CN104136471A - (甲基)丙烯酸酯系组合物、树脂、以及成形体 - Google Patents

(甲基)丙烯酸酯系组合物、树脂、以及成形体 Download PDF

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Abstract

包含下述通式(A-1)所示的具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物(A)、以及一分子中具有特定结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B)的(甲基)丙烯酸酯系组合物会保持良好的耐热性或形状稳定性、以及折射率或透明性等光学性能,粘度高,因此具有优异的加工性。(上述式(A-1)中,R1各自独立地表示氢原子或甲基,X各自独立地表示单键、碳原子数1~4的亚烷基或者碳原子数1~4的氧基亚烷基,U表示碳原子数1~4的烷基、卤素基团、羟基、或者两个U一起形成的=O。k表示0~15的整数、m表示1~4的整数。)。

Description

(甲基)丙烯酸酯系组合物、树脂、以及成形体
技术领域
本发明涉及(甲基)丙烯酸酯系组合物、将该组合物聚合而得到的树脂、以及将该树脂成形而成的成形体。详细而言,涉及包含具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物的光学部件用树脂原料组合物即(甲基)丙烯酸酯系组合物、将该组合物聚合而得到的光学部件用树脂、以及将该树脂成形而成的光学部件。
背景技术
作为透明性树脂,已知有聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、脂环型烯烃聚合物以及环氧树脂等。这些透明性树脂在工业上也可大量制造,活用其良好的透明性而在各领域中大量使用。
另外,透明性树脂除了其良好的透明性之外,活用轻量性、成形性而被用作玻璃替代品,实现了在附带照相机的手机所搭载的照相机组件用镜头等中的应用。此处,反映出近年来的轻薄短小化、部件件数的削减,期望可耐受回流焊工序的透明性树脂,因此,除了光线透射率等光学特性之外,还寻求非常高的耐热性。
然而,上述透明性树脂的耐热性不一定充分。例如在上述透明性树脂之中,即使是据称耐热性最高的树脂的聚碳酸酯树脂,其耐热性的指标即玻璃化转变温度为150℃左右,期望具有更高耐热性的新型透明树脂的开发。
作为透明性树脂而已知的聚丙烯酸甲酯的耐热性、耐热稳定性、耐溶剂性等性能差,并且吸水性大、耐水性也差,因此在要求光学部件用树脂的性能的领域中无法利用。另外,聚甲基丙烯酸甲酯可供于光学部件用树脂材料的用途,但在要求可耐受回流焊工序的非常高的耐热性、耐热稳定性的领域中无法适用。
作为改善这种问题的方法,提出了使用包含多环式脂环族烷基(甲基)丙烯酸酯的均聚物、多环式脂环族烷基(甲基)丙烯酸酯与各种(甲基)丙烯酸酯系单体的共聚物的光学材料用树脂组合物的方法(例如,参照专利文献1)。专利文献1中公开的材料维持了优异的透明性,且耐热性也优异。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-213851号公报。
发明内容
发明要解决的课题
这样的光学部件经由如下制造工序而生产:在常温下将液状组合物注入模具中,通过加热和加压等使其固化来成形。此时,若成为光学部件的原料的液状组合物的粘度小,则将该组合物注入至模具中进行加压时,该组合物有时从模具与工具之间的间隙漏出。通过使用具有特别结构的模具,能够防止这样的弊端。然而,期望如下的光学部件的制造方法,其即使不使用这种特别的模具,也能够防止组合物从间隙漏出的现象。
在不使用特别的模具的情况下,为了防止组合物从间隙漏出的现象,可以考虑提高组合物的粘度。作为提高组合物粘度的手段,可以考虑提高组合物中包含的各成分的分子量这一方法,但提高各成分的分子量时,固化时的交联反应难以推进,所得固化物的交联密度变低,因此固化物的耐热性或形状稳定性、以及折射率或透明性等光学性能大多会降低。另外,也可以考虑向组合物中配混聚合物成分这一方法,但由于固化物的交联密度进一步变低,因此存在固化物的耐热性、形状稳定性、以及线性膨胀系数会恶化的问题。
需要说明的是,上述专利文献1中并未研究不使用特别的模具而防止组合物从间隙漏出的现象的手段。
另外,一般来说,对于镜头而言,为了组合具有不同折射率的材料来控制光路,期望具有各种折射率的材料。专利文献1中公开的材料大多折射率低,因此寻求的是,维持优异的透明性且耐热性也优异的高折射率材料的变动。
本发明是鉴于上述问题点而进行的,其目的在于,提供如下的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其能够形成维持优异的透明性等光学性能、基于热历程的形状稳定性、且耐热性也优异、且折射率高的成形体,并且粘度高因此具有优异的加工性,另外提供由该组合物得到的树脂、以及将该树脂成形而成的成形体。
用于解决问题的手段
本发明人等发现:共同包含具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物和具有特定结构的(甲基)丙烯酸酯化合物的(甲基)丙烯酸酯系组合物能够解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明提供下述的〔1〕~〔23〕。
〔1〕(甲基)丙烯酸酯系组合物,其包含:下述通式(A-1)所示的具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物(A)、以及一分子中具有1个以上下述通式(b-I)~(b-VII)所示结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B)。
[化1]
(上述式(A-1)中,R1各自独立地表示氢原子或甲基,X各自独立地表示单键、碳原子数1~4的亚烷基或者碳原子数1~4的氧基亚烷基,U表示碳原子数1~4的烷基、卤素基团、羟基、或者两个U一起形成的=O。k表示0~15的整数、m表示1~4的整数。)。
[化2]
(上述式(b-I)~(b-VII)中,Ya表示2价的有机基团,R6各自独立地为卤素原子、碳原子数1~6的烷基或者碳原子数1~6的烷氧基,R7各自独立地为二价的有机基团。另外,p表示0~4的整数、q表示0~3的整数。*表示键合部分。)。
〔2〕根据上述〔1〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其还包含下述通式(C-1)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C)。
[化3]
(上述式(C-1)中,R2各自独立地表示氢原子或甲基,Y1表示选自取代或无取代的碳原子数5~30的非环式烃基和-R’(OR’)L-所示基团(其中,R’各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~4的亚烷基,L为1~20的整数)中的1种以上非环式有机基团。n表示1~8的整数。)。
〔3〕根据上述〔1〕或〔2〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B)成分包含选自具有前述通式(b-I)所示的异氰脲酸酯结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B1)和下述通式(B-2)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(B2)中的1种以上。
[化4]
(上述式(B-2)中,G各自独立地表示单键、碳原子数1~4的亚烷基或者碳原子数1~4的氧基亚烷基,R4各自独立地表示氢原子或甲基,R5各自独立地表示碳原子数1~4的亚烷基或者被羟基取代了的碳原子数1~4的亚烷基。a表示2~8的整数,b各自独立地为1~4的正数。另外,Z表示下述通式(b-II-1)~(b-II-6)和前述通式(b-III)~(b-VII)所示的有机基团中的任一种。)。
[化5]
(上述通式(b-II-1)~(b-II-6)中,R6各自独立地为卤素原子、碳原子数1~6的烷基或者碳原子数1~6的烷氧基,R7各自独立地为二价的有机基团。另外,p表示0~4的整数、q表示0~3的整数。*表示键合部分。)。
〔4〕根据上述〔3〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B1)成分为下述通式(B-1)所示的具有异氰脲酸酯结构的(甲基)丙烯酸酯化合物。
[化6]
(上述式(B-1)中,R3各自独立地表示氢原子或甲基,D1~D3各自独立地表示二价的有机基团。)。
〔5〕根据上述〔1〕~〔4〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其还包含作为(D)成分的、除了属于(B)成分的化合物以外的、选自环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应化合物(D1)和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(D2)中的1种以上。
〔6〕根据上述〔5〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(D)成分的含量相对于相对于(A)~(C)成分的总计100质量份为2~50质量份。
〔7〕根据上述〔3〕~〔6〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分而包含(B1)成分,且(B1)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为20~80质量%。
〔8〕根据上述〔3〕~〔7〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分而包含(B1)成分和(B2)成分,且(B2)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为5~40质量%。
〔9〕根据上述〔3〕~〔7〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分而包含(B1)成分,且前述(甲基)丙烯酸酯系组合物的25℃下的粘度为1000~50000mPa·s。
〔10〕根据上述〔3〕~〔6〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分而包含(B2)成分,(B2)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为30~85质量%。
〔11〕根据上述〔3〕~〔6〕以及上述〔10〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分而包含(B2)成分,且前述(甲基)丙烯酸酯系组合物的25℃下的粘度为500~50000mPa·s。
〔12〕根据上述〔1〕或〔2〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B)成分包含下述通式(B-3a)或(B-3b)所示的具有苯基的(甲基)丙烯酸酯化合物(B3)。
[化7]
(上述式(B-3a)和(B-3b)中,X1各自独立地表示单键、碳原子数1~4的亚烷基或者碳原子数1~4的氧基亚烷基,Ya表示二价的有机基团,R22、R23各自独立地表示碳原子数1~4的亚烷基或者被羟基取代了的碳原子数1~4的亚烷基,R4a、R4b各自独立地表示氢原子或甲基,R6~R13各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~5的直链或支链的烷基。a和b表示氧化亚烷基的加成摩尔数,其分别为正数,a+b的平均值为2~4。c表示1~5的整数,d表示1~5的整数,e表示1~5的整数。)。
〔13〕根据上述〔12〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,前述通式(B-3a)或(B-3b)中的有机基团Ya为-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-、-CH2-、-O-、-CO-中的任一种。
〔14〕根据上述〔12〕或〔13〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分,还包含下述通式(B-2a)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(B2’)。
[化8]
(上述式(B-2a)中,Z表示前述通式(b-III)所示的二价的有机基团,R14、R15各自独立地表示碳原子数1~4的亚烷基,R16、R17各自独立地表示氢原子或甲基。f和g表示环氧烷的加成摩尔数,其分别为正数,f+g的平均值为2~4。)。
〔15〕根据上述〔14〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B3)成分的含量与(B2’)成分的含量的质量比〔(B3)成分/(B2’)成分〕为15/85~40/60。
〔16〕根据上述〔12〕~〔15〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(A)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为5~40质量%。
〔17〕根据上述〔12〕~〔16〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,25℃下的粘度为300~50000mPa·s。
〔18〕树脂,其是将上述〔1〕~〔17〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物聚合而得到的。
〔19〕成形体,其是将上述〔18〕所述的树脂成形而成的。
〔20〕根据上述〔19〕所述的成形体,其中,前述成形体的总光线透射率为85%以上。
〔21〕根据上述〔19〕或〔20〕所述的成形体,其中,前述成形体在d射线下的折射率为1.45以上。
〔22〕根据上述〔19〕~〔21〕中任一项所述的成形体,其中,前述成形体在d射线下的阿贝数为60以下。
〔23〕根据上述〔19〕~〔22〕中任一项所述的成形体,其中,前述成形体为光学部件。
另外,本发明根据所使用的(B)成分而被分类为三个技术方案(第一~三技术方案)。
作为本发明的第一技术方案,可列举出下述〔1a〕~〔13a〕。
〔1a〕(甲基)丙烯酸酯系组合物,其包含:上述通式(A-1)所示的具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物(A)、包含具有异氰脲酸酯结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B1)的(甲基)丙烯酸酯化合物(B)、以及上述通式(C-1)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C)。
〔2a〕根据上述〔1a〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B1)成分为上述通式(B-1)所示的具有异氰脲酸酯结构的(甲基)丙烯酸酯化合物。
〔3a〕根据上述〔1a〕或〔2a〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分,还包含上述通式(B-2)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(B2)。
〔4a〕根据上述〔3a〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B2)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为5~40质量%。
〔5a〕根据上述〔1a〕~〔4a〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B1)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为20~80质量%。
〔6a〕根据上述〔1a〕~〔5a〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其还包含作为(D)成分的、除了属于(B)成分的化合物以外的、选自环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应化合物(C1)和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(D2)中的1种以上。
〔7a〕根据上述〔6a〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(D)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总计100质量份为2~50质量份。
〔8a〕根据上述〔1a〕~〔7a〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,前述(甲基)丙烯酸酯系组合物的25℃下的粘度为1000~50000mPa·s。
〔9a〕树脂,其是将上述〔1a〕~〔8a〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物聚合而得到的。
〔10a〕成形体,其是将(甲基)丙烯酸酯系组合物聚合而得到的树脂成形而成的,所述(甲基)丙烯酸酯系组合物包含上述通式(A-1)所示的具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物(A)、包含具有异氰脲酸酯结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B1)的(甲基)丙烯酸酯化合物(B)、以及上述通式(C-1)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C)。
〔11a〕根据上述〔10a〕所述的成形体,其中,前述成形体的总光线透射率为85%以上。
〔12a〕根据上述〔10a〕或〔11a〕所述的成形体,其中,前述成形体在d射线下的折射率为1.45~1.65。
〔13a〕根据上述〔10a〕~〔12a〕中任一项所述的成形体,其中,前述成形体为光学部件。
另外,作为本发明的第二技术方案,可列举出下述〔1b〕~〔10b〕。
〔1b〕(甲基)丙烯酸酯系组合物,其包含:上述通式(A-1)所示的具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物(A)、包含上述通式(B-2)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(B2)的(甲基)丙烯酸酯化合物(B)、以及上述通式(C-1)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C)。
〔2b〕根据上述〔1b〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为30~85质量%。
〔3b〕根据上述〔1b〕或〔2b〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其还包含作为(D)成分的、除了属于(B)成分的化合物以外的、选自环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应化合物(D1)和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(D2)中的1种以上。
〔4b〕根据上述〔3b〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(D)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总计100质量份为2~50质量份。
〔5b〕根据上述〔1b〕~〔4b〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,前述(甲基)丙烯酸酯系组合物的25℃下的粘度为500~50000mPa·s。
〔6b〕树脂,其是将上述〔1b〕~〔5b〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物聚合而得到的。
〔7b〕成形体,其是将上述〔6b〕所述的树脂成形而成的。
〔8b〕根据上述〔7b〕所述的成形体,其中,前述成形体的总光线透射率为85%以上。
〔9b〕根据上述〔7b〕或〔8b〕所述的成形体,其中,前述成形体在d射线下的折射率为1.45~1.65。
〔10b〕根据上述〔7b〕~〔9b〕中任一项所述的成形体,其中,前述成形体为光学部件。
进而,作为本发明的第三技术方案,可列举出下述〔1c〕~〔15c〕。
〔1c〕(甲基)丙烯酸酯系组合物,其含有:上述通式(A-1)所示的具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物(A)、以及包含上述通式(B-3a)或(B-3b)所示的具有苯基的(甲基)丙烯酸酯化合物(B3)的(甲基)丙烯酸酯化合物(B)。
〔2c〕根据上述〔1c〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,前述通式(B-3a)或(B-3b)中的R6~R13中的1个以上是溴原子。
〔3c〕根据上述〔1c〕或〔2c〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,前述通式(B-3a)或(B-3b)中的R6、R8、R11、R13为叔丁基。
〔4c〕根据上述〔1c〕~〔3c〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,前述通式(B-3a)或(B-3b)中的有机基团Ya为-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-、-CH2-、-O-、-CO-中的任一种。
〔5c〕根据上述〔1c〕~〔4c〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分,还包含选自上述通式(B-2a)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(B2’)和上述通式(C-1)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C)中的1种以上。
〔6c〕根据上述〔5c〕所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B3)成分的含量与(B2’)成分的含量的质量比〔(B3)成分/(B2’)成分〕为15/85~40/60。
〔7c〕根据上述〔1c〕~〔6c〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(A)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为5~40质量%。
〔8c〕根据上述〔1c〕~〔7c〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(A)~(C)成分的总计含量相对于前述组合物中包含的(甲基)丙烯酸酯化合物的总量为60~100质量%。
〔9c〕根据上述〔1c〕~〔8c〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,25℃下的粘度为300~50000mPa·s。
〔10c〕树脂,其是将上述〔1c〕~〔9c〕中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物聚合而得到的。
〔11c〕成形体,其是将(甲基)丙烯酸酯系组合物聚合而得到的树脂成形而成的,所述(甲基)丙烯酸酯系组合物包含上述通式(A-1)所示的具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物(A)和上述通式(B-3a)或(B-3b)所示的具有苯基的(甲基)丙烯酸酯化合物(B3)。
〔12c〕根据上述〔11c〕所述的成形体,其中,前述成形体在d射线下的折射率为1.55以上。
〔13c〕根据上述〔11c〕或〔12c〕所述的成形体,其中,前述成形体在d射线下的阿贝数为40以下。
〔14c〕根据上述〔11c〕~〔13c〕中任一项所述的成形体,其中,前述成形体的总光线透射率为85%以上。
〔15c〕根据上述〔11c〕~〔14c〕中任一项所述的成形体,其中,前述成形体为光学部件。
发明的效果
本发明的(甲基)丙烯酸酯系组合物能够形成维持优异的透明性等光学性能、基于热历程的形状稳定性、且耐热性优异、且折射率高的成形体,并且粘度高因此具有优异的加工性。
因此,通过使用上述组合物,能够提高生产率、制造光学性能优异的光学部件等成形体而无需使用特别的模具等。
具体实施方式
在以下的记载中,(甲基)丙烯酸酯化合物用于表示丙烯酸酯化合物和甲基丙烯酸酯化合物这两者(另外,其它类似用语也相同)。
另外,在本发明中,各成分的分子量是指数均分子量,是通过凝胶渗透色谱(GPC)法以下述装置和条件测定并利用聚苯乙烯换算而算出的值。 
<GPC测定装置>
·柱:TOSO GMHHR-H(S)HT
·检测器:液相色谱用RI检测器 WATERS 150C
<测定条件>
·溶剂:1,2,4-三氯苯
·测定温度:145℃
·流速:1.0ml/分钟
·试样浓度:2.2mg/ml
·注入量:160μl
·标准曲线:普适校正(Universal Calibration)
·分析程序:HT-GPC(Ver.1.0)。
[(甲基)丙烯酸酯系组合物]
本发明的(甲基)丙烯酸酯系组合物(以下也简称“组合物”)包含:上述通式(A-1)所示的具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物(A)、以及一分子中具有一个以上上述通式(b-I)~(b-VII)所示结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B)。
另外,本发明的组合物中,作为任意成分,可以进一步包含上述通式(C-1)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C),从抑制由组合物制造成形体时产生裂纹的观点出发,优选包含该(C)成分。
对于本发明的组合物而言,从增加所得组合物的粘度的观点出发,优选的是,还包含作为(D)成分的、除了属于(B)成分的化合物以外的、选自环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应化合物(D1)和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(D2)中的1种以上。
另外,本发明的组合物中,根据需要还可以配混抗氧化剂、聚合引发剂以及光稳定剂等其它添加剂。
本发明的组合物的25℃下的粘度优选为300~50000mPa·s、更优选为400~40000mPa·s、进一步优选为450~20000mPa·s。
需要说明的是,上述的组合物的25℃下的粘度值是指基于实施例中记载的方法测定而得到的值。
需要说明的是,本发明的组合物根据该组合物中含有的(B)成分的结构差异而被分类为以下的3种组合物(第1~3组合物)。
本发明的第1组合物中,作为(B)成分,包含具有上述通式(b-I)所示的异氰酸酯结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B1)。通过在组合物中包含(B1)成分,能够增加组合物的粘度,组合物的加工性提高。
本发明的第2组合物中,作为(B)成分,包含上述通式(B-2)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(B2)。通过在组合物中包含(B2)成分,能够增加所得组合物的粘度、提高组合物的加工性,并且能够提高由该组合物得到的成形体的折射率。
本发明的第3组合物中,作为(B)成分,包含上述通式(B-3a)或(B-3b)所示的具有苯基的(甲基)丙烯酸酯化合物。通过在组合物中包含(B3)成分,能够提高由该组合物得到的成形体的折射率。
需要说明的是,本发明的组合物在所含有的(B)成分的结构不同、或含有两种以上(B)成分时等,有时也符合多个类型。
首先,针对本发明的组合物(本发明的第1~3组合物)中包含的各成分进行说明。
〔(A)成分:通式(A-1)所示的具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物(A)〕
本发明的组合物中,作为(A)成分,包含下述通式(A-1)所示的具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物。(A)成分在将本发明的组合物聚合而制成树脂时主要成为硬链段(ハードセグメント),成为分子间的运动性低的部位。另外,通过含有(A)成分,能够提高由该组合物得到的成形体的耐热性。
[化9]
上述式(A-1)中,R1各自独立地表示氢原子或甲基。
另外,X各自独立地表示单键、碳原子数1~4的亚烷基或者碳原子数1~4的氧基亚烷基。
作为碳原子数1~4的亚烷基,可列举出例如亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、四亚甲基、亚丁基、2-甲基三亚甲基等。
作为碳原子数1~4的氧基亚烷基,可列举出例如氧基亚甲基、氧基亚乙基、氧基亚丙基、氧基亚丁基等。
这些X之中,从提高由组合物得到的成形体的耐热性的观点出发,优选为单键。
上述式(A-1)中,U表示碳原子数1~4的烷基、卤素原子、羟基、或者两个U一起形成的=O。需要说明的是,多个U可以相同,也可以不同。
作为碳原子数1~4的烷基,可列举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基等。
作为卤素原子,可列举出例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
需要说明的是,k表示金刚烷基骨架中的取代基U的数量,表示0~15的整数,优选为0~10的整数。
另外,上述式(A-1)中,m表示1~4的整数,优选为1~2的整数。
通式(A-1)中,作为m为1的化合物,可列举出例如金刚烷基甲醇(甲基)丙烯酸酯、金刚烷基乙醇(甲基)丙烯酸酯等。
作为m为2的化合物,可列举出例如金刚烷基二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、金刚烷基二乙醇二(甲基)丙烯酸酯等。
作为m为3的化合物,可列举出例如金刚烷基三甲醇三(甲基)丙烯酸酯、金刚烷基三乙醇三(甲基)丙烯酸酯等。
作为m为4的化合物,可列举出例如金刚烷基四甲醇四(甲基)丙烯酸酯、金刚烷基四乙醇四(甲基)丙烯酸酯等。
这些(A)成分可以单独使用或者组合两种以上使用。
本发明的组合物中的(A)成分的含量相对于该组合物的总量优选为5~60质量%、更优选为7~40质量%、进一步优选为9~30质量%。
〔(B)成分:一分子中具有1个以上通式(b-I)~(b-VII)所示结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B)〕
本发明的组合物中,作为(B)成分,包含一分子中具有1个以上下述通式(b-I)~(b-VII)所示结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B)。
[化10]
上述通式(b-I)~(b-VII)中,Ya表示2价的有机基团,R6各自独立地为卤素原子、碳原子数1~6的烷基或者碳原子数1~6的烷氧基,R7各自独立地为二价的有机基团。另外,p表示0~4的整数、q表示0~3的整数。*表示键合部分。
作为Ya所示的二价的有机基团,可列举出例如-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-、-CH2-、-O-、-CO-等,从提高由组合物得到的成形体的折射率的观点出发,优选为-C(CH3)2-。
作为R6所示的卤素原子,可列举出例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作为R6所示的碳原子数1~6的烷基,可列举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、戊基、己基等。
作为R6所示的碳原子数1~6的烷氧基,可列举出例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基等。
作为R7所示的二价的有机基团,可列举出例如直链状或支链状的亚烷基、氧基亚烷基、烷叉基、亚烯基等二价的脂肪族基;亚苯基、亚联苯基、亚萘基等亚芳基等。
R7为亚烷基、氧基亚烷基、烷叉基或者亚烯基时,作为这些基团的碳原子数,优选为1~18、更优选为1~12、进一步优选为1~6、更进一步优选为1~3。
另外,R7为亚芳基时,作为该亚芳基的碳原子数,优选为6~24、更优选为6~18、进一步优选为6~12。
这些(B)成分可以单独使用或者组合两种以上使用。
本发明的组合物中的(B)成分的含量相对于该组合物的总量优选为25~95质量%、更优选为30~92质量%、进一步优选为40~88质量%。
本发明的组合物中,作为(B)成分,优选包含由上述(B1)成分、(B2)成分、(B3)成分得到的1种以上。需要说明的是,(B1)~(B3)成分可以单独使用或者组合两种以上使用。
从提高组合物的粘度且提高由该组合物得到的成形体的折射率的观点出发,作为(B)成分,优选为含有(B1)成分和(B2)成分的组合物。
另外,从进一步提高由组合物得到的成形体的折射率且进一步提高组合物的粘度、获得加工性优异的组合物的观点出发,作为(B)成分,优选为含有(B3)成分和(B2)成分的组合物。
以下,针对(B1)~(B3)成分的详情进行说明。
〔(B1)成分:具有异氰脲酸酯结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B1)〕
本发明的组合物中,优选的是,作为(B)成分,包含具有前述通式(b-I)所示异氰脲酸酯结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B1)。通过在组合物中含有(B1)成分,能够提高该组合物的粘度、提高组合物的加工性。另外,由组合物得到的成形体的光学特性也变得良好。
作为(B1)成分,从提高组合物的粘度、提高组合物的加工性的观点出发,优选的是,下述通式(B-1)所示的具有异氰脲酸酯结构的(甲基)丙烯酸酯化合物。
[化11]
上述式(B-1)中,R3各自独立地表示氢原子或甲基,D1~D3各自独立地表示二价的有机基团。
作为上述式(B-1)中的、D所示的二价的有机基团,可列举出例如直链状或支链状的亚烷基、氧基亚烷基、烷叉基、亚烯基等二价的脂肪族基;亚苯基、亚联苯基、亚萘基等亚芳基等。
作为上述亚烷基、氧基亚烷基、烷叉基、以及亚烯基的碳原子数,优选为1~18、更优选为1~12、进一步优选为1~6、更进一步优选为1~3。
另外,上述亚芳基的碳原子数优选为6~24、更优选为6~18、进一步优选为6~12。
另外,作为上述式(B-1)中的、D所示的二价的有机基团,还可列举出下述式(B-1a)所示的基团。
[化12]
上述式(B-1a)中,R11和R12各自独立地表示碳原子数1~10的亚烷基,优选为碳原子数1~6的亚烷基。另外,d表示1~10的整数,优选为1~4的整数。*表示键合部分。
这些二价的有机基团之中,从提高组合物的粘度的观点出发,优选为碳原子数1~6的亚烷基、碳原子数1~6的氧基亚烷基、上述式(B-1a)所示的基团。需要说明的是,这些二价的有机基团D1~D3可以全部相同,也可以互不相同。
这些(B1)成分可以单独使用或者组合两种以上使用。
〔(B2)成分:通式(B-2)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(B2)〕
本发明的组合物中,作为(B)成分,优选含有下述通式(B-2)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(B)。通过在组合物中含有(B2)成分,能够提高该组合物的粘度、提高组合物的加工性,且提高由该组合物得到的成形体的折射率。
[化13]
上述式(B-2)中,G各自独立地表示单键、碳原子数1~4的亚烷基、或者碳原子数1~4的氧基亚烷基,R4各自独立地表示氢原子或甲基,R5各自独立地表示碳原子数1~4的亚烷基或者被羟基取代了的碳原子数1~4的亚烷基。a表示2~8的整数,b各自独立地为1~4的正数,优选为1~3、更优选为1~2。需要说明的是,R5为碳原子数1~4的亚烷基时,b的值各自独立地表示氧化亚烷基的加成摩尔数的平均值。
作为G中的碳原子数1~4的亚烷基,可列举出例如亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、四亚甲基、亚丁基、2-甲基三亚甲基等,作为碳原子数1~4的氧基亚烷基,可列举出例如氧基亚甲基、氧基亚乙基、氧基亚丙基、氧基亚丁基等。
作为R5中的碳原子数1~4的亚烷基,可列举出例如亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、四亚甲基、亚丁基、2-甲基三亚甲基等。
作为被羟基取代了的碳原子数1~4的亚烷基,可列举出作为上述碳原子数1~4的亚烷基而列举出的基团中的氢原子被羟基取代而得到的基团,优选为下述式(a)~(c)所示的基团。
[化14]
(上述式(a)~(c)中,*表示键合部分。)。
另外,Z表示下述通式(b-II-1)~(b-II-6)和前述通式(b-III)~(b-VII)所示的有机基团中的任一种。
[化15]
上述通式(b-II-1)~(b-II-6)中,R6各自独立地为卤素原子、碳原子数1~6的烷基或者碳原子数1~6的烷氧基,R7各自独立地为二价的有机基团。另外,p表示0~4的整数、q表示0~3的整数。
另外,*表示键合部分,上述通式(b-II-1)~(b-II-6)所示的有机基团优选通过对位进行了键合。
作为R6所示的烷基和烷氧基、以及R7所示的二价的有机基团,可列举出在上述通式(b-I)~(b-VII)中的R6和R7中例示出的基团。
这些之中,从提高由该组合物得到的成形体的耐热变形性的观点出发,优选的是,上述通式(B-2)中的Z为上述通式(b-II-1)所示有机基团的(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为Z为上述通式(b-II-1)所示有机基团的(甲基)丙烯酸酯化合物,可列举出例如双酚A二缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物、氢化双酚A二缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物等,作为市售品,可列举出例如环氧酯3002M、3002A、3000M、3000MK、3000A(以上为共荣社化学株式会社制)等。
这些(B2)成分可以单独使用或者组合两种以上使用。
〔(B3)成分:通式(B-3a)或(B-3b)所示的具有苯基的(甲基)丙烯酸酯化合物(B3)〕
本发明的组合物中,作为(B)成分,优选含有下述通式(B-3a)或(B-3b)所示的具有苯基的(甲基)丙烯酸酯化合物。通过在组合物中含有(B3)成分,能够提高由该组合物得到的成形体的折射率。
[化16]
上述式(B-3a)和(B-3b)中,X1各自独立地表示单键、碳原子数1~4的亚烷基、或者碳原子数1~4的氧基亚烷基,Ya表示二价的有机基团,R22、R23各自独立地表示碳原子数1~4的亚烷基或者被羟基取代了的碳原子数1~4的亚烷基,R4a、R4b各自独立地表示氢原子或甲基,R6~R13各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~5的直链或支链的烷基。
作为X1、R22、R23所示的碳原子数1~4的亚烷基,可列举出例如亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、四亚甲基、亚丁基、2-甲基三亚甲基等。
作为R22、R23所示的被羟基取代了的碳原子数1~4的亚烷基,可列举出作为上述碳原子数1~4的亚烷基而列举出的基团中的氢原子被羟基取代而得到的基团,优选为下述式所示的基团。
[化17]
(式中,*表示键合部分。)。
R6~R13各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~5的直链或支链的烷基。
作为R6~R13所示的卤素原子,可列举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作为R6~R13所示的碳原子数1~5的直链或支链的烷基,可列举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基等。从提高由该组合物得到的成形体的折射率的观点出发,优选的是,R6~R13中的1个以上为溴原子,另外,R6、R8、R11、R13优选为叔丁基。
另外,上述式(B-3a)和(B-3b)中,Y表示二价的有机基团,可列举出例如-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-、-CH2-、-O-、-CO-等,从提高由该组合物得到的成形体的折射率的观点出发,优选为-C(CH3)2-。
上述式(B-3a)中,a和b表示氧化亚烷基的加成摩尔数,其分别为正数,a+b的平均值为2~4。
上述式(B-3b)中,c表示1~5的整数,优选为1~3。d表示1~5的整数,优选为1~3。e表示1~5的整数,优选为1~3。其中,X为单键时,e表示2~5的整数,优选为2~3。
需要说明的是,这些(B3)成分可以单独使用或者组合两种以上使用。
另外,本发明的组合物中,作为(B)成分,优选含有上述(B3)成分和上述(B2)成分,更优选的是,与(B3)成分一起含有下述通式(B-2a)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(B2’)。
通过包含(B2’)成分,即使抑制上述(B3)成分的含量,也能够提高组合物的折射率,并且能够获得粘度高的组合物。
需要说明的是,该(B2’)成分可以单独使用或者组合两种以上使用。
[化18]
上述式(B-2a)中,R14、R15各自独立地表示碳原子数1~4的亚烷基,可列举出例如亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、四亚甲基、亚丁基、2-甲基三亚甲基等。
R16、R17各自独立地表示氢原子或甲基。
f和g表示氧化亚烷基的加成摩尔数,其分别为正数,f+g的平均值为2~4。
另外,Z表示下述通式(b-III)所示的二价的有机基团。
[化19]
(上述式(b-III)中,R6、R7、p如上所述,*表示键合部分。)。
〔(C)成分:通式(C-1)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C)〕
本发明的组合物中,作为(C)成分,包含下述通式(C-1)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物。(C)成分在将本发明的组合物聚合而制成树脂时,主要成为大量具有弯曲性部位的部位即软链段,在分子内聚合物链的运动性变高,成为柔软的部位。另外,通过含有(C)成分,能够抑制由该组合物获得成形体时产生裂纹。
[化20]
上述式(C-1)中,R2各自独立地表示氢原子或甲基。
另外,Y1表示选自取代或无取代的碳原子数5~30的非环式烃基和-R’(OR’)L-所示基团(其中,R’各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~4的亚烷基,L为1~20的整数)中的1种以上非环式有机基团。
需要说明的是,作为上述非环式烃基和亚烷基的取代基,例如可列举出卤素原子、羟基、氨基等。另外,作为R’所示的碳原子数1~4的亚烷基,可列举出上述的基团。
L为1~20的整数,优选为2~15、更优选为2~10。
n表示1~8的整数,从提高由本发明的组合物得到的树脂的交联密度的观点出发,优选为2~7的整数、更优选为3~6的整数。
上述式(C-1)中的Y1所示的、选自取代或无取代的碳原子数5~30的非环状烃基和-R’(OR’)L-所示基团中的1种以上非环式有机基团可以具有醚键,另外也可以包含碳原子数不足5的直链烃基、支链状烃基等。
Y1所示的上述基团会成为由组合物得到的树脂中的处于软链段的部位,在分子内聚合物链的运动性变高,成为柔软的部位。
此处,上述式(C-1)中的Y1为取代或无取代的碳原子数5~30的非环式烃基时,(C)成分优选为下述通式(C-1a)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C1)。
[化21]
上述式(C-1a)中,R2和n与式(C-1)相同。Q1为选自碳原子数1~30的直链烃基、碳原子数3~30的支链状烃基中的1种以上有机基团,这些有机基团可以包含醚键,也可以被卤素原子、羟基、氨基等取代。
Y2为碳原子数5~30的非环式烃基,可以包含醚键,也可以被卤素原子、羟基、氨基等取代。
作为上述通式(C-1a)中的Q1的、碳原子数1~30的直链烃基,可列举出例如亚甲基、亚乙基、正亚丙基、正亚丁基、正亚戊基、正亚己基、正亚庚基、正亚辛基、2-乙基亚己基、正亚壬基、正亚癸基、正亚十一烷基、正亚十二烷基、正亚十三烷基、正亚十四烷基、正亚十五烷基、正亚十六烷基、正亚十七烷基、正亚十八烷基等碳原子数1~30的亚烷基;以及,氧基亚甲基、氧基亚乙基、氧基亚丙基、氧基亚丁基等碳原子数1~30的氧基亚烷基等。
作为上述通式(C-1a)中的Q1的、碳原子数3~30的支链状烃基,可列举出例如异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、叔戊基、异己基等。
作为上述通式(C-1a)中的Y2的碳原子数5~30的非环式烃基,可列举出例如-(CH2)r1-或-(CH3CH)r1-所示的亚烷基(r1为5~30的整数)、-(CRc-CRd)r2-所示的亚丙基(Rc、Rd中的一者为氢原子且另一者为甲基、r2为2~15的整数)、-(CH2O)r3-或-(CH3CHO)r3-所示的烷氧基(r3为5~30的整数)等。
这些之中,优选的是,-(CH2)r1-所示的亚烷基(r1为5~30的整数)、-(CRc-CRd)r2-所示的亚丙基(Rc、Rd中的一者为氢原子且另一者为甲基、r2为2~15的整数)。
在上述通式(C-1a)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C1)之中,作为n为2的化合物,可列举出例如1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,12-十二烷二醇二甲基丙烯酸酯、聚丁二烯二(甲基)丙烯酸酯、氢化聚丁二烯二(甲基)丙烯酸酯等。
另外,在上述通式(C-1a)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C1)之中,作为n为3以上的化合物,可列举出例如季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、多官能性聚酯(甲基)丙烯酸酯等。
另外,上述式(C-1)中的Y1为包含-R’(OR’)L-所示基团的非环式有机基团时,(C)成分优选为下述通式(C-1b)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C2)。
[化22]
上述式(C-1b)中,R2和n与式(C-1)相同,Y2与式(C-1a)同样地为碳原子数5~30的非环式烃基,可以包含醚键,也可以被卤素原子、羟基、氨基等进行了取代。
另外,R’各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~4的亚烷基。L为1~20的整数、优选为2~15、更优选为2~10。
在上述通式(C-1b)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C2)之中,作为n为2的化合物,可列举出例如二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、L为2~20的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、烷氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、烷氧基化环己二醇二丙烯酸酯(Sartomer Japan Inc. 制)等。
这些之中,优选的是,L为2~20的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯。
另外,在上述通式(C-1b)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C2)之中,作为n为3以上的化合物,可列举出例如乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、L为2~20的烷氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化甘油基三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化甘油基三(甲基)丙烯酸酯、烷氧基化甘油基三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、烷基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、L为2~20的烷氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、烷基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、L为2~20的烷氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、烷基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、L为2以上的烷氧基化二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、烷基化二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。
作为(C)成分的数均分子量,从调整组合物的粘度和抑制热历程后的形状变化的观点出发,优选为140~50000、更优选为250~40000、进一步优选为350~10000。
这些(C)成分可以单独使用或者组合两种以上使用。
本发明的组合物中的(C)成分的含量相对于该组合物的总量优选为0~50质量%、更优选为3~40质量%、进一步优选为6~35质量%。
〔(D)成分:除了属于(B)成分的化合物以外的、环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应化合物(D1)、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(D2)〕
本发明的组合物中,优选的是,还包含作为(D)成分的、除了属于(B)成分的化合物以外的、选自环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应化合物(D1)和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(D2)中的1种以上。
对于(D1)成分而言,通过羰基的氧原子与环氧化合物的环氧基开环而形成的羟基的氢原子之间的氢键的影响,对于(D2)成分而言,通过氨基甲酸酯键中的氧原子与氢原子之间的氢键的影响,能够提高包含这些成分的组合物的粘度。
(D)成分的含量((D1)成分与(D2)成分的合计含量)相对于(A)~(C)成分的总计100质量份优选为2~50质量份、更优选为4~42质量份、更优选为6~40质量份、进一步优选为8~38质量份、更进一步优选为9~25质量份。
该含量为2质量份以上时,能够充分地提高组合物的粘度、提高组合物的加工性。另一方面,该含量为50质量份以下时,组合物的粘度不会变得过高,能够制成对于加工性而言最适合的粘度。
〔(D1)成分:除了属于(B)成分的化合物以外的、环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应化合物(D1)〕
(D1)成分为除了属于(B)成分的化合物以外的化合物,通过环氧化合物的环氧基开环并与(甲基)丙烯酸进行反应从而生成。
作为环氧化合物,可列举出例如烷基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚等。
另外,作为环氧化合物,优选为具有2个以上环氧基的化合物。
作为具有2个以上环氧基的环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应化合物,可列举出例如丙二醇二缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物、1,6-己二醇二缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物、乙二醇二缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物、1,4-丁二醇二缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物、1,5-戊二醇二缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物、1,6-己二醇二缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物、1,9-壬二醇二缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物、新戊二醇二缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物、甘油二缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物等。
作为(D1)成分的市售品,可列举出例如环氧酯40EM、70PA、200PA、80MFA(以上为共荣社化学株式会社制)等。
需要说明的是,这些(D1)成分可以单独使用或者组合两种以上使用。
〔(D2)成分:氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(D2)〕
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(D2)优选为由多元醇成分、异氰酸酯成分、以及含羟基的(甲基)丙烯酸酯成分合成的化合物。另外,关于(D2)成分的官能团数量,从由该组合物得到的成形体的高硬度、高弹性模量、耐热变形性的提高的观点出发,优选为2以上、更优选为2~4、进一步优选为2~3。
作为二官能的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物,可列举出例如U-108A、UA-112P、UA-5201、UA-512、UA-412A、UA-4200、UA-4400、UA-340P、UA-2235PE、UA-160TM、UA-122P、UA-512、UA-W2、UA-7000、UA-7100(以上,商品名,新中村化学工业株式会社制);CN962、CN963、CN964、CN965、CN980、CN981、CN982、CN983、CN996、CN9001、CN9002、CN9788、CN9893、CN978、CN9782、CN9783(以上,商品名,Sartomer Japan Inc. 制);M-1100、M-1200、M-1210、M-1310、M-1600(以上,商品名,东亚合成化学工业株式会社制);UN-9000PEP、UN-9200A、UN-7600、UN-333、UN-1255、UN-6060PTM、UN-6060P、SH-500B(以上,商品名,根上工业株式会社制);AH-600、AT-600(以上,商品名,共荣社化学株式会社制);EBECRYL280、EBECRYL284、EBECRYL402、EBECRYL8402、EBECRYL8807、EBECRYL9270(以上,商品名,Daicel-Cytec Corporation制);等等。
作为三官能的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物,可列举出例如CN929、CN944B85、CN989、CN9008(以上,商品名,Sartomer Japan Inc. 制);EBECRYL264、EBECRYL265、EBECRYL1259、EBECRYL8201、KRM8296、EBECRYL294/25HD、EBECRYL4820(以上,商品名,Daicel-Cytec Corporation制);等等。
作为四官能以上的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物,可列举出例如U-6HA、U-6H、U-15HA、UA-32P、U-324A、UA-7200(以上,商品名,新中村化学工业制);CN968、CN9006、CN9010(以上,商品名,Sartomer Japan Inc. 制);UN-3320HA、UN-3320HB、UN-3320HC、UN-3320HS、UN-904、UN-901T、UN-905、UN-952(以上,商品名,根上工业株式会社制);EBECRYL1290、EBECRYL1290K、KRM8200、EBECRYL5129、EBECRYL8210、EBECRYL8301、EBECRYL8405(以上,商品名,Daicel-Cytec Corporation制);等等。
这些(D2)成分可以单独使用或者组合两种以上使用。
〔其它成分〕
本发明的组合物在不妨碍本发明效果的范围内还可以包含不属于前述(A)~(D)成分的(甲基)丙烯酸酯化合物。
其中,(A)~(D)成分的合计含量相对于本发明的组合物中包含的(甲基)丙烯酸酯化合物的总量优选为60~100质量%、更优选为75~100质量%、进一步优选为90~100质量%、更进一步优选为95~100质量%。
另外,根据需要还可以配混抗氧化剂、聚合引发剂。
(抗氧化剂)
本发明的组合物根据需要可以含有抗氧化剂。
作为抗氧化剂,可列举出例如受阻酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、硫醚抗氧化剂、维生素系抗氧化剂、内酯系抗氧化剂、胺系抗氧化剂等。
这些抗氧化剂之中,从耐热性和耐黄变性的观点出发,优选为受阻酚系抗氧化剂。
另外,作为抗氧化剂的数均分子量,从耐热性和耐黄变性的观点出发,优选为300~1500、更优选为330~1300。
作为受阻酚系抗氧化剂,可列举出例如Irganox1010、Irganox1076、Irganox1330、Irganox3114、Irganox3125(以上,均为商品名,BASF公司制);ADK STAB AO-20、ADK STAB AO-50、ADK STAB AO-60、ADK STAB AO-80、ADK STAB AO-30、ADK STAB AO-40(以上,均为商品名,株式会社ADEKA制);BHT(商品名,武田药品工业株式会社制);Cyanox1790(商品名,Cyanamid  Corporation制);SumilizerGP、SumilizerGM、SumilizerGS、SumilizerGA-80(以上,均为商品名,住友化学株式会社制)等市售品。
作为磷系抗氧化剂,可列举出例如IRAGAFOS168、IRAGAFOS12、IRAGAFOS38、IRAGAFOSP-EPQ、IRAGAFOS126(以上,均为商品名,BASF公司制);ADKSTAB329K、ADKSTABPEP-36、ADKSTABPEP-8、ADKSTABHP-10、ADKSTAB2112、ADKSTAB260、ADKSTAB522A(以上,均为商品名,株式会社ADEKA制);Weston618、Weston619G、Weston624(以上,均为商品名,GE社制)等市售品。
作为硫系抗氧化剂,可列举出例如DSTP“ヨシトミ”、DLTP“ヨシトミ”、DLTOIB、DMTP“ヨシトミ”(以上,均为商品名,吉富株式会社制);Seenox412S(商品名,SHIPRO KASEI KAISHA, LTD.制);Cyanox1212(商品名,Cyanamid  Corporation制);TP-D、TPS、TPM、TPL-R(以上,均为商品名,住友化学株式会社制)等市售品。
作为硫醚系抗氧化剂,可列举出例如ADK STAB AO-412S、ADK STAB AO-503(以上,均为商品名,株式会社ADEKA制)等市售品。
作为维生素系抗氧化剂,可列举出例如トコフェロール(商品名,卫材株式会社制)、IrganoxE201(商品名,BASF公司制)等市售品。
作为内酯系抗氧化剂,可列举出例如日本特开平7-233160号公报和日本特开平7-247278号公报中记载的化合物、HP-136(商品名,BASF公司制)等市售品。
作为胺系抗氧化剂,可列举出例如IrgastabFS042(商品名,BASF公司制)、GENOX EP(商品名,Crompton Corporation制)等市售品。
这些抗氧化剂可以单独使用或者组合两种以上使用。
从提高由组合物得到的成形体的透明性的观点和抑制黄变的观点出发,抗氧化剂的配混量相对于(A)~(C)成分的总计100质量份优选为0.1~20质量份、更优选为1~18质量份、进一步优选为1.5~15质量份。
(聚合引发剂)
本发明的组合物根据需要可以配混聚合引发剂。
作为聚合引发剂,可以使用如下聚合引发剂中的任一种:通过热而开裂从而产生引发自由基的热聚合引发剂;通过光、电子束、放射线等活性能量射线的照射而生成引发自由基的光聚合引发剂。
使用热聚合引发剂时,通过对包含该热聚合引发剂的组合物以40~200℃进行加热,能够促进聚合反应。另一方面,使用光聚合引发剂时,通过对包含该光聚合引发剂的组合物以汞氙气灯等作为光源以50~2000mJ/cm2的累积光量来照射紫外线等,能够使其进行聚合。
作为热聚合引发剂,可列举出例如过氧化甲基乙基酮、过氧化甲基异丁基酮、过氧化乙酰丙酮、过氧化环己酮、以及过氧化甲基环己酮等过氧化酮类;1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、枯烯过氧化氢、以及叔丁基过氧化氢等过氧化氢类;过氧化二异丁酰、过氧化双-3,5,5-三甲基己醇、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、以及间甲苯甲酰苯甲酰过氧化物等二酰基过氧化物类;过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、1,3-双(叔丁基过氧化异丙基)己烷、过氧化叔丁基异丙苯、二叔丁基过氧化物、以及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烯等二烷基过氧化物类;1,1-二(叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基)环己烷、1,1-二叔丁基过氧化环己烷、以及2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷等过氧化缩酮类;过氧化新癸酸-1,1,3,3-四甲基丁基酯(1,1,3,3-テトラメチルブチルペルオキシネオジカーボネート)、过氧化新癸酸-α-异丙苯酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔己酯、过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸-1,1,3,3-四甲基丁基酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊基酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁基酯、过氧化异丁酸叔丁基酯、过氧化六氢对苯二甲酸二叔丁基酯、过氧化-3,5,5-三甲基己酸1,1,3,3-四甲基丁基酯、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔戊基酯、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁基酯、过氧化乙酸叔丁基酯、过氧化苯甲酸叔丁基酯、以及过氧化三甲基己二酸二丁基酯等过氧化烷基酯类;过氧化二碳酸-二-3-甲氧基丁酯、过氧化二碳酸-二-2-乙基己酯、双(1,1-丁基环己基过氧化二碳酸酯)(ビス(1,1-ブチルシクロヘキサオキシジカーボネート))、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化异丙基碳酸叔戊基酯、过氧化异丙基碳酸叔丁基酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁基酯、以及1,6-双(叔丁基过氧化羧基)己烷等过氧化碳酸酯类;1,1-二(叔己基过氧化)环己烷、以及(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯等。这些之中,优选为二酰基过氧化物类、过氧化缩酮类、过氧化烷基酯类、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷,更优选为过氧化月桂酰、1,1-二叔丁基过氧化环己烷、过氧化-2-乙基己酸叔丁基酯、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷。
作为光聚合引发剂,可列举出例如苯偶姻醚、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(市售品:“IRGACURE651(BASF公司制、商品名)”)、1-羟基-环己基-苯基-酮(市售品:“IRGACURE184(BASF公司制、商品名)”)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(市售品:“DAROCUR1173(BASF公司制、商品名)”)、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(市售品:“IRGACURE2959(BASF公司制、商品名)”)、2-羟基-1-[4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基]-2-甲基-丙烷-1-酮(市售品:“IRGACURE127(BASF公司制、商品名)”)、2-甲基-1-(4-甲基苯硫基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(市售品:“IRGACURE907(BASF公司制、商品名)”)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1(市售品:“IRGACURE369(BASF公司制、商品名)”)、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(市售品:“IRGACURE379(BASF公司制、商品名)”)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦(市售品:“DAROCUR TPO(BASF公司制、商品名)”)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(市售品:“IRGACURE819(BASF公司制、商品名)”)、双(η5-2,4-环戊二烯-1-基)-双(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)钛(市售品:“IRGACURE784(BASF公司制、商品名)”)、1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰肟)](市售品:“IRGACURE OXE 01(BASF公司制、商品名)”)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)(市售品:“IRGACURE OXE 02(BASF公司制、商品名)”)等。
这些聚合引发剂可以单独使用或者组合两种以上使用。
从有效促进聚合反应的观点出发,聚合引发剂的配混量相对于(A)~(C)成分的总计100质量份优选为0.01~12质量份、更优选为0.1~8质量份、进一步优选为0.3~5质量份。
(其它添加剂)
本发明的组合物中,在不损害本发明效果的范围内,可以配混光稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、增塑剂、抗静电剂、无机填充剂、着色剂、抗静电剂、脱模剂、阻燃剂等添加剂。另外,出于改善与氧化钛、氧化硅等无机化合物的密合性的目的,可以配混包含硅烷化合物的甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氧基的硅烷偶联剂等添加剂。
〔本发明的第1组合物中的(A)~(C)成分的含量、以及该组合物的粘度〕
关于本发明的第1组合物中的(A)成分的含量,从提高由该组合物得到的成形体的耐热性的观点出发,相对于(A)~(C)成分的总量,优选为5~60质量%、更优选为10~45质量%、进一步优选为15~35质量%。
需要说明的是,本发明中,(A)~(C)成分的总量不会超过100质量%(以下同样)。
作为本发明的第1组合物中的(B1)成分的含量,从适度提高该组合物的粘度的观点、以及抑制由高温高湿下的水解带来的影响的观点出发,相对于(A)~(C)成分的总量,优选为20~80质量%、更优选为25~77质量%、进一步优选为30~75质量%。
该含量为20质量%以上时,能够适度提高所得组合物的粘度,能够提高组合物的加工性。
另一方面,该含量为80质量%以下时,能够抑制高温高湿下(C)成分自身发生水解、由该组合物形成的成形体会变色的现象。
此处,(B)成分不含(B2)成分时的(B1)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量更优选为40~77质量%、进一步优选为50~75质量%。
另外,(B)成分含有(B2)成分时的(B1)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量更优选为25~70质量%、进一步优选为30~60质量%、更进一步优选为35~55质量%。
本发明的第1组合物中,作为(B)成分而组合使用(B1)成分和(B2)成分时,作为(B2)成分的含量,从提高组合物的粘度且提高由该组合物得到的成形体的折射率的观点出发,相对于(A)~(C)成分的总量,优选为5~40质量%、更优选为7~30质量%、进一步优选为10~25质量%。
该含量为30质量%以上时,能够提高粘度,制成加工性优异的组合物。另一方面,该含量为85质量%以下时,组合物的粘度不会过度上升,能够使所得组合物的成形性变得良好。
本发明的第1组合物中,作为(B)成分而组合使用(B1)成分和(B2)成分时,从提高组合物的粘度且提高由该组合物得到的成形体的折射率的观点出发,(B1)成分的含量与(B2)成分的含量的质量比〔(B1)成分/(B2)成分〕优选为40/60~95/5、更优选为55/45~90/10、进一步优选为60/40~85/15、更进一步优选为65/35~80/20。
作为本发明的第1组合物中的(C)成分的含量,从抑制由该组合物得到的成形体对热的变形和变色的观点出发,相对于(A)~(C)成分的总量,优选为0~50质量%、更优选为3~50质量%、进一步优选为5~40质量%、更进一步优选为7~30质量%。
本发明的第1组合物的25℃下的粘度从加工性的观点出发优选为1000~50000mPa·s、更优选为1100~40000mPa·s、进一步优选为1200~5000mPa·s、更进一步优选为1400~3500mPa·s。
需要说明的是,上述组合物的25℃下的粘度的值是基于实施例中记载的方法测定得到的值。
〔本发明的第2组合物中的(A)~(C)成分的含量、以及该组合物的粘度〕
作为本发明的第2组合物中的(A)成分的含量,从提高由该组合物得到的成形体的耐热性的观点出发,相对于(A)~(C)成分的总量,优选为5~60质量%、更优选为8~45质量%、进一步优选为12~30质量%。
作为本发明的第2组合物中的(B2)成分的含量,从提高组合物的粘度且提高由该组合物得到的成形体的折射率的观点出发,相对于(A)~(C)成分的总量,优选为30~85质量%、更优选为40~80质量%、进一步优选为45~70质量%。
该含量为30质量%以上时,能够提高粘度,制成加工性优异的组合物。另一方面,该含量为85质量%以下时,组合物的粘度不会过度上升,能够使所得组合物的成形性变得良好。
作为本发明的第2组合物中的(C)成分的含量,从抑制由该组合物得到的成形体对热的变形和变色的观点出发,相对于(A)~(C)成分的总量,优选为0~50质量%、更优选为5~50质量%、进一步优选为10~45质量%、更进一步优选为18~40质量%。
本发明的第2组合物的25℃下的粘度从加工性的观点出发优选为500~50000mPa·s、更优选为700~40000mPa·s、进一步优选为800~5000mPa·s、更进一步优选为1000~2000mPa·s。
〔本发明的第3组合物中的(A)~(C)成分的含量、以及该组合物的粘度〕
关于本发明的第3组合物中的(A)成分的含量,从提高由该组合物得到的成形体的耐热性的观点出发,相对于(A)~(C)成分的总量,优选为5~40质量%、更优选为10~35质量%、进一步优选为15~30质量%。
本发明的组合物中的(B3)成分的含量从提高由该组合物得到的成形体的折射率的观点出发,相对于(A)~(C)成分的总量,优选为10~95质量%、更优选为15~90质量%、进一步优选为20~85质量%。
此处,不含(B2’)成分和(C)成分时的(B3)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量优选为60~95质量%、更优选为65~90质量%、进一步优选为70~85质量%。
另外,含有(B2’)成分和(C)成分中的至少一者时的(B3)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量优选为10~80质量%、更优选为15~75质量%、进一步优选为20~70质量%。
本发明的第3组合物如上所述通过一并含有(B3)成分和(B2’)成分,即使抑制上述(B3)成分的含量也能够提高组合物的折射率。
(B2’)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量优选为10~85质量%、更优选为30~80质量%、进一步优选为50~70质量%。
另外,(B3)成分的含量与(B2’)成分的含量的质量比〔(B3)成分/(B2’)成分〕优选为15/85~40/60、更优选为20/80~35/65、进一步优选为25/75~30/70。
如上所述,本发明的第3组合物通过包含(C)成分,能够抑制由组合物得到成形体时产生裂纹。
本发明的第3组合物中的(C)成分的含量在不损害实现高折射率这一本发明的效果的范围内适当决定,相对于(A)~(C)成分的总量优选为0~50质量%、更优选为5~45质量%、进一步优选为10~40质量%。
另外,(B)成分的含量与(C)成分的含量的质量比〔(B)成分/(C)成分〕优选为100/0~60/40、更优选为85/15~65/35、进一步优选为90/10~70/30。
本发明的第3组合物的25℃下的粘度从成形性的观点出发优选为300~50000mPa·s、更优选为400~40000mPa·s、进一步优选为450~20000mPa·s。
〔树脂、成形体〕
本发明的树脂可以将上述本发明的组合物聚合来获得。
在组合物的聚合时,从聚合反应的效率性的观点出发,优选在组合物中包含上述聚合引发剂。
另外,本发明的成形体是将该树脂成形而得到的成形体。
作为聚合和成形方法,可以使用与通常的热固化性树脂的成形相同的方法,可列举出例如如下方法:使用本发明的组合物或使该组合物预先聚合而成的预聚物,通过这些液状组合物的注射成形、压缩成形、传递成形以及嵌件成形等,同时进行聚合和成形工序的方法等。另外,也可以通过浇灌加工、涂覆加工等获得成形体,还可以通过UV固化成形等与光固化树脂的成形相同的方法获得成形体。
本发明的组合物会维持光学性能且具有高粘度,因此适合于使用液状树脂成形法来制造成形体。
作为液状树脂成形法,可列举出:在常温下将液状的原料组合物或其预聚物压入高温的模具中,使其加热固化的液状树脂注射成形;将液状的原料组合物加入模具,通过压制进行加压,使其固化的压缩成形;通过对加热了的液状原料组合物施加压力而压入模具,使原料组合物进行固化的传递成形等。
针对如上所述制造的本发明的成形体的各光学性能以及物性进行说明。
本发明的成形体的总光线透射率优选为85%以上、更优选为88%以上、进一步优选为90%以上。
作为以260℃放置了10分钟的热历程后的成形体与热历程前的成形体在波长440nm下的光线透射率的降低量(该光线透射率之差的绝对值),优选为5.0%以下、更优选为3.0%以下、进一步优选为2.5%以下。
需要说明的是,关于由本发明的第1组合物得到的成形体,作为以260℃放置了10分钟的热历程后的成形体与热历程前的成形体在波长440nm下的光线透射率的降低量(该光线透射率之差的绝对值),优选为5.0%以下、更优选为4.0%以下、进一步优选为3.0%以下。
另外,关于由本发明的第2组合物得到的成形体,作为以260℃放置了10分钟的热历程后的成形体与热历程前的成形体在波长440nm下的光线透射率的降低量(该光线透射率之差的绝对值),优选为5.0%以下、更优选为3.0%以下、进一步优选为1.5%以下。
并且,关于由本发明的第3组合物得到的成形体,作为以260℃放置了10分钟的热历程后的成形体与热历程前的成形体在波长440nm下的光线透射率的降低量(该光线透射率之差的绝对值),优选为0.5%以下、更优选为0.4%以下、进一步优选为0.35%以下。
本发明的成形体在d射线(波长589.3nm)下的折射率优选为1.45以上、更优选为1.50以上、进一步优选为1.53以上。
需要说明的是,由本发明的第1组合物得到的成形体在d射线(波长589.3nm)下的折射率优选为1.45~1.65、更优选为1.47~1.60、进一步优选为1.50~1.56。
另外,由本发明的第2组合物得到的成形体在d射线(波长589.3nm)下的折射率优选为1.45~1.65、更优选为1.50~1.63、进一步优选为1.53~1.60。
并且,由本发明的第3组合物得到的本发明的成形体在d射线(波长589.3nm)下的折射率优选为1.55以上、更优选为1.55~1.65、进一步优选为1.55~1.60。
本发明的成形体在d射线(波长589.3nm)下的阿贝数优选为60以下、更优选为55以下、进一步优选为50以下。
需要说明的是,由本发明的第1组合物得到的成形体在d射线(波长589.3nm)下的阿贝数优选为30~60、更优选为35~52、进一步优选为40~48。
另外,由本发明的第2组合物得到的成形体在d射线(波长589.3nm)下的阿贝数优选为30~60、更优选为33~52、进一步优选为36~45。
并且,由本发明的第3组合物得到的成形体在d射线(波长589.3nm)下的阿贝数优选为40以下、更优选为25~40、进一步优选为30~40、进一步优选为35~40。
本发明的成形体的线性膨胀系数优选为110ppm以下、更优选为90ppm以下、进一步优选为80ppm以下。
本发明的成形体的弯曲弹性模量优选为2.0GPa以上、更优选为2.4GPa以上、进一步优选为2.8GPa以上。
本发明的成形体的弯曲强度优选为50MPa以上、更优选为60MPa以上、进一步优选为70MPa以上。
本发明的成形体的邵氏D硬度优选为60以上、更优选为70以上、进一步优选为77以上。
尤其是本发明的成形体为光学部件时,要求在制造时不会变形的程度的机械强度。
需要说明的是,成形体的上述各物性的值是通过实施例中记载的方法测定得到的值。
如上所述,本发明的成形体的各种光学性能优异,因此作为各种设备中使用的镜头、光通信用镜头等光学部件是适合的。
实施例
通过实施例来更具体地说明以下的本发明,但本发明完全不限定于这些实施例。
需要说明的是,关于通过以下的实施例和比较例得到的组合物和成形体的各物性,基于以下的方法进行测定并评价。
(1)粘度
基于JIS K7117-1,使用粘度计(Brooksfield Corporation制、制品名“LVDV-I+”)来测定所得组合物的25℃下的粘度。
(2)总光线透射率
作为试验片,使用所得厚度为3mm的成形体,基于JIS K7105,通过雾度计(Suga Test Instruments Co., Ltd.制、制品名“HGM-2DP”)来测定总光线透射率。
(3)热历程后在波长440nm下的光线透射率的降低量
作为试验片,使用所得厚度为1mm的成形体,通过分光光度计(Hitachi High-Tech Fielding Corporation制、制品名“U-4100スペクトロメータ”)测定波长为440nm的光线透射率。
接着,将上述试验片载置在厚度为1mm的不锈钢板上,以260℃放置了10分钟(以下,也将该操作称为“热历程1”)。对于热历程1后的试验片,也与上述同样操作,测定在波长440nm下的光线透射率,求出热历程1前后在波长440nm下的光线透射率的降低量(该光线透射率之差的绝对值)(%)。
(4)折射率、阿贝数
作为试验片,对于所得厚度为3mm的成形体,使用折射率计(Metricon Corporation制、制品名“モデル2010 プリズムカプラ”),测定20℃下的d射线(波长589.3nm)下的折射率、以及阿贝数。
(5)线性膨胀系数
对于所得成形体,基于ASTM E831,使用线性膨胀测定装置(Seiko Instruments Inc.制、制品名“TMA/SS6100”),以载重49mN的压缩法测定20~90℃的温度范围内的线性膨胀,算出线性膨胀系数。
(6)形状稳定性评价
使用纵25mm×横25mm×厚度2mm的板状成形体,将三张该板状体载置在厚度为3mm的不锈钢板上,以260℃放置10分钟(热历程1)后,通过目视确认该板状成形体的边缘的变形程度,利用下述基准进行了评价。
A:边缘部分与热历程前相同,形状稳定性优异。
F:边缘部分均匀地带有弧度,形状稳定性差。
(7)弯曲弹性模量、弯曲强度
对于所得成形体,基于JIS K 6911,使用试验机(Instron  Japan Ltd.制、制品名“INSTRON 5567”),测定弯曲弹性模量(单位:GPa)和弯曲强度(单位:MPa)。
(8)邵氏D硬度
对于所得成形体,基于JIS-K 6253,使用试验机(高分子计器株式会社制、制品名“ASKER P1”),测定邵氏D硬度。
〔实施例1a~8a、1b~8b、1c~5c,比较例1a~2a、1b~2b、1c~2c〕
将表1~表3所示的各成分以表1~表3中记载的配混量(固体成分比)进行添加、混合而得到组合物。
并且,由该组合物制作成形体时使用如下获得的容器:在两张不锈钢板(纵70mm×横70mm×厚度3mm)之间夹持两张镜面加工的铝板的片(纵70mm×横70mm×厚度0.3mm),在该片之间夹入テフロン(注册商标)制垫片(纵70mm×横70mm×厚度3mm)而得到的容器。该容器的テフロン(注册商标)制的垫片部设置有纵30mm×横30mm×厚度3mm的窗口,从该窗口将组合物流入容器内。
从该容器的上述窗口流入组合物,以不漏液的方式边按压容器边用氮气气氛下(氧浓度为5容量%以下)的烘箱以110℃加热3小时,接着以160℃加热1小时,进行聚合和成形后,冷却至室温,从而得到板状的成形体。
对于所得组合物和成形体,通过上述的方法测定各种物性值。将其结果示于表1~表3。
需要说明的是,表1~表3所示的实施例和比较例的组合物中包含的各成分如下所示。
<(A)成分>
·“AM”:下述式(a1)所示的、甲基丙烯酸-1-金刚烷基酯(大阪有机化学工业株式会社制)。
[化23]
<(B)成分>
·“9300-1CL”:下述式(b1)所示的、ε-己内酯改性三-(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯(新中村化学工业株式会社制)。
[化24]
·“BPE-80N”:下述式(b2)所示的、乙氧基化双酚A型二甲基丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制)。
[化25]
·“Epoxy Ester 3000MK”:下述式(b3)所示的、双酚A二缩水甘油醚甲基丙烯酸加成物(共荣社化学株式会社制)。
[化26]
·“Epoxy Ester 3000A”:下述式(b4)所示的、双酚A二缩水甘油醚丙烯酸加成物(共荣社化学株式会社制)。
[化27]
·“SR-349”:下述式(b5)所示的、乙氧基化双酚A型二丙烯酸酯(Sartomer Japan Inc. 制)。
[化28]
·“A-BPEF”:下述式(b6)所示的、9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴(新中村化学工业株式会社制)。
[化29]
<(C)成分>
·“SR-399”:下述式(c1)所示的、二季戊四醇五丙烯酸酯(Sartomer Japan Inc. 制、数均分子量为525)。
[化30]
·“SR-499”:下述式(c2)所示的、乙氧基化(6)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(Sartomer Japan Inc. 制、数均分子量为560)。
[化31]
·“SR-295”:下述式(c3)所示的、季戊四醇四丙烯酸酯(Sartomer Japan Inc. 制、数均分子量为352)。
[化32]
<(D)成分>
·“CN929”:3官能氨基甲酸酯丙烯酸酯(Sartomer Japan Inc. 制)。
<其它成分>
·“A-DCP”:下述式(e)所示的、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制)。
[化33]
·“热聚合引发剂”:下述式(f1)所示的、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷(日油株式会社制)。
[化34]
·“抗氧化剂(TP-D)”:下述式(f2)所示的、硫醚系抗氧化剂(住友化学株式会社制、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、数均分子量:1162)。
·“抗氧化剂(ADK STAB A-80)”:下述式(f3)所示的、受阻酚系抗氧化剂(株式会社ADEKA制、数均分子量:741)。
[化35]
根据表1,实施例1a~8a的组合物在25℃下的粘度均高达1000mPa·s以上、加工性优异。另外,由实施例1a~8a的组合物得到的成形体的各种光学性能均可以得到良好的结果。
另一方面,比较例1a和2a的组合物在25℃下的粘度均低,呈现加工性存在问题的结果。
根据表2,实施例1b~8b的组合物在25℃下的粘度均高达500mPa·s以上、加工性优异。另外,由实施例1b~8b的组合物得到的成形体的各种光学性能均可以得到良好的结果。
另一方面,比较例1b和2b的组合物在25℃下的粘度均低,呈现加工性存在问题的结果。
根据表3,由实施例1c~5c的组合物得到的成形体在20℃下的d射线(波长为589.3nm)下的折射率均高达1.55以上。而且可知:在440nm下的光线透射率高、透明性优异。另外还可知:即使在260℃的热历程后,透明性也不会降低,具有可耐受回流焊工序的非常高耐热性,同时形状稳定性也优异。
产业上的可利用性
本发明的(甲基)丙烯酸酯系组合物由于粘度高而具有优异的加工性,能够形成维持优异的透明性等光学性能、基于热历程的形状稳定性、并且耐热性也优异且折射率高的成形体。因此,本发明的(甲基)丙烯酸酯系组合物作为各种设备中使用的镜头、光通信用镜头等光学部件的形成材料是适合的。

Claims (23)

1.(甲基)丙烯酸酯系组合物,其包含:下述通式(A-1)所示的具有金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯化合物(A)、以及一分子中具有1个以上下述通式(b-I)~(b-VII)所示结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B),
[化学式1]
上述式(A-1)中,R1各自独立地表示氢原子或甲基,X各自独立地表示单键、碳原子数1~4的亚烷基或者碳原子数1~4的氧基亚烷基,U表示碳原子数1~4的烷基、卤素基团、羟基、或者两个U一起形成的=O,k表示0~15的整数、m表示1~4的整数,
[化学式2]
上述式(b-I)~(b-VII)中,Ya表示2价的有机基团,R6各自独立地为卤素原子、碳原子数1~6的烷基或者碳原子数1~6的烷氧基,R7各自独立地为二价的有机基团,另外,p表示0~4的整数、q表示0~3的整数,*表示键合部分。
2.根据权利要求1所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其还包含下述通式(C-1)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(C),
[化学式3]
上述式(C-1)中,R2各自独立地表示氢原子或甲基,Y1表示选自取代或无取代的碳原子数5~30的非环式烃基和-R’(OR’)L-所示的基团中的1种以上非环式有机基团,n表示1~8的整数,在所述-R’(OR’)L-中,R’各自独立地表示取代或无取代的碳原子数1~4的亚烷基,L为1~20的整数。
3.根据权利要求1或2所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B)成分包含选自具有所述通式(b-I)所示的异氰脲酸酯结构的(甲基)丙烯酸酯化合物(B1)和下述通式(B-2)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(B2)中的1种以上,
[化学式4]
上述式(B-2)中,G各自独立地表示单键、碳原子数1~4的亚烷基或者碳原子数1~4的氧基亚烷基,R4各自独立地表示氢原子或甲基,R5各自独立地表示碳原子数1~4的亚烷基或者被羟基取代了的碳原子数1~4的亚烷基,a表示2~8的整数,b各自独立地为1~4的正数,另外,Z表示下述通式(b-II-1)~(b-II-6)和所述通式(b-III)~(b-VII)所示的有机基团中的任一种,
[化学式5]
上述通式(b-II-1)~(b-II-6)中,R6各自独立地为卤素原子、碳原子数1~6的烷基或者碳原子数1~6的烷氧基,R7各自独立地为二价的有机基团,另外,p表示0~4的整数、q表示0~3的整数,*表示键合部分。
4.根据权利要求3所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B1)成分为下述通式(B-1)所示的具有异氰脲酸酯结构的(甲基)丙烯酸酯化合物,
[化学式6]
上述式(B-1)中,R3各自独立地表示氢原子或甲基,D1~D3各自独立地表示二价的有机基团。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其还包含作为(D)成分的、除了属于(B)成分的化合物以外的、选自环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应化合物(D1)和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(D2)中的1种以上。
6.根据权利要求5所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(D)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总计100质量份为2~50质量份。
7.根据权利要求3~6中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分而包含(B1)成分,且(B1)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为20~80质量%。
8.根据权利要求3~7中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分而包含(B1)成分和(B2)成分,且(B2)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为5~40质量%。
9.根据权利要求3~7中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分而包含(B1)成分,且所述(甲基)丙烯酸酯系组合物的25℃下的粘度为1000~50000mPa·s。
10.根据权利要求3~6中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分而包含(B2)成分,(B2)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为30~85质量%。
11.根据权利要求3~6和权利要求10中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分而包含(B2)成分,且所述(甲基)丙烯酸酯系组合物的25℃下的粘度为500~50000mPa·s。
12.根据权利要求1或2所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B)成分包含下述通式(B-3a)或(B-3b)所示的具有苯基的(甲基)丙烯酸酯化合物(B3),
[化学式7]
上述式(B-3a)和(B-3b)中,X1各自独立地表示单键、碳原子数1~4的亚烷基或者碳原子数1~4的氧基亚烷基,Ya表示二价的有机基团,R22、R23各自独立地表示碳原子数1~4的亚烷基或者被羟基取代了的碳原子数1~4的亚烷基,R4a、R4b各自独立地表示氢原子或甲基,R6~R13各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~5的直链或支链的烷基,a和b表示氧化亚烷基的加成摩尔数,其分别为正数,a+b的平均值为2~4,c表示1~5的整数,d表示1~5的整数,e表示1~5的整数。
13.根据权利要求12所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,所述通式(B-3a)或(B-3b)中的有机基团Ya为-C(CH32-、-C(CF32-、-SO2-、-CH2-、-O-、-CO-中的任一种。
14.根据权利要求12或13所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,作为(B)成分,还包含下述通式(B-2a)所示的(甲基)丙烯酸酯化合物(B2’),
[化学式8]
上述式(B-2a)中,Z表示所述通式(b-III)所示的二价的有机基团,R14、R15各自独立地表示碳原子数1~4的亚烷基,R16、R17各自独立地表示氢原子或甲基,f和g表示氧化亚烷基的加成摩尔数,其分别为正数,f+g的平均值为2~4。
15.根据权利要求14所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(B3)成分的含量与(B2’)成分的含量的质量比即(B3)成分/(B2’)成分为15/85~40/60。
16.根据权利要求12~15中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,(A)成分的含量相对于(A)~(C)成分的总量为5~40质量%。
17.根据权利要求12~16中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物,其中,25℃下的粘度为300~50000mPa·s。
18.树脂,其是将权利要求1~17中任一项所述的(甲基)丙烯酸酯系组合物聚合而得到的。
19.成形体,其是将权利要求18所述的树脂成形而成的。
20.根据权利要求19所述的成形体,其中,所述成形体的总光线透射率为85%以上。
21.根据权利要求19或20所述的成形体,其中,所述成形体在d射线下的折射率为1.45以上。
22.根据权利要求19~21中任一项所述的成形体,其中,所述成形体在d射线下的阿贝数为60以下。
23.根据权利要求19~22中任一项所述的成形体,其中,所述成形体为光学部件。
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