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JP7592528B2 - Vinyl ether/vinyl phosphorus copolymer and method for producing same - Google Patents

Vinyl ether/vinyl phosphorus copolymer and method for producing same Download PDF

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JP7592528B2 JP2021049146A JP2021049146A JP7592528B2 JP 7592528 B2 JP7592528 B2 JP 7592528B2 JP 2021049146 A JP2021049146 A JP 2021049146A JP 2021049146 A JP2021049146 A JP 2021049146A JP 7592528 B2 JP7592528 B2 JP 7592528B2
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Description

本発明は、ビニルエーテルとビニルリンの共重合体に関する。また、本発明は、ビニルエーテルとビニルリンの共重合体の製造方法にも関する。 The present invention relates to a copolymer of vinyl ether and vinyl phosphorus. The present invention also relates to a method for producing the copolymer of vinyl ether and vinyl phosphorus.

有機リン化合物は、例えば、難燃剤、可塑剤、殺虫剤、医農薬、金属錯体の配位子等の様々な製品に幅広く使用されている化学物質である。近年、有機リン化合物は、機能性材料として金属表面処理剤、及び難燃性樹脂等の構成材料や電子材料分野においても、工業的に特に注目されている。 Organophosphorus compounds are chemical substances that are widely used in a variety of products, such as flame retardants, plasticizers, insecticides, pharmaceuticals, agricultural chemicals, and ligands for metal complexes. In recent years, organophosphorus compounds have been attracting particular attention industrially as functional materials, such as metal surface treatment agents, and as constituent materials for flame-retardant resins and in the field of electronic materials.

近年、有機リン化合物の機能性材料としては様々な化学品が提案されている。例えば、特許文献1では、接着強化添加剤として、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとビニルホスホン酸のコポリマーを使用することが提案されている。 In recent years, various chemical products have been proposed as functional materials of organic phosphorus compounds. For example, Patent Document 1 proposes the use of a copolymer of hydroxyalkyl (meth)acrylate and vinylphosphonic acid as an adhesion enhancing additive.

特開2018-168376号公報JP 2018-168376 A

しかし、特許文献1に記載のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとビニルホスホン酸のコポリマーは、ジイソシアネート等の熱硬化性樹脂用モノマーと室温で相溶せず、ポリウレタンの原料であるポリオールとして利用するためには、コポリマーとモノマーを相溶させるための溶媒が必要であった。そのため、溶媒の除去などの工程が必要となり、製造工程の観点で不適であった。したがって、本発明の目的は、熱硬化性樹脂用モノマーと室温で相溶するリン原子含有共重合体を提供することである。また、本発明の目的は、熱硬化性樹脂用モノマーと室温で相溶するリン原子含有共重合体の製造方法を提供することである。 However, the copolymer of hydroxyalkyl (meth)acrylate and vinylphosphonic acid described in Patent Document 1 is not compatible with monomers for thermosetting resins such as diisocyanates at room temperature, and in order to use it as a polyol, which is a raw material for polyurethane, a solvent was required to make the copolymer compatible with the monomers. Therefore, a process such as removing the solvent was required, which was unsuitable from the viewpoint of the manufacturing process. Therefore, an object of the present invention is to provide a phosphorus atom-containing copolymer that is compatible with monomers for thermosetting resins at room temperature. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a phosphorus atom-containing copolymer that is compatible with monomers for thermosetting resins at room temperature.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定のビニルエーテルおよび特定のビニルリンの共重合体が、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research into solving the above problems, the inventors discovered that a copolymer of a specific vinyl ether and a specific vinyl phosphorus can solve the above problems, and thus completed the present invention.

すなわち、本発明によれば、以下の発明が提供される。
[1] ビニルエーテルとビニルリンの共重合体であって、
前記ビニルエーテルが、下記一般式(1):

Figure 0007592528000001
(一般式(1)中、Rは、直鎖状、分岐鎖状、もしくは環状の、炭素数1~10の脂肪族炭化水素基または炭素数3~7のエーテルから2個の水素原子を除いた基を表し、nは1~5の整数を示す。)
で表され、
前記ビニルリンが、下記一般式(2):
Figure 0007592528000002
(一般式(2)中、RおよびRは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルコキシ基、置換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のアラルキル基、置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のアリールオキシ基を示す。また、RおよびRは、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。)
で表される、共重合体。
[2] 前記共重合体の数平均分子量(Mn)が、500~10000の範囲内である、[1]に記載の共重合体。
[3] 前記ビニルエーテルが、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、およびジエチレングリコールモノビニルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種である、[1]または[2]に記載の共重合体。
[4] 前記一般式(2)中、RおよびRが、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数1~8のアリールオキシ基、または炭素数5~12のアリール基である、[1]~[3]のいずれかに記載の共重合体。
[5] 前記ビニルリンが、ビニルホスホン酸ジメチル、ビニルホスホン酸ジエチル、ビニルホスホン酸ジフェニル、ジフェニルビニルホスフィンオキシド、および9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ビニル-10-ホスファフェナントレン-10-オキシドからなる群から選択される少なくとも1種である、[1]~[4]のいずれかに記載の共重合体。
[6] 前記共重合体が、熱硬化性樹脂用モノマーと10~30℃で相溶する、[1]~[5]のいずれかに記載の共重合体。
[7] 前記熱硬化性樹脂用モノマーが、ジイソシアネートである、[6]に記載の共重合体。
[8] 前記ジイソシアネートが、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、およびトルエンジイソシアネートからなる群から選択される少なくとも1種である、[7]に記載の共重合体。
[9] [1]~[8]のいずれかに記載の共重合体と、熱硬化性樹脂用モノマーとを含む、熱硬化性樹脂組成物。
[10] ビニルエーテルとビニルリンの共重合体の製造方法であって、
下記一般式(1):
Figure 0007592528000003
(一般式(1)中、Rは、直鎖状、分岐鎖状、もしくは環状の、炭素数1~10の脂肪族炭化水素基または炭素数3~7のエーテルから2個の水素原子を除いた基を表し、nは1~5の整数を示す。)
で表されるビニルエーテルと、
下記一般式(2):
Figure 0007592528000004
(一般式(2)中、RおよびRは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルコキシ基、置換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のアラルキル基、置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のアリールオキシ基を示す。また、RおよびRは、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。)
で表されるビニルリンとを、溶媒存在下または無溶媒で、ラジカル重合開始剤を用いて重合させる工程を含む、製造方法。
[11] 前記ラジカル重合開始剤が、アゾ系重合開始剤および過酸化物系重合開始剤からなる群から選択される少なくとも1種である、[10]に記載の製造方法。
[12] 前記ラジカル重合開始剤が、エステル型アゾ化合物およびニトリル型アゾ化合物からなる群より選択される少なくとも1種である、[10]または[11]に記載の製造方法。
[13] 前記溶媒が、有機溶媒である、[10]~[12]のいずれかに記載の製造方法。
[14] 前記有機溶媒が、アルコール、エステル、ケトン、エーテル、塩素系溶媒、炭化水素溶媒、および芳香族炭化水素からなる群から選択される少なくとも1種である、[13]に記載の製造方法。
[15] 前記有機溶媒が、エタノール、ブタノール、酢酸ブチル、およびトルエンからなる群から選択される少なくとも1種である、[13]または[14]に記載の製造方法。 That is, according to the present invention, the following inventions are provided.
[1] A copolymer of vinyl ether and vinyl phosphorus,
The vinyl ether is represented by the following general formula (1):
Figure 0007592528000001
(In general formula (1), R 1 represents a linear, branched, or cyclic aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a group in which two hydrogen atoms have been removed from an ether group having 3 to 7 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 5.)
It is expressed as
The vinyl phosphorus is represented by the following general formula (2):
Figure 0007592528000002
(In general formula (2), R2 and R3 each independently represent a hydroxy group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aryloxy group. R2 and R3 may be bonded to each other to form a cyclic structure.)
A copolymer represented by the formula:
[2] The copolymer according to [1], wherein the number average molecular weight (Mn) of the copolymer is within the range of 500 to 10,000.
[3] The copolymer according to [1] or [2], wherein the vinyl ether is at least one selected from the group consisting of 2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, and diethylene glycol monovinyl ether.
[4] The copolymer according to any one of [1] to [3], wherein in the general formula (2), R 2 and R 3 are each independently a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryloxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl group having 5 to 12 carbon atoms.
[5] The copolymer according to any one of [1] to [4], wherein the vinyl phosphorus is at least one selected from the group consisting of dimethyl vinylphosphonate, diethyl vinylphosphonate, diphenyl vinylphosphonate, diphenylvinylphosphine oxide, and 9,10-dihydro-9-oxa-10-vinyl-10-phosphaphenanthrene-10-oxide.
[6] The copolymer according to any one of [1] to [5], which is compatible with a monomer for a thermosetting resin at 10 to 30° C.
[7] The copolymer according to [6], wherein the monomer for a thermosetting resin is a diisocyanate.
[8] The copolymer according to [7], wherein the diisocyanate is at least one selected from the group consisting of hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and toluene diisocyanate.
[9] A thermosetting resin composition comprising the copolymer according to any one of [1] to [8] and a monomer for a thermosetting resin.
[10] A method for producing a vinyl ether and vinyl phosphorus copolymer, comprising the steps of:
The following general formula (1):
Figure 0007592528000003
(In general formula (1), R 1 represents a linear, branched, or cyclic aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a group in which two hydrogen atoms have been removed from an ether group having 3 to 7 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 5.)
and a vinyl ether represented by the formula:
The following general formula (2):
Figure 0007592528000004
(In general formula (2), R2 and R3 each independently represent a hydroxy group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aryloxy group. R2 and R3 may be bonded to each other to form a cyclic structure.)
and a vinyl phosphorus represented by the formula (I) in the presence or absence of a solvent, using a radical polymerization initiator.
[11] The method according to [10], wherein the radical polymerization initiator is at least one selected from the group consisting of azo-based polymerization initiators and peroxide-based polymerization initiators.
[12] The method according to [10] or [11], wherein the radical polymerization initiator is at least one selected from the group consisting of ester-type azo compounds and nitrile-type azo compounds.
[13] The method according to any one of [10] to [12], wherein the solvent is an organic solvent.
[14] The method according to [13], wherein the organic solvent is at least one selected from the group consisting of alcohols, esters, ketones, ethers, chlorinated solvents, hydrocarbon solvents, and aromatic hydrocarbons.
[15] The method according to [13] or [14], wherein the organic solvent is at least one selected from the group consisting of ethanol, butanol, butyl acetate, and toluene.

本発明によれば、ジイソシアネート等の熱硬化性樹脂用モノマーと室温で相溶するリン原子含有共重合体を提供することができる。さらに、本発明によれば、このような共重合体の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a phosphorus atom-containing copolymer that is compatible with a monomer for a thermosetting resin, such as a diisocyanate, at room temperature. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing such a copolymer.

実施例9の共重合体のMALDI-MSスペクトルを示す図である。FIG. 1 shows the MALDI-MS spectrum of the copolymer of Example 9.

[ビニルエーテルとビニルリンの共重合体]
本発明による共重合体は、下記の特定のビニルエーテルと下記の特定のビニルリンとの共重合体である。また、このような共重合体は、室温(例えば、10~30℃)で液状~ガラス状物質であり、熱硬化性樹脂用モノマーと室温で相溶し易い。例えば、このような共重合体は、ジイソシアネート等の熱硬化性樹脂用モノマーと室温で相溶するため、ポリウレタンの原料であるポリオールとして有用である。なお、本発明による共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、および交互共重合体のいずれであってもよいが、ランダム共重合体であることが好ましい。
[Copolymer of vinyl ether and vinyl phosphorus]
The copolymer according to the present invention is a copolymer of the specific vinyl ether described below and the specific vinyl phosphorus described below. Moreover, such a copolymer is a liquid to glassy substance at room temperature (e.g., 10 to 30°C) and is easily compatible with a monomer for a thermosetting resin at room temperature. For example, such a copolymer is compatible with a monomer for a thermosetting resin such as a diisocyanate at room temperature, and is therefore useful as a polyol, which is a raw material for polyurethane. The copolymer according to the present invention may be any of a random copolymer, a block copolymer, and an alternating copolymer, but is preferably a random copolymer.

本発明による共重合体の分子量及び分子量分布は、その用途に応じて適宜設定され得るものであり特に限定されない。例えば、低粘度性の点から数平均分子量(Mn)が500~10000の範囲内であることが好ましく、600~10000の範囲内であることがより好ましく、800~8000の範囲内であることがより好ましく、1000~6000の範囲内であることが特に好ましい。また、重量平均分子量(Mw)は、1000~30000の範囲内であることが好ましく、1200~25000の範囲内であることが好ましく、1500~15000の範囲内であることがさらに好ましい。さらに、分子量分布(Mw/Mn)は4.0未満であることが好ましく、3.5以下であることがより好ましく、3.0未満であることがさらに好ましく、2.0未満であることがさらにより好ましい。さらにまた、低粘度性の点で、分子量分布(Mw/Mn)が1.1以上であることが好ましく、1.2以上であることがより好ましい。
なお、本明細書中、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による測定値であり、後述する測定条件にて測定することができる。
The molecular weight and molecular weight distribution of the copolymer according to the present invention can be appropriately set according to the application, and are not particularly limited. For example, from the viewpoint of low viscosity, the number average molecular weight (Mn) is preferably in the range of 500 to 10,000, more preferably in the range of 600 to 10,000, more preferably in the range of 800 to 8,000, and particularly preferably in the range of 1,000 to 6,000. The weight average molecular weight (Mw) is preferably in the range of 1,000 to 30,000, preferably in the range of 1,200 to 25,000, and even more preferably in the range of 1,500 to 15,000. Furthermore, the molecular weight distribution (Mw/Mn) is preferably less than 4.0, more preferably 3.5 or less, even more preferably less than 3.0, and even more preferably less than 2.0. Furthermore, from the viewpoint of low viscosity, the molecular weight distribution (Mw/Mn) is preferably 1.1 or more, and more preferably 1.2 or more.
In this specification, the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) are values measured by GPC (gel permeation chromatography) under the measurement conditions described below.

(ビニルエーテル)
本発明による共重合体の原料モノマーであるビニルエーテルは、下記一般式(1)で表される。

Figure 0007592528000005
(一般式(1)中、Rは、直鎖状、分岐鎖状、もしくは環状の、炭素数1~10の脂肪族炭化水素基または炭素数3~7のエーテルから2個の水素原子を除いた基を表し、nは1~5の整数を示す。) (Vinyl ether)
The vinyl ether, which is a raw material monomer for the copolymer according to the present invention, is represented by the following general formula (1).
Figure 0007592528000005
(In general formula (1), R 1 represents a linear, branched, or cyclic aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a group in which two hydrogen atoms have been removed from an ether group having 3 to 7 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 5.)

一般式(1)中、Rで示される炭素数1~10の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~10のアルキレン基または炭素数5~10の脂環式炭化水素から2個の水素原子を除いた基が挙げられる。炭素数1~10のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。炭素数5~10の脂環式炭化水素としては、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、デカヒドロナフタレン等が挙げられる。 In general formula (1), examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 1 include an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a group in which two hydrogen atoms have been removed from an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms. Examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group. Examples of the alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms include cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, and decahydronaphthalene.

一般式(1)中、Rで示される炭素数3~7のエーテルとしては、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、エチルブチルエーテル、メチルsec-ブチルエーテル、エチルsec-ブチルエーテル、メチルtert-ブチルエーテル、エチルtert-ブチルエーテル等が挙げられる。 In general formula (1), examples of the ether having 3 to 7 carbon atoms represented by R 1 include methyl ethyl ether, diethyl ether, methyl propyl ether, methyl isopropyl ether, ethyl propyl ether, ethyl isopropyl ether, methyl butyl ether, ethyl butyl ether, methyl sec-butyl ether, ethyl sec-butyl ether, methyl tert-butyl ether, and ethyl tert-butyl ether.

一般式(1)中、脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1~7であり、より好ましくは1~5であり、エーテルから2個の水素原子を除いた基の炭素数は、好ましくは3~6であり、より好ましくは3~5である。
一般式(1)中、nは、好ましくは1~4であり、より好ましくは1~3であり、さらに好ましくは1~2である。
In general formula (1), the number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is preferably 1 to 7, and more preferably 1 to 5, and the number of carbon atoms in the group obtained by removing two hydrogen atoms from the ether is preferably 3 to 6, and more preferably 3 to 5.
In formula (1), n is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2.

一般式(1)で表されるビニルエーテルとしては、例えば、ヒドロキシメチルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、3-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、5-ペンチルビニルエーテル、3-ヒドロキシ-2-メチル-プロピルビニルエーテル、2-ヒドロキシ-1-メチルエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシ-1-メチルプロピルビニルエーテル、1-ヒドロキシ-2-メチルプロピルビニルエーテル、3-ヒドロキシ-3-メチルプロピルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル;2-ヒドロキシシクロペンチルビニルエーテル、3-ヒドロキシシクロペンチルビニルエーテル、2-ヒドロキシシクロへキシルビニルエーテル、3-ヒドロキシシクロへキシルビニルエーテル、4-ヒドロキシ-シクロへキシルビニルエーテル、4-(ヒドロキシメチル)シクロへキシルビニルエーテル、4-(2-ヒドロキシエチル)シクロへキシルビニルエーテル、2-ヒドロキシシクロへプチルビニルエーテル、2-ヒドロキシシクロオクチルビニルエーテル、4-ヒドロキシシクロオクチルビニルエーテル、2-ヒドロキシシクロデカニルビニルエーテル等のシクロアルキルビニルエーテル;ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ジプロピレングリコールモノビニルエーテル、2-ヒドロキシ-1-メトキシエチルビニルエーテル、1-ヒドロキシ-2-メトキシエチルビニルエーテル、2-(ヒドロキシメトキシ)エチルビニルエーテル、1-(ヒドロキシメトキシ)エチルビニルエーテル、3-ヒドロキシ-1-メトキシプロピルビニルエーテル、3-ヒドロキシ-1-エトキシプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシ-1-エトキシブチルビニルエーテル、2-(2-ヒドロキシエチル)-1-メチルエチルビニルエーテル等のアルコキシビニルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、ラジカル重合性の点で、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、およびジエチレングリコールモノビニルエーテルが好ましい。 Examples of vinyl ethers represented by the general formula (1) include alkyl vinyl ethers such as hydroxymethyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 3-hydroxypropyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, 5-pentyl vinyl ether, 3-hydroxy-2-methyl-propyl vinyl ether, 2-hydroxy-1-methylethyl vinyl ether, 2-hydroxy-1-methylpropyl vinyl ether, 1-hydroxy-2-methylpropyl vinyl ether, and 3-hydroxy-3-methylpropyl vinyl ether; 2-hydroxycyclopentyl vinyl ether, 3-hydroxycyclopentyl vinyl ether, 2-hydroxycyclohexyl vinyl ether, 3-hydroxycyclohexyl vinyl ether, 4-hydroxycyclohexyl vinyl ether, 4-(hydroxymethyl)cyclohexyl vinyl ether, and 4-(2-hydroxypropyl)cyclohexyl vinyl ether. cycloalkyl vinyl ethers such as 2-hydroxycycloheptyl vinyl ether, 2-hydroxycyclooctyl vinyl ether, 4-hydroxycyclooctyl vinyl ether, and 2-hydroxycyclodecanyl vinyl ether; and alkoxy vinyl ethers such as diethylene glycol monovinyl ether, dipropylene glycol monovinyl ether, 2-hydroxy-1-methoxyethyl vinyl ether, 1-hydroxy-2-methoxyethyl vinyl ether, 2-(hydroxymethoxy)ethyl vinyl ether, 1-(hydroxymethoxy)ethyl vinyl ether, 3-hydroxy-1-methoxypropyl vinyl ether, 3-hydroxy-1-ethoxypropyl vinyl ether, 4-hydroxy-1-ethoxybutyl vinyl ether, and 2-(2-hydroxyethyl)-1-methylethyl vinyl ether. Among these, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, and diethylene glycol monovinyl ether are preferred in terms of radical polymerizability.

(ビニルリン)
本発明による共重合体の原料モノマーであるビニルリンは、下記一般式(2)で表される。

Figure 0007592528000006
(一般式(2)中、RおよびRは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルコキシ基、置換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のアラルキル基、置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のアリールオキシ基を示す。また、RおよびRは、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。) (Vinyl phosphorus)
Vinyl phosphorus, which is a raw material monomer for the copolymer of the present invention, is represented by the following general formula (2).
Figure 0007592528000006
(In general formula (2), R2 and R3 each independently represent a hydroxy group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aryloxy group. R2 and R3 may be bonded to each other to form a cyclic structure.)

一般式(2)中、上記RおよびRのアルキル基の炭素数は、好ましくは1~8であり、より好ましくは1~6であり、さらに好ましくは1~4である。アルコキシ基の炭素数は、好ましくは1~8であり、より好ましくは1~6であり、さらに好ましくは1~4である。シクロアルキル基の炭素数は、好ましくは4~12であり、より好ましくは5~10であり、さらに好ましくは6~10である。アラルキル基の炭素数は、好ましくは6~12であり、より好ましくは6~10である。アリール基の炭素数は、好ましくは6~12であり、より好ましくは6~10である。アリールオキシ基の炭素数は、好ましくは6~12であり、より好ましくは6~10である。なお、上記炭素数に置換基の炭素数は含まれない。 In the general formula (2), the number of carbon atoms of the alkyl groups of R 2 and R 3 is preferably 1 to 8, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 4. The number of carbon atoms of the alkoxy group is preferably 1 to 8, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 4. The number of carbon atoms of the cycloalkyl group is preferably 4 to 12, more preferably 5 to 10, and even more preferably 6 to 10. The number of carbon atoms of the aralkyl group is preferably 6 to 12, and more preferably 6 to 10. The number of carbon atoms of the aryl group is preferably 6 to 12, and more preferably 6 to 10. The number of carbon atoms of the aryloxy group is preferably 6 to 12, and more preferably 6 to 10. The number of carbon atoms of the substituents is not included in the above carbon numbers.

例えば、RおよびRとしては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、フェノキシ基等のアリールオキシ基が挙げられる。 Examples of R2 and R3 include alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group; alkoxy groups such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group; cycloalkyl groups such as a cyclohexyl group; aralkyl groups such as a benzyl group and a phenethyl group; aryl groups such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a naphthyl group; and aryloxy groups such as a phenoxy group.

一般式(2)中、RおよびRが有してもよい置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、複素環基、アルキリデン基、シリル基、アシル基、アシルオキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、およびオキソ基等が挙げられる。また、置換基に含まれる炭素数は好ましくは1~6であり、より好ましくは1~4であり、さらに好ましくは1~3である。 In general formula (2), examples of the substituent that R2 and R3 may have include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, a heterocyclic group, an alkylidene group, a silyl group, an acyl group, an acyloxy group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, and an oxo group. The number of carbon atoms contained in the substituent is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, and further preferably 1 to 3.

一般式(2)で表されるビニルエーテルとしては、例えば、ビニルホスホン酸ジメチル、ビニルホスホン酸ジエチル、ビニルホスホン酸ジフェニル、ジフェニルビニルホスフィンオキシド、および9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ビニル-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド等が挙げられる。 Examples of vinyl ethers represented by general formula (2) include dimethyl vinylphosphonate, diethyl vinylphosphonate, diphenyl vinylphosphonate, diphenylvinylphosphine oxide, and 9,10-dihydro-9-oxa-10-vinyl-10-phosphaphenanthrene-10-oxide.

(ビニルリンの合成方法)
上記一般式(2)で表されるビニルリンは、例えば、下記一般式(3)で表されるリン化合物のヒドロホスホリル化反応により得ることができる。具体的には、原料物質である下記一般式(3)で表されるリン化合物とアセチレンとを、触媒の存在下で、ヒドロホスホリル化反応によって、ビニルリンを合成することができる。

Figure 0007592528000007
(一般式(3)中、RおよびRは、一般式(2)中のRおよびRと同義である。)
また、RおよびRの好ましい態様については、上述の通りである。 (Method of synthesizing vinyl phosphorus)
The vinyl phosphorus represented by the above general formula (2) can be obtained, for example, by a hydrophosphorylation reaction of a phosphorus compound represented by the following general formula (3). Specifically, vinyl phosphorus can be synthesized by subjecting the raw material phosphorus compound represented by the following general formula (3) and acetylene to a hydrophosphorylation reaction in the presence of a catalyst.
Figure 0007592528000007
(In formula (3), R2 and R3 have the same meanings as R2 and R3 in formula (2).)
The preferred embodiments of R2 and R3 are as described above.

ヒドロホスホリル化反応の原料物質の一般式(3)で表されるリン化合物とアセチレンの物質量比は、リン化合物の物質量を1としたときのアセチレンの物質量の比は、好ましくは0.01~1000であり、より好ましくは0.1~100であり、さらに好ましくは1~15である。 The molar ratio of the phosphorus compound represented by general formula (3) and acetylene, which are raw materials for the hydrophosphorylation reaction, is preferably 0.01 to 1000, more preferably 0.1 to 100, and even more preferably 1 to 15, when the molar ratio of the phosphorus compound is taken as 1.

ヒドロホスホリル化反応の反応温度は、特に限定されないが、反応効率や反応速度、副生成物を考慮して、好ましくは-20~60℃であり、より好ましくは-15~40℃であり、さらに好ましくは-10~10℃である。反応温度が上記範囲であれば、ヒドロホスホリル化反応の反応速度を向上させ、原料のリン化合物のビニルリンへの転化率を向上させることができる。 The reaction temperature for the hydrophosphorylation reaction is not particularly limited, but taking into consideration the reaction efficiency, reaction rate, and by-products, it is preferably -20 to 60°C, more preferably -15 to 40°C, and even more preferably -10 to 10°C. If the reaction temperature is within the above range, the reaction rate of the hydrophosphorylation reaction can be improved, and the conversion rate of the raw material phosphorus compound to vinyl phosphorus can be improved.

ヒドロホスホリル化反応の反応時間は、特に限定されないが、反応効率や反応速度、副生成物を考慮して、好ましくは30分~1000分間であり、より好ましくは60分~900分間であり、さらに好ましくは120分~800分間である。反応時間が上記範囲であれば、ヒドロホスホリル化反応を十分に進行させ、原料のリン化合物のビニルリンへの転化率を向上させることができる。 The reaction time for the hydrophosphorylation reaction is not particularly limited, but taking into consideration the reaction efficiency, reaction rate, and by-products, it is preferably 30 to 1000 minutes, more preferably 60 to 900 minutes, and even more preferably 120 to 800 minutes. If the reaction time is within the above range, the hydrophosphorylation reaction can be sufficiently advanced, and the conversion rate of the raw material phosphorus compound to vinyl phosphorus can be improved.

ヒドロホスホリル化反応においては、有機溶媒下および無溶媒下のいずれで行ってもよいが、無溶媒下で行うことが好ましい。無溶媒法を用い、穏やかな加熱を行うことでヒドロホスホリル化反応を進行させることができる。無溶媒であることで、反応終了後の溶媒除去工程を省略し、製造コストを低減することができる。なお、有機溶媒は、特に限定されないが、例えば、芳香族炭化水素、その他の炭化水素、アルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類等が挙げられる。 The hydrophosphorylation reaction may be carried out in the presence or absence of an organic solvent, but is preferably carried out in the absence of a solvent. The hydrophosphorylation reaction can be carried out by using a solvent-free method and gentle heating. The absence of a solvent makes it possible to omit the step of removing the solvent after the reaction is completed, thereby reducing production costs. The organic solvent is not particularly limited, but examples thereof include aromatic hydrocarbons, other hydrocarbons, alcohols, ethers, ketones, esters, etc.

ヒドロホスホリル化反応は、反応効率や反応速度、副生成物を考慮して、不活性ガス雰囲気下で実施することが好ましい。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン等を用いることが好ましい。 The hydrophosphorylation reaction is preferably carried out under an inert gas atmosphere, taking into consideration the reaction efficiency, reaction rate, and by-products. As the inert gas, it is preferable to use nitrogen, argon, etc.

[ビニルエーテルとビニルリンの共重合体の製造方法]
本発明による共重合体の製造方法は、下記一般式(1):

Figure 0007592528000008
(一般式(1)中、Rは、直鎖状、分岐鎖状、もしくは環状の、炭素数1~10の脂肪族炭化水素基または炭素数3~7のエーテルから2個の水素原子を除いた基を表し、nは1~5の整数を示す。)
で表されるビニルエーテルと、
下記一般式(2):
Figure 0007592528000009
(一般式(2)中、RおよびRは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルコキシ基、置換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のアラルキル基、置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のアリールオキシ基を示す。また、RおよびRは、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。)
で表されるビニルリンとを、溶媒存在下または無溶媒で、ラジカル重合開始剤を用いて重合させる工程を含むものである。なお、一般式(1)中のRならびに一般式(2)中のRおよびRの好ましい態様については、上述の通りである。 [Method for producing a copolymer of vinyl ether and vinyl phosphorus]
The method for producing the copolymer according to the present invention comprises reacting a compound represented by the following general formula (1):
Figure 0007592528000008
(In general formula (1), R 1 represents a linear, branched, or cyclic aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a group in which two hydrogen atoms have been removed from an ether group having 3 to 7 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 5.)
and a vinyl ether represented by the formula:
The following general formula (2):
Figure 0007592528000009
(In general formula (2), R2 and R3 each independently represent a hydroxy group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aryloxy group. R2 and R3 may be bonded to each other to form a cyclic structure.)
The method includes a step of polymerizing a vinyl phosphorus represented by the formula (1) with a radical polymerization initiator in the presence or absence of a solvent. The preferred embodiments of R 1 in the formula (1) and R 2 and R 3 in the formula (2) are as described above.

ラジカル重合開始剤としては、例えば、アゾ系重合開始剤および過酸化物系重合開始剤が挙げられる。アゾ系重合開始剤としては、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオナート)(MAIB)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルブチラート)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルペンタノアート)等のエステル型アゾ化合物;2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、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)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)等のニトリル型アゾ化合物;2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)、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[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド等の酸アミド型アゾ化合物等が挙げられる。 Examples of radical polymerization initiators include azo-based polymerization initiators and peroxide-based polymerization initiators. Azo-based polymerization initiators include ester-type azo compounds such as dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropionate) (MAIB), dimethyl 2,2'-azobis(2-methylbutyrate), and dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpentanoate); 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile). Examples of such compounds include nitrile-type azo compounds such as bis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) and 1,1'-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile); and acid amide-type azo compounds such as 2,2'-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide), 2,2'-azobis[N-(2-propenyl)-2-methylpropionamide], and 2,2'-azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamide.

過酸化物系重合開始剤としては、メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド等のケトンパーオキシド類;ベンゾイルパーオキシド、デカノイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等のジアシルパーオキシド類;ジクミルパーオキシド、t-ブチルクミルパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド等のジアルキルパーオキシド類;1,1-ジ(t-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1-ジ-t-ブチルパーオキシシクロヘキサン、2,2-ジ(t-ブチルパーオキシ)ブタン等のパーオキシケタール類;t-ブチルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、ジ-t-ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ-t-ブチルパーオキシアゼレート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、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、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジ-t-ブチルパーオキシトリメチルアジペート、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシラウレート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート等のアルキルパーオキシエステル類;ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-sec-ブチルパーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシイソプロプルカーボネート等のパーオキシカーボネート類等が挙げられる。 Examples of peroxide-based polymerization initiators include ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, and cyclohexanone peroxide; diacyl peroxides such as benzoyl peroxide, decanoyl peroxide, and lauroyl peroxide; dialkyl peroxides such as dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, and di-t-butyl peroxide; peroxyketals such as 1,1-di(t-hexylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis(t-hexylperoxy)cyclohexane, 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane, and 2,2-di(t-butylperoxy)butane; t-butylperoxypivalate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and t-butylperoxyisobutylene. peroxyesters such as di-t-butylperoxyhexahydroterephthalate, di-t-butylperoxyazelate, t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxyacetate, t-butylperoxybenzoate, di-t-butylperoxytrimethyladipate, t-hexylperoxyisopropylmonocarbonate, t-butylperoxylaurate, and t-hexylperoxybenzoate; and peroxycarbonates such as diisopropylperoxydicarbonate, di-sec-butylperoxydicarbonate, and t-butylperoxyisopropylcarbonate.

上記のラジカル重合開始剤の中でも、分子量再現性の点でアゾ系重合開始剤が好ましく、アゾエステル化合物およびニトリル型アゾ化合物がより好ましく、アゾエステル化合物がさらに好ましく、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオナート)(MAIB)がさらにより好ましい。 Among the above radical polymerization initiators, azo-based polymerization initiators are preferred in terms of molecular weight reproducibility, azoester compounds and nitrile-type azo compounds are more preferred, azoester compounds are even more preferred, and dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropionate) (MAIB) is even more preferred.

ラジカル重合開始剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、ラジカル重合開始剤の使用量は、反応温度やラジカル重合開始剤の種類、原料であるビニルエーテルおよびビニルリンの種類および組成、得られる共重合体の分子量等によって適宜調節することができる。例えば、原料モノマーの全量に対して好ましくは0.1~10mol%であり、より好ましくは0.5~5mol%である。 The radical polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more kinds. The amount of radical polymerization initiator used can be appropriately adjusted depending on the reaction temperature, the type of radical polymerization initiator, the type and composition of the vinyl ether and vinyl phosphorus raw materials, the molecular weight of the resulting copolymer, etc. For example, it is preferably 0.1 to 10 mol %, more preferably 0.5 to 5 mol %, based on the total amount of raw material monomers.

重合溶媒としては、有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル;ジクロロメタン、トリクロロメタン等の塩素系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン、スチレン等の芳香族炭化水素等を用いることができる。これらの有機溶媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、エタノール、ブタノール、および酢酸ブチル、およびトルエンからなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。 As the polymerization solvent, an organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, methyl lactate, and ethyl lactate; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl amyl ketone, and cyclohexanone; ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and ethylene glycol dimethyl ether; chlorine-based solvents such as dichloromethane and trichloromethane, hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, and methylcyclohexane; and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and styrene. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of ethanol, butanol, butyl acetate, and toluene.

(重合方法)
重合方法は特に制限されないが、例えば、予め反応器に原料モノマーとラジカル重合開始剤と、必要に応じて重合溶媒とを仕込んでおき、昇温することによって重合を開始させることができる。原料モノマーである一般式(1)で表されるビニルエーテルと一般式(2)で表されるビニルリンとの混合量のモル比は、好ましくは95:5~5:95であり、より好ましくは80:20~20:80である。
(Polymerization method)
The polymerization method is not particularly limited, but for example, the raw material monomers, the radical polymerization initiator, and optionally a polymerization solvent are charged in advance into a reactor, and the polymerization can be initiated by raising the temperature. The molar ratio of the mixed amounts of the vinyl ether represented by general formula (1) and the vinyl phosphorus represented by general formula (2), which are raw material monomers, is preferably 95:5 to 5:95, more preferably 80:20 to 20:80.

また、加熱した原料モノマー又は原料モノマー溶液に、ラジカル重合開始剤を添加して重合を開始してもよい。ラジカル重合開始剤の添加は逐次添加でも一括添加でもよい。また、これらを組み合わせて、予めラジカル重合開始剤の一部を反応器に仕込んでおき、その後残部を反応系に逐次添加してもよい。逐次添加の場合、操作は煩雑になるが重合反応を制御しやすい。 Polymerization may also be initiated by adding a radical polymerization initiator to the heated raw material monomer or raw material monomer solution. The radical polymerization initiator may be added gradually or all at once. Alternatively, these methods may be combined, with a portion of the radical polymerization initiator being charged in advance in the reactor, and the remainder then being added gradually to the reaction system. In the case of gradually adding the initiator, the operation becomes more complicated, but the polymerization reaction is easier to control.

更に、発熱による温度上昇が懸念される場合や、複数の原料モノマーの反応速度が大きく異なる場合は、原料モノマー又は原料モノマー溶液を分割して、又は連続的に添加してもよい。この場合、原料モノマー又は原料モノマー溶液の一部を反応器に添加した時点で反応温度まで昇温し、その後残部を分割して、又は連続的に添加してもよいし、反応器に予め溶媒を仕込んでおき、加熱された溶媒中に原料モノマー又は原料モノマー溶液を分割して、又は連続的に添加してもよい。また、ラジカル重合開始剤は予め反応器に仕込んでおいてもよいし、単量体と合わせて、又は別々に系内に添加してもよいし、予めラジカル重合開始剤の一部を反応器に仕込んでおき、その後残部を反応系に逐次添加してもよい。このような方法は、発熱による温度上昇を抑制できるので、重合反応を制御しやすい。 Furthermore, if there is concern about a temperature rise due to heat generation or if the reaction rates of multiple raw material monomers differ greatly, the raw material monomer or raw material monomer solution may be added in portions or continuously. In this case, the temperature may be raised to the reaction temperature when a portion of the raw material monomer or raw material monomer solution is added to the reactor, and the remainder may then be added in portions or continuously, or a solvent may be charged in the reactor in advance, and the raw material monomer or raw material monomer solution may be added in portions or continuously to the heated solvent. In addition, the radical polymerization initiator may be charged in the reactor in advance, or may be added to the system together with the monomer or separately, or a portion of the radical polymerization initiator may be charged in the reactor in advance, and the remainder may then be added successively to the reaction system. Such a method makes it easier to control the polymerization reaction, since it is possible to suppress a temperature rise due to heat generation.

反応終了後、生成されるビニルエーテルとビニルリンの共重合体は、公知の操作、処理方法(例えば、中和、溶媒抽出、水洗、分液、溶媒留去、再沈殿など)により後処理されて単離される。 After the reaction is completed, the vinyl ether and vinyl phosphorus copolymer produced is isolated by post-treatment using known operations and processing methods (e.g., neutralization, solvent extraction, water washing, separation, solvent distillation, reprecipitation, etc.).

重合温度は、ラジカル重合開始剤の種類に応じて適宜選択すればよく、段階的に温度を変えて反応させてもよい。一般的には50~180℃の範囲内であることが好ましく、60~170℃の範囲内であることが特に好ましい。反応温度が50℃以上であれば反応速度を保つことができ、反応温度が180℃以下であればラジカル重合開始剤の分解を抑制して効率的に重合を行うことができる。 The polymerization temperature may be appropriately selected depending on the type of radical polymerization initiator, and the reaction may be carried out by changing the temperature in stages. In general, it is preferable that the temperature is within the range of 50 to 180°C, and it is particularly preferable that the temperature is within the range of 60 to 170°C. If the reaction temperature is 50°C or higher, the reaction rate can be maintained, and if the reaction temperature is 180°C or lower, decomposition of the radical polymerization initiator can be suppressed and polymerization can be carried out efficiently.

重合時間は、試薬の種類、量、反応温度によって異なるが、好ましくは2~90時間であり、より好ましくは2~50時間であり、更に好ましくは3~30時間である。 The polymerization time varies depending on the type and amount of reagents and the reaction temperature, but is preferably 2 to 90 hours, more preferably 2 to 50 hours, and even more preferably 3 to 30 hours.

[難燃性熱硬化性樹脂組成物]
本発明による難燃性熱硬化性樹脂組成物は、上記の共重合体と、熱硬化性樹脂用モノマーとを含むものであり、他の成分をさらに含んでもよい。上記の共重合体には、難燃成分としてリン原子が含まれている。熱硬化性樹脂用モノマーとして上記の共重合体(ポリオール)と重合付加反応できる化合物を用いることで、共重合体と熱硬化性樹脂用モノマーが反応して得られた樹脂中に難燃成分(リン原子)が化学的に結合して取り込まれる。そのため、樹脂から難燃成分がブリードアウトせず、共重合体の少量添加で高い難燃効果を得ることができる。さらに、本発明による難燃性熱硬化性樹脂組成物は、上記の共重合体が熱硬化性樹脂用モノマーと室温(例えば、10~30℃)で相溶するため、取り扱いが容易である。
[Flame-retardant thermosetting resin composition]
The flame-retardant thermosetting resin composition according to the present invention contains the above-mentioned copolymer and a monomer for a thermosetting resin, and may further contain other components. The flame retardant component is phosphorus. By using a compound capable of undergoing a polymerization addition reaction with the copolymer (polyol) as a monomer for thermosetting resin, the copolymer and the monomer for thermosetting resin can be The flame-retardant component (phosphorus atom) is chemically bonded and incorporated into the resin obtained by the reaction. Therefore, the flame-retardant component does not bleed out from the resin, and a high flame-retardant effect is achieved by adding a small amount of copolymer. Furthermore, in the flame-retardant thermosetting resin composition according to the present invention, since the copolymer is compatible with the monomer for thermosetting resin at room temperature (e.g., 10 to 30° C.), It is easy to handle.

熱硬化性樹脂用モノマーとしては、上記の共重合体(ポリオール)と重合付加反応できるものが好ましく、ジイソシアネートであることがより好ましい。ジ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、テトラメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。これらのジイソシアネートは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、およびトルエンジイソシアネートが好ましい。 As the monomer for the thermosetting resin, one capable of undergoing a polymerization addition reaction with the above-mentioned copolymer (polyol) is preferred, and a diisocyanate is more preferred. Examples of diisocyanates include hexamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, xylene diisocyanate, toluene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, toluene diisocyanate, and naphthalene diisocyanate. These diisocyanates may be used alone or in combination of two or more. Among these, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and toluene diisocyanate are preferred.

他の成分としては、例えば、エポキシ化合物が挙げられる。エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、グリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂、シクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートとの共重合エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Other components include, for example, epoxy compounds. Examples of epoxy compounds include bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin, bisphenol P type epoxy resin, and bisphenol Z type epoxy resin; novolac type epoxy resins such as bisphenol A novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, and cresol novolac epoxy resin; biphenyl type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin, aryl alkylene type epoxy resin, tetraphenylol ethane type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, anthracene type epoxy resin, phenoxy type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, norbornene type epoxy resin, adamantane type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, glycidyl methacrylate copolymer epoxy resin, and copolymer epoxy resin of cyclohexylmaleimide and glycidyl methacrylate. These epoxy compounds may be used alone or in combination of two or more.

他の成分としては、エポキシ化合物以外にも、熱硬化性樹脂組成物に用いられる従来公知の添加剤が挙げられる、添加剤としては、酸化防止剤、レベリング剤、消泡剤、連鎖移動剤、熱安定剤、艶消し剤、希釈剤、可塑剤、および増粘剤等が挙げられる。 Other components include, in addition to the epoxy compound, conventionally known additives used in thermosetting resin compositions, such as antioxidants, leveling agents, defoamers, chain transfer agents, heat stabilizers, matting agents, diluents, plasticizers, and thickeners.

以下に実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be specifically explained below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

下記の実施例および比較例において、原料モノマーの転化率の分析および得られた共重合体の物性評価は以下の方法により行った。
(1)モノマー転化率の分析は、ガスクロマトグラフィー(GC)を用いて行った。なお、「モノマー転化率」とは、重合開始前のモノマーに対する重合後のモノマーの消費率を、後述する測定条件でガスクロマトグラフィー(GC)により測定したモノマーのピーク面積から算出したものである
(GC条件)
カラム:DB-1(アジレントテクノロジー(株)製)
昇温プログラム:50℃5分保持→10℃/分で昇温→250℃5分保持
キャリアガス:窒素
カラム流速:0.95ml/分
検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
(2)数平均分子量(Mn)重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)の分析は、後述する測定条件でゲルパーミネーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて行った。
(GPC条件)
カラム:Shodex GPC LF804×3(昭和電工(株)製)
溶媒:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
流速:1.0ml/分
検量線:標準ポリスチレンスタンダード
(3)共重合体の化学構造の分析は、後述する測定条件でMALDI-MSを用いて行った。
(MALDI-MS条件)
分析装置:Bruker製rapiflex TOF/TOF型
マトリクス支援レーザー脱イオン化Reflector/Positiveモード
質量測定範囲:100~6000
マトリクス:ジトラノール
カチオン化剤:トリフルオロ酢酸ナトリウム
In the following Examples and Comparative Examples, the conversion rate of the raw material monomers was analyzed and the physical properties of the resulting copolymers were evaluated by the following methods.
(1) The analysis of the monomer conversion rate was carried out by gas chromatography (GC). The "monomer conversion rate" refers to the consumption rate of the monomer after polymerization relative to the monomer before the start of polymerization, calculated from the peak area of the monomer measured by gas chromatography (GC) under the measurement conditions described below (GC conditions).
Column: DB-1 (Agilent Technologies, Inc.)
Heating program: Hold at 50°C for 5 minutes → Heat at 10°C/min → Hold at 250°C for 5 minutes Carrier gas: Nitrogen Column flow rate: 0.95 ml/min Detector: Flame ionization detector (FID)
(2) Analysis of number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw/Mn) was carried out by gel permeation chromatography (GPC) under the measurement conditions described below.
(GPC conditions)
Column: Shodex GPC LF804 x 3 (Showa Denko K.K.)
Solvent: Tetrahydrofuran Measurement temperature: 40°C
Flow rate: 1.0 ml/min. Calibration curve: standard polystyrene. Standard (3) Analysis of the chemical structure of the copolymer was carried out using MALDI-MS under the measurement conditions described below.
(MALDI-MS conditions)
Analytical equipment: Bruker Rapiflex TOF/TOF type Matrix-assisted laser deionization Reflector/Positive mode Mass measurement range: 100 to 6000
Matrix: Dithranol Cationizing agent: Sodium trifluoroacetate

<ビニルリンの合成例1>
1L三ツ口フラスコに塩化ニッケル3.71g、亜鉛2.18g、トリフェニルホスフィン30.3gを量り取り、容器内を窒素置換した。ここにトルエン42.0gを加え、95℃で6時間加熱攪拌し、ニッケル錯体と低極性添加物の混合物を得た。
<Synthesis Example 1 of Vinyl Phosphorus>
3.71 g of nickel chloride, 2.18 g of zinc, and 30.3 g of triphenylphosphine were weighed out in a 1 L three-neck flask, and the inside of the vessel was replaced with nitrogen. 42.0 g of toluene was added thereto, and the mixture was heated and stirred at 95° C. for 6 hours to obtain a mixture of a nickel complex and a low-polarity additive.

次に、亜リン酸ジメチル420gに、塩化亜鉛21.0g、触媒として上記で得られたニッケル錯体と低極性添加物の混合物を全量加え、アセチレンガスを吹き込んだところ、反応温度は25~28℃の間で変化し、660分かけて3.19molのガスを吸収し、ビニルホスホン酸ジメチル粗体を得た。この粗体を、減圧度1.0kPaで減圧蒸留し、沸点60~63℃の留分を285g回収し、ビニルホスホン酸ジメチルを得た。 Next, 21.0 g of zinc chloride and the entire mixture of the nickel complex and low-polarity additive obtained above as a catalyst were added to 420 g of dimethyl phosphite, and acetylene gas was blown in. The reaction temperature changed between 25 and 28°C, and 3.19 mol of gas was absorbed over 660 minutes, yielding crude dimethyl vinylphosphonate. This crude was distilled under reduced pressure at a reduced pressure of 1.0 kPa, and 285 g of a fraction with a boiling point of 60 to 63°C was collected, yielding dimethyl vinylphosphonate.

<ビニルリンの合成例2>
170L反応釜に9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド(三光株式会社製HCA)にメタノール50.6kgを加え溶解した。釜内を窒素置換した後、テトラキス(トリメチルホスフィン)ニッケル(0)を0.3kg加え0℃で10分間攪拌した。ここにアセチレンを流速0.28kg/hで3.2時間吹き込んだ。反応液からメタノールを留去し、真空度0.3mmHg、175℃加熱で得られる留分を回収し、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ビニル-10-ホスファフェナントレン-10-オキシドを得た。
<Synthesis Example 2 of Vinyl Phosphorus>
In a 170 L reactor, 50.6 kg of methanol was added to 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (HCA manufactured by Sanko Co., Ltd.) and dissolved. After replacing the atmosphere inside the reactor with nitrogen, 0.3 kg of tetrakis(trimethylphosphine)nickel(0) was added and stirred at 0°C for 10 minutes. Acetylene was blown into the reactor at a flow rate of 0.28 kg/h for 3.2 hours. Methanol was distilled off from the reaction liquid, and the fraction obtained by heating at 175°C under a vacuum of 0.3 mmHg was collected to obtain 9,10-dihydro-9-oxa-10-vinyl-10-phosphaphenanthrene-10-oxide.

<共重合体の製造>
[実施例1]
ガラス製50mLシュレンクフラスコに中に、上記の合成例1で得られたビニルリン(以下、「P1M」と記載する)1.75g(12.9mmol)、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル(以下、「HEVE」と記載する)4.21g(4.8mmol)、2,2’-アゾビスイソ酪酸メチル(和光純薬工業(株)製「V-601」、以下、「MAIB」と記載する)0.046g(モノマー全量に対して1mol%)を加えて、70℃で18時間重合反応させ、共重合体を得た。得られた共重合体の収量は、5.02gであった。
<Production of Copolymer>
[Example 1]
Into a 50 mL glass Schlenk flask, 1.75 g (12.9 mmol) of vinyl phosphorus (hereinafter referred to as "P1M") obtained in Synthesis Example 1 above, 4.21 g (4.8 mmol) of 2-hydroxyethyl vinyl ether (hereinafter referred to as "HEVE"), and 0.046 g (1 mol % relative to the total amount of monomers) of methyl 2,2'-azobisisobutyrate ("V-601" manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hereinafter referred to as "MAIB") were added, and the mixture was polymerized at 70°C for 18 hours to obtain a copolymer. The yield of the obtained copolymer was 5.02 g.

[実施例2]
HEVEの代わりにジエチレングリコールビニルエーテル(以下、「DEGV」と記載する)5.04g(3.8mmol)を添加した以外は、実施例1と同様にして重合反応させ、共重合体を得た。得られた共重合体の収量は、6.12gであった。
[Example 2]
A copolymer was obtained by polymerization reaction in the same manner as in Example 1, except that 5.04 g (3.8 mmol) of diethylene glycol vinyl ether (hereinafter referred to as "DEGV") was added instead of HEVE. The yield of the obtained copolymer was 6.12 g.

[比較例1]
HEVEの代わりに2-ヒドロキシエチルメタクリレート(以下、「HEMA」と記載する)5.00g(3.8mmol)を添加した以外は、実施例1と同様にして重合反応させ、共重合体を得た。得られた共重合体の収量は、6.70gであった。
[Comparative Example 1]
A copolymer was obtained by carrying out a polymerization reaction in the same manner as in Example 1, except that 5.00 g (3.8 mmol) of 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter referred to as "HEMA") was added instead of HEVE. The yield of the obtained copolymer was 6.70 g.

<共重合体の評価>
(相溶性)
上記の実施例1~2および比較例1で得られた各共重合体とヘキサメチレンジイソシアネートとを20℃で混合し、相溶性を目視にて確認した。
<Evaluation of copolymer>
(Compatibility)
Each of the copolymers obtained in the above Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was mixed with hexamethylene diisocyanate at 20° C., and the compatibility was visually confirmed.

(GPC分析)
上記の実施例1で得られた共重合体について、上記のGPC分析により、数平均分子量(Mn)重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)を測定した。
(GPC Analysis)
For the copolymer obtained in Example 1, the number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw/Mn) were measured by the above-mentioned GPC analysis.

上記の実施例1~2および比較例1の結果の一覧を表1に示した。 The results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 above are listed in Table 1.

<難燃性熱硬化性樹脂組成物の調製>
[実施例2]
フラスコに、上記で得られた共重合体(P1M-DEGV)1.0gとヘキサメチレンジイソシアネート0.47gとを20℃で添加し、難燃性熱硬化性樹脂組成物を得た。この難燃性熱硬化性樹脂組成物の外観は、均一な粘性液体であった。この難燃性熱硬化性樹脂組成物を110℃で2時間、重合付加反応させて、ポリウレタンを製造した。本発明による難燃性熱硬化性樹脂組成物は、ポリウレタン製造用のポリオールとして好適であった。
<Preparation of Flame-Retardant Thermosetting Resin Composition>
[Example 2]
1.0 g of the copolymer (P1M-DEGV) obtained above and 0.47 g of hexamethylene diisocyanate were added to a flask at 20° C. to obtain a flame-retardant thermosetting resin composition. The appearance of this flame-retardant thermosetting resin composition was a uniform viscous liquid. This flame-retardant thermosetting resin composition was subjected to a polymerization addition reaction at 110° C. for 2 hours to produce polyurethane. The flame-retardant thermosetting resin composition according to the present invention was suitable as a polyol for producing polyurethane.

[比較例1]
フラスコに、上記で得られた共重合体(P1M-HEMA)1.0gとヘキサメチレンジイソシアネート0.48gとを20℃で添加したが、均一に混合せず、固形樹脂と液体の混合物であった。そのため、比較例1で得られた共重合体は、ポリウレタン製造用のポリオールとしては不適であった。

Figure 0007592528000010
[Comparative Example 1]
1.0 g of the copolymer (P1M-HEMA) obtained above and 0.48 g of hexamethylene diisocyanate were added to a flask at 20° C., but they were not mixed uniformly and were a mixture of solid resin and liquid. Therefore, the copolymer obtained in Comparative Example 1 was not suitable as a polyol for producing polyurethane.
Figure 0007592528000010

<共重合体の製造>
[実施例3]
フラスコ中に、原料モノマーとしてP1M1.36g(10mmol)およびHEVE0.88g(10mmol)、重合開始剤としてMAIB46.1mg(モノマー全量に対して1mol%)、溶媒として酢酸ブチルを加えて、70℃で18時間重合反応させ、共重合体を得た。P1Mの転化率は100%であり、HEVEの転化率は54.7%であった。なお、モノマーの転化率は、上記の条件でGC-FIDで各成分を同定して、測定した。
<Production of Copolymer>
[Example 3]
In a flask, 1.36 g (10 mmol) of P1M and 0.88 g (10 mmol) of HEVE were added as raw material monomers, 46.1 mg (1 mol % relative to the total amount of monomers) of MAIB as a polymerization initiator, and butyl acetate as a solvent, and the mixture was polymerized at 70° C. for 18 hours to obtain a copolymer. The conversion rate of P1M was 100%, and the conversion rate of HEVE was 54.7%. The conversion rate of the monomers was measured by identifying each component by GC-FID under the above conditions.

[実施例4]
HEVEの代わりにDEGV1.32g(10mmol)を添加し、溶媒を添加しなかった以外は、実施例3と同様にして重合反応させ、共重合体を得た。P1Mの転化率は87.9%であり、DEGVの転化率は79.7%であった。
[Example 4]
A copolymer was obtained by polymerization reaction in the same manner as in Example 3, except that 1.32 g (10 mmol) of DEGV was added instead of HEVE and no solvent was added. The conversion of P1M was 87.9%, and the conversion of DEGV was 79.7%.

[実施例5]
HEVEの代わりに4-ヒドロキシブチルビニルエーテル(以下、「HBVE」と記載する)1.16g(10mmol)を添加し、溶媒を添加しなかった以外は、実施例3と同様にして重合反応させ、共重合体を得た。P1Mの転化率は100%であり、HBVEの転化率は35.6%であった。
[Example 5]
A copolymer was obtained by carrying out a polymerization reaction in the same manner as in Example 3, except that 1.16 g (10 mmol) of 4-hydroxybutyl vinyl ether (hereinafter referred to as "HBVE") was added instead of HEVE and no solvent was added. The conversion of P1M was 100%, and the conversion of HBVE was 35.6%.

[実施例6]
P1Mの代わりにジフェニルビニルホスフィンオキシド(富士フィルム和光ケミカル(株)製、以下、「P4M」と記載する)0.457g(2mmol)を添加し、HEVEの使用量を1.94g(22mmol)酢酸ブチルの代わりにエタノールを添加した以外は、実施例3と同様にして重合反応させ、共重合体を得た。P4Mの転化率は56.0%であり、HEVEの転化率は58.7%であった。
[Example 6]
A copolymer was obtained by polymerization reaction in the same manner as in Example 3, except that 0.457 g (2 mmol) of diphenylvinylphosphine oxide (manufactured by Fujifilm Wako Chemicals Co., Ltd., hereinafter referred to as "P4M") was added instead of P1M, the amount of HEVE used was 1.94 g (22 mmol), and ethanol was added instead of butyl acetate. The conversion of P4M was 56.0%, and the conversion of HEVE was 58.7%.

[実施例7]
P1Mの代わりに上記の合成例2で得られたビニルリン(以下、「P5M」と記載する)2.16g(10mmol)を添加し、溶媒を添加しなかった以外は、実施例3と同様にして重合反応させ、共重合体を得た。P5Mの転化率は100%であり、HEVEの転化率は68.3%であった。
[Example 7]
A copolymer was obtained by polymerization reaction in the same manner as in Example 3, except that 2.16 g (10 mmol) of the vinyl phosphorus obtained in Synthesis Example 2 (hereinafter referred to as "P5M") was added instead of P1M and no solvent was added. The conversion of P5M was 100%, and the conversion of HEVE was 68.3%.

[実施例8]
MAIBの代わりに2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(以下、「AIBN」と記載する)0.033g(モノマー全量に対して1mol%)を添加した以外は、実施例3と同様にして重合反応させ、共重合体を得た。P1Mの転化率は87.3%であり、HEVEの転化率は77.3%であった。
[Example 8]
A copolymer was obtained by polymerization reaction in the same manner as in Example 3, except that 0.033 g (1 mol % based on the total amount of monomers) of 2,2'-azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as "AIBN") was added instead of MAIB. The conversion of P1M was 87.3%, and the conversion of HEVE was 77.3%.

[実施例9]
P1M2.72g(20mmol)、HEVE1.76g(20mmol)、酢酸ブチルの代わりに2-ブタノール4.58gを加えた以外は、実施例3と同様にして重合反応させ、共重合体を得た。P1Mの転化率は100%であり、HEVEの転化率は66.7%であった。
[Example 9]
A copolymer was obtained by polymerization reaction in the same manner as in Example 3, except that 2.72 g (20 mmol) of P1M, 1.76 g (20 mmol) of HEVE, and 4.58 g of 2-butanol were added instead of butyl acetate. The conversion of P1M was 100%, and the conversion of HEVE was 66.7%.

[実施例10]
P1M13.6g(100mmol)、HEVE8.8g(100mmol)、酢酸ブチルの代わりに2-ブタノール11.2gを加えた以外は、実施例3と同様にして重合反応させ、共重合体を得た。P1Mの転化率は100%であり、HEVEの転化率は56.9%であった。
[Example 10]
A copolymer was obtained by polymerization reaction in the same manner as in Example 3, except that 13.6 g (100 mmol) of P1M, 8.8 g (100 mmol) of HEVE, and 11.2 g of 2-butanol were added instead of butyl acetate. The conversion of P1M was 100%, and the conversion of HEVE was 56.9%.

[実施例11]
酢酸ブチルの代わりにトルエンを用いた以外は、実施例3と同様にして重合反応させ、共重合体を得た。P1Mの転化率は100%であり、HEVEの転化率は75.4%であった。
[Example 11]
A copolymer was obtained by carrying out a polymerization reaction in the same manner as in Example 3, except that toluene was used instead of butyl acetate. The conversion of P1M was 100%, and the conversion of HEVE was 75.4%.

[実施例12]
AIBNの代わりにメチルエチルケトンパーオキシドを用いた以外は、実施例8と同様にして重合反応させ、共重合体を得た。P1Mの転化率は100%であり、HEVEの転化率は45.3%であった。
[Example 12]
A copolymer was obtained by polymerization reaction in the same manner as in Example 8, except that methyl ethyl ketone peroxide was used instead of AIBN. The conversion of P1M was 100%, and the conversion of HEVE was 45.3%.

<共重合体の評価>
(相溶性)
上記の実施例3~12で得られた各共重合体とヘキサメチレンジイソシアネートとを20℃で混合し、相溶性を目視にて確認した。
<Evaluation of copolymer>
(Compatibility)
Each of the copolymers obtained in Examples 3 to 12 above was mixed with hexamethylene diisocyanate at 20° C., and the compatibility was visually confirmed.

(GPC測定)
上記の実施例3~5、8~12で得られた共重合体について、上記のGPC分析により、数平均分子量(Mn)重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)を測定した。なお、実施例6、7で得られた共重合体は、分析溶媒に溶解しなかったため、測定しなかった。
(GPC Measurement)
The number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw/Mn) were measured by the above GPC analysis for the copolymers obtained in the above Examples 3 to 5 and 8 to 12. The copolymers obtained in Examples 6 and 7 were not measured because they were not dissolved in the analysis solvent.

(MALDI-MS測定)
実施例9で得られた共重合体について上述のMALDI-MS測定を行った。得られたMALDI-MSスペクトルを図1に示す。丸印でマークしたピークの位置からランダムにモノマーが導入されていると推定した。この結果に加え、GPC分析結果、モノマーの性質、反応時の経時モノマー変化結果、熱硬化物から原料のビニルリンの脱離が無いなどから総合的に判断すると、共重合体がランダム共重合体であることが分かった。他の実施例1~8および10~12で得られた共重合体も同様にランダム共重合体であると推察された。
(MALDI-MS measurement)
The copolymer obtained in Example 9 was subjected to the above-mentioned MALDI-MS measurement. The obtained MALDI-MS spectrum is shown in FIG. 1. The monomers were randomly introduced from the positions of the peaks marked with circles. Based on these results, as well as the results of GPC analysis, the nature of the monomer, the change in the monomer over time during the reaction, and the absence of vinyl phosphorus elimination from the thermoset product, it was estimated that the copolymer was It was found to be a random copolymer. It was presumed that the copolymers obtained in the other Examples 1 to 8 and 10 to 12 were also random copolymers.

上記の実施例3~12の結果の一覧を表2に示した。

Figure 0007592528000011
The results of Examples 3 to 12 above are listed in Table 2.
Figure 0007592528000011

Claims (15)

ビニルエーテルとビニルリンの共重合体(但し、原料モノマーとしてフッ素含有モノマーを用いた共重合体を除く)であって、
前記ビニルエーテルが、下記一般式(1):
(一般式(1)中、Rは、直鎖状、分岐鎖状、もしくは環状の、炭素数1~10の脂肪族炭化水素基または炭素数3~7のエーテルから2個の水素原子を除いた基を表し、nは1~5の整数を示す。)
で表され、
前記ビニルリンが、下記一般式(2):
(一般式(2)中、RおよびRは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルコキシ基、置換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のアラルキル基、置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のアリールオキシ基を示す。また、RおよびRは、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。)
で表される、共重合体。
A copolymer of vinyl ether and vinyl phosphorus (excluding copolymers using a fluorine-containing monomer as a raw material monomer) ,
The vinyl ether is represented by the following general formula (1):
(In general formula (1), R 1 represents a linear, branched, or cyclic aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a group in which two hydrogen atoms have been removed from an ether group having 3 to 7 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 5.)
It is expressed as
The vinyl phosphorus is represented by the following general formula (2):
(In general formula (2), R2 and R3 each independently represent a hydroxy group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aryloxy group. R2 and R3 may be bonded to each other to form a cyclic structure.)
A copolymer represented by the formula:
前記共重合体の数平均分子量(Mn)が、500~10000の範囲内である、請求項1に記載の共重合体。 The copolymer according to claim 1, wherein the number average molecular weight (Mn) of the copolymer is in the range of 500 to 10,000. 前記ビニルエーテルが、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、およびジエチレングリコールモノビニルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1または2に記載の共重合体。 The copolymer according to claim 1 or 2, wherein the vinyl ether is at least one selected from the group consisting of 2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, and diethylene glycol monovinyl ether. 前記一般式(2)中、RおよびRが、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数6~12のアリールオキシ基、または炭素数6~12のアリール基である、請求項1~3のいずれか一項に記載の共重合体。 The copolymer according to any one of claims 1 to 3, wherein in the general formula (2), R 2 and R 3 are each independently a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. 前記ビニルリンが、ビニルホスホン酸ジメチル、ビニルホスホン酸ジエチル、ビニルホスホン酸ジフェニル、ジフェニルビニルホスフィンオキシド、および9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ビニル-10-ホスファフェナントレン-10-オキシドからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1~4のいずれか一項に記載の共重合体。 The copolymer according to any one of claims 1 to 4, wherein the vinyl phosphorus is at least one selected from the group consisting of dimethyl vinylphosphonate, diethyl vinylphosphonate, diphenyl vinylphosphonate, diphenylvinylphosphine oxide, and 9,10-dihydro-9-oxa-10-vinyl-10-phosphaphenanthrene-10-oxide. 前記共重合体が、熱硬化性樹脂用モノマーと10~30℃で相溶する、請求項1~5のいずれか一項に記載の共重合体。 The copolymer according to any one of claims 1 to 5, wherein the copolymer is compatible with a monomer for a thermosetting resin at 10 to 30°C. 前記熱硬化性樹脂用モノマーが、ジイソシアネートである、請求項6に記載の共重合体。 The copolymer according to claim 6, wherein the monomer for the thermosetting resin is a diisocyanate. 前記ジイソシアネートが、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、およびトルエンジイソシアネートからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項7に記載の共重合体。 The copolymer according to claim 7, wherein the diisocyanate is at least one selected from the group consisting of hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and toluene diisocyanate. 請求項1~8のいずれか一項に記載の共重合体と、熱硬化性樹脂用モノマーとを含む、難燃性熱硬化性樹脂組成物。 A flame-retardant thermosetting resin composition comprising the copolymer according to any one of claims 1 to 8 and a monomer for a thermosetting resin. ビニルエーテルとビニルリンの共重合体(但し、原料モノマーとしてフッ素含有モノマーを用いた共重合体を除く)の製造方法であって、
下記一般式(1):
(一般式(1)中、Rは、直鎖状、分岐鎖状、もしくは環状の、炭素数1~10の脂肪族炭化水素基または炭素数3~7のエーテルから2個の水素原子を除いた基を表し、nは1~5の整数を示す。)
で表されるビニルエーテルと、
下記一般式(2):
(一般式(2)中、RおよびRは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルコキシ基、置換もしくは非置換のシクロアルキル基、置換もしくは非置換のアラルキル基、置換もしくは非置換のアリール基、または置換もしくは非置換のアリールオキシ基を示す。また、RおよびRは、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。)
で表されるビニルリンとを、溶媒存在下または無溶媒で、ラジカル重合開始剤を用いて重合させる工程を含む、製造方法。
A method for producing a copolymer of vinyl ether and vinyl phosphorus (excluding copolymers using a fluorine-containing monomer as a raw material monomer) , comprising the steps of:
The following general formula (1):
(In general formula (1), R 1 represents a linear, branched, or cyclic aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a group in which two hydrogen atoms have been removed from an ether group having 3 to 7 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 5.)
and a vinyl ether represented by the formula:
The following general formula (2):
(In general formula (2), R2 and R3 each independently represent a hydroxy group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aryloxy group. R2 and R3 may be bonded to each other to form a cyclic structure.)
and a vinyl phosphorus represented by the formula (I) in the presence or absence of a solvent, using a radical polymerization initiator.
前記ラジカル重合開始剤が、アゾ系重合開始剤および過酸化物系重合開始剤からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項10に記載の製造方法。 The method according to claim 10, wherein the radical polymerization initiator is at least one selected from the group consisting of azo-based polymerization initiators and peroxide-based polymerization initiators. 前記ラジカル重合開始剤が、エステル型アゾ化合物およびニトリル型アゾ化合物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項10または11に記載の製造方法。 The method according to claim 10 or 11, wherein the radical polymerization initiator is at least one selected from the group consisting of ester-type azo compounds and nitrile-type azo compounds. 前記溶媒が、有機溶媒である、請求項10~12のいずれか一項に記載の製造方法。 The method according to any one of claims 10 to 12, wherein the solvent is an organic solvent. 前記有機溶媒が、アルコール、エステル、ケトン、エーテル、塩素系溶媒、炭化水素溶媒、および芳香族炭化水素からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項13に記載の製造方法。 The method according to claim 13, wherein the organic solvent is at least one selected from the group consisting of alcohols, esters, ketones, ethers, chlorinated solvents, hydrocarbon solvents, and aromatic hydrocarbons. 前記有機溶媒が、エタノール、ブタノール、酢酸ブチル、およびトルエンからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項13または14に記載の製造方法。 The method according to claim 13 or 14, wherein the organic solvent is at least one selected from the group consisting of ethanol, butanol, butyl acetate, and toluene.
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