IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 東亞合成株式会社の特許一覧

特許7467930ブロック共重合体及びその製造方法並びにブロック共重合体の利用
<>
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-08
(45)【発行日】2024-04-16
(54)【発明の名称】ブロック共重合体及びその製造方法並びにブロック共重合体の利用
(51)【国際特許分類】
   C08F 297/00 20060101AFI20240409BHJP
【FI】
C08F297/00
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2020007856
(22)【出願日】2020-01-21
(65)【公開番号】P2021113300
(43)【公開日】2021-08-05
【審査請求日】2023-01-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000003034
【氏名又は名称】東亞合成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000110
【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】柴田 晃嗣
(72)【発明者】
【氏名】河合 道弘
【審査官】久保田 葵
(56)【参考文献】
【文献】特開2019-112590(JP,A)
【文献】特開2019-112591(JP,A)
【文献】国際公開第2018/066149(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F 297/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下の重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(C)からなるブロック構造を有するブロック共重合体。
重合体ブロック(A):ガラス転移温度(Tg)が150℃以上であって、スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック
重合体ブロック(B):Tgが20℃以下であって、アクリル系構造単位を含む重合体ブロック
重合体ブロック(C):Tgが150℃以上であって、スチレン類に由来する構造単位を含まず、マレイミド化合物、(メタ)アクリルアミド誘導体、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸脂肪族環式エステルから選択される1種又は2種以上の化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロッ
【請求項2】
前記重合体ブロック(A)、前記重合体ブロック(B)及び前記重合体ブロック(C)の合計量100質量部に対して、前記重合体ブロック(A)及び前記重合体ブロック(C)の合計量が50質量部以下である、請求項1に記載のブロック共重合体。
【請求項3】
前記ブロック共重合体の数平均分子量が、10,000~500,000である、請求項1又は2に記載のブロック共重合体。
【請求項4】
前記重合体ブロック(C)が窒素含有単量体及び/又はカルボキシル基含有単量体に由来する構造単位を含む、請求項1~3のいずれかに記載のブロック共重合体。
【請求項5】
前記重合体ブロック(A)、前記重合体ブロック(B)及び前記重合体ブロック(C)の合計量100質量部に対して、前記重合体ブロック(A)及び前記重合体ブロック(C)の合計量が35質量部以下である、請求項1~4のいずれかに記載のブロック共重合体。
【請求項6】
前記重合体ブロック(C)のTgは、前記重合体ブロック(A)のTgとは異なる、請求項1~5のいずれかに記載のブロック共重合体。
【請求項7】
以下の重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(C)からなる構造単位を有するブロック共重合体をリビングラジカル重合法により製造する方法。
重合体ブロック(A):ガラス転移温度(Tg)が150℃以上であって、スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック
重合体ブロック(B):Tgが20℃以下であって、アクリル系構造単位を含む重合体ブロック
重合体ブロック(C):Tgが150℃以上であって、スチレン類に由来する構造単位を含まず、(メタ)アクリルアミド誘導体、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸脂肪族環式エステルから選択される1種又は2種以上の化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロッ
【請求項8】
請求項1~6のいずれかに記載のブロック共重合体を含む、エラストマー組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はブロック共重合体及びその製造方法並びにブロック共重合体の利用に関する。
【背景技術】
【0002】
工業的に広く使用されるシール材料として、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム及び四フッ化エチレン樹脂(PTFE)等の各種エラストマーが挙げられる。これらの内でもアクリルゴムは、アクリル酸エステルを主体とするゴム状弾性体であり、耐熱性に優れることから、耐熱性が求められる自動車用のパッキン、シール材をはじめ、各種ホース材、接着剤、コーティング材等の材料として広く用いられている。
【0003】
特に、自動車用途においては、近年、自動車などの車両においては、エンジン出力の増大に伴う静粛性の向上を目的として防音材の設置個所が増大しており、その結果、エンジンルーム内が高温化する傾向にある。このため、エンジンルーム周辺に使用されるOリングやガスケット等の部材には、圧縮永久歪が小さくかつ耐熱性に優れるエラストマー材料が求められている。
【0004】
耐熱性に優れるエラストマー組成物としては、例えば、エポキシ基含有アクリルゴム(成分(A))、熱可塑性ポリエステル樹脂(成分(B))、並びに、オレフィン系重合体セグメント及びビニル系共重合体セグメントとからなる特定のグラフト共重合体又はその前駆体(成分(C))からなる組成物であって、上記(A)成分を架橋して得られる熱可塑性エラストマー組成物が開示されている(特許文献1)。
【0005】
また、耐熱性、成形性及び圧縮永久歪に優れるエラストマー組成物として、例えば、ポリエステルエラストマーを主成分とする熱可塑性ポリマーにアクリロニトリル-ブタジエン共重合体を主成分とするゴム成分が平均分散粒径2.0μm以下の大きさで分散した熱可塑性エラストマー組成物が開示されている(特許文献2)。さらにまた、スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む特定の重合体ブロック(A)と、特定のアクリル系重合体ブロック(B)と、を有するブロック共重合体が開示されている(特許文献3)。特許文献3には、当該重合体ブロック(A)が架橋性官能基を有するブロック共重合体を含むエラストマー組成物も具体的に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開2007-45885号公報
【文献】特開2017-165810号公報
【文献】国際公開第2017/073287号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1に開示されるエラストマーは、高度な耐熱性が要求されるような用途に対しては十分満足できるものではなかった。さらに、成形性及び圧縮永久歪の点でも懸念されるものであった。また、特許文献2に開示されるエラストマーは、耐熱性、成形性及び圧縮永久歪に優れる一方、実施例において具体的に開示されているショアD硬度としては30程度(ショアA硬度の値として80程度)と値が大きく、柔軟性の点で問題となることがあった。また、特許文献3に記載のブロック共重合体は、高い耐熱性及び成形性を示し、架橋体であるために優れた圧縮永久歪を示す一方、架橋体であるため柔軟性の点で問題となることがあった。
【0008】
以上のとおり、耐熱性、成形性及び圧縮永久歪に優れるエラストマーは、柔軟性が低下する傾向にあった。したがって、これまでのところ、耐熱性、成形性及び、圧縮永久歪及び柔軟性に優れるエラストマーは提供されていない。
【0009】
本明細書は、耐熱性、成形性、柔軟性及び圧縮永久歪優れるエラストマーに有用なブロック共重合体及びその製造方法を提供する。また、本明細書は、かかるブロック共重合体を含むエラストマー組成物も提供する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、耐熱性、成形性、柔軟性及び圧縮永久歪に貢献できる重合体として、ハードセグメントとして機能する重合体ブロックと、ソフトセグメントとして機能する重合体ブロックとの組成に着目して種々検討したところ、特定構造のブロック共重合体組成を採用することで、耐熱性、成形性、柔軟性及び圧縮永久歪の向上を充足しうるという知見を得た。本明細書は、これらの知見に基づき、以下の手段を提供する。
【0011】
[1]以下の重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(C)からなるブロック構造を有するブロック共重合体。
重合体ブロック(A):ガラス転移温度(Tg)が150℃以上であって、スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック
重合体ブロック(B):Tgが20℃以下であって、アクリル系構造単位を含む重合体ブロック
重合体ブロック(C):Tgが150℃以上であって、ビニル系構造単位及び/又は(メタ)アクリル系構造単位を含む重合体ブロック(但し、重合体ブロック(A)とは組成が異なる。)
[2]前記重合体ブロック(A)、前記重合体ブロック(B)及び前記重合体ブロック(C)の合計量100質量部に対して、前記重合体ブロック(A)及び前記重合体ブロック(C)の合計量が50質量部以下である、[1]に記載のブロック共重合体。
[3]前記ブロック共重合体の数平均分子量が、10,000~500,000である、[1]又は[2]に記載のブロック共重合体。
[4]前記重合体ブロック(C)が窒素含有単量体及び/又はカルボキシル基含有単量体に由来する構造単位を含む、[1]~[3]のいずれかに記載のブロック共重合体。
[5]前記重合体ブロック(A)、前記重合体ブロック(B)及び前記重合体ブロック(C)の合計量100質量部に対して、前記重合体ブロック(A)及び前記重合体ブロック(C)の合計量が35質量部以下である、[1]~[4]のいずれかに記載のブロック共重合体。
[6]前記重合体ブロック(C)のTgは、前記重合体ブロック(A)のTgとは異なる、[1]~[5]のいずれかに記載のブロック共重合体。
[7]以下の重合体ブロック(A)/重合体ブロック(B)/重合体ブロック(C)からなる構造単位を有するブロック共重合体をリビングラジカル重合法により製造する方法。
重合体ブロック(A):ガラス転移温度(Tg)が150℃以上であって、スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック
重合体ブロック(B):Tgが20℃以下であって、アクリル系構造単位を含む重合体ブロック
重合体ブロック(C):Tgが150℃以上であって、ビニル系構造単位び/又は(メタ)アクリル系構造単位を含む重合体ブロック(但し、前記重合体ブロック(A)とは組成が異なる。)
[8][1]~[6]のいずれかに記載のブロック共重合体を含む、エラストマー組成物。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本明細書の開示は、ブロック共重合体及びその製造方法並びにブロック共重合体の利用に関する。本明細書に開示されるブロック共重合体(以下、単に、本ブロック共重合体ともいう。)は、特定の重合体ブロック(A)、(B)及び(C)からなるブロック構造を備えるため、耐熱性、成形性とともに、柔軟性及び圧縮永久歪の向上に貢献することができる。
【0013】
本明細書の開示を拘束するものではないが、ABC型トリブロック共重合体である本ブロック共重合体における特性向上について、ABA型トリブロック構造の共重合体と対比して説明する。ABA型トリブロック共重合体は、重合体ブロック(A)が同一のドメイン中に含まれることがあるため、その結果、重合体ブロック(B)に一定量のループ鎖が存在することが知られている。これに対して、本ブロック共重合体によれば、重合体ブロック(A)と重合体ブロック(C)とは、ともにTgが150℃以上であるが組成が同一でない重合体ブロックであるため、両ブロックは非相溶である。このため、重合体ブロック(A)と重合体ブロック(C)とは集合して同一のドメインを形成しにくくなり、それぞれ、重合体ブロック(A)が集合するドメインと重合体ブロック(C)が集合するドメインとが形成されやすくなる。この結果、重合体ブロック(B)は、これらのドメイン間でブリッジ構造を採る傾向が強くなる。本ブロック共重合体によれば、こうしたブリッジ構造の形成し易さのために、重合体ブロック(A)間に架橋構造を形成しなくても、圧縮永久歪に優れ、かつ柔軟性も維持されると推定される。
【0014】
以下、本明細書に開示される技術の各種実施形態を詳しく説明する。尚、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。また、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を意味する。
【0015】
本ブロック共重合体は、重合体ブロック(A)、同(B)及び同(C)からなるブロック構造を有する。本ブロック共重合体は、これらの重合体ブロックを、各々1つ以上有する。ブロック共重合体が、上記重合体ブロック(A)及び重合体ブロック(B)及び重合体ブロック(C)のいずれかについて2以上有する場合、当該2以上のブロックは、同一であっても異なっていてもよい。すなわち、ブロック間のモノマー組成(モノマーの種類及びその割合)が同一であっても異なっていてもよい。
【0016】
<重合体ブロック(A)>
重合体ブロック(A)は、ガラス転移温度(Tg)が150℃以上であり、スチレン類及びマレイミド化合物に由来する構造単位を含むことができる。以下、まず、構造単位について説明し、その後、Tgについて説明する。
【0017】
上記スチレン類には、スチレン及びその誘導体が含まれる。具体的な化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-イソブチルスチレン、p-t-ブチルスチレン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-クロロメチルスチレン、p-クロロメチルスチレン、o-クロロスチレン、p-クロロスチレン、o-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、p-ヒドロキシスチレン、ジビニルベンゼン等が例示され、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。スチレン類を含む単量体を重合することにより、重合体ブロック(A)にスチレン類に由来する構造単位を導入することができる。上記の内でも、重合性の観点から、スチレン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、p-ヒドロキシスチレンが好ましい。また、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、ビニルナフタレンは、重合体ブロック(A)のTgを高めることができ、耐熱性に優れるブロックポリマーを得ることができる点において好ましい。
【0018】
重合体ブロック(A)において、上記スチレン類に由来する構造単位が占める割合は、重合体ブロック(A)の全構造単位に対して1質量%以上70質量%以下であることが好ましい。より好ましくは5質量%以上70質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以上70質量%以下であり、一層好ましくは20質量%以上60質量%以下である。また、例えば、20質量%以上40質量%以下であってもよい。
【0019】
スチレン類に由来する構造単位が1質量%以上であれば、成形性に優れるブロック共重合体が得られる。一方、70質量%以下であれば、後述するマレイミド化合物由来の構造単位の必要量を確保することが可能となるため、耐熱性及び耐油性に優れるブロック共重合体を得ることができる。
【0020】
上記マレイミド化合物には、マレイミド及びN-置換マレイミド化合物が含まれる。N-置換マレイミド化合物としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-n-プロピルマレイミド、N-イソプロピルマレイミド、N-n-ブチルマレイミド、N-イソブチルマレイミド、N-tert-ブチルマレイミド、N-ペンチルマレイミド、N-ヘキシルマレイミド、N-ヘプチルマレイミド、N-オクチルマレイミド、N-ラウリルマレイミド、N-ステアリルマレイミド等のN-アルキル置換マレイミド化合物;N-シクロペンチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等のN-シクロアルキル置換マレイミド化合物;N-フェニルマレイミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)マレイミド、N-(4-アセチルフェニル)マレイミド、N-(4-メトキシフェニル)マレイミド、N-(4-エトキシフェニル)マレイミド、N-(4-クロロフェニル)マレイミド、N-(4-ブロモフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド等のN-アリール置換マレイミド化合物などが挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。マレイミド化合物を含む単量体を重合することにより、重合体ブロック(A)にマレイミド化合物に由来する構造単位を導入することができる。
【0021】
上記の内でも、得られるブロック共重合体の耐油性がより優れるものとなる点で、以下の一般式(1)で表される化合物が好ましい。
【化1】
〔式中、R1は水素、炭素数1~3のアルキル基又はPhR2を表す。ただし、Phはフェニル基を表し、R2は水素、ヒドロキシ基、炭素数1~2のアルコキシ基、アセチル基又はハロゲンを表す。〕
【0022】
重合体ブロック(A)において、上記マレイミド化合物に由来する構造単位が占める割合は、重合体ブロック(A)の全構造単位に対して30質量%以上99質量%以下である。好ましくは30質量%以上95質量%以下であり、より好ましくは30質量%以上90質量%以下であり、さらに好ましくは40質量%以上80質量%以下である。また例えば、50質量%以上であってもよく、さらに例えば、60質量%以上であってもよい。また例えば、75質量%以下であってもよく、さらに例えば、70質量%以下であってもよい。また例えば、50質量%以上75質量%以下であってもよく、60質量%以上70質量%以下であってもよい。
【0023】
マレイミド化合物に由来する構造単位が30質量%未満の場合、得られるブロック共重合体の耐熱性及び耐油性が十分でないときがある。一方、99質量%を超えると、上記スチレン類に由来する構造単位が不足する結果、流動性及び成形性が不十分となる場合がある。
【0024】
また、重合体ブロック(A)は、本ブロック共重合体の柔軟性を損なわない範囲で架橋性官能基を含むことができる。架橋性官能基は、圧縮永久歪の値が小さいブロック共重合体を得易い点で好ましい。上記架橋性官能基の導入は、例えばヒドロキシ基等の官能基を有するスチレン類及び/又はマレイミド化合物を用いてもよいし、架橋性官能基を有するビニル化合物を共重合することによっても導入することができる。架橋性官能基を有するビニル化合物としては、不飽和カルボン酸、不飽和酸無水物、ヒドロキシ基含有ビニル化合物、エポキシ基含有ビニル化合物、1級又は2級アミノ基含有ビニル化合物、反応性ケイ素基含有化合物等が挙げられる。これらの化合物は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。
【0025】
不飽和カルボン酸としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、桂皮酸、更には、不飽和ジカルボン酸のモノアルキルエステル(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等のモノアルキルエステル)等が挙げられる。これらの化合物は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。
【0026】
不飽和酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。これらの化合物は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。
【0027】
ヒドロキシ基含有ビニル化合物としては、(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、並びに、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。これらの化合物は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。
【0028】
エポキシ基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリル酸グリシジル、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの化合物は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。
【0029】
1級又は2級アミノ基含有ビニル化合物としては、アミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、N-メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N-エチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル;アミノエチル(メタ)アクリルアミド、アミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N-メチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N-エチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等のアミノ基含有(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
【0030】
反応性ケイ素基含有化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシランン等のビニルシラン類;(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸ジメチルメトキシシリルプロピル等のシリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル等のシリル基含有ビニルエーテル類;トリメトキシシリルウンデカン酸ビニル等のシリル基含有ビニルエステル類等を挙げることができる。これらの化合物は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。
【0031】
上記の外にも、オキサゾリン基含有単量体又はイソシアネート基含有単量体を共重合することにより、架橋性官能基としてオキサゾリン基又はイソシアネート基を導入することができる。
【0032】
さらに、分子内に2個以上の重合性不飽和基を有する多官能重合性単量体を共重合することにより、重合体ブロック(A)に架橋性官能基として重合性不飽和基を導入し得る。上記多官能重合性単量体としては、(メタ)アクリロイル基、アルケニル基等の重合性官能基を分子内に2つ以上有する化合物であり、多官能(メタ)アクリレート化合物、多官能アルケニル化合物、(メタ)アクリロイル基及びアルケニル基の両方を有する化合物等が挙げられる。これらの内でも、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸イソプロペニル、(メタ)アクリル酸ブテニル、(メタ)アクリル酸ペンテニル、(メタ)アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル等の分子内に(メタ)アクリロイル基及びアルケニル基の両方を有する化合物を用いた場合、重合性不飽和基の反応性に差異があることから重合体ブロック(A)に効果的に重合性不飽和基を導入し得る点で好ましい。これらの化合物は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。
【0033】
重合体ブロック(A)が架橋性官能基を有する場合、当該架橋性官能基の導入量は、重合体ブロック(A)の全構造単位に基づいて好ましくは0.01モル%以上20モル%以下である。架橋性官能基の導入量が0.01モル%以上であれば、圧縮永久歪の向上に有効であるからである。一方、20モル%を超えると、本ブロック共重合体の柔軟性を損なう場合がある。
【0034】
重合体ブロック(A)は、本開示が奏する効果を損なわない範囲において、上記の単量体単位以外に、これらと共重合可能な他の単量体に由来する構造単位を有していてもよい。他の単量体としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル化合物、アミド基含有ビニル化合物等が挙げられる。これらの化合物は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。これらの内でも、より耐油性に優れるブロック共重合体を得ることができる点から、アミド基含有ビニル化合物が好ましい。
【0035】
重合体ブロック(A)において、上記の他の単量体に由来する構造単位が占める割合は、重合体ブロック(A)の全構造単位に対して0質量%以上50質量%以下の範囲であることが好ましい。より好ましくは5質量%以上45質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以上40質量%以下である。
【0036】
(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-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n-オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸n-ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル及び(メタ)アクリル酸ドデシル等の(メタ)アクリル酸の直鎖状又は分岐状アルキルエステル化合物;(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸tert-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロドデシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル等の(メタ)アクリル酸の脂肪族環式エステル化合物などが挙げられる。
【0037】
(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル化合物としては、(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸エトキシメチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸n-プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸n-ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸エトキシプロピル、(メタ)アクリル酸n-プロポキシプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブトキシプロピル、(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸エトキシブチル、(メタ)アクリル酸n-プロポキシブチル、(メタ)アクリル酸n-ブトキシブチルなどが挙げられる。
【0038】
アミド基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリルアミド、並びに、tert-ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド誘導体;並びに、N-ビニルアセトアミド、N-ビニルホルムアミド及びN-ビニルイソブチルアミド等のN-ビニルアミド系単量体などが挙げられる。
【0039】
上記以外の他の単量体としては、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0040】
本開示において、重合体ブロック(A)を構成する重合体のガラス転移温度(Tg)は150℃以上であることが好ましい。Tgは、耐熱性に貢献できるため、例えば、170℃以上であってもよく、180℃以上であってもよく、190℃以上であってもよく、200℃以上であってもよい。さらにまた、210℃以上であってもよく、220℃以上であってもよく、230℃以上であってもよい。Tgが150℃未満の場合、得られるブロック共重合体の耐熱性及び耐油性が不十分となる場合がある。使用可能な構成単量体単位の制限から、Tgの上限は350℃である。Tgは、また例えば、280℃以下であってもよく、270℃以下であってもよく、さらに例えば、260℃以下であってもよく、また例えば、250℃以下であってもよく、また例えば、240℃以下であってもよく、また例えば、230℃以下であってもよく、また例えば、220℃以下であってもよい。
【0041】
尚、Tgの値は、後述する実施例において記載する通り、示差走査熱量測定(DSC)により得ることができる。また、重合体ブロックを構成する単量体単位から計算により求めることもできる。
【0042】
<重合体ブロック(B)>
重合体ブロック(B)は、Tgが20℃以下であって、アクリル系単量体に由来するアクリル系構造単位を含むことができる。
【0043】
重合体ブロック(B)は、アクリル系単量体を含む単量体を重合することにより得ることができる。アクリル系単量体とは、アクリル酸及びアクリル酸エステル化合物等のアクリロイル基を有する不飽和化合物を指す。アクリル酸エステル化合物しては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸tert-ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル等のアクリル酸アルキルエステル化合物;アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸メチルシクロヘキシル、アクリル酸tert-ブチルシクロヘキシル、アクリル酸シクロドデシル等のアクリル酸の脂肪族環式エステル化合物;アクリル酸メトキシメチル、アクリル酸エトキシメチル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、アクリル酸n-プロポキシエチル、アクリル酸n-ブトキシエチル、アクリル酸メトキシプロピル、アクリル酸エトキシプロピル、アクリル酸n-プロポキシプロピル、アクリル酸n-ブトキシプロピル、アクリル酸メトキシブチル、アクリル酸エトキシブチル、アクリル酸n-プロポキシブチル、アクリル酸n-ブトキシブチル等のアクリル酸アルコキシアルキルエステル化合物などが挙げられる。この他にも、アミド基、アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基等の官能基を有するアクリル酸エステル化合物を用いてもよい。
【0044】
これらの内でも、柔軟性に優れたブロック共重合体が得られる点で炭素数1~12のアルキル基又は炭素数2~8のアルコキシアルキル基を有するアクリル酸エステル化合物が好ましい。また、耐熱性及び耐油性の観点を加味した場合、上記アクリル系単量体は、炭素数1~3のアルキル基又は炭素数2~3のアルコキシアルキル基を有するアクリル酸エステル化合物を含むものであることがより好ましい。
【0045】
重合体ブロック(B)において、アクリル系単量体に由来する構造単位が占める割合は、重合体ブロック(B)の全構造単位に対して20質量%以上100質量%以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは50質量%以上100質量%以下であり、さらに好ましくは80質量%以上100質量%以下であり、一層好ましくは90質量%以上100質量%以下である。重合体ブロック(B)において、アクリル系単量体に由来する構造単位が上記範囲にある場合は、機械的物性の点で良好なブロック共重合体が得られる傾向にある。
【0046】
本開示により奏される効果を妨げない限りにおいて、重合体ブロック(B)は、上記アクリル系単量体以外の単量体を構成単量体単位として使用することができる。アクリル系単量体以外の単量体としては、アクリロイル基以外の不飽和基を有する単量体を用いることができ、メタクリル酸エステル等のメタクリロイル基含有化合物、並びに、アルキルビニルエステル、アルキルビニルエーテル及びスチレン類等の脂肪族または芳香族ビニル化合物などが挙げられる。
【0047】
本開示では、重合体ブロック(B)を構成する重合体のTgは20℃以下であることが好ましい。また例えば、10℃以下であってもよい。Tgは0℃以下が好ましく、-10℃以下がより好ましい。また例えば、-20℃以下であってもよく、また例えば、-30℃以下であり、また例えば、-40℃以下である。Tgが20℃を超える場合、得られるブロック共重合体の柔軟性が不十分となる場合がある。使用可能な構成単量体単位の制限から、Tgの下限は-80℃である。なお、Tgが-20℃以下の場合には、低温環境下でも柔軟性が確保される点で好ましい。耐寒性を加味した場合、より好ましくは-30℃以下であり、さらに好ましくは-40℃以下である。
【0048】
また、重合体ブロック(B)は、本ブロック共重合体の柔軟性を損なわない範囲で、架橋性官能基を含んでいても良く、耐油性の高いブロック共重合体を得易い点で好ましい。上記架橋性官能基の導入は、例えば架橋性官能基を有するビニル化合物を共重合することによって導入することができる。架橋性官能基を有するビニル化合物としては、不飽和カルボン酸、不飽和酸無水物、ヒドロキシ基含有ビニル化合物、エポキシ基含有ビニル化合物、1級又は2級アミノ基含有ビニル化合物、反応性ケイ素基含有化合物等が挙げられる。これらの化合物は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。
【0049】
重合体ブロック(B)が架橋性官能基を有する場合、当該架橋性官能基の導入量は、重合体ブロック(B)の全構造単位に基づいて好ましくは0.01モル%以上20モル%以下である。架橋性官能基の導入量が0.01モル%以上であれば、耐油性の高いブロック共重合体を得易くなる。一方、柔軟性の観点から、架橋性官能基導入量の上限は好ましくは20モル%以下であり、より好ましくは10モル%以下であり、さらに好ましくは5モル%以下である。
【0050】
<重合体ブロック(C)>
重合体ブロック(C)は、Tgが150℃以上であって、重合体ブロックAとは構造単位の組成が異なるブロックである。かかる重合体ブロック(C)を係る構成とすることで、優れた耐熱性及び成形性とともに、優れた柔軟性及び圧縮永久歪に貢献できる。
【0051】
重合体ブロック(C)は、重合体ブロック(A)と同様、Tgが150℃以上である。一方、重合体ブロック(C)は、重合体ブロック(A)とはその構造単位の組成が同一でない。本ブロック共重合体において、重合体ブロックの構造単位の組成が同一ではない、とは、ブロックを構成する構造単位の種類及びその割合のいずれかが異なっていることを意味している。例えば、重合体ブロック(C)を構成する構造単位組成、すなわち、構造単位の種類が異なる場合及び構造単位の種類は同一であるがそれらの割合が異なる場合が含まれる。
【0052】
以上のことから、重合体ブロック(C)は、Tgが150℃以上となる範囲で、例えば、重合体ブロック(A)に用いるスチレン類に由来する構造単位、マレイミド化合物に由来する構造単位、重合体ブロック(A)に用いうるこれら以外の他の単量体に由来する構造単位等を備えることができる。これらの構造単位については、重合体ブロック(A)について既に説明したとおりである。
【0053】
重合体ブロック(C)は、重合体ブロック(A)と異なる組成でTgを150℃以上とすることを考慮すると、例えば、重合体ブロック(A)に用いることができるスチレン類に由来する構造単位及びマレイミド化合物に由来する構造単位以外の他の構造単位を備えることが好ましい。
【0054】
(ビニル系構造単位)
重合体ブロック(C)は、上記他の構造単位として、ビニル系構造単位を備えることができる。ここでビニル系構造単位としては、スチレン類及びマレイミド化合物の単量体に由来する構造単位でないビニル系単量体に由来する構造単位を意味している。
【0055】
かかるビニル系構造単位としては、例えば、窒素含有単量体に由来する構造単位が挙げられる。かかる構造単位を備えることで、重合体ブロック(A)とは異なる構造単位組成でTgを150℃以上としやすいからである。かかる窒素含有単量体としては、特に限定するものではないが、例えば、既述のアミド基含有ビニル化合物、なかでも、(メタ)アクリルアミド、並びに、tert-ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド誘導体;並びに、N-ビニルアセトアミド、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルイソブチルアミド及びN-ビニルピロリドン、N-ビニル-ε-カプロラクタム等のN-ビニルアミド系単量体などが挙げられる。また、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。なかでも、tert-ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリロイルモルホリンからなる群から選択される(メタ)アクリルアミド誘導体を、組成及びTgの観点から用いることができ、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリンを好ましく用いることができる。
【0056】
また、重合体ブロック(C)が備えるビニル系構造単位としては、例えば、カルボキシル基含有単量体に由来する構造単位が挙げられる。かかる構造単位を備えることで、重合体ブロック(A)とは異なる構造単位組成でTgを150℃以上としやすいからである。カルボキシル基含有単量体としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、桂皮酸、更には、不飽和ジカルボン酸のモノアルキルエステル(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等のモノアルキルエステル)等が挙げられる。これらのなかでも、アクリル酸などの(メタ)アクリル酸を用いることができる。
【0057】
なお、これらのカルボキシル基含有単量体に由来する構造単位は、カルボキシル基が架橋する官能基又は化合物が本ブロック共重合体に供給されないときには、カルボキシル基を保持するが、前記官能基又は化合物が供給されたときには、架橋構造を形成しうる。
【0058】
重合体ブロック(C)において、上記の窒素含有単量体に由来する構造単位は、重合体ブロック(C)の全構造単位に対して、例えば、1質量%以上100質量%以下である。また例えば、10質量%以上100質量%以下であり、また例えば、20質量%以上100質量%以下であり、また例えば、30質量%以上100質量%以下であり、また例えば、40質量%以上100質量%以下である。
【0059】
重合体ブロック(C)において、上記のカルボキシ基含有単量体に由来する構造単位は、重合体ブロック(C)の全構造単位に対して、例えば、1質量%以上100質量%以下である。また例えば、10質量%以上100質量%以下であり、また例えば、20質量%以上100質量%以下であり、また例えば、30質量%以上100質量%以下であり、また例えば、40質量%以上100質量%以下である。
【0060】
((メタ)アクリル系構造単位)
重合体ブロック(C)は、上記他の構造単位として、ビニル系構造単位とともに又はビニル系構造単位を備えることなく(メタ)アクリル系構造単位を備えることもできる。(メタ)アクリル系構造単位としては、例えば、既述の(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル化合物に由来する構造単位が挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル化合物の各種態様については、重合体ブロック(A)について既に述べたとおりである。
【0061】
重合体ブロック(C)は、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物に由来する構造単位として、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸tert-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロドデシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル等の(メタ)アクリル酸の脂肪族環式エステル化合物に由来する構造単位などを備えることが好ましい。
【0062】
重合体ブロック(C)において、上記の(メタ)アクリル系構造単位は、重合体ブロック(C)の全構造単位に対して、例えば、1質量%以上100質量%以下である。また例えば、10質量%以上90質量%以下であり、また例えば、20質量%以上80質量%以下であり、また例えば、30質量%以上70質量%以下であり、また例えば、40質量%以上70質量%以下である。
【0063】
なお、重合体ブロック(C)が、上記ビニル系構造単位を備えるとき、同時に、(メタ)アクリル系構造単位を備えることができる。この場合、ビニル系構造単位としては、特に限定するものではないが、例えば、窒素含有単量体に由来する構造単位が挙げられる。なかでも、tert-ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリロイルモルホリンからなる群から選択される(メタ)アクリルアミド誘導体を、組成及びTgの観点から用いることができ、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリンを好ましく用いることができる。
【0064】
重合体ブロック(C)が、例えば、上記のように、ビニル系構造単位に加えて(メタ)アクリル系構造単位を備える場合には、重合体ブロック(C)の全構造単位に対して、(メタ)アクリル系構造単位を、例えば、1質量%以上80質量%以下、また例えば、10質量%以上70質量%以下備えることができる。
【0065】
(スチレン類に由来する構造単位及びマレイミド化合物に由来する構造単位)
重合体ブロック(C)においては、上記した重合体ブロック(C)に好適な単量体に由来する構造単位と組み合わせて、重合体ブロック(A)に備えられるスチレン類に由来する構造単位及び/又はマレイミド化合物に由来する構造単位を備えることができる。かかる構造単位は、重合体ブロック(A)との非相溶性等を考慮すると、重合体ブロック(C)の全構造単位に対して、例えば、1質量%以上80質量%以下であり、また例えば、1質量%以上70質量%以下であり、また例えば、1質量%以上60質量%以下であり、また例えば、1質量%以上50質量%以下であり、また例えば、1質量%以上40質量%以下であり、また例えば、1質量%以上30質量%以下であり、また例えば、1質量%以上20質量%以下であり、また例えば、1質量%以上10質量%以下である。
【0066】
例えば、重合体ブロック(C)が、上記ビニル系構造単位を備えるとき、同時に、マレイミド化合物に由来する構造単位を備えることができる。この場合、ビニル系構造単位としては、特に限定するものではないが、例えば、アミド基含有ビニル化合物などの窒素含有単量体に由来する構造単位が挙げられる。なかでも、tert-ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリロイルモルホリンからなる群から選択される(メタ)アクリルアミド誘導体を、組成及びTgの観点から用いることができ、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリンを好ましく用いることができる。
【0067】
重合体ブロック(C)が、例えば、上記のように、ビニル系構造単位に加えてビニル系構造単位を備える場合には、重合体ブロック(C)の全構造単位に対して、マレイミド化合物に由来する構造単位を、例えば、35質量%以上75質量%以下、また例えば、45質量%以上65質量%以下備えることができる。
【0068】
特に限定するものではないが、重合体ブロック(A)と重合体ブロック(C)が非相溶であることを考慮すると、スチレン類に由来する構造単位を1質量%未満備えるか又は備えないようにすることができる。また例えば、重合体ブロック(A)と重合体ブロック(C)が非相溶であることを考慮すると、マレイミド化合物に由来する構造単位を1質量%未満備えるか又は備えないようにすることができる。さらに、同様の観点から、スチレン類に由来する構造単位及びマレイミド化合物に由来する構造単位の双方を備えないようにすることができる。
【0069】
また、重合体ブロック(C)は、本ブロック共重合体の柔軟性を損なわない範囲で、重合体ブロック(A)に記載されたのと同様に架橋性官能基を含んでいても良い。重合体ブロック(C)が架橋性官能基を有する場合、当該架橋性官能基の導入量は、重合体ブロック(C)の全構造単位に基づいて好ましくは0.01モル%以上20モル%以下である。架橋性官能基の導入量が0.01モル%以上であれば、耐油性の高いブロック共重合体を得易くなる。一方、柔軟性の観点から、架橋性官能基導入量の上限は好ましくは20モル%以下であり、より好ましくは10モル%以下であり、さらに好ましくは5モル%以下である。
【0070】
本開示において、重合体ブロック(C)を構成する重合体のガラス転移温度(Tg)は150℃以上であることが好ましい。150℃未満であると、耐熱性及び耐油性が低下する場合がある。Tgは、また例えば、155℃以上であり、また例えば、160℃以上であり、また例えば。165℃以上であり、また例えば、170℃以上であり、また例えば、180℃以上であり、また例えば、190℃以上である。70℃以上であってもよく、180℃以上であってもよく、190℃以上であってもよく、200℃以上であってもよい。さらにまた、210℃以上であってもよく、220℃以上であってもよく、230℃以上であってもよい。使用可能な構成単量体単位の制限から、Tgの上限は350℃である。Tgは、また例えば、280℃以下であってもよく、270℃以下であってもよく、さらに例えば、260℃以下であってもよく、また例えば、250℃以下であってもよく、また例えば、240℃以下であってもよく、また例えば、230℃以下であってもよく、また例えば、220℃以下であってもよい。
【0071】
また、重合体ブロック(C)のTgは、重合体ブロック(A)のTgと異なっていてもよい。例えば、重合体ブロック(C)が、重合体ブロック(B)のブリッジ鎖の形成を促進するという観点を主体とする場合には、重合体ブロック(A)が本ブロック共重合体の耐熱性及び耐油性に貢献するように重合体ブロック(A)のより高温にTgを設定し、重合体ブロック(C)のTgを重合体ブロック(A)よりも低温に設定することができる。例えば、重合体ブロック(A)のTgが重合体ブロック(C)のTgよりも、20℃以上、また例えば、30℃以上、また例えば、40℃以上、また例えば、50℃以上、また例えば60℃以上高温に設定することができる。
【0072】
<ブロック共重合体>
本ブロック共重合体は、上記重合体ブロック(A)、重合体ブロック(B)及び重合体ブロック(C)を各々1つ以上有する、ABC型トリブロック共重合体である。
【0073】
本ブロック共重合体において、重合体ブロック(A)及び重合体ブロック(C)はハードセグメントとして作用し、重合体ブロック(B)はソフトセグメントとして作用する。この結果、本ブロック共重合体は、破断伸び及び破断強度等の機械的物性に優れた性能を発揮し、エラストマーとして有用な材料となる。
【0074】
本ブロック共重合体における重合体ブロック(A)は、重合体ブロック(A)、重合体ブロック(B)及び重合体ブロック(C)の合計100質量部に対して、例えば、5質量部以上40質量部以下であり、また例えば、10質量部以上30質量部以下であり、また例えば、10質量部以上20質量部以下である。5質量部未満であると、耐熱性及び耐油性が低下する場合があり、40質量部を超えると、柔軟性が十分でないことがある。
【0075】
本ブロック共重合体における重合体ブロック(B)の割合は、前記合計100質量部に対して、例えば、10質量部以上90質量部以下であり、また例えば、50質量部以上90質量部以下であり、また例えば、50質量部以上85質量部以下であり、また例えば、50質量部以上80質量部以下である。40質量部未満であると、柔軟性が十分でないことがあり、90質量部を超えると耐熱性が十分でないことがある。
【0076】
本ブロック共重合体における重合体ブロック(C)の割合は、前記合計100質量部に対して、例えば、5質量部以上40質量部以下であり、また例えば、10質量部以上30質量部以下であり、また例えば、10質量部以上20質量部以下である。5質量部未満であると、柔軟性及び圧縮永久歪が改善されない場合があり、40質量部を超えると、柔軟性が十分でないことがある。
【0077】
本ブロック共重合体における重合体ブロック(A)及び重合体ブロック(C)の合計量は、前記合計100質量部に対して、例えば、50質量部以下である。50質量部を超えると、柔軟性が十分でないことがある。前記合計割合は、また例えば、40質量部以下であり、また例えば、35質量部以下であり、また例えば、30質量部以下である。
【0078】
また、重合体ブロック(A)及び同(C)が架橋性官能基を有する場合、これを利用して架橋することにより圧縮永久歪の値がより小さいエラストマー材料を得ることができる。上記架橋は重合体ブロック(A)及び同(C)に導入した架橋性官能基同士の反応によるものであってもよいし、後述する通り、当該架橋性官能基と反応可能な官能基を有する架橋剤を添加して行ってもよい。重合体ブロック(A)に導入した架橋性官能基同士の反応による場合、当該架橋性官能基として反応性ケイ素基を用いると、ブロック共重合体を製造する重合反応及びその後の上記架橋反応を効率的に行うことができる。
【0079】
本ブロック共重合体の数平均分子量(Mn)は、例えば、10,000以上500,000以下の範囲であることが好ましい。数平均分子量が10,000以上あれば、エラストマー材料として十分な強度を発揮することができる。また、500,000以下であれば、良好な成形性を確保することができる。数平均分子量は、また例えば、20,000以上400,000以下であり、また例えば、50,000以上30,0000以下であり、また例えば、50,000以上200,000以下であり、50,000以上100,000以下である。
【0080】
本ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)の値を上記数平均分子量(Mn)の値で除して得られる分子量分布(Mw/Mn)は、成形性の点で1.5以下であることが好ましい。より好ましくは1.4以下であり、さらに好ましくは1.3以下であり、一層好ましくは1.2以下である。分子量分布の下限値は1.0である。
【0081】
本ブロック共重合体が架橋性官能基を備える場合、当該架橋性官能基間の架橋構造及び/又は架橋剤による架橋構造を備えることができる。本ブロック共重合体が備えることができる架橋構造及び架橋剤については、後段で説明する。
【0082】
<ブロック共重合体の製造方法>
本ブロック共重合体は、重合体ブロック(A)、重合体ブロック(B)及び重合体ブロック(C)を有するブロック共重合体を得る限りにおいて特段の制限を受けるものではなく、公知の製造方法を採用することができる。例えば、リビングラジカル重合及びリビングアニオン重合等の各種制御重合法を利用する方法や、官能基を有する重合体同士をカップリングする方法等を挙げることができる。これらの中でも、操作が簡便であり、広い範囲の単量体に対して適用することができる点でリビングラジカル重合法が好ましい。
【0083】
リビングラジカル重合は、バッチプロセス、セミバッチプロセス、乾式連続重合プロセス、連続攪拌槽型プロセス(CSTR)等のいずれのプロセスを採用してもよい。また、重合形式は、溶剤を用いないバルク重合、溶剤系の溶液重合、水系の乳化重合、ミニエマルション重合又は懸濁重合等の各種態様に適用することができる。
リビングラジカル重合法の種類についても特段の制限はなく、可逆的付加-開裂連鎖移動重合法(RAFT法)、ニトロキシラジカル法(NMP法)、原子移動ラジカル重合法(ATRP法)、有機テルル化合物を用いる重合法(TERP法)、有機アンチモン化合物を用いる重合法(SBRP法)、有機ビスマス化合物を用いる重合法(BIRP法)及びヨウ素移動重合法等の各種重合方法を採用することができる。これらの内でも、重合の制御性と実施の簡便さの観点から、RAFT法、NMP法及びATRP法が好ましい。
【0084】
RAFT法では、特定の重合制御剤(RAFT剤)及び一般的なフリーラジカル重合開始剤の存在下、可逆的な連鎖移動反応を介して制御された重合が進行する。RAFT剤としては、ジチオエステル化合物、ザンテート化合物、トリチオカーボネート化合物及びジチオカーバメート化合物等、公知の各種RAFT剤を使用することができる。
RAFT剤は活性点を1箇所のみ有する一官能のものが好ましい。RAFT剤の使用量は、用いる単量体及びRAFT剤の種類等により適宜調整される。
【0085】
RAFT法による重合の際に用いる重合開始剤としては、アゾ化合物、有機過酸化物及び過硫酸塩等の公知のラジカル重合開始剤を使用することができるが、安全上取り扱い易く、ラジカル重合時の副反応が起こりにくい点からアゾ化合物が好ましい。
上記アゾ化合物の具体例としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-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)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス[N-(2-プロペニル)-2-メチルプロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。上記ラジカル重合開始剤は1種類のみ使用しても又は2種以上を併用してもよい。
【0086】
ラジカル重合開始剤の使用割合は特に制限されないが、分子量分布がより小さい重合体を得る点から、上記RAFT剤1molに対する上記ラジカル重合開始剤の使用量を0.5mol以下とすることが好ましく、0.2mol以下とするのがより好ましい。また、重合反応を安定的に行う観点から、RAFT剤1molに対するラジカル重合開始剤の使用量の下限は、0.01molである。よって、RAFT剤1molに対するラジカル重合開始剤の使用量は、0.01mol以上0.5mol以下の範囲が好ましく、0.05mol以上0.2mol以下の範囲がより好ましい。
【0087】
RAFT法による重合反応の際の反応温度は、好ましくは40℃以上100℃以下であり、より好ましくは45℃以上90℃以下であり、さらに好ましくは50℃以上80℃以下である。反応温度が40℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。一方、反応温度が100℃以下であれば、副反応が抑制できるとともに、使用できる開始剤や溶剤に関する制限が緩和される。
【0088】
NMP法では、ニトロキシドを有する特定のアルコキシアミン化合物等をリビングラジカル重合開始剤として用い、これに由来するニトロキシドラジカルを介して重合が進行する。本開示では、用いるニトロキシドラジカルの種類に特に制限はないが、アクリレートを含む単量体を重合する際の重合制御性の観点から、ニトロキシド化合物として一般式(2)で表される化合物を用いることが好ましい。
【化2】
{式中、R1は炭素数1~2のアルキル基又は水素原子であり、R2は炭素数1~2のアルキル基又はニトリル基であり、R3は-(CH2)m-、mは0~2であり、R4、R5は炭素数1~4のアルキル基である。}
【0089】
ニトロキシド化合物の使用量は、用いる単量体及びニトロキシド化合物の種類等により適宜調整される。
【0090】
本開示のブロック共重合体をNMP法により製造する場合、上記一般式(3)で表されるニトロキシド化合物1molに対し、一般式(3)で表されるニトロキシドラジカルを0.001~0.2molの範囲で添加して重合を行ってもよい。
【化3】
{式中、R4、R5は炭素数1~4のアルキル基である。}
【0091】
上記一般式(3)で表されるニトロキシドラジカルを0.001mol以上添加することにより、ニトロキシドラジカルの濃度が定常状態に達する時間が短縮される。これにより、重合をより高度に制御することが可能となり、より分子量分布の狭い重合体を得ることができる。一方、上記ニトロキシドラジカルの添加量が多すぎると重合が進行しない場合がある。上記ニトロキシド化合物1molに対する上記ニトロキシドラジカルのより好ましい添加量は0.01~0.5molの範囲であり、さらに好ましい添加量は0.05~0.2molの範囲である。
【0092】
NMP法における反応温度は、好ましくは50℃以上140℃以下であり、より好ましくは60℃以上130℃以下であり、さらに好ましくは70℃以上120℃以下であり、特に好ましくは80℃以上120℃以下である。反応温度が50℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。一方、反応温度が140℃以下であれば、ラジカル連鎖移動等の副反応が抑制される傾向がある。
【0093】
ATRP法では、一般に有機ハロゲン化物を開始剤とし、触媒に遷移金属錯体を用いて重合反応が行われる。開始剤である有機ハロゲン化物は、一官能性のものが好ましい。また、ハロゲンの種類としては臭化物及び塩化物が好ましい。
【0094】
ATRP法における反応温度は、好ましくは20℃以上200℃以下であり、より好ましくは50℃以上150℃以下である。反応温度20℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。
【0095】
リビングラジカル重合法により、ABCトリブロック共重合体を得る場合、例えば、各ブロックを順次重合することにより目的とするブロック共重合体を得てもよい。この場合、まず、第一重合工程として、スチレン類及びマレイミド化合物を重合して重合体ブロック(A)を得る。次いで、第二重合工程として、アクリル系単量体を重合してアクリル系重合体ブロック(B)を得る。さらに、第三重合工程として、重合体ブロック(C)の単量体を含む単量体を重合することによりABCトリブロック共重合体を得ることができる。この場合、重合開始剤は、上記した一官能性の重合開始剤が好ましい。
【0096】
本開示では、ブロック共重合体の重合は、その重合方法によらず、必要に応じて連鎖移動剤の存在下で実施しても良い。連鎖移動剤は公知のものを使用することができ、具体的には、エタンチオール、1-プロパンチオール、2-プロパンチオール、1-ブタンチオール、2-ブタンチオール、1-ヘキサンチオール、2-ヘキサンチオール、2-メチルヘプタン-2-チオール、2-ブチルブタン-1-チオール、1,1-ジメチル-1-ペンタンチオール、1-オクタンチオール、2-オクタンチオール、1-デカンチオール、3-デカンチオール、1-ウンデカンチオール、1-ドデカンチオール、2-ドデカンチオール、1-トリデカンチオール、1-テトラデカンチオール、3-メチル-3-ウンデカンチオール、5-エチル-5-デカンチオール、tert-テトラデカンチオール、1-ヘキサデカンチオール、1-ヘプタデカンチオール及び1-オクタデカンチオール等の炭素数2~20のアルキル基を有するアルキルチオール化合物の他、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、2-メルカプトエタノール等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。
【0097】
本開示では、リビングラジカル重合において公知の重合溶媒を用いることができる。具体的には、ベンゼン、トルエン、キシレン及びアニソール等の芳香族化合物;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及び酢酸ブチル等のエステル化合物;アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン化合物;ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、アルコール、水等が挙げられる。また、重合溶媒を使用せず、塊状重合等の態様で行ってもよい。
【0098】
<エラストマー組成物>
本ブロック共重合体は、単独でもエラストマー材料として適用することが可能であるが、必要に応じて公知の添加剤等を配合した組成物の態様としてもよい。特に、本ブロック共重合体が重合体ブロックの少なくともいずれかに架橋性官能基を含む場合、当該官能基と反応可能な架橋剤及び架橋促進剤等を配合し、必要に応じて加熱処理等を施すことにより圧縮永久歪の値がより小さいエラストマーを得ることができる点で好ましい。
【0099】
本ブロック共重合体が、カルボキシル基を有する架橋性単量体に由来する構造単位を含む場合、架橋剤としては、多価アミン、多官能イソシアネート等が好ましく用いられる。
多価アミンとしては、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカーバメート、N,N′-ジシンナミリデン-1,6-ヘキサンジアミン等の脂肪族ジアミン化合物;4,4′-メチレンビスシクロヘキシルアミンカーバメート等の脂環式ジアミン化合物;4,4′-メチレンジアニリン、m-フェニレンジアミン、4,4′-ジアミノジフェニルエーテル、4,4′-(m-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、4,4′-(p-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、2,2′-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、4,4′-ジアミノベンズアニリド、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、1,3,5-ベンゼントリアミン、1,3,5-ベンゼントリアミノメチル等の芳香族ジアミン化合物等が挙げられる。
また、多官能イソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジメチルジフェニレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
【0100】
多価アミンを用いる場合、1,3-ジ-o-トリルグアニジン、1,3-ジフェニルグアニジン等のグアニジン化合物;2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール等のイミダゾール化合物;リン酸、炭酸、重炭酸、ステアリン酸、ラウリル酸等の酸のアルカリ金属塩(Li、Na、K)等の、弱酸の塩;トリエチレンジアミン、1,8-ジアザビシクロ-[5.4.0]ウンデセン-7等の第3級アミン;トリフェニルホスフィン、トリ(メチル)フェニルホスフィン等の第3級ホスフィン化合物;テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリn-ブチルアンモニウムブロマイド等の第4級オニウム塩等の架橋助剤を併用することが好ましい。
【0101】
本ブロック共重合体が、エポキシ基を有する架橋性単量体に由来する構造単位を含む場合、架橋剤としては、有機カルボン酸アンモニウム塩、ジチオカルバミン酸塩、多価カルボン酸又は無水物と、第4級アンモニウム塩又はホスホニウム塩との組合せ等が好ましく用いられる。有機カルボン酸アンモニウム塩としては、安息香酸アンモニウム等が挙げられる。ジチオカルバミン酸塩としては、ジメチルジチオカルバミン酸、ジエチルジチオカルバミン酸、ジベンジルジチオカルバミン酸等の亜鉛塩、鉄塩、テルル塩等が挙げられる。
【0102】
多価カルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、マレイン酸、クエン酸、酒石酸、フタル酸等が挙げられる。第4級アンモニウム塩としては、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、n-ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリメチルアンンモニウムブロマイド等が挙げられる。また、ホスホニウム塩としては、トリフェニルベンジルホスホニウムクロライド、トリフェニルベンジルホスホニウムブロマイド、トリフェニルベンジルホスホニウムアイオダイド、トリエチルベンジルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムブロマイド等が挙げられる。
【0103】
本開示のブロック共重合体が、ヒドロキシル基を有する架橋性単量体に由来する構造単位を含む場合、架橋剤としては、多官能イソシアネート等が好ましく用いられる。
本開示のブロック共重合体が、1級又は2級アミノ基有する架橋性単量体に由来する構造単位を含む場合、架橋剤としては、多官能イソシアネート及び多官能グリシジル化合物等が好ましく用いられる。
【0104】
本開示のブロック共重合体が、重合性不飽和基を含む場合、1,2-エタンジチオール、1,4-ブタンチオール、1,10-デカンチオール、1,4-ベンゼンチオール等のジチオール化合物、又はエタン-1,1,1-トリチオール、1,3,5-ベンゼントリチオール等のトリチオール化合物等の多価チオールとのエン・チオール反応を利用することができる。
【0105】
本開示のブロック共重合体の架橋性基が反応性ケイ素基である場合、湿気により架橋反応を生じるため、架橋剤等を添加する必要はない。
【0106】
その他、上記の添加剤としては、例えば、可塑剤、オイル、老化防止剤、無機フィラー、顔料、酸化防止剤及び紫外線吸収剤等が挙げられる。添加剤の配合量は、ブロック共重合体に対して、好ましくは0質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは0質量%以上5質量%以下であり、さらに好ましくは0質量%以上2質量%以下である。
【0107】
本開示のブロック共重合体を含むエラストマー組成物の性能又は加工性等を調整する目的で、熱可塑性樹脂を添加してもよい。熱活性樹脂の具体例としては、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレンのスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などが挙げられる。また、他のエラストマーを添加混合してもよい。
【0108】
本開示のブロック共重合体を含むエラストマー組成物は、200℃以上250℃以下程度に加熱することにより良好な流動性を示す。このため、押出成形、射出成形、及び鋳込み成形等の各種方法による成形加工に適用することができる。
【0109】
本明細書に開示されるエラストマー組成物は、実施例に開示される初期引張物性の評価方法に従って引張破断強度及び破断伸びを測定したとき、例えば、8MPa以上、また例えば、9MPa以上、また例えば、10MPa以上、また例えば、15MPa以上、また例えば、20MPa以上の破断強度、及び、例えば、300%以上、また例えば、400%以上、また例えば、500%以上、また例えば、550%以上、また例えば、600%以上、また例えば、650%以上、また例えば、700%以上、また例えば、750%以上の破断伸びを備えることができる。
【0110】
本明細書に開示されるエラストマー組成物は、実施例に開示される耐熱老化性(破断強度保持率及び破断伸び保持率)の評価方法に従って耐熱老化性を測定したとき、例えば、80%以上、また例えば、85%以上、また例えば、90%以上、また例えば、95%以上の破断強度保持率、及び、例えば、80%以上、また例えば、85%以上、また例えば、90%以上、また例えば、95%以上、また例えば、98%以上、また例えば、99%以上の破断伸び保持率を備えることができる。
【0111】
本明細書に開示されるエラストマー組成物は、実施例に開示される成形性の評価方法に従って成形性を測定したとき、例えば、200℃以上250℃以下、200℃以上240℃以下、200℃以上230℃以下、200℃以上220℃以下の加熱温度、及び、例えば、1kg以上6kg以下、また例えば、1kg以上5kg以下、また例えば、1kg以上3kg以下の荷重で、0.1g/10min以上のメルトフローレート(MFR)値を示すことができる。
【0112】
また、本明細書に開示されるエラストマー組成物は、実施例に開示されるショアA硬度の評価方法に従ってショアA硬度を測定したとき、例えば、20以上70以下、また例えば、25以上60以下、また例えば、25以上55以下、また例えば、25以上50以下、また例えば、25以上45以下、また例えば、25以上40以下のショアA硬度を備えることができる。
【0113】
また、本明細書に開示されるエラストマー組成物は、実施例に開示される圧縮永久歪の評価方法に従って圧縮永久歪を測定したとき、例えば、30以上60以下、また例えば、35以上50以下、また例えば、35以上45以下の圧縮永久歪を備えることができる。
【実施例
【0114】
以下、実施例に基づいて本開示を具体的に説明する。尚、本開示は、これらの実施例により限定されるものではない。尚、以下において「部」及び「%」は、特に断らない限り質量部及び質量%を意味する。
【0115】
製造例及び比較製造例で得られた重合体の分析方法について以下に記載する。
【0116】
<分子量測定>
得られた重合体について、以下に記載の条件にてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定を行い、ポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を得た。また、得られた値から分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
○測定条件
カラム:東ソー製TSKgel SuperMultiporeHZ-M×4本
溶媒:テトラヒドロフラン
温度:40℃
検出器:RI
流速:600μL/min
【0117】
<重合体の組成比>
得られた重合体の組成比は1H-NMR測定より同定・算出した。
【0118】
<ガラス転移温度(Tg)>
得られた重合体のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計を用いて得られた熱流束曲線のベースラインと変曲点での接線の交点から決定した。熱流束曲線は試料約10mgを-50℃まで冷却し、5分間保持した後、10℃/minで300℃まで昇温し、引き続き-50℃まで冷却し、5分間保持した後、10℃/minで350℃まで昇温する条件で得た。
測定機器:エスアイアイ・ナノテクノロジー社製DSC6220
測定雰囲気:窒素雰囲気下
尚、製造例及び比較製造例において得られたブロック共重合体の示差走査熱量測定を行うことにより、各重合体ブロックに対応する変曲点が得られ、これらから各重合体ブロックのTgを求めることができる。
【0119】
次に、実施例及び比較例におけるエラストマーの評価方法について以下に記載する。
【0120】
<初期引張物性>
ブロック共重合体100部及び酸化防止剤であるIrganox1010(BASF社製)0.3部をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、重合体濃度10%の溶液を調整した。これを型枠に流し込み、THFを乾燥留去することにより、厚さ約1mmのキャストフィルムを作成した。上記で得られたフィルムを試料とし、JIS K 6251に準拠し、常態(25℃)における引張破断強度及び破断伸びを測定した。
【0121】
<耐熱老化性>
試料には、初期引張物性と同じフィルムを用いた。
ダンベル型に打ち抜いた試料を150℃の防爆型乾燥機に投入し、1000時間経過後試料を取り出した。次いで、JIS K 6251に準拠し、常態(25℃)における引張破断強度及び破断伸びを測定した。初期の測定値に対する破断伸び、破断強度の保持率を算出することにより、耐熱老化性を評価した。
【0122】
<成形性>
試料には、ブロック共重合体を用いた。ASTM D 1239に準拠し測定したメルトフローレート(MFR)が0.1g/10min以上の値が得られた時の加熱温度及び荷重の条件により評価した。低温、低荷重条件下で上記メルトフローレートが得られるものほど、良好な流動性を有し成形性に優れると判断した。
【0123】
<ショアA硬度>
上記初期引張物性における試料作成手順に準じて作成した厚さ2mmのフィルムを恒温恒湿室(温度23℃、相対湿度50%)に24時間以上静置し、状態を安定させた後、シートを3枚重ね、JIS K 7215「プラスチックのデュロメータ硬さ試験法」に準じてショアA硬度を測定した。
【0124】
<圧縮永久歪の測定>
上記初期引張物性における試料作成手順に準じて厚さ2mmのフィルム試料を作成し、直径29mmの円盤状に切断したものを7枚重ねて作製した円盤状成形体を200℃で熱プレスして厚さを12.5mm±0.5mmに調整したものを試験片として用い、JIS K 6262に規定される圧縮永久歪試験によって測定した。
【0125】
具体的には、標準温度(23.2±2℃)において、試験片の直径及び厚さがそれぞれ、29.0±0.5mm(直径)、12.5mm±0.5mm(厚さ)であることを確認し、厚さ9.3~9.4mmのスペーサを備えた圧縮板に試験片を挟んだ。試験片を圧縮する割合が25体積%となる条件で、70℃で24時間保持した後、23℃で圧縮板を外して30分間放置した後の試験片中央部の厚さを測定した。測定結果を下記の圧縮永久歪算出式にあてはめて、圧縮永久歪(%)の数値を算出した。
圧縮永久歪(%)=(t0-t2)/(t0-t1)×100
(式中、t0は試験片の元の厚さ(mm)、t1はスペーサの厚さ(mm)、t2は圧縮装置から取り外してから30分後の試験片の厚さ(mm)を示す)
圧縮解放後、試験片が完全に圧縮前の寸法形状に戻ったときの圧縮永久歪の値は0%であり、圧縮から開放しても圧縮されたままの形状で寸法形状が元に戻らない場合の圧縮永久歪の値は100%であるから、圧縮永久歪の値は0%から100%の間で小さいほど回復が優れていることを意味する。
【0126】
製造例1(重合体Aの製造)
第一重合工程(重合体ブロック(A))
攪拌機、温度計を装着した2Lフラスコに、2-{[(2-カルボキシエチル)スルファニルチオカルボニル]スルファニル}プロパン酸(以下「CBSTSP」ともいう)(1.65g)、2,2´-アゾビス2-メチルブチロニトリル(以下「ABN-E」ともいう)(0.25g)、N-フェニルマレイミド(以下「PhMI」ともいう)(56.3g)、スチレン(以下「St」ともいう)(33.8g)及びアセトニトリル(179g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、70℃の恒温槽で重合を開始した。3時間後、室温まで冷却し反応を停止した。この時点でのPhMI、Stの重合率はそれぞれ97%、98%であった。分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)より、Mn11,500、Mw13,600、Mw/Mn1.18であった。
【0127】
第二重合工程(重合体ブロック(B))
続いて、上記重合溶液にアクリル酸エチル(以下「EA」ともいう)(36.5g)、アクリル酸ブチル(以下「BA」ともいう)(228g)、アクリル酸2-メトキシエチル(以下「C-1」ともいう)(192g)及びアセトニトリル(14.1g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、70℃の恒温槽で重合を開始した。4時間後、アセトニトリル(334g)を仕込み、室温まで冷却し反応を停止した。この時点でのEA、BA、C-1の重合率はそれぞれ92%、91%、93%であった。分子量はGPC測定(ポリスチレン換算)より、Mn72,900、Mw97,700、Mw/Mn1.34であった。
【0128】
第三重合工程(重合体ブロック(C))
続いて、上記重合溶液にアクリロイルモルホリン(以下「ACMO」ともいう)(91.7g)及びアセトニトリル(40.8g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、70℃の恒温槽で重合を開始した。8時間後、アセトニトリル(392g)を仕込み、室温まで冷却し反応を停止した。この時点でのACMOの重合率は95%であった。得られた重合液を、メタノール/水=90/10(Vol%)から再沈殿精製、真空乾燥することで、ABC型トリブロック共重合体(以下、「重合体A」ともいう)を得た。
【0129】
重合体Aにつき、組成比、Tg、分子量、初期物性(破断強度及び破断伸び)、耐熱老化性(破断強度保持率及び破断伸び保持率)、成形性、ショアA硬度及び圧縮永久歪の評価を行った。これらの評価結果を表2に示す。
【0130】
製造例2~9及び比較製造例1~3(重合体B~Lの製造)
フラスコに仕込む原料の種類及び仕込み量を表1に記載の通り変更するとともに、反応時間を適宜調整した以外は製造例1と同様の操作を行い、重合体B~Lを得た。重合体B~Lについての評価結果を表2に示す。なお、重合体B~Jは、ABC型トリブロック共重合体であり、同K及び同Lは、ABA型トリブロック共重合体であった。
【0131】
【表1】
【0132】
表1に示された化合物の詳細は以下の通り。
PhMI:N-フェニルマレイミド
St:スチレン
EA:アクリル酸エチル
BA:アクリル酸n-ブチル
C-1:アクリル酸2-メトキシエチル
ACMO:アクリロイルモルホリン
AdMA:メタクリル酸アダマンチル
AA:アクリル酸
NIPAM:N-イソプロピルアクリルアミド
CBSTSP:2-{[(2-カルボキシエチル)スルファニルチオカルボニル]スルファニル}プロパン酸
ABN-E:2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)
【0133】
【表2】
【0134】
≪評価結果≫
表2から明らかな通り、本ブロック共重合体を含むエラストマー組成物である実施例1~9は、いずれも、初期の破断伸び及び破断強度ともに良好な値を示し、成形性に優れた。また、150℃、1000時間という厳しい条件下であっても、優れた耐熱性(破断強度保持率及び破断伸び保持率)を示すことが確認された。また、硬度の値は、最大で70であり、次に41であり、最小で29であり、概ね30以上40以下程度であり、全体として小さいことから柔軟性に優れることが確認され、かつ圧縮永久歪は、最大でも、49であり、概ね35以上45以下であり、優れていることが確認された。
【0135】
これらに対して、ABC型トリブロック共重合体であるがAブロック及びCブロックのTgがいずれも150℃未満である比較例1は、初期物性(破断強度及び破断伸び)が劣るほか、耐熱性(破断強度保持率及び破断伸び保持率)が著しく劣った。また、AブロックのTgが150℃以上であるABA型トリブロック共重合体である比較例2、3は、成形性がやや低下したとともに、硬度が75を超えて柔軟性が著しく低下しているほか、圧縮永久歪も90を超えて著しく低下していることがわかった。
【0136】
以上のことから、Tgが150℃以上のAブロック及びCブロックと、Tgが20℃以下のBブロックとを備え、AブロックとCブロックの構造単位の組成が異なるABC型トリブロック共重合体によれば、初期強度及び耐熱性を備えるとともに、柔軟性及び圧縮永久歪並びに成形性に優れるエラストマー組成物を提供できることがわかった。