JP2017171891A - Polyurethane (meth)acrylate, composition, cured article - Google Patents

Polyurethane (meth)acrylate, composition, cured article Download PDF

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公浩 松本
Kimihiro Matsumoto
公浩 松本
洋平 片上
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洋平 片上
允昭 金子
Tadaaki Kaneko
允昭 金子
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide polyurethane (meth)acrylate having high pensile hardness, excellent Neutrogena resistance and excellent Coppertone resistance.SOLUTION: There is provided polyurethane (meth)acrylate having a polycarbonate polyol-derived structure and a polyisocyanate-derived structure and having a hydroxyl group-containing (meth)acrylate-derived structure in a terminal, the polycarbonate polyol has a bifunctional polyol-derived structure, the polyisocyanate has a bifunctional structure and the hydroxy group-containing (meth)acrylate contains polyfunctional (meth)acrylate having a specific structure containing a hydroxyl group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリウレタン(メタ)アクリレート、それを含むコーティング剤、積層材料または成形材料、ポリウレタン(メタ)アクリレートを含む組成物、それらの硬化物に関する。ポリウレタン(メタ)アクリレートは、活性エネルギー線で硬化させるタイプの各種コーティング剤の主成分などとして有用な化合物である。   The present invention relates to polyurethane (meth) acrylate, a coating agent containing the same, a laminate material or a molding material, a composition containing polyurethane (meth) acrylate, and a cured product thereof. Polyurethane (meth) acrylate is a useful compound as a main component of various types of coating agents that are cured with active energy rays.

従来、ポリカーボネート骨格を繰り返し単位として有するポリウレタン(メタ)アクリレートとしては、下記の通り、1種又は複数種の直鎖状、分岐状又は環状のポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートとから合成されるポリウレタンの末端に、モノヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを反応させて得られる各種ポリウレタン(メタ)アクリレートが開示されている。   Conventionally, as a polyurethane (meth) acrylate having a polycarbonate skeleton as a repeating unit, as described below, at the end of a polyurethane synthesized from one or more linear, branched or cyclic polycarbonate polyols and polyisocyanates. Various polyurethane (meth) acrylates obtained by reacting monohydroxyalkyl (meth) acrylate are disclosed.

(1)例えば、特許文献1には、1,6−ヘキサンジオールを原料としたポリカーボネートポリオールとイソホロンジイソシアネートとから合成されたポリウレタンの末端に、2−ヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるポリウレタンアクリレートが開示されている。   (1) For example, Patent Document 1 discloses a polyurethane acrylate obtained by reacting 2-hydroxyethyl acrylate with a terminal of a polyurethane synthesized from a polycarbonate polyol made from 1,6-hexanediol and isophorone diisocyanate. It is disclosed.

(2)例えば、特許文献2には、1,6−ヘキサンジオールを原料としたポリカーボネートジオールポリオールと水添キシリレンジイソシアネートとから合成されたポリウレタンの末端に、2−ヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるポリウレタンアクリレートが開示されている。   (2) For example, in Patent Document 2, it is obtained by reacting 2-hydroxyethyl acrylate with the end of a polyurethane synthesized from polycarbonate diol polyol using 1,6-hexanediol as a raw material and hydrogenated xylylene diisocyanate. Polyurethane acrylates are disclosed.

(3)例えば、特許文献3には、1,6−ヘキサンジオールポリカーボネートジオールのヘキサメチレンジイソシアネートアロファネート付加体の末端に、2−ヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるポリウレタンアクリレートが開示されている。   (3) For example, Patent Document 3 discloses a polyurethane acrylate obtained by reacting the end of a hexamethylene diisocyanate allophanate adduct of 1,6-hexanediol polycarbonate diol with 2-hydroxyethyl acrylate.

(4)例えば、特許文献4には、1,4−シクロヘキサンジメタノールを原料としたポリカーボネートポリオール、又は1,6−ヘキサンジオール及び1,4−シクロヘキサンジメタノールを原料としたポリカーボネートポリオールと、イソホロンジイソシアネートとから合成されたポリウレタンの末端に、2−ヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるポリウレタンアクリレートが開示されている。   (4) For example, Patent Document 4 discloses a polycarbonate polyol made from 1,4-cyclohexanedimethanol, or a polycarbonate polyol made from 1,6-hexanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol, and isophorone diisocyanate. Polyurethane acrylate obtained by reacting 2-hydroxyethyl acrylate with the terminal of the polyurethane synthesized from the above is disclosed.

(5)例えば、特許文献5には、3−メチル−1,5−ペンタンジオール及び1,6−ヘキサンジオールを原料としたポリカーボネートポリオール、1,5−ペンタンジオール及び1,6−ヘキサンジオールを原料としたポリカーボネートポリオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール及び1,4−ブタンジオールを原料としたポリカーボネートポリオール、または1,6−ヘキサンジオールを原料としたポリカーボネートポリオールと、各種ポリイソシアネートとから合成されたポリウレタンの末端に、2−ヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるポリウレタンアクリレートが開示されている。   (5) For example, Patent Document 5 discloses a polycarbonate polyol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol starting from 3-methyl-1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol. Synthesis from polycarbonate polyols, polycarbonate polyols using 2-methyl-1,3-propanediol and 1,4-butanediol as raw materials, or polycarbonate polyols using 1,6-hexanediol as raw materials, and various polyisocyanates Polyurethane acrylate obtained by reacting 2-hydroxyethyl acrylate with the terminal of the obtained polyurethane is disclosed.

(6)例えば、特許文献6には、1,6−ヘキサンジオール及びネオペンチルグリコールを原料としたポリカーボネートポリオールと、イソホロンジイソシアネートとから合成されたポリウレタンの末端に、2−ヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるポリウレタンアクリレートが開示されている。   (6) For example, in Patent Document 6, 2-hydroxyethyl acrylate is reacted with the end of a polyurethane synthesized from a polycarbonate polyol made from 1,6-hexanediol and neopentyl glycol and isophorone diisocyanate. The resulting polyurethane acrylate is disclosed.

(7)例えば、特許文献7には、1,6−ヘキサンジオール及びε−カプロラクトンを原料としたポリカーボネートポリオールと、イソホロンジイソシアネートとから合成されたポリウレタンの末端に、エチレングリコールモノアクリレートを反応させて得られるポリウレタンアクリレートが開示されている。   (7) For example, Patent Document 7 is obtained by reacting ethylene glycol monoacrylate with the end of a polyurethane synthesized from a polycarbonate polyol using 1,6-hexanediol and ε-caprolactone as raw materials and isophorone diisocyanate. Polyurethane acrylates are disclosed.

(8)例えば、特許文献8には、1,6−ヘキサンジオールを原料としたポリカーボネートポリオールと、イソホロンジイソシアネートとから合成されたポリウレタンに、更に1,4−シクロヘキサンジメタノールを原料としたポリカーボネートポリオール(先のポリカーボネートポリオールより低分子量)を反応させて得られたポリウレタンの末端に、2−ヒドロキシエチルメタアクリレートを反応させて得られるポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートとの比が3/4のポリウレタンメタアクリレートが開示されている。   (8) For example, Patent Document 8 discloses a polycarbonate polyol prepared from 1,4-cyclohexanedimethanol as a raw material to a polyurethane synthesized from polycarbonate polyol using 1,6-hexanediol as a raw material and isophorone diisocyanate ( Polyurethane methacrylate having a ratio of 3/4 of polycarbonate polyol and polyisocyanate obtained by reacting 2-hydroxyethyl methacrylate with the end of polyurethane obtained by reacting with a lower molecular weight than the previous polycarbonate polyol is disclosed. Has been.

特開2013−35920号公報JP 2013-35920 A 特許第4598122号公報Japanese Patent No. 4598122 特開2013−184988号公報JP 2013-184988 A 特開2009−227915号公報JP 2009-227915 A 特開2012−36290号公報JP 2012-36290 A 特開2010−215585号公報JP 2010-215585 A 特開2012−184385号公報JP 2012-184385 A 特許第5542029号公報Japanese Patent No. 542029

ポリカーボネートポリオールは、ポリエステルポリオールやポリエーテルポリオールに比べて、機械物性、耐加水分解性、耐熱性、耐薬品性、耐候性などに優れていることから、これを原料として得られたポリウレタン(メタ)アクリレートやその硬化物にも同様の効果が期待される。   Polycarbonate polyol is superior in mechanical properties, hydrolysis resistance, heat resistance, chemical resistance, weather resistance, etc. compared to polyester polyol and polyether polyol. Polyurethane (meta) obtained from this as a raw material Similar effects are expected for acrylates and their cured products.

しかしながら、特許文献1〜8の実施例において具体的に示されているウレタン(メタ)アクリレートは、数種のポリカーボネートポリオールから得られるウレタンと、水酸基含有単官能アクリレート(2−ヒドロキシエチルアクリレート)の組み合わせのみ、その合成や、得られる硬化物の機能・特性の評価がなされているに過ぎなかった。   However, the urethane (meth) acrylate specifically shown in Examples of Patent Documents 1 to 8 is a combination of urethane obtained from several kinds of polycarbonate polyols and a hydroxyl group-containing monofunctional acrylate (2-hydroxyethyl acrylate). Only the synthesis and the evaluation of the function and properties of the cured product obtained have been made.

即ち、ポリカーボネートポリオールの繰り返し単位やポリウレタン(メタ)アクリレートの末端基がどのような構成や組み合わせの場合に、ポリウレタン(メタ)アクリレートを硬化物とした際に有効な機能を発現するかなどについては、十分な評価や検討がなされていなかった。   That is, when the polycarbonate polyol repeating unit or the end group of the polyurethane (meth) acrylate is in any configuration or combination, when the polyurethane (meth) acrylate is used as a cured product, an effective function is expressed. There was not enough evaluation or examination.

それゆえ、硬化物とした際に要求される機能や特性、即ち、高い鉛筆硬度、優れたニュートロジーナ耐性、及び優れたコパトーン耐性を満足するポリウレタン(メタ)アクリレートが求められていた。   Therefore, there has been a demand for a polyurethane (meth) acrylate that satisfies the functions and characteristics required for a cured product, that is, high pencil hardness, excellent Neutrogena resistance, and excellent copatone resistance.

本発明の課題は、即ち、上記問題点を解決し、高い鉛筆硬度、優れたニュートロジーナ耐性、及び優れたコパトーン耐性を有するポリウレタン(メタ)アクリレート、それを含むコーティング剤、積層材料または成形材料、ポリウレタン(メタ)アクリレートを含む組成物、それらの硬化物を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, namely, a polyurethane (meth) acrylate having high pencil hardness, excellent Neutrogena resistance, and excellent copatone resistance, a coating agent containing the same, a laminate material or a molding material, polyurethane It is providing the composition containing (meth) acrylate and those hardened | cured material.

本発明の課題は、
ポリカーボネートポリオール由来の構造と、ポリイソシアネート由来の構造とを有し、末端に水酸基含有(メタ)アクリレート由来の構造を有するポリウレタン(メタ)アクリレートであって、
ポリカーボネートポリオールが、下記式(1)で示されるポリオール由来の構造を有するものであり、
ポリイソシアネートが、下記式(2)で示されるものであり、
水酸基含有(メタ)アクリレートが、水酸基含有多官能(メタ)アクリレートを含み、
水酸基含有多官能(メタ)アクリレートが、下記式(a−1)〜(b−2)で示されるものである、
ポリウレタン(メタ)アクリレートによって解決される。
The subject of the present invention is
A polyurethane (meth) acrylate having a structure derived from a polycarbonate polyol and a structure derived from a polyisocyanate, and having a structure derived from a hydroxyl group-containing (meth) acrylate at the end,
The polycarbonate polyol has a polyol-derived structure represented by the following formula (1),
The polyisocyanate is represented by the following formula (2),
The hydroxyl group-containing (meth) acrylate includes a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate,
The hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate is represented by the following formulas (a-1) to (b-2).
Solved by polyurethane (meth) acrylate.

Figure 2017171891

(式(1)中、Zは炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基を示す。
式(2)中、Rは炭素原子数2〜12の二価の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基、又は炭素原子数6〜18の二価の芳香族炭化水素基を示す。
式(a−1)〜(b−2)中、Aは(メタ)アクリロイル基を示す。なお、複数のAの一部のAが水素であっても良い。
Figure 2017171891

(In Formula (1), Z shows a C6-C18 bivalent cycloaliphatic hydrocarbon group.
In the formula (2), R is a divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 18 is a divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
In formulas (a-1) to (b-2), A represents a (meth) acryloyl group. A part of the plurality of A may be hydrogen.

本発明に係る硬化物は、本発明に係るポリウレタン(メタ)アクリレートを硬化して得られる硬化物である。   The cured product according to the present invention is a cured product obtained by curing the polyurethane (meth) acrylate according to the present invention.

本発明に係る組成物は、本発明に係るポリウレタン(メタ)アクリレートを含む。   The composition according to the present invention comprises the polyurethane (meth) acrylate according to the present invention.

本発明に係る第1のコーティング材料、積層材料、または成形材料は、本発明に係るポリウレタン(メタ)アクリレートを含む。   The first coating material, laminated material, or molding material according to the present invention includes the polyurethane (meth) acrylate according to the present invention.

本発明に係る第2のコーティング材料、積層材料、または成形材料は、本発明に係るポリウレタン(メタ)アクリレートを含む組成物を含む。   The second coating material, laminate material, or molding material according to the present invention includes a composition containing the polyurethane (meth) acrylate according to the present invention.

本発明により、高い鉛筆硬度、優れたニュートロジーナ耐性、及び優れたコパートン耐性を有する優れたポリウレタン(メタ)アクリレート、それを含むコーティング剤、積層材料または成形材料、ポリウレタン(メタ)アクリレートを含む組成物、それらの硬化物を提供することができる。   According to the present invention, an excellent polyurethane (meth) acrylate having high pencil hardness, excellent Neutrogena resistance, and excellent copperone resistance, a coating agent containing the same, a laminate material or a molding material, a composition containing polyurethane (meth) acrylate, Those cured products can be provided.

そのため、本発明に係るポリウレタン(メタ)アクリレートは、インク、塗料、接着剤や、粘着剤などのコーティング用途(コーティング材料)、高外観性と高耐久性が求められるような各種モバイル機器、フィルム、建築内外装、自動車内外装などの積層用途(積層材料)、紫外線硬化レンズのような硬化成型物などの成形用途(成形材料)に適用できる。   Therefore, the polyurethane (meth) acrylate according to the present invention is a coating application (coating material) such as an ink, a paint, an adhesive, and a pressure sensitive adhesive, various mobile devices and films that require high appearance and high durability, It can be applied to laminate applications (laminate materials) such as architectural interiors and exteriors and automobile interiors and exteriors, and molding applications (molding materials) such as cured molded products such as ultraviolet curable lenses.

本発明に係るポリウレタン(メタ)アクリレートは、
ポリカーボネートポリオール由来の構造と、ポリイソシアネート由来の構造とを有し、末端に水酸基含有(メタ)アクリレート由来の構造を有するポリウレタン(メタ)アクリレートであって、
ポリカーボネートポリオールが、下記式(1)で示されるポリオール由来の構造を有するものであり、
ポリイソシアネートが、下記式(2)で示されるものであり、
水酸基含有(メタ)アクリレートが、水酸基含有多官能(メタ)アクリレートを含み、
水酸基含有多官能(メタ)アクリレートが、下記式(a−1)〜(b−2)で示されるものである、
ポリウレタン(メタ)アクリレートである。
The polyurethane (meth) acrylate according to the present invention is
A polyurethane (meth) acrylate having a structure derived from a polycarbonate polyol and a structure derived from a polyisocyanate, and having a structure derived from a hydroxyl group-containing (meth) acrylate at the end,
The polycarbonate polyol has a polyol-derived structure represented by the following formula (1),
The polyisocyanate is represented by the following formula (2),
The hydroxyl group-containing (meth) acrylate includes a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate,
The hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate is represented by the following formulas (a-1) to (b-2).
Polyurethane (meth) acrylate.

Figure 2017171891

(式(1)中、Zは炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基を示す。
式(2)中、Rは炭素原子数2〜12の二価の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基、又は炭素原子数6〜18の二価の芳香族炭化水素基を示す。
式(a−1)〜(b−2)中、Aは(メタ)アクリロイル基を示す。なお、複数のAの一部のAが水素であっても良い。
Figure 2017171891

(In Formula (1), Z shows a C6-C18 bivalent cycloaliphatic hydrocarbon group.
In the formula (2), R is a divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 18 is a divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
In formulas (a-1) to (b-2), A represents a (meth) acryloyl group. A part of the plurality of A may be hydrogen.

なお、「ポリウレタン(メタ)アクリレート」とは、末端がアクリル基を有するポリウレタンアクリレートと、末端がメタアクリル基を有するポリウレタンメタアクリレートとの総称である。   “Polyurethane (meth) acrylate” is a general term for polyurethane acrylate having an acrylic group at the terminal and polyurethane methacrylate having a methacrylic group at the terminal.

また、「(メタ)アクリロイル基」とは、(メタ)アクリル酸の水酸基を除いた官能基を、「多官能(メタ)アクリル基」とは、(メタ)アクリロイル基を複数有する原子団を、「単官能(メタ)アクリル基」とは、(メタ)アクリロイル基を1つ有する原子団を示す。それぞれ「(メタ)」の意味は「ポリウレタン(メタ)アクリレート」で記載したものと同義である。   The “(meth) acryloyl group” means a functional group excluding the hydroxyl group of (meth) acrylic acid, and the “polyfunctional (meth) acryl group” means an atomic group having a plurality of (meth) acryloyl groups. The “monofunctional (meth) acryl group” refers to an atomic group having one (meth) acryloyl group. The meaning of “(meth)” is the same as that described for “polyurethane (meth) acrylate”.

[ポリカーボネートポリオール由来の構造]
ポリカーボネートポリオール由来の構造とは、ポリウレタン(メタ)アクリレート中の結合基以外のポリカーボネートポリオールに由来する基のことを示す。当該ポリカーボネートポリオール由来の構造における「ポリカーボネートポリオール」とは、具体的には、下記式(1)で示されるポリオール由来の構造を有するポリカーボネートポリオールである。すなわち、本発明において、「ポリカーボネートポリオール由来の構造」とは、下記式(1)で示されるポリオール由来の構造を有するポリカーボネートポリオールに由来の構造のことである。
[Structure derived from polycarbonate polyol]
The structure derived from a polycarbonate polyol refers to a group derived from a polycarbonate polyol other than the bonding group in the polyurethane (meth) acrylate. The “polycarbonate polyol” in the polycarbonate polyol-derived structure is specifically a polycarbonate polyol having a polyol-derived structure represented by the following formula (1). That is, in the present invention, “a structure derived from a polycarbonate polyol” is a structure derived from a polycarbonate polyol having a polyol-derived structure represented by the following formula (1).

Figure 2017171891

(式(1)中、Zは炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基を示す。)
Figure 2017171891

(In formula (1), Z represents a divalent cycloaliphatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.)

前記「炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基」とは、「炭素原子数6〜18の環状脂肪族炭化水素」から2つの水素を除いた基を示し、例えば、1,3−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキサンジメチレン基などが挙げられるが、好ましくは1,4−シクロヘキサンジメチレン基である。   The “divalent cycloaliphatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms” refers to a group obtained by removing two hydrogens from the “cycloaliphatic hydrocarbon having 6 to 18 carbon atoms”. 1,3-cyclohexylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,4-cyclohexanedimethylene group and the like are preferable, and 1,4-cyclohexanedimethylene group is preferable.

(式(1)で示されるポリオール)
前記式(1)で示されるポリオール(以下、ポリオール(1)と称することもある。)としては、例えば、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられるが、好ましくは1,4−シクロヘキサンジメタノールが使用される。
なお、ポリオール(1)を、1種のみ用いてもよいし、複数種を併用しても良い。また、目的とするポリウレタン(メタ)アクリレートの機能や特性などを損なわない程度に、ポリオール(1)の分子中にエーテル結合が少量含まれていても良く、芳香族ポリオールが少量含まれていても良い。
(Polyol represented by formula (1))
Examples of the polyol represented by the formula (1) (hereinafter sometimes referred to as polyol (1)) include 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and the like. 1,4-cyclohexanedimethanol is preferably used.
In addition, only 1 type of polyol (1) may be used and multiple types may be used together. In addition, the polyol (1) molecule may contain a small amount of an ether bond or a small amount of an aromatic polyol to such an extent that the functions and properties of the target polyurethane (meth) acrylate are not impaired. good.

(ポリカーボネートポリオール)
ポリカーボネートポリオールは、より具体的には、下記式(1)で示されるポリオール由来の構造と、カーボネート結合を有するポリカーボネートポリオールであり、例えば、ポリオール(1)と、炭酸エステルとを、触媒の存在下で反応させることによって得られる。
なお、目的とするポリウレタン(メタ)アクリレートの機能や特性などを損なわない程度に、分子量の同一または異なる複数種のポリカーボネートポリオールを併用しても良い。
(Polycarbonate polyol)
More specifically, the polycarbonate polyol is a polycarbonate polyol having a structure derived from a polyol represented by the following formula (1) and a carbonate bond. For example, a polyol (1) and a carbonate ester are mixed in the presence of a catalyst. It is obtained by reacting with
A plurality of types of polycarbonate polyols having the same or different molecular weights may be used in combination so as not to impair the functions and properties of the target polyurethane (meth) acrylate.

(炭酸エステル)
前記炭酸エステルとしては、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルエチルなどの炭酸ジアルキル;炭酸ジフェニルなどの炭酸ジアリール;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状の炭酸エステルが挙げるが、好ましくはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネートが使用される。
なお、これらの炭酸エステルを、複数種併用しても良い。
(Carbonate ester)
Examples of the carbonate ester include dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and methyl ethyl carbonate; diaryl carbonates such as diphenyl carbonate; and cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate. Carbonate and ethylene carbonate are used.
A plurality of these carbonate esters may be used in combination.

前記炭酸エステルの使用量は、ポリオール(1)1モルに対して、好ましくは0.8〜2.0モル、更に好ましくは0.9〜1.5モルである。
炭酸エステルの使用量をこの範囲することで、十分に高い反応速度で、効率良く目的とするポリカーボネートポリオールを得ることができる。
The amount of the carbonate ester used is preferably 0.8 to 2.0 mol, more preferably 0.9 to 1.5 mol, per 1 mol of polyol (1).
By setting the amount of carbonate used within this range, the desired polycarbonate polyol can be efficiently obtained at a sufficiently high reaction rate.

(反応温度、及び反応圧力)
ポリカーボネートポリオールを合成する際の反応温度は、ポリオールや炭酸エステルの種類に応じて適宜調整することができるが、好ましくは120〜180℃、更に好ましくは130〜170℃である。
(Reaction temperature and reaction pressure)
Although the reaction temperature at the time of synthesize | combining a polycarbonate polyol can be suitably adjusted according to the kind of polyol or carbonate ester, Preferably it is 120-180 degreeC, More preferably, it is 130-170 degreeC.

また、ポリカーボネートポリオールを合成する際の反応圧力は、低沸点成分を除去しながら反応させる態様となるような圧力ならば特に制限されず、ポリカーボネートポリオールを合成は、好ましくは常圧又は減圧下で行われる。
ポリカーボネートポリオールを合成する際の反応圧力をこの範囲とすることで、逐次反応や副反応の発生を抑制でき、効率良く目的とするポリカーボネートポリオールを得ることができる。
The reaction pressure when synthesizing the polycarbonate polyol is not particularly limited as long as it is a pressure that allows the reaction while removing the low-boiling components, and the polycarbonate polyol is preferably synthesized under normal pressure or reduced pressure. Is called.
By setting the reaction pressure when synthesizing the polycarbonate polyol within this range, it is possible to suppress the occurrence of sequential reactions and side reactions, and to efficiently obtain the target polycarbonate polyol.

(ポリカーボネートポリオールを合成する際に使用する触媒)
ポリカーボネートポリオールを合成する際に使用する触媒としては、公知のエステル交換触媒を使用することができ、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、コバルト、ゲルマニウム、スズ、セリウムなどの金属、及びそれらの水酸化物、アルコキシド、カルボン酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、有機金属などが挙げられるが、好ましくは水素化ナトリウム、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ジルコニウムアセチルアセトナート、オキシ酢酸ジルコニウム、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジメトキシド、ジブチルスズオキサイドが使用される。
なお、これらの触媒を、複数種併用しても良い。
(Catalyst used when synthesizing polycarbonate polyol)
As a catalyst used when synthesizing a polycarbonate polyol, a known transesterification catalyst can be used. For example, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, zinc, aluminum, titanium And metals such as zirconium, cobalt, germanium, tin and cerium, and their hydroxides, alkoxides, carboxylates, carbonates, bicarbonates, sulfates, phosphates, nitrates, and organic metals. , Preferably sodium hydride, titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide, zirconium tetrabutoxide, zirconium acetylacetonate, zirconium oxyacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dimethoxide, dibutyl Dibutyltin oxide is used.
A plurality of these catalysts may be used in combination.

前記触媒の使用量は、ポリオール(1)1モルに対して、好ましくは0.1〜100ミリモル、更に好ましくは0.5〜50ミリモル、より好ましくは1〜20ミリモルである。
触媒の使用量をこの範囲とすることで、ポリカーボネートポリオールを合成する反応後の後処理が煩雑になることを抑制でき、効率良く目的とするポリカーボネートポリオールを得ることができる。
なお、当該触媒は、反応開始時に一括で使用(添加)しても、反応開始時、及び反応開始後に分割して使用(添加)しても良い。
The amount of the catalyst to be used is preferably 0.1 to 100 mmol, more preferably 0.5 to 50 mmol, more preferably 1 to 20 mmol with respect to 1 mol of polyol (1).
By making the usage-amount of a catalyst into this range, it can suppress that the post-process after the reaction which synthesize | combines a polycarbonate polyol becomes complicated, and can obtain the target polycarbonate polyol efficiently.
The catalyst may be used (added) in a lump at the start of the reaction, or may be used (added) separately at the start of the reaction and after the start of the reaction.

なお、式(1)で示されるポリオールに由来する構造は、ポリカーボネートポリオールに対して、好ましくは95モル%以上、更に好ましくは98モル%以上、より好ましくは99%以上である。
ポリカーボネートポリオールに対する、式(1)で示されるポリオールに由来する構造をこの範囲とすることで、高い鉛筆硬度、優れたニュートロジーナ耐性、及び優れたコパートン耐性を有するポリウレタン(メタ)アクリレートを得ることができる。
このようなポリカーボネートポリオールとしては、例えば、1,4−シクロヘキサンジメタノールを原料として得られるポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UC50、分子量;500)、1,4−シクロヘキサンジメタノールを原料として得られるポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UC100、分子量;1000)が好適に使用できる。
The structure derived from the polyol represented by the formula (1) is preferably 95 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, and more preferably 99% or more with respect to the polycarbonate polyol.
By setting the structure derived from the polyol represented by the formula (1) to the polycarbonate polyol within this range, a polyurethane (meth) acrylate having high pencil hardness, excellent Neutrogena resistance, and excellent copperone resistance can be obtained. .
As such a polycarbonate polyol, for example, a polycarbonate polyol obtained from 1,4-cyclohexanedimethanol as a raw material (Ube Industries, Ltd., ETERNACOLL (registered trademark) UC50, molecular weight: 500), 1,4-cyclohexanedimethanol Polycarbonate polyol (Ube Industries, Ltd., ETERNACOLL (registered trademark) UC100, molecular weight: 1000) obtained using as a raw material can be suitably used.

[ポリイソシアネート由来の構造]
ポリイソシアネート由来の構造とは、ポリウレタン(メタ)アクリレート中の結合基以外のポリイソシアネートに由来する基のことを示す。当該ポリイソシアネート由来の構造における「ポリイソシアネート」とは、具体的には、下記式(2)で示されるポリイソシアネートである。
[Structure derived from polyisocyanate]
The structure derived from polyisocyanate refers to a group derived from polyisocyanate other than a bonding group in polyurethane (meth) acrylate. The “polyisocyanate” in the structure derived from the polyisocyanate is specifically a polyisocyanate represented by the following formula (2).

Figure 2017171891

(式(2)中、Rは炭素原子数2〜12の二価の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基、又は炭素原子数6〜18の二価の芳香族炭化水素基を示す。)
Figure 2017171891

(In the formula (2), R is a divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and 6 carbon atoms. Represents a divalent cycloaliphatic hydrocarbon group having 18 to 18 carbon atoms or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.)

前記「炭素原子数2〜12の二価の直鎖状脂肪族炭化水素基」とは、「炭素原子数2〜12の直鎖状の脂肪族炭化水素」から2つの水素を除いた基を示す。炭素原子数2〜12の二価の直鎖状脂肪族炭化水素基としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基(プロピレン基)、テトラメチレン基(ブチレン基)、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基などが挙げられるが、好ましくはテトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基である。   The “divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms” is a group obtained by removing two hydrogens from the “linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms”. Show. Examples of the divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms include ethylene group, trimethylene group (propylene group), tetramethylene group (butylene group), pentamethylene group, hexamethylene group, hepta. A methylene group, an octamethylene group, a nonamethylene group, a decamethylene group, an undecamethylene group, a dodecamethylene group and the like can be mentioned, and a tetramethylene group, a pentamethylene group and a hexamethylene group are preferred.

前記「炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基」とは、「炭素原子数3〜12の分岐状脂肪族炭化水素」から2つの水素原子を除いた基を示す。炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基としては、例えば、2−又は3−メチル−1,5−ペンチル基、2,2,4−又は2,4,4−トリメチルヘキサメチレン基などが挙げられる。   The “divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms” refers to a group obtained by removing two hydrogen atoms from the “branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms”. Examples of the divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms include 2- or 3-methyl-1,5-pentyl group, 2,2,4- or 2,4,4-trimethyl. Examples include a hexamethylene group.

前記「炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基」とは、「炭素原子数6〜18の環状脂肪族炭化水素」から2つの水素を除いた基を示す。炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基としては、例えば、1,4−シクロヘキシレン基、メチルシクロヘキシレン基、1,3−ジメチレンシクロヘキシレン基、5−(1,3,3,−トリメチルシクロヘキシル)−1−メチレン基(イソホロンジイソシアネート由来の基)、4,4’−ジシクロヘキシレンメチレン基(4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート由来の基)、ノルボルニレン基などが挙げられる。   The “divalent cycloaliphatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms” refers to a group obtained by removing two hydrogens from the “cycloaliphatic hydrocarbon having 6 to 18 carbon atoms”. Examples of the divalent cycloaliphatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms include 1,4-cyclohexylene group, methylcyclohexylene group, 1,3-dimethylenecyclohexylene group, 5- (1,3 , 3, -trimethylcyclohexyl) -1-methylene group (group derived from isophorone diisocyanate), 4,4'-dicyclohexylenemethylene group (group derived from 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate), norbornylene group and the like. .

前記「炭素原子数6〜18の二価の芳香族炭化水素基」とは、「炭素原子数6〜18の芳香族炭化水素」から2つの水素原子を除いた基を示す。炭素原子数6〜18の二価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、テトラメチルキシリレン基、4,4’−ジフェニレンメチレン基などが挙げられる。   The “divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms” refers to a group obtained by removing two hydrogen atoms from the “aromatic hydrocarbon having 6 to 18 carbon atoms”. Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms include phenylene group, tolylene group, xylylene group, tetramethylxylylene group, 4,4'-diphenylenemethylene group and the like.

(ポリイソシアネート)
ポリイソシアネートは、目的や用途に応じて適宜選択することができるが、例えば、
ヘキサメチレンジイソシアネートなどの直鎖状脂肪族ジイソシアネート;
2−又は3−メチル−1,5−ペンチルジイソシアネート、2,2,4−又は2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの分岐状脂肪族ジイソシアネート;
1,4−シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−ジイルビス(メチレン)ジイソシアネート、ノルボルニルジイソシアネートなどの環状脂肪族ジイソシアネート;
フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニレ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、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)などの芳香脂肪族ジイソシアネート;
等が使用される。
なお、これらのポリイソシアネートを、複数種併用しても良く、その構造の一部又は全部がイソシアヌレート化、カルボジイミド化、又はビウレット化など誘導化されていても良い。
(Polyisocyanate)
The polyisocyanate can be appropriately selected according to the purpose and application.
Linear aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate;
Branched aliphatic diisocyanates such as 2- or 3-methyl-1,5-pentyl diisocyanate, 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate;
Cyclic aliphatic diisocyanates such as 1,4-cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, 4,4′-methylenebiscyclohexyl diisocyanate, isophorone diisocyanate, cyclohexane-1,3-diylbis (methylene) diisocyanate, norbornyl diisocyanate;
Phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate Araliphatic diisocyanates such as polymethylene polyphenyl isocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI);
Etc. are used.
A plurality of these polyisocyanates may be used in combination, and part or all of the structure thereof may be derivatized such as isocyanurate, carbodiimidization, or biuretization.

[水酸基含有多官能(メタ)アクリレート由来の構造]
水酸基含有多官能(メタ)アクリレート由来の構造とは、ポリウレタン(メタ)アクリレート中の結合基以外の水酸基含有多官能(メタ)アクリレートに由来する構造のことを示す。当該水酸基含有多官能(メタ)アクリレート由来の構造における「水酸基含有多官能(メタ)アクリレート」とは、具体的には、下記式(a−1)、(a−2)、(b−1)、(b−2)で示される水酸基含有多官能(メタ)アクリレートである。
なお、本発明では、水酸基含有多官能(メタ)アクリレートが「エチレンオキシ基」や「プロピレンオキシ基」などのアルキレンオキシ基で変性されているものも含まれる。
[Structure derived from hydroxyl-containing polyfunctional (meth) acrylate]
The structure derived from a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate refers to a structure derived from a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate other than the bonding group in the polyurethane (meth) acrylate. The “hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate” in the structure derived from the hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate specifically includes the following formulas (a-1), (a-2), and (b-1). , (B-2) is a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate.
In the present invention, those in which the hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate is modified with an alkyleneoxy group such as an “ethyleneoxy group” or a “propyleneoxy group” are also included.

Figure 2017171891

(式(a−1)、(a−2)、(b−1)、(b−2)において、Aは(メタ)アクリロイル基を示す。なお、複数のAの一部のAが水素となっていても良い。)
Figure 2017171891

(In the formulas (a-1), (a-2), (b-1), and (b-2), A represents a (meth) acryloyl group. It may be.)

(水酸基含有多官能(メタ)アクリレート)
水酸基含有多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、又は、これらのエチレンオキシ変性品やプロピレンオキシ変性品、ラクトン変性品が挙げられ、
好ましくはペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートが挙げられ、
より好ましくは、ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物(東亜合成株式会社、アロニックス(登録商標)M306、トリ体;65〜70%)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(東亜合成株式会社、アロニックス(登録商標)M403、ペンタ体;50〜60%)が使用される。
なお、これらの水酸基含有多官能(メタ)アクリレートを、複数種併用しても良く、また、水酸基を含有しない飽和多官能(メタ)アクリレートを併用しても良い。
(Hydroxyl-containing polyfunctional (meth) acrylate)
Examples of the hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate include pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and dipentaerythritol. Tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol di (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane di (meth) acrylate Or these ethyleneoxy modified products, propyleneoxy modified products, lactone modified products,
Preferably, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipetaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate are mentioned,
More preferably, a mixture of pentaerythritol triacrylate and pentaerythritol tetraacrylate (Toa Gosei Co., Ltd., Aronix (registered trademark) M306, tri-isomer; 65 to 70%), dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate, (Toa Gosei Co., Ltd., Aronix (registered trademark) M403, pentamer; 50 to 60%) is used.
A plurality of these hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylates may be used in combination, or a saturated polyfunctional (meth) acrylate containing no hydroxyl group may be used in combination.

(水酸基含有単官能(メタ)アクリレート由来の構造)
本発明のポリウレタン(メタ)アクリレートは、末端に、更に下記式(c)で示される水酸基含有単官能(メタ)アクリレート由来の構造を含んでいることが好ましい。
(Structure derived from hydroxyl-containing monofunctional (meth) acrylate)
The polyurethane (meth) acrylate of the present invention preferably further includes a structure derived from a hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate represented by the following formula (c) at the terminal.

水酸基含有単官能(メタ)アクリレート由来の構造とは、ポリウレタン(メタ)アクリレート中の結合基以外の水酸基含有単官能(メタ)アクリレートに由来する構造のことを示す。当該水酸基含有単官能(メタ)アクリレート由来の構造における「水酸基含有単官能(メタ)アクリレート」とは、具体的には、下記式(c)で示される水酸基含有単官能(メタ)アクリレートである。
なお、本発明では、水酸基含有単官能(メタ)アクリレートが「エチレンオキシ基」や「プロピレンオキシ基」などのアルキレンオキシ基で変性されているものも含まれる。
The structure derived from a hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate refers to a structure derived from a hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate other than the bonding group in the polyurethane (meth) acrylate. The “hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate” in the structure derived from the hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate is specifically a hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate represented by the following formula (c).
In the present invention, the hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate is modified with an alkyleneoxy group such as an “ethyleneoxy group” or a “propyleneoxy group”.

Figure 2017171891

(式中、Aは(メタ)アクリロイル基を示し、mは2〜8の整数を示す。)
Figure 2017171891

(In the formula, A represents a (meth) acryloyl group, and m represents an integer of 2 to 8.)

(水酸基含有単官能(メタ)アクリレート)
水酸基含有単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、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、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ヘプチル)メタアクリレート、ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、好ましくはヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、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)アクリレートが使用される。
なお、これらの水酸基含有単官能(メタ)アクリレートを、複数種併用しても良く、水酸基含有単官能(メタ)アクリレートの複数種類を併用してもよい。また、水酸基を含有しない飽和単官能(メタ)アクリレートを併用しても良い。
(Hydroxyl-containing monofunctional (meth) acrylate)
Examples of the hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate include hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxypentyl (meth) acrylate, hydroxyhexyl (meth) acrylate, hydroxy ( Although heptyl) methacrylate, hydroxyoctyl (meth) acrylate, and the like can be mentioned, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, and hydroxybutyl (meth) acrylate are preferably used.
A plurality of these hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylates may be used in combination, or a plurality of hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylates may be used in combination. Moreover, you may use together the saturated monofunctional (meth) acrylate which does not contain a hydroxyl group.

本発明のポリウレタン(メタ)アクリレートにおいて、水酸基含有多官能(メタ)アクリレート由来の構造と、水酸基含有単官能(メタ)アクリレート由来の構造とのモル比率((水酸基含有多官能(メタ)アクリレート由来の構造)/(水酸基含有単官能(メタ)アクリレート由来の構造))は、10/90〜90/10であることが好ましい。水酸基含有単官能(メタ)アクリレート由来の構造のモル比率をこの範囲とすることで、水酸基含有多官能(メタ)アクリレート由来の構造が発現させる効果が損なわれにくくなる。   In the polyurethane (meth) acrylate of the present invention, the molar ratio between the structure derived from the hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate and the structure derived from the hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate ((derived from the hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate) (Structure) / (structure derived from a hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate)) is preferably 10/90 to 90/10. By making the molar ratio of the structure derived from a hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate within this range, the effect of developing the structure derived from a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate is hardly impaired.

(ポリウレタン(メタ)アクリレートの製造)
本発明のポリウレタン(メタ)アクリレートは、ポリカーボネートポリオールと、ポリイソシアネートと、水酸基含有多官能(メタ)アクリレートと、水酸基含有単官能(メタ)アクリレートとを、反応させることによって得ることができる(以下、「本発明の反応」と称することもある)。
(Manufacture of polyurethane (meth) acrylate)
The polyurethane (meth) acrylate of the present invention can be obtained by reacting a polycarbonate polyol, polyisocyanate, a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate, and a hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate (hereinafter, Also referred to as “the reaction of the present invention”).

本発明の反応の反応形態は特に限定されない。本発明の反応方法としては、公知のワンショット法やプレポリマー法等を適宜選択できるが、ポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートとを反応させてポリウレタンを製造した後に、水酸基含有多官能(メタ)アクリレートと、水酸基含有単官能(メタ)アクリレートとを反応させる方法が好適に採用される。   The reaction form of the reaction of the present invention is not particularly limited. As the reaction method of the present invention, a known one-shot method or prepolymer method can be appropriately selected. After producing a polyurethane by reacting a polycarbonate polyol and a polyisocyanate, a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate, A method of reacting with a hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate is preferably employed.

なお、目的とするポリウレタン(メタ)アクリレートの機能や特性などを向上させるために、複数種のポリカーボネートポリオールや、同一種であっても分子量が異なるポリカーボネートポリオールを併用しても良い。また、同一の理由により複数種のポリイソシアネートを併用しても良く、複数種の水酸基含有多官能(メタ)アクリレートや、複数種の水酸基含有単官能(メタ)アクリレートを併用しても良い。   In addition, in order to improve the function and characteristics of the target polyurethane (meth) acrylate, a plurality of types of polycarbonate polyols or polycarbonate polyols having the same molecular weight but different molecular weights may be used in combination. Further, for the same reason, a plurality of types of polyisocyanates may be used in combination, or a plurality of types of hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylates or a plurality of types of hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylates may be used in combination.

本発明の反応において、ポリカーボネートポリオールの水酸基及び水酸基含有(メタ)アクリレートの水酸基の合計水酸基量(OH基)と、ポリイソシアネートのイソシアネート基(NCO基)のモル比率(OH基/NCO基)は、好ましくは0.8/1〜1.4/1、更に好ましくは0.9/1〜1.3/1、より好ましくは1/1〜1.2/1である。
OH基/NCO基をこの範囲とすることにより、ポリウレタンの末端イソシアネート基が、実質的に(メタ)アクリロイル基を複数有する末端基に変換され、残存する未反応のイソシアネート基を低減させることができる。
In the reaction of the present invention, the total hydroxyl amount (OH group) of the hydroxyl group of the polycarbonate polyol and the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate and the molar ratio of the isocyanate group (NCO group) of the polyisocyanate (OH group / NCO group) is: Preferably it is 0.8 / 1-1.4 / 1, More preferably, it is 0.9 / 1-1.3 / 1, More preferably, it is 1/1-1.2 / 1.
By setting the OH group / NCO group within this range, the terminal isocyanate group of the polyurethane is substantially converted into a terminal group having a plurality of (meth) acryloyl groups, and the remaining unreacted isocyanate groups can be reduced. .

(本発明の反応に用いることができる触媒)
本発明の反応においては、反応速度を向上させるために公知の重合触媒を用いることができ、例えば、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレートなどの有機スズ化合物や、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)などの有機チタン化合物、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビス(エチルアセトアセテート)などの有機ジルコニウム化合物、2−エチルヘキサン酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス、リン酸ジブチルビスマスや、トリエチルアミンなどの三級アミンが好適に使用される。
なお、当該触媒については、吉田敬治著「ポリウレタン樹脂」(日本工業新聞社刊、1969年)の第23〜32頁を参照することができ、複数種の触媒を併用しても良い。
(Catalyst that can be used in the reaction of the present invention)
In the reaction of the present invention, a known polymerization catalyst can be used to improve the reaction rate. For example, organic tin compounds such as dibutyltin diacetate and dibutyltin dilaurate, titanium tetraacetylacetonate, titanium diisopropoxybis Organic titanium compounds such as (ethyl acetoacetate), organic zirconium compounds such as zirconium tetraacetylacetonate and zirconium dibutoxybis (ethylacetoacetate), bismuth 2-ethylhexanoate, bismuth neodecanoate, bismuth naphthenate, dibutyl phosphate Bismuth and tertiary amines such as triethylamine are preferably used.
As for the catalyst, pages 23 to 32 of Keiji Yoshida “Polyurethane resin” (published by Nihon Kogyo Shimbun, 1969) may be used, and a plurality of types of catalysts may be used in combination.

前記触媒の使用量は、ポリカーボネートポリオール、ポリイソシアネート、及び水酸基含有多官能/単官能(メタ)アクリレートの合計量に対して、好ましくは0.0005〜0.1質量%、更に好ましくは0.001〜0.05質量%である。
触媒の使用量をこの範囲とすることで、十分な反応速度を得ることができるとともに、触媒の残存量が少ないため後処理が煩雑とならない。
The amount of the catalyst used is preferably 0.0005 to 0.1% by mass, more preferably 0.001 based on the total amount of the polycarbonate polyol, polyisocyanate, and hydroxyl group-containing polyfunctional / monofunctional (meth) acrylate. It is -0.05 mass%.
By setting the amount of the catalyst used within this range, a sufficient reaction rate can be obtained, and the post-treatment is not complicated because the remaining amount of the catalyst is small.

(溶媒)
本発明の反応においては、反応に関与しない溶媒を適宜使用することができ、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類が使用できる。
なお、これらの溶媒を、複数種併用しても良い。また、溶媒を使用することで、ポリウレタン(メタ)アクリレートの溶液を得ることができる。
(solvent)
In the reaction of the present invention, a solvent that does not participate in the reaction can be appropriately used. For example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol Esters such as monoethyl ether acetate and dipropylene glycol monomethyl ether acetate; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane Ethers such as benzene, toluene, xylene, Aromatic hydrocarbons such as tetramethyl benzene; dimethylformamide, diethylformamide, amides such as dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide can be used.
A plurality of these solvents may be used in combination. Moreover, the solution of a polyurethane (meth) acrylate can be obtained by using a solvent.

前記溶媒の使用量は、ポリカーボネートポリオール、ポリイソシアネート、及び水酸基含有多官能/単官能(メタ)アクリレートの合計量に対して、好ましくは5〜200質量%、更に好ましくは10〜100質量%、より好ましくは20〜80質量%である。
溶媒の使用量をこの範囲とすることで、反応液の均一性や攪拌性が向上する。
The amount of the solvent used is preferably 5 to 200% by mass, more preferably 10 to 100% by mass, based on the total amount of the polycarbonate polyol, polyisocyanate, and hydroxyl group-containing polyfunctional / monofunctional (meth) acrylate. Preferably it is 20-80 mass%.
By making the usage-amount of a solvent into this range, the uniformity and stirring property of a reaction liquid improve.

(重合禁止剤)
本発明の反応においては、原料の水酸基含有多官能/単官能(メタ)アクリレートや、生成したポリウレタン(メタ)アクリレートの重合や酸化を抑制するために、重合禁止剤や酸化防止剤を存在させることが望ましい。重合禁止剤や酸化防止剤としては、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、2,6−t−ブチル−p−クレゾール、p−ベンゾキノン、2,5−ジヒドロキシ−p−ベンゾキノンなどが使用される。
なお、これらの重合禁止剤や酸化防止剤を、それぞれ、複数種併用しても良い。
(Polymerization inhibitor)
In the reaction of the present invention, in order to suppress polymerization and oxidation of the raw material hydroxyl group-containing polyfunctional / monofunctional (meth) acrylate and the generated polyurethane (meth) acrylate, a polymerization inhibitor and an antioxidant should be present. Is desirable. Examples of the polymerization inhibitor and the antioxidant include hydroquinone, p-methoxyphenol, 2,4-dimethyl-6-t-butylphenol, 2,6-t-butyl-p-cresol, p-benzoquinone, 2,5 -Dihydroxy-p-benzoquinone and the like are used.
A plurality of these polymerization inhibitors and antioxidants may be used in combination.

前記重合防止剤や酸化防止剤の添加量は、ポリカーボネートポリオール、ポリイソシアネート、及び水酸基含有多官能/単官能(メタ)アクリレートの合計量に対して、好ましくは0.00005〜0.01質量%、更に好ましくは0.0001〜0.005質量%、より好ましくは0.0003〜0.003質量%である。
重合防止剤や酸化防止剤の添加量をこの範囲とすることで、十分に重合や酸化を抑止でき、また本発明の反応の後処理が煩雑とならない。
The addition amount of the polymerization inhibitor and the antioxidant is preferably 0.00005 to 0.01% by mass with respect to the total amount of the polycarbonate polyol, polyisocyanate, and hydroxyl group-containing polyfunctional / monofunctional (meth) acrylate. More preferably, it is 0.0001-0.005 mass%, More preferably, it is 0.0003-0.003 mass%.
By setting the addition amount of the polymerization inhibitor and the antioxidant within this range, the polymerization and oxidation can be sufficiently suppressed, and the post-treatment of the reaction of the present invention is not complicated.

(鎖延長剤)
本発明の反応においては、分子量を増大させることを目的として、鎖延長剤を用いることができる。使用する鎖延長剤としては、目的や用途に応じて適宜選択できるが、例えば、
水;
エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,10−デカンジオール、1,1−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、キシリレングリコール、ビス(p−ヒドロキシ)ジフェニル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホン、1,1−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサンなどの低分子ポリオール;
ポリエステルポリオール、ポリエステルアミドポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオールなどの高分子ポリオール;
エチレンジアミン、イソホロンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどのポリアミン
などが使用される。
なお、鎖延長剤については、例えば、「最新ポリウレタン応用技術」(株式会社CMC社、1985年に発行)を参照することができ、前記高分子ポリオールについては、例えば、「ポリウレタンフオーム」(高分子刊行会、1987年)を参照することができ、複数種の鎖延長剤を併用しても良い。
(Chain extender)
In the reaction of the present invention, a chain extender can be used for the purpose of increasing the molecular weight. The chain extender to be used can be appropriately selected according to the purpose and use, for example,
water;
Ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,10-decanediol, 1,1-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, tricyclodecane dimethanol, xylylene glycol, bis (p-hydroxy) diphenyl, bis (p-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl Low molecular polyols such as propane, bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] sulfone, 1,1-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] cyclohexane;
Polymer polyols such as polyester polyols, polyester amide polyols, polyether polyols, polyether ester polyols, polycarbonate polyols, polyolefin polyols;
Polyamines such as ethylenediamine, isophoronediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, aminoethylethanolamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine and pentaethylenehexamine are used.
As for the chain extender, for example, “Latest Polyurethane Application Technology” (CMC Co., Ltd., issued in 1985) can be referred to. For the polymer polyol, for example, “Polyurethane Form” (polymer) Publication Society, 1987), and a plurality of chain extenders may be used in combination.

本発明の反応は、ポリカーボネートポリオール、ポリイソシアネート、触媒、及び溶媒を混合して、好ましくは0〜150℃、更に好ましくは20〜100℃で反応させた後、得られた反応液に、重合禁止剤、酸化防止剤、及び水酸基含有(メタ)アクリレートを加え、更に同温度で反応させる方法によって好適に行われる。   In the reaction of the present invention, polycarbonate polyol, polyisocyanate, catalyst, and solvent are mixed, and preferably reacted at 0 to 150 ° C., more preferably at 20 to 100 ° C., and then polymerization is prohibited in the obtained reaction solution. An agent, an antioxidant, and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate are added, and the reaction is preferably performed at the same temperature.

得られたポリウレタン(メタ)アクリレートは、光や大気中の酸素に必ずしも安定ではないため、特に単離・精製することなく、ポリウレタン(メタ)アクリレートの溶媒溶液として必要な用途に使用するのが望ましい。   Since the obtained polyurethane (meth) acrylate is not necessarily stable to light and atmospheric oxygen, it is desirable to use it as a solvent solution for polyurethane (meth) acrylate without requiring isolation or purification. .

本発明のポリウレタン(メタ)アクリレートは、ポリカーボネート骨格を有するため機械物性、耐加水分解性、耐熱性、耐薬品性、耐候性などに優れているが、構造中に異なる環状脂肪族炭化水素基(ポリオール(1)由来の構造)を有するため、本発明のポリウレタン(メタ)アクリレートの硬化物は高い鉛筆硬度、優れたニュートロジーナ耐性、及び優れたコパートン耐性を有している。   Since the polyurethane (meth) acrylate of the present invention has a polycarbonate skeleton, it has excellent mechanical properties, hydrolysis resistance, heat resistance, chemical resistance, weather resistance, etc., but different cyclic aliphatic hydrocarbon groups ( Because of having a structure derived from polyol (1), the cured product of the polyurethane (meth) acrylate of the present invention has high pencil hardness, excellent Neutrogena resistance, and excellent copperone resistance.

また、本発明のポリウレタン(メタ)アクリレートは、末端に水酸基含有(メタ)アクリレート由来の構造を有しており、当該水酸基含有(メタ)アクリレートが水酸基含有多官能(メタ)アクリレートを含むため、硬化に際してより架橋密度が向上し、より高い硬度を有する硬化物を得ることができる。   Further, the polyurethane (meth) acrylate of the present invention has a structure derived from a hydroxyl group-containing (meth) acrylate at the terminal, and since the hydroxyl group-containing (meth) acrylate contains a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate, it is cured. At this time, the crosslink density is further improved, and a cured product having higher hardness can be obtained.

(その他のポリオール)
本発明のポリウレタン(メタ)アクリレートは、その機能を更に向上させるために、適宜、その他のポリオールを存在させて製造することもできる。換言すれば、本発明のポリウレタン(メタ)アクリレートは、その他のポリオール由来の構造を更に含んでいてもよい。
その他のポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ウンデカンジオール、ドデカンジオールなどの直鎖状のポリオール;
2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,5−ヘキサンジオールなどの分岐状のポリオール;
1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどの環状のポリオール;
前記ポリオールを原料として得られるポリカーボネートポリオール(但し、式(1)で示されるポリオール由来の構造を有するポリカーボネートポリオールを除く)
などが挙げられるが、好ましくはポリウレタン(メタ)アクリレートを構成するポリカーボネートポリオールを製造する際の原料としたポリオール(式(1)のポリオール)である。
なお、これらのその他のポリオールを、複数種併用しても良い。
(Other polyols)
The polyurethane (meth) acrylate of the present invention can also be produced in the presence of other polyols as appropriate in order to further improve the function. In other words, the polyurethane (meth) acrylate of the present invention may further contain a structure derived from other polyols.
Examples of other polyols include linear polyols such as ethylene glycol, propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol, heptanediol, octanediol, nonanediol, decanediol, undecanediol, and dodecanediol;
Branched polyols such as 2-methyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,5-hexanediol;
Cyclic polyols such as 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol;
Polycarbonate polyol obtained using the above polyol as a raw material (excluding the polycarbonate polyol having a structure derived from the polyol represented by the formula (1))
However, it is preferably a polyol (polyol of formula (1)) used as a raw material for producing a polycarbonate polyol constituting polyurethane (meth) acrylate.
A plurality of these other polyols may be used in combination.

また、これらの低分子ポリオールは、ポリウレタン(メタ)アクリレートの機能や特性を損なわない程度において、カルボキシル基、チオカルボキシル基、スルホン基、フェノール性水酸基などの酸性基を有していても良い。酸性基としては、例えば、水性ポリウレタン樹脂分散体を製造する際に一般的に使用する2,2−ジメチロールプロピオン酸が挙げられる。   Moreover, these low molecular polyols may have an acidic group such as a carboxyl group, a thiocarboxyl group, a sulfone group, and a phenolic hydroxyl group as long as the functions and characteristics of the polyurethane (meth) acrylate are not impaired. Examples of the acidic group include 2,2-dimethylolpropionic acid that is generally used when an aqueous polyurethane resin dispersion is produced.

(酸性基含有化合物)
本発明のポリウレタン(メタ)アクリレートは、その機能を更に向上させるために、適宜、更に、酸性基含有化合物を含有していてもよい。
(Acid group-containing compound)
The polyurethane (meth) acrylate of the present invention may further contain an acidic group-containing compound as appropriate in order to further improve its function.

酸性基含有化合物の酸性基としては、例えば、カルボキシル基、チオカルボキシル基、スルホン基、フェノール性水酸基などが挙げられる。   Examples of the acidic group of the acidic group-containing compound include a carboxyl group, a thiocarboxyl group, a sulfone group, and a phenolic hydroxyl group.

酸性基含有化合物としては、例えば、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、安息香酸、フタル酸、テレフタル酸などの有機カルボン酸類;前記有機カルボン酸の一部または全部の炭素が硫黄に置き換えられたチオカルボン酸類;メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸などのスルホン酸類;フェノール、クレゾール、カテコール、ハイドロキノンなどのフェノール類などが挙げられる。
なお、これらの酸性基含有化合物を、複数種併用しても良い。
Examples of the acidic group-containing compound include organic carboxylic acids such as propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, oxalic acid, succinic acid, adipic acid, benzoic acid, phthalic acid, and terephthalic acid; Thiocarboxylic acids in which part or all of the carbon is replaced with sulfur; sulfonic acids such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid; phenols such as phenol, cresol, catechol, and hydroquinone It is done.
A plurality of these acidic group-containing compounds may be used in combination.

[組成物]
本発明の組成物は、前記ポリウレタン(メタ)アクリレートと、重合開始剤と、必要に応じて重合性化合物を含んでいてもよい。
[Composition]
The composition of this invention may contain the said polyurethane (meth) acrylate, the polymerization initiator, and the polymeric compound as needed.

(重合開始剤)
前記重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4,4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾイン−n−プロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインn−ブチルエーテル、ベンゾインジメチルケタール、チオキサントン、p−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、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、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,4,6,−トリメチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタノンなどが挙げられるが、好ましくは1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイドが使用される。
なお、これらの重合開始剤を、複数種併用しても良い。
(Polymerization initiator)
Examples of the polymerization initiator include acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, 4,4′-bisdiethylaminobenzophenone, benzoin ethyl ether, benzoin-n-propyl. Ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin n-butyl ether, benzoin dimethyl ketal, thioxanthone, p-isopropyl-α-hydroxyisobutylphenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpro -1-one, 2,4,6, -trimethylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane Examples thereof include 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide.
A plurality of these polymerization initiators may be used in combination.

前記重合開始剤の使用量は、ポリウレタン(メタ)アクリレートに対して、好ましくは0.3〜10質量%、更に好ましくは0.5〜5質量%である。
重合開始剤の使用量をこの範囲とすることで、十分な反応速度を得ることができるとともに、重合開始剤の残存量が少ないため後処理が煩雑とならない。
The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.3 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, based on the polyurethane (meth) acrylate.
By setting the amount of the polymerization initiator used within this range, a sufficient reaction rate can be obtained, and the residual amount of the polymerization initiator is small, so that the post-treatment is not complicated.

(重合性化合物)
前記重合性化合物としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル、ベンジル(メタ)アクリレート、フェネチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アラルキルエステルフェニル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アリールエステルや、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、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどの単官能(メタ)アクリレート;
ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレートなどのトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレート、またはこれらの又は、これらのエチレンオキシ変性品やプロピレンオキシ変性品、ラクトン変性品が使用できる。
なお、これらの重合性化合物を、複数種併用しても良い。
(Polymerizable compound)
Examples of the polymerizable compound include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and lauryl. Alkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, phenoxymethyl (meth) acrylate, and phenoxyethyl (meth) acrylate (Meth) acrylic acid aralkyl esters such as esters, benzyl (meth) acrylate, and phenethyl (meth) acrylate And Le, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, monofunctional (meth) acrylates such as 4-hydroxybutyl (meth) acrylate;
Butanediol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, octanediol di (meth) acrylate, nonanediol di (meth) acrylate, dodecanediol di (meth) acrylate, ethoxylated hexanediol di (meth) acrylate, Propoxylated hexanediol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, ethoxylated neopentyl glycol di (meth) ) Acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propoxylated trimethylo Tri (meth) acrylates such as lepropane tri (meth) acrylate, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate tri (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) Acrylate, ditrimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ditrimethylolpropane penta (Meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ditrimethylolpropane hexa (meth) acryl Polyfunctional (meth) acrylates such as over bets or or thereof, these ethyleneoxy-modified products and propyleneoxy modified products, lactone-modified products can be used.
A plurality of these polymerizable compounds may be used in combination.

ポリウレタン(メタ)アクリレートを製造する際に、水酸基含有多官能/単官能(メタ)アクリレートを過剰に用いた場合には、残存する水酸基含有多官能/単官能(メタ)アクリレートで重合性化合物を代用することもできる。   When producing a polyurethane (meth) acrylate, if an excessive amount of hydroxyl group-containing polyfunctional / monofunctional (meth) acrylate is used, the remaining hydroxyl group-containing polyfunctional / monofunctional (meth) acrylate is substituted for the polymerizable compound. You can also

また、ポリウレタン(メタ)アクリレートを製造する際に、水酸基含有多官能/単官能(メタ)アクリレート中に、他のアクリル化合物が含まれている場合には、これを重合性化合物として代用することもできる。   Moreover, when manufacturing a polyurethane (meth) acrylate, when other acrylic compounds are contained in the hydroxyl group-containing polyfunctional / monofunctional (meth) acrylate, it may be substituted as a polymerizable compound. it can.

前記重合性化合物の使用量は、ウレタン(メタ)アクリレートに対して、好ましくは当モル以下である。   The amount of the polymerizable compound used is preferably equal to or less than that of urethane (meth) acrylate.

[硬化物]
本発明の組成物は、前記ポリウレタン(メタ)アクリレートまたは前記ポリウレタン(メタ)アクリレート組成物に必要に応じて有機溶媒を加えて適当な粘度に調整した後、基材の上に塗布し、例えば、紫外線、可視光、レーザー光、電子線、X線、γ線、プラズマ、マイクロウェーブなどの活性エネルギー線を照射することにより、重合・硬化させて硬化物とすることができる。
なお、活性エネルギー線を照射することなく、熱によって硬化物を製造することもでき、熱と活性エネルギー線とを併用しても良い。
[Hardened product]
The composition of the present invention is adjusted to an appropriate viscosity by adding an organic solvent to the polyurethane (meth) acrylate or the polyurethane (meth) acrylate composition as necessary, and then applied onto a substrate, for example, By irradiating active energy rays such as ultraviolet rays, visible light, laser light, electron beams, X-rays, γ rays, plasma, and microwaves, they can be polymerized and cured to be cured.
In addition, a hardened | cured material can also be manufactured with a heat | fever, without irradiating an active energy ray, and you may use a heat | fever and an active energy ray together.

前記有機溶媒は、ポリウレタン(メタ)アクリレートを製造する際に用いた有機溶媒と同じものを使用しても良く、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類が使用できる。
なお、これらの溶媒を、複数種併用しても良い。
The organic solvent may be the same as the organic solvent used in the production of polyurethane (meth) acrylate, for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate , Esters such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, Ethers such as triethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane ; Benzene, toluene, xylene, aromatic hydrocarbons such as tetramethyl benzene; dimethylformamide, diethylformamide, amides such as dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide can be used.
A plurality of these solvents may be used in combination.

前記基材は、例えば、金属、プラスチック、無機物、木材、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂などの樹脂類などが使用できる。
なお、これらの基材を、複数種併用しても良い。
Examples of the base material that can be used include metals, plastics, inorganic materials, wood, ABS resin, polycarbonate resin, polyimide resin, polyamide resin, and polyester resin.
A plurality of these substrates may be used in combination.

次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[測定、及び評価方法]
(粘度)
ポリウレタン(メタ)アクリレートの粘度は、E型粘度計(BROOKFIELD社製「BROOLFIELD粘度計LV DV−II+Pro」)を用いて、25℃にて測定した。
[Measurement and evaluation methods]
(viscosity)
The viscosity of the polyurethane (meth) acrylate was measured at 25 ° C. using an E-type viscometer (“BROOLFIELD viscometer LV DV-II + Pro” manufactured by BROOKFIELD).

(平均分子量)
ポリウレタン(メタ)アクリレートの平均分子量は、ゲル・パーミッション・クロマトグラフィー(GPC)で測定を行った。測定条件は、以下の通りである。
装置:HPLC−8220 (東ソー社製)
カラム構成:TSKgel SuperHZ3000 + TSKgel SuperH
Z1000 (いずれも東ソー社製)
検出器:示差屈折率検出器(RI検出器)
溶離液:テトラヒドロフラン
溶離液の流速:0.6ml/min
温度:40℃
昇温速度:昇温なしの温度一定
キャリブレーション:ポリスチレン換算
試料濃度:0.01g/5mL
(Average molecular weight)
The average molecular weight of the polyurethane (meth) acrylate was measured by gel permeation chromatography (GPC). The measurement conditions are as follows.
Apparatus: HPLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column configuration: TSKgel SuperHZ3000 + TSKgel SuperH
Z1000 (both manufactured by Tosoh Corporation)
Detector: Differential refractive index detector (RI detector)
Eluent: Tetrahydrofuran eluent flow rate: 0.6 ml / min
Temperature: 40 ° C
Temperature increase rate: Constant temperature without temperature increase Calibration: Polystyrene conversion sample concentration: 0.01 g / 5 mL

(弾性率)
硬化物の弾性率は、JIS K 7311に準拠する方法で測定した。なお、測定条件は、測定温度23℃、湿度50%、引張速度100mm/分である。
(Elastic modulus)
The elastic modulus of the cured product was measured by a method based on JIS K 7311. The measurement conditions are a measurement temperature of 23 ° C., a humidity of 50%, and a tensile speed of 100 mm / min.

(ニュートロジーナ耐性)
硬化物のニュートロジーナ耐性の評価は、硬化物上にニュートロジーナを約0.5g滴下し綿棒で直径1cmの円状になるように広げ、塗布、オーブン80℃にて24hr加熱後、キムタオルで表面を拭き取り塗膜の状態を観察した。
◎;変化なし
○;透明な跡残りあり
×;塗膜が破壊され白くなるまたは膨れている
(Neutrogena resistance)
Neutrogena resistance of the cured product is evaluated by dropping about 0.5g of Neutrogena onto the cured product, spreading it into a 1cm diameter circle with a cotton swab, coating, heating in an oven at 80 ° C for 24 hours, and then wiping the surface with a Kim towel. The state of the coating film was observed.
◎: No change ○; Transparent traces ×: The coating is destroyed and whitened or swollen

(密着性)
硬化物の密着性は、JIS K 5600−5−6:1999「クロスカット法」に準じて行った。各種樹脂パネル(PC、ABS)にポリウレタン(メタ)アクリレート塗布した後、2mm間隔で切り込みを入れ、100マスの碁盤目部分を形成し、粘着テープを碁盤目部分に圧着して引き剥がす工程を10回繰り返すことにより行った。評価基準についても同規格に準じて評価を行った。
◎;剥離しなかったマスが100マス
○;剥離しなかったマスが80マス以上99マス以下
×;剥離しなかったマスが79マス以下
(コパトーン耐性)
硬化物のコパトーン耐性の評価は、硬化物上にコパトーンを約0.5g滴下し、綿棒で直径1cmの円状になるように広げることにより塗布し、オーブンを用いて80℃にて24時間加熱することにより塗膜を作製した。その後、キムタオル(登録商標)で表面を拭き取り塗膜の状態を観察した。
◎;変化なし
○;透明な跡残りあり
×;塗膜が破壊され白くなるまたは膨れている
(Adhesion)
The adhesiveness of the cured product was determined in accordance with JIS K 5600-5-6: 1999 “Cross Cut Method”. Applying polyurethane (meth) acrylate to various resin panels (PC, ABS), then cutting in at intervals of 2 mm, forming 100 square grids, and pressing and peeling the adhesive tape on the grids 10 This was done by repeating the process once. Evaluation criteria were also evaluated according to the same standard.
◎: Mass that did not peel 100 squares; Mass that did not peel 80 to 99 squares x; Mass that did not peel 79 masses (copatone resistance)
Copatone resistance of the cured product was evaluated by dropping about 0.5 g of coptone on the cured product and spreading it with a cotton swab to form a circle with a diameter of 1 cm, and heating at 80 ° C. for 24 hours using an oven. By doing so, a coating film was prepared. Thereafter, the surface was wiped off with Kim Towel (registered trademark) and the state of the coating film was observed.
◎: No change ○; Transparent traces ×: The coating is destroyed and whitened or swollen

実施例1(ポリウレタンアクリレートの合成)
攪拌装置、温度計及び冷却器を備えた内容積1Lの容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UC50)120g(0.24mol)、及び酢酸ブチル255gを加え、液温を50℃にした後、ジブチルスズ(IV)ジラウレート0.15g及びイソホロンジイソシアネート67g(0.30mol)を加え、攪拌しながら80〜83℃で3時間反応を行った。
次いで、p−メトキシフェノール0.13g、2,6−t−ブチル−p−クレゾール0.13g、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(東亜合成株式会社、アロニックス(登録商標)M403、ペンタ体;50〜60%)69g(0.12mol)、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート0.42g(0.004mol)を加え、同温度で更に反応させ、イソシアネート基が消失したのを確認後に冷却し、ポリウレタンアクリレートの酢酸ブチル溶液を得た。
得られたポリウレタンアクリレートの酢酸ブチル溶液の粘度は7300cP/25℃であった。
Example 1 (Synthesis of polyurethane acrylate)
120 g (0.24 mol) of polycarbonate polyol (manufactured by Ube Industries, ETERNACOLL (registered trademark) UC50) and 255 g of butyl acetate are added to a 1 L container equipped with a stirrer, a thermometer and a cooler. Was adjusted to 50 ° C., 0.15 g of dibutyltin (IV) dilaurate and 67 g (0.30 mol) of isophorone diisocyanate were added, and the reaction was carried out at 80 to 83 ° C. for 3 hours with stirring.
Subsequently, 0.13 g of p-methoxyphenol, 0.13 g of 2,6-t-butyl-p-cresol, a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (Toa Gosei Co., Ltd., Aronix (registered trademark)) M403, pentamer; 50-60%) 69 g (0.12 mol) and 0.42 g (0.004 mol) of 2-hydroxyethyl acrylate were further reacted at the same temperature, after confirming the disappearance of the isocyanate group Upon cooling, a butyl acetate solution of polyurethane acrylate was obtained.
The viscosity of the resulting butyl acetate solution of polyurethane acrylate was 7300 cP / 25 ° C.

実施例2(ポリウレタンアクリレートの合成)
攪拌装置、温度計及び冷却器を備えた内容積1Lの容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UC50)100g(0.20mol)、及びメチルエチルケトン333gを加え、液温を50℃にした後、ジブチルスズ(IV)ジラウレート0.20g及びイソホロンジイソシアネート89g(0.40mol)を加え、攪拌しながら76〜80℃で3時間反応を行った。
次いで、p−メトキシフェノール0.17g、2,6−t−ブチル−p−クレゾール0.17g、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(東亜合成株式会社、アロニックス(登録商標)M403、ペンタ体;50〜60%)115g(1.0mol)、及び4−ヒドロキシブチルアクリレート29g(1.0mol)を加え、同温度で更に反応させ、イソシアネート基が消失したのを確認後に冷却し、ポリウレタンアクリレートのメチルエチルケトン溶液を得た。
得られたポリウレタンアクリレートのメチルエチルケトン溶液の粘度は50cP/25℃であった。
Example 2 (Synthesis of polyurethane acrylate)
100 g (0.20 mol) of polycarbonate polyol (manufactured by Ube Industries, ETERNACOLL (registered trademark) UC50) and 333 g of methyl ethyl ketone are added to a 1 L container having a stirrer, a thermometer and a cooler. After 50 degreeC, dibutyltin (IV) dilaurate 0.20g and isophorone diisocyanate 89g (0.40 mol) were added, and it reacted at 76-80 degreeC for 3 hours, stirring.
Subsequently, 0.17 g of p-methoxyphenol, 0.17 g of 2,6-t-butyl-p-cresol, a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (Toa Gosei Co., Ltd., Aronix®) M403, pentamer; 50-60%) 115 g (1.0 mol) and 4-hydroxybutyl acrylate 29 g (1.0 mol) were added, and further reacted at the same temperature. After confirming the disappearance of the isocyanate group, the product was cooled. A methyl ethyl ketone solution of polyurethane acrylate was obtained.
The viscosity of the resulting methyl acrylate solution of polyurethane acrylate was 50 cP / 25 ° C.

実施例3(ポリウレタンアクリレートの合成)
攪拌装置、温度計及び冷却器を備えた内容積1Lの容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UC50)90g(0.18mol)、及びメチルエチルケトン378gを加え、液温を50℃にした後、ジブチルスズ(IV)ジラウレート0.23g及びイソホロンジイソシアネート80g(0.36mol)を加え、攪拌しながら80〜83℃で3時間反応を行った。
次いで、p−メトキシフェノール0.19g、2,6−t−ブチル−p−クレゾール0.19g、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(東亜合成株式会社、アロニックス(登録商標)M403、ペンタ体;50〜60%)206g(0.36mol)、及び4−ヒドロキシブチルアクリレート1.6g(0.01mol)を加え、同温度で更に反応させ、イソシアネート基が消失したのを確認後に冷却し、ポリウレタンアクリレートのメチルエチルケトン溶液を得た。
得られたポリウレタンアクリレートのメチルエチルケトン溶液の粘度は100cP/25℃であった。
Example 3 (Synthesis of polyurethane acrylate)
To a 1 L internal vessel equipped with a stirrer, thermometer and cooler, 90 g (0.18 mol) of polycarbonate polyol (ETERNACOLL (registered trademark) UC50, manufactured by Ube Industries, Ltd.) and 378 g of methyl ethyl ketone were added, and the liquid temperature was adjusted. After 50 degreeC, dibutyltin (IV) dilaurate 0.23g and isophorone diisocyanate 80g (0.36 mol) were added, and it reacted at 80-83 degreeC, stirring for 3 hours.
Subsequently, 0.19 g of p-methoxyphenol, 0.19 g of 2,6-t-butyl-p-cresol, a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (Toa Gosei Co., Ltd., Aronix®) M403, pentamer; 50-60%) 206 g (0.36 mol) and 4-hydroxybutyl acrylate 1.6 g (0.01 mol) were added, and further reacted at the same temperature, after confirming the disappearance of the isocyanate group It cooled and the methyl ethyl ketone solution of the polyurethane acrylate was obtained.
The viscosity of the resulting polyurethane acrylate methyl ethyl ketone solution was 100 cP / 25 ° C.

実施例4(ポリウレタンアクリレートの合成)
攪拌装置、温度計及び冷却器を備えた内容積1Lの容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UC100)220g(0.22mol)、及び酢酸ブチル326gを加え、液温を50℃にした後、ジブチルスズ(IV)ジラウレート0.20g及びイソホロンジイソシアネート59g(0.26mol)を加え、攪拌しながら78〜81℃で3時間反応を行った。
次いで、p−メトキシフェノール0.16g、2,6−t−ブチル−p−クレゾール0.16g、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(東亜合成株式会社、アロニックス(登録商標)M403、ペンタ体;50〜60%)45g(0.08mol)、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート1.5g(0.01mol)を加え、同温度で更に反応させ、イソシアネート基が消失したのを確認後に冷却し、ポリウレタンアクリレートの酢酸ブチル溶液を得た。
得られたポリウレタンアクリレートの酢酸ブチル溶液の粘度は15000cP/25℃であった。
Example 4 (Synthesis of polyurethane acrylate)
To a 1 L internal vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a cooler, 220 g (0.22 mol) of polycarbonate polyol (manufactured by Ube Industries, ETERNACOLL (registered trademark) UC100) and 326 g of butyl acetate were added, and the liquid temperature Then, 0.20 g of dibutyltin (IV) dilaurate and 59 g (0.26 mol) of isophorone diisocyanate were added, and the reaction was carried out at 78 to 81 ° C. for 3 hours while stirring.
Next, 0.16 g of p-methoxyphenol, 0.16 g of 2,6-t-butyl-p-cresol, a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (Toa Gosei Co., Ltd., Aronix®) M403, pentamer; 50-60%) 45 g (0.08 mol) and 2-hydroxyethyl acrylate 1.5 g (0.01 mol) were added, and further reacted at the same temperature, after confirming the disappearance of the isocyanate group Upon cooling, a butyl acetate solution of polyurethane acrylate was obtained.
The viscosity of the butyl acetate solution of the obtained polyurethane acrylate was 15000 cP / 25 ° C.

実施例5(ポリウレタンアクリレートの合成)
攪拌装置、温度計及び冷却器を備えた内容積1Lの容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UC100)270g(0.27mol)、及びメチルエチルケトン453gを加え、液温を50℃にした後、ジブチルスズ(IV)ジラウレート0.27g及びシクロヘキサン−1,3−ジイルビス(メチレン)ジイソシアネート80g(0.36mol)を加え、攪拌しながら78〜81℃で3時間反応を行った。
次いで、p−メトキシフェノール0.23g、2,6−t−ブチル−p−クレゾール0.23g、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(東亜合成株式会社、アロニックス(登録商標)M403、ペンタ体;50〜60%)103g(0.18mol)、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート0.7g(0.01mol)を加え、同温度で更に反応させ、イソシアネート基が消失したのを確認後に冷却し、ポリウレタンアクリレートのメチルエチルケトン溶液を得た。
得られたポリウレタンアクリレートのメチルエチルケトン溶液の粘度は8300cP/25℃であった。
Example 5 (Synthesis of polyurethane acrylate)
270 g (0.27 mol) of polycarbonate polyol (ETERNACOLL (registered trademark) UC100, manufactured by Ube Industries, Ltd.) and 453 g of methyl ethyl ketone are added to a 1 L container having a stirrer, a thermometer and a cooler, and the liquid temperature is adjusted. After setting to 50 ° C., 0.27 g of dibutyltin (IV) dilaurate and 80 g (0.36 mol) of cyclohexane-1,3-diylbis (methylene) diisocyanate were added, and the reaction was performed at 78 to 81 ° C. for 3 hours with stirring.
Next, 0.23 g of p-methoxyphenol, 0.23 g of 2,6-t-butyl-p-cresol, a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (Toa Gosei Co., Ltd., Aronix®) M403, pentamer; 50-60%) 103 g (0.18 mol) and 0.7 g (0.01 mol) of 2-hydroxyethyl acrylate were added and further reacted at the same temperature, after confirming the disappearance of the isocyanate group It cooled and the methyl ethyl ketone solution of the polyurethane acrylate was obtained.
The viscosity of the resulting methyl acrylate solution of polyurethane acrylate was 8300 cP / 25 ° C.

比較例1(ポリウレタンアクリレートの合成)
攪拌装置、温度計及び冷却器を備えた内容積1Lの容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UH−100)150g(0.15mol)及びメチルエチルケトン390gを加え、液温を50℃にした後、ジブチルスズ(IV)ジラウレート0.10g及びイソホロンジイソシアネート67g(0.30mol)を加え、攪拌しながら75〜85℃で3時間反応を行った。
次いで、p−メトキシフェノール0.20g、2,6−t−ブチル−p−クレゾール0.20g、及びジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(東亜合成株式会社、アロニックス(登録商標)M403、ペンタ体;50〜60%)173g(0.30mol)を加え、同温度で更に反応させ、イソシアネート基が消失したのを確認後に冷却し、ポリウレタンアクリレートのメチルエチルケトン溶液を得た。
得られたポリウレタンアクリレートのメチルエチルケトン溶液の粘度は220cP/25℃であった。
Comparative Example 1 (Synthesis of polyurethane acrylate)
To a container having a volume of 1 L equipped with a stirrer, a thermometer, and a cooler, 150 g (0.15 mol) of polycarbonate polyol (manufactured by Ube Industries, ETERNACOLL (registered trademark) UH-100) and 390 g of methyl ethyl ketone were added, and the liquid temperature Was adjusted to 50 ° C., 0.10 g of dibutyltin (IV) dilaurate and 67 g (0.30 mol) of isophorone diisocyanate were added, and the reaction was performed at 75 to 85 ° C. for 3 hours with stirring.
Subsequently, 0.20 g of p-methoxyphenol, 0.20 g of 2,6-t-butyl-p-cresol, and a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (Toa Gosei Co., Ltd., Aronix (registered trademark)) ) M403, pentamer; 50-60%) 173 g (0.30 mol) was added and further reacted at the same temperature. After confirming the disappearance of the isocyanate group, the mixture was cooled to obtain a methyl ethyl ketone solution of polyurethane acrylate.
The viscosity of the resulting methyl acrylate solution of polyurethane acrylate was 220 cP / 25 ° C.

比較例2(ポリウレタンアクリレートの合成)
攪拌装置、温度計及び冷却器を備えた内容積1Lの容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UC50)150g(0.30mol)及びメチルエチルケトン369gを加え、液温を50℃にした後、ジブチルスズ(IV)ジラウレート0.22g及びイソホロンジイソシアネート133g(0.60mol)を加え、攪拌しながら78〜81℃で3時間反応を行った。
次いで、p−メトキシフェノール0.18g、2,6−t−ブチル−p−クレゾール0.18g、及び4−ヒドロキシブチルアクリレート86g(0.60mol)を加え、同温度で更に反応させ、イソシアネート基が消失したのを確認後に冷却し、ポリウレタンアクリレートのメチルエチルケトン溶液を得た。
得られたポリウレタンアクリレートのメチルエチルケトン溶液の粘度は50cP/25℃であった。
Comparative Example 2 (Synthesis of polyurethane acrylate)
150 g (0.30 mol) of polycarbonate polyol (ETERNACOLL (registered trademark) UC50, manufactured by Ube Industries, Ltd.) and 369 g of methyl ethyl ketone are added to a 1 L internal vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a cooler, and the liquid temperature is 50. After the temperature was lowered, 0.22 g of dibutyltin (IV) dilaurate and 133 g (0.60 mol) of isophorone diisocyanate were added, and the reaction was carried out at 78-81 ° C. for 3 hours with stirring.
Next, 0.18 g of p-methoxyphenol, 0.18 g of 2,6-t-butyl-p-cresol, and 86 g (0.60 mol) of 4-hydroxybutyl acrylate were added, and further reacted at the same temperature. After confirming disappearance, the mixture was cooled to obtain a methyl ethyl ketone solution of polyurethane acrylate.
The viscosity of the resulting methyl acrylate solution of polyurethane acrylate was 50 cP / 25 ° C.

(組成物、及び硬化物の製造)
実施例及び比較例で得られたポリウレタンアクリレートの有機溶媒溶液20gに1−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン(イルガキュア(登録商標)184、BASF社製)0.5gを混合し、硬化性樹脂組成物を製造した。
ポリカーボネート樹脂基材またはABS樹脂基材に前記硬化性樹脂組成物を塗布し、80℃で30分間乾燥させた後、1000mJ/cm2の紫外線を照射して硬化物を製造した。
(Production of composition and cured product)
In 20 g of the organic solvent solution of polyurethane acrylate obtained in Examples and Comparative Examples, 0.5 g of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Irgacure (registered trademark) 184, manufactured by BASF) was mixed, and a curable resin composition was prepared. Manufactured.
The curable resin composition was applied to a polycarbonate resin base material or an ABS resin base material, dried at 80 ° C. for 30 minutes, and then irradiated with 1000 mJ / cm 2 of ultraviolet rays to produce a cured product.

以上の結果をまとめて表1〜3に示す。
なお、表で使用する略語は以下の通りである。
PCD UC50;1,4−シクロヘキサンジメタノールを原料として得られるポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UC50、分子量;500)
PCD UC100;1,4−シクロヘキサンジメタノールを原料として得られるポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UC100、分子量;1000)
PCD UH−100;1,6−ヘキサンジオールを原料として得られるポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UH−100、分子量;1000)
IPDI;イソホロンジイソシアネート
DPHA M−403;ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(東亜合成株式会社、アロニックス(登録商標)M403、ペンタ体;50〜60%)
HEA;2−ヒドロキシエチルアクリレート(日本触媒社製)
HBA;4−ヒドロキシブチルアクリレート(日本触媒社製)
The above results are summarized in Tables 1 to 3.
Abbreviations used in the table are as follows.
PCD UC50: Polycarbonate polyol obtained from 1,4-cyclohexanedimethanol (Ube Industries, ETERRNACOLL (registered trademark) UC50, molecular weight: 500)
PCD UC100: Polycarbonate polyol obtained from 1,4-cyclohexanedimethanol (Ube Industries, Ltd., ETERNACOLL (registered trademark) UC100, molecular weight: 1000)
PCD UH-100: Polycarbonate polyol obtained using 1,6-hexanediol as a raw material (Ube Industries, Ltd., ETERRNACOLL (registered trademark) UH-100, molecular weight: 1000)
IPDI; isophorone diisocyanate DPHA M-403; mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (Toa Gosei Co., Ltd., Aronix (registered trademark) M403, pentamer; 50-60%)
HEA; 2-hydroxyethyl acrylate (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
HBA; 4-hydroxybutyl acrylate (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)

Figure 2017171891
Figure 2017171891

以上の結果より、実施例で得られたポリウレタンアクリレートより製造した硬化物が、高い鉛筆硬度、優れたニュートロジーナ耐性、及び優れたコパートン耐性の各機能・特性において優れることが、比較例で得られたポリウレタンアクリレートより製造した硬化物と比較して明らかになった。   From the above results, it was obtained in Comparative Examples that the cured product produced from the polyurethane acrylate obtained in the Examples was excellent in each function / characteristic of high pencil hardness, excellent Neutrogena resistance, and excellent Copperon resistance. This was evident in comparison with a cured product produced from polyurethane acrylate.

そのため、本発明のポリウレタン(メタ)アクリレート、及びその組成物は、例えば、インク、塗料、接着剤や、粘着剤などのコーティング用途(コーティング材料)、高外観性と高耐久性が求められるような各種モバイル機器、フィルム、建築内外装、自動車内外装などの積層用途(積層材料)、紫外線硬化レンズのような硬化成型物などの成形用途(成形材料)に好適に使用できる。   Therefore, the polyurethane (meth) acrylate of the present invention and the composition thereof are required to have, for example, coating applications (coating materials) such as inks, paints, adhesives, and adhesives, and high appearance and durability. It can be suitably used for various mobile devices, films, architectural interiors and exteriors, automotive interiors and exteriors (lamination materials), and molding applications such as UV-cured lenses (molding materials).

本発明は、ポリカーボネート骨格を繰り返し単位として有する新規なポリウレタン(メタ)アクリレート、及びその組成物、硬化物に関する。ポリウレタン(メタ)アクリレートは、活性エネルギー線で硬化させるタイプの各種コーティング剤の主成分などとして有用な化合物である。   The present invention relates to a novel polyurethane (meth) acrylate having a polycarbonate skeleton as a repeating unit, a composition thereof, and a cured product. Polyurethane (meth) acrylate is a useful compound as a main component of various types of coating agents that are cured with active energy rays.

Claims (10)

ポリカーボネートポリオール由来の構造と、ポリイソシアネート由来の構造とを有し、末端に水酸基含有(メタ)アクリレート由来の構造を有するポリウレタン(メタ)アクリレートであって、
ポリカーボネートポリオールが、下記式(1)で示されるポリオール由来の構造を有するものであり、
ポリイソシアネートが、下記式(2)で示されるものであり、
水酸基含有(メタ)アクリレートが、水酸基含有多官能(メタ)アクリレートを含み、
水酸基含有多官能(メタ)アクリレートが、下記式(a−1)〜(b−2)で示されるものである、
ポリウレタン(メタ)アクリレート。
Figure 2017171891

(式(1)中、Zは炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基を示す。
式(2)中、Rは炭素原子数2〜12の二価の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基、又は炭素原子数6〜18の二価の芳香族炭化水素基を示す。
式(a−1)〜(b−2)中、Aは(メタ)アクリロイル基を示す。なお、複数のAの一部のAが水素であっても良い。
A polyurethane (meth) acrylate having a structure derived from a polycarbonate polyol and a structure derived from a polyisocyanate, and having a structure derived from a hydroxyl group-containing (meth) acrylate at the end,
The polycarbonate polyol has a polyol-derived structure represented by the following formula (1),
The polyisocyanate is represented by the following formula (2),
The hydroxyl group-containing (meth) acrylate includes a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate,
The hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate is represented by the following formulas (a-1) to (b-2).
Polyurethane (meth) acrylate.
Figure 2017171891

(In Formula (1), Z shows a C6-C18 bivalent cycloaliphatic hydrocarbon group.
In the formula (2), R is a divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 18 is a divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
In formulas (a-1) to (b-2), A represents a (meth) acryloyl group. A part of the plurality of A may be hydrogen.
末端に、更に下記式(c)で示される水酸基含有単官能(メタ)アクリレート由来の構造を含む、請求項1記載のポリウレタン(メタ)アクリレート。
Figure 2017171891

(式(c)中、Aは(メタ)アクリロイル基を示し、mは2〜8の整数を示す。)
The polyurethane (meth) acrylate according to claim 1, further comprising a structure derived from a hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate represented by the following formula (c) at the end.
Figure 2017171891

(In the formula (c), A represents a (meth) acryloyl group, and m represents an integer of 2 to 8.)
水酸基含有多官能(メタ)アクリレート由来の構造と、水酸基含有単官能(メタ)アクリレート由来の構造とのモル比率((水酸基含有多官能(メタ)アクリレート由来の構造)/(水酸基含有単官能(メタ)アクリレート由来の構造))が、10/90〜90/10である、請求項2に記載のポリウレタン(メタ)アクリレート。   Mole ratio of a structure derived from a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate and a structure derived from a hydroxyl group-containing monofunctional (meth) acrylate ((structure derived from a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate)) / (hydroxyl group-containing monofunctional (meta The polyurethane (meth) acrylate according to claim 2, wherein the) -derived acrylate structure) is 10/90 to 90/10. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリウレタン(メタ)アクリレートを硬化して得られる硬化物。   Hardened | cured material obtained by hardening | curing the polyurethane (meth) acrylate as described in any one of Claims 1-3. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリウレタン(メタ)アクリレートを含む、組成物。   The composition containing the polyurethane (meth) acrylate as described in any one of Claims 1-3. 請求項5記載の組成物を硬化して得られる硬化物。   A cured product obtained by curing the composition according to claim 5. 重合性化合物を更に含む、請求項5記載の組成物。   The composition of claim 5 further comprising a polymerizable compound. 請求項7記載の組成物を硬化して得られる硬化物。   A cured product obtained by curing the composition according to claim 7. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリウレタン(メタ)アクリレートを含む、コーティング材料、積層材料、または成形材料。   The coating material, laminated material, or molding material containing the polyurethane (meth) acrylate as described in any one of Claims 1-3. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリウレタン(メタ)アクリレートを含む組成物を含む、コーティング材料、積層材料、または成形材料。   The coating material, laminated material, or molding material containing the composition containing the polyurethane (meth) acrylate as described in any one of Claims 1-3.
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