嵌段共聚物的制造方法及共聚物前体.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201180017897.3

申请日:

2011.04.08

公开号:

CN102858826A

公开日:

2013.01.02

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08F 293/00申请日:20110408|||公开

IPC分类号:

C08F293/00

主分类号:

C08F293/00

申请人:

日本曹达株式会社

发明人:

新谷武士; 立石祐一; 冈户俊明

地址:

日本东京都

优先权:

2010.04.14 JP 2010-092952

专利代理机构:

北京集佳知识产权代理有限公司 11227

代理人:

苗堃;金世煜

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内容摘要

本发明的目的在于提供作为颜料的分散剂等有用的新型共聚物的制造方法。本发明的制造方法如下。通过对含有嵌段链(A)和嵌段链(B)的共聚物前体进行加热,制造含有嵌段链(A)和嵌段链(B1)的嵌段共聚物,所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和下述式(I)表示的含有已保护的酸性基团的重复单元,所述嵌段链(B1)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和下述式(II)表示的含有酸性基团的重复单元。

权利要求书

权利要求书一种嵌段共聚物的制造方法,所述嵌段共聚物含有嵌段链(A)和嵌段链(B1),所述嵌段链(B1)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(II)表示的含有酸性基团的重复单元,其特征在于,对含有嵌段链(A)和嵌段链(B)的共聚物前体进行加热,所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(I)表示的含有已保护的酸性基团的重复单元,

式(I)中,R1、R2、R3各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,X表示单键或者C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1a‑、‑C(=O)NHR1a‑、‑OC(=O)R1a‑和‑R2a‑OC(=O)R1a‑中的基团,R1a、R2a各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基,R4表示氢原子、C1~C6烷基、C6~C10芳基C1~C6烷基、或者C6~C10芳基,R5表示C1~C6烷基、C6~C10芳基C1~C6烷基、或者C6~C10芳基,

式(II)中,R1、R2、R3、X表示与式(I)相同的意思。
根据权利要求1所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,嵌段链(B)和(B1)进一步含有式(III)表示的重复单元,

式(III)中,R6、R7、R8各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,R9表示C1~C10烷基或者C6~C10芳基C1~C6烷基。
根据权利要求1或2所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,含有叔氨基的重复单元是式(Ⅳ)表示的重复单元,

式(Ⅳ)中,R10、R11、R12各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,Y表示C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1b‑、‑C(=O)NHR1b‑、‑OC(=O)R1b‑和‑R2b‑OC(=O)R1b‑中的基团,R1b、R2b各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基,R13、R14各自独立地表示C1~C6烷基、或者C6~C10芳基C1~C6烷基。
根据权利要求1或2所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,含有季铵盐基团的重复单元是式(Ⅴ)表示的重复单元,

式(Ⅴ)中,R15、R16、R17各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,Y1表示C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1c‑、‑C(=O)NHR1c‑、‑OC(=O)R1c‑和‑R2c‑OC(=O)R1c‑中的基团,R1c、R2c各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基,R18、R19、R20各自独立地表示C1~C6的烷基、或者C6~C10芳基C1~C6烷基,Z‑表示抗衡离子。
根据权利要求1~4中任一项所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,含有聚氧化烯链的重复单元由式(VI)表示,

式(VI)中,R21、R22、R23各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,Z1表示选自‑C(=O)O‑、‑C(=O)NH‑、‑OC(=O)‑和‑R1d‑OC(=O)‑中的基团,R1d表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基,R24表示C2~C4亚烷基,R25表示氢原子或者C1~C6烷基,m表示2~150的任意的整数,R24O彼此可以相同,也可以不同。
根据权利要求1~5中任一项所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,在二醇醚酯系溶剂与醇系溶剂的混合溶剂、或者二醇醚酯系溶剂与水的混合溶剂中进行。
一种共聚物前体,其特征在于,含有嵌段链(A)和嵌段链(B),所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(I)表示的含有已保护的酸性基团的重复单元,

式(I)中,R1、R2、R3各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,X表示单键或者C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1a‑、‑C(=O)NHR1a‑、‑OC(=O)R1a‑和‑R2a‑OC(=O)R1a‑中的基团,R1a、R2a各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基,R4表示氢原子、C1~C6烷基、C6~C10芳基C1~C6烷基、或者C6~C10芳基,R5表示C1~C6烷基、C6~C10芳基C1~C6烷基、或者C6~C10芳基。
根据权利要求7所述的共聚物前体,其特征在于,嵌段链(B)进一步含有式(III)表示的重复单元,

式(III)中,R6、R7、R8各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,R9表示C1~C10烷基或者C6~C10芳基C1~C6烷基。
根据权利要求7或8所述的共聚物前体,其特征在于,含有叔氨基的重复单元是式(Ⅳ)表示的重复单元,

式(Ⅳ)中,R10、R11、R12各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,Y表示C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1b‑、‑C(=O)NHR1b‑、‑OC(=O)R1b‑和‑R2b‑OC(=O)R1b‑中的基团,R1b、R2b各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基,R13、R14各自独立地表示C1~C6烷基、或者C6~C10芳基C1~C6烷基。
根据权利要求7或8所述的共聚物前体,其特征在于,含有季铵盐基团的重复单元是式(V)表示的重复单元,

式(V)中,R15、R16、R17各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,Y1表示C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1c‑、‑C(=O)NHR1c‑、‑OC(=O)R1c‑和‑R2c‑OC(=O)R1c‑中的基团,R1c、R2c各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基,R18、R19、R20各自独立地表示C1~C6的烷基、或者C6~C10芳基C1~C6烷基,Z‑表示抗衡离子。
根据权利要求7~10中任一项所述的共聚物前体,其特征在于,含有聚氧化烯链的重复单元由式(VI)表示,

式(VI)中,R21、R22、R23各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,Z1表示选自‑C(=O)O‑、‑C(=O)NH‑、‑OC(=O)‑和‑R1d‑OC(=O)‑中的基团,R1d表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基,R24表示C2~C4亚烷基,R25表示氢原子或者C1~C6烷基,m表示2~150的任意的整数,R24O彼此可以相同,也可以不同。

说明书

说明书嵌段共聚物的制造方法及共聚物前体
技术领域
本发明涉及作为颜料分散剂有用的新型嵌段共聚物的制造方法、及新型共聚物前体。本申请对在2010年4月14日申请的日本国专利申请第2010‑092952号主张优先权,将其内容援引于此。
背景技术
已知如下的无规共聚物:其中包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元、含有聚氧化烯链的重复单元、和含有酸性基团的重复单元。
这些聚合物由于具有基于其特异性结构的各种各样的特性而正在研究在各个领域中开发。
在专利文献1中,该无规共聚物应用于光刻领域。具体而言,专利文献1中记载了由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸乙酯、和分子量为350的聚乙二醇单甲基醚与甲基丙烯酸的酯化合物得到的共聚物等。这些是采用偶氮双异丁腈(AIBN)作为自由基引发剂,在甲基乙基酮溶剂中,将各单体的混合溶液进行自由基聚合,从而作为无规共聚物而获得的。
另外,在专利文献2中,该无规共聚物作为涂料、油墨、建材等各领域中的颜料分散剂应用。具体而言,专利文献2中记载了苯乙烯10份、甲基丙烯酸甲酯15份、甲基丙烯酸乙酯15份、甲基丙烯酸20份、甲基丙烯酸十三烷基酯10份、甲基丙烯酸PEG单甲基醚(数均分子量为400)20份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10份的无规共聚物等。这些是采用2,2’‑偶氮双(2,4‑二甲基戊腈)作为自由基引发剂,在乙醇/甲醇=95/5的混合醇溶剂中,将各单体的混合溶液进行自由基聚合,从而作为无规共聚物而获得的。
专利文献1:日本特开平6‑128336
专利文献2:日本特开2009‑24165
发明内容
近年来共聚物的用途变得多样化,需要具有各种特性的共聚物。
例如,在彩色液晶显示装置领域中,由于对可见光的高透射率化和高对比度化的需求增强,因此,颜料粒子进行微粒化直至至少可见光的波长以下。就这样的微粒而言,颜料粒子的比表面积与通常相比增大,因此,对于现有一直使用的颜料分散剂用的共聚物来说,初期的颜料分散性和经时的分散稳定性不充分。另外,最近也要求分散性能以外的高性能,现有的共聚物无法获得充分的性能。
为了获得满足上述性能的共聚物,本发明的发明人等需要制造含有嵌段链(A)和嵌段链(B1)的嵌段共聚物,所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B1)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(II)表示的含有酸性基团的重复单元。
但是,制造含有这样的结构的嵌段共聚物的方法是未知的。
本发明的发明人等发现,含有嵌段链(A)和嵌段链(B)的共聚物前体能够作为嵌段共聚物的有用的中间体,所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B)由以下共聚物形成:该共聚物含有聚氧化烯链的重复单元和式(I)表示的重复单元。
发现,通过对该共聚物前体进行加热,将式(I)表示的重复单元转换成式(II)表示的含有酸性基团的重复单元,由此能够制造目标嵌段共聚物,至此完成了本发明。
即,本发明涉及以下内容,
(1)一种嵌段共聚物的制造方法,所述嵌段共聚物含有嵌段链(A)和嵌段链(B1),所述嵌段链(B1)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(II)表示的含有酸性基团的重复单元,其特征在于,对含有嵌段链(A)和嵌段链(B)的共聚物前体进行加热,所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(I)表示的含有已保护的酸性基团的重复单元。

(式(I)中,R1、R2、R3各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。X表示单键或者C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1a‑、‑C(=O)NHR1a‑、‑OC(=O)R1a‑和‑R2a‑OC(=O)R1a‑中的基团(R1a、R2a各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基),R4表示氢原子、C1~C6烷基、C6~C10芳基C1~C6烷基、或者C6~C10芳基,R5表示C1~C6烷基、C6~C10芳基C1~C6烷基、或者C6~C10芳基。)

(式(II)中,R1、R2、R3、X表示与式(I)相同的意思。)
(2)根据(1)所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,嵌段链(B)和(B1)进一步含有式(III)表示的重复单元。

(式(III)中,R6、R7、R8各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,R9表示C1~C10烷基或者C6~C10芳基C1~C6烷基。)
(3)根据(1)或(2)所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,含有叔氨基的重复单元是式(Ⅳ)表示的重复单元。

(式(Ⅳ)中,R10、R11、R12各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。Y表示C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1b‑、‑C(=O)NHR1b‑、‑OC(=O)R1b‑和‑R2b‑OC(=O)R1b‑中的基团(R1b、R2b各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基),R13、R14各自独立地表示C1~C6烷基、或者C6~C10芳基C1~C6烷基。)
(4)根据(1)或(2)所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,含有季铵盐基团的重复单元是式(V)表示的重复单元。

(式(V)中,R15、R16、R17各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。Y1表示C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1c‑、‑C(=O)NHR1c‑、‑OC(=O)R1c‑和‑R2c‑OC(=O)R1c‑中的基团(R1c、R2c各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基),R18、R19、R20各自独立地表示C1~C6的烷基、或者C6~C10芳基C1~C6烷基。Z‑表示抗衡离子。)
(5)根据(1)~(4)中任一项所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,含有聚氧化烯链的重复单元由式(Ⅵ)表示。

(式(VI)中,R21、R22、R23各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。Z1表示选自‑C(=O)O‑、‑C(=O)NH‑、‑OC(=O)‑和‑R1d‑OC(=O)‑中的基团(R1d表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基),R24表示C2~C4亚烷基,R25表示氢原子或者C1~C6烷基,m表示2~150的任意的整数,R24O彼此可以相同,也可以不同。)以及
(6)根据(1)~(5)中任一项所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,在二醇醚酯系溶剂与醇系溶剂的混合溶剂、或者二醇醚酯系溶剂与水的混合溶剂中进行。
另外,本发明涉及以下内容,
(7)一种共聚物前体,其特征在于,含有嵌段链(A)和嵌段链(B),所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(I)表示的含有已保护的酸性基团的重复单元。

(式(I)中,R1、R2、R3各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。X表示单键或者C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1a‑、‑C(=O)NHR1a‑、‑OC(=O)R1a‑和‑R2a‑OC(=O)R1a‑中的基团(R1a、R2a各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基),R4表示氢原子、C1~C6烷基、C6~C10芳基C1~C6烷基、或者C6~C10芳基,R5表示C1~C6烷基、C6~C10芳基C1~C6烷基、或者C6~C10芳基。)
(8)根据(7)所述的共聚物前体,其特征在于,嵌段链(B)进一步含有式(III)表示的重复单元。

(式(III)中,R6、R7、R8各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基,R9表示C1~C10烷基或者C6~C10芳基C1~C6烷基。)
(9)根据(7)或(8)所述的共聚物前体,其特征在于,含有叔氨基的重复单元是式(Ⅳ)表示的重复单元。

(式(Ⅳ)中,R10、R11、R12各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。Y表示C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1b‑、‑C(=O)NHR1b‑、‑OC(=O)R1b‑和‑R2b‑OC(=O)R1b‑中的基团(R1b、R2b各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基),R13、R14各自独立地表示C1~C6烷基、或者C6~C10芳基C1~C6烷基。)
(10)根据(7)或(8)所述的共聚物前体,其特征在于,含有季铵盐基团的重复单元是式(V)表示的重复单元。

(式(V)中,R15、R16、R17各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。Y1表示C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1c‑、‑C(=O)NHR1c‑、‑OC(=O)R1c‑和‑R2c‑OC(=O)R1c‑中的基团(R1c、R2c各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基),R18、R19、R20各自独立地表示C1~C6的烷基、或者C6~C10芳基C1~C6烷基。Z‑表示抗衡离子。)
(11)根据(7)~(10)中任一项所述的共聚物前体,其特征在于,含有聚氧化烯链的重复单元由式(VI)表示。

(式(VI)中,R21、R22、R23各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。Z1表示选自‑C(=O)O‑、‑C(=O)NH‑、‑OC(=O)‑和‑R1d‑OC(=O)‑中的基团(R1d表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基),R24表示C2~C4亚烷基,R25表示氢原子或者C1~C6烷基,m表示2~150的任意的整数,R24O彼此可以相同,也可以不同)。
具体实施方式
(1)共聚物前体
本发明的共聚物前体分别含有至少1个以下嵌段链(A)和嵌段链(B)。
嵌段链(A):包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元的聚合物
嵌段链(B):包含含有聚氧化烯链的重复单元和含有已保护的酸性基团的重复单元的共聚物
另外,本发明的共聚物前体除含有上述嵌段链(A)和嵌段链(B)以外,还可以含有其它嵌段链。
1)嵌段链(A)
在嵌段链(A)中,所谓含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元,只要在重复单元的侧链上具有上述阳离子性官能团,则没有特别限制。
具体而言,嵌段链(A)的聚合物包括:仅由含有叔氨基的重复单元、或者含有季铵盐基团的重复单元中的1种形成的均聚物,由含有叔氨基的重复单元或者含有季铵盐基团的重复单元中的2种以上形成的共聚物,由含有叔氨基的重复单元的至少1种和含有季铵盐基团的重复单元的至少1种形成的共聚物,以及它们与其它的来自可以进行共聚的单体的重复单元的共聚物。共聚物包括无规、交替、嵌段等共聚物。
(含有叔氨基的重复单元)
作为上述含有叔氨基的重复单元,只要含有叔氨基,则没有特别限制,例如可以例示下述通式(Ⅳ)表示的重复单元。

式(Ⅳ)中,R10、R11、R12各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。Y表示C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1b‑、‑C(=O)NHR1b‑、‑OC(=O)R1b‑和‑R2b‑OC(=O)R1b‑中的基团(R1b、R2b各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基)。R13、R14各自独立地表示C1~C6烷基、或者C6~C10芳基C1~C6烷基。
在此,作为C1~C3烷基和C1~C6烷基,可以例示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。
作为C1~C10亚烷基,可以例示亚甲基链、亚乙基链、亚丙基链、甲基亚乙基链、亚丁基链、1,2‑二甲基亚乙基链、亚戊基链、1‑甲基亚丁基链、2‑甲基亚丁基链或者亚己基链等。
作为C6~C10芳基C1~C6烷基,可以例示苄基、苯乙基、3‑苯基‑正丙基、1‑苯基‑正己基、萘‑1‑基甲基、萘‑2‑基乙基、1‑萘‑2‑基‑正丙基、茚‑1‑基甲基等。
作为成为式(Ⅳ)表示的重复单元的原料的单体,可以例示(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丁酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基丁酯等。
(含有季铵盐基团的重复单元)
作为上述含有季铵盐基团的重复单元,只要含有季铵盐基团,则没有特别限制,例如可以例示下述通式(V)表示的重复单元。

式(Ⅴ)中,R15、R16、R17各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。Y1表示C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1c‑、‑C(=O)NHR1c‑、‑OC(=O)R1c‑和‑R2c‑OC(=O)R1c‑中的基团(R1c、R2c各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基)。R18、R19、R20各自独立地表示C1~C6的烷基、或者C6~C10芳基C1~C6烷基。Z‑表示卤化物离子、卤代烷基离子、烷基羧酸盐离子、硝基氧离子、烷基硫酸根离子、磺酸盐离子、磷酸根离子或者烷基磷酸根离子等抗衡离子。
在此,C1~C3烷基、C1~C6的烷基、C1~C10亚烷基、以及C6~C10芳基C1~C6烷基可以例示与上述含有叔氨基的重复单元的式(Ⅳ)中的基团相同的基团。
作为成为式(V)表示的重复单元的原料的单体,可以例示(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基氟化铵、(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基溴化铵、(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基碘化铵、(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲基氟化铵、(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲基氯化铵、(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲基溴化铵、(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲基碘化铵、(甲基)丙烯酰氧基丁基三甲基氟化铵、(甲基)丙烯酰氧基丁基三甲基氯化铵、(甲基)丙烯酰氧基丁基三甲基溴化铵、(甲基)丙烯酰氧基丁基三甲基碘化铵等。
(其它可以含有的重复单元)
作为嵌段链(A)中其它可以含有的重复单元,可以例示来自(甲基)丙烯酸系单体、芳香族乙烯基系单体、共轭二烯系单体等的重复单元。
作为成为上述重复单元的原料的(甲基)丙烯酸系单体、芳香族乙烯基系单体、共轭二烯系单体,可以例示以下物质。
作为(甲基)丙烯酸系单体,可以例示(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2‑乙基己酯、(甲基)丙烯酸1‑乙基环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸2‑甲氧基乙酯、甲氧基聚乙二醇(乙二醇的单元数为2~100)(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等,这些可以单独使用1种,或者2种以上混合使用。
作为芳香族乙烯基系单体,可以举出苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、α‑甲基苯乙烯、对叔丁氧基苯乙烯、间叔丁氧基苯乙烯、对(1‑乙氧基乙氧基)苯乙烯、2,4‑二甲基苯乙烯、乙烯基苯胺、乙烯基苯甲酸、乙烯基萘、乙烯基蒽、2‑乙烯基吡啶、4‑乙烯基吡啶、2‑乙烯基喹啉、4‑乙烯基喹啉、2‑乙烯基噻吩、4‑乙烯基噻吩等杂芳基化合物等,这些可以单独使用1种,或者2种以上混合使用。
作为共轭二烯系单体,可以举出1,3‑丁二烯、异戊二烯、2‑乙基‑1,3‑丁二烯、2‑叔丁基‑1,3‑丁二烯、2‑苯基‑1,3‑丁二烯、2,3‑二甲基‑1,3‑丁二烯、1,3‑戊二烯、2‑甲基‑1,3‑戊二烯、3‑甲基‑1,3‑戊二烯、1,3‑己二烯、2‑甲基‑1,3‑辛二烯、4,5‑二乙基‑1,3‑辛二烯、3‑丁基‑1,3‑辛二烯、1,3‑环戊二烯、1,3‑环己二烯、1,3‑环辛二烯、1,3‑三环癸二烯、月桂烯、氯丁二烯等,这些可以单独使用1种,或者2种以上混合使用。
2)嵌段链(B)
嵌段链(B)是包含含有聚氧化烯链的重复单元中的至少1种和含有已保护的酸性基团的重复单元中的至少1种的共聚物。
共聚物包括无规、交替、嵌段等共聚物。
(含有聚氧化烯链的重复单元)
作为嵌段链(B)中含有聚氧化烯链的重复单元,只要含有聚氧化烯链,则没有特别限制,例如可以例示式(VI)表示的重复单元。

式(VI)中,R21、R22、R23各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。Z1表示选自‑C(=O)O‑、‑C(=O)NH‑、‑OC(=O)‑和‑R1d‑OC(=O)‑中的基团(R1d表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基)。R24表示C2~C4亚烷基,R25表示氢原子或者C1~C6烷基。m表示2~150的任意的整数,R24O彼此可以相同,也可以不同。
在此,作为C1~C3烷基和C1~C6烷基,可以例示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。
作为C2~C4亚烷基和C1~C10亚烷基,可以例示亚甲基链、亚乙基链、亚丙基链、甲基亚乙基链、亚丁基链、1,2‑二甲基亚乙基链、亚戊基链、1‑甲基亚丁基链、2‑甲基亚丁基链或者亚己基链等。
在上述式(VI)中,m优选为2~10。
作为成为式(VI)表示的重复单元的原料的单体,可以举出聚乙二醇(2~150:表示式(VI)中的m的值。以下相同)(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇(1~75)·丙二醇(1~75))(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(2~150)(甲基)丙烯酸酯等,这些可以分别单独使用,或者2种以上混合使用。
(含有已保护的酸性基团的重复单元)
嵌段链(B)中的含有已保护的酸性基团的重复单元是式(I)表示的重复单元。

式(I)中,R1、R2、R3各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。X表示单键或者C1~C10亚烷基、选自‑C(=O)OR1a‑、‑C(=O)NHR1a‑、‑OC(=O)R1a‑和‑R2a‑OC(=O)R1a‑中的基团(R1a、R2a各自独立地表示C1~C10亚烷基或者C1~C10亚烷基‑O‑C1~C10亚烷基),R4表示氢原子、C1~C6烷基、C6~C10芳基C1~C6烷基、或者C6~C10芳基,R5表示C1~C6烷基、C6~C10芳基C1~C6烷基、或者C6~C10芳基。
作为成为式(I)表示的重复单元的原料的单体,可以举出丙烯酸甲氧基甲酯、丙烯酸乙氧基甲酯、丙烯酸1‑乙氧基‑乙酯、丙烯酸1‑甲氧基‑乙酯、丙烯酸1‑乙氧基‑丙酯、丙烯酸1‑丙氧基‑乙酯、丙烯酸1‑异丙氧基‑乙酯、丙烯酸1‑苄基氧基‑乙酯、2‑甲基‑丙烯酸1‑乙氧基‑乙酯、2‑甲基‑丙烯酸1‑甲氧基‑乙酯、2‑甲基‑丙烯酸1‑乙氧基‑丙酯、2‑甲基‑丙烯酸1‑丙氧基‑乙酯、2‑甲基‑丙烯酸1‑异丙氧基乙酯、2‑甲基‑丙烯酸1‑苄基氧基‑乙酯等。这些之中,优选丙烯酸1‑乙氧基‑乙酯、2‑甲基‑丙烯酸1‑乙氧基‑乙酯。这些可以分别单独使用,或者2种以上混合使用。
含有已保护的酸性基团的重复单元采用本发明的制造方法将保护基脱保护,由此能够转换成以下说明的含有酸性基团的重复单元。
(其它可以含有的重复单元)
作为嵌段链(B)中其它可以含有的重复单元,可以例示来自(甲基)丙烯酸系单体、芳香族乙烯基系单体、共轭二烯系单体等的重复单元。
这些之中,优选式(III)表示的重复单元。

式(III)中,R6、R7、R8各自独立地表示氢原子或者C1~C3烷基。R9表示C1~C10烷基或者C6~C10芳基C1~C6烷基。
在此,作为C1~C3烷基和C1~C6烷基,可以例示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。
作为C6~C10芳基C1~C6烷基,可以例示苄基、苯乙基、3‑苯基‑正丙基、1‑苯基‑正己基、萘‑1‑基甲基、萘‑2‑基乙基、1‑萘‑2‑基‑正丙基、茚‑1‑基甲基等。
作为成为上述重复单元的原料的(甲基)丙烯酸系单体、芳香族乙烯基系单体、共轭二烯系单体可以例示以下物质。
作为(甲基)丙烯酸系单体,可以例示(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2‑乙基己酯、(甲基)丙烯酸1‑乙基环己酯、(甲基)丙烯酸苄基等(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸2‑甲氧基乙酯、甲氧基聚乙二醇(乙二醇的单元数为2~100)(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等,这些可以单独使用1种,或者2种以上混合使用。
作为芳香族乙烯基系单体,可以举出苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、α‑甲基苯乙烯、对叔丁氧基苯乙烯、间叔丁氧基苯乙烯、对(1‑乙氧基乙氧基)苯乙烯、2,4‑二甲基苯乙烯、乙烯基苯胺、乙烯基苯甲酸、乙烯基萘、乙烯基蒽、2‑乙烯基吡啶、4‑乙烯基吡啶、2‑乙烯基喹啉、4‑乙烯基喹啉、2‑乙烯基噻吩、4‑乙烯基噻吩等杂芳基化合物等,这些可以单独使用1种,或者2种以上混合使用。
作为共轭二烯系单体,可以举出1,3‑丁二烯、异戊二烯、2‑乙基‑1,3‑丁二烯、2‑叔丁基‑1,3‑丁二烯、2‑苯基‑1,3‑丁二烯、2,3‑二甲基‑1,3‑丁二烯、1,3‑戊二烯、2‑甲基‑1,3‑戊二烯、3‑甲基‑1,3‑戊二烯、1,3‑己二烯、2‑甲基‑1,3‑辛二烯、4,5‑二乙基‑1,3‑辛二烯、3‑丁基‑1,3‑辛二烯、1,3‑环戊二烯、1,3‑环己二烯、1,3‑环辛二烯、1,3‑三环癸二烯、月桂烯、氯丁二烯等,这些可以单独使用1种,或者2种以上混合使用。
(共聚物中的嵌段链(A)、(B)以外可以含有的嵌段链)
本发明的共聚物除具有嵌段链(A)和(B)以外,还可以具有包含其它聚合物的嵌段链。
作为这样的聚合物,可以例示含有来自(甲基)丙烯酸系单体、芳香族乙烯基系单体、共轭二烯系单体等重复单元的均聚物、无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物等。
对于(甲基)丙烯酸系单体、芳香族乙烯基系单体、共轭二烯系单体等,可以例示与上述相同的单体。
(共聚物中的嵌段链(A)与嵌段链(B)之比和分子量等物性)
本发明的共聚物中的嵌段链(A)与嵌段链(B)之比没有特别限制,但以重量%比计为10~40比90~60,优选为15~35比85~65。
另外,利用GPC测定的重均分子量优选为2000~500000,更优选为2000~20000。尤其作为共聚物前体,优选为4000~30000,更优选为4000~15000。利用GPC测定的重均分子量与数均分子量之比为1.0~2.0,优选为1.0~1.5。
(2)共聚物前体的制造方法
本发明的共聚物前体的制造方法没有特别限制,可以采用公知的方法进行制造,例如,可以通过活性聚合使单体聚合来形成嵌段共聚物。作为活性聚合,可以举出活性自由基聚合、活性阴离子聚合,这些之中,进一步优选活性阴离子聚合。
形成嵌段共聚物可以将嵌段链(A)或者(B)的单体聚合后,连续地使其它嵌段的单体聚合来进行嵌段共聚物化;也可以使嵌段链(A)与嵌段链(B)的各单体各自反应制作成嵌段后,将各嵌段结合。从能够严密地控制组成、分子量方面考虑,优选活性阴离子聚合。
在通过活性自由基聚合制造时,也可以与活性阴离子聚合同样地进行反应,还可以将某一嵌段的单体聚合后,聚合下一个单体前,暂且精制聚合物而除去先前反应的单体的残余后,聚合下一个单体。在优选各嵌段的单体彼此没有互相混合时,优选进行聚合物的精制。
在通过活性阴离子聚合制造嵌段共聚物时,例如,可以将需要的单体滴加到附加有添加剂和聚合引发剂的溶剂中进行聚合。此时,为了形成需要的排列的嵌段聚合物,将各嵌段的单体以需要的排列的方式顺次滴加,使其反应。
将某一嵌段的单体聚合,聚合下一嵌段的单体时,在先前嵌段的聚合反应结束后开始滴加下一嵌段的单体。聚合反应的进行可以通过采用气相色谱法、液相色谱法检测单体的剩余量来确认。另外,先前嵌段的单体滴加完成后,根据单体、溶剂的种类不同而异,但可以搅拌1分钟~1小时后,开始滴加下一嵌段的单体。
在各嵌段含有多个种类的单体时,可以将它们各自滴加,也可以同时滴加。
作为用于单体聚合的阴离子聚合引发剂,只要是亲核剂,且具有引发阴离子聚合性单体的聚合的功能,则没有特别限制,例如可以使用碱金属、有机碱金属化合物等。
作为碱金属,可以举出锂、钠、钾、铯等。
作为有机碱金属化合物,可以举出上述碱金属的烷基化物、烯丙基化物、芳基化物等,特别优选烷基锂。具体的可以使用乙基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、乙基钠、联苯基锂、萘基锂、三苯基锂、萘基钠、萘基钾、α‑甲基苯乙烯钠二阴离子、1,1‑二苯基己基锂、1,1‑二苯基‑3‑甲基戊基锂、1,4‑二锂‑2‑丁烯、1,6‑二锂己烷、聚苯乙烯基锂、枯基钾、枯基铯等。这些阴离子聚合引发剂可以单独使用1种,或者2种以上组合使用。
相对于使用的阴离子聚合性单体整体,阴离子聚合引发剂的用量通常为0.0001~0.2当量,优选为0.0005~0.1当量。通过使用该范围的阴离子聚合引发剂,能够高收率地制造目标聚合物。
就聚合温度而言,只要是不引起转移反应、终止反应等副反应,消耗单体,在聚合完成的温度范围,则没有特别限制,但优选在‑100℃以上且溶剂沸点以下的温度范围进行。另外,单体相对于聚合溶剂的浓度没有特别限制,但通常为1~40重量%,优选为2~15重量%。
在本发明的制造方法中使用的聚合溶剂只要不参与聚合反应、且是与聚合物有相容性的溶剂,则没有特别限制,具体的可以例示二乙基醚、四氢呋喃(THF)、二烷、三烷等醚系化合物、四甲基亚乙基二胺、六甲基磷酰三胺等叔胺等极性溶剂、己烷、甲苯等脂肪族、芳香族或者脂环式烃化合物等非极性溶剂或者低极性溶剂。这些溶剂可以单独使用1种,或者作为2种以上的混合溶剂使用。在本发明的制造方法中,即使将非极性溶剂或者低极性溶剂与极性溶剂并用时,也能够高精度地控制聚合,例如,相对于溶剂整体,非极性溶剂或者低极性溶剂可以使用5vol%以上,也可以使用20vol%以上,还可以使用50vol%以上。
在本发明中,也可以根据需要,将二乙基锌等二烷基锌、二丁基镁等二烷基镁、三乙基铝等有机金属作为聚合稳定化剂、单体、溶剂的精制剂来使用。
在本发明中,可以根据需要,在聚合开始时或者聚合中添加碱金属盐、或者碱土类金属盐等添加剂。作为这样的添加剂,具体的可以例示钠、钾、钡、镁的硫酸盐、硝酸盐、硼酸盐等无机酸盐、卤化物,更具体的可以举出锂、钡的氯化物、溴化物、碘化物、硼酸锂、硝酸镁、氯化钠、氯化钾等。这些之中,优选锂的卤素物,例如氯化锂、溴化锂、碘化锂、氟化锂,特别优选氯化锂。
通过活性阴离子聚合将含有季铵盐基团的单体聚合通常是困难的。
因此,通过活性阴离子聚合制造包含含有季铵盐基团的重复单元的聚合物时,可以在将成为含有叔氨基的重复单元的原料的单体聚合后,采用公知的方法对该叔氨基季铵化。作为季铵化剂,可以举出苄基氯、苄基溴、苄基碘等、氯甲烷、氯乙烷、溴甲烷、碘甲烷等卤代烷基、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、硫酸二正丙酯等硫酸烷基酯等通常的烷基化剂。
(3)嵌段共聚物
本发明的嵌段共聚物分别含有至少1个以下的嵌段链(A)和嵌段链(B1)。
嵌段链(A):包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元的聚合物
嵌段链(B1):包含含有聚氧化烯链的重复单元和含有酸性基团的重复单元的共聚物
另外,本发明的共聚物前体除含有上述嵌段链(A)和嵌段链(B1)以外,还可以含有其它嵌段链。
1)嵌段链(A)
嵌段共聚物中的嵌段链(A)与上述共聚物前体中的嵌段链(A)相同。
2)嵌段链(B1)
嵌段链(B1)是包含含有聚氧化烯链的重复单元中的至少1种和含有酸性基团的重复单元中的至少1种的共聚物。
共聚物包括无规、交替、嵌段等共聚物。
(含有聚氧化烯链的重复单元)
嵌段链(B1)中的含有聚氧化烯链的重复单元与上述共聚物前体中的、含有聚氧化烯链的重复单元相同。
(含有酸性基团的重复单元)
嵌段链(B1)中的含有酸性基团的重复单元是式(II)表示的重复单元。

式(II)中,R1、R2、R3、X与式(I)表示的含有已保护的酸性基团的重复单元中的基团意义相同。
式(II)表示的重复单元可以通过采用本发明的制造方法将式(I)表示的已保护的酸性基团的保护基进行脱保护来获得。
(其它可以含有的重复单元)
作为嵌段链(B1)中的其它可以含有的重复单元,与上述共聚物前体中的、嵌段链(B)中其它可以含有的重复单元相同。
(嵌段共聚物中的嵌段链(A)、(B1)以外的可以含有的嵌段链)
本发明的共聚物除具有嵌段链(A)和(B1)以外,还可以具有包含其它聚合物的嵌段链。
这样的嵌段链与在共聚物前体中嵌段链(A)、(B)以外的可以含有的嵌段链相同。
(共聚物中的嵌段链(A)与嵌段链(B1)之比和分子量等物性)
本发明的共聚物中的嵌段链(A)与嵌段链(B1)之比没有特别限制,但以重量%比计为10~40比90~60,优选为15~35比85~65。另外,共聚物中的具有酸性基团的重复单元的含有比例为0.5~20重量%,优选为1~15重量%。
另外,利用GPC测定的重均分子量优选为2000~50000,更优选为2000~20000。尤其作为分散剂,优选为4000~30000,更优选为4000~15000。利用GPC测定的重均分子量与数均分子量之比为1.0~2.0,尤其作为分散剂,优选为1.0~1.5。
(4)嵌段共聚物的制造方法
本发明的嵌段共聚物可以通过将上述共聚物前体加热来获得。通过加热共聚物前体,共聚物前体中的保护酸性基团的保护基被脱保护。
脱保护反应可以直接将共聚物前体加热,或者也可以在将共聚物前体溶解在溶剂中的状态下加热。作为这样的溶剂,可以举出水;乙基溶纤剂乙酸酯、甲基溶纤剂乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)和丙二醇单乙基醚乙酸酯等二醇醚酯系溶剂;乙基溶纤剂、甲基溶纤剂、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚和二乙二醇二甲基醚等二醇单或者二醚系溶剂;甲苯、单氯苯等芳香族烃系溶剂;乙醇、异丙醇、正丁醇、1‑甲氧基‑2‑丙醇(PGME)等醇系溶剂;乳酸乙酯、乙酸丁酯和丙酮酸乙酯等酯系溶剂;以及由它们的2种以上形成的混合溶剂等。这些之中,优选二醇醚酯系溶剂、二醇醚酯系溶剂与醇系溶剂的混合溶剂、二醇醚酯系溶剂与水的混合溶剂。从可以使反应温度降低这个观点考虑,优选二醇醚酯系溶剂与醇系溶剂的混合溶剂、二醇醚酯系溶剂与水的混合溶剂,特别优选二醇醚酯系溶剂与水的混合溶剂。
从容易除去由脱保护反应产生的副生成物这个观点考虑,优选二醇醚酯系溶剂与水的混合溶剂,特别优选PGMEA与水的混合溶剂。
对于二醇醚酯系溶剂与醇系溶剂的混合溶剂,其混合比例只要能够溶解共聚物前体,则没有特别限制,但通常优选为95/5重量%~0.1/99.9重量%,更优选为50/50~0.1/99.9重量%。
对于二醇醚酯系溶剂与水的混合溶剂,其混合比例只要能够溶解共聚物前体,则没有特别限制,但通常优选为95/5~50/50重量%,更优选为90/10~60/40重量%,特别优选为90/10~75/25重量%。
加热的温度根据保护酸性基团的保护基的结构、反应溶剂不同而异,但只要是脱保护反应迅速进行的温度,则没有特别限制。
二醇醚酯系溶剂时,通常优选在80℃~200℃下进行,更优选在100℃~160℃下进行。二醇醚酯系溶剂与醇系溶剂的混合溶剂时,优选在100℃~140℃下进行,更优选在110℃~140℃下进行。二醇醚酯系溶剂与水的混合溶剂时,优选在70℃~100℃下进行,更优选在90℃~100℃下进行。从减少由脱保护反应生成的聚合物溶液着色这个观点考虑,优选使加热的温度更低。
实施例
下面,利用实施例详细细说明本发明,但本发明的技术范围不限定于这些例示。
[实施例1‑1]
(聚合工序)
在1000mL烧瓶中加入四氢呋喃(以下,有时省略为THF)594.35g、氯化锂(3.63重量%浓度THF溶液)10.98g,冷却到‑60℃。然后,加入正丁基锂7.89g(15.36重量%浓度己烷溶液),熟化10分钟。
接着,用30分钟滴加甲基丙烯酸1‑乙氧基乙酯(以下,有时省略为EEMA)4.04g、甲基丙烯酸正丁酯(以下,有时省略为nBMA)61.33g、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(PME‑200日油株式会社制)(以下,有时省略为PEGMA)26.19g的混合液,滴加后继续反应30分钟。然后,测定气相色谱(以下,省略为GC)·凝胶渗透色谱(以下,省略为GPC)(流动相THF、DMF),确认单体消失。
接着,滴加甲基丙烯酸2‑(二甲氨基)乙酯(以下,有时省略为DMMA)39.71g,滴加后继续反应30分钟。然后,测定GC·GPC(流动相DMF),确认单体消失后,加入甲醇3.21g来终止反应。
利用GPC(流动相DMF)对得到的共聚物进行分析,确认是分子量(Mw)为5260、分子量分布为1.09、组成比为DMMA‑[nBMA/PEGMA/EEMA]=30‑[47/20/3]重量%的共聚物。
(脱保护工序)
将得到的前体聚合物的50重量%浓度的丙二醇单甲基醚乙酸酯(以下,有时省略为PGMEA)溶液200g加热到160℃反应3小时。
利用GPC(流动相DMF)对得到的共聚物进行分析,确认是分子量(Mw)为5140、分子量分布为1.08、组成比为DMMA‑[nBMA/PEGMA/MA]=31‑[47/20/2]重量%的共聚物(MA表示甲基丙烯酸)。
得到的聚合物溶液为淡褐色。
[实施例1‑2]
(脱保护工序)
将实施例1‑1的聚合工序中得到的前体聚合物的25重量%浓度的PGMEA/正丁醇溶液(30/70重量%)10.0g加热到115℃反应8小时。蒸馏除去正丁醇,制备成40重量%浓度的PGMEA溶液。
得到的聚合物溶液为无色透明的。
[实施例1‑3]
(脱保护工序)
将实施例1‑1的聚合工序中得到的前体聚合物的20重量%浓度的PGMEA/水溶液(62.5/37.5重量%)、20重量%浓度的PGMEA/水溶液(65/35重量%)、20重量%浓度的PGMEA/水溶液(75/25重量%)、20重量%浓度的PGMEA/水溶液(87.5/12.5重量%)、20重量%浓度的PGMEA/水溶液(93.75/6.25重量%)分别制备12.80g。将溶液分别加热到100℃,反应8小时。蒸馏除去水,制备成40重量%浓度的PGMEA溶液。PGMEA/水(93.75/6.25重量%)溶液中,前体聚合物剩余一部分,但其它溶液中脱保护反应完成。其中,PGMEA/水(93.75/6.25重量%)溶液中通过使反应时间为24小时来使脱保护反应完成。
得到的各个聚合物溶液为无色透明的。
由实施例1‑1~实施例1‑3的结果可知,通过对前体聚合物的PGMEA溶液施与加热条件,可以将保护基脱保护。另外可知,通过采用PGMEA与醇的混合溶液,可以使反应温度降低,进而,通过采用PGMEA与水的混合溶液,可以使反应温度进一步降低。
[实施例2]
(聚合工序)
在1000mL烧瓶中加入THF 695.92g、氯化锂(3.63重量%浓度THF溶液)13.83g,冷却到‑60℃。然后,加入正丁基锂(15.36重量%浓度己烷溶液)9.29g,熟化10分钟。
接着,用30分钟滴加EEMA 8.47g、nBMA 71.15g、PEGMA 31.16g的混合液,滴加后继续反应30分钟。然后,测定GC·GPC(流动相THF、DMF),确认单体消失。
接着,滴加DMMA45.39g,滴加后继续反应30分钟。然后,测定GC·GPC(流动相DMF),确认单体消失后,加入甲醇3.21g来终止反应。
利用GPC(流动相DMF)对得到的共聚物进行分析,确认是分子量(Mw)为5610、分子量分布为1.10、组成比为DMMA‑[nBMA/PEGMA/EEMA]=29‑[46/20/5]重量%的共聚物。
(脱保护工序)
将得到的共聚物的50重量%浓度的PGMEA溶液213g加热到160℃,熟化3.5小时。
利用GPC(流动相DMF)对得到的共聚物进行分析,确认是分子量(Mw)为4800、分子量分布为1.12、组成比为DMMA‑[nBMA/PEGMA/MA]=30‑[47/20/3]重量%的共聚物。
[实施例3]
(聚合工序)
在1000mL烧瓶中加入THF 578.66g、氯化锂(3.63重量%浓度THF溶液)11.20g,冷却到‑60℃。然后,加入正丁基锂(15.36重量%浓度己烷溶液)7.34g,熟化10分钟。
接着,添加甲基丙烯酸甲酯(以下,有时省略为MMA)4.30g,继续反应5分钟。然后,通过GC测定确认单体消失后,对一部分取样进行GPC测定,结果生成了分子量为293(2.92聚体)的聚合物。
接着,用30分钟滴加EEMA 4.52g、甲基丙烯酸2‑乙基己基酯(以下,有时省略为EHMA)19.80g、nBMA 19.50g、MMA 36.48g、甲基丙烯酸苄基酯(以下,有时省略为BzMA)15.03g、PEGMA 11.99g的混合液,滴加后继续反应30分钟。然后,测定GC·GPC(流动相THF、DMF),确认单体消失。
接着,滴加DMMA 36.98g,滴加后继续反应30分钟。然后,测定GC·GPC(流动相DMF)确认单体消失后,加入甲醇3.21g来终止反应。
利用GPC(流动相DMF)对得到的共聚物进行分析,确认是分子量(Mw)为6780、分子量分布为1.08、组成比为DMMA‑[MMA/nBMA/EHMA/PEGMA/BzMA/EEMA]=25‑[28/13/13/8/10/3]重量%的共聚物。
(脱保护工序)
将得到的共聚物的50重量%浓度的PGMEA溶液200g加热到160℃反应3小时。
利用GPC(流动相DMF)对得到的共聚物进行分析,确认是分子量(Mw)为6120、分子量分布为1.10、组成比为DMMA‑[MMA/nBMA/EHMA/PEGMA/BzMA/MA]=25‑[28/13/14/8/10/2]重量%的共聚物。
[实施例4‑1]
(聚合工序)
在1000mL烧瓶中加入THF 683.03g、氯化锂(3.63重量%浓度THF溶液)11.92g,冷却到‑60℃。然后,加入正丁基锂(15.36重量%浓度己烷溶液)8.32g,熟化10分钟。
接着,添加MMA 5.06g,继续反应5分钟。然后,通过GC测定确认单体消失后,对一部分取样进行GPC测定,结果生成分子量为311(3.10聚体)的聚合物。
接着,用30分钟滴加EEMA 9.68g、EHMA 22.0g、nBMA 22.09g、MMA 41.60g、BzMA 16.83g、PEGMA 13.75g的混合液,滴加后继续反应30分钟。然后,测定GC·GPC(流动相THF、DMF),确认单体消失。
接着,滴加DMMA 42.06g,滴加后继续反应30分钟。然后,测定GC·GPC(流动相DMF),确认单体消失后,加入甲醇4.48g来终止反应。
利用GPC(流动相DMF)对得到的共聚物进行分析,确认是分子量(Mw)为6980、分子量分布为1.10、组成比为DMMA‑[MMA/nBMA/EHMA/PEGMA/BzMA/EEMA]=24‑[27/13/13/8/10/5]重量%的共聚物。
(脱保护工序)
将得到的前体聚合物的50重量%浓度的PGMEA溶液212.32g加热到160℃,反应4小时。
利用GPC(流动相DMF)对得到的共聚物进行分析,确认分子量(Mw)为5300、分子量分布为1.13、组成比为DMMA‑[MMA/nBMA/EHMA/PEGMA/BzMA/MA]=25‑[28/13/13/8/10/3]重量%的共聚物。
得到的聚合物溶液为淡褐色。
[实施例4‑2]
(脱保护工序)
将实施例4‑1的聚合工序中得到的前体聚合物的50重量%PGMEA溶液212.32g加热到130℃反应17小时。得到的聚合物溶液为黄色透明的。
[实施例4‑3]
(脱保护工序)
将实施例4‑1的聚合工序中得到的前体聚合物的50重量%PGMEA/1‑甲氧基‑2‑丙醇溶液(20/80重量%)4.64g加热到130℃反应9小时。蒸馏除去PGME,制备成40重量%浓度的PGMEA溶液。得到的聚合物溶液为无色透明的。
由实施例4‑1~实施例4‑3的结果可知,通过对前体聚合物的PGMEA溶液施与加热条件,可以将保护基脱保护。进而可知,通过采用PGMEA与醇的混合溶液,可以使反应温度更低。可知通过使反应温度降低,可以减少得到的聚合物溶液的着色。
根据本发明,可以制造含有嵌段链(A)和嵌段链(B1)的嵌段共聚物,所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B1)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(II)表示的含有酸性基团的重复单元。这些嵌段共聚物尤其作为彩色液晶用颜料分散剂有用。

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1、(10)申请公布号 CN 102858826 A (43)申请公布日 2013.01.02 C N 1 0 2 8 5 8 8 2 6 A *CN102858826A* (21)申请号 201180017897.3 (22)申请日 2011.04.08 2010-092952 2010.04.14 JP C08F 293/00(2006.01) (71)申请人日本曹达株式会社 地址日本东京都 (72)发明人新谷武士 立石祐一 冈户俊明 (74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人苗堃 金世煜 (54) 发明名称 嵌段共聚物的制造方法及共聚物前体 (57) 摘要 本发明。

2、的目的在于提供作为颜料的分散剂等 有用的新型共聚物的制造方法。本发明的制造方 法如下。通过对含有嵌段链(A)和嵌段链(B)的共 聚物前体进行加热,制造含有嵌段链(A)和嵌段 链(B1)的嵌段共聚物,所述嵌段链(A)由以下聚 合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复 单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种 重复单元,所述嵌段链(B)由以下共聚物形成:该 共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和下述式 (I)表示的含有已保护的酸性基团的重复单元,所 述嵌段链(B1)由以下共聚物形成:该共聚物包含 含有聚氧化烯链的重复单元和下述式(II)表示 的含有酸性基团的重复单元。 (30)优先权数据 (85。

3、)PCT申请进入国家阶段日 2012.10.08 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2011/002083 2011.04.08 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/129077 JA 2011.10.20 (51)Int.Cl. 权利要求书4页 说明书16页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 16 页 1/4页 2 1.一种嵌段共聚物的制造方法,所述嵌段共聚物含有嵌段链(A)和嵌段链(B1),所述 嵌段链(B1)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(II)表示 的含有酸性基团的重复单元,其特征在于,对。

4、含有嵌段链(A)和嵌段链(B)的共聚物前体进 行加热,所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单元和 含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B)由以下共聚物形成: 该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(I)表示的含有已保护的酸性基团的重复单 元, 式(I)中,R 1 、R 2 、R 3 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,X表示单键或者C1 C10亚烷基、选自-C(O)OR 1a -、-C(O)NHR 1a -、-OC(O)R 1a -和-R 2a -OC(O)R 1a -中 的基团,R 1a 、R 2a 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C。

5、1C10亚烷基-O-C1C10亚烷 基,R 4 表示氢原子、C1C6烷基、C6C10芳基C1C6烷基、或者C6C10芳基,R 5 表 示C1C6烷基、C6C10芳基C1C6烷基、或者C6C10芳基, 式(II)中,R 1 、R 2 、R 3 、X表示与式(I)相同的意思。 2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,嵌段链(B)和(B1)进 一步含有式(III)表示的重复单元, 式(III)中,R 6 、R 7 、R 8 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,R 9 表示C1C10烷 基或者C6C10芳基C1C6烷基。 3.根据权利要求1或2所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于。

6、,含有叔氨基的重复 单元是式()表示的重复单元, 权 利 要 求 书CN 102858826 A 2/4页 3 式()中,R 10 、R 11 、R 12 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,Y表示C1C10亚 烷基、选自-C(O)OR 1b -、-C(O)NHR 1b -、-OC(O)R 1b -和-R 2b -OC(O)R 1b -中的基 团,R 1b 、R 2b 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷基, R 13 、R 14 各自独立地表示C1C6烷基、或者C6C10芳基C1C6烷基。 4.根据权利要求1或2所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,含有。

7、季铵盐基团的 重复单元是式()表示的重复单元, 式()中,R 15 、R 16 、R 17 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,Y 1 表示C1C10亚 烷基、选自-C(O)OR 1c -、-C(O)NHR 1c -、-OC(O)R 1c -和-R 2c -OC(O)R 1c -中的基 团,R 1c 、R 2c 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷基, R 18 、R 19 、R 20 各自独立地表示C1C6的烷基、或者C6C10芳基C1C6烷基,Z - 表示抗 衡离子。 5.根据权利要求14中任一项所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,含有聚氧 化烯链的。

8、重复单元由式(VI)表示, 式(VI)中,R 21 、R 22 、R 23 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,Z 1 表示选自-C( O)O-、-C(O)NH-、-OC(O)-和-R 1d -OC(O)-中的基团,R 1d 表示C1C10亚烷基 或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷基,R 24 表示C2C4亚烷基,R 25 表示氢原子或者 C1C6烷基,m表示2150的任意的整数,R 24 O彼此可以相同,也可以不同。 6.根据权利要求15中任一项所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,在二醇醚 酯系溶剂与醇系溶剂的混合溶剂、或者二醇醚酯系溶剂与水的混合溶剂中进行。 7.一种共聚物前体。

9、,其特征在于,含有嵌段链(A)和嵌段链(B),所述嵌段链(A)由以下 聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的 至少1种重复单元,所述嵌段链(B)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重 权 利 要 求 书CN 102858826 A 3/4页 4 复单元和式(I)表示的含有已保护的酸性基团的重复单元, 式(I)中,R 1 、R 2 、R 3 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,X表示单键或者C1 C10亚烷基、选自-C(O)OR 1a -、-C(O)NHR 1a -、-OC(O)R 1a -和-R 2a -OC(O)R 1a -中 的基团,R 。

10、1a 、R 2a 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷 基,R 4 表示氢原子、C1C6烷基、C6C10芳基C1C6烷基、或者C6C10芳基,R 5 表 示C1C6烷基、C6C10芳基C1C6烷基、或者C6C10芳基。 8.根据权利要求7所述的共聚物前体,其特征在于,嵌段链(B)进一步含有式(III)表 示的重复单元, 式(III)中,R 6 、R 7 、R 8 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,R 9 表示C1C10烷 基或者C6C10芳基C1C6烷基。 9.根据权利要求7或8所述的共聚物前体,其特征在于,含有叔氨基的重复单元是式 ()表示的重复单元, 。

11、式()中,R 10 、R 11 、R 12 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,Y表示C1C10亚 烷基、选自-C(O)OR 1b -、-C(O)NHR 1b -、-OC(O)R 1b -和-R 2b -OC(O)R 1b -中的基 团,R 1b 、R 2b 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷基, R 13 、R 14 各自独立地表示C1C6烷基、或者C6C10芳基C1C6烷基。 10.根据权利要求7或8所述的共聚物前体,其特征在于,含有季铵盐基团的重复单元 是式(V)表示的重复单元, 权 利 要 求 书CN 102858826 A 4/4页 5 式(V)。

12、中,R 15 、R 16 、R 17 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,Y 1 表示C1C10亚 烷基、选自-C(O)OR 1c -、-C(O)NHR 1c -、-OC(O)R 1c -和-R 2c -OC(O)R 1c -中的基 团,R 1c 、R 2c 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷基, R 18 、R 19 、R 20 各自独立地表示C1C6的烷基、或者C6C10芳基C1C6烷基,Z - 表示抗 衡离子。 11.根据权利要求710中任一项所述的共聚物前体,其特征在于,含有聚氧化烯链的 重复单元由式(VI)表示, 式(VI)中,R 21 、R 2。

13、2 、R 23 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,Z 1 表示选自-C( O)O-、-C(O)NH-、-OC(O)-和-R 1d -OC(O)-中的基团,R 1d 表示C1C10亚烷基 或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷基,R 24 表示C2C4亚烷基,R 25 表示氢原子或者 C1C6烷基,m表示2150的任意的整数,R 24 O彼此可以相同,也可以不同。 权 利 要 求 书CN 102858826 A 1/16页 6 嵌段共聚物的制造方法及共聚物前体 技术领域 0001 本发明涉及作为颜料分散剂有用的新型嵌段共聚物的制造方法、及新型共聚物前 体。本申请对在2010年4月14日申请。

14、的日本国专利申请第2010-092952号主张优先权, 将其内容援引于此。 背景技术 0002 已知如下的无规共聚物:其中包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团 的重复单元中的至少1种重复单元、含有聚氧化烯链的重复单元、和含有酸性基团的重复 单元。 0003 这些聚合物由于具有基于其特异性结构的各种各样的特性而正在研究在各个领 域中开发。 0004 在专利文献1中,该无规共聚物应用于光刻领域。具体而言,专利文献1中记载了 由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸乙酯、和分子量为350的聚乙二醇单甲基 醚与甲基丙烯酸的酯化合物得到的共聚物等。这些是采用偶氮双异丁腈(AIBN)作为自由 。

15、基引发剂,在甲基乙基酮溶剂中,将各单体的混合溶液进行自由基聚合,从而作为无规共聚 物而获得的。 0005 另外,在专利文献2中,该无规共聚物作为涂料、油墨、建材等各领域中的颜料分 散剂应用。具体而言,专利文献2中记载了苯乙烯10份、甲基丙烯酸甲酯15份、甲基丙烯 酸乙酯15份、甲基丙烯酸20份、甲基丙烯酸十三烷基酯10份、甲基丙烯酸PEG单甲基醚 (数均分子量为400)20份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10份的无规共聚物等。这些是采用 2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)作为自由基引发剂,在乙醇/甲醇95/5的混合醇溶剂 中,将各单体的混合溶液进行自由基聚合,从而作为无规共聚物而获得的。 0006。

16、 专利文献1:日本特开平6-128336 0007 专利文献2:日本特开2009-24165 发明内容 0008 近年来共聚物的用途变得多样化,需要具有各种特性的共聚物。 0009 例如,在彩色液晶显示装置领域中,由于对可见光的高透射率化和高对比度化的 需求增强,因此,颜料粒子进行微粒化直至至少可见光的波长以下。就这样的微粒而言,颜 料粒子的比表面积与通常相比增大,因此,对于现有一直使用的颜料分散剂用的共聚物来 说,初期的颜料分散性和经时的分散稳定性不充分。另外,最近也要求分散性能以外的高性 能,现有的共聚物无法获得充分的性能。 0010 为了获得满足上述性能的共聚物,本发明的发明人等需要制造。

17、含有嵌段链(A)和 嵌段链(B1)的嵌段共聚物,所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔 氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B1)由 以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(II)表示的含有酸性基 说 明 书CN 102858826 A 2/16页 7 团的重复单元。 0011 但是,制造含有这样的结构的嵌段共聚物的方法是未知的。 0012 本发明的发明人等发现,含有嵌段链(A)和嵌段链(B)的共聚物前体能够作为嵌 段共聚物的有用的中间体,所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔 氨基的重复单元和含有季铵。

18、盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B)由 以下共聚物形成:该共聚物含有聚氧化烯链的重复单元和式(I)表示的重复单元。 0013 发现,通过对该共聚物前体进行加热,将式(I)表示的重复单元转换成式(II)表 示的含有酸性基团的重复单元,由此能够制造目标嵌段共聚物,至此完成了本发明。 0014 即,本发明涉及以下内容, 0015 (1)一种嵌段共聚物的制造方法,所述嵌段共聚物含有嵌段链(A)和嵌段链(B1), 所述嵌段链(B1)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(II) 表示的含有酸性基团的重复单元,其特征在于,对含有嵌段链(A)和嵌段链(B)的共聚物前 体。

19、进行加热,所述嵌段链(A)由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单 元和含有季铵盐基团的重复单元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B)由以下共聚物形 成:该共聚物包含含有聚氧化烯链的重复单元和式(I)表示的含有已保护的酸性基团的重 复单元。 0016 0017 (式(I)中,R 1 、R 2 、R 3 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。X表示单键或者 C1C10亚烷基、选自-C(O)OR 1a -、-C(O)NHR 1a -、-OC(O)R 1a -和-R 2a -OC(O) R 1a -中的基团(R 1a 、R 2a 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C。

20、1C10 亚烷基),R 4 表示氢原子、C1C6烷基、C6C10芳基C1C6烷基、或者C6C10芳基, R 5 表示C1C6烷基、C6C10芳基C1C6烷基、或者C6C10芳基。) 0018 0019 (式(II)中,R 1 、R 2 、R 3 、X表示与式(I)相同的意思。) 0020 (2)根据(1)所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,嵌段链(B)和(B1)进一 步含有式(III)表示的重复单元。 0021 说 明 书CN 102858826 A 3/16页 8 0022 (式(III)中,R 6 、R 7 、R 8 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,R 9 表示C1C10 烷基或。

21、者C6C10芳基C1C6烷基。) 0023 (3)根据(1)或(2)所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,含有叔氨基的重 复单元是式()表示的重复单元。 0024 0025 (式()中,R 10 、R 11 、R 12 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。Y表示C1 C10亚烷基、选自-C(O)OR 1b -、-C(O)NHR 1b -、-OC(O)R 1b -和-R 2b -OC(O)R 1b -中 的基团(R 1b 、R 2b 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷 基),R 13 、R 14 各自独立地表示C1C6烷基、或者C6C10芳基C1C6烷基。。

22、) 0026 (4)根据(1)或(2)所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,含有季铵盐基团 的重复单元是式(V)表示的重复单元。 0027 0028 (式(V)中,R 15 、R 16 、R 17 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。Y 1 表示C1 C10亚烷基、选自-C(O)OR 1c -、-C(O)NHR 1c -、-OC(O)R 1c -和-R 2c -OC(O)R 1c -中 的基团(R 1c 、R 2c 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷 基),R 18 、R 19 、R 20 各自独立地表示C1C6的烷基、或者C6C10芳基C1C6烷基。Z。

23、 - 表 示抗衡离子。) 0029 (5)根据(1)(4)中任一项所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,含有聚 氧化烯链的重复单元由式()表示。 0030 说 明 书CN 102858826 A 4/16页 9 0031 (式(VI)中,R 21 、R 22 、R 23 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。Z 1 表示选自-C (O)O-、-C(O)NH-、-OC(O)-和-R 1d -OC(O)-中的基团(R 1d 表示C1C10亚 烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷基),R 24 表示C2C4亚烷基,R 25 表示氢原子 或者C1C6烷基,m表示2150的任意的整数,R 24。

24、 O彼此可以相同,也可以不同。)以及 0032 (6)根据(1)(5)中任一项所述的嵌段共聚物的制造方法,其特征在于,在二醇 醚酯系溶剂与醇系溶剂的混合溶剂、或者二醇醚酯系溶剂与水的混合溶剂中进行。 0033 另外,本发明涉及以下内容, 0034 (7)一种共聚物前体,其特征在于,含有嵌段链(A)和嵌段链(B),所述嵌段链(A) 由以下聚合物形成:该聚合物包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单 元中的至少1种重复单元,所述嵌段链(B)由以下共聚物形成:该共聚物包含含有聚氧化烯 链的重复单元和式(I)表示的含有已保护的酸性基团的重复单元。 0035 0036 (式(I)中,R 1 。

25、、R 2 、R 3 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。X表示单键或者 C1C10亚烷基、选自-C(O)OR 1a -、-C(O)NHR 1a -、-OC(O)R 1a -和-R 2a -OC(O) R 1a -中的基团(R 1a 、R 2a 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10 亚烷基),R 4 表示氢原子、C1C6烷基、C6C10芳基C1C6烷基、或者C6C10芳基, R 5 表示C1C6烷基、C6C10芳基C1C6烷基、或者C6C10芳基。) 0037 (8)根据(7)所述的共聚物前体,其特征在于,嵌段链(B)进一步含有式(III)表 示的重复单元。 00。

26、38 0039 (式(III)中,R 6 、R 7 、R 8 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基,R 9 表示C1C10 烷基或者C6C10芳基C1C6烷基。) 0040 (9)根据(7)或(8)所述的共聚物前体,其特征在于,含有叔氨基的重复单元是式 说 明 书CN 102858826 A 5/16页 10 ()表示的重复单元。 0041 0042 (式()中,R 10 、R 11 、R 12 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。Y表示C1 C10亚烷基、选自-C(O)OR 1b -、-C(O)NHR 1b -、-OC(O)R 1b -和-R 2b -OC(O)R 1b -中 的基团(R 。

27、1b 、R 2b 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷 基),R 13 、R 14 各自独立地表示C1C6烷基、或者C6C10芳基C1C6烷基。) 0043 (10)根据(7)或(8)所述的共聚物前体,其特征在于,含有季铵盐基团的重复单元 是式(V)表示的重复单元。 0044 0045 (式(V)中,R 15 、R 16 、R 17 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。Y 1 表示C1 C10亚烷基、选自-C(O)OR 1c -、-C(O)NHR 1c -、-OC(O)R 1c -和-R 2c -OC(O)R 1c -中 的基团(R 1c 、R 2c 各自独。

28、立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷 基),R 18 、R 19 、R 20 各自独立地表示C1C6的烷基、或者C6C10芳基C1C6烷基。Z - 表 示抗衡离子。) 0046 (11)根据(7)(10)中任一项所述的共聚物前体,其特征在于,含有聚氧化烯链 的重复单元由式(VI)表示。 0047 0048 (式(VI)中,R 21 、R 22 、R 23 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。Z 1 表示选自-C (O)O-、-C(O)NH-、-OC(O)-和-R 1d -OC(O)-中的基团(R 1d 表示C1C10亚 烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷。

29、基),R 24 表示C2C4亚烷基,R 25 表示氢原子 或者C1C6烷基,m表示2150的任意的整数,R 24 O彼此可以相同,也可以不同)。 说 明 书CN 102858826 A 10 6/16页 11 具体实施方式 0049 (1)共聚物前体 0050 本发明的共聚物前体分别含有至少1个以下嵌段链(A)和嵌段链(B)。 0051 嵌段链(A):包含选自含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元中的 至少1种重复单元的聚合物 0052 嵌段链(B):包含含有聚氧化烯链的重复单元和含有已保护的酸性基团的重复单 元的共聚物 0053 另外,本发明的共聚物前体除含有上述嵌段链(A)和嵌段链。

30、(B)以外,还可以含有 其它嵌段链。 0054 1)嵌段链(A) 0055 在嵌段链(A)中,所谓含有叔氨基的重复单元和含有季铵盐基团的重复单元,只要 在重复单元的侧链上具有上述阳离子性官能团,则没有特别限制。 0056 具体而言,嵌段链(A)的聚合物包括:仅由含有叔氨基的重复单元、或者含有季铵 盐基团的重复单元中的1种形成的均聚物,由含有叔氨基的重复单元或者含有季铵盐基团 的重复单元中的2种以上形成的共聚物,由含有叔氨基的重复单元的至少1种和含有季铵 盐基团的重复单元的至少1种形成的共聚物,以及它们与其它的来自可以进行共聚的单体 的重复单元的共聚物。共聚物包括无规、交替、嵌段等共聚物。 00。

31、57 (含有叔氨基的重复单元) 0058 作为上述含有叔氨基的重复单元,只要含有叔氨基,则没有特别限制,例如可以例 示下述通式()表示的重复单元。 0059 0060 式()中,R 10 、R 11 、R 12 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。Y表示C1C10 亚烷基、选自-C(O)OR 1b -、-C(O)NHR 1b -、-OC(O)R 1b -和-R 2b -OC(O)R 1b -中的 基团(R 1b 、R 2b 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷基)。 R 13 、R 14 各自独立地表示C1C6烷基、或者C6C10芳基C1C6烷基。 0061。

32、 在此,作为C1C3烷基和C1C6烷基,可以例示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正 丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。 0062 作为C1C10亚烷基,可以例示亚甲基链、亚乙基链、亚丙基链、甲基亚乙基链、亚 丁基链、1,2-二甲基亚乙基链、亚戊基链、1-甲基亚丁基链、2-甲基亚丁基链或者亚己基链 等。 0063 作为C6C10芳基C1C6烷基,可以例示苄基、苯乙基、3-苯基-正丙基、1-苯 基-正己基、萘-1-基甲基、萘-2-基乙基、1-萘-2-基-正丙基、茚-1-基甲基等。 0064 作为成为式()表示的重复单元的原料的单体,可以例示(甲基)丙烯酸二甲氨基 说 明 书CN 1028。

33、58826 A 11 7/16页 12 乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丁酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙 酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基丁酯等。 0065 (含有季铵盐基团的重复单元) 0066 作为上述含有季铵盐基团的重复单元,只要含有季铵盐基团,则没有特别限制,例 如可以例示下述通式(V)表示的重复单元。 0067 0068 式()中,R 15 、R 16 、R 17 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。Y 1 表示C1C10 亚烷基、选自-C(O)OR 1c -、-C(O)NHR 1c -、-OC(O)R 1c -和-R 2c -OC(O。

34、)R 1c -中的 基团(R 1c 、R 2c 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷基)。 R 18 、R 19 、R 20 各自独立地表示C1C6的烷基、或者C6C10芳基C1C6烷基。Z - 表示卤 化物离子、卤代烷基离子、烷基羧酸盐离子、硝基氧离子、烷基硫酸根离子、磺酸盐离子、磷 酸根离子或者烷基磷酸根离子等抗衡离子。 0069 在此,C1C3烷基、C1C6的烷基、C1C10亚烷基、以及C6C10芳基C1 C6烷基可以例示与上述含有叔氨基的重复单元的式()中的基团相同的基团。 0070 作为成为式(V)表示的重复单元的原料的单体,可以例示(甲基)丙烯酰氧。

35、基乙基 三甲基氟化铵、(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基溴化 铵、(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基碘化铵、(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲基氟化铵、(甲基)丙 烯酰氧基丙基三甲基氯化铵、(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲基溴化铵、(甲基)丙烯酰氧基丙 基三甲基碘化铵、(甲基)丙烯酰氧基丁基三甲基氟化铵、(甲基)丙烯酰氧基丁基三甲基氯 化铵、(甲基)丙烯酰氧基丁基三甲基溴化铵、(甲基)丙烯酰氧基丁基三甲基碘化铵等。 0071 (其它可以含有的重复单元) 0072 作为嵌段链(A)中其它可以含有的重复单元,可以例示来自(甲基)丙烯酸系单体、 芳香族乙烯基系单体、共轭二烯系单体等的重复单。

36、元。 0073 作为成为上述重复单元的原料的(甲基)丙烯酸系单体、芳香族乙烯基系单体、共 轭二烯系单体,可以例示以下物质。 0074 作为(甲基)丙烯酸系单体,可以例示(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙 烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯 酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸 缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸1-乙基环己 酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基聚 乙二醇(乙二醇的单元数为2。

37、100)(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、 苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等,这些可以单独使用1种,或者2种以上混合使用。 0075 作为芳香族乙烯基系单体,可以举出苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔 说 明 书CN 102858826 A 12 8/16页 13 丁基苯乙烯、-甲基苯乙烯、对叔丁氧基苯乙烯、间叔丁氧基苯乙烯、对(1-乙氧基乙氧 基)苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、乙烯基苯胺、乙烯基苯甲酸、乙烯基萘、乙烯基蒽、2-乙烯基 吡啶、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基喹啉、4-乙烯基喹啉、2-乙烯基噻吩、4-乙烯基噻吩等杂芳 基化合物等,这些可以单独使用1种,或者2种以上。

38、混合使用。 0076 作为共轭二烯系单体,可以举出1,3-丁二烯、异戊二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、 2-叔丁基-1,3-丁二烯、2-苯基-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、 2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2-甲基-1,3-辛二烯、4,5-二 乙基-1,3-辛二烯、3-丁基-1,3-辛二烯、1,3-环戊二烯、1,3-环己二烯、1,3-环辛二烯、 1,3-三环癸二烯、月桂烯、氯丁二烯等,这些可以单独使用1种,或者2种以上混合使用。 0077 2)嵌段链(B) 0078 嵌段链(B)是包含含有聚氧化烯链的重复单元中的至少1种和含。

39、有已保护的酸性 基团的重复单元中的至少1种的共聚物。 0079 共聚物包括无规、交替、嵌段等共聚物。 0080 (含有聚氧化烯链的重复单元) 0081 作为嵌段链(B)中含有聚氧化烯链的重复单元,只要含有聚氧化烯链,则没有特别 限制,例如可以例示式(VI)表示的重复单元。 0082 0083 式(VI)中,R 21 、R 22 、R 23 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。Z 1 表示选自-C (O)O-、-C(O)NH-、-OC(O)-和-R 1d -OC(O)-中的基团(R 1d 表示C1C10亚 烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10亚烷基)。R 24 表示C2C4亚烷基,R 25。

40、 表示氢原子 或者C1C6烷基。m表示2150的任意的整数,R 24 O彼此可以相同,也可以不同。 0084 在此,作为C1C3烷基和C1C6烷基,可以例示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正 丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。 0085 作为C2C4亚烷基和C1C10亚烷基,可以例示亚甲基链、亚乙基链、亚丙基 链、甲基亚乙基链、亚丁基链、1,2-二甲基亚乙基链、亚戊基链、1-甲基亚丁基链、2-甲基亚 丁基链或者亚己基链等。 0086 在上述式(VI)中,m优选为210。 0087 作为成为式(VI)表示的重复单元的原料的单体,可以举出聚乙二醇(2150:表 示式(VI)中的m的值。以。

41、下相同)(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇(175)丙二醇(1 75)(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(2150)(甲基)丙烯酸酯等,这些可以分别单独使用,或 者2种以上混合使用。 0088 (含有已保护的酸性基团的重复单元) 0089 嵌段链(B)中的含有已保护的酸性基团的重复单元是式(I)表示的重复单元。 0090 说 明 书CN 102858826 A 13 9/16页 14 0091 式(I)中,R 1 、R 2 、R 3 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。X表示单键或者 C1C10亚烷基、选自-C(O)OR 1a -、-C(O)NHR 1a -、-OC(O)R 1a -和-R 2a -OC(。

42、O) R 1a -中的基团(R 1a 、R 2a 各自独立地表示C1C10亚烷基或者C1C10亚烷基-O-C1C10 亚烷基),R 4 表示氢原子、C1C6烷基、C6C10芳基C1C6烷基、或者C6C10芳基, R 5 表示C1C6烷基、C6C10芳基C1C6烷基、或者C6C10芳基。 0092 作为成为式(I)表示的重复单元的原料的单体,可以举出丙烯酸甲氧基甲酯、丙烯 酸乙氧基甲酯、丙烯酸1-乙氧基-乙酯、丙烯酸1-甲氧基-乙酯、丙烯酸1-乙氧基-丙 酯、丙烯酸1-丙氧基-乙酯、丙烯酸1-异丙氧基-乙酯、丙烯酸1-苄基氧基-乙酯、2-甲 基-丙烯酸1-乙氧基-乙酯、2-甲基-丙烯酸1-甲氧基。

43、-乙酯、2-甲基-丙烯酸1-乙 氧基-丙酯、2-甲基-丙烯酸1-丙氧基-乙酯、2-甲基-丙烯酸1-异丙氧基乙酯、2-甲 基-丙烯酸1-苄基氧基-乙酯等。这些之中,优选丙烯酸1-乙氧基-乙酯、2-甲基-丙烯 酸1-乙氧基-乙酯。这些可以分别单独使用,或者2种以上混合使用。 0093 含有已保护的酸性基团的重复单元采用本发明的制造方法将保护基脱保护,由此 能够转换成以下说明的含有酸性基团的重复单元。 0094 (其它可以含有的重复单元) 0095 作为嵌段链(B)中其它可以含有的重复单元,可以例示来自(甲基)丙烯酸系单体、 芳香族乙烯基系单体、共轭二烯系单体等的重复单元。 0096 这些之中,优选。

44、式(III)表示的重复单元。 0097 0098 式(III)中,R 6 、R 7 、R 8 各自独立地表示氢原子或者C1C3烷基。R 9 表示C1C10 烷基或者C6C10芳基C1C6烷基。 0099 在此,作为C1C3烷基和C1C6烷基,可以例示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正 丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。 0100 作为C6C10芳基C1C6烷基,可以例示苄基、苯乙基、3-苯基-正丙基、1-苯 基-正己基、萘-1-基甲基、萘-2-基乙基、1-萘-2-基-正丙基、茚-1-基甲基等。 0101 作为成为上述重复单元的原料的(甲基)丙烯酸系单体、芳香族乙烯基系单体、共 轭二烯。

45、系单体可以例示以下物质。 0102 作为(甲基)丙烯酸系单体,可以例示(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙 说 明 书CN 102858826 A 14 10/16页 15 烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯 酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸 缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸1-乙基环己 酯、(甲基)丙烯酸苄基等(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基聚 乙二醇(乙二醇的单元数为2100)(甲基)丙烯酸酯、乙氧基。

46、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、 苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等,这些可以单独使用1种,或者2种以上混合使用。 0103 作为芳香族乙烯基系单体,可以举出苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔 丁基苯乙烯、-甲基苯乙烯、对叔丁氧基苯乙烯、间叔丁氧基苯乙烯、对(1-乙氧基乙氧 基)苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、乙烯基苯胺、乙烯基苯甲酸、乙烯基萘、乙烯基蒽、2-乙烯基 吡啶、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基喹啉、4-乙烯基喹啉、2-乙烯基噻吩、4-乙烯基噻吩等杂芳 基化合物等,这些可以单独使用1种,或者2种以上混合使用。 0104 作为共轭二烯系单体,可以举出1,3-丁二烯、异戊二烯、2-乙基-1,3-丁。

47、二烯、 2-叔丁基-1,3-丁二烯、2-苯基-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、 2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2-甲基-1,3-辛二烯、4,5-二 乙基-1,3-辛二烯、3-丁基-1,3-辛二烯、1,3-环戊二烯、1,3-环己二烯、1,3-环辛二烯、 1,3-三环癸二烯、月桂烯、氯丁二烯等,这些可以单独使用1种,或者2种以上混合使用。 0105 (共聚物中的嵌段链(A)、(B)以外可以含有的嵌段链) 0106 本发明的共聚物除具有嵌段链(A)和(B)以外,还可以具有包含其它聚合物的嵌 段链。 0107 作为这样的聚合物,可以。

48、例示含有来自(甲基)丙烯酸系单体、芳香族乙烯基系单 体、共轭二烯系单体等重复单元的均聚物、无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物等。 0108 对于(甲基)丙烯酸系单体、芳香族乙烯基系单体、共轭二烯系单体等,可以例示与 上述相同的单体。 0109 (共聚物中的嵌段链(A)与嵌段链(B)之比和分子量等物性) 0110 本发明的共聚物中的嵌段链(A)与嵌段链(B)之比没有特别限制,但以重量%比计 为1040比9060,优选为1535比8565。 0111 另外,利用GPC测定的重均分子量优选为2000500000,更优选为200020000。 尤其作为共聚物前体,优选为400030000,更优选为400015000。利用GPC测定的重 均分子量与数均分子量之比为1.02.。

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