
 CH2=CR1-C(=O)O(R2O)n-R3  (1)
(式中、R1は水素又はメチル基を表し、R2は炭素数2~6の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表し、R3は水素、炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~20のアリール基を表す。nは1~100の整数を表す。)
[2]前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)が互いに相分離する、[1]に記載の硬化性樹脂組成物。
[3]前記ブロック共重合体は、前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)とを、5/95~60/40の質量比で含む、[1]又は[2]に記載の硬化性樹脂組成物。
[4]前記ブロック共重合体の数平均分子量が3,000以上1,000,000以下である、[1]~[3]のいずれか一に記載の硬化性樹脂組成物。
[5]前記ブロック共重合体の重量平均分子量/数平均分子量が、1.01以上4.0以下である、[1]~[4]のいずれか一に記載の硬化性樹脂組成物。
[6]前記ブロック共重合体が、A-(BA)n(ただし、nは1以上の整数を表す。)構造である、[1]~[5]のいずれか一に記載の硬化性樹脂組成物。
[7]前記重合体ブロック(A)及び前記重合体ブロック(B)のガラス転移温度は、いずれも、-20℃以下である、[1]~[6]のいずれか一に記載の硬化性樹脂組成物。
[8]ブロック共重合体であって、
 重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(A)からなる構造単位を有し、
 前記重合体ブロック(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であって、架橋性官能基をブロック当り平均1.0個以上含有し、
 前記重合体ブロック(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であり、
 前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)のSP値の差が0.1以上である、ブロック共重合体。
 CH2=CR1-C(=O)O(R2O)n-R3  (1)
(式中、R1は水素又はメチル基を表し、R2は炭素数2~6の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表し、R3は水素、炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~20のアリール基を表す。nは1~100の整数を表す。)
[9]前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)が互いに相分離する、[8]に記載のブロック共重合体。
[10]ブロック共重合体の製造方法であって、
 リビングラジカル重合により、以下のブロック共重合体;
 重合体ブロック(A)及び重合体ブロック(B)を有するブロック共重合体を含み、
 前記重合体ブロック(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であって、架橋性官能基をブロック当り平均1.0個以上含有し、
 前記重合体ブロック(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であり、
 前記ブロック共重合体は、前記重合体ブロック(A)/前記重合体ブロック(B)/前記重体ブロック(A)からなる構造単位を有し、前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)のSP値の差が0.1以上であるブロック共重合体、を製造する工程、
を備える、製造方法。
 CH2=CR1-C(=O)O(R2O)n-R3  (1)
(式中、R1は水素又はメチル基を表し、R2は炭素数2~6の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表し、R3は水素、炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~20のアリール基を表す。nは1~100の整数を表す。
[11]ブロック共重合体の製造方法であって、前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)が互いに相分離する、[10]に記載の製造方法。
製造例1及び比較製造例1で得られたブロック共重合体の小角X線散乱測定結果を示す。
 本明細書に開示される硬化性樹脂組成物は、特定のブロック共重合体を含有することができる。このブロック共重合体(以下、単に、「本ブロック共重合体」ともいう。)は、架橋性官能基を有する重合体ブロック(A)及び重合体ブロック(B)を有し、重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(A)からなる構造単位を有し、前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)のSP値の差が0.1以上である。なお、SP値の差は、絶対値であり、重合体ブロック(A)のSP値<重合体ブロック(B)のSP値であってもよいし、重合体ブロック(A)のSP値>重合体ブロック共重合(B)のSP値であってもよい。
 本ブロック共重合体によれば、流動性を確保しつつ、高い力学的特性を備える硬化性樹脂組成物を提供することできる。本明細書の開示を拘束するものではないが、本発明者らによれば、以下の作用に基づくものと推測される。すなわち、本ブロック共重合体は、SP値の差が一定以上であるブロックを備えるために、本ブロック共重合体が硬化する際には、ミクロ相分離構造を形成しつつ架橋反応が進行する。架橋性官能基を有する単量体由来の構成単位を有する重合体ブロック(A)は、ミクロドメインを形成し、このミクロドメインにおいて架橋反応が進行する。このため、架橋性反応基から離れた高分子鎖との架橋反応や環化反応が抑制され、均一な架橋構造が形成される。
 また、本ブロック共重合体は、架橋点間が、ミクロドメインに関与する複数の共重合体により支持されるため、より高い強度を確保することができる。本ブロック共重合体は、ミクロ相分離構造に基づく均一な架橋構造により、共重合体の高分子量化を回避することが可能であるため、共重合体の溶液粘度の上昇を抑制し、流動性を確保することができる。
 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。
 また、本ブロック共重合体が、上記重合体ブロック(A)及び/又は重合体ブロック(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。
 以下の説明においては、硬化性樹脂組成物に含まれるブロック共重合体及びその製造方法について説明し、次いで、硬化性樹脂組成物について説明する。
<ブロック共重合体>
(重合体ブロック(A))
 本共重合体の重合体ブロック(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び以下一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種に由来する単量体由来の構成単位を主たる構成単位とするブロックとすることができる。
 CH2=CR1-C(=O)O(R2O)n-R3  (1)
(式中、R1は水素又はメチル基を表し、R2は炭素数2~6の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表し、R3は水素、炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~20のアリール基を表す。nは1~100の整数を表す。)
 (メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、特に限定しないで、各種公知の化合物を用いることができる。例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物としては、(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、(メタ)アクリル酸ドデシル及び(メタ)アクリル酸ステアリル等の(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等の(メタ)アクリル酸のシクロアルキル化合物などが挙げられる。
 これらの内、Tgが低く、流動性に優れるブロック共重合体を得やすいことから、炭素数1~20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、炭素数2~12のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましく、炭素数4~8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルがさらに好ましい。
 (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。
 (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、Tgが低く、流動性に優れるブロック共重合体を得やすいことから、炭素数2~8のアルコキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルが好ましく、炭素数2~6のアルコキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルがより好ましい。
 上記一般式(1)で表される化合物は、式中nが1のとき、オキシエチレン鎖、オキシプロピレン鎖及びオキシブチレン鎖等のオキシアルキレン構造を有する。また、式中nが2以上のとき、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖及びポリオキシブチレン鎖等のポリオキシアルキレン構造を有する。nが2以上のとき、R2は、互いに同一であってもよいし異なっていてもよい。したがって、ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレンブロック構造のように、一分子中に異なる種類のポリオキシアルキレン構造を有していてもよい。具体的な化合物としては、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリレート、ポリオキシブチレン(メタ)アクリレート及びポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン(メタ)アクリレートなどが挙げられる。また、末端に炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~20のアリール基を有するものとしては、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 重合体ブロック(A)の全構成単位に対して、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び上記一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種に由来する構成単位が、50質量%以上100質量%以下とすることができる。50質量%以上であればTgを十分低減することができ、耐候性の点でも有利だからである。かかる構成単位は、例えば60質量%以上であり、また例えば70質量%以上であり、また例えば80質量%以上である。また例えば、98質量%以下であり、また例えば95質量%以下であり、また例えば90質量%以下であり、また例えば85質量%以下である。
 重合体ブロック(A)は、当該ブロック中に架橋性官能基を平均で1.0個以上含有する。架橋性官能基の導入方法には特段の制限はないが、例えば、架橋性官能基を有するビニル系単量体を共重合することにより導入することができる。この場合、重合体ブロック(A)は、架橋性官能基を有するビニル系単量体に由来する構成単位(以下、単に、「架橋性構成単位」ともいう。)を有する。架橋性官能基を有するビニル系単量体は、特に限定しないで、公知の各種単量体化合物を用いることができるが、例えば、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、反応性ケイ素基含化合物、オキサゾリン基含有化合物及びイソシアネート基含有化合物等が挙げられる。重合体ブロック(A)においては、公知の化合物から1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。
 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ビニル化合物としては、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。かかるビニル化合物は、反応性ケイ素基同士が脱水縮合(重合)することができる。このため、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点において好適である。
 なお、反応性ケイ素基は全体として一個の反応点と捉えられるため、本発明では、反応性ケイ素基全体を一つの架橋性官能基とする。すなわち、メトキシシリル基を分子内に3個有するビニルトリメトキシシラン、同じく2個有するビニルメチルジメトキシシランともに、共重合することにより架橋性官能基を1個導入するものとする。
 上記の外にも、オキサゾリン基含有ビニル化合物又はイソシアネート基含有ビニル化合物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。例えば、ヘキサンジオールジアクリレート、などのアルキレンジオールジアクリレートの他、(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。
 上記の他、架橋性官能基は、架橋性官能基を有するRAFT剤等の重合制御剤の存在下で重合体ブロック(A)を製造することによっても導入することができる。
 重合体ブロック(A)は、意図した強度を確保可能な程度に架橋性構成単位を備えることができる。例えば、重合体ブロック(A)の1ブロック当り架橋性官能基を平均で1.0個以上備えることができる。架橋性構成単位を平均で1.0個以上備えることで、力学的特性に優れた硬化物が得られる。また例えば、同3.0個以上であり、また例えば同5.0個以上であり、また例えば同10個以上である。なお、上限は、特に限定するものではないが、架橋反応の制御性の観点から、例えば、同100個以下であり、また例えば同80個以下であり、また例えば同60個以下であり、また例えば同40個以下である。上限は、例えば同30個以下であってもよく、同20個以下であってもよい。架橋性構成単位の範囲は、既述の下限及び上限を適宜組み合わせることができるが、例えば、同1.0個以上同100個以下、また例えば同3.0個以上同80個以下、同5.0個以上同60個以下などとすることができる。
 重合体ブロック(A)における架橋性構成単位は、特に限定するものではないが、重合体ブロック(A)の全構成単位に対して、例えば0.01モル%以上、また例えば0.1モル%以上、また例えば0.5モル%以上とすることができる。架橋性構成単位の導入量が0.01モル%以上であれば、機械的強度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、架橋性構成単位の上限は、例えば、95モル%以下であり、また例えば90モル%以下であり、また例えば80モル%以下であり、また例えば60モル%以下である。上限はまた例えば50モル%以下であり、また例えば40モル%以下であり、また例えば30モル%以下であり、また例えば20モル%以下であり、また例えば10モル%以下である。
 重合体ブロック(A)は、これらの単量体のほか本共重合体の作用を損なわない範囲で、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な他の単量体に由来する単位を備えることもできる。例えば、アミド基含有ビニル化合物、マレイミド基含有化合物などを含むことができる。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。
 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。
 上記マレイミド基含有化合物には、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)アクリレート等のアミノ基含有単量体;
(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;
スチレン、α-メチルスチレン、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェニルエル及び(メタ)アクリル酸ナフチル等のメタ)アクリル酸の芳香族ビニル化合物;
酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル、マレイン酸モノエステル化合物等が挙げられる。
 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成単位が占める割合は、重合体ブロック(A)の全構成単位に対して0質量%以上50質量%以下の範囲であることが好ましい。また例えば40質量%以下であり、また例えば30質量%以下であり、また例えば20質量%以下であり、また例えば10質量%以下である。
(ガラス転移温度)
 重合体ブロック(A)のガラス転移温度(Tg)は、0℃以下であることが好ましい。重合体ブロック(A)のTgは、硬化性樹脂組成物の流動性に寄与することができる。したがって、ガラス転移温度が0℃以下であると、均一な硬化膜が得られ易いというメリットがある。また例えば、-10℃以下であり、また例えば-20℃以下であり、また例えば-30℃以下である。また例えば-40℃以下である。また、Tgは、使用可能な構成単量体単位の制限から、-80℃以上であることが好ましい。
 なお、本明細書において、重合体ブロック(A)及び重合体ブロック(B)のほかブロック共重合体のガラス転移温度は、後述する実施例において記載するとおり、示差走査熱量測定(DSC)によって測定することができる。また、DSCが不可能であるときには、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。
(SP値)
 重合体ブロック(A)のSP値は、重合体ブロック(B)のSP値との差が0.1以上とすることができる。かかるSP値の差が0.1以上であると、本発明の硬化性樹脂組成物から被膜を得る際にミクロ相分離構造を形成することができる。本願出願時の技術常識に基づいて当業者であれば容易に、重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)とのSP値の差を0.1以上となるように各ブロックを設計することができる。また例えば、SP値の差を、0.15以上とすることができ、また例えば同0.2以上とすることができ、また例えば同0.3以上とすることができ、また例えば0.4以上とすることができ、また例えば0.5以上とすることができる。SP値の差が大きい程、硬化性樹脂組成物から皮膜を得る際においてミクロ相分離構造を得られ易い。一方、SP値の差が大きすぎると均一な重合体を得る観点から不都合である。したがって、SP値の差は、例えば、10以下とすることができ、また例えば、8.0以下とすることができ、また例えば6.0以下とすることができる。
 重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)の各ブロックのSP値は、公知の溶解パラメータの算出方法、例えば、以下に示すFedors法により計算することができる。
 SP値は、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-M000001
  δ :SP値((cal/cm31/2
  ΔEvap :各原子団のモル蒸発熱(cal/mol)
  V :各原子団のモル体積(cm3/mol)
 特に限定するものではないが、例えば、重合体ブロック(A)のSP値(Fedors法による)は、8.0以上12.0以下などとすることができる。また例えば、8.5以上11.5以下などとすることができ、また例えば、9.0以上11.0以下などとすることができ、また例えば、9.5以上10.5以下などとすることができる。尚、本発明では、各重合体ブロックのSP値は架橋性官能基を有する単量体に由来する構造単位を除く構造単位から算出した値を用いる。
(相分離性)
 重合体ブロック(A)は、重合体ブロック(B)と相分離する性質を有することが好ましい。かかる性質を有することで、本発明の硬化性樹脂組成物から被膜を得る際にミクロ相分離構造を形成することができる。本願出願時の技術常識に基づいて当業者であれば容易に、重合体ブロック(B)と相分離するブロックを設計することができる。なお、皮膜形成時のミクロ相分離構造の形成の確認は、意図する重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)のポリマーブレンドを調製して、これらを混合して得られる構造を電子顕微鏡等で観察することにより、ブロック間の相分離性を容易に推測することができる。さらに例えば、ミクロ相分離構造は、小角X線散乱測定(SAXS測定)により行うこともできる。本発明のブロック共重合体は、重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)の各ブロックのSP値が所定の差を有するものであればよく、上記の分析手段により相分離構造を確認することができない場合であっても、これを排除するものではない。
<重合体ブロック(B)>
 重合体ブロック(B)は、重合体ブロック(A)と同様の態様で(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び上記一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種を主たる構成単位とすることができる。すなわち、重合体ブロック(A)に適用可能な(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び上記一般式(1)で表される化合物、さらには他の共重合可能な単量体を有することができる。
 重合体ブロック(B)においては、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アクリル酸アルキルエステル及びアクリル酸アルコキシアルキルエステルのいずれか又は双方を主たる構成単位とすることが好ましい。さらに、これらの内でも、炭素数4~12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、ブロック共重合体の流動性の観点を加味した場合、上記アクリル系化合物は、炭素数4~8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。
 重合体ブロック(B)において、(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルに由来する構成単位が、50質量%以上100質量%以下とすることができる。より好ましくは60質量%以上100質量%以下であり、さらに好ましくは70質量%以上100質量%以下であり、一層好ましくは80質量%以上100質量%以下である。上記構成単位が上記範囲にある場合は、力学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。
 重合体ブロック(B)は、さらに、架橋性官能基を有するビニル系単量体に由来する架橋性構成単位を含むことができる。
 重合体ブロック(B)における架橋性構成単位は、重合体ブロック(A)の架橋性構成単位に加えて、必要に応じて備えるようにすることが好ましい。特に限定するものではないが、架橋性構成単位は、重合体ブロック(B)の全構成単位に対して、例えば0.01モル%以上、また例えば0.1モル%以上、また例えば0.5モル%以上とすることができる。架橋性構成単位の導入量が0.01モル%以上であれば、機械的強度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、架橋性構成単位の上限は、例えば、20モル%以下であり、また例えば10モル%以下であり、また例えば5モル%以下である。なお、均一な架橋構造の形成等の観点から、重合体ブロック(A)に架橋点を集約することが好ましく、重合体ブロック(B)の全構成単位に対する架橋性構成単位は、重合体ブロック(A)の全構成単位に対する架橋性構成単位のモル%を超えないことが好適である。
 本開示により奏される効果を妨げない限りにおいて、重合体ブロック(B)は、上記(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能な他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。これらの単量体としては、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、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。
(ガラス転移温度)
 重合体ブロック(B)のガラス転移温度(Tg)は、0℃以下であることが好ましい。重合体ブロック(B)のTgは、硬化性樹脂組成物の流動性に寄与することができる。したがって、ガラス転移温度が0℃以下であると、均一な硬化膜が得られ易いというメリットがある。また例えば、-10℃以下であり、また例えば-20℃以下であり、また例えば-30℃以下である。また例えば-40℃以下である。Tgは、使用可能な構成単量体単位の制限から、-80℃以上であることが好ましい。
(SP値)
 すでに記載したように、重合体ブロック(B)のSP値は、重合体ブロック(A)のSP値との差が0.1以上とすることができる。重合体ブロック(A)について説明したSP値SP値の差は、既述の各種態様を採ることができるほか、被膜形成時におけるミクロ相分離構造の形成を必要に応じて公知の方法で確認することができる。
 特に限定するものではないが、例えば、重合体ブロック(B)のSP値(Fedors法による)は、8.0以上12.0以下などとすることができる。また例えば、8.5以上11.5以下などとすることができ、また例えば、9.0以上11.0以下などとすることができ、また例えば、9.5以上10.5以下などとすることができる。
<ブロック共重合体>
 本ブロック共重合体は、重合体ブロック(A)及び重合体ブロック(B)を各々1つ以上有し、重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(A)からなる構造単位(ABA)を有する。かかる構造単位を有することで、少なくとも重合体ブロック(A)を架橋点として均一な架橋構造を架橋点間の分子量を抑制しつつ得ることができる。本ブロック共重合体は、A-(BA)n(ただし、nは1以上の整数を表す。)構造を有することが好ましい。かかる構造であると、硬化物の強度の観点から好適である。
 本ブロック共重合体における重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)との質量比は、特に限定するものではないが、例えば、5/95~60/40などとすることができる。こうした範囲であると、架橋点となって架橋セグメントを構成する重合体ブロック(A)と、ソフトセグメントとなりうる重合体ブロック(B)から良好な力学的特性の硬化物が得られ易くなる。質量比は、また例えば10/90~40/60などとすることができる。なお、ブロック共重合体の全質量に対する、重合体ブロック(A)の質量%としては、例えば、5質量%以上が好適であり、また例えば10質量%以上が好適であるといえる。
 本ブロック共重合体の数平均分子量(Mn)は、特に限定するものではないが、3,000以上1,000,000以下の範囲であることが好ましい。本ブロック共重合体にあっては、数平均分子量が3,000以上あれば、硬化物において十分な強度や耐久性を発揮することができる。また、1,000,000以下であれば、良好な流動性及び塗工性を確保することができる。本ブロック共重合体は、均一な架橋構造を形成できるため、架橋点間距離に対応する本ブロック共重合体の分子量を抑制することができる。硬化物の強度及び流動性等の観点から、本ブロック共重合体の数平均分子量は、より好ましくは5,000以上500,000以下の範囲であり、さらに好ましくは10,000以上400,000以下の範囲であり、なお好ましくは20,000以上400,000以下の範囲であり、一層好ましくは50,000以上400,000以下の範囲であり、より一層好ましくは100,000以上400,000以下の範囲であり、最も好ましくは150,000以上300,000以下である。
 また、本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、均一な架橋構造を形成して力学的物性(伸び、強度等)を確保する観点から、4.0以下であることが好ましい。より好ましくは3.0以下であり、さらに好ましくは2.0以下であり、なお好ましくは1.8以下であり、一層好ましくは1.5以下であり、より一層好ましくは1.4以下である。また、分子量分布(Mw/Mn)は、1.01以上であり、1.05以上であってもよく、1.1以上であってもよい。
 ブロック共重合体において、架橋性構成単位を含む重合体ブロック(A)は架橋セグメントとして作用し、架橋性構成単位をより少なく含むか又はアクリル酸アルキルエステル及びアクリル酸アルコキシアルキルエステルを主構成単位として含む重合体ブロック(B)はソフトセグメントとして作用する。この場合、本ブロック共重合体は、破断伸び及び破断強度等の力学的物性に優れた性能を発揮することができる。
<ブロック共重合体の製造方法>
 本ブロック共重合体は、重合体ブロック(A)及び重合体ブロック(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。また、例えば、重合体ブロック(A)を有するマクロモノマーを、重合体ブロック(B)を構成する単量体とともに共重合することにより、分子内に重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(A)からなる構造単位を有する重合体を得る方法も含まれる。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、高温時の耐久性に影響を及ぼす可能性のある金属成分の含有量を低減できて耐熱性に優れる硬化物を得られる観点から、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、管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、0.001mol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、0.001mol以上0.5mol以下の範囲が好ましく、0.005mol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30℃以上120℃以下であり、より好ましくは40℃以上110℃以下であり、さらに好ましくは50℃以上100℃以下である。反応温度が30℃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120℃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く、商業的に入手可能のニトロキシド系重合開始剤を用いることができる。また、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-C000002
{式中、R1は炭素数1~2のアルキル基又は水素原子であり、R2は炭素数1~2のアルキル基又はニトリル基であり、R3は-(CH2)m-、mは0~2であり、R4、R5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-C000003
{式中、R4、R5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)-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、重合体ブロック(A)の構成単量体を用いて重合体ブロック(A)を得る。次いで、第二重合工程として、重合体ブロック(B)の構成単量体を用いて重合体ブロック(B)を得る。さらに、第三重合工程として、重合体ブロック(A)の構成単量体を用いて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、重合体ブロック(B)の構成単量体を用いて重合体ブロック(B)を得た後、第二重合工程として、重合体ブロック(A)の構成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)-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。
<硬化性樹脂組成物>
 本ブロック共重合体は、単独でも塗料、粘着剤、シーリング材、成形材料、ゴムシート等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硬化性樹脂組成物の態様としてもよい。本ブロック共重合体が有する架橋性官能基の種類に応じて、必要な架橋剤及び架橋促進剤等を配合することができる。さらに必要に応じて、加熱処理等を施すことにより、用途に応じた硬化物を得ることができる。
 上記架橋剤(硬化剤)としては、グリシジル基を2つ以上有するグリシジル化合物、イソシアネート基を2つ以上有するイソシアネート化合物、アジリジニル基を2つ以上有するアジリジン化合物、オキサゾリン基を有するオキサゾリン化合物、金属キレート化合物、ブチル化メラミン化合物等が挙げられる。これらのうち、アジリジン化合物、グリシジル化合物及びイソシアネート化合物を用いることもできる。なかでも、高温条件下における硬化物物性に優れる点でイソシアネート化合物が好ましい。
 上記アジリジン化合物としては、1,6-ビス(1-アジリジニルカルボニルアミノ)ヘキサン、1,1’-(メチレン-ジ-p-フェニレン)ビス-3,3-アジリジル尿素、1,1’-(ヘキサメチレン)ビス-3,3-アジリジル尿素、エチレンビス-(2-アジリジニルプロピオネート)、トリス(1-アジリジニル)ホスフィンオキサイド、2,4,6-トリアジリジニル-1,3,5-トリアジン、トリメチロールプロパン-トリス-(2-アジリジニルプロピオネート)等が挙げられる。
 上記グリシジル化合物としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、テトラグリシジルキシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等の多官能グリシジル化合物が挙げられる。
 上記イソシアネート化合物としては、例えば、イソシアネート基を2つ以上有する化合物が用いられる。
 上記イソシアネート化合物としては、芳香族系、脂肪族系、脂環族系の各種イソシアネート化合物、更には、これらのイソシアネート化合物の変性物(プレポリマー等)を用いることができる。
 芳香族イソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、p-フェニレンジイソシアネート(PPDI)、キシレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)等が挙げられる。
 脂肪族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(HDI)、リシンジイソシアネート(LDI)、リシントリイソシアネート(LTI)等が挙げられる。
 脂環族イソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、シクロヘキシルジイソシアネート(CHDI)、水添化XDI(H6XDI)、水添化MDI(H12MDI)等が挙げられる。
 また、変性イソシアネートとしては、上記イソシアネート化合物のウレタン変性体、2量体、3量体、カルボジイミド変性体、アロファネート変性体、ビューレット変性体、ウレア変性体、イソシアヌレート変性体、オキサゾリドン変性体、イソシアネート基末端プレポリマー等が挙げられる。
 本明細書に開示される硬化性樹脂組成物が架橋剤(硬化剤)を含有する場合、その含有量は、ブロック共重合体100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下とすることもできる。また、0.03質量部以上5質量部以下、0.05質量部以上2質量部以下とすることもできる。
 その他、上記の添加剤としては、例えば、可塑剤、老化防止剤、無機フィラー、顔料、接着性付与剤、脱水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤及びオイル等が挙げられる。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。
 本ブロック共重合体を含む硬化性樹脂組成物の性能又は塗工性、加工性等を調整する目的で、他の硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を添加してもよい。熱可塑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。
 本ブロック共重合体を含む硬化性樹脂組成物は、室温(25℃)~150℃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、各種の塗工のほか、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1H-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。
<相分離性の確認(小角X線散乱測定)>
 相分離性の確認は、小角X線散乱測定(SAXS測定)により行った。SAXS測定は以下の条件で行った。
 装置:高エネルギー加速器研究機構(KEK)フォトンファクトリー ビームライン-6A
 入射X線:放射光X線(波長1.5Å)
 検出器:Dectris PILATUS3 1M
 カメラ長:251cm
 測定温度:25℃
<実施例及び比較例における硬化性樹脂組成物の調製及び評価方法>
 下記表1(クリア配合)及び表2(フィラー配合)に示す配合割合に従って各成分を配合して、常法に従い硬化性樹脂組成物を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
UP-1000:アクリル系可塑剤、ARUFON(登録商標)UP-1000(東亞合成社製)
軽質炭酸カルシウム:白艶華CCR(白石カルシウム社製)
重質炭酸カルシウム:スーパーSS(丸尾カルシウム社製)
B75:老化防止剤、チヌビンB75(チバスペシャリティー社製)
TPA-100:HDIイソシヌレート型、デュラネートTPA-100(旭化成社製)
SH6020:アミノシラン、SH6020(東レ・ダウコーニング社製)
SZ6300:ビニルシラン、SZ6300(東レ・ダウコーニング社製)
U-220H:スズ触媒(ジブチル錫ジアセチルアセトナート)、ネオスタンU-220H(日東化成社製)
<引張試験>
 各硬化性樹脂組成物を室温(25℃)でコートして厚さ2mmのシートを作製し、23℃、50%RHで6日間、次いで50℃、飽和水蒸気雰囲気で1日の養生を行った。1号ダンベルで試験片を打ち抜き、引張り試験機(東洋精機製、テンシロン200)により破断伸び[EL(%)]及び破断強度[Ts(MPa)]を測定した。測定は、温度23℃、湿度50%の環境において引張速度5cm/分で行った。
 また、抗張積を次のように求めた。
 抗張積=破断伸び[EL(%)]×破断強度[Ts(MPa)]/2
≪RAFT剤の合成≫
(1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼンの合成)
 ナス型フラスコに1-ドデカンチオール(42.2g)、20%KOH水溶液(63.8g)、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド(1.5g)を加えて氷浴で冷却し、二硫化炭素(15.9g)、テトラヒドロフラン(以下、「THF」ともいう)(38ml)を加え20分攪拌した。α、α’-ジクロロ-p-キシレン(16.6g)のTHF溶液(170ml)を30分かけて滴下した。室温で1時間反応させた後、クロロホルムから抽出し、純水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロータリーエバポレータで濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチルから再結晶することにより、以下の式(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。1H-NMR測定より7.2ppm、4.6ppm、3.4ppmに目的物のピークを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
≪(メタ)アクリル系重合体ブロック(B)の製造≫
(合成例1:重合体Aの製造)
 攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに合成例1で得られたRAFT剤(DLBTTC)(13.0g)、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)(0.324g)、アクリル酸ブチル(400g)およびアニソール(100g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で重合を開始した。4時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、メタノール/水=70/30重量比の混合溶媒から再沈殿精製、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、Mn19,300、Mw23,200、Mw/Mn1.20であった。
(合成例2~6:重合体 B、C、D、E、Fの製造)
 仕込み原料を表3に記載の通り用いるとともに、反応時間を適宜調整した以外は合成例1と同様の操作を行い、重合体B~Fを得た。各重合体の分子量を測定し、表3に示した。
(合成例7:重合体Gの製造)
 攪拌機、温度計を装着したフラスコに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)、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(0.74g)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)、アクリル酸ブチル(150g)およびアニソール(40g)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。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、ヘキサンから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体Gを得た。得られた重合体Gの分子量を測定し、表3に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表3に示された化合物の詳細は以下の通りである。
HA:アクリル酸2-エチルヘキシル
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
HDDA:1,6-ヘキサンジオールジアクリレート
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≫
(製造例1:ブロック共重合体1の製造)
 攪拌機、温度計を装着した0.5Lフラスコに製造例1で得られた重合体A(100.0g)、ABN-E(0.085g)、アクリル酸2-メトキシエチル(16.0g)、トリメトキシシリルプロピルメタクリレート(4.0g)および酢酸エチル(50g)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。4時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、ヘキサンから再沈殿精製、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、Mn23,000、Mw29,900、Mw/Mnは1.30であった。
 ブロック共重合体1は重合体ブロック(A)-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。1H-NMR測定から重合体ブロック(A)中のアクリル酸2-メトキシエチルとトリメトキシシリルプロピルメタクリレートの組成比を計算したところ、アクリル酸2-メトキシエチル/トリメトキシシリルプロピルメタクリレート=80/20wt%であり、重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)の組成比は(A)/(B)=16/84wt%であった。また、架橋性官能基を有する単量体に由来する構造単位を除く構造単位からSP値(既述のFedors法による。以下、同じ。)により求めた結果、重合体ブロック(A)は10.2、重合体ブロック(B)は9.8と算出された。示差走査熱量測定から求められるTgは、ブロック(A)は-40℃であり、ブロック(B)は-46℃であった。また、重合制御剤(RAFT剤)に対する重合体ブロック(A)の製造に用いた単量体のモル比及び反応率から、ブロック(A)に含まれる架橋性官能基数を求めた結果、ブロック当り平均1.5個と算出された。SAXS測定からはブロードなピークが得られ、相分離構造の形成が確認された。図1にSAXS測定のチャートを示した。
(製造例2~7、9~12、比較製造例1~2:ブロック共重合体2~7、9~12、15及び16の製造)
 フラスコに仕込む原料の種類及び仕込み量を表4に記載の通り変更するとともに、反応時間や沈殿溶媒を適宜調整した以外は製造例1と同様の操作を行い、ブロック共重合体2~7、9~12及び15~16を得た。各ブロック共重合体の分子量、並びに、1H-NMR測定による重合体ブロック(A)の組成比、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、各ブロックのSP値、Tg、及びブロック(A)に含まれる架橋性官能基数について表5に記載した。また、ブロック共重合体2~7、9~12のSAXS測定では、ブロック共重合体1と同じくブロードなピークが観測され、相分離構造の形成が確認された。一方、ブロック共重合体15~16についてはピークが観測されず、相分離していない結果が示された。図1にブロック共重合体15に関するSAXS測定のチャートを示した。
(製造例8:ブロック共重合体8の製造)
 フラスコに仕込む原料の種類及び仕込み量を表4に記載の通り変更するとともに、反応温度を112℃、反応時間を4時間とし、沈殿溶媒を適宜調整した以外は製造例1と同様の操作を行い、ブロック共重合体8を得た。ブロック共重合体8の分子量、並びに、1H-NMR測定による重合体ブロック(A)の組成比、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、各ブロックのSP値、Tg、及びブロック(A)に含まれる架橋性官能基数について表5に記載した。SAXS測定の結果、ブロードなピークが観測され、相分離構造の形成が確認された。
(製造例13:ブロック共重合体13の製造)
 攪拌機、温度計を装着した0.1L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(試薬RAFT剤)を3.5g、ABN-E(0.226g)、アクリル酸2-メトキシエチル(24.0g)、トリメトキシシリルプロピルメタクリレート(6.0g)およびアニソール(30g)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。3時間後、室温まで冷却し反応を停止した。反応率は95%であった。上記重合溶液を、攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに全量移し、アクリル酸ブチル(300g)およびアニソール(70g)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。5時間後、反応率は96%であった。そこへ、アクリル酸2-メトキシエチル(24.0g)、トリメトキシシリルプロピルメタクリレート(6.0g)およびアニソール(50g)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。5時間後、室温まで冷却し反応を停止した。反応率は93%であった。メタノール/水=70/30重量比の混合溶媒から再沈殿精製、真空乾燥することでブロック共重合体13を得た。得られた重合体の分子量は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、Mn24,800、Mw37,500、Mw/Mn1.51であった。
 ブロック共重合体13は重合体ブロック(A)-アクリル酸2-メトキシエチルとトリメトキシシリルプロピルメタクリレートの共重合体ブロックと(B)-アクリル酸ブチル重合体ブロックの(A)-(B)-(A)の構造を有するトリブロック共重合体である。重合率から重合体ブロック(A)中のアクリル酸2-メトキシエチルとトリメトキシシリルプロピルメタクリレートの組成比を計算したところ、アクリル酸2-メトキシエチル/トリメトキシシリルプロピルメタクリレート=80/20wt%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)=16/84wt%であった。また、架橋性官能基を有する単量体に由来する構造単位を除く構造単位からSP値を求めた結果、重合体ブロック(A)は10.2、重合体ブロック(B)は9.8と算出され、その差は、0.4であった。示差走査熱量測定から求められるTgは、ブロック(A)は-40℃であり、ブロック(B)は-46℃であった。また、ブロック(A)に含まれる架橋性官能基量を求めた結果、ブロック当り平均2.8個と算出された。SAXS測定からはブロードなピークが得られ、相分離構造の形成が確認された。
(製造例14:ブロック共重合体14の製造)
 攪拌機、温度計を装着した0.5L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(1.15g)、ABN-E(0.17g)、アクリル酸2-メトキシエチル(10.0g)、およびアニソール(20g)、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(2.56g)、テトラブチルアンモニウムブロマイド(0.25g)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。3時間後、室温まで冷却し反応を停止した。アクリル酸2-メトキシエチルの反応率は94%であった。上記重合溶液にアクリル酸n-ブチル(100g)およびアニソール(30g)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。4時間後、室温まで冷却し反応を停止した。アクリル酸n-ブチルの反応率は95%であった。上記重合溶液に、アクリル酸2-メトキシエチル(10.0g)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。3時間後、室温まで冷却することで反応を停止した。アクリル酸2-メトキシエチルの反応率は97%であった。また、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}プロパン酸の反応率は99%であった。上記重合溶液を、メタノール/水=70/30重量比の混合溶媒から再沈殿精製、真空乾燥することでブロック共重合体14を得た。得られたブロック共重合体14の分子量を測定した結果、Mn24,200、Mw32,100、Mw/Mnは1.30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。1H-NMR測定から重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)の組成比は(A)/(B)=16/84wt%であった。重合体ブロック(A)のSP値は10.2、重合体ブロック(B)は9.8と算出され、その差は、0.4であった。示差走査熱量測定から求められるTgは、ブロック(A)は-39℃であり、ブロック(B)は-45℃であった。本製造例では架橋性官能基を有する単量体は使用されていないが、得られたブロック共重合体14の両末端には、RAFT剤である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}プロパン酸に由来するカルボキシル基と3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランとの反応により加水分解性シリル基が導入される。よって、ブロック(A)には、ブロック当り平均1.0個の架橋性官能基が含まれる。また、SAXS測定の結果、ブロードなピークが観測され、相分離構造の形成が確認された。
≪ランダム共重合体の製造≫
(比較製造例3)
 攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに合成例0で得られたRAFT剤(DLBTTC)(13.01g)、ABN-E(0.324g)、アクリル酸ブチル(400g)、アクリル酸2-メトキシエチル(64g)、トリメトキシシリルプロピルメタクリレート(16g)およびアニソール(100g)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。4時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、ヘキサンから再沈殿精製、真空乾燥することでランダム共重合体17を得た。得られた重合体の分子量は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、Mn22,100、Mw26,500、Mw/Mn1.20であった。結果を表6に示す。また、重合率からランダム共重合体17の組成比を計算したところ、アクリル酸ブチル/アクリル酸2-メトキシエチル/トリメトキシシリルプロピルメタクリレート=83.3/13.3/3.3wt%であった。SAXS測定の結果、ピークは観測されず、相分離していないことが分かった。
(比較製造例4)
 攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに合成例0で得られたRAFT剤(DLBTTC)(1.5g)、ABN-E(0.037g)、アクリル酸ブチル(400g)、アクリル酸2-メトキシエチル(64g)、トリメトキシシリルプロピルメタクリレート(16g)およびアニソール(100g)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。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ランダム共重合体18を得た。得られた重合体の分子量は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、Mn185,000、Mw235,000、Mw/Mn1.27であった。結果を表6に示す。また、重合率からランダム共重合体18の組成比を計算したところ、アクリル酸ブチル/アクリル酸2-メトキシエチル/トリメトキシシリルプロピルメタクリレート=83.3/13.3/3.3wt%であった。SAXS測定の結果、ピークは観測されず、相分離していないことが分かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
≪硬化性樹脂組成物の調製及び評価≫
(実施例1)
 ベース樹脂として製造例1で得られたブロック共重合体1を使用し、前掲の配合表に従って硬化性樹脂組成物を調製し、シート(硬化物)を作製した。また、シートの力学的物性を測定した。結果を表7に示す。
(実施例2~14、比較例1~4)
 製造例2~14及び比較製造例1~4で得られた共重合体を使用し、実施例1と同様に硬化性樹脂組成物を調製し、シート(硬化物)を作製した。また、シートの力学的物性を測定した。結果を表7に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
<シート塗工性>
 実施例1~14の硬化性樹脂組成物は、いずれも良好な流動性を有しておりシートの塗工性は良好であった。
<力学的物性の評価>
 表7に示すように、実施例1~14のブロック共重合体を用いたシートでは、クリア配合であってもフィラー配合であっても、良好な力学的物性(伸び及び強度)を示した。これに対して、比較例1及び2のブロック共重合体を用いたシートでは、クリア配合及びフィラー配合でも不十分な物性しか得られなかった。また、比較例3及び4のランダム共重合体においても、同様に不十分な結果しか得られなかった。
 また、実施例1~14の結果から、数平均分子量が20,000~30,000程度であっても、十分な力学的物性を発揮できること及び数平均分子量が100,000以上、好ましくは150,000以上であると、一層優れた力学的物性を発揮できることがわかった。
 以上のことから、ブロック共重合体における重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)とのSP値の差を0.1以上とすることにより、良好な力学的物性を発揮できることがわかった。さらに、ブロック共重合体によるミクロ相分離構造の発現と、重合体ブロック(A)に架橋点を集約することにより、均一な架橋構造が形成され、良好な力学的物性を発揮できることがわかった。また、架橋点間距離の増大を抑制することが可能であるため、良好な流動性を示し、塗工性や加工性を維持できることがわかった。
 本ブロック共重合体は、良好な力学的物性(伸びや強度など)を発揮するとともに良好な流動性を維持することができる。このため、自動車部品、電化製品及び医療関連製品等の塗装、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 (11)

  1.  硬化性樹脂組成物であって、
     重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(A)からなる構造単位を有するブロック共重合体を含み、
     前記重合体ブロック(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であって、架橋性官能基をブロック当り平均1.0個以上含有し、
     前記重合体ブロック(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であり、
     前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)のSP値の差が0.1以上である、硬化性樹脂組成物。
     CH2=CR1-C(=O)O(R2O)n-R3  (1)
    (式中、R1は水素又はメチル基を表し、R2は炭素数2~6の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表し、R3は水素、炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~20のアリール基を表す。nは1~100の整数を表す。)
  2.  前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)が互いに相分離する、請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
  3.  前記ブロック共重合体は、前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)とを、5/95~60/40の質量比で含む、請求項1又は請求項2に記載の硬化性樹脂組成物。
  4.  前記ブロック共重合体の数平均分子量が3,000以上1,000,000以下である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
  5.  前記ブロック共重合体の重量平均分子量/数平均分子量が、1.01以上4.0以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
  6.  前記ブロック共重合体が、A-(BA)n(ただし、nは1以上の整数を表す。)構造である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
  7.  前記重合体ブロック(A)及び前記重合体ブロック(B)のガラス転移温度は、いずれも、-20℃以下である、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
  8.  ブロック共重合体であって、
     重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(A)からなる構造単位を有し、
     前記重合体ブロック(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であって、架橋性官能基をブロック当り平均1.0個以上含有し、
     前記重合体ブロック(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であり、
     前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)のSP値の差が0.1以上である、ブロック共重合体。
     CH2=CR1-C(=O)O(R2O)n-R3  (1)
    (式中、R1は水素又はメチル基を表し、R2は炭素数2~6の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表し、R3は水素、炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~20のアリール基を表す。nは1~100の整数を表す。)
  9.  前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)が互いに相分離する、請求項8に記載のブロック共重合体。
  10.  ブロック共重合体の製造方法であって、
     リビングラジカル重合により、以下のブロック共重合体;
     重合体ブロック(A)及び重合体ブロック(B)を有するブロック共重合体を含み、
     前記重合体ブロック(A)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であって、架橋性官能基をブロック当り平均1.0個以上含有し、
     前記重合体ブロック(B)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル及び一般式(1)で表される化合物から選択される少なくとも一種を主な構成単量体とする、ガラス転移温度が0℃以下の重合体であり、
     前記ブロック共重合体は、前記重合体ブロック(A)/前記重合体ブロック(B)/前記重体ブロック(A)からなる構造単位を有し、前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)のSP値の差が0.1以上であるブロック共重合体、を製造する工程、
    を備える、製造方法。
     CH2=CR1-C(=O)O(R2O)n-R3  (1)
    (式中、R1は水素又はメチル基を表し、R2は炭素数2~6の直鎖状又は分岐状アルキレン基を表し、R3は水素、炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~20のアリール基を表す。nは1~100の整数を表す。)
  11.  ブロック共重合体の製造方法であって、
     前記重合体ブロック(A)と前記重合体ブロック(B)が互いに相分離する、請求項10に記載の製造方法。
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