JPH0421687B2 - - Google Patents
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- JPH0421687B2 JPH0421687B2 JP56008941A JP894181A JPH0421687B2 JP H0421687 B2 JPH0421687 B2 JP H0421687B2 JP 56008941 A JP56008941 A JP 56008941A JP 894181 A JP894181 A JP 894181A JP H0421687 B2 JPH0421687 B2 JP H0421687B2
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Description
本発明は新規なる含窒素共重合体に関する。そ
の目的とするところは、優れた耐食性、密着性、
機械特性を有する塗料用樹脂、特に電着塗料用樹
脂を提供することにある。
含窒素重合体はアミノプラスト樹脂等が知られ
ており、塗料、接着剤等に用いられている。しか
しこれらの樹脂を用いた場合、耐食性が充分でな
いという問題を持つている。本発明者らは特殊な
構造を有する、含窒素共重合体を塗料、特に電着
塗料に用いると、塗膜の耐食性が向上することを
見出し、本発明に致つた。特に本発明はスチレン
系共重合体を用いることにより塗膜の耐食性を大
きく向上することができた。
被塗装物を電極として電気泳動によりその表面
に塗料を析出させる塗装法は、一般に電着塗装と
呼ばれ、自動車の車体塗装等に広く使用されてい
る。電着塗装法は、被塗物を陽極とするアニオン
電着法と、被塗物を陰極とするカチオン電着法に
分けられる。この中でも後者のカチオン電着法
は、被塗物金属を陰極とするため、金属イオンの
溶出がないという大きな利点を有する技術であ
る。現在用いられているカチオン電着用組成物と
しては、たとえば、エポキシ樹脂を二級アミンと
反応させ、エポキシ基をα−ジアルキルアミノ−
β−ヒドロキシエチル基に変換させたものが代表
例である。
本発明者らは、新しいカチオン電着用材料の開
発に努めた結果、新規な線状共重合体を見出すに
到つた。すなわち本発明の共重合体は、構造式A
で示される繰返し単位3ないし80重量%と、構造
式Bで示される繰返し単位97ないし20重量%とか
らなり、数平均分子量1000ないし500000である線
状スチレン系共重合体。
〔式中、R1,R2は一方が水素であり、他方が
炭素数2ないし8のアルキル基を示し、R3は水
素またはメチル基を示し、R4は水素、ヒドロキ
シル基または炭素数1ないし20アルキル基を示
す。〕
上記の式中、R1,R2の一方が水素であり、他
方が炭素数2ないし8であるので側鎖に二級アミ
ノ基を有する共重合体となり、アミノ基特有の反
応性を生かしてさらに誘導体を製造することが可
能であることが見出された。さらにはR1,R2の
いずれかが水素で、他が炭素数20までのアルキル
基、特に炭素数2ないし8のアルキル基が好まし
い。具体的には、エチル基、,n−プロピル基、
イソプロピル基、プチル基、等である。またR1,
R2がいずれもアルキル基やであるものも好まし
い。具体的にはR1,R2がメチル基、エチル基も
しくはから選ばれたものが挙げられる。
構造式Aにオイテ側鎖置換基である置換アミノ
エチル基は、主側に対していかなる位置に結合し
ていてもよい。
構造式BにおけるR3としては、水素もしくは
メチル基であり、特に水素が好ましい。R4とし
ては、水素、ヒドロキシル基もしくは炭素数1な
いし20のアルキルキル基が好ましい。R1.R2,
R3およびR4はそれぞれ1種とは限らず、2種以
上の混合物のものも本発明に含まれる。
構造式Aで示される部分の全共重合体に対する
重量分率に制限はないが、1ないし90重量%であ
ることが好ましく、さらに3ないし80重量%であ
ることが好ましい。構造式Bで示される部分の共
重合体に対する重量分率に制限はないが、99ない
し10重量%であることが好ましく、97ないし20重
量%であることがさらに好ましい。構造式Aで示
される部分の分率が上ると、電着における比電導
度が大きくなる傾向がある。
本発明の共重合体ABの分子量に制限はない
が、数平均分子量が1000ないし500000であること
が好ましい。
また、本発明の共重合体ABは、その構造のう
ち構造式Bで示される部分の一部を、次式Hで示
される繰返し単位構造で置き換えることも可能で
ある。
式中、Xは水素、炭素数1〜20のアルキル基お
よびハロゲンより選ばれた基、Yはニトリル基、
ヒドロキシル基、アルコキシ基、アセトキシ基、
アリール基、アリールアルキル基、シクロアルキ
ル基、アルケニル基、ヒドロキシアルキル基、ヒ
ドロキシシクロアルキル基、ヒドロキシアリール
基、ヒドロキシアリールアルキル基、ハロアルキ
ル基、ハロアリール基、ハロアリールアルキル
基、ハロアルキルアリール基、アミノアルキル
基、アミノシクロアルキル基、アミノアリール
基、アミノアリールアルキル基、アミノアルキル
アリール基、アミノヒドロキシアルキル基、アミ
ノヒドロキシアリール基、ピリジル基、フリル
基、テトラヒドロフリル基、ピロリル基、イミダ
ゾリジニル基、ピラヅリジニル基、ピペリジル
基、ピペラジニル基、モルホリニル基、ピロリド
ニル基、ピペリドニル基、アルキルピリジル基、
またはアリールピリジル基より選ばれた基、もし
くは
(ただしR20〜R22は水素、炭素数20までのア
ルキル基、ヒドロキシアルキル基、グリシジル
基、アミノアルキル基、アミノシクロアルキル
基、アミノアリール基、アミノアリールアルキル
基、アミノアルキルアリール基、アミノヒドロキ
シアルキル基、ジアルキルアミノアルキル基、ジ
アルキルアミノヒドロキシアルキル基、ジヒドロ
キシアルキルアミノアルキル基より選ばれた基を
表し、nは1ないし50の整数を表す。およびハロ
ゲンより選ばれた基を表す。
本発明の共重合体ABは、下式CおよびDで示
される構造の単量体を共重合することにより得ら
れる。R1,R2,R3およびR4の定義ならびに好ま
しい例については、すでに述べたとおりである。
単量体Cを製造する一般的な方法は、下記の構
造式Eで示されるアミン(以下「アミンE」また
は単に「アミン」と略称する)をそれに対応する
アルカリ金属アミドFの共存下に、ジビニルベン
ゼンと反応させるものである。
(式中、R1,R2は前記と同じ意味であり、M
はアルカリ金属を表わす。)
ジビニルベンゼンとしては、p−ジビニルベンゼ
ン、m−ジビニルベンゼン、またはそれらの混合
物を用いることができる。さらに、一般に市販さ
れているジビニルベンゼンは、エチルビニベンゼ
ンを不純物として含有しているが、そのような粗
製ジビニルベンゼンを用いることもできる。しか
し、粗製ジビニルベンゼンを出発物質とした時に
は、エチルビニルベンゼンに由来する生成物が副
成する可能性がある。p−ジビニルベンゼンは反
応速度が大であることや、後述する副生成物Gが
生成しにくいことなどから原料としてさらに好ま
しい。
アミンとしては1級アミンもしくは2級アミン
を用いることができるが、メチルアミンおよびア
ンモニアは反応性が低く好ましくない。1級アミ
ンとしては、エチルアミン、n−プロピルアミ
ン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、
sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペン
チルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ドデシ
ルアミン、オクタデジルアミン等のアルキルアミ
ン、シクロヘキシルアミン、シクロペンチルアミ
ン等のシクロアルキルアミン、アリルアミン、ベ
ンジルアミン、アリニン等の不飽和アミン等、炭
化水素基を有する1級アミンである。2級アミン
としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ
プロビルアミン、ジプチルアミン、ジオクチルア
ミン等のジアルキルアミン、ジシクロヘキシルア
ミン、ジシクロプロピルアミン等のジシクロアル
キルアミン、エチレンイミン等の環状アミン、ジ
アリルアミン等の不飽和アミン、炭化水素基を有
する2級アミンである。
さらに、エチレンジアミン、トリメチレンジア
ミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレン
ジアミン、ドデカメチレンジアミン、ジエチレン
トリアミン、ジプロピレントリアミン、N−メチ
ルエチレンジアミン、N−エチルエチレンジアミ
ン、N,N′−ジエチルエチレンジアミン等のジ
アミンもしくはトリアミンも用いることができ
る。一分子内に1級アミノ基と2級アミノ基が共
存する時は、一般に、より反応性の高い2級アミ
ノ基が選択的にポリジビニルベンゼンの側鎖二重
結合に付加する。
この中でも、エチルアミン、n−プロピルアミ
ン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、N−メ
チルエチレンジアミン、N−エチルエチレンジア
ミンが特に好ましい。
アミンはジビニルベンゼンと化学量論的な反応
を起すので、アミンの使用量を調節することによ
り容易に化合物〔C〕を合成することができる。
このようにして製造される単量体Cのうち好ま
しい代表例としては、エチルアミノエチルスチレ
ン、イソプロルアミノエチルスチレン、ジメチル
アミノエチルスチレン、ジエチルアミノエチルス
チレン、ジ(アミノエチル)アミノエチルスチレ
ン、N,N−アミノエチルメチルエチルスチレン
(R1=CH3,R2=CH2−CH2−NH2)等がある。
構造式Dで示される単量体、すわなちスチレン系
誘導体の代表例としては、スチレン、α−メチル
スチレン、クロロスチレン、ブロムスチレン等の
ハロスチレン、ヒドロキシスチレン、エチルスチ
レン、ピロピルスチレン等のアルキルスチレン、
エトキシスチレン、プトキシスチレン等がある。
また他の共重合成分として、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル、塩化ビニル、アクリ
ロニトリル、塩化ビニリデン、メチルビニルケト
ン、酢酸ビニル等のビニル化合物、ブタジエン、
イソブレン等のジエン類、ビニルピリジン、ビニ
ルピロリドン等のビニル基含有化合物を加えるこ
とも可能である。重合方法は、イオン重合、ラジ
カル重合を問わないが、ラジカル開始剤の存在下
に共重合を行うことが好ましい。重合操作も、塊
状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等一般的
な重合方法のいずれも用いることができる。
ラジカル開始剤としては、過酸化ベンソイル、
過酸化ジラウロイル等の過酸化物、アゾビスイソ
ブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2,4−ジ
メチルパレロニトリル)、1,1′−アゾビスシク
ロヘキサン−1−カルボニトリル等のアゾ化合
物、クメンヒドロベルオキシド、t−ブチルヒド
ロベルオキシド等のヒドロベルオキシド、過硫酸
物カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸物が
その代表例である。
共重合体の分子量の調節は、開始剤の使用量の
調節や、溶媒もしくは連鎖移動剤添加系で溶液重
合を行なうことにより達成される。開始剤の量を
増加すれば分子量は低下する。
これらの開始剤の使用量は、好ましくは単量体
に対し0.05〜10重量%、さらに好ましくは0.2%
ないし5重量%である。
溶媒もしくは連鎖移動剤としては、トルエン、
エチルベンゼン、クメン、ジフエニルメタン等の
芳香族炭化水素、四塩化炭素、クロロホルム等の
ハロゲン化炭化水素、n−ブタノール、イソプロ
パノール等の脂肪族アルコール、n−ブチルメル
カプタン等のメルカプタン類等がある。溶媒もし
くは連鎖移動剤の使用量は特に制限はないが、単
量体に対し重量比で0.1倍ないし40倍が好ましく、
さらに等量ないし20倍量が好ましい。重合温度は
0℃ないし150℃が好ましく、40℃ないし100℃が
さらに好ましい。
以上の方法で得られた共重合体ABの単離法と
しては、当分野で公知の種々の方法を用いること
ができるが、溶液重合の場合には、生成共重合体
を溶解しない溶媒中に反応混合物を投入する再沈
澱法や、水蒸気を吹き込みながら反応混合物を加
熱して溶媒や未反応単量体を蒸溜する水蒸気蒸溜
法が好ましい。
懸濁重合の場合、得られた粒状生成物を別
し、水等で充分洗浄して生成物表面に付着してい
る懸濁助剤、懸濁助剤等を洗浄することが推奨さ
れる。得られた共重合体の構造を確認する手段と
しては、元素分析、赤外吸収スペクトル、該磁気
共鳴スペクトル等の一般的な方法が使用される。
また重合後に未反応単量体をガスクロマトグラフ
イーや液体クロマトグラフイーで定量することに
より、共重合体の組成を推測することもできる。
分子量の測定は、粘度法、ゲルバーミエーシヨン
クロマトグラフイー。光散乱法、浸透圧法、蒸気
圧オスモメトリー等か用いられる。
本発明の共重合体ABは種々の用途、例えば塗
料、接着剤、インキ、表面処理剤、成形材料とし
て用いた場合優れた特性を発揮する。特に塗料の
塗膜成分として有用である。
すなわち共重合体ABからなる塗膜は良好な耐
久性を示すことが明らかとなつた。塗膜は共重合
体ABを溶媒に溶解し塗布した後、溶媒を蒸発さ
せることによつて、または共重合体ABの水分散
体を塗布した後、水を蒸発させることによつても
得られるが、共重合体ABを酸HXと反応させ、
式Aで示される構造の一部または全部を、式A′
(式中、Xは酸基を表わす。)
で示される構造に置き換えた後、水に溶解もしく
は分散し、これを電解液として、導電性物体上に
陰極泳動せしめることによつても、上記塗膜を得
ることができる。すなわち、被塗物体を陰極と
し、陽極との間に直流電流が通ずることにより塗
膜形成が達成される。このようなカチオン電着法
は本共重合体からなる塗膜形成法のうち最も好ま
しいものである。
酸HXとしては特に制限はないが、例としては
塩酸、硫酸、硝酸、クロム酸、過塩素酸、リン
酸、炭酸等の鉱酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、
カプロン酸等の脂肪族カルボン酸、グリコール
酸、乳酸等のヒドロキシカルボン酸、マロン酸、
アジピン酸等のジカルボン酸、安息香酸、フタル
酸、サリチル酸等の芳香族カルボン酸、メタンス
ルホン酸、エタンスルホン酸等のアルカンスルホ
ン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン
酸、ラウリルベンゼンスルホン酸等のアリールス
ルホン酸等があるが、この中でも、有機カルボン
酸が好ましく、酢酸、乳酸、ヒザロキシ酢酸等が
電解液を中性付近に保つことができる等の理由か
らさらに好ましい。
加える酸の量は、共重合体と酸の量は、共重合
体AB中の窒素量に対し0.1倍ないし5倍モルが好
ましく、0.3倍ないし2倍モルがさらに好ましい。
中和反応は共重合体と酸のみを混合してもよい
が、酸が固体の場合や当量以下の酸と反応させる
時は、溶媒を用いることが推奨される。溶媒とし
ては、アルコール、ケトン等の水溶性有機溶液が
好ましい。この中でも、メタノール、エタノー
ル、プロパノール等の低級アルコール、アセト
ン、メチルエチルケトン等が特に好ましい。溶媒
量は共重合体ABに対し重量で10%ないし300%
が好ましく、20%ないし150%がさらに好ましい。
中和反応の温度は−20℃ないし200℃が好ましく、
さらに好ましくは10℃ないし150℃である。
電解液を調製するにあたつて用いる水の量は、
共重合体A′Bに対し等重量以上30倍以下が好まし
く、さらに好ましくは5倍以上20倍以下である。
こゝで調製された電解液のPHは3〜8が好まし
く、さらに好ましくはPH5〜7である。
共重合体A′Bは、下記構造式()
で示される単量体と単量体Dを含む単量体混合物
を共重合することによつても製造することができ
る。
この単量体は式Cで示される単量体を、酸HX
で中和することにより容易に製造することができ
る。単量体IとDの共重合の場合にはラジカル重
合が好ましく、極性の高い溶媒中で溶液重合する
ことが推奨される。溶媒として水を用いる場合に
は、上記開始剤のうち水溶性のものゝ他に、過硫
酸塩/亜硫酸水素塩、塩素酸塩/亜硫酸塩等の組
合せからなるレドツクス系開始剤も用いることが
できる。このレドツクス開始剤の代表例は、過硫
酸カリウム/亜硫酸水素ナトリウム、塩素酸ナト
リウム/亜硫酸ナトリウム等の組合せである。
陰極すなわち被塗面の材質としては、リン酸亜
鉛処理鉱板、リン酸鉄処理鉱板、未処理鉱板、亜
鉛メツキ鉱板、錫メツキ鉱板、アルミニウム、銅
および銅合金等が代表例である。陽極としては、
ステンレス鉱板、炭素板等が好ましい。極間の電
圧に制限はないが、50Vないし500Vが好ましく、
100Vないし400Vが特に好ましい。電着時間は10
秒ないし20分が好ましく、1分ないし10分がさら
に好ましい。電着液の温度は0℃ないし60℃が好
ましく、さらに好ましくは10℃ないし40℃であ
る。
以下、実施例を挙げて説明するが、これらは本
発明を制限するものではない。なお、参考例も併
せて示す。
参考例1 (モノマー製造法)
1−1
窒素置換した2の三つ口フラスコに攪拌装
置、温度計、還流装置を用意し、滴下ロートで精
製テトラヒドロフラン44mlを加える。攪拌を行い
ながらイソプロピルアミン86mlを加え、さらにn
−プチルリチウムの2規定溶液を20ml加えたとこ
ろ、溶液の色は無色透明から淡黄色に変化した。
このフラスコを30℃の恒温槽につけ、攪拌を続け
ながらP−ジピニルベンゼン148mlを加えた。反
応混合物はオレンジ色であり、そのまゝ3時間反
応を行なつた後、1mlのメタノールを加え、2
の水に投入した。n−ヘキサンで2回抽出を行な
い、油層を硫酸マグネシウムで一夜間乾燥した
後、蒸留を行なつた。生成物として0.07mmHgで
67℃付近の沸点を示す溜分を11.8g得た。この生
成物がP−(イソプロピルアミノエチル)スチレ
ンであることは、次のスペクトルデータから確認
された。
プロトン核磁気共鳴スペクトル(100MHZ,溶
媒;重クロロホルム、基準物質TMS)、δ値;
0.8(1H)、0.96(2重線、J=7HZ,6H)、2.6〜
2.9(多重線、5H)、5.1(2重線,J=11HZ,
1H)、5.6(2重線,J=18HZ,1H)、6.6(2組の
2重線,1H)、7.0〜7.35(多重線、4H)。
赤外吸収スペクトル(液膜);3300,1630,
1510,1470,1380,1080,990,910,835cm-1。
1−2
攪拌装置を備えた内容積200mlのステンレス製
耐圧反応装置に、ナトリウム金属上で乾燥、蒸溜
をしたn−ヘキサン80mlを入れた後、装置をドラ
イアイス−メタノール混合液で外部から十分冷却
した。装置にエチルアミンのボンベ(東京化成工
業株式会社製)を接続し、バルブを開いて反応装
置内にエチルアミンを導入した。導入前後のボン
ベの重量変化から、エチルアミンが6.3g導入さ
れたことを確認した。攪拌をしながら8.4mlのn
−プチルリチウムの15%n−ヘキサン溶液を導入
した。次に40mlの乾燥n−ヘキサンに18.2gのP
−ジビニルベンゼンを溶解した液を導入した。反
応装置を25℃の水槽に入れ、5時間攪拌を続けた
後、反応混合物に0.5gのメタノールを加え、200
mlの水に投入した。n−ヘキサンで2回抽出を行
ない、油層を硫酸マグネシウムで一夜間乾燥した
後、蒸溜を行なつた。0.31mmHgで72℃から73℃
の沸点を示した溜分を14.7g得た。ガスクロマト
グラフイーにより単一物であることを確認した。
この溜分の屈折率は、22℃で1.538(NaD線)であ
つた。また分光分析結果は次のとおりであつた。
赤外吸収スペクトル;3280,1620,1510,
1120,985,900,820cm-1。
核磁気共鳴スペクトル〔100MHZ,テトラメチ
ルシラン(TMS)基準〕、δ値;0.80(1重線、
1H)、1.04(3重線、J=7.2HZ,3H)、2.55(4
重線、J=7.2HZ,2H)、2.6〜2.8(多重線、
4H)、5.08(2重線、J=10.5HZ,1H)、5.60(2
重線、J=17.8HZ,1H)、6.56(2組の2重線、
J=10.5,17.8HZ,1H)、6.9〜7.3(多重線,
4H)。
こゝでJはカツプリング定数、nHとは水素n
ケ分に相当することを示している。
これらの分析結果は、生成物がバラー(β−エ
チルアミノエチル)スチレンであることを示して
いる。
1−3
蛇管式冷却器、温度計、滴下ロート2本を備
え、中に磁気回転子を入れた2の四口フラスコ
に、ナトリウム金属により乾燥後蒸溜をしたn−
ヘキサン100gを入れ、メタノールドライアイス
混合液で外部から十分冷却した。冷却器内にドラ
イアイス−メタノールを循環させた後、冷却器の
先端にジメチルアミンボンベ(東京化成工業株式
会社製)を接続し、バルブを開いてフラスコ内に
ジメチルアミンを導入した。導入前後のボンベの
重量変化からジメチルアミンが115.4g導入され
たことを確認した。磁気回転子によりジメチルア
ミンのn−ヘキサン溶液を攪拌しながら滴下ロー
トから、77gのn−プチルリチウムの15%ヘキサ
ン溶液を混合液の温度がマイナス60℃を超えない
ような速度で滴下した。n−プチルリチウムの滴
下により液は淡黄色になつた。
次に435gの乾燥ヘキサンと、下記の方法で調
整したバラジビニルベンゼン332gの混合液を第
2の滴下ロートから、内温が−60℃を超えない速
度で滴下した。反応液は淡緑色となつた。滴下が
終了した後、攪拌を3時間半続けたところ、内温
は−20℃まで上昇した。一部分サンプリングして
ガスクロマトグラフでジビニルベンゼンの定量を
行つたところ、出発時15%であると測定されたの
で、10mlのメタノールを加えて反応を終了した。
1の水に反応混合物を加え、n−ヘキサンで
2回抽出を行なつた後、油相を硫酸マグネシウム
で一夜間乾燥し、硫酸マグネシウムを別した
後、減圧蒸溜を行つた。0.4mmHgで75℃から80℃
の沸点を示した溜分が250g得られた。ガスクロ
マトグラフイーにより分析では、純度は98%以上
で、他に若干の原料ジビニルベンゼンが含まれて
はいるが、主成分は単一ピークであつた(充填
剤;シリコンDC−550、カラム長;1m、カラム
温度;150℃、キヤリヤーガス;窒素、流量;136
ml/min、保持時間;3.2分)。この溜分の比重は
23℃で0.913、屈折率23℃で1.534(NaD線)と測
定された。
ガスクロマトグラフイにより分取をして得た高
純度サンプルを用いて、構造確認のための分析を
行つた。結果を次に示す。
元素分析; C:82.08%、H:9.86%、N:
8.07%
赤外吸収スペクトル;2920,2740,1620,
1500,1440,1250,1130,1030,980,890,820
cm-1
プロトン核磁気共鳴スペクトル;(測定溶媒:
四塩化炭素)δ値(基準物質:TMS重クロロホ
ルム溶液)2.07(一重線,6H);2.2〜2.7(4H)
5.00(二重線,J=11ヘルツ,1H);5.50(二重線,
J=18ヘルツ,1H);6.55(二組の二重線,J=
11ヘルツおよび18ヘルツ,1H);6.8〜7.3(4H)
なお、こゝでJとはカツプリング定数を示し、
また1Hとは水素1個分に相当することを表わし
ている。これらの分析結果は、生成物がパラージ
メチルアミノエチルスチレンであることを示して
いる。
1−4
200mlの三口フラスコに26gのP−ジビニルベ
ンゼンと40mlのシクロヘキサンを入れる。さらに
14.8gのジエチルアミンと0.512gのブチルリチ
ウムから調整したアミド.アミン混合物のシクロ
ヘキサン溶液40mlを加え、攪拌しながら50℃で3
時間加熱した。その後10mlのメタノールを加え、
反応液を蒸溜し、1mmHgで84℃付近の沸点を有
するP−ジエチルアミノエチルスチレンを29g得
た。このものは次に示すような特性吸収を有する
赤外吸収スペクトルを与えた。1800,1620,
1505,1195,1060,980,895,820cm-1、また元
素分析を行つたところC;82.65%,H;10.58
%,N;6.80%であつた。これらの分析結果は、
生成物が、パラージエチルアミノエチルスチレン
であることを示している。
実施例 1
攪拌棒、温度計、還流冷却器を備えた2容の
セパラブルフラスコに、トルエン913g、スチレ
ン130g、参考例1−1で合成したP−イソプロ
ピルアミノエチルスチレン16.0gおよび2.2′−ア
ゾビスイソブチロニトリル2.7gを加え、80%で
36時間、攪拌を続けた。反応後、残留単量体量を
ガスクロマトグラフイーで定量したところ、P−
イソプロピルアミノエチルスチレンの12.8%、ス
チレンの5.1%は未反応であつた。反応混合物に
水蒸気発生装置から水蒸気を導入し、未反応単量
体およびトルエンを水蒸気蒸留した。得られた共
重合体を冷却後、粉砕し乾燥した。収量123gで、
生成共重合体の元素分析は、C;91.17%,H;
8.13%,N;0.70%であつた。また赤外吸収スペ
クトルでは、次の特徴的な吸収が観測された。
3050,2930,1600,1490,1410,760、
プロトン核磁気共鳴スペクトルは次のような結
果であつた。溶媒;重クロロホルム、基準物質;
TMS,δ値(ppm);0.8〜1.2,1.2〜2.6,2.7〜
3.1,6.2〜7.4。また、ジオキシサンの溶液の固有
粘度を測定したところ、25℃で0.011であつた。
実施例 2
2容のセパラブルフラスコに1170gのタメ
ン、P−イソプロピルアミノエチルスチレン12.4
g、P−ヒドロキシメチルスチレン154g、およ
び2.2′−アゾビスイソブチロニトリルを8.1g加
え、室温で5分間窒素吹き込んだ後、密栓をし75
℃で36時間加熱を続けた後、実施例1と同様の方
法で水蒸気蒸留行なつた。
得られた共重合体の元素分析はC;80.7%,
H;7.8%,O;10.9%,N;0.6%であつた。赤
外吸収スペクトルは次の吸収を示した。3320,
3040,2930,1600cm-1。またジオキサン溶液で測
定した固有粘度は0.007であつた。
実施例 3
攪拌棒、温度計、還流冷却器を備えた2容の
セパラブルフラスコに、トルエン1100g、P−ビ
ニルトルエン154g、P−イソプロピルアミノエ
チルスチレン17.0g、および2,2′−アゾビスイ
ソブチロニトリルを8.3g加え、75℃で36時間攪
拌を続けた後、実施例1と同様の方法で水蒸気蒸
留を行なつた。
得られた共重合体の元素分析値はC;90.1%,
H;9.2%,N;0.70%であつた。またジオキサ
ン溶液で測定した固有粘度は0.008であつた。
実施例 4および参考例 2,3
攪拌棒、温度計、還流冷却器を備えた5セパ
ラブルフラスコに、第1表に示す溶媒及び単量体
を加え加温し、70℃で36時間反応を行なつた。
反応後、残留単量体をガスクロマトグラフイー
で定量した。ガスクロ分析値は第2表に示す。
反応後、反応物を3倍量のヘキサンに加え再沈
澱させ、ポリマーを単離し、減圧乾燥した。
元素分析の結果を第3表に示す。
The present invention relates to a novel nitrogen-containing copolymer. Its purpose is to provide excellent corrosion resistance, adhesion, and
It is an object of the present invention to provide a resin for coating material having mechanical properties, particularly a resin for electrodeposition coating material. Aminoplast resins are known as nitrogen-containing polymers and are used in paints, adhesives, and the like. However, when these resins are used, there is a problem that corrosion resistance is insufficient. The present inventors have discovered that when a nitrogen-containing copolymer having a special structure is used in a paint, especially an electrodeposition paint, the corrosion resistance of the paint film is improved, and the present invention has been achieved. In particular, the present invention was able to greatly improve the corrosion resistance of the coating film by using a styrene copolymer. A coating method in which paint is deposited on the surface of an object to be coated by electrophoresis using an electrode is generally called electrodeposition coating, and is widely used for car body painting and the like. Electrodeposition coating methods are divided into anionic electrodeposition methods in which the object to be coated serves as an anode, and cationic electrodeposition methods in which the object to be coated serves as a cathode. Among these, the latter cationic electrodeposition method uses the metal of the object to be coated as a cathode, so it is a technique that has the great advantage that there is no elution of metal ions. Currently used compositions for cationic electrodeposition include, for example, reacting an epoxy resin with a secondary amine to convert the epoxy group into α-dialkylamino-
A typical example is one converted to a β-hydroxyethyl group. The present inventors have endeavored to develop a new material for cationic electrodeposition, and as a result, have discovered a novel linear copolymer. That is, the copolymer of the present invention has the structural formula A
A linear styrenic copolymer comprising 3 to 80% by weight of repeating units represented by formula B and 97 to 20% by weight of repeating units represented by structural formula B, and having a number average molecular weight of 1000 to 500000. [In the formula, one of R 1 and R 2 is hydrogen, the other is an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, R 3 is hydrogen or a methyl group, and R 4 is hydrogen, a hydroxyl group, or a carbon number 1 to 20 alkyl groups. ] In the above formula, one of R 1 and R 2 is hydrogen, and the other has 2 to 8 carbon atoms, so it becomes a copolymer with a secondary amino group in the side chain, making use of the reactivity unique to the amino group. It has been found that it is possible to prepare further derivatives by Further, either R 1 or R 2 is preferably hydrogen, and the other is an alkyl group having up to 20 carbon atoms, particularly an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. Specifically, ethyl group, n-propyl group,
These include isopropyl group, butyl group, etc. Also R 1 ,
It is also preferable that R 2 is an alkyl group. Specifically, R 1 and R 2 are selected from methyl group, ethyl group, or the like. The substituted aminoethyl group, which is a side chain substituent in structural formula A, may be bonded to any position relative to the main side. R 3 in structural formula B is hydrogen or a methyl group, with hydrogen being particularly preferred. R 4 is preferably hydrogen, a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R1 . R2 ,
R 3 and R 4 are not limited to one type each, and mixtures of two or more types are also included in the present invention. There is no limit to the weight fraction of the moiety represented by structural formula A based on the total copolymer, but it is preferably 1 to 90% by weight, more preferably 3 to 80% by weight. There is no limit to the weight fraction of the moiety represented by structural formula B in the copolymer, but it is preferably 99 to 10% by weight, more preferably 97 to 20% by weight. As the fraction of the portion represented by structural formula A increases, the specific conductivity in electrodeposition tends to increase. Although there is no restriction on the molecular weight of the copolymer AB of the present invention, it is preferable that the number average molecular weight is 1,000 to 500,000. Furthermore, in the copolymer AB of the present invention, part of the portion represented by the structural formula B in its structure can be replaced with a repeating unit structure represented by the following formula H. In the formula, X is a group selected from hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a halogen, Y is a nitrile group,
Hydroxyl group, alkoxy group, acetoxy group,
Aryl group, arylalkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, hydroxyalkyl group, hydroxycycloalkyl group, hydroxyaryl group, hydroxyarylalkyl group, haloalkyl group, haloaryl group, haloarylalkyl group, haloalkylaryl group, aminoalkyl group , aminocycloalkyl group, aminoaryl group, aminoarylalkyl group, aminoalkylaryl group, aminohydroxyalkyl group, aminohydroxyaryl group, pyridyl group, furyl group, tetrahydrofuryl group, pyrrolyl group, imidazolidinyl group, pyrazuridinyl group, piperidyl group group, piperazinyl group, morpholinyl group, pyrrolidonyl group, piperidonyl group, alkylpyridyl group,
or a group selected from arylpyridyl groups, or (However, R 20 to R 22 are hydrogen, alkyl groups with up to 20 carbon atoms, hydroxyalkyl groups, glycidyl groups, aminoalkyl groups, aminocycloalkyl groups, aminoaryl groups, aminoarylalkyl groups, aminoalkylaryl groups, aminohydroxy It represents a group selected from an alkyl group, a dialkylaminoalkyl group, a dialkylaminohydroxyalkyl group, and a dihydroxyalkylaminoalkyl group, and n represents an integer of 1 to 50. It represents a group selected from halogen. Copolymer AB can be obtained by copolymerizing monomers having structures represented by the following formulas C and D. The definitions and preferred examples of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are as described above. That's right. A general method for producing monomer C is to prepare an amine represented by the following structural formula E (hereinafter referred to as "amine E" or simply "amine") in the coexistence of the corresponding alkali metal amide F, It is reacted with divinylbenzene. (In the formula, R 1 and R 2 have the same meanings as above, and M
represents an alkali metal. ) As divinylbenzene, p-divinylbenzene, m-divinylbenzene, or a mixture thereof can be used. Furthermore, although commercially available divinylbenzene contains ethylvinibenzene as an impurity, such crude divinylbenzene can also be used. However, when crude divinylbenzene is used as a starting material, a product derived from ethylvinylbenzene may be produced as a by-product. p-Divinylbenzene is more preferable as a raw material because of its high reaction rate and the fact that by-product G, which will be described later, is less likely to be produced. As the amine, a primary amine or a secondary amine can be used, but methylamine and ammonia have low reactivity and are not preferred. Examples of primary amines include ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine,
Alkylamines such as sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, 2-ethylhexylamine, dodecylamine, octadecylamine, cycloalkylamines such as cyclohexylamine, cyclopentylamine, unsaturated amines such as allylamine, benzylamine, alinine, etc. , is a primary amine having a hydrocarbon group. Examples of secondary amines include dialkylamines such as dimethylamine, diethylamine, diprobylamine, diptylamine, and dioctylamine, dicycloalkylamines such as dicyclohexylamine and dicyclopropylamine, cyclic amines such as ethyleneimine, and unsaturated amines such as diallylamine. Amine is a secondary amine having a hydrocarbon group. Furthermore, diamines or triamines such as ethylenediamine, trimethylenediamine, hexamethylenediamine, octamethylenediamine, dodecamethylenediamine, diethylenetriamine, dipropylenetriamine, N-methylethylenediamine, N-ethylethylenediamine, and N,N'-diethylethylenediamine are also used. be able to. When a primary amino group and a secondary amino group coexist in one molecule, generally the more reactive secondary amino group is selectively added to the side chain double bond of polydivinylbenzene. Among these, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, butylamine, N-methylethylenediamine, and N-ethylethylenediamine are particularly preferred. Since amine causes a stoichiometric reaction with divinylbenzene, compound [C] can be easily synthesized by adjusting the amount of amine used. Preferred representative examples of the monomer C produced in this way include ethylaminoethylstyrene, isoprolaminoethylstyrene, dimethylaminoethylstyrene, diethylaminoethylstyrene, di(aminoethyl)aminoethylstyrene, N, Examples include N-aminoethylmethylethylstyrene ( R1 = CH3 , R2 = CH2 - CH2 - NH2 ).
Typical examples of monomers represented by structural formula D, that is, styrene derivatives, include styrene, halostyrenes such as α-methylstyrene, chlorostyrene, and bromustyrene; alkylstyrenes such as hydroxystyrene, ethylstyrene, and propylstyrene; styrene,
Examples include ethoxystyrene and ptoxystyrene.
Other copolymerization components include acrylic esters, methacrylic esters, vinyl chloride, acrylonitrile, vinylidene chloride, methyl vinyl ketone, vinyl compounds such as vinyl acetate, butadiene,
It is also possible to add dienes such as isobrene, and vinyl group-containing compounds such as vinylpyridine and vinylpyrrolidone. The polymerization method may be ionic polymerization or radical polymerization, but copolymerization is preferably carried out in the presence of a radical initiator. As for the polymerization operation, any of the general polymerization methods such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization can be used. As a radical initiator, benzoyl peroxide,
Peroxides such as dilauroyl peroxide, azo compounds such as azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2,4-dimethylpaleronitrile), 1,1'-azobiscyclohexane-1-carbonitrile Representative examples include hydroperoxides such as , cumene hydroperoxide and t-butyl hydroperoxide, and persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate. Adjustment of the molecular weight of the copolymer can be achieved by adjusting the amount of initiator used or by carrying out solution polymerization in a system in which a solvent or a chain transfer agent is added. Increasing the amount of initiator will decrease the molecular weight. The amount of these initiators used is preferably 0.05 to 10% by weight, more preferably 0.2% based on the monomer.
and 5% by weight. As a solvent or chain transfer agent, toluene,
Examples include aromatic hydrocarbons such as ethylbenzene, cumene, and diphenylmethane, halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride and chloroform, aliphatic alcohols such as n-butanol and isopropanol, and mercaptans such as n-butylmercaptan. The amount of the solvent or chain transfer agent used is not particularly limited, but it is preferably 0.1 to 40 times the weight of the monomer.
Further, an equivalent amount to 20 times the amount is preferable. The polymerization temperature is preferably 0°C to 150°C, more preferably 40°C to 100°C. Various methods known in the art can be used to isolate the copolymer AB obtained by the above method, but in the case of solution polymerization, it can be isolated in a solvent that does not dissolve the copolymer produced. Preferred are a reprecipitation method in which the reaction mixture is charged, and a steam distillation method in which the reaction mixture is heated while blowing steam to distill off the solvent and unreacted monomers. In the case of suspension polymerization, it is recommended to separate the obtained granular product and wash it thoroughly with water or the like to remove the suspension aid, suspension aid, etc. adhering to the surface of the product. As means for confirming the structure of the obtained copolymer, general methods such as elemental analysis, infrared absorption spectroscopy, and magnetic resonance spectroscopy are used.
Furthermore, the composition of the copolymer can be estimated by quantifying unreacted monomers by gas chromatography or liquid chromatography after polymerization.
Molecular weight is measured by viscosity method and gel vermi-ation chromatography. Light scattering method, osmotic pressure method, vapor pressure osmometry, etc. are used. The copolymer AB of the present invention exhibits excellent properties when used in various applications, such as paints, adhesives, inks, surface treatment agents, and molding materials. It is particularly useful as a coating component for paints. In other words, it has become clear that the coating film made of copolymer AB exhibits good durability. A coating film can also be obtained by dissolving copolymer AB in a solvent and applying it, and then evaporating the solvent, or by applying an aqueous dispersion of copolymer AB and then evaporating the water. is reacted with copolymer AB with acid HX,
Part or all of the structure represented by formula A can be replaced by formula A' (In the formula, X represents an acid group.) After replacing the structure with membrane can be obtained. That is, coating film formation is achieved by using the object to be coated as a cathode and passing a direct current between it and the anode. Such a cationic electrodeposition method is the most preferred method for forming a coating film made of the present copolymer. There are no particular restrictions on the acid HX, but examples include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, chromic acid, perchloric acid, phosphoric acid, mineral acids such as carbonic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid,
Aliphatic carboxylic acids such as caproic acid, hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid and lactic acid, malonic acid,
Dicarboxylic acids such as adipic acid, aromatic carboxylic acids such as benzoic acid, phthalic acid, and salicylic acid, alkanesulfonic acids such as methanesulfonic acid and ethanesulfonic acid, and arylsulfonic acids such as benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, and laurylbenzenesulfonic acid. Among these, organic carboxylic acids are preferred, and acetic acid, lactic acid, hisaroxyacetic acid, and the like are more preferred because they can keep the electrolyte near neutrality. The amount of acid added is preferably 0.1 to 5 times the amount of nitrogen in copolymer AB, more preferably 0.3 to 2 times the amount of nitrogen in copolymer AB. In the neutralization reaction, only the copolymer and the acid may be mixed, but when the acid is solid or when reacting with less than an equivalent amount of the acid, it is recommended to use a solvent. As the solvent, a water-soluble organic solution such as alcohol or ketone is preferable. Among these, lower alcohols such as methanol, ethanol, and propanol, acetone, and methyl ethyl ketone are particularly preferred. The amount of solvent is 10% to 300% by weight based on copolymer AB.
is preferred, and 20% to 150% is more preferred.
The temperature of the neutralization reaction is preferably -20°C to 200°C,
More preferably, the temperature is 10°C to 150°C. The amount of water used to prepare the electrolyte is
It is preferably at least 30 times the weight of copolymer A'B, more preferably at least 5 times and at most 20 times the weight.
The pH of the electrolytic solution prepared here is preferably 3-8, more preferably PH5-7. Copolymer A′B has the following structural formula () It can also be produced by copolymerizing a monomer mixture containing the monomer represented by and monomer D. This monomer is a monomer represented by formula C, which is converted into an acid HX
It can be easily produced by neutralizing with In the case of copolymerization of monomers I and D, radical polymerization is preferred, and solution polymerization in a highly polar solvent is recommended. When water is used as a solvent, in addition to water-soluble initiators mentioned above, redox initiators consisting of combinations of persulfate/bisulfite, chlorate/sulfite, etc. can also be used. . Typical examples of this redox initiator are combinations such as potassium persulfate/sodium bisulfite, sodium chlorate/sodium sulfite, and the like. Typical examples of the material for the cathode, that is, the surface to be coated, include zinc phosphate-treated ore plates, iron phosphate-treated ore plates, untreated ore plates, galvanized ore plates, cascading ore plates, aluminum, copper, and copper alloys. be. As an anode,
Stainless steel plates, carbon plates, etc. are preferred. There is no limit to the voltage between the poles, but 50V to 500V is preferable.
Particularly preferred is 100V to 400V. Electrodeposition time is 10
The time period is preferably from seconds to 20 minutes, and more preferably from 1 minute to 10 minutes. The temperature of the electrodeposition solution is preferably 0°C to 60°C, more preferably 10°C to 40°C. Examples will be described below, but the present invention is not limited thereto. Note that reference examples are also shown. Reference Example 1 (Monomer production method) 1-1 A stirrer, a thermometer, and a reflux device are prepared in a three-necked flask 2 purged with nitrogen, and 44 ml of purified tetrahydrofuran is added using a dropping funnel. Add 86 ml of isopropylamine while stirring, and add n
- When 20 ml of a 2N solution of butyl lithium was added, the color of the solution changed from clear and colorless to pale yellow.
This flask was placed in a constant temperature bath at 30°C, and 148 ml of P-dipinylbenzene was added while stirring. The reaction mixture was orange in color, and after reacting for 3 hours, 1 ml of methanol was added, and 2 ml of methanol was added.
water. Extraction was performed twice with n-hexane, the oil layer was dried over magnesium sulfate overnight, and then distilled. 0.07mmHg as product
11.8g of a fraction having a boiling point around 67°C was obtained. It was confirmed from the following spectral data that this product was P-(isopropylaminoethyl)styrene. Proton nuclear magnetic resonance spectrum (100MHZ, solvent: deuterated chloroform, reference material TMS), δ value;
0.8 (1H), 0.96 (double line, J = 7HZ, 6H), 2.6~
2.9 (multiplet, 5H), 5.1 (doublet, J=11HZ,
1H), 5.6 (doublet, J=18HZ, 1H), 6.6 (two sets of doublets, 1H), 7.0-7.35 (multiplet, 4H). Infrared absorption spectrum (liquid film); 3300, 1630,
1510, 1470, 1380, 1080, 990, 910, 835 cm -1 . 1-2 After putting 80 ml of n-hexane that has been dried and distilled over sodium metal into a stainless steel pressure-resistant reaction device with an internal volume of 200 ml and equipped with a stirring device, the device is sufficiently cooled from the outside with a dry ice-methanol mixture. did. An ethylamine cylinder (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was connected to the apparatus, and the valve was opened to introduce ethylamine into the reaction apparatus. From the change in the weight of the cylinder before and after introduction, it was confirmed that 6.3g of ethylamine had been introduced. 8.4 ml of n while stirring
- A 15% n-hexane solution of butyl lithium was introduced. Next, add 18.2 g of P to 40 ml of dry n-hexane.
- A solution containing divinylbenzene was introduced. The reactor was placed in a 25°C water bath and stirred for 5 hours, then 0.5g of methanol was added to the reaction mixture and the mixture was heated to 200°C.
ml of water. Extraction was performed twice with n-hexane, the oil layer was dried over magnesium sulfate overnight, and then distilled. 72℃ to 73℃ at 0.31mmHg
14.7 g of a distillate having a boiling point of 14.7 g was obtained. It was confirmed by gas chromatography that it was a single substance.
The refractive index of this fraction was 1.538 (NaD line) at 22°C. The spectroscopic analysis results were as follows. Infrared absorption spectrum; 3280, 1620, 1510,
1120, 985, 900, 820 cm -1 . Nuclear magnetic resonance spectrum [100MHZ, tetramethylsilane (TMS) standard], δ value: 0.80 (single line,
1H), 1.04 (triple line, J=7.2HZ, 3H), 2.55 (4
Multiplet, J=7.2HZ, 2H), 2.6~2.8 (multiplet,
4H), 5.08 (double line, J=10.5HZ, 1H), 5.60 (2
Double line, J=17.8HZ, 1H), 6.56 (two sets of double lines,
J=10.5, 17.8HZ, 1H), 6.9~7.3 (multiplet,
4H). Here, J is the coupling constant, nH is hydrogen n
This indicates that the amount is equivalent to 1. These analytical results indicate that the product is var(β-ethylaminoethyl)styrene. 1-3 In a four-necked flask equipped with a corrugated condenser, a thermometer, and two dropping funnels, and containing a magnetic rotor, n- was distilled after drying with sodium metal.
100 g of hexane was added, and the mixture was sufficiently cooled from the outside with a methanol and dry ice mixture. After circulating dry ice-methanol in the cooler, a dimethylamine cylinder (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was connected to the tip of the cooler, and the valve was opened to introduce dimethylamine into the flask. It was confirmed from the change in the weight of the cylinder before and after introduction that 115.4g of dimethylamine had been introduced. While stirring the n-hexane solution of dimethylamine with a magnetic rotor, 77 g of a 15% hexane solution of n-butyl lithium was added dropwise from the dropping funnel at such a rate that the temperature of the mixture did not exceed -60°C. As n-butyllithium was added dropwise, the liquid turned pale yellow. Next, a mixed solution of 435 g of dry hexane and 332 g of baladivinylbenzene prepared by the method described below was added dropwise from the second dropping funnel at a rate such that the internal temperature did not exceed -60°C. The reaction solution turned pale green. After the dropping was completed, stirring was continued for 3 and a half hours, and the internal temperature rose to -20°C. When a portion of the sample was sampled and divinylbenzene was quantitatively determined using a gas chromatograph, it was determined that the starting concentration was 15%, so 10 ml of methanol was added to terminate the reaction. The reaction mixture was added to the water in Step 1, extracted twice with n-hexane, and then the oil phase was dried over magnesium sulfate overnight, and after the magnesium sulfate was separated, vacuum distillation was performed. 75℃ to 80℃ at 0.4mmHg
250 g of a fraction with a boiling point of . Analysis by gas chromatography showed that the purity was over 98%, and although some raw material divinylbenzene was included, the main component was a single peak (filling material: silicon DC-550, column length; 1m, column temperature: 150℃, carrier gas: nitrogen, flow rate: 136
ml/min, retention time: 3.2 minutes). The specific gravity of this fraction is
The refractive index was measured to be 0.913 at 23°C and 1.534 (NaD line) at 23°C. Analyzes were conducted to confirm the structure using high-purity samples obtained by fractionation using gas chromatography. The results are shown below. Elemental analysis; C: 82.08%, H: 9.86%, N:
8.07% Infrared absorption spectrum; 2920, 2740, 1620,
1500, 1440, 1250, 1130, 1030, 980, 890, 820
cm -1 proton nuclear magnetic resonance spectrum; (measurement solvent:
Carbon tetrachloride) δ value (reference material: TMS deuterium chloroform solution) 2.07 (singlet, 6H); 2.2 to 2.7 (4H)
5.00 (double line, J = 11 Hz, 1H); 5.50 (double line,
J = 18 Hz, 1H); 6.55 (two sets of double lines, J =
11 Hz and 18 Hz, 1H); 6.8 to 7.3 (4H) Note that J here indicates the coupling constant,
Also, 1H represents the equivalent of one hydrogen. These analytical results indicate that the product is para-dimethylaminoethylstyrene. 1-4 Put 26g of P-divinylbenzene and 40ml of cyclohexane into a 200ml three-necked flask. moreover
Amide prepared from 14.8g diethylamine and 0.512g butyllithium. Add 40 ml of cyclohexane solution of amine mixture and heat at 50°C with stirring for 30 minutes.
heated for an hour. Then add 10ml of methanol,
The reaction solution was distilled to obtain 29 g of P-diethylaminoethylstyrene having a boiling point around 84° C. at 1 mmHg. This product gave an infrared absorption spectrum with the following characteristic absorption. 1800, 1620,
1505, 1195, 1060, 980, 895, 820 cm -1 , and elemental analysis showed C: 82.65%, H: 10.58
%, N: 6.80%. The results of these analyzes are
The product is shown to be para-diethylaminoethylstyrene. Example 1 In a 2-volume separable flask equipped with a stirring bar, thermometer, and reflux condenser, 913 g of toluene, 130 g of styrene, 16.0 g of P-isopropylaminoethylstyrene synthesized in Reference Example 1-1, and 2.2'-azo Add 2.7g of bisisobutyronitrile to 80%
Stirring was continued for 36 hours. After the reaction, the amount of residual monomer was determined by gas chromatography, and it was found that P-
12.8% of isopropylaminoethylstyrene and 5.1% of styrene were unreacted. Steam was introduced into the reaction mixture from a steam generator, and unreacted monomers and toluene were steam-distilled. After cooling the obtained copolymer, it was crushed and dried. Yield 123g,
Elemental analysis of the produced copolymer showed C; 91.17%, H;
8.13%, N: 0.70%. In addition, the following characteristic absorption was observed in the infrared absorption spectrum.
3050, 2930, 1600, 1490, 1410, 760, proton nuclear magnetic resonance spectra gave the following results. Solvent; deuterated chloroform, reference material;
TMS, δ value (ppm); 0.8~1.2, 1.2~2.6, 2.7~
3.1, 6.2-7.4. Further, when the intrinsic viscosity of the dioxysan solution was measured, it was 0.011 at 25°C. Example 2 In a 2-volume separable flask, 1170 g of tamene, P-isopropylaminoethylstyrene 12.4
Add 154 g of P-hydroxymethylstyrene, and 8.1 g of 2.2'-azobisisobutyronitrile, and after blowing nitrogen at room temperature for 5 minutes, seal the container tightly.
After continued heating at .degree. C. for 36 hours, steam distillation was carried out in the same manner as in Example 1. Elemental analysis of the obtained copolymer was C; 80.7%,
H: 7.8%, O: 10.9%, N: 0.6%. The infrared absorption spectrum showed the following absorption. 3320,
3040, 2930, 1600cm -1 . Further, the intrinsic viscosity measured with a dioxane solution was 0.007. Example 3 In a 2-volume separable flask equipped with a stirring bar, thermometer, and reflux condenser, 1100 g of toluene, 154 g of P-vinyltoluene, 17.0 g of P-isopropylaminoethylstyrene, and 2,2'-azobisiso were added. After adding 8.3 g of butyronitrile and continuing stirring at 75° C. for 36 hours, steam distillation was performed in the same manner as in Example 1. The elemental analysis value of the obtained copolymer was C; 90.1%,
H: 9.2%, N: 0.70%. Further, the intrinsic viscosity measured with a dioxane solution was 0.008. Example 4 and Reference Examples 2 and 3 The solvents and monomers shown in Table 1 were added to a 5-separable flask equipped with a stirring bar, a thermometer, and a reflux condenser, heated, and reacted at 70°C for 36 hours. I did it. After the reaction, the residual monomer was quantified by gas chromatography. Gas chromatographic analysis values are shown in Table 2. After the reaction, the reaction product was reprecipitated by adding 3 times the amount of hexane, and the polymer was isolated and dried under reduced pressure. The results of elemental analysis are shown in Table 3.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
実施例4の赤外吸収スペクトルは、次の特徴的
な吸収が得られた。3050,2930,1720,1600,
760,700cm-1。
実施例4の核磁気共鳴スペクトルは、次の結果
であつた。
溶媒;重クロロホルム、基準物質;TMS、値
(ppm);0.9.0.96,1.1〜2.4,2.6〜2.9,3.6,6.3〜
6.8,6.8〜7.3。またジオキサン溶液の固有粘度を
測定したところ、25℃で各実施例4〜6において
それぞれ、0.014,0.017,0.016であつた。
実施例 5
攪拌棒、温度計、還流冷却器を備えた2のセ
パラブルフラスコに、部分ケン化ポリビニルアル
コール(ケン化度88%、2%水溶液の粘度23CP
のもの)4g、塩化ナリトウム8gを純水800ml
に溶解させ、攪拌しながら60℃でスチレン140.3
g、P−n−プロピルアミノエチルスチレン16.7
g、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロ
ニトリル)1.6gからなる混合液を加える。攪拌
を続けながら80℃18時間加熱を続けた。反応後生
成物を温水で充分洗浄し、乾燥した。直径40〜
500μの粒状共重合体の元素分析値は、C;91.3
%,H;7.9%,N;0.8%であつた。
実施例 6
500ml容のビーカーにメタクリル酸メチル30g、
P−イソプロピルアミノエチルスチレン56.7g、
スチレン50g、V−50(2,2′−アゾビス2アミ
ノジプロパノン塩酸塩、(和光純薬社製))1g、
エマルゲン−950(ポリオキシエチレンノニルフエ
ニル型界面界性剤(花王アトラス社製))10gお
よび水120gを加え、ホモミキサーで高速攪拌し、
モノマーの乳化液を調製した。攪拌機、攪拌棒、
還流冷却器、温度計をそなえたセパラブルフラス
コに水100gを加え、80℃まで昇温した後、上記
乳化液を60g/hrの速度で滴下し、この間反応温
度80℃に保つた。滴下終了後80℃で4時間反応さ
せて白色均一なる乳化液を得た。この乳化液に
500gのメタノールを加えてポリマーを沈澱させ
た後、これを乾燥した。乾燥ポリマーの重量は
136.5gであつた。このポリマーにジオキサン30
g加えて溶解した後、さらにメタノール500g加
え再沈澱後ロ別し乾燥した。得られたポリマーの
収量は136.1gで、元素分析値はC;80.3%,
H;8.8%,O;7.6%,N;3.3%であつた。また
ジオキサンの溶液の固有粘度を測定したところ、
25℃で0.009であつた。
実施例 7および参考例 4,5
攪拌棒、温度計、還流冷却器を備えた1セバ
ラブルフラスコに第4表に示す溶媒および単量体
を加え加温し、70℃で36時間反応を行なつた。反
応混合物に水蒸気発生装置から水蒸気を導入し、
未反応単量体およびトルエンを水蒸気蒸留した。
得られた共重合物を冷却後、粉砕し乾燥した。生
成物の元素分析の結果は第5表に示す。[Table] In the infrared absorption spectrum of Example 4, the following characteristic absorptions were obtained. 3050, 2930, 1720, 1600,
760,700cm -1 . The nuclear magnetic resonance spectrum of Example 4 had the following results. Solvent: Deuterated chloroform, Reference material: TMS, Value (ppm): 0.9.0.96, 1.1~2.4, 2.6~2.9, 3.6, 6.3~
6.8, 6.8~7.3. Moreover, when the intrinsic viscosity of the dioxane solution was measured, it was 0.014, 0.017, and 0.016 in each of Examples 4 to 6 at 25°C, respectively. Example 5 Partially saponified polyvinyl alcohol (degree of saponification 88%, viscosity of 2% aqueous solution 23CP
) 4g, sodium chloride 8g and 800ml of pure water
Styrene 140.3 at 60 °C with stirring and dissolved in
g, Pn-propylaminoethylstyrene 16.7
g, 1.6 g of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) is added. Heating was continued at 80° C. for 18 hours while stirring. After the reaction, the product was thoroughly washed with warm water and dried. Diameter 40~
The elemental analysis value of the 500μ granular copolymer is C; 91.3
%, H: 7.9%, N: 0.8%. Example 6 30g of methyl methacrylate in a 500ml beaker,
P-isopropylaminoethylstyrene 56.7g,
50 g of styrene, 1 g of V-50 (2,2'-azobis2aminodipropanone hydrochloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries)),
Add 10 g of Emulgen-950 (polyoxyethylene nonylphenyl type surfactant (manufactured by Kao Atlas)) and 120 g of water, stir at high speed with a homomixer,
A monomer emulsion was prepared. stirrer, stirring rod,
After adding 100 g of water to a separable flask equipped with a reflux condenser and a thermometer and raising the temperature to 80°C, the above emulsion was added dropwise at a rate of 60 g/hr, during which time the reaction temperature was maintained at 80°C. After the dropwise addition was completed, the mixture was reacted at 80°C for 4 hours to obtain a white homogeneous emulsion. In this emulsion
After adding 500 g of methanol to precipitate the polymer, it was dried. The weight of dry polymer is
It weighed 136.5g. Dioxane 30 to this polymer
After adding 500 g of methanol and dissolving the mixture, 500 g of methanol was added and the mixture was reprecipitated, followed by filtering and drying. The yield of the obtained polymer was 136.1 g, and the elemental analysis value was C; 80.3%.
H: 8.8%, O: 7.6%, N: 3.3%. Furthermore, when we measured the intrinsic viscosity of a dioxane solution, we found that
It was 0.009 at 25℃. Example 7 and Reference Examples 4 and 5 The solvents and monomers shown in Table 4 were added to a separable flask equipped with a stirring bar, a thermometer, and a reflux condenser, heated, and the reaction was carried out at 70°C for 36 hours. Summer. introducing steam from a steam generator into the reaction mixture;
Unreacted monomers and toluene were steam distilled.
After cooling the obtained copolymer, it was crushed and dried. The results of elemental analysis of the product are shown in Table 5.
【表】【table】
【表】
実施例 8および参考例 6,7
攪拌棒、温度計、還冷却器を備えた1セパラ
プルフラスコに、第6表に示す溶媒および単量体
を加え加温し、60℃で40時間反応を行つた。反応
混合物に水蒸気発生装置から水蒸気を導入し、未
反応単量体およびベンゼンを水蒸気蒸留した。得
られた共重合物を冷却後、粉砕し乾燥した。生成
物の元素分析の結果は第7表に示す。[Table] Example 8 and Reference Examples 6 and 7 The solvents and monomers shown in Table 6 were added to a one-separate flask equipped with a stirring bar, thermometer, and reflux condenser, heated, and heated at 60°C for 40 A time reaction was performed. Steam was introduced into the reaction mixture from a steam generator, and unreacted monomers and benzene were steam-distilled. After cooling the obtained copolymer, it was crushed and dried. The results of elemental analysis of the product are shown in Table 7.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
実施例 9
1容の耐圧ガラス瓶にエチルベンゼンを400
g、P−イソプロケピルアミノエチルスチレン20
g、スチレン130g、2,2′−アゾビスイソブチ
ロニトリル3.5gを加え、ゴム栓をし、上部に孔
のあいた王冠型耐圧栓をした。次に10.2gの1.3
−ブタジエンをボンベから注射針を通じて耐圧瓶
に導入した。75℃で32時間内容物を磁気攪拌し
た。冷却後反応混合物を水蒸気蒸留し、得られた
共重合体を冷却後乾燥した。乾燥共重合体の元素
分析は次の通りであつた。C;90.9%,H;8.2
%,N;0.9%。プロトン核磁気共鳴スペクトル
は次のような結果であつた。溶媒;重クロロホル
ム、基準物質;TMS,δ値(ppm);0.8〜1.2,
1.2〜2.6 4.7〜5.2,5.2〜6.0,6.2〜6.8,6.8〜7.4。
またジオキサンの溶液の固有粘度を測定したとこ
ろ25℃で、0.012であつた。
実施例 10
実施例1で得られた共重合体20gにキシレン均
一溶液を0.3×50×150mmの無処理鋼板上に、バー
コーターで乾燥塗膜が10μmになるように塗布し
た。得られた塗膜を100℃で1日乾燥した後、ゴ
バン目付着テストを行つた結果100/100であつた。
また折り曲げ試験は1mmで合格であつた。
実施例 11
実施例1で得られた共重合体23.6gを23.6gの
エチレングリコールモノブチルエーテルに加え、
70℃に加熱して均一に混合した。これに0.4gの
酢酸を加え、均一になるまで攪拌した。この混合
液体32gを室温で攪拌しながら80mlの脱イオン水
を加えたところ、液のPHは7.8となつた。この液
に0.8×70×150mmの無処理鋼板を陰極とし、ステ
ンレス製陽極を対極として直流電流を流したとこ
ろ、200Vで60秒間の電着条件で電着された。別
途同一液の比電導度を測定したところ
1600μmho/cmであつた。得られた塗膜のエリク
セン値は10mm、ゴバン目付着性(1mm巾クロスカ
ツト)100/100、デユポン衝撃性1Kg×50cm、1/2
インチ合格であつた。
実施例 12,13
第8表に記載した混合溶液を用いて、実施例11
と同様の実験を行つた。その結果を第9表に示
す。塗膜は均一でピンホールの少ない平滑なもの
であつた。[Table] Example 9 Add 400 ml of ethylbenzene to a 1-volume pressure-resistant glass bottle.
g, P-isoprokepylaminoethylstyrene 20
g, 130 g of styrene, and 3.5 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile were added, and a rubber stopper was added, followed by a crown-shaped pressure-resistant stopper with a hole in the top. Next, 1.3 of 10.2g
- Butadiene was introduced from the cylinder through a syringe needle into a pressure bottle. The contents were magnetically stirred at 75°C for 32 hours. After cooling, the reaction mixture was subjected to steam distillation, and the resulting copolymer was dried after cooling. Elemental analysis of the dried copolymer was as follows. C; 90.9%, H; 8.2
%, N; 0.9%. The results of the proton nuclear magnetic resonance spectrum were as follows. Solvent: Deuterated chloroform, Reference material: TMS, δ value (ppm): 0.8-1.2,
1.2~2.6 4.7~5.2, 5.2~6.0, 6.2~6.8, 6.8~7.4.
Furthermore, the intrinsic viscosity of the dioxane solution was measured and found to be 0.012 at 25°C. Example 10 A homogeneous solution of 20 g of the copolymer obtained in Example 1 in xylene was applied onto an untreated steel plate of 0.3 x 50 x 150 mm using a bar coater so that the dry coating film was 10 μm. After drying the resulting coating film at 100° C. for one day, a goblin adhesion test was performed and the result was 100/100.
In addition, the bending test was passed at 1 mm. Example 11 23.6 g of the copolymer obtained in Example 1 was added to 23.6 g of ethylene glycol monobutyl ether,
The mixture was heated to 70°C and mixed uniformly. 0.4 g of acetic acid was added to this and stirred until homogeneous. When 80 ml of deionized water was added to 32 g of this mixed liquid while stirring at room temperature, the pH of the liquid became 7.8. When a direct current was passed through this solution using a 0.8 x 70 x 150 mm untreated steel plate as a cathode and a stainless steel anode as a counter electrode, electrodeposition was achieved at 200 V for 60 seconds. Separately measuring the specific conductivity of the same liquid
It was 1600μmho/cm. The Erichsen value of the resulting coating film was 10 mm, cross-cut adhesion (1 mm width cross cut) 100/100, Dupont impact resistance 1 Kg x 50 cm, 1/2
It passed the inch mark. Example 12, 13 Using the mixed solution listed in Table 8, Example 11
conducted a similar experiment. The results are shown in Table 9. The coating film was uniform and smooth with few pinholes.
【表】【table】
Claims (1)
量%と、構造式Bで示される繰返し単位97ないし
20重量%とからなり、数平均分子量1000ないし
500000である線状スチレン系共重合体。 〔式中、R1,R2は一方が水素であり、他方が
炭素数2ないし8のアルキル基を示し、R3は水
素またはメチル基を示し、R4は水素、ヒドロキ
シル基または炭素数1ないし20のアルキル基を示
す。〕 2 アルキル基がエチル基、n−プロピル基また
はイソプロピル基である特許請求の範囲第1項記
載の共重合体。[Claims] 1 3 to 80% by weight of repeating units represented by structural formula A and 97 to 80% by weight of repeating units represented by structural formula B
20% by weight, with a number average molecular weight of 1000 or more.
500,000 linear styrenic copolymer. [In the formula, one of R 1 and R 2 is hydrogen, the other is an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, R 3 is hydrogen or a methyl group, and R 4 is hydrogen, a hydroxyl group, or a carbon number 1 to 20 alkyl groups. 2. The copolymer according to claim 1, wherein the alkyl group is an ethyl group, an n-propyl group, or an isopropyl group.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP894181A JPS57123206A (en) | 1981-01-26 | 1981-01-26 | Novel styrene copolymer, its production, paint comprising the same and its coating method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP894181A JPS57123206A (en) | 1981-01-26 | 1981-01-26 | Novel styrene copolymer, its production, paint comprising the same and its coating method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57123206A JPS57123206A (en) | 1982-07-31 |
| JPH0421687B2 true JPH0421687B2 (en) | 1992-04-13 |
Family
ID=11706689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP894181A Granted JPS57123206A (en) | 1981-01-26 | 1981-01-26 | Novel styrene copolymer, its production, paint comprising the same and its coating method |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57123206A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3818162A1 (en) * | 1988-05-28 | 1989-12-07 | Miles Inc | METHOD FOR TROUBLE-FREE COATING OF HYDROPHOBIC MATERIALS WITH POLYURETHANES |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54100489A (en) * | 1978-01-26 | 1979-08-08 | Asahi Chem Ind Co Ltd | New basic crosslinked copolymer and its preparation |
-
1981
- 1981-01-26 JP JP894181A patent/JPS57123206A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57123206A (en) | 1982-07-31 |
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