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JPH09272714A - 末端に官能基を有する(メタ)アクリル系重合体の 製造方法 - Google Patents

末端に官能基を有する(メタ)アクリル系重合体の 製造方法

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Publication number
JPH09272714A
JPH09272714A JP8326475A JP32647596A JPH09272714A JP H09272714 A JPH09272714 A JP H09272714A JP 8326475 A JP8326475 A JP 8326475A JP 32647596 A JP32647596 A JP 32647596A JP H09272714 A JPH09272714 A JP H09272714A
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JP
Japan
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group
meth
compound
acrylic polymer
alkenyl group
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JP8326475A
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Masato Kusakabe
正人 日下部
Kenichi Kitano
健一 北野
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Priority to US08/798,034 priority patent/US5986014A/en
Priority to DE69706077T priority patent/DE69706077T2/de
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Publication of JPH09272714A publication Critical patent/JPH09272714A/ja
Priority to US09/356,515 priority patent/US6420492B1/en
Priority to US09/583,106 priority patent/US6441101B1/en
Priority to US10/142,877 priority patent/US6667369B2/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/26Removing halogen atoms or halogen-containing groups from the molecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/42Introducing metal atoms or metal-containing groups

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】末端にアルケニル基あるいは架橋性シリル基な
どの架橋性官能基を高い官能化率で有する(メタ)アク
リル系重合体の製造法、ならびにそれらを用いた硬化性
組成物を提供すること。 【解決手段】有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スル
ホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10
族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒
として用いる重合方法によって得られる、一般式1で示
す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲ
ンをアルケニル基含有置換基、あるいは架橋性シリル基
を有する置換基に変換することにより、該重合体を得
る。 −CH2−C(R1)(CO22)(X) (1) (式中、R1は水素またはメチル基、R2は炭素数が1〜
20のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基、
Xは塩素、臭素、またはヨウ素))

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、末端に官能基、具
体的には、アルケニル基あるいは架橋性シリル基を有す
る(メタ)アクリル系重合体の製造方法、ならびに、該
重合体を用いた硬化性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】末端に官能基を有する重合体は、そのも
の単独、あるいは適当な硬化剤と組み合わせることによ
って架橋し、耐熱性、耐久性等の優れた硬化物を与える
ことが知られている。中でも末端にアルケニル基、ある
いは架橋性シリル基を有する重合体はそれらの代表例で
ある。末端にアルケニル基を有する重合体はヒドロシリ
ル基含有化合物を硬化剤として用いることにより、ある
いは光反応を利用することにより架橋硬化する。また、
架橋性シリル基を末端に有する重合体は、適当な縮合触
媒の存在下、湿分を吸収することにより硬化物を与え
る。
【0003】このような、アルケニル基あるいは架橋性
シリル基を末端に有する重合体の主鎖骨格としては、ポ
リエチレンオキシドやポリプロピレンオキシド、ポリテ
トラメチレンオキシド等のポリエーテル系重合体、ポリ
ブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリ
イソブチレンあるいはそれらの水素添加物等の炭化水素
系重合体、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、ポリカプロラクトン等のポリエステル
系重合体等が例示され、主鎖骨格と架橋形式に基づき、
様々な用途に用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上に例示した、イオン
重合や縮重合で得られる重合体の一方で、ラジカル重合
で得られるビニル系の重合体で末端に官能基を有するも
のは、まだほとんど実用化されていない。ビニル系重合
体の中でも、(メタ)アクリル系重合体は、高い耐候
性、透明性等、上記のポリエーテル系重合体や炭化水素
系重合体、あるいはポリエステル系重合体では得られな
い特性を有しており、アルケニル基や架橋性シリル基を
側鎖に有するものは高耐候性の塗料等に利用されてい
る。
【0005】アルケニル基あるいは架橋性シリル基を分
子鎖末端に有する(メタ)アクリル系重合体を簡便な方
法で得ることができれば、側鎖に架橋性基を有するもの
に比較して硬化物物性の優れた硬化物を得ることができ
る。従って、これまで多くの研究者によって、その製造
法が検討されてきたが、それらを工業的に製造すること
は容易ではない。
【0006】特開平5−255415号公報には、連鎖
移動剤としてアルケニル基含有ジスルフィドを用いる、
両末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合
体の合成法が、また、特開平5−262808号公報に
は、ヒドロキシル基を有するジスルフィドを用いて、両
末端にヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル系重合
体を合成し、さらにヒドロキシル基の反応性を利用して
両末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合
体の合成法が開示されているが、これらの方法で両末端
に確実にアルケニル基を導入することは容易ではない。
一方、特開昭59−168014号公報には連鎖移動剤
として、架橋性シリル基を有するジスルフィド化合物を
用いた両末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリ
ル系重合体の製造法が、また、特開昭61−13320
1号公報には架橋性シリル基を有するヒドロシラン、ハ
ロゲン化シランを用いることによる、両末端に架橋性シ
リル基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造法が開
示されているが、これらの方法においても、両末端に確
実に架橋性シリル基を導入することは困難であり、満足
な特性を有する硬化物を得ることはできない。末端に確
実に官能基を導入するためには、連鎖移動剤を大量に使
用しなければならず、製造工程上問題である。
【0007】従って、本発明においては、末端にアルケ
ニル基あるいは架橋性シリル基を、従来の方法に比較し
て高い比率で有する(メタ)アクリル系重合体の製造法
ならびにそれらを用いた硬化性組成物を提供することを
課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題のうち、末端に
アルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、有
機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を
開始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族
元素を中心金属とする金属錯体を触媒として用いる重合
方法によって得られる、一般式1で示す末端構造を有す
る(メタ)アクリル系重合体のハロゲンをアルケニル基
含有置換基に変換することにより得られる。 −CH2−C(R1)(CO22)(X) (1) (式中、R1は水素またはメチル基、R2は炭素数が1〜
20のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基、
Xは塩素、臭素、またはヨウ素) このような製造法の具体例としては、有機ハロゲン化
物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期
律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心金
属とする金属錯体を触媒として用いる重合方法によって
一般式1で示す構造を有する(メタ)アクリル系重合体
を製造し、さらに、重合性のアルケニル基とそれ以外の
少なくとも1つのアルケニル基を併せ持つ化合物を反応
させる方法、あるいは、一般式1で示す末端構造を有す
る(メタ)アクリル系重合体に、アルケニル基を有する
有機金属化合物を反応させる方法、等が挙げられる。ま
た、アルケニル基を有するハロゲン化物、またはハロゲ
ン化スルホニル化合物を開始剤として用いて、片末端に
アルケニル基を有し、他の末端に式1の構造を有する
(メタ)アクリル系の重合体を製造し、その末端のハロ
ゲンをアルケニル基含有置換基に変換することによって
も、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重
合体を得ることができる。
【0009】このような方法で得られる、末端にアルケ
ニル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、(A)末
端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体、
および(B)ヒドロシリル基含有化合物、を含有する硬
化性組成物に用いられる。末端に架橋性シリル基を有す
る(メタ)アクリル系重合体は、有機ハロゲン化物、ま
たはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第
8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とす
る金属錯体を触媒として用いる重合方法によって得られ
る、一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アクリル
系重合体のハロゲンを、架橋性シリル基含有置換基に変
換することにより製造することができる。このような製
造法の具体例としては、有機ハロゲン化物、またはハロ
ゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9
族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯
体を触媒として用いる重合方法によって一般式1で示す
末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、
さらに、重合性のアルケニル基と架橋性シリル基を併せ
持つ化合物を反応させる方法が挙げられる。また、架橋
性シリル基を有するハロゲン化物を開始剤として用い
て、片末端に架橋性シリル基を有し、他の末端に式1で
示される構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造
し、さらにその末端のハロゲンを架橋性シリル基含有置
換基に変換することによっても得ることができる。
【0010】また、末端に架橋性シリル基を有する(メ
タ)アクリル系重合体は、末端にアルケニル基を有する
(メタ)アクリル系重合体に、架橋性シリル基を有する
ヒドロシランを付加させることによっても製造すること
ができる。このようにして得られる末端に架橋性シリル
基を有する(メタ)アクリル系重合体は、硬化性組成物
として用いることができる。
【0011】また、本発明で得られる末端に架橋性の官
能基を有する(メタ)アクリル系重合体は、分子量分布
が狭いという特徴も有する。
【0012】
【発明の実施の形態】まず、末端にアルケニル基を有す
る(メタ)アクリル系重合体の製造法は、有機ハロゲン
化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周
期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心
金属とする金属錯体を触媒として用いる重合方法によっ
て得られる、一般式1で示す末端構造を有する(メタ)
アクリル系重合体のハロゲンをアルケニル基含有置換基
に変換することを特徴とする。 −CH2−C(R1)(CO22)(X) (1) (式中、R1は水素またはメチル基、R2は炭素数が1〜
20のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基、
Xは塩素、臭素、またはヨウ素) 末端にハロゲンを有する(メタ)アクリル系重合体の製
造法としては例えば、ハロゲン化物を連鎖移動剤(テロ
ーゲン)として用いる重合において、四塩化炭素や四臭
化炭素、塩化メチレン、臭化メチレン等を用いる方法が
利用されてきた。しかしこの方法では両末端に確実にハ
ロゲンを導入することは困難である。
【0013】この方法に対し、最近精力的に研究されて
いるリビングラジカル重合を用いると、末端にハロゲン
が高い比率で導入される(例えば、Matyjasze
wskiら、J.Am.Chem.Soc.1995,
117,5614,Macromolecules 1
995,28,7901,Science 1996,
272,866、あるいはSawamotoら、Mac
romolecules 1995,28,1721を
参照)。これらの方法はラジカル重合でありながら重合
がリビング的に進行し、分子量分布の狭い(Mw/Mn
=1.1〜1.5)重合体が得られ、分子量はモノマー
と開始剤の仕込み比によって自由にコントロールするこ
とができる。
【0014】このリビングラジカル重合では、有機ハロ
ゲン化物、特に、反応性の高い炭素−ハロゲン結合を有
する有機ハロゲン化物(例えば、α位にハロゲンを有す
るエステル化合物や、ベンジル位にハロゲンを有する化
合物)、あるいはハロゲン化スルホニル化合物が開始剤
として用いられる。触媒としては、周期律表第8族、9
族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯
体が用いられる。金属種としては特に1価の銅、2価の
ルテニウム、2価の鉄が好適である。具体的に例示する
ならば、塩化第一銅、臭化第一銅、ヨウ化第一銅、シア
ン化第一銅、酸化第一銅、酢酸第一銅、過塩素酸第一銅
等である。銅化合物を用いる場合、触媒活性を高めるた
めに2,2’−ビピリジル、およびその誘導体、1,1
0−フェナントロリン、およびその誘導体等の配位子が
添加される。また、二価の塩化ルテニウムのトリストリ
フェニルホスフィン錯体(RuCl2(PPh33)も
触媒として好適である。この触媒を使用するときは、そ
の活性を高めるためにトリアルコキシアルミニウム等の
アルミニウム化合物が添加される。さらに、二価の塩化
鉄のトリストリフェニルホスフィン錯体(FeCl
2(PPh33)も触媒として好適である。
【0015】この重合法を用いて架橋性の(メタ)アク
リル系重合体を得るために、開始点を2個以上有する有
機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物が
開始剤として用いられる。具体的に例示するならば、 o−,m−,p−XCH2−C64−CH2X、o−,m
−,p−CH3C(H)(X)−C64−C(H)
(X)CH3、o−,m−,p−(CH32C(X)−
64−C(X)(CH32、 (ただし、上の化学式中、C64はフェニレン基、Xは
塩素、臭素、またはヨウ素) RO2C−C(H)(X)−(CH2n−C(H)
(X)−CO2R、RO2C−C(CH3)(X)−(C
2n−C(CH3)(X)−CO2R、RC(O)−C
(H)(X)−(CH2n−C(H)(X)−C(O)
R、RC(O)−C(CH3)(X)−(CH2n−C
(CH3)(X)−C(O)R、 (式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基、アリール
基、またはアラルキル基、nは0〜20の整数、Xは塩
素、臭素、またはヨウ素) XCH2C(O)CH2X、CH3C(H)(X)C
(O)C(H)(X)CH3、(CH32C(X)C
(O)C(X)(CH32、C65C(H)(X)−
(CH2n−C(H)(X)C65、 (上の式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素、nは0〜
20の整数) XCH2CO2−(CH2n−OCOCH2X、CH3
(H)(X)CO2−(CH2n−OCOC(H)
(X)CH3、(CH32C(X)CO2−(CH2n
OCOC(X)(CH32、 (上の式中、Xは塩素、臭素、ヨウ素、nは0〜20の
整数) XCH2C(O)C(O)CH2X、CH3C(H)
(X)C(O)C(O)C(H)(X)CH3、(C
32C(X)C(O)C(O)C(X)(CH32
o−,m−,p−XCH2CO2−C64−OCOCH2
X、o−,m−,p−CH3C(H)(X)CO2−C6
4−OCOC(H)(X)CH3、o−,m−,p−
(CH32C(X)CO2−C64−OCOC(X)
(CH32、o−,m−,p−XSO2−C64−SO2
X、 (上の式中、Xは塩素、臭素、またはヨウ素) 等が挙げられる。
【0016】この重合において用いられる(メタ)アク
リル系のモノマーとしては特に制約はなく、各種のもの
を用いることができる。例示するならば、(メタ)アク
リル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)ア
クリル酸−n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロ
ピル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アク
リル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸−tert−ブ
チル、(メタ)アクリル酸−n−ペンチル、(メタ)ア
クリル酸−n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘ
キシル、(メタ)アクリル酸−n−ヘプチル、(メタ)
アクリル酸−n−オクチル、(メタ)アクリル酸−2−
エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)
アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メ
タ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイ
ル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸
−2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸−3−メト
キシブチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチ
ル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル等で
ある。これらは単独で用いても2種以上を混合して用い
てもかまわない。また、必要に応じてスチレンやα−メ
チルスチレン、アクリロニトリル等の他のビニル系モノ
マーを共重合させることはなんら差し支えない。
【0017】重合は無溶剤または各種の溶剤中で行うこ
とができる。また、重合は室温〜200℃の範囲で行う
ことができ、好ましくは50〜150℃である。末端に
アルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、上
記の重合で得られる、末端にハロゲンを有する(メタ)
アクリル系重合体のハロゲンを変換することによって得
ることができる。
【0018】そのような方法として、まず、上記の重合
により、一般式1で示す末端構造を有する(メタ)アク
リル系重合体を製造し、さらに、重合性のアルケニル基
とそれ以外の少なくとも1つのアルケニル基を併せ持つ
化合物を第2のモノマーとして反応させる方法が挙げら
れる。上記の重合では、重合末端は重合活性を保持して
おり、新たにビニル系モノマーを添加すれば、再び重合
が進行する。従って、重合性のアルケニル基とそれ以外
の少なくとも1つのアルケニル基を併せ持つビニル系モ
ノマーを添加すれば、重合活性なアルケニル基部分にラ
ジカル付加反応が起こり、他のアルケニル基は未反応の
まま残って、末端にアルケニル基を有する(メタ)アク
リル系重合体が得られるわけである。このような第2の
モノマーは、第1の重合が終了して重合体を単離してか
ら、触媒とともに添加して新たに反応させてもよいし、
重合の途中で(in−situ)添加して反応させても
よい。後者の場合、第1の重合のモノマー転化率は高い
ほどよく、好ましくは80%以上である。80%以下で
あると、アルケニル基が分子末端ではなく、側鎖に分布
し、硬化物の機械特性を損なうことになる。
【0019】この際、このような重合性のアルケニル基
とそれ以外の少なくとも1つのアルケニル基を併せ持つ
化合物は、重合末端の数(リビング重合であるので、開
始剤の開始点の数にほぼ等しい)と等しい量を添加すれ
ば、原理的にすべての末端に一つずつのアルケニル基が
導入されることになるが、全末端にアルケニル基を確実
に導入するためには、過剰量、具体的には、末端の数に
対し、1〜5倍用いるのがよい。5倍より多く用いると
重合体の末端に高密度でアルケニル基が導入されること
になり、硬化物物性上好ましくない。
【0020】重合性のアルケニル基とそれ以外の少なく
とも1つのアルケニル基を併せ持つ化合物としては特に
制限はないが、例えば、一般式2 H2C=C(R3)−R4−R5−C(R6)=CH2 (2) (式中、R3、R6は水素またはメチル、R4は−C
(O)O−(エステル基)、またはo−、m−、p−フ
ェニレン基、R5は直接結合、または炭素数1〜20の
2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいても
よい。)で示される化合物が挙げられる。R4がエステ
ル基のものは(メタ)アクリレート系化合物、R4がフ
ェニレン基のものはスチレン系の化合物である。一般式
2におけるR5としては、メチレン、エチレン、プロピ
レン等のアルキレン基、o−,m−,p−フェニレン
基、ベンジル基等のアラルキル基、−CH2CH2−O−
CH2−や−O−CH2−等のエーテル結合を含むアルキ
レン基等が例示される。
【0021】これらの中でも、入手が容易であるという
点から、 H2C=C(H)C(O)O(CH2n−CH=CH2
2C=C(CH3)C(O)O(CH2n−CH=CH
2、 (上記の各式において、nは0〜20の整数) H2C=C(H)C(O)O(CH2n−O−(CH2
mCH=CH2、H2C=C(CH3)C(O)O(C
2n−O−(CH2mCH=CH2、 (上記の各式において、nは1〜20の整数、mは0〜
20の整数) o−,m−,p−ジビニルベンゼン、o−,m−,p−
2C=CH−C64−CH2CH=CH2、o−,m
−,p−H2C=CH−C64−CH2−C(CH3)=
CH2、o−,m−,p−H2C=CH−C64−CH2
CH2CH=CH2、o−,m−,p−H2C=CH−C6
4−OCH2CH=CH2、o−,m−,p−H2C=C
H−C64−OCH2−C(CH3)=CH2、o−,m
−,p−H2C=CH−C64−OCH2CH2CH=C
2o−,m−,p−H2C=C(CH 3)−C64−C
(CH3)=CH2、o−,m−,p−H2C=C(C
3)−C64−CH2CH=CH2、o−,m−,p−
2C=C(CH3)−C64−CH2C(CH3)=CH
2、o−,m−,p−H2C=C(CH3)−C64−C
2CH2CH=CH2、o−,m−,p−H2C=C(C
3)−C64−OCH2CH=CH2、o−,m−,p
−H2C=C(CH3)−C64−OCH2−C(CH3
=CH2、o−,m−,p−H2C=C(CH3)−C6
4−OCH2CH2CH=CH2 (ただし、上記化学式中、C64はフェニレン基を示
す。) が好ましい。
【0022】末端にアルケニル基を導入する方法として
は、このほかに、式1で示される末端にハロゲンを有す
る重合体に対し、アルケニル基を有する各種の有機金属
化合物を作用させて、ハロゲンを直接置換する方法を用
いることもできる。このような有機金属化合物として
は、有機リチウム、有機ナトリウム、有機カリウム、有
機マグネシウム、有機錫、有機亜鉛、有機銅等が挙げら
れる。特に式1のハロゲンと選択的に反応し、カルボニ
ル基との反応性が低いという点で、有機錫、有機銅化合
物が好ましい。
【0023】アルケニル基を有する有機錫化合物として
は、特に制限はないが、一般式3で示される化合物が好
ましい。 H2C=C(R7)C(R8)(R9)Sn(R103 (3) (式中、R7、R8、R9は水素、または炭素数1〜10
のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基で互い
に同じでも異なっていてもよい。R10は、炭素数1〜1
0のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基) 式3の有機錫化合物の具体例を示すならば、アリルトリ
ブチル錫、アリルトリメチル錫、アリルトリ(n−オク
チル)錫、アリルトリ(シクロヘキシル)錫等が例示さ
れる。一般式3で示されるアルケニル基含有有機錫化合
物は、一般式1の末端ハロゲンとラジカル機構で反応す
るので、(メタ)アクリル系モノマーの重合途中で添加
してもよいし、一般式1の末端構造を有する(メタ)ア
クリル系重合体を一旦単離してからあらためて反応させ
てもよい。後者の場合、反応は加熱のみによっても進行
するが、反応を促進させるためにアゾビスイソブチロニ
トリル等のラジカル開始剤を加えてもよい。
【0024】アルケニル基を有する有機銅化合物として
は、ジビニル銅リチウム、ジアリル銅リチウム、ジイソ
プロペニル銅リチウム等が例示される。末端ハロゲン基
のアルケニル基への変換方法としては、さらに、ハロゲ
ンを末端に有する(メタ)アクリル系重合体に対し、金
属単体あるいは有機金属化合物を作用させてハロゲンを
メタル化し、しかる後に、アルケニル基を有する求電子
化合物と反応させる方法を用いることも可能である。
【0025】金属単体としては、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシ
ウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、亜鉛等が挙
げられる。これらのうち、メタル化された部分(エノレ
ートアニオン)が他のエステル基を攻撃したり転移する
ような副反応が起こりにくいという点から亜鉛が特に好
ましい。有機金属化合物の具体例としては、有機リチウ
ム、有機ナトリウム、有機カリウム、Grignard
反応剤等の有機マグネシウム、有機アルミニウム、有機
亜鉛化合物等が挙げられる。ハロゲンを効率的にメタル
化させるためには、有機リチウム、有機マグネシウムを
用いるのが好ましい。
【0026】アルケニル基を有する求電子化合物として
は各種のものを使用することができる。例えば、ハロゲ
ンやアセチル基のような脱離基を有するアルケニル基含
有化合物、アルケニル基を有するカルボニル化合物、ア
ルケニル基を有するイソシアネート化合物、アルケニル
基を有する酸ハロゲン化物等である。これらのうち、ハ
ロゲンやアセチル基のような脱離基を有するアルケニル
基含有化合物を用いると、主鎖にヘテロ原子が導入され
ず、(メタ)アクリル系重合体の本来の特徴である耐候
性が失われないので好ましい。
【0027】このような脱離基含有アルケニル化合物の
中でも、反応性が高いという理由で、塩化ビニル、臭化
ビニル、ヨウ化ビニル、塩化イソプロペニル、臭化イソ
プロペニル、ヨウ化イソプロペニル、塩化アリル、臭化
アリル、ヨウ化アリル、3−クロロ−1−ブテン、3−
ブロモ−1−ブテン、3−ヨード−1−ブテン、3−ク
ロロ−2−メチル−1−プロペン、3−ブロモ−2−メ
チル−1−プロペン、3−ヨード−2−メチル−1−プ
ロペン、アリルアセテート、3−アセトキシ−1−ブテ
ン、3−アセトキシ−2−メチル−1−プロペン、塩化
−4−ビニルベンジル、塩化−4−アリルベンジル、臭
化−4−ビニルベンジル、臭化−4−アリルベンジルが
好ましく、さらに入手が容易であるという点で塩化アリ
ル、臭化アリル、ヨウ化アリル、アリルアセテートが特
に好ましい。
【0028】式1の末端のハロゲンに対し、金属単体ま
たは有機金属化合物を作用させてメタル化し、さらにア
ルケニル基含有求電子化合物を反応させることを特徴と
する、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系
重合体の製造方法において、好ましい反応剤の組み合わ
せは、金属として亜鉛を用い、求電子化合物として上記
のような、脱離基を有するアルケニル基含有化合物を使
用することである。この反応をより円滑に進めるために
各種の触媒を使用することができる。そのような触媒と
しては、例えば、一価の銅化合物(例えば塩化銅、臭化
銅)、二価の銅化合物(例えば銅アセチルアセトナー
ト)、0価のNi化合物(例えば、テトラキストリフェ
ニルホスフィンニッケル:Ni(PPh34)、0価の
Pd化合物(例えば、テトラキストリフェニルホスフィ
ンパラジウム:Pd(PPh34)等である。
【0029】末端にアルケニル基を導入する方法とし
て、さらに、一般式1に示すような末端にハロゲンを有
する(メタ)アクリル系重合体の末端をヒドロキシル基
含有置換基に変換し、しかる後に、ヒドロキシル基の反
応性を利用する方法が挙げられる。末端をヒドロキシル
基含有置換基に変換する方法としては各種の反応を利用
することが出来る。例えば、上記の重合法によって一般
式1で示す末端を有する(メタ)アクリル系重合体を製
造し、さらに重合性のアルケニル基と水酸基を併せ持つ
化合物を第2のモノマーとして反応させる方法、一般式
1で示すハロゲン末端を有する(メタ)アクリル系重合
体に対し、金属単体または有機金属化合物を作用させて
ハロゲンをメタル化し、アルデヒドあるいはケトン等の
カルボニル化合物と反応させる方法、ハロゲンを水酸化
ナトリウムや水酸化カリウムのようなアルカリ金属水酸
化物で直接置換する方法、ハロゲンをポリアルコールで
置換する方法等である。
【0030】末端にヒドロキシル基を導入する方法とし
てはこの他に、水酸基を有するハロゲン化物を開始剤、
周期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中
心金属とする金属錯体を触媒として用いる重合により、
片末端に水酸基を有し他の末端に式1で示すハロゲンを
有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、しかる後
に、ハロゲン末端を上述した方法で水酸基含有置換基に
変換する方法、さらにそれらハロゲンを置換することが
できる同一または異なった官能基を合計2個以上有する
化合物を用いて、ハロゲン末端どうしをカップリングす
る方法が挙げられる。
【0031】このようにして得られた末端に水酸基を有
する(メタ)アクリル系重合体にアルケニル基を導入す
る方法としては、例えば、塩化アリルのようなアルケニ
ル基含有ハロゲン化物とナトリウムメトキシドのような
塩基を作用させる方法、アリルイソシアネート等のアル
ケニル基含有イソシアネート化合物を作用させる方法、
(メタ)アクリル酸クロリドのようなアルケニル基含有
酸ハロゲン化物をピリジン等の塩基の存在下に反応させ
る方法、(メタ)アクリル酸のようなアルケニル基含有
カルボン酸を脱水縮合触媒の存在下に反応させる方法等
が挙げられる。
【0032】有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スル
ホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10
族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒
として用いる(メタ)アクリル系重合体の製造法におい
て、アルケニル基を有する有機ハロゲン化物、またはハ
ロゲン化スルホニル化合物を開始剤として用いれば、開
始末端にアルケニル基を有し、停止末端が式1の構造を
有する(メタ)アクリル系重合体が得られる。このよう
にして得られる重合体の停止末端のハロゲンをアルケニ
ル基含有置換基に変換すれば、両末端にアルケニル基を
有する(メタ)アクリル系重合体を得ることができる。
【0033】アルケニル基を有する有機ハロゲン化物と
しては特に制限はないが、例えば、一般式4に示す構造
を有するものが例示される。 R1112C(X)−R13−R14−C(R1)=CH2 (4) (式中、R1は水素、またはメチル基、R11、R12は水
素、または、炭素数1〜20の1価のアルキル基、アリ
ール基、またはアラルキル、または他端において相互に
連結したもの、R13は、−C(O)O−(エステル
基)、−C(O)−(ケト基)、またはo−,m−,p
−フェニレン基、R14は直接結合、または炭素数1〜2
0の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでい
ても良い、Xは塩素、臭素、またはヨウ素) これらの化合物は、ハロゲンが結合している炭素がカル
ボニル基あるいはフェニル基と結合しており、炭素−ハ
ロゲン結合が活性化されて重合が開始する。
【0034】置換基R11、R12の具体例としては、水
素、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピ
ル基、n−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げ
られる。R11とR12は他端において連結して環状骨格を
形成していてもよく、そのような場合、−R11−R12
は例えば、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、−
CH2CH2CH2CH2−、−CH2CH2CH2CH2CH
2−、等が例示される。
【0035】一般式4で示される、アルケニル基を有す
る有機ハロゲン化物の具体例としては、 XCH2C(O)O(CH2nCH=CH2、H3CC
(H)(X)C(O)O(CH2nCH=CH2、(H3
C)2C(X)C(O)O(CH2nCH=CH2、CH
3CH2C(H)(X)C(O)O(CH2nCH=CH
2
【0036】
【化1】
【0037】(上記の各式において、Xは塩素、臭素、
またはヨウ素、nは0〜20の整数) XCH2C(O)O(CH2nO(CH2mCH=C
2、H3CC(H)(X)C(O)O(CH2nO(C
2mCH=CH2、(H3C)2C(X)C(O)O
(CH2nO(CH2mCH=CH2、CH3CH2
(H)(X)C(O)O(CH2nO(CH2mCH=
CH2
【0038】
【化2】
【0039】(上記の各式において、Xは塩素、臭素、
またはヨウ素、nは1〜20の整数、mは0〜20の整
数) o,m,p−XCH2−C64−(CH2n−CH=C
2、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−(C
2n−CH=CH2、o,m,p−CH3CH2
(H)(X)−C64−(CH2n−CH=CH2 (上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ
素、nは0〜20の整数) o,m,p−XCH2−C64−(CH2n−O−(C
2m−CH=CH2、o,m,p−CH3C(H)
(X)−C64−(CH2n−O−(CH2m−CH=
CH2、o,m,p−CH3CH2C(H)(X)−C6
4−(CH2n−O−(CH2mCH=CH2 (上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ
素、nは1〜20の整数、mは0〜20の整数) o,m,p−XCH2−C64−O−(CH2n−CH
=CH2、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64
O−(CH2n−CH=CH2、o,m,p−CH 3CH
2C(H)(X)−C64−O−(CH2n−CH=C
2, (上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ
素、nは0〜20の整数) o,m,p−XCH2−C64−O−(CH2n−O−
(CH2m−CH=CH2、 o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−O−(C
2n−O−(CH2m−CH=CH2、o,m,p−
CH3CH2C(H)(X)−C64−O−(CH2n
O−(CH2m−CH=CH2, (上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ
素、nは1〜20の整数、mは0〜20の整数) アルケニル基を有する有機ハロゲン化物としてはさらに
一般式5で示される化合物が挙げられる。 H2C=C(R1)−R14−C(R11)(X)−R15−R12 (5) (式中、R1、R11、R12、R14、Xは上記に同じ、R
15は、直接結合、−C(O)O−(エステル基)、−C
(O)−(ケト基)、または、o−,m−,p−フェニ
レン基を表す) R14は直接結合、または炭素数1〜20の2価の有機基
(1個以上のエーテル結合を含んでいても良い)である
が、直接結合である場合は、ハロゲンの結合している炭
素にビニル基が結合しており、ハロゲン化アリル化物で
ある。この場合は、隣接ビニル基によって炭素−ハロゲ
ン結合が活性化されているので、R15としてC(O)O
基やフェニレン基等を有する必要は必ずしもなく、直接
結合であってもよい。R14が直接結合でない場合は、炭
素−ハロゲン結合を活性化するために、R15としてはC
(O)O基、C(O)基、フェニレン基が好ましい。式
5の化合物を具体的に例示するならば、 CH2=CHCH2X、CH2=C(CH3)CH2X、C
2=CHC(H)(X)CH3、CH2=C(CH3)C
(H)(X)CH3、CH2=CHC(X)(CH32
CH2=CHC(H)(X)C25、CH2=CHC
(H)(X)CH(CH32、CH2=CHC(H)
(X)C65、CH2=CHC(H)(X)CH2
65、 CH2=CHCH2C(H)(X)−CO2R、CH2=C
H(CH22C(H)(X)−CO2R、CH2=CH
(CH23C(H)(X)−CO2R、CH2=CH(C
28C(H)(X)−CO2R、CH2=CHCH2
(H)(X)−C65、CH2=CH(CH22
(H)(X)−C65、CH2=CH(CH23
(H)(X)−C65、 (上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ
素、Rは炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、ア
ラルキル基) 等を挙げることができる。
【0040】アルケニル基を有するハロゲン化スルホニ
ル化合物の具体例を挙げるならば、 o−,m−,p−CH2=CH−(CH2n−C64
SO2X、o−,m−,p−CH2=CH−(CH2n
O−C64−SO2X、 (上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ
素、nは0〜20の整数) 等である。
【0041】アルケニル基を有する有機ハロゲン化物、
またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周期律表
第8族、9族、10族、または11族元素を中心金属と
する金属錯体を触媒として用いる重合方法によって(メ
タ)アクリル系のモノマーを重合すると、片末端にアル
ケニル基を有し、他の末端には式1で示される構造を有
する(メタ)アクリル系重合体が得られる。式1のハロ
ゲン含有末端を、アルケニル基含有置換基に変換すれ
ば、両末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系
重合体が得られる。そのような変換方法としては特に制
限はなく、これまでに述べた方法をすべて用いることが
可能である。
【0042】アルケニル基を有する有機ハロゲン化物、
またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤として用い
ると、片末端がアルケニル基、他の末端が式1で示され
るハロゲン末端である重合体が得られるが、この重合体
の式1のハロゲンを置換できる、同一または異なった官
能基を合計2個以上有する化合物を用いて、ハロゲン末
端どうしをカップリングさせることによっても、末端に
アルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体を得る
ことができる。
【0043】式1で示される末端ハロゲンを置換でき
る、同一または異なった官能基を合計2個以上有するも
のとしては特に制限はないが、ポリオール、ポリアミ
ン、ポリカルボン酸、ポリチオール、およびそれらの
塩、アルカリ金属硫化物等が好ましい。これらの化合物
を具体的に例示するならば、エチレングリコール、1,
2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2
−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチ
ル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオー
ル、2,3−ブタンジオール、ピナコール、1,5−ペ
ンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−
ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7
−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,
9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,
12−ドデカンジオール、1,2−シクロペンタンジオ
ール、1,3−シクロペンタンジオール、1,2−シク
ロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオー
ル、1,4−シクロヘキサンジオール、グリセロール、
1,2,4−ブタントリオール、カテコール、レゾルシ
ノール、ヒドロキノン、1,2−ジヒドロキシナフタレ
ン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒド
ロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、
2,2’−ビフェノール、4,4’−ビフェノール、ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、4,4’−イソ
プロピリデンフェノール、3,3’−(エチレンジオキ
シ)ジフェノール、α,α’−ジヒドロキシ−p−キシ
レン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)
エタン、ピロガロール、1,2,4−ベンゼントリオー
ル、および、上記ポリオール化合物のアルカリ金属塩、
エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,2
−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,2
−ジアミノ−2−メチルプロパン、1,5−ジアミノペ
ンタン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミ
ン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジア
ミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ジアミノノ
ナン、1,10−ジアミノデカン、1,12−ジアミノ
ドデカン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルア
ミン)、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジ
アミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサ
ン、1,2−フェニレンジアミン、1,3−フェニレン
ジアミン、1,4−フェニレンジアミン、α,α’−ジ
アミノ−p−キシレン、および上記ポリアミン化合物の
アルカリ金属塩、シュウ酸、マロン酸、メチルマロン
酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、グ
ルタル酸、アジピン酸、1,7−ヘプタンジカルボン
酸、1,8−オクタンジカルボン酸、1,9−ノナンジ
カルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11
−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカル
ボン酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,2
−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサ
ンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン
酸、1,3,5−シクロヘキサントリカルボン酸、フタ
ル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,2,3−ベン
ゼントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラ
カルボン酸、および上記ポリカルボン酸のアルカリ金属
塩、1,2−エタンジチオール、1,3−プロパンジチ
オール、1,4−ブタンジチオール、2,3−ブタンジ
チオール、1,5−ペンタンジチオール、1,6−ヘキ
サンジチオール、1,7−ヘプタンジチオール、1,8
−オクタンジチオール、1,9−ノナンジチオール、2
−メルカプトエチルエーテル、p−キシレン−α,α’
−ジチオール、1,2−ベンゼンジチオール、1,3−
ベンゼンジチオール、1,4−ベンゼンジチオール、お
よび、上記ポリチオール化合物のアルカリ金属塩、硫化
リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、等である。
【0044】上記のポリオール、ポリアミン、ポリカル
ボン酸、ポリチオールを用いる際は、置換反応を促進さ
せるために、塩基性化合物が併用され、その具体例とし
ては、リチウム、ナトリウム、カリウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、ナトリウムメ
トキシド、カリウムメトキシド、tert−ブトキシナ
トリウム、tert−ブトキシカリウム、水素化ナトリ
ウム、水素化カリウム等が挙げられる。
【0045】上記の各種の方法で得られる、末端にアル
ケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、これを
主剤とする硬化性組成物にすることができる。この硬化
性組成物は、(A)上記のいずれかの方法により得られ
る、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重
合体、および(B)ヒドロシリル基含有化合物、を含有
する硬化性組成物である。
【0046】(A)成分の末端にアルケニル基を有する
(メタ)アクリル系重合体は単独で用いても、また、2
種類以上を混合して用いても良い。(A)成分の分子量
としては特に制限はないが、500〜50000の範囲
にあるのが好ましい。500以下であると、(メタ)ア
クリル系重合体の本来の特性が発現されにくく、500
00以上であると、非常に高粘度あるいは溶解性が低く
なり、取り扱いが困難になる。
【0047】(B)成分のヒドロシリル基含有化合物と
しては特に制限はなく、各種のものを用いることができ
る。すなわち、一般式9または10で表される鎖状ポリ
シロキサン R18 3SiO−[Si(R182O]a−[Si(H)(R19)O]b−[Si(R 19 )(R20)O]c−SiR18 3 (9) HR18 2SiO−[Si(R182O]a−[Si(H)(R19)O]b−[Si( R19)(R20)O]c−SiR18 2H (10) (式中R18およびR19は炭素数1〜6のアルキル基、ま
たは、フェニル基、R20は炭素数1〜10のアルキル基
またはアラルキル基、aは0≦a≦100、bは2≦b
≦100、cは0≦c≦100の整数を示す)、一般式
11で表される環状シロキサン
【0048】
【化3】
【0049】(式中R21およびR22は炭素数1〜6のア
ルキル基、または、フェニル基、R23は炭素数1〜10
のアルキル基またはアラルキル基、dは0≦d≦8、e
は2≦e≦10、fは0≦f≦8の整数を示し、かつ3
≦d+e+f≦10である)を用いることができる。こ
れらは単独で用いても2種以上を混合して用いてもかま
わない。これらのシロキサンの中でも(メタ)アクリル
系重合体との相溶性の観点から、フェニル基を有する、
一般式12、13で示される鎖状シロキサンや、一般式
14、15で示される環状シロキサンが好ましい。 (CH33SiO−[Si(H)(CH3)O]g−[Si(C652O]h−S i(CH33 (12) (CH33SiO−[Si(H)(CH3)O]g−[Si(CH3){CH2C( H)(R24)C65}O]h−Si(CH33 (13) (式中、R24は水素またはメチル基、gは2≦g≦10
0、hは0≦h≦100の整数、C65はフェニル基を
示す)
【0050】
【化4】
【0051】(式中、R24は水素、またはメチル基、i
は2≦i≦10、jは0≦j≦8、かつ3≦i+j≦1
0である整数、C65はフェニル基) (B)成分の少なくとも2個以上のヒドロシリル基を有
する硬化剤としてはさらに、分子中に2個以上のアルケ
ニル基を有する低分子化合物に対し、式9〜15に示し
たヒドロシリル基含有化合物を、反応後にも一部のヒド
ロシリル基が残るようにして付加反応させて得られる化
合物を用いることもできる。分子中に2個以上のアルケ
ニル基を有する化合物としては、各種のものを用いるこ
とができる。例示するならば、1,4−ペンタジエン、
1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,7
−オクタジエン、1,8−ノナジエン、1,9−デカジ
エン等の炭化水素系化合物、O,O’−ジアリルビスフ
ェノールA、3,3’−ジアリルビスフェノールA等の
エーテル系化合物、ジアリルフタレート、ジアリルイソ
フタレート、トリアリルトリメリテート、テトラアリル
ピロメリテート等のエステル系化合物、ジエチレングリ
コールジアリルカーボネート等のカーボネート系化合物
が挙げられる。
【0052】式9〜15に示した過剰量のヒドロシリル
基含有化合物に対し、ヒドロシリル化触媒の存在下、上
に挙げたアルケニル基含有化合物をゆっくり滴下するこ
とにより該化合物を得ることができる。このような化合
物のうち、原料の入手容易性、過剰に用いたシロキサン
の除去のしやすさ、さらには(A)成分の重合体への相
溶性を考慮して、下記のものが好ましい。
【0053】
【化5】
【0054】重合体(A)と硬化剤(B)は任意の割合
で混合することができるが、硬化性の面から、アルケニ
ル基とヒドロシリル基のモル比が5〜0.2の範囲にあ
ることが好ましく、さらに、2.5〜0.4であること
が特に好ましい。モル比が5以上になると硬化が不十分
でべとつきのある強度の小さい硬化物しか得られず、ま
た、0.2より小さいと、硬化後も硬化物中に活性なヒ
ドロシリル基が大量に残るので、クラック、ボイドが発
生し、均一で強度のある硬化物が得られない。
【0055】重合体(A)と硬化剤(B)との硬化反応
は、2成分を混合して加熱することにより進行するが、
反応をより迅速に進めるために、ヒドロシリル化触媒が
添加される。このようなヒドロシリル化触媒としては、
有機過酸化物やアゾ化合物等のラジカル開始剤、および
遷移金属触媒が挙げられる。ラジカル開始剤としては特
に制限はなく各種のものを用いることができる。例示す
るならば、ジ−t−ブチルペルオキシド、2,5−ジメ
チル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキ
シ)−3−ヘキシン、ジクミルペルオキシド、t−ブチ
ルクミルペルオキシド、α,α’−ビス(t−ブチルペ
ルオキシ)イソプロピルベンゼンのようなジアルキルペ
ルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、p−クロロベン
ゾイルペルオキシド、m−クロロベンゾイルペルオキシ
ド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロ
イルペルオキシドのようなジアシルペルオキシド、過安
息香酸−t−ブチルのような過酸エステル、過ジ炭酸ジ
イソプロピル、過ジ炭酸ジ−2−エチルヘキシルのよう
なペルオキシジカーボネート、1,1−ジ(t−ブチル
ペルオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチル
ペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン
のようなペルオキシケタール等が挙げられる。
【0056】また、遷移金属触媒としては、例えば、白
金単体、アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の担体
に白金固体を分散させたもの、塩化白金酸、塩化白金酸
とアルコール、アルデヒド、ケトン等との錯体、白金−
オレフィン錯体、白金(0)−ジビニルテトラメチルジ
シロキサン錯体が挙げられる。白金化合物以外の触媒の
例としては、RhCl(PPh33,RhCl3,Ru
Cl3,IrCl3,FeCl3,AlCl3,PdCl2
・H2O,NiCl2,TiCl4等が挙げられる。これ
らの触媒は単独で用いてもよく、2種類以上を併用して
もかまわない。触媒量としては特に制限はないが、
(A)成分のアルケニル基1molに対し、10-1〜1
-8molの範囲で用いるのが良く、好ましくは10-3
〜10-6molの範囲で用いるのがよい。10-8mol
より少ないと硬化が十分に進行しない。またヒドロシリ
ル化触媒は高価であるので10-1mol以上用いないの
が好ましい。
【0057】本発明の2成分(A)、(B)、および必
要に応じてヒドロシリル化触媒を混合し硬化させれば、
発泡等の現象を伴うことなく、深部硬化性に優れた均一
な硬化物が得られる。硬化条件については特に制限はな
いが、一般に0℃〜200℃、好ましくは30℃〜15
0℃で10秒〜24時間硬化するのがよい。特に80℃
〜150℃の高温では10秒〜1時間程度の短時間で硬
化するものも得られる。硬化物の性状は用いる(A)成
分の重合体および(B)成分の硬化剤の主鎖骨格や分子
量に依存するが、ゴム状のものから樹脂状のものまで幅
広く作成することができる。本組成物から得られる硬化
物の具体的な用途を挙げるならば、シーリング材、接着
剤、粘着材、弾性接着剤、塗料、粉体塗料、発泡体、電
気電子用ポッティング材、フィルム、ガスケット、各種
成形材料、人工大理石等である。
【0058】本発明の、末端に架橋性シリル基を有する
(メタ)アクリル系重合体は、末端にアルケニル基を有
する(メタ)アクリル系重合体の製造法と同様に、有機
ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開
始剤、周期律表第8族、9族、10族、または11族元
素を中心金属とする金属錯体を触媒として用いる重合方
法により得られる、一般式1で示す末端にハロゲンを有
する(メタ)アクリル系重合体のハロゲンを変換するこ
とによって得ることができる。
【0059】そのような変換方法として、有機ハロゲン
化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、周
期律表第8族、9族、10族、または11族元素を中心
金属とする金属錯体を触媒として用いる重合方法によっ
て一般式1に示す末端構造を有する(メタ)アクリル系
重合体を製造し、さらに、重合性のアルケニル基と架橋
性シリル基を併せ持つ化合物を第2のモノマーとして反
応させる方法が挙げられる。この方法は、末端にアルケ
ニル基を有する(メタ)アクリル系重合体の製造法にお
いて例示した方法と同じ原理に基づくものである。この
場合も、第2のモノマーは、第1の重合が終了して重合
体を単離してから、触媒とともに添加して、新たに反応
させてもよいし、重合の途中で(in−situ)添加
して反応させてもよい。後者の場合、第1の重合のモノ
マー転化率は高いほどよく、好ましくは80%以上であ
る。80%以下であると、架橋性シリル基が分子末端で
はなく、側鎖に分布し、硬化物の機械特性を損なうこと
になる。このような重合性のアルケニル基と架橋性シリ
ル基を有する化合物は全末端の数に対し、等量添加すれ
ば原理的にすべての末端に架橋性シリル基が導入される
が、全末端に架橋性基を確実に導入するためには、過剰
量、具体的には、末端の数に対し、1〜5倍用いるのが
よい。5倍以上用いると重合体の末端に高密度で架橋性
基が導入されることになり、硬化物物性上好ましくな
い。
【0060】このような、重合性のアルケニル基と架橋
性シリル基を併せ有する化合物としては特に制限はない
が、具体的に例示するならば、一般式6 H2C=C(R3)−R4−R5−[Si(R162-b(Y)bO]m−Si(R173 -a (Y)a (6) (式中、R3、R4およびR5は、一般式2におけるR3
4、R5に同じ、R16およびR17は、いずれも炭素数1
〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基、また
は(R’)3SiO−(R’は炭素数1〜20の1価の
炭化水素基であって、3個のR’は同一であってもよ
く、異なっていてもよい)で示されるトリオルガノシロ
キシ基を示し、R16またはR17が2個以上存在すると
き、それらは同一であってもよく、異なっていてもよ
い。Yは水酸基または加水分解性基を示し、Yが2個以
上存在するときそれらは同一であってもよく、異なって
いてもよい。aは0,1,2,または3を、また、bは
0,1,または2を示す。mは0〜19の整数である。
ただし、a+mb≧1であることを満足するものとす
る。)で示される化合物が挙げられる。R4が−C
(O)O−(エステル基)の場合は(メタ)アクリレー
ト系の化合物であり、R4がフェニレン基である場合は
スチレン系の化合物である。
【0061】上記Yで示される加水分解性基としては、
特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、
具体的には、水素、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシ
ルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、
酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニ
ルオキシ基等が挙げられ、加水分解性がマイルドで取り
扱いやすいという点から、アルコキシ基が特に好まし
い。該加水分解性基や水酸基は1個のケイ素原子に1〜
3個の範囲で結合することができ、a+mb、すなわ
ち、加水分解性基の総和は、1〜5の範囲が好ましい。
加水分解性基や水酸基が反応性ケイ素基中に2個以上結
合するときは、それらは同一であっても、異なっていて
もよい。架橋性ケイ素化合物を構成するケイ素原子は、
1個でもよく、2個以上であってもよいが、シロキサン
結合により連結されたケイ素原子の場合には20個程度
まであってもよい。
【0062】一般式6におけるR16やR17の具体例とし
ては、例えば、メチル基やエチル基などのアルキル基、
シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基な
どのアリール基、ベンジル基などのアラルキル基、R’
がメチル基やフェニル基等である(R’)3SiO−で
示されるトリオルガノシリル基等が挙げられる。これら
の中でも、加水分解性シリル基の反応性がマイルドで取
扱いやすく、また、入手が容易であるという点で、 H2C=C(H)CO2−(CH2n−Si(OC
33、H2C=C(H)CO2−(CH2n−Si(C
3)(OCH32、H2C=C(H)CO2−(CH2
n−Si(OC253、H2C=C(H)CO2−(CH
2n−Si(CH3)(OC252、H2C=C(H)
CO2−(CH2n−Si(OC373、H2C=C
(H)CO2−(CH2n−Si(CH3)(OC37
2、H2C=C(CH 3)CO2−(CH2n−Si(OC
33、H2C=C(CH3)CO2−(CH2n−Si
(CH3)(OCH32、H2C=C(CH3)CO2
(CH2n−Si(OC253、H2C=C(CH3
CO2−(CH2n−Si(CH3)(OC252、H2
C=C(CH3)CO2−(CH2n−Si(OC37
3、H2C=C(CH3)CO2−(CH2n−Si(CH
3)(OC372、 (上記の各式中、nは2〜20の整数) H2C=C(H)CO2−(CH2n−O−(CH2m
Si(OCH33、H2C=C(H)CO2−(CH2n
−O−(CH2m−Si(CH3)(OCH32、H2
=C(H)CO2−(CH2n−O−(CH2m−Si
(OC253、H2C=C(H)CO2−(CH2n
O−(CH2m−Si(CH3)(OC2 52、H2
=C(H)CO2−(CH2n−O−(CH2m−Si
(OC37 3、H2C=C(H)CO2−(CH2n
O−(CH2m−Si(CH3)(OC 372、H2
=C(CH3)CO2−(CH2n−O−(CH2m−S
i(OCH33、H2C=C(CH3)CO2−(CH2
n−O−(CH2m−Si(CH3)(OCH32、H2
C=C(CH3)CO2−(CH2n−O−(CH2m
Si(OC253、H2C=C(CH3)CO2−(CH
2n−O−(CH2m−Si(CH3)(OC252
2C=C(CH3)CO2−(CH2n−O−(CH2
m−Si(OC373、H2C=C(CH3)CO2
(CH2n−O−(CH2m−Si(CH3)(OC3
72、 (上記の各式中、nは1〜20の整数、mは2〜20の
整数) o−,m−,p−H2C=CH−C64−(CH2n
Si(OCH33、o−,m−,p−H2C=CH−C6
4−(CH2n−Si(CH3)(OCH32、o−,
m−,p−H2C=CH−C64−O−(CH2n−S
i(OCH33、o−,m−,p−H2C=CH−C6
4−O−(CH2n−Si(CH3)(OCH32 (但し、上記化学式中、C64はフェニレン基、nは2
〜20の整数。) が好ましい。
【0063】有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スル
ホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10
族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒
として用いる(メタ)アクリル系重合体の製造法におい
て、架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物を開始剤
として用いれば、片末端に架橋性シリル基を有し、他の
末端が式1の構造を有する(メタ)アクリル系重合体が
得られる。このようにして得られる重合体の停止末端の
ハロゲンを架橋性シリル基含有置換基に変換すれば、両
末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合
体を得ることができる。その変換方法としては、既に記
載した方法を使用することができる。
【0064】架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物
としては特に制限はないが、例えば一般式7に示す構造
を有するものが例示される。 R1112C(X)−R13−R14−C(H)(R1)CH2−[Si(R162-b( Y)bO]m−Si(R173-a(Y)a (7) (式中、R1、R11、R12、R13、R14、R16、R17
a、b、m、X、Yは上記に同じ) 式7の化合物を具体的に例示するならば、 XCH2C(O)O(CH2nSi(OCH33、CH3
C(H)(X)C(O)O(CH2nSi(OC
33、(CH32C(X)C(O)O(CH2nSi
(OCH33、XCH2C(O)O(CH2nSi(C
3)(OCH32、CH 3C(H)(X)C(O)O
(CH2nSi(CH3)(OCH32、(CH32
(X)C(O)O(CH2nSi(CH3)(OCH3
2、 (上記の各式において、Xは塩素、臭素、ヨウ素、nは
0〜20の整数、) XCH2C(O)O(CH2nO(CH2mSi(OC
33、H3CC(H)(X)C(O)O(CH2n
(CH2mSi(OCH33、(H3C)2C(X)C
(O)O(CH2nO(CH2mSi(OCH33、C
3CH2C(H)(X)C(O)O(CH2nO(CH
2mSi(OCH33、XCH2C(O)O(CH2n
O(CH2mSi(CH3)(OCH32、H3CC
(H)(X)C(O)O(CH2nO(CH2m−Si
(CH3)(OCH32、(H3C)2C(X)C(O)
O(CH2nO(CH2m−Si(CH3)(OCH3
2、CH3CH 2C(H)(X)C(O)O(CH2n
(CH2m−Si(CH3)(OCH32、 (上記の各式において、Xは塩素、臭素、ヨウ素、nは
1〜20の整数、mは0〜20の整数) o,m,p−XCH2−C64−(CH22Si(OC
33、o,m,p−CH3C(H)(X)−C64
(CH22Si(OCH33、o,m,p−CH3CH2
C(H)(X)−C64−(CH22Si(OC
33、o,m,p−XCH2−C64−(CH23
i(OCH33、 o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−(CH2
3Si(OCH33、o,m,p−CH3CH2C(H)
(X)−C64−(CH23Si(OCH33、o,
m,p−XCH2−C64−(CH22−O−(CH2
3Si(OCH33、o,m,p−CH3C(H)(X)
−C64−(CH22−O−(CH23Si(OC
33、o,m,p−CH3CH2C(H)(X)−C6
4−(CH22−O−(CH23Si(OCH33
o,m,p−XCH2−C64−O−(CH23Si
(OCH33、o,m,p−CH3C(H)(X)−C6
4−O−(CH23Si(OCH33、o,m,p−
CH3CH2C(H)(X)−C64−O−(CH23
Si(OCH33、o,m,p−XCH2−C64−O
−(CH22−O−(CH23−Si(OCH33
o,m,p−CH3C(H)(X)−C64−O−(C
22−O−(CH23Si(OCH33、o,m,p
−CH3CH2C(H)(X)−C64−O−(CH22
−O−(CH23Si(OCH33、 (上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ
素) 等が挙げられる。
【0065】架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物
としてはさらに、一般式8で示される構造を有するもの
が例示される。 (R173-a(Y)aSi−[OSi(R162-b(Y)bm−CH2−C(H)( R1)−R14−C(R11)(X)−R15−R12 (8) (式中、R1、R11、R12、R14、R15、R16、R17
a、b、m、X、Yは上記に同じ) このような化合物を具体的に例示するならば、 (CH3O)3SiCH2CH2C(H)(X)C65
(CH3O)2(CH3)SiCH2CH2C(H)(X)
65、(CH3O)3Si(CH22C(H)(X)−
CO2R、(CH3O)2(CH3)Si(CH22
(H)(X)−CO2R、(CH3O)3Si(CH23
C(H)(X)−CO2R、(CH3O)2(CH3)Si
(CH23C(H)(X)−CO2R、(CH3O)3
i(CH24C(H)(X)−CO2R、(CH3O)2
(CH3)Si(CH24C(H)(X)−CO2R、
(CH3O)3Si(CH29C(H)(X)−CO
2R、(CH3O)2(CH3)Si(CH29C(H)
(X)−CO2R、(CH3O)3Si(CH23
(H)(X)−C65、(CH3O)2(CH3)Si
(CH23C(H)(X)−C65、(CH3O)3Si
(CH24C(H)(X)−C65、(CH3O)2(C
3)Si(CH24C(H)(X)−C65、 (上記の各式において、Xは塩素、臭素、またはヨウ
素、Rは炭素数1〜20のアルキル基、アリール基、ア
ラルキル基) 等が挙げられる。
【0066】架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化物
を開始剤として用いると、片末端が架橋性シリル基、他
の末端が式1で示されるハロゲン末端である重合体が得
られるが、この重合体の式1のハロゲンを置換できる、
同一または異なった官能基を合計2個以上有する化合物
を用いて、ハロゲン末端どうしをカップリングさせるこ
とによっても、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)
アクリル系重合体を得ることができる。この方法は、末
端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体の
製造法において説明した方法と同じ原理に基づくもので
あり、既に例示した、式1のハロゲンを置換できる官能
基を2個以上有する化合物をすべて用いることができ
る。
【0067】末端に架橋性シリル基を有する(メタ)ア
クリル系重合体の製造法としては、この他に、末端にア
ルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体に、架橋
性基を有するヒドロシラン化合物を付加させる方法が挙
げられる。末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリ
ル系重合体としては、既に説明した方法により得られる
ものをすべて好適に用いることができる。
【0068】ヒドロシラン化合物としては特に制限はな
いが、代表的なものを示すと、一般式16 H−[Si(R162-b(Y)bO]m−Si(R173-a(Y)a (16) (式中、R16、R17、Y、a、bは、一般式6における
それらと同じである。)で表される化合物が例示され
る。
【0069】上記Yで示される加水分解性基、およびR
16、R17の具体例としては、既に一般式6の説明で例示
したものと同様なものが挙げられる。これらヒドロシラ
ン化合物の中でも、特に一般式17 H−Si(R173-a(Y)a (17) (式中、R17、Y、aは前記と同じ。)で表される架橋
性基を有するヒドロシラン化合物が、入手容易な点から
好ましい。一般式16または17で示される架橋性基を
有するヒドロシラン化合物の具体例としては、 HSiCl3、HSi(CH3)Cl2、HSi(CH3
2Cl、HSi(OCH33、HSi(CH3)(OCH
32、HSi(CH32OCH3、HSi(OC
253、HSi(CH3)(OC252、HSi(C
32OC25、HSi(OC373、HSi(C2
5)(OCH32、HSi(C252OCH3、HSi
(C65)(OCH32、HSi(C652(OC
3)、HSi(CH3)(OC(O)CH32、HSi
(CH32O−[Si(CH32O]2−Si(CH3
(OCH32、HSi(CH3)[O−N=C(CH3
22 (但し、上記化学式中、C65はフェニル基を示す) 等が挙げられる。
【0070】このような架橋性シリル基を有するヒドロ
シラン化合物を、末端にアルケニル基を有する(メタ)
アクリル系重合体に付加させる際には、ヒドロシリル化
触媒が使用され、既に述べたものをすべて用いることが
できる。上記のようにして得られた、末端に架橋性シリ
ル基を有する(メタ)アクリル系重合体は、これを主成
分とする硬化性組成物にすることができる。
【0071】主成分である(メタ)アクリル系重合体
は、単独で用いても、また、2種類以上を混合して用い
てもよい。また、その分子量については特に制限はない
が、500〜50000の範囲にあるのが好ましい。分
子量が500以下であると、(メタ)アクリル系重合体
の本来の特性が発現されにくく、また、50000以上
であると、ハンドリングが困難になる。
【0072】末端に加水分解性シリル基を有する(メ
タ)アクリル系重合体は水分と接触すると架橋反応によ
り3次元化して硬化する。加水分解速度は温度、湿度、
加水分解性基の種類により変化するので、使用条件に応
じて適切な加水分解性基を選択しなければならない。ま
た、加水分解性シリル基を末端に有する(メタ)アクリ
ル系重合体は、保存時には水分との接触を可能な限り断
つ必要がある。
【0073】硬化反応を促進するために硬化触媒を添加
してもよい。触媒としては、アルキルチタン酸塩、有機
ケイ素チタン酸塩、オクチル酸錫やジブチル錫ジラウレ
ートのようなカルボン酸の金属塩、ジブチルアミン−2
−エチルヘキソエート等のアミン塩、ならびに他の酸性
触媒および塩基性触媒を使用しうる。使用量としては特
に制限はないが、末端に架橋性シリル基を有する(メ
タ)アクリル系重合体に対し、0.01〜5重量%用い
るのが好ましい。
【0074】主成分である末端に架橋性シリル基を有す
る(メタ)アクリル系重合体に、必要に応じて縮合触媒
を混合し硬化させれば、均一な硬化物を得ることができ
る。硬化条件としては特に制限はないが、一般に0〜1
00℃、好ましくは10〜50℃で1時間〜1週間程度
である。硬化物の性状は用いる重合体の主鎖骨格や分子
量に依存するが、ゴム状のものから樹脂状のものまで幅
広く作成することができる。
【0075】上記の組成物より得られる硬化物の具体的
な用途を挙げるならば、シーリング材、接着剤、粘着
材、弾性接着剤、塗料、粉体塗料、発泡体、電気電子用
ポッティング材、フィルム、成形材料、人工大理石等で
ある。
【0076】
【実施例】以下に、この発明の具体的な実施例を示す
が、この発明は、下記実施例に限定されるものではな
い。
【0077】
【製造例1】 (2−アリロキシエチルメタクリレートの合成)撹拌
機、温度計、還流冷却管、ディーンスターク管を取り付
けた三つ口フラスコに、メタクリル酸(137.7g、
1.6mol)、エチレングリコールモノアリルエーテ
ル(80.7g、0.8mol)、p−トルエンスルホ
ン酸(0.76g、4.0mmol)、およびトルエン
(650mL)を仕込んだ。120℃で5時間反応させ
た後、p−トルエンスルホン酸を0.12g追加し、さ
らに同じ温度で6時間反応させ、p−トルエンスルホン
酸を0.1g追加した。同じ温度でさらに9時間反応さ
せて反応を終了した。この間、液体クロマトグラフィー
でメタクリル酸とエチレングリコールモノアリルエーテ
ルを追跡し、転化率は最終的に98%に達した。NaH
CO3水溶液を加えて中和し、2層を分離した。水層を
トルエンで1回抽出し、有機層をCaCl2で乾燥した
後、揮発分を減圧下留去した。粗生成物を減圧蒸留する
(60℃、2mmHg)ことにより、下式に示す2−ア
リロキシエチルメタクリレートを98.7g得た(収率
73%)。 H2C=C(CH3)CO2(CH22OCH2CH=CH2
【0078】
【実施例1】30mLの耐圧ガラス反応容器に、アクリ
ル酸ブチル(2.5mL、2.24g、17.45mm
ol)、α,α’−ジブロモ−p−キシレン(92.5
mg、0.35mmol)、臭化第一銅(50mg、
0.35mmol)、2,2’−ビピリジル(163m
g、1.05mmol)、および酢酸エチル(2m
L)、アセトニトリル(0.5mL)を仕込み、窒素ガ
スを10分間吹き込んで溶存酸素を除去した後、封管し
た。混合物を130℃に加熱し、1時間反応させた。室
温に冷却した後、製造例1で得られたアリロキシエチル
メタクリレート(600mg、3.5mmol)を窒素
ガス雰囲気下で添加して封管した。混合物を80℃に加
熱し、1時間反応させた。混合物を酢酸エチル(20m
L)で希釈し、生成した不溶固体をろ過した後、濾液を
希塩酸で2回、ブラインで1回洗浄した。有機層をNa
2SO4で乾燥し、揮発分を減圧下留去し、下式に示す両
末端にアルケニル基を有するポリアクリル酸ブチルを
1.97g得た(重合収率88%)。重合体の数平均分
子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により670
0、分子量分布は1.60であった。また、オリゴマー
1分子当たりに導入されたアルケニル基は、1HNMR
分析より、5.4個であった。
【0079】
【化6】
【0080】
【実施例2】実施例1において、アクリル酸ブチルのか
わりにアクリル酸メチルを使用する以外は全く同様にし
て、下式の構造を有する両末端にアルケニル基を有する
ポリアクリル酸メチルを得た(収率93%)。重合体の
数平均分子量はGPC測定により(ポリスチレン換算)
により7900、分子量分布は2.0であった。また、
オリゴマー1分子当たりに導入されたアルケニル基は、
1H NMR分析より平均3.3個であった。
【0081】
【化7】
【0082】
【実施例3】50mLの耐圧ガラス反応容器に、アクリ
ル酸ブチル(10mL、8.94g、69.8mmo
l)、α,α’−ジブロモ−p−キシレン(370m
g、1.4mmol)、臭化第一銅(200mg、1.
4mmol)、2,2’−ビピリジル(433mg、
2.8mmol)、およびメチルイソブチルケトン(1
0mL)を仕込み、窒素ガスを10分間吹き込んで溶存
酸素を除去した後、封管した。混合物を130℃に加熱
し、20分反応させた。室温に冷却した後、混合物を酢
酸エチル(20mL)で希釈し、生成した不溶固体をろ
過した後、濾液を希塩酸で2回、ブラインで1回洗浄し
た。有機層をNa2SO4で乾燥し、揮発分を減圧下留去
し、両末端に臭素を有するポリ(アクリル酸ブチル)を
5.21g得た(58%)。重合体の数平均分子量はG
PC測定(ポリスチレン換算)により3700、分子量
分布は1.41であった。
【0083】次に、30mLの耐圧反応管に、上記のよ
うにして得られたポリ(アクリル酸ブチル)(2.0
g)、p−ジビニルベンゼン(281mg、2.16m
mol)、臭化第一銅(77mg、0.54mmo
l)、2,2’−ビピリジル(167mg、1.08m
mol)、およびメチルイソブチルケトン(4mL)を
仕込み、窒素ガスを10分間吹き込んで溶存酸素を除去
した後、封管した。混合物を130℃に加熱し、30分
反応させた。室温に冷却した後、混合物を酢酸エチル
(10mL)で希釈し、生成した不溶固体をろ過した
後、濾液を希塩酸で2回、ブラインで1回洗浄した。有
機層をNa2SO4で乾燥し、揮発分を減圧下留去し、下
式に示す両末端にアルケニル基を有するポリ(アクリル
酸ブチル)を2.11g得た。重合体の数平均分子量は
GPC測定(ポリスチレン換算)により7300、分子
量分布は2.47であった。また、オリゴマー1分子当
たりに導入されたアルケニル基は、1H NMR分析よ
り、2.1個であった。
【0084】
【化8】
【0085】
【実施例4】30mLの耐圧ガラス反応容器に、アクリ
ル酸ブチル(5mL、4.47g、34.9mmo
l)、α,α’−ジブロモ−p−キシレン(180m
g、0.69mmol)、臭化第一銅(98mg、0.
69mmol)、2,2’−ビピリジル(319g、
2.06mmol)、および酢酸エチル(4mL)、ア
セトニトリル(1ml)を仕込み、窒素ガスを10分間
吹き込んで溶存酸素を除去した後、封管した。混合物を
130℃に加熱し、1時間反応させた。混合物を冷却
後、窒素雰囲気下でアリルトリブチル錫(0.51m
L、1.64mmol)を添加し、100℃で1時間反
応させた。混合物を酢酸エチル(20mL)で希釈し、
生成した不溶固体をろ過した後、濾液を希塩酸で2回、
ブラインで1回洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥
し、揮発分を減圧下留去し、下式に示す両末端にアルケ
ニル基を有するポリアクリル酸ブチルとブロモトリブチ
ル錫の混合物を得た(収量4.48g)。重合体の数平
均分子量はGPC測定により(ポリスチレン換算)によ
り7700、分子量分布は1.33であった。また、オ
リゴマー1分子当たりに導入されたアルケニル基は、1
H NMR分析より、1.6個であった。
【0086】
【化9】
【0087】
【実施例5】30mLの耐圧ガラス反応器に、アクリル
酸メチル(5mL、4.78g、55.6mmol)、
α,α’−ジブロモ−p−キシレン(292mg、1.
11mmol)、臭化第一銅(159mg、1.11m
mol)、2,2’−ビピリジル(518mg、3.3
mmol)、および酢酸エチル(4mL)、アセトニト
リル(1mL)を仕込み、真空脱揮を2回行って溶存酸
素を除去した後、封管した。混合物を130℃に加熱
し、2.7時間反応させた。室温に冷却した後、アリル
トリブチル錫(0.82mL、2.66mmol)を添
加し、80℃で6時間反応させた。混合物を酢酸エチル
(20mL)で希釈し、生成した不溶固体をろ過した
後、濾液を希塩酸で2回、ブラインで1回洗浄した。有
機層をNa2SO4で乾燥し、揮発分を減圧下留去した。
粗生成物を少量のアセトンに溶かし、ヘキサンで再沈殿
を2回行い、下式に示す両末端にアルケニル基を有する
ポリアクリル酸メチルを得た(収量2.80g)。重合
体の数平均分子量はGPC測定により(ポリスチレン換
算)により7000、分子量分布は1.26であった。
また、オリゴマー1分子当たりに導入されたアルケニル
基は、1H NMR分析より、1.7個であった。
【0088】
【化10】
【0089】
【製造例2】 (アルケニル基を有する有機ハロゲン化物の製造1)5
0mLの2口フラスコを窒素置換し、2−アリルオキシ
エタノール(2.5mL、23.4mmol)、ピリジ
ン(3mL)、およびTHF(10mL)を仕込んだ。
溶液を0℃に冷却し、2−ブロモプロピオン酸クロライ
ド(2mL、19.52mmol)をゆっくり滴下し
た。そのままの温度で1時間撹拌を続けた後、酢酸エチ
ル(10mL)を加え、生成したピリジンの塩酸塩を濾
過により除去した。濾液を希塩酸(10mL)、NaH
CO3水溶液(10mL)、さらにブライン(10m
L)で洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥し、揮発分
を減圧化留去した。得られた粗生成物を減圧蒸留するこ
とにより、下式に示すアリルオキシエチル−2−ブロモ
プロピオネートを得た。(78.5〜81℃(1.3m
mHg)、2.986g)。
【0090】CH3C(H)(Br)C(O)O−CH2
CH2−O−CH2CH=CH2
【0091】
【製造例3】 (アルケニル基を有する有機ハロゲン化物の製造2)5
0mLの2口フラスコを窒素置換し、5−ヘキセン−1
−オール(2.81mL、23.4mmol)、ピリジ
ン(3mL)、およびTHF(10mL)を仕込んだ。
溶液を0℃に冷却し、2−ブロモプロピオン酸クロライ
ド(2mL、19.52mmol)をゆっくり滴下し
た。そのままの温度で1時間撹拌を続けた後、酢酸エチ
ル(10mL)を加え、生成したピリジンの塩酸塩を濾
過により除去した。濾液を希塩酸(10mL)、NaH
CO3水溶液(10mL)、さらにブライン(10m
L)で洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥し、揮発分
を減圧化留去した。得られた粗生成物を減圧蒸留するこ
とにより、下式に示すヘキセニル−2−ブロモプロピオ
ネートを得た。(82〜83℃(2.3mmHg)、
3.101g)。 CH3C(H)(Br)C(O)O−(CH24−CH=CH2
【0092】
【実施例6】30mLの耐圧ガラス反応容器に、アクリ
ル酸ブチル(2.5mL、2.24g、17.45mm
ol)、製造例2で得られたアルケニル基を有する開始
剤(165mg、0.698mmol)、臭化第一銅
(100mg、0.698mmol)、2,2’−ビピ
リジル(218mg、1.40mmol)、アセトニト
リル(0.5mL)、酢酸エチル(2mL)を仕込み、
窒素ガスを10分間吹き込んで溶存酸素を除去した後、
封管した。混合物を130℃に加熱し、50分反応させ
た。室温に冷却した後、混合物を酢酸エチル(20m
L)で希釈し、生成した不溶固体をろ過した後、濾液を
希塩酸で2回、ブラインで1回洗浄した。有機層をNa
2SO4で乾燥し、揮発分を減圧下留去して、片末端にア
ルケニル基、他の末端には臭素を有するポリ(アクリル
酸ブチル)を1.90g得た(79%)。重合体の数平
均分子量はGPC測定により(ポリスチレン換算)によ
り3600、分子量分布は1.51であった。また、オ
リゴマー1分子当たりに導入されたアルケニル基は、1
H NMR分析より、0.75個であった。
【0093】次に、撹拌子、還流冷却管を備えた50m
Lの3つ口フラスコに、上記のようにして得られた重合
体(1.90g)、Na2S・9H2O(70.2mg、
0.293mmol)、およびエタノール(3mL)を
仕込み、還流温度で3時間撹拌した。室温に冷却した
後、酢酸エチル(10mL)、希塩酸(10mL)を加
え、2層を分離した。有機層を希塩酸とブラインで洗浄
し、Na2SO4で乾燥した後、揮発分を減圧下留去する
ことにより、下式に示す両末端にアルケニル基を有する
ポリ(アクリル酸)ブチルを1.69g得た。重合体の
数平均分子量はGPC測定により(ポリスチレン換算)
により5100、分子量分布は1.73であった。
【0094】
【化11】
【0095】
【実施例7】30mLの耐圧ガラス反応容器に、アクリ
ル酸メチル(5mL、4.78g、55.5mmo
l)、2−メチル−2−ブロモプロピオン酸アリル
(0.354mL、460mg、2.22mmol)、
臭化第一銅(318mg、2.22mmolmmo
l)、2,2’−ビピリジル(1.04g、6.66m
mol)、アセトニトリル(1mL)、酢酸エチル(4
mL)を仕込み、真空脱気を3回行って溶存酸素を除去
した後、封管した。混合物を80℃に加熱し、3時間反
応させた。室温に冷却した後、混合物を酢酸エチル(2
0mL)で希釈し、生成した不溶固体をろ過した後、濾
液を希塩酸で2回、ブラインで1回洗浄した。有機層を
Na2SO4で乾燥し、揮発分を減圧下留去して、片末端
にアルケニル基、他の末端には臭素を有するポリ(アク
リル酸ブチル)を3.93g得た(75%)。重合体の
数平均分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)により
2700、分子量分布は1.48であった。また、オリ
ゴマー1分子当たりに導入されたアルケニル基は、1
NMR分析より、0.81個であった。
【0096】次に、撹拌子、還流冷却管を備えた50m
Lの3つ口フラスコに、上記のようにして得られた重合
体(1.17g)、Na2S・9H2O(57.6mg、
0.240mmol)、およびエタノール(2mL)を
仕込み、還流温度で3時間撹拌した。室温に冷却した
後、酢酸エチル(10mL)、希塩酸(10mL)を加
え、2層を分離した。有機層を希塩酸とブラインで洗浄
し、Na2SO4で乾燥した後、揮発分を減圧下留去する
ことにより、下式に示す両末端にアルケニル基を有する
ポリ(アクリル酸)ブチルを1.11g得た。重合体の
数平均分子量はGPC測定により(ポリスチレン換算)
により4200、分子量分布は1.71であった。
【0097】
【化12】
【0098】
【実施例8】100mLの耐圧ガラス反応容器に、アク
リル酸ブチル(10mL、8.94g、69.8mmo
l)、製造例2で得られたアルケニル基を有する開始剤
(332mg、1.40mmol)、臭化第一銅(20
0mg、1.40mmol)、2,2’−ビピリジル
(433mg、2.80mmol)、アセトニトリル
(2mL)、および酢酸エチル(8mL)を仕込み、窒
素ガスを10分間吹き込んで溶存酸素を除去した後、封
管した。混合物を130℃に加熱し、1.5時間反応さ
せた。室温に冷却した後、p−ジビニルベンゼン(36
4mg、2.80mmol)を窒素ガス雰囲気下で添加
して封管した。混合物を100℃に加熱し、2時間反応
させた。混合物を酢酸エチル(30mL)で希釈し、生
成した不溶固体をろ過した後、濾液を希塩酸で2回、ブ
ラインで1回洗浄した。有機層をNa 2SO4で乾燥し、
揮発分を減圧下留去し、下式に示す両末端にアルケニル
基を有するポリアクリル酸ブチルを6.43g得た(6
9%)。重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチ
レン換算)により3900、分子量分布は5.35であ
った。また、オリゴマー1分子当たりに導入されたアル
ケニル基は、1H NMR分析より、1.73個であっ
た。
【0099】
【化13】
【0100】
【実施例9〜14】硬化物の作成 実施例1、2、3、6、7、8で得られた両末端にアル
ケニル基を有する重合体をトルエンに溶解し、重合体と
等量の珪酸アルミ(協和化学製:キョーワード700P
EL)を添加して1時間撹拌し、重合体中の微量不純物
を除去した。次に、精製されたポリ(アクリル酸エステ
ル)と、下式に示す多価ハイドロジェンシリコン化合
物、および、0価白金の1,1,3,3−テトラメチル
−1,3−ジビニルジシロキサン錯体(8.3×10-8
mol/Lキシレン溶液)をよく混合した。多価ハイド
ロジェンシリコン化合物の使用量は、重合体のアルケニ
ル基とハイドロジェンシリコン化合物のヒドロシリル基
がモル比で1/1.2となる量、また、白金触媒の使用
量は、重合体のアルケニル基に対して、モル比で10-4
〜10-3当量とした。
【0101】このようにして得られた組成物の一部を1
30℃のホットプレート上にて硬化試験を行い、ゲル化
時間を測定した。また、残りの組成物を減圧下に脱気
し、型枠に流し込んで加熱硬化させ、ゴム状の硬化物を
得た。硬化物をトルエンに24時間浸漬し、前後の重量
変化からそのゲル分率を測定した。結果を表1に示し
た。
【0102】
【化14】
【0103】
【表1】
【0104】
【実施例15】30mLの耐圧ガラス反応容器に、アク
リル酸ブチル(5mL、4.47g、34.9mmo
l)、α,α’−ジブロモ−p−キシレン(185m
g、0.70mmol)、臭化第一銅(100mg、
0.70mmol)、2,2’−ビピリジル(1.09
g、7.0mmol)、およびアセトニトリル(5m
L)を仕込み、真空脱揮を3回行って溶存酸素を除去し
た後、封管した。混合物を130℃に加熱し、6時間反
応させた。混合物を酢酸エチル(mL)で希釈し、生成
した不溶固体をろ過した後、濾液を希塩酸で3回、ブラ
インで1回洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥し、揮
発分を減圧下留去し、両末端に臭素を有するポリ(アク
リル酸ブチル)を得た(3.04g、重合収率68
%)。重合体の数平均分子量はGPC測定(ポリスチレ
ン換算)により5200、分子量分布は1.17であっ
た。次に、30mLの耐圧反応管に、上で得られた両末
端に臭素を有するポリ(アクリル酸ブチル)(1g)、
トリメトキシシリルプロピルメタクリレート(285m
g、1.15mmol)、臭化第一銅(27.6mg、
0.193mmol)、2,2’−ビピリジル(300
mg、1.93mmol)、および酢酸エチル(3m
L)を仕込み、130℃で6時間反応させたところ、下
式に示す末端にトリメトキシシリル基を有するポリ(ア
クリル酸ブチル)を得た。
【0105】
【化15】
【0106】
【実施例16】30mLの耐圧ガラス反応容器に、アク
リル酸ブチル(5mL、4.47g、34.9mmo
l)、α,α’−ジブロモ−p−キシレン(185m
g、0.70mmol)、臭化第一銅(100mg、
0.70mmol)、2,2’−ビピリジル(217m
g、1.40mmol)、酢酸エチル(4mL)、およ
びアセトニトリル(1mL)を仕込み、窒素バブリング
を10分間行って溶存酸素を除去した後、封管した。混
合物を130℃に加熱し、2時間反応させた。混合物を
冷却した後、メチルジメトキシシリルプロピルメタクリ
レート(650mg、2.8mmol)を添加し、10
0℃で2時間反応させた。混合物を冷却後、酢酸エチル
(20mL)で希釈し、生成した不溶固体をろ過した
後、濾液を塩化アンモニウム水溶液で2回、ブラインで
1回洗浄した。有機層をNa2SO4で乾燥し、揮発分を
減圧下留去し、下式に示す両末端にメチルジメトキシシ
リル基を有するポリ(アクリル酸ブチル)を4.78g
得た(90%)。重合体の数平均分子量はGPC測定
(ポリスチレン換算)により7100、分子量分布は
1.74であった。また、1H NMR分析により、一
分子あたりに導入されたシリル基は3.2個であった。
【0107】
【化16】
【0108】次に、上記のようにして得られた両末端に
架橋性シリル基を有するポリ(アクリル酸ブチル)
(2.5g)と硬化触媒((株)日東化成製、U−22
0、75mg)をよく混合し、型枠に流し込んで、減圧
乾操器を用いて室温で脱泡した。室温に7日間放置する
ことにより、均一なゴム状硬化物が得られた。ゲル分率
は54%であった。
【0109】
【発明の効果】本発明によれば、これまで製造するのが
困難であった、末端にアルケニル基あるいは加水分解性
シリル基を高い比率で有する、(メタ)アクリル系重合
体を簡便に得ることができ、それらの官能基が確実に末
端に導入されているので、硬化特性の優れた硬化物を得
ることができる。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スル
    ホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10
    族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒
    として用いる重合方法によって得られる、一般式1で示
    す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲ
    ンをアルケニル基含有置換基に変換することを特徴とす
    る、末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重
    合体の製造方法。 −CH2−C(R1)(CO22)(X) (1) (式中、R1は水素またはメチル基、R2は炭素数が1〜
    20のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基、
    Xは塩素、臭素、またはヨウ素)
  2. 【請求項2】有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スル
    ホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10
    族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒
    として用いる重合方法によって一般式1で示す末端構造
    を有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、さらに、
    重合性のアルケニル基とそれ以外の少なくとも1つのア
    ルケニル基を併せ持つ化合物を反応させることを特徴と
    する、請求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】重合性のアルケニル基とそれ以外の少なく
    とも1つのアルケニル基を併せ持つ化合物が一般式2で
    示される化合物である請求項2記載の製造方法。 H2C=C(R3)−R4−R5−C(R6)=CH2 (2) (式中、R3、R6は水素またはメチル、R4は−C
    (O)O−(エステル基)、またはo−、m−、p−フ
    ェニレン基、R5は直接結合、または炭素数1〜20の
    2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでいても
    よい。)
  4. 【請求項4】一般式1で示す末端構造を有する(メタ)
    アクリル系重合体に、アルケニル基を有する有機金属化
    合物を反応させることを特徴とする請求項1記載の製造
    方法。
  5. 【請求項5】アルケニル基を有する有機金属化合物が一
    般式3で示される有機錫化合物であることを特徴とする
    請求項4記載の製造方法。 H2C=C(R7)C(R8)(R9)Sn(R103 (3) (式中、R7、R8、R9は水素、または炭素数1〜10
    のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基で互い
    に同じでも異なっていてもよい。R10は、炭素数1〜1
    0のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基)
  6. 【請求項6】開始剤である有機ハロゲン化物、またはハ
    ロゲン化スルホニル化合物が、アルケニル基を有するハ
    ロゲン化物であることを特徴とする請求項1〜5記載の
    製造方法。
  7. 【請求項7】アルケニル基を有するハロゲン化物が一般
    式4、または5で示される化合物である請求項6記載の
    製造方法。 R1112C(X)−R13−R14−C(R1)=CH2 (4) (式中、R1は水素、またはメチル基、R11、R12は水
    素、または、炭素数1〜20の1価のアルキル基、アリ
    ール基、またはアラルキル基、または他端において相互
    に連結したもの、R13は、−C(O)O−(エステル
    基)、−C(O)−(ケト基)、またはo−、m−、p
    −フェニレン基、R14は直接結合、または炭素数1〜2
    0の2価の有機基で1個以上のエーテル結合を含んでい
    ても良い、Xは塩素、臭素、またはヨウ素) H2C=C(R1)−R14−C(R11)(X)−R15−R12 (5) (式中、R1、R11、R12、R14、Xは上記に同じ、R
    15は、直接結合、−C(O)O−(エステル基)、−C
    (O)−(ケト基)、または、o−,m−,p−フェニ
    レン基)
  8. 【請求項8】請求項6または7の方法により、片末端に
    アルケニル基、他の末端に一般式1で示される構造を有
    する(メタ)アクリル系重合体を製造し、さらに一般式
    1のハロゲンを置換することのできる、同一または異な
    った官能基を合計2個以上有する化合物を用いて、ハロ
    ゲン末端どうしをカップリングすることを特徴とする、
    末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系重合体
    の製造方法。
  9. 【請求項9】一般式1のハロゲン末端どうしのカップリ
    ング反応を、ポリオール、ポリアミン、ポリカルボン
    酸、ポリチオール、およびそれらの塩、アルカリ金属硫
    化物からなる群より選ばれる化合物を用いて行うことを
    特徴とする請求項8記載の製造方法。
  10. 【請求項10】(A)請求項1〜9のいずれかの方法で
    得られる末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル
    系重合体、(B)ヒドロシリル基含有化合物、を含有す
    る硬化性組成物。
  11. 【請求項11】(A)成分の末端にアルケニル基を有す
    る(メタ)アクリル系重合体の分子量が500〜500
    00の範囲にある請求項10記載の硬化性組成物。
  12. 【請求項12】有機ハロゲン化物、またはハロゲン化ス
    ルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10
    族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒
    として用いる重合方法によって得られる、一般式1で示
    す末端構造を有する(メタ)アクリル系重合体のハロゲ
    ンを、架橋性シリル基含有置換基に変換することを特徴
    とする、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリ
    ル系重合体の製造方法。
  13. 【請求項13】有機ハロゲン化物、またはハロゲン化ス
    ルホニル化合物を開始剤、周期律表第8族、9族、10
    族、または11族元素を中心金属とする金属錯体を触媒
    として用いる重合方法によって一般式1で示す(メタ)
    アクリル系重合体を製造し、さらに、重合性のアルケニ
    ル基と架橋性シリル基を併せ持つ化合物を反応させるこ
    とを特徴とする、請求項12記載の製造方法。
  14. 【請求項14】重合性のアルケニル基と架橋性シリル基
    を併せ持つ化合物が、一般式6で示される化合物である
    請求項13記載の製造方法。 H2C=C(R3)−R4−R5−[Si(R162-b(Y)bO]m−Si(R173 -a (Y)a (6) (式中、R3、R4およびR5は、一般式2におけるR3
    4、R5に同じ、R16およびR17は、いずれも炭素数1
    〜20のアルキル基、アリール基、アラルキル基、また
    は(R’)3SiO−(R’は炭素数1〜20の1価の
    炭化水素基であって、3個のR’は同一であってもよ
    く、異なっていてもよい)で示されるトリオルガノシロ
    キシ基を示し、R16またはR17が2個以上存在すると
    き、それらは同一であってもよく、異なっていてもよ
    い。Yは水酸基または加水分解性基を示し、Yが2個以
    上存在するときそれらは同一であってもよく、異なって
    いてもよい。aは0,1,2,または3を、また、bは
    0,1,または2を示す。mは0〜19の整数である。
    ただし、a+mb≧1であることを満足するものとす
    る。)
  15. 【請求項15】開始剤である有機ハロゲン化物、または
    ハロゲン化スルホニル化合物が架橋性シリル基を有する
    ハロゲン化物である請求項12〜14記載の製造方法。
  16. 【請求項16】架橋性シリル基を有する有機ハロゲン化
    物が一般式7または8で示される化合物である請求項1
    5記載の製造方法。 R1112C(X)−R13−R14−C(H)(R1)CH2−[Si(R162-b( Y)bO]m−Si(R173-a(Y)a (7) (式中、R1、R11、R12、R13、R14、R16、R17
    a、b、m、X、Yは上記に同じ) (R173-a(Y)aSi−[OSi(R162-b(Y)bm−CH2−C(H)( R1)−R14−C(R11)(X)−R15−R12 (8) (式中、R1、R11、R12、R14、R15、R16、R17
    a、b、m、X、Yは上記に同じ)
  17. 【請求項17】請求項15または16の方法により、片
    末端に架橋性シリル基、他の末端に一般式1で示される
    構造を有する(メタ)アクリル系重合体を製造し、さら
    に一般式1のハロゲンを置換することのできる、同一ま
    たは異なった官能基を合計2個以上有する化合物を用い
    て、ハロゲン末端どうしをカップリングすることを特徴
    とする、末端に架橋性シリル基を有する(メタ)アクリ
    ル系重合体の製造方法。
  18. 【請求項18】一般式1のハロゲン末端どうしのカップ
    リング反応を、ポリオール、ポリアミン、ポリカルボン
    酸、ポリチオール、およびそれらの塩、アルカリ金属硫
    化物からなる群より選ばれる化合物を用いて行うことを
    特徴とする請求項17記載の製造方法。
  19. 【請求項19】請求項1〜9のいずれかの方法により得
    られる末端にアルケニル基を有する(メタ)アクリル系
    重合体に、架橋性シリル基を有するヒドロシランを付加
    させることを特徴とする、末端に架橋性シリル基を有す
    る(メタ)アクリル系重合体の製造方法。
  20. 【請求項20】請求項12〜19記載のいずれかの方法
    により得られる、末端に架橋性シリル基を有する(メ
    タ)アクリル系重合体を主成分とする硬化性組成物。
  21. 【請求項21】末端に架橋性シリル基を有する(メタ)
    アクリル系重合体の分子量が500〜50000の範囲
    にある請求項20記載の硬化性組成物。
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