Thio(meth)acrylate, Mischungen zur Herstellung transparenter Thio (meth) acrylates, mixtures for the production of transparent
Kunststoffe, transparente Kunststoffe sowie Verfahren zu derenPlastics, transparent plastics and methods for their
Herstellung und VerwendungManufacture and use
Die vorliegende Erfindung betrifft Thio(meth)acrylate sowie Mischungen zur Herstellung transparenter Kunststoffe, die diese Thio(meth)äcrylate enthalten. Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf transparente Kunststoffe, die aus den Mischungen hergestellt werden können, sowie Verfahren zu deren Herstellung. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von transparenten Kunststoffen zur Herstellung von optischen, vor allem ophthalmischen Linsen.The present invention relates to thio (meth) acrylates and mixtures for the production of transparent plastics containing these thio (meth) acrylates. Furthermore, the present invention relates to transparent plastics which can be prepared from the mixtures, and to processes for their preparation. Furthermore, the present invention relates to the use of transparent plastics for the production of optical, especially ophthalmic lenses.
Brillen sind heutzutage aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Dabei haben insbesondere Brillen mit Kunststoffgläsern in letzter Zeit an Bedeutung gewonnen, weil sie leichter und weniger zerbrechlich als Brillengläser aus anorganischen Materialien sind und mittels geeigneter Farbstoffe gefärbt werden können. Zur Herstellung von Kunststoff-Brillengläsern werden im allgemeinen hochtransparente Kunststoffe eingesetzt, die beispielsweise ausgehend von Diethylenglykol-bis(allylcarbonat) (DAC), Thiourethan- Verbindungen mit α,ω-terminierten Mehrfachbindungen oder schwefelhaltigen (Meth)acrylaten erhältlich sind.Eyewear is an essential part of everyday life nowadays. Eyeglasses with plastic lenses in particular have gained in importance recently, because they are lighter and less fragile than spectacle lenses made of inorganic materials and can be dyed by means of suitable dyes. For the production of plastic spectacle lenses, highly transparent plastics are generally used which are obtainable, for example, from diethylene glycol bis (allyl carbonate) (DAC), thiourethane compounds having α, ω-terminated multiple bonds or sulfur-containing (meth) acrylates.
DAC-Kunststoff weist eine sehr gute Schlagzähigkeit, Transparenz und eine gute Verarbeitbarkeit auf. Nachteilig ist jedoch, dass aufgrund des relativ geringen Brechungsindex no von ca. 1 ,50 sowohl das Zentrum als auch die Ränder der betreffenden Kunststoffgläser verstärkt werden müssen, so dass die Brillengläser dementsprechend dick und schwer sind. Der Tragekomfort von Brillen mit DAC-Kunststoffgläsern ist daher deutlich gemindert.
Die Druckschrift DE 4234251 offenbart schwefelhaltige Poiymethacrylate, welche durch radikalische Copolymerisation einer Monomermischung aus Verbindungen der Formel (1) und (2) erhalten werden.DAC plastic has very good impact resistance, transparency and good processability. The disadvantage, however, is that due to the relatively low refractive index no of approximately 1.50, both the center and the edges of the respective plastic glasses must be reinforced, so that the spectacle lenses are accordingly thick and heavy. The wearing comfort of glasses with DAC plastic lenses is therefore significantly reduced. DE 4234251 discloses sulfur-containing poly-methacrylates which are obtained by free-radical copolymerization of a monomer mixture of compounds of the formula (1) and (2).
Dabei bezeichnet Y für einen gegebenenfalls verzweigten, gegebenenfalls cyclischen Alkylrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einem Arylrest mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen oder einen Alkarylrest mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen, wobei die Kohlenstoff ketten durch eine oder mehrere Ether- oder Thioethergruppen unterbrochen sein können. R steht für Wasserstoff oder Methyl und n ist eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 6.Y denotes an optionally branched, optionally cyclic alkyl radical having 2 to 12 carbon atoms or an aryl radical having 6 to 14 carbon atoms or an alkaryl radical having 7 to 20 carbon atoms, wherein the carbon chains may be interrupted by one or more ether or thioether groups. R is hydrogen or methyl and n is an integer in the range of 1 to 6.
Gemäß DE 4234251 stehen die Monomere der Formel (1 ) und (2) im Allgemeinen im molaren Verhältnis von 1 :0,5 bis 0,5:1. Die Herstellung der Monomermischung erfolgt durch Umsetzung von mindestens zwei Molen (Meth)acrylsäurechlorid oder (Meth)acrylsäureanhydrid mit einem Mol eines Dithiois, wobei man das (Meth)acrylsäurechlorid oder (Meth)acrylsäureanhydrid in einem inerten, organischen Lösungsmittel und das Dithiol in wässrig- alkalischer Lösung zur Reaktion bringt. Als geeignete Lösungsmittel werden Methyl-tert.butylether, Toluol und XyIoI genannt, deren Dielektrizitätskonstante bei 200C 2,6, 2,4 bzw. 2,3 bis 2,6 ist.According to DE 4234251, the monomers of the formula (1) and (2) are generally in a molar ratio of 1: 0.5 to 0.5: 1. The preparation of the monomer mixture is carried out by reacting at least two mols of (meth) acryloyl chloride or (meth) acrylic anhydride with one mol of a dithiois, the (meth) acryloyl chloride or (meth) acrylic anhydride in an inert organic solvent and the dithiol in aqueous solution. alkaline solution brings to the reaction. Suitable solvents are methyl tert-butyl ether, toluene and xylene called whose dielectric constant at 20 0 C 2.6, 2.4 and 2.3 to 2.6.
Die in DE 4234251 beschriebenen Kunststoffe sind farblos, hart und leicht spröde und weisen einen hohen Brechungsindex no im Bereich von 1 ,602 bis 1 ,608 auf. Die Abbesche-Zahl liegt zwischen 35 und 38. Daher sind auch diese
Kunststoffe für Brillengläser nur bedingt geeignet. Angaben zur Glasübergangstemperatur der Kunststoffe können auch dieser Druckschrift nicht entnommen werden.The plastics described in DE 4234251 are colorless, hard and slightly brittle and have a high refractive index no in the range of 1.602 to 1.608. The Abbe number is between 35 and 38, so these too Plastics for spectacle lenses only conditionally suitable. Information on the glass transition temperature of the plastics can not be found in this document.
In der Druckschrift WO 03/011925 wird die Polymerisation von Thiomethacrylaten mit Polyethylenglykolderivaten beschrieben. Die daraus ■ hergestellten Kunststoffe können u. a: für die Herstellung optischer Linsen eingesetzt werden. Nachteilig an diesen Linsen sind deren mechanischen Eigenschaften. So genügt insbesondere die Schlagzähigkeit vielen Anforderungen nicht.The publication WO 03/011925 describes the polymerization of thiomethacrylates with polyethylene glycol derivatives. The ■ from plastics produced can u. a: used for the production of optical lenses. A disadvantage of these lenses are their mechanical properties. In particular, the impact resistance does not meet many requirements.
In Anbetracht des Standes der Technik war es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verbindungen zur Verfügung zu stellen, die als Bestandteil von Mischungen zur Herstellung von optischen Linsen geeignet sind, wobei die Kunststoffe möglichst gute mechanischen Eigenschaften, insbesondere eine hohe Schlagzähigkeit aufweisen und gleichzeitig einen hohen Brechungsindex, vorzugsweise größer 1 ,59, und eine möglichst hohe Abbeschen-Zahl, vorzugsweise größer 36 zeigen. Insbesondere sollten Kunststoff-Brillengläser herstellbar sein, die eine niedrige Dispersion und keine Farbränder aufweisen.In view of the prior art, it was an object of the present invention to provide compounds which are suitable as a component of mixtures for the production of optical lenses, wherein the plastics have the best possible mechanical properties, in particular a high impact strength and at the same time a high Refractive index, preferably greater than 1, 59, and a maximum Abbe number, preferably greater than 36 show. In particular, plastic spectacle lenses should be produced which have a low dispersion and no color edges.
Des Weiteren sollte die Verbindung eine gute Handhabung ermöglichen. So sollte die Verbindung insbesondere eine niedrige Viskosität bei einer geringen Flüchtigkeit aufweisen. Weiterhin sollte die Verbindung in einer großen Menge der Mischung zur Herstellung des Kunststoffes beigefügt werden können.Furthermore, the connection should allow good handling. Thus, the compound should in particular have a low viscosity with a low volatility. Furthermore, the compound should be added in a large amount of the mixture for the production of the plastic.
Der vorliegenden Erfindung lag auch die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung für die Herstellung eines hochtransparenten Kunststoffes mit verbesserten mechanischen Eigenschaften auch bei Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur zugänglich zu machen. Insbesondere sollte der mit den Verbindungen erhältliche Kunststoff eine möglichst hohe Glasübergangstemperatur, vorzugsweise größer 80,00C, aufweisen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war mithin einen hochtransparenten Kunststoff anzugeben, der ausgehend von der Eduktzusammensetzung auf einfache Art und Weise, im industriellen Maßstab und kostengünstig herstellbar ist. Insbesondere sollte er ausgehend von einer bei Normaldruck und Temperaturen im Bereich von 20,00C bis 80,00C fließfähigen Mischung via freie radikalische Polymerisation erhältlich sein.The object of the present invention was also to make available a compound for the production of a highly transparent plastic with improved mechanical properties even at temperatures above room temperature. In particular, the compounds obtainable with the plastic should have a very high glass transition temperature, preferably greater than 80.0 0 C. An object of the present invention was therefore to provide a highly transparent plastic, which can be prepared starting from the educt composition in a simple manner, on an industrial scale and inexpensively. In particular, it should be obtainable from a flowable at normal pressure and temperatures in the range of 20.0 to 80.0 C 0 0 C mixture via free radical polymerization starting.
Der vorliegenden Erfindung lag auch die Aufgabe zugrunde, Anwendungsgebiete und Verwendungsmöglichkeiten der neuen Verbindungen anzugeben.The present invention also had the object of specifying fields of application and possible uses of the new compounds.
Des Weiteren war es eine Aufgabe der Erfindung Beschichtungsmaterialien für Kunststofffasern anzugeben, die einen hohen Brechungsindex aufweisen. Hierbei sollten diese Beschichtungsmaterialien eine möglichst hohe Haftung sowie eine gute Verarbeitbarkeit aufweisen.Furthermore, it was an object of the invention to provide coating materials for plastic fibers, which have a high refractive index. In this case, these coating materials should have the highest possible adhesion and good processability.
Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch Thio(meth)acrylate mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylate werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Daneben werden die aus den erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylate erhältlichen Mischungen und transparenten Kunststoffe sowie Verfahren zu ihrer Herstellung beansprucht. Der Anspruch der Verwendungskategorie schützt eine bevorzugte Verwendung vom erfindungsgemäßen hochtransparenten Kunststoff. Eine optische, vorzugsweise ophthalmische Linse, die den erfindungsgemäßen hochtransparenten Kunststoff aufweist, wird in einem weiteren Produktanspruch beschrieben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Thio(meth)acrylate, erhältlich durch Umsetzung von Verbindungen der Formel (I) und/oder (II)These and other objects which are not explicitly mentioned, but which can be readily deduced or deduced from the contexts discussed hereinbelow, are solved by thio (meth) acrylates having all the features of claim 1. Advantageous modifications of the thio (meth) acrylates according to the invention are disclosed in US Pat to claim 1 dependent claims under protection. In addition, the mixtures obtainable from the thio (meth) acrylates according to the invention and transparent plastics and processes for their preparation are claimed. The claim of the use category protects a preferred use of the highly transparent plastic according to the invention. An optical, preferably ophthalmic lens comprising the highly transparent plastic according to the invention is described in a further product claim. The present invention relates to thio (meth) acrylates obtainable by reacting compounds of the formula (I) and / or (II)
worin R1 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Methylrest, R2 jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest und m und n jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl größer gleich 0 mit m + n > 0 bedeuten, mit Thiolverbindungen, die mindestens zwei Thiolgruppen umfassen. Hierdurch sind Mischungen zur Herstellung von Kunststoffen sowie Beschichtungsmittel mit hervorragenden Eigenschaften zugänglich. each R 1 independently of one another is hydrogen or a methyl radical, R 2 are each independently a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical and m and n are each independently an integer greater than or equal to 0 with m + n> 0, with thiol compounds comprising at least two thiol groups. As a result, mixtures for the production of plastics and coating compositions with excellent properties are accessible.
Des Weiteren sind Mischungen, umfassend a) ein Prepolymer hergestellt aus Verbindungen der Formel (I) und/oder (II)Furthermore, mixtures comprising a) a prepolymer prepared from compounds of the formula (I) and / or (II)
(I)(I)
worin R1 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Methyl rest, wherein R 1 are each independently of one another hydrogen or a methyl radical,
R2 jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest und m und n jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl größer gleich 0 mit m + n > 0 bedeuten, und Alkyldithiolen oder Polythiolen, vorzugsweise Verbindungen der Formel (III),R 2 each independently represent a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical and m and n are each independently an integer greater than or equal to 0 with m + n> 0, and alkyldithiols or polythiols, preferably Compounds of the formula (III)
HS-R3-SH (III) wobei R3 gleich oder verschieden von der in R2 angegebenen Bedeutung sein kannHS-R 3 -SH (III) where R 3 may be identical or different from the meaning given in R 2
b) mindestens ein radikalisch polymerisierbares Monomer (A) mit mindestens 2 Methacrylatgruppen undb) at least one radically polymerizable monomer (A) having at least 2 methacrylate groups and
c) aromatischen Vinylverbindungen, die zur Herstellung von transparenten Kunststoffen geeignet sind und die hervorragende mechanische und optische Eigenschaften aufweisen, Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Mischungen können gegebenenfallsc) aromatic vinyl compounds which are suitable for the production of transparent plastics and which have excellent mechanical and optical properties, the subject of the present invention. The mixtures may optionally
d) ein radikalisch polymerisierbares Monomer mit mindestens zwei endständigen olefinischen Gruppen, die sich in ihrer Reaktivität unterscheiden, wie dies z.B. bei einem bifunktionellen Monomer mit Methacrylatendgruppe und einer Vinylendgruppe der Fall ist und/oder
e) mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer (B), bevorzugt aus der Gruppe der Methacrylate, besonders bevorzugt 2- Hydroxyethylmethacrylat,d) a radically polymerizable monomer having at least two terminal olefinic groups, which differ in their reactivity, as is the case for example with a bifunctional monomer with methacrylate end group and a vinyl end group and / or e) at least one ethylenically unsaturated monomer (B), preferably from the group of the methacrylates, particularly preferably 2-hydroxyethyl methacrylate,
enthalten.contain.
Die aus den erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylaten erhältlichen transparenten Kunststoffe weisen eine bisher unbekannte Kombination herausragender Eigenschaften, wie einen hohen Brechungsindex, eine hohe Abbesche Zahl, eine gute Schlagzähigkeit sowie eine hohe Glasübergangstemperatur auf. Die entsprechenden Kunststoff-Brillengläser zeigen eine niedrige Dispersion; Farbränder sind nicht zu beobachten.The transparent plastics obtainable from the thio (meth) acrylates according to the invention have a hitherto unknown combination of outstanding properties, such as a high refractive index, a high Abbe number, a good impact strength and a high glass transition temperature. The corresponding plastic spectacle lenses show a low dispersion; Color borders are not observed.
Zugleich besitzen die aus den erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylaten erhältlichen transparenten Kunststoffe weitere Vorteile. Hierzu gehören unter anderem:At the same time, the transparent plastics obtainable from the thio (meth) acrylates according to the invention have further advantages. These include:
=> Aufgrund des hohen Brechungsindex vom erfindungsgemäßen Kunststoff ist eine Verstärkung und somit Verdickung des Zentrums und der Ränder von entsprechenden Kunststoff-Brillengläsern nicht erforderlich, der Tragekomfort derartiger Brillen ist wegen des vergleichsweise geringen Gewichts deutlich erhöht.=> Due to the high refractive index of the plastic according to the invention amplification and thus thickening of the center and the edges of corresponding plastic lenses is not required, the wearing comfort of such glasses is significantly increased because of the relatively low weight.
=> Die sehr gute Schlagzähigkeit des erfindungsgemäßen Kunststoffes schützt die entsprechenden Kunststoff-Brillengläser vor den "Gefahren des Alltags". Eine Beschädigung bzw. irreparable Zerstörung, insbesondere der dünnen Brillengläser durch mechanische Gewalteinwirkung wird größtenteils verhindert.=> The very good impact resistance of the plastic according to the invention protects the corresponding plastic spectacle lenses from the "dangers of everyday life". Damage or irreparable destruction, in particular of the thin spectacle lenses by mechanical violence is largely prevented.
=> Der erfindungsgemäße hochtransparente Kunststoff weist eine hohe Glasübergangstemperatur, vorzugsweise größer 80,00C, auf und behält
daher bis zu dieser Temperatur seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften, insbesondere die hohe Schlagfestigkeit und seine Härte.=> The highly transparent plastic of the invention has a high glass transition temperature, preferably greater than 80.0 0 C, and retains Therefore, up to this temperature its excellent mechanical properties, in particular the high impact resistance and its hardness.
=> Der erfindungsgemäße hochtransparente Kunststoff ist durch freie radikalische Copolymerisation einer bei Normaldruck und Temperaturen im Bereich von 20,00C bis 80,00C vorzugsweise fiießfähigen Monomermischung auf einfache Art und Weise, im industriellen Maßstab und kostengünstig herstellbar.=> The highly transparent plastic of the invention is by free radical copolymerization of a preferably at normal pressure and temperatures in the range of 20.0 to 80.0 C 0 0 C fiießfähigen monomer mixture in a simple manner on an industrial scale and at low cost.
=> Die Herstellung der zugrunde liegenden Monomermischung ist ebenfalls auf einfache Art und Weise, im industriellen Maßstab und kostengünstig möglich.=> The preparation of the underlying monomer mixture is also possible in a simple manner, on an industrial scale and cost.
Des Weiteren zeigen die aus den Thio(meth)acrylaten erhältlichen Beschichtungsmassen, insbesondere für Fasern eine hervorragende Haftung sowie ausgezeichnete mechanische und optische Eigenschaften.Furthermore, the coating compositions obtainable from the thio (meth) acrylates, in particular for fibers, exhibit outstanding adhesion and excellent mechanical and optical properties.
Die erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylate sind erhältlich durch Umsetzung von Verbindungen der Formel (I) und (II)The thio (meth) acrylates according to the invention are obtainable by reacting compounds of the formula (I) and (II)
worin R1 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Methylrest, R2 jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder
unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest, wobei der Rest R2 vorzugsweise 1 bis 100, insbesondere 1 bis 20 Kohlenstoffatome umfassen kann, und m und n jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl größer gleich 0 mit m + n > 0 bedeuten. wherein R 1 are each independently hydrogen or a methyl radical, R 2 are each independently a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical, wherein the radical R 2 may preferably comprise 1 to 100, in particular 1 to 20 carbon atoms, and m and n are each independently an integer greater than or equal to 0 with m + n> 0.
Zu den bevorzugten linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Resten gehören beispielsweise die Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe.The preferred linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radicals include, for example, the methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene, tert-butylene or cyclohexylene group.
Zu den bevorzugten zweibindigen aromatischen oder heteroaromatischen Resten gehören insbesondere Gruppen, die sich von Benzol, Naphthalin, Biphenyl, Diphenylether, Diphenylmethan, Diphenyldimethylmethan, Bisphenon, Diphenylsulfon, Chinolin, Pyridin, Anthracen und Phenanthren ableiten. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste.The preferred divalent aromatic or heteroaromatic radicals include in particular groups which are derived from benzene, naphthalene, biphenyl, diphenyl ether, diphenylmethane, diphenyldimethylmethane, bisphenone, diphenylsulfone, quinoline, pyridine, anthracene and phenanthrene. In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals.
Weiterhin umfasst der Rest R2 Reste der FormelFurthermore, the radical R 2 comprises radicals of the formula
-fe*-*^4- (l"a>1 wobei R4 jeweils unabhängig voneinander ein linearer oder verzweigter, aliphatischer oder cycloaliphatischer Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe ist. Der Rest X ist jeweils unabhängig voneinander Sauerstoff oder Schwefel und der Rest R5 steht für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste, y ist eine ganze Zahl zwischen 1 und 10, insbesondere 1 , 2, 3 und 4.
Bevorzugte Reste der Formel (I-a) umfassen:Fe * - * ^ 4- (l "a> 1, where R 4 are each independently a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical, such as a methylene, ethylene, propylene, isopropylene, n-butylene The radical X is, in each case independently of one another, oxygen or sulfur and the radical R 5 is a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical, such as, for example, a methylene radical. , Ethylene, propylene, isopropylene, n-butylene, isobutylene, tert-butylene or cyclohexylene group In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals Radicals, y is an integer between 1 and 10, in particular 1, 2, 3 and 4. Preferred radicals of the formula (Ia) include:
Vorzugsweise ist der Rest R2 ein aliphatischer Rest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise ein linearer aliphatischer Rest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen.Preferably, the radical R 2 is an aliphatic radical having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear aliphatic radical having 2 to 8 carbon atoms.
Die Indizes m und n sind jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl größer gleich 0, beispielsweise 0, 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6. Dabei ist die Summe m + n größer 0, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 6, zweckmäßigerweise im Bereich von 1 bis 4, insbesondere 1 , 2 oder 3.The indices m and n are each independently an integer greater than or equal to 0, for example 0, 1, 2, 3, 4, 5 or 6. Here, the sum m + n greater than 0, preferably in the range of 1 to 6, advantageously in the range of 1 to 4, in particular 1, 2 or 3.
Die Verbindungen der Formel (I) und (II) sowie die Verbindungen der Formel (III) können jeweils einzeln oder auch als Mischung mehrerer Verbindungen der Formel (I) bzw. (II) zur Herstellung des Thio(meth)acrylats eingesetzt werden.The compounds of the formula (I) and (II) and the compounds of the formula (III) can each be used individually or as a mixture of several compounds of the formula (I) or (II) for the preparation of the thio (meth) acrylate.
Die relativen Anteile der Verbindungen der Formel (I) und (II) zur Herstellung der erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylate sind prinzipiell beliebig, sie können dazu genutzt werden, das Eigenschaftsprofil des erfindungsgemäßen Kunststoffes gemäß den Bedürfnissen der Anwendung "maßzuschneidern". Beispielsweise kann es äußerst zweckmäßig sein, dass die Monomermischung einen deutlichen Überschuss an Verbindung(en) der Formel (I) oder Verbindung(en) der Formel (II), jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Verbindungen der Formel (I) und (II), enthält.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es jedoch besonders günstig, dass die Mischung mehr als 10 mol-%, vorzugsweise mehr als 12 mol-%, insbesondere mehr als 14 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen der Formel (I) und (II), Verbindungen der Formel (II) mit m+n=2 enthält. Ist R2 ein Ethylenrest, so beträgt der Gewichtsanteil von (II) mit m+n=2 in der Mischung mehr als 10%, insbesondere mehr als 15 %.The relative proportions of the compounds of the formula (I) and (II) for the preparation of the thio (meth) acrylates according to the invention are in principle arbitrary, they can be used to "tailor" the property profile of the plastic according to the invention according to the needs of the application. For example, it may be extremely expedient for the monomer mixture to contain a clear excess of compound (s) of the formula (I) or compound (s) of the formula (II), in each case based on the total amount of compounds of the formula (I) and (II) , contains. For the purposes of the present invention, however, it is particularly favorable that the mixture more than 10 mol%, preferably more than 12 mol%, in particular more than 14 mol%, based on the total amount of the compounds of formula (I) and (II), compounds of formula (II) with m + n = 2 contains. If R 2 is an ethylene radical, the proportion by weight of (II) with m + n = 2 in the mixture is more than 10%, in particular more than 15%.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß besonders günstig, Mischungen einzusetzen, die mehr als 5,8 mol-%, zweckmäßigerweise mehr als 6,5 mol-%, insbesondere mehr als 7,5 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen der Formel (I) und (II), Verbindungen der Formel (II) mit m+n=3 enthalten. Das entspricht einem Gewichtsanteil von (II) mit m+n=3, wenn R2 ein Ethylenrest ist, von mindestens 6%.Furthermore, it is particularly advantageous according to the invention to use mixtures which contain more than 5.8 mol%, advantageously more than 6.5 mol%, in particular more than 7.5 mol%, based on the total amount of the compounds of the formula (I ) and (II), compounds of formula (II) with m + n = 3. This corresponds to a weight fraction of (II) with m + n = 3, when R 2 is an ethylene radical, of at least 6%.
Der Anteil der Verbindungen (I) beträgt vorzugsweise 0,1 bis 50,0 mol-%, zweckmäßigerweise 10,0 bis 45,0 mol-%, insbesondere 20,0 bis 35,0 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen der Formel (I) und (II), was einem bevorzugten Bereich des Gewichtsanteils der Verbindung (I), wenn R2 ein Ethylenrest ist, von 15 bis 40 % entspricht. Der Anteil der Verbindungen (II) mit m+n=1 ist vorzugsweise 1 bis 40,0 mol-%, zweckmäßigerweise 5 bis 35,0 mol-%, insbesondere 10 bis 30 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen der Formel (I) und (II). Das entspricht einem Gewichtsanteil der Verbindungen (II) mit m+n=1 , wenn R2 ein Ethylenrest ist, von vorzugsweise 10 bis 45 %. Der Anteil der Verbindungen (II) mit m+n>3 ist vorzugsweise größer 0 mol-%, zweckmäßigerweise größer 1 mol-%, insbesondere größer 2 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen der Formel (I) und (II). Ist R2 ein Ethylenrest, so beträgt der Gewichtsanteil für Verbindungen (II) mit m+n>3 in der Mischung mehr als 2%, insbesondere mehr als 5 %.The proportion of the compounds (I) is preferably 0.1 to 50.0 mol%, preferably 10.0 to 45.0 mol%, especially 20.0 to 35.0 mol%, based on the total amount of the compounds of the formula (I) and (II), which corresponds to a preferred range of the weight ratio of the compound (I) when R 2 is an ethylene radical of 15 to 40%. The proportion of the compounds (II) with m + n = 1 is preferably 1 to 40.0 mol%, suitably 5 to 35.0 mol%, in particular 10 to 30 mol%, based on the total amount of the compounds of the formula (I) and (II). This corresponds to a weight fraction of the compounds (II) with m + n = 1, when R 2 is an ethylene radical, of preferably 10 to 45%. The proportion of compounds (II) with m + n> 3 is preferably greater than 0 mol%, advantageously greater than 1 mol%, in particular greater than 2 mol%, based on the total amount of the compounds of the formula (I) and (II) , If R 2 is an ethylene radical, the proportion by weight of compounds (II) with m + n> 3 in the mixture is more than 2%, in particular more than 5%.
Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel (I) und (II) sind dem Fachmann beispielsweise aus DE 4234251 bekannt, auf deren Offenbarung
hiermit explizit Bezug genommen wird. Dennoch hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als ganz besonders günstig erwiesen, eine Mischung der Verbindungen der Formel (I) und (II) durch ein Verfahren herzustellen, bei welchem man 1 ,0 bis < 2,0 mol, vorzugsweise 1 ,1 bis 1 ,8 mol, zweckmäßigerweise 1 ,2 bis 1 ,6 mol, insbesondere 1 ,2 bis 1 ,5 mol, mindestens einer Verbindung der Formel (IX-a)Processes for the preparation of the compounds of the formula (I) and (II) are known to the person skilled in the art, for example, from DE 4234251, to the disclosure of which is hereby incorporated by reference. Nevertheless, it has been found in the context of the present invention to be particularly favorable to prepare a mixture of the compounds of the formula (I) and (II) by a process in which 1, 0 to <2.0 mol, preferably 1, 1 to 1, 8 mol, advantageously 1, 2 to 1, 6 mol, in particular 1, 2 to 1, 5 mol, of at least one compound of formula (IX-a)
mit einem mol mindestens eines Polythiols der Formel (IX-b) umsetzt with a mole of at least one polythiol of the formula (IX-b)
A ^ (IX-b)A ^ (IX-b)
M IT MM IT M
Der Rest X steht für Halogen, insbesondere Chlor oder Brom, oder für einen RestThe radical X is halogen, in particular chlorine or bromine, or a radical
d. h. die Verbindungen der Formel (IX-a) umfassen unter anderem Acrylsäurechlorid, Methacrylsäurechlorid, Acrylsäureanhydrid und Methacrylsäureanhydrid, wobei der Einsatz von Acrylsäureanhydrid, Methacrylsäureanhydrid oder Mischungen der beiden besonders bevorzugt ist. ie the compounds of formula (IX-a) include, inter alia, acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, acrylic anhydride and methacrylic anhydride, with the use of acrylic anhydride, methacrylic anhydride or mixtures of the two being particularly preferred.
M kennzeichnet jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder ein Metallkation. Bevorzugte Metallkationen leiten sich von Elementen mit einer Elektronegativität kleiner 2,0, zweckmäßigerweise kleiner 1 ,5, ab, wobei Alkalimetallkationen, insbesondere Na+, K+, Rb+, Cs+, und Erdalkalimetallkationen, insbesondere Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, besonders
bevorzugt sind. Ganz besonders günstige Ergebnisse können mit den Metallkationen Na+ und K+ erzielt werden.Each M is independently hydrogen or a metal cation. Preferred metal cations are derived from elements with an electronegativity of less than 2.0, advantageously less than 1, 5, from, with alkali metal cations, in particular Na +, K +, Rb +, Cs +, and alkaline earth metal cations, especially Mg 2+, Ca 2+, Sr 2+ , Ba 2+ , especially are preferred. Very favorable results can be achieved with the metal cations Na + and K + .
In diesem Zusammenhang besonders geeignete Polythiole der Formel (IX-b) umfassen 1 ,2-Ethandithiol, 1 ,2-Propandithiol, 1 ,3-Propandithiol, 1 ,2- Butandithiol, 1 ,3-Butandithiol, 1 ,4-Butandithiol, 2-Methylpropan-1,2-dithiol, 2- Methylpropan-1 ,3-dithiol, 3,6-Dioxa-1 ,8-octandithiol (Dimercaptodioxa- octan=DMDO), Ethylcyclohexyldimercaptane, die durch Umsetzung von 4- Ethenyl-cyclohexen mit Schwefelwasserstoff erhältlich sind, ortho- Bis(mercaptomethyl)benzol, meta-Bis(mercaptomethyl)benzol, para- Bis(mercaptomethyl)benzol, folgende Verbindungen der Formel (IX-b)In this context, particularly suitable polythiols of the formula (IX-b) include 1,2-ethanedithiol, 1,2-propanedithiol, 1,3-propanedithiol, 1,2-butanedithiol, 1,3-butanedithiol, 1,4-butanedithiol, 2-methylpropane-1,2-dithiol, 2-methylpropane-1, 3-dithiol, 3,6-dioxa-1,8-octanedithiol (dimercaptodioxo-octane = DMDO), ethylcyclohexyl dimercaptans obtained by reacting 4-ethenylcyclohexene with hydrogen sulfide are available, ortho-bis (mercaptomethyl) benzene, meta-bis (mercaptomethyl) benzene, para-bis (mercaptomethyl) benzene, the following compounds of the formula (IX-b)
sowie Verbindungen der Formel as well as compounds of the formula
(IX-c)(IX-c)
HS-£R^X4R4SH
wobei R4 jeweils unabhängig voneinander ein linearer oder verzweigter, aliphatischer oder cycloaliphatischer Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe ist. Dabei umfassen im Sinne der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste. Der Rest X ist jeweils unabhängig voneinander Sauerstoff oder Schwefel und der Rest R5 steht für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.-Butylen- oder Cyclohexylen- Gruppe. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste, y ist eine ganze Zahl zwischen 1 und 10, insbesondere 1 , 2, 3 und 4.HS £ R ^ X4R4SH wherein each R 4 is independently a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical, such as a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene, tert-butylene or cyclohexylene Group is. For the purposes of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals. The radical X is in each case independently of oxygen or sulfur and the radical R 5 is a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical, such as a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso Butylene, tert-butylene or cyclohexylene group. In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals, y is an integer between 1 and 10, in particular 1, 2, 3 and 4.
Bevorzugte Verbindungen der Formel (IX-c) umfassen:Preferred compounds of formula (IX-c) include:
Im Rahmen einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird 1 ,2-Ethandithiol als Verbindung der Formel (lX-b) eingesetzt.In a very particularly preferred embodiment of this process, 1,2-ethanedithiol is used as the compound of the formula (IX-b).
Gemäß diesem Verfahren werden die (Meth)acrylate der Formel (IX-a) in mindestens einem inerten, organischen Lösungsmittel L und die Polythiole der Formel (IX-b) in wässrig-alkalischer Lösung zur Reaktion gebracht, wobei der Begriff "inertes, organisches Lösungsmittel" für solche organischen
Lösungsmittel steht, die unter den jeweiligen Reaktionsbedingungen nicht mit den im Reaktionssystem vorliegenden Verbindungen reagieren.According to this process, the (meth) acrylates of the formula (IX-a) are reacted in at least one inert organic solvent L and the polythiols of the formula (IX-b) in aqueous alkaline solution, the term "inert, organic Solvent "for such organic Solvent is that does not react under the reaction conditions with the compounds present in the reaction system.
Vorzugsweise weist mindestens ein Lösungsmittel L eine relative Dielektrizitätskonstante > 2,6, vorzugsweise > 3,0, zweckmäßigerweise > 4,0, insbesondere > 5,0, jeweils gemessen bei 200C, auf. In diesem Zusammenhang bezeichnet die relative Dielektrizitätskonstante eine dimensionslose Zahl, die angibt, auf das Wievielfache sich die Kapazität C eines (theoretisch) im Vakuum befindlichen Kondensators erhöht, wenn man zwischen die Platten Stoffe mit dielektrischen Eigenschaften, so genannte Dielektrika bringt. Dieser Wert wird bei 200C gemessen und auf niedrige Frequenzen (ω -> 0) extrapoliert. Für weitere Details wird auf die gängige Fachliteratur, insbesondere auf Ullmann Encyklopädie der technischen Chemie, Band 2/1 Anwendung physikalischer und physikalisch-chemischer Methoden im Laboratorium, Stichwort: Dielektrizitätskonstante, S. 455 - 479 verwiesen. Dielektrizitätswerte von Lösungsmittel sind u. a. im Handbook of Chemistry and Physics, 71. Auflage, CRC Press, Baco Raton, Ann Arbor, Boston, 1990-1991 , S. 8-44, 8-46 und 9-9 bis 9-12 angegeben.Preferably, at least one solvent L has a relative dielectric constant> 2.6, preferably> 3.0, suitably> 4.0, in particular> 5.0, in each case measured at 20 ° C. In this context, the relative dielectric constant refers to a dimensionless number indicating how many times the capacitance C of a (theoretically) vacuum condenser increases when placing dielectrics with dielectric properties between the plates. This value is measured at 20 0 C and extrapolated to low frequencies (ω -> 0). For further details, reference is made to the standard literature, in particular to Ullmann Encyklopadie der technischen Chemie, Volume 2/1 Application of Physical and Physico-Chemical Methods in the Laboratory, Keyword: Dielectric Constant, pages 455-479. Dielectric values of solvent are disclosed, inter alia, in Handbook of Chemistry and Physics, 71st Edition, CRC Press, Baco Raton, Ann Arbor, Boston, 1990-1991, pp. 8-44, 8-46 and 9-9 to 9-12.
Im Rahmen dieses Verfahrens ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn das Lösungsmittel und die wässrige Lösung während der Umsetzung zwei Phasen ausbilden und nicht homogen mischbar sind. Zu diesem Zweck weist das Lösungsmittel vorzugsweise eine Wasserlöslichkeit, gemessen bei 200C, kleiner 10 g Wasser bezogen auf 100 g Lösungsmittel auf.In the context of this process, it is furthermore particularly advantageous if the solvent and the aqueous solution form two phases during the reaction and are not homogeneously miscible. For this purpose, the solvent preferably has a water solubility, measured at 20 0 C, less than 10 g of water based on 100 g of solvent.
Erfindungsgemäß bevorzugte Lösungsmittel L umfassen aliphatische Ether, wie Diethylether (4,335), Dipropylether, Diisopropylether; cycloaliphatische Ether, wie Tetrahydrofuran (7,6); aliphatische Ester, wie Methylformiat (8,5), Ethylformiat, Propylformiat, Methylacetat, Essigester, n-Butylacetat (5,01 ), Methylpropionat, Methylbutyrat (5,6), Ethylbutyrat, 2-Methoxyethylacetat;
aromatische Ester, wie Benzylacetat, Dimethylphthalat, Methyl benzoat (6,59), Ethylbenzoat (6,02), Methylsalicylat, Ethylsalicylat, Phenylacetat (5,23); aliphatische Ketone, wie Aceton, Methylethylketon (18,5), Pentanon-2 (15,4), Pentanon-3 (17,0), Methylisoamylketon, Methylisobutylketon (13,1 ); aromatische Ketone, wie Acetophenon;Preferred solvents L according to the invention include aliphatic ethers, such as diethyl ether (4.335), dipropyl ether, diisopropyl ether; cycloaliphatic ethers, such as tetrahydrofuran (7,6); aliphatic esters such as methyl formate (8.5), ethyl formate, propyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate (5.01), methyl propionate, methyl butyrate (5.6), ethyl butyrate, 2-methoxyethyl acetate; aromatic esters such as benzyl acetate, dimethyl phthalate, methyl benzoate (6.59), ethyl benzoate (6.02), methyl salicylate, ethyl salicylate, phenyl acetate (5.23); aliphatic ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (18.5), pentanone-2 (15.4), pentanone-3 (17.0), methyl isoamyl ketone, methyl isobutyl ketone (13.1); aromatic ketones, such as acetophenone;
Nitroaromaten, wie Nitrobenzol, o-Nitrotoluol (27,4), m-Nitrotoluol (23), p- Nitrotoluol; halogenierte Aromaten, wie Chlorbenzol (5,708), o-Chlorotoluol (4,45), m- Chlorotoluol (5,55), p-Chlorotoluol (6,08), o-Dichlorobenzol, m-Dichlorobenzol;Nitroaromatics, such as nitrobenzene, o-nitrotoluene (27.4), m-nitrotoluene (23), p-nitrotoluene; halogenated aromatics such as chlorobenzene (5,708), o-chlorotoluene (4,45), m-chlorotoluene (5,55), p-chlorotoluene (6,08), o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene;
Heteroaromaten, wie Pyridin, 2-Methylpyridin (9,8), Chinolin, Isochinolin; oder Mischungen dieser Verbindungen, wobei die Angaben die Klammern die jeweiligen, zugehörigen, relativen Dielektrizitätskonstanten bei 200C sind.Heteroaromatics, such as pyridine, 2-methylpyridine (9.8), quinoline, isoquinoline; or mixtures of these compounds, wherein the parentheses are the respective relative dielectric constants at 20 ° C.
Dabei sind für die Zwecke des vorliegenden Verfahrens aliphatische Ester und cycloaliphatische Ether, insbesondere Ethylacetat und Tetrahydrofuran ganz besonders geeignet.Aliphatic esters and cycloaliphatic ethers, in particular ethyl acetate and tetrahydrofuran, are particularly suitable for the purposes of the present process.
Im Rahmen des vorliegenden Verfahrens kann das Lösungsmittel L sowohl allein als auch eine Lösungsmittelmischung eingesetzt werden, wobei nicht alle im Gemisch enthaltenen Lösungsmittel das vorstehende Dielektrizitätskriterium erfüllen müssen. Beispielsweise können auch Tetrahydrofuran/Cyclohexan- Mischungen erfindungsgemäß eingesetzt werden. Jedoch hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass das Lösungsmittelgemisch eine relative Dielektrizitätskonstante > 2,6, vorzugsweise > 3,0, zweckmäßigerweise > 4,0, insbesondere > 5,0, jeweils gemessen bei 20°C, aufweist. Besonders vorteilhafte Ergebnisse können mit Lösungsmittelmischungen erzielt werden, welche nur Lösungsmittel mit einer relativen Dielektrizitätskonstante > 2,6, vorzugsweise > 3,0, zweckmäßigerweise > 4,0, insbesondere > 5,0, jeweils gemessen bei 200C, enthalten.
Die wässrig-alkalische Lösung der Verbindung(en) der Formel (IX-b) enthält vorzugsweise 1 ,1 bis 1 ,5 val (Äquivalente) mindestens einer Bronsted-Base, bezogen auf die Gesamtmenge an Verbindung(en) der Formel (IX-b). Bevorzugte Bronsted-Basen im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen Alkalihydroxide und Erdalkalihydroxide, insbesondere Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid.In the present process, the solvent L can be used both alone and a solvent mixture, wherein not all solvents contained in the mixture must meet the above dielectric criterion. For example, tetrahydrofuran / cyclohexane mixtures can also be used according to the invention. However, it has proved expedient that the solvent mixture has a relative dielectric constant> 2.6, preferably> 3.0, advantageously> 4.0, in particular> 5.0, in each case measured at 20 ° C. Particularly advantageous results can be achieved with solvent mixtures containing only solvents with a relative dielectric constant> 2.6, preferably> 3.0, suitably> 4.0, in particular> 5.0, in each case measured at 20 ° C. The aqueous alkaline solution of the compound (s) of the formula (IX-b) preferably contains from 1.1 to 1.5 equivalents of at least one Bronsted base, based on the total amount of compound (s) of the formula (IX) b). Preferred Bronsted bases in the context of the present invention include alkali hydroxides and alkaline earth hydroxides, especially sodium hydroxide and potassium hydroxide.
Die Durchführung der Umsetzung kann in prinzipiell in jeder erdenklichen Weise erfolgen, Beispielsweise ist es möglich, die Verbindung(en) der Formel (IX-a) im Lösungsmittel(gemisch) L vorzulegen und die wässrig-alkalische Lösung der Verbindung(en) der Formel (IX-b) schrittweise oder kontinuierlich zuzugeben. Dennoch hat es sich im Rahmen des vorliegenden Verfahrens als ganz besonders günstig erwiesen, die Verbindung(en) der Formel (IX-a) in mindestens einem inerten, organischen Lösungsmittel L und die Verbindung(en) der Formel (IX-b) in wässrig-alkalischer Lösung parallel dem Reaktionsgefäß zuzudosieren.The implementation of the reaction can in principle be carried out in any way imaginable. For example, it is possible to provide the compound (s) of the formula (IX-a) in the solvent (mixture) L and the aqueous alkaline solution of the compound (s) of the formula (IX-b) gradually or continuously. Nevertheless, it has been found in the present process to be particularly favorable, the compound (s) of the formula (IX-a) in at least one inert organic solvent L and the compound (s) of the formula (IX-b) in aqueous Alkaline solution to be metered parallel to the reaction vessel.
Die Reaktionstemperatur kann man über einen weiten Bereich variieren, aber häufig liegt die Temperatur im Bereich von 20,0 0C bis 120,0 0C, vorzugsweise im Bereich von 20,0 0C bis 80,0 0C. Ähnliches gilt für den Druck bei der die Umsetzung vollzogen wird. So kann die Reaktion sowohl bei Unterdruck als auch bei Überdruck stattfinden. Vorzugsweise wird sie aber bei Normaldruck durchgeführt. Obwohl die Reaktion auch unter Luft stattfinden kann, hat es sich im Rahmen des vorliegenden Verfahrens als ganz besonders günstig erwiesen die Umsetzung unter Schutzgasatmosphäre, vorzugsweise Stickstoff und/oder Argon, durchzuführen, wobei vorzugsweise ein geringer Sauerstoffanteil vorhanden ist.The reaction temperature can be varied over a wide range, but often the temperature is in the range of 20.0 0 C to 120.0 0 C, preferably in the range of 20.0 0 C to 80.0 0 C. The same applies to the Pressure at which the implementation is completed. Thus, the reaction can take place both at low pressure and at overpressure. Preferably, however, it is carried out at atmospheric pressure. Although the reaction can also take place under air, it has proven to be particularly advantageous in the context of the present process to carry out the reaction under a protective gas atmosphere, preferably nitrogen and / or argon, preferably with a low oxygen content.
Günstigerweise wird das Reaktionsgemisch in einem weiteren Schritt mit einer Bronsted-Säure umgesetzt, vorzugsweise bis die wässrige Lösung bei 200C einen pH-Wert kleiner 7,0, zweckmäßigerweise kleiner 6,0, insbesondere
kleiner 5,0, aufweist. Einsetzbare Säuren umfassen in diesem Zusammenhang anorganische Mineralsäuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, organische Säuren, wie Essigsäure, Propionsäure, und saure Ionenaustauscher, insbesondere saure Kunstharzionenaustauscher, wie beispielsweise ®Dowex M-31 (H). Dabei hat sich der Einsatz von sauren Kunstharzionenaustauschern mit Beladungen von mindestens 1 ,0 meq, vorzugsweise mindestens 2,0 meq, insbesondere mindestens 4,0 meq, H+- lonen bezogen auf 1 g getrockneten Ionenaustauscher, Korngrößen von 10- 50 mesh und Porositäten im Bereich von 10 bis 50 % bezogen auf das Gesamtvolumen des Ionenaustauschers ganz besonders bewährt.Conveniently, the reaction mixture is reacted in a further step with a Bronsted acid, preferably until the aqueous solution at 20 0 C, a pH of less than 7.0, advantageously less than 6.0, in particular smaller than 5.0. Useful acids in this context include inorganic mineral acids, such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, organic acids, such as acetic acid, propionic acid, and acidic ion exchangers, in particular acidic resin ion exchangers, such as ® Dowex M-31 (H). In this case, the use of acidic resin ion exchangers with loadings of at least 1, 0 meq, preferably at least 2.0 meq, in particular at least 4.0 meq, H + - ions based on 1 g of dried ion exchanger, particle sizes of 10- 50 mesh and porosities proven in the range of 10 to 50% based on the total volume of the ion exchanger very particularly.
Zur Isolierung der Verbindungen der Formel (I) und (II) wird zweckmäßigerweise die aus dem Lösungsmittel L bestehende organische Phase abgetrennt, gegebenenfalls gewaschen, getrocknet und das Lösungsmittel verdampft.To isolate the compounds of the formula (I) and (II), the organic phase consisting of the solvent L is expediently separated off, optionally washed, dried and the solvent evaporated.
Bei der Umsetzung der Verbindung(en) der Formel (IX-a) mit der bzw. den Verbindung(en) der Formel (IX-b) können Inhibitoren zugesetzt werden, die eine radikalische Polymerisation der (Meth)acrylgruppen während der Reaktion verhindern. Diese Inhibitoren sind in der Fachwelt weithin bekannt.In the reaction of the compound (s) of the formula (IX-a) with the compound (s) of the formula (IX-b), it is possible to add inhibitors which prevent free-radical polymerization of the (meth) acrylic groups during the reaction. These inhibitors are well known in the art.
Eingesetzt werden hauptsächlich 1 ,4-Dihydroxybenzole. Es können jedoch auch anders substituierte Dihydroxybenzole zum Einsatz kommen. Allgemein lassen sich derartige Inhibitoren mit der allgemeinen Formel (X) wiedergebenAre used mainly 1, 4-dihydroxybenzenes. However, it is also possible to use differently substituted dihydroxybenzenes. In general, such inhibitors can be represented by the general formula (X)
worin wherein
R6 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit eins bis acht Kohlenstoffatomen, Halogen oder Aryl bedeutet, vorzugsweise einen Alkylrest
mit eins bis vier Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec-Butyl, tert.-Butyl, Cl, F oder Br;R 6 represents a linear or branched alkyl radical having one to eight carbon atoms, halogen or aryl, preferably an alkyl radical having one to four carbon atoms, more preferably methyl, ethyl, n -propyl, iso -propyl, n -butyl, iso -butyl, sec -butyl, tert -butyl, Cl, F or Br;
o eine ganze Zahl im Bereich von eins bis vier, vorzugsweise eins oder zwei ist; undo is an integer in the range of one to four, preferably one or two; and
R7 Wasserstoff, einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit eins bis acht Kohlenstoffatomen oder Aryl bedeutet, vorzugsweise einen Alkylrest mit eins bis vier Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso- Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec-Butyl oder tert.-Butyl.R 7 is hydrogen, a linear or branched alkyl radical having one to eight carbon atoms or aryl, preferably an alkyl radical having one to four carbon atoms, more preferably methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec Butyl or tert-butyl.
Es können jedoch auch Verbindungen mit 1 ,4-Benzochinon als Stammverbindung eingesetzt werden. Diese lassen sich mit der Formel (Xl) beschreibenHowever, it is also possible to use compounds with 1,4-benzoquinone as the parent compound. These can be described by the formula (XI)
worin wherein
R6 und o die oben angegebene Bedeutung haben.R 6 and o have the meaning given above.
Ebenso werden Phenole der allgemeinen Struktur (XII) eingesetztLikewise phenols of the general structure (XII) are used
worin
R8 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit eins bis acht Kohlenstoffatomen, Aryl oder Aralkyl, Propionsäureester mit 1 bis 4 wertigen Alkoholen, welche auch Heteroatome wie S, O und N enthalten können, vorzugsweise einen Alkylrest mit eins bis vier Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec-Butyl, tert- Butyl bedeutet. wherein R 8 denotes a linear or branched alkyl radical having one to eight carbon atoms, aryl or aralkyl, propionic acid esters with 1 to 4 valent alcohols, which may also contain heteroatoms such as S, O and N, preferably an alkyl radical having one to four carbon atoms, particularly preferably methyl, Ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl.
Eine weitere vorteilhafte Substanzklasse stellen gehinderte Phenole auf Basis von i Triazinderivaten der Formel (XIII) darA further advantageous class of substances are hindered phenols based on triazine derivatives of the formula (XIII)
mit R9 = Verbindung der Formel (XIV) with R 9 = compound of the formula (XIV)
worin wherein
mit p = 1 oder 2 ist.with p = 1 or 2.
Besonders erfolgreich werden die Verbindungen 1 ,4-Dihydroxybenzol, 4- Methoxyphenol, 2,5-Dichloro-3,6-dihydroxy-1 ,4-benzochinon, 1 ,3,5-Trimethyl- 2,4,6-tris-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol, 2,6-Di-tert.-butyl-4- methylphenol, 2,4-Dimethyl-6-tert.-butylphenol, 2,2-Bis [3,5-Bis(1 ,1- dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl-1 -oxopropoxymethyl)]1 ,3-propandiylester, 2,2'- Thiodiethylbis-[3-(3,5-di-tert.butyl-4-hydroxyphenyl)]propionat, Octadecyl-3-(3,5-
di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, 3,5-Bis(1 ,1-dimethylethyl-2,2- Methylenbis-(4-methyl-6-tert.-butyl)phenol, Tris-(4-tert.-butyl-3-hydroxy-2,6- dimethylbenzyl)-s-triazin-2,4,6-(1 H,3H,5H)trion, Tris(3,5-ditert.butyl-4-hydroxy)- s-triazin-2,46-(1 H, 3H,5H)trion oder tert.-Butyl-3,5-dihydroxybenzol eingesetzt.The compounds 1, 4-dihydroxybenzene, 4-methoxyphenol, 2,5-dichloro-3,6-dihydroxy-1, 4-benzoquinone, 1, 3,5-trimethyl-2,4,6-tris ( 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 2,2-bis [3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl-1-oxopropoxymethyl]] 1,3-propanediyl ester, 2,2'-thiodiethyl bis [3- (3,5-di-tert-butyl) 4-hydroxyphenyl)] propionate, octadecyl-3- (3,5- di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 3,5-bis (1,1-dimethylethyl-2,2-methylenebis (4-methyl-6-tert-butyl) phenol, tris- (4- tert -butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl) -s-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) trione, tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy) - s-triazine-2,46- (1 H, 3H, 5H) trione or tert-butyl-3,5-dihydroxybenzene used.
Bezogen auf das Gewicht der gesamten Reaktionsmischung beträgt der Anteil der Inhibitoren einzeln oder als Mischung im allgemeinen 0,01 - 0,50 % (wt/wt), wobei man die Konzentration der Inhibitoren vorzugsweise so auswählt, dass die Farbzahl gemäß DIN 55945 nicht beeinträchtigt wird. Viele dieser Inhibitoren sind kommerziell erhältlich.Based on the weight of the total reaction mixture, the proportion of inhibitors individually or as a mixture is generally 0.01-0.50% (wt / wt), wherein the concentration of the inhibitors is preferably selected so that the color number according to DIN 55945 is not impaired becomes. Many of these inhibitors are commercially available.
Die bei der Herstellung der Verbindungen gemäß den Formeln (I) und/oder (II) erhaltene Mischung kann gemäß Verfahren des Standes der Technik aufgearbeitet werden. Beispielsweise können die unterschiedlichen Verbindungen der Formeln (I) und/oder (II) aufgetrennt werden. Des Weiteren können Rückständen und/oder Verunreinigungen entfernt werden.The mixture obtained in the preparation of the compounds according to the formulas (I) and / or (II) can be worked up according to prior art processes. For example, the different compounds of formulas (I) and / or (II) can be separated. Furthermore, residues and / or impurities can be removed.
Die so erhaltenen Verbindungen der Formel (I) und/oder (II) können anschließend mit Thiolverbindungen, die mindestens zwei Thiolgruppen umfassen, zu den erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylaten umgesetzt werden.The compounds of the formula (I) and / or (II) thus obtained can then be reacted with thiol compounds which comprise at least two thiol groups to give the thio (meth) acrylates according to the invention.
Des Weiteren kann die bei der Umsetzung erhaltene Reaktionsmischung auch ohne Aufarbeitung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylate eingesetzt werden.Furthermore, the reaction mixture obtained in the reaction can also be used without work-up for preparing the thio (meth) acrylates according to the invention.
Hierzu können Thiolverbindungen, die mindestens zwei Thiolgruppen umfassen, der Reaktionsmischung zugegeben werden. Die Zugabe erfolgt vorzugsweise nachdem ein Großteil der Verbindungen der Formeln (l-a) mit den Verbindungen der Formeln (IX) zu Verbindungen der Formeln (I) und/oder (II) umgesetzt wurden. Vorzugsweise beträgt der Umsatz der Verbindungen der Formeln (l-a) bei Zugabe der Thiolverbindungen, die mindestens zwei
Thiolgruppen umfassen, mindestens 50%, besonders bevorzugt mindestens 80% und ganz besonders bevorzugt mindestens 95%. Der Umsatz berechnet sich hierbei vorzugsweise aus den in der Reaktionsmischung bei Zugabe von weiteren Thiolverbindungen, die mindestens zwei Thiolgruppen umfassen, vorhandenen Verbindungen der Formel (l-a), bezogen auf deren ursprünglich eingesetzten Anteil. Die Bestimmung dieses Anteils kann beispielsweise durch chromatographische Methoden, insbesondere GC-MS erfolgen, wobei ein Standard enthalten sein kann.For this purpose, thiol compounds comprising at least two thiol groups can be added to the reaction mixture. The addition is preferably carried out after a large part of the compounds of the formulas (Ia) have been reacted with the compounds of the formulas (IX) to give compounds of the formulas (I) and / or (II). Preferably, the conversion of the compounds of formulas (Ia) on addition of the thiol compounds, which is at least two Thiol groups include at least 50%, more preferably at least 80%, and most preferably at least 95%. In this case, the conversion is preferably calculated from the compounds of the formula (Ia) present in the reaction mixture with the addition of further thiol compounds which comprise at least two thiol groups, based on their originally used fraction. The determination of this proportion can be carried out for example by chromatographic methods, in particular GC-MS, wherein a standard can be included.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Thio(meth)acryiate eingesetzten Thiolverbindungen, die mindestens zwei Thiolgruppen umfassen, sind an sich bekannt. Hierzu gehören insbesondere Alkyldithiole sowie Polythiole. Zu den Thiolverbindungen gehören auch Thiolate, die bei Umsetzung von S-H-Gruppen umfassenden Verbindungen mit einer Base entstehen.The thiol compounds used to prepare the thio (meth) acrylates according to the invention, which comprise at least two thiol groups, are known per se. These include in particular alkyldithiols and polythiols. The thiol compounds also include thiolates formed upon reaction of compounds containing S-H groups with a base.
Bevorzugte Thiolverbindungen, die mindestens zwei Thiolgruppen umfassen, sind Verbindungen der Formel (Ill-a)Preferred thiol compounds which comprise at least two thiol groups are compounds of the formula (IIIa)
MS-R3-SM (Ill-a), worin R3 einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest darstellt und M jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, ein Ammoniumion oder ein Metallkation kennzeichnet.MS-R 3 -SM (Ill-a), wherein R 3 represents a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical and each M independently denotes hydrogen, an ammonium ion or a metal cation.
Bevorzugte Metallkationen leiten sich von Elementen mit einer Elektronegativität kleiner 2,0, zweckmäßigerweise kleiner 1 ,5, ab, wobei Alkalimetallkationen, insbesondere Na+, K+, Rb+, Cs+, und Erdalkalimetallkationen, insbesondere Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, besonders bevorzugt sind. Ganz besonders günstige Ergebnisse können mit den Metallkationen Na+ und K+ erzielt werden.
Weiterhin umfasst der Rest R3 Reste der FormelPreferred metal cations are derived from elements with an electronegativity of less than 2.0, advantageously less than 1, 5, from, with alkali metal cations, in particular Na +, K +, Rb +, Cs +, and alkaline earth metal cations, especially Mg 2+, Ca 2+, Sr 2+ , Ba 2+ are particularly preferred. Very favorable results can be achieved with the metal cations Na + and K + . Furthermore, the radical R 3 comprises radicals of the formula
wobei R4 jeweils unabhängig voneinander ein linearer oder verzweigter, aliphatischer oder cycloaliphatischer Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe ist. Der Rest X ist jeweils unabhängig voneinander Sauerstoff oder Schwefel und der Rest R5 steht für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste, y ist eine ganze Zahl zwischen 1 und 10, insbesondere 1, 2, 3 und 4. wherein each R 4 is independently a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical, such as a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene, tert-butylene or cyclohexylene Group is. The radical X is in each case independently of oxygen or sulfur and the radical R 5 is a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical, such as a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso Butylene, tert-butylene or cyclohexylene group. In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals, y is an integer between 1 and 10, in particular 1, 2, 3 and 4.
Bevorzugte Reste der Formel (Ill-b) umfassen:Preferred radicals of the formula (III-b) include:
Vorzugsweise ist der Rest R3 ein aliphatischer Rest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise ein linearer aliphatischer Rest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen.Preferably, the radical R 3 is an aliphatic radical having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear aliphatic radical having 2 to 8 carbon atoms.
Die Indizes m und n sind jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl größer gleich 0, beispielsweise 0, 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6. Dabei ist die Summe m +
n größer 0, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 6, zweckmäßigerweise im Bereich von 1 bis 4, insbesondere 1 , 2 oder 3.The indices m and n are each independently an integer greater than or equal to 0, for example 0, 1, 2, 3, 4, 5 or 6. Here, the sum is m + n is greater than 0, preferably in the range of 1 to 6, suitably in the range of 1 to 4, in particular 1, 2 or 3.
In diesem Zusammenhang besonders geeignete Polythiole der Formeln (III) bzw. (Ill-a) umfassen 1 ,2-Ethandithiol, 1 ,2-Propandithiol, 1 ,3-Propandithiol, 1 ,2- Butandithiol, 1 ,3-Butandithiol, 1 ,4-Butandithiol, 2-Methylpropan-1,2-dithiol, 2- Methylpropan-1 ,3-dithiol, 3,6-Dioxa-1 ,8-octandithiol (Dimercaptodioxa- octan=DMDO), Ethylcyclohexyldimercaptane, die durch Umsetzung von 4- Ethenyl-cyclohexen mit Schwefelwasserstoff erhältlich sind, ortho- Bis(mercaptomethyl)benzol, meta-Bis(mercaptomethyl)benzol, para- Bis(mercaptomethyl)benzol, folgende Verbindungen der Formel (III)Polythiols of the formulas (III) or (IIIa) which are particularly suitable in this context include 1,2-ethanedithiol, 1,2-propanedithiol, 1,3-propanedithiol, 1,2-butanedithiol, 1,3-butanedithiol, 1 , 4-butanedithiol, 2-methylpropane-1,2-dithiol, 2-methylpropane-1, 3-dithiol, 3,6-dioxa-1,8-octanedithiol (dimercaptodioxoctane = DMDO), ethylcyclohexyl dimercaptans obtained by reacting 4- ethenylcyclohexene with hydrogen sulfide are available, ortho-bis (mercaptomethyl) benzene, meta-bis (mercaptomethyl) benzene, para-bis (mercaptomethyl) benzene, the following compounds of the formula (III)
sowie Verbindungen der Formel l-c), and compounds of the formula Ic),
HS-ff R^-X4RΨH
wobei R4 jeweils unabhängig voneinander ein linearer oder verzweigter, aliphatischer oder cycloaliphatischer Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe ist. Dabei umfassen im Sinne der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste. Der Rest X ist jeweils unabhängig voneinander Sauerstoff oder Schwefel und der Rest R5 steht für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.-Butylen- oder Cyclohexylen- Gruppe. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste, y ist eine ganze Zahl zwischen 1 und 10, insbesondere 1 , 2, 3 und 4.HS-ff R ^ -X4RΨH wherein each R 4 is independently a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical, such as a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene, tert-butylene or cyclohexylene Group is. For the purposes of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals. The radical X is in each case independently of oxygen or sulfur and the radical R 5 is a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical, such as a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso Butylene, tert-butylene or cyclohexylene group. In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals, y is an integer between 1 and 10, in particular 1, 2, 3 and 4.
Bevorzugte Verbindungen der Formel (Ill-c) umfassen:Preferred compounds of formula (III-c) include:
Im Rahmen einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird 1 ,2-Ethandithiol als Verbindung der Formeln (III) bzw. (Ill-a) eingesetzt.In a very particularly preferred embodiment of this process, 1,2-ethanedithiol is used as the compound of the formulas (III) or (III-a).
Die Umsetzung der Verbindungen gemäß Formel (I) und/oder (II) mit den Thiolverbindungen, die mindestens zwei Thiolgruppen umfassen, kann unter den zuvor dargelegten Bedingungen zur Herstellung der Verbindungen gemäß
den Formeln (I) und/oder (II), insbesondere aus den Verbindungen der Formeln (IX-a) und (IX-b) erfolgen.The reaction of the compounds of the formula (I) and / or (II) with the thiol compounds which comprise at least two thiol groups can be carried out under the conditions described above for the preparation of the compounds according to the formulas (I) and / or (II), in particular from the compounds of the formulas (IX-a) and (IX-b).
Dementsprechend können die Verbindungen der Formeln (I) und/oder (II) in mindestens einem inerten, organischen Lösungsmittel L und die Thiolverbindungen, die mindestens zwei Thiolgruppen umfassen, insbesondere die Verbindung(en) der Formeln (III) bzw. (Ill-a) in wässrig-alkalischer Lösung zur Reaktion gebracht, wobei der Begriff "inertes, organisches Lösungsmittel" für solche organischen Lösungsmittel steht, die unter den jeweiligen Reaktionsbedingungen nicht mit den im Reaktionssystem vorliegenden Verbindungen reagieren.Accordingly, the compounds of formulas (I) and / or (II) in at least one inert organic solvent L and the thiol compounds comprising at least two thiol groups, in particular the compound (s) of the formulas (III) and (III-a ) in aqueous-alkaline solution, wherein the term "inert, organic solvent" means those organic solvents which do not react with the compounds present in the reaction system under the respective reaction conditions.
Vorzugsweise weist mindestens ein Lösungsmittel L eine relative Dielektrizitätskonstante > 2,6, vorzugsweise > 3,0, zweckmäßigerweise > 4,0, insbesondere > 5,0, jeweils gemessen bei 20°C, auf.Preferably, at least one solvent L has a relative dielectric constant> 2.6, preferably> 3.0, suitably> 4.0, in particular> 5.0, in each case measured at 20 ° C.
Im Rahmen dieses Verfahrens ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn das Lösungsmittel und die wässrige Lösung während der Umsetzung zwei Phasen ausbilden und nicht homogen mischbar sind. Zu diesem Zweck weist das Lösungsmittel vorzugsweise eine Wasserlöslichkeit, gemessen bei 200C, kleiner 10 g Wasser bezogen auf 100 g Lösungsmittel auf.In the context of this process, it is furthermore particularly advantageous if the solvent and the aqueous solution form two phases during the reaction and are not homogeneously miscible. For this purpose, the solvent preferably has a water solubility, measured at 20 0 C, less than 10 g of water based on 100 g of solvent.
Im Rahmen des vorliegenden Verfahrens kann das Lösungsmittel L sowohl allein als auch eine Lösungsmittelmischung eingesetzt werden, wobei nicht alle im Gemisch enthaltenen Lösungsmittel das vorstehende Dielektrizitätskriterium erfüllen müssen. Beispielsweise können auch Tetrahydrofuran/Cyclohexan- Mischungen erfindungsgemäß eingesetzt werden. Jedoch hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass das Lösungsmittelgemisch eine relative Dielektrizitätskonstante > 2,6, vorzugsweise > 3,0, zweckmäßigerweise > 4,0, insbesondere > 5,0, jeweils gemessen bei 200C, aufweist. Besonders vorteilhafte Ergebnisse können mit Lösungsmittelmischungen erzielt werden,
welche nur Lösungsmittel mit einer relativen Dielektrizitätskonstante > 2,6, vorzugsweise > 3,0, zweckmäßigerweise > 4,0, insbesondere > 5,0, jeweils gemessen bei 200C, enthalten.In the present process, the solvent L can be used both alone and a solvent mixture, wherein not all solvents contained in the mixture must meet the above dielectric criterion. For example, tetrahydrofuran / cyclohexane mixtures can also be used according to the invention. However, it has proved expedient that the solvent mixture has a relative dielectric constant> 2.6, preferably> 3.0, advantageously> 4.0, in particular> 5.0, in each case measured at 20 ° C. Particularly advantageous results can be achieved with solvent mixtures, which contain only solvents with a relative dielectric constant> 2.6, preferably> 3.0, suitably> 4.0, in particular> 5.0, in each case measured at 20 ° C.
Die wässrig-alkalische Lösung der Thiolverbindungen, insbesondere Verbindung(en) der Formel (III) bzw. (Ill-a) enthält vorzugsweise 1 ,1 bis 1 ,5 val (Äquivalente) mindestens einer Bronsted-Base, bezogen auf die Gesamtmenge an Thiolverbindungen. Bevorzugte Bronsted-Basen im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen Alkalihydroxide und Erdalkalihydroxide, insbesondere Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid.The aqueous alkaline solution of the thiol compounds, in particular compound (s) of the formula (III) or (IIIa), preferably contains 1.1 to 1.5 equivalents of at least one Bronsted base, based on the total amount of thiol compounds , Preferred Bronsted bases in the context of the present invention include alkali hydroxides and alkaline earth hydroxides, especially sodium hydroxide and potassium hydroxide.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das molare Verhältnis von Verbindungen der Formel (I) und/oder (II) zu den mindestens zwei Thiolgruppen umfassenden Thiolverbindungen im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 2, vorzugsweise 30:1 bis 2:1 liegen.According to a particular aspect of the present invention, the molar ratio of compounds of formula (I) and / or (II) to thiol compounds comprising at least two thiol groups may range from 50: 1 to 1: 2, preferably 30: 1 to 2: 1 lie.
Die Durchführung der Umsetzung kann in prinzipiell in jeder erdenklichen Weise erfolgen, Beispielsweise ist es möglich, die Verbindung(en) der Formeln (I) und/oder (II) im Lösungsmittel(gemisch) L vorzulegen und die wässrig- alkalische Lösung der Thiolverbindungen, insbesondere Verbindung(en) der Formel (III) bzw. (Ill-a) schrittweise oder kontinuierlich zuzugeben. Dennoch hat es sich im Rahmen des vorliegenden Verfahrens als ganz besonders günstig erwiesen, die Verbindung(en) der Formeln (I) und/oder (II) in mindestens einem inerten, organischen Lösungsmittel L und die Thiolverbindungen, insbesondere Verbindung(eπ) der Formel (III) bzw. (Ill-a) in wässrig-alkalischer Lösung parallel dem Reaktionsgefäß zuzudosieren.In principle, it is possible to carry out the reaction in any conceivable manner. For example, it is possible to introduce the compound (s) of the formulas (I) and / or (II) in the solvent (mixture) L and to prepare the aqueous-alkaline solution of the thiol compounds, in particular, to add compound (s) of the formula (III) or (IIIa) stepwise or continuously. Nevertheless, it has been found in the context of the present method to be particularly favorable, the compound (s) of the formulas (I) and / or (II) in at least one inert organic solvent L and the thiol compounds, in particular compound (eπ) of the formula (III) or (III-a) in aqueous alkaline solution to meter in parallel to the reaction vessel.
Die Reaktionstemperatur kann man über einen weiten Bereich variieren, aber häufig liegt die Temperatur im Bereich von 20,0 0C bis 120,0 0C, vorzugsweise im Bereich von 20,0 0C bis 80,0 0C. Ähnliches gilt für den Druck bei der die Umsetzung vollzogen wird. So kann die Reaktion sowohl bei Unterdruck als
auch bei Überdruck stattfinden. Vorzugsweise wird sie aber bei Normaldruck durchgeführt. Obwohl die Reaktion auch unter Luft stattfinden kann, hat es sich im Rahmen des vorliegenden Verfahrens als ganz besonders günstig erwiesen die Umsetzung unter Schutzgasatmosphäre, vorzugsweise Stickstoff und/oder Argon, durchzuführen, wobei vorzugsweise ein geringer Sauerstoffanteil vorhanden ist.The reaction temperature can be varied over a wide range, but often the temperature is in the range of 20.0 0 C to 120.0 0 C, preferably in the range of 20.0 0 C to 80.0 0 C. The same applies to the Pressure at which the implementation is completed. So the reaction can be at both negative pressure and also take place at overpressure. Preferably, however, it is carried out at atmospheric pressure. Although the reaction can also take place under air, it has proven to be particularly advantageous in the context of the present process to carry out the reaction under a protective gas atmosphere, preferably nitrogen and / or argon, preferably with a low oxygen content.
Günstigerweise wird das Reaktionsgemisch in einem weiteren Schritt mit einer Bronsted-Säure umgesetzt, vorzugsweise bis die wässrige Lösung bei 200C einen pH-Wert kleiner 7,0, zweckmäßigerweise kleiner 6,0, insbesondere kleiner 5,0, aufweist. Einsetzbare Säuren umfassen in diesem Zusammenhang anorganische Mineralsäuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, organische Säuren, wie Essigsäure, Propionsäure, und saure Ionenaustauscher, insbesondere saure Kunstharzionenaustauscher, wie beispielsweise ®Dowex M-31 (H). Dabei hat sich der Einsatz von sauren Kunstharzionenaustauschern mit Beladungen von mindestens 1 ,0 meq, vorzugsweise mindestens 2,0 meq, insbesondere mindestens 4,0 meq, H+- lonen bezogen auf 1 g getrockneten Ionenaustauscher, Korngrößen von 10- 50 mesh und Porositäten im Bereich von 10 bis 50 % bezogen auf das Gesamtvolumen des Ionenaustauschers ganz besonders bewährt.Conveniently, the reaction mixture is reacted in a further step with a Bronsted acid, preferably until the aqueous solution at 20 0 C, a pH of less than 7.0, advantageously less than 6.0, in particular less than 5.0, has. Useful acids in this context include inorganic mineral acids, such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, organic acids, such as acetic acid, propionic acid, and acidic ion exchangers, in particular acidic resin ion exchangers, such as ® Dowex M-31 (H). In this case, the use of acidic resin ion exchangers with loadings of at least 1, 0 meq, preferably at least 2.0 meq, in particular at least 4.0 meq, H + - ions based on 1 g of dried ion exchanger, particle sizes of 10- 50 mesh and porosities proven in the range of 10 to 50% based on the total volume of the ion exchanger very particularly.
Zur Isolierung der erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylate kann zweckmäßigerweise die aus dem Lösungsmittel L bestehende organische Phase abgetrennt, gegebenenfalls gewaschen, getrocknet und das Lösungsmittel verdampft werden.In order to isolate the thio (meth) acrylates according to the invention, the organic phase consisting of the solvent L can advantageously be separated off, optionally washed, dried and the solvent evaporated.
Die weiteren Reaktionsbedingungen wurden zuvor dargelegt, wobei insbesondere Inhibitoren eingesetzt werden können.The further reaction conditions have been set out above, with particular inhibitors can be used.
Es kann angenommen werden, dass bei der Umsetzung Thio(meth)acrylate umfassend Verbindungen der Formeln
A-Y-A (IV-a) und/oderIt can be assumed that in the reaction thio (meth) acrylates comprising compounds of the formulas AYA (IV-a) and / or
A-Y-Z-B (IV-b) und/oderA-Y-Z-B (IV-b) and / or
A-(Y-Z)q-Y-A (IV-c) und/oderA- (YZ) q -YA (IV-c) and / or
B-(Z-Y)r-Z-B (IV-d) und/oderB- (Z-Y) r -Z-B (IV-d) and / or
A-(Y-Z)5-B (IV-e), worin q, r und s ganze Zahlen im Bereich von 1 bis 100, vorzugsweise 2 bis 30 und besonders bevorzugt 3 bis 10,A- (YZ) 5 -B (IV-e), where q, r and s are integers in the range of 1 to 100, preferably 2 to 30 and more preferably 3 to 10,
A eine Endgruppe der FormelnA is an end group of the formulas
B eine Endgruppe der Formel R3/SH (X)B is an end group of the formula R3 / SH (X)
Z eine verbindende Gruppe der FormelnZ is a linking group of formulas
Y eine verbindende Gruppe der FormelnY is a linking group of formulas
sind, worin are in which
R1 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Methylrest,Each R 1 is independently hydrogen or a methyl radical,
R2 jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest und m und n jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl größer gleich 0 mit m + n > 0 bedeuten, undEach R 2 is independently a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical and m and n are each independently an integer greater than or equal to 0 with m + n> 0, and
R3 einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest darstellt, gebildet werden.R 3 represents a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical.
Bevorzugt kann das Gewichtsmittel des Molekulargewichts der erfindungsgemäßen Thio(meth)acry!ate im Bereich von 300 bis 5000 Da, insbesondere im Bereich von 500 bis 2000 Da liegen. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts kann gemäß GPC bzw. HPLC bestimmt werden.The weight-average molecular weight of the thio (meth) acrylate according to the invention may preferably be in the range from 300 to 5000 Da, in particular in the range from 500 to 2000 Da. The weight average molecular weight can be determined according to GPC or HPLC.
Die Viskosität des Thio(meth)acrylats (in Substanz ermittelt nach DIN 53019) bestimmt bei 25°C kann im Bereich 100 bis 1000 mPa.s , besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 600 mPa.s liegen.The viscosity of the thio (meth) acrylate (determined in substance according to DIN 53019) determined at 25 ° C. can be in the range from 100 to 1000 mPa.s, more preferably in the range from 200 to 600 mPa.s.
Die Einstellung des Molekulargewichts sowie der Viskosität kann durch Wahl der Reste R2 und R3 erfolgen. Des Weiteren können diese Größen durch das molare Verhältnis von Verbindungen der Formeln (I) und/oder (II) zu den Thiolverbindungen, insbesondere gemäß den Formeln (III) bzw. (Ill-a) erfolgen.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis von Verbindungen der Formel (IV-b), (IV-d) und (IV-e) zu Verbindungen der Formel (IV-a) und (IV-c) sehr klein, da der Umsatz der Addition von Thiol an die Methacryl-Doppelbindung vollständig ist. Der Anteil an Verbindungen mit Thiolgruppen liegt vorzugsweise < 5 %, insbesondere < 1 %. Der Umsatz der Thiolgruppe kann mittels IR-Spektroskopie verfolgt werden.The adjustment of the molecular weight and the viscosity can be done by selecting the radicals R 2 and R 3 . Furthermore, these quantities can be effected by the molar ratio of compounds of the formulas (I) and / or (II) to the thiol compounds, in particular according to the formulas (III) or (III-a). According to a particular aspect of the present invention, the ratio of compounds of formula (IV-b), (IV-d) and (IV-e) to compounds of formula (IV-a) and (IV-c) is very small the conversion of the addition of thiol to the methacrylic double bond is complete. The proportion of compounds with thiol groups is preferably <5%, in particular <1%. The conversion of the thiol group can be monitored by IR spectroscopy.
Zu den bevorzugten Thiomethacrylaten der vorliegenden Erfindung gehören unter anderem Verbindungen der FormelPreferred thiomethacrylates of the present invention include, but are not limited to, compounds of the formula
, worin die Reste R1, R2 und R3 die zuvor genannte Bedeutung haben und die Indices m und n jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl größer gleich 0 bedeuten.in which the radicals R 1 , R 2 and R 3 have the abovementioned meaning and the indices m and n in each case independently of one another denote an integer greater than or equal to 0.
Besonders bevorzugte Thio(meth)acrylate der vorliegenden Erfindung können als Prepolymere angesehen werden.Particularly preferred thio (meth) acrylates of the present invention may be considered as prepolymers.
Das Prepolymer der vorliegenden Erfindung kann Verbindungen der Formel (I) und/oder (II) und (III) umfassenThe prepolymer of the present invention may comprise compounds of formula (I) and / or (II) and (III)
HS-R3-SH (Nl),HS-R 3 -SH (Nl),
worin der Rest R1 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder ein Methylrest, vorzugsweise ein Methylrest und der Rest R2 jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest bezeichnet, wobei der Rest R2 vorzugsweise 1 bis 100, insbesondere 1 bis 20 Kohlenstoffatome umfassen kann und worin der Rest R3 jeweils unabhängig von R2 einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest bezeichnet, wobei der Rest R3 vorzugsweise 1 bis 100, insbesondere 1 bis 20 Kohlenstoffatome umfassen kann.wherein the radical R 1 are each independently hydrogen or a methyl radical, preferably a methyl radical and the radical R 2 each independently a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical, wherein the radical R 2 is preferably 1 to 100, in particular 1 to 20 carbon atoms and wherein the radical R 3 each independently of R 2 denotes a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical, where the radical R 3 is preferably 1 to 100, in particular 1 to 20 carbon atoms.
Die Verbindungen der Formel (I) und (II) sowie die Verbindungen der Formel (III) können jeweils einzeln oder auch als Mischung mehrerer Verbindungen der Formel (I), (II) bzw. (III) zur Herstellung des Prepolymers eingesetzt werden. Die relativen Anteile der Verbindungen der Formel (I), (II) und (III) in der erfindungsgemäßen Monomermischung sind prinzipiell beliebig, sie können dazu genutzt werden, das Eigenschaftsprofil des erfindungsgemäßen Kunststoffes gemäß den Bedürfnissen der Anwendung "maßzuschneidern". Beispielsweise kann es äußerst zweckmäßig sein, dass die Monomermischung einen deutlichen Überschuss an Verbindung(en) der Formel (I) oder Verbindung(en) der Formel (II) oder Verbindung(en) der Formel (III), jeweils
bezogen auf die Gesamtmenge an Verbindungen der Formel (I), (II) und (III) im Prepolymer, enthält.The compounds of the formula (I) and (II) and the compounds of the formula (III) can each be used individually or as a mixture of several compounds of the formula (I), (II) or (III) for the preparation of the prepolymer. The relative proportions of the compounds of the formula (I), (II) and (III) in the monomer mixture according to the invention are in principle arbitrary; they can be used to "tailor" the profile of properties of the plastic according to the invention according to the needs of the application. For example, it may be highly desirable for the monomer mixture to contain a marked excess of compound (s) of formula (I) or compound (s) of formula (II) or compound (s) of formula (III), respectively based on the total amount of compounds of the formula (I), (II) and (III) in the prepolymer contains.
Der Anteil der Verbindungen (III) im Prepolymer beträgt vorzugsweise 1 bis 55,0 mol-%, insbesondere 10,0 bis 50,0 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen der Formel (I), (II) und (III). Ist im speziellen Fall R3 ein Dimercaptodioxaoctan-Rest, so beträgt der Gewichtsanteil an (III) im Prepolymer bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen (I), (II) und (III) mehr als 0,5%, bevorzugt mehr als 5%.The proportion of the compounds (III) in the prepolymer is preferably from 1 to 55.0 mol%, in particular from 10.0 to 50.0 mol%, based on the total amount of the compounds of the formula (I), (II) and (III ). If R 3 is a dimercaptodioxaoctane radical in the specific case, the proportion by weight of (III) in the prepolymer, based on the total amount of compounds (I), (II) and (III), is more than 0.5%, preferably more than 5%. ,
Die erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylate können zu Kunststoffen polymerisiert werden, die insbesondere zur Herstellung von Linsen dienen können. Zur Modifikation der Eigenschaften können die erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylate mit weiteren Monomeren gemischt werden.The thio (meth) acrylates according to the invention can be polymerized to give plastics which can be used in particular for the production of lenses. To modify the properties, the thio (meth) acrylates according to the invention can be mixed with other monomers.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine bevorzugte Mischung zur Herstellung von Kunststoffen neben Thio(meth)acrylaten, die vorzugsweise ein Prepolymer darstellen, hergestellt aus Verbindungen der Formel (I), (II) und (III) weiterhin mindestens ein radikalisch polymerisierbares Monomer (A) mit mindestens zwei endständigen Methacrylat Gruppen enthalten.In the context of the present invention, a preferred mixture for the production of plastics in addition to thio (meth) acrylates, which are preferably a prepolymer prepared from compounds of formula (I), (II) and (III) further comprises at least one radically polymerizable monomer (A ) containing at least two terminal methacrylate groups.
Di(meth)acrylate, die darunter fallen sind zum Beispiel Polyoxyethylen- und Polyoxypropylen-Derivate der (Meth)acrylsäure, wie Triethylenglykol(meth)acrylat, Tetraethylenglykol(meth)acrylat, Tetrapropylenglykol(meth)acrylat, sowie 1 ,4-Butandioidi(meth)acrylat, Diethylenglykoldi(meth)acrylat, Dipropylenglykoldi(meth)acrylat, Triethylenglykoldi(meth)acrylat, Tripropylenglykoldi(meth)acrylat, Tetraethylenglykoldi(meth)acrylat, Tetrapropylenglykoldi(meth)acrylat, Polyethylenglykoldi(meth)acrylat (vorzugsweise mit Gewichtsmittel der Molekulargewichte im Bereich von 200 - 5000000 g/mol, zweckmäßigerweise im Bereich von 200 bis 25000 g/mol, insbesondere im Bereich von 200 bis 1000
g/mol), Polypropylenglykoldi(meth)acrylat (vorzugsweise mit Gewichtsmittel der Molekulargewichte im Bereich von 200 - 5000000 g/mol, zweckmäßigerweise im Bereich von 250 bis 4000 g/mol, insbesondere im Bereich von 250 bis 1000 g/mol), 2,2'-Thiodiethanoldi(meth)acrylat (Thiodiglykoldi(meth)acrylat),Di (meth) acrylates which are included are, for example, polyoxyethylene and polyoxypropylene derivatives of (meth) acrylic acid, such as triethylene glycol (meth) acrylate, tetraethylene glycol (meth) acrylate, tetrapropylene glycol (meth) acrylate, and 1,4-butanediol ( meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, tetrapropylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate (preferably with weight average of Molecular weights in the range of 200-5000000 g / mol, suitably in the range of 200 to 25000 g / mol, in particular in the range of 200 to 1000 g / mol), polypropylene glycol di (meth) acrylate (preferably having weight average molecular weights in the range from 200 to 5000000 g / mol, advantageously in the range from 250 to 4000 g / mol, in particular in the range from 250 to 1000 g / mol), 2 2'-thiodiethanol di (meth) acrylate (thiodiglycol di (meth) acrylate),
3,9-Di(meth)acryloyloxymethyltricyclo[5.2.1.0(2.6)]decan, insbesondere3,9-Di (meth) acryloyloxymethyltricyclo [5.2.1.0 (2.6)] decane, in particular
3,8-Di(meth)acryloyloxymethyltricyclo[5.2.1.0(2.6)]decan, 4,8-Di(meth)acryloyloxymethyltricyclo[5.2.1.0(2.6)]decan, 4,9-Di(meth)acryloyloxymethyltricyclo[5.2.1.0(2.6)]decan, ethoxyliertes Bisphenol A-Di(meth)acrylat, insbesondere3,8-di (meth) acryloyloxymethyltricyclo [5.2.1.0 (2.6)] decane, 4,8-di (meth) acryloyloxymethyltricyclo [5.2.1.0 (2.6)] decane, 4,9-di (meth) acryloyloxymethyltricyclo [5.2. 1.0 (2.6)] decane, ethoxylated bisphenol A-di (meth) acrylate, in particular
wobei s und t größer gleich null sind und die Summe s + 1 vorzugsweise im Bereich von 1 bis 30, insbesondere im Bereich von 2 bis 10 liegt, und durch Umsetzung von Diisocyanaten mit 2 Äquivalenten Hydroxyalkyl(meth)acrylat erhältliche Di(meth)acrylate, insbesondere wherein s and t are greater than or equal to zero and the sum s + 1 preferably in the range of 1 to 30, in particular in the range of 2 to 10, and by reaction of diisocyanates with 2 equivalents of hydroxyalkyl (meth) acrylate available di (meth) acrylates , especially
wobei der Rest R11 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Methyl rest bedeutet, where the radical R 11 is, independently of one another, hydrogen or a methyl radical,
Tri(meth)acrylate, wie Trimethyloylpropantri(meth)acrylat und Glycerintri(meth)acrylat oder auch (Meth)acrylate von ethoxyliertem bzw. propoxylierten Glycerin, Trimethylolpropan oder anderen Alkoholen mit mehr als 2 Hydroxygruppen.Tri (meth) acrylates, such as trimethyloylpropanetri (meth) acrylate and glycerol tri (meth) acrylate or (meth) acrylates of ethoxylated or propoxylated glycerol, trimethylolpropane or other alcohols having more than 2 hydroxy groups.
Als Monomer (A) haben sich Di(meth)acrylate der Formel (XV)As monomer (A) have di (meth) acrylates of the formula (XV)
besonders bewährt. Dabei bezeichnet R12 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methyl. R13 kennzeichnet einen linearen oder verzweigten Alkyl-, Cycloalkylrest oder einen aromatischen Rest mit vorzugsweise 1 bis 100, bevorzugt 1 bis 40, vorzugsweise 1 bis 20, zweckmäßigerweise 1 bis 8, insbesondere 1 bis 6, Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise eine Methyl- Ethyl-, Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl, iso-Butyl-, tert-Butyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl- oder Phenylgruppe. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste. Lineare oder verzweigte Alkyl- oder Cycloalkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen werden als R18 ganz besonders bevorzugt. especially proven. Each R 12 is independently hydrogen or methyl. R 13 denotes a linear or branched alkyl, cycloalkyl radical or an aromatic radical having preferably 1 to 100, preferably 1 to 40, preferably 1 to 20, advantageously 1 to 8, in particular 1 to 6, carbon atoms, such as, for example, a methylethyl , Propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, tert-butyl, cyclopentyl, cyclohexyl or phenyl. In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals. Linear or branched alkyl or cycloalkyl radicals having 1 to 6 carbon atoms are very particularly preferred as R 18 .
Der Rest R13 ist vorzugsweise ein linearer oder verzweigter, aliphatischer oder cycloaliphatischer Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-,
iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe oder ein Rest der allgemeinen FormelThe radical R 13 is preferably a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical, such as, for example, a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene, tert-butylene or cyclohexylene group or a group of the general formula
-fe^nR4- (XVa)-FE ^ n R 4- (XVa)
wobei der Rest R15 für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.- Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe, oder zweibindige aromatische oder heteroaromatsiche Gruppen steht, die sich von Benzol, Naphthalin, Biphenyl, Diphenylether, Diphenylmethan, Diphenyldimethylmethan, Bisphenon, Diphenylsulfon, Chinolin, Pyridin, Anthracen und Phenanthren ableiten. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste. Der Rest R14 bezeichnet jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.- Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe, oder zweibindige aromatische oder heteroaromatsiche Gruppen, die sich von Benzol, Naphthalin, Biphenyl, Diphenylether, Diphenylmethan, Diphenyldimethylmethan, Bisphenon, Diphenylsulfon, Chinolin, Pyridin, Anthracen und Phenanthren ableiten. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste. Der Rest X1 ist jeweils unabhängig voneinander Sauerstoff, Schwefel, eine Estergruppe der allgemeinen Formel (XVb), (XVc),wherein the radical R 15 is a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical, such as a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene , tert-butylene or cyclohexylene group, or divalent aromatic or heteroaromatic groups which are derived from benzene, naphthalene, biphenyl, diphenyl ether, diphenylmethane, diphenyldimethylmethane, bisphenone, diphenylsulfone, quinoline, pyridine, anthracene and phenanthrene. In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals. The radical R 14 each independently denotes a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical, such as a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso Butylene or cyclohexylene group, or divalent aromatic or heteroaromatic groups derived from benzene, naphthalene, biphenyl, diphenyl ether, diphenylmethane, diphenyldimethylmethane, bisphenone, diphenylsulfone, quinoline, pyridine, anthracene and phenanthrene. In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals. Each X 1 is independently oxygen, sulfur, an ester group of general formula (XVb), (XVc),
O (XVb)O (XVb)
— 0— C —
XVc)- 0- C - XVc)
- ff ( C-O —- ff (C-O -
eine Urethangruppe der allgemeinen Formel (XVd), (XVe), (XVf) oder (XVg),a urethane group of the general formula (XVd), (XVe), (XVf) or (XVg),
OO
— O— ? C— f N ? (XVd) —- O-? C- f N? (XVd) -
O ψ (XVf)O ψ (XVf)
— O— C— N —- O- C- N -
eine Thiourethangruppe der allgemeinen Formel (XVh), (XVi), (XVj) oder (XVk), O H (XVh)a thiourethane group of the general formula (XVh), (XVi), (XVj) or (XVk), O H (XVh)
— S— C— N —- S- C- N -
H O (XVi)H O (XVi)
— N— C— S —- N- C- S -
eine Dithiourethangruppe der allgemeinen Formel (XVl), (XVm), (XVn) oder (XVo)a dithiourethane group of the general formula (XVI), (XVm), (XVn) or (XVo)
(XVi)(XVI)
— S— C— N —
(XVm)- S- C- N - (XVM)
— N ?— C— S —- N - C - S -
oder eine Thiocarbamatgruppe der allgemeinen Formel (XVp), (XVq), (XVr) oder (XVs)or a thiocarbamate group of the general formula (XVp), (XVq), (XVr) or (XVs)
S H (XVp)S H (XVp)
— O— C— N —- O- C- N -
H S (XVq)H S (XVq)
_J!J_C_0__J! J_ C _ 0 _
vorzugsweise Sauerstoff, wobei der Rest R16 für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest, wie beispielsweise eine Methyl-, Ethyl-, Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso- Butyl-, tert.-Butyl- oder Cyclohexyl-Gruppe, oder einbindige aromatische oder heteroaromatsiche Gruppen steht, die sich von Benzol, Naphthalin, Biphenyl, Diphenylether, Diphenylmethan, Diphenyldimethylmethan, Bisphenon, Diphenylsulfon, Chinolin, Pyridin, Anthracen und Phenanthren ableiten. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste, z ist eine ganze Zahl zwischen 1
und 1000, zweckmäßigerweise zwischen 1 und 100, insbesondere zwischen 1 und 25.preferably oxygen, where the radical R 16 is a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical, such as, for example, a methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, tert-butyl or cyclohexyl group, or monovalent aromatic or heteroaromatic groups derived from benzene, naphthalene, biphenyl, diphenyl ether, diphenylmethane, diphenyldimethylmethane, bisphenone, diphenylsulfone, quinoline, pyridine, anthracene and phenanthrene , In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals, z is an integer between 1 and 1000, suitably between 1 and 100, in particular between 1 and 25.
Besonders bevorzugte Di(meth)acrylate der Formel (XV) umfassen Ethylenglykoidi(meth)acrylat, ethoxyliertes Bisphenol A-Di(meth)acrylat, insbesondereParticularly preferred di (meth) acrylates of the formula (XV) include ethylene glycol ide (meth) acrylate, ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, in particular
wobei s und t größer gleich null sind und die Summe s + 1 vorzugsweise im Bereich von 1 bis 30, insbesondere im Bereich von 2 bis 10 liegt, und durch Umsetzung von Diisocyanaten mit 2 Äquivalenten Hydroxyalkyl(meth)acrylat erhältliche Di(meth)acrylate, insbesondere wherein s and t are greater than or equal to zero and the sum s + 1 preferably in the range of 1 to 30, in particular in the range of 2 to 10, and by reaction of diisocyanates with 2 equivalents of hydroxyalkyl (meth) acrylate available di (meth) acrylates , especially
wobei der Rest R17 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Methyl rest bedeutet, 3,8-Di(meth)acryloyloxymethyltricyclo[5.2.1.0(2.6)]decan,
3,9-Di(meth)acryloyloxymethyltricyclo[5.2.1.0(2.6)]decan, 4,8-Di(meth)acryloyloxymethyltricyclo[5.2.1.0(2.6)]decan> 4,9-Di(meth)acryloyloxymethyltricyclo[5.2.1.0(2.6)]decan, Thiodiglykoldi(meth)acrylat, Polypropylenglykoldi(meth)acrylat, vorzugsweise mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 200 bis 1000 g/mol, und/oder Polyethylenglykoldi(meth)acrylat, vorzugsweise mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 200 bis 1000 g/mol. Dabei werden die Dimethacrylate der genannten Verbindungen besonders bevorzugt. Ganz besonders vorteilhafte Ergebnisse werden unter Verwendung von Polyethylenglykoldimethacrylat, vorzugsweise mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 200 bis 1000 g/mol, erzielt. Der Anteil an Monomer (A) beträgt 2-50 Gew.-%, insbesondere 10-30 Gew.-%, bezogen auf alle in der Mischung eingesetzten Monomere. wherein R 17 is independently hydrogen or methyl, 3,8-di (meth) acryloyloxymethyltricyclo [5.2.1.0 (2.6)] decane, 3,9-Di (meth) acryloyloxymethyltricyclo [5.2.1.0 (2.6)] decane, 4,8-di (meth) acryloyloxymethyltricyclo [5.2.1.0 (2.6)] decane > 4,9-di (meth) acryloyloxymethyltricyclo [5.2. 1.0 (2.6)] decane, thiodiglycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, preferably having a weight average molecular weight in the range of from 200 to 1000 g / mol, and / or polyethylene glycol di (meth) acrylate, preferably having a weight average molecular weight in the range of 200 to 1000 g / mol. The dimethacrylates of the compounds mentioned are particularly preferred. Very particularly advantageous results are achieved using polyethylene glycol dimethacrylate, preferably having a weight average molecular weight in the range from 200 to 1000 g / mol. The proportion of monomer (A) is 2-50 wt .-%, in particular 10-30 wt .-%, based on all monomers used in the mixture.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Mischung eine aromatische Vinylverbindung enthalten.In the context of the present invention, the mixture may contain an aromatic vinyl compound.
Bei den aromatischen Vinylverbindungen werden bevorzugt Styrole, substituierte Styrole mit einem AI kylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α-Methylstyrol und α-Ethylstyrol, substituierte Styrole mit einemIn the aromatic vinyl compounds are preferably styrenes, substituted styrenes having an AI kylsubstituenten in the side chain, such as. For example, α-methylstyrene and α-ethylstyrene, substituted styrenes with a
AI kylsubstituenten am Ring, wie Vinyltoluol und p-Methylstyrol, halogenierteAl kylsubstituenten on the ring, such as vinyltoluene and p-methylstyrene, halogenated
Styrole, wie beispielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole undStyrenes such as monochlorostyrenes, dichlorostyrenes, tribromostyrenes and
Tetrabromstyroletetrabromostyrenes
sowie Diene, wie beispielsweise 1 ,2-Divinylbenzol, 1 ,3-Divinylbenzol, 1 ,4- Divinylbenzol, 1 ,2-Diisopropenylbenzol, 1 ,3- Diisopropenylbenzol und 1 ,4- Diisopropenylbenzol eingesetzt.and dienes such as 1, 2-divinylbenzene, 1, 3-divinylbenzene, 1, 4-divinylbenzene, 1, 2-diisopropenylbenzene, 1, 3-diisopropenylbenzene and 1, 4-diisopropenylbenzene used.
Der Anteil der aromatischen Vinylverbindungen beträgt vorzugsweise 5-40 Gew.-%, bevorzugt 10-30 Gew.-%, besonders bevorzugt 15-25 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen der Formel (I), (II) und (III),
die im Prepolymer eingesetzt werden, dem radikalisch polymerisierbaren Monomer (A) sowie der aromatischen Vinylverbindungen und sonstiger optional eingesetzter Monomere.The proportion of the aromatic vinyl compounds is preferably 5-40 wt .-%, preferably 10-30 wt .-%, particularly preferably 15-25 wt .-%, based on the total amount of the compounds of formula (I), (II) and (III) which are used in the prepolymer, the radically polymerizable monomer (A) and the aromatic vinyl compounds and other optionally used monomers.
Überraschend verbessert der Zusatz an Monomer (A) und der aromatischen Vinylverbindung die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Kunststoffmaterials ohne dessen optischen Eigenschaften nachteilig zu beeinflussen. In vielen Fällen kann man einen günstigen Einfluss auf die optischen Eigenschaften feststellen.Surprisingly, the addition of monomer (A) and the aromatic vinyl compound improves the mechanical properties of the plastic material according to the invention without adversely affecting its optical properties. In many cases, one can notice a favorable influence on the optical properties.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können Verbindungen vorzugsweise linear aufgebaute Moleküle unterschiedlicher Kettenlänge (asymmetrische Vernetzer) der allgemeinen Formel (XVI) enthalten seinAccording to a particular aspect of the present invention, compounds may preferably contain linearly constructed molecules of different chain lengths (asymmetric crosslinkers) of the general formula (XVI)
worin der Rest R19 unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom und/oder eine Methylgruppe, der Rest R18 eine verbindende Gruppe, die vorzugsweise 1 bis 1000, insbesondere 2 bis 100 Kohlenstoffatome umfasst, und der Rest Y eine Bindung oder eine verbindende Gruppe mit 0 bis 1000 Kohlenstoffatomen, insbesondere 1 bis 1000 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 1 bis 100 Kohlenstoffatomen bedeutet. Über den Molekülteil R18 kann die Länge des Moleküls variiert werden. Verbindungen der Formel (XVI) weisen an einem Ende des Moleküls eine endständige (Meth)acrylatfunktion, am anderen eine endständige, von einer Methacrylatfunktion verschiedene Gruppe auf. Zu den bevorzugten Gruppen Y gehören insbesondere eine Bindung (Vinyl-Gruppe), eine Chb-Gruppe (Allyl-Gruppe) sowie aliphatische oder aromatische Gruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise eine von Benzol abgeleitete
Gruppe, wobei die aliphatischen oder aromatischen Gruppen besonders bevorzugt eine Urethangruppe aufweisen.wherein the radical R 19 is independently a hydrogen atom, a fluorine atom and / or a methyl group, the radical R 18 is a linking group which preferably comprises 1 to 1000, especially 2 to 100 carbon atoms, and the radical Y is a bond or a linking group with 0 to 1000 carbon atoms, in particular 1 to 1000 carbon atoms and preferably 1 to 100 carbon atoms. The molecular length R 18 can be used to vary the length of the molecule. Compounds of formula (XVI) have at one end of the molecule a terminal (meth) acrylate function, on the other a terminal, different from a methacrylate group on. The preferred groups Y include in particular a bond (vinyl group), a Chb group (allyl group) and aliphatic or aromatic groups having 1 to 20 carbon atoms, such as one derived from benzene Group, wherein the aliphatic or aromatic groups particularly preferably have a urethane group.
Der Rest R18 ist vorzugsweise ein linearer oder verzweigter, aliphatischer oder cycloaliphatischer Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.-Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe oder ein Rest der allgemeinen FormelThe radical R 18 is preferably a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical, such as a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene, tert-butylene or cyclohexylene Group or a group of the general formula
wobei der Rest R21 für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.- Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe, oder zweibindige aromatische oder heteroaromatsiche Gruppen steht, die sich von Benzol, Naphthalin, Biphenyl, Diphenylether, Diphenylmethan, Diphenyldimethylmethan, Bisphenon, Diphenylsulfon, Chinolin, Pyridin, Anthracen und Phenanthren ableiten. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste. Der Rest R20 bezeichnet jeweils unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen Rest, wie beispielsweise eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, iso-Propylen-, n-Butylen-, iso-Butylen-, tert.- Butylen- oder Cyclohexylen-Gruppe, oder zweibindige aromatische oder heteroaromatsiche Gruppen, die sich von Benzol, Naphthalin, Biphenyl, Diphenylether, Diphenylmethan, Diphenyldimethylmethan, Bisphenon, Diphenylsulfon, Chinolin, Pyridin, Anthracen und Phenanthren ableiten. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste. Der Rest X1 ist jeweils unabhängig
voneinander Sauerstoff, Schwefel, eine Estergruppe der allgemeinen Formel (XVIb), (XVIc),wherein the radical R 21 is a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical, such as a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso-butylene , tert-butylene or cyclohexylene group, or divalent aromatic or heteroaromatic groups which are derived from benzene, naphthalene, biphenyl, diphenyl ether, diphenylmethane, diphenyldimethylmethane, bisphenone, diphenylsulfone, quinoline, pyridine, anthracene and phenanthrene. In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals. The radical R 20 each independently denotes a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic radical, such as, for example, a methylene, ethylene, propylene, iso-propylene, n-butylene, iso Butylene or cyclohexylene group, or divalent aromatic or heteroaromatic groups derived from benzene, naphthalene, biphenyl, diphenyl ether, diphenylmethane, diphenyldimethylmethane, bisphenone, diphenylsulfone, quinoline, pyridine, anthracene and phenanthrene. In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals. The radical X 1 is in each case independent oxygen, sulfur, an ester group of the general formula (XVIb), (XVIc),
O (XVIb)O (XVIb)
— O— C —- O - C -
(XVIc)(XVIc)
— ? C-O —-? C-O -
eine Urethangruppe der allgemeinen Formel (XVId), (XVIe), (XVIf) oder (XVIg),a urethane group of the general formula (XVId), (XVIe), (XVIf) or (XVIg),
O H (XVId)O H (XVId)
— O— C— N —- O- C- N -
H O (XVIe)H O (XVIe)
— N— C— O —- N- C- O -
eine Thiourethangruppe der allgemeinen Formel (XVIh), (XVIi), (XVIj) oder (XVIk),a thiourethane group of the general formula (XVIh), (XVIi), (XVIj) or (XVIk),
O H (XVIh)O H (XVIh)
— S— C— N —- S- C- N -
H O (XVIi)H O (XVIi)
— N— C— S —- N- C- S -
eine Dithiourethangruppe der allgemeinen Formel (XVIl), (XVIm), (XVIn) oder (XVIo)a dithiourethane group of the general formula (XVIII), (XVIm), (XVIn) or (XVIo)
S H (XVIl)S H (XVIl)
— S— C— N —- S- C- N -
oder eine Thiocarbamatgruppe der allgemeinen Formel (XVIp), (XVIq), (XVIr) oder (XVIs)or a thiocarbamate group of the general formula (XVIp), (XVIq), (XVIr) or (XVIs)
S H (XVIp)S H (XVIp)
— O— C— N —- O- C- N -
H S (XVIq)H S (XVIq)
— N— C— O—- N- C- O-
vorzugsweise Sauerstoff, wobei der Rest R22 für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen
Rest, wie beispielsweise eine Methyl-, Ethyl-, Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso- B.utyl-, tert.-Butyl- oder Cyclohexyl-Gruppe, oder einbindige aromatische oder heteroaromatsiche Gruppen steht, die sich von Benzol, Naphthalin, Biphenyl, Diphenylether, Diphenylmethan, Diphenyldimethylmethan, Bisphenon, Diphenylsulfon, Chinolin, Pyridin, Anthracen und Phenanthren ableiten. Dabei umfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung cycloaliphatische Reste auch bi-, tri- und polycyclische aliphatische Reste, z ist eine ganze Zahl zwischen 1 und 1000, zweckmäßigerweise zwischen 1 und 100, insbesondere zwischen 1 und 25.preferably oxygen, wherein the radical R 22 is a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic Rest, such as a methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-B.utyl, tert-butyl or cyclohexyl group, or monovalent aromatic or heteroaromatic groups, the derived from benzene, naphthalene, biphenyl, diphenyl ether, diphenylmethane, diphenyldimethylmethane, bisphenone, diphenylsulfone, quinoline, pyridine, anthracene and phenanthrene. In the context of the present invention, cycloaliphatic radicals also include bi-, tri- and polycyclic aliphatic radicals, z is an integer between 1 and 1000, advantageously between 1 and 100, in particular between 1 and 25.
In einer besonderen Ausführungsform der Formel (XVI) handelt es sich um Verbindungen der Formel (XVII)In a particular embodiment of the formula (XVI), compounds of the formula (XVII)
und/oder der Formel (XVIII),and / or of the formula (XVIII),
(XVIII)(XVIII)
worin die Reste R23 und R24 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen Methylrest stehen, und der Rest R25 einen linearen oder verzweigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen zweibindigen Rest oder einen substituierten oder unsubstituierten aromatischen oder heteroaromatischen zweibindigen Rest bezeichnet. Bevorzugte Reste wurden zuvor dargelegt.
Die Länge der Kette kann durch Variation der Anzahl an Polyalkylenoxideinheiten, vorzugsweise Polyethylenglykoleinheiten, beeinflusst werden. Als besonders geeignet für die hier beschriebene Lösung der Aufgabe haben sich Verbindungen der Formel (XVII) und (XVIII) erwiesen, die für r, p und q unabhängig voneinander 1 - 40, vorzugsweise 5 - 20, insbesondere 7 bis 15 und besonders bevorzugt 8 - 12 Polyalkylenoxideinheiten aufweisen.wherein R 23 and R 24 are each independently hydrogen or methyl, and R 25 is a linear or branched, aliphatic or cycloaliphatic divalent radical or a substituted or unsubstituted aromatic or heteroaromatic divalent radical. Preferred radicals have been previously set forth. The length of the chain can be influenced by varying the number of polyalkylene oxide units, preferably polyethylene glycol units. Compounds of the formula (XVII) and (XVIII) which are independent of one another from 1 to 40, preferably from 5 to 20, in particular from 7 to 15, and particularly preferably from the formula (XVII) and (XVIII) have proved to be particularly suitable for the solution described here - Have 12 polyalkylene oxide units.
Erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugte asymmetrische Vernetzer umfassen Verbindungen der Formel (XVIII), insbesondereVery particularly preferred asymmetric crosslinkers according to the invention include compounds of the formula (XVIII), in particular
(XVIlIa) wobei s und t größer gleich null sind und die Summe s + 1 vorzugsweise im Bereich von 1 bis 20, insbesondere im Bereich von 2 bis 10 liegt, und Verbindungen der Formel (XVII), insbesondere(XVIlIa) where s and t are greater than or equal to zero and the sum s + 1 preferably in the range of 1 to 20, in particular in the range of 2 to 10, and compounds of formula (XVII), in particular
(XVIIIb) wobei s und t größer gleich null sind und die Summe s + 1 vorzugsweise im Bereich von 1 bis 20, insbesondere im Bereich von 2 bis 10 liegt. (XVIIIb) where s and t are greater than or equal to zero and the sum s + 1 is preferably in the range from 1 to 20, in particular in the range from 2 to 10.
Gemäß einem besonderen Aspekt enthält die Mischung vorzugsweise 0,5- 40 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-% Verbindungen der Formel (XVI) und/oder (XVII), bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomermischung.In a particular aspect, the mixture preferably contains 0.5-40% by weight, in particular 5 to 15% by weight of compounds of the formula (XVI) and / or (XVII), based on the total weight of the monomer mixture.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die erfindungsgemäße Mischung zusätzlich mindestens ein ethylenisch ungesättigtes Monomer (B). Diese Monomere (B) unterscheiden sich von den asymmetrischen Verbindungen der Formeln (XVII) und (XVIII), den
Monomeren (A) und den Thio(meth)acryϊaten der Formeln (I) und/oder (II). Die Monomere (B) sind in der Fachwelt bekannt und vorzugsweise mit den Monomeren (A) und den Thio(meth)acrylaten der Formeln (I) und/oder (II) copolymerisierbar. Zu diesen Monomeren (B) gehören insbesondereIn a particularly preferred embodiment of the present invention, the mixture according to the invention additionally contains at least one ethylenically unsaturated monomer (B). These monomers (B) are different from the asymmetric compounds of the formulas (XVII) and (XVIII) Monomers (A) and the thio (meth) acrylates of the formulas (I) and / or (II). The monomers (B) are known in the art and preferably copolymerizable with the monomers (A) and the thio (meth) acrylates of the formulas (I) and / or (II). These monomers (B) include in particular
Nitrile der (Meth)acrylsäure und andere stickstoffhaltige Methacrylate, wie Methacryloylamidoacetonitril, 2-Methacryloyloxyethylmethylcyanamid, Cyanomethylmethacrylat;Nitriles of (meth) acrylic acid and other nitrogen-containing methacrylates such as methacryloylamidoacetonitrile, 2-methacryloyloxyethylmethylcyanamide, cyanomethylmethacrylate;
(Meth)acrylate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie Methyl (meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, iso-Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, sec-Butyl(meth)acrylat, tert.-Butyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, iso-Octyl(meth)acrylat, iso-Nonyl(meth)acrylat, 2~tert.-Butylheptyl(meth)acrylat, 3-iso-Propylheptyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Undecyl(meth)acrylat, 5-Methylundecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, 2-Methyldodecyl(meth)acrylat, Tridecyl(meth)acrylat, 5-Methyltridecyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat, Pentadecy!(meth)acrylat, Hexadecyl(meth)acrylat, 2-Methylhexadecyl(meth)acrylat, Heptadecyl(meth)acrylat, 5-iso-Propylheptadecyl(meth)acrylat, 4-tert.-Butyloctadecyl(meth)acrylat, 5-Ethyloctadecyl(meth)acrylat, 3-iso-Propyloctadecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat, Nonadecyl(meth)acrylat, Eicosyl(meth)acrylat, Cetyleicosyl(meth)acrylat, Stearyleicosyl(meth)acrylat, Docosyl(meth)acrylat und/oder Eicosyltetratriacontyl(meth)acrylat;(Meth) acrylates derived from saturated alcohols, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, sec Butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl ( meth) acrylate, iso-octyl (meth) acrylate, iso-nonyl (meth) acrylate, 2-tert-butylheptyl (meth) acrylate, 3-iso-propylheptyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, undecyl (meth ) acrylate, 5-methylundecyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, 2-methyldodecyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, 5-methyltridecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, pentadecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, 2-methylhexadecyl (meth) acrylate, heptadecyl (meth) acrylate, 5-iso-propylheptadecyl (meth) acrylate, 4-tert-butyloctadecyl (meth) acrylate, 5-ethyloctadecyl (meth) acrylate , 3-iso-Propyloctadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, nonadecyl (meth) acrylate, eicosyl (meth) acrylate, Cetyleic osyl (meth) acrylate, stearyl eicosyl (meth) acrylate, docosyl (meth) acrylate and / or eicosyl tetratriacontyl (meth) acrylate;
Cycloalkyl(meth)acrylate, wie Cyclopentyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, 3-Vinyl-2-butyl-cyclohexyl(meth)acrylat und Bornyl(meth)acrylat;
(Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie 2- Propinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat und Oleyl(meth)acrylat, Vinyl(meth)acrylat;Cycloalkyl (meth) acrylates such as cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 3-vinyl-2-butylcyclohexyl (meth) acrylate and bornyl (meth) acrylate; (Meth) acrylates derived from unsaturated alcohols, such as 2-propynyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate and oleyl (meth) acrylate, vinyl (meth) acrylate;
Aryl(meth)acrylate, wie Benzyl(meth)acrylat oder Phenyl(meth)acrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können;Aryl (meth) acrylates, such as benzyl (meth) acrylate or phenyl (meth) acrylate, wherein the aryl radicals may each be unsubstituted or substituted up to four times;
Hydroxylalkyl(meth)acrylate, wie 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 3,4-Dihydroxybutyl(meth)acrylat, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 2,5-Dimethyl-1 ,6-hexandiol(meth)acrylat, 1 ,10-Decandiol(meth)acrylat, 1 ,2-Propandiol(meth)acrylat;Hydroxylalkyl (meth) acrylates such as 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3,4-dihydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2,5-dimethyl-1,6 hexanediol (meth) acrylate, 1, 10-decanediol (meth) acrylate, 1, 2-propanediol (meth) acrylate;
Aminoalkyl(meth)acrylate, wie tris(2-Methacryloxyethyl)amin, N-Methylformamidoethyl(meth)acrylat, 2-Ureidoethyl(meth)acrylat;Aminoalkyl (meth) acrylates such as tris (2-methacryloxyethyl) amine, N-methylformamidoethyl (meth) acrylate, 2-ureidoethyl (meth) acrylate;
carbonylhaltige (Meth)acrylate, wie 2-Carboxyethyl(meth)acrylat, Carboxymethyl(meth)acrylat, Oxazolidinylethyl(meth)acrylat, N-(Methacryloyloxy)formamid, Acetonyl(meth)acrylat, N-Methacryloylmorpholin, N-Methacryloyl-2-pyrrolidinon;carbonyl-containing (meth) acrylates, such as 2-carboxyethyl (meth) acrylate, carboxymethyl (meth) acrylate, oxazolidinylethyl (meth) acrylate, N- (methacryloyloxy) formamide, acetonyl (meth) acrylate, N-methacryloylmorpholine, N-methacryloyl-2- pyrrolidinone;
(Meth)acrylate von Etheralkoholen, wie Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Vinyloxyethoxyethyl(meth)acrylat, Methoxyethoxyethyl(meth)acrylat, 1 -Butoxypropyl(meth)acrylat, 1-Methyl-(2-vinyloxy)ethyl(meth)acrylat, Cyclohexyloxymethyl(meth)acrylat, Methoxymethoxyethyl(meth)acrylat, Benzyloxymethyl(meth)acrylat, Furfuryl(meth)acrylat, 2-Butoxyethyl(meth)acrylat, 2-Ethoxyethoxymethyl(meth)acrylat, 2-Ethoxyethyl(meth)acrylat, Allyloxymethyl(meth)acrylat, 1 -Ethoxybutyl(meth)acrylat, Methoxymethyl(meth)acrylat, 1 -Ethoxyethyl(meth)acrylat, Ethoxymethyl(meth)acrylat;(Meth) acrylates of ether alcohols, such as tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, vinyloxyethoxyethyl (meth) acrylate, methoxyethoxyethyl (meth) acrylate, 1-butoxypropyl (meth) acrylate, 1-methyl- (2-vinyloxy) ethyl (meth) acrylate, cyclohexyloxymethyl (meth) acrylate, methoxymethoxyethyl (meth) acrylate, benzyloxymethyl (meth) acrylate, furfuryl (meth) acrylate, 2-butoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethoxymethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, allyloxymethyl (meth ) acrylate, 1-ethoxybutyl (meth) acrylate, methoxymethyl (meth) acrylate, 1-ethoxyethyl (meth) acrylate, ethoxymethyl (meth) acrylate;
(Meth)acrylate von halogenierten Alkoholen, wie
2,3-Dibromopropyl(meth)acrylat, 4-Bromophenyl(meth)acrylat, 1 ,3-Dichloro-2-propyl(meth)acrylat, 2-Bromoethyl(meth)acrylat, 2-lodoethyl(meth)acrylat, Chloromethyl(meth)acrylat;(Meth) acrylates of halogenated alcohols, such as 2,3-Dibromopropyl (meth) acrylate, 4-bromophenyl (meth) acrylate, 1,3-dichloro-2-propyl (meth) acrylate, 2-bromoethyl (meth) acrylate, 2-iodoethyl (meth) acrylate, chloromethyl ( meth) acrylate;
Oxiranyl(meth)acrylate, wie 2,3-Epoxybutyl(mθth)acrylat, 3,4-Epoxybutyl(meth)acrylat, Glycidyl(meth)acrylat;Oxiranyl (meth) acrylates such as 2,3-epoxybutyl (mth) acrylate, 3,4-epoxybutyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate;
Amide der (Meth)acrylsäure, wie N-(3-Dimethylaminopropyl)(meth)acrylamid, N-(Diethylphosphono)(meth)acrylamid, 1-(Meth)acryloylamido-2-methyl-2-propanol, N-(3-Dibutylaminopropyl)(meth)acrylamid, N-t-Butyl-N-(diethylphosphono)(meth)acrylamid, N,N-bis(2-Diethylaminoethyl)(meth)acrylamid, 4-(Meth)acryloylamido-4-methyl-2-pentanol , N- (Methoxymethyl)(meth)acrylamid,Amides of (meth) acrylic acid, such as N- (3-dimethylaminopropyl) (meth) acrylamide, N- (diethylphosphono) (meth) acrylamide, 1- (meth) acryloylamido-2-methyl-2-propanol, N- (3-) Dibutylaminopropyl) (meth) acrylamide, Nt-butyl-N- (diethylphosphono) (meth) acrylamide, N, N-bis (2-diethylaminoethyl) (meth) acrylamide, 4- (meth) acryloylamido-4-methyl-2-pentanol , N- (methoxymethyl) (meth) acrylamide,
N-(2-Hydroxyethyl)(meth)acrylamid, N-Acetyl(meth)acrylamid, N-(Dimethylamiπoethyl)(meth)acrylamid, N-Methyl-N-phenyl(meth)acrylamid, N,N-Diethyl(meth)acrylamid, N-Methyl(meth)acrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid;N- (2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide, N-acetyl (meth) acrylamide, N- (dimethylaminoethyl) (meth) acrylamide, N-methyl-N-phenyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide;
heterocyclische (Meth)acrylate, wie 2-(1-lmidazolyl)ethyl(meth)acrylat, 2-(4-Morpholinyl)ethyl(meth)acrylat und 1-(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidon;heterocyclic (meth) acrylates such as 2- (1-imidazolyl) ethyl (meth) acrylate, 2- (4-morpholinyl) ethyl (meth) acrylate and 1- (2-methacryloyloxyethyl) -2-pyrrolidone;
Phosphor-, Bor- und/oder Silicium-haltige (Meth)acrylate, wiePhosphorus, boron and / or silicon-containing (meth) acrylates, such as
2-(Dimethylphosphato)propyl(meth)acrylat,2- (Dimethylphosphato) propyl (meth) acrylate,
2-(Ethylenphosphito)propyl(meth)acrylat,2- (Ethylenphosphito) propyl (meth) acrylate,
Dimethylphosphinomethyl(meth)acrylat,Dimethylphosphinomethyl (meth) acrylate,
Dimethylphosphonoethyl(meth)acrylat, Diethyl(meth)acryloylphosphonat,Dimethylphosphonoethyl (meth) acrylate, diethyl (meth) acryloylphosphonate,
Dipropyl(meth)acryloylphosphat;
schwefelhaltige (Meth)acrylate, wie Ethylsulfinylethyl(meth)acrylat, 4-Thiocyanatobutyl(meth)acrylat, Ethylsulfonylethyl(meth)acrylat, Thiocyanatomethyl(meth)acrylat, Methylsulfinylmethyl(meth)acrylat, Bis((meth)acryloyloxyethyl)sulfid;Dipropyl (meth) acryloyl phosphate; sulfur-containing (meth) acrylates such as ethylsulfinylethyl (meth) acrylate, 4-thiocyanatobutyl (meth) acrylate, ethylsulfonylethyl (meth) acrylate, thiocyanatomethyl (meth) acrylate, methylsulfinylmethyl (meth) acrylate, bis ((meth) acryloyloxyethyl) sulfide;
Bis(allylcarbonate), wie Ethylenglykol-bis(allylcarbonat), 1 ,4-Butandiol- bis(allylcarbonat), Diethylenglykol-bis(allylcarbonat);Bis (allyl carbonates) such as ethylene glycol bis (allyl carbonate), 1,4-butanediol bis (allyl carbonate), diethylene glycol bis (allyl carbonate);
Vinylhalogenide, wie beispielsweise Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid;Vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene chloride and vinylidene fluoride;
Vinylester, wie Vinylacetat.Vinyl esters, such as vinyl acetate.
Heterocyclische Vinylverbindungen, wie 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 2-Methyl-5-vinylpyridin, 3-Ethyl-4-vinylpyridin, 2,3-Dimethyl-5-vinylpyridin, Vinylpyrimidin, Vinylpiperidin, 9-Vinylcarbazol, 3-Vinylcarbazol, 4-Vinylcarbazol, 1-Vinylimidazol, 2-Methyl-1-vinylimidazol, N-Vinylpyrroiidon, 2-Vinylpyrrolidon, N-Vinylpyrrolidin, 3-Vinylpyrrolidin, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylbutyrolactam, Vinyloxolan, Vinylfuran, Vinylthiophen, Vinylthiolan, Vinylthiazole und hydrierte Vinylthiazole, Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole;Heterocyclic vinyl compounds, such as 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 3-ethyl-4-vinylpyridine, 2,3-dimethyl-5-vinylpyridine, vinylpyrimidine, vinylpiperidine, 9-vinylcarbazole, 3-vinylcarbazole, 4-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidine, 3-vinylpyrrolidine, N-vinylcaprolactam, N-vinylbutyrolactam, vinyloxolane, vinylfuran, vinylthiophene, vinylthiolane, vinylthiazoles and hydrogenated vinylthiazoles, vinyloxazoles and hydrogenated vinyloxazoles;
Vinyl- und Isoprenylether;Vinyl and isoprenyl ethers;
Maleinsäure und Maleinsäurederivate, wie beispielsweise Mono- und Diester der Maleinsäure, wobei die Alkoholreste 1 bis 9 Kohlenstoffatome aufweisen,Maleic acid and maleic acid derivatives, such as mono- and diesters of maleic acid, wherein the alcohol radicals have 1 to 9 carbon atoms,
Maleinsäureanhydrid, Methylmaleinsäureanhydrid, Maleinimid, Methyl maleinimid;Maleic anhydride, methylmaleic anhydride, maleimide, methylmaleimide;
Fumarsäure und Fumarsäurederivate, wie beispielsweise Mono- und Diester der Fumarsäure, wobei die Alkoholreste 1 bis 9 Kohlenstoffatome aufweisen.
Ergänzend kann auch ein unter Monomer (A) aufgeführtes Di(meth)acrylat als Monomer (B) verwendet werden.Fumaric acid and fumaric acid derivatives, such as mono- and diesters of fumaric acid, wherein the alcohol radicals have 1 to 9 carbon atoms. In addition, a di (meth) acrylate listed under monomer (A) can also be used as the monomer (B).
Der Ausdruck (Meth)acrylate umfasst Methacrylate und Acrylate sowie Mischungen aus beiden. Dementsprechend umfasst der Ausdruck (Meth)acrylsäure Methacrylsäure und Acrylsäure sowie Mischungen aus beiden.The term (meth) acrylates include methacrylates and acrylates as well as mixtures of both. Accordingly, the term (meth) acrylic acid includes methacrylic acid and acrylic acid and mixtures of both.
Die ethylenisch ungesättigten Monomere können einzeln oder als Mischungen eingesetzt werden.The ethylenically unsaturated monomers can be used individually or as mixtures.
Die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Monomermischungen ist prinzipiell beliebig. Sie kann dazu genutzt werden, das Eigenschaftsprofil des erfindungsgemäßen Kunststoffes an die Bedürfnisse der Anwendung anzupassen.The composition of the monomer mixtures according to the invention is in principle arbitrary. It can be used to adapt the property profile of the plastic according to the invention to the needs of the application.
Es hat sich jedoch als überaus zweckmäßig erwiesen, die Zusammensetzung der Monomermischung bevorzugt so zu wählen, dass sich das erfindungsgemäße Thio(meth)acrylat, bevorzugt Prepolymer hergestellt aus den Verbindung(en) der Formel (I), (II) und (III), und bevorzugt mindestens eine Monomer (A) sowie ggf. Styrol bei der gewünschten Polymerisationstemperatur homogen mischen, weil derartige Mischungen aufgrund ihrer i. a. niedrigen Viskosität leicht handhabbar sind und darüber hinaus zu homogenen Kunststoffen mit verbesserten Materialeigenschaften polymerisiert werden können.However, it has proved extremely expedient to preferably select the composition of the monomer mixture such that the thio (meth) acrylate according to the invention, preferably prepolymer, is prepared from the compound (s) of the formula (I), (II) and (III) , and preferably at least one monomer (A) and optionally styrene homogeneously at the desired polymerization temperature mix, because such mixtures due to their i. a. low viscosity are easy to handle and beyond that can be polymerized to homogeneous plastics with improved material properties.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Monomermischung ein Prepolymer, hergestellt aus mindestens 5,0 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20,0 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 50,0 Gew.-%, Verbindungen der Formel (I), (II) und (III), jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomermischung. Der Gewichtsanteil von Monomer (A) beträgt vorzugsweise mindestens 2,0 Gew.-%,
vorzugsweise mindestens 10,0 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomermischung. Der Gewichtsanteil aromatischer Vinylverbindungen, insbesondere Styrol, beträgt vorzugsweise mindestens 2,0 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10,0 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomermischung.According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the monomer mixture comprises a prepolymer prepared from at least 5.0% by weight, preferably at least 20.0% by weight, particularly preferably at least 50.0% by weight, of compounds of the formula ( I), (II) and (III), in each case based on the total weight of the monomer mixture. The proportion by weight of monomer (A) is preferably at least 2.0% by weight, preferably at least 10.0 wt .-%, particularly preferably at least 20.0 wt .-%, each based on the total weight of the monomer mixture. The proportion by weight of aromatic vinyl compounds, in particular styrene, is preferably at least 2.0 wt .-%, preferably at least 10.0 wt .-%, particularly preferably at least 20.0 wt .-%, each based on the total weight of the monomer mixture.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist dieAccording to a particular aspect of the present invention, the
Mischungmixture
40 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 90 Gew.-%, insbesondere 60 bis 8540 to 100 wt .-%, preferably 50 to 90 wt .-%, in particular 60 to 85
Gew.-% der erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylate, die insbesondere aus% By weight of the thio (meth) acrylates according to the invention, in particular from
Verbindungen der Monomere der Formeln (I) und/oder (II) sowie (III) erhältlich sind,Compounds of the monomers of the formulas (I) and / or (II) and (III) are obtainable,
0 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 50 Gew.-%, insbesondere 10 bis 300 to 60 wt .-%, preferably 2 to 50 wt .-%, in particular 10 to 30
Gew.-% Monomere (A) und% By weight of monomers (A) and
0 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 50 Gew.-%, insbesondere 10 bis 300 to 60 wt .-%, preferably 2 to 50 wt .-%, in particular 10 to 30
Gew.-% aromatische Vinylverbindungen, insbesondere Styrol und% By weight of aromatic vinyl compounds, especially styrene and
0 bis 45 Gew.-%, insbesondere 1 bis 10 Gew.-% Monomere der Formeln (XVI) und (XVII) und/oder Monomere (B) auf, jeweils bezogen auf das0 to 45 wt .-%, in particular 1 to 10 wt .-% of monomers of the formulas (XVI) and (XVII) and / or monomers (B), each based on the
Gesamtgewicht der Monomermischung.Total weight of the monomer mixture.
Die Herstellung der bevorzugt einzusetzenden Monomermischung ist dem Fachmann bekannt. Sie kann beispielsweise durch Mischen der erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylate, vorzugsweise Prepolymere, erhältlich aus der Umsetzung von Verbindungen der Formeln (I) und/oder (II) mit Verbindungen (III), der aromatischen Vinylverbindungen sowie der Monomere (A) und (B) auf an sich bekannte Weise erfolgen.The preparation of the preferably used monomer mixture is known to the person skilled in the art. It can be prepared, for example, by mixing the thio (meth) acrylates according to the invention, preferably prepolymers, obtainable from the reaction of compounds of the formulas (I) and / or (II) with compounds (III), the aromatic vinyl compounds and the monomers (A) and ( B) take place in a known manner.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist die Monomermischung bei Normaldruck und Temperaturen im Bereich von 20,00C bis 80,00C
vorzugsweise fließfähig. Der Begriff "fließfähig" ist dem Fachmann bekannt. Er kennzeichnet eine Flüssigkeit, die vorzugsweise in verschiedene Formen gegossen und unter Verwendung geeigneter Hilfsmittel gerührt und homogenisiert werden kann. Besondere, fließfähige Massen im Sinne der Erfindung weisen insbesondere bei 25°C und bei Normaldruck (101325 Pa) dynamische Viskositäten in der Größenordnung von 0,1 mPa.s bis 10 Pa.s, zweckmäßigerweise im Bereich von 0,65 mPa.s bis 1 Pa.s, auf. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine gegossene Monomermischung keine Blasen, insbesondere keine Luftblasen auf. Ebenfalls bevorzugt sind solche Monomermischungen, aus denen Blasen, insbesondere Luftblasen, durch geeignete Verfahren, wie beispielsweise Temperaturerhöhung und/oder Anlegen von Vakuum entfernt werden können.For the purposes of the present invention, the monomer mixture is at atmospheric pressure and temperatures in the range of 20.0 0 C to 80.0 0 C. preferably flowable. The term "flowable" is known to the person skilled in the art. It denotes a liquid, which can preferably be poured into various molds and stirred and homogenized using suitable auxiliaries. Particular, flowable compositions according to the invention have, in particular at 25 ° C and at atmospheric pressure (101325 Pa) dynamic viscosities in the order of 0.1 mPa.s to 10 Pa.s, suitably in the range of 0.65 mPa.s to 1 Pa.s, up. In a most preferred embodiment of the present invention, a cast monomer mixture has no bubbles, especially no air bubbles. Also preferred are those monomer mixtures from which bubbles, in particular air bubbles, can be removed by suitable methods, such as, for example, increasing the temperature and / or applying a vacuum.
Der erfindungsgemäße hochtransparente Kunststoff ist durch freie radikalische Copolymerisation der vorstehend beschriebenen niedrig- viskosen (η< 200 mPa.s) Monomermischung erhältlich. Die freie radikalische Copolymerisation ist ein weithin bekanntes durch freie Radikale initiiertes Verfahren, bei welchem man eine Mischung niedermolekularer Monomere in hochmolekulare Verbindungen, sogenannte Polymere, überführt. Für weitere Einzelheiten wird auf die Offenbarung von H. G. Elias, Makromoleküle, Band 1 und 2, Basel, Heidelberg, New York Hüthig und Wepf. 1990 und Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Aufl., Stichwort "Polymerization Processes" verwiesen.The highly transparent plastic according to the invention is obtainable by free radical copolymerization of the above-described low-viscosity (η <200 mPa.s) monomer mixture. Free radical copolymerization is a well-known free radical initiated process in which a mixture of low molecular weight monomers is converted into high molecular weight compounds, so-called polymers. For further details, reference is made to the disclosure of H.G. Elias, Macromolecules, Volumes 1 and 2, Basel, Heidelberg, New York Hüthig, and Wepf. 1990 and Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed., Keyword "Polymerization Processes".
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erfindungsgemäße Kunststoff durch Masse- oder Substanzpolymerisation der Monomermischung erhältlich. Dabei wird unter der Masse- oder Substanzpolymerisation ein Polymerisationsverfahren verstanden, bei dem Monomere ohne Lösungsmittel polymerisiert werden, so dass die Polymerisationsreaktion in Masse oder in Substanz vonstatten geht. Im Gegensatz dazu ist die Polymerisation in Emulsion (so genannte
Emulsionspolymerisation) und die Polymerisation in der Dispersion (so genannte Suspensionspolymerisation) zu sehen, bei der die organischen Monomere mit Schutzkolloiden und/oder Stabilisatoren in wässriger Phase suspendiert werden und mehr oder weniger grobe Polymerisatteilchen gebildet werden. Eine besondere Form der Polymerisation in heterogener Phase ist die Perl Polymerisation, die im Wesentlichen zur Suspensionspolymerisation zu rechnen ist.In a preferred embodiment of the present invention, the plastic according to the invention is obtainable by mass or bulk polymerization of the monomer mixture. Bulk or bulk polymerization is understood here to mean a polymerization process in which monomers are polymerized without a solvent, so that the polymerization reaction proceeds in bulk or in bulk. In contrast, the polymerization in emulsion (so-called Emulsion polymerization) and the polymerization in the dispersion (so-called suspension polymerization), in which the organic monomers are suspended with protective colloids and / or stabilizers in the aqueous phase and more or less coarse polymer particles are formed. A particular form of heterogeneous phase polymerization is perl polymerization, which is essentially to be expected for suspension polymerization.
Die Polymerisationsreaktion kann grundsätzlich auf jede dem Fachmann geläufige Weise ausgelöst werden, beispielsweise unter Verwendung eines Radikalinitiators (z. B. Peroxid, Azoverbindung) oder durch Bestrahlen mit UV- Strahlen, sichtbarem Licht, α- Strahlen, ß-Strahlen oder γ-Strahlen, oder eine Kombination derselben eingeleitet werden.The polymerization reaction can in principle be initiated in any manner known to those skilled in the art, for example using a free-radical initiator (eg peroxide, azo compound) or by irradiation with UV rays, visible light, α rays, β rays or γ rays, or a combination thereof.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zur Initiierung der Polymerisation lipophile radikalische Polymerisationsinitiatoren verwendet. Die radikalischen Polymerisationsinitiatoren sind insbesondere deswegen lipophil, damit sie sich in der Mischung der Substanzpolymerisation lösen. Zu einsetzbaren Verbindungen gehören neben den klassischen Azoinitiatoren, wie Azoisobuttersäurenitril (AIBN) bzw. 1 ,1-Azobiscyclohexancarbonitril, u. a. aliphatische Peroxyverbindungen, wie z. B. tert.-Amylperoxyneodecanoat, tert.-Amylperoxypivalat, tert- Butylperoxypivalat, tert.-Amylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy-2- ethylhexanoat, tert.-Amylperoxy-3,5,5,-trimethylhexanoat, Ethyl-3,3-di-(tert.- amylperoxy)-butyrate, tert.-Butylperbenzoat, tert.-Butylhydroperoxid, Decanoylperoxid, Laurylperoxid, Benzoylperoxid und beliebige Mischungen der genannten Verbindungen. Von den vorgenannten Verbindungen ist AIBN ganz besonders bevorzugt.In a preferred embodiment of the present invention, lipophilic radical polymerization initiators are used to initiate the polymerization. The radical polymerization initiators are therefore particularly lipophilic so that they dissolve in the mixture of bulk polymerization. Useful compounds include, in addition to the classic azo initiators such as Azoisobuttersäurenitril (AIBN) or 1, 1-Azobiscyclohexancarbonitril, u. a. aliphatic peroxy compounds, such as. B. tert-amyl peroxyneodecanoate, tert-amyl peroxypivalate, tert-butyl peroxypivalate, tert-amyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-amyl peroxy-3,5,5-trimethylhexanoate, ethyl 3,3-di- (tert-amyl peroxy) butyrate, tert-butyl perbenzoate, tert-butyl hydroperoxide, decanoyl peroxide, lauryl peroxide, benzoyl peroxide and any mixtures of the compounds mentioned. Of the aforementioned compounds, AIBN is most preferred.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Einleitung der Polymerisation unter Verwendung bekannter
Photoinitiatoren durch Bestrahlen mit UV-Strahlen oder dergleichen. Hier können die gängigen, kommerziell erhältlichen Verbindungen wie z. B. Benzophenon, α,α-Diethoxyacetophenon, 4,4-Diethylaminobenzophenon, 2,2- Dimethoxy-2-phenylacetophenon, 4-lsopropylphenyl-2-hydroxy-2-propylketon, 1 -Hydroxycyclohexylphenylketon, Isoamyl-p-dimethylaminobenzoat, Methyl-4- dimethylaminobenzoat, Methyl-o-benzoylbenzoat, Benzoin, Benzoinethylether, Benzoinisopropylether, Benzoinisobutylether, 2-Hydroxy-2-methyl-1 - phenylpropan-1-on, 2-lsopropylthioxanthon, Dibenzosuberon, 2,4,6- Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid, Bisacylphosphinoxid und andere zum Einsatz kommen, wobei die genannten Photoinitiatoren allein oder in Kombination von zwei oder mehreren oder in Kombination mit einem der obigen Polymerisationsinitiatoren benutzt werden können.In a further preferred embodiment of the present invention, the initiation of the polymerization takes place using known Photoinitiators by irradiation with UV rays or the like. Here, the common, commercially available compounds such. Benzophenone, α, α-diethoxyacetophenone, 4,4-diethylaminobenzophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 4-isopropylphenyl-2-hydroxy-2-propyl ketone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, isoamyl-p-dimethylaminobenzoate, methyl 4-dimethylaminobenzoate, methyl o-benzoyl benzoate, benzoin, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2-isopropylthioxanthone, dibenzosuberone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bisacylphosphine oxide and Others may be used, which photoinitiators mentioned may be used alone or in combination of two or more or in combination with one of the above polymerization initiators.
Die Menge der Radikalbildner kann in weiten Bereichen variieren. Bevorzugt kommen beispielsweise Mengen im Bereich von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung zum Einsatz. Besonders bevorzugt werden Mengen im Bereich von 0,1 bis 2,0 Gew.-%, insbesondere Mengen im Bereich von 0,1 bis 0,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, verwendet.The amount of radical generators can vary within wide limits. For example, amounts in the range from 0.1 to 5.0% by weight, based on the weight of the total composition, are preferably used. Particularly preferred amounts in the range of 0.1 to 2.0 wt .-%, in particular amounts ranging from 0.1 to 0.5 wt .-%, each based on the weight of the total composition used.
Die für die Polymerisation zu wählende Polymerisationstemperatur ist dem Fachmann offensichtlich. Sie wird in erster Linie durch den gewählten Initiator und die Art und Weise der Initiierung (thermisch, durch Bestrahlung u. a.) bestimmt. Es ist bekannt, dass die Polymerisationstemperatur die Produkteigenschaften eines Polymeren beeinflussen kann. Daher werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Polymerisationstemperaturen im Bereich von 20,00C bis 100,00C, zweckmäßigerweise im Bereich von 20,00C bis 80,0°C, insbesondere im Bereich von 20,00C bis 60,00C bevorzugt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Reaktionstemperatur während der Reaktion, vorzugsweise stufenweise erhöht.
Weiterhin hat sich auch ein Tempern bei erhöhter Temperatur, beispielsweise bei 10O0C bis 1500C, gegen Ende der Reaktion als zweckmäßig erwiesen.The polymerization temperature to be chosen for the polymerization is obvious to the person skilled in the art. It is determined primarily by the initiator chosen and the way in which it is initiated (thermally, by irradiation, etc.). It is known that the polymerization temperature can influence the product properties of a polymer. Therefore, in the context of the present invention, polymerization temperatures in the range of 20.0 0 C to 100.0 0 C, advantageously in the range of 20.0 0 C to 80.0 ° C, in particular in the range of 20.0 0 C to 60 , 0 0 C preferred. In a particularly preferred embodiment of the present invention, the reaction temperature is increased during the reaction, preferably in stages. Furthermore, a tempering at elevated temperature, for example at 10O 0 C to 150 0 C, has proven to be useful towards the end of the reaction.
Die Reaktion kann sowohl bei Unterdruck als auch bei Überdruck stattfinden. Vorzugsweise wird sie aber bei Normaldruck durchgeführt. Die Reaktion kann unter Luft als auch unter Schutzgasatmosphäre stattfinden, wobei vorzugsweise ein möglichst geringer Sauerstoffanteil vorhanden ist, da dieser eine mögliche Polymerisation inhibiert.The reaction can take place both at negative pressure and at overpressure. Preferably, however, it is carried out at atmospheric pressure. The reaction may take place under air as well as under a protective gas atmosphere, wherein preferably the lowest possible oxygen content is present, since this inhibits a possible polymerization.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geht man zur Herstellung des erfindungsgemäßen hochtransparenten Kunststoffs so vor, dass man eine homogene Mischung aus den Komponenten Monomermischung, Initiator und weiteren Additiven, wie z. B. Gleitmittel herstellt und diese daraufhin zwischen Glasplatten füllt, deren Form durch die spätere Anwendung, z. B. als Linsen, Brillengläser, Prismen oder sonstige, optische Komponenten, vorbestimmt ist. Die Initiierung der Substanzpolymerisation erfolgt durch Energiezufuhr, beispielsweise durch energiereiche Strahlung, insbesondere mit UV-Licht, oder durch Erwärmen, zweckmäßigerweise im Wasserbad und über mehrere Stunden. Man erhält auf diese Weise das optische Material in seiner gewünschten Form als klaren, transparenten, farblosen, harten Kunststoff.In a particularly preferred embodiment of the present invention, the preparation of the highly transparent plastic according to the invention is carried out in such a way that a homogeneous mixture of the components monomer mixture, initiator and other additives, such. B. produces lubricant and then fills it between glass plates, whose shape by the subsequent application, eg. B. as lenses, lenses, prisms or other optical components, is predetermined. The initiation of the bulk polymerization is carried out by supplying energy, for example by high-energy radiation, in particular with UV light, or by heating, expediently in a water bath and over several hours. Obtained in this way, the optical material in its desired form as a clear, transparent, colorless, hard plastic.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnen Gleitmittel Zusatzstoffe für gefüllte plastische Massen, wie Pressmassen und Spritzgussmassen, um die Füllstoffe leichter gleitend und die Pressmassen damit leichter verformbar zu machen. Hierzu sind beispielsweise Metallseifen und Siloxan-Kombinationen geeignet. Infolge seiner Unlöslichkeit in Kunststoffen wandert ein Teil des Gleitmittels bei der Verarbeitung an die Oberfläche und wirkt als Trennmittel. Besonders geeignete Gleitmittel, wie nicht-ionische fluoroberflächenaktive Mittel, nicht-ionische siliconoberflächenaktive Mittel, quaternäre Alkylammoniumsalze und saure Phosphatester, werden in der EP 271839 A
beschrieben, auf deren Offenbarung im Rahmen der vorliegenden Erfindung explizit Bezug genommen wird.In the context of the present invention, lubricants are additives for filled plastic masses, such as molding compounds and injection molding compounds, in order to make the fillers easier to slide and thus to make the molding compounds more easily deformable. For this example, metal soaps and siloxane combinations are suitable. Due to its insolubility in plastics, some of the lubricant migrates to the surface during processing and acts as a release agent. Particularly suitable lubricants, such as non-ionic fluorosurfactants, non-ionic silicone surfactants, alkyl quaternary ammonium salts and acid phosphate esters, are described in EP 271839 A whose disclosure is explicitly referred to in the context of the present invention.
Erfindungsgemäß wird ein hochtransparenter Kunststoff mit sehr guten optischen und mechanischen Eigenschaften zur Verfügung gestellt. So besitzt er gemäß DIN 5036 vorzugsweise eine Transmission größer 88,0 %, zweckmäßig größer 89,0 %.According to the invention, a highly transparent plastic with very good optical and mechanical properties is made available. Thus, according to DIN 5036, it preferably has a transmission greater than 88.0%, advantageously greater than 89.0%.
Brechungsindex np des erfindungsgemäßen Kunststoffes ist vorzugsweise größer oder gleich 1 ,59. Der Brechungsindex eines Mediums ist im Allgemeinen von der Wellenlänge der einfallenden Strahlung und von der Temperatur abhängig. Die erfindungsgemäßen Angaben des Brechungsindex beziehen sich daher auf die in DIN 53491 spezifizierten Standardangaben (Standardwellenlänge der (gelben) D-Linie des Natriums (ca. 589 nm)).Refractive index np of the plastic according to the invention is preferably greater than or equal to 1.59. The refractive index of a medium is generally dependent on the wavelength of the incident radiation and on the temperature. The details of the refractive index according to the invention therefore relate to the standard data specified in DIN 53491 (standard wavelength of the (yellow) D line of sodium (about 589 nm)).
Erfindungsgemäß weist der Kunststoff vorzugsweise eine Abbesche ZahlAccording to the invention, the plastic preferably has an Abbe number
> 36,0, gemäß DIN 53491 auf. Informationen zur Abbeschen-Zahl kann der Fachmann der Literatur, beispielsweise dem Lexikon der Physik (Walter Greulich (Hrsg.); Lexikon der Physik; Heidelberg; Spektrum, Akademischer Verlag; Band 1 ; 1998) entnehmen.> 36.0, according to DIN 53491. Information on the Abbe number can be found in the literature, for example, the Lexikon der Physik (Walter Greulich (ed.); Lexikon der Physik; Heidelberg; Spektrum, Akademischer Verlag, Volume 1; 1998).
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Kunststoff eine Abbesche Zahl > 36,0, zweckmäßigerweiseAccording to a particularly preferred embodiment of the present invention, the plastic has an Abbe number> 36.0, expediently
> 37,0, insbesondere > 38,0 auf.> 37.0, in particular> 38.0.
Die mechanischen Eigenschaften werden durch den FDA-Kugelfalltest (ANSI Z 80.1 ) geprüft. Bestanden ist der Test, wenn der Probekörper die Belastung durch eine Kugel mit 16 mm Durchmesser unbeschadet übersteht. Die Materialeigenschaften sind umso besser, je größer der Durchmesser der Kugel ist, mit der die Probe belastet wird und unbeschadet bleibt.
Weiterhin zeichnet sich der erfindungsgemäße Kunststoff günstigerweise durch eine hohe Glasübergangstemperatur aus, so dass er auch bei Temperaturen oberhalb Raumtemperatur seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften, insbesondere seine Schlagzähigkeit und seine Härte behält. Vorzugsweise ist die Glasübergangstemperatur des erfindungsgemäßen Kunststoffes größer 8O0C, zweckmäßigerweise größer 900C, insbesondere größer 95°C.The mechanical properties are tested by the FDA ball drop test (ANSI Z 80.1). The test is passed if the test specimen withstands the load of a 16 mm diameter ball without damage. The material properties are the better, the larger the diameter of the ball, with which the sample is loaded and remains undamaged. Furthermore, the plastic according to the invention is favorably characterized by a high glass transition temperature, so that it retains its excellent mechanical properties, in particular its impact resistance and hardness, even at temperatures above room temperature. Preferably, the glass transition temperature of the plastic material according to the invention is greater 8O 0 C, suitably greater than 90 0 C, in particular greater than 95 ° C.
Mögliche Einsatzgebiete für die erfindungsgemäßen Thio(meth)acrylate und die hieraus erhältlichen transparenten Kunststoffe sind dem Fachmann offensichtlich. Die Kunststoffe eignen sich insbesondere für alle Anwendungen, die für transparente Kunststoffe vorgezeichnet sind. Aufgrund seiner charakteristischen Eigenschaften ist er vor allem für optische Linsen, insbesondere für ophthalmische Linsen geeignet. Des Weiteren sind die Thio(meth)acrylate wertvolle Substanzen, die in Beschichtungsmitteln für Kunststofffasern eingesetzt werden können.Possible fields of use for the thio (meth) acrylates according to the invention and the transparent plastics obtainable therefrom are obvious to the person skilled in the art. The plastics are particularly suitable for all applications that are predetermined for transparent plastics. Due to its characteristic properties, it is particularly suitable for optical lenses, in particular for ophthalmic lenses. Furthermore, the thio (meth) acrylates are valuable substances that can be used in coating compositions for plastic fibers.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Mischung enthaltend mindestens einen photochromen Farbstoff. Hierbei können alle dem Fachmann bekannten photochromen Farbstoffe und deren Mischungen verwendet werden. Bevorzugt werden photochrome Farbstoffe wie z.B. Spiro(indoline)naphthoxazine, Spiro(indoline) benzoxazine, Spiropyrane, Acetaniliden, Aldehydhydrazonen, Thioindigo, Stilben-, Rhodamin- und Anthrachinon-Derivate, Benzofuroxane, Benzopyrane, Naphthopyrane, Organometalldithiozonate, Fulgide und Fulgimide verwendet.Another object of the invention is a mixture containing at least one photochromic dye. All photochromic dyes known to the person skilled in the art and mixtures thereof can be used here. Preferred are photochromic dyes such as e.g. Spiro (indoline) naphthoxazines, spiro (indolino) benzoxazines, spiropyrans, acetanilides, aldehyde hydrazones, thioindigo, stilbene, rhodamine and anthraquinone derivatives, benzofuroxanes, benzopyrans, naphthopyrans, organometallic dithiozonates, fulgides and fulgimides.
Aus diesen Mischungen können photochrome Materialien hergestellt werden, die z.B. als Linsen, bevorzugt optische Linsen, Glasscheiben oder Glaseinsätze verwendet werden.From these mixtures photochromic materials may be prepared, e.g. as lenses, preferably optical lenses, glass panes or glass inserts are used.
Die nachfolgenden Beispiele und das Vergleichsbeispiel dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.
BeispieleThe following examples and the comparative example serve to illustrate the invention, without this being intended to limit it. Examples
Synthese der Thiomethacrylat-MischungSynthesis of thiomethacrylate mixture
75,36 g 1 ,2-Ethandithiol werden in einen Erlenmeyerkolben mit Schutzgas- Einleitung eingewogen und gerührt und 416,43 g 13%ige NaOH-Lösung werden innerhalb von 30 Minuten bei 25-300C unter Wasserkühlung zudosiert. Es bildet sich eine bräunliche, klare Lösung.75.36 g of 1, 2-ethanedithiol are weighed into an Erlenmeyer flask with inert gas inlet and stirred, and 416.43 g 13% NaOH solution are metered in over 30 minutes at 25-30 0 C with water cooling. It forms a brownish, clear solution.
178,64 g Methacrylsäureanhydrid und die Na-Thiolat-Lösung werden nun parallel bei der gewünschten Dosiertemperatur innerhalb von 45 Minuten zu dem vorgelegten und gerührten Essigester/Wasser im Reaktionskolben dosiert. Dabei wird gegebenenfalls Schutzgas über den Ansatz geleitet. Im allgemeinen kühlt der Kolbeninhalt bei Zulaufbeginn um ca. 2°C ab, nach ca. 5-10 Minuten beginnt eine leicht exotherme Reaktion, d. h. nun kühlt man entsprechend, um die gewünschte Reaktionstemperatur (35°C) einzuhalten. Nach Zulaufende rührt man den Ansatz noch 5 Minuten bei 35°C und kühlt ihn dann unter Rühren auf ca. 25°C ab.178.64 g of methacrylic anhydride and the Na thiolate solution are then metered in parallel at the desired metering temperature within 45 minutes to the initially charged and stirred ethyl acetate / water in the reaction flask. In this case, protective gas is optionally passed over the approach. In general, the contents of the flask at the beginning of the feed cools by about 2 ° C, after about 5-10 minutes begins a slightly exothermic reaction, d. H. Now it is cooled accordingly to maintain the desired reaction temperature (35 ° C). After the end of the feed, the mixture is stirred for 5 minutes at 35 ° C and then cooled with stirring to about 25 ° C from.
Der Ansatz wird in einen Scheidetrichter überführt, aufgetrennt und die untere, wässrige Phase abgelassen. Zur Aufarbeitung wird die organische Phase in einen Erlenmeyerkolben überführt und mit ®Dowex M-31 ca. 15 Minuten gerührt, anschließend filtriert man den lonentauscher ab.The batch is transferred to a separatory funnel, separated and drained the lower, aqueous phase. For workup, the organic phase is transferred to an Erlenmeyer flask and stirred with ®Dowex M-31 for about 15 minutes, then filtered from the ion exchanger.
Die etwas trübe bis fast klare Rohesterlösung wird nun mit 100 ppm HQME stabilisiert und am Rotationsverdampfer bei max. 500C eingeengt. Das farblose Endprodukt wird bei Raumtemperatur (20-250C) filtriert. Man erhält ca. 140 g farblos, klaren Ester.
Herstellung Prepolymer: Reaktion von 6,84 g des Thiodi(meth)acrylats und 0,36 g DMDO in Gegenwart eines Amins als Katalysator analog EP 284374.The slightly turbid to almost clear crude ester solution is now stabilized with 100 ppm HQME and on a rotary evaporator at max. 50 0 C concentrated. The colorless end product is filtered at room temperature (20-25 0 C). This gives about 140 g of colorless, clear ester. Preparation of prepolymer: Reaction of 6.84 g of the thiodi (meth) acrylate and 0.36 g of DMDO in the presence of an amine as a catalyst analogously to EP 284374.
Zur Herstellung eines Polymerisats auf der Basis eines oligomeren Thiodimethacrylats mischt man zum Beispiel 7,2 g des Prepolymers, 2,4 g Styrol, 2,4 g 10-fach ethoxyliertes Bisphenol-A-Di(meth)acrylat, 0,1 g Hydroxyethylmethacrylat 36 mg eines UV-Initiators wie z. B. Irgacur 819 und 24 mg tert.-Butylperoctoat o. ä. Initiatoren (vgl. Beispiel 1 ). Die homogene Gießharzmischung wird in eine entsprechende Form gegeben und innerhalb 10 min. in einer UV-Härtungsanlage mit 1200 W Quecksilberhochdruckstrahler ausgehärtet. Anschließend tempert man noch ca. 2 h bei ca. 120°C im Wärmeschrank.To prepare a polymer based on an oligomeric thiodimethacrylate, for example, 7.2 g of the prepolymer, 2.4 g of styrene, 2.4 g of 10-times ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, 0.1 g of hydroxyethyl methacrylate are mixed 36 mg of a UV initiator such. B. Irgacur 819 and 24 mg of tert-butyl peroctoate o. Ä. Initiators (see Example 1). The homogeneous casting resin mixture is placed in an appropriate mold and within 10 min. cured in a UV curing system with 1200 W high-pressure mercury radiator. Then it is tempered for about 2 h at about 120 ° C in a warming cabinet.
Versuch System Durchschnitt Kugeldurchmesser In mm Test bestandenExperiment System Average Ball Diameter In mm Test passed
Beispiele B 1 18Examples B 1 18
|Vergleichsbeispiele| Comparative Examples
VB I VB II VB III
VB I VB II VB III
Plex 6931 O: Reaktionsprodukt aus Methacrylsäureanhydrid und Ethandithiol ausPlex 6931 O: reaction product of methacrylic anhydride and ethanedithiol
DE 316671DE 316671
E1 OBADMA: ethoxiliertes BisphenolAdimethacrylat mit Ethoxylierungsgrad von ca. 10E1 OBADMA: ethoxylated bisphenol adimethacrylate with degree of ethoxylation of approx. 10
DMDO: DimercaptodioxaoctanDMDO: dimercaptodioxaoctane
HEMA: HydroxyethylmethacrylatHEMA: hydroxyethyl methacrylate
(#): Aufgrund der Geruchsproblematik wurden keine weiteren analytischen(#): Due to the odor problem, no further analytical
Untersuchungen vorgenommen.Investigations made.
Das erfindungsgemäße Gemisch (B 1 ) ist geruchlos. Das Vergleichsbeispiel VB I bestand diesen Test nicht, weshalb es nicht weiter untersucht wurde.
Bei vergleichbarem Brechungsindex (von B 1 mit VB Il und VB III) war jedoch die Abbesche-Zahl bei der erfindungsgemäßen Mischung besser. Zudem schnitt die erfindungsgemäße Mischung beim Kugelfalltest wesentlich besser ab.
The mixture (B 1) according to the invention is odorless. Comparative Example CE I did not pass this test, so it was not further investigated. With a comparable refractive index (of B 1 with VB II and VB III), however, the Abbe number was better for the mixture according to the invention. In addition, the mixture according to the invention performed much better in the falling ball test.