JP2023173203A - Urethane (meth)acrylate compound, composition, and cured product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウレタン(メタ)アクリレート化合物、組成物及び硬化物に関する。 The present invention relates to a urethane (meth)acrylate compound, a composition, and a cured product.
ウレタン(メタ)アクリレート化合物は、インキ、塗料、フィルム、接着剤等を構成する材料として幅広く使用されている有用な化合物である。 Urethane (meth)acrylate compounds are useful compounds that are widely used as materials constituting inks, paints, films, adhesives, and the like.
近年では、バイオマス由来(例えばカルダノール等)のビスフェノール化合物を原料として、様々な化合物を合成する研究が行われている。 In recent years, research has been conducted to synthesize various compounds using bisphenol compounds derived from biomass (eg, cardanol, etc.) as raw materials.
例えば、特許文献1では、特定の構造を有するビスフェノール化合物に係る発明が記載されており、上記特定の構造を有するビスフェノール化合物の原料として、カルダノールから誘導される化合物を用いることが開示されている。
また、上記ビスフェノール化合物を、ポリカーボネート、ポリアクリレート、エポキシ樹脂等の原料として用いることが開示されている。
For example,
Further, it is disclosed that the above bisphenol compound is used as a raw material for polycarbonate, polyacrylate, epoxy resin, etc.
しかしながら、特許文献1では、カルダノールから誘導される化合物を原料として用いたビスフェノール化合物を用いて、ウレタン(メタ)アクリレート化合物を合成することや、その特性については十分に検討がされていなかった。
However, in
本発明は、柔軟性に優れた硬化物を得ることができる新規のウレタン(メタ)アクリレート化合物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a novel urethane (meth)acrylate compound from which a cured product with excellent flexibility can be obtained.
本発明者らが鋭意検討した結果、後述する一般式(1)で表される新規のウレタン(メタ)アクリレート化合物を作製した。本発明者らは、この新規のウレタン(メタ)アクリレート化合物が、柔軟性に優れ、上述した用途として有用であることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies by the present inventors, a novel urethane (meth)acrylate compound represented by the general formula (1) described below was produced. The present inventors have discovered that this new urethane (meth)acrylate compound has excellent flexibility and is useful for the above-mentioned applications, and have completed the present invention.
本発明は、下記一般式(1)で表されるウレタン(メタ)アクリレート化合物である。
本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物において、上記一般式(1)中、R1及び/又はR2は、炭素数が12~16であることが好ましい。
本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物において、Xに連結する2つのアリール基は、それぞれカルダノール水素添加物に由来することが好ましい。
本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物において、上記一般式(1)中、R1及び/又はR2は、酸素原子(O1又はO2)に対してメタ位であることが好ましい。
本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物において、上記一般式(1)中、R1及び/又はR2は、Xに対してパラ位であることが好ましい。
本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物において、上記一般式(1)中、O1及び/又はO2は、Xに対してオルト位であることが好ましい。
本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物において、上記一般式(1)中、Xは、炭素数が3~7であることが好ましい。
本発明の組成物は、上記ウレタン(メタ)アクリレート化合物を含む組成物である。
本発明の硬化物は、上記ウレタン(メタ)アクリレート化合物を硬化してなる硬化物である。
本発明の硬化物は、上記ウレタン(メタ)アクリレート化合物を含む組成物を硬化してなる硬化物である。
In the urethane (meth)acrylate compound of the present invention, R 1 and/or R 2 in the above general formula (1) preferably have 12 to 16 carbon atoms.
In the urethane (meth)acrylate compound of the present invention, each of the two aryl groups connected to X is preferably derived from a cardanol hydrogenated product.
In the urethane (meth)acrylate compound of the present invention, R 1 and/or R 2 in the above general formula (1) are preferably at the meta position with respect to the oxygen atom (O 1 or O 2 ).
In the urethane (meth)acrylate compound of the present invention, R 1 and/or R 2 in the above general formula (1) are preferably at the para position with respect to X.
In the urethane (meth)acrylate compound of the present invention, O 1 and/or O 2 in the above general formula (1) are preferably at the ortho position with respect to X.
In the urethane (meth)acrylate compound of the present invention, in the above general formula (1), X preferably has 3 to 7 carbon atoms.
The composition of the present invention is a composition containing the above-mentioned urethane (meth)acrylate compound.
The cured product of the present invention is a cured product obtained by curing the above-mentioned urethane (meth)acrylate compound.
The cured product of the present invention is a cured product obtained by curing a composition containing the above-mentioned urethane (meth)acrylate compound.
本発明は、柔軟性に優れた硬化物を得ることができる新規のウレタン(メタ)アクリレート化合物を提供することができる。 The present invention can provide a novel urethane (meth)acrylate compound from which a cured product with excellent flexibility can be obtained.
<ウレタン(メタ)アクリレート化合物>
本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物は、下記一般式(1)で表される。
The urethane (meth)acrylate compound of the present invention is represented by the following general formula (1).
本明細書において、ウレタン(メタ)アクリレート化合物とは、ウレタンアクリレート化合物及び/又はウレタンメタクリレート化合物を意味する。 In this specification, the urethane (meth)acrylate compound means a urethane acrylate compound and/or a urethane methacrylate compound.
上記一般式(1)中、Xは炭化水素に由来する炭素数が2~10である2価の連結基である。
上記炭素数が2~10である2価の連結基としては、直鎖であっても、分岐鎖であってもよく、また環状構造を持っていてもよい。具体的にはアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基等が挙げられる。
なかでも、対応するアルデヒドやケトンの反応性の観点から、炭素数が3~7のアルキレン基であることが好ましい。
なお、上記炭素数が2~10である2価の連結基は、連結基中に酸素原子、窒素原子等の炭素以外の分子を含んでもよい。
上記炭素数が2~10である2価の連結基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、アルコキシ置換アルキル基、カルボキシル基等が挙げられる。
In the above general formula (1), X is a divalent linking group having 2 to 10 carbon atoms derived from a hydrocarbon.
The divalent linking group having 2 to 10 carbon atoms may be linear, branched, or have a cyclic structure. Specific examples include alkylene groups, alkenylene groups, alkynylene groups, and the like.
Among these, from the viewpoint of reactivity with the corresponding aldehyde or ketone, an alkylene group having 3 to 7 carbon atoms is preferred.
The divalent linking group having 2 to 10 carbon atoms may contain a molecule other than carbon, such as an oxygen atom or a nitrogen atom, in the linking group.
The divalent linking group having 2 to 10 carbon atoms may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, an alkoxy-substituted alkyl group, and a carboxyl group. .
上記一般式(1)中、R1及びR2はそれぞれ独立して、炭素数が10~18の炭化水素基である。
上記炭素数が10~18の炭化水素基としては、直鎖であっても、分岐鎖であってもよい。また、上記炭素数が10~18の炭化水素基は、飽和であっても不飽和であってもよい。なかでも、上記炭素数が10~18のアルキル基であることが好ましく、ウレタン(メタ)アクリレート化合物の硬化物の柔軟性の観点から、炭素数が11~17のアルキル基であることがより好ましく、炭素数が12~16のアルキル基であることが更に好ましい。
In the above general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrocarbon group having 10 to 18 carbon atoms.
The hydrocarbon group having 10 to 18 carbon atoms may be linear or branched. Further, the above hydrocarbon group having 10 to 18 carbon atoms may be saturated or unsaturated. Among these, an alkyl group having 10 to 18 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 11 to 17 carbon atoms is more preferable from the viewpoint of flexibility of the cured product of the urethane (meth)acrylate compound. , more preferably an alkyl group having 12 to 16 carbon atoms.
なかでも、Xに連結する2つのアリール基は、ウレタン(メタ)アクリレート化合物の硬化物の柔軟性及び対応する原材料の入手可能性の観点から、それぞれカルダノール水素添加物に由来することが特に好ましい。
また、カルダノールに由来することにより、バイオマス由来の成分を含むウレタン(メタ)アクリレート化合物を得ることができるため、循環型社会の構築に好適に寄与することができる。
上記カルダノール水素添加物に由来する構造としては、例えば、R1及びR2の炭素数が15であり、水素数が25~31の炭化水素基であるカルダノール構造を有するもの等が挙げられるが、上記水素数が31のアルキル基であることが最も好ましい。
Among these, it is particularly preferable that the two aryl groups connected to X are each derived from a cardanol hydrogenated product from the viewpoint of flexibility of the cured product of the urethane (meth)acrylate compound and availability of corresponding raw materials.
Further, by being derived from cardanol, it is possible to obtain a urethane (meth)acrylate compound containing components derived from biomass, so that it can suitably contribute to the construction of a recycling-oriented society.
Examples of the structure derived from the above-mentioned cardanol hydrogenated product include those having a cardanol structure in which R 1 and R 2 have 15 carbon atoms and are hydrocarbon groups having 25 to 31 hydrogen atoms. Most preferably, the alkyl group has 31 hydrogen atoms.
上記一般式(1)中、R1及び/又はR2は、酸素原子(O1又はO2)に対してオルト位、メタ位又はパラ位の何れであってもよいが、対応する原材料の入手可能性の観点から、メタ位であることが好ましい。
R1は、O1に対してメタ位であり、R2は、O2に対してメタ位であることがより好ましい。
In the above general formula (1), R 1 and/or R 2 may be at the ortho position, meta position, or para position with respect to the oxygen atom (O 1 or O 2 ), but the corresponding raw material From the viewpoint of availability, the meta position is preferred.
More preferably, R 1 is meta to O 1 and R 2 is meta to O 2 .
上記一般式(1)中、R1及び/又はR2は、Xに対してオルト位、メタ位又はパラ位の何れであってもよいが、対応するアルデヒドやケトンとフェノール化合物との反応選択性を利用する観点から、パラ位であることが好ましい。
R1及びR2は、Xに対してパラ位であることがより好ましい。
In the above general formula (1), R 1 and/or R 2 may be at the ortho position, meta position, or para position with respect to X, but the reaction between the corresponding aldehyde or ketone and the phenol compound is selected. From the viewpoint of utilizing the sex, the para position is preferable.
More preferably, R 1 and R 2 are at the para position with respect to X.
上記一般式(1)中、O1及び/又はO2は、Xに対してオルト位、メタ位又はパラ位の何れであってもよいが、対応するアルデヒドやケトンとフェノール化合物との反応選択性を利用する観点から、オルト位であることが好ましい。
O1及びO2は、Xに対してオルト位であることがより好ましい。
In the above general formula (1), O 1 and/or O 2 may be at the ortho position, meta position, or para position with respect to X, but the reaction between the corresponding aldehyde or ketone and the phenol compound is selected. From the viewpoint of utilizing the properties, the ortho position is preferable.
More preferably, O 1 and O 2 are at the ortho position to X.
上記一般式(2)中、R3は、炭素数が1~15の炭化水素基である。
上記炭化水素基としては、二価の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素原子数3~15の二価の分岐状脂肪族炭化水素基等を挙げることができる。
入手容易性や反応性の観点から、R3は、炭素数が1~5の炭化水素基であることが好ましい。
In the above general formula (2), R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
Examples of the hydrocarbon group include a divalent linear aliphatic hydrocarbon group, a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 15 carbon atoms, and the like.
From the viewpoint of availability and reactivity, R 3 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
上記一般式(2)中、R4は、水素原子又はメチル基である。
反応性の観点から、R4は、水素原子であることが好ましい。
In the above general formula (2), R 4 is a hydrogen atom or a methyl group.
From the viewpoint of reactivity, R 4 is preferably a hydrogen atom.
本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物は、バイオマス成分比率が20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましく、50%以上であることが更に好ましく、70%以上であることが特に好ましい。
上記バイオマス成分比率が20%以上であることにより、循環型社会の構築に好適に寄与することができる。
なお、上記バイオマス成分比率とは、得られたウレタン(メタ)アクリレート化合物中に含まれるバイオマス由来成分の割合をいい、次の式で表される。
バイオマス成分比率(%)=(バイオマス由来成分の質量/ウレタン(メタ)アクリレート化合物全体の質量)×100
The urethane (meth)acrylate compound of the present invention preferably has a biomass component ratio of 20% or more, more preferably 30% or more, even more preferably 50% or more, and still more preferably 70% or more. is particularly preferred.
When the biomass component ratio is 20% or more, it can suitably contribute to the construction of a recycling-oriented society.
Note that the above-mentioned biomass component ratio refers to the ratio of biomass-derived components contained in the obtained urethane (meth)acrylate compound, and is expressed by the following formula.
Biomass component ratio (%) = (mass of biomass-derived component / mass of entire urethane (meth)acrylate compound) x 100
[ウレタン(メタ)アクリレート化合物の製造方法]
本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物は、例えば、下記の方法により製造することができる。
[Method for producing urethane (meth)acrylate compound]
The urethane (meth)acrylate compound of the present invention can be produced, for example, by the method below.
まずは、下記一般式(3)で表される化合物を準備する。
上記一般式(3)で表される化合物としては、例えば、カルダノールから誘導されるアルキル置換モノフェノールを水素添加したものが好ましい。
上記カルダノールは、カシューナッツ殻液由来の成分であり、廃棄物として扱われていたカシューナッツ殻を有効利用することができる。
As the compound represented by the above general formula (3), for example, a hydrogenated alkyl-substituted monophenol derived from cardanol is preferable.
The above-mentioned cardanol is a component derived from cashew nut shell liquid, and it is possible to effectively utilize cashew nut shells that were previously treated as waste.
次いで、上記一般式(3)の二量体である下記一般式(4)で表される化合物を作成する。
上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物は、例えば、上記一般式(3)で表される化合物を触媒の存在下でアルデヒドにより架橋反応させることにより得ることができる。 The bisphenol compound represented by the above general formula (4) can be obtained, for example, by subjecting the compound represented by the above general formula (3) to a crosslinking reaction with an aldehyde in the presence of a catalyst.
上記アルデヒド化合物としては、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ペンチルアルデヒド、ヘキシルアルデヒド、ヘプチルアルデヒド、オクチルアルデヒド、シクロヘキサンカルボキシアルデヒド、ベンズアルデヒド、p-トルアルデヒド、クミンアルデヒド、2,4-ジメチルベンズアルデヒド等が挙げられる。
上記アルデヒド化合物は、炭素数が2~10であれば直鎖であっても、分岐鎖であってもよく、また環状構造を持っていてもよい。
Examples of the aldehyde compounds include acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, isobutyraldehyde, pentylaldehyde, hexylaldehyde, heptylaldehyde, octylaldehyde, cyclohexanecarboxaldehyde, benzaldehyde, p-tolualdehyde, cuminaldehyde, 2,4-dimethylbenzaldehyde, etc. can be mentioned.
The aldehyde compound may be linear or branched as long as it has 2 to 10 carbon atoms, or may have a cyclic structure.
上記アルデヒドの使用量は、上記一般式(3)で表される化合物1モルに対して0.15~0.35モルが好ましく、また0.20~0.35モルが更に好ましい。 The amount of the aldehyde used is preferably 0.15 to 0.35 mol, more preferably 0.20 to 0.35 mol, per 1 mol of the compound represented by the general formula (3).
上記触媒としては、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、シュウ酸等の有機酸触媒、塩酸、硫酸等の無機酸触媒、リンタングステン酸のほかに、ケイタングステン酸、リンモリブデン酸、リンモリブデン酸ナトリウム、リンタングストモリブデン酸、リンバナドモリブデン酸等のヘテロポリ酸が好ましく挙げられる。
上記触媒は単独で使用してもよく、複数の種類を併用してもよい。
Examples of the above-mentioned catalysts include organic acid catalysts such as toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, and oxalic acid, inorganic acid catalysts such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and phosphotungstic acid, as well as silicotungstic acid, phosphomolybdic acid, sodium phosphomolybdate, Preferred examples include heteropolyacids such as phosphotungstomolybdic acid and phosphovanadomolybdic acid.
The above catalysts may be used alone or in combination of multiple types.
上記触媒の使用量は、上記一般式(3)で表される化合物1モルに対して0.001~1モルであることが好ましく、0.01~0.05モルであることがより好ましい。 The amount of the catalyst used is preferably 0.001 to 1 mol, more preferably 0.01 to 0.05 mol, per 1 mol of the compound represented by the general formula (3).
上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物を得る反応では、必要に応じて溶剤を使用することができる。
上記溶剤としては、上記一般式(3)との反応性を有するものでなければ特に制限されないが、上記一般式(3)で表される化合物を容易に溶解させる点ではアルコール類、非プロトン性極性溶媒、芳香族炭化水素類を溶剤として用いるのが好ましい。
In the reaction for obtaining the bisphenol compound represented by the above general formula (4), a solvent can be used as necessary.
The above-mentioned solvent is not particularly limited as long as it has reactivity with the above-mentioned general formula (3), but in terms of easily dissolving the compound represented by the above-mentioned general formula (3), alcohols, aprotic It is preferable to use polar solvents and aromatic hydrocarbons as the solvent.
上記溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、塩化メチレン、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、クロロホルム、四塩化炭素等が好ましく挙げられるが、これらに限定されない。
上記溶剤は単独で使用してもよく、複数の種類を併用してもよい。
Specific examples of the above-mentioned solvents include alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol, aprotic polar solvents such as dimethylsulfone, dimethylsulfoxide, tetrahydrofuran, acetonitrile, methylene chloride, and dimethylformamide, and carbonated aromatic solvents such as toluene and xylene. Preferred examples include hydrogen, aliphatic hydrocarbons such as hexane, chloroform, carbon tetrachloride, etc., but are not limited thereto.
The above solvents may be used alone or in combination of multiple types.
上記溶剤を使用する場合の使用量は特に制限されないが、例えば、上記一般式(3)で表される化合物100部に対し10~500質量部を使用することができる。 The amount of the solvent used is not particularly limited, but for example, it can be used in an amount of 10 to 500 parts by mass per 100 parts of the compound represented by the general formula (3).
上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物を得る反応の反応温度は、10~150℃であることが好ましく、30~130℃であることがより好ましく、50~120℃であることが更に好ましい。 The reaction temperature for the reaction to obtain the bisphenol compound represented by the above general formula (4) is preferably 10 to 150°C, more preferably 30 to 130°C, and even more preferably 50 to 120°C. preferable.
上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物を得る反応の反応時間は、0.5~20時間であることが好ましいが、上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物を得る反応に用いる化合物の種類によって反応性に差があるため、この限りではない。 The reaction time for the reaction to obtain the bisphenol compound represented by the above general formula (4) is preferably 0.5 to 20 hours; This is not the case as there are differences in reactivity depending on the type of compound.
上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物を得る反応終了後、公知の手法にて触媒のクエンチを行う。上記酸性触媒を用いた場合、塩基性化合物で中和してもよいし、水で洗浄してもよい。
上記塩基性化合物としては特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の金属炭酸塩、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、トリポリリン酸5ナトリウム等のリン酸塩、イオン交換樹脂、アルミナ等の塩基性固体、アンモニア等が好ましく挙げられる。
この際、上記塩基性化合物を均一に分散させるために、水溶液として徐々に滴下することが好ましい。
After completion of the reaction to obtain the bisphenol compound represented by the above general formula (4), the catalyst is quenched by a known method. When the above acidic catalyst is used, it may be neutralized with a basic compound or washed with water.
The basic compounds mentioned above are not particularly limited, but include metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide, metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, sodium phosphate, and phosphoric acid. Preferred examples include phosphates such as sodium hydrogen and pentasodium tripolyphosphate, ion exchange resins, basic solids such as alumina, and ammonia.
At this time, in order to uniformly disperse the basic compound, it is preferable to gradually drop it as an aqueous solution.
上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物を得る反応のクエンチ終了後、上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物を取り出す場合には、水層から抽出用溶媒を用いて抽出を行う。合わせた有機層を硫酸ナトリウムにより脱水し、硫酸ナトリウムをろ過で取り除く。続いて溶媒を減圧下で留去し、粗生成物を得る。粗生成物をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル/ヘキサン-酢酸エチル)で精製し、一般式(4)で表される化合物が得られる。 After the quenching of the reaction to obtain the bisphenol compound represented by the above general formula (4), when the bisphenol compound represented by the above general formula (4) is to be taken out, extraction is performed from the aqueous layer using an extraction solvent. . The combined organic layers are dried over sodium sulfate and the sodium sulfate is removed by filtration. Subsequently, the solvent is distilled off under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product is purified by column chromatography (silica gel/hexane-ethyl acetate) to obtain a compound represented by general formula (4).
上記抽出用溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、エチルベンゼン、酢酸エチル、ジエチルエーテル、クロロホルム、塩化メチレン等が挙げられる。
なかでも、上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物に対する溶解能や、留去の容易さの観点から、ヘキサンが好ましい。
Examples of the extraction solvent include, but are not limited to, hexane, heptane, octane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, toluene, ethylbenzene, ethyl acetate, diethyl ether, chloroform, methylene chloride, and the like.
Among these, hexane is preferred from the viewpoint of dissolving ability for the bisphenol compound represented by the above general formula (4) and ease of distillation.
その後、上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物を、ウレタン(メタ)アクリレート化反応を行うことにより、本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物を得ることができる。 Thereafter, the urethane (meth)acrylate compound of the present invention can be obtained by subjecting the bisphenol compound represented by the above general formula (4) to a urethane (meth)acrylate reaction.
上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物をウレタン(メタ)アクリレート化する方法としては、特に限定されず、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
例えば、触媒の存在下で、上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物と、イソシアネート基含有ビニル化合物とを反応させればよい。
The method for converting the bisphenol compound represented by the above general formula (4) into urethane (meth)acrylate is not particularly limited, and any known method can be appropriately selected and used.
For example, the bisphenol compound represented by the above general formula (4) and the isocyanate group-containing vinyl compound may be reacted in the presence of a catalyst.
上記イソシアネート基含有ビニル化合物としては、例えば、2-イソシアナトエチルアクリラート、2-イソシアナトエチルメタクリレート、2-(2-アクリロイルオキシエチルオキシ)エチルイソシアネート、2-(2-メタクリロイルオキシエチルオキシ)エチルイソシアネート、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the isocyanate group-containing vinyl compounds include 2-isocyanatoethyl acrylate, 2-isocyanatoethyl methacrylate, 2-(2-acryloyloxyethyloxy)ethyl isocyanate, 2-(2-methacryloyloxyethyloxy)ethyl Examples include isocyanate, 1,1-(bisacryloyloxymethyl)ethyl isocyanate, and the like.
上記イソシアネート基含有ビニル化合物は、上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物100質量部に対して、5~70質量部程度であることが好ましい。 The amount of the isocyanate group-containing vinyl compound is preferably about 5 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the bisphenol compound represented by the general formula (4).
上記触媒としては、例えば、エチルホスフィン、プロピルホスフィン、ブチルホスフィン、フェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の公知のリン触媒や、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロリド等の公知のリン酸塩を好適に用いることができる。 Examples of the above catalyst include known phosphorus catalysts such as ethylphosphine, propylphosphine, butylphosphine, phenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, trioctylphosphine, triphenylphosphine, and benzyltriphenylphosphonium chloride. Known phosphates can be suitably used.
また、溶媒を用いてもよく、上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物を合成する工程で記載した溶剤を適宜選択すればよい。
また、必要に応じて重合禁止剤や、酸化防止剤等の公知の添加剤を添加してもよい。
上記触媒は、上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物100質量部に対して、0.1~4質量部程度であることが好ましい。
上記添加剤の使用量は、上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物100質量部に対して、0.01~3質量部程度であることが好ましい。
Further, a solvent may be used, and the solvent described in the step of synthesizing the bisphenol compound represented by the above general formula (4) may be appropriately selected.
Furthermore, known additives such as polymerization inhibitors and antioxidants may be added as necessary.
The amount of the catalyst is preferably about 0.1 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the bisphenol compound represented by the general formula (4).
The amount of the additive used is preferably about 0.01 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the bisphenol compound represented by the general formula (4).
上記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物をウレタン(メタ)アクリレート化する反応は、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。
また、反応温度としては、例えば、60~120℃程度である。また、反応時間としては、例えば、1~10時間程度である。
なお、目的とするウレタン(メタ)アクリレートが得られたことは、例えば、赤外吸収スペクトルを測定して、イソシアネート基含有ビニル化合物のイソシアネート基に由来する2250cm-1付近の吸収が消失していることを確認すればよい。
The reaction of converting the bisphenol compound represented by the general formula (4) into urethane (meth)acrylate is preferably carried out under a nitrogen atmosphere.
Further, the reaction temperature is, for example, about 60 to 120°C. Further, the reaction time is, for example, about 1 to 10 hours.
Note that the desired urethane (meth)acrylate has been obtained by, for example, measuring an infrared absorption spectrum and seeing that the absorption near 2250 cm -1 derived from the isocyanate group of the isocyanate group-containing vinyl compound has disappeared. All you have to do is make sure.
また、上記反応の際に用いる装置(撹拌装置、還流装置等)は、公知のものを適宜選択すればよい。
上記反応を行った後、公知の方法により精製してもよく、精製しなくてもよい。公知の方法により精製することがより好ましい。
Further, the devices used in the above reaction (stirring device, reflux device, etc.) may be appropriately selected from known devices.
After performing the above reaction, the product may be purified by a known method or may not be purified. It is more preferable to purify by a known method.
<組成物>
本発明の組成物は、本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物を含む。
<Composition>
The composition of the present invention comprises the urethane (meth)acrylate compound of the present invention.
本発明の組成物は、必要により重合開始剤、重合禁止剤、溶剤、硬化促進剤、バインダー樹脂、無機充填材及び配合剤等の添加剤を添加してもよい。
これらの添加剤については、公知のものを適宜選択すればよい。
また、本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物に加えて、他のウレタン(メタ)アクリレート化合物を混合してもよい。
The composition of the present invention may contain additives such as a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, a solvent, a curing accelerator, a binder resin, an inorganic filler, and a compounding agent, if necessary.
These additives may be selected from known additives as appropriate.
Moreover, in addition to the urethane (meth)acrylate compound of the present invention, other urethane (meth)acrylate compounds may be mixed.
上記添加剤およびウレタン(メタ)アクリレートの含有量としては、本発明の効果を阻害しなければ特に限定されないが、本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物100質量部に対して、例えば合計0.1~500質量部程度である。 The content of the above additives and urethane (meth)acrylate is not particularly limited as long as it does not impede the effects of the present invention, but for example, the total content is 0.1 parts per 100 parts by mass of the urethane (meth)acrylate compound of the present invention. ~500 parts by mass.
<硬化物>
本発明の硬化物は、上記本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物又はそれを含む組成物を硬化してなる硬化物である。
本発明の硬化物は、従来公知の方法を用いて上記本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物又は本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物を含む組成物を硬化することにより得ることができる。
例えば、本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物、及び、必要により重合開始剤、重合禁止剤、溶剤、硬化促進剤、バインダー樹脂、無機充填材及び配合剤等の添加剤を、必要に応じて押出機、ニーダ、ロール等を用いて均一になるまで充分に混合して樹脂組成物を得て、その樹脂組成物をポッティング、溶融後(液状の場合は溶融無しに)注型あるいはトランスファー成型機などを用いて成型し、さらに活性エネルギー線を照射する方法等により本発明の硬化物を得ることができる。
また、本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物に加えて、他のウレタン(メタ)アクリレート化合物又はウレタン樹脂を混合した樹脂組成物を用いて硬化物を得てもよい。
<Cured product>
The cured product of the present invention is a cured product obtained by curing the urethane (meth)acrylate compound of the present invention or a composition containing the same.
The cured product of the present invention can be obtained by curing the urethane (meth)acrylate compound of the present invention or a composition containing the urethane (meth)acrylate compound of the present invention using a conventionally known method.
For example, the urethane (meth)acrylate compound of the present invention and additives such as a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, a solvent, a curing accelerator, a binder resin, an inorganic filler, and a compounding agent are extruded as necessary. A resin composition is obtained by sufficiently mixing the resin composition until it becomes uniform using a machine, kneader, roll, etc., and then the resin composition is potted, melted (without melting in the case of liquid), and then cast or transferred using a molding machine, etc. The cured product of the present invention can be obtained by a method of molding using a molding agent and further irradiating active energy rays.
Moreover, in addition to the urethane (meth)acrylate compound of the present invention, a cured product may be obtained using a resin composition in which another urethane (meth)acrylate compound or urethane resin is mixed.
上記重合開始剤は、光の作用によりラジカルを発生するものであれば特に限定されず、例えば、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-(4-イソプロピレンフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4-ドデシルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘ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-モルホリノプロパン-1、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、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、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、3、3’-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン、チオキサンソン、2-クロルチオキサンソン、2-メチルチオキサンソン、2、4-ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、カンファーキノン、ジベンゾスベロン、2-エチルアンスラキノン、4’、4”-ジエチルイソフタロフェノン、3、3’、4、4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、α-アシロキシムエステル、アシルホスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9、10-フェナンスレンキノン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、2-(3-ジメチルアミノ-2-ヒドロキシプロポキシ)-3、4-ジメチル-9H-チオキサントン-9-オンメトクロライド(オクテルケミカルズ社製、「Quantacure QTX」)等が挙げられる。 The polymerization initiator is not particularly limited as long as it generates radicals by the action of light, and examples include 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2- Methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-(4-isopropylenephenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-(4-dodecylphenyl)-2-hydroxy-2-methyl Propan-1-one, 4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl(2-hydroxy-2-propyl)ketone, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2 -Morpholinopropane-1, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyl dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, 4-benzoyl -4'-Methyldiphenyl sulfide, 3,3'-dimethyl-4-methoxybenzophenone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, camphor Quinone, dibenzosuberone, 2-ethyl anthraquinone, 4',4''-diethylisophthalophenone, 3,3',4,4'-tetra(t-butylperoxycarbonyl)benzophenone, α-acyloxime ester, Acyl phosphine oxide, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, 4-(2-hydroxyethoxy)phenyl-(2-hydroxy-2-propyl)ketone, 2-(3-dimethylamino- 2-hydroxypropoxy)-3,4-dimethyl-9H-thioxanthon-9-one methochloride (manufactured by Octel Chemicals, "Quantacure QTX"), and the like.
上記重合開始剤の使用量としては、例えば、本発明のウレタン(メタ)アクリレート化合物100質量部に対して、1~30質量部である。 The amount of the polymerization initiator used is, for example, 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane (meth)acrylate compound of the present invention.
上記活性エネルギー線としては特に限定されず、電子線、紫外線、或いはγ線等の公知の電離放射線等を照射して硬化させることができる。紫外線で硬化させる場合、水銀ランプ、エキシマランプ、メタルハライドランプ等を備えた公知の紫外線照射装置を使用することもできる。
上記活性エネルギー線の強度や照射時間については、硬化物の組成や厚み等に応じて適宜変更すればよい。
The above-mentioned active energy ray is not particularly limited, and it can be cured by irradiation with known ionizing radiation such as electron beam, ultraviolet ray, or γ ray. When curing with ultraviolet rays, a known ultraviolet irradiation device equipped with a mercury lamp, an excimer lamp, a metal halide lamp, etc. can also be used.
The intensity and irradiation time of the active energy rays may be changed as appropriate depending on the composition, thickness, etc. of the cured product.
[硬化物の物性]
本発明の硬化物は、切断時間が1.5sec以上であることが好ましく、2sec以上がより好ましく、2.5sec以上であることが更に好ましく、3sec以上であることが特に好ましい。
[Physical properties of cured product]
The cutting time of the cured product of the present invention is preferably 1.5 seconds or more, more preferably 2 seconds or more, even more preferably 2.5 seconds or more, and particularly preferably 3 seconds or more.
本発明の硬化物は、切断時の力が600N以下であることが好ましく、500N以下がより好ましく、400N以下であることが更に好ましく、300N以下であることが特に好ましく、250N以下であることが最も好ましい。 The cutting force of the cured product of the present invention is preferably 600N or less, more preferably 500N or less, even more preferably 400N or less, particularly preferably 300N or less, and preferably 250N or less. Most preferred.
本発明の硬化物は、切断時引張強さが18MPa以下であることが好ましく、14MPa以下がより好ましく、11MPa以下であることが更に好ましく、9MPa以下であることが特に好ましく、7MPa以下であることが最も好ましい。 The cured product of the present invention preferably has a tensile strength at break of 18 MPa or less, more preferably 14 MPa or less, even more preferably 11 MPa or less, particularly preferably 9 MPa or less, and 7 MPa or less. is most preferred.
本発明の硬化物は、切断時伸びが12%以上であることが好ましく、16%以上がより好ましく、20%以上であることが更に好ましい。 The cured product of the present invention preferably has an elongation at break of 12% or more, more preferably 16% or more, and even more preferably 20% or more.
本発明の硬化物の切断時間、切断時の力、切断時引張強さ、及び、切断時伸びは、以下に記載する引張試験により測定することができる。
なお、引張測定は、試験片の作製と引張試験の片方又は両方において、JIS K-6251:2017に準じて行うことができる。試験片の作製としては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート化合物100質量部、重合開始剤として1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Runtec社製「ランテキュア1104」)を10質量部混合し、ポリプロピレンフィルム(積水成型工業社製「ポリセームPC-8162」、縦125mm×横135mm)上に膜厚100μmで塗布する。
その後、水銀ランプ(ウシオ電機社製「ユニキュアシステムUVX-05016S1MC01」)を用い、ランプ強度120W、コンベア速度40m/分、120秒の条件で硬化物を作製する。
上記JIS規格に準拠したダンベル試験片7号形を作製し、引張試験としては、例えば、株式会社レスカ製Bonding Tester PTR1102等を用いて、標準温度下(27±2℃)、引張速度1mm/secの条件で行うことができる。
The cutting time, cutting force, cutting tensile strength, and cutting elongation of the cured product of the present invention can be measured by the tensile test described below.
Note that the tensile measurement can be performed in accordance with JIS K-6251:2017 in one or both of the preparation of the test piece and the tensile test. To prepare a test piece, for example, 100 parts by mass of a urethane (meth)acrylate compound and 10 parts by mass of 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone ("Runtecure 1104" manufactured by Runtec) as a polymerization initiator were mixed, and a polypropylene film (Sekisui Molding Co., Ltd.) was mixed. The film was applied to a film thickness of 100 μm on ``Polyseme PC-8162'' (manufactured by Kogyo Co., Ltd., length 125 mm x width 135 mm).
Thereafter, a cured product is produced using a mercury lamp (Unicure System UVX-05016S1MC01 manufactured by Ushio Inc.) under the conditions of lamp strength 120 W, conveyor speed 40 m/min, and 120 seconds.
A dumbbell test piece No. 7 was prepared in accordance with the above JIS standard, and the tensile test was conducted at a standard temperature (27±2°C) at a tensile rate of 1 mm/sec using, for example, Bonding Tester PTR1102 manufactured by Resca Co., Ltd. This can be done under the following conditions.
本発明の硬化物は、鉛筆硬度が4B以下であることが好ましく、5B以下であることがより好ましく、6B以下であることが更に好ましい。
上記鉛筆硬度は、ウレタン(メタ)アクリレート化合物100質量部、重合開始剤として1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Runtec社製「ランテキュア1104」)を10質量部混合し、スライドガラス(縦125mm×横135mm)上に膜厚100μmで塗布する。
その後、水銀ランプ(ウシオ電機社製「ユニキュアシステムUVX-05016S1MC01」)を用い、ランプ強度120W、コンベア速度40m/分、120秒の条件で硬化物を作製し、JIS K 5600-5-4:1999に基づいて鉛筆硬度を測定すればよい。
The pencil hardness of the cured product of the present invention is preferably 4B or less, more preferably 5B or less, and even more preferably 6B or less.
The above pencil hardness was obtained by mixing 100 parts by mass of a urethane (meth)acrylate compound and 10 parts by mass of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Runtec Co., Ltd. "Runtecure 1104") as a polymerization initiator, and using a slide glass (length 125 mm x width 135 mm). Coat on top with a film thickness of 100 μm.
Thereafter, a cured product was produced using a mercury lamp (Unicure System UVX-05016S1MC01 manufactured by Ushio Inc.) under the conditions of lamp intensity 120 W, conveyor speed 40 m/min, and 120 seconds, and JIS K 5600-5-4: Pencil hardness may be measured based on 1999.
本発明の硬化物は、柔軟性に優れる。
硬化物が、上記引張試験において、切断時間が1.5sec以上、切断時の力が600N以下、切断時引張強さが18MPa以下、切断時伸びが12%以上であり、かつ、鉛筆硬度が4B以下であれば柔軟性に優れると判断することができる。
The cured product of the present invention has excellent flexibility.
In the above tensile test, the cured product has a cutting time of 1.5 sec or more, a cutting force of 600 N or less, a tensile strength at cutting of 18 MPa or less, an elongation at cutting of 12% or more, and a pencil hardness of 4B. If it is below, it can be judged that the flexibility is excellent.
以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味し、「部」は「質量部」を意味するものである。 EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, unless otherwise specified, "%" means "% by mass" and "parts" means "parts by mass."
(実施例1)
攪拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに窒素パージを施しながらカルダノール水素添加物(3-ペンタデシルフェノール)100質量部を量りとり、p-トルエンスルホン酸1.6質量部、プロピオンアルデヒド6質量部を加えた。その後、反応溶液を100℃に加熱し、還流しながら3時間攪拌を行い、反応混合物を得た。
次いで、反応温度を室温に戻し、得られた反応混合物を水酸化ナトリウム水溶液で中和した。水層をヘキサン(抽出用溶媒)で3回抽出した後、有機層を硫酸ナトリウムにより脱水した。その後、硫酸ナトリウムをろ過にて取り除いた後、ヘキサンをエバポレーターで留去し、粗生成物を得た。
得られた粗生成物を60℃のメタノール(再結晶用溶媒、粗生成物100質量%に対して再結晶溶媒300質量%)に溶解させ、続いて5℃に冷却して1時間静置して再結晶化を行った後、ろ過をし、上記一般式(4)においてRaが直鎖のC15H31であり、Xaが直鎖のC3H6で表されるビスフェノール化合物35質量部を得た。
(Example 1)
While purging with nitrogen, 100 parts by mass of cardanol hydrogenate (3-pentadecylphenol) was weighed into a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirring device, and 1.6 parts by mass of p-toluenesulfonic acid and 6 parts by mass of propionaldehyde were added. Added parts by mass. Thereafter, the reaction solution was heated to 100° C. and stirred for 3 hours under reflux to obtain a reaction mixture.
Then, the reaction temperature was returned to room temperature, and the resulting reaction mixture was neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution. After the aqueous layer was extracted three times with hexane (extraction solvent), the organic layer was dehydrated with sodium sulfate. Thereafter, sodium sulfate was removed by filtration, and then hexane was distilled off using an evaporator to obtain a crude product.
The obtained crude product was dissolved in methanol (recrystallization solvent, 300% by mass of recrystallization solvent based on 100% by mass of crude product) at 60°C, and then cooled to 5°C and left for 1 hour. The mixture was recrystallized using the same method, and then filtered to obtain 35 parts by mass of a bisphenol compound represented by the above general formula (4), in which R a is linear C15H31 and X a is linear C3H6.
得られたビスフェノール化合物の1H-NMRスペクトルを測定した。
1H NMR(製品名「ECX300」、日本電子社製、300MHz,CDCl3):δ=7.17(d,2H),6.71(d,2H),6.58(s,2H),4.24(t,1H), 2.44(t,4H),2.13(quin,2H),1.50(quin,4H),1.25(m,48H),0.87(t+t,6H+3H)
The 1 H-NMR spectrum of the obtained bisphenol compound was measured.
1H NMR (product name "ECX300", manufactured by JEOL Ltd., 300MHz, CDCl3 ): δ = 7.17 (d, 2H), 6.71 (d, 2H), 6.58 (s, 2H), 4.24 (t, 1H), 2.44 (t, 4H), 2.13 (quin, 2H), 1.50 (quin, 4H), 1.25 (m, 48H), 0.87 (t+t ,6H+3H)
上記ビスフェノール化合物の合成する際に用いた3-ペンタデシルフェノールを試料とした赤外吸収スペクトルと、実施例1で得られたビスフェノール化合物を試料とした赤外吸収スペクトルをThremo Fisher Scientific社製の製品名「Nicolet iN10MX」により測定した。
図1は、3-ペンタデシルフェノールを試料として用いた赤外吸収スペクトルであり、図2は、得られたビスフェノール化合物を試料として用いた赤外吸収スペクトルである。
図1と図2との比較から、3-ペンタデシルフェノールの芳香族骨格に由来する1585cm-1と786cm-1の吸光度の減少が確認された。
1H NMRと赤外吸収スペクトルの測定結果より、得られたビスフェノール化合物の構造を特定した。
The infrared absorption spectrum using the 3-pentadecylphenol sample used in the synthesis of the above bisphenol compound and the infrared absorption spectrum using the bisphenol compound obtained in Example 1 as a sample were compared to the product manufactured by Thremo Fisher Scientific. The measurement was carried out using "Nicolet iN10MX".
FIG. 1 is an infrared absorption spectrum using 3-pentadecylphenol as a sample, and FIG. 2 is an infrared absorption spectrum using the obtained bisphenol compound as a sample.
From a comparison between FIG. 1 and FIG. 2, it was confirmed that the absorbance at 1585 cm −1 and 786 cm −1 derived from the aromatic skeleton of 3-pentadecylphenol decreased.
The structure of the obtained bisphenol compound was identified from the measurement results of 1 H NMR and infrared absorption spectrum.
攪拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら上記ビスフェノール型化合物100質量部を量り取り、2-イソシアナトエチルアクリラート(昭和電工社製「カレンズAOI-VM」)43質量部、ヒドロキノン0.2質量部、トリフェニルホスフィン0.8質量部を加えた。反応溶液を60℃に加熱して1時間攪拌を行うことで、ウレタンアクリレート化合物(上記一般式(1)中、Xが直鎖のC3H6、R1及びR2が直鎖のC15H31)144質量部を得た。
このウレタンアクリレート化合物のバイオマス成分比率は67.3%であった。
Weigh out 100 parts by mass of the above bisphenol type compound into a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirring device while purging with nitrogen, and add 2-isocyanatoethyl acrylate (“Karens AOI-VM” manufactured by Showa Denko) 43 Part by weight, 0.2 part by weight of hydroquinone, and 0.8 part by weight of triphenylphosphine were added. By heating the reaction solution to 60° C. and stirring for 1 hour, the urethane acrylate compound (in the above general formula (1), X is linear C 3 H 6 , R 1 and R 2 are linear C 15 144 parts by mass of H 31 ) were obtained.
The biomass component ratio of this urethane acrylate compound was 67.3%.
得られたウレタンアクリレート化合物の1H-NMRスペクトルを測定した。
1H NMR(製品名「ECX300」、日本電子社製、300MHz,CDCl3):δ=7.04(d,2H),6.93(m,4H),6.44(dd,2H),6.13(dd, 2H), 5.85(dd, 2H), 5.79(t,2H),4.20(t,4H),4.16(t,1H),3.36(m, 4H), 2.54(t, 4H), 1.95(quin, 2H), 1.55(m,4H),1.24(m,48H),0.89(m,9H)
The 1 H-NMR spectrum of the obtained urethane acrylate compound was measured.
1H NMR (product name "ECX300", manufactured by JEOL Ltd., 300MHz, CDCl3 ): δ = 7.04 (d, 2H), 6.93 (m, 4H), 6.44 (dd, 2H), 6.13 (dd, 2H), 5.85 (dd, 2H), 5.79 (t, 2H), 4.20 (t, 4H), 4.16 (t, 1H), 3.36 (m , 4H), 2.54 (t, 4H), 1.95 (quin, 2H), 1.55 (m, 4H), 1.24 (m, 48H), 0.89 (m, 9H)
図3は、得られたウレタンアクリレート化合物を試料として用いた赤外吸収スペクトルである。
図4は、2-イソシアナトエチルアクリラートを試料として用いた赤外吸収スペクトルである。
図3と図4との比較から、2-イソシアナトエチルアクリラートのイソシアネート基に由来する2250cm-1付近の吸収が消失していることが確認される。
FIG. 3 shows an infrared absorption spectrum using the obtained urethane acrylate compound as a sample.
FIG. 4 is an infrared absorption spectrum using 2-isocyanatoethyl acrylate as a sample.
A comparison between FIG. 3 and FIG. 4 confirms that the absorption around 2250 cm −1 derived from the isocyanate group of 2-isocyanatoethyl acrylate has disappeared.
(実施例2)
プロピオンアルデヒド6質量部をn-ヘキシルアルデヒド11質量部に変更したこと以外は実施例1と同様に反応を行い、ウレタンアクリレート化合物(上記一般式(1)中、Xが直鎖のC6H12、R1及びR2が直鎖のC15H31)を得た。
このウレタンアクリレート化合物のバイオマス成分比率は64.3%であった。
(Example 2)
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 6 parts by mass of propionaldehyde was changed to 11 parts by mass of n- hexylaldehyde . , R 1 and R 2 are straight-chain C 15 H 31 ).
The biomass component ratio of this urethane acrylate compound was 64.3%.
得られたウレタンアクリレート化合物の1H-NMRスペクトルを測定した。
1H NMR(製品名「ECX300」、日本電子社製、300MHz,CDCl3):δ=7.03(d,2H),6.93(m,4H),6.45(dd,2H),6.13(dd, 2H), 5.85(dd, 2H), 5.78(t,2H),4.19(m,5H),3.36(m, 4H), 2.54(t, 4H), 1.90(m, 2H), 1.56(m,4H),1.24(m,54H),0.87(m,9H)
The 1 H-NMR spectrum of the obtained urethane acrylate compound was measured.
1H NMR (product name "ECX300", manufactured by JEOL Ltd., 300MHz, CDCl3 ): δ = 7.03 (d, 2H), 6.93 (m, 4H), 6.45 (dd, 2H), 6.13 (dd, 2H), 5.85 (dd, 2H), 5.78 (t, 2H), 4.19 (m, 5H), 3.36 (m, 4H), 2.54 (t , 4H), 1.90 (m, 2H), 1.56 (m, 4H), 1.24 (m, 54H), 0.87 (m, 9H)
図5は、得られたウレタンアクリレート化合物を試料として用いた赤外吸収スペクトルである。
図4と図5との比較から、2-イソシアナトエチルアクリラートのイソシアネート基に由来する2250cm-1付近の吸収が消失していることが確認される。
FIG. 5 shows an infrared absorption spectrum using the obtained urethane acrylate compound as a sample.
A comparison between FIG. 4 and FIG. 5 confirms that the absorption around 2250 cm −1 derived from the isocyanate group of 2-isocyanatoethyl acrylate has disappeared.
(比較例1)
ビスフェノール化合物を市販のビスフェノールA(富士フイルム和光純薬社製)に変更したこと以外は実施例1と同様に反応を行い、ビスフェノールAウレタンアクリレート化合物を得た。
(Comparative example 1)
A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the bisphenol compound was changed to commercially available bisphenol A (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to obtain a bisphenol A urethane acrylate compound.
<硬化物の物性>
(引張試験)
実施例及び比較例で得られた試料を100質量部、重合開始剤として1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Runtec社製「ランテキュア1104」)を10質量部混合し、ポリプロピレンフィルム(積水成型工業社製「ポリセームPC-8162」、縦125mm×横135mm)上に膜厚100μmで塗布した。
その後、水銀ランプ(ウシオ電機社製「ユニキュアシステムUVX-05016S1MC01」)を用い、ランプ強度120W、コンベア速度40m/分、120秒の条件で硬化物を作製した。
得られた硬化物からJIS K-6251:2017に準じてダンベル試験片7号形を作製した。
その後、株式会社レスカ製「Bonding Tester PTR1102」を用い、標準温度下(27±2℃)、引張速度1mm/secの条件で引張試験を実施した。
<Physical properties of cured product>
(Tensile test)
100 parts by mass of the samples obtained in the Examples and Comparative Examples and 10 parts by mass of 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone ("Runtecure 1104" manufactured by Runtec) as a polymerization initiator were mixed, and a polypropylene film ("Runtecure 1104" manufactured by Sekisui Seiko Kogyo Co., Ltd.) was mixed. Polysame PC-8162" (length: 125 mm x width: 135 mm) was coated with a film thickness of 100 μm.
Thereafter, a cured product was produced using a mercury lamp (Unicure System UVX-05016S1MC01 manufactured by Ushio Inc.) under the conditions of lamp strength 120 W, conveyor speed 40 m/min, and 120 seconds.
A dumbbell test piece No. 7 was prepared from the obtained cured product according to JIS K-6251:2017.
Thereafter, a tensile test was performed using "Bonding Tester PTR1102" manufactured by Resca Co., Ltd. at a standard temperature (27±2° C.) and a tensile speed of 1 mm/sec.
(鉛筆硬度)
実施例及び比較例で得られた試料を100質量部、重合開始剤として1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Runtec社製「ランテキュア1104」)を10質量部混合し、真空脱気後、スライドガラス(縦125mm×横135mm)上に膜厚100μmで塗布し、水銀ランプ(ウシオ電機社製「ユニキュアシステムUVX-05016S1MC01」)を用い、ランプ強度120W、コンベア速度40m/分、120秒の条件で硬化物を作製した。
作製した硬化物について、JIS K 5600-5-4:1999に基づいて鉛筆硬度を測定した。
(Pencil hardness)
100 parts by mass of the samples obtained in Examples and Comparative Examples and 10 parts by mass of 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone (Runtec 1104) as a polymerization initiator were mixed, and after vacuum degassing, a slide glass (vertical) was mixed. 125 mm x width 135 mm) with a film thickness of 100 μm, and cured using a mercury lamp (Unicure System UVX-05016S1MC01 manufactured by Ushio Inc.) under the conditions of lamp intensity 120 W, conveyor speed 40 m/min, and 120 seconds. was created.
The pencil hardness of the prepared cured product was measured based on JIS K 5600-5-4:1999.
(バイオマス成分比率)
得られたウレタンアクリレート化合物のバイオマス成分比率を算出した。
ここでバイオマス成分比率とは、得られたウレタンアクリレート化合物中に含まれるバイオマス由来成分の割合をいい、次の式で表される。
バイオマス成分比率(%)=(バイオマス由来成分の質量/ウレタンアクリレート化合物全体の質量)×100
(Biomass component ratio)
The biomass component ratio of the obtained urethane acrylate compound was calculated.
Here, the biomass component ratio refers to the ratio of biomass-derived components contained in the obtained urethane acrylate compound, and is expressed by the following formula.
Biomass component ratio (%) = (mass of biomass-derived component / mass of entire urethane acrylate compound) x 100
実施例の結果から、上記一般式(1)で表されるウレタン(メタ)アクリレート化合物が、柔軟性に優れる硬化物を得ることができることが確認された。 From the results of the examples, it was confirmed that the urethane (meth)acrylate compound represented by the above general formula (1) can provide a cured product with excellent flexibility.
本明細書には、以下の事項が開示されている。
本開示(1)は、下記一般式(1)で表されるウレタン(メタ)アクリレート化合物である。
本開示(2)は、上記一般式(1)中、R1及び/又はR2は、炭素数が12~16である本開示(1)に記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物である。
本開示(3)は、Xに連結する2つのアリール基は、それぞれカルダノール水素添加物に由来する本開示(1)又は(2)に記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物である。
本開示(4)は、上記一般式(1)中、R1及び/又はR2は、酸素原子(O1又はO2)に対してメタ位である本開示(1)~(3)の何れかに記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物である。
本開示(5)は、上記一般式(1)中、R1及び/又はR2は、Xに対してパラ位である本開示(1)~(4)の何れかに記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物である。
本開示(6)は、上記一般式(1)中、O1及び/又はO2は、Xに対してオルト位である本開示(1)~(5)の何れかに記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物である。
本開示(7)は、上記一般式(1)中、Xは、炭素数が3~7である本開示(1)~(6)の何れかに記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物である。
本開示(8)は、本開示(1)~(7)の何れかに記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物を含む組成物である。
本開示(9)は、本開示(1)~(7)の何れかに記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物を硬化してなる硬化物である。
本開示(10)は、本開示(8)に記載の組成物を硬化してなる硬化物である。
The following items are disclosed in this specification.
The present disclosure (1) is a urethane (meth)acrylate compound represented by the following general formula (1).
The present disclosure (2) is the urethane (meth)acrylate compound according to the present disclosure (1), wherein in the general formula (1), R 1 and/or R 2 have 12 to 16 carbon atoms.
The present disclosure (3) is a urethane (meth)acrylate compound according to the present disclosure (1) or (2), in which the two aryl groups connected to X are each derived from a cardanol hydrogenated product.
The present disclosure (4) is based on the present disclosure (1) to (3), wherein in the general formula (1), R 1 and/or R 2 are meta-positions with respect to the oxygen atom (O 1 or O 2 ). The urethane (meth)acrylate compound described in any of the above.
The present disclosure (5) provides the urethane (meth) according to any one of the present disclosure (1) to (4), wherein in the general formula (1), R 1 and/or R 2 are at the para position with respect to X. ) is an acrylate compound.
The present disclosure (6) provides the urethane (meth) according to any one of the present disclosure (1) to (5), wherein in the general formula (1), O 1 and/or O 2 are ortho to X. ) is an acrylate compound.
The present disclosure (7) is the urethane (meth)acrylate compound according to any one of the present disclosure (1) to (6), wherein in the general formula (1), X has 3 to 7 carbon atoms.
The present disclosure (8) is a composition containing the urethane (meth)acrylate compound according to any one of the present disclosures (1) to (7).
The present disclosure (9) is a cured product obtained by curing the urethane (meth)acrylate compound described in any of the present disclosures (1) to (7).
The present disclosure (10) is a cured product obtained by curing the composition described in the present disclosure (8).
本発明は、柔軟性に優れた硬化物を得ることができるウレタン(メタ)アクリレート化合物を提供することができる。 The present invention can provide a urethane (meth)acrylate compound from which a cured product with excellent flexibility can be obtained.
Claims (10)
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JP2022085289A JP2023173203A (en) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | Urethane (meth)acrylate compound, composition, and cured product |
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Publications (1)
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