活性(共)聚合物的制备方法和其用途技术

本发明专利技术的目标是提供用于将一种或多种极性不饱和化合物聚合为（共）聚合物的催化剂以及通过使用该催化剂获得的（共）聚合物。所述催化剂能极为有效地制备可精确控制数均分子量和生成分子数的（共）聚合物。更具体地说，本发明专利技术涉及聚合催化剂组合物、使用该催化剂进行的极性不饱和化合物的聚合以及含由该聚合获得的（共）聚合物的组合物。所述催化剂组合物包含含有机含氧盐化合物（即有机含氧阴离子的盐）和在同一分子中同时具有醇羟基和羰基的羟基羰基化合物的组合物，所述含有所获得（共）聚合物的组合物作为具有优异特性的热固性粉末涂料特别有用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本文中所述的本专利技术涉及通过使用作为催化剂的有机含氧盐化合物聚合极性不饱和化合物来制备活性聚合的(共)聚合物的方法。这些聚合物和共聚物是聚合物材料和功能聚合物的非常重要的原料。本专利技术具体涉及热固性粉末涂料的组合物，更具体地说涉及具有优良存贮稳定性(耐结块性)、外观(表面平整性、光亮性和透明性)、物理性能(硬度、耐刮性、再涂性)和化学性能(耐天候性、耐酸性、和耐溶剂性)的热固性粉末涂料的组合物以及涉及可提供特别适合使用漆料的烘烤固化涂膜的热固性粉末涂料的组合物。
技术介绍
多年来对于极性不饱和化合物的聚合已进行了大量研究。其中，最近进行了大量活性聚合催化剂的研究，目标为通过选择性和严格地控制待获取聚合物的分子量来制备具有较窄分子量分布的聚合物，并且开发了多种聚合催化剂体系，其具有活性自由基聚合、活性阴离子或活性配位阴离子聚合的性质(例如，活性自由基聚合催化剂Koubunshi，48卷，(7)498-501页(1999)；活性阴离子和活性配位阴离子聚合催化剂Shin koubunshi Jikkengaku 2卷“Shin Koubunshino Gousei·Hannou(1)-Fukakei koubunshi no Gousei-”165-196页，Kyouritu Shuppan Kabushikigaisha(1995))。已经开发出许多有效的活性聚合催化剂，从“所产生的聚合物分子数目对应于所用聚合催化剂分子数目”观点来看，在大多数情况下从一分子聚合催化剂只获得一个聚合物分子，也就是说观察到了符合化学计量的聚合。这种化学计量活性聚合需要一个聚合催化剂分子来产生一个聚合物分子，从工业实际应用来看这并不是经济而有效的生产方法。另一方面，在通过一分子聚合催化剂产生多个聚合物分子的催化活性聚合中，通过极大地降低残留在所产生聚合物中的催化剂组分浓度可以避免或简化分离催化剂的复杂过程并可将对聚合物性质的不利影响控制到最小。而且，从降低环境负荷和催化剂成本来看，该方法是一种实用的方法。实际上，已经使用的极性不饱和化合物的聚合催化剂体系由极少量的自由基产生剂(其指本文所述的催化剂)和大量链转移剂构成。尽管所述聚合并不象活性聚合那样进行，但所述聚合非常有效地产生可与来自一个自由基分子的链转移剂的分子数目相比的聚合物分子数。已知的极性不饱和化合物的催化活性聚合的例子有①使用作为催化剂的碱金属醇盐和作为链转移剂的醇进行的甲基丙烯酸酯的聚合(S.N.Lewis等人，Progress in Organic Coating，12，1-26(1984))和②使用作为催化剂的季铵盐或路易斯酸和作为链转移剂的甲硅烷基乙烯酮缩醇(silyl ketene ketal)进行的甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯的聚合(O.W.Webster等人，J.Am.Chem.Soc.，105，5703(1983)或Shin KoubunshiJikkengaku 2卷“Shin Koubunshi no gousei·Hannou(1)-Fukakeikoubunshi no Gousei-”365-386页，Kyouritu Shuppan Kabushikigaisha(1995))。但是，虽然方法①是一种生产平均分子量为500-3000的低聚物的良好聚合方法，但是它不能通过精确控制其分子量和分子量分布生产平均分子量为3000或以上的低聚物或(共)聚合物。此外，由于该方法使用醇作为链转移剂和聚合溶剂，酯基转移与聚合同时进行。由此，该方法存在着不能应用到酯基转移引起问题的单体上的缺点。方法②还没有付诸实际使用，因为甲硅烷基乙烯酮缩醇价格昂贵并不稳定，由此在生产方法中存在一些问题。作为利用由本专利技术方法获得的(共)聚合物的性质的一项重要应用来说，有粉末涂料和与其相关先有技术，其将在下面解释溶剂型涂料一直用来涂布物体，并且已经开发和使用了满足各种要求的溶剂型涂料以便用于需要严格质量要求的汽车领域。近来在涂料
，已经就地方或全球环境保护、正进行的健康和安全的环境改善、防火放爆和资源保护方面考虑而希望从溶剂型涂料转向粉末涂料。从历史和社会的要求来看，因为对粉末涂料的高功性能和多样性的期待已经提高，已经要求粉末涂料具有比溶剂型涂料高的漆膜性能(例如耐天候性、耐酸雨性和耐刮性)。但是，尽管对漆膜性能有这样的严格要求，满足这些要求的粉末涂料未必已投放市场。常规类型的粉末涂料的具体例子有环氧树脂和聚酯树脂粉末涂料。然而，这些涂料不仅具有耐天候性问题，而且还有耐酸雨性(近来已经成为具体问题)问题，由此在涂布汽车车体领域这些问题均是严重问题。为了消除这些缺点，在JP-B-48-38617中提出了丙烯酸类粉末涂料，并且在耐天候性方面已经实现了显著的改善。从那以来，已经对丙烯酸类粉末涂料进行了许多研究，但是这些丙烯酸类粉末涂料没有十分令人满意的外观性能、物理性能、化学性能、存贮性能，特别是同时具有表面平整性和抗结块性。降低熔体粘度对于改善表面平整性是最有效的，但是要降低熔体粘度必须降低玻璃化转变温度，由该方法不能同时满足表面平整性和抗结块性要求。为了同时提供表面平整性和抗结块性，提出了使用具窄分子量分布的丙烯酸类(共)聚合物的热固性粉末涂料组合物(WO96/03464)。通过缩窄分子量分布肯定可以同时具有表面平整性和抗结块性。但是，根据被描述为所用丙烯酸类(共)聚合物制备方法的一个例子的活性聚合方法，由于再涂性(在重新涂漆和维护时与表面涂料的粘合性能)不足，所述粉末涂料(特别是作为表面涂料)并没有显示出足够的有效性。作为另一个制备的例子，显示出通过分馏自由基聚合方法获得的丙烯酸类(共)聚合物得到了具有规定分子量分布的丙烯酸类(共)聚合物。但是，在该方法中作为目标获得的(共)聚合物的比例低并且需要分馏处理，所以该方法费用高并且不实用。为了缩窄丙烯酸类(共)聚合物的分子量分布已经进行了许多活性聚合方法的研究，但是因为所生产的丙烯酸类(共)聚合物的着色、臭味和高费用，迄今还没有制备丙烯酸类(共)聚合物的方法和能很好地应用于涂布汽车车体和运载工具如汽车的部件的热固性粉末涂料，特别是表面涂料。本专利技术的目的是提供一种当(共)聚合物通过极性不饱和化合物的聚合生产时，通过极性不饱和化合物的催化活性聚经济并有效生产活性(共)聚合物的方法。本专利技术的另一目的是提供解决了上述问题而具有存贮稳定性、外观性能、物理性能、和化学性能的热固性粉末涂料组合物(例如丙烯酸类热固性粉末涂料组合物)；特别是提供适合应用于汽车车体和运载工具如汽车的部件(铝轮、挡风玻璃刮水器、支柱、门拉手、挡泥板、发动机罩、扰流板、稳定器和前护栅)的热固性粉末涂料组合物(如丙烯酸类热固性粉末涂料组合物)，尤其是表面涂料。本专利技术公开为达到上述目的，本专利技术人进行了广泛而深入的研究，结果发现了一种聚合极性不饱和化合物的方法，从而完成了本专利技术。所述方法是在羟基羰基化合物(在同一分子中至少同时具有醇羟基和羰基)存在下通过使用有机含氧盐化合物作为催化剂进行的。所述聚合具有化学计量或催化活性聚合的特性，并且不仅可以精确控制所生成(共)聚合物的平均分子量还可控制(共)聚合物的分子数。也就是说，本专利技术是一种制备活性聚合的(共)聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备活性聚合的（共）聚合物的方法，该方法包括在同一分子中至少同时具有醇羟基和羰基的羟基羰基化合物的存在下使用有机含氧盐化合物作为催化剂聚合极性不饱和化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：升忠仁，船木克彦，柴原敦，铃木诚，水谷一美，城山裕美，原烈，林贵臣，清野真二，藤吉节子，坂山裕之，沟口光幸，松本刚，广濑义治，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]