JP2018159024A - Method for producing macromonomer copolymer - Google Patents
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Abstract
【課題】マクロモノマーの反応率が高く残存マクロモノマーが少ない、マクロモノマー共重合体の製造方法の提供。【解決手段】式(1)で表されるマクロモノマー(a)、および(a)と共重合可能なコモノマー(b)からなる重合性成分(X)を含むモノマー含有組成物を、塊状重合または懸濁重合によって重合反応させてマクロモノマー共重合体を製造する方法であって、(X)が(a)を3.0モル%以上含む、マクロモノマー共重合体の製造方法。R及びR1〜Rnは夫々独立にH、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は複素環基;X1〜Xnは夫々独立にH又はメチル基;Zは末端基;nは2〜10,000の自然数)【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a macromonomer copolymer having a high reaction rate of a macromonomer and a small amount of residual macromonomer. SOLUTION: A monomer-containing composition containing a polymerizable component (X) composed of a macromonomer (a) represented by the formula (1) and a comonomer (b) copolymerizable with (a) is polymerized in a lump form or. A method for producing a macromonomer copolymer by subjecting it to a polymerization reaction by suspension polymerization, wherein (X) contains 3.0 mol% or more of (a). R and R1 to Rn are H, alkyl, cycloalkyl, aryl or heterocyclic groups, respectively; X1 to Xn are H or methyl groups, respectively; Z is the terminal group; n is 2 to 10,000. Natural number) [Selection diagram] None
Description
本発明はマクロモノマー共重合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a macromonomer copolymer.
反応活性のある不飽和結合を有する単量体の多くは、連鎖移動を起こす触媒を用いて適切な条件で反応させることによりポリマーを生成することができる。ポリマーを工業的に利用する場合、一種の単量体を用いたホモポリマーでは、材料の多様な要求に応えることができないため、異種のポリマーを混合する方法が用いられている。しかし、異種のポリマーを単に混合しただけでは、ポリマー同士が相溶せずに比較的大きなサイズのドメインを持った相分離(マクロ相分離と呼ばれる)され、異種のポリマーの混合物は、各ポリマーが有する特性を共に発現させることが困難な場合が多い。 Many of the monomers having reactively active unsaturated bonds can be polymerized by reacting under appropriate conditions using a catalyst that causes chain transfer. When a polymer is used industrially, a homopolymer using one kind of monomer cannot meet various requirements of materials, and therefore, a method of mixing different kinds of polymers is used. However, by simply mixing different types of polymers, the polymers are not compatible with each other and phase separation with a relatively large size domain (called macro phase separation) is performed. In many cases, it is difficult to express the characteristics possessed together.
上記の課題を解決する方法として、2種以上のポリマーセグメントを化学結合させたブロックコポリマーを用いる方法が知られている。異種のポリマーの混合物は、前述の通りポリマー同士の相溶性が低いため相分離が起こるが、ブロックポリマーはポリマーセグメント同士が互いに化学結合で連結しているため、その相分離構造はナノメーターサイズになる(ミクロ相分離と呼ばれる)。そのため、各ポリマーセグメントが有する特性を共に発現させることができる。 As a method for solving the above problem, a method using a block copolymer in which two or more polymer segments are chemically bonded is known. As described above, a mixture of dissimilar polymers has phase separation due to low compatibility between the polymers.However, since the polymer segments of the block polymer are linked to each other by chemical bonds, the phase separation structure has a nanometer size. (Referred to as microphase separation). Therefore, the characteristics of each polymer segment can be expressed together.
例えば、アクリル樹脂成形体は透明性に優れるが、硬くて脆いという課題がある。
前述の2種以上のポリマーセグメントを化学結合させた(メタ)アクリルブロックコポリマーであれば、相分離構造はミクロ相分離構造となるため、各ポリマーセグメントの特性を発揮させることによって、透明性に優れ、且つ耐衝撃性や柔軟性に優れたアクリル樹脂成形体が得られることが期待できる。
For example, an acrylic resin molded article is excellent in transparency, but has a problem of being hard and brittle.
In the case of a (meth) acryl block copolymer in which two or more kinds of polymer segments are chemically bonded, the phase separation structure becomes a micro phase separation structure. Moreover, it can be expected that an acrylic resin molded article excellent in impact resistance and flexibility will be obtained.
このような(メタ)アクリルブロックコポリマーの製造方法として、連鎖移動定数が極めて高いコバルト錯体をごく微量用いてアクリル系マクロモノマーをあらかじめ製造し、そのアクリル系マクロモノマーと他のアクリル系モノマーを共重合させることで(メタ)アクリルブロック/グラフト共重合体を製造する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
マクロモノマーとは、重合反応が可能な官能基を持った高分子のことであり、マクロマーとも呼ばれるものである。
As a method for producing such a (meth) acrylic block copolymer, an acrylic macromonomer is prepared in advance using a very small amount of a cobalt complex having an extremely high chain transfer constant, and the acrylic macromonomer and another acrylic monomer are copolymerized. A method for producing a (meth) acrylic block / graft copolymer is known (for example, see Patent Document 1).
A macromonomer is a polymer having a functional group capable of undergoing a polymerization reaction, and is also called a macromer.
さらに、アクリル系マクロモノマーとアクリル系モノマーの共重合体である(メタ)アクリルブロック/グラフト共重合体を得る方法として、特許文献2及び3に記載の懸濁重合による方法が知られている。特許文献2では、アクリル系マクロモノマーと組み合わせるコモノマーとして溶解度パラメータが異なる二種類以上を併用する方法が挙げられている。特許文献3では、非金属連鎖移動剤を使用して共重合体の架橋を防いでいる。 Furthermore, as a method for obtaining a (meth) acryl block / graft copolymer, which is a copolymer of an acrylic macromonomer and an acrylic monomer, methods by suspension polymerization described in Patent Documents 2 and 3 are known. Patent Document 2 discloses a method in which two or more kinds having different solubility parameters are used in combination as a comonomer to be combined with an acrylic macromonomer. In Patent Document 3, a nonmetal chain transfer agent is used to prevent crosslinking of the copolymer.
しかしながら、従来の方法ではマクロモノマーの反応率が必ずしも十分とは言えない。未反応のマクロモノマーは耐熱分解性や物性に悪影響を及ぼす懸念がある。
本発明は、マクロモノマーの反応率が高く残存マクロモノマーが少ない、懸濁重合によるマクロモノマー共重合体の製造方法を提供することを目的とする。
However, the conventional method does not always have a sufficient macromonomer reaction rate. There is a concern that unreacted macromonomer may adversely affect the thermal decomposition resistance and physical properties.
An object of this invention is to provide the manufacturing method of the macromonomer copolymer by suspension polymerization with the high macromonomer reaction rate and few residual macromonomers.
本発明は以下の実施態様を有する。
[1] 下記一般式(1)で表されるマクロモノマー(a)、およびマクロモノマー(a)と共重合可能なコモノマー(b)からなる重合性成分(X)を含むモノマー含有組成物を、塊状重合または懸濁重合によって重合反応させてマクロモノマー共重合体(Y)を製造する方法であって、
前記重合性成分(X)が前記マクロモノマー(a)を3.0モル%以上含む、マクロモノマー共重合体(Y)の製造方法。
The present invention has the following embodiments.
[1] A monomer-containing composition comprising a polymerizable component (X) comprising a macromonomer (a) represented by the following general formula (1) and a comonomer (b) copolymerizable with the macromonomer (a), A method for producing a macromonomer copolymer (Y) by polymerization reaction by bulk polymerization or suspension polymerization,
The manufacturing method of a macromonomer copolymer (Y) in which the said polymeric component (X) contains the said macromonomer (a) 3.0 mol% or more.
(式中、R及びR1〜Rnは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は複素環基である。X1〜Xnは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。Zは、末端基である。nは、2〜10,000の自然数である。)
[2] 前記モノマー含有組成物は含硫黄連鎖移動剤を含まないか、または前記重合性成分(X)100質量部に対して含硫黄連鎖移動剤を0.01質量部未満含む、[1]のマクロモノマー共重合体(Y)の製造方法。
[3] 前記塊状重合または懸濁重合において用いられる、前記重合性成分(X)からなるシラップの25℃における粘度が7000mPa・sec以下である、[1]または[2]のマクロモノマー共重合体(Y)の製造方法。
[4] 前記コモノマー(b)がアクリレート(b1)を65質量%以上含む、[1]〜[3]のいずれかのマクロモノマー共重合体(Y)の製造方法。
(In the formula, R and R 1 to R n are each independently a hydrogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, aryl group or heterocyclic group. X 1 to X n are each independently a hydrogen atom or methyl. Z is a terminal group, and n is a natural number of 2 to 10,000.)
[2] The monomer-containing composition does not contain a sulfur-containing chain transfer agent, or contains less than 0.01 parts by mass of a sulfur-containing chain transfer agent with respect to 100 parts by mass of the polymerizable component (X). A method for producing the macromonomer copolymer (Y).
[3] The macromonomer copolymer of [1] or [2], wherein the syrup comprising the polymerizable component (X) used in the bulk polymerization or suspension polymerization has a viscosity at 25 ° C. of 7000 mPa · sec or less. The manufacturing method of (Y).
[4] The method for producing the macromonomer copolymer (Y) according to any one of [1] to [3], wherein the comonomer (b) contains 65% by mass or more of the acrylate (b1).
本発明の製造方法はマクロモノマーの反応率が高い。
本発明の製造方法によって製造されたマクロモノマー共重合体(Y)は、残存マクロモノマーが少ない。
The production method of the present invention has a high macromonomer reaction rate.
The macromonomer copolymer (Y) produced by the production method of the present invention has little residual macromonomer.
以下、本発明を実施するための形態(以下。「本実施形態」と言う。)について、詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形して実施できる。
なお、以下において重合前のモノマー成分のことを「〜単量体」といい、「単量体」を省略することもある。また、重合体を構成する単量体単位のことを「〜由来の単位」または「〜単位」という。また、(メタ)アクリレートは、メタクリレート又はアクリレートを示す。
Hereinafter, although the form for implementing this invention (henceforth "this embodiment") is demonstrated in detail, this invention is not limited to the following description, In the range of the summary Various modifications can be made.
In the following, the monomer component before polymerization is referred to as “˜monomer”, and “monomer” may be omitted. In addition, the monomer unit constituting the polymer is referred to as “unit derived from” or “unit”. Moreover, (meth) acrylate shows a methacrylate or an acrylate.
本発明に係るマクロモノマー共重合体(Y)は、下記一般式(1)で表されるマクロモノマー(a)と、マクロモノマー(a)と共重合可能な他の重合性単量体であるコモノマー(b)とからなる重合性成分(X)共重合して得られる。 The macromonomer copolymer (Y) according to the present invention is a macromonomer (a) represented by the following general formula (1) and another polymerizable monomer copolymerizable with the macromonomer (a). It is obtained by copolymerizing a polymerizable component (X) comprising the comonomer (b).
(式中、R及びR1〜Rnは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は複素環基である。
X1〜Xnは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。
Zは、末端基である。
nは、2〜10,000の自然数である。)
(In the formula, R and R 1 to R n are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group.
X 1 to X n are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
Z is a terminal group.
n is a natural number of 2 to 10,000. )
[マクロモノマー(a)]
マクロモノマー(a)は、ポリ(メタ)アクリレートセグメントの片末端にラジカル重合可能な不飽和二重結合を有する基を持つ。ここで、マクロモノマーとは、重合可能な官能基を持ったポリマーであり、別名マクロマーとも呼ばれる。
[Macromonomer (a)]
The macromonomer (a) has a group having an unsaturated double bond capable of radical polymerization at one end of the poly (meth) acrylate segment. Here, the macromonomer is a polymer having a polymerizable functional group, and is also called a macromer.
[R・R1〜Rn]
一般式(1)において、R及びR1〜Rnは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は複素環基である。アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は複素環基は、置換基を有することができる。
[R · R 1 to R n ]
In the general formula (1), R and R 1 to R n are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group. The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group or heterocyclic group can have a substituent.
R及びR1〜Rnのアルキル基としては、例えば、炭素数1〜20の分岐又は直鎖アルキル基が挙げられる。具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基及びi−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、及びイコシル基が挙げられる。これらの中で、入手しやすさから、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、及びオクチル基が好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、及びt−ブチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。 The alkyl group of R and R 1 to R n, for example, branched or straight chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Specific examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group and i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group. Decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, and icosyl group. Among these, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, and octyl are preferred because they are easily available. A methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and a t-butyl group are more preferable, and a methyl group is particularly preferable.
R及びR1〜Rnのシクロアルキル基としては、例えば、炭素数3〜20のシクロアルキル基が挙げられる。具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、t−ブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基、アダマンチル基、等が挙げられる。入手しやすさから、シクロプロピル基、シクロブチル基、及びアダマンチル基が好ましい。 The cycloalkyl group of R and R 1 to R n, for example, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms. Specific examples include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, t-butylcyclohexyl group, isobornyl group, adamantyl group, and the like. From the viewpoint of availability, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and an adamantyl group are preferable.
R及びR1〜Rnのアリール基としては、例えば、炭素数6〜18のアリール基が挙げられる。具体例としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基、等が挙げられる。 The aryl group of R and R 1 to R n, for example, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms. Specific examples include a phenyl group, a benzyl group, a naphthyl group, and the like.
R及びR1〜Rnの複素環基としては、例えば、炭素数5〜18の複素環基が挙げられる。複素環に含まれるヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等が挙げられる。複素環基の具体例としては、例えば、γ−ラクトン基、ε−カプロラクトン基、モルフォリン基、等が挙げられる。複素環に含まれるヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等が挙げられる。 Examples of the heterocyclic group for R and R 1 to R n include a heterocyclic group having 5 to 18 carbon atoms. Examples of the hetero atom contained in the heterocyclic ring include an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom. Specific examples of the heterocyclic group include γ-lactone group, ε-caprolactone group, morpholine group, and the like. Examples of the hetero atom contained in the heterocyclic ring include an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom.
R又はR1〜Rnの置換基としては、それぞれ独立して、アルキル基、アリール基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基(−COOR’)、カルバモイル基(−CONR’R’’)、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アミド基(−NR’R’’)、ハロゲン原子、アリル基、エポキシ基、アルコキシ基(−OR’)、及び親水性もしくはイオン性を示す基からなる群から選択される基又は原子が挙げられる。なお、R’又はR’’は、それぞれ独立して、複素環を除いてRと同様の基が挙げられる。 As the substituent for R or R 1 to R n , each independently represents an alkyl group, an aryl group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group (—COOR ′), a carbamoyl group (—CONR′R ″), a cyano group, Selected from the group consisting of a hydroxy group, an amino group, an amide group (—NR′R ″), a halogen atom, an allyl group, an epoxy group, an alkoxy group (—OR ′), and a group exhibiting hydrophilicity or ionicity. A group or an atom. R ′ and R ″ are each independently the same groups as R except for the heterocyclic ring.
R又はR1〜Rnの置換基としてのアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基が挙げられる。
R又はR1〜Rnの置換基としてのカルバモイル基としては、例えば、N−メチルカルバモイル基及びN,N−ジメチルカルバモイル基が挙げられる。
R又はR1〜Rnの置換基としてのアミド基としては、例えば、ジメチルアミド基が挙げられる。
R又はR1〜Rnの置換基としてのハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
R又はR1〜Rnの置換基としてのアルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜12のアルコキシ基が挙げられる。具体例としては、メトキシ基が挙げられる。
R又はR1〜Rnの置換基としての親水性又はイオン性を示す基としては、例えば、カルボキシ基のアルカリ塩又はスルホキシル基のアルカリ塩、ポリエチレンオキシド基、ポリプロピレンオキシド基等のポリ(アルキレンオキシド)基及び四級アンモニウム塩基等のカチオン性置換基が挙げられる。
Examples of the alkoxycarbonyl group as a substituent for R or R 1 to R n include a methoxycarbonyl group.
Examples of the carbamoyl group as a substituent for R or R 1 to R n include an N-methylcarbamoyl group and an N, N-dimethylcarbamoyl group.
Examples of the amide group as a substituent for R or R 1 to R n include a dimethylamide group.
Examples of the halogen atom as the substituent of R or R 1 to R n, for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and iodine atom.
The alkoxy group as the substituent for R or R 1 to R n, for example, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. Specific examples include a methoxy group.
Examples of the group exhibiting hydrophilicity or ionicity as a substituent of R or R 1 to R n include, for example, poly (alkylene oxides) such as alkali salts of carboxy groups or alkali salts of sulfoxyl groups, polyethylene oxide groups, and polypropylene oxide groups. ) Groups and cationic substituents such as quaternary ammonium bases.
R及びR1〜Rnは、アルキル基及びシクロアルキル基から選ばれる少なくとも1種が好ましく、アルキル基がより好ましい。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はi−プロピル基が好ましく、入手のしやすさの観点から、メチル基がより好ましい。
R and R 1 to R n are preferably at least one selected from an alkyl group and a cycloalkyl group, and more preferably an alkyl group.
As the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an i-propyl group is preferable, and a methyl group is more preferable from the viewpoint of availability.
[X1〜Xn]
一般式(1)において、X1〜Xnは、それぞれ水素原子又はメチル基であり、メチル基が好ましい。さらに、マクロモノマー(a)の合成し易さの観点から、X1〜Xnの半数以上がメチル基であることが好ましい。
[X 1 ~X n]
In the general formula (1), X 1 to X n are each a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is preferable. Furthermore, from the viewpoint of easy synthesis of the macromonomer (a), it is preferable that at least half of X 1 to X n are methyl groups.
[Z]
一般式(1)において、Zは、マクロモノマー(a)の末端基である。マクロモノマー(a)の末端基としては、例えば、公知のラジカル重合で得られるポリマーの末端基と同様に、水素原子及びラジカル重合開始剤に由来する基が挙げられる。
[Z]
In the general formula (1), Z is a terminal group of the macromonomer (a). Examples of the terminal group of the macromonomer (a) include a group derived from a hydrogen atom and a radical polymerization initiator, similarly to the terminal group of a polymer obtained by known radical polymerization.
マクロモノマー(a)の数平均分子量Mnは、500以上100,000以下が好ましい。マクロモノマー(a)の数平均分子量Mnの下限値は、1,000以上がより好ましく、1,500以上がさらに好ましい。また、マクロモノマー(a)の数平均分子量Mnの上限値は、50,000以下がより好ましく、20,000以下がさらに好ましい。数平均分子量Mnが下限値以上であれば、マクロモノマー共重合体(Y)にマクロモノマー(a)由来の相溶性や物性を付与することができる。数平均分子量Mnが上限値以下であれば、重合性成分(X)に占めるマクロモノマー(a)のモル%を3.0モル%以上に設定しやすくなると共に、マクロモノマー(a)とコモノマー(b)を混合して得られるシラップの粘度が懸濁重合可能な範囲内となり易い。 The number average molecular weight Mn of the macromonomer (a) is preferably 500 or more and 100,000 or less. The lower limit value of the number average molecular weight Mn of the macromonomer (a) is more preferably 1,000 or more, and further preferably 1,500 or more. Further, the upper limit value of the number average molecular weight Mn of the macromonomer (a) is more preferably 50,000 or less, and further preferably 20,000 or less. If the number average molecular weight Mn is not less than the lower limit, compatibility and physical properties derived from the macromonomer (a) can be imparted to the macromonomer copolymer (Y). If the number average molecular weight Mn is not more than the upper limit, it becomes easy to set the mol% of the macromonomer (a) in the polymerizable component (X) to 3.0 mol% or more, and the macromonomer (a) and the comonomer ( The viscosity of the syrup obtained by mixing b) tends to be within the range where suspension polymerization is possible.
マクロモノマー(a)の数平均分子量Mnは、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)を使用し、ポリメチルメタクリレートの検量線から算出した値のことを意味する。 The number average molecular weight Mn of the macromonomer (a) means a value calculated from a calibration curve of polymethyl methacrylate using gel permeation chromatography (GPC).
マクロモノマー(a)は二種類以上のマクロモノマーの混合物でもよい。その場合、数平均分子量Mnは、マクロモノマー(a)全体での値として算出する。数平均分子量Mnが異なる複数種類のマクロモノマー(a)を併用する場合、より低い分子量のマクロモノマー(a)がシラップ粘度低減とマクロモノマー(a)が占めるモル%向上の役割を担い、より分子量が大きいマクロモノマー(b)が添加剤として使用した時のマトリクス樹脂との相溶性確保などの役割を担う。
マクロモノマー(a)の全体のうち、数平均分子量Mnが5,000以下であるマクロモノマーを20質量%以上含むことが好ましく、30質量%以上含むことがより好ましい。
The macromonomer (a) may be a mixture of two or more kinds of macromonomers. In this case, the number average molecular weight Mn is calculated as a value for the entire macromonomer (a). When a plurality of types of macromonomers (a) having different number average molecular weights Mn are used in combination, the lower molecular weight macromonomer (a) plays a role in reducing the syrup viscosity and improving the mol% occupied by the macromonomer (a), and has a higher molecular weight. The macromonomer (b) having a large size plays a role of ensuring compatibility with the matrix resin when used as an additive.
Of the entire macromonomer (a), the macromonomer having a number average molecular weight Mn of 5,000 or less is preferably 20% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more.
[マクロモノマー(a)の原料モノマー]
マクロモノマー(a)を得るためのモノマー(原料モノマー)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレート、n−ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート;(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルマレイン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルマレイン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルコハク酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、イタコン酸モノメチル等のカルボキシ基含有ビニル系単量体;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物基含有ビニル系単量体;グリジシル(メタ)アクリレート、グリジシルα−エチルアクリレート、3,4−エポキシブチル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有ビニル系単量体;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジ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)アクリレート系のビニル系単量体;(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、マレイン酸アミド、マレイミド等のアミド基を含有するビニル系単量体;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニル系単量体;ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド等の多官能性のビニル系単量体;などが挙げられる。これらは、1種以上を適宜選択して使用することができる。
これらの中で、モノマーの入手のし易さの点で、メタクリレート(メタクリル酸エステル)が好ましい。
メタクリレートとしては、メチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート及び4−ヒドロキシブチルメタクリレートが好ましく、メチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート及び2−エチルヘキシルメタクリレートがより好ましい。
[Raw material monomer of macromonomer (a)]
As a monomer (raw material monomer) for obtaining the macromonomer (a), for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (Meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-lauryl (meth) acrylate, n-stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate , Phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, etc. 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxyl-containing (meth) acrylates such as glycerol (meth) acrylate; (meth) acrylic acid, 2 -(Meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloyloxypropyl hexahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl phthalic acid, 2- (meth) acryloyloxypropyl phthalic acid, 2- ( (Meth) acryloyloxyethylmaleic acid, 2- (meth) acryloyloxypropylmaleic acid, 2- (meth) acryloyloxyethylsuccinic acid, 2- (meth) acryloyloxypropylsuccinic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid, B Carboxy group-containing vinyl monomers such as conic acid, monomethyl maleate, and itaconic acid monomethyl; acid anhydride group-containing vinyl monomers such as maleic anhydride and itaconic anhydride; glycidyl (meth) acrylate, glycidyl α- Epoxy group-containing vinyl monomers such as ethyl acrylate and 3,4-epoxybutyl (meth) acrylate; amino group-containing (meth) acrylate vinyl such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylate (Meth) acrylamide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide, diacetone acrylamide, Maleic acid amide, maleic Vinyl monomers containing an amide group such as styrene; vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, (meth) acrylonitrile, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl propionate; divinylbenzene, ethylene Glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, tri And polyfunctional vinyl monomers such as propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, and the like. One or more of these can be appropriately selected and used.
Among these, methacrylate (methacrylic acid ester) is preferable from the viewpoint of easy availability of the monomer.
As the methacrylate, methyl methacrylate, n-butyl methacrylate, lauryl methacrylate, dodecyl methacrylate, stearyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate and 4-hydroxybutyl methacrylate are preferable, methyl methacrylate, n-butyl methacrylate. And 2-ethylhexyl methacrylate is more preferred.
また、マクロモノマー(a)を得るためのモノマーは、マクロモノマー共重合体(Y)及びこれを含有する成形体の耐熱性の点から、上記のメタクリレート又はアクリレート(アタクリル酸エステル)を含有することが好ましい。
アクリレートとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、i−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、i−ブチルアクリレート及びt−ブチルアクリレートが挙げられる。これらの中で、入手しやすさの点で、メチルアクリレートが好ましい。
Moreover, the monomer for obtaining the macromonomer (a) contains the above-mentioned methacrylate or acrylate (attacrylic acid ester) from the viewpoint of heat resistance of the macromonomer copolymer (Y) and a molded article containing the macromonomer copolymer (Y). Is preferred.
Examples of the acrylate include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, and t-butyl acrylate. Among these, methyl acrylate is preferable in terms of availability.
マクロモノマー(a)を得るためのモノマー合計のうちのメタクリレートの含有量としては、生成物であるマクロモノマー共重合体(Y)及びこれを含有する成形体の耐熱性の点から、80質量%以上100質量%以下が好ましい。メタクリレートの含有量は、82質量%以上99質量%以下がより好ましく、84質量%以上98質量%以下がさらに好ましい。
マクロモノマー(a)を得るためのモノマー合計のうちのアクリレートの含有量としては、0質量%以上20質量%以下が好ましく、1質量%以上18質量%以下がより好ましく、2質量%以上16質量%以下がさらに好ましい。
The content of methacrylate in the total monomer for obtaining the macromonomer (a) is 80% by mass from the viewpoint of the heat resistance of the macromonomer copolymer (Y) as a product and the molded product containing the same. The content is preferably 100% by mass or less. The content of methacrylate is more preferably 82% by mass or more and 99% by mass or less, and still more preferably 84% by mass or more and 98% by mass or less.
The content of acrylate in the total monomer for obtaining the macromonomer (a) is preferably 0% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 18% by mass or less, and 2% by mass or more and 16% by mass. % Or less is more preferable.
[マクロモノマー(a)の製造方法]
マクロモノマー(a)は、公知の方法で製造できる。マクロモノマーの製造方法としては、例えば、コバルト連鎖移動剤を用いて製造する方法(米国特許第4680352号明細書)、α−ブロモメチルスチレン等のα置換不飽和化合物を連鎖移動剤として用いる方法(国際公開第88/04304号)、重合性基を化学的に結合させる方法(特開昭60−133007号公報、米国特許第5147952号明細書)及び熱分解による方法(特開平11−240854号公報)等が挙げられる。
これらの中で、マクロモノマー(a)の製造方法としては、製造工程数が少なく、連鎖移動定数が高い触媒を使用する点で、コバルト連鎖移動剤を用いて製造する方法が好ましい。
[Method for Producing Macromonomer (a)]
The macromonomer (a) can be produced by a known method. As a method for producing a macromonomer, for example, a method using a cobalt chain transfer agent (US Pat. No. 4,680,352), a method using an α-substituted unsaturated compound such as α-bromomethylstyrene as a chain transfer agent ( WO 88/04304), a method of chemically bonding a polymerizable group (Japanese Patent Laid-Open No. 60-133007, US Pat. No. 5,147,952) and a method by thermal decomposition (Japanese Patent Laid-Open No. 11-240854). ) And the like.
Among these, as a method for producing the macromonomer (a), a method using a cobalt chain transfer agent is preferable in that a catalyst having a small number of production steps and a high chain transfer constant is used.
コバルト連鎖移動剤を用いてマクロモノマー(a)を製造する方法としては、例えば、塊状重合法、溶液重合法及び、懸濁重合法、乳化重合法等の水系分散重合法が挙げられる。これらの中で、マクロモノマー(a)の回収工程の簡略化の点から水系分散重合法が好ましい。 Examples of the method for producing the macromonomer (a) using a cobalt chain transfer agent include an aqueous dispersion polymerization method such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method, and an emulsion polymerization method. Among these, the aqueous dispersion polymerization method is preferable from the viewpoint of simplifying the recovery step of the macromonomer (a).
本発明において使用されるコバルト連鎖移動剤としては、式(2)に示されるコバルト連鎖移動剤が使用でき、例えば、特許第3587530号公報、米国特許第4526945号明細書、同第4694054号明細書、同第4886861号明細書、同第5324879号明細書、国際公開第95/17435号、特表平9−510499号公報、特開2012−158696号公報等に記載されているものを使用することができる。 As the cobalt chain transfer agent used in the present invention, a cobalt chain transfer agent represented by the formula (2) can be used. For example, Japanese Patent No. 3585530, US Pat. Nos. 4,526,945 and 4,694,054 No. 4,886,861, No. 5,324,879, WO 95/17435, JP 9-510499, JP 2012-158696, etc. Can do.
[式中、R1〜R4は、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基及びアリール基;Xは、それぞれ独立して、F原子、Cl原子、Br原子、OH基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキル基及びアリール基である。] [Wherein, R 1 to R 4 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group; X represents each independently an F atom, a Cl atom, a Br atom, an OH group, an alkoxy group, an aryl group; An oxy group, an alkyl group and an aryl group; ]
コバルト連鎖移動剤としては、具体的には、ビス(ボロンジフルオロジメチルジオキシイミノシクロヘキサン)コバルト(II)、ビス(ボロンジフルオロジメチルグリオキシメイト)コバルト(II)、ビス(ボロンジフルオロジフェニルグリオキシメイト)コバルト(II)、ビシナルイミノヒドロキシイミノ化合物のコバルト(II)錯体、テトラアザテトラアルキルシクロテトラデカテトラエンのコバルト(II)錯体、N,N’−ビス(サリチリデン)エチレンジアミノコバルト(II)錯体、ジアルキルジアザジオキソジアルキルドデカジエンのコバルト(II)錯体、コバルト(II)ポルフィリン錯体などがあげられる。中でも、水性媒体中に安定に存在し、連鎖移動効果が高いビス(ボロンジフルオロジフェニルグリオキシメイト)コバルト(II)(R1〜R4:フェニル基、X:F原子)が好ましい。これらは一種以上を適宜選択して使用することができる。 Specific examples of the cobalt chain transfer agent include bis (borondifluorodimethyldioxyiminocyclohexane) cobalt (II), bis (borondifluorodimethylglyoxymate) cobalt (II), and bis (borondifluorodiphenylglyoxymate). Cobalt (II), cobalt (II) complex of bicinalimino hydroxyimino compound, cobalt (II) complex of tetraazatetraalkylcyclotetradecatetraene, N, N′-bis (salicylidene) ethylenediaminocobalt (II) complex And cobalt (II) complexes of dialkyldiazadioxodialkyldodecadiene, cobalt (II) porphyrin complexes, and the like. Among these, bis (borondifluorodiphenylglyoxymate) cobalt (II) (R 1 to R 4 : phenyl group, X: F atom) which is stably present in an aqueous medium and has a high chain transfer effect is preferable. One or more of these can be appropriately selected and used.
コバルト連鎖移動剤の使用量は、マクロモノマー(a)を得るためのモノマーの合計量100部に対し20ppmから350ppmが好ましい。コバルト連鎖移動剤の使用量が20ppm未満であれば分子量の低下が不十分となりやすく、350ppmを超えると得られるマクロモノマー(a)が着色しやすい。 The amount of the cobalt chain transfer agent used is preferably 20 ppm to 350 ppm with respect to 100 parts of the total amount of monomers for obtaining the macromonomer (a). If the amount of cobalt chain transfer agent used is less than 20 ppm, the molecular weight tends to be insufficiently reduced, and if it exceeds 350 ppm, the resulting macromonomer (a) tends to be colored.
[マクロモノマー(a)とコモノマー(b)との反応機構]
マクロモノマー(a)とコモノマー(b)との反応機構については、山田らの報文(Prog. Polym. Sci.31 (2006) p835−877)等に詳しく記載されている。具体的には、マクロモノマー(a)の末端二重結合基は、アクリレートとの共重合反応では分岐構造を形成し、共重合することができる。しかし、マクロモノマー(a)の末端二重結合基とメタクリレートとの反応では分岐構造の形成が困難であり、主に再開裂して末端二重結合基とメタクリレート成長末端のラジカルが生成する。コモノマー(b)にスチレンを用いた場合は、分岐構造を形成可能であるが反応の進行が極端に遅く、工業的ではない。よって、コモノマー(b)は、アクリレート(b1)を主成分とし、必要に応じてメタクリレート(b2)やその他のモノマー(b3)を用いることが好ましい。
[Reaction mechanism of macromonomer (a) and comonomer (b)]
The reaction mechanism between the macromonomer (a) and the comonomer (b) is described in detail in a report by Yamada et al. (Prog. Polym. Sci. 31 (2006) p835-877). Specifically, the terminal double bond group of the macromonomer (a) forms a branched structure in the copolymerization reaction with acrylate, and can be copolymerized. However, it is difficult to form a branched structure by the reaction of the terminal double bond group of the macromonomer (a) with methacrylate, and the terminal double bond group and the radical at the end of the methacrylate growth are mainly generated by re-cleavage. When styrene is used as the comonomer (b), a branched structure can be formed, but the progress of the reaction is extremely slow, which is not industrial. Therefore, it is preferable that the comonomer (b) contains acrylate (b1) as a main component, and uses methacrylate (b2) or other monomers (b3) as necessary.
[コモノマー(b)]
コモノマー(b)は、マクロモノマー(a)と共重合可能であれば特に限定されず、必要に応じて各種の重合性単量体を使用できる。具体的には、マクロモノマー(a)を得るためのモノマーと同様のものが挙げられるが、前述のマクロモノマー(a)との反応性の点でアクリレート(b1)を主に用いることが好ましい。また、必要に応じてメタクリレート(b2)やその他のモノマー(b3)を用いることができる。
[Comonomer (b)]
The comonomer (b) is not particularly limited as long as it can be copolymerized with the macromonomer (a), and various polymerizable monomers can be used as necessary. Specific examples include the same monomers as those for obtaining the macromonomer (a), but it is preferable to mainly use the acrylate (b1) from the viewpoint of reactivity with the macromonomer (a). Moreover, a methacrylate (b2) and another monomer (b3) can be used as needed.
アクリレート(b1)としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、i−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、i−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−ラウリルアクリレート、n−ステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート等のアクリレート;2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、グリセロールアクリレート等の水酸基含有アクリレート;アクリル酸、2−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロフタル酸、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−アクリロイルオキシプロピルフタル酸、2−アクリロイルオキシエチルマレイン酸、2−アクリロイルオキシプロピルマレイン酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−アクリロイルオキシプロピルコハク酸、カルボキシ基含有アクリレート;グリジシルアクリレート、グリジシルα−エチルアクリレート、3,4−エポキシブチルアクリレート等のエポキシ基含有アクリレート;ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート等のアミノ基含有アクリレート;エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリルアクリレート、等の多官能アクリレート;などが挙げられる。これらは、1種以上を適宜選択して使用することができる。 Examples of the acrylate (b1) include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-lauryl acrylate, n-stearyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, phenoxyethyl acrylate and other acrylates; 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, Hydroxyl-containing acrylates such as 4-hydroxybutyl acrylate and glycerol acrylate; acrylic acid, 2 Acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-acryloyloxypropyl hexahydrophthalic acid, 2-acryloyloxyethyl phthalic acid, 2-acryloyloxypropyl phthalic acid, 2-acryloyloxyethyl maleic acid, 2-acryloyloxypropyl maleic acid, 2-acryloyloxyethyl succinic acid, 2-acryloyloxypropyl succinic acid, carboxy group-containing acrylate; glycidyl acrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, epoxy group-containing acrylate such as 3,4-epoxybutyl acrylate; dimethylaminoethyl acrylate Amino group-containing acrylates such as diethylaminoethyl acrylate; ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1, And polyfunctional acrylates such as 6-hexanediol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, and allyl acrylate. One or more of these can be appropriately selected and used.
上記の中で、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、i−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、i−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−ラウリルアクリレート、n−ステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレートが好ましく、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−ラウリルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレートが特に好ましい。 Among the above, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-lauryl acrylate, n-stearyl acrylate Cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n -Lauryl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, phenoxyethyl acrylate are particularly preferred Arbitrariness.
本発明の一つの側面において、柔軟性や耐衝撃性、粘着性の付与を目的に、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートを使用することができる。
また、屈折率調整のための高屈折率成分として、例えば、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレートを使用することができる。その他の目的としては、マクロモノマー(a)との相溶性確保を目的に、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート等を使用することができる。
In one aspect of the present invention, for the purpose of imparting flexibility, impact resistance, and tackiness, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl Acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate can be used.
Moreover, as a high refractive index component for adjusting the refractive index, for example, phenyl acrylate, benzyl acrylate, or phenoxyethyl acrylate can be used. For other purposes, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate or the like can be used for the purpose of ensuring compatibility with the macromonomer (a).
メタクリレート(b2)としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、i−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、i−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−ラウリルメタクリレート、n−ステアリルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート等のメタクリレート;2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、グリセロールメタクリレート等の水酸基含有メタクリレート;メタクリル酸、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸、2−メタクリロイルオキシプロピルフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルマレイン酸、2−メタクリロイルオキシプロピルマレイン酸、2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシプロピルコハク酸、等のカルボキシ基含メタクリレート;グリジシルメタクリレート、3,4−エポキシブチルメタクリレート等のエポキシ基含有メタクリレート;ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基含有メタクリレート;エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、アリルメタクリレート、等の多官能メタクリレート;などが挙げられる。これらは、1種以上を適宜選択して使用することができる。 Examples of the methacrylate (b2) include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, methacrylates such as n-stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate; 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, glycerol methacrylate Hydroxyl group-containing methacrylates such as methacrylic acid, 2-methacryloyloxyethylhexahydrophthalic acid, 2-methacryloyloxypropylhexahydrophthalic acid, 2-methacryloyloxyethylphthalic acid, 2-methacryloyloxypropylphthalic acid, 2-methacryloyloxy Carboxy group-containing methacrylates such as ethyl maleic acid, 2-methacryloyloxypropyl maleic acid, 2-methacryloyloxyethyl succinic acid, 2-methacryloyloxypropyl succinic acid; epoxy such as glycidyl methacrylate and 3,4-epoxybutyl methacrylate Group-containing methacrylate; Amino group-containing methacrylate such as dimethylaminoethyl methacrylate and diethylaminoethyl methacrylate; Ethylene glycol dimethacrylate 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, tripropylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, allyl methacrylate, etc. Functional methacrylate; and the like. One or more of these can be appropriately selected and used.
上記の中で、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、i−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、i−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−ラウリルメタクリレート、n−ステアリルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレートが好ましく、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−ラウリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレートが特に好ましい。 Among the above, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, n-stearyl methacrylate Cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n -Lauryl methacrylate, phenyl methacrylate, benzyl meta Relate, phenoxyethyl methacrylate is particularly preferred.
その他のモノマー(b3)としては、例えば、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、イタコン酸モノメチル等のカルボキシ基含有ビニル系単量体;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物基含有ビニル系単量体;(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、マレイン酸アミド、マレイミド等のアミド基を含有するビニル系単量体;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニル系単量体;ジビニルベンゼン、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド等の多官能性のビニル系単量体;などが挙げられる。これらは、1種以上を適宜選択して使用することができる。 Examples of the other monomer (b3) include carboxy group-containing vinyl monomers such as crotonic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, monomethyl maleate, monomethyl itaconic acid; maleic anhydride, itaconic anhydride and the like. Acid anhydride group-containing vinyl monomers; (meth) acrylamide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) Vinyl monomers containing amide groups such as acrylamide, diacetone acrylamide, maleic acid amide, maleimide; styrene, α-methylstyrene, vinyl toluene, (meth) acrylonitrile, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl propionate, etc. Vinyl monomer; divinylbenzene, N, N - methylenebis (meth) polyfunctional vinyl monomers such as acrylamide; and the like. One or more of these can be appropriately selected and used.
コモノマー(b)は、コモノマー(b)の合計100質量%に対してアクリレート(b1)を65質量%以上含むことが好ましく、70質量%以上含むことがより好ましく、80質量%以上含むことがさらに好ましい。100質量%でもよい。
コモノマー(b)の組成比としては、前述のマクロモノマー(a)との反応性の点から、アクリレート(b1)とメタクリレート(b2)の重量比である(b1:b2)=65:35〜100:0の範囲内であることが好ましく、(b1:b2)=70:30〜100:0の範囲内であることがより好ましく、(b1:b2)=80:20〜100:0がさらに好ましい。
アクリレート(b1)とメタクリレート(b2)の比を上記の範囲内に収めることで、マクロモノマー(a)とコモノマー(b)との反応性を確保し、マクロモノマー共重合体(Y)が含むブロックポリマーやグラフトポリマーの割合を十分に高めることができる。アクリレート(b1)が少ないと、マクロモノマー(a)が十分に反応せずに未反応のまま残ってしまったり、十分に分子量が上がらなかったり、反応時間が長くなりすぎたりする場合がある。
その他のモノマー(b3)の使用量は少ない方が好ましい。例えば、コモノマー(b)の合計100質量%に対してモノマー(b3)の割合は10質量%以下が好ましく、5 質量%以下がより好ましい。ゼロでもよい。
The comonomer (b) preferably contains 65% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more of the acrylate (b1) with respect to 100% by mass in total of the comonomer (b). preferable. It may be 100% by mass.
The composition ratio of the comonomer (b) is the weight ratio of the acrylate (b1) and the methacrylate (b2) from the viewpoint of reactivity with the macromonomer (a) described above (b1: b2) = 65: 35-100 : 0, preferably (b1: b2) = 70: 30 to 100: 0, more preferably (b1: b2) = 80: 20 to 100: 0. .
By keeping the ratio of acrylate (b1) and methacrylate (b2) within the above range, the reactivity between the macromonomer (a) and the comonomer (b) is ensured, and the block that the macromonomer copolymer (Y) contains The ratio of the polymer or graft polymer can be sufficiently increased. If the amount of acrylate (b1) is small, the macromonomer (a) may not react sufficiently and may remain unreacted, the molecular weight may not increase sufficiently, or the reaction time may become too long.
A smaller amount of the other monomer (b3) is preferred. For example, the proportion of the monomer (b3) is preferably 10% by mass or less and more preferably 5% by mass or less with respect to the total of 100% by mass of the comonomer (b). Zero is acceptable.
マクロモノマー(a)とコモノマー(b)とのモル比としては、重合性成分(X)が含む重合性成分全体を100モル%とした時に、マクロモノマー(a)が3.0モル%以上であることが好ましく、3.2モル%以上がより好ましく、3.4モル%以上がさらに好ましい。マクロモノマー(a)が3.0モル%以上であれば重合時にコモノマー(b)からなるポリマー鎖が架橋することを防ぐことができる。
コモノマー(b)がアクリレート(b1)を主成分とする場合、ポリアクリレート鎖からのミッドチェーンラジカル生成による分岐を生じる場合があり、その結果マクロモノマー共重合体(Y)が架橋する可能性がある。本発明者らは、マクロモノマー(a)のモル比を所定の範囲とすることでマクロモノマー(a)に連鎖移動剤としての役割を与え、マクロモノマー共重合体(Y)の架橋を防ぐことができることを見出した。
The molar ratio of the macromonomer (a) and the comonomer (b) is such that the macromonomer (a) is 3.0 mol% or more when the entire polymerizable component contained in the polymerizable component (X) is 100 mol%. Preferably, it is preferably 3.2 mol% or more, more preferably 3.4 mol% or more. If macromonomer (a) is 3.0 mol% or more, it can prevent that the polymer chain which consists of a comonomer (b) bridge | crosslinks at the time of superposition | polymerization.
When the comonomer (b) contains acrylate (b1) as a main component, branching may occur due to generation of a mid-chain radical from the polyacrylate chain, and as a result, the macromonomer copolymer (Y) may be crosslinked. . The present inventors give the macromonomer (a) a role as a chain transfer agent by setting the molar ratio of the macromonomer (a) within a predetermined range, and prevent crosslinking of the macromonomer copolymer (Y). I found out that I can.
[ラジカル重合開始剤]
重合反応をラジカル重合開始剤の存在下で行う場合、ラジカル重合開始剤として、有機過酸化物あるいはアゾ化合物を使用することができる。有機過酸化物の具体例としては、例えば、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシピバレート、o−メチルベンゾイルパーオキサイド、ビス−3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、シクロヘキサノンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド等が挙げられる。
アゾ化合物の具体例としては、例えば、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(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)等が挙げられる。これらの中でも、ベンゾイルパーオキサイド、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(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)が好ましい。これらラジカル重合開始剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
ラジカル重合開始剤は、重合性成分(X)の合計量100質量部に対して0.0001〜10質量部の範囲内で用いることが好ましい。
重合温度については特に制限はなく、例えば、−100〜250℃であり、好ましくは0〜200℃の範囲である。
[Radical polymerization initiator]
When the polymerization reaction is performed in the presence of a radical polymerization initiator, an organic peroxide or an azo compound can be used as the radical polymerization initiator. Specific examples of the organic peroxide include, for example, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, t-butyl peroxypivalate, o-methylbenzoyl peroxide, bis-3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, Octanoyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, cyclohexanone peroxide, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, dicumyl peroxide, lauroyl peroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide Examples thereof include oxide and di-t-butyl peroxide.
Specific examples of the azo compound include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2′-azobis (2,4-dimethyl). -4-methoxyvaleronitrile) and the like. Among these, benzoyl peroxide, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethyl-4) -Methoxyvaleronitrile) is preferred. These radical polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
The radical polymerization initiator is preferably used within a range of 0.0001 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymerizable component (X).
There is no restriction | limiting in particular about superposition | polymerization temperature, For example, it is -100-250 degreeC, Preferably it is the range of 0-200 degreeC.
[シラップの粘度]
マクロモノマー(a)とコモノマー(b)からなる重合性成分(X)は、マクロモノマー(a)をコモノマー(b)に溶解させることでシラップとして得ることができる。得られたシラップを懸濁重合に用いる場合、水系溶液に対して微小な液滴として分散させる必要がある。懸濁重合では重合性成分の分散を機械的せん断力に頼っているため、シラップの粘度を一定以下にする必要がある。重合性成分(X)からなるシラップの25℃における粘度は7000mPa・sec以下が好ましく、5000mPa・sec以下がより好ましく、3000mPa・sec以下がさらに好ましい。シラップの25℃における粘度が7000mPa・sec以下であれば水系溶液に対して液滴を均一に分散させることが可能になる。
シラップの粘度はマクロモノマー(a)の分子量及びマクロモノマー(a)とコモノマー(b)の組成比、コモノマー(b)の種類によって調整することができる。
[Viscosity of syrup]
The polymerizable component (X) composed of the macromonomer (a) and the comonomer (b) can be obtained as syrup by dissolving the macromonomer (a) in the comonomer (b). When the obtained syrup is used for suspension polymerization, it is necessary to disperse it as fine droplets in an aqueous solution. In suspension polymerization, the dispersion of the polymerizable component relies on mechanical shearing force, so that the viscosity of the syrup needs to be kept below a certain level. The viscosity at 25 ° C. of the syrup comprising the polymerizable component (X) is preferably 7000 mPa · sec or less, more preferably 5000 mPa · sec or less, and further preferably 3000 mPa · sec or less. If the viscosity of syrup at 25 ° C. is 7000 mPa · sec or less, the droplets can be uniformly dispersed in the aqueous solution.
The viscosity of syrup can be adjusted by the molecular weight of the macromonomer (a), the composition ratio of the macromonomer (a) and the comonomer (b), and the type of the comonomer (b).
[マクロモノマー共重合体(Y)]
マクロモノマー共重合体(Y)は、マクロモノマー(a)由来の単位とコモノマー(b)由来の単位を共に含有するブロック/グラフト共重合体(Y1)を含む。そのほかにコモノマー(b)単位のみからなる重合体(Y2)、未反応のマクロモノマー(a)を含む可能性がある。重合体(Y2)及び未反応のマクロモノマー(a)の含有量は少ない方が好ましい。
[Macromonomer copolymer (Y)]
The macromonomer copolymer (Y) includes a block / graft copolymer (Y1) containing both a unit derived from the macromonomer (a) and a unit derived from the comonomer (b). In addition, there is a possibility that the polymer (Y2) consisting only of the comonomer (b) unit and the unreacted macromonomer (a) are included. It is preferable that the contents of the polymer (Y2) and the unreacted macromonomer (a) are small.
コモノマー(b)単位のみからなる重合体(Y2)は、マクロモノマー共重合体(Y)を種々の樹脂に対する添加剤として使用した際のミクロ相分離構造制御の妨げとなる可能性があるため、少ない方が好ましい。具体的には、重合体(Y2)がマクロモノマー共重合体(Y)100質量%に対して5質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましく、実質的に0質量%であることがさらに好ましい。 Since the polymer (Y2) composed only of the comonomer (b) unit may interfere with the control of the microphase separation structure when the macromonomer copolymer (Y) is used as an additive for various resins, Less is preferable. Specifically, the polymer (Y2) is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and substantially 0% by mass with respect to 100% by mass of the macromonomer copolymer (Y). Further preferred.
未反応のマクロモノマー(a)は、マクロモノマー共重合体(Y)を種々の樹脂に対する添加剤として使用した際のミクロ相分離構造制御の妨げとなる可能性がある。さらに、マクロモノマー(a)は末端二重結合部位から分解しやすい性質があることから耐熱性低下の原因となる可能性がある。そのため、未反応のマクロモノマー(a)は少ない方が好ましい。具体的には、未反応のマクロモノマー(a)がマクロモノマー共重合体(Y)100質量%に対して20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。 The unreacted macromonomer (a) may hinder the control of the microphase separation structure when the macromonomer copolymer (Y) is used as an additive for various resins. Furthermore, since the macromonomer (a) has the property of being easily decomposed from the terminal double bond site, it may cause a decrease in heat resistance. Therefore, it is preferable that the amount of unreacted macromonomer (a) is small. Specifically, the unreacted macromonomer (a) is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and further preferably 10% by mass or less with respect to 100% by mass of the macromonomer copolymer (Y). .
マクロモノマー共重合体(Y)の質量平均分子量Mwは、30,000以上10,000,000以下が好ましく、50,000以上8,000,000以下がより好ましく、100,000以上6,000,000以下がさらに好ましい。質量平均分子量Mwが30,000以上であれば樹脂成形体の機械強度及び耐熱分解性が良好となり、10,000,000以下であれば成形性やマトリクス樹脂への溶解性が良好となる。 The mass average molecular weight Mw of the macromonomer copolymer (Y) is preferably from 30,000 to 10,000,000, more preferably from 50,000 to 8,000,000, and from 100,000 to 6,000, 000 or less is more preferable. When the mass average molecular weight Mw is 30,000 or more, the mechanical strength and heat decomposability of the resin molded article are good, and when it is 10,000,000 or less, moldability and solubility in the matrix resin are good.
[マクロモノマー共重合体(Y)の製造]
本発明のマクロモノマー共重合体(Y)の製造は、懸濁重合もしくは塊状重合で行われる。塊状重合は重合場が懸濁重合と同等であり、重合性成分(X)を含むモノマー含有組成物を型に注入して重合・硬化させることで目的の成形体を得ることができる。懸濁重合では微小なビーズ(粒子)としてマクロモノマー共重合体(Y)を得ることができることから、成形材料としてそのまま溶融成形に用いたり、他の樹脂に混合して添加剤として使ったり、塗料や粘接着剤の成分として用いたりすることができる。
[Production of Macromonomer Copolymer (Y)]
The macromonomer copolymer (Y) of the present invention is produced by suspension polymerization or bulk polymerization. In bulk polymerization, the polymerization field is the same as that of suspension polymerization, and a target molded product can be obtained by injecting a monomer-containing composition containing a polymerizable component (X) into a mold and polymerizing and curing. In suspension polymerization, the macromonomer copolymer (Y) can be obtained as fine beads (particles), so it can be used directly as a molding material for melt molding, mixed with other resins and used as an additive, Or as a component of an adhesive.
[懸濁重合によるマクロモノマー共重合体(Y)の製造]
例えば、懸濁重合で製造されたマクロモノマー(a)を用い、懸濁重合でマクロモノマー共重合体(Y)を製造する場合、下記i)〜v)の工程を含むことが好ましい。
[Production of Macromonomer Copolymer (Y) by Suspension Polymerization]
For example, when the macromonomer copolymer (Y) is produced by suspension polymerization using the macromonomer (a) produced by suspension polymerization, the following steps i) to v) are preferably included.
i)シラップ調製工程
マクロモノマー(a)のビーズをコモノマー(b)に溶解させ、シラップを調製する。シラップ調製時はマクロモノマー(a)とコモノマー(b)からなる混合物の温度をコモノマーの沸点以下の範囲で上昇させ、マクロモノマーの溶解を助けることが好ましい。シラップ調製温度は、20℃〜100℃の範囲が好ましく、40℃〜80℃の範囲がさらに好ましい。ラジカル重合開始剤が反応しない範囲内でシラップ調製可能な場合は、ラジカル重合開始剤を同時に混合させて開始剤含有シラップを調製することができる。
i) Syrup preparation step The beads of the macromonomer (a) are dissolved in the comonomer (b) to prepare syrup. During the preparation of syrup, it is preferable to increase the temperature of the mixture comprising the macromonomer (a) and the comonomer (b) within a range below the boiling point of the comonomer, thereby assisting the dissolution of the macromonomer. The syrup preparation temperature is preferably in the range of 20 ° C to 100 ° C, more preferably in the range of 40 ° C to 80 ° C. When the syrup can be prepared within the range where the radical polymerization initiator does not react, the initiator-containing syrup can be prepared by simultaneously mixing the radical polymerization initiator.
ii)ラジカル重合開始剤溶解工程
シラップ調製温度においてラジカル重合開始剤が反応する場合、シラップ調製後に一旦シラップを冷却した後、ラジカル重合開始剤を投入して溶解させ、均一な開始剤含有シラップを得る。ラジカル重合開始剤を投入する温度は、ラジカル重合開始剤の10時間半減期温度から15℃を減じた温度以下であることが好ましい。
ii) Radical polymerization initiator dissolution step When the radical polymerization initiator reacts at the syrup preparation temperature, the syrup is once cooled after the syrup preparation, and then the radical polymerization initiator is added and dissolved to obtain a uniform initiator-containing syrup. . The temperature at which the radical polymerization initiator is added is preferably not more than a temperature obtained by subtracting 15 ° C. from the 10-hour half-life temperature of the radical polymerization initiator.
iii)水系溶液の調製工程
水系溶液は、分散剤、電解質、その他助剤を含有させることができる。分散剤及び電解質の組合せによって水系溶液中でのシラップ液滴の分散性を制御する。
水系溶液に使用する水は、分散性制御の点で脱イオン水を用いることが好ましい。
分散剤としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩、(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体、(メタ)アクリル酸スルホアルキルのアルカリ金属塩と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体、ポリスチレンスルホン酸のアルカリ金属塩、スチレンスルホン酸のアルカリ金属塩と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体、又はこれら単量体の組合せからなる共重合体;ケン化度70〜100%のポリビニルアルコール、メチルセルロース、澱粉及びヒドロキシアパタイトが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。これらの中で、懸濁重合時の分散安定性が良好な(メタ)アクリル酸スルホアルキルのアルカリ金属塩と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体及び(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体が好ましい。分散剤の添加量としては、例えば、重合性成分(X)100質量部に対して、0.0005〜0.5質量部の範囲で用いられる。
電解質としては、例えば、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マンガン等が挙げられる。電解質の添加量としては、例えば、重合性成分(X)100質量部に対して、0.01〜1.0質量部の範囲で用いられる。
iii) Preparation Step of Aqueous Solution The aqueous solution can contain a dispersant, an electrolyte, and other auxiliaries. The dispersibility of syrup droplets in an aqueous solution is controlled by a combination of a dispersant and an electrolyte.
The water used in the aqueous solution is preferably deionized water from the viewpoint of dispersibility control.
Examples of the dispersant include poly (meth) acrylic acid alkali metal salts, (meth) acrylic acid alkali metal salts and (meth) acrylic acid ester copolymers, and (meth) acrylic acid sulfoalkyl alkali metal salts. And (meth) acrylic acid ester copolymer, polystyrenesulfonic acid alkali metal salt, styrenesulfonic acid alkali metal salt and (meth) acrylic acid ester copolymer, or a combination of these monomers Combined: Polyvinyl alcohol having a saponification degree of 70 to 100%, methyl cellulose, starch and hydroxyapatite can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, a copolymer of an alkali metal salt of (alkyl) sulfoalkyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid ester and a (meth) acrylic acid alkali metal salt (meta) having good dispersion stability during suspension polymerization. ) A copolymer of acrylic ester is preferred. As an addition amount of a dispersing agent, it is used in 0.0005-0.5 mass part with respect to 100 mass parts of polymeric components (X), for example.
Examples of the electrolyte include sodium carbonate, sodium sulfate, manganese sulfate and the like. As addition amount of electrolyte, it is used in 0.01-1.0 mass part with respect to 100 mass parts of polymeric components (X), for example.
iv)重合反応工程
ラジカル重合開始剤を含むシラップ及び水系溶液の混合物を撹拌してシラップ液滴を分散させた懸濁液(モノマー含有組成物)を調製する。次いで懸濁液を撹拌しながら昇温し、重合反応を開始する。昇温して重合を開始する前のいずれかの工程中でシラップ中及び水系溶液中に含まれる溶存酸素を除く目的で減圧脱気や窒素置換を行っておくことが好ましい。
重合温度は効率よくブロック/グラフト共重合体からなるマクロモノマー共重合体(Y)を得るために重要な重合条件である。ここでいう重合温度とは懸濁液の温度のことを指す。重合温度は50℃〜90℃が好ましく、60℃〜80℃がより好ましく、65℃〜75℃がさらに好ましい。重合温度が低すぎると、反応の進行が遅く重合時間が長くなってしまう懸念がある。また、重合温度が高すぎると反応中間体の開裂が優先してブロック/グラフト重合体が生成しにくくなる。
重合反応の終盤に、重合性成分(X)の反応率を上げると共に未反応のラジカル重合開始剤を消失させる目的で懸濁液を昇温することができる。昇温する温度は80℃以上が好ましく、85℃以上がさらに好ましい。昇温時間はラジカル重合開始剤が消失するまでの時間を算出して決定すれば良いが、60分から2時間程度が好ましい。
iv) Polymerization Reaction Step A suspension (monomer-containing composition) in which a mixture of a syrup containing a radical polymerization initiator and an aqueous solution is stirred to disperse syrup droplets is prepared. Next, the temperature of the suspension is increased while stirring to initiate the polymerization reaction. It is preferable to carry out vacuum degassing and nitrogen substitution for the purpose of removing dissolved oxygen contained in the syrup and the aqueous solution in any step before the polymerization is started by raising the temperature.
The polymerization temperature is an important polymerization condition for obtaining a macromonomer copolymer (Y) comprising a block / graft copolymer efficiently. The polymerization temperature here refers to the temperature of the suspension. The polymerization temperature is preferably 50 ° C to 90 ° C, more preferably 60 ° C to 80 ° C, and further preferably 65 ° C to 75 ° C. If the polymerization temperature is too low, there is a concern that the reaction proceeds slowly and the polymerization time becomes long. On the other hand, when the polymerization temperature is too high, the cleavage of the reaction intermediate is prioritized and the block / graft polymer is hardly formed.
At the end of the polymerization reaction, the suspension can be heated for the purpose of increasing the reaction rate of the polymerizable component (X) and eliminating the unreacted radical polymerization initiator. The temperature to be raised is preferably 80 ° C. or higher, and more preferably 85 ° C. or higher. The temperature raising time may be determined by calculating the time until the radical polymerization initiator disappears, but is preferably about 60 minutes to 2 hours.
v)回収工程
生成したマクロモノマー共重合体(Y)からなるビーズは、懸濁液を冷却したのち回収される。必要に応じて、分散剤や電解質などの不純物除去のための洗浄工程や気泡が混入したビーズの除去工程、乾燥工程等を経てマクロモノマー共重合体(Y)からなるビーズを得る。
v) Recovery step The produced macromonomer copolymer (Y) beads are recovered after cooling the suspension. If necessary, beads made of the macromonomer copolymer (Y) are obtained through a washing process for removing impurities such as a dispersant and an electrolyte, a removal process of beads mixed with bubbles, a drying process, and the like.
[用途]
本発明のマクロモノマー共重合体(Y)は、マクロモノマー共重合体(Y)を主成分として使用しても良いし、他の樹脂の添加剤として使用しても良い。
マクロモノマー共重合体(Y)を主成分として使用する場合、溶融成形可能な成形材料としてシートやフィルム、各種筐体やカバー類、導光体などの種々の成形体として使用できる。また、溶剤に溶解させたのち塗工することで塗料や粘接着剤などとして利用可能である。
マクロモノマー共重合体(Y)を他の樹脂の添加剤として使用する場合、主成分となる樹脂としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂、ポリオレフィン、ポリアミド、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の飽和ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ乳酸、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。
マクロモノマー共重合体(Y)が他の樹脂に付与する機能としては、柔軟性、靱性、耐衝撃性、耐候性、加工性、離型性、耐擦傷性、表面硬度、相溶性、結晶サイズ制御、延性等が挙げられる。
他の樹脂と混合させる方法としては、物理的混合、溶融混合、重合/硬化前に溶解・分散させておく方法、等が挙げられる。
[Usage]
The macromonomer copolymer (Y) of the present invention may use the macromonomer copolymer (Y) as a main component, or may be used as an additive for other resins.
When the macromonomer copolymer (Y) is used as a main component, it can be used as various moldings such as sheets and films, various cases and covers, and a light guide as a molding material that can be melt-molded. In addition, it can be used as a paint or an adhesive by coating after dissolving in a solvent.
When the macromonomer copolymer (Y) is used as an additive for other resins, examples of the main resin include acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polyolefins, polyamides, unsaturated polyesters, and polyethylene terephthalates. And saturated polyester such as polybutylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, ABS resin, AS resin, polyvinyl chloride, polylactic acid, and polyvinylidene fluoride.
The functions that the macromonomer copolymer (Y) imparts to other resins include flexibility, toughness, impact resistance, weather resistance, workability, releasability, scratch resistance, surface hardness, compatibility, and crystal size. Examples thereof include control and ductility.
Examples of the method of mixing with other resins include physical mixing, melt mixing, and a method of dissolving and dispersing before polymerization / curing.
本発明の製造方法によれば、重合性成分(X)を含むモノマー含有組成物を用いて懸濁重合を行う際に、重合性成分(X)に含まれるマクロモノマー(a)を3.0モル%以上とすることで、マクロモノマー(a)に連鎖移動剤としての役割を与える。コモノマー(b)がアクリレート(b1)を主成分とする場合、マクロモノマー共重合体(Y)の製造時にコモノマー(b)単位を含むポリマー鎖に架橋が生じやすいが、マクロモノマー(a)が連鎖移動剤としての役割を果たすことで架橋することを防ぐことができる。
さらに、マクロモノマー(a)はコモノマー(b)との共重合反応の過程で連鎖移動剤としての役割を果たした後、最終的にマクロモノマー共重合体(Y)の中に取り込まれる。そのため、本発明の製造方法ではマクロモノマー(a)の反応率が高く、得られるマクロモノマー共重合体(Y)の耐熱分解性が向上する。そのため、種々のポリマーの添加剤として好適であり、耐衝撃性や柔軟性を付与することができる。
According to the production method of the present invention, when suspension polymerization is performed using a monomer-containing composition containing a polymerizable component (X), the macromonomer (a) contained in the polymerizable component (X) is 3.0%. By setting it as mol% or more, the macromonomer (a) is given a role as a chain transfer agent. When the comonomer (b) contains acrylate (b1) as a main component, the polymer chain containing the comonomer (b) unit is likely to be crosslinked during the production of the macromonomer copolymer (Y), but the macromonomer (a) is chained. Cross-linking can be prevented by acting as a transfer agent.
Further, the macromonomer (a) serves as a chain transfer agent in the process of copolymerization with the comonomer (b), and is finally taken into the macromonomer copolymer (Y). Therefore, in the production method of the present invention, the reaction rate of the macromonomer (a) is high, and the thermal decomposition resistance of the resulting macromonomer copolymer (Y) is improved. Therefore, it is suitable as an additive for various polymers, and can impart impact resistance and flexibility.
例えば上記特許文献3の実施例では、含硫黄連鎖移動剤を、重合性成分(X)の100質量部に対して0.05〜0.2質量部用いて共重合体の架橋を防いでいるが、後述の比較例に示されるように、含硫黄連鎖移動剤を使用するとマクロモノマーが多く残存しやすい。
本発明の製造方法によれば、重合性成分(X)100質量部に対する含硫黄連鎖移動剤の使用量が0.01質量部未満であっても、重合反応中に架橋が生じるのを防ぐことができる。モノマー含有組成物は含硫黄連鎖移動剤を含まないか、または含硫黄連鎖移動剤を含む場合は、重合性成分(X)100質量部に対して0.01質量部未満であることが好ましい。
含硫黄連鎖移動剤の例として、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタンが挙げられる。
For example, in the Example of the said patent document 3, the crosslinking | crosslinking of a copolymer is prevented using 0.05-0.2 mass part of sulfur containing chain transfer agents with respect to 100 mass parts of polymeric component (X). However, as shown in Comparative Examples described later, when a sulfur-containing chain transfer agent is used, a large amount of macromonomer tends to remain.
According to the production method of the present invention, even if the amount of the sulfur-containing chain transfer agent used relative to 100 parts by mass of the polymerizable component (X) is less than 0.01 parts by mass, it is possible to prevent crosslinking from occurring during the polymerization reaction. Can do. When the monomer-containing composition does not contain a sulfur-containing chain transfer agent or contains a sulfur-containing chain transfer agent, it is preferably less than 0.01 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable component (X).
Examples of the sulfur-containing chain transfer agent include alkyl mercaptans such as n-octyl mercaptan and n-dodecyl mercaptan.
以下において配合量の単位である「部」は「質量部」の意味である。
<測定方法・評価方法>
[マクロモノマー共重合体(Y)の解析法]
[GPC測定]
Mw及びMnは、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)を使用して求めた。以下に測定条件を示す。
装置:HLC−8220(東ソー社製)
カラム:TSK GUARD COLUMN SUPER H−H(4.6×35mm、東ソー社製)と2本のTSK−GEL SUPER HM−H(6.0×150mm、東ソー社製)を直列に接続
溶離液:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
流速: 0.6mL/分
Mw(質量平均分子量)及び(Mn)数平均分子量は、Polymer Laboratories製のポリメチルメタクリレート(Mp(ピーク分子量)=141,500、55,600、11,100及び1,590の4種)を用いて作成した検量線を使用して算出した。
In the following, “part” which is a unit of blending amount means “part by mass”.
<Measurement method / Evaluation method>
[Analysis Method of Macromonomer Copolymer (Y)]
[GPC measurement]
Mw and Mn were determined using gel permeation chromatography (GPC). The measurement conditions are shown below.
Apparatus: HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSK GUARD COLUMN SUPER H-H (4.6 × 35 mm, manufactured by Tosoh Corp.) and two TSK-GEL SUPER HM-H (6.0 × 150 mm, manufactured by Tosoh Corp.) connected in series Eluent: Tetrahydrofuran Measurement temperature: 40 ° C
Flow rate: 0.6 mL / min Mw (mass average molecular weight) and (Mn) number average molecular weight are polymethyl methacrylate (Mp (peak molecular weight) = 141,500, 55,600, 11,100 and 1, manufactured by Polymer Laboratories). 590 (4 types)) and a calibration curve prepared using
[NMR測定]
コモノマー(b)の反応率は、1H−NMR測定によって求められる。1H−NMR測定は核磁気共鳴装置を用いて実施した。以下に測定条件を示す。
装置:UNITY INOVA500(Varian社製)
重溶媒:重クロロホルム(シグマ−アルドリッチ社製)
サンプル調製:重合反応溶液0.225gに重クロロホルム1.2を加えた。
測定条件:積算回数1000回、測定温度40℃
[NMR measurement]
The reaction rate of the comonomer (b) is determined by 1 H-NMR measurement. 1 H-NMR measurement was performed using a nuclear magnetic resonance apparatus. The measurement conditions are shown below.
Apparatus: UNITY INOVA500 (manufactured by Varian)
Heavy solvent: Deuterated chloroform (manufactured by Sigma-Aldrich)
Sample preparation: Deuterated chloroform 1.2 was added to 0.225 g of the polymerization reaction solution.
Measurement conditions: 1000 times integration, measurement temperature 40 ° C
[HPLC測定]
マクロモノマー(a)の反応率は、HPLC(高速液体クロマトグラフィー)を使用して測定した。測定条件を以下に示す。
装置:Alliance e2695(ウォーターズ社製)
カラム:TSKgel ODS100V(5μm、4.6×150mm、東ソー社製)
溶離液:アセトニトリル(A液)、テトラヒドロフラン(B液)
グラジエント条件:リニアグラジエント 0分(A液/B液=100/0)−10分(A液/B液=0/100)−15分(A液/B液=0/100)
測定温度:40℃
流速:1.0mL/分
検出器:荷電粒子検出器 Corona ultra RS(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)
サンプリングした各重合反応溶液をテトラヒドロフランに溶解し、サンプル溶液とした。また、マクロモノマー(a)をテトラヒドロフランに溶解し、標準溶液とした。標準溶液のクロマトグラムのうちマクロモノマー(a)に該当するピークの面積や高さから検量線を作成した。この検量線を用いてサンプルのクロマトグラムのうちマクロモノマー(a)に該当するピークの面積や高さからマクロモノマー(a)の反応率を求めた。
[HPLC measurement]
The reaction rate of the macromonomer (a) was measured using HPLC (high performance liquid chromatography). The measurement conditions are shown below.
Apparatus: Alliance e2695 (Waters)
Column: TSKgel ODS100V (5 μm, 4.6 × 150 mm, manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent: acetonitrile (liquid A), tetrahydrofuran (liquid B)
Gradient condition: linear gradient 0 minutes (A liquid / B liquid = 100/0) -10 minutes (A liquid / B liquid = 0/100) -15 minutes (A liquid / B liquid = 0/100)
Measurement temperature: 40 ° C
Flow rate: 1.0 mL / min Detector: Charged particle detector Corona ultra RS (manufactured by Thermo Fisher Scientific)
Each sampled polymerization reaction solution was dissolved in tetrahydrofuran to obtain a sample solution. Further, the macromonomer (a) was dissolved in tetrahydrofuran to obtain a standard solution. A calibration curve was created from the area and height of the peak corresponding to the macromonomer (a) in the chromatogram of the standard solution. Using this calibration curve, the reaction rate of the macromonomer (a) was determined from the area and height of the peak corresponding to the macromonomer (a) in the chromatogram of the sample.
[耐熱分解性の評価(5%重量減少温度の測定)]
耐熱分解性は、熱重量測定/示差熱分析装置を使用して測定対象ポリマーの重量減少を追跡して評価した。以下に測定条件を示す。
装置: SIIナノテクノロジー社製 TG/DTA6300
測定条件: 窒素気流200mL/分、40℃〜550℃、昇温速度10℃/分
[Evaluation of thermal decomposition resistance (measurement of 5% weight loss temperature)]
The thermal decomposition resistance was evaluated by following the weight loss of the polymer to be measured using a thermogravimetry / differential thermal analyzer. The measurement conditions are shown below.
Equipment: TG / DTA6300 manufactured by SII Nano Technology
Measurement conditions: Nitrogen stream 200 mL / min, 40 ° C. to 550 ° C., heating rate 10 ° C./min
[シラップの粘度測定]
粘度測定は、E型粘度計を使用して評価した。以下に測定条件を示す。
装置: 東機産業社製 TV−25
測定条件: 25℃
[Measurement of viscosity of syrup]
Viscosity measurement was evaluated using an E-type viscometer. The measurement conditions are shown below.
Equipment: TV-25 manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
Measurement conditions: 25 ° C
[架橋の有無の判定]
架橋の有無はテトラヒドロフランに溶解可能かによって判定した。対象ポリマー10mgにテトラヒドロフラン5mLを加えて溶解させたのち、溶液をコスモナイスフィルターS(メルク社製、ポアサイズ0.45μm)に通過させ、濾過できない場合は架橋有りと判定した。
[Judgment of cross-linking]
The presence or absence of cross-linking was determined by whether or not it was soluble in tetrahydrofuran. After 5 mL of tetrahydrofuran was added to 10 mg of the target polymer and dissolved, the solution was passed through a Cosmonis filter S (Merck, pore size 0.45 μm).
<製造例1:分散剤(1)の合成>
撹拌機、冷却管及び温度計を備えた反応装置中に、17質量%水酸化カリウム水溶液61.6部、メチルメタクリレート19.1部及び脱イオン水19.3部を仕込んだ。次いで、反応装置内の液を室温にて撹拌し、発熱ピークを確認した後、4時間撹拌した。この後、反応装置中の反応液を室温まで冷却してメタクリル酸カリウム水溶液を得た。
<Production Example 1: Synthesis of Dispersant (1)>
In a reactor equipped with a stirrer, a condenser tube and a thermometer, 61.6 parts of a 17% by weight aqueous potassium hydroxide solution, 19.1 parts of methyl methacrylate and 19.3 parts of deionized water were charged. Next, the liquid in the reaction apparatus was stirred at room temperature, and after confirming an exothermic peak, the liquid was stirred for 4 hours. Thereafter, the reaction solution in the reaction apparatus was cooled to room temperature to obtain a potassium methacrylate aqueous solution.
次いで、撹拌機、冷却管及び温度計を備えた重合装置中に、脱イオン水900部、42質量%メタクリル酸2−スルホエチルナトリウム水溶液(三菱レイヨン社製、商品名:アクリエステルSEM−Na)70部、上記のメタクリル酸カリウム水溶液16部及びメチルメタクリレート7部を入れて撹拌し、重合装置内を窒素置換しながら、反応装置内の液を50℃に昇温した。重合装置中に、重合開始剤としてV−50(和光純薬工業社製2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、商品名)0.053部を添加し、反応装置内の液を60℃に昇温した。重合開始剤投入後、15分毎にメチルメタクリレート1.4部を計5回(メチルメタクリレートの合計量7部)、分割添加した。この後、重合装置内の液を撹拌しながら60℃で6時間保持した後、室温に冷却して、透明な水溶液である固形分8質量%の分散剤(1)を得た。 Next, in a polymerization apparatus equipped with a stirrer, a condenser tube and a thermometer, 900 parts of deionized water, 42 mass% 2-sulfoethyl sodium methacrylate aqueous solution (trade name: Acryester SEM-Na, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) 70 parts, 16 parts of the above-mentioned potassium methacrylate aqueous solution and 7 parts of methyl methacrylate were added and stirred, and the temperature of the liquid in the reaction apparatus was raised to 50 ° C. while replacing the inside of the polymerization apparatus with nitrogen. In the polymerization apparatus, V-50 (2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, trade name, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a polymerization initiator was added in an amount of 0.053 part. The liquid was heated to 60 ° C. After the polymerization initiator was charged, 1.4 parts of methyl methacrylate was added in a total of 5 times (total amount of methyl methacrylate: 7 parts) every 15 minutes. Thereafter, the liquid in the polymerization apparatus was kept at 60 ° C. for 6 hours while stirring, and then cooled to room temperature to obtain a dispersant (1) having a solid content of 8% by mass as a transparent aqueous solution.
<製造例2:連鎖移動剤(1)の合成>
撹拌装置を備えた合成装置中に、窒素雰囲気下で、酢酸コバルト(II)四水和物(和光純薬工業社製、和光特級)2.00g(8.03mmol)及びジフェニルグリオキシム(東京化成社製、EPグレード)3.86g(16.1mmol)及び予め窒素バブリングにより脱酸素したジエチルエーテル100mlを入れ、室温で2時間攪拌した。
<Production Example 2: Synthesis of chain transfer agent (1)>
In a synthesizer equipped with a stirrer, 2.00 g (8.03 mmol) of cobalt (II) acetate tetrahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako Special Grade) and diphenylglyoxime (Tokyo Kasei) were added in a nitrogen atmosphere. 3.86 g (16.1 mmol) manufactured by Eisai Co., Ltd. and 100 ml of diethyl ether previously deoxygenated by nitrogen bubbling were added and stirred at room temperature for 2 hours.
次いで、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体(東京化成社製、EPグレード)20mlを加え、更に6時間攪拌した。得られたものをろ過し、固体をジエチルエーテルで洗浄し、100MPa以下で、20℃において12時間乾燥し、茶褐色固体の連鎖移動剤(1)5.02g(7.93mmol、収率99質量%)を得た。 Subsequently, 20 ml of boron trifluoride diethyl ether complex (Tokyo Kasei Co., Ltd., EP grade) was added and further stirred for 6 hours. The obtained product was filtered, the solid was washed with diethyl ether, dried at 100 MPa or less at 20 ° C. for 12 hours, and the brown solid chain transfer agent (1) 5.02 g (7.93 mmol, yield 99% by mass). )
<製造例3:マクロモノマー(a−1)の合成>
撹拌機、冷却管及び温度計を備えた重合装置中に、脱イオン水135部、硫酸ナトリウム(Na2SO4)0.1部及び製造例1で製造した分散剤(1)(固形分10質量%)0.26部を入れて撹拌して、均一な水溶液とした。次に、メチルメタクリレート95部、メチルアクリレート5部、製造例2で製造した連鎖移動剤(1)0.0016部及び重合開始剤としてパーオクタO(日油(株)製1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、商品名)0.13部を加え、水性分散液とした。
<Production Example 3: Synthesis of Macromonomer (a-1)>
In a polymerization apparatus equipped with a stirrer, a condenser tube and a thermometer, 135 parts of deionized water, 0.1 part of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) and the dispersant (1) produced in Production Example 1 (solid content 10 (Mass%) 0.26 part was added and stirred to obtain a uniform aqueous solution. Next, 95 parts of methyl methacrylate, 5 parts of methyl acrylate, 0.0016 part of chain transfer agent (1) produced in Production Example 2, and perocta O (manufactured by NOF Corporation 1,1,3,3) -Tetramethylbutylperoxy 2-ethylhexanoate, trade name) 0.13 part was added to obtain an aqueous dispersion.
次いで、重合装置内を十分に窒素置換し、水性分散液を80℃に昇温してから3時間保持した後に90℃に昇温して2時間保持した。その後、反応液を40℃に冷却して、マクロモノマーの水性懸濁液を得た。この水性懸濁液を濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、40℃で16時間乾燥して、マクロモノマー(a−1)を得た。マクロモノマー(a−1)の平均粒径は95μm、Mwは32,500、及びMnは16,500であった。マクロモノマー(a−1)の末端二重結合の導入率は、ほぼ100%であった。 Next, the inside of the polymerization apparatus was sufficiently purged with nitrogen, and the aqueous dispersion was heated to 80 ° C. and held for 3 hours, and then heated to 90 ° C. and held for 2 hours. Thereafter, the reaction solution was cooled to 40 ° C. to obtain an aqueous suspension of macromonomer. This aqueous suspension was filtered through a filter cloth, and the filtrate was washed with deionized water and dried at 40 ° C. for 16 hours to obtain a macromonomer (a-1). The average particle size of the macromonomer (a-1) was 95 μm, Mw was 32,500, and Mn was 16,500. The introduction rate of the terminal double bond of the macromonomer (a-1) was almost 100%.
<製造例4〜5:マクロモノマー(a−2)、(a−3)の合成>
連鎖移動剤(1)および重合開始剤の使用量を表1に記載のとおり変更した以外は、製造例3と同様の方法で、マクロモノマー(a−2)および(a−3)を得た。評価結果も合わせて表1に示す。
<Production Examples 4 to 5: Synthesis of macromonomers (a-2) and (a-3)>
Macromonomers (a-2) and (a-3) were obtained in the same manner as in Production Example 3, except that the amounts used of the chain transfer agent (1) and the polymerization initiator were changed as shown in Table 1. . The evaluation results are also shown in Table 1.
<実施例1:マクロモノマー共重合体(Y−1)の合成>
攪拌機、冷却管、及び温度計を備えたセパラブルフラスコ内にマクロモノマー(a−3)50部、n−ブチルアクリレート50部を加えて撹拌を開始した。次いでセパラブルフラスコを50℃の温水で加温し、マクロモノマー(a−3)をn−ブチルアクリレートに溶解させて均一なシラップを得た。シラップの粘度を測定したところ、770mPa・sec(25℃)であった。
重合性成分(X)は、マクロモノマー(a−3)およびn−ブチルアクリレートからなり、重合性成分(X)中のマクロモノマー(a)は4.5モル%である。
<Example 1: Synthesis of macromonomer copolymer (Y-1)>
In a separable flask equipped with a stirrer, a condenser, and a thermometer, 50 parts of macromonomer (a-3) and 50 parts of n-butyl acrylate were added and stirring was started. Next, the separable flask was heated with warm water at 50 ° C., and the macromonomer (a-3) was dissolved in n-butyl acrylate to obtain uniform syrup. The viscosity of syrup was measured and found to be 770 mPa · sec (25 ° C.).
The polymerizable component (X) comprises a macromonomer (a-3) and n-butyl acrylate, and the macromonomer (a) in the polymerizable component (X) is 4.5 mol%.
次に、一旦室温までシラップを冷却したのち、ラジカル重合開始剤として2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(和光純薬工業社製、商品名:V−59)0.3部を加えて撹拌し、溶解させて開始剤含有シラップを得た。
次いで水系溶液として脱イオン水150部、分散剤(1)0.66部、硫酸ナトリウム0.3部の混合溶液を調製し、開始剤含有シラップに加えた。次いで、窒素バブリングによりセパラブルフラスコ内を窒素置換しながら撹拌し、シラップ分散液を得た。
シラップ分散液を69℃に昇温し5時間保持し重合反応を行った。
懸濁液を40℃以下に冷却した後、濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄した。その後、濾過物を40℃で12時間減圧乾燥させ、ビーズ状のマクロモノマー共重合体(Y)を得た。
表2に記載の項目について上記の方法で測定した。結果を表2に示す。
Next, after once cooling the syrup to room temperature, 0.3 part of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: V-59) as a radical polymerization initiator Was added, stirred and dissolved to obtain an initiator-containing syrup.
Next, a mixed solution of 150 parts of deionized water, 0.66 part of the dispersant (1), and 0.3 part of sodium sulfate was prepared as an aqueous solution and added to the initiator-containing syrup. Next, the inside of the separable flask was stirred while purging with nitrogen by nitrogen bubbling to obtain a syrup dispersion.
The syrup dispersion was heated to 69 ° C. and held for 5 hours to carry out the polymerization reaction.
The suspension was cooled to 40 ° C. or lower, filtered through a filter cloth, and the filtrate was washed with deionized water. Thereafter, the filtrate was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours to obtain a bead-like macromonomer copolymer (Y).
The items described in Table 2 were measured by the above method. The results are shown in Table 2.
<実施例2〜3、比較例1〜3>
重合処方を表2に記載の内容に変更してマクロモノマー共重合体(Y)を製造した。表2に記載のない内容については実施例1と同様の方法で行った。
比較例3は、含硫黄連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンを用いた例である。
<Examples 2-3 and Comparative Examples 1-3>
The macromonomer copolymer (Y) was produced by changing the polymerization recipe to the contents shown in Table 2. The contents not described in Table 2 were performed in the same manner as in Example 1.
Comparative Example 3 is an example using n-octyl mercaptan which is a sulfur-containing chain transfer agent.
表2に示されるように、重合性成分(X)がマクロモノマー(a)を3.0モル%以上含む実施例1〜3は、架橋無くマクロモノマー共重合体(Y)が得られた。マクロモノマー(a)の反応率とコモノマー(b)の反応率はいずれも高く、耐熱分解性も良好であった。
また、HPLCの測定結果において、実施例1〜3のサンプルはいずれも、コモノマー(b)単位のみからなるポリマーの保持時間に該当する位置にはピークが検出されなかった。すなわち実施例1〜3では、コモノマー(b)単位のみからなる重合体(Y2)を含まないマクロモノマー共重合体(Y)が得られた。
As shown in Table 2, in Examples 1 to 3 in which the polymerizable component (X) contains 3.0 mol% or more of the macromonomer (a), the macromonomer copolymer (Y) was obtained without crosslinking. The reaction rate of the macromonomer (a) and the reaction rate of the comonomer (b) were both high, and the thermal decomposition resistance was good.
In the HPLC measurement results, no peak was detected at any position corresponding to the retention time of the polymer consisting only of the comonomer (b) unit in the samples of Examples 1 to 3. That is, in Examples 1-3, the macromonomer copolymer (Y) which does not contain the polymer (Y2) which consists only of a comonomer (b) unit was obtained.
一方、重合性成分(X)中のマクロモノマー(a)が3.0モル%未満である比較例1〜2は、マクロモノマー共重合体(Y)が架橋してしまった。そのため、架橋の有無以外の項目について測定を行わなかった。
比較例3は、重合性成分(X)中のマクロモノマー(a)が3.0モル%未満であるが、連鎖移動剤としてn−オクチルメルカプタンを使用したため、架橋は防止されたが、マクロモノマー(a)の反応率が低かった。マクロモノマー共重合体(Y)中の未反応のマクロモノマー(a)の含有量は25質量%であった。
なお、比較例3のマクロモノマー共重合体(Y)が、未反応のマクロモノマー(a)を多く含むにもかかわらず、5%重量減少温度が高い理由は、未反応のマクロモノマー(a)の一部で末端二重結合が消失しているためだと考えられる。この現象は、共重合反応中にマクロモノマー(a)にラジカルが付加した後、マクロモノマー(a)の末端に生成したラジカルとn−オクチルメルカプタンが反応し、末端二重結合が消失しているためだと考えられる。すなわち、残存するマクロモノマー(a)の一部は末端二重結合が無いため解重合が起こらず耐熱分解性が高いが、コモノマー(b)との共重合性が失われており、n−オクチルメルカプタンによってマクロモノマー共重合体の生成が阻害されたと考えられる。
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which the macromonomer (a) in the polymerizable component (X) is less than 3.0 mol%, the macromonomer copolymer (Y) has been crosslinked. Therefore, no measurement was performed on items other than the presence or absence of crosslinking.
In Comparative Example 3, the macromonomer (a) in the polymerizable component (X) was less than 3.0 mol%, but since n-octyl mercaptan was used as a chain transfer agent, crosslinking was prevented. The reaction rate of (a) was low. The content of the unreacted macromonomer (a) in the macromonomer copolymer (Y) was 25% by mass.
In addition, although the macromonomer copolymer (Y) of Comparative Example 3 contains a large amount of unreacted macromonomer (a), the reason why the 5% weight loss temperature is high is that the unreacted macromonomer (a) This is thought to be because the terminal double bond disappeared in a part of. In this phenomenon, after the radical is added to the macromonomer (a) during the copolymerization reaction, the radical generated at the terminal of the macromonomer (a) reacts with n-octyl mercaptan, and the terminal double bond disappears. This is probably because of this. That is, a part of the remaining macromonomer (a) has no terminal double bond, so depolymerization does not occur and the thermal decomposition resistance is high, but the copolymerizability with the comonomer (b) is lost, and n-octyl is lost. It is thought that the formation of the macromonomer copolymer was inhibited by the mercaptan.
Claims (4)
前記重合性成分(X)が前記マクロモノマー(a)を3.0モル%以上含む、マクロモノマー共重合体(Y)の製造方法。
The manufacturing method of a macromonomer copolymer (Y) in which the said polymeric component (X) contains the said macromonomer (a) 3.0 mol% or more.
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