JP2006193450A - Polyol (meth)acrylate - Google Patents

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幾多郎 葛原
Yoshihiro Shiokawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an easily handleable polyol (meth)acrylate mixture having a primary skin-irritating index sufficiently reduced on practical uses by a profitable method. <P>SOLUTION: This polyol (meth)acrylate mixture obtained by esterifying a polyol mixture comprising ditrimethylolpropane, 2,2'-methylenebis(oxymethylene)bis(2-ethyl-1,3-propanediol), and trimethylolpropane in a specific ratio. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、特定組成のアルコール混合物から誘導されるポリオール(メタ)アクリレート混合物に関するものである。   The present invention relates to a polyol (meth) acrylate mixture derived from an alcohol mixture of a specific composition.

トリメチロールプロパン(以下、TMPと称す)は、塩基性触媒下、ノルマルブチルアルデヒド(以下、NBDと称す)とホルムアルデヒドとのアルドール縮合及び交叉カニッツアロ反応によって工業的に大量に製造されており、その重要な用途に(メタ)アクリレートがある。TMPのアクリレートであるトリメチロールプロパントリアクリレート(以下、TMPTAと称す)は相溶性に優れ、架橋密度大きく、比較的低粘度で反応性も大きいという特徴があり、紫外線、電子線硬化型モノマーとして各種インキ、コーティング、接着剤、注型材料等に使用される。しかしながらTMPTAは、一次皮膚刺激性指数(以下、PIIと称す)が4.6と大きく、その使用には特段の注意が必要とされる。   Trimethylolpropane (hereinafter referred to as TMP) is industrially produced in large quantities by the aldol condensation and cross-kanitz allo reaction between normal butyraldehyde (hereinafter referred to as NBD) and formaldehyde under a basic catalyst. One use is (meth) acrylate. Trimethylolpropane triacrylate (hereinafter referred to as TMPTA), which is an acrylate of TMP, is characterized by excellent compatibility, large crosslink density, relatively low viscosity and high reactivity. Used in inks, coatings, adhesives, casting materials, etc. However, TMPTA has a primary skin irritation index (hereinafter referred to as PII) as large as 4.6, and its use requires special attention.

TMPTAよりPIIが大幅に低減された(メタ)アクリレートの一つに、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(以下、di−TMPTAと称す)がある。di−TMPTAは相溶性、反応性に優れるのみならず、PIIが0.3と低く安全性が高いため、紫外線、電子線硬化型モノマーとして各種インキ、コーティング、塗料、接着剤、注型材料等への使用が広がっている。   One of the (meth) acrylates whose PII is significantly reduced from TMPTA is ditrimethylolpropane tetraacrylate (hereinafter referred to as di-TMPTA). Di-TMPTA is not only excellent in compatibility and reactivity, but also has a low PII of 0.3 and high safety, so various inks, coatings, paints, adhesives, casting materials, etc. as UV and electron beam curable monomers Use is spreading.

di−TMPTAの原料であるジトリメチロールプロパン(以下、di−TMPと称す)は、TMP製造の際の副生物として生成し、これを回収することにより得られる。すなわち、NBDとホルムアルデヒドとの反応生成液を溶媒により抽出した後、得られたTMP抽出液(粗TMP)から高真空下の蒸留でTMPを得ると、TMPが留去された蒸留釜残中には一般にTMPが1〜30%、di−TMPが20〜70%含まれている。この釜残から主に晶析操作によってdi−TMPが回収される。   Ditrimethylolpropane (hereinafter referred to as di-TMP), which is a raw material of di-TMPTA, is produced as a by-product in the production of TMP, and is obtained by collecting it. That is, after extracting the reaction product solution of NBD and formaldehyde with a solvent, and obtaining TMP by distillation under high vacuum from the obtained TMP extract (crude TMP), in the residue in the distillation kettle from which TMP was distilled off. Generally contains 1-30% TMP and 20-70% di-TMP. Di-TMP is recovered from the residue by mainly crystallization operation.

しかしながら、TMP製造の蒸留釜残からの晶析操作では、溶媒を用いた晶析、固液分離及び乾燥という工程を経る必要があり、工業的に不利であるばかりでなく、蒸留釜残にはTMP及びdi−TMP以外の成分も多量に含まれているため、得られるdi−TMPの収率・純度も必ずしも満足すべきものではない。   However, in the crystallization operation from the residue of the distillation pot of TMP, it is necessary to go through the steps of crystallization using a solvent, solid-liquid separation and drying, which is not only industrially disadvantageous, Since components other than TMP and di-TMP are also contained in a large amount, the yield and purity of the obtained di-TMP are not necessarily satisfactory.

本発明の目的は、di−TMPTAのようにPII値が実用上十分に小さく取り扱い容易なポリオール(メタ)アクリレート混合物を、より有利な方法で工業的に得る方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for industrially obtaining a polyol (meth) acrylate mixture such as di-TMPTA having a PII value sufficiently small in practical use and easy to handle in a more advantageous manner.

di−TMPを得るための晶析操作において、di−TMP収率・純度を低下させる大きな要因は、主として粗TMPの蒸留釜残中に含まれている残存TMP、及びTMP2分子とホルムアルデヒドとにより生成した直鎖状ホルマールである2,2’−メチレンビス(オキシメチレン)ビス(2−エチル−1,3−プロパンジオール)(以下、bis−TMPと称す)にある。しかしながら本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、TMP、di−TMP及びbis−TMPの含有量をある一定の範囲内に限定した混合物を用いることにより、単離精製したdi−TMPを(メタ)アクリル化の原料として使用しなくても、PII値が実用上十分に小さく、かつ取り扱い容易なポリオール(メタ)アクリレートが得られることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は、以下のとおりである。
(1) ジトリメチロールプロパン、2,2’−メチレンビス(オキシメチレン)ビス(2−エチル−1,3−プロパンジオール)、及びトリメチロールプロパンを含むポリオール混合物のエステル化により得られるポリオール(メタ)アクリレート混合物。
(2) 前記ポリオール混合物の組成がつぎの条件(a)〜(c)を満たす上記(1)記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物。
(a)ジトリメチロールプロパン及び2,2’−メチレンビス(オキシメチレン)ビス(2−エチル−1,3−プロパンジオール)の合計含有量とトリメチロールプロパンの含有量との重量比率が0.5〜20の範囲であり、
(b)2,2’−メチレンビス(オキシメチレン)ビス(2−エチル−1,3−プロパンジオール)の含有量とジトリメチロールプロパンの含有量との重量比率が0.1〜15の範囲であり、
(c)ジトリメチロールプロパン及び2,2’−メチレンビス(オキシメチレン)ビス(2−エチル−1,3−プロパンジオール)の合計含有量がポリオール混合物全体の30〜95重量%である。
(3) 塩基性触媒存在下ノルマルブチルアルデヒドとホルムアルデヒドとの反応により生成したトリメチロールプロパンを溶媒で抽出し、得られたトリメチロールプロパンの抽出液から該溶媒を留去したのち、得られた粗トリメチロールプロパンを蒸留によって精製した際に得られる、トリメチロールプロパンを留去した蒸留釜残を前記ポリオール混合物として用いる上記(1)または(2)記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物。
(4) 一次皮膚刺激性指数が0〜2.0の範囲である上記(1)〜(3)のいずれかに記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物。
(5) B型粘度計によって測定された25℃における粘度が1〜1900mPa・sの範囲である上記(1)〜(4)のいずれかに記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物。
(6) 上記(1)〜(5)のいずれかに記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物を含む組成物を硬化してなる硬化物。
(7) 上記(1)〜(5)のいずれかに記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物を含む組成物を原料として用いるインキ、塗料、接着剤または注型材料。
In the crystallization operation for obtaining di-TMP, the major factors that reduce the yield and purity of di-TMP are mainly generated by residual TMP contained in the distillation residue of crude TMP, and TMP2 molecules and formaldehyde. 2,2′-methylenebis (oxymethylene) bis (2-ethyl-1,3-propanediol) (hereinafter referred to as bis-TMP). However, as a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have isolated and purified the mixture by limiting the contents of TMP, di-TMP and bis-TMP within a certain range. Even when di-TMP was not used as a raw material for (meth) acrylation, it was found that a polyol (meth) acrylate having a PII value sufficiently small in practical use and easy to handle was obtained, and the present invention was achieved. That is, the present invention is as follows.
(1) A polyol (meth) acrylate obtained by esterification of a polyol mixture containing ditrimethylolpropane, 2,2′-methylenebis (oxymethylene) bis (2-ethyl-1,3-propanediol), and trimethylolpropane blend.
(2) The polyol (meth) acrylate mixture according to the above (1), wherein the composition of the polyol mixture satisfies the following conditions (a) to (c).
(A) The weight ratio of the total content of ditrimethylolpropane and 2,2′-methylenebis (oxymethylene) bis (2-ethyl-1,3-propanediol) to the content of trimethylolpropane is 0.5 to A range of 20,
(B) The weight ratio of the content of 2,2′-methylenebis (oxymethylene) bis (2-ethyl-1,3-propanediol) and the content of ditrimethylolpropane is in the range of 0.1-15. ,
(C) The total content of ditrimethylolpropane and 2,2′-methylenebis (oxymethylene) bis (2-ethyl-1,3-propanediol) is 30 to 95% by weight of the total polyol mixture.
(3) Trimethylolpropane produced by the reaction of normal butyraldehyde with formaldehyde in the presence of a basic catalyst is extracted with a solvent, and the solvent is distilled off from the resulting trimethylolpropane extract, and the resulting crude The polyol (meth) acrylate mixture according to the above (1) or (2), wherein the residue obtained by distilling off trimethylolpropane obtained by purifying trimethylolpropane by distillation is used as the polyol mixture.
(4) The polyol (meth) acrylate mixture according to any one of (1) to (3), wherein the primary skin irritation index is in the range of 0 to 2.0.
(5) The polyol (meth) acrylate mixture according to any one of (1) to (4), wherein the viscosity at 25 ° C. measured by a B-type viscometer is in the range of 1 to 1900 mPa · s.
(6) Hardened | cured material formed by hardening | curing the composition containing the polyol (meth) acrylate mixture in any one of said (1)-(5).
(7) An ink, a paint, an adhesive, or a casting material using a composition containing the polyol (meth) acrylate mixture according to any one of (1) to (5) as a raw material.

上記したように本発明によれば、TMP、di−TMP及びbis−TMPの含有量をある一定の範囲内に限定した原料ポリオール混合物を用いるという工業的に極めて有利な方法で、PII値が実用上十分に小さく取り扱い容易なポリオール(メタ)アクリレート混合物が得られる。   As described above, according to the present invention, the PII value is practically used in an industrially extremely advantageous method using a raw material polyol mixture in which the contents of TMP, di-TMP and bis-TMP are limited to a certain range. A polyol (meth) acrylate mixture which is sufficiently small and easy to handle is obtained.

本発明で用いる特定組成のアルコール混合物の構成成分であるdi−TMPは式(1)、bis−TMPは式(2)で表される。   The di-TMP, which is a component of the alcohol mixture having a specific composition used in the present invention, is represented by the formula (1), and the bis-TMP is represented by the formula (2).

Figure 2006193450
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Figure 2006193450
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エステル化に供するポリオール混合物の組成として、di−TMPとbis−TMPの合計含有量とTMPの含有量との重量比率(di−TMPとbis−TMPとの合計重量/TMPの重量)は、好ましくは0.5〜20の範囲であり、より好ましくは0.6〜15の範囲、さらに好ましくは1〜12の範囲である。di−TMPとbis−TMPの合計含有量とTMPの含有量との重量比率が0.5を下回った場合、得られるポリオール(メタ)アクリレート混合物のPII値が2以上という過大な値となり、その使用には特段の注意が必要とされることとなり有効ではない。一方、di−TMPとbis−TMPの合計含有量とTMPの含有量との重量比率が20を上回っても、得られるポリオール(メタ)アクリレート混合物の性状に特段の不都合は生じないが、このような混合物を得るためには通常アルコール混合物を晶析等の操作により精製・濃縮する必要が生じるため、操作が煩雑となり工業操作上有用ではない。   As a composition of the polyol mixture subjected to esterification, the weight ratio of the total content of di-TMP and bis-TMP and the content of TMP (total weight of di-TMP and bis-TMP / weight of TMP) is preferably Is in the range of 0.5-20, more preferably in the range of 0.6-15, still more preferably in the range of 1-12. When the weight ratio of the total content of di-TMP and bis-TMP and the content of TMP is less than 0.5, the PII value of the resulting polyol (meth) acrylate mixture becomes an excessive value of 2 or more, Use is not effective because it requires special care. On the other hand, even if the weight ratio of the total content of di-TMP and bis-TMP to the content of TMP exceeds 20, no particular inconvenience occurs in the properties of the resulting polyol (meth) acrylate mixture. In order to obtain a simple mixture, it is usually necessary to purify and concentrate the alcohol mixture by an operation such as crystallization, which makes the operation complicated and is not useful in industrial operation.

bis−TMP含有量とdi−TMP含有量との重量比率(bis−TMPの重量/di−TMPの重量)は、好ましくは0.1〜15の範囲、より好ましくは0.15〜10の範囲、さらに好ましくは0.2〜8の範囲である。bis−TMP含有量とdi−TMP含有量との重量比率がこの範囲から外れても得られるポリオール(メタ)アクリレート混合物の性状に特段の不都合は生じないが、このような混合物を得るためには通常どちらかの成分を晶析等の操作により精製・濃縮する必要が生じるため、操作が煩雑となり工業操作上有用ではない。   The weight ratio of bis-TMP content to di-TMP content (weight of bis-TMP / weight of di-TMP) is preferably in the range of 0.1 to 15, more preferably in the range of 0.15 to 10. More preferably, it is in the range of 0.2-8. Even if the weight ratio between the bis-TMP content and the di-TMP content is out of this range, there is no particular inconvenience in the properties of the resulting polyol (meth) acrylate mixture, but in order to obtain such a mixture, Usually, either component needs to be purified and concentrated by an operation such as crystallization, which makes the operation complicated and is not useful in industrial operation.

di−TMPとbis−TMPとの合計含有量は、好ましくはポリオール混合物全体の30〜95重量%の範囲であり、より好ましくは40〜95重量%の範囲、さらに好ましくは45〜95重量%の範囲である。di−TMPとbis−TMPの合計含有量がポリオール混合物全体の30重量%を下回った場合、その他の成分の中でTMPのような低沸点の留分が多ければ、得られるポリオール(メタ)アクリレート混合物のPII値が2以上という過大な値となり、その使用には特段の注意が必要とされることとなり有効ではない。またその他の成分の中でbis−TMPより高沸点の留分が多い場合には、生成物であるポリオール(メタ)アクリレート混合物の粘度が上昇し、特にポリオールアクリレート混合物の場合には2000mPa・s(25℃)以上となって取り扱いに困難を生じるため有用ではない。一方、di−TMPとbis−TMPの合計含有量がポリオール混合物全体の95重量%を上回っても得られるポリオール(メタ)アクリレート混合物の性状に特段の不都合は生じないが、このような混合物を得るためには通常どちらかの成分を晶析等の操作により精製・濃縮する必要が生じるため、操作が煩雑となり工業操作上有用ではない。   The total content of di-TMP and bis-TMP is preferably in the range of 30 to 95% by weight of the total polyol mixture, more preferably in the range of 40 to 95% by weight, still more preferably 45 to 95% by weight. It is a range. When the total content of di-TMP and bis-TMP is less than 30% by weight of the total polyol mixture, the polyol (meth) acrylate to be obtained can be obtained if there are many low-boiling fractions such as TMP among other components. The PII value of the mixture becomes an excessive value of 2 or more, and special care is required for its use, which is not effective. Further, among the other components, when the fraction having a boiling point higher than that of bis-TMP is large, the viscosity of the polyol (meth) acrylate mixture as the product increases, and particularly in the case of the polyol acrylate mixture, 2000 mPa · s ( 25 ° C.) or higher, and it is difficult to handle. On the other hand, even if the total content of di-TMP and bis-TMP exceeds 95% by weight of the total polyol mixture, there is no particular disadvantage in the properties of the resulting polyol (meth) acrylate mixture, but such a mixture is obtained. For this purpose, it is usually necessary to purify and concentrate either component by an operation such as crystallization, which makes the operation complicated and is not useful in industrial operation.

本発明で使用するTMP、di−TMP及びbis−TMPを含む原料のポリオール混合物は以下の要領で得られる。塩基性触媒存在下、ブチルアルデヒドとホルムアルデヒドを反応させ、得られた反応生成液からTMPを分離する。その際、反応生成液を濃縮後または濃縮せずに、溶媒を用いて抽出することで実質的に蟻酸ソーダを含まないTMP抽出液が得られる。TMP抽出液から抽出に用いた溶媒を留去して得られた粗TMPを、更に高真空下の蒸留で精製することで、TMP製品と、TMPが留去した蒸留釜残、すなわち本発明で使用するTMP、di−TMP及びbis−TMPを含む原料ポリオール混合物とに分離される。本発明では、TMP、di−TMP及びbis−TMPの含有量が一定の範囲内に限定されていれば、この原料ポリオール混合物をそのまま直接使用しても良いし、di−TMPなどの特定の成分を晶析操作などで取得した後の残分を使用しても良い。   The polyol mixture of the raw material containing TMP, di-TMP and bis-TMP used in the present invention is obtained as follows. Butylaldehyde and formaldehyde are reacted in the presence of a basic catalyst, and TMP is separated from the resulting reaction product. At that time, a TMP extract containing substantially no sodium formate can be obtained by extracting with a solvent after or without concentrating the reaction product. The crude TMP obtained by distilling off the solvent used for extraction from the TMP extract was further purified by distillation under high vacuum, so that the TMP product and the residue in the distillation kettle from which TMP had been distilled off, that is, the present invention. The raw material polyol mixture containing TMP, di-TMP and bis-TMP used is separated. In the present invention, as long as the contents of TMP, di-TMP and bis-TMP are limited within a certain range, this raw material polyol mixture may be used directly, or a specific component such as di-TMP. You may use the remainder after acquiring by crystallization operation.

TMP、di−TMP及びbis−TMPを含むポリオール混合物をエステル化してポリオール(メタ)アクリレート混合物を製造するに際し、アクリル酸またはメタクリル酸は、化学量論比以上に使用されるのが普通である。一般にアルコールに対するアクリル酸またはメタクリル酸のモル比(アクリル酸またはメタクリル酸のモル数/アルコールのモル数)は1.0〜2.0であるが、好ましくは1.1〜1.5、より好ましくは1.15〜1.45である。反応は触媒を使用し、生成する水は蒸留することにより系外への排出が行なわれる。このような触媒は硫酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等の酸性触媒であるが、その使用量はアクリル酸またはメタクリル酸に対して0.1〜10モル%、好ましくは1〜5モル%、より好ましくは1.5〜4モル%の割合で使用される。このような操作によって、TMP、di−TMP、bis−TMPの水酸基だけでなく、ポリオール混合物中に含まれるその他の有機副産物が有する水酸基についても、エステル化して(メタ)アクリレートとなる。   In preparing a polyol (meth) acrylate mixture by esterifying a polyol mixture containing TMP, di-TMP and bis-TMP, acrylic acid or methacrylic acid is usually used in a stoichiometric ratio or more. Generally, the molar ratio of acrylic acid or methacrylic acid to alcohol (number of moles of acrylic acid or methacrylic acid / number of moles of alcohol) is 1.0 to 2.0, preferably 1.1 to 1.5, more preferably Is 1.15 to 1.45. The reaction uses a catalyst, and the generated water is discharged out of the system by distillation. Such a catalyst is an acidic catalyst such as sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, etc., but the amount used is 0.1 to 10 mol%, preferably 1 to 5 mol based on acrylic acid or methacrylic acid. %, More preferably 1.5-4 mol%. By such an operation, not only the hydroxyl groups of TMP, di-TMP, and bis-TMP but also the hydroxyl groups of other organic by-products contained in the polyol mixture are esterified to (meth) acrylates.

反応により生成した水を蒸留により系外へ排出するためには、共沸溶剤を用いることが有利である。このような共沸溶剤は50℃〜150℃の沸点を有し、水と分離し易いものなら使用できるが、n−ヘキサン、n−ヘプタンのような脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンのような脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエンのような芳香族炭化水素が適している。その使用量は通常、反応混合物の5〜70重量%、好ましくは10〜65重量%、より好ましくは15〜60重量%の範囲である。反応温度は、50〜150℃の範囲でよいが、反応時間の短縮と重合防止の点から、75〜120℃、より好ましくは77〜115℃の範囲で行なわれるのが有利である。   In order to discharge water produced by the reaction out of the system by distillation, it is advantageous to use an azeotropic solvent. Such an azeotropic solvent has a boiling point of 50 ° C. to 150 ° C. and can be used as long as it can be easily separated from water, but it can be used as an aliphatic hydrocarbon such as n-hexane or n-heptane, cyclohexane or methylcyclohexane. Suitable alicyclic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene are suitable. The amount used is usually in the range of 5 to 70% by weight, preferably 10 to 65% by weight, more preferably 15 to 60% by weight of the reaction mixture. The reaction temperature may be in the range of 50 to 150 ° C., but it is advantageous to carry out the reaction in the range of 75 to 120 ° C., more preferably 77 to 115 ° C. from the viewpoint of shortening the reaction time and preventing polymerization.

市販のアクリル酸またはメタクリル酸には既に重合防止剤が添加されているのが普通であるが、反応時に改めて重合防止剤を添加してもよい。そのような重合防止剤には、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、フェノチアジン、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、3−ヒドロキシチオール、α−ニトロソ−β−ナフトール、p−ベンゾキノン、2,5−ジヒドロキシ−p−キノン、N−ニトロソジフェニルアミン、銅塩等が挙げられる。その使用量は通常反応混合物に対して0.001〜1重量%、好ましくは0.005〜0.8重量%、より好ましくは0.01〜0.5重量%の範囲である。   Usually, a polymerization inhibitor has already been added to commercially available acrylic acid or methacrylic acid, but a polymerization inhibitor may be added again during the reaction. Such polymerization inhibitors include hydroquinone, methylhydroquinone, phenothiazine, 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 3-hydroxythiol, α-nitroso-β-naphthol, p-benzoquinone, 2,5-dihydroxy -P-quinone, N-nitrosodiphenylamine, copper salt and the like. The amount used is usually in the range of 0.001 to 1% by weight, preferably 0.005 to 0.8% by weight, more preferably 0.01 to 0.5% by weight, based on the reaction mixture.

上記のようにして得られる本発明のポリオール(メタ)アクリレート混合物は、必要ならば水、食塩水またはアルカリ性の水溶液等で洗浄したり、常圧蒸留または減圧蒸留のような方法で溶剤と分離したりすることによって、工業的用途に使用される。   The polyol (meth) acrylate mixture of the present invention obtained as described above is separated from the solvent by a method such as atmospheric distillation or reduced pressure distillation, if necessary, by washing with water, brine or an alkaline aqueous solution. It is used for industrial applications.

本発明におけるポリオール(メタ)アクリレート混合物のPII値は、好ましくは0〜2.0、より好ましくは0〜1.9、さらに好ましくは0〜1.8の範囲である。PII値が2.0を超える場合は、そのものの取り扱い中に皮膚にかぶれを生じる可能性が高く、その使用には特段の注意が必要とされることになる。   The PII value of the polyol (meth) acrylate mixture in the present invention is preferably in the range of 0 to 2.0, more preferably 0 to 1.9, and still more preferably 0 to 1.8. When the PII value exceeds 2.0, there is a high possibility of causing rash on the skin during handling of the PII value, and special caution is required for its use.

本発明におけるポリオール(メタ)アクリレート混合物の粘度はB型粘度計によって測定され、25℃において好ましくは1〜1900mPa・s、より好ましくは1〜1700mPa・s、さらに好ましくは1〜1500mPa・sの範囲である。ポリオール(メタ)アクリレート混合物の粘度が上記範囲から外れる場合は、液体としての取り扱いが難しくなり、適当な流動性を与えるために加温して取り扱うか、あるいは希釈剤(アクリルモノマー、溶媒等)を用いる必要が生じるなど、その使用には特段の注意が必要とされるため好ましくない。   The viscosity of the polyol (meth) acrylate mixture in the present invention is measured with a B-type viscometer, and is preferably 1 to 1900 mPa · s, more preferably 1 to 1700 mPa · s, and further preferably 1 to 1500 mPa · s at 25 ° C. It is. When the viscosity of the polyol (meth) acrylate mixture is out of the above range, it becomes difficult to handle as a liquid, and it is handled with heating to give appropriate fluidity, or a diluent (acrylic monomer, solvent, etc.) is used. Such use is not preferable because special care is required for its use.

本発明のポリオール(メタ)アクリレート混合物は、コーティング及びインキ組成物の重合性モノマーとして有用であり、それらは紫外線、電子線等により、または熱的手段により硬化させることが出来る。紫外線等により硬化を行なう場合には、一般的に公知の多くの種類にわたる光増感剤または光重合開始剤を含有させる。硬化方法も公知のものに従って実施することが可能である。   The polyol (meth) acrylate mixtures of the present invention are useful as polymerizable monomers in coating and ink compositions, and they can be cured by ultraviolet light, electron beams, etc., or by thermal means. When curing by ultraviolet rays or the like, generally known many types of photosensitizers or photopolymerization initiators are contained. The curing method can also be carried out according to known methods.

また、このポリオール(メタ)アクリレート混合物は、それ自体単独で、または他の単量体もしくは重合体と混合して使用することが出来る。更に、このポリオール(メタ)アクリレート混合物は、有機過酸化物の添加によっても重合することが出来る。   The polyol (meth) acrylate mixture can be used alone or in combination with other monomers or polymers. Furthermore, this polyol (meth) acrylate mixture can also be polymerized by the addition of organic peroxides.

次に実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。但し本発明は、以下の実施例により何ら制限されるものではない。
なお、PII値と粘度はつぎのような方法で測定した。
PII値
ドレーズ改良法により測定した。すなわち、背中の毛を刈った健康な白色ウサギ6匹の無処置皮膚、およびかすり傷をつけた皮膚に対して貼り付けテストを行なった。テスト部位は4ヶ所に分け、試料0.5mlを1.5×1.5インチの広さに塗布し、絆創膏で固定した。刺激性は紅斑と浮腫をそれぞれ0〜4の5段階で評価した。貼り付け後4、24、48時間後における紅斑と浮腫の読みの総和を6で割った値を個々のウサギの評点とし、6匹の評点の平均をPII値とした。
粘度
B型粘度計(型式BM、(株)東京計器製造所製)を用いて25℃で測定した。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
The PII value and viscosity were measured by the following method.
It was measured by the PII value drape improvement method. That is, an adhesion test was performed on untreated skin of 6 healthy white rabbits whose back was shaved and on skin with scratches. The test site was divided into four locations, 0.5 ml of the sample was applied to a size of 1.5 × 1.5 inches, and fixed with a bandage. For irritation, erythema and edema were evaluated on a scale of 0 to 4, respectively. The total of the erythema and edema readings at 4, 24, and 48 hours after pasting was divided by 6 to give the individual rabbit a score, and the average of the six scores was taken as the PII value.
The viscosity was measured at 25 ° C. using a B-type viscometer (model BM, manufactured by Tokyo Keiki Seisakusho Co., Ltd.).

製造例1
特開平11−49708号公報に記載された実施例1に準じて、NBDとホルムアルデヒドよりTMPを合成した。反応終了後、溶媒にNBDを用いてTMPを抽出し、低沸点である原料や副生物を回収、除去した。抽出で得られた粗TMPをフイルムエバポレーターで蒸留した。TMPを留去した蒸留釜残として、TMP8%、di−TMP45%、bis−TMP28%、及びその他の有機副産物19%という組成を有するポリオール混合物を得た。
Production Example 1
TMP was synthesized from NBD and formaldehyde according to Example 1 described in JP-A-11-49708. After completion of the reaction, TMP was extracted using NBD as a solvent, and raw materials and by-products having a low boiling point were recovered and removed. Crude TMP obtained by extraction was distilled with a film evaporator. A polyol mixture having a composition of 8% TMP, 45% di-TMP, 28% bis-TMP, and 19% of other organic by-products was obtained as the residue in the distillation kettle from which TMP had been distilled off.

製造例2
上記の蒸留釜残1300重量部とアセトン1300重量部を加え、溶液が透明になるまで加熱撹拌した。これを攪拌しながら30℃まで冷却し、30℃に保ったまま2時間晶析を行なった。得られたスラリーから遠心分離によってdi−TMP結晶256重量部を分離し、得られた母液からアセトンを留去してTMP23%、di−TMP26%、bis−TMP25%、及びその他の有機副産物26%という組成を有するポリオール混合物1044重量部を得た。
Production Example 2
The remaining 1300 parts by weight of the distillation still and 1300 parts by weight of acetone were added, and the mixture was heated and stirred until the solution became transparent. This was cooled to 30 ° C. with stirring, and crystallization was carried out for 2 hours while maintaining the temperature at 30 ° C. From the resulting slurry, 256 parts by weight of di-TMP crystals were separated by centrifugation, and acetone was distilled off from the resulting mother liquor to remove TMP 23%, di-TMP 26%, bis-TMP 25%, and other organic by-products 26%. Thus, 1044 parts by weight of a polyol mixture having the composition was obtained.

実施例1
機械撹拌装置、温度調節装置、温度計、凝縮器及び分縮器を備えた2000mlの丸底フラスコに、製造例2で調製したポリオール混合物285重量部(水酸基24重量%含有)、アクリル酸346重量部、p−トルエンスルホン酸一水和物18重量部、ハイドロキノン3重量部、フェノチアジン0.05重量部、ベンゼン400重量部、シクロヘキサン100重量部を仕込んで82〜90℃に加熱し、生成水は溶剤と共に蒸留、凝縮させ分離器で水のみ系外に排出し、溶剤は反応器に戻した。水が72重量部発生した時点で室温まで冷却した。反応混合物をベンゼン800重量部及びシクロヘキサン200重量部の混合物に溶解し、20%水酸化ナトリウム水溶液で中和した後、20%食塩水400重量部で3回洗浄した。溶剤を減圧留去した後、活性白土処理し、淡黄色のポリオールアクリレート混合物419重量部を得た。このもののPII値は1.8であり、粘度は400mPa・s(25℃)であった。2−エチルアンスラキノン(光増感剤)5.0重量%を生成物の一部に添加し、次いで生成した増感された透明なコーティング組成物を鋼製パネル上に塗布し、次いで該コーティングを紫外線に露出して透明な乾燥した膜状コーティングを得た。
Example 1
In a 2000 ml round bottom flask equipped with a mechanical stirrer, temperature controller, thermometer, condenser and condenser, 285 parts by weight of the polyol mixture prepared in Production Example 2 (containing 24% by weight of hydroxyl group), 346% by weight of acrylic acid Parts, p-toluenesulfonic acid monohydrate 18 parts by weight, hydroquinone 3 parts by weight, phenothiazine 0.05 parts by weight, benzene 400 parts by weight, cyclohexane 100 parts by weight and heated to 82-90 ° C. Distilled and condensed together with the solvent, only water was discharged out of the system with a separator, and the solvent was returned to the reactor. When 72 parts by weight of water was generated, it was cooled to room temperature. The reaction mixture was dissolved in a mixture of 800 parts by weight of benzene and 200 parts by weight of cyclohexane, neutralized with a 20% aqueous sodium hydroxide solution, and then washed three times with 400 parts by weight of 20% brine. After distilling off the solvent under reduced pressure, it was treated with activated clay to obtain 419 parts by weight of a pale yellow polyol acrylate mixture. This product had a PII value of 1.8 and a viscosity of 400 mPa · s (25 ° C.). 5.0% by weight of 2-ethylanthraquinone (photosensitizer) is added to a portion of the product, and then the resulting sensitized clear coating composition is applied onto a steel panel and then the coating Was exposed to UV to obtain a transparent, dry film-like coating.

実施例2
製造例1で調製したポリオール混合物279重量部(水酸基24.5重量%含有)を使用した以外は実施例1と全く同様の操作を行なったところ、淡黄色のポリオールアクリレート混合物415重量部を得た。このもののPII値は1.5であり、粘度は800mPa・s(25℃)であった。2−エチルアンスラキノン(光増感剤)5.0重量%を生成物の一部に添加し、次いで生成した増感された透明なコーティング組成物を鋼製パネル上に塗布し、次いで該コーティングを紫外線に露出して透明な乾燥した膜状コーティングを得た。
Example 2
The same operation as in Example 1 was carried out except that 279 parts by weight of the polyol mixture prepared in Production Example 1 (containing 24.5% by weight of hydroxyl group) was used. As a result, 415 parts by weight of a pale yellow polyol acrylate mixture was obtained. . This product had a PII value of 1.5 and a viscosity of 800 mPa · s (25 ° C.). 5.0% by weight of 2-ethylanthraquinone (photosensitizer) is added to a portion of the product, and then the resulting sensitized clear coating composition is applied onto a steel panel and then the coating Was exposed to UV to obtain a transparent, dry film-like coating.

実施例3
実施例1記載の装置と同様の装置を用いて、製造例1記載の組成を有するポリオール混合物285重量部、メタクリル酸413重量部、p−トルエンスルホン酸3重量部、ハイドロキノン3重量部、フェノチアジン0.05重量部、トルエン500重量部を仕込んで111〜118℃に加熱し、生成水は溶剤と共に蒸留、凝縮させ分離器で水のみ系外に排出し、溶剤は反応器に戻した。水が72重量部発生した時点で室温まで冷却した。反応混合物をトルエン1000重量部に溶解し、20%水酸化ナトリウム水溶液で中和した後、20%食塩水400重量部で3回洗浄した。溶剤を減圧留去した後、活性白土処理し、淡黄色のポリオールメタクリレート混合物470重量部を得た。このもののPII値は0.4であり、粘度は100mPa・s(25℃)であった。2−エチルアンスラキノン(光増感剤)5.0重量%を生成物の一部に添加し、次いで生成した増感された透明なコーティング組成物を鋼製パネル上に塗布し、次いで該コーティングを紫外線に露出して透明な乾燥した膜状コーティングを得た。
Example 3
Using an apparatus similar to that described in Example 1, 285 parts by weight of a polyol mixture having the composition described in Production Example 1, 413 parts by weight of methacrylic acid, 3 parts by weight of p-toluenesulfonic acid, 3 parts by weight of hydroquinone, phenothiazine 0 .05 parts by weight and 500 parts by weight of toluene were charged and heated to 111 to 118 ° C., the produced water was distilled and condensed together with the solvent, and only water was discharged out of the system with a separator, and the solvent was returned to the reactor. When 72 parts by weight of water was generated, it was cooled to room temperature. The reaction mixture was dissolved in 1000 parts by weight of toluene, neutralized with a 20% aqueous sodium hydroxide solution, and then washed three times with 400 parts by weight of 20% brine. After the solvent was distilled off under reduced pressure, it was treated with activated clay to obtain 470 parts by weight of a pale yellow polyol methacrylate mixture. This product had a PII value of 0.4 and a viscosity of 100 mPa · s (25 ° C.). 5.0% by weight of 2-ethylanthraquinone (photosensitizer) is added to a portion of the product, and then the resulting sensitized clear coating composition is applied onto a steel panel and then the coating Was exposed to UV to obtain a transparent, dry film-like coating.

比較例1
フイルムエバポレーターでの蒸留に代えて単蒸留した以外は製造例1と同様に調製したポリオール混合物、すなわちTMP60%、di−TMP16%、bis−TMP11%、及びその他の有機副産物13%という組成を有するポリオール混合物228重量部(水酸基30重量%含有)を使用した以外は実施例1と全く同様の操作を行なったところ、淡黄色のポリオールアクリレート混合物377重量部を得た。このもののPII値は3.0であった。
Comparative Example 1
A polyol mixture prepared in the same manner as in Production Example 1 except that simple distillation was used instead of distillation using a film evaporator, that is, a polyol having a composition of TMP 60%, di-TMP 16%, bis-TMP 11%, and other organic by-products 13%. Except that 228 parts by weight of the mixture (containing 30% by weight of hydroxyl group) was used, the same operation as in Example 1 was performed to obtain 377 parts by weight of a pale yellow polyol acrylate mixture. The PII value of this product was 3.0.

比較例2
製造例2で得られたポリオール混合物を更に強熱し単蒸留して得られたポリオール混合物、すなわちTMP8%、di−TMP12%、bis−TMP15%、及びその他の有機副産物65%という組成を有するポリオール混合物342重量部(水酸基20重量%含有)を使用した以外は実施例1と全く同様の操作を行なったところ、淡黄色のポリオールアクリレート混合物478重量部を得た。このものの粘度は3000mPa・s(25℃)であった。
Comparative Example 2
A polyol mixture obtained by further heating and simple distillation of the polyol mixture obtained in Production Example 2, that is, a polyol mixture having a composition of 8% TMP, 12% di-TMP, 15% bis-TMP, and 65% of other organic by-products. Except for using 342 parts by weight (containing 20% by weight of hydroxyl group), the same operation as in Example 1 was performed to obtain 478 parts by weight of a pale yellow polyol acrylate mixture. The viscosity of this product was 3000 mPa · s (25 ° C.).

Claims (7)

ジトリメチロールプロパン、2,2’−メチレンビス(オキシメチレン)ビス(2−エチル−1,3−プロパンジオール)、及びトリメチロールプロパンを含むポリオール混合物のエステル化により得られるポリオール(メタ)アクリレート混合物。   A polyol (meth) acrylate mixture obtained by esterification of a polyol mixture comprising ditrimethylolpropane, 2,2'-methylenebis (oxymethylene) bis (2-ethyl-1,3-propanediol), and trimethylolpropane. 前記ポリオール混合物の組成がつぎの条件(a)〜(c)を満たす請求項1記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物。
(a)ジトリメチロールプロパン及び2,2’−メチレンビス(オキシメチレン)ビス(2−エチル−1,3−プロパンジオール)の合計含有量とトリメチロールプロパンの含有量との重量比率が0.5〜20の範囲であり、
(b)2,2’−メチレンビス(オキシメチレン)ビス(2−エチル−1,3−プロパンジオール)の含有量とジトリメチロールプロパンの含有量との重量比率が0.1〜15の範囲であり、
(c)ジトリメチロールプロパン及び2,2’−メチレンビス(オキシメチレン)ビス(2−エチル−1,3−プロパンジオール)の合計含有量がポリオール混合物全体の30〜95重量%である。
The polyol (meth) acrylate mixture according to claim 1, wherein the composition of the polyol mixture satisfies the following conditions (a) to (c).
(A) The weight ratio of the total content of ditrimethylolpropane and 2,2′-methylenebis (oxymethylene) bis (2-ethyl-1,3-propanediol) to the content of trimethylolpropane is 0.5 to A range of 20,
(B) The weight ratio of the content of 2,2′-methylenebis (oxymethylene) bis (2-ethyl-1,3-propanediol) and the content of ditrimethylolpropane is in the range of 0.1-15. ,
(C) The total content of ditrimethylolpropane and 2,2′-methylenebis (oxymethylene) bis (2-ethyl-1,3-propanediol) is 30 to 95% by weight of the total polyol mixture.
塩基性触媒存在下ノルマルブチルアルデヒドとホルムアルデヒドとの反応により生成したトリメチロールプロパンを溶媒で抽出し、得られたトリメチロールプロパンの抽出液から該溶媒を留去したのち、得られた粗トリメチロールプロパンを蒸留によって精製した際に得られる、トリメチロールプロパンを留去した蒸留釜残を前記ポリオール混合物として用いる請求項1または2記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物。   Trimethylolpropane produced by the reaction of normal butyraldehyde and formaldehyde in the presence of a basic catalyst is extracted with a solvent, the solvent is distilled off from the resulting trimethylolpropane extract, and the resulting crude trimethylolpropane is obtained. The polyol (meth) acrylate mixture according to claim 1 or 2, wherein a residue obtained by distilling off trimethylolpropane, which is obtained when the product is purified by distillation, is used as the polyol mixture. 一次皮膚刺激性指数が0〜2.0の範囲である請求項1〜3のいずれかに記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物。   The polyol (meth) acrylate mixture according to any one of claims 1 to 3, wherein the primary skin irritation index is in the range of 0 to 2.0. B型粘度計によって測定された25℃における粘度が1〜1900mPa・sの範囲である請求項1〜4のいずれかに記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物。   The polyol (meth) acrylate mixture according to any one of claims 1 to 4, wherein the viscosity at 25 ° C measured by a B-type viscometer is in the range of 1 to 1900 mPa · s. 請求項1〜5のいずれかに記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物を含む組成物を硬化してなる硬化物。   Hardened | cured material formed by hardening | curing the composition containing the polyol (meth) acrylate mixture in any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれかに記載のポリオール(メタ)アクリレート混合物を含む組成物を原料として用いるインキ、塗料、接着剤または注型材料。   An ink, a paint, an adhesive, or a casting material that uses a composition containing the polyol (meth) acrylate mixture according to any one of claims 1 to 5 as a raw material.
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