JP2007277308A - 結晶性モノマー・オリゴマーおよび硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撹拌装置、温度計、留分凝縮冷却器、滴下装置を備えた2リットルのセパラブルフラスコに2−ヒドロキシエチルメタアクリレート260g(2モル)およびウレタン化触媒であるジn−ブチルスズジラウレート0.13gを加え、攪拌し、70℃に昇温した。次に、ヘキサメチレンジイソシアネートを168g(1モル)滴下した。このとき、内温が90℃以下となるように滴下速度を調整した。冷却バットに反応液を移送し、結晶化固化させた。
【選択図】なし
Description
用いた場合は、加熱加圧工程(図3参照)前の状態での含浸紙108保管可能期間が短く、低温保管が必要であった。
式(1)で表され、常温にて結晶固体である結晶性モノマー・オリゴマーを要旨とする。
とも一方が不飽和結合を有する基である。
(1−1)本発明の結晶性モノマー・オリゴマーは、常温(室温、20℃)にて結晶固体である。融点以上の温度(例えば80〜90℃)に加熱すると、液化するが、その後常温に冷却すると、再び結晶固体となる。
(1−2)本発明の結晶性モノマー・オリゴマーは、上記の特性を有するので、化粧板の製造に用いた場合には、以下のとおり、様々な効果を奏する。
や、そのことに起因する臭気の発生といった問題が生じない。また、メラミン樹脂、フェノール樹脂のように、製造工程におけるホルムアルデヒドの放散がない。
また、本発明の結晶性モノマー・オリゴマーは、常温にて結晶固体であるから、化粧板用原紙に結晶性モノマー・オリゴマーを含浸して成る含浸紙をタックフリーとすることができる。
(1−3)本発明の結晶性モノマー・オリゴマーは、それ自身の合成においても水や有機溶媒を使用する必要がない。そのため、有機溶媒を回収するための設備が必要ない。なお、有機溶剤に溶解し、従来と同じ方法でも使用できることはいうまでもない。
(1−4)本発明の結晶性モノマー・オリゴマーは、常温で固体であるので、粉末状とし、粉末状塗料、粉末状成形材として用いることができる。粉末状塗料の使用方法としては、例えば、基材の表面に、本発明の結晶性モノマー・オリゴマーを粉末状として成る塗料(必要に応じて他の成分を配合してもよい)を振りかけ、その後、加熱することで液状として基材の表面全体に広げ、さらに昇温することで重合反応を進め、塗膜を形成することができる。また、粉末状成形材の使用方法としては、例えば、本発明の結晶性モノマー・オリゴマーを粉末状として成る成形材(必要に応じて他の成分を配合してもよい)を型に充填し、その後、加熱することで型内に広げ、さらに昇温することで重合反応を進め、成形品を形成することができる。また、粉末状塗料、粉末状成形材として使用するときの硬化方法としては、例えば、加熱し、液状状態にあるときに、高エネルギー線(UV、EB等)を照射し、硬化させる方法がある。
(1−5)本発明の結晶性モノマー・オリゴマーは、SMC、BMC成型法の用途に使用することができる。すなわち、本発明の結晶性モノマー・オリゴマーを加熱溶融し、必要に応じて各種添加剤、充填剤、補強剤、硬化剤等を混練し、冷却することで所定のサイズのハンドリング可能なプリプレグを作成し、その後プリプレグを熱圧生成すれば、結晶性のモノマー・オリゴマーが溶融後、重合硬化することにより成形品を得ることができる。(1−6)本発明の結晶性モノマー・オリゴマーに必要に応じて添加剤を加えて塗料とすれば、様々な効果を奏することができる。
(1−7)本発明の結晶性モノマー・オリゴマーは透明(半透明を含む)にすることができるので、透明板、着色板、レンズ、封止剤等に用いることができる。
側に位置することが好ましい。このような位置関係であることにより、常温で一層、結晶固化しやすくなる。
R1は、分子が直線状で分岐のない構造を有することが好ましい。また、R1としては、
例えば、式(2)に示す基のように、2価の直線上の炭化水素であって、その両側にてウレタン基と結合するものが好ましい。また、R1としては、式(2)〜式(4)に示す基
のように、2価の、左右対称の基が好ましい。また、R1としては、式(3)〜(4)に
示す基のように、CH2を中心とし、その両側に、ベンゼン基、又はシクロヘキサン基を
有し、4、4'の位置にてウレタン基と結合するものが好ましい。
R2、R3は、それらのうちの一方、あるいは両方が不飽和結合を有する。R2、R3のうちの一方は、不飽和結合を有さない基であってもよい。不飽和結合を有さない基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基等が挙げられる。R2、
R3は、不飽和結合を有する場合でも、不飽和結合を有さない場合でも、酸素原子と結合
する基として、例えば、CH2を有することができる。
(2)請求項2の発明は、
前記R1が、式(2)〜式(17)で表される基のうちのいずれかであることを特徴と
する請求項1に記載の結晶性モノマー・オリゴマーを要旨とする。
前記R2およびR3のうちの一方又は両方が、式(18)〜式(31)で表される基のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1又は2記載の結晶性モノマー・オリゴマーを要旨とする。
性モノマー・オリゴマーにおけるR2、R3は、式(24)で表される、異なる分子量を有するものであってもよい。なお、式(24)、式(30)、式(31)におけるnは、1〜50の整数である。
(4)請求項4の発明は、
水酸基を有する重合性化合物と、イソシアネート基を有する化合物とを付加反応せしめて成り、ウレタン結合を有する、常温にて結晶固体である結晶性モノマー・オリゴマーを要旨とする。
本発明の結晶性モノマー・オリゴマーにおいて、水酸基を有する重合性化合物は、例えば、式(32)、式(33)で表されるものとすることができ、また、本発明におけるイソシアネート基を有する化合物は、例えば、式(34)で表されるものとすることができる。この場合、本発明の結晶性モノマー・オリゴマーは、上記式(1)で表されるものとなる。
アネートシクロヘキシル)メタン;2、4トルエンジイソシアネート;2、6トルエンジイソシアネート;2、4ジフェニルメタンジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネートのウレトジオン;トリジンジイソシアネート、リジンジイソシアネート;1、5ナフチレンジイソシアネート;トランスシクロヘキサン1、4ジイソシアネート;2、4キシリレンジイソシアネート;水素キシリレンジイソシアネート;m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート;p−テトラメチルキシリレンジイ
ソシアネートなどが挙げられる。
(5)請求項5の発明は、
前記水酸基が一級水酸基であることを特徴とする請求項4記載の結晶性モノマー・オリゴマーを要旨とする。
(6)請求項6の発明は、
前記水酸基を有する重合性化合物が、不飽和結合を有することを特徴とする請求項4又は5に記載の結晶性モノマー・オリゴマーを要旨とする。
(7)請求項7の発明は、
請求項1〜6のいずれかに記載の結晶性モノマー・オリゴマーを含む樹脂組成物を要旨とする。
(8)請求項8の発明は、
請求項7記載の樹脂組成物を、重合反応により固化させて成る樹脂材を要旨とする。
)の透明板、着色板、レンズ、封止材、FRPとして使用することができる。
(9)請求項9の発明は、
一級水酸基を有するとともに、不飽和結合を有する重合性化合物と、イソシアネート基を有する化合物とを付加反応せしめ、ウレタン結合を生じさせることを特徴とする、常温にて結晶固体である結晶性モノマー・オリゴマーの製造方法を要旨とする。
本発明の製造方法は、例えば、有機溶媒等の溶媒を用いずに行うことができる。例えば、一級水酸基を有するとともに、不飽和結合を有する重合性化合物に、イソシアネート基を有する化合物を滴下する方法をとることができる。このとき、反応系の温度は、生成する化合物を液体の状態に保つとともに、結晶性モノマー・オリゴマー間の重合反応が起こらない温度(例えば、40〜140℃の範囲)に保つことが好ましい。一級水酸基を有するとともに、不飽和結合を有する重合性化合物と、イソシアネート基を有する化合物との配合比は、イソシアネート基がちょうど消失する比率が好ましい。イソシアネート基が消失したことは、公知の分析方法(例えばFTIR)により確認することができる。
撹拌装置、温度計、留分凝縮冷却器(コンデンサー)、滴下装置を備えた2リットルのセパラブルフラスコに2−ヒドロキシエチルメタアクリレート260g(2モル)およびウレタン化触媒であるジn−ブチルスズジラウレート0.13gを加え、攪拌し、70℃に昇温した。次に、ヘキサメチレンジイソシアネートを168g(1モル)滴下した。このとき、内温が80℃以下となるように滴下速度を調整した。滴下終了後、内温を80℃に保持し、反応液をサンプリングし、FTIRを用いて測定した。イソシアネート基(−N=C=O)に基づく2275cm-1の吸収ピークが消失したことを確認し、冷却バットに反応液を移送し、結晶化固化させた。上記の工程により、式(35)で表される結晶性モノマー・オリゴマーが合成された。
上記(a)で合成した結晶性モノマー・オリゴマーの融点は78℃(DTA分析、昇温速度10℃/分、吸熱ピーク先端温度)であり、常温では結晶固体であった。上記融点以上の温度(例えば80℃)に加熱すると、液化するが、その後常温に冷却すると、再び固体となった。
(c)結晶性モノマー・オリゴマーの奏する効果
(i)本実施例1の結晶性モノマー・オリゴマーを用いて化粧板の製造に用いれば、以下
のとおり、様々な効果が得られる。なお、本実施例1の結晶性モノマー・オリゴマーは、ラジカル硬化剤を使用しなくても硬化できるが、結晶性モノマー・オリゴマーに添加、あるいは、含浸前後に化粧板用原紙(又は含浸紙)に塗布することにより、低温で短時間成形が可能となる。
また、本実施例1の結晶性モノマー・オリゴマーは、常温にて固体であるから、化粧板用原紙に結晶性モノマー・オリゴマーを含浸して成る含浸紙をタックフリーとすることができる。
(ii)本実施例1の結晶性モノマー・オリゴマーは、それ自身の合成においても有機溶剤を使用する必要がない。そのため、揮発した有機溶媒を回収するための大がかりな設備が必要ない。
用することができる。すなわち、本実施例1の結晶性モノマー・オリゴマーを加熱溶融し、必要に応じて各種添加剤、充填剤、補強剤、硬化剤等を混練し、冷却することで所定の
サイズのハンドリング可能なプリプレグを作成し、その後プリプレグを金型に入れ、熱圧生成すれば結晶性のモノマー・オリゴマーが溶融後硬化することにより成形品を得ることができる。
れば、様々な効果を奏することができる。すなわち、常温で固体であるため、粉末状とし、粉末状塗料として用いることができる。その方法としては、例えば、熱した基材の表面に結晶性モノマー・オリゴマーを(必要に応じ)振りかけ、溶融コートし、その後、加熱、UV照射等の方法で硬化させれば、塗膜を形成することができる。
透明板、着色板、レンズ、封止剤等に用いることができる。
撹拌装置、温度計、留分凝縮冷却器(コンデンサー)、滴下装置を備えた2リットルのセパラブルフラスコに2−ヒドロキシエチルアクリレート232g(2モル)およびウレタン化触媒であるジn−ブチルスズジラウレート0.12gを加え、攪拌し、70℃に昇温した。次に、ヘキサメチレンジイソシアネートを168g(1モル)滴下した。このとき、内温が85℃以下となるように滴下速度を調整した。滴下終了後、内温を85℃に保持し、反応液をサンプリングし、FTIRを用いて測定した。イソシアネート(−N=C=O)に基づく2275cm-1の吸収ピークが消失したことを確認し、冷却バットに反応液を移送し、結晶化固化させた。上記の工程により、式(36)で表される結晶性モノマー・オリゴマーが合成された。
上記(a)で合成した結晶性モノマー・オリゴマーの融点は80℃(DTA分析、昇温速度10℃/分、吸熱ピーク先端温度)であり、常温では結晶固体であった。上記融点以上の温度(例えば85℃)に加熱すると、液化するが、その後常温に冷却すると、再び固体となった。
240)であった。
(c)結晶性モノマー・オリゴマーの奏する効果
本実施例2の結晶性モノマー・オリゴマーは、前記実施例1と同様の効果を奏する。
撹拌装置、温度計、留分凝縮冷却器(コンデンサー)、滴下装置を備えた2リットルのセパラブルフラスコにアリルアルコール116g(2モル)およびウレタン化触媒であるジn−ブチルスズジラウレート0.06gを加え、攪拌し、70℃に昇温した。次に、ヘキサメチレンジイソシアネートを168g(1モル)滴下した。このとき、内温が90℃以下となるように滴下速度を調整した。滴下終了後、内温を80℃に保持し、反応液をサンプリングし、FTIRを用いて測定した。イソシアネート(−N=C=O)に基づく2275cm-1の吸収ピークが消失したことを確認し、留分凝縮冷却器を留分追出し用冷却器にかえ、減圧(20mmHg)条件下にて未反応のアリルアルコール(bp.97℃)を留去させた。さらに極微量のアリルアルコールまで除去するために、3官能イソシアネートオリゴマー(日本ポリウレタン社製、商品名:コロネートHX)を8g添加した。
上記(a)で合成した結晶性モノマー・オリゴマーの融点(DTA分析、昇温速度10℃/分、吸熱ピーク先端温度)は74℃であり、常温では結晶固体であった。上記融点以上の温度(例えば80℃)に加熱すると、液化するが、その後常温に冷却すると、再び固体となった。
(c)結晶性モノマー・オリゴマーの奏する効果
本実施例3の結晶性モノマー・オリゴマーは、前記実施例1と同様の効果を奏する。
撹拌装置、温度計、留分凝縮冷却器(コンデンサー)、滴下装置を備えた2リットルのセパラブルフラスコに2−ヒドロキシエチルメタアクリレート260g(2モル)を加え、攪拌し、95℃に昇温した。次に、予め加熱溶融した(45℃)4、4'−ジフェニル
メタンジイソシアネート250g(1モル)を滴下した。このとき、内温が95℃以下となるように滴下速度を調整した。滴下終了後、内温を95℃に保持し、反応液をサンプリングし、FTIRを用いて測定した。イソシアネート(−N=C=O)に基づく2275cm-1の吸収ピークが消失したことを確認し、冷却バットに反応液を移送し、結晶化固化
させた。上記の工程により、式(38)で表される結晶性モノマー・オリゴマーが合成された。
上記(a)で合成した結晶性モノマー・オリゴマーの融点は91℃(DTA分析、昇温速度10℃/分、吸熱ピーク先端温度)であり、常温では結晶固体であった。上記融点以上の温度(例えば95℃)に加熱すると、液化するが、その後常温に冷却すると、再び固体となった。
(c)結晶性モノマー・オリゴマーの奏する効果
本実施例4の結晶性モノマー・オリゴマーは、前記実施例1と同様の効果を奏する。
撹拌装置、温度計、留分凝縮冷却器(コンデンサー)、滴下装置を備えた2リットルのセパラブルフラスコにジエチレングリコールモノビニルエーテル264g(2モル)およびウレタン化触媒であるジn−ブチルスズジラウレート0.13gを加え、攪拌し、85℃に昇温した。次に、ヘキサメチレンジイソシアネートを168g(1モル)滴下した。このとき、内温が90℃以下となるように滴下速度を調整した。滴下終了後、内温を85℃に保持し、反応液をサンプリングし、FTIRを用いて測定した。イソシアネート(−N=C=O)に基づく2275cm-1の吸収ピークが消失したことを確認し、冷却バットに反応液を移送し、結晶化固化させた。上記の工程により、式(39)で表される結晶性モノマー・オリゴマーが合成された。
上記(a)で合成した結晶性モノマー・オリゴマーの融点は79℃(DTA分析、昇温速度10℃/分、吸熱ピーク先端温度)であり、常温では結晶固体であった。上記融点以上の温度(例えば85℃)に加熱すると、液化するが、その後常温に冷却すると、再び固体となった。
り、硬度52D(ASTM、D2240)のゴム弾性ある硬化物が得られた。
(c)結晶性モノマー・オリゴマーの奏する効果
本実施例5の結晶性モノマー・オリゴマーは、前記実施例1と同様の効果を奏する。
(a−1)前記実施例1で製造した結晶性モノマー・オリゴマーを90℃にて加熱融解したものを、230g/m2のクラフト紙に、230g/m2の条件にて含浸後、冷却し、結晶化させ、タックフリーの含浸クラフト紙を得た。この含浸クラフト紙の表面にラジカル硬化剤であるt−ブチルパーオキシ2エチルヘキサノエートを5g/m2の条件でコー
トした。
結晶化させ、タックフリーの含浸化粧紙を得た。
得られた化粧板の表面硬度(鉛筆硬度)を、JIS K5600−5−4:1999の条件で測定すると、表面硬度5Hであった。また、外観については、変色がなく、問題なかった。
合は使用しなかった。原料1としてアリルアルコールを使用する場合のみ、未反応のアリルアルコールを除去するため、最後に、少量の3官能イソシアネートを加えた。なお、3官能イソシアネートを加えても加えなくとも、融点は変化しなかった。上記表1には、製造した結晶性モノマー・オリゴマーの融点を併せて示す。
103・・・ローラ
105・・・熱硬化性樹脂溶液
107・・・槽
108・・・含浸紙
109・・・乾燥機
111・・・プレス機
Claims (9)
- 水酸基を有する重合性化合物と、イソシアネート基を有する化合物とを付加反応せしめて成り、ウレタン結合を有する、常温にて結晶固体である結晶性モノマー・オリゴマー。
- 前記水酸基が一級水酸基であることを特徴とする請求項4記載の結晶性モノマー・オリゴマー。
- 前記水酸基を有する重合性化合物が、不飽和結合を有することを特徴とする請求項4又は5に記載の結晶性モノマー・オリゴマー。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の結晶性モノマー・オリゴマーを含む樹脂組成物。
- 請求項7記載の樹脂組成物を、重合反応により固化させて成る樹脂材。
- 一級水酸基を有するとともに、不飽和結合を有する重合性化合物と、イソシアネート基を有する化合物とを付加反応せしめ、ウレタン結合を生じさせることを特徴とする、常温にて結晶固体である結晶性モノマー・オリゴマーの製造方法。
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