具体实施方式

本申请的发明人反复进行了认真研究，结果发现，下述通式(I)所表示的具有烯酮甲硅烷基缩醛结构的有机硅可适宜得用作能够通过基团转移聚合而合成(甲基)丙烯酸接枝有机硅的高分子聚合引发剂，从而完成了本发明。

即，本发明为下述通式(I)所表示的高分子聚合引发剂。

M¹ _aM² _bD¹ _cD² _dT¹ _eT² _fQ_g (I)

M¹＝R¹ ₃SiO_1/2

M²＝R¹ ₂R²SiO_1/2

D¹＝R¹ ₂SiO_2/2

D²＝R¹R²SiO_2/2

T¹＝R¹SiO_3/2

T²＝R²SiO_3/2

Q＝SiO_4/2

在所述通式(I)中，R¹各自独立地为氢原子、取代或未取代的碳原子数为1～10的烷基、或者取代或未取代的碳原子数为6～22的芳基。R²为下述通式(II)所表示的具有烯酮甲硅烷基缩醛结构的基团。a、b、c、d、e、f、g为0或正整数，其中，b+d+f≥1，所述通式(I)所表示的聚合引发剂的数均分子量为1,000～1,000,000g/mol。所述M¹、M²、D¹、D²、T¹、T²、Q所表示的各硅氧烷单元的键合顺序为任意。

[化学式3]

在所述通式(II)中，A为单键或2价有机基团，R³各自独立地为氢原子、或者取代或未取代的碳原子数为1～4的烷基，R⁴各自独立地为取代或未取代的碳原子数为1～4的烷基。

本发明的高分子聚合引发剂由上述通式(I)表示，其特征在于，R²具有烯酮甲硅烷基缩醛结构。由于烯酮甲硅烷基缩醛结构作为基团转移聚合的引发剂而发挥作用，因此能够作为基团转移聚合的高分子聚合引发剂使用。

在上述通式(I)中，R¹各自独立地为氢原子、取代或未取代的碳原子数为1～10的烷基、或者取代或未取代的碳原子数为6～22的芳基，优选为碳原子数为1～4的烷基或碳原子数为6～14的芳基，进一步优选为甲基或苯基。R²为上述通式(II)所表示的具有烯酮甲硅烷基缩醛结构的基团。

在上述通式(I)中，M¹、M²、D¹、D²、T¹、T²、Q所表示的重复单元的键合顺序为任意，各个重复单元所构成的排列可以为不规则排列，也可以为规则排列。a、b、c、d、e、f、g为0或正整数，上述通式(I)所表示的聚合引发剂的数均分子量为1,000～1,000,000g/mol，更优选数均分子量为1,000～100,000g/mol，进一步优选数均分子量为2,000～20,000g/mol。b+d+f≥1，优选为1～5000，进一步优选为1～500。另外，在本发明中，数均分子量为GPC(凝胶渗透色谱)分析的聚苯乙烯换算值(以下，数均分子量表示同样的换算值)。在b、d、f不满足上述条件时，通式(I)的高分子聚合引发剂在分子内不具有R²，不进行聚合。此外，若高分子聚合引发剂的数均分子量在上述范围外，则聚合的反应性变差。

在上述通式(II)中，A为单键或2价有机基团，优选为碳原子数为1～10的亚烷基、或者可含有选自-O-、-S-及NR-(R为碳原子数为1～20的1价烃基)的一种以上的、取代或未取代的碳原子数为1～20的2价烃基(其中，氧原子、硫原子及氮原子互不相邻)，进一步优选为碳原子数为0～6的亚烷基。R³各自独立地为氢原子、或者取代或未取代的碳原子数为1～4的烷基，优选为碳原子数为1～3的烷基，进一步优选为甲基。R⁴各自独立地为取代或未取代的碳原子数为1～4的烷基，优选为碳原子数为1～2的烷基，进一步优选为甲基。

本发明的高分子聚合引发剂可通过下述方式得到：通过氢化硅烷化反应，将下述通式(III)所表示的化合物加成在下述通式(IV)所表示的氢硅氧烷上。

以下，对制备本发明的高分子聚合引发剂的方法进行详细说明。该制备方法包含通过氢化硅烷化反应，将下述通式(III)所表示的化合物加成在下述通式(IV)所表示的氢硅氧烷上，从而得到上述高分子聚合引发剂的工序。

[化学式4]

M³ _hD³ _iT³ _jQ_k (IV)

M³＝R⁵ ₃SiO_1/2

D³＝R⁵ ₂SiO_2/2

T³＝R⁵SiO_3/2

Q＝SiO_4/2

R⁵各自独立地为氢原子、或者取代或未取代的碳原子数为1～10的烷基、或者取代或未取代的碳原子数为6～22的芳基，至少一个为氢原子。h、i、j、k为0或正整数，其中，h+i+j≥1，所述通式(IV)所表示的氢硅氧烷的数均分子量为500～900,000g/mol。所述M³、D³、T³、Q所表示的各硅氧烷单元的键合顺序为任意。

在上述通式(III)中，A如上所述，为单键或2价有机基团，优选为碳原子数为0～10的亚烷基、或者可含有选自-O-、-S-及NR-(R为碳原子数为1～20的1价烃基)的一种以上的、取代或未取代的碳原子数为1～20的2价烃基(其中，氧原子、硫原子及氮原子互不相邻)，进一步优选为碳原子数为0～6的亚烷基。R³相互独立地为氢原子、或者取代或未取代的碳原子数为1～4的烷基，优选为碳原子数为1～3的烷基，进一步优选为甲基。R⁴相互独立地为取代或未取代的碳原子数为1～4的烷基，优选为碳原子数为1～2的烷基，进一步优选为甲基。

作为通式(III)所表示的化合物，例如可列举出下述结构的化合物，但不限于此。

[化学式5]

在上述通式(IV)中，R⁵各自独立地为氢原子、或者取代或未取代的碳原子数为1～10的烷基、或者取代或未取代的碳原子数为6～22的芳基，优选为碳原子数为1～6的烷基。其中，至少一个为氢原子。h、i、j、k为0或正整数，上述通式(IV)所表示的氢硅氧烷的数均分子量为500～900,000g/mol，进一步优选为1,000～100,000g/mol，特别优选为2,000～20,000g/mol。当所有的R⁵均不为氢原子时，所制备的化合物无法进行聚合。此外，若通式(IV)的氢硅氧烷的数均分子量在上述范围外，则所制备的高分子聚合引发剂的反应性变差。

加成反应可在催化剂下进行，可使用公知的加成反应催化剂。例如可列举出具有铂、钯、铑、钌、金、镍等的金属催化剂。特别优选具有铂、钯或铑的催化剂。进一步优选具有铂的催化剂，更详细而言，可使用PtCl₄、H₂PtCl₆·6H₂O、Pt-醚络合物、Pt-烯烃络合物、PdCl₂(PPh₃)₂、PdCl₂(PhCN)₂、RhCl₂(PPh₃)₃(所述式中，Ph为苯基)。催化剂可以为单独一种，也可以为两种以上的混合物。可根据需要，用醇类、芳香族类、烃类、酮类或碱性溶剂等溶剂对催化剂进行稀释而使用。特别是1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基二硅氧烷与氯铂酸的碳酸氢钠中和物的络合物(卡斯特(Karstedt)催化剂)最适合作为加成反应催化剂。

催化剂的量只需为催化量即可。催化量为使上述加成反应进行的充分的量。相对于氢硅氧烷100质量份，以上述金属催化剂的主金属换算量计，所述催化剂的量为0.02质量份以下，优选为0.0001～0.02质量份，特别优选为0.0003～0.005质量份。催化剂可在反应开始时添加，也可在反应过程中分数次添加。本发明的制备方法即使为低催化剂量也能够充分地进行反应。然而，若催化剂的量过少，则反应速度变慢，因此优选设为上述下限值以上。此外，即使催化剂的量过多，反应速率也不会显著提高、不经济，因而不优选。

通式(III)所表示的化合物的量没有特别限制，通常，相对于氢硅氧烷所具有的1个氢硅烷基，通式(III)所表示的化合物所具有的烯基的总个数为0.1～10个，优选为0.5～2个。

加成反应可以无溶剂，也可根据需要使用有机溶剂。有机溶剂例如可使用甲苯、二甲苯、苯等芳香族烃溶剂、己烷、环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷等脂肪族烃溶剂、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳等氯类溶剂、四氢呋喃(THF)、二乙醚等醚类溶剂、丙酮、甲基乙基酮等酮类溶剂、二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈等。特别是甲苯这样的芳香族烃最为适合。

加成反应温度为20～250℃，优选为40～180℃，特别优选为80～120℃。反应时间为20小时以内，优选为12小时以内，特别优选为8小时以内。

本发明的高分子聚合引发剂可通过基团转移聚合制备(甲基)丙烯酸接枝有机硅。与通过自由基聚合进行合成的情况不同，通过本发明的高分子聚合引发剂制备的(甲基)丙烯酸接枝有机硅中副产物的聚合物少，因此可用于例如化妆品、纤维处理剂、防水剂、防油剂、脱模剂、涂料添加剂中。

实施例

以下示出实施例及比较例，对本发明进行更详细的说明，但本发明不受下述实施例限定。下述的¹H NMR分析通过使用ECX-500II(JEOL Ltd.制造)，将氘代氯仿用作测定溶剂而进行实施。

另外，本发明中提及的数均分子量是指，通过在下述条件下测定的GPC得到的、将聚苯乙烯作为标准物质的数均分子量。

[测定条件]

展开溶剂：四氢呋喃(THF)

流量：0.6mL/分钟

检测器：示差折射率检测器(RI)

色谱柱：TSK Guardcolumn SuperH-L

TSKgel SuperH4000(6.0mmI.D.×15cm×1)

TSKgel SuperH3000(6.0mmI.D.×15cm×1)

TSKgel SuperH2000(6.0mmI.D.×15cm×2)

(均为TOSOH CORPORATION制造)

柱温：40℃

试样注入量：50μL(浓度为0.5重量％的THF溶液)

此外，M^Me、M^H、D^Me、D^Ph、D^H、T^Me、Q表示硅氧烷单元，各硅氧烷单元表示以下的结构。

M^Me＝Me₃SiO_1/2

M^H＝Me₂HSiO_1/2

D^Me＝Me₂SiO_2/2

D^Ph＝Ph₂SiO_2/2

D^H＝MeHSiO_2/2

T^Me＝MeSiO_3/2

Q＝SiO_4/2

其中，Me表示甲基，Ph表示苯基。

[实施例1]

向安装有温度计与冷凝管的三口烧瓶中加入100质量份的平均组成以M^Me ₂D^Me ₁₀₃D^H ₃₀表示的氢硅氧烷(数均分子量为7,780g/mol)、85.1质量份的下述式(1)所表示的化合物，溶于100质量份的甲苯中。通过油浴将溶液的温度升温至100℃，滴加0.0333质量份的氯铂酸碳酸氢钠中和物-乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液(铂含量为0.5wt％)。在滴加后，将溶液的温度保持在100℃，搅拌6小时。然后，以120℃、10mmHg去除溶剂，得到目标物(数均分子量为16,850g/mol)。图1为实施例1中的氢硅氧烷与式(1)所表示的化合物反应后的¹H NMR谱图的整体图。通过¹H NMR对得到的产物进行分析，确认到来自氢硅烷基的峰消失，在¹H化学位移的0.2ppm、0.5ppm、1.4-1.6ppm及3.7ppm附近具有来自烯酮甲硅烷基缩醛结构的峰。

[化学式6]

[实施例2]

向安装有温度计与冷凝管的三口烧瓶中加入100质量份的平均组成以M^Me ₂D^Me ₁₂₃D^H ₁₀表示的氢硅氧烷(数均分子量为6,490g/mol)、28.4质量份的上述式(1)所表示的化合物，溶于100质量份的甲苯中。通过油浴将溶液的温度升温至100℃，滴加0.0333质量份的氯铂酸碳酸氢钠中和物-乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液(铂含量为0.5wt％)。在滴加后，将溶液的温度保持在100℃，搅拌6小时。然后，以120℃、10mmHg去除溶剂，得到目标物(数均分子量为13,110g/mol)。通过¹H NMR对得到的产物进行分析，确认到来自氢硅烷基的峰消失，具有来自烯酮甲硅烷基缩醛结构的峰。

[实施例3]

向安装有温度计与冷凝管的三口烧瓶中加入100质量份的平均组成以M^Me ₂D^Me ₁₁₃D^H ₂₀表示的氢硅氧烷(数均分子量为7,740g/mol)、55.6质量份的上述式(1)所表示的化合物，溶于100质量份的甲苯中。通过油浴将溶液的温度升温至100℃，滴加0.0333质量份的氯铂酸碳酸氢钠中和物-乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液(铂含量为0.5wt％)。在滴加后，将溶液的温度保持在100℃，搅拌6小时。然后，以120℃、10mmHg去除溶剂，得到目标物(数均分子量为14,960g/mol)。通过¹H NMR对得到的产物进行分析，确认到来自氢硅烷基的峰消失，具有来自烯酮甲硅烷基缩醛结构的峰。

[实施例4]

向安装有温度计与冷凝管的三口烧瓶中加入100质量份的平均组成以M^Me ₂D^Me ₁₀D^H ₅表示的氢硅氧烷(数均分子量为1,080g/mol)、120质量份的上述式(1)所表示的化合物，溶于100质量份的甲苯中。通过油浴将溶液的温度升温至100℃，滴加0.0333质量份的氯铂酸碳酸氢钠中和物-乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液(铂含量为0.5wt％)。在滴加后，将溶液的温度保持在100℃，搅拌6小时。然后，以120℃、10mmHg去除溶剂，得到目标物(数均分子量为2,850g/mol)。通过¹H NMR对得到的产物进行分析，确认到来自氢硅烷基的峰消失，具有来自烯酮甲硅烷基缩醛结构的峰。

[实施例5]

向安装有温度计与冷凝管的三口烧瓶中加入100质量份的平均组成以M^H ₂D^Me ₄₀表示的氢硅氧烷(数均分子量为2,950g/mol)、16.9质量份的上述式(1)所表示的化合物，溶于100质量份的甲苯中。通过油浴将溶液的温度升温至100℃，滴加0.0333质量份的氯铂酸碳酸氢钠中和物-乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液(铂含量为0.5wt％)。在滴加后，将溶液的温度保持在100℃，搅拌6小时。然后，以120℃、10mmHg去除溶剂，得到目标物(数均分子量为3,920g/mol)。通过¹H NMR对得到的产物进行分析，确认到来自氢硅烷基的峰消失，具有来自烯酮甲硅烷基缩醛结构的峰。

[实施例6]

向安装有温度计与冷凝管的三口烧瓶中加入100质量份的平均组成以M^Me ₂D^Ph ₉D^H ₄₃表示的氢硅氧烷(数均分子量为4,220g/mol)、154质量份的上述式(1)所表示的化合物，溶于100质量份的甲苯中。通过油浴将溶液的温度升温至100℃，滴加0.0333质量份的氯铂酸碳酸氢钠中和物-乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液(铂含量为0.5wt％)。在滴加后，将溶液的温度保持在100℃，搅拌6小时。然后，以120℃、10mmHg去除溶剂，得到目标物(数均分子量为14,500g/mol)。通过¹H NMR对得到的产物进行分析，确认到来自氢硅烷基的峰消失，具有来自烯酮甲硅烷基缩醛结构的峰。

[实施例7]

向安装有温度计与冷凝管的三口烧瓶中加入100质量份的平均组成以M^Me ₆D^Me ₁₁₃D^H ₂₀T^Me ₄表示的氢硅氧烷(数均分子量为9,850g/mol)、28.4质量份的上述式(1)所表示的化合物，溶于100质量份的甲苯中。通过油浴将溶液的温度升温至100℃，滴加0.0333质量份的氯铂酸碳酸氢钠中和物-乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液(铂含量为0.5wt％)。在滴加后，将溶液的温度保持在100℃，搅拌6小时。然后，以120℃、10mmHg去除溶剂，得到目标物(数均分子量为15,230g/mol)。通过¹H NMR对得到的产物进行分析，确认到来自氢硅烷基的峰消失，具有来自烯酮甲硅烷基缩醛结构的峰。

[实施例8]

向安装有温度计与冷凝管的三口烧瓶中加入100质量份的平均组成以M^Me ₁₀₀M^H ₂₀Q₆₀表示的氢硅氧烷(数均分子量为7,720g/mol)、39.9质量份的上述式(1)所表示的化合物，溶于100质量份的甲苯中。通过油浴将溶液的温度升温至100℃，滴加0.0333质量份的氯铂酸碳酸氢钠中和物-乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液(铂含量为0.5wt％)。在滴加后，将溶液的温度保持在100℃，搅拌6小时。然后，以120℃、10mmHg去除溶剂，得到目标物(数均分子量为10,210g/mol)。通过¹H NMR对得到的产物进行分析，确认到来自氢硅烷基的峰消失，具有来自烯酮甲硅烷基缩醛结构的峰。

通过以上方式，确认到得到了本发明的高分子聚合引发剂。

另外，本发明不受上述实施方案限定。上述实施方案为例示，具有与本发明的权利要求书中记载的技术构思实质相同的构成、并起到相同作用效果的技术方案均包含在本发明的保护范围内。