JP3273779B2 - 光硬化性樹脂 - Google Patents

光硬化性樹脂

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐熱性及び耐加水分解性に優れ、コーティン
グ用途に適した光硬化性樹脂に関する。
〔従来の技術〕
従来より、ウレタン変性(メタ)アクリレートは、強
靭性、耐摩耗性、ゴム的物性が良いことより、光硬化性
樹脂としてコーティング用途に広く使用されている。
これらのウレタン変性(メタ)アクリレートは、有機
ジイソシアネート化合物として、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、イソホ
ロンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4'−ジイ
ソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、あるいは脂
環族ジイソシアネートとポリオール成分としてポリエス
テル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリカ
ーボネートジオール等が多用されているが、耐熱性、耐
加水分解性に劣る欠点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の耐熱性、耐加水分解性を向上させる為に従来、
ソフトセグメントとしてのポリオール成分を種々選択し
て、これらの欠点を解決しょうとする試みが行われてき
た。
しかしながら、従来のこの様な方法では、上記問題点
を十分満足に解決する迄に至っていない。
例えばポリオール成分として、ポリカーボネートジオ
ールを用いた場合、有機ジイソシアネート自体の耐熱性
が劣り、十分にその性能が生かされておらず、満足すべ
きものではない。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者等は、これらの問題点を解決すべく、鋭意検
討した結果、特定構造の有機ジイソシアネート化合物を
用いたものが、耐熱性、耐加水分解性に優れた光硬化性
樹脂であることを見出し、本発明に至った。すなわち本
発明は、 (1)末端に水酸基を有するポリヒドロキシ化合物と、
有機ジイソシアネート、及び分子中に1個のヒドロキシ
基と少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する
不飽和モノヒドロキシ化合物を、反応して得られるウレ
タン変性(メタ)アクリレートにおいて、該有機ジイソ
シアネートとして、 一般式(I) で表わされる化合物を用いることを特徴とする耐熱性、
耐加水分解性に優れた光硬化性樹脂に関する。
本発明において用いられる、末端に水酸基を有するポ
リヒドロキシ化合物としては、例えば、エチレングリコ
ール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール
等のジオールとアジピン酸等のジカルボン酸との脱水縮
合反応で得られるポリエステルポリオール、ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシ
テトラメチレングリコール、プロピレンオキシド−テト
ラヒドロフラン共重合体、などのポリエーテルポリオー
ル、カプロラクトンの開環重合で得られるポリカプロラ
クトンポリオール、ポリカーボネートポリオール等の1
種またはこれら化合物の2種以上の混合物が挙げられ
る。
本発明において用いられる、分子中に1個のヒドロキ
シ基と少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有す
る不飽和モノヒドロキシ化合物としては、例えば、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)アクリレート等のヒドロキシアルキ
ル(メタ)アクリレート、N−ヒドロキシメチル(メ
タ)アクリルアミド等のN−ヒドロキシアルキル(メ
タ)アクリルアミド、エチレングリコールモノ(メタ)
アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アク
リレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリ
レート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリ
レート等のポリアルキレングリコールモノ(メタ)アク
リレート、グリシジル(メタ)アクリレートと(メタ)
アクリル酸との等モル反応生成物などが挙げられる。こ
れらは、単独もしくは2種以上を併用することができ
る。
本発明により得られるウレタン変性(メタ)アクリレ
ートの製造方法は、 (a)末端に水酸基を有するポリヒドロキシ化合物と、 (b)一般式(I)で表わされる有機ジイソシアネート
化合物を反応させ、末端NCOのプレポリマーを得た後
に、更に (c)分子中に1個のヒドロキシ基と少なくとも1個の
(メタ)アクリロイル基を有する不飽和モノヒドロキシ
化合物を反応させて製造することができる。
又、別に(a)、(b)、(c)を同時に反応させる
方法もある。
(a)、(b)及び(c)の量は、通常(a)1当量
に対して、(b)が1.1〜2当量、(c)が0.1〜1.2当
量であり、好ましくは(a)1当量に対して、(b)が
1.2〜1.8当量、(c)が0.2〜1当量の範囲が適当であ
る。
通常、反応温度は約20℃〜150℃である。この際に、
反応を促進するためにトリエチルアミン、ジブチルスズ
ラウレート等の、通常のウレタン化反応の触媒を用いた
り、また(メタ)アクリロイル基の重合を防止するため
に、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテ
ル、フェノチアジンなどの、通常のラジカル重合禁止剤
を用いたり、反応系に空気または、酸素を導入してもよ
い。
本発明の光硬化性樹脂は、樹脂粘度の調整や硬化速度
の向上を目的として、耐熱性、耐加水分解性を損なわな
い範囲で、単官能(メタ)アクリレート及び又は多官能
(メタ)アクリレートを使用することが出来る。
その具体例は、単官能(メタ)アクリレートとして
は、例えば、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレー
ト、ドデシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル
(メタ)アクリレート、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、ジシクロ
ペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル
オキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
これらは、単独あるいは2種以上併用しても良い。
また、多官能(メタ)アクリレートとしては、例え
ば、エチレングリコールジ(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、1,4−ブ
タンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノール
A・エチレンオキシド付加物のジ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレー
トなどが挙げられる。これらは単独あるいは2種以上併
用しても良い。
本発明の光硬化性樹脂は、必要に応じて、光重合開始
剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、界面活性剤、
フィラー等の各種添加剤を配合される。
光重合開始剤は、特に限定するものでないが、例え
ば、ベンゾイル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイ
ンイソプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、
ベンジル、ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチ
ルプロピオフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノ
ン、ベンジルジメチルケタール、アントラキノン、クロ
ルアントラキノン、エチルアントラキノン、ブチルアン
トラキノン、ジフェニルスルファイド、ジチオカーバメ
ート、2−クロルチオキサントン、αクロロメチルナフ
タレンアントラセン、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、2,4,6−ト
リメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシドな
どが挙げられる。これらは単独あるいは二種以上併用し
ても良い。
また、これらの光重合開始剤に、ミヒラーケトン、ト
リエチルアミン、アルキルモルホリン等のアミンを併用
して用いてもよい。
これらの光重合開始剤の使用割合は、通常、本発明の
樹脂組成物の1重量%以上、10重量%未満であり、好ま
しくは2重量%から5重量%が適当である。
本発明の光硬化性樹脂は、耐熱性、耐加水分解性に優
れるという特徴を生かし、インキ、塗料、接着剤、磁気
記録体のバインダー、光ファイバー被覆剤等の用途にも
使用出来る。
〔実施例〕
以下、本発明を、更に具体的に説明するため、実施例
及び比較例をあげて説明するが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものではない。
合成例1 分子量1000のポリテトラメチレングリコール(保土ケ
谷化学製;PTG−1000)500重量部、2.5(6)−ジイソシ
アネートメチル−ビシクロ〔2,2,1〕ヘプタン154.7重量
部を、攪拌機、温度計、冷却器を装備した1000mのフ
ラスコに仕込み、窒素気流下に、70℃で4時間反応させ
たところ、NCO基が初期の1/3になった。
次に、この反応液に2−ヒドロキシエチルアクリレー
ト59.2重量部、ハイドロキン0.1重量部、ジブチルスズ
ラウレート0.05重量部を加え、空気を反応液中にバブリ
ングしながら、70℃で、更に5時間反応を行って、ウレ
タン変性アクリレート(A−1)を合成した。
合成例2 1,4−ブタンジオールとアジピン酸とを重縮合した、
平均分子量1000のポリエステルポリオール500重量部、
2,5(6)−ジイソシアネートメチル−ビシクロ〔2,2,
1〕ヘプタン154.7重量部を、攪拌機、温度計、冷却器を
装備した1000mのフラスコに仕込み、窒素気流下に、7
0℃で4時間反応させたところ、NCO基が初期の1/3にな
った。
次に、この反応液に2−ヒドロキシエチルアクリレー
ト59.2重量部、ハイドロキノン0.1重量部、ジブチルス
ズラウレート0.05重量部を加え、空気を反応液中にバブ
リングしながら、更に、70℃で5時間反応を行って、ウ
レタン変性アクリレート(A−2)を合成した。
合成例3 分子量1000のポリテトラメチレングリコール(保土ケ
谷化学製;PTG−1000)500重量部、イソホロンジイソシ
アネート166.5重量部を、攪拌機、温度計、冷却器を装
備した1000mのフラスコに仕込み、窒素気流下に、70
℃で4時間反応させたところ、NCO基が初期の1/3になっ
た。
次に、この反応液に、2−ヒドロキシエチルアクリレ
ート59.2重量部、ハイドロキノン0.1重量部、ジブチル
スズラウレート0.05重量部を加え、空気を反応液中にバ
ブリングしながら、更に、70℃で5時間反応を行って、
ウレタン変性アクリレート(A−3)を合成した。
実施例1〜4及び比較例1〜2 表−1に示す配合内容(重量部)にて、所定のウレタ
ン変性アクリレート、単官能アクリレート、多官能アク
リレート、光重合開始剤を加え十分に混合攪拌し、各々
の光硬化製樹脂を得た。
光硬化性樹脂の評価 実施例及び比較例で得られた光硬化性樹脂について、
次の評価を行い、その結果を表−2に示した。
なお、評価は次の方法によった。
1)引張強度、伸度及び2.5%弾性率 ガラス板上に、光硬化性樹脂を、厚さ100μに塗布
し、80W/cmの高圧水銀灯を試料通過方向と垂直に設置し
た照射装置を用い、光源下15cmの位置において、コンベ
アースピード10m/分で硬化させた。
次に、ガラス板より硬化フィルムをはがし、この硬化
フィルムを、JIS K−7113に準じて、引張強度、伸度及
び2.5%弾性率を測定する。
2)耐熱性及び耐水性テスト 1)の引張強度、伸度及び2.5%弾性率測定と同様の
方法で硬化フィルムを得た。
耐熱性テストは、80℃に保たれた恒温槽に入れ、又、
耐水性テストは、80℃に保たれた温水中に浸漬し、各々
30日後に、硬化フィルムを取り出し、JIS K−7113に
準じて、引張強度、伸度及び2.5%弾性率を測定した。
又同時に、硬化フィルムの外観を目視判定した。
〔発明の効果〕 以上説明の如く、本発明の光硬化性樹脂は、従来のも
のに比べ、耐熱性、耐水性に優れ、コーティング用とし
て好適な樹脂であることは表−2から明らかである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−220167(JP,A) 特開 昭51−122050(JP,A) 特開 平3−124722(JP,A) 特開 昭51−131865(JP,A) 特開 昭54−43882(JP,A) 特公 昭47−46585(JP,B1) 米国特許3492330(US,A) 米国特許3595917(US,A) 米国特許3646132(US,A) 米国特許3625986(US,A) 米国特許3351650(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/00 - 18/87 C09D 175/00 - 175/16 C09D 5/00 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】末端に水酸基を有するポリヒドロキシ化合
    物と、有機ジイソシアネート、および分子中に1個のヒ
    ドロキシ基と少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基
    を有する不飽和モノヒドロキシ化合物を反応させてウレ
    タン変性(メタ)アクリレートを製造するに際し、該有
    機ジイソシアネートとして下記式(I) [化1] 【化1】 (式中、イソシアナトメチル基の結合位置は、2,5−位
    または2,6−位である。) で表される有機ジイソシアネート化合物を使用すること
    を特徴とするウレタン変性(メタ)アクリレートの製造
    方法。
  2. 【請求項2】ポリヒドロキシ化合物(a)、前記式
    (I)で表される有機ジイソシアネート(b)、および
    分子中に1個のヒドロキシ基と少なくとも1個(メタ)
    アクリロイル基を有する不飽和モノヒドロキシ化合物
    (c)の割合を、(a)の1当量に対して、(b)を1.
    1〜2当量、および(c)を0.1〜1.2当量の割合として
    反応させることを特徴とする請求項3記載のウレタン変
    性(メタ)アクリレートの製造方法。
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