JP2007197719A - New alicyclic compound and method for producing the alicyclic compound, composition for polymerization including the alicyclic compound and polymer obtained by polymerizing the composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規な脂環式化合物、当該脂環式化合物の製造法、当該脂環式化合物を含む重合用組成物および当該重合用組成物を重合してなる重合体、に関する。 The present invention relates to a novel alicyclic compound, a method for producing the alicyclic compound, a polymerization composition containing the alicyclic compound, and a polymer obtained by polymerizing the polymerization composition.
近年、電子材料、光学材料の分野では、各種性能を向上させるべく、種々の新規材料が検討されている。特に、脂環式化合物については、電子材料、光学材料等の分野で優れた特性が期待できるため、研究開発が活発に行われている。本願人も先に種々の新規脂環式化合物を提案している(例えば、特許文献1、2参照)が、さらなる高性能を付与しうる材料が求められている。 In recent years, various new materials have been studied in the fields of electronic materials and optical materials in order to improve various performances. In particular, alicyclic compounds have been actively researched and developed because they can be expected to have excellent characteristics in fields such as electronic materials and optical materials. The present applicant has previously proposed various novel alicyclic compounds (see, for example, Patent Documents 1 and 2), but a material capable of imparting further high performance is required.
ところで、イミド化合物は、その優れた耐電性、耐溶剤性等の物性のため、電子材料、光学材料等に広く使用されるようになってきている。 By the way, imide compounds have been widely used in electronic materials, optical materials, and the like due to their excellent properties such as electric resistance and solvent resistance.
本発明は、電子材料や光学材料等の原料として用いた場合に良好な物性を呈する、新規な脂環式化合物およびその製造方法を提供することを主たる課題とする。また、当該脂環式化合物を含む重合用組成物、および該重合用組成物を重合してなる重合体を提供することを更なる目的とする。 The main object of the present invention is to provide a novel alicyclic compound that exhibits good physical properties when used as a raw material for electronic materials, optical materials, and the like, and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a polymerization composition containing the alicyclic compound and a polymer obtained by polymerizing the polymerization composition.
本発明者は、下記一般式(1)で示す脂環式化合物が新規であり、また当該脂環式化合物を原料とする重合組成物が硬化性に優れており、しかも該重合組成物から得られる重合体が耐熱性や、低吸水性、低透湿度、硬度、各種基材に対する密着性等の物性に優れることを見出した。すなわち本発明は、 The inventor of the present invention has a novel alicyclic compound represented by the following general formula (1), and a polymer composition using the alicyclic compound as a raw material has excellent curability and is obtained from the polymer composition. It has been found that the polymer obtained is excellent in physical properties such as heat resistance, low water absorption, low moisture permeability, hardness, and adhesion to various substrates. That is, the present invention
1.下記一般式(1): 1. The following general formula (1):
(式中、R1は水素またはメチル基を、aは1〜6の整数を、bは0〜6の整数を表す。)で表される脂環式化合物; (Wherein R 1 represents hydrogen or a methyl group, a represents an integer of 1 to 6, and b represents an integer of 0 to 6);
2.下記一般式(2−1): 2. The following general formula (2-1):
で表される脂環式ジカルボン酸または、下記一般式(2−2): Or an alicyclic dicarboxylic acid represented by the following general formula (2-2):
で表される脂環式ジカルボン酸無水物に、一般式(3):H2N−(CH2)a−OH(式中、aは1〜6の整数を表す。)で表されるモノアミン化合物を反応させて、下記一般式(4): A monoamine represented by the general formula (3): H 2 N— (CH 2 ) a —OH (where a represents an integer of 1 to 6). The compound is reacted to give the following general formula (4):
(式中、aは1〜6の整数を表す。)で表される脂環イミド化合物を製造し、これに、一般式(5):HOOC−(CH2)b−C(R1)=CH2(式中、R1は水素またはメチル基、bは0〜6の整数を表す。)で表されるビニル化合物を反応させることを特徴とする、下記一般式(1): (In the formula, a represents an integer of 1 to 6), and an alicyclic imide compound represented by general formula (5): HOOC— (CH 2 ) b —C (R 1 ) = The following general formula (1), characterized by reacting a vinyl compound represented by CH 2 (wherein R 1 is hydrogen or a methyl group, and b is an integer of 0 to 6):
(式中、R1は水素またはメチル基を、aは1〜6の整数を、bは0〜6の整数を表す。)で表される脂環式化合物の製造方法; (Wherein R 1 represents hydrogen or a methyl group, a represents an integer of 1 to 6, and b represents an integer of 0 to 6);
3.前記1.に記載の脂環式化合物または前記2.に記載の製造方法で得られる脂環式化合物を含む重合用組成物; 3. 1 above. Or the alicyclic compound described in 2 above. A composition for polymerization comprising an alicyclic compound obtained by the production method described in 1);
4.前記3.に記載の重合用組成物を重合してなる重合体、に関する。 4). 3 above. And a polymer obtained by polymerizing the composition for polymerization described in 1.
本発明の脂環式化合物は、分子中にノルボルネン骨格とイミド基、重合性官能基((メタ)アクリロイル基および、該ノルボルネン骨格中のビニレン基)を有するため、従来の電子材料や光学材料に組み込んだ際に、新規な特性が期待される。
また、当該脂環式化合物を含む重合用組成物は、各種重合方法により容易かつ速やかに重合して、各種の重合体を与える。
また、当該重合体は、耐熱性、低吸水性、低透湿性、高い硬度、各種基材に対する密着性などの良好な物性を有するので、電子材料、光学材料として有用であると期待できる。
Since the alicyclic compound of the present invention has a norbornene skeleton, an imide group, and a polymerizable functional group ((meth) acryloyl group and vinylene group in the norbornene skeleton) in the molecule, it can be used in conventional electronic materials and optical materials. When incorporated, new properties are expected.
Moreover, the composition for polymerization containing the alicyclic compound is easily and quickly polymerized by various polymerization methods to give various polymers.
In addition, since the polymer has good physical properties such as heat resistance, low water absorption, low moisture permeability, high hardness, and adhesion to various substrates, it can be expected to be useful as an electronic material and an optical material.
本発明の脂環式化合物(以下、脂環イミドアクリレートという)は、下記一般式(1): The alicyclic compound of the present invention (hereinafter referred to as alicyclic imide acrylate) has the following general formula (1):
(式中、R1は水素またはメチル基を、aは1〜6の整数を、bは0〜6の整数を表す。)で表される。 (Wherein R 1 represents hydrogen or a methyl group, a represents an integer of 1 to 6, and b represents an integer of 0 to 6).
本発明に係る脂環イミドアクリレートは、分子中に重合性官能基((メタ)アクリロイル基および、ノルボルネン骨格中のビニレン基)を有するので、単独で重合させ、若しくは他の重合性モノマーと共重合させることにより、各種の油性ないし水性の重合体とすることができる。 Since the alicyclic imide acrylate according to the present invention has a polymerizable functional group ((meth) acryloyl group and vinylene group in norbornene skeleton) in the molecule, it is polymerized alone or copolymerized with other polymerizable monomers. Thus, various oily or aqueous polymers can be obtained.
当該脂環イミドアクリレートの製造方法は特に限定されないが、具体的には、例えば、下記一般式(2−1): Although the manufacturing method of the said alicyclic imide acrylate is not specifically limited, Specifically, for example, the following general formula (2-1):
で表される脂環式ジカルボン酸または、下記一般式(2−2): Or an alicyclic dicarboxylic acid represented by the following general formula (2-2):
(以下、両者を脂環式ジカルボン酸(無水物)と総称する)で表される脂環式ジカルボン酸無水物に、一般式(3):H2N−(CH2)a−OH(式中、aは1〜6の整数を表す。)で表されるモノアミン化合物を反応させて、下記一般式(4): (Hereinafter, both are collectively referred to as alicyclic dicarboxylic acid (anhydride)), the general formula (3): H 2 N— (CH 2 ) a —OH (formula In the formula, a represents an integer of 1 to 6) and a monoamine compound represented by the following formula (4):
(式中aは1〜6の整数を表す。) (In the formula, a represents an integer of 1 to 6.)
で表される脂環イミド化合物を製造し、これに、一般式(5):HOOC−(CH2)b−C(R1)=CH2(式中、R1は水素またはメチル基、bは0〜6の整数を表す。)で表されるビニル化合物を反応させることにより、得ることができる。 The alicyclic imide compound represented by general formula (5): HOOC— (CH 2 ) b —C (R 1 ) ═CH 2 (wherein R 1 is hydrogen or a methyl group, b Represents an integer of 0 to 6.) and can be obtained by reacting the vinyl compound represented by
前記脂環式ジカルボン酸(無水物)は、例えば、マレイン酸または無水マレイン酸をシクロペンタジエンにディールス・アルダー付加させる方法や、脂環式トランス−ジカルボン酸ジエステル(例えば、特開平9−20724号公報等参照)を加水分解する方法等により得ることができる。なお、脂環式ジカルボン酸無水物を用いると、後述するアミド化反応が容易に進行するため好ましい。該脂環式ジカルボン酸無水物は、例えば無水ハイミック酸として市販品を用いることもできる。 Examples of the alicyclic dicarboxylic acid (anhydride) include maleic acid or maleic anhydride added by Diels-Alder to cyclopentadiene, and alicyclic trans-dicarboxylic acid diesters (for example, JP-A-9-20724). Etc.) can be obtained by a hydrolysis method. In addition, it is preferable to use an alicyclic dicarboxylic acid anhydride because an amidation reaction described later easily proceeds. As the alicyclic dicarboxylic acid anhydride, for example, a commercially available product can be used as a hymic anhydride.
また、前記モノアミン化合物としては、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン等のモノアミノアルコール化合物が挙げられる。これらの中でも、入手容易で安価な点より、特にエタノールアミンが好ましい。 Examples of the monoamine compound include monoamino alcohol compounds such as ethanolamine, propanolamine, and butanolamine. Among these, ethanolamine is particularly preferable from the viewpoint of availability and inexpensiveness.
前記一般式(2−2)で表される脂環式ジカルボン酸(無水物)に、前記一般式(3)で表されるモノアミン化合物を反応させる方法は特に限定されず、各種公知の方法を採用することができる。具体的には、例えば、前記脂環式ジカルボン酸(無水物)1モルと、前記モノアミン化合物0.5〜3モル程度を、通常はエタノール等の水と共沸する溶媒中で、10℃〜70℃程度において1〜5時間程度アミド化反応させた後、さらに80℃〜180℃程度の温度において3〜20時間程度、共沸脱水させてイミド化反応させる方法が挙げられる。 The method of reacting the monoamine compound represented by the general formula (3) with the alicyclic dicarboxylic acid (anhydride) represented by the general formula (2-2) is not particularly limited, and various known methods can be used. Can be adopted. Specifically, for example, 1 mol of the alicyclic dicarboxylic acid (anhydride) and about 0.5 to 3 mol of the monoamine compound are usually used in a solvent azeotroped with water such as ethanol at 10 ° C to Examples include a method in which an amidation reaction is performed at about 70 ° C. for about 1 to 5 hours, and then an azeotropic dehydration is performed at a temperature of about 80 ° C. to 180 ° C. for about 3 to 20 hours to perform an imidization reaction.
なお、各反応の際には、各種公知の酸触媒または塩基性触媒を用いることができる。具体的には、例えば、アルキルスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸などの有機スルホン酸や、硫酸、亜リン酸などの無機酸、ピリジン、トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの塩基性化合物等が挙げられ、これらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、該触媒の使用量は特に限定されないが、通常は、脂環式ジカルボン酸(無水物)に対し0.001〜1.0重量%程度である。 In each reaction, various known acid catalysts or basic catalysts can be used. Specific examples include organic sulfonic acids such as alkylsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and benzenesulfonic acid, inorganic acids such as sulfuric acid and phosphorous acid, and basic compounds such as pyridine, trimethylamine and triethylamine. These can be used singly or in combination of two or more. In addition, although the usage-amount of this catalyst is not specifically limited, Usually, it is about 0.001-1.0 weight% with respect to alicyclic dicarboxylic acid (anhydride).
また、イミド化反応の際には、各種公知の脱水剤(ジシクロヘキシルカルボジイミド、無水酢酸等)と塩基性化合物(ピリジン、トリエチルアミン、酢酸ナトリウム等)を組み合わせたものを用いる事により、50℃〜100℃程度の低温で反応を行う事が可能になる。なお、このものの使用量は特に限定されないが、通常は、脂環式ジカルボン酸(無水物)に対し0.001〜1.0重量%程度である。また、当該脱水剤1モルに対する当該塩基性化合物の量は、通常1〜5モル程度である。 In the imidization reaction, a combination of various known dehydrating agents (dicyclohexylcarbodiimide, acetic anhydride, etc.) and a basic compound (pyridine, triethylamine, sodium acetate, etc.) is used. The reaction can be performed at a low temperature. In addition, although the usage-amount of this thing is not specifically limited, Usually, it is about 0.001-1.0 weight% with respect to alicyclic dicarboxylic acid (anhydride). Moreover, the quantity of the said basic compound with respect to 1 mol of said dehydrating agents is about 1-5 mol normally.
このようにして製造した脂環イミド化合物に、前記一般式(5)で表されるビニル化合物を反応させることにより、前記一般式(1)で表される脂環式イミドアクリレートが得られる。 The alicyclic imide acrylate represented by the general formula (1) is obtained by reacting the alicyclic imide compound thus produced with the vinyl compound represented by the general formula (5).
該ビニル化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、3−ブテン酸、4−ペンテン酸、5−ヘキセン酸、6−ヘプテン酸等が挙げられる。 Specific examples of the vinyl compound include acrylic acid, methacrylic acid, 3-butenoic acid, 4-pentenoic acid, 5-hexenoic acid, and 6-heptenoic acid.
当該反応は特に限定されず、各種公知のエステル化反応を利用することができる。具体的には、例えば、前記脂環イミド化合物1モルと、これに対し0.5〜20モル程度となる前記ビニル化合物とを、通常、20℃〜150℃程度において、2〜20時間程度反応させればよい。なお、当該反応は、水と共沸する溶媒(ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒が好ましい)の存在下、水を留去しながら行うのが好ましい。また、当該反応時には、各種公知のエステル化触媒(p−トルエンスルホン酸、硫酸等)を用いるのが好ましい。なお、該エステル化触媒の使用量は、前記脂環イミド化合物1モルに対し、通常、0.001〜0.1モル程度である。 The reaction is not particularly limited, and various known esterification reactions can be used. Specifically, for example, 1 mol of the alicyclic imide compound and the vinyl compound which is about 0.5 to 20 mol relative to this are usually reacted at about 20 to 150 ° C. for about 2 to 20 hours. You can do it. The reaction is preferably carried out while distilling off water in the presence of a solvent azeotropic with water (aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene are preferred). In the reaction, various known esterification catalysts (p-toluenesulfonic acid, sulfuric acid, etc.) are preferably used. In addition, the usage-amount of this esterification catalyst is about 0.001-0.1 mol normally with respect to 1 mol of said alicyclic imide compounds.
また、当該反応時には、各種の重合禁止措置(重合禁止剤、空気や酸素によるバブリング等)を採るのが好ましい。なお、該重合禁止剤としては、ヒドロキノン、メトキノン、フェノチアジン等が挙げられ、その使用量は、通常、前記ビニル化合物1モルに対して0.0001〜0.01モル程度である。 Moreover, it is preferable to take various polymerization prohibition measures (polymerization inhibitor, bubbling with air or oxygen, etc.) during the reaction. Examples of the polymerization inhibitor include hydroquinone, methoquinone, phenothiazine and the like, and the amount used is usually about 0.0001 to 0.01 mol with respect to 1 mol of the vinyl compound.
こうして得られる前記一般式(1)で表される脂環式イミドアクリレートは通常、そのままでも高純度であるが、必要に応じて蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等の各種公知の方法で精製することにより、より高純度とすることができる。 The alicyclic imide acrylate represented by the general formula (1) thus obtained is usually highly pure as it is, but can be purified by various known methods such as distillation and silica gel column chromatography as necessary. , Higher purity can be achieved.
本発明に係る重合用組成物は、前記脂環式化合物を含むものであり、その他、該脂環式イミドアクリレート以外の他の重合性化合物や、各種の重合開始剤、および各種添加剤を含むことができる。なお、当該他の重合性化合物とは、具体的には、エチレン性不飽和基を1個有する化合物(以下、単官能モノマーという)や、エチレン性不飽和基を2個以上有する化合物(以下、多官能モノマーという)をいう。 The composition for polymerization according to the present invention includes the alicyclic compound, and includes other polymerizable compounds other than the alicyclic imide acrylate, various polymerization initiators, and various additives. be able to. In addition, the other polymerizable compound specifically includes a compound having one ethylenically unsaturated group (hereinafter referred to as a monofunctional monomer) or a compound having two or more ethylenically unsaturated groups (hereinafter referred to as “monofunctional monomer”). It is called a polyfunctional monomer.
当該単官能モノマーとしては、例えば、アクリル酸アルキルエステル〔(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等〕、芳香族系モノマー〔スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、インデン、メチルインデン等〕、アニオン性ビニルモノマー類やその中和塩〔(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、ムコン酸、シトラコン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等や、これらの中和塩〕、第三級アミノ基含有ビニルモノマー〔N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等〕、該第三級アミノ基含有ビニルモノマーを四級化剤(メチルクロライド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸、エピクロルヒドリン等)で四級化してなるカチオン性ビニルモノマー、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート〔2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシへキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、およびトリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート等〕、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドン等、フェノールのアルキレンオキシド付加物の(メタ)アクリレート、並びにそのハロゲン核置換体〔フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノールエチレンオキシド変成(メタ)アクリレートおよびフェノールプロピレンオキシド変成(メタ)アクリレート等〕、アルキルフェノールのアルキレンオキシド付加物の(メタ)アクリレート、並びにそのハロゲン核置換体〔ノニルフェノールエチレンオキシド変成(メタ)アクリレート、ノニルフェノールプロピレンオキシド変成(メタ)アクリレート及びパラクミルフェノールアルキレンオキシド変成(メタ)アクリレート等〕、フェニルフェノールのアルキレンオキシド変成(メタ)アクリレート及びそのハロゲン置換体等〕、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート及びそのハロゲン核置換体、フェニルフェノールグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物及びそのハロゲン核置換体、シクロヘキセンオキシドの(メタ)アクリル酸付加物等のエポキシモノ(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート、イソボロ←ルではない?ニル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルフォリン等が挙げられ、これらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the monofunctional monomer include alkyl acrylate esters [methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, etc. ], Aromatic monomers (styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, indene, methylindene, etc.), anionic vinyl monomers and neutralized salts thereof ((meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, itaconic acid, Fumaric acid, muconic acid, citraconic acid, vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, etc., and neutralized salts thereof], containing tertiary amino group Vinyl monomer [N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N Diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylamide, etc.], and the tertiary amino group-containing vinyl monomer is converted into a quaternizing agent (methyl chloride, Cationic vinyl monomers quaternized with benzyl chloride, dimethyl sulfate, epichlorohydrin, etc.), hydroxyl group-containing (meth) acrylates [2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) ) Acrylate, hydroxypentyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxyhexyl (meth) acrylate, hydroxyoctyl (meth) acrylate, pentaerythritol mono (meth) ) Acrylate, trimethylolpropane mono (meth) acrylate, etc.], vinyl acetate, N-vinylpyrrolidone, etc., (meth) acrylates of phenolic alkylene oxide adducts, and halogen nucleus substitutes thereof [phenoxyethyl (meth) acrylates] , Phenol ethylene oxide modified (meth) acrylates and phenol propylene oxide modified (meth) acrylates, etc.], (meth) acrylates of alkylene oxide adducts of alkylphenols, and their halogen nucleus substitutes [nonylphenol ethylene oxide modified (meth) acrylate, nonylphenol propylene oxide Modified (meth) acrylate and paracumylphenol alkylene oxide modified (meth) acrylate, etc.], phenylphenol alkylene Xoxide-modified (meth) acrylate and its halogen substitution product, etc.], 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate and its halogen nucleus substitution product, (meth) acrylic acid adduct of phenylphenol glycidyl ether and its halogen nucleus substitution body, epoxy mono (meth) acrylates such as (meth) acrylic acid adducts of cyclohexene oxide, 2-ethylhexyl carbitol (meth) acrylate, Isobo b ← not Le? Nyl (meth) acrylate, (meth) acryloylmorpholine, etc. are mentioned, These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
また、当該多官能モノマーとしては、例えば、ジビニルベンゼン、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ビスフェノールAテトラエチレングリコールジアクリレート、ヘキサメチレングリコールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、N−ビニルピロリドン、(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリまたはジ(メタ)アクリレート、およびトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、エポキシポリ(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリル系ポリマーのポリ(メタ)アクリレート、ウレタンポリ(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the polyfunctional monomer include divinylbenzene, tripropylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, bisphenol A tetraethylene glycol diacrylate, hexamethylene glycol diacrylate. Acrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, N-vinylpyrrolidone, (meth) acrylamide, N-vinylformamide, 4-hydroxybutyl vinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, pentaerythritol tri Or di (meth) acrylate and trimethylolpropane (Meth) acrylate, polyester poly (meth) acrylate, epoxy poly (meth) acrylate, poly (meth) acrylate of (meth) acrylic polymer, urethane poly (meth) acrylate, and the like can be mentioned. Alternatively, two or more types can be used in combination.
なお、本発明に係る重合用組成物は、前記ウレタンポリ(メタ)アクリレートを含む場合には、得られる重合体の伸び率が高くなり、また、その柔軟性や強靭性、低吸水性、低透湿性等が優れたものになるため好ましい。ここに、該ウレタンポリ(メタ)アクリレートとは、ポリオールと有機ポリイソシアネートの反応物に、前記ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートを反応させてなる化合物をいう。 In addition, when the composition for polymerization according to the present invention contains the urethane poly (meth) acrylate, the elongation rate of the obtained polymer becomes high, and its flexibility, toughness, low water absorption, low It is preferable because it has excellent moisture permeability and the like. Here, the urethane poly (meth) acrylate refers to a compound obtained by reacting the hydroxyl group-containing (meth) acrylate with a reaction product of a polyol and an organic polyisocyanate.
該ポリオールとしては、低分子量ポリオール〔エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等〕、ポリエーテルポリオール〔ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラエチレングリコールなどのポリアルキレングリコール、ポリエチレンポリプロポキシブッロクポリマージオールなどのブッロクまたはランダムポリマーのジオール等〕、ポリエステルポリオール〔該低分子量ポリオールおよび/または該ポリエーテルポリオールと、酸成分(アジピン酸、コハク酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸及びテレフタル酸等の二塩基酸又はその無水物等)とのエステル化反応物等〕が挙げられる。 Examples of the polyol include low molecular weight polyols (ethylene glycol, propylene glycol, cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, etc.), polyether polyols (polyalkylenes such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetraethylene glycol). Glycols, polyethylene polypropoxy block polymer diols such as block or random polymer diols, etc.], polyester polyols [low molecular weight polyols and / or polyether polyols, and acid components (adipic acid, succinic acid, phthalic acid, tetrahydrophthalic acid) , Esterification reaction products with dibasic acids such as hexahydrophthalic acid and terephthalic acid or their anhydrides, etc.].
該有機ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート3量体、水素化トリレンジイソシアネート、水素化4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化キシイレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート2量体、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート相互付加物、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリメチロールプロパントリス(トリレンジイソシアネート)付加物及びイソホロンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the organic polyisocyanate include tolylene diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, 1,6-hexane diisocyanate trimer, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenation 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate dimer, 1,5-naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate interadduct, 4,4'-dicyclohexylmethane Examples thereof include diisocyanate, trimethylolpropane tris (tolylene diisocyanate) adduct, and isophorone diisocyanate.
本発明に係る重合用組成物中、前記脂環イミドアクリレートと前記他の重合性化合物との割合は特に制限されないが、通常は前者が10〜80重量%程度(好ましくは20〜60重量%)、後者が20〜90重量%(好ましくは40〜80重量%)程度である。当該数値範囲とすることで、重合用組成物の硬化性や、得られる重合体の耐熱性、低吸水性、低透湿性、硬度、柔軟性等や、各種基材に対する密着性が良好になる。 In the composition for polymerization according to the present invention, the ratio of the alicyclic imide acrylate and the other polymerizable compound is not particularly limited, but usually the former is about 10 to 80% by weight (preferably 20 to 60% by weight). The latter is about 20 to 90% by weight (preferably 40 to 80% by weight). By setting the numerical value range, the curability of the polymerization composition, the heat resistance, low water absorption, low moisture permeability, hardness, flexibility, and the like of the resulting polymer, and the adhesion to various substrates are improved. .
前記重合開始剤としては、本発明に係る重合用組成物を熱重合させる場合には各種公知の熱重合開始剤が、また、光重合させる場合には各種公知の光ラジカル重合開始剤が用いられる。 As the polymerization initiator, various known thermal polymerization initiators are used when the polymerization composition according to the present invention is thermally polymerized, and various known radical photopolymerization initiators are used when photopolymerized. .
該熱重合開始剤としては、具体的には、例えば、有機過酸化物〔1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン等〕、アゾ系化合物〔1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾジ−t−オクタンおよびアゾジ−t−ブタン等〕が挙げられ、これらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、前記有機過酸化物は、各種公知の還元剤と組み合わせることによりレドックス系開始剤としてもよい。該熱重合開始剤の使用量は、前記脂環イミドアクリレートと前記他の重合性化合物の合計重量に対して、通常0.01〜10重量%程度である。 Specific examples of the thermal polymerization initiator include organic peroxides [1,1-bis (t-butylperoxy) 2-methylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy)- 3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (T-butylperoxy) cyclohexane etc.], azo compounds [1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile, 2-phenylazo-4-methoxy-2 , 4-dimethylvaleronitrile, azodi-t-octane, azodi-t-butane, and the like. These are used alone or in combination of two or more. It can be used in conjunction. In addition, the said organic peroxide is good also as a redox-type initiator by combining with various well-known reducing agents. The usage-amount of this thermal-polymerization initiator is about 0.01 to 10 weight% normally with respect to the total weight of the said alicyclic imide acrylate and the said other polymeric compound.
該光ラジカル重合開始剤としては、具体的には、例えば、ベンゾイン類〔ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、およびベンゾインイソプロピルエーテル等〕やそのアルキルエーテル〕、アセトフェノン類〔アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン等〕アントラキノン類〔2−ターシャリ−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノンおよび2−アミルアントラキノン等のアントラキノン〕、チオオキサントン類〔2,4−ジメチルチオオキサントン、2,4−ジエチルチオオキサントン、2−クロロチオオキサントン及び2,4−ジイソプロピルチオオキサントン等〕、ケタール類〔アセトフェノンジメチルケタール及びベンジルジメチルケタール等のケタール、ベンゾフェノン類、キサントン類等が挙げられ、これらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、当該光ラジカル重合開始剤は、安息香酸系、アミン系等の光重合開始促進剤と組み合わせて用いることもできる。本発明に係る重合用組成物中の、光ラジカル重合開始剤の含有量は、前記脂環イミドアクリレートと前記他の重合性化合物の合計重量に対して、通常、0.1〜10重量%程度である。 Specific examples of the photo radical polymerization initiator include benzoins [benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, etc.] and alkyl ethers thereof, acetophenones [acetophenone, 2,2- Dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 1-hydroxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl ] -2-morpholino-propan-1-one etc.] anthraquinones [anthraquinones such as 2-tert-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone and 2-amylanthraquinone], thiooxant [2,4-dimethylthiooxane, 2,4-diethylthiooxane, 2-chlorothiooxane, 2,4-diisopropylthiooxane, etc.], ketals [acetophenone dimethyl ketal, benzyl dimethyl ketal, etc. Ketals, benzophenones, xanthones and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more. The radical photopolymerization initiator can also be used in combination with a benzoic acid-based, amine-based photopolymerization initiation accelerator. The content of the radical photopolymerization initiator in the polymerization composition according to the present invention is usually about 0.1 to 10% by weight with respect to the total weight of the alicyclic imide acrylate and the other polymerizable compound. It is.
なお、前記光ラジカル重合開始剤とともに、必要に応じて、紫外線吸収剤〔2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール及び2−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール等〕、光安定剤〔ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート及び2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンソエート等〕、酸化防止剤〔トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]及び1,6−ヘキサンジオール−ビス[3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル]プロピオネート等〕等を用いることができる。 In addition to the radical photopolymerization initiator, an ultraviolet absorber [2- (5-methyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole and 2- (3,5-di-t-amyl-2-hydroxy) is optionally added. Phenyl) benzotriazole and the like], light stabilizers [bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate and 2- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)- 2-n-butylmalonate bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl), 2,4-di-t-butylphenyl-3,5-di-t-butyl-4-hydroxy Benzoate and the like], antioxidants [triethylene glycol-bis [3- (3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate] and 1,6-hexanediol-bis [3, - it can be used di -t- butyl-4-hydroxyphenyl] propionate, etc.] and the like.
また、前記添加剤としては、無機充填剤〔シリカ粉末、アルミナ、ジルコン、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム等〕、染料や顔料等の着色剤〔フタロシアニン・ブルー、フタロシアニングリーン、アイオジン・グリーン、ジスアゾイエロー、クリスタルバイオレット、酸化チタン、カーボンブラック、ナフタレンブラック等〕、難燃剤〔三酸化アンチモン、リン酸エステル、赤リンおよびメラミン樹脂をはじめとする含窒素化合物等〕、消泡剤〔シリコーン系、フッ素系、高分子系等〕、密着性付与剤〔イミダゾール類、チアゾール類、トリアゾール類、シランカップリング剤等〕、応力緩和剤〔シリコーンオイル、シリコーンゴム粉末等〕、帯電防止剤、レベリング剤、粘度調節剤、紫外線遮断剤、処理剤、前記重合禁止剤等が挙げられ、これらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the additive include inorganic fillers (silica powder, alumina, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, etc.), coloring agents such as dyes and pigments (phthalocyanine blue, phthalocyanine green, iodin green, disazo yellow, Crystal violet, titanium oxide, carbon black, naphthalene black, etc.), flame retardants (antimony trioxide, phosphoric acid esters, red phosphorus, melamine resins and other nitrogen-containing compounds), antifoaming agents (silicone, fluorine, Polymers, etc.), adhesion promoters (imidazoles, thiazoles, triazoles, silane coupling agents, etc.), stress relieving agents (silicone oil, silicone rubber powder, etc.), antistatic agents, leveling agents, viscosity modifiers , UV blocker, treatment agent, polymerization inhibitor, etc. These may be used alone or in combinations of two or more thereof.
本発明において重合方法は特に制限されず、例えば、活性エネルギー線を照射する方法(光重合法)や、加熱したりする方法(熱重合法)が採用できる。なお、各重合反応は各種溶媒、例えば、アルコール系溶媒(メタノール、エタノール等)、芳香族系溶媒(ベンゼン、トルエン、キシレン等)、ケトン系溶媒(アセトン、メチルエチルケトン等)、エーテル系溶媒(THF等)の存在下または不存在下で行うことできる。 In the present invention, the polymerization method is not particularly limited, and for example, a method of irradiating active energy rays (photopolymerization method) or a method of heating (thermal polymerization method) can be employed. Each polymerization reaction can be carried out in various solvents such as alcohol solvents (methanol, ethanol, etc.), aromatic solvents (benzene, toluene, xylene, etc.), ketone solvents (acetone, methyl ethyl ketone, etc.), ether solvents (THF, etc.). ) In the presence or absence.
また、活性エネルギー線としては、例えば、紫外線や電子線が挙げられる。紫外線の光源としては、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、無電極放電ランプおよびカーボンアークランプ等が挙げられる。また、電子線源としては、例えばコックロフトワルトシン型、バンデグラフ型または共振変圧器型の照射装置が挙げられる。 Moreover, as an active energy ray, an ultraviolet-ray and an electron beam are mentioned, for example. Examples of the ultraviolet light source include a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, an electrodeless discharge lamp, and a carbon arc lamp. Moreover, as an electron beam source, for example, a Cockloft-Waltsin type, a bandegraph type or a resonance transformer type irradiation device can be cited.
以下に、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また、各化合物のスペクトル測定には、次の装置を使用した。
NMR:GEMINI−300(Varian社製)
IR:NEXUS670(サーモエレクトロン社製)
ガスクロマトグラフィー(GC):GC6890(アジレント社製)
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. Moreover, the following apparatus was used for the spectrum measurement of each compound.
NMR: GEMINI-300 (manufactured by Varian)
IR: NEXUS670 (manufactured by Thermo Electron)
Gas chromatography (GC): GC6890 (manufactured by Agilent)
実施例1
冷却管、温度計、滴下ロート、窒素ガス導入口、攪拌機を備えた反応容器に無水ハイミック酸(商品名「HAC」,日立化成工業(株)製)82.1gを仕込み、系内を窒素置換した。次いで、反応容器を氷浴で冷却し、内温10℃以下で攪拌しつつエタノールアミン34.5gを含むエタノール溶液120gを滴下した。滴下終了後、氷浴を外して室温で反応を4時間行った。その後、還流温度(81℃)まで加熱し、水をエタノールで共沸除去しつつ4時間反応を行った(その際には、除去したエタノール水混合物と同容量のエタノールを系内に逐次補充した)。溶媒を減圧留去した後、エタノールとn−ヘキサンの混合溶媒を加えて再結晶を行い、得られた結晶を減圧乾燥し、脂環イミド化合物75.9gを得た。このものは純度97.9%であった(GC法による)。
Example 1
A reaction vessel equipped with a condenser, thermometer, dropping funnel, nitrogen gas inlet and stirrer was charged with 82.1 g of hymic anhydride (trade name “HAC”, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and the inside of the system was purged with nitrogen did. Next, the reaction vessel was cooled in an ice bath, and 120 g of an ethanol solution containing 34.5 g of ethanolamine was added dropwise while stirring at an internal temperature of 10 ° C. or lower. After completion of the dropwise addition, the ice bath was removed and the reaction was carried out at room temperature for 4 hours. Thereafter, the mixture was heated to the reflux temperature (81 ° C.), and the reaction was carried out for 4 hours while azeotropically removing water with ethanol (in this case, the system was replenished with the same volume of ethanol as the ethanol water mixture that was removed. ). After the solvent was distilled off under reduced pressure, a mixed solvent of ethanol and n-hexane was added to perform recrystallization, and the obtained crystal was dried under reduced pressure to obtain 75.9 g of an alicyclic imide compound. This had a purity of 97.9% (according to GC method).
次いで、ディーンスターク分水器(ジムロート冷却管)、温度計、滴下ロート、空気バブリング用導入管、攪拌機を備えた反応容器に、前記脂環イミド化合物25.0g、ヒドロキノン0.41g、トルエン65.0gを仕込み、さらにp−トルエンスルホン酸0.61g、アクリル酸41.3gを添加し攪拌した。系内で空気をバブリングしながら、還流温度(106〜110℃)まで加熱昇温し、ディーンスターク分水器で水を系内から留去しながら反応を6時間行った。次いで、反応溶液を40℃以下まで冷却し、分液ロートを用いてイオン交換水、炭酸水素ナトリウム水溶液での洗浄を繰り返し、減圧濃縮でトルエンを留去し、脂環イミドアクリレートA(以下、化合物Aという)を得た。このものは純度96.2%であった(GC法による)。なお、当該化合物Aの各スペクトル測定値および構造は、以下のようになる。 Subsequently, 25.0 g of the alicyclic imide compound, 0.41 g of hydroquinone, 65. toluene of 65.degree. 0 g was added, and 0.61 g of p-toluenesulfonic acid and 41.3 g of acrylic acid were further added and stirred. While bubbling air in the system, the temperature was raised to the reflux temperature (106 to 110 ° C.), and the reaction was carried out for 6 hours while water was distilled from the system with a Dean-Stark water separator. Next, the reaction solution is cooled to 40 ° C. or lower, repeatedly washed with ion-exchanged water and aqueous sodium hydrogen carbonate solution using a separatory funnel, and toluene is distilled off by concentration under reduced pressure to prepare alicyclic imide acrylate A (hereinafter referred to as compound). A). This had a purity of 96.2% (according to GC method). In addition, each spectrum measurement value and structure of the compound A are as follows.
1H−NMR(300MHz、溶媒CDCl3、δ(ppm)):5.86、6.41、6.10、4.19、3.68、3.39、3.28、1.55、1.74、6.08
13C−NMR(300MHz、溶媒CDCl3、δ(ppm)): 131.28、127.89、165.54、60.96、37.03、177.23、134.22
IR(neat):1635、1697、1723、1184
、1071cm-1 1 H-NMR (300 MHz, solvent CDCl 3 , δ (ppm)): 5.86, 6.41, 6.10, 4.19, 3.68, 3.39, 3.28, 1.55, 1 .74, 6.08
13 C-NMR (300 MHz, solvent CDCl 3 , δ (ppm)): 131.28, 127.89, 165.54, 60.96, 37.03, 177.23, 134.22
IR (neat): 1635, 1697, 1723, 1184
1071 cm -1
比較例1
ディーンスターク分水器(ジムロート冷却管)、温度計、滴下ロート、窒素ガス導入口、攪拌機を備えた反応容器にテトラヒドロ無水フタル酸(商品名「リカシッドTH」、新日本理化(株)製)200.0g、脱水トルエンを185.0gを仕込み、系内を窒素置換した。次いで、反応容器を室温で攪拌しつつエタノールアミン80.3gを滴下した。滴下終了後、還流温度(110℃)まで加熱し、水をトルエンで共沸除去しつつ6時間反応を行うことにより、環イミド化合物を得た。このものは純度99.1%であった(GC法による)。
Comparative Example 1
Tetrahydrophthalic anhydride (trade name “Licacid TH”, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.) 200 in a reaction vessel equipped with a Dean Stark water separator (Dimroth condenser), thermometer, dropping funnel, nitrogen gas inlet, and stirrer 0.0 g and 185.0 g of dehydrated toluene were charged, and the system was purged with nitrogen. Next, 80.3 g of ethanolamine was added dropwise while stirring the reaction vessel at room temperature. After completion of the dropwise addition, the mixture was heated to the reflux temperature (110 ° C.) and reacted for 6 hours while removing water azeotropically with toluene to obtain a cyclic imide compound. This had a purity of 99.1% (according to GC method).
次いで、上記の反応溶液を室温まで戻し、窒素ガス導入口を空気バブリング用導入管に変更し、メトキノン2.57g、p−トルエンスルホン酸15g、アクリル酸185.9gを添加し攪拌した。系内で空気をバブリングしながら、還流温度(106〜110℃)まで加熱昇温し、ディーンスターク分水器で水を系内から留去しながら反応を16時間行った。次いで、反応溶液を40℃以下まで冷却し、分液ロートを用いてイオン交換水、炭酸水素ナトリウム水溶液での洗浄を繰り返し、減圧濃縮でトルエンを留去し、脂環イミドアクリレートB(以下、化合物Bという)を得た。このものは純度93.1%であった(GC法による)。なお、当該化合物Bの各スペクトル測定値および構造は、以下のようになる。 Next, the reaction solution was returned to room temperature, the nitrogen gas inlet was changed to an air bubbling inlet tube, 2.57 g of methoquinone, 15 g of p-toluenesulfonic acid, and 185.9 g of acrylic acid were added and stirred. While bubbling air in the system, the temperature was raised to the reflux temperature (106 to 110 ° C.), and the reaction was carried out for 16 hours while water was distilled from the system with a Dean-Stark water separator. Next, the reaction solution is cooled to 40 ° C. or lower, washed repeatedly with ion-exchanged water and aqueous sodium hydrogen carbonate solution using a separatory funnel, and toluene was distilled off by concentration under reduced pressure to obtain alicyclic imide acrylate B (hereinafter referred to as compound). B)). This had a purity of 93.1% (by the GC method). In addition, each spectrum measurement value and structure of the compound B are as follows.
1H−NMR(300MHz、溶媒CDCl3、δ(ppm)):5.87、6.37、6.06、4.26、3.79、3.10、2.56、2.20
IR(neat):1653、1703、1725、1182
、1401cm-1 1 H-NMR (300 MHz, solvent CDCl 3 , δ (ppm)): 5.87, 6.37, 6.06, 4.26, 3.79, 3.10, 2.56, 2.20
IR (neat): 1653, 1703, 1725, 1182
1401 cm -1
比較例2
ディーンスターク分水器(ジムロート冷却管)、温度計、滴下ロート、窒素ガス導入口、攪拌機を備えた反応容器に無水コハク酸(和光純薬製)150.0g、脱水トルエンを150.0g仕込み、系内を窒素置換した。次いで、反応容器を室温で攪拌しつつエタノールアミン89.7gを滴下した。滴下終了後、還流温度(110℃)まで加熱し、水をトルエンで共沸除去しつつ3時間反応を行い、イミド化合物を得た。このものは純度97.0%であった(GC法による)。
Comparative Example 2
A reactor equipped with a Dean-Stark water separator (Dimroth condenser), thermometer, dropping funnel, nitrogen gas inlet, and stirrer was charged with 150.0 g of succinic anhydride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 150.0 g of dehydrated toluene, The system was replaced with nitrogen. Next, 89.7 g of ethanolamine was added dropwise while stirring the reaction vessel at room temperature. After completion of the dropwise addition, the mixture was heated to the reflux temperature (110 ° C.) and reacted for 3 hours while removing water azeotropically with toluene to obtain an imide compound. This had a purity of 97.0% (according to GC method).
次いで、上記の反応溶液を室温まで戻し、窒素ガス導入口を空気バブリング用導入管に変え、メトキノン3.0g、p−トルエンスルホン酸30.0g、アクリル酸378.0gを添加し攪拌した。次いで、系内を空気でバブリングしながら還流温度(106〜110℃)まで加熱昇温し、ディーンスターク分水器で水を系内から留去しながら反応を16時間行った。次いで、反応溶液を40℃以下まで冷却し、分液ロートを用いてイオン交換水、炭酸水素ナトリウム水溶液での洗浄を繰り返し、減圧濃縮でトルエンを留去し、イミドアクリレートC(以下、化合物Cという)を得た。このものは純度87.0%であった(GC法による)。なお、当該化合物Cの各スペクトル測定値および構造は、以下のようになる。 Next, the reaction solution was returned to room temperature, the nitrogen gas inlet was changed to an air bubbling inlet tube, 3.0 g of methoquinone, 30.0 g of p-toluenesulfonic acid, and 378.0 g of acrylic acid were added and stirred. Next, the system was heated to reflux temperature (106 to 110 ° C.) while bubbling with air, and the reaction was carried out for 16 hours while water was distilled from the system with a Dean-Stark water separator. Next, the reaction solution is cooled to 40 ° C. or lower, repeatedly washed with ion-exchanged water and an aqueous sodium hydrogen carbonate solution using a separatory funnel, and toluene is distilled off by concentration under reduced pressure. Imide acrylate C (hereinafter referred to as Compound C) ) This had a purity of 87.0% (according to GC method). In addition, each spectrum measurement value and structure of the compound C are as follows.
1H−NMR(300MHz、溶媒CDCl3、δ(ppm)):6.78、6.36、5.87、4.32、3.84、2.72
IR(neat):1700、1401、1184
、1112cm-1 1 H-NMR (300 MHz, solvent CDCl 3 , δ (ppm)): 6.78, 6.36, 5.87, 4.32, 3.84, 2.72
IR (neat): 1700, 1401, 1184
1112 cm -1
以下、比較用の化合物D〜Gを示す。 Hereinafter, Comparative Compounds D to G are shown.
化合物D(商品名「アロニックスM140」、東亞合成(株)製) Compound D (trade name “Aronix M140”, manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
化合物E(商品名「IBXA」、大阪有機化学工業(株)製) Compound E (trade name “IBXA”, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
化合物F(商品名「FA-513A」、日立化成工業(株)製) Compound F (trade name “FA-513A”, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.)
化合物G(商品名「FA-512AS」、日立化成工業(株)製) Compound G (trade name “FA-512AS”, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.)
実施例2
前記化合物A50部、トルエン50部、アゾビスイソブチロニトリルを0.9部(該Aに対して3mol%)を混合し、熱重合用組成物Aを調製した。次いでこれを、窒素雰囲気下、80℃、5時間の条件で重合させた。次いで、得られた重合物をトルエンで洗浄して未反応の化合物Aを除去し、その後減圧乾燥(1333Pa、80℃、5時間)させることによって、化合物A単独の重合体Aを得た。当該重合体Aは、下記耐熱性試験に供した。
なお、当該化合物Aは、分子中に重合性官能基を二つ有するので、重合中に架橋反応を生じると考えられる。
Example 2
50 parts of the compound A, 50 parts of toluene, and 0.9 part of azobisisobutyronitrile (3 mol% with respect to the A) were mixed to prepare a composition A for thermal polymerization. Subsequently, this was polymerized under conditions of 80 ° C. and 5 hours in a nitrogen atmosphere. Subsequently, the polymer obtained was washed with toluene to remove unreacted compound A, and then dried under reduced pressure (1333 Pa, 80 ° C., 5 hours) to obtain polymer A containing compound A alone. The polymer A was subjected to the following heat resistance test.
In addition, since the said compound A has two polymerizable functional groups in a molecule | numerator, it is thought that a crosslinking reaction produces during superposition | polymerization.
比較例3
実施例2において、化合物Aに代えて前記化合物Bを用いた他は同様にして、熱重合用組成物Bを調製した。次いで、前記同様の工程により、化合物B単独の重合体Bを得た。当該重合体Bは、下記耐熱性試験に供した。
Comparative Example 3
A thermal polymerization composition B was prepared in the same manner as in Example 2, except that the compound B was used instead of the compound A. Subsequently, the polymer B of the compound B single was obtained by the same process as the above. The polymer B was subjected to the following heat resistance test.
比較例4〜7
実施例2において、化合物Aに代えて前記化合物C〜Fを用いた他は同様にして、熱重合用組成物Cを調製した。次いで、各熱重合用組成物を実施例2と同様の方法で重合させた。次いで、得られた各重合物を、ヘキサンを用いて再沈精製して未反応の化合物を除去し、更に減圧乾燥することによって(1333Pa、80℃、5時間)、重合体C〜Fを得た。当該重合体C〜Fは、下記耐熱性試験に供した。
Comparative Examples 4-7
A composition C for thermal polymerization was prepared in the same manner as in Example 2, except that the compounds C to F were used in place of the compound A. Subsequently, each thermal polymerization composition was polymerized in the same manner as in Example 2. Subsequently, each polymer obtained was purified by reprecipitation using hexane to remove unreacted compounds, and further dried under reduced pressure (1333 Pa, 80 ° C., 5 hours) to obtain polymers C to F. It was. The polymers C to F were subjected to the following heat resistance test.
比較例8
実施例2において、化合物Aに代えて前記化合物Gを用いた他は同様にして、熱重合用組成物Gを調製した。次いで、これを実施例2と同様の方法で重合させて、重合体Gを得た。当該重合体Gは、下記耐熱性試験に供した。
Comparative Example 8
A composition G for thermal polymerization was prepared in the same manner as in Example 2, except that the compound G was used in place of the compound A. Next, this was polymerized in the same manner as in Example 2 to obtain a polymer G. The polymer G was subjected to the following heat resistance test.
(耐熱性の評価)
前記重合体A〜Gについて、市販の示差熱・熱重量同時測定装置(TG−DTA、製品名「2000S システムWS002」、マック・サイエンス社製)を用いて、接線法により屈曲点を算出して熱分解開始温度とした。結果を表1に示す。
(Evaluation of heat resistance)
Using the commercially available differential thermal / thermogravimetric measuring device (TG-DTA, product name “2000S System WS002”, manufactured by Mac Science Co., Ltd.), the bending points of the polymers A to G are calculated by the tangent method. It was set as the thermal decomposition start temperature. The results are shown in Table 1.
重合体Aは、重合体B〜G(特に重合体BとG)に比べて耐熱性等に優れる。これは、化合物Aのノルボルネン骨格中のビニレン基が重合性に優れるため、重合体Aの架橋密度が高くなっているためではないかと考えられる。 The polymer A is superior in heat resistance and the like as compared with the polymers B to G (particularly, the polymers B and G). This is thought to be because the vinylene group in the norbornene skeleton of Compound A is excellent in polymerizability, so that the crosslinking density of the polymer A is increased.
実施例3
前記化合物A80部、ウレタンアクリレート(商品名「アロニックスM−1600」、東亞合成(株)製)20部を60℃で混合し、更に1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名「イルガキュア184」、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製)3部を60℃で添加して混合することにより、光重合用組成物A’を得た。次いでこれを、ガラス板上に載置したPETフィルムに膜厚が200μmとなるように塗布した。次いで、当該PETフィルムをガラス板に載せたまま、HO2−L21型水銀ランプを設置した紫外線照射装置(製品名「UB022−5B」、アイグラフィックス株式会社製)に10回通過させて紫外線重合を行い、重合体(硬化被膜)A’を得た。
なお、紫外線照射装置は、ランプ高さが10cm、コンベアスピード10m/min、紫外線照射強度が130mJ/cm2である。
Example 3
80 parts of the compound A, 20 parts of urethane acrylate (trade name “Aronix M-1600”, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) are mixed at 60 ° C., and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (trade name “Irgacure 184”, Ciba 3 parts of Specialty Chemicals Co., Ltd.) was added at 60 ° C. and mixed to obtain composition A ′ for photopolymerization. Subsequently, this was apply | coated so that a film thickness might be set to 200 micrometers on the PET film mounted on the glass plate. Next, while the PET film is placed on the glass plate, it is passed through an ultraviolet irradiation apparatus (product name “UB022-5B”, manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) having a HO2-L21 type mercury lamp 10 times to carry out ultraviolet polymerization. And a polymer (cured coating) A ′ was obtained.
The ultraviolet irradiation device has a lamp height of 10 cm, a conveyor speed of 10 m / min, and an ultraviolet irradiation intensity of 130 mJ / cm 2 .
比較例9〜14
実施例3において、前記化合物Aの代わりに前記化合物B〜Gを用いた他は同様にして光重合用組成物B’〜G’を調製し、各組成物を前記同様の工程で紫外線重合させ、重合体(硬化被膜)B’〜G’を得た。
Comparative Examples 9-14
In Example 3, compositions B ′ to G ′ for photopolymerization were prepared in the same manner except that the compounds B to G were used in place of the compound A, and each composition was subjected to ultraviolet polymerization in the same process as described above. Polymers (cured coatings) B ′ to G ′ were obtained.
(硬化性の評価)
前記紫外線重合において、PETフィルム上の硬化物表面の粘着性(タック)がなくなるまでのパス回数をタックフリータイムとして、光重合用組成物A’の硬化性を評価した。なお、タックは、硬化物表面を指でこすることにより判断した。また、光重合用組成物B’〜G’についても同様にして、硬化性を評価した。結果を表2に示す。
(Evaluation of curability)
In the ultraviolet polymerization, the curability of the photopolymerization composition A ′ was evaluated using the number of passes until tackiness (tack) on the cured product surface on the PET film disappeared as a tack-free time. Tack was determined by rubbing the surface of the cured product with a finger. Further, the curability was similarly evaluated for the photopolymerization compositions B ′ to G ′. The results are shown in Table 2.
(吸水性の評価)
重合体(硬化被膜)A’を有するPETフィルムを縦45mm×横6mmの短冊状に切り取り、PETフィルムから剥がした硬化被膜を試験片とした。この試験片を120℃で24時間乾燥してその重量(W0)を測り、次いでこれを40℃の水浴に24時間浸した後に水分を十分ふき取ってその重量(W1)を測り、その重量変化(W0−W1)/W0×100を硬化被膜の吸水率(%)として評価した。また、前記重合体(硬化被膜)C’についても同様にして吸水率を評価した。結果を表2に示す。
(Evaluation of water absorption)
A PET film having a polymer (cured film) A ′ was cut into a strip of 45 mm length × 6 mm width, and a cured film peeled off from the PET film was used as a test piece. The test piece was dried at 120 ° C. for 24 hours and weighed (W 0 ), then immersed in a 40 ° C. water bath for 24 hours and then thoroughly wiped to measure its weight (W 1 ). The change (W 0 −W 1 ) / W 0 × 100 was evaluated as the water absorption rate (%) of the cured coating. Further, the water absorption rate was similarly evaluated for the polymer (cured coating) C ′. The results are shown in Table 2.
(透湿性の評価)
重合体(硬化被膜)A’について、JIS Z0208(透湿カップ法)に準じて被膜の透湿度を測定した。前記重合体(硬化被膜)C’、D’およびF’についても同様にして透湿度(H2O g/m2)を測定した。結果を表2に示す。
(Evaluation of moisture permeability)
For the polymer (cured film) A ′, the moisture permeability of the film was measured according to JIS Z0208 (moisture permeable cup method). The moisture permeability (H 2 O g / m 2 ) was similarly measured for the polymers (cured coatings) C ′, D ′ and F ′. The results are shown in Table 2.
実施例4、比較例15〜19
前記光重合用組成物A’の1gをメチルエチルケトンで希釈し、30重量%の溶液とした。次いで、バーコーターNo.12を用いて、当該溶液を膜厚が約30μmとなるようにPETフィルムに塗工し、80℃で1分間乾燥した後、前記同様の方法で紫外線重合させ、重合体(硬化被膜)A’’を作成した。次いで、該重合体A’’について、鉛筆硬度(JIS−K−5400)を評価した。また、前記光重合用組成物C’〜G’についても同様にして重合体C’’〜G’’を作成し、鉛筆硬度を評価した。結果を表3に示す。
Example 4, Comparative Examples 15-19
1 g of the photopolymerization composition A ′ was diluted with methyl ethyl ketone to obtain a 30% by weight solution. Next, bar coater No. 12, the solution was applied to a PET film so that the film thickness was about 30 μm, dried at 80 ° C. for 1 minute, and then UV-polymerized by the same method as described above to obtain a polymer (cured film) A ′. 'created. Subsequently, pencil hardness (JIS-K-5400) was evaluated about this polymer A ''. Further, for the photopolymerization compositions C ′ to G ′, polymers C ″ to G ″ were prepared in the same manner, and pencil hardness was evaluated. The results are shown in Table 3.
Claims (4)
A polymer obtained by polymerizing the composition for polymerization according to claim 3.
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