JPWO2003085024A1 - 末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する有機重合体およびその製造方法 - Google Patents
末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する有機重合体およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2003085024A1 JPWO2003085024A1 JP2003582211A JP2003582211A JPWO2003085024A1 JP WO2003085024 A1 JPWO2003085024 A1 JP WO2003085024A1 JP 2003582211 A JP2003582211 A JP 2003582211A JP 2003582211 A JP2003582211 A JP 2003582211A JP WO2003085024 A1 JPWO2003085024 A1 JP WO2003085024A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- carbon atoms
- organic polymer
- polymer
- terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 0 CC1C(CC2(C)*C(CC3)*3C2)CC1 Chemical compound CC1C(CC2(C)*C(CC3)*3C2)CC1 0.000 description 3
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/32—Polymers modified by chemical after-treatment
- C08G65/329—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
- C08G65/336—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/42—Introducing metal atoms or metal-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
- C08G59/22—Di-epoxy compounds
- C08G59/30—Di-epoxy compounds containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen
- C08G59/306—Di-epoxy compounds containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
- C08G59/32—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
- C08G59/3254—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/04—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
- C08G65/06—Cyclic ethers having no atoms other than carbon and hydrogen outside the ring
- C08G65/16—Cyclic ethers having four or more ring atoms
- C08G65/18—Oxetanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
- C08G65/04—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
- C08G65/22—Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Polyethers (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
Abstract
Description
本発明は、新規な構造のエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を末端に有する重合体およびその製造法に関する。
背景技術
従来エポキシ基の良好な反応性から、エポキシ基を様々な重合体に導入したエポキシ基含有重合体が開発されている。しかし、エポキシ基を導入する際にオレフィンを過酸化物等によりエポキシ化する方法では、酸化等による重合体の劣化を伴ったり、重合体末端への選択的なエポキシ基の導入や多官能化が困難であるという問題があった。また製造法によっては副生成物の除去が必要である場合がある。特に上記の方法として、特開平3−56505号に記載の方法、およびそれから得られるエポキシ基含有重合体の構造では、上記のような酸化劣化等の懸念や、得られる重合体のエポキシ基周辺の立体的障害による反応性への懸念があった。このため、従来法によるエポキシ基含有重合体では、種々の用途に対し必ずしも十分に満足できる物性を示すに至っていなかった。
一方、各種の有機重合体は、それぞれに独特の特徴を有することが広く知られており、特に主鎖骨格がポリイソブチレン、水素添加ポリイソプレン、水素添加ポリブタジエン及びその共重合体からなる群から選ばれる飽和炭化水素系重合体は、高耐候性、高耐熱性、低気体透過性、優れた可とう性等の特徴を有している。一方、オキシアルキレン系重合体は、他の重合体との優れた相溶性、可とう性、更には優れた低温特性を有している。
また前記の飽和炭化水素系重合体やオキシアルキレン系重合体等の末端に加水分解性基、不飽和基、ヒドロシリル基等を導入した重合体は種々開発されているが、それらの硬化においては水分や加熱が必要であり、また貯蔵安定性の点でも問題を有している。
以上のことから、各種の有機重合体の末端に選択的にエポキシ基が導入された重合体への要求は高く、また、エポキシ基の導入に伴う重合体の劣化、あるいは副生成物の発生に基づく精製等の手間を必要としない容易な製造方法が望まれている。
発明の要約
本発明は、各種の有機重合体の末端に選択的にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基が導入された、末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する新規な有機重合体およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、特定のエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する重合体が優れた物性を有することを見い出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の第1は、末端が一般式(1)で表される構造を有する有機重合体に関する。
(式中、R1は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。R2は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基、炭素数1から20のアルコキシ基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。R1またはR2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。ここでR’は炭素数1から20の1価の炭化水素基であり3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい。Xはエポキシ基および/またはオキセタン基を含有する1価の有機基を示し、X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。mは0以上20以下の整数を示す。nは1、2または3の整数を示す。)
本発明の第2は、末端が一般式(2)で表される構造を有する有機重合体に関する。
(式中、R1、R2およびmは前記と同じ。R3は、水素、酸素及び窒素からなる群より選択される1種以上を構成原子として含有する炭素数1から20の2価の有機基を示す。)
本発明の第3は、末端が一般式(3)で表される構造を有する有機重合体に関する。
(式中、R1、R2およびmは前記と同じ。R4は、水素、酸素及び窒素からなる群より選択される1種以上を構成原子として含有する炭素数1から20の2価の有機基を示す。)
本発明の第4は、末端が一般式(4)で表される構造を有する有機重合体に関する。
(式中、R1、R2およびmは前記と同じ。R5は、水素、酸素及び窒素からなる群より選択される1種以上を構成原子として含有する炭素数1から20の2価の有機基を示す。)
本発明の第1の好ましい実施態様としては、少なくとも一つのXが下記式で表される構造である、前記に記載の有機重合体に関する。
また、本発明の第1の好ましい実施態様としては、少なくとも一つのXが下記式で表される構造である、前記に記載の有機重合体に関する。
好ましい実施態様としては、有機重合体の主鎖骨格が、ポリイソブチレン、水素添加ポリイソプレン、水素添加ポリブタジエン及びその共重合体からなる群から選ばれる飽和炭化水素系重合体であることを特徴とする、前記いずれかに記載の有機重合体に関する。
好ましい実施態様としては、有機重合体の主鎖骨格がオキシアルキレン系重合体であることを特徴とする、前記いずれかに記載の有機重合体に関する。
更に好ましい実施態様としては、末端に不飽和基を有する有機重合体と、エポキシ基および/またはオキセタン基を有するヒドロシラン化合物との付加反応により製造されることを特徴とする前記いずれかに記載の有機重合体に関する。また、末端に加水分解性シリル基を有する有機重合体と、1分子中に少なくとも1つ以上のエポキシ基および/またはオキセタン基および1つの水酸基を有する化合物との加水分解性基の交換反応により製造されることを特徴とする前記いずれかに記載の有機重合体に関する。
本発明の第5は、末端に不飽和基を有する有機重合体と、エポキシ基および/またはオキセタン基を有するヒドロシラン化合物の付加反応を行うことを特徴とする、前記いずれかに記載の有機重合体を製造する方法に関する。また、末端に加水分解性シリル基を有する有機重合体と、1分子中に少なくとも1つ以上のエポキシ基および/またはオキセタン基および1つの水酸基を有する化合物との加水分解性基の交換反応を行うことを特徴とする、前記いずれかに記載の有機重合体を製造する方法に関する。
以下に本発明を詳述する。
発明の詳細な開示
本発明の末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する有機重合体は、分子鎖末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有することにより優れた硬化性を発現するとともに、その骨格となる有機重合体主鎖の種類によって、その重合体独特の特性を発現することができる。上記有機重合体の主鎖骨格には特に限定はなく、例えば、一般的に知られているアクリル系重合体、ポリエステル系重合体、飽和炭化水素系重合体、オキシアルキレン系重合体等の有機重合体を使用することができる。
本発明における有機重合体の末端部分の構造は、以下の一般式(1)で示される。
ここでXは、エポキシ基および/またはオキセタン基を含有する1価の有機基である。Xは、エポキシ基および/またはオキセタン基を含有する有機基であれば特に限定されないが、水素原子、炭素原子及び酸素原子のほかに、窒素原子、ハロゲン原子等を有するものでもよい。上記エポキシ基および/またはオキセタン基のほかに、エーテル構造を有する有機基であってもよい。好ましくは炭素数1〜30の有機基であり、より好ましくは炭素数1〜20の有機基であり、さらに好ましくは炭素数1〜10の有機基である。X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。
R1は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。R2は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基、炭素数1から20のアルコキシ基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。反応性および入手の点から、炭素数1〜20のアルキル基またはフェニル基であることが好ましく、更には炭素数1〜6のアルキル基またはフェニル基であることがより好ましい。mは0以上20以下の整数、nは1、2または3の整数を示す。また、エポキシ基および/またはオキセタン基は、通常のエポキシ基および/またはオキセタン基、環式のエポキシ基および/またはオキセタン基等いずれもでもよい。
前記有機重合体の末端部分の構造は、エポキシ基の反応性の点から、一般式(2)で表される構造であることが好ましく、更には、一般式(3)あるいは一般式(4)で表される構造であることが、製造の容易さ、原料の入手性、反応性の点から、より好ましい。
ここで式中のR1、R2およびmは前記と同じであり、R3は、水素、酸素及び窒素からなる群より選択される1種以上を構成原子として含有する炭素数1から20、好ましくは1〜10の2価の有機基を示す。具体的には、R3は、炭化水素基であってもよいし、エーテル構造を有する有機基であってもよい。
ここで式中のR1、R2およびmは前記と同じであり、R4は、水素、酸素及び窒素からなる群より選択される1種以上を構成原子として含有する炭素数1から20、好ましくは1〜10の2価の有機基を示す。具体的には、R4は、炭化水素基であってもよいし、エーテル構造を有する有機基であってもよい。
ここで式中のR1、R2およびmは前記と同じであり、R5は、水素、酸素及び窒素からなる群より選択される1種以上を構成原子として含有する炭素数1から20、好ましくは1〜10の2価の有機基を示す。具体的には、R5は、炭化水素基であってもよいし、エーテル構造を有する有機基であってもよい。
本発明における有機重合体の主鎖骨格は、前記のごとく限定されるものではないが、主鎖骨格がポリイソブチレン、水素添加ポリイソプレン、水素添加ポリブタジエン及びその共重合体からなる群から選ばれる飽和炭化水素系重合体あるいはオキシアルキレン系重合体である場合、それから得られる硬化物がゴム状の弾性を示す特徴を有する。これらをビスフェノールAタイプなどのエポキシ樹脂と併用すると、耐候性、可とう性が付与され、特に飽和炭化水素系重合体の場合は低気体透過性等の効果も付与される。
前記飽和炭化水素系重合体は、芳香族環以外の炭素−炭素不飽和結合を実質的に含有しない重合体であり、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、水素添加ポリブタジエン、水素添加ポリイソプレンなどがあげられる。
本発明に用いる飽和炭化水素系重合体の主鎖骨格をなす重合体は、(1)エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレンなどのような炭素数1〜6のオレフィン系化合物を主成分として単独重合もしくは共重合させるか、(2)ブタジエン、イソプレンなどのようなジエン系化合物を単独重合もしくは共重合させ、あるいは、上記オレフィン系化合物とを共重合させた後、水素添加するなどの方法により得ることができる。中でも、イソブチレン系重合体や水添ポリブタジエン系重合体は、末端に官能基を導入しやすく、分子量を制御しやすく、また、末端官能基の数を多くすることができるので好ましい。さらに、イソブチレン系重合体は液状または流動性を有するので取り扱いやすく、主鎖に芳香族環以外の炭素−炭素不飽和結合を全く含まないため水添の必要が無く、耐候性に極めて優れているので特に好ましい。
イソブチレン系重合体は、単量体単位のすべてがイソブチレン単位から形成されていてもよいし、イソブチレンと共重合可能な単量体単位をイソブチレン系重合体中に、好ましくは50重量%以下、さらに好ましくは30重量%以下、とくに好ましくは10重量%以下の範囲で含有してもよい。
このような単量体成分としては、たとえば、炭素数4〜12のオレフィン、ビニルエーテル、芳香族ビニル化合物、ビニルシラン類、アリルシラン類などがあげられる。このような共重合体成分としては、たとえば1−ブテン、2−ブテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、ヘキセン、ビニルシクロヘキセン、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、スチレン、α−メチルスチレン、ジメチルスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、β−ピネン、インデン、ビニルトリクロロシラン、ビニルメチルジクロロシラン、ビニルジメチルクロロシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、ビニルトリメチルシラン、ジビニルジクロロシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジメチルシラン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、トリビニルメチルシラン、テトラビニルシラン、アリルトリクロロシラン、アリルメチルジクロロシラン、アリルジメチルクロロシラン、アリルジメチルメトキシシラン、アリルトリメチルシラン、ジアリルジクロロシラン、ジアリルジメトキシシラン、ジアリルジメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシランなどがあげられる。
水添ポリブタジエン系重合体や他の飽和炭化水素系重合体においても、上記イソブチレン系重合体の場合と同様に、主成分となる単量体単位の他に他の単量体単位を含有させてもよい。
飽和炭化水素系重合体、好ましくはイソブチレン系重合体または水添ポリブタジエン系重合体の数平均分子量は500〜50,000程度であるのが好ましく、とくに1,000〜20,000程度の液状ないし流動性を有するものが取扱いやすいなどの点から、好ましい。
前記オキシアルキレン系重合体の主鎖構造としては、−R6−O−で示される構造を繰り返し単位とする重合体であればよく、このとき、R6は炭素数1から20の2価の有機基であればよい。また、繰り返し単位の全てが同一である単独重合体であっても良く、2つ以上の種類の繰り返し単位を含む共重合体であっても良い。さらに、主鎖中に分岐構造を有していても良い。
R6の具体例としては、−CH2CH2−、−CH(CH3)CH2−、−CH(C2H5)CH2−、−C(CH3)2CH2−、−CH2CH2CH2CH2−等が挙げられる。R6としては特に−CH(CH3)CH2−が好ましい。
オキシアルキレン系重合体の主鎖骨格は、例えば開始剤と触媒の存在下、モノエポキシドを開環重合することによって得られる。
開始剤の具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、メタリルアルコール、ビスフェノールA、水素化ビスフェノールA、ネオペンチルグリコール、ポリブタジエンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレントリオール、ポリプロピレンテトラオール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールメタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の2価アルコールや多価アルコール、水酸基を有する各種のオリゴマー等が挙げられる。
モノエポキシドの具体例としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、α−ブチレンオキサイド、β−ブチレンオキサイド、ヘキセンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、スチレンオキサイド、α−メチルスチレンオキサイド等のアルキレンオキサイド類や、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、イソプロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル等のアルキルグリシジルエーテル類、アリルグリシジルエーテル類、アリールグリシジルエーテル類等が挙げられる。
ポリオキシアルキレン系重合体の合成法としては、たとえばKOHのようなアルカリ触媒による重合法、たとえば特開昭61−215623号に示される有機アルミニウム化合物とポルフィリンとを反応させて得られる錯体のような遷移金属化合物−ポルフィリン錯体触媒による重合法、たとえば特公昭46−27250号および特公昭59−15336号などに示される複合金属シアン化物錯体触媒による重合法、セシウム触媒による重合法、ホスファゼン触媒による重合法等があげられるが、特に限定されるものではない。中でも、高分子量でかつ着色の少ない重合体が容易に得られる点からは、複合金属シアン化物錯体触媒による重合法が好ましい。
この他、オキシアルキレン系重合体の主鎖骨格は、水酸基末端オキシアルキレン重合体を塩基性化合物、例えばKOH、NaOH、KOCH3、NaOCH3等の存在下、2官能以上のハロゲン化アルキル、例えばCH2Cl2、CH2Br2等による鎖延長等によっても得ることができる。
さらに、上記オキシアルキレン系重合体の主鎖骨格中にはオキシアルキレン系重合体の特性を大きく損なわない範囲でウレタン結合成分等の他の成分を含んでいてもよい。
本発明における有機重合体の末端へ一般式(1)〜(4)の構造を有するエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を導入する方法には特に限定はないが、導入時の酸化等による劣化や導入後の脱酸等の精製の必要性のないことから、エポキシ基および/またはオキセタン基を有するヒドロシラン化合物の不飽和基への付加反応による導入、あるいは末端に加水分解性シリル基を有する有機重合体と1分子中に少なくとも1つ以上のエポキシ基および/またはオキセタン基および1つの水酸基を有する化合物との加水分解性基の交換反応による導入が好ましい。1分子中に少なくとも1つ以上のエポキシ基および/またはオキセタン基および1つの水酸基を有する化合物としては、2,3−エポキシ−1−プロパノール、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、グリセリンジグリシジルエーテル等が入手が容易であるので好ましい。
前記ヒドロシラン化合物の付加反応による導入は、末端に不飽和基を有する有機重合体を合成し、その後エポキシ基および/またはオキセタン基を有するモノヒドロシラン化合物を付加反応させる方法、あるいはヒドロシリル基を分子内に2個以上有するヒドロシラン化合物の有機重合体末端への付加反応後、アリル基等の不飽和基を有するエポキシおよび/またはオキセタン化合物による未反応ヒドロシリル基への付加反応による方法のいずれでも可能であるが、製造の容易さ、反応時の選択性、エポキシ基および/またはオキセタン基導入量の制御の容易さの点から、前者の方法がより好ましい。
本発明において、特定の末端構造を有する重合体を得るためには、以下の一般式(5)で表されるヒドロシラン化合物を使用することができる。
ここで式中のR1、R2、X、mおよびnは一般式(1)でのそれらと同様である。
なかでも、末端のエポキシ基の反応性の高さから一般式(6)で表されるヒドロシラン化合物を使用することが好ましく、さらにはヒドロシラン化合物の製造の容易さ、入手の容易さ、反応の高さの点で一般式(7)あるいは一般式(8)で表されるヒドロシラン化合物を用いるのがより好ましい。
ここで式中のR1、R2、R3およびmは前記と同じ。
ここで式中のR1、R2、R4およびmは前記と同じ。
ここで式中のR1、R2、R5およびmは前記と同じ。
これらのヒドロシラン化合物は、公知の合成方法により合成することができる。例えばJournal of Polymer Science:PartA:Polymer Chemistry,Vol.31,2563−2572(1993)あるいは同Vol.31,2729−2737(1993)等に記載の両末端ヒドロシリル基であるポリシロキサン化合物と不飽和基を有するエポキシ化合物のヒドロシリル化による付加反応により合成可能である。
なかでも前記R1がメチルである化合物が入手の点でより好ましく、具体的な化合物としては、それらの文献にも記載されているが、例えば、以下のような化合物が挙げられる。
末端に不飽和基を有する有機重合体の合成方法としては、一般的に知られている方法で問題はなく、例えばリビングカチオン重合等により末端がハロゲン基であるようなものは、金属アルコキシドにより脱ハロゲン化水素する方法、あるいは四塩化チタン等の存在下、アリルトリメチルシラン等を反応させることにより不飽和基を導入することができる。また、水酸基末端に不飽和結合を有する化合物を反応させて、エーテル結合、エステル結合、ウレタン結合、カーボネート結合などにより導入させる方法等が挙げられる。
例えば、水酸基末端を有する重合体を不飽和基末端にする場合は、水酸基末端を−ONaや−OKなどのオキシメタル基にした後、一般式(9):
または一般式(10):
(式中、R7は炭素数1から20の2価の有機基、R8は炭素数10以下の炭化水素基、Yはハロゲン原子。)で示される不飽和基含有化合物を反応させる方法が挙げられる。
末端水酸基をオキシメタル基にする方法としては、Na、Kのごときアルカリ金属;NaHのごとき金属水素化物;NaOCH3のごとき金属アルコキシド;NaOH、KOHなどのアルカリ水酸化物などと反応させる方法があげられる。
一般式(9)または(10)で示される不飽和基含有化合物の具体例としては、CH2=CH−CH2−Cl、CH2=CH−CH2−Br、CH2=CH−C2H4−Cl、CH2=CH−C2H4−Br、CH2=CH−C3H6−Cl、CH2=CH−C3H6−Br、CH2=C(CH3)−CH2−Cl、CH2=C(CH3)−CH2−Br、CH2=C(CH2CH3)−CH2−Cl、CH2=C(CH2CH3)−CH2−Br、CH2=C(CH2CH(CH3)2)−CH2−Cl、CH2=C(CH2CH(CH3)2)−CH2−Br、等が挙げられ、特に反応性の点から、CH2=CH−CH2−Cl、CH2=C(CH3)−CH2−Clが好ましい。
不飽和基の導入方法としては、これ以外にCH2=CH−CH2−基やCH2=C(CH3)−CH2−基等を有するイソシアネート化合物、カルボン酸、エポキシ化合物等を用いることもできる。
上記ヒドロシリル化の反応は、末端に不飽和基を有する有機重合体とヒドロシラン化合物を、VIII族遷移金属触媒の存在下で反応させる方法が好ましい。
VIII族遷移金属触媒としては、白金、ロジウム、コバルト、パラジウム及びニッケル等のVIII族遷移金属元素から選ばれた金属錯体触媒等が有効に使用される。例えば、H2PtCl6・6H2O、白金−ビニルシロキサン錯体、白金−オレフィン錯体、Ptメタル、RhCl(PPh3)3、RhCl3、Rh/Al2O3、RuCl3、IrCl3、FeCl3、PdCl2・2H2O、NiCl2等のような化合物が使用できるが、ヒドロシリル化の反応性の点から、H2PtCl6・6H2O、白金−ビニルシロキサン錯体、白金−オレフィン錯体のいずれかであることが好ましい。特に白金−ビニルシロキサン錯体が反応誘導期が短い等の点で好ましい。
ヒドロシリル化反応の触媒としては、これら以外にもAlCl3、TiCl4等やベンゾイルパーオキサイドなどのラジカル開始剤等も使用することができる。
ヒドロシリル化反応は、重合体が劣化等の好ましくない副反応が起こりにくい温度であれば、反応速度等の点から好ましい温度を選択すればよいが、通常10〜150℃、好ましくは20〜120℃、さらに好ましくは40〜100℃の範囲とするのが好適であり、反応温度の調節、反応系の粘度の調整など必要に応じて、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、塩化メチレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の溶剤を用いることができる。
ヒドロシリル化反応の反応促進には、特開平8−283339号で開示される酸素の使用による触媒の再活性化や硫黄添加などの方法を用いることができる。
さらにヒドロシリル化反応において有機重合体、反応溶媒、系中の可塑剤等が酸素により酸化されることを抑制するために、酸化防止剤の存在下でヒドロシリル化反応を行うことができる。
エポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基の導入率を測定する方法としては種々の方法が考えられるが、現在のところNMRスペクトルにより、エポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基の導入された末端と導入されなかった末端の積分値を比較することで正確な値を得ることができる。
次に、本発明における末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する飽和炭化水素系重合体の製法について詳しく説明する。
本発明の末端にエポキシ基および/またはオキセタン基を有するイソブチレン系重合体は、イニファー法と呼ばれる重合法(イニファーと呼ばれる開始剤と連鎖移動剤を兼用する特定の化合物を用いるカチオン重合法)で得られた末端官能型、好ましくは、全末端官能型イソブチレン系重合体を用いて製造することができる。例えば、この重合体の脱ハロゲン化水素反応や特開昭63−105005号公報に記載されているような重合体への不飽和基導入反応等により末端に不飽和基を有するポリイソブチレンを得た後、前記の一般式(6)、一般式(7)あるいは一般式(8)で示されるようなエポキシ基および/またはオキセタン基含有ヒドロシラン化合物を白金触媒を用いてヒドロシリル化反応で付加反応をさせることによりエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を重合体に導入する方法があげられる。
水添ポリブタジエン系重合体では、たとえば、まず、末端ヒドロキシ水添ポリブタジエン系重合体の水酸基末端を−ONaや−OKなどのオキシメタル基にした後、前記の一般式(9)または一般式(10)で表される不飽和基含有化合物を反応させる方法により、同様に末端に不飽和基を含有する水添ポリブタジエン系重合体を得ることが可能である。
前記方法では、出発原料として使用した末端ヒドロキシ水添ポリブタジエン系重合体とほぼ同じ分子量をもつ末端不飽和基含有水添ポリブタジエン系重合体が得られるが、より高分子量の重合体を得たい場合には、一般式(9)あるいは一般式(10)の有機ハロゲン化合物を反応させる前に、塩化メチレン、ビス(クロロメチル)ベンゼン、ビス(クロロメチル)エーテルなどのごとき、1分子中にハロゲンを2個以上含む多価有機ハロゲン化合物と反応させれば分子量を増大させることができ、その後一般式(9)あるいは一般式(10)で示される有機ハロゲン化合物と反応させれば、より高分子量でかつ末端にオレフィン基を有する水添ポリプタジエン系重合体を得ることができる。
前記末端不飽和基含有水添ポリブタジエン系重合体へのエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基の導入は、前記イソブチレン系重合体の場合と同様にヒドロシラン化合物を白金系触媒を用いて付加反応をさせることにより製造される。
前記のように飽和炭化水素系重合体が、芳香族環でない不飽和結合を分子中に実質的に含有しない場合には、不飽和結合を有する有機系重合体のような従来のゴム系重合体から形成される被膜と比べて耐候性がよい。また、該重合体は炭化水素系重合体であるので低気体透過性や耐水性がよく、低気体透過性の高い被膜を形成する。
本発明のエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を末端に有するオキシアルキレン系重合体の製造法としては、特に限定されず、例えば前記の末端に不飽和基を有するオキシアルキレン系重合体と前記の一般式(6)、一般式(7)あるいは一般式(8)で示されるエポキシ基および/またはオキセタン基含有モノヒドロシラン化合物によるヒドロシリル化反応により得ることができる。
末端に不飽和基を有するオキシアルキレン系重合体の製造法としては、前記の方法を用いればよい。例えばエーテル結合により不飽和基を導入する場合は、オキシアルキレン系重合体の水酸基末端のメタルオキシ化により−OM(MはNaまたはK等)を生成した後、前記の一般式(9)または一般式(10)で表される不飽和基含有化合物を反応させる方法が同様に利用できる。
前記、加水分解性基の交換反応による導入は、末端に加水分解性シリル基を有する有機重合体と1分子中に少なくとも1つ以上のエポキシ基および/またはオキセタン基および1つの水酸基を有する化合物との加水分解性基の交換反応により末端にエポキシ基および/またはオキセタン基が導入可能となる。
上記の末端に加水分解性シリル基を有する有機重合体の加水分解性シリル基は、特に限定されるものではないが、代表的なものを示すと、例えば一般式(11)で表わされる基が挙げられる。
(式中R1、R2、mおよびnは前記と同じである。Zは水酸基または加水分解性基を示し、Zが二個以上存在する時、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。)
上記Zのうちの加水分解性基は特に限定されず、従来公知の加水分解性基であれば良い。具体的には例えば水素原子、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る。これらの内では、加水分解性が穏やかで取扱やすいという点でメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等のアルコキシ基が好ましい。
水酸基や加水分解性基が反応性ケイ素基中に2個以上存在する場合には、それらは同一であっても良く、異なっていてもよい。
なお、下記一般式(12)で表される反応性ケイ素基が入手が容易であるため好ましい。
(式中R2、Z、nは前記と同じ。)
上記の末端に加水分解性シリル基を有する有機重合体の製造法としては、特に限定されず、前述した不飽和基を末端に有する有機重合体と、下記一般式(13)で表されるヒドロシラン化合物とを前述した付加反応の方法を用いることで得ることができる。
(式中R1,R2,Z,mおよびnは前記と同じ。)
上記ヒドロシラン化合物は、特に一般式(14)
で表わされる化合物が入手性の点から好ましい。
(式中R2,Z,mおよびnは前記と同じ。)
一般式(13)または(14)の化合物を具体的に例示するならば、トリクロルシラン、メチルジクロルシラン、ジメチルクロルシラン、フェニルジクロルシラン、トリメチルシロキシメチルクロルシラン、1,1,3,3−テトラメチル−1−ブロモジシロキサンの如きハロゲン化シラン類;トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、トリメチルシロキシメチルメトキシシラン、トリメチルシロキシジエトキシシランの如きアルコキシシラン類;メチルジアセトキシシラン、フェニルジアセトキシシラン、トリアセトキシシラン、トリメチルシロキシメチルアセトキシシラン、トリメチルシロキシジアセトキシシランの如きアシロキシシラン類;ビス(ジメチルケトキシメート)メチルシラン、ビス(シクロヘキシルケトキシメート)メチルシラン、ビス(ジエチルケトキシメート)トリメチルシロキシシラン、ビス(メチルエチルケトキシメート)メチルシラン、トリス(アセトキシメート)シランの如きケトキシメートシラン類;メチルイソプロペニルオキシシランの如きアルケニルオキシシラン類などが挙げられる。これらのなかで、特にアルコキシシラン類が好ましく、アルコキシ基の中でもメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基が特に好ましい。
前記末端に加水分解性シリル基を有する有機重合体と反応せしめる1分子中に少なくとも1つ以上のエポキシ基および/またはオキセタン基および1つの水酸基を有する化合物としては、特に限定はないが反応性の点で2級あるいは1級の水酸基を有する化合物が好ましい。
上記1分子中に少なくとも1つ以上のエポキシ基および/またはオキセタン基および1つの水酸基を有する化合物の具体例としては、下記一般式(15)で表される化合物が使用できる。
(Wはエポキシ基および/またはオキセタン基を含有する1価の有機基)
これらの化合物の具体的な化合物としては、入手性の点より2,3−エポキシ−1−プロパノール、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、グリセリンジグリシジルエーテル等の化合物が挙げられる。特に、1級アルコールである、2,3−エポキシ−1−プロパノール、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンが好ましい。
これら化合物の使用量に特に限定はないが、交換反応を速やかに進行させるために末端に加水分解性シリル基を有する有機重合体の加水分解性基に対し、1当量以上使用することが好ましい。
加水分解性基の交換反応は、上記の末端に加水分解性シリル基を有する有機重合体と上記の1分子中に少なくとも1つ以上のエポキシ基および/またはオキセタン基および1つの水酸基を有する化合物にエステル交換反応触媒を加え反応させることにより実施することができる。
上記エステル交換反応触媒は、アルカリ金属アルコキシド、Sn化合物、Ti化合物、Zn化合物、Ba化合物、及び慣用的な強アルカリ化合物により例示される。適切なエステル交換反応触媒の例としては、ジメチル錫ネオデカノエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクテート、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、オクチル酸コバルト、ジイソオクチルメルカプトアセテート、ナフテン酸ジルコニウム、オクチル酸ジルコニウム、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、水酸化バリウム一水和物及び他の有機金属触媒が挙げられる。特に、エステル交換反応触媒がテトライソプロピルチタネート、水酸化バリウム一水和物及びナトリウムメトキシド等のアルコキシドから選ばれることが好ましい。
上記エステル交換反応触媒の量は、特に限定はないが、通常上記有機重合体に対し50ppm〜100,000ppm、好ましくは50ppm〜3000ppmの範囲で使用される。
この反応は溶剤をさらに含むことができる。この溶剤に特に限定はないが、例えばペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン及びノナン等の脂肪族炭化水素;例えばベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素;並びに例えばペルクロロエチレン及びブロモベンゼン等のフッ素置換、塩素置換及び臭素置換された脂肪族又は芳香族炭化水素により例示される。また2種以上の無極性溶剤を併用することもできる。
溶剤の量に限定はないが、ポリマー100重量部当たり0〜100重量部の溶剤を含むことができる。
この方法は、生成物から揮発分を除去することで反応を促進することが可能である。揮発性成分を除去する方法は当該技術分野で公知であるものが使用可能である。本発明において任意の揮発性成分除去方法を使用することができる。そのような方法は、加熱、加熱し減圧すること、ロータリーエバポレーター、薄膜ストリッパー、ワイプ式フィルムエバポレーター(wiped film evaporator)又はこれらの組み合わせにより例示される。好ましくは、揮発分は、生成物を約20〜100トルの減圧下で50〜150℃の温度に加熱することにより除去される。
本発明の末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する有機重合体は、選択的に末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を導入した新規な重合体であり、製造の際にも重合体主鎖の劣化等を回避し合成することが可能である。このようにして得られた重合体は、それ単独でエポキシ基および/またはオキセタン基の公知な反応を利用して硬化させることも可能であり、また従来使用されているエポキシ系硬化物への改質剤的な使用法によっても重合体主鎖由来の特徴を発現することが期待される。
上記本発明の末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する有機重合体の硬化方法としては、特に限定はないがエポキシ基および/またはオキセタン基含有化合物の一般的な硬化剤により、エポキシ基および/またはオキセタン基を反応させ硬化させることができる。硬化剤としては、アミン系硬化剤、酸系硬化剤、3フッ化ホウ素アミンコンプレックス系硬化剤、光カチオン系硬化剤等が一般的な方法で使用可能である。
特に光硬化反応を用いた場合は、短時間で硬化させることが可能となり好ましい。光硬化反応には、カチオン系光開始剤が使用することが可能である。適切なカチオン系光開始剤は、オニウム塩、スルホン酸のジアリールヨードニウム塩、スルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、ボロン酸のジアリールヨードニウム塩又はボロン酸のトリアリールスルホニウム塩、あるいは特開平5−117311、特開平11−49791、特開2000−226396に記載の光開始剤等が使用可能である。
本発明の末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する有機重合体は、必要に応じてその他の重合体や充填剤、補強剤、各種添加剤および触媒等を混合することにより、接着剤、塗料、シーリング剤組成物、防水剤、吹き付け剤、型取り用材料、注入型ゴム材料等として有用である。
発明を実施するための最良の形態
以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらによりなんら制限を受けるものではない。
(実施例1)
(アリル末端イソブチレン系重合体の合成)
2Lの耐圧ガラス製容器に、三方コックを取り付け、容器内を窒素置換した後、注射器を用いて容器内に、エチルシクロヘキサン(モレキュラーシーブス3Aとともに1夜間以上放置することにより乾燥したもの)138mlおよびトルエン(モレキュラーシーブス3Aとともに1夜間以上放置することにより乾燥したもの)1012ml、1,4−ビス(α−クロロイソプロピル)ベンゼン8.14g(35.2mmol)を加えた。
次にイソブチレンモノマー254ml(2.99mol)が入っているニードルバルブ付耐圧ガラス製液化採取管を、三方コックに接続して、重合容器を−70℃のドライアイス/エタノールバス中につけて冷却した後、真空ポンプを用いて容器内を減圧にした。ニードルバルブを開け、イソブチレンモノマーを液化ガス採取管から重合容器内に導入した後、三方コック内の一方から窒素を導入することにより容器内を常圧に戻した。次に、2−メチルピリジン0.387g(4.15mmol)を加えた。次に、四塩化チタン4.90ml(44.7mmol)を加えて重合を開飴した。反応時間70分後に、アリルトリメチルシラン9.65g(13.4mmol)を加えてポリマー末端にアリル基の導入反応を行った。反応時間120分後に、反応溶液を水200mlで4回洗浄した後、溶剤を留去することによりアリル末端イソブチレン系重合体を得た。
こうして得られたポリマーの収量より収率を算出するとともに、Mn及びMw/MnをGPC法により、また末端構造を300MHz1H−NMR分析により各構造に帰属するプロトン(開始剤由来のプロトン:6.5〜7.5ppm、ポリマー末端由来のアリル基のピーク(4.97ppm:=CH2、5.79ppm:−CH=C))の共鳴信号の強度を測定、比較することにより求めた。1H−NMRは、Varian Gemini300(300MHz for 1H)を用い、四塩化炭素/重アセトン中で測定した。
なお、GPCは送液システムとしてWaters LC Module1、カラムはShodex K−804を用いて行った。分子量はポリスチレンスタンダードに対する相対分子量で与えられる。ポリマーの分析値は、Mn=5800、Mw/Mn=1.35、Fn(v)=2.04(NMR分析において、開始剤残基となる芳香族環1分子当たりに対するアリル基の数)であった。
(重合体末端へのエポキシ基含有ケイ素基の導入)
上記の末端にアリル基を含有するポリイソブチレン系重合体100gおよびトルエン2gを300mlの三ツ口フラスコに計量し、真空シール付き攪拌機、三方コックおよび玉栓を取り付けた。これを180℃に昇温、攪拌し、真空ポンプにより2時間脱水および脱塩酸を行った。
続いて100℃に冷却後、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシトルエン0.05g、白金−1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体21.6μl(白金換算で3重量%のトルエン溶液)、硫黄の1%トルエン溶液を11.1μl滴下し、よく攪拌した。
さらに、アリルグリシジルエーテルとテトラメチルジシロキサンを反応させて得られた下記の構造を有するエポキシ基含有モノヒドロシラン9.13gを滴下管によりゆっくりと滴下し、その後6%酸素含有空気中で2時間攪拌した。
反応の進行は、1H−NMRにより末端アリル基のピーク(4.97ppm:=CH2、5.79ppm:−CH=C)の減少、消滅および滴下したエポキシ基含有モノヒドロシランのヒドロシリル基(Si−H)のピーク(4.65ppm)の減少により確認した。
得られた反応物の1H−NMRを測定したところ、初期末端アリル基含有重合体に対し、上記記載のアリル基を示すピークおよびヒドロシランを示すピークが完全に消滅していることが判明し、目的の末端に下記の構造のエポキシ基含有ケイ素基を含有するイソブチレン系重合体が得られた。
(実施例2)
(末端アリル基含有オキシプロピレン系重合体の合成)
数平均分子量が2000のポリプロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒の存在下、プロピレンオキサイドの重合を行い、数平均分子量が10000のポリプロピレングリコールを得た。続いてこのポリプロピレングリコールの末端水酸基に対して1.2倍当量のCH3ONa(メタノール溶液)を添加し、減圧下でメタノールを除去しながら、末端をメタルオキシ化した。ここに1.3倍当量の3−クロロ−1−プロペンを添加し、反応させた後、副生した塩を脱塩精製により除き、末端にアリル基を有するオキシプロピレン系重合体を得た。
(重合体末端へのエポキシ基含有ケイ素基の導入)
上記の末端にアリル基を含有するオキシプロピレン系重合体100gおよびヘキサン2gを300mlの三ツ口フラスコに計量し、真空シール付き攪拌機、三方コックおよび玉栓を取り付けた。これを90℃に昇温、攪拌し、真空ポンプにより2時間共沸脱水を行った。
続いて白金−1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体(白金換算で3重量%のトルエン溶液)4.10μl滴下し、よく攪拌した。さらに、実施例1と同一のエポキシ基含有モノヒドロシラン4.52gを窒素雰囲気下ゆっくりと滴下し、その後2時間攪拌した。
反応の進行は、1H−NMRにより末端アリル基のピーク(4.97ppm:=CH2、5.79ppm:−CH=C)の減少、消滅および滴下したエポキシ基含有モノヒドロシランのヒドロシリル基(Si−H)のピーク(4.65ppm)の減少により確認した。
得られた反応物の1H−NMRを測定したところ、初期末端アリル基含有重合体に対し、上記記載のアリル基を示すピークおよびヒドロシランを示すピークが完全に消滅していることが判明し、末端に下記の構造のエポキシ基含有ケイ素基を含有するオキシアルキレン系重合体が得られた。
(実施例3)
上記の末端にアリル基を含有するポリイソブチレン系重合体100gおよびトルエン2gを300mlの三ツ口フラスコに計量し、真空シール付き攪拌機、三方コックおよび玉栓を取り付けた。これを180℃に昇温、攪拌し、真空ポンプにより2時間脱水および脱塩酸を行った。
続いて100℃に冷却後、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシトルエン0.05g、白金−1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体21.6μl(白金換算で3重量%のトルエン溶液)、硫黄の1%トルエン溶液を11.1μl滴下し、よく攪拌した。
さらに、1,2−エポキシ−4−ビニルシクロヘキサンとテトラメチルジシロキサンを反応させて得られた下記の構造を有するエポキシ基含有モノヒドロシラン9.50gを滴下管によりゆっくりと滴下し、その後6%酸素含有空気中で2時間攪拌した。
反応の進行は、1H−NMRにより末端アリル基のピーク(4.97ppm:=CH2、5.79ppm:−CH=C)の減少、消滅および滴下したエポキシ基含有モノヒドロシランのヒドロシリル基(Si−H)のピーク(4.65ppm)の減少により確認した。
得られた反応物の1H−NMRを測定したところ、初期末端アリル基含有重合体に対し、上記記載のアリル基を示すピークおよびヒドロシランを示すピークが完全に消滅していることが判明し、目的の末端に下記の構造のエポキシ基含有ケイ素基を含有するイソブチレン系重合体が得られた。
(実施例4)
(加水分解性シリル基含有重合体の合成)
上記の末端にアリル基を含有するポリイソブチレン系重合体100gおよびトルエン2gを300mlの三ツ口フラスコに計量し、真空シール付き攪拌機、三方コックおよび玉栓を取り付けた。これを180℃に昇温、攪拌し、真空ポンプにより2時間脱水および脱塩酸を行った。
続いて100℃に冷却後、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシトルエン0.05g、白金−1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体21.6μl(白金換算で3重量%のトルエン溶液)、硫黄の1%トルエン溶液を11.1μl滴下し、よく攪拌した。
さらに、メチルジメトキシシラン5.86gを滴下管によりゆっくりと滴下し、その後6%酸素含有空気中で2時間攪拌した。その後、過剰のメチルジメトキシシランを減圧除去し、下記の構造の末端に加水分解性基を有するイソブチレン系重合体を得た。
(加水分解性基交換反応)
上記の末端にアルコキシシリル基を有するポリイソブチレン系重合体100gおよびトルエン100gをディーンスタークセパレーターを備えた500mlのフラスコに計量した。続いて3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン14.4gおよびテトライソプロポキシチタネート200μlを加え、攪拌しながら70℃に昇温し、16時間反応させた。反応後、トルエンおよび過剰の3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンを減圧除去した。
反応の進行は、1H−NMRにより末端メトキシ基のピーク(3.5ppm:−CH3)の減少、消滅により確認した。
得られた反応物の1H−NMRを測定したところ、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンが末端に平均1.5個導入されたことが判明し、目的の末端に下記の構造のオキセタン基含有ケイ素基を含有するイソブチレン系重合体が得られた。
産業上の利用の可能性
本発明は、各種有機重合体の末端に選択的かつ定量的にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基が導入された重合体であり、エポキシ基の導入に伴う重合体の酸化等による劣化、あるいは副生成物の発生に基づく精製等の手間を必要とせず、該重合体を容易に製造できる方法である。
本発明により得られたエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を末端に有する有機重合体は、反応性に優れ、単独での硬化物あるいは従来の硬化物の改質剤的な使用において、重合体主鎖骨格の特性を付与することができ、各工業的用途において非常に有用である。
Claims (12)
- 末端が一般式(1)で表される構造を有する有機重合体。
(式中、R1は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。R2は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基、炭素数1から20のアルコキシ基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。R1またはR2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。ここでR’は炭素数1から20の1価の炭化水素基であり3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい。Xはエポキシ基および/またはオキセタン基を含有する1価の有機基を示し、X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。mは0以上20以下の整数を示す。nは1、2または3の整数を示す。) - 末端が一般式(2)で表される構造を有する有機重合体。
(式中、R1は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。R2は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基、炭素数1から20のアルコキシ基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。R1またはR2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。ここでR’は炭素数1から20の1価の炭化水素基であり3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい。R3は、水素、酸素及び窒素からなる群より選択される1種以上を構成原子として含有する炭素数1から20の2価の有機基を示す。mは0以上20以下の整数を示す。) - 末端が一般式(3)で表される構造を有する有機重合体。
(式中、R1は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。R2は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基、炭素数1から20のアルコキシ基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。R1またはR2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。ここでR’は炭素数1から20の1価の炭化水素基であり3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい。R4は、水素、酸素及び窒素からなる群より選択される1種以上を構成原子として含有する炭素数1から20の2価の有機基を示す。mは0以上20以下の整数を示す。) - 末端が一般式(4)で表される構造を有する有機重合体。
(式中、R1は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。R2は、炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から20のアリール基、炭素数7から20のアラルキル基、炭素数1から20のアルコキシ基若しくは(R’)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示す。R1またはR2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。ここでR’は炭素数1から20の1価の炭化水素基であり3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい。R5は、水素、酸素及び窒素からなる群より選択される1種以上を構成原子として含有する炭素数1から20の2価の有機基を示す。mは0以上20以下の整数を示す。) - 前記有機重合体の主鎖骨格が、ポリイソブチレン、水素添加ポリイソプレン、水素添加ポリブタジエン及びその共重合体からなる群から選ばれる飽和炭化水素系重合体であることを特徴とする請求の範囲第1〜6項のいずれかに記載の有機重合体。
- 前記有機重合体の主鎖骨格が、オキシアルキレン系重合体であることを特徴とする請求の範囲第1〜6項のいずれかに記載の有機重合体。
- 末端に不飽和基を有する有機重合体と、エポキシ基および/またはオキセタン基を有するヒドロシラン化合物との付加反応により製造されることを特徴とする請求の範囲第1〜8項のいずれかに記載の有機重合体。
- 末端に不飽和基を有する有機重合体と、エポキシ基および/またはオキセタン基を有するヒドロシラン化合物との付加反応を行うことを特徴とする、請求の範囲第1〜8項のいずれかに記載の有機重合体を製造する方法。
- 末端に加水分解性シリル基を有する有機重合体と、1分子中に少なくとも1つ以上のエポキシ基および/またはオキセタン基および1つの水酸基を有する化合物との加水分解性基の交換反応により製造されることを特徴とする請求の範囲第1〜8項のいずれかに記載の有機重合体。
- 末端に加水分解性シリル基を有する有機重合体と、1分子中に少なくとも1つ以上のエポキシ基および/またはオキセタン基および1つの水酸基を有する化合物との加水分解性基の交換反応を行うことを特徴とする、請求の範囲第1〜8項のいずれかに記載の有機重合体を製造する方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002105242 | 2002-04-08 | ||
JP2002105242 | 2002-04-08 | ||
PCT/JP2003/004460 WO2003085024A1 (fr) | 2002-04-08 | 2003-04-08 | Polymeres organiques presentant a leurs extremites des groupes de silicium contenant un groupe epoxy et/ou oxetanyl, et procede de production de ces polymeres |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2003085024A1 true JPWO2003085024A1 (ja) | 2005-08-11 |
JP4426318B2 JP4426318B2 (ja) | 2010-03-03 |
Family
ID=28786371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003582211A Expired - Fee Related JP4426318B2 (ja) | 2002-04-08 | 2003-04-08 | 末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する有機重合体およびその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7067605B2 (ja) |
EP (1) | EP1493765A4 (ja) |
JP (1) | JP4426318B2 (ja) |
AU (1) | AU2003236347A1 (ja) |
WO (1) | WO2003085024A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001163961A (ja) * | 1999-12-07 | 2001-06-19 | Toagosei Co Ltd | オキセタン環を含有するアルキド樹脂の製造方法および該樹脂からなる活性エネルギー線硬化性組成物 |
JP4468629B2 (ja) * | 2002-10-22 | 2010-05-26 | 株式会社カネカ | 末端にエポキシ基含有ケイ素基を有する有機重合体およびその製造方法 |
WO2005028537A1 (ja) * | 2003-09-18 | 2005-03-31 | Kaneka Corporation | 末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する有機重合体を含む光硬化型樹脂組成物およびその製造方法 |
JP4560672B2 (ja) * | 2003-10-24 | 2010-10-13 | 株式会社スリーボンド | 硬化性樹脂組成物 |
WO2007074813A1 (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Kaneka Corporation | 硬化性組成物 |
US10583692B2 (en) | 2014-10-24 | 2020-03-10 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Chain end functionalized polyolefins for improving wet traction and rolling resistance of tire treads |
JP6425807B2 (ja) * | 2014-10-24 | 2018-11-21 | エクソンモービル ケミカル パテンツ インコーポレイテッド | タイヤトレッドのウェットトラクション及び転がり抵抗を改善するための鎖末端官能化ポリオレフィン |
US10280270B2 (en) | 2014-11-24 | 2019-05-07 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Silane functionalized polyolefins for polyolefin nanocomposites |
US10023719B2 (en) | 2015-02-02 | 2018-07-17 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Toughened polyolefin nanocomposites using silane functionalized polyolefins |
CN110330640B (zh) * | 2019-07-15 | 2022-02-18 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种高分子量烃基封端聚醚的精制方法 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4493924A (en) * | 1983-06-10 | 1985-01-15 | Union Carbide Corporation | Water-curable, silane modified chlorosulfonated olefinic polymers and a process for the preparation thereof |
NL8502463A (nl) | 1985-09-10 | 1987-04-01 | Dsm Resins Bv | Samenstelling op basis van een waterige dispersie van een additiepolymeer. |
CA1274647C (en) * | 1986-06-25 | 1990-09-25 | CURING ISOBUTYLENE POLYMER | |
JP2602865B2 (ja) * | 1987-12-26 | 1997-04-23 | 鐘淵化学工業株式会社 | 硬化性組成物 |
US5240971A (en) * | 1991-12-05 | 1993-08-31 | General Electric Company | UV-curable epoxysilicone-polyether block copolymers |
JP3090764B2 (ja) * | 1992-03-17 | 2000-09-25 | 積水化学工業株式会社 | ポリカーボネート樹脂組成物 |
US5260455A (en) * | 1992-07-08 | 1993-11-09 | General Electric Company | Polyepoxysilanes and radiation-curable polyepoxysilicone compositions |
JP3283606B2 (ja) * | 1993-02-17 | 2002-05-20 | 日本化薬株式会社 | オルガノポリシロキサン及びこれを含有するエポキシ樹脂組成物 |
ES2101557T3 (es) * | 1993-08-24 | 1997-07-01 | Siemens Ag | Procedimiento para la obtencion de epoxisiloxanos. |
JP3322759B2 (ja) * | 1994-07-04 | 2002-09-09 | 鐘淵化学工業株式会社 | 末端に反応性ケイ素基を有するイソブチレン系重合体、その製造方法及びその硬化性組成物 |
JP3429091B2 (ja) * | 1994-12-16 | 2003-07-22 | 鐘淵化学工業株式会社 | イソブチレン系重合体を含む硬化性組成物 |
GB2305919B (en) * | 1995-10-02 | 1999-12-08 | Kansai Paint Co Ltd | Ultraviolet-curing coating composition for cans |
US5700581A (en) * | 1996-06-26 | 1997-12-23 | International Business Machines Corporation | Solvent-free epoxy based adhesives for semiconductor chip attachment and process |
US6114446A (en) * | 1996-12-25 | 2000-09-05 | Kansai Paint Co., Ltd. | Polymer composition capable of forming surface slidable on water |
JP3251188B2 (ja) * | 1997-01-30 | 2002-01-28 | 関西ペイント株式会社 | 紫外線硬化型缶用塗料組成物 |
JP3835715B2 (ja) * | 1997-02-18 | 2006-10-18 | 住友ベークライト株式会社 | 液状注入封止アンダーフィル材料 |
JP2000344863A (ja) * | 1999-06-03 | 2000-12-12 | Nippon Kayaku Co Ltd | 重合性組成物及びその硬化物 |
CN1240744C (zh) * | 1999-07-15 | 2006-02-08 | 荒川化学工业株式会社 | 制备含有缩水甘油醚基团的烷氧基硅烷的部分缩合物的方法 |
FR2800383B1 (fr) * | 1999-10-29 | 2002-01-18 | Rhodia Chimie Sa | Complexe silicone/adhesif anti-adherent avec additif de stabilisation dans silicone |
JP3995862B2 (ja) * | 2000-03-29 | 2007-10-24 | 住友ベークライト株式会社 | 液状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 |
-
2003
- 2003-04-08 WO PCT/JP2003/004460 patent/WO2003085024A1/ja active Application Filing
- 2003-04-08 AU AU2003236347A patent/AU2003236347A1/en not_active Abandoned
- 2003-04-08 US US10/509,623 patent/US7067605B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-04-08 JP JP2003582211A patent/JP4426318B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-04-08 EP EP03745970A patent/EP1493765A4/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4426318B2 (ja) | 2010-03-03 |
US7067605B2 (en) | 2006-06-27 |
WO2003085024A1 (fr) | 2003-10-16 |
EP1493765A1 (en) | 2005-01-05 |
AU2003236347A1 (en) | 2003-10-20 |
US20050228159A1 (en) | 2005-10-13 |
EP1493765A4 (en) | 2005-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2873395B2 (ja) | 反応性ケイ素基を有するイソブチレン系重合体、その製造方法及びその硬化性組成物 | |
JP3315210B2 (ja) | 硬化性組成物 | |
JPH03200807A (ja) | 有機重合体、その製造方法及びそれを用いた硬化性組成物 | |
EP0473792B1 (en) | Curable composition | |
JPH0372527A (ja) | ポリアルキレンオキシド誘導体の製造法 | |
EP0546310A2 (en) | Curable polyether composition | |
JP4426318B2 (ja) | 末端にエポキシ基および/またはオキセタン基含有ケイ素基を有する有機重合体およびその製造方法 | |
JP2000109676A (ja) | 硬化性組成物 | |
JP4603156B2 (ja) | 反応性ケイ素基含有ポリエーテルオリゴマーの製造方法 | |
JP4468629B2 (ja) | 末端にエポキシ基含有ケイ素基を有する有機重合体およびその製造方法 | |
EP0525769A1 (en) | Curable coating composition | |
JP2000129147A (ja) | 硬化性の組成物 | |
JP7306120B2 (ja) | 硬化性組成物、及び硬化物 | |
JP2000302981A (ja) | 硬化性組成物 | |
JP4122116B2 (ja) | 官能基含有ポリオキシアルキレン系重合体の製造方法 | |
JP7226994B2 (ja) | 末端不飽和結合含有有機重合体の製造方法、又は、加水分解性シリル基含有有機重合体の製造方法 | |
JP4575010B2 (ja) | 新規な官能基含有ポリオキシアルキレン系重合体及び製造方法 | |
JP3048586B2 (ja) | 硬化性組成物 | |
JP2000109677A (ja) | 室温硬化性組成物 | |
JP3429091B2 (ja) | イソブチレン系重合体を含む硬化性組成物 | |
WO2020171153A1 (ja) | 加水分解性シリル基を有する有機重合体の製造方法 | |
JP2602865B2 (ja) | 硬化性組成物 | |
JP3317547B2 (ja) | 硬化性組成物 | |
JP4750295B2 (ja) | 硬化性組成物 | |
JP3322759B2 (ja) | 末端に反応性ケイ素基を有するイソブチレン系重合体、その製造方法及びその硬化性組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060314 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060922 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090126 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20090126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090630 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090806 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091117 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091210 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |