聚轮烷、水系聚轮烷分散组合物、聚轮烷与聚合物的交联体以及它们的制造方法技术

本发明专利技术提供具有疏水性且在加工工序中能够使用水系溶剂的聚轮烷、具有该聚轮烷的水系组合物、具有该聚轮烷而成的交联体等。本发明专利技术提供一种聚轮烷，所述聚轮烷是通过在环状分子的开口部被直链状分子以穿串状包接而成的准聚轮烷的两端配置用于防止环状分子脱离的封端基而形成的，环状分子具有下述式Ｉ所示的基团、下述式ＩＩ所示的基团以及下述式ＩＩＩ所示的基团。其中，Ｍ表示例如源自ε－己内酯的开环聚合的基团等，Ａ表示羟基等，Ｂ表示－ＣＯＯＨ基等，Ｃ表示Ａ和／或Ｂ。－Ｍ－Ａ式Ｉ；－Ｍ－Ｂ式ＩＩ；以及－Ｃ式ＩＩＩ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及环状分子具有特定的3个基团的聚轮烷、使用该聚轮烷得到的水系聚 轮烷分散组合物及具有该聚轮烷与聚合物的交联体的材料、以及这些聚轮烷、组合物、交联 体及材料的制造方法。
技术介绍
对于通过在环状分子的开口部被直链状分子以穿串状包接而成的准聚轮烷的两 端配置用于防止环状分子脱离的封端基而形成的聚轮烷，其环状分子可以在直链状分子上 相对移动，由此带来的特性而期待它的各种应用。例如，专利文献1提供聚轮烷，所述聚轮烷使用α -环糊精作为环状分子，并用疏 水性修饰基团修饰该α-环糊精的一部分或全部羟基。具体而言，专利文献1在其实施例 中公开了使用聚己内酯作为疏水性修饰基团。此外，专利文献2公开了交联聚轮烷，所述交联聚轮烷利用非离子性基团修饰作 为环状分子的α -环糊精的羟基，由此来提高对水的溶解性。进而，专利文献3公开了含有聚轮烷的涂膜修补用蜡，具体而言，公开了使用亲油 性聚轮烷作为溶剂系涂料，使用亲水性聚轮烷作为水系涂料。更具体而言，专利文献3在 其实施例中公开了，使硬脂酸改性的聚乙二醇与六亚甲基二异氰酸酯反应得到具有异氰酸 酯末端的硬脂酸改性聚乙二醇，并使该硬脂酸改性聚乙二醇与作为聚轮烷的环状分子的 α -环糊精的羟基反应，将由此得到的物质作为涂膜修补用蜡的添加剂使用。另一方面，从对地球环境的负荷低、安全、卫生等观点考虑，在各种功能性材料中， 有机溶剂逐渐被水系溶剂所代替。在这里，如上所述，对于期待各种应用的聚轮烷，也要求 可以在水和/或有机溶剂中溶解的聚轮烷，专利文献2等中已经对其进行了开发。专利文献1 :W02007-026578专利文献2 :W02005-080469。专利文献3 日本特开2007-106866。
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，例如在作为家庭用品、电器制品、金属表面的涂料；汽车、汽车内饰部件的涂 装；电器制品、机械部件等的粘合剂、粘接剂等材料使用时，要求疏水性聚轮烷，并且要求在 加工工序中能够使用水系溶剂的聚轮烷，但这样的聚轮烷还没有被开发。尤其是下述这样的聚轮烷还没有开发环状分子具有较长链的疏水性修饰基团、 通过赋予部分亲水性基团而能够良好地分散到水系溶剂中的聚轮烷。因此，本专利技术的目的在于，提供具有疏水性且在加工工序中能够使用水系溶剂的 聚轮焼。此外，本专利技术的目的还在于，在上述目的的基础上，或者除了上述目的以外，提供 环状分子具有较长链的疏水性修饰基团、通过赋予部分亲水性基团而能够良好地分散到水 系溶剂中的聚轮烷。进而，本专利技术的目的在于，在上述目的的基础上，或者除了上述目的以外，提供具 有上述聚轮烷的水系分散组合物。此外，本专利技术的目的还在于，在上述目的的基础上，或者除了上述目的以外，提供 具有上述聚轮烷的材料；上述聚轮烷与其它聚合物的交联体；以及具有该交联体的材料。进而，本专利技术的目的还在于，在上述目的的基础上，或者除了上述目的以外，提供 上述聚轮烷的制法、上述水系分散组合物的制法、上述交联体的制法、上述材料的制法。用于解决问题的方案本专利技术人等发现了以下专利技术。<1> 一种聚轮烷，所述聚轮烷是通过在环状分子的开口部被直链状分子以穿串状 包接而成的准聚轮烷的两端配置用于防止环状分子脱离的封端基而形成的，环状分子具有 下述式I所示的基团、下述式II所示的基团以及下述式III所示的基团，-M-A式 I;-M-B 式 II;以及，-C 式 III ；式中，M为下述式IV或V所示的结构(式中，Q为碳数1 8的直链状亚烷基或亚链 烯基、碳数3 20的支链状亚烷基或亚链烯基、所述亚烷基或亚链烯基的一部分被-0-键 或-NH-键取代而成的亚烷基、或者所述亚烷基的一部分氢被选自由羟基、羧基、酰基、苯 基、卤素原子以及烯烃基组成的组的至少一种取代而成的亚烷基，nl和n2各自独立地为 1 200)，A为-OX1或-ΝΧ2Χ3(式中，X1、X2及X3各自独立地为选自由氢和下述式X-I Χ-7 (式中，R1^ R2> R4及&各自独立地为碳数1 12的直链状烷基、或碳数3 12的支链 状烷基或脂环式烷基，R6a>R6b及&。各自独立地为氢、碳数1 12的直链状烷基或碳数3 12的支链状烷基(R6a &。的至少一个为烷基)，R3为从碳数1 12的直链状烷基或碳数 3 12的支链状烷基中去除了 3个氢原子的取代基，Y1 Y3中的至少一个为选自由羟基、 NH2基或SH基组成的组中的基团，其余的^ 乙为氢原子，艮为光反应性基团))组成的 组中的基团；B 表示具有选自由-(OCH2CH2)ml0H(式中，ml 表示 1 200)、- (NHCH2CH2)m2NH2 (式 中，m2表示1 200)、-C00X4、-S03X5、-P04X6(式中，X4 X6各自独立地选自由氢原子、Li、 Na,K,NR8R9R10Rn (R8 R11各自独立地选自由氢原子、碳数1 12的直链状烷基或碳数3 12的支链状烷基组成的组)以及吡啶鐺盐基组成的组)、以及式VI-I或式VI-2所示的吡 啶环衍生基团(式VI-I或VI-2中，*号表示吡啶环所键合的位置为2 6位的任意位置， 式VI-2中，疒表示选自由Cl_、Br—及Γ组成的组的离子种)组成的组中的基团的残基；C为上述的A和/或B所示的基团。[化学式1]本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚轮烷，所述聚轮烷是通过在环状分子的开口部被直链状分子以穿串状包接而成的准聚轮烷的两端配置用于防止所述环状分子脱离的封端基而形成的，所述环状分子具有下述式Ⅰ所示的基团、下述式ⅠＩ所示的基团以及下述式Ⅲ所示的基团，　　－Ｍ－Ａ式Ⅰ；　　－Ｍ－Ｂ式Ⅱ；以及，　　－Ｃ　式Ⅲ；　　式中，Ｍ为下述式Ⅳ或Ｖ所示的结构，其中，在式Ⅳ或Ｖ中，Ｑ为碳数１～８的直链状亚烷基或亚链烯基、碳数３～２０的支链状亚烷基或亚链烯基、所述亚烷基或亚链烯基的一部分被－Ｏ－键或－ＮＨ－键取代而成的亚烷基、或者所述亚烷基的一部分氢被选自由羟基、羧基、酰基、苯基、卤素原子以及烯烃基组成的组的至少一种取代而成的亚烷基，ｎ　１和ｎ２各自独立地为１～２００，　　Ａ为－ＯＸ↑［１］或－ＮＸ↑［２］Ｘ↑［３］，其中，在式中，Ｘ↑［１］、Ｘ↑［２］及Ｘ↑［３］各自独立地为选自由氢和下述式Ｘ－１～Ｘ－７组成的组中的基团，式Ｘ－１～Ｘ－７中，Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［４］及Ｒ↓［５］各自独立地为碳数１～１２的直链状烷基、或碳数３～１２的支链状烷基或脂环式烷基，Ｒ↓［６ａ］、Ｒ↓［６ｂ］及Ｒ↓［６ｃ］各自独立地为氢、碳数１～１２的直链状烷基或碳数３～１２的支链状烷基，其中，Ｒ↓［６ａ］～Ｒ↓［６ｃ］的至少一个为烷基，Ｒ↓［３］为从碳数１～１２的直链状烷基或碳数３～１２的支链状烷基中去除了３个氢原子的取代基，Ｙ↓［１］～Ｙ↓［３］中的至少一个为选自由羟基、ＮＨ↓［２］基或ＳＨ基组成的组中的基团，其余的Ｙ↓［１］～Ｙ↓［３］为氢原子，Ｒ↓［７］为光反应性基团；　　Ｂ表示具有选自由－（ＯＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］）↓［ｍ１］ＯＨ、－（ＮＨＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］）↓［ｍ２］ＮＨ↓［２］、－ＣＯＯＸ↑［４］、－ＳＯ↓［３］Ｘ↑［５］、－ＰＯ↓［４］Ｘ↑［６］、以及式Ⅵ－１或式Ⅵ－２所示的吡啶环衍生基团组成的组中的基团的残基，式中，ｍ１表示１～２００，ｍ２表示１～２００，Ｘ↑［４］～Ｘ↑［６］各自独立地选自由氢原子、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＮＲ↓［８］Ｒ↓［９］Ｒ↓［１０］Ｒ↓［１１］以及吡啶鎓盐基组成的组，其中，Ｒ↓［８］～Ｒ↓［１１］各自独立地选自由氢原子、碳数１～１２的直链状烷基或碳数３～１２的支链状烷基组成的组，式Ⅵ－１或Ⅵ－２中，＊号表示吡啶环所键合的位置为２～６位的任意位置，式Ⅵ－２中，Ｘ↑［７－］表示选自由Ｃｌ↑［－］、Ｂｒ↑［－］及Ｉ↑［－］组成的组的离子种；...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-5-30 2008-1424281. 一种聚轮烷，所述聚轮烷是通过在环状分子的开口部被直链状分子以穿串状包接而 成的准聚轮烷的两端配置用于防止所述环状分子脱离的封端基而形成的，所述环状分子具 有下述式I所示的基团、下述式II所示的基团以及下述式III所示的基团， -M-A 式 I ； -M-B式II ；以及， -C 式 III;式中，M为下述式IV或V所示的结构，其中，在式IV或V中，Q为碳数1 8的直链状 亚烷基或亚链烯基、碳数3 20的支链状亚烷基或亚链烯基、所述亚烷基或亚链烯基的一 部分被-0-键或-NH-键取代而成的亚烷基、或者所述亚烷基的一部分氢被选自由羟基、羧 基、酰基、苯基、卤素原子以及烯烃基组成的组的至少一种取代而成的亚烷基，η 1和η2各 自独立地为1 200，A为-OX1或-NX2X3,其中，在式中，X1、X2及X3各自独立地为选自由氢和下述式X-I Χ-7组成的组中的基团，式X-I Χ-7中，礼、1 2、1 4及1 5各自独立地为碳数1 12的直链状 烷基、或碳数3 12的支链状烷基或脂环式烷基，R6a, R6b及R6。各自独立地为氢、碳数1 12的直链状烷基或碳数3 12的支链状烷基，其中，R6a R6。的至少一个为烷基，R3为从碳 数1 12的直链状烷基或碳数3 12的支链状烷基中去除了 3个氢原子的取代基，Y1 Y3中的至少一个为选自由羟基、NH2基或SH基组成的组中的基团，其余的Y1 Y3为氢原子， R7为光反应性基团；B 表示具有选自由-(OCH2CH2) ml0H、_ (NHCH2CH2)m2NH2、-C00X4、-S03X5、-P04X6、以及式 VI-1 或式VI-2所示的吡啶环衍生基团组成的组中的基团的残基，式中，ml表示1 200，m2表 示1 200，X4 X6各自独立地选自由氢原子、Li JaUR8Ii9RiciR11以及吡啶鐺盐基组成的 组，其中，& R11各自独立地选自由氢原子、碳数1 12的直链状烷基或碳数3 12的支 链状烷基组成的组，式VI-I或VI-2中，*号表示吡啶环所键合的位置为2 6位的任意位 置，式VI-2中，疒表示选自由Cl—、Br—及Γ组成的组的离子种； C为上述的A和/或B所示的基团。 [化学式1]2.根据权利要求1所述的聚轮烷，其中，所述A的X1是氢，或者X2和X3是氢。3.根据权利要求1或2所述的聚轮烷，其中，所述A为-0X1，所述B为具有-COOX4的残基。4.根据权利要求1 3的任一项所述的聚轮烷，其中，所述M为所述式IV所示的结构、 且源自内酯单体的开环聚合。5.根据权利要求1 3的任一项所述的聚轮烷，其中，所述M为所述式V所示的结构、 且源自内酰胺单体的开环聚合。6.一种水系聚轮烷分散组合物，其具有权利要求1 5的任一项所述的聚轮烷、以及 7jC，通过所述聚轮烷分散到所述水中而成。7.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述B选自由-C00X4、-SO3X5> _P04X6、以及式 VI-2所示的吡啶环衍生基团组成的组，X4 X6各自独立地选自由Li、Na、K、NR8R9R10R11以 及吡啶鐺盐基组成的组，其中，R8 R11各自独立地选自由氢原子、碳数1 12的直链状烧 基或碳数3 12的支链状烷基组成的组。8.根据权利要求6或7所述的组合物，其中，在IOOwt%所述组合物中，所述聚轮烷的 含量为5 95wt%。9.一种材料，其具有权利要求1 5的任一项所述的聚轮烷。10.一种材料，所述材料具有a)权利要求1 5的任一项所述的聚轮烷；以及，b)聚合物，所述材料由所述a)聚轮烷与所述b)聚合物通过共价键和/或离子键键合而成。11.根据权利要求10所述的材料，其中，所述b)聚合物是c)通过在环状分子的开口部 被直链状分子以穿串状包接而成的准聚轮烷的两端配置用于防止所述环状分子脱离的封 端基而形成的聚轮烷。12.根据权利要求10或11所述的材料，其中，所述b)聚合物是d)权利要求1 5的任一项所述的聚轮烷。13.一种材料，其具有a)权利要求1 5的任一项所述的聚轮烷；和/或， e)权利要求10 12的任一项所述的材料。14.一种制造聚轮烷的方法，其中，所述聚轮烷是通过在环状分子的开口部被直链状分 子以穿串状包接而成的准聚轮烷的两端配置用于防止所述环状分子脱离的封端基而形成 的，所述环状分子具有下述式I所示的基团、下述式II所示的基团以及下述式III所示的 基团，-M-A 式 I ； -M-B 式II;以及， -C 式 III;式中，M为下述式IV或V所示的结构，在式IV或V中，Q为碳数1 8的直链状亚烷 基或亚链烯基、碳数3 20的支链状亚烷基或亚链烯基、所述亚烷基或亚链烯基的一部分 被-0-键或-NH-键取代而成的亚烷基、或者所述亚烷基的一部分氢被选自由羟基、羧基、酰 基、苯基、卤素原子以及烯烃基组成的组的至少一种取代而成的亚烷基，nl和n2各自独立 地为1 200，A为-OX1或-NX2X3,式中，X1、X2及X3各自独立地为选自由氢和下述式X-I Χ-7组成 的组中的基团，式X-I Χ-7中，礼、1 2、1 4及1 5各自独立地为碳数1 12的直链状烷基、或 碳数3 12的支链状烷基或脂环式烷基，R6a> R6b及R6。各自独立地为氢、碳数1 12的直 链状烷基或碳数3 12的支链状烷基，其中，R6a R6。的至少一个为烷基，R3为从碳数1 12的直链状烷基或碳数3 12的支链状烷基中去除了 3个氢原子的取代基，Y1 Y3中的 至少一个为选自由羟基、NH2基或SH基组成的组中的基团，其余的Y1 Y3为氢原子，R7为 光反应性基团；B 表示具有选自由-(OCH2CH2) ml0H、_ (NHCH2CH2)m2NH2、-C00X4、-S03X5、-P04X6、以及式 VI-1 或式VI-2所示的吡啶环衍生基团组成的组中的基团的残基，式中，ml表示1 200，m2表 示1 200，X4 X6各自独立地选自由氢原子、Li JaUR8Ii9RiciR11以及吡啶鐺盐基组成的 组，其中，& R11各自独立地选自由氢原子、碳数1 12的直链状烷基或碳数3 12的支 链状烷基组成的组，式VI-I或VI-2中，*号表示吡啶环所键合的位置为2 6位的任意位 置，式VI-2中，疒表示选自由Cl—、Br—及Γ组成的组的离子种； C为上述的A和/或B所示的基团， [化学式2]15. 一种水系聚轮烷分散组合物的制造方法，其中，所述水系聚轮烷分散组合物具有聚 轮烷和水，通过该聚轮烷分散到该水中而成，所述聚轮烷是通过在环状分子的开口部被直链状分子以穿串状包接而成的准聚轮烧 的两端配置用于防止所述环状分子脱离的封端基而形成的，并且所述环状分子具有下述式 I所示的基团、下述式II所示的基团以及下述式III所示的基团，-M-A 式 I ；-M-B 式II;以及，-C 式 III;在上述式中，M为下述式IV或V所示的结构，在式IV或V中，Q为碳数1 8的直链状 亚烷基或亚链烯基、碳数3 20的支链状亚烷基或亚链烯基、所述亚烷基或亚链烯基的一 部分被-0-键或-NH-键取代而成的亚烷基、或者所述亚烷基的一部分氢被选自由羟基、羧 基、酰基、苯基、卤素原子以及烯烃基组成的组的至少一种取代而成的亚烷基，nl和n2各自 独立地为1 200，A为-OX1...

【专利技术属性】
技术研发人员：林佑树，涩谷麻里子，工藤成史，山中雅彦，
申请(专利权)人：高级软质材料株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]