JP7848585B2 - 末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体の製造方法、末端に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体の製造方法、末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体、及び末端に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体 - Google Patents
末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体の製造方法、末端に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体の製造方法、末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体、及び末端に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体Info
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また、特許文献2には、オキシアルキレン重合体が有する末端の水酸基を、金属アルコキシドに変換した後、3-クロロ-2-メチル-1-プロペン等のハロゲン化メチルプロペンを用いて末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体に変換し、さらにその炭素-炭素不飽和基を反応性ケイ素基に変換する方法が記載されている。
また、特許文献3には、末端に水酸基を有するオキシアルキレン重合体に、アルカリ金属塩を作用させた後、炭素-炭素不飽和結合を有するエポキシ化合物を反応させ、次いで炭素-炭素不飽和結合を有するハロゲン化炭化水素化合物を反応させて、炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体に変換し、さらにその炭素-炭素不飽和基を反応性ケイ素基に変換する方法が記載されている。
また、文献1及び文献3の方法では、炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体の末端に有するアリル基は、反応性ケイ素基に変換する際に、一定の割合で2重結合の転位が発生するため、これにより反応性ケイ素基の導入率が低下するという問題があった。
[1] 複合金属シアン化物錯体触媒の存在下、オキシアルキレン重合体(A)が有する水酸基と、脂環式エポキシ化合物(B)が有するエポキシ基とを反応させる、オキシアルキレン重合体(X)の製造方法であって、
前記オキシアルキレン重合体(A)は、少なくとも1つの末端に前記水酸基を有し、
前記脂環式エポキシ化合物(B)は、炭素-炭素不飽和基を有する置換基(a)(ただし、アリル基は除く)を有し、
前記オキシアルキレン重合体(X)は、末端に前記置換基(a)に由来する炭素-炭素不飽和基を有する、オキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
[2] 前記オキシアルキレン重合体(A)の数平均分子量が、2000~50000である、上記[1]に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
[3] 前記オキシアルキレン重合体(A)1分子あたりの平均水酸基数が、1~8である、上記[1]又は[2]に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
[4] 前記オキシアルキレン重合体(A)は、プロピレンオキシドに由来する構成単位を含む、上記[1]~[3]のいずれかに記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
[5] 前記オキシアルキレン重合体(A)は、さらにエチレンオキシドに由来する構成単位を含み、
前記オキシアルキレン重合体(A)を構成する全ての構成単位に対する前記エチレンオキシドに由来する構成単位の割合が、1~30質量%である、上記[4]に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
[6] 前記脂環式エポキシ化合物(B)の脂環式骨格は、環形成炭素数が3~12の単環構造又は多環構造である、上記[1]~[5]のいずれかに記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
[7] 前記脂環式エポキシ化合物(B)は、下記式(i)で表される化合物である、上記[1]~[6]のいずれかに記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
(式(i)中、
R1~R4から選ばれる1つは、前記置換基(a)を表し、
前記置換基(a)ではないR1~R4は、水素原子を表す。)
[8] 前記R2又はR3が、前記置換基(a)である、上記[7]に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
[9] 前記置換基(a)が、ビニル基、ビニルオキシ基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、及びプロパルギル基からなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記[1]~[8]のいずれかに記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
[10] 前記脂環式エポキシ化合物(B)が、1-ビニル-2,3-エポキシシクロヘキサン、1-ビニル-3,4-エポキシシクロヘキサン、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、及び3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタアクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記[1]~[9]のいずれかに記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
[11] 上記[1]~[10]のいずれかに記載の製造方法により得られたオキシアルキレン重合体(X)が末端に有する前記炭素-炭素不飽和基と、下記式(ii)で表される加水分解性基を有するヒドロシラン化合物(C)とを反応させるオキシアルキレン重合体(Y)の製造方法であって、
前記オキシアルキレン重合体(Y)は、末端に反応性ケイ素基を有する、オキシアルキレン重合体(Y)の製造方法。
-SiXnR3-n (ii)
(式(ii)中、
Xは加水分解性基又は水酸基を表し、
Rは炭素数1~20の一価の有機基を表し、
nは1~3の整数であり、
nが1の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、
nが2又は3の場合、複数のXは、同一でも異なっていてもよい。
ただし、Rは加水分解性基を除く。)
[12] 末端に下記式(1)で表される基を有する、末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体(X1)。
(式(1)中、
R1~R4から選ばれる1つは、炭素-炭素不飽和基を有する置換基(a)(ただし、アリル基は除く)を表し、
前記置換基(a)ではないR1~R4は、水素原子を表し、
*aは、前記オキシアルキレン重合体(X1)が有するオキシアルキレン鎖への結合位置を表す。)
[13] 末端に下記式(2)で表される基を有する、末端に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体(Y1)。
(式(2)中、
R5~R8から選ばれる1つは、下記式(iii)で表される基であり、
前記式(iii)で表される基ではないR5~R8は、水素原子を表し、
*bは、前記オキシアルキレン重合体(Y1)が有するオキシアルキレン鎖への結合位置を表す。
-R9-SiXnR3-n (iii)
(式(iii)中、
R9は、炭素-炭素不飽和基を有する置換基(a)(ただし、アリル基は除く)に由来するの2価の有機基を表し、
Xは加水分解性基又は水酸基を表し、
Rは炭素数1~20の一価の有機基を表し、
nは1~3の整数であり、
nが1の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、
nが2又は3の場合、複数のXは、同一でも異なっていてもよい。))
[14] 上記[7]又は[8]に記載の製造方法により得られたオキシアルキレン重合体(X)が末端に有する下記式(1)で表される基の水酸基を、アルカリ金属アルコキシドにより金属アルコキシドに変換した後、末端に不飽和結合を有する有機ハロゲン化合物を反応させて、炭素-炭素不飽基を有する置換基(b)に変換したオキシアルキレン重合体(X2)を得て、
前記オキシアルキレン重合体(X2)における前記置換基(a)が有する炭素-炭素不飽和基、及び前記置換基(b)が有する炭素-炭素不飽和基と、下記式(ii)で表される加水分解性基を有するヒドロシラン化合物(C)を反応させる、末端に反応性ケイ素基を2個有するオキシアルキレン重合体(Y2)の製造方法であって、
前記オキシアルキレン重合体(Y2)は、末端に反応性ケイ素基を2個有する、オキシアルキレン重合体(Y2)の製造方法。
(式(1)中、
R1~R4から選ばれる1つは、前記置換基(a)を表し、
前記置換基(a)ではないR1~R4は、水素原子を表し、
*aは、前記オキシアルキレン重合体(X)が有するオキシアルキレン鎖への結合位置を表す。)
-SiXnR3-n (ii)
(式(ii)中、
Xは加水分解性基又は水酸基を表し、
Rは炭素数1~20の一価の有機基を表し、
nは1~3の整数であり、
nが1の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、
nが2又は3の場合、複数のXは、同一でも異なっていてもよい。
ただし、Rは加水分解性基を除く。)
[15] 末端に下記式(3)で表される基を有する、末端に反応性ケイ素基を2個有するオキシアルキレン重合体(Y2)。
(式(3)中、
R5~R8から選ばれる1つは、下記式(iii)で表される基であり、
前記式(iii)で表される基ではないR5~R8は、水素原子を表し、
R10は、炭素-炭素不飽和基を有する置換基(b)に由来する2価の有機基を表し、
Xは加水分解性基又は水酸基を表し、
Rは炭素数1~20の一価の有機基を表し、
nは1~3の整数であり、
nが1の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、
nが2又は3の場合、複数のXは、同一でも異なっていてもよい。
ただし、Rは加水分解性基を除く。
*cは、前記オキシアルキレン重合体(Y2)が有するオキシアルキレン鎖への結合位置を表す。
-R9-SiXnR3-n (iii)
(式(iii)中、
R9は、炭素-炭素不飽和基を有する置換基(a)(ただし、アリル基は除く)に由来する2価の有機基を表し、
X、R及びnは式(3)で定義したとおりである。))
「水酸基価」は、JIS K1557-1:2007に準拠した測定により求められる。
「水酸基価換算分子量」は、56100/(水酸基価)×(開始剤の活性水素の数)の式から算出した値である。
「炭素-炭素不飽和基量」は、オキシアルキレン重合体が有する末端の水酸基に、炭素-炭素不飽和基を導入して得られた生成物中の炭素-炭素不飽和基量[mmol/g]を指し、1H-NMRの内部標準法から求められる。具体的には、後述する実施例に記載の方法により求められる。
「反応性ケイ素基導入率」は、オキシアルキレン重合体(X)の末端に有する炭素-炭素不飽和基が反応性ケイ素基に変換された割合であり、1H-NMRの内部標準法から求めた値を用いて算出される。具体的には、後述する実施例に記載の方法により求められる。
「プロペニル基量」は、オキシアルキレン重合体(X)、オキシアルキレン重合体(X1)又はオキシアルキレン重合体(X2)が末端に有する炭素-炭素不飽和基と、加水分解性基を有するヒドロシラン化合物(C)とを反応させて得られ、脱揮により未反応のヒドロシラン化合物(C)を留去した生成物中のプロペニル基の量[mmol/g]を指し、1H-NMRから求められる。具体的には、後述する実施例に記載の方法により求められる。
「プロペニル基率」は、オキシアルキレン重合体(X)、オキシアルキレン重合体(X1)又はオキシアルキレン重合体(X2)と、加水分解性基を有するヒドロシラン化合物(C)とを反応させて得られ、脱揮により未反応のヒドロシラン化合物(C)を留去した生成物中に残存しているプロペニル基の割合(末端に有する炭素-炭素不飽和基の総数に対する、プロペニル基の数の割合)[mol%]を指し、1H-NMRの内部標準法から求められる。具体的には、後述する実施例に記載の方法により求められる。
本発明のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法は、複合金属シアン化物錯体触媒の存在下、オキシアルキレン重合体(A)が有する水酸基と、脂環式エポキシ化合物(B)が有するエポキシ基とを反応させる製造方法であって、前記オキシアルキレン重合体(A)は、少なくとも1つの末端に前記水酸基を有し、前記脂環式エポキシ化合物(B)は、炭素-炭素不飽和基を有する置換基(a)(ただし、アリル基は除く)を有し、前記オキシアルキレン重合体(X)は、末端に前記置換基(a)に由来する炭素-炭素不飽和基を有する。
また、本発明の脂環式エポキシ化合物(B)用いてオキシアルキレン重合体(X)を製造した場合、反応性ケイ素基に変換する際に、末端に存在する炭素-炭素不飽和基は、2重結合の転位が生じないため、従来の末端にアリル型の炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体に比べ、反応性ケイ素基を高い導入率で導入できる。
末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体(X)は、末端に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体の前駆体として有用である。
オキシアルキレン重合体(A)は、末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体(X)の原料であり、少なくとも1つの末端に前記水酸基を有する。
オキシアルキレン重合体(A)は、アリル基を有しないことが好ましい。
オキシアルキレン重合体(A)としては、活性水素含有基を有する開始剤に、触媒存在下、アルキレンオキシドを開環重合させることにより得られる化合物が好ましい。
上記範囲内の平均水酸基数であれば、本発明の製造方法により、効率よく炭素-炭素不飽和基に変換し易い。
開始剤としては、例えば、アルコール、フェノール、カルボン酸、アミン等が挙げられ、好ましくは脂肪族アルコールである。また、オキシアルキレン重合体(A)よりも低分子量の水酸基を有するオキシアルキレン重合体を開始剤としてもよい。開始剤は、これらのうち、1種単独でも、2種以上を併用してもよい。
開始剤の脂肪族アルコールの炭素原子数は、好ましくは2~10、より好ましくは2~8、さらに好ましくは2~6である。
また、アルキレンオキシドは、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドを併用することも好ましい。すなわち、オキシアルキレン重合体(A)は、プロピレンオキシドに由来する構成単位を含み、さらにエチレンオキシドに由来する構成単位を含むことも好ましく、この場合、耐水性の観点から、オキシアルキレン重合体(A)を構成する全ての構成単位に対するエチレンオキシドに由来する構成単位の割合が、1~30質量%であることがより好ましい。
脂環式エポキシ化合物(B)は、炭素-炭素不飽和基を有する置換基(a)を有する。ただし、前記末端に炭素-炭素不飽和基を有する置換基(a)には、アリル基は含まれない。また、本発明において、脂環式エポキシ化合物(B)とは、脂環式骨格を構成する隣接する2つの炭素原子及び1つの酸素原子で構成されるエポキシ基を有するものである。
脂環式エポキシ化合物(B)が有する前記置換基(a)は、反応性ケイ素基を高い導入率で導入する観点から、好ましくはビニル基、ビニルオキシ基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、及びプロパルギル基であり、より好ましくはビニル基及び(メタ)アクリロイルオキシ基である。
脂環式骨格における環形成炭素数は、入手容易性等の観点から、好ましくは4~10、より好ましくは5~8、さらに好ましくは6である。
脂環式骨格は、入手容易性等の観点から、単環構造であることが好ましい。
脂環式骨格は、飽和であっても不飽和であってもよいが、好ましくは飽和環である。
反応性ケイ素基を高い導入率で導入する観点から、R2又はR3が、前記置換基(a)であることが好ましい。
前記置換基(a)は、反応性ケイ素基を高い導入率で導入する観点から、好ましくはビニル基、ビニルオキシ基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、及びプロパルギル基であり、より好ましくはビニル基及び(メタ)アクリロイルオキシ基である。
複合金属シアン化物錯体触媒は、上記アルキレンオキシドの開環重合に用いられる触媒と同様のものが挙げられる。複合金属シアン化物錯体触媒は、効率的に炭素-炭素不飽和基に変換する観点から、tert-ブタノールを配位子とする亜鉛のヘキサシアノコバルテート錯体が好ましい。
本発明の末端に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体(Y)の製造方法は、上記「末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体(X)の製造方法」により得られたオキシアルキレン重合体(X)が末端に有する前記炭素-炭素不飽和基と、下記式(ii)で表される加水分解性基を有するヒドロシラン化合物(C)を反応させる製造方法であって、前記オキシアルキレン重合体(Y)は、末端に反応性ケイ素基を有する。
-SiXnR3-n (ii)
式(ii)中、Xは加水分解性基又は水酸基を表し、Rは炭素数1~20の一価の有機基を表し、nは1~3の整数であり、nが1の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、nが2又は3の場合、複数のXは、同一でも異なっていてもよい。ただし、Rは加水分解性基を除く。
Rの炭化水素基としては、アルキル基、アリール基が好ましく、炭素数1~12のアルキル基がより好ましく、炭素数1~6のアルキル基がさらに好ましく炭素原子数1~3のアルキル基がよりさらに好ましい。
Rのハロゲン化炭化水素基としては、塩素原子又はフッ素原子を1個以上有するアルキル基が好ましく、該アルキル基の炭素原子数が、好ましくは1~12、より好ましくは1~6、さらに好ましくは1~3である。
触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、コバルト等の金属、これらの錯体等が挙げられる。これらのうち、反応効率等の観点から、塩化白金酸、白金-オレフィン錯体、白金-ビニルシロキサン錯体が好ましく、塩化白金酸、白金-ビニルシロキサン錯体がより好ましい。
本発明の末端に反応性ケイ素基を2個有するオキシアルキレン重合体(Y2)の製造方法は、脂環式エポキシ化合物(B)として、上記式(i)で表される化合物を用い、上述の製造方法により得られた末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体(X)が末端に有する下記式(1)で表される基の水酸基を、アルカリ金属アルコキシドにより金属アルコキシドに変換した後、末端に不飽和結合を有する有機ハロゲン化合物を反応させて、炭素-炭素不飽基を有する置換基(b)に変換したオキシアルキレン重合体(X2)を得て、前記オキシアルキレン重合体(X2)における前記置換基(a)が有する炭素-炭素不飽和基、及び前記置換基(b)が有する炭素-炭素不飽和基と、下記式(ii)で表される加水分解性基を有するヒドロシラン化合物(C)を反応させる製造方法であって、前記オキシアルキレン重合体(Y2)は、末端に反応性ケイ素基を2個有する。
式(ii)中、Xは加水分解性基又は水酸基を表し、Rは炭素数1~20の一価の有機基を表し、nは1~3の整数であり、nが1の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、nが2又は3の場合、複数のXは、同一でも異なっていてもよい。ただし、Rは加水分解性基を除く。
前記置換基(b)が有する「炭素-炭素不飽和基」の詳細は、前記置換基(a)が有する「炭素-炭素不飽和基」と同様であり、好ましい態様も同様である。
置換基(b)としては、例えば、ビニルオキシ基、アリルオキシ基、1-プロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシ基、1-ブテニルオキシ基、2-ブテニルオキシ基、3-ブテニルオキシ基、2-メチルアリルオキシ基、1-ペンテニルオキシ基、2-メチル-2-ブテニルオキシ基、1-ヘキセニルオキシ基、2-メチル-2-ペンテニルオキシ基等が挙げられる。これらのうち、製造容易性の観点から、アリルオキシ基が好ましい。
触媒としては、[オキシアルキレン重合体(Y)の製造方法]に記載のものが挙げられ、好ましい態様も同様である。
末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体(X1)は、末端に下記式(1)で表される基を有し、末端に炭素-炭素不飽和基を有するものである。そして、上述の製造方法により得られるものである。
末端に炭素-炭素不飽和基を有するオキシアルキレン重合体(X1)に反応性ケイ素基を高い導入率で導入する観点から、R2又はR3が、前記炭素-炭素不飽和基を有する置換基(a)であることが好ましい。
末端に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体(Y1)は、末端に下記式(2)で表される基を有し、末端に反応性ケイ素基を有するものである。そして、上述の製造方法により得られるものである。
-R9-SiXnR3-n (iii)
式(iii)中、R9は、炭素-炭素不飽和基を有する置換基(a)(ただし、アリル基は除く)に由来する2価の有機基を表し、Xは加水分解性基又は水酸基を表し、Rは炭素数1~20の一価の有機基を表し、nは1~3の整数であり、nが1の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、nが2又は3の場合、複数のXは、同一でも異なっていてもよい。
末端に反応性ケイ素基を2個有するオキシアルキレン重合体(Y2)は、末端に下記式(3)で表される基を有し、末端に反応性ケイ素基を2個有するものである。そして、上述の製造方法により得られるものである。
ただし、Rは加水分解性基を除く。
*cは、前記末端に反応性ケイ素基を2個有するオキシアルキレン重合体が有するオキシアルキレン鎖への結合位置を表す。
-R9-SiXnR3-n (iii)
式(iii)中、R9は、炭素-炭素不飽和基を有する置換基(a)(ただし、アリル基は除く)に由来する2価の有機基を表し、X、R及びnは式(3)で定義したとおりである。
式(iii)におけるR9の好ましい態様は、上記[末端に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体(Y1)]と同様である。
各例における各種物性値の測定方法は、以下のとおりである。
〔オキシアルキレン重合体(A)の水酸基価換算分子量〕
オキシアルキレン重合体(A)の水酸基価換算分子量(M)は、下記式(a)により算出した。
M=56100/(オキシアルキレン重合体(A)の水酸基価)×(開始剤の活性水素の数) (a)
式(a)において、水酸基価とはJIS K1557-1:2007のB法(電位差自動滴定法)に準拠して算出した値である。
オキシアルキレン重合体(A)の数平均分子量は、特開2012-111813号公報の段落[0086]に記載された方法と同様の方法で測定した。
オキシアルキレン重合体(A)の水分含有量は、JIS K1557-2:2007のB法に準拠して測定した。
下記例1~6で得られた生成物(オキシアルキレン重合体(X1-1)~(X1-4)、(X2-1)及び(X2-2)を含む生成物) 約900mg、p-ジニトロベンゼン 約25mg及び重クロロホルム約6gを撹拌混合した溶液試料の1H-NMRを測定し、p-ジニトロベンゼンによる内部標準法により、炭素-炭素不飽和基量を算出した。
下記例7~12で得られた生成物(オキシアルキレン重合体(Y1-1)~(Y1-4)、(Y2-1)及び(Y2-2)を含む生成物) 約900mg、p-ジニトロベンゼン 約25mg及び重クロロホルム約6gを撹拌混合した溶液試料の1H-NMRを測定し、p-ジニトロベンゼンによる内部標準法により、反応性ケイ素基量を算出した。
反応性ケイ素基導入率[%]は、下記式により算出した。
反応性ケイ素基導入率=(反応性ケイ素基量/炭素-炭素不飽和基量)×100 (b)
上記式(b)において、上記反応性ケイ素基量及び炭素-炭素不飽和基量は、〔反応性ケイ素基量〕及び〔炭素-炭素不飽和基量〕に記載の方法と同様の方法により得た。
プロペニル基量[mmol/g]は、上記〔反応性ケイ素基量〕と同様の方法により1H-NMR測定を行い、p-ジニトロベンゼンによる内部標準法により算出した。
プロペニル基率[mol%]は、上記炭素-炭素不飽和基量及びプロペニル基量から、下記式(c)により、算出した。
プロペニル基率=プロペニル基量÷炭素-炭素不飽和基量×100 (c)
反応器にポリオキシプロピレングリコール(オキシアルキレン重合体(A-1)、開始剤としてプロピレングリコール(1分子中の水酸基2)を使用し、配位子がt-ブタノールである亜鉛ヘキサシアノコバルテート錯体(以下、「TBA-DMC触媒」ともいう)の存在下、プロピレンオキシドを開環重合させて得られた重合体。水酸基価7.9mgKOH/g、水酸基価換算分子量14200、数平均分子量20400、TBA-DMC触媒含有量50質量ppm)を4000g仕込み、窒素置換した後、-0.1MPaGの減圧下、含有水分量が100質量ppm以下となるまで脱水処理した。
次いで、窒素を用いて、反応器内圧を常圧にした後、脂環式エポキシ化合物(B)として1-ビニル-3,4-エポキシシクロヘキサン(株式会社ダイセル製、商品名:セロキサイド2000)84.0 g(オキシアルキレン重合体(A-1)の水酸基1モルあたり1.20モル)を140℃で3.5時間かけて逐次添加した後、9時間反応させた後、140℃、-0.1MPaGで、1時間脱揮させ、未反応の脂環式エポキシ化合物を留去し、末端にビニル基を有するオキシアルキレン重合体(X1-1)を含む生成物を得た。
反応器にポリオキシプロピレンモノオール(オキシアルキレン重合体(A-2)、開始剤としてn-ブタノール(1分子中の水酸基1)を使用し、TBA-DMC触媒の存在下、プロピレンオキシドを開環重合させて得られた得られた重合体。水酸基価11.5mgKOH/g、水酸基価換算分子量4880、数平均分子量7731、TBA-DMC触媒含有量50質量ppm)を4000g仕込み、窒素置換した後、-0.1MPaGの減圧下、含有水分量が100質量ppm以下となるまで脱水処理した。
続いて、原料のオキシアルキレン重合体(A-1)に代えて、オキシアルキレン重合体(A-2)を用いたこと以外は、例1と同様にして、末端にビニル基を有するオキシアルキレン重合体(X1-2)を含む生成物を得た。
反応器にポリオキシプロピレングリコール(オキシアルキレン重合体(A-3)、開始剤としてソルビトール(1分子中の水酸基6)を使用し、TBA-DMC触媒の存在下、プロピレンオキシドを開環重合させて得られた得られた重合体。水酸基価8.2mgKOH/g、水酸基価換算分子量41050、数平均分子量34600、TBA-DMC触媒含有量100質量ppm)を4000g仕込み、窒素置換した後、-0.1MPaGの減圧下、含有水分量が100質量ppm以下となるまで脱水処理した。
続いて、原料のオキシアルキレン重合体(A-1)に代えてオキシアルキレン重合体(A-3)を用い、セロキサイド2000をポリオキシプロピレンポリオールの水酸基1モルあたり1.0モル、140℃で10時間かけて逐次添加し、その後1時間反応させた以外は、例1と同様にして、末端にビニル基を有するオキシアルキレン重合体(X1-3)を含む生成物を得た。
例1と同様にして、脱水処理したオキシアルキレン重合体(A-1)を得た。続いて、得られたオキシアルキレン重合体(A-1)を反応器に4000g仕込み、28質量%ナトリウムメトキシド(NaOMe)メタノール溶液を、オキシアルキレン重合体(A-1)の水酸基1モルあたり、NaOMeが1.05モルとなるように添加し、窒素雰囲気下、130℃で4時間反応させた後、減圧下、130℃で20時間脱揮して、メタノールを留去し、オキシアルキレン重合体(A-1)の水酸基を金属アルコキシドに変換した。
続いて、金属アルコキシドに変換した末端数に対して、過剰量の塩化アリルを添加し、85℃で4時間反応させ、末端がアリルオキシ基であるオキシアルキレン重合体(X1-4)の粗生成物を得た。その後、-0.1MPaGの減圧下、85℃で2時間脱揮し、未反応の塩化アリルを除去した
この粗生成物100質量部に、界面活性剤0.3質量部、及び水5質量部を加え、窒素雰囲気下、液温80℃で撹拌混合して、副生塩であるNaClを水で抽出した。続いて、液温80℃、窒素雰囲気下で、5時間保持して水分を蒸発させ、NaClの結晶を析出させた。析出したNaClの結晶を濾過し、得られた濾液を減圧条件下で脱水して、末端にアリルオキシ基を有するオキシアルキレン重合体(X1-4)を含む生成物を得た。
例1と同様にして、脱水処理したオキシアルキレン重合体(A-1)を得た。続いて、得られたオキシアルキレン重合体(A-1)を反応器に4000g仕込み、セロキサイド2000 72.6g(オキシアルキレン重合体(A-1)の水酸基1モルあたり1.03モル)を窒素雰囲気下、140℃で5.5時間かけて逐次添加した後、7時間反応させ、末端にビニル基を有するオキシアルキレン重合体(X1-5)を得た。
次いで、28質量%ナトリウムメトキシド(NaOMe)メタノール溶液を、オキシアルキレン重合体(A-1)の水酸基1モルあたり、NaOMeが1.05モルとなるように添加し、窒素雰囲気下、130℃で4時間反応させた後、-0.1MPaGの減圧下、130℃で20時間脱揮して、メタノールを留去し、オキシアルキレン重合体(X1-5)の水酸基を金属アルコキシドに変換した。
続いて、オキシアルキレン重合体(X1-5)の金属アルコキシドに変換された末端に対して、過剰量の塩化アリルを添加して85℃で12時間反応させ、-0.1MPaGの減圧下、85℃で2時間脱揮し、未反応の塩化アリルを除去した。
続いて、例4と同様にして、副生塩であるNaClを水で抽出及びろ過し、水酸基がアリルオキシ基に変換され、末端に炭素-炭素不飽和基を2個有するオキシアルキレン重合体(X2-1)を含む生成物を得た。
例1と同様にして、脱水処理したオキシアルキレン重合体(A-1)を得た。続いて、得られたオキシアルキレン重合体(A-1)を反応器に4000g仕込み、オキシアルキレン重合体(A-1)の水酸基1モルあたり1.15モルのNaOMeを添加し、窒素雰囲気下、130℃で4時間反応させた後、-0.1MPaGの減圧下、130℃で20時間脱揮して、メタノールを留去し、オキシアルキレン重合体(A-1)の水酸基を金属アルコキシドに変換した。
続いて、オキシアルキレン重合体(A-1)の金属アルコキシドに変換された末端1モルあたり1.05モルのアリルグリシジルエーテルを添加し、130℃で2時間反応させた。さらに、オキシアルキレン重合体(A-1)の金属アルコキシドに変換された末端1モルあたり0.28モルのナトリウムメトキシドを添加し、減圧下でメタノールを留去した。次いで、オキシアルキレン重合体(A-1)の金属アルコキシドに変換された末端に対して、過剰量の塩化アリルを添加して反応させ、末端がアリルオキシ基であるオキシアルキレン重合体(X2-2)の粗生成物を得た。その後、-0.1MPaGの減圧下、85℃で2時間脱揮し、未反応の塩化アリルを除去した。
続いて、例4と同様にして、副生塩であるNaClを水で抽出及びろ過し、末端に炭素-炭素不飽和基を2個有するオキシアルキレン重合体(X2-2)を含む生成物を得た。
また、表1における「平均水酸基数」には、オキシアルキレン重合体(A)の合成の際にそれぞれ用いた開始剤(プロピレングリコール、n-ブチルアルコール、ソルビトール)の水酸基数が記載されているが、これらの数値がそのままオキシアルキレン重合体(A)の平均水酸基数となる。
反応器に、例1で得られたオキシアルキレン重合体(X1-1) 300gを仕込み、塩化白金(IV)酸六水和物の存在下、ジメトキシメチルシラン10.6g(炭素-炭素不飽和基1モルあたり1.85モル)を添加し、85℃で5時間反応させた。その後、-0.1MPaGの減圧下、85℃で2時間脱揮して未反応のジメトキシメチルシランを留去し、前記ビニル基を-CH2CH2-Si(OCH3)2CH3に変換したオキシアルキレン重合体(Y1-1)を含む生成物を得た。
反応器に、例2で得られたオキシアルキレン重合体(X1-2) 300gを仕込み、塩化白金(IV)酸六水和物の存在下、ジメトキシメチルシラン11.5g(炭素-炭素不飽和基1モルあたり1.50モル)を添加し、85℃で5時間反応させた。その後、-0.1MPaGの減圧下、85℃で2時間脱揮して未反応のジメトキシメチルシランを留去し、前記ビニル基を-CH2CH2-Si(OCH3)2CH3に変換したオキシアルキレン重合体(Y1-2)を含む生成物を得た。
反応器に、例3で得られたオキシアルキレン重合体(X1-3) 300gを仕込み、塩化白金(IV)酸六水和物の存在下、ジメトキシメチルシラン7.6g(アリル基1モル当たり1.50モル)を添加し、85℃で5時間反応させた。その後、-0.1MPaGの減圧下、85℃で2時間脱揮して未反応のジメトキシメチルシランを留去し、前記ビニル基を-CH2CH2-Si(OCH3)2CH3に変換したオキシアルキレン重合体(Y1-3)を含む生成物を得た。
丸底フラスコに、例4で得られたオキシアルキレン重合体(X1-4) 300gを仕込み、塩化白金(IV)酸六水和物の存在下、ジメトキシメチルシラン8.8g(アリル基1モルあたり1.85モル)を添加し、85℃で5時間反応させた。その後、-0.1MPaGの減圧下、85℃で2時間脱揮して未反応のジメトキシメチルシランを留去し、前記アリルオキシ基を-O-CH2CH2CH2-Si(OCH3)2CH3に変換したオキシアルキレン重合体(Y1-4)を含む生成物を得た。
反応器に、オキシアルキレン重合体(X2-1) 300gを仕込み、塩化白金(IV)酸六水和物の存在下、ジメトキシメチルシラン8.4g(炭素-炭素不飽和基1モルあたり1.00モル)を添加し、85℃で5時間反応させた。その後、-0.1MPaGの減圧下、85℃で2時間脱揮して未反応のジメトキシメチルシランを留去し、前記オキシアリル基を-O-CH2CH2CH2-Si(OCH3)2CH3に変換した変換したオキシアルキレン重合体(Y2-1)を含む生成物を得た。
反応器に、オキシアルキレン重合体(X2-2) 300gを仕込み、塩化白金(IV)酸六水和物の存在下、ジメトキシメチルシラン8.4g(炭素-炭素不飽和基1モル当たり1.00モル)を添加し、85℃で5時間反応させた。その後、-0.1MPaGの減圧下、85℃で2時間脱揮して未反応のジメトキシメチルシランを留去し、前記オキシアリル基を-O-CH2CH2CH2-Si(OCH3)2CH3に変換した変換したオキシアルキレン重合体(Y2-2)を含む生成物を得た。
末端に有する炭素-炭素不飽和基としてアリルオキシ基を有するオキシアルキレン重合体(X1-4)及び(X2-2)を用いて製造したオキシアルキレン重合体(Y1-4)及び(Y2-2)では、アリル基の二重結合の一部が転移したため、プロぺニル基率が高くなり、反応性ケイ素基の導入率が低下したものと考えられる。
Claims (14)
- 複合金属シアン化物錯体触媒の存在下、オキシアルキレン重合体(A)が有する水酸基と、脂環式エポキシ化合物(B)が有するエポキシ基とを反応させる、オキシアルキレン重合体(X)の製造方法であって、
前記オキシアルキレン重合体(A)は、少なくとも1つの末端に前記水酸基を有し、
前記脂環式エポキシ化合物(B)は、炭素-炭素不飽和基を有する置換基(a)(ただし、アリル基は除く)を有し、
前記オキシアルキレン重合体(X)は、末端に前記置換基(a)に由来する炭素-炭素不飽和基を有する、オキシアルキレン重合体(X)の製造方法。 - 前記オキシアルキレン重合体(A)の数平均分子量が、2000~50000である、請求項1に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
- 前記オキシアルキレン重合体(A)1分子あたりの平均水酸基数が、1~8である、請求項1に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
- 前記オキシアルキレン重合体(A)は、プロピレンオキシドに由来する構成単位を含む、請求項1に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
- 前記オキシアルキレン重合体(A)は、さらにエチレンオキシドに由来する構成単位を含み、
前記オキシアルキレン重合体(A)を構成する全ての構成単位に対する前記エチレンオキシドに由来する構成単位の割合が、1~30質量%である、請求項4に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。 - 前記脂環式エポキシ化合物(B)の脂環式骨格は、環形成炭素数が3~12の単環構造又は多環構造である、請求項1に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
- 前記脂環式エポキシ化合物(B)は、下記式(i)で表される化合物である、請求項1に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
(式(i)中、
R1~R4から選ばれる1つは、前記置換基(a)を表し、
前記置換基(a)ではないR1~R4は、水素原子を表す。) - 前記R2又はR3が、前記置換基(a)である、請求項7に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
- 前記置換基(a)が、ビニル基、ビニルオキシ基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、及びプロパルギル基からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
- 前記脂環式エポキシ化合物(B)が、1-ビニル-2,3-エポキシシクロヘキサン、1-ビニル-3,4-エポキシシクロヘキサン、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、及び3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタアクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載のオキシアルキレン重合体(X)の製造方法。
- 請求項1に記載の製造方法により得られたオキシアルキレン重合体(X)が末端に有する前記炭素-炭素不飽和基と、下記式(ii)で表される加水分解性基を有するヒドロシラン化合物(C)とを反応させる、オキシアルキレン重合体(Y)の製造方法であって、
前記オキシアルキレン重合体(Y)は、末端に反応性ケイ素基を有する、オキシアルキレン重合体(Y)の製造方法。
-SiXnR3-n (ii)
(式(ii)中、
Xは加水分解性基又は水酸基を表し、
Rは炭素数1~20の一価の有機基を表し、
nは1~3の整数であり、
nが1の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、
nが2又は3の場合、複数のXは、同一でも異なっていてもよい。
ただし、Rは加水分解性基を除く。) - 末端に下記式(2)で表される基を有する、末端に反応性ケイ素基を有するオキシアルキレン重合体(Y1)。
(式(2)中、
R5~R8から選ばれる1つは、下記式(iii)で表される基であり、
前記式(iii)で表される基ではないR5~R8は、水素原子を表し、
*bは、前記オキシアルキレン重合体(Y1)が有するオキシアルキレン鎖への結合位置を表す。
-R9-SiXnR3-n (iii)
(式(iii)中、
R9は、-CH 2 CH 2 -基を表し、
Xは加水分解性基又は水酸基を表し、
Rは炭素数1~20の一価の有機基を表し、
nは1~3の整数であり、
nが1の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、
nが2又は3の場合、複数のXは、同一でも異なっていてもよい。)) - 請求項7に記載の製造方法により得られたオキシアルキレン重合体(X)が末端に有する下記式(1)で表される基の水酸基を、アルカリ金属アルコキシドにより金属アルコキシドに変換した後、末端に不飽和結合を有する有機ハロゲン化合物を反応させて、炭素-炭素不飽基を有する置換基(b)に変換したオキシアルキレン重合体(X2)を得て、
前記オキシアルキレン重合体(X2)における前記置換基(a)が有する炭素-炭素不飽和基、及び前記置換基(b)が有する炭素-炭素不飽和基と、下記式(ii)で表される加水分解性基を有するヒドロシラン化合物(C)を反応させる、オキシアルキレン重合体(Y2)の製造方法であって、
前記オキシアルキレン重合体(Y2)は末端に反応性ケイ素基を2個有する、オキシアルキレン重合体(Y2)の製造方法。
(式(1)中、
R1~R4から選ばれる1つは、前記置換基(a)を表し、
前記置換基(a)ではないR1~R4は、水素原子を表し、
*aは、前記オキシアルキレン重合体(X)が有するオキシアルキレン鎖への結合位置を表す。)
-SiXnR3-n (ii)
(式(ii)中、
Xは加水分解性基又は水酸基を表し、
Rは炭素数1~20の一価の有機基を表し、
nは1~3の整数であり、
nが1の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、
nが2又は3の場合、複数のXは、同一でも異なっていてもよい。
ただし、Rは加水分解性基を除く。) - 末端に下記式(3)で表される基を有する、末端に反応性ケイ素基を2個有するオキシアルキレン重合体(Y2)。
(式(3)中、
R5~R8から選ばれる1つは、下記式(iii)で表される基であり、
前記式(iii)で表される基ではないR5~R8は、水素原子を表し、
R10は、-O-CH 2 CH 2 CH 2 -基を表し、
Xは加水分解性基又は水酸基を表し、
Rは炭素数1~20の一価の有機基を表し、
nは1~3の整数であり、
nが1の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、
nが2又は3の場合、複数のXは、同一でも異なっていてもよい。
ただし、Rは加水分解性基を除く。
*cは、前記オキシアルキレン重合体(Y2)が有するオキシアルキレン鎖への結合位置を表す。
-R9-SiXnR3-n (iii)
(式(iii)中、
R9は、-CH 2 CH 2 -基を表し、
X、R及びnは式(3)で定義したとおりである。))
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