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公開番号2024162290
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023077656
出願日2023-05-10
発明の名称極性基含有オレフィン共重合体、及びその製造方法
出願人国立大学法人東京大学,三菱ケミカル株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C08F 232/04 20060101AFI20241114BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】新規なアイオノマーである極性基含有オレフィン共重合体を提供する。
【解決手段】炭素数3～20のオレフィンの少なくとも1種に由来する構造単位(A)と、下記一般式(I)で表される構造単位(B)とを含み、該構造単位(B)の少なくとも一部は、下記一般式(I)中のMが金属イオンであることを特徴とする極性基含有オレフィン共重合体。
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(一般式(I)中、R¹は、水素原子、又は炭素数1～4の炭化水素基であり、nは0～3の整数であり、Mは水素原子、又は金属イオンである。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
炭素数３～２０のオレフィンの少なくとも１種に由来する構造単位（Ａ）と、
下記一般式（Ｉ）で表される構造単位（Ｂ）とを含み、
該構造単位（Ｂ）の少なくとも一部は、下記一般式（Ｉ）中のＭが金属イオンであることを特徴とする極性基含有オレフィン共重合体。
TIFF
2024162290000014.tif
49
150
（一般式（Ｉ）中、Ｒ
１
は、水素原子、又は炭素数１～４の炭化水素基であり、ｎは０～３の整数であり、Ｍは水素原子、又は金属イオンである。）
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記一般式（Ｉ）において、前記ｎが０であることを特徴とする、請求項１に記載の極性基含有オレフィン共重合体。
【請求項３】
前記Ｍにおける金属イオンが、前記Ｍにおける金属イオンが、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、及び亜鉛イオンからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の極性基含有オレフィン共重合体。
【請求項４】
前記構造単位（Ａ）がプロピレンに由来する構造単位であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の極性基含有オレフィン共重合体。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の極性基含有オレフィン共重合体の製造方法であって、
周期表第４～１０族の遷移金属触媒の存在下で、炭素数３～２０のオレフィンの少なくとも１種と、アルコキシカルボニル基を有するノルボルネンの少なくとも１種とを共重合する工程と、得られた共重合体のアルコキシカルボニル基をカルボキシ基に変換することによりカルボキシ基含有共重合体を得る工程と、前記カルボキシ基含有共重合体に金属イオンを反応させることにより、前記カルボキシ基の少なくとも一部を金属含有カルボン酸塩に変換する工程とを有することを特徴とする、極性基含有オレフィン共重合体の製造方法。
【請求項６】
前記遷移金属触媒が、ニッケル又はパラジウム金属にキレート性ホスフィン化合物が配位した遷移金属触媒であることを特徴とする、請求項５に記載の極性基含有オレフィン共重合体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な極性基含有オレフィン共重合体及びその製造方法に関し、詳しくは、金属カルボン酸塩を有するノルボルネン構造単位を含む新規な極性基含有オレフィン共重合体及びその製造方法に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
エチレン重合体及びプロピレン重合体などのオレフィン系重合体は、樹脂材料の中で物性や成形性などの諸性質に優れ、経済性や環境問題適合性なども高い。そのため、オレフィン系重合体は、非常に汎用されかつ重要な産業資材である。
しかし、オレフィン系重合体は極性基を持たないため、他の材料との接着性や印刷適性、或いはフィラーなどとの相溶性の物性が要求される用途への適用は困難であった。
そのため近年、ポリオレフィンに極性基が導入された極性基含有オレフィン共重合体のニーズが増加し、種々の共重合体例が報告されている。
【０００３】
極性基含有オレフィン共重合体の１種として、オレフィン系重合体の高機能化のために、金属イオンによる凝集力を利用した金属イオン含有ポリオレフィン（アイオノマー）が知られている。アイオノマーとしては、ポリエチレンをベースポリマーとしたものが工業的に製造されている。近年では特に、触媒重合法によるエチレンと極性モノマーの共重合が開発されたことに端を発し、これを応用した直鎖状ポリエチレン系アイオノマーが開発されている（例えば、特許文献１，２）。
【０００４】
ポリエチレンをベースポリマーとしたアイオノマーの主な用途としては、多層フィルム材が挙げられる。しかしながらポリエチレン系アイオノマーは、隣接する層がエチレン系重合体でないと、層同士の親和性が足りず剥離しやすいという問題がある。例えば、プロピレン系等、エチレン以外のα－オレフィンをベースにしたオレフィン系の多層フィルムに用いるためには、プロピレン系アイオノマー等、エチレン以外のα－オレフィンをベースにしたオレフィン系アイオノマーが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－１１２６２３号公報
特開２０２０－１１７７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のように、エチレン以外のα－オレフィンをベースにしたオレフィン系重合体の高機能化のために、エチレン以外のα－オレフィンをベースにしたアイオノマーが望まれている。しかしながら、プロピレンのようなエチレン以外のα－オレフィンは、アクリル酸エステルやアクリル酸と共重合することが困難である。そのため、プロピレンのようなエチレン以外のα－オレフィンは、エチレンと同様にアクリル酸エステルやアクリル酸との共重合体のエステル基やカルボキシ基をカルボン酸塩に変換することにより、アイオノマーを得ることが困難である。従って、ポリプロピレンをベースポリマーとしたアイオノマーなど、エチレン以外のα－オレフィンをベースにしたアイオノマーは、従来、製造が困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点に鑑み、エチレン以外のα－オレフィンをベースにしたオレフィン系重合体の高機能化のために、新規なアイオノマーである金属カルボン酸塩を有するノルボルネン構造単位を含む新規な極性基含有オレフィン共重合体、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の［１］～［６］に関する。
［１］炭素数３～２０のオレフィンの少なくとも１種に由来する構造単位（Ａ）と、
下記一般式（Ｉ）で表される構造単位（Ｂ）とを含み、
該構造単位（Ｂ）の少なくとも一部は、下記一般式（Ｉ）中のＭが金属イオンであることを特徴とする極性基含有オレフィン共重合体。
【０００９】
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2024162290000001.tif
49
150
（一般式（Ｉ）中、Ｒ
１
は、水素原子、又は炭素数１～４の炭化水素基であり、ｎは０～３の整数であり、Ｍは水素原子、又は金属イオンである。）
【００１０】
［２］前記一般式（Ｉ）において、前記ｎが０であることを特徴とする、前記［１］に記載の極性基含有オレフィン共重合体。
［３］前記Ｍにおける金属イオンが、前記Ｍにおける金属イオンが、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、及び亜鉛イオンからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする、前記［１］又は［２］に記載の極性基含有オレフィン共重合体。
［４］前記構造単位（Ａ）がプロピレンに由来する構造単位であることを特徴とする、前記［１］～［３］のいずれか１項に記載の極性基含有オレフィン共重合体。
（【００１１】以降は省略されています）

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