DE2616408A1 - MIXTURES POLYMERIZABLE BY UV RADIATION - Google Patents
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Description
Durch UV-Bestrahlung polymerisierbar GemischeMixtures polymerizable by UV radiation
Zusatz zu Patent .. .o ,., (Patentanmeldung P 22 32 365,5)Addition to patent ... o ,., (patent application P 22 32 365.5)
Gegenstand des Hauptpatents „. .. 0.. (Patentanmeldung P 22 32 365»5) sind durch UV-Bestrahlung polymerisierbare Gemische von Verbindungen mit mindestens einer polymerisierbaren CC-Mehrfachbindung oder von Mischungen enthaltend solche Verbindungen mit einem Photoinitiator, gegebenenfalls mit üblichen Zusatzstoffen, die als Photoinitiator Monoketale von aromatischen 1.2-Diketonen der FormelSubject of the main patent ". .. 0 .. (patent application P 22 32 365 »5) are mixtures of compounds with at least one polymerizable CC multiple bond that can be polymerized by UV irradiation or of mixtures containing compounds with a photoinitiator, optionally with conventional additives, which are used as photoinitiators by monoketals aromatic 1,2-diketones of the formula
R-A-C-C- A· -R' ti / \ RACC- A -R ' ti / \
0 0 0 X X'0 0 0 X X '
enthalten, worin A und A1 mit Resten R und R1 substituierte sechsgliedrige aromatische Reste gleicher oder verschiedener Art und X und X' ggf. Substituenten tragende einwertige Reste oder X und X1 zusammen einen Cp- bis Cn-Alkylenrest darstellen.where A and A 1 are six-membered aromatic radicals of the same or different types substituted by radicals R and R 1 and X and X 'optionally represent monovalent radicals bearing substituents or X and X 1 together represent a Cp- to Cn-alkylene radical.
In einer weiteren Ausbildung der genannten Erfindung wurden nun neue nicht-cyclische unsymmetrische Monoketale von aromatischen 1.2-Diketonen gefunden, die leicht herstellbar sind und in polymerisierbaren Gemischen bzw. Massen bei ihrer üblichen Verarbeitung und Lagerung hinreichend stabil sind, andererseits eine gute Reaktivität bei der Strahlenhärtung der Massen aufweisen und dabei eine besonders geringe Vergilbung derselben erzeugen. In a further embodiment of the invention mentioned, new non-cyclic asymmetrical monoketals of aromatic 1.2-diketones found that are easy to prepare and in polymerizable Mixtures or masses are sufficiently stable in their usual processing and storage, on the other hand one have good reactivity in the radiation curing of the masses and produce a particularly low yellowing of the same.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit durch UV-Bestrahlung polymerisierbare Gemische von a) Verbindungen mit mindestens einer polymerisierbaren C-C-Mehrfachbindung oder von Mischungen enthaltend solche Verbindungen mit b) MonoketalenThe present invention thus relates to UV irradiation polymerizable mixtures of a) compounds having at least one polymerizable C-C multiple bond or of Mixtures containing such compounds with b) monoketals
709844/0127709844/0127
646/75 - 2 -646/75 - 2 -
- j<- O.Z. 31 9JJ9- j <- OZ 31 9 J J9
von aromatischen 1.2-Diketonen als Photoinitiatoren gemäßof aromatic 1,2-diketones as photoinitiators according to
Patent (Patentanmeldung P 22 32 ^65.5), die dadurchPatent (patent application P 22 32 ^ 65.5), which thereby
gekennzeichnet sind, daß sie als Monoketale von aromatischen 1.2-Diketonen nicht-cyclische unsymmetrische Monoketale der nachstehenden Formel (I) enthaltenare characterized as being monoketals of aromatic 1,2-diketones non-cyclic unsymmetrical monoketals der formula (I) below
A1 - C - C - A2 (I)A 1 - C - C - A 2 (I)
tt / \dd / \
ο O1 οο O 1 ο
RX l\d R X l \ d
1 2
worin A und A gleiche oder unterschiedliche, ggf. Substituenten1 2
wherein A and A are identical or different, optionally substituents
tragende aromatische Reste undcarrying aromatic residues and
1 2
R und R ggf. Substituenten tragende Kohlenwasserstoffreste1 2
R and R, if appropriate, hydrocarbon radicals bearing substituents
mit 1 bis 12 C-Atomen unterschiedlicher Art darstellen. with 1 to 12 carbon atoms of different types.
Nicht-cyclische unsymmetrische Monoketale von aromatischen 1.2-Diketonen dieser Art sind bisher nicht bekannt. Die in den erfindungsgemäßen Gemischen enthaltenen neuen Photoinitiatoren lassen sich einfach und vorteilhaft herstellen, wenn man die ihnen zugrundeliegenden aromatischen 1.2-Diketone (Formel II)Acyclic unsymmetrical monoketals of aromatic 1.2-diketones of this type are not yet known. The new photoinitiators contained in the mixtures according to the invention can be easily and advantageously produced if the aromatic 1,2-diketones on which they are based (formula II)
A1--C-C-A2 (II)A 1- CCA 2 (II)
I! MI! M.
0 00 0
in einem organischen Lösungsmittel mit einem Alkylierungsmittel (R1) X und einem Alkoholat (R2O) Me umsetzt, wobei R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben und verschiedene Reste darstellen, η und m ganze Zahlen von 1 bis 3, X einen ein- bis dreibasischen Säurerest und Me ein Metall der ersten 3 Hauptgruppen des Periodensystems der Elemente bedeuten.in an organic solvent with an alkylating agent (R 1 ) X and an alcoholate (R 2 O) Me, where R 1 and R 2 have the meaning given above and represent different radicals, η and m integers from 1 to 3, X a mono- to tribasic acid residue and Me a metal of the first 3 main groups of the periodic table of the elements.
Geeignete aromatische Diketone der Formel II sind besondersSuitable aromatic diketones of the formula II are particularly
1 2
solche, bei denen A und A einen substituierten Benzolrest
darstellen, wobei als Substituenten vor allem C.- bis ^„-Kohlenwasserstoffreste
wie Alkyl- oder Phenylreste, C1- bis
C10-Alkoxyalkylreste, C^- bis C Q-Alkoxireste, C1- bis Cg-Alkylthioreste
oder Halogenatome in Frage kommen.1 2
those in which A and A represent a substituted benzene radical, the substituents mainly being C.- to ^ "- hydrocarbon radicals such as alkyl or phenyl radicals, C 1 - to C 10 -alkoxyalkyl radicals, C ^ - to C Q -alkoxy radicals, C 1 - to Cg-alkylthio radicals or halogen atoms are possible.
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- /- O.Z. 31 949- / - O.Z. 31 949
Beispiele aromatischer 1.2-Diketone, von denen sich die erfin·- dungsgemäßen Monoketale ableiten, sind Benzil und substituierte Benzile wie 4,4'-Dimethylbenzil, 4,4'-Diisopropylbenzil, 4,4'-Diphenylbenzil, 2,2f-Dimethoxybenzil, 4,4'-Diine thoxib en zil, 4-Methylbenzil, 3-Methoxibenzil, 2,2'-Dimethylbenzil, 4-Chlor-4'-phenylbenzil, 4,4'-Dichlorbenzil, 3,3'-Dibrombenzil, 2,4,2',4'· Tetramethylbenzil, 2,4,6-Trimethylbenzil, 2,4-Dichlor-4'-methylbenzil. Die Herstellung dieser Benzilderivate ist in der Literatur beschrieben; sie kann z.B. durch Oxidation der entsprechenden Benzoine erfolgen.Examples of aromatic 1,2-diketones, from which the monoketals according to the invention are derived, are benzil and substituted benzils such as 4,4'-dimethylbenzil, 4,4'-diisopropylbenzil, 4,4'-diphenylbenzil, 2,2 f -dimethoxybenzil , 4,4'-Diine thoxib en zil, 4-methylbenzil, 3-methoxibenzil, 2,2'-dimethylbenzil, 4-chloro-4'-phenylbenzil, 4,4'-dichlorobenzil, 3,3'-dibromobenzil, 2 , 4,2 ', 4'-tetramethylbenzil, 2,4,6-trimethylbenzil, 2,4-dichloro-4'-methylbenzil. The preparation of these benzil derivatives is described in the literature; it can take place, for example, by oxidation of the corresponding benzoins.
Für die Herstellung der unsymmetrischen Monoketale geeignete Alkylierungsmittel haben die genannte Formel (R ) X und sind Ester ein-bis dreibasischer Säuren, insbesondere von ein Schwefel-, ein Phosphor- oder ein Halogenatom enthaltenden Säuren. Genannt seien die Ester der Schwefelsäure, der schwefligen Säure, der Phosphorsäure und der phosphorigen Säure, die Ester der Halogenwasserstoffsäuren wie die Chloride, Bromide und Jodide sowie der aliphatischen und aromatischen Sulfonsäuren wie die Mesylate, Tosylate, Brosylate und Benzolsulfonate. Besonders geeignet sind die Sulfate, Halogenide und Sulfonsäureester, von denen die Sulfate und Bromide bevorzugt verwandt werden, Beispiele für Alkylierungsmittel sind Dimethylsulfat, Diallylsulfat, Dicrotylsulfat, Benzylbromid oder Allylbromid.Suitable for the production of the asymmetrical monoketals Alkylating agents have the formula (R) X mentioned and are esters of mono- to tribasic acids, in particular of a Acids containing sulfur, a phosphorus or a halogen atom. The esters of sulfuric acid, the sulphurous ones, should be mentioned Acid, phosphoric acid and phosphorous acid, the esters of hydrohalic acids such as the chlorides and bromides and iodides as well as the aliphatic and aromatic sulfonic acids such as the mesylates, tosylates, brosylates and benzenesulfonates. The sulfates, halides and sulfonic acid esters are particularly suitable, of which the sulfates and bromides are preferred are used, examples of alkylating agents are dimethyl sulfate, Diallyl sulfate, dicrotyl sulfate, benzyl bromide or Allyl bromide.
Der Rest R stellt gegebenenfalls Substituenten tragende Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 12 C-Atomen dar, von denen vor allem zu nennen sind die entsprechenden Alkyl- (insbesondere C.-bis Cg-Alkyl-), Aralkyl- (insbesondere C„- bis Cg-Aralkyl-), Alkenyl (insbesondere C,- bis C„-Alkenyl-), Aralkenyl- (insbesondere Cg-oder C..-Aralkenyl-)-Reste und die Gruppierungen Z-(CHR3-CHR^) - oder Z-(CHR3) -, worin ρ eine Zahl von 1 bis 3, R3 und R^ H oder CH, und Z ein Halogenatom oder OR^, SR5, OArThe radical R represents, if appropriate, substituents-bearing hydrocarbon radicals with 1 to 12 carbon atoms, of which the corresponding alkyl (especially C. Aralkyl-), alkenyl (especially C 1 -C "-alkenyl-), aralkenyl (especially Cg- or C ..- aralkenyl-) radicals and the groups Z- (CHR 3 -CHR ^) - or Z- (CHR 3 ) -, where ρ is a number from 1 to 3, R 3 and R ^ H or CH, and Z is a halogen atom or OR ^, SR 5 , OAr
Z)Z) erhe
oder SAr darstellen können mit R = C.- bis C^-Alkyl oder C1- bis C -Alkoxialkyl und Ar = sechsgliedriger aromatischer Rest.or SAr can represent with R = C.- to C ^ -alkyl or C 1 - to C -alkoxialkyl and Ar = six-membered aromatic radical.
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O13. 31 949O 1 3. 31 949
Als Alkoholate werden für die Herstellung der unsymmetrischen Monoketale dem Alkylierungsmittel nichtentsprechende AlkoholateAs alcoholates are used for the production of the asymmetrical Monoketal alcoholates not corresponding to the alkylating agent
mit Resten R verwendet, also z.B. bei Verwendung von Dimethylsulfat ein Äthylat wie z.B. Natriumäthylat oder Kaliummethylat oder bei Verwendung von Allylbromid z.B. Natriummethylat.with residues R used, e.g. when using dimethyl sulfate an ethylate such as sodium ethylate or potassium methylate or when using allyl bromide, e.g. sodium methylate.
ο Ansonsten gelten bezüglich der Art der Reste R die oben gemachten Angaben zu den Resten R sinngemäß. Bevorzugt sind die Alkoholate des Natriums und Kaliums.ο Otherwise, the information given above on the R radicals apply mutatis mutandis to the type of R radicals. Are preferred the alcoholates of sodium and potassium.
Von organischen Lösungsmitteln für die Herstellung der Monoketale seien genannt aromatische Lösungsmittel, wie Benzol oder Toluol und insbesondere Dimethylformamid und Dioxan.Organic solvents for the production of the monoketals include aromatic solvents such as benzene or Toluene and especially dimethylformamide and dioxane.
Theoretisch werden für die Herstellung der Monoketale l/n Mol Alkylierungsmittel der oben erläuterten Formel (R ) X mit 1 Mol 1.2-Diketon und l/m Mol Alkoholat der ebenfalls oben erläuterten Formel (R 0) Me umgesetzt, wobei η und m der Zahl η bzw. m in der Formel des verwendeten Alkylierungsmittel bzw. Alkoholats entsprechen, um die unsymmetrischen Monoacetale der aromatischen 1.2-Diketone zu erzeugen. Im allgemeinen wird es jedoch vorgezogen, einige Reaktionsteilnehmer in überschüssigen Mengen zu verwenden, um eine vollständige Umsetzung zu erreichen. So kann man pro Mol 1.2-Diketon l/n bis 10/n Mol oder mehr, vorzugsweise l/n bis 4/n Mol, Alkylierungsmittel und l/m bis 10/m Mol oder mehr, vorzugsweise l/m bis Vm Mol, Alkoholat verwenden. Eine besonders bevorzugte Möglichkeit der Aufarbeitung der Reaktionslösung besteht darin, das Lösungsmittel nach Zugabe von Wasser durch azeotrope Destillation aus dem Reaktionsgemisch zu entfernen. Danach scheidet sich besonders beim Abkühlen das im Wasser unlösliche Monoacetal als kristalline Substanz oder als öl in oft analysenreiner oder nahezu analysenreiner Form ab.Theoretically, for the preparation of the monoketals, 1 / n moles of alkylating agents of the formula (R) X explained above with 1 mole 1,2-diketone and 1 / m mol alcoholate of the formula (R 0) Me also explained above, where η and m are the numbers η and m, respectively in the formula of the alkylating agent or alcoholate used to generate the unsymmetrical monoacetals of the aromatic 1,2-diketones. In general, however, it will preferred some reactants in excess amounts to use to achieve full implementation. So you can per mole of 1,2-diketone l / n to 10 / n mol or more, preferably 1 / n to 4 / n mol, alkylating agent and 1 / m to 10 / m mol or more, preferably 1 / m to Vm mol, alcoholate use. A particularly preferred way of working up the reaction solution is to post the solvent Addition of water by azeotropic distillation from the reaction mixture to remove. After that, the monoacetal, which is insoluble in water, separates out as crystalline, especially on cooling Substance or as an oil in often analytically pure or almost analytically pure form.
In den erfindungsgemäßen Mischungen bzw. Massen sind zweekmäßigerweise die genannten Monoacetale der 1.2-Diketone in Mengen von 0,01 bis 10 und bevorzugt von 0,05 bis etwa 4 Gew.^, bezogen auf das photosensible Gemisch bzw. die photopolymerisierbaren Verbindungen, enthalten.In the mixtures or compositions according to the invention, there are advantageously the mentioned monoacetals of the 1,2-diketones in amounts of 0.01 to 10 and preferably from 0.05 to about 4 wt. ^, based on the photosensitive mixture or the photopolymerizable Compounds included.
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Für die erfindungsgemäßen Gemische bzw. Massen sind alle Verbindungen mit mindestens einer C-C-Mehrfachbindung geeignet, die im Gemisch mit dem Photoinitiator zu einer Polymerisation angeregt werden können. Sehr geeignet sind Verbindungen und Stoffe mit C-C-Doppelbindungen, die durch z.B. Aryl-, Carbonyl-, Amid-, Ester-, Carboxy- oder Cyanid-Gruppen, Halogenatome oder C-C-Doppel- oder C-C-Dreifachbindungen aktiviert sind. Genannt seien beispielsweise Styrol, Vinyltoluol, Acrylsäure und Methacrylsäure sowie deren Ester, Cyanide oder Amide, z.B. Acrylamid, N-Methylolacrylamid, Diäther aus 1 Mol Glykol und 2 Mol N-Methylolacrylamid, Methacrylsäuremethylester, Methylenbis-acrylamid, m-Phenylen-bis-acrylamid oder m-Xylylen-bisacrylamid sowie Diurethane mit mindestens zwei (Meth)acrylgruppierungen. All compounds are for the mixtures or compositions according to the invention with at least one C-C multiple bond which, when mixed with the photoinitiator, leads to a polymerization can be stimulated. Compounds and substances with C-C double bonds, which are caused by e.g. aryl, carbonyl, Amide, ester, carboxy or cyanide groups, halogen atoms or C-C double or C-C triple bonds are activated. Examples include styrene, vinyl toluene and acrylic acid and methacrylic acid and its esters, cyanides or amides, e.g. acrylamide, N-methylolacrylamide, dieters of 1 mol glycol and 2 Moles of N-methylolacrylamide, methyl methacrylate, methylenebisacrylamide, m-phenylene-bis-acrylamide or m-xylylene-bisacrylamide and also diurethanes with at least two (meth) acrylic groups.
Den photopolymerisierbaren Verbindungen, deren Auswahl für den jeweiligen Verwendungszweck der Gemische dem Fachmann geläufig ist, können in bekannter Weise ungesättigte und/oder gesättigte Polymere und/oder die bekannten Zusatzstoffe, wie Inhibitoren gegen die thermische Polymerisation, wie Hydrochinon oder tert.-Buty!hydrochinon, hautbildende Stoffe wie Paraffin, Verlaufshilfsmittel wie Siliconöl, Füllstoffe und/oder Pigmente oder Farbstoffe in den üblichen Mengen zugesetzt sein. Solche Gemische sind dem Fachmann bekannt und Art und Menge der Zusätze hängen insbesondere von der Verwendungsart der Gemische ab.The person skilled in the art is familiar with the photopolymerizable compounds and their selection for the particular intended use of the mixtures is, unsaturated and / or saturated polymers and / or the known additives, such as inhibitors, can be used in a known manner against thermal polymerization, such as hydroquinone or tert-buty! hydroquinone, skin-forming substances such as paraffin, Leveling aids such as silicone oil, fillers and / or pigments or dyes can be added in the usual amounts. Such mixtures are known to the person skilled in the art and the type and amount of Additives depend in particular on the type of use of the mixtures away.
Besonders bewährt haben sich die neuen Photoinitiatoren in Polyesterharzen bei der Herstellung von mit UV-Strahlung härtbaren überzüge. Geeignete Massen aus ungesättigten Polyesterharzen be stehen beispielsweise aus einem Gemisch aus (1) HO bis 80 Gewichtsprozent eines üblichen ungesättigten Polyesters; (2) bis 15 Gewichtsprozent mindestens eines copolymerisierbaren, olefinisch ungesättigten Monomeren; (3) 0»5 bis 5 Gewichtsprozent eines Photoinitiators und gegebenenfalls (4) weiteren üblichen Zusatzstoffen.The new photoinitiators in polyester resins have proven particularly useful in the production of coatings curable with UV radiation. Suitable compositions of unsaturated polyester resins are available, for example, from a mixture of (1) HO to 80 percent by weight of a conventional unsaturated polyester; (2) up to 15 percent by weight of at least one copolymerizable, olefinically unsaturated monomer; (3) 0 »5 to 5 percent by weight of a photoinitiator and optionally (4) other customary additives.
Geeignete ungesättigte Polyester (1) sind hierbei die üblichen Polykondensationsprodukte aus mehrwertigen, insbesondere zwei-Suitable unsaturated polyesters (1) here are the usual ones Polycondensation products from polyvalent, especially two-
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— 6 "- 6 "
- f - G Z. 31 9I19- f - G Z. 31 9I19
wertigen Carbonsäuren, die mit mehrwertigen, insbesondere zweiwertigen Alkoholen esterartig verknüpft sind, und gegebenenfalls zusätzlich Reste einwertiger Carbonsäuren und/oder Reste einwertiger Alkohole und/oder Reste von Hydroxycarbonsäuren enthalten. Valuable carboxylic acids with polyvalent, especially divalent Alcohols are linked ester-like, and optionally additional residues of monobasic carboxylic acids and / or residues of monovalent Contain alcohols and / or residues of hydroxycarboxylic acids.
Als olefinisch ungesättigte monomere Verbindungen (2) für die ungesättigten Polyesterharze eignen sich alle üblichen, mit ungesättigten Polyestern copolymer!sierbaren monomeren Verbindungen, insbesondere Vinylaromaten, wie Styrol und die Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Alkanolen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie Acrylsäure-tert.-butylester oder Methacrylsäuremethylester, sowie Gemische dieser Monomeren. In den bevorzugt verwendeten Gemischen ist die Komponente (2) zu 60 bis 15, vorzugsweise 50 bis 25 Gewichtsprozent enthalten.Suitable olefinically unsaturated monomeric compounds (2) for the unsaturated polyester resins are all those customary with unsaturated ones Polyesters copolymerizable monomeric compounds, in particular vinyl aromatics, such as styrene and the esters of acrylic acid or methacrylic acid with alkanols with 1 to 8 Carbon atoms, such as acrylic acid tert-butyl ester or methacrylic acid methyl ester, and mixtures of these monomers. In the mixtures that are preferably used, component (2) is 60 to 15, preferably 50 to 25 percent by weight.
Vorteilhaft sind die neuen Photoinitiatoren auch in photopolymerisierbaren Massen, die zur Herstellung von Systemen der optischen Informationsfixierung, insbesondere für die Herstellung von Photopolymerdruckplatten oder von Photoresistschichten verwendet .The new photoinitiators are also advantageous in photopolymerizable form Masses used in the production of systems of optical information fixing, in particular for the production used by photopolymer printing plates or by photoresist layers .
Geeignete Mischungen mit Verbindungen mit mindestens einer polymerisierbaren C-C-Mehrfachbindung sind hierfür Mischungen von etwa 10 bis 60 und bevorzugt 15 bis 35 Gewichtsprozent Monomeren mit überwiegend mindestens zwei photopolymeriserbaren C-C-Doppelbindungen, z.B. Di(meth)acrylate von aliphatischen Diolen, Bis(meth)aerylamide von aliphatischen oder aromatischen Diaminen mit 2 bis 8 C-Atomen, oder Monomere, die neben mindestens zwei (Meth)acrylgruppen Ester oder Amid sowie Urethan- oder Harnstoffgruppen enthalten, mit 90 bis 40 und bevorzugt 85 bis 65 Gewichtsprozent in einem organischen Lösungsmittel, wie einem Alkohol, Keton oder einem Äther, löslichen Polymeren. Als Polymere kommen dabei z.B. Copolyamide, wie solche aus E-Caprrolactam, Hexamethylen-diammonium-adipat und ρ,ρ'-Diaminodicyclohexylmethan-adipat, ferner lösliche Polyurethane, Polyharnstoffe, Butadien- oder Isopren-Copolymere einschließlich Blockcopolymere oder auch lösliche Cellulosederivate, in Frage.Suitable mixtures with compounds with at least one polymerizable For this purpose, C-C multiple bonds are mixtures of about 10 to 60 and preferably 15 to 35 percent by weight of monomers with predominantly at least two photopolymerizable C-C double bonds, e.g. di (meth) acrylates of aliphatic Diols, bis (meth) aerylamides of aliphatic or aromatic diamines with 2 to 8 carbon atoms, or monomers in addition to at least two (meth) acrylic groups ester or amide as well as urethane or contain urea groups, with 90 to 40 and preferably 85 to 65 percent by weight in an organic solvent such as an alcohol, ketone or an ether, soluble polymer. as Polymers come, for example, copolyamides, such as those from E-caprolactam, Hexamethylene diammonium adipate and ρ, ρ'-diaminodicyclohexylmethane adipate, also including soluble polyurethanes, polyureas, butadiene or isoprene copolymers Block copolymers or soluble cellulose derivatives, in question.
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γγ °·ζ·319ί!616Α08° · ζ · 319ί ! 6 16-08
Näheres über die Auswahl geeigneter Monomerer und/oder Polymerer und/oder von Mischungen und über deren. Verarbeitung ist für den Fachmann hinreichend in der bekannten Patentliteratur beschrieben.More information about the selection of suitable monomers and / or polymers and / or of mixtures and above them. Processing is sufficient for those skilled in the art in the known patent literature described.
Als Strahlungsquellen für das die Photopolymerisation bzw. Photovernetzung der Mischungen auslösende Licht verwendet man mit besonderem Vorteil solche, die Licht einer Wellenlänge zwischen 230 und 450 nm aussenden. In erster Linie kommen Strahlungsquellen mit Emissionsmaxima im Bereich von 300 bis 38Ο nm oder solche, die einen ausreichend hohen Anteil von Licht dieses Wellenlängenbereiches aussenden, in Frage. Besonders geeignet sind Quecksilbermxtteldruckstrahler, jedoch auch Quecksilberhoch- und -niederdruckstrahier sowie superaktinische Leuchtstoffröhren. Die genannten Lampen können gegebenenfalls dotiert sein.The light that triggers the photopolymerization or photocrosslinking of the mixtures is used as radiation sources with particular advantage those that emit light with a wavelength between 230 and 450 nm. Come first and foremost Radiation sources with emission maxima in the range from 300 to 38Ο nm or those that have a sufficiently high proportion of Emit light of this wavelength range in question. Mercury pressure lamps are particularly suitable, however also high and low pressure mercury tracers and superactinic fluorescent tubes. The lamps mentioned can optionally be endowed.
Erfindungsgemäße Gemische enthaltend die neuen Photoinitiatoren eignen sich für die Herstellung von überzügen, besonders solchen auf Basis von Polyesterharzen, u.a. für die Herstellung von Photopolymerdruckplatten, für die Herstellung von Hologrammen, Photoresist-Lacken, Poromerfeilen, für die Informationsfixierung allgemein und für UV-härtbare Druckfarben. Gegenüber Mischungen enthaltend symmetrische Benzilmonoacetale vom Typ des Benzildimethylacetals zeichnen sie sich dadurch aus, daß sie eine geringere Vergilbung der ausgehärteten Massen verursachen.Mixtures according to the invention containing the new photoinitiators are suitable for the production of coatings, especially those based on polyester resins, e.g. for production of photopolymer printing plates, for the production of holograms, photoresist lacquers, poromer files, for fixing information in general and for UV-curable printing inks. Compared to mixtures containing symmetrical benzil monoacetals of the benzil dimethyl acetal type, they are distinguished by the fact that they show less yellowing of the hardened masses cause.
Die in den folgenden Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht. Volumenteile verhalten sich zu Teilen wie Liter zu Kilogramm.The parts and percentages given in the following examples are based on weight. Volume parts relate to Divide as liters to kilograms.
Zu einer Lösung von 52,5 Teilen Benzil und 68,4 Teilen Benzylbromidsulfat in 400 Volumenteilen Dimethylformamid gibt man bei Raumtemperatur unter Rühren innerhalb von 3 Stunden 21,6 Teile Natriummethylat portionsweise hinzu. Danach wird das Reaktionsgemisch noch 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und dann in To a solution of 52.5 parts of benzil and 68.4 parts of benzyl bromide sulfate 21.6 parts are added to 400 parts by volume of dimethylformamide at room temperature with stirring over the course of 3 hours Add sodium methylate in portions. The reaction mixture is then stirred for a further 30 minutes at room temperature and then poured into
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- X- O.Z. 31 949- X- O.Z. 31 949
2.000 Volumenceile V/asser eingerührt. Der ausfallende Niederschlag wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Danach wird er in 150 Volumenteilen Petroläther aufgeschlammt, abgesaugt, einmal mit Petroläther gewaschen und getrocknet. Man erhält 62,0 Teile Benzilmethylbenzylmonoacetal mit einem Schmelzpunkt von 83 bis 84°C.2,000 volume cencils v / ater stirred in. The falling precipitation is filtered off, washed with water and dried. Then it is slurried in 150 parts by volume of petroleum ether, suctioned off, washed once with petroleum ether and dried. 62.0 parts of benzilmethylbenzyl monoacetal are obtained with a Melting point from 83 to 84 ° C.
Zu einer Lösung von 52,5 Teilen Benzil und 63 Teilen Dimethylsulfat in 250 Volumenteilen Dioxan gibt man bei Raumtemperatur unter Rühren innerhalb von einer Stunde 34 Teile Natriumäthylat portionsweise hinzu. Nach Zugabe von 300 Volumenteilen Wasser und 22 Teilen fester Natronlauge wird das Reaktionsgemisch 30 Minuten unter Rückfluß erhitzt, sodann werden 350 Volumenteile Dioxan-Wasser-Azeotrop aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert und der verbleibende Rückstand nach Abkühlen auf Raumtemperatur, mit 150 Volumenteilchen Chloroform extrahiert. Der Chloroform-Extrakt wird mit 2 Teilen Tierkohle versetzt, aufgekocht, filtriert und das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer abgedampft. Der ölige, weitgehend farblose Rückstand wird nach einiger Zeit kristallin. Schmelzpunkt: 52 bis 54°C.To a solution of 52.5 parts of benzil and 63 parts of dimethyl sulfate 34 parts of sodium ethylate are added to 250 parts by volume of dioxane at room temperature with stirring over the course of one hour added in portions. After adding 300 parts by volume of water and 22 parts of solid sodium hydroxide solution, the reaction mixture becomes 30 Heated under reflux for minutes, then 350 parts by volume of dioxane-water azeotrope are distilled off from the reaction mixture and the remaining residue, after cooling to room temperature, extracted with 150 parts by volume of chloroform. The chloroform extract 2 parts of animal charcoal are added, the mixture is boiled, filtered and the solvent is evaporated off on a rotary evaporator. The oily, largely colorless residue becomes crystalline after a while. Melting point: 52 to 54 ° C.
Zu einer Lösung von 105 Teilen Benzil und 121 Teilen Allylbromid in 500 Volumenteilen Dimethylformamid gibt man bei Raumtemperatur unter Rühren innerhalb von 2,5 Stunden 48 Teile Natriummethylat portionsweise hinzu. Nach Zugabe von 2.000 Volumenteilen Wasser wird das Reaktionsgemisch viermal mit jeweils 100 Volumenteilen Chloroform extrahiert und die vereinigten Chloroformextrakte werden sodann dreimal mit jeweils 200 Volumenteilen Wasser gewaschen. Die Chloroformphase wird am Rotationsverdampfer eingeengt und der Rückstand anschließend im Vakuum destilliert. Man erhält 115 Teile Benzilmethylallylacetal, das bei 135 bis 136°C/O,3 mm Hg siedet.To a solution of 105 parts of benzil and 121 parts of allyl bromide 48 parts are added to 500 parts by volume of dimethylformamide at room temperature with stirring over the course of 2.5 hours Add sodium methylate in portions. After adding 2,000 Parts by volume of water, the reaction mixture is extracted four times with 100 parts by volume of chloroform and the combined Chloroform extracts are then washed three times with 200 parts by volume of water each time. The chloroform phase is on The rotary evaporator is concentrated and the residue is then distilled in vacuo. 115 parts of benzil methyl allylacetal are obtained, that boils at 135 to 136 ° C / 0.3 mm Hg.
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- & " O.Z. 31 945 Beispiel 4 - &" OZ 31 945 example 4
In analoger Weise, wie in Beispiel 3 angegeben, wird Benzilmethylcrotylmonoacetal hergestellt mit dem Siedepunkt von l40 bis 145°C/ 0,3 mm Hg. Ausbeute: 119 Teile (80 % der Theorie).In a manner analogous to that given in Example 3, benzilmethylcrotyl monoacetal is prepared with a boiling point of 140 to 145 ° C./0.3 mm Hg. Yield: 119 parts (80 % of theory).
Durch Veresterung von 431 Teilen Maleinsäureanhydrid und 325 Teilen Phthalsäureanhydrid mit 525 Teilen Propylenglykol-1.2 wird ein ungesättigter Polyester hergestellt. Nach Zugabe von 0,01 % Hydrochinon wird von dem Polyester eine 66 $-ige Lösung in Styrol hergestellt (Lösung A).An unsaturated polyester is prepared by esterifying 431 parts of maleic anhydride and 325 parts of phthalic anhydride with 525 parts of 1.2-propylene glycol. After adding 0.01 % hydroquinone, a 66% solution in styrene is prepared from the polyester (solution A).
97 Teile der Lösung A werden mit 3 Teilen Photoinitiator versetzt (Lösung B). Von dieser Mischung wird die Lagerstabilität (Eintritt der Gelierung) unter LichtausSchluß bei 600C bestimmt. Für die Photohärtungsversuche wurden zu 100 Teilen der Lösung B 10 Teile einer 1 $-igen Lösung von Paraffin (Erweichungsbereich 50 bis 520C) in Styrol zugesetzt und das Harz auf mit Photopapier beschichtete Hartfaserplatten mit einem Filmziehgerät (Spaltbreite 500.um) aufgetragen. Nach etwa97 parts of solution A are mixed with 3 parts of photoinitiator (solution B). The storage stability (onset of gelation) of this mixture is determined at 60 ° C. with the exclusion of light. For the Photohärtungsversuche the solution B 10 parts of a 1 $ solution of paraffin was (softening range 50 to 52 0 C) was added in styrene to 100 parts and applied the resin-coated photographic paper hardboard with a film applicator (gap width 500.um). After about
/ 1 / 1
2-minütigem Ab lüften werden die Filme mit Leuchtstofflampen mit hohem Anteil an UV-Licht, die im Abstand von 4 cm angeordnet sind, belichtet. Die Härtungsgeschwindigkeit wird durch Messung der Pendelhärte nach König (DIN 53157) bestimmt und ist in Tabelle 1 gemeinsam mit den Farbmessungen der ausgehärteten Filme zusammengestellt,After airing for 2 minutes, the films are exposed to fluorescent lamps with a high proportion of UV light, which are arranged at a distance of 4 cm are exposed. The hardening rate is determined by measuring the pendulum hardness according to König (DIN 53157) and is in Table 1 compiled together with the color measurements of the cured films,
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O0Z. 31 94O 0 line 31 94
Farbmessung der Filme:Color measurement of the films:
nach Minuten
'4 8 10Pendulum hardness
after minutes
'4 8 10
Index nach
der BelichtungYellowness
Index after
the exposure
bei 600C
(Std.)Bearing rod
at 60 0 C
(Hours.)
monoacetalBenzilmethylbenzyl
monoacetal
monoacetalBenzilmethylallyl
monoacetal
monoacetalBenzil methyl crotyl
monoacetal
gemessennot
measured
acetalBenzil dimethyl mono-
acetal
Ein Umsetzungsprodukt aus 1 Mol Bisphenol-A-diglycidyläther mit 2 Mol Acrylsäure wird 65 $-ig in Butandioldiacrylat gelöst. Dieser Lösung werden 3 Gewichtsprozent der in Tabelle 2 und 3 aufgeführten Photoinitiatoren zugesetzt. Die Klarlacke werden in einer Schicht von 80 ,um auf weißes Photopapier aufgerakelt und mit einer Quecksilber-Hochdrucklampe, Leistung 80 Watt/cm Bogenlänge bestrahlt. Der Abstand Lampe/Lackfilm beträgt 10 cm. Die Proben werden auf einem in seiner Laufgeschwindigkeit kontinuierlich steuerbaren Transportband unter der UV-Lampe hindurchgeführt. Bestimmt wird die Transportbandgeschwindigkeit (m/min), bei welcher gerade noch eine kratzfeste Aushärtung der Lackfilme erreicht werden kann.A reaction product of 1 mol of bisphenol A diglycidyl ether with 2 mol of acrylic acid is dissolved in 65% in butanediol diacrylate. This 3 percent by weight of the photoinitiators listed in Tables 2 and 3 are added to the solution. The clear coats are in a Layer of 80 µm, knife-coated onto white photographic paper and with a high-pressure mercury lamp, output 80 watts / cm arc length irradiated. The distance between the lamp and the paint film is 10 cm. The samples are on a continuous basis in its running speed controllable conveyor belt passed under the UV lamp. The conveyor belt speed (m / min) is determined, at which a scratch-resistant hardening of the paint film can be achieved.
Als "kratzfeste Aushärtung" wird verstanden, daß ein kräftiges Reiben der Lackoberfläche mit dem Fingernagel zu keiner Unterbrechung der Filmoberfläche führt. Ferner wird der Weißgrad (nach Berger) an den mit 11 m/min ausgehärteten Proben bestimmt."Scratch-resistant curing" means that vigorous rubbing of the paint surface with the fingernail does not result in any interruption the film surface leads. In addition, the degree of whiteness (according to Berger) is determined on the samples cured at 11 m / min.
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- 11 -- 11 -
Photoinitiator max. Aushärtungs- Weißgrad x'Photoinitiator max.Curing whiteness x '
geschWo (m/min) (n. Berger)speed (m / min) (according to Berger)
Benzoin-n-butylather 16 93 f 3Benzoin n-butyl ether 16 93 f 3
p-tert.Butyl-trichlor- 16 94,0p-tert-butyl-trichloro-16 94.0
acetophenonacetophenone
Benzildimethylketal 24 92,7Benzil dimethyl ketal 24 92.7
Benzil-methylbenzylketal 24 94,0Benzil methylbenzyl ketal 24 94.0
x^ der höhere Wert zeigt eine geringere Vergilbung an. x ^ the higher value indicates less yellowing.
Nach 5-tägiger Lagerung bei 20°C und 650C werden die mit Photoinitiatoren versetzten Klarlacke nochmals geprüft (s. Tabelle 3)After 5 days storage at 20 ° C and 65 0 C are tested with the offset photoinitiators clearcoats again (s. Table 3)
Photoinitiator max. Aushärtungsgeschwindigkeit inPhotoinitiator max. Curing speed in
m/min nach 5 Tage-Lagerung beim / min after 5 days of storage at
Benzoin-n-butylätherBenzoin n-butyl ether
p-tert. Butyl-1 rieh loracetophenon BenzildimethyIket al Benzil-methyl-benzylketalp-tert. Butyl-1 rieh loracetophenone Benzil dimethylket al Benzil methyl benzyl ketal
Ein Urethanacrylat, hergestellt durch Umsetzung von 1 Mol eines Diisocyanates mit 2 Mol Hydroxipropylacrylat, wurde 70 %-±s in 1,1,1-Trimethylolpropan-triacrylat gelöst, mit 2 Gewichtsprozent Benzilmethyl-äthylketal und 3 Gewichtsprozent Methyldiäthanolamin als kettenübertragenden Amin versetzt. Die Lösung wird auf eine Glasplatte in einer Schicht von 20 ,um aufgerakelt und wie in Beispiel 5 beschrieben, belichtet. Der Klarlack härtet bei einer Bandgeschwindigkeit von 50 m/min kratzfestA urethane acrylate, prepared by reacting 1 mole of a diisocyanate with 2 moles of hydroxypropyl acrylate, was dissolved 70 % - ± s in 1,1,1-trimethylolpropane triacrylate, and 2% by weight of benzilmethyl-ethyl ketal and 3% by weight of methyldiethanolamine were added as the chain-transferring amine. The solution is knife-coated onto a glass plate in a layer of 20 μm and exposed as described in Example 5. The clear lacquer hardens scratch-resistant at a belt speed of 50 m / min
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- la -- la -
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» / \ACCA
»/ \
gleiche oder untcontain, in which mean
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