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特開2024-99620N-置換マレイミド系重合体、及びその製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024099620
(43)【公開日】2024-07-25
(54)【発明の名称】N-置換マレイミド系重合体、及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   C08F 8/14 20060101AFI20240718BHJP
   C08F 222/40 20060101ALI20240718BHJP
   C08F 290/12 20060101ALI20240718BHJP
【FI】
C08F8/14
C08F222/40
C08F290/12
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024066025
(22)【出願日】2024-04-16
(62)【分割の表示】P 2022512067の分割
【原出願日】2021-03-25
(31)【優先権主張番号】P 2020066023
(32)【優先日】2020-04-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004628
【氏名又は名称】株式会社日本触媒
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人WisePlus
(72)【発明者】
【氏名】山口 稔
(72)【発明者】
【氏名】加原 浩二
【テーマコード(参考)】
4J100
4J127
【Fターム(参考)】
4J100AJ02P
4J100AJ02Q
4J100AL03S
4J100AL08P
4J100AL08Q
4J100AM47R
4J100AM48R
4J100BA03H
4J100BA10H
4J100BC04P
4J100BC04R
4J100BC43P
4J100BC43Q
4J100CA05
4J100CA31
4J100DA29
4J100HA11
4J100HA62
4J100HC45
4J100HE14
4J100JA32
4J100JA43
4J127AA03
4J127AA04
4J127BA051
4J127BA061
4J127BB041
4J127BB081
4J127BB221
4J127BB301
4J127BC031
4J127BC151
4J127BD061
4J127BE111
4J127BE11X
4J127BE311
4J127BE31X
4J127BE31Y
4J127BE341
4J127BE34X
4J127BE34Y
4J127BE411
4J127BE41Z
4J127BE461
4J127BE46X
4J127BG041
4J127BG04X
4J127BG051
4J127BG05X
4J127BG101
4J127BG10Y
4J127BG161
4J127BG16X
4J127BG171
4J127BG17X
4J127BG311
4J127BG31X
4J127CB371
4J127CC111
4J127CC161
4J127EA13
4J127FA21
4J127FA37
(57)【要約】      (修正有)
【課題】本発明は、N-置換マレイミド単量体と(メタ)アクリル酸グリシジルを使用して重合体を製造した場合に、熱着色が格段に抑制された重合体を得ることができるN-置換マレイミド系重合体の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】N-置換マレイミド単量体(a)と、不飽和カルボン酸単量体(b)とを含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(I-2)、及び、該ベースポリマーに、含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを反応させて、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を得る工程(I-3)を有することを特徴とするN-置換マレイミド系重合体の製造方法とする。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
N-置換マレイミド単量体(a)と、不飽和カルボン酸単量体(b)と、該単量体(a)及び該単量体(b)と共重合可能な単量体(c)を含む単量体成分(但し、メタクリル酸グリセロール、又は、N-ビニルピロリドンを含むものを除く。)を重合してベースポリマーを得る工程(I-2)、及び、
該ベースポリマーに、含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを反応させて、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を得る工程(I-3)を有する
ことを特徴とするN-置換マレイミド系重合体の製造方法。
【請求項2】
前記単量体(c)は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸エステル、脂環式(メタ)アクリレート、エポキシ基含有単量体(但し、(メタ)アクリル酸グリシジルを除く。)、ビニルエーテル類、芳香族ビニル類、不飽和イソシアネート類、α-(不飽和アルコキシアルキル)アクリレート系単量体、及び、ジアルキル-2,2’-(オキシジメチレン)ジアクリレート系単量体からなる群より選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載のN-置換マレイミド系重合体の製造方法。
【請求項3】
前記単量体(a)の含有量が、総単量体成分100質量%に対して0.5質量%以上50質量%以下であり、
前記単量体(b)の含有量が、総単量体成分100質量%に対して5質量%以上60質量%以下であり、
前記単量体(c)の含有量が、総単量体成分100質量%に対して10質量%以上90質量%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のN-置換マレイミド系重合体の製造方法。
【請求項4】
前記工程(I-2)の前に、(メタ)アクリル酸グリシジル中の含有塩素量が0.01~0.3質量%となるように(メタ)アクリル酸グリシジルを精製する工程(I-1)を更に含むことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のN-置換マレイミド系重合体の製造方法。
【請求項5】
前記N-置換マレイミド単量体(a)は、N-ベンジルマレイミド、及び、N-シクロヘキシルマレイミドから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のN-置換マレイミド系重合体の製造方法。
【請求項6】
前記N-置換マレイミド系重合体中の残留塩素量が、N-置換マレイミド単量体(a)と(メタ)アクリル酸グリシジルの合計使用量に対して100~2000ppmであることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のN-置換マレイミド系重合体の製造方法。
【請求項7】
N-置換マレイミド単量体由来の構造単位(A)、及び、下記一般式(B1)、(B2)又は(B3)で表される構造単位(B)を有するN-置換マレイミド系重合体であって、
該構造単位(B)は、(メタ)アクリル酸グリシジルに由来する構造を含み、
該N-置換マレイミド系重合体中の残留塩素量が、重合体原料である該構造単位(A)を与えるN-置換マレイミド単量体と該構造単位(B)を与える(メタ)アクリル酸グリシジルの合計質量に対して100~2000ppmである
ことを特徴とするN-置換マレイミド系重合体(但し、メタクリル酸グリセロール由来の構造単位又はN-ビニルピロリドン由来の構造単位を有するものを除く。)。
【化1】
(一般式(B1)中、R及びRは、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を表す。Rは、二価の結合基を表す。aは、0又は1である。
一般式(B2)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、エチレン性不飽和結合含有基を表す。
一般式(B3)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、エチレン性不飽和結合含有基を表す。Xは、二価の炭化水素基を表す。)
【請求項8】
前記(メタ)アクリル酸グリシジルの含有塩素量が0.01~0.3質量%であることを特徴とする請求項7に記載のN-置換マレイミド系重合体。
【請求項9】
前記N-置換マレイミド系重合体は、酸価が20~200mgKOH/gであることを特徴とする請求項7又は8に記載のN-置換マレイミド系重合体。
【請求項10】
前記N-置換マレイミド系重合体は、二重結合当量が300~3000g/当量であることを特徴とする請求項7~9のいずれかに記載のN-置換マレイミド系重合体。
【請求項11】
請求項7~10のいずれかに記載のN-置換マレイミド系重合体、及び、重合性化合物を含むことを特徴とする硬化性樹脂組成物。
【請求項12】
請求項1~6のいずれかに記載のN-置換マレイミド系重合体の製造方法により得られるN-置換マレイミド系重合体と、重合性化合物とを混合する工程
を含む硬化性樹脂組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、N-置換マレイミド系重合体の製造方法、及び、上記製造方法により得られるN-置換マレイミド系重合体に関する。より詳しくは、硬化物の熱による着色を抑制することができるN-置換マレイミド系重合体、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
N-置換マレイミド系重合体は、N-ベンジルマレイミドやN-フェニルマレイミド等のN-置換マレイミド単量体を含む単量体成分を重合して得られる重合体である。このようなマレイミド系重合体は、一般的に、ガラス転移温度が高く、耐熱性等に優れるため、光学材料や電機・電子材料等として、広く利用されている。
【0003】
また、重合体の架橋性や架橋密度を向上させるために、重合体の側鎖に重合性二重結合を導入することが知られている。このような側鎖に重合性二重結合を有する重合体は、例えば、酸基を有する単量体を含む単量体成分を重合してベースとなる重合体を得て、その重合体に、エポキシ基と重合性二重結合を有する化合物を付加反応させることにより、重合体に重合性二重結合を導入する方法や、エポキシ基と重合性二重結合を有する化合物を含む単量体成分を重合してベースとなる重合体を得て、その重合体に、酸基と重合性二重結合を有する化合物を反応させて、重合体に重合性二重結合を導入する方法等によって得ることができる。このような側鎖に重合性二重結合を有する重合体を製造する場合に、上記エポキシ基と重合性二重結合を有する化合物の一つとして、(メタ)アクリル酸グリシジル(アクリル酸グリシジル及び/又はメタクリル酸グリシジル)が使用される。
【0004】
例えば、特許文献1には、エチレン性不飽和二重結合を有する、カルボキシル基含有ラジカル重合性共重合体を含むカラーフィルター用感光性樹脂組成物が記載され、上記ラジカル重合性共重合体を得る方法として、N-置換マレイミド化合物と、(メタ)アクリル酸(アクリル酸及び/又はメタクリル酸)等の不飽和カルボン酸化合物を単量体成分として得られる共重合体に、エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物を反応させる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2012-32772号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、(メタ)アクリル酸グリシジルを使用して得られた重合体は、その構成によっては、熱によって着色し易いという問題があった。とりわけ、(メタ)アクリル酸グリシジルと、N-置換マレイミド系単量体、又はN-置換マレイミド系単量体由来の構成単位を含む重合体とを混合して加熱すると、得られる硬化物の熱による着色(熱着色)が顕著になるという問題があった。このような着色は、N-置換マレイミド系重合体を淡色や透明な製品の製造に使用したい場合に、大きな問題となる。
【0007】
本発明は、上記現状に鑑みて、N-置換マレイミド単量体と(メタ)アクリル酸グリシジルを使用して重合体を製造する場合に、熱着色が格段に抑制された重合体を得ることができるN-置換マレイミド系重合体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、上記課題を解決すべく、(メタ)アクリル酸グリシジルとN-置換マレイミド系単量体を使用して重合体を製造する方法について種々検討したところ、(メタ)アクリル酸グリシジルには塩素が不純物として含まれ、その塩素がマレイミド基の熱酸化を促進することにより、得られる重合体の熱着色が起こることを見いだした。そして、本発明者は、含有塩素量が所定範囲量の(メタ)アクリル酸グリシジルを使用すること、例えば、含有塩素量が所定範囲量となるように調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを使用することにより、熱着色が格段に抑制された、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明は、N-置換マレイミド単量体(a)と、不飽和カルボン酸単量体(b)とを含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(I-2)、及び、上記ベースポリマーに、含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを反応させて、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を得る工程(I-3)を有することを特徴とするN-置換マレイミド系重合体の製造方法である。
【0010】
上記N-置換マレイミド系重合体の製造方法は、上記工程(I-2)の前に、(メタ)アクリル酸グリシジル中の含有塩素量が0.01~0.3質量%となるように(メタ)アクリル酸グリシジルを精製する工程(I-1)を更に含むことが好ましい。
【0011】
本発明はまた、N-置換マレイミド単量体(a)と、含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルとを含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(II-2)、及び、上記ベースポリマーに、不飽和カルボン酸単量体(b)を反応させて、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を得る工程(II-3)を有することを特徴とするN-置換マレイミド系重合体の製造方法である。
【0012】
上記N-置換マレイミド系重合体の製造方法は、上記工程(II-2)の前に、(メタ)アクリル酸グリシジル中の含有塩素量が0.01~0.3質量%となるように(メタ)アクリル酸グリシジルを精製する工程(II-1)を更に含むことが好ましい。
【0013】
上記N-置換マレイミド系重合体の製造方法は、上記工程(II-3)の後、更に、上記側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体に、多塩基酸又は多塩基酸無水物を反応させる工程(II-4)を有することが好ましい。
【0014】
上記N-置換マレイミド系重合体の製造方法において、上記N-置換マレイミド系重合体中の残留塩素量は、N-置換マレイミド単量体(a)と(メタ)アクリル酸グリシジルの合計使用量に対して100~2000ppmであることが好ましい。
【0015】
本発明はまた、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位(A)、及び、下記一般式(B1)、(B2)又は(B3)で表される構造単位(B)を有するN-置換マレイミド系重合体であって、該構造単位(B)は、(メタ)アクリル酸グリシジルに由来する構造を含み、該N-置換マレイミド系重合体中の残留塩素量が、重合体原料である該構造単位(A)を与えるN-置換マレイミド単量体と該構造単位(B)を与える(メタ)アクリル酸グリシジルの合計質量に対して100~2000ppmであることを特徴とするN-置換マレイミド系重合体である。
【0016】
【化1】
【0017】
(一般式(B1)中、R及びRは、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を表す。Rは、二価の結合基を表す。aは、0又は1である。
一般式(B2)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、エチレン性不飽和結合含有基を表す。
一般式(B3)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、エチレン性不飽和結合含有基を表す。Xは、二価の炭化水素基を表す。)
【0018】
上記N-置換マレイミド系重合体は、酸価が20~200mgKOH/gであることが好ましい。
【0019】
上記N-置換マレイミド系重合体は、二重結合当量が300~3000g/当量であることが好ましい。
【0020】
本発明はまた、上述したN-置換マレイミド系重合体、及び、重合性化合物を含むことを特徴とする硬化性樹脂組成物でもある。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、熱着色が格段に抑制された、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を好適に得ることができる。本発明のN-置換マレイミド系重合体は、光学材料や電機・電子材料等として好適に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは「アクリル酸」及び「メタアクリル酸」を意味し、「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート」及び「メタクリレート」を意味する。
【0023】
1.N-置換マレイミド系重合体の製造方法
本発明は、N-置換マレイミド単量体(a)と、不飽和カルボン酸単量体(b)とを含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(I-2)、及び、上記ベースポリマーに、含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを反応させて、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を得る工程(I-3)を有することを特徴とするN-置換マレイミド系重合体の製造方法(I)である。
【0024】
また本発明は、N-置換マレイミド単量体(a)と、含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルとを含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(II-2)、及び、上記ベースポリマーに、不飽和カルボン酸単量体(b)を反応させて、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を得る工程(II-3)を有することを特徴とするN-置換マレイミド系重合体の製造方法(II)でもある。
【0025】
本発明のN-置換マレイミド系重合体の製造方法(I)及び(II)においては、いずれも含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを使用する。含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを使用することにより、得られる重合体の熱着色を格段に抑制することができるのは、以下の理由によると推測される。すなわち、(メタ)アクリル酸グリシジルに不純物として含まれる塩素が、加熱時に塩化水素や次亜塩素酸を発生させ、N-置換マレイミドからのアミンの発生を促進し、発生したアミンが次亜塩素酸等の酸化物質により酸化されて着色物質を生成させると考えられ、(メタ)アクリル酸グリシジルに含まれる残留塩素を所定範囲量とすることにより、そのような着色物質の生成が格段に抑制されるためと考えられる。
【0026】
本発明のN-置換マレイミド系重合体の製造方法では、最終的に、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を得ることができる。側鎖に二重結合を有することにより、N-置換マレイミド系重合体の架橋性が高くなり、また架橋密度を高めることができる。
上記二重結合とは、重合性二重結合、すなわち炭素-炭素二重結合を意味し、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、メタリル基等が挙げられる。
本発明のN-置換マレイミド系重合体の製造方法(I)及び(II)について、以下に詳述する。
【0027】
1-1.製造方法(I)
<工程(I-2)>
上記製造方法(I)は、N-置換マレイミド単量体(a)と、不飽和カルボン酸単量体(b)とを含む単量体成分を重合してベースポリマー(「ベースポリマー1」とも称する)を得る工程(I-2)を有する。
【0028】
上記単量体(a)及び(b)を含む単量体成分を重合してベースポリマー1を得る方法としては、特に限定されず、バルク重合、溶液重合、乳化重合等の公知の重合方法が挙げられる。なかでも、工業的に有利で、分子量等の構造調整が容易な点で、溶液重合が好ましい。また、上記単量体成分の重合機構は、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、配位重合等の機構に基づいた重合方法を用いることができるが、工業的に有利な点で、ラジカル重合機構に基づく重合方法が好ましい。
【0029】
上記単量体成分を重合して得られるベースポリマー1の分子量は、重合開始剤の量や種類、重合温度、連鎖移動剤の種類や量の調整等により制御することができる。
【0030】
上記重合開始剤としては、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、過酸化水素、過硫酸塩等の通常重合開始剤として使用される過酸化物やアゾ化合物等が挙げられる。
【0031】
上記連鎖移動剤としては、例えば、メルカプトカルボン酸類、メルカプトカルボン酸エステル類、アルキルメルカプタン類、メルカプトアルコール類、芳香族メルカプタン類、メルカプトイソシアヌレート類等のメルカプト基を有する化合物が好ましく挙げられ、より好ましくは、アルキルメルカプタン類、メルカプトカルボン酸類、メルカプトカルボン酸エステル類、更に好ましくは、n-ドデシルメルカプタン、メルカプトプロピオン酸が挙げられる。
【0032】
上記重合に使用する溶媒としては、特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、s-ブタノール等のモノアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシブチルアセテート等のエステル類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;クロロホルム;ジメチルスルホキシド;炭酸ジメチル等が挙げられる。
【0033】
上記重合開始剤、連鎖移動剤、溶媒は、それぞれ1種のみ使用してもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。また、これらの使用量は、適宜設定することができる。
【0034】
重合温度としては、使用する単量体の種類や量、重合開始剤等の種類や量に応じて適宜設定することができるが、例えば、50~200℃が好ましく、80~120℃がより好ましい。
重合時間としては、適宜設定することができるが、例えば、1~12時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
【0035】
上記単量体成分の混合は、特に限定されず、得ようとするN-置換マレイミド系重合体に応じて適宜行えばよく、上記単量体(a)及び(b)の全量を同時に混合してもよいし、上記単量体(a)又は(b)の全量に、上記単量体(b)又は(a)を少量ずつ添加して混合してもよい。
【0036】
上記単量体成分を重合してベースポリマー1を得た後、重合反応液(重合体溶液)から揮発分を除去してベースポリマー1を分離してから、ベースポリマー1を使用してもよいし、また、分離せずに溶液状態で使用してもよいが、工業的利用としては分離せず溶液状態で使用する方がコスト等の点から好ましい。
【0037】
上記N-置換マレイミド系重合体の製造に使用する単量体成分について下記に説明する。各単量体を含む単量体成分を重合することにより、各単量体由来の構成単位を有する共重合体を得ることができる。
【0038】
(N-置換マレイミド単量体(a))
上記N-置換マレイミド単量体(a)としては、例えば、下記一般式(a)で表される化合物が挙げられる。
【0039】
【化2】
(式中、Rは、置換基を有していてもよい、炭素数1~30の一価の炭化水素基を表す。)
【0040】
一般式(a)中、Rは、置換基を有していていもよい、炭素数1~30の一価の炭化水素基である。上記一価の炭化水素基は、炭素数が1~20であることが好ましく、6~12であることがより好ましい。
上記炭化水素基としては、鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基が挙げられる。
上記脂肪族炭化水素基は、飽和脂肪族炭化水素基であってもよいし、不飽和脂肪族炭化水素基であってもよいが、飽和脂肪族炭化水素基であることが好ましい。
【0041】
鎖状の飽和脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、ヘプチル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、2,2-ジメチルペンチル基、2,3-ジメチルペンチル基、2,4-ジメチルペンチル基、3-エチルペンチル基、2,2,3-トリメチルブチル基、オクチル基、メチルヘプチル基、ジメチルヘキシル基、2-エチルヘキシル基、3-エチルヘキシル基、トリメチルペンチル基、3-エチル-2-メチルペンチル基、2-エチル-3-メチルペンチル基、2,2,3,3-テトラメチルブチル基、ノニル基、メチルオクチル基、3,7-ジメチルオクチル基、ジメチルヘプチル基、3-エチルヘプチル基、4-エチルヘプチル基、トリメチルヘキシル基、3,3-ジエチルペンチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
なかでも、炭素数1~30のアルキル基であることが好ましく、炭素数1~20のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1~12のアルキル基であることが更に好ましい。
【0042】
環状の脂肪族炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環系脂環式炭化水素基;ジシクロペンタニル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等の多環系脂環式炭化水素基;が挙げられる。
なかでも、炭素数3~30の単環又は多環系脂環式炭化水素基であることが好ましく、炭素数3~18の単環又は多環系脂環式炭化水素基であることがより好ましく、炭素数6~12の単環系脂環式炭化水素基であることが更に好ましい。
【0043】
上記芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基、フェネチル基等を挙げることができる。なかでも、炭素数6~30の芳香族炭化水素基であることが好ましく、炭素数6~12の芳香族炭化水素基であることがより好ましい。
【0044】
上記炭化水素基は、置換基を有していてもよい。上記置換基としては、例えば、アルキル基、アリール基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基等が挙げられる。
【0045】
上記N-置換マレイミド系単量体の具体例としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-プロピルマレイミド、N-イソプロピルマレイミド、N-t-ブチルマレイミド、N-ドデシルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-オクチルマレイミド、N-2-エチルヘキシルマレイミド、N-デシルマレイミド、N-ラウリルマレイミド、N-テトラデシルマレイミド、N-ステアリルマレイミド、N-2-デシルテトラデシルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ナフチルマレイミド、N-クロロフェニルマレイミド、N-メチルフェニルマレイミド、N-ヒドロキシルエチルマレイミド、N-ヒドロキシルフェニルマレイミド、N-メトキシフェニルマレイミド、N-カルボキシフェニルマレイミド、N-ニトロフェニルマレイミド、N-トリブロモフェニルマレイミド、N,N’-オルトフェニレンビスマレイミド、N,N’-メタフェニレンビスマレイミド、N,N’-パラフェニレンビスマレイミド等が挙げられる。なかでも、上記N-ビニルアミド系単量体との共重合性や耐熱性の観点から、N-ベンジルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミドが好ましく、N-ベンジルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミドがより好ましく、N-ベンジルマレイミドが更に好ましい。特に、耐熱着色性が強く求められる用途ではN-ベンジルマレイミドが好適に用いられ、有機微粒子や無機微粒子との親和性が強く求められる用途ではN-フェニルマレイミドが好適に用いられる。
【0046】
上記N-ベンジルマレイミドとしては、例えば、ベンジルマレイミド;p-メチルベンジルマレイミド、p-ブチルベンジルマレイミド等のアルキル置換ベンジルマレイミド;p-ヒドロキシベンジルマレイミド等のフェノール性水酸基置換ベンジルマレイミド;o-クロロベンジルマレイミド、o-ジクロロベンジルマレイミド、p-ジクロロベンジルマレイミド等のハロゲン置換ベンジルマレイミド;等が挙げられる。
【0047】
上記N-置換マレイミド単量体(a)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0048】
なかでも、上記N-置換マレイミド単量体(a)は、N-ベンジルマレイミド及びN-フェニルマレイミドであることが好ましい。これら2種の組み合わせにより、顔料の分散安定性が向上したり、硬化後の膜の表面硬度が高くなる場合がある。
N-ベンジルマレイミドとN-フェニルマレイミドの質量比は、95/5~5/95であることが好ましく、10/90~90/10であることがより好ましい。
【0049】
また、N-置換マレイミド単量体(a)として、N-フェニルマレイミドを主成分として使用する場合のN-ベンジルマレイミドの割合は、N-フェニルマレイミド100質量部に対して、1~30質量部であることが好ましく、1~20質量部であることがより好ましく、1~10質量部であることが更に好ましく、1~5質量部であることが最も好ましい。
【0050】
また、N-ベンジルマレイミドの使用量は、総単量体成分100質量%に対して、0.5~10質量%であることが好ましく、0.5~5質量%であることがより好ましく、0.5~3質量%であることが更に好ましく、0.5~2質量%であることが特に好ましく、0.5~1.8質量%であることが最も好ましい。
上記範囲とすることで、顔料等の有機微粒子や、量子ドット又はシリカ等の無機微粒子との親和性や分散性が向上しうる。
【0051】
(不飽和カルボン酸単量体(b))
上記不飽和カルボン酸単量体(b)としては、カルボキシル基及び/又はカルボン酸無水物基と重合性二重結合とを有する化合物が挙げられる。
上記重合性二重結合としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、メタリル基等が挙げられる。なかでも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
【0052】
上記不飽和カルボン酸単量体の具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、ビニル安息香酸等の不飽和モノカルボン酸類;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和多価カルボン酸類;コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、コハク酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)等の不飽和基とカルボキシル基との間が鎖延長されている不飽和長鎖モノカルボン酸類;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和酸無水物類;等が挙げられる。これらのなかでも、汎用性、入手性等の観点から、不飽和モノカルボン酸類が好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましい。
上記不飽和カルボン酸単量体(b)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0053】
(上記単量体(a)及び単量体(b)と共重合可能な単量体(c))
ベースポリマー1を製造するための単量体成分は、上記単量体(a)及び単量体(b)以外に、上記単量体(a)及び単量体(b)と共重合可能な単量体(c)を更に含んでいてもよい。
上記単量体(c)としては、上述した単量体(a)及び(b)と共重合可能であれば特に限定されず、例えば、下記の単量体を挙げることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0054】
(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸2,3-ヒドロキシプロピル等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基含有単量体;
【0055】
(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i-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸n-アミル、(メタ)アクリル酸s-アミル、(メタ)アクリル酸t-アミル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸N,N-ジメチルアミノエチル、1,4-ジオキサスピロ[4,5]デカ-2-イルメタアクリル酸、(メタ)アクリロイルモルホリン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2-メチル-2-イソブチル-1,3-ジオキソラン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2-メチル-2-シクロヘキシル-1,3-ジオキソラン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン等の(メタ)アクリル酸エステル;
【0056】
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、1-アダマンチル(メタ)アクリレート、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ペンタシクロペンタデカンジメタノールルジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジメタノールジ(メタ)アクリレート、p-メンタン-1,8-ジオールジ(メタ)アクリレート、p-メンタン-2,8-ジオールジ(メタ)アクリレート、p-メンタン-3,8-ジオールジ(メタ)アクリレート、ビシクロ[2.2.2]-オクタン-1-メチル-4-イソプロピル-5,6-ジメチロールジ(メタ)アクリレート等の脂環式(メタ)アクリレート;
【0057】
(メタ)アクリル酸β-メチルグリシジル、(メタ)アクリル酸β-エチルグリシジル、ビニルベンジルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチル、ビニルシクロヘキセンオキシド等の、(メタ)アクリル酸グリシジル以外のエポキシ基含有単量体;
【0058】
N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類;ポリスチレン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリシロキサン、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクタム等の重合体分子鎖の片末端に(メタ)アクリロイル基を有するマクロモノマー類;1,3-ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役ジエン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、n-ノニルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、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等のビニルエーテル類;N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルモルフォリン、N-ビニルアセトアミド等のN-ビニル化合物類;スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、キシレン、メトキシスチレン、エトキシスチレン等の芳香族ビニル類;(メタ)アクリル酸イソシアナトエチル、アリルイソシアネート等の不飽和イソシアネート類;α-アリルオキシメチルアクリル酸、α-アリルオキシメチルアクリル酸メチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸エチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸n-プロピル、α-アリルオキシメチルアクリル酸i-プロピル、α-アリルオキシメチルアクリル酸n-ブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸s-ブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸t-ブチル、α-アリルオキシメチルアクリル酸n-アミル、α-アリルオキシメチルアクリル酸s-アミル、α-アリルオキシメチルアクリル酸t-アミル、α-アリルオキシメチルアクリル酸ネオペンチル等のα-(不飽和アルコキシアルキル)アクリレート系単量体;ジメチル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジエチル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジシクロヘキシル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジベンジル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート等のジアルキル-2,2’-(オキシジメチレン)ジアクリレート系単量体;等。
【0059】
上記単量体(a)、(b)及び(c)の各含有量は、得ようとするN-置換マレイミド系重合体の目的、用途に応じて適宜設定することができる。
上記単量体(a)は、総単量体成分100質量%に対して、0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることが更に好ましい。
上記単量体(b)は、総単量体成分100質量%に対して、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることが更に好ましく、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、40質量%以下であることが更に好ましい。
上記単量体(c)は、総単量体成分100質量%に対して、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、25質量%以上であることが更に好ましく、90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることが更に好ましい。
上記単量体(a)、(b)、(c)の各含有量は、2種以上の単量体を含む場合、その合計量である。
【0060】
<工程(I-3)>
上記製造方法(I)は、更に、上記工程(I-2)で得られたベースポリマー1に、含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを反応させて、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を得る工程(I-3)を有する。
【0061】
上記製造方法(I)において使用する(メタ)アクリル酸グリシジルの含有塩素量は、0.01~0.3質量%である。上記範囲に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを使用することで、残留塩素量が少ないN-置換マレイミド系重合体を製造することができ、上記重合体の熱着色を抑制することができる。また、上記重合体を安全に製造することができる。
【0062】
上記(メタ)アクリル酸グリシジルの含有塩素量は、得られるN-置換マレイミド系重合体の熱着色をより一層抑制することができる点で、0.25質量%以下であることが好ましく、0.20質量%以下であることがより好ましく、0.15質量%以下であることが更により好ましい。
一方、含有塩素量が0.01質量%未満となるよう(メタ)アクリル酸グリシジルを調整すると、精製等の調製設備が過大になるほか、精製蒸留中の(メタ)アクリル酸グリシジルの重合による装置閉塞、精製収率の低下等のおそれがあり、工業的に不利であるため好ましくない。上記含有塩素量の下限値は、製造コストの観点から0.03質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。
上記含有塩素量は、ICP-MS(誘導結合プラズマ質量分析)法により測定して求めることができ、具体的には、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。
【0063】
上記(メタ)アクリル酸グリシジルの含有塩素量を調整する方法としては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジルを精製する方法が好ましく挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸グリシジルを精製する方法としては、特に限定されず、蒸留、抽出、カラムクロマトグラフィー等の公知の方法が挙げられるが、なかでも、塩素を容易かつ安全に除去できる点で、蒸留が好ましい。
【0064】
上記蒸留としては、特に限定されず、単蒸留、精密蒸留(精留)、減圧蒸留(真空蒸留)、分子蒸留、水蒸気蒸留等の公知の蒸留方法が挙げられるが、なかでも、工業的に容易に高純度にできる点で、精密蒸留が好ましく、減圧下での精密蒸留がより好ましい。
【0065】
蒸留方法は、特に限定されず、公知の方法で行うことができ、エバポレータ等の減圧濃縮装置や、単蒸留、精留塔を用いた精密蒸留で行うことができる。
【0066】
蒸留温度は、凝縮捕集が工業的に容易である点で、30℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることが更に好ましい。また、蒸留温度は、蒸留中の重合を抑制し装置の閉塞等を防止することができる点で、150℃以下であることが好ましく、100℃以下であることがより好ましく、80℃以下であることが更に好ましい。
【0067】
上記蒸留は減圧下で行うことが好ましく、例えば、40000Pa以下、好ましくは10000Pa以下、より好ましくは3000Pa以下で行うことが好ましい。
上記蒸留を減圧下で行う方法としては、例えば、精留塔を備えた精密蒸留等の公知の方法が挙げられる。
【0068】
上記蒸留に用いる精留塔は、理論段数2~100が好ましく、理論段数5~50がさらに好ましい。蒸留による塩素分の低減が不十分である場合、蒸留を複数回繰り返すことで塩素分を所望の範囲まで低減することができる。蒸留を繰り返す回数は3回以下が好ましく、2回以下が更に好ましい。4回以上蒸留を繰り返すことは、設備や工程が過大になるほか、蒸留収率が低下し工業的に不利である。
【0069】
上記蒸留を行う際、(メタ)アクリル酸グリシジルに重合禁止剤等を添加してもよい。重合禁止剤を添加することにより、蒸留中の重合を防止することができる。上記重合禁止剤としては、通常使用されるラジカル重合性単量体用の重合禁止剤が挙げられ、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、t-ブチルハイドロキノン、メトキノン、6-t-ブチル-2,4-キシレノール、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-メトキシフェノール、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)等のフェノール系禁止剤、有機酸銅塩やフェノチアジン等が挙げられる。これらは1種のみ使用してもよいし、又は2種以上を併用してもよい。なかでも、フェノール系禁止剤が好ましく、メトキノン、6-t-ブチル-2,4-キシレノール、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)がより好ましい。
【0070】
上記蒸留の前及び/又は後に、更に不純物を除去するため、(メタ)アクリル酸グリシジルを水又は弱アルカリ水等の溶剤により洗浄してもよいし、乾燥、脱水してもよい。特に水が多く含まれると、(メタ)アクリル酸グリシジルのグリシジル基が加水分解するおそれがある。水の含有量は(メタ)アクリル酸グリシジル100質量部に対し、0.2質量部以下が好ましく、0.1質量部以下がさらに好ましく、0.05質量部以下が最も好ましい。
【0071】
このように、本発明の製造方法(I)は、工程(I-2)又は(I-3)の前に、(メタ)アクリル酸グリシジルの含有塩素量が0.01~0.3質量%となるように(メタ)アクリル酸グリシジルを精製する工程(I-1)を有することが好ましい。
【0072】
上記ベースポリマー1に、上記含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを反応させる方法としては、特に限定されず、ベースポリマー1を含む重合体溶液に、上記含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを混合して、公知の方法で反応させるとよい。上記反応により、ベースポリマー1が有する酸基(カルボキシル基)と、(メタ)アクリル酸グリシジルのエポキシ基が反応して、(メタ)アクリル酸グリジジルが、ベースポリマー1に付加され、末端に重合性二重結合を有する重合体が得られる。
【0073】
上記付加反応の温度としては、上記付加反応が進行する温度であれば特に限定されないが、例えば、60~150℃が挙げられ、90~140℃であることが好ましく、100~120℃であることがより好ましい。
【0074】
上記付加反応の反応時間としては、特に限定されないが、例えば、1~48時間、好ましくは3~24時間、より好ましくは6~12時間が挙げられる。
【0075】
上記工程(I-3)における上記調整された(メタ)アクリル酸グリシジルの使用量としては、得られるN-置換マレイミド系重合体の二重結合当量が所望の範囲となるように適宜設定することが好ましいが、例えば、上記ベースポリマー1を与える総単量体成分100質量部に対し、1~150質量部であることが好ましく、10~100質量部であることがより好ましく、15~80質量部であることが更に好ましい。
【0076】
上記付加反応においては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、メチルジベンジルアミン、トリベンジルアミン等のアミン化合物;トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類;塩化テトラエチルアンモニウム等のアンモニウム塩;臭化テトラフェニルホスホニウム等のホスホニウム塩、ジメチルホルムアミド等のアミド化合物;等の公知の触媒を使用してもよい。なかでも、着色の少なさ、工業的入手の容易さの点で、アミン化合物、ホスフィン類が好ましく、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリフェニルホスフィンがより好ましい。
【0077】
上記触媒の使用量は、適宜設定することができるが、ベースポリマー1と上記調整された(メタ)アクリル酸グリシジルの合計量に対し、0.05~5質量%であることが好ましく、0.1~1質量%であることがより好ましく、0.1~0.5質量%であることが更に好ましい。上記触媒の使用量が上記の範囲を下回ると、反応時間が長くなり工業的に不利となるおそれがある。また上記の範囲を上回ると、触媒の投入時にベースポリマーと塩を形成して不溶化して撹拌が困難になったり、得られた重合体の熱着色が強くなったりするおそれがある。
【0078】
上記製造方法(I)は、上述した工程(I-1)、(I-2)、(I-3)以外に、他の工程を有していてもよい。上記他の工程としては、例えば、熟成工程、中和工程、重合開始剤や連鎖移動剤の失活工程、希釈工程、乾燥工程、濃縮工程、精製工程等が挙げられる。これらの工程は、公知の方法により行うことができる。
【0079】
上記製造方法(I)は、上述したように、使用する(メタ)アクリル酸グリシジルの含有塩素量を所定範囲量に調整する工程を有することが好ましい。
従って、(メタ)アクリル酸グリシジル中の含有塩素量が0.01~0.3質量%となるように(メタ)アクリル酸グリシジルを精製する工程(I-1)、N-置換マレイミド単量体(a)と、不飽和カルボン酸単量体(b)とを含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(I-2)、及び、上記ベースポリマーに、上記工程(I-1)で得られた精製(メタ)アクリル酸グリシジルを反応させて、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を得る工程(I-3)を有するN-置換マレイミド系重合体の製造方法もまた本発明の好ましい形態の一つである。上記工程(I-1)で得られた精製(メタ)アクリル酸グリシジルとは、上述した、含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルである。
【0080】
1-2.製造方法(II)
<工程(II-2)>
上記製造方法(II)は、N-置換マレイミド単量体(a)と、含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルとを含む単量体成分を重合してベースポリマー(「ベースポリマー2」とも称する。)を得る工程(II-2)を有する。
【0081】
上記N-置換マレイミド単量体(a)、及び、含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルとしては、上記の製造方法(I)において記載された「N-置換マレイミド単量体(a)」、「含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシシジル」と同様のものをそれぞれ挙げることができる。
【0082】
上記ベースポリマー2を製造するための単量体成分は、更に、上記単量体(a)及び上記調整された(メタ)アクリル酸グリシジルと共重合可能な単量体(d)を含んでいてもよい。
上記単量体(d)としては、上記の製造方法(I)において記載した上記単量体(c)と同様の単量体を挙げることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0083】
重合方法としては、特に限定されないが、上記製造方法(I)において記載の重合方法と同様の方法が好ましく挙げられる。
【0084】
上記単量体(a)、上記調整された(メタ)アクリル酸グリシジル、及び上記単量体(d)の各含有量は、得ようとするN-置換マレイミド系重合体の目的、用途に応じて適宜設定することができる。
上記単量体(a)は、総単量体成分100質量%に対して、0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。
【0085】
上記調整された(メタ)アクリル酸グリシジルは、総単量体成分100質量%に対して、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが更に好ましく、90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、60質量%以下であることが更に好ましい。
【0086】
上記単量体(d)は、総単量体成分100質量%に対して、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが更に好ましく、80質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましく、60質量%以下であることが更に好ましい。
上記単量体(a)、上記調整された(メタ)アクリル酸グリシジル、上記単量体(d)の各含有量は、2種以上の単量体を含む場合、その合計量である。
【0087】
本発明の製造方法(II)は、工程(II-2)の前に、(メタ)アクリル酸グリシジルの含有塩素量が0.01~0.3質量%となるように(メタ)アクリル酸グリシジルを精製する工程(II-1)を有することが好ましい。
上記工程(II-1)としては、上述した製造方法(I)における工程(I-1)と同様の工程が好ましく挙げられる。
【0088】
<工程(II-3)>
上記製造方法(II)は、更に、上記工程(II-2)で得られたベースポリマー2に、不飽和カルボン酸単量体(b)を反応させて、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を得る工程(II-3)を有する。
【0089】
上記ベースポリマー2に、上記不飽和カルボン酸単量体(b)を反応させる方法としては、特に限定されず、ベースポリマー2を含む重合体溶液に、上記不飽和カルボン酸単量体(b)、及び、必要に応じて重合開始剤や連鎖移動剤等を混合して、公知の方法で反応させるとよい。
上記反応によりベースポリマー2が有するエポキシ基に、不飽和カルボン酸単量体(b)が有するカルボキシル基が反応して、上記不飽和カルボン酸単量体(b)が付加され、末端に重合性二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体が得られる。
上記不飽和カルボン酸単量体(b)としては、上記の製造方法(I)に記載された不飽和カルボン酸単量体(b)と同様のものが挙げられる。
【0090】
反応温度としては、上記反応が進行する温度であれば特に限定されないが、例えば、40~200℃が挙げられ、60~150℃であることが好ましく、80~120℃であることがより好ましい。
【0091】
反応時間としては、特に限定されないが、例えば、1~48時間、好ましくは3~24時間、より好ましくは5~12時間が挙げられる。
【0092】
上記工程(II-3)における上記不飽和カルボン酸単量体(b)の使用量としては、得られるN-置換マレイミド系重合体の二重結合当量が所望の範囲となるように適宜設定することが好ましいが、例えば、上記ベースポリマー2を与える単量体成分100質量部に対し、1~50質量部であることが好ましく、5~45質量部であることがより好ましく、10~40質量部であることが更に好ましい。
【0093】
上記反応においては、トリエチルアミンやジメチルベンジルアミン等のアミン化合物;塩化テトラエチルアンモニウム等のアンモニウム塩;臭化テトラフェニルホスホニウム等のホスホニウム塩、ジメチルホルムアミド等のアミド化合物;等の公知の触媒を使用してもよい。上記触媒の使用量は、適宜設定することができる。
【0094】
上記製造方法(II)は、上述したように、使用する(メタ)アクリル酸グリシジルの含有塩素量を所定範囲量に調整する工程を有することが好ましい。
従って、(メタ)アクリル酸グリシジル中の含有塩素量が0.01~0.3質量%となるように(メタ)アクリル酸グリシジルを精製する工程(II-1)、N-置換マレイミド単量体(a)と、上記工程(II-1)で得られた精製(メタ)アクリル酸グリシジルとを含む単量体成分を重合してベースポリマーを得る工程(II-2)、及び、上記ベースポリマーに、不飽和カルボン酸単量体(b)を反応させて、側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体を得る工程(II-3)を有することを特徴とするN-置換マレイミド系重合体の製造方法もまた本発明の好ましい形態の一つである。上記工程(II-1)で得られた精製(メタ)アクリル酸グリシジルとは、上述した、含有塩素量が0.01~0.3質量%に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルである。
【0095】
<工程(II-4)>
上記製造方法(II)においては、上記工程(II-3)の後、更に、上記側鎖に二重結合を有するN-置換マレイミド系重合体に、多塩基酸又は多塩基酸無水物を反応させる工程(II-4)を有することが好ましい。上記工程(II-4)を行うことにより、上記工程(II-3)においてエポキシ基とカルボキシル基との反応により生じる水酸基に、多塩基酸又は多塩基無水物を反応させることで、カルボキシル基を生じさせることができ、上記N-置換マレイミド系重合体の酸価を適切な範囲に調整することができる。
【0096】
上記多塩基酸又は多塩基酸無水物としては、例えば、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸等の多塩基酸;無水コハク酸(別名:コハク酸無水物)、無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水イタコン酸等の二塩基酸無水物;トリメリット酸無水物;等が挙げられる。なかでも、コハク酸、多塩基酸無水物が好ましく、更に反応性の高さ、工業的入手の容易さから、無水コハク酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸が好ましい。
【0097】
上記多塩基酸又は多塩基無水物との反応における反応温度としては、上記反応が進行する温度であれば特に限定されないが、例えば、0~200℃が挙げられ、20~150℃であることが好ましく、30~120℃であることがより好ましい。
反応時間としては、特に限定されないが、例えば、1~12時間、好ましくは2~12時間、より好ましくは2~8時間が挙げられる。
【0098】
上記多塩基酸又は多塩基無水物の使用量は特に限定されず、得られるN-置換マレイミド系重合体の酸価が所望の範囲となるように設定するとよい。
【0099】
上記製造方法(II)は、上述した工程(II-1)、(II-2)、(II-3)、(II-4)以外に、他の工程を有していてもよい。上記他の工程としては、例えば、熟成工程、中和工程、重合開始剤や連鎖移動剤の失活工程、希釈工程、乾燥工程、濃縮工程、精製工程等が挙げられる。これらの工程は、公知の方法により行うことができる。
【0100】
上記製造方法(I)又は(II)により得られるN-置換マレイミド系重合体は、上記重合体中の残留塩素量が、N-置換マレイミド単量体(a)と(メタ)アクリル酸グリシジルの合計使用量に対して100~2000ppmであることが好ましい。
上記合計使用量とは、重合時に使用したそれぞれの単量体の合計質量である。
硬化時の熱着色をより一層抑制することができる点で、上記重合体中の残留塩素量は、N-置換マレイミド単量体(a)と(メタ)アクリル酸グリシジルの合計使用量に対して、1800ppm以下であることがより好ましく、1500ppm以下であることが更に好ましく、1000ppm以下であることが特に好ましい。また、上記残留塩素量の下限値は、原料である(メタ)アクリル酸グリシジルの工業的製造が容易である点で、N-置換マレイミド単量体(a)と(メタ)アクリル酸グリシジルの合計使用量に対して、200ppm以上であることがより好ましく、300ppm以上であることが更に好ましい。
上記重合体中の残留塩素量は、上述した(メタ)アクリル酸グリシジル中の含有塩素量を測定する方法と同様の方法により重合体中の残留塩素量を測定して得られた値を、重合体原料として使用したN-置換マレイミド単量体(a)と(メタ)アクリル酸グリシジルの合計使用量(質量)で除することにより求められる。
本発明では、所定範囲の含有塩素量に調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを使用するが、調整されていない(メタ)アクリル酸グリシジルも併用してもよい。この(メタ)アクリル酸グリシジルの使用量とは、上述した調整された(メタ)アクリル酸グリシジルだけでなく、調整されていない(メタ)アクリル酸グリシジルも併せて使用した場合は、それも含めた(メタ)アクリル酸グリシジルの総使用量である。
【0101】
また上記製造方法(I)又は(II)により得られるN-置換マレイミド系重合体は、上記重合体中の残留エピクロロヒドリン量が0.001~5ppmであることが好ましい。残留エピクロロヒドリン量が上述の範囲であると、N-置換マレイミド系重合体の製造時や使用時の安全性が優れるとともに、硬化時の熱着色をより一層抑制することができる。
(メタ)アクリル酸グリシジルは、通常、(メタ)アクリル酸とエピクロロヒドリンとの反応によって製造される。そのため、(メタ)アクリル酸グリシジルには、除去されない塩素が不純物として残留するととともに、エピクロロヒドリンも残留する。エピクロロヒドリンは、反応性が非常に高く、人体に有害な物質であることが知られている。本発明の製造方法では、残留塩素のみならず、残留エピクロロヒドリンも減少させることができ、熱着色の抑制だけでなく、安全性にも優れるN-置換マレイミド系重合体を得ることができる。
上記残留エピクロロヒドリン量は1ppm以下であることがより好ましく、0.5ppm以下であることが更に好ましい。また、上記残留エピクロロヒドリン量の下限値は、(メタ)アクリル酸グリシジルの精製に要する設備が過大になり過ぎず工業的に有利である点で、0.01ppm以上であることがより好ましい。
上記重合体中の残留エピクロロヒドリン量は、GC-MS法により測定して求めることができ、具体的には、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。
【0102】
このように本発明のN-置換マレイミド重合体の製造方法(I)又は(II)により得られるN-置換マレイミド系重合体は、残留塩素量が所定範囲量となるので、硬化時の熱着色を格段に抑制することができる。このような、上記製造方法(I)又は(II)により得られるN-置換マレイミド系重合体も本発明の一つである。
以下に、上記製造方法(I)又は(II)で得られるN-置換マレイミド重合体の好ましい態様の一例について説明する。
【0103】
2.N-置換マレイミド系重合体
本発明はまた、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位(A)、及び、下記一般式(B1)、(B2)又は(B3)で表される構造単位(B)を有するN-置換マレイミド系重合体であって、上記構造単位(B)は、(メタ)アクリル酸グリシジルに由来する構造を含み、上記N-置換マレイミド系重合体中の残留塩素量が、重合体原料である上記構造単位(A)を与えるN-置換マレイミド単量体と上記構造単位(B)を与える(メタ)アクリル酸グリシジルの合計質量に対して100~2000ppmであることを特徴とするN-置換マレイミド系重合体である。
【0104】
【化3】
【0105】
(一般式(B1)中、R及びRは、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を表す。Rは、二価の結合基を表す。aは、0又は1である。
一般式(B2)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、エチレン性不飽和結合含有基を表す。
一般式(B3)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、エチレン性不飽和結合含有基を表す。Xは、二価の炭化水素基を表す。)
【0106】
本発明のN-置換マレイミド系重合体は、当該重合体中の残留塩素量が、重合体原料である上記構造単位(A)を与えるN-置換マレイミド単量体と上記構造単位(B)を与える(メタ)アクリル酸グリシジルの合計質量に対して100~2000ppmである。そのため、重合体の硬化時の熱着色を抑制することができる。
上記残留塩素量は、硬化時の熱着色をより一層抑制することができる点で、上記の合計質量に対して1800ppm以下であることが好ましく、1500ppm以下であることがより好ましく、1200ppm以下であることが更に好ましい。
上記重合体中の残留塩素量は、上記の「1.N-置換マレイミド系重合体の製造方法」に記載の重合体中の残留塩素量を求める方法と同様の方法により測定して求めることができる。
【0107】
上記構造単位(A)を与えるN-置換マレイミド単量体は、当該N-置換マレイミド単量体を含む単量体成分を重合することにより上記構造単位(A)を有する重合体が得られる重合体原料である。
上記構造単位(B)を与える(メタ)アクリル酸グリシジルは、重合により直接構造単位(B)を与えるものではなく、他の単量体成分由来の官能基と反応等して、上記構造単位(B)を形成しうる重合体原料である。すなわち、後述するように、上記構造単位(B)は、(メタ)アクリル酸グリシジル由来の構造を有する。
【0108】
上記N-置換マレイミド系重合体は、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位(A)、及び、上記一般式(B1)、(B2)又は(B3)で表される構造単位(B)を有し、上記構造単位(B)は、(メタ)アクリル酸グリシジルに由来する構造を有する。
【0109】
上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位、及び、上記一般式(B1)で表される構造単位を有するN-置換マレイミド系重合体は、上述した製造方法(I)の方法により得ることができる。
上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位、及び、上記一般式(B2)で表される構造単位を有するN-置換マレイミド系重合体は、上述した製造方法(II)の方法により得ることができ、好ましくは工程(II-1)~(II-3)の方法より得ることができる。
上記N-置換マレイミド単量体由来の構造単位、及び、上記一般式(B3)で表される構造単位を有するN-置換マレイミド系重合体は、上述した製造方法(II)の方法により得ることができ、好ましくは工程(II-1)~(II-4)の方法により得ることができる。
【0110】
上記N-置換マレイミド系重合体は、上記構造単位(B)として、上記一般式(B1)、一般式(B2)、又は、一般式(B3)で表される構造単位を1種のみ有していてもよいし、2種以上有していてもよい。
【0111】
上記N-置換マレイミド単量体としては、上記の「1.N-置換マレイミド系重合体の製造方法」において記載したN-置換マレイミド単量体(a)と同様のものが好ましく挙げられる。
また、N-置換マレイミド単量体由来の構造単位として、N-ベンジルマレイミド由来の構造単位及びN-フェニルマレイミド由来の構造単位の2種を有する形態も、本発明の好適な形態の一つである。
【0112】
上記一般式(B1)中、R及びRは、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を表す。
は二価の結合基を表す。上記二価の結合基としては、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-CO-、-(CO)O-、-NH-、-SO-、及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。
上記二価の結合基は、炭素数が1~12であることが好ましく、炭素数1~8であることがより好ましく、炭素数1~6であることが好ましい。
としては、例えば、上記の「1.N-置換マレイミド系重合体の製造方法」において記載した不飽和カルボン酸単量体(b)の、重合性二重結合基とカルボキシル基又はカルボン酸無水物基とを除く残基が好ましく挙げられ、具体的には、例えば、-(CO)O-CH=CH-等が好ましく挙げられる。
上記重合性二重結合基としては、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、メタリル基等が挙げられる。
aは、0又は1であるが、反応性及び工業的入手の容易さの点で、0が好ましい。
【0113】
上記一般式(B2)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。
は、エチレン性不飽和含有基を表す。上記エチレン性不飽和含有基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、メタリル基等の重合性二重結合を含む基が挙げられ、好ましくは、上記の「1.N-置換マレイミド系重合体の製造方法」において記載した不飽和カルボン酸単量体(b)の、カルボキシル基又はカルボン酸無水物基とを除く残基が挙げられる。
としては、具体的には、例えば、-(CH-O(CO)-CH=CH(mは、1~6の整数である。)、-CH=CH、-C(CH)=CH等が挙げられるが、なかでも、-CH=CH、-C(CH)=CHであることが好ましい。
【0114】
上記一般式(B3)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。
は、エチレン性不飽和結合含有基を表す。上記エチレン性不飽和含有基としては、上記Rのエチレン性不飽和含有基と同様の基が好ましく挙げられる。
【0115】
Xは、二価の炭化水素基を表す。上記二価の炭化水素基としては、二価の鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基、二価の芳香族炭化水素基が挙げられる。
上記二価の鎖状の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ビニレン基、プロペニレン基、ビニリデン基等が挙げられ、好ましくは炭素数1~12、より好ましくは炭素数1~6の二価の鎖状の脂肪族炭化水素基が挙げられる。
上記二価の環状の脂肪族炭化水素基としては、例えば、1,2-シクロペンチレン基、1,2-シクロへキシレン基、1,4-シクロへキシレン基、1,2-シクロへキセニレン基、1,4-シクロへキセニレン基、シクロペンチリデン基、シクロヘキシリデン基等が挙げられ、好ましくは炭素数4~12、より好ましくは炭素数4~8の二価の環状の脂肪族炭化水素基が挙げられる。
上記二価の芳香族炭化水素基としては、例えば、1,2-フェニレン基、1,2-ナフチレン基、2,3-ナフチレン基、ベンジリデン基、シンナミリデン基等が挙げられ、好ましくは炭素数6~18、より好ましくは炭素数6~12の二価の芳香族炭化水素基が挙げられる。
上記炭化水素基は、置換基を有していてもよい。上記置換基としては、例えば、アルキル基、アリール基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基等が挙げられる。
【0116】
なかでもXは、上記の「1.N-置換マレイミド系重合体の製造方法」において記載した多塩基酸及び多塩基酸無水物の、カルボキシル基又はカルボン酸無水物基を除く残基であることが好ましい。Xとしては、具体的には、例えば、-(CH-、-CH=CH-、-CH-C(=CH)H-、フェニレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘキセニレン基等が挙げられる。
【0117】
上記一般式(B1)、(B2)及び(B3)において、(メタ)アクリル鎖グリシジルに由来する構造としては、それぞれ下記が挙げられる。
【0118】
【化4】
【0119】
上記N-置換マレイミド系重合体は、上記構造単位(A)及び(B)以外の他の構造単位(C)を有していてもよい。上記他の構造単位(C)としては、上記の「1.N-置換マレイミド系重合体の製造方法」において記載した上記単量体(c)由来の構造単位等が挙げられる。
また、上記N-置換マレイミド系重合体は、上記一般式(B1)、(B2)又は(B3)で表される構造単位であって、(メタ)アクリル酸グリシジルに由来しない構造単位を更に有していてもよい。この構造単位は、上記他の構造単位(C)に含まれる。
【0120】
上記構造単位(A)、(B)及び(C)の各含有割合は、N-置換マレイミド系重合体の目的、用途に応じて適宜設定することができる。例えば、上記構造単位(A)の含有割合は、全構造単位100質量%に対して、0.5~50質量%であることが好ましく、1~30質量%であることがより好ましく、3~20質量%であることが更に好ましい。
上記構造単位(B)の含有割合は、5~60質量%であることが好ましく、10~50質量%であることがより好ましく、20~40質量%であることが更に好ましい。
上記構造単位(C)の含有割合は、10~90質量%であることが好ましく、20~80質量%であることがより好ましく、25~70質量%であることが更に好ましい。
【0121】
上記N-置換マレイミド系重合体の重量平均分子量は、上記重合体の目的、用途に応じて適宜設定することができるが、2000~1000000であることが好ましく、3000以上であることがより好ましく、5000以上であることが更に好ましい。また、50000以下であることがより好ましく、30000以下であることが更に好ましい。
上記重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により求めることができ、具体的には、後述の実施例に記載の方法で求めることができる。
【0122】
上記N-置換マレイミド系重合体の酸価は、20~200mgKOH/gであることが好ましく、30mgKOH/g以上であることがより好ましく、40mgKOH/g以上であることが更に好ましく、180mgKOH/g以下であることがより好ましく、160mgKOH/g以下であることが更に好ましい。
上記酸価は、KOH溶液を用いた中和滴定法により求めることができる。
【0123】
上記N-置換マレイミド系重合体は、側鎖に二重結合を有する。上記N-置換マレイミド系重合体の二重結合当量は、300~30000g/当量であることが好ましい。重合体の保存安定性に優れる点で、上記二重結合当量は、400g/当量以上であることがより好ましく、420g/当量以上であることが更に好ましく、また、光や熱に対する反応性の点で、3000g/当量以下であることがより好ましく、2000g/当量以下であることが更に好ましい。
【0124】
上記二重結合当量とは、上記N-置換マレイミド系重合体の二重結合1molあたりの重合体溶液の固形分の質量である。上記二重結合当量は、重合体溶液の樹脂固形分の質量(g)を重合体の二重結合量(mol)で除することにより、求めることができる。また、滴定及び元素分析、NMR、IR等の各種分析や示差走査熱量計法を用いて測定することもできる。例えば、JIS K 0070:1992に記載のよう素価の試験方法に準拠して、重合体1gあたりに含まれるエチレン性二重結合の数を測定することにより算出してもよい。
【0125】
3.硬化性樹脂組成物
上述したN-置換マレイミド系重合体は、更に重合性化合物と組み合わせることにより、硬化性樹脂組成物とすることができる。上記硬化性樹脂組成物は、上記N-置換マレイミド系重合体を含むので、熱による着色が抑制された硬化物を与えることができる。また、更に重合性化合物を含むことにより、樹脂組成物の硬化性、硬化物の機械的強度、耐溶剤性等の各種物性を向上させることができる。このような上記N-置換マレイミド系重合体、及び、重合性化合物を含む硬化性樹脂組成物もまた、本発明の一つである。本発明の硬化性樹脂組成物は、感光性樹脂組成物としても好適に用いることができる。
【0126】
本発明の硬化性樹脂組成物における上記N-置換マレイミド系重合体の含有量は、特に限定されず、用途や他成分の配合等に応じて適宜設定することができるが、例えば、硬化性樹脂組成物の固形分総量100質量%に対して、5~90質量%であることが好ましく、10~80質量%であることがより好ましく、15~70質量%であることが更に好ましい。
なお、「固形分総量」とは、硬化物を形成する成分(硬化物の形成時に揮発する溶媒等を除く成分)の総量を意味する。
【0127】
<重合性化合物>
上記重合性化合物としては、フリーラジカル、電磁波(例えば赤外線、紫外線、X線等)、電子線等の活性エネルギー線の照射等により重合し得る、重合性不飽和結合(重合性不飽和基とも称す)を有する低分子化合物が挙げられ、例えば、重合性不飽和基を分子中に1つ有する単官能の化合物、又は、2個以上有する多官能の化合物が挙げられる。
【0128】
上記単官能の化合物としては、例えば、N置換マレイミド系単量体;(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリルアミド類;不飽和モノカルボン酸類;不飽和多価カルボン酸類;不飽和基とカルボキシル基の間が鎖延長されている不飽和モノカルボン酸類;不飽和酸無水物類;芳香族ビニル類;共役ジエン類;ビニルエステル類;ビニルエーテル類;N-ビニル化合物類;不飽和イソシアネート類;等が挙げられる。これらは、上記N-置換マレイミド系重合体の単量体成分として挙げた化合物等と同様のものが挙げられる。また、活性メチレン基や活性メチン基を有する単量体等を用いることもできる。
【0129】
上記多官能の化合物としては、例えば、下記の化合物等が挙げられる。
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリレート化合物;
【0130】
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートコハク酸変性物、ペンタエリスリトールトリアクリレートコハク酸変性物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートフタル酸変性物、ペンタエリスリトールトリアクリレートフタル酸変性物、下記式:
【0131】
【化5】
で表されるジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの変性物等の3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物;
【0132】
エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ブチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジビニルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル等の多官能ビニルエーテル類;
【0133】
(メタ)アクリル酸2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1-メチル-2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸5-ビニロキシペンチル、(メタ)アクリル酸6-ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p-ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2-(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル等のビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
【0134】
エチレングリコールジアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ポリエチレングリコールジアリルエーテル、プロピレングリコールジアリルエーテル、ブチレングリコールジアリルエーテル、ヘキサンジオールジアリルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジアリルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、グリセリントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタアリルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリアリルエーテル、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル等の多官能アリルエーテル類;
【0135】
(メタ)アクリル酸アリル等のアリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等の多官能(メタ)アクリロイル基含有イソシアヌレート類;トリアリルイソシアヌレート等の多官能アリル基含有イソシアヌレート類;トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の多官能イソシアネートと(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の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類との反応で得られる多官能ウレタン(メタ)アクリレート類;ジビニルベンゼン等の多官能芳香族ビニル類;等。
【0136】
上記重合性化合物のなかでも、硬化性樹脂組成物の硬化性をより高める観点から、多官能の重合性化合物を用いることが好ましい。上記多官能の重合性化合物の官能数としては、3以上が好ましく、4以上がより好ましい。また、上記官能数は10以下が好ましく、8以下がより好ましい。
また上記重合性化合物の分子量としては特に限定されないが、取り扱いの観点から、例えば、2000以下が好ましい。
【0137】
上記多官能の重合性化合物としては、なかでも、反応性、経済性、入手性等の観点から、多官能(メタ)アクリレート化合物、多官能ウレタン(メタ)アクリレート化合物、(メタ)アクリロイル基含有イソシアヌレート化合物等の、(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好ましく、多官能(メタ)アクリレート化合物がより好ましい。(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含むことにより、硬化性樹脂組成物が感光性及び硬化性により優れたものとなり、より一層高硬度で高透明性の硬化物を得ることができる。上記多官能の重合性化合物としては、3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物を用いることが更に好ましい。
上記重合性化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0138】
本発明の硬化性樹脂組成物における上記重合性化合物の含有量は、特に限定されず、適宜設定すればよいが、例えば、本発明の硬化性樹脂組成物の固形分総量100質量%に対し、5~95質量%であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることが更に好ましく、また、85質量%以下であることがより好ましく、80質量%以下であることが更に好ましい。
【0139】
<光重合開始剤>
本発明の硬化性樹脂組成物は、更に光重合開始剤を含んでいてもよい。光重合開始剤を含むことにより、硬化性樹脂組成物の硬化性を向上させ、得られる硬化物の性能を向上させることができる。
本発明において使用する光重合開始剤としては、好ましくはラジカル重合性の光重合開始剤が挙げられる。ラジカル重合性の光重合開始剤とは、電磁波や電子線等の活性エネルギー線の照射により重合開始ラジカルを発生させるものである。
【0140】
上記光重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、アルキルフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、チオキサントン系化合物、ハロメチル化トリアジン系化合物、ハロメチル化オキサジアゾール系化合物、ビイミダゾール系化合物、オキシムエステル系化合物、オキシムエーテル系化合物、チタノセン系化合物、安息香酸エステル系化合物、アクリジン系化合物等の公知の光重合開始剤を使用することができる。
【0141】
なかでも、上記光重合開始剤としては、アルキルフェノン系化合物、オキシムエステル系化合物、オキシムエーテル系化合物を用いることが好ましく、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン(「IRGACURE907」、BASF社製)、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1(「IRGACURE369」、BASF社製)等のアルキルフェノン系化合物や、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(O-ベンゾイルオキシム)(「OXE01」、BASF社製)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム) (「OXE02」、BASF社製)、1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)-,2-,(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン(「OXE03」、BASF社製)、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)(「OXE04」、BASF社製))等のオキシムエステル系化合物を用いることがより好ましい。
上記光重合開始剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0142】
本発明の硬化性樹脂組成物における上記光重合開始剤の含有量は、本発明の効果が発揮される範囲であれば、特に限定されず、適宜設定すればよいが、例えば、本発明の硬化性樹脂組成物の固形分総量100質量%に対し、0.1~30質量%であることが好ましく、0.5~25質量%であることがより好ましく、1~20質量%であることが更に好ましい。
【0143】
また、必要に応じて、光増感剤や光ラジカル重合促進剤等を1種又は2種以上併用してもよい。上記光重合開始剤とともに、光増感剤及び/又は光ラジカル重合促進剤を併用することにより、感度や硬化性がより向上される。
上記光増感剤や光ラジカル重合促進剤としては、例えば、キサンテン色素、クマリン色素、3-ケトクマリン系化合物、ピロメテン色素等の色素系化合物;4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル等のジアルキルアミノベンゼン系化合物;2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾオキサゾール、2-メルカプトベンゾイミダゾール等のメルカプタン系水素供与体等が挙げられる。これらの使用量は、公知の方法から適宜設定することができる。
【0144】
<その他の成分>
本発明の硬化性樹脂組成物は、必要に応じて更に他の成分を含んでいてもよい。上記他の成分としては、例えば、溶剤;色材;分散剤;酸化防止剤;耐熱向上剤;レベリング剤;現像助剤;量子ドット粒子;ジルコニアやシリカ微粒子等の無機微粒子;シラン系、アルミニウム系、チタン系等のカップリング剤;フィラー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール等の熱硬化性樹脂;多官能チオール化合物等の硬化助剤;可塑剤;重合禁止剤;紫外線吸収剤;艶消し剤;消泡剤;帯電防止剤;スリップ剤;表面改質剤;揺変化剤;揺変助剤;キノンジアジド化合物;多価フェノール化合物;酸発生剤;等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの成分は、公知のものから適宜選択して使用するとよく、その使用量も適宜設定することができる。
【0145】
<硬化性樹脂組成物の調製方法>
本発明の硬化性樹脂組成物の調製方法としては、特に限定されず公知の方法を用いればよく、例えば、上述した各含有成分を、各種の混合機や分散機を用いて混合分散する方法が挙げられる。混合分散方法は特に限定されず、公知の方法により行えばよい。また、通常行われる他の工程を更に含んでいてもよい。なお、上記硬化性樹脂組成物が色材を含む場合は、色材の分散溶液を予め調製した後、この分散溶液と、上記含有成分とを混合して調製するとよい。上記色材の分散溶液は、色材、分散剤及び溶媒を混合し、ビーズミル、ロールミル、ボールミル、ジェットミル、ホモジナイザー、ニーダー、ブレンダー等の公知の分散機を用いて分散処理することにより得ることができる。得られた硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、フィルター等によって濾過処理を行って、組成物中の微細なゴミを除去してもよい。
【0146】
本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂組成物の組成や目的、用途に応じて、例えば、基材上に塗布したり、又は、任意の形状に成形し、その塗布物や成形物を加熱及び/又は活性エネルギー線照射することにより硬化させて硬化物を得ることができる。
上記塗布や成形方法は、公知の方法により行うことができる。
また、上記加熱や活性エネルギー線照射は、硬化性樹脂組成物の組成等に応じて、公知の方法から適宜選択して行うことができる。
上記活性エネルギー線としては、紫外線、電子線等が挙げられるが、なかでも紫外線が好ましい。
上記加熱方法としては、特に限定されないが、180~280℃で5~120分間、好ましくは210~250℃で10~60分間が挙げられる。
【0147】
4.用途
本発明のN-置換マレイミド系重合体、及びこれを含む硬化性樹脂組成物は、熱着色が抑制された硬化物を与えることができるものである。そのため、本発明のN-置換マレイミド系重合体及び硬化性樹脂組成物は、熱着色の抑制が望まれる用途に好適に用いることができる。
上記用途としては、具体的には、例えば、液晶・有機EL・量子ドット・マイクロLED液晶表示装置や固体撮像素子、タッチパネル式表示装置等に用いられるカラーフィルター、ブラックマトリクス、フォトスペーサー、ブラックカラムスペーサー、インキ、印刷版、プリント配線板、半導体素子、フォトレジスト、絶縁膜等の光学部材や電機・電子部材;自動車部品;塗料等の各種用途が挙げられる。
【実施例0148】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。また、各種物性についての測定方法は下記のとおりである。
【0149】
<残留塩素量>
得られたN-置換マレイミド系重合体溶液をTHFにて100倍希釈して測定用試料を調製し、下記の条件で測定することにより、N-置換マレイミド系重合体中の残留塩素量を求めた。
装置:Agilent Technologies社製、ICP-MS Agilent 7700x
質量スキャンスピード:5000amu/s
また、N置換マレイミド及びメタクリル酸グリシジルの合計量に対する残留塩素量については、上記で測定して得られた残留塩素量の値を、N-置換マレイミド系重合体溶液の総量に対する合成に使用したN-置換マレイミドとメタクリル酸グリシジルの合計質量比率の値で除することにより求めた。
【0150】
<重量平均分子量>
N-置換マレイミド系重合体の重量平均分子量について、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により下記の条件で測定して求めた。
装置:東ソー製 HLC-8320GPC
検出器:RI
カラム:TSKgel SuperHZM-M
カラム温度:30℃
流速:0.6ml/min
検量線:Polystyrene Standards
溶離液:THF
【0151】
<ポリマー濃度(質量%)>
重合体溶液をアルミカップに約1gはかり取り、アセトン約3gを加えて溶解させた後、常温で自然乾燥させた。そして、熱風乾燥機(エスペック社製、商品名:PHH-101)を用い、真空下160℃で1.5時間乾燥した後、デシケータ内で放冷し、質量を測定した。その質量減少量から、重合体溶液の固形分(質量%)を計算した。
【0152】
<酸価>
重合体溶液を1.5g精秤し、アセトン90gと水10gの混合溶媒に溶解させ、0.1NのKOH水溶液で滴定した。滴定は、自動滴定装置(商品名:COM-555、平沼産業社製)を用いて行い、ポリマー濃度から、重合体1g当たりの酸価を求めた(mgKOH/g)。
【0153】
<二重結合当量>
JIS K 0070:1992に記載のよう素価の試験方法に準拠して、重合体1gあたりに含まれるエチレン性二重結合の数を測定することにより算出した。
【0154】
<残留エピクロロヒドリン量>
N-置換マレイミド系重合体溶液中に含まれるエピクロロヒドリン量について、GC-MS法により下記の条件で測定して求めた。
装置:GC-MS:サーモクエスト社製 PolarisQ
質量範囲:M/e 20-200 EI法
恒温槽:40℃(0min)→10℃/min→200℃(0min)
流量:He 1.0ml/min
試料調整:重合体溶液をメタノールで5倍希釈
【0155】
<耐熱性>
(樹脂組成物溶液の調製)
N-置換マレイミド系重合体溶液10部、ラジカル重合性化合物としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)10部、光重合開始剤としてイルガキュア907(BASF社製)1部、及び、PGMEA30部を混合して、樹脂組成物溶液を得た。
【0156】
(b値の測定)
得られた樹脂組成物溶液を、スピンコーター(ミカサ株式会社製、1H-D7)を用いて、塗布量が固形分換算で0.4~1.2mg/cmとなるように、5cm角ガラス基板(ソーダライムガラスAS-2K、東新理興社製)上に均一に塗布した。この際、各樹脂組成物について、スピンコーターの回転数を変化させて塗布量(固形分換算)を変え、塗布量の異なる2枚の塗布板を作製した。2枚のうち1枚の塗布量が必ず0.6mg/cmより大きい値となるように、他の1枚の塗布量が必ず0.6mg/cmより小さい値となるようにした。
これらの塗布板を90℃で3分間乾燥させることにより、ガラス基板上に塗膜が形成された積層体を得た。その後、100mJ/cmで紫外線露光し、ガラス基板の端部に付着している樹脂を除去した後、得られた積層体を、パーフェクトオーブン恒温器(エスペック社製)を用いて230℃で30分間加熱処理を行い、室温まで冷却した。冷却後、積層体の塗膜表面を、測色色差計ZE6000(日本電色工業社製)を用いて測定し、加熱試験後のb値を得た。各塗膜につき上述のようにして用意した2枚の塗膜の測定値から塗布量(x)とb値(y)の近似直線(検量線)を求め、塗布量が0.6mg/cmの場合のb値を各塗膜の耐熱性の評価結果として採用した。
【0157】
メタクリル酸グリシジルの精製
(調製例1)
市販のメタクリル酸グリシジル(日本油脂社製)を、デカンターにて水洗後、油分を分液ロートにより分離し、シリカゲルにて水分が500ppm以下になるまで乾燥脱水を行った。次いで、充填物を備えた理論段数10段精留塔を有するガラス製減圧蒸留装置を用いて、800Paの減圧下64~66℃で精密蒸留を行い、重合禁止剤としてメトキノンを200ppm添加し、精製メタクリル酸グリシジルAを得た。
得られた精製メタクリル酸グリシジルA(精製品A)中の含有塩素量を測定したところ、0.2質量%であった。
また、精製前のメタクリル酸グリシジル(市販品)中の含有塩素量を測定したところ、0.5質量%であった。
なお、メタクリル酸グリシジル中の含有塩素量は、上述したN-置換マレイミド系重合体中の残留塩素量と同様の方法にて測定した。
【0158】
(調製例2)
調製例1で得られた精製メタクリル酸グリシジルAを、再度デカンターにて水洗後、油分を分液ロートにより分離し、シリカゲルにより脱水乾燥の後、調製例1と同様の方法で精密蒸留を行い、メトキノン200ppmを加え、精製メタクリル酸グリシジルBを得た。
得られた精製メタクリル酸グリシジルB(精製品B)中の含有塩素量を測定したところ、0.1質量%であった。
【0159】
(実施例1)
2Lセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)347.9g、プロピレングリコール(PGM)156.8gを仕込み、窒素置換し、90℃に昇温した。
他方、滴下槽にN-ベンジルマレイミド(BzMI)67.0g、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)163.48g、メタクリル酸メチル(MMA)3.35g、メタクリル酸(MAA)101.17g、PGMEA70.3g、PGM20.2g、重合開始剤(パーブチル(登録商標)O、日油株式会社製)6.7g、連鎖移動剤(n-ドデシルメルカプタン)6.7gを仕込み、混合撹拌してBzMIを溶解させた。
滴下槽から反応槽に、90℃で3時間連続的に滴下したのち、更に30分、90℃を保持した。その後、115℃に昇温し、1.5時間反応を行った。反応後、室温まで冷却した後、ベースポリマー溶液を得た。
得られたベースポリマー溶液に、調製例1で得た精製メタクリル酸グリシジルA(精製品A)55.32g、トリエチルアミン1.2g、重合禁止剤(アンテージ(登録商標)W400、川口化学工業株式会社製)0.6gを添加し、酸素濃度7%に調整した酸素/窒素MIXガスを20ml/minでバブリングしながら115℃に昇温し、8時間反応を行った。その後、室温まで冷却し、N-置換マレイミド系重合体溶液1(1000.72g)を得た。
重合体溶液1の全液量1000.72gに対し、BzMIとメタクリル酸グリシジル(GMA)の合計使用量は122.32gであるから、全液量に対するBzMIとメタクリル酸グリシジルの合計使用量の比率は12.22%である。
【0160】
得られたN-置換マレイミド系重合体溶液1について、重合体の重量平均分子量、ポリマー濃度、酸価、二重結合当量、残留塩素量、及びエピクロロヒドリン量を上記の方法で測定した。残留塩素量は、重合体溶液に対して100ppmであった。よって、BzMIとGMAの合計使用量に対する残留塩素量は、100/12.22%=820ppmと算出される。また、上記の方法で耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0161】
(実施例2)
実施例1において、N-ベンジルマレイミドの代わりに、N-シクロヘキシルマレイミドを使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、N-置換マレイミド系重合体溶液2を得た。
得られたN-置換マレイミド系重合体溶液2について、重合体の重量平均分子量、ポリマー濃度、酸価、二重結合当量、残留塩素量、及びエピクロロヒドリン量を上記の方法で測定した。また、上記の方法で耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0162】
(実施例3)
実施例1において、精製メタクリル酸グリシジルA(精製品A)の代わりに、調製例2で得られた精製メタクリル酸グリシジルB(精製品B)を使用した以外は実施例1と同様の操作を行い、N-置換マレイミド含有樹脂溶液3を得た。
得られたN-置換マレイミド系重合体溶液3について、重合体の重量平均分子量、ポリマー濃度、酸価、二重結合当量、残留塩素量、及びエピクロロヒドリン量を上記の方法で測定した。また、上記の方法で耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0163】
(実施例4)
2Lセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)312.8g、プロピレングリコール(PGM)83.2gを仕込み、窒素置換し、90℃に昇温した。
他方、滴下槽にN-ベンジルマレイミド(BzMI)36.0g、メタクリル酸ベンジル(BzMA)95.04g、アクリル酸(AA)108.96g、PGMEA115.2g、PGM28.8g、重合開始剤(パーブチル(登録商標)O、日油製)4.8g、連鎖移動剤(n-ドデシルメルカプタン)0.72gを仕込み、混合撹拌してBzMIを溶解させた。
滴下槽から反応槽に、90℃で3時間連続的に滴下したのち、更に30分間、90℃を保持した。その後、115℃に昇温し、1.5時間反応を行った。
一旦室温に冷却した後、調製例2で得られた精製メタクリル酸グリシジルB(精製品B)165.2g、ジメチルベンジルアミン1.2g、重合禁止剤(アンテージ(登録商標)W400、川口化学工業株式会社製)0.6gを添加し、酸素濃度7%に調整した酸素/窒素MIXガスを20ml/minでバブリングしながら110℃に昇温し、12時間反応を行った。
その後室温まで冷却し、N-置換マレイミド系重合体溶液4を得た。
得られたN-置換マレイミド系重合体溶液4について、重合体の重量平均分子量、ポリマー濃度、酸価、二重結合当量、残留塩素量、及びエピクロロヒドリン量を上記の方法で測定した。また、上記の方法で耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0164】
(実施例5)
2Lセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)522.0gを仕込み、窒素置換し、90℃に昇温した。
他方、滴下槽にN-ベンジルマレイミド(BzMI)43.6g、メタクリル酸ベンジル(BzMA)66.9g、調製例2で得られた精製メタクリル酸グリシジル(精製品B)123.8g、PGMEA100.0g、重合開始剤(t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート)4.8g、連鎖移動剤(n-ドデシルメルカプタン)2.72gを仕込み、混合撹拌してBzMIを溶解させた。
滴下槽から反応槽に、90℃で3時間連続的に滴下したのち、更に30分間、90℃を保持した。その後、115℃に昇温し、1.5時間反応を行った。
一旦室温に冷却した後、アクリル酸(AA)62.8g、ジメチルベンジルアミン1.2g、重合禁止剤(アンテージ(登録商標)W400、川口化学工業株式会社製)0.6gを添加し、酸素濃度7%に調整した酸素/窒素MIXガスを20ml/minでバブリングしながら110℃に昇温し、12時間反応を行った。
その後室温まで冷却し、テトラヒドロフタル酸無水物(THPA)81.7gを添加し、100℃で3時間反応させた後、室温まで冷却し、N-置換マレイミド系重合体溶液5を得た。
得られたN-置換マレイミド系重合体溶液5について、重合体の重量平均分子量、ポリマー濃度、酸価、二重結合当量、残留塩素量、及びエピクロロヒドリン量を上記の方法で測定した。また、上記の方法で耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0165】
(実施例6)
N-ベンジルマレイミド(BzMI)を6.7g、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)を223.78gに変えた以外は、実施例1と同様の操作を行い、N-置換マレイミド系重合体溶液6を得た。
得られたN-置換マレイミド系重合体溶液6について、重合体の重量平均分子量、ポリマー濃度、酸価、二重結合当量、残留塩素量、及びエピクロロヒドリン量を上記の方法で測定した。また、上記の方法で耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0166】
(実施例7)
N-ベンジルマレイミド(BzMI)を6.7g、フェニルマレイミド(PMI)を60.3gに変えた以外は、実施例3と同様の操作を行い、N-置換マレイミド系重合体溶液7を得た。
得られたN-置換マレイミド系重合体溶液7について、重合体の重量平均分子量、ポリマー濃度、酸価、二重結合当量、残留塩素量、及びエピクロロヒドリン量を上記の方法で測定した。また、上記の方法で耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0167】
(比較例1)
実施例1において、精製メタクリル酸グリシジルAの代わりに、精製を行っていないメタクリル酸グリシジル(市販品)を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、N-置換マレイミド系重合体溶液8を得た。
得られたN-置換マレイミド系重合体溶液8について、重合体の重量平均分子量、酸価、二重結合当量、ポリマー濃度、残留塩素量、及びエピクロロヒドリン量を上記の方法で測定した。また、上記の方法で耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0168】
(比較例2)
実施例4において、精製メタクリル酸グリシジルBの代わりに、精製を行っていないメタクリル酸グリシジル(市販品)を使用した以外は、実施例4と同様の操作を行い、N-置換マレイミド系重合体溶液9を得た。
得られたN-置換マレイミド系重合体溶液9について、重合体の重量平均分子量、酸価、二重結合当量、ポリマー濃度、残留塩素量、及びエピクロロヒドリン量を上記の方法で測定した。また、上記の方法で耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0169】
(比較例3)
実施例7において、精製メタクリル酸グリシジルBの代わりに、精製を行っていないメタクリル酸グリシジル(市販品)を使用した以外は、実施例7と同様の操作を行い、N-置換マレイミド系重合体溶液10を得た。
得られたN-置換マレイミド系重合体溶液10について、重合体の重量平均分子量、酸価、二重結合当量、ポリマー濃度、残留塩素量、及びエピクロロヒドリン量を上記の方法で測定した。また、上記の方法で耐熱性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0170】
【表1】
【0171】
なお、表1中の記載は、下記を表す。
BzMI:N-ベンジルマレイミド
CHMI:N-シクロヘキシルマレイミド
PMI:フェニルマレイミド
CHMA:メタクリル酸シクロヘキシル
MMA:メタクリル酸メチル
BzMA:メタクリル酸ベンジル
MAA:メタクリル酸
AA:アクリル酸
GMA:メタクリル酸グリシジル
THPA:テトラヒドロフタル酸無水物
精製品A:精製メタクリル酸グリシジルA
精製品B:精製メタクリル酸グリシジルB
市販品:精製を行っていないメタクリル酸グリシジル
【0172】
表1より、含有塩素量が0.01~0.3質量%となるよう調整された(メタ)アクリル酸グリシジルを使用して得られたN-置換マレイミド系重合体は、含有塩素量が0.3質量%超の(メタ)アクリル酸グリシジルを使用して得られたN-置換マレイミド系重合体と比較して、耐熱性に優れ、硬化時の熱着色が格段に抑制されることがわかった。