JP4562451B2 - Fluorine-containing compound - Google Patents

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本発明は、フッ素含有化合物に関する。より詳しくは、光通信、光導波路、光記録、液晶ディスプレイ等の種々の用途に用いられる透明樹脂材料の添加剤として用いることができるフッ素含有化合物に関する。 The present invention relates to fluorine-containing compounds. More specifically, the present invention relates to a fluorine-containing compound that can be used as an additive for transparent resin materials used in various applications such as optical communication, optical waveguide, optical recording, and liquid crystal display.

フッ素含有化合物は、フッ素原子により撥水性等の優れた特性を発揮することができる有用な化合物であり、様々な工業製品の原料として用いられている。ところで、フッ素化学品の技術分野として、光通信、光導波路、光記録、液晶ディスプレイ等に用いられる透明樹脂材料への利用が挙げられる。従来、これらの用途に用いられてきた透明樹脂は吸水性を示すものが多く、透明樹脂中への水分の吸収は、成形物のそりやひずみの発生、伝送損失の増大等の様々な弊害を招くため、透明樹脂の低吸水率化について種々検討されている。フッ素原子に起因する特性を発揮することができるフッ素含有化合物は、最近のIT(情報技術)の進展にともない、このような分野に用いられる透明樹脂材料への利用が注目されている。 Fluorine-containing compounds are useful compounds that can exhibit excellent properties such as water repellency due to fluorine atoms, and are used as raw materials for various industrial products. By the way, as a technical field of fluorine chemicals, there is an application to a transparent resin material used for optical communication, optical waveguide, optical recording, liquid crystal display and the like. Conventionally, many of the transparent resins used in these applications exhibit water absorption, and the absorption of moisture into the transparent resin has various adverse effects such as warpage and distortion of the molded product, and increased transmission loss. For this reason, various studies have been made on reducing the water absorption rate of the transparent resin. Fluorine-containing compounds capable of exhibiting characteristics attributable to fluorine atoms have been attracting attention for use in transparent resin materials used in such fields as recent IT (information technology) progresses.

従来の透明樹脂を含有する材料に関し、エーテル結合を含有する6員環構造を有する繰り返し単位を含む重合体(A)と(メタ)アクリル系重合体(B)とからなる樹脂組成物(例えば、特許文献1参照。)、フェニルメタクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、炭素数1〜5のアルキル基を有するアルキルアクリレート及び架橋剤を含有する組成物をラジカル重合開始剤の存在下に注型重合して得られる低吸水性透明樹脂(例えば、特許文献2参照。)が開示されている。これらの樹脂組成物においては、レンズ等の光学部品、光ディスク等の光学式情報記録用媒体、光伝送材等に用いられることが記載されている。また、主鎖に窒素原子を含む化合物がエステル結合された繰り返し単位を含む光通信用高分子材料が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。
しかしながら、これらの透明樹脂を含有する材料においては、低吸水性を更に向上させて、光通信、光導波路、光記録、液晶ディスプレイ等の種々の用途に好適に用いられるものとするための工夫の余地があった。
特開2000−239325号公報(第2−3頁) 特開平5−32731号公報(第2、4頁) 特開2000−89049号公報(第2−3頁)
Regarding a material containing a conventional transparent resin, a resin composition comprising a polymer (A) containing a repeating unit having a 6-membered ring structure containing an ether bond and a (meth) acrylic polymer (B) (for example, Obtained by casting polymerization of a composition containing phenyl methacrylate, dicyclopentenyl acrylate, alkyl acrylate having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a crosslinking agent in the presence of a radical polymerization initiator. A low water-absorbing transparent resin (see, for example, Patent Document 2) is disclosed. It is described that these resin compositions are used for optical parts such as lenses, optical information recording media such as optical disks, optical transmission materials, and the like. In addition, a polymer material for optical communication including a repeating unit in which a compound containing a nitrogen atom in the main chain is ester-bonded is disclosed (for example, see Patent Document 3).
However, in the materials containing these transparent resins, it is possible to further improve the low water absorption and to be suitably used for various applications such as optical communication, optical waveguide, optical recording, and liquid crystal display. There was room.
JP 2000-239325 A (page 2-3) JP-A-5-32731 (pages 2 and 4) JP 2000-89049 A (page 2-3)

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、透明樹脂が有する透明性等の種々の特性を損なうことなく透明樹脂材料を低吸水率化、撥水化させる添加剤等の用途に使用することができるフッ素含有化合物を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above situation, and is used for applications such as additives for reducing the water absorption and water repellency of a transparent resin material without impairing various properties such as transparency of the transparent resin. It is an object of the present invention to provide a fluorine-containing compound that can be used.

本発明者等は、フッ素含有化合物について種々検討したところ、シアノ基を置換基として有するベンゼン環の水素原子がフッ素原子に置換され、フッ化アルキル基が酸素原子(O)又はイオウ原子(S)を介してベンゼン環に1つ以上結合した構造を有する新規なフッ素含有化合物を見いだした。そして、この化合物を例えば、アクリル系樹脂等の透明樹脂に添加剤として加えると、フッ素は撥水性に優れているため、透明樹脂における吸水性を低下させ、撥水化させるとともに、透明樹脂が本来有する熱的特性等の各種特性を損なうことなく、屈折率制御が可能となることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到した。併せてこのような特定構造のフッ素含有化合物を効率的に製造する製造方法も見いだし、本発明に到達したものである。 The present inventors have made various studies on fluorine-containing compounds. As a result, a hydrogen atom of a benzene ring having a cyano group as a substituent is substituted with a fluorine atom, and a fluorinated alkyl group is an oxygen atom (O) or a sulfur atom (S). A novel fluorine-containing compound having a structure in which one or more are bonded to the benzene ring via a hydrogen atom was found. When this compound is added as an additive to a transparent resin such as an acrylic resin, fluorine is excellent in water repellency. Therefore, the water absorption in the transparent resin is lowered and water repellency is reduced. The inventors have found that the refractive index can be controlled without impairing various characteristics such as thermal characteristics, and have conceived that the above problems can be solved brilliantly. In addition, a production method for efficiently producing such a fluorine-containing compound having a specific structure has also been found, and the present invention has been achieved.

すなわち本発明は、下記一般式(1); That is, the present invention provides the following general formula (1);

Figure 0004562451
Figure 0004562451

(式中、Xは、O又はSを表す。Rfは、炭素数4以上のフッ素含有アルキル基である。rは、芳香環に結合しているRf−X−の数であり、1以上の整数である。sは、芳香環に結合しているフッ素原子の数であり、1以上の整数である。また、r+sは、2〜5の整数である。)で表されるフッ素含有化合物である。
本発明はまた、炭素数4以上のフッ素含有アルキルアルコール又は炭素数4以上のフッ素含有アルキルチオールとフッ素含有ベンゾニトリルとを反応させてなる下記一般式(3);
(In the formula, X represents O or S. Rf is a fluorine-containing alkyl group having 4 or more carbon atoms. R is the number of Rf-X- bonded to the aromatic ring, and 1 or more. S is the number of fluorine atoms bonded to the aromatic ring and is an integer of 1 or more, and r + s is an integer of 2 to 5.) is there.
The present invention also includes the following general formula (3) obtained by reacting a fluorine-containing alkyl alcohol having 4 or more carbon atoms or a fluorine-containing alkylthiol having 4 or more carbon atoms with a fluorine-containing benzonitrile;

Figure 0004562451
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(式中、Xは、O又はSを表す。Rfは、炭素数4以上のフッ素含有アルキル基である。rは、芳香環に結合しているRf−X−の数であり、1以上の整数である。sは、芳香環に結合しているフッ素原子の数であり、1以上の整数である。また、r+sは、2〜5の整数である。)で表されるフッ素含有化合物の製造方法でもある。
以下に本発明を詳述する。
(In the formula, X represents O or S. Rf is a fluorine-containing alkyl group having 4 or more carbon atoms. R is the number of Rf-X- bonded to the aromatic ring, and 1 or more. S is the number of fluorine atoms bonded to the aromatic ring, and is an integer of 1 or more, and r + s is an integer of 2 to 5.) It is also a manufacturing method.
The present invention is described in detail below.

本発明のフッ素含有化合物は、上記一般式(1)で表されるものであるが、上記一般式(1)中、フッ素含有アルキル基とは、アルキル基を構成する炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されたものであり、構造は特に制限されず、直鎖、分岐、環状アルキル基のいずれの構造であってもよいが、炭素原子に結合したフッ素原子の数が炭素原子に結合した水素原子の数よりも多いものであることが好ましい。フッ素原子の数が水素原子の数より多いと、例えば、上記フッ素含有化合物を透明樹脂材料の添加剤として用いた場合に、透明樹脂材料が充分な撥水性を発揮することができることになる。好ましくは、上記一般式(1)において、r+sが5であるもの、すなわち、芳香環のすべての炭素原子にフッ素原子又はRf−X−のいずれかが結合しているものである。より好ましくは、r=1、s=4の場合である。
本発明のフッ素含有化合物を透明樹脂材料に添加剤として加える場合、1種又は2種以上を加えることができる。
The fluorine-containing compound of the present invention is represented by the general formula (1). In the general formula (1), the fluorine-containing alkyl group is a hydrogen atom bonded to a carbon atom constituting the alkyl group. Is partially or entirely substituted with a fluorine atom, and the structure is not particularly limited, and may be any of linear, branched, and cyclic alkyl groups, but the fluorine atom bonded to the carbon atom The number is preferably larger than the number of hydrogen atoms bonded to carbon atoms. When the number of fluorine atoms is larger than the number of hydrogen atoms, for example, when the fluorine-containing compound is used as an additive for the transparent resin material, the transparent resin material can exhibit sufficient water repellency. Preferably, in the general formula (1), r + s is 5, that is, a fluorine atom or Rf-X- is bonded to all carbon atoms of the aromatic ring. More preferably, r = 1 and s = 4.
When adding the fluorine-containing compound of this invention as an additive to transparent resin material, 1 type (s) or 2 or more types can be added.

上記一般式(1)において、r=1、s=4である化合物としては、例えば、下記式(1−1)〜(1−6)で表される化合物等が挙げられる。 In the general formula (1), examples of the compound where r = 1 and s = 4 include compounds represented by the following formulas (1-1) to (1-6).

Figure 0004562451
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本発明のフッ素含有化合物としては、上記一般式(1)で表されるフッ素含有化合物であって、r+sが5である化合物の中でも、下記一般式(2); The fluorine-containing compound of the present invention is a fluorine-containing compound represented by the above general formula (1), and among the compounds in which r + s is 5, the following general formula (2);

Figure 0004562451
Figure 0004562451

で表される化合物であることがより好ましい。フッ素含有化合物がこのような構造を有するものであると、透明樹脂材料に添加した場合に透明樹脂材料をより低吸水化、撥水化させることが可能となる。 It is more preferable that it is a compound represented by these. When the fluorine-containing compound has such a structure, the transparent resin material can be made to have lower water absorption and water repellency when added to the transparent resin material.

本発明はまた、炭素数4以上のフッ素含有アルキルアルコール又は炭素数4以上のフッ素含有アルキルチオールと、フッ素含有ベンゾニトリルとを反応させてなる下記一般式(3); The present invention also provides the following general formula (3) obtained by reacting a fluorine-containing alkyl alcohol having 4 or more carbon atoms or a fluorine-containing alkylthiol having 4 or more carbon atoms with a fluorine-containing benzonitrile;

Figure 0004562451
Figure 0004562451

(式中、Rfは、炭素数4以上のフッ素含有アルキル基である。rは、芳香環に結合しているRf−X−の数であり、1以上の整数である。sは、芳香環に結合しているフッ素原子の数であり、1以上の整数である。また、r+sは、2〜5の整数である。)で表されるフッ素含有化合物の製造方法でもある。この製造方法により、フッ素含有ベンゾニトリルの芳香環に1つ又は2つ以上のフッ素含有アルコキシル基が置換した化合物を効率的に製造することができる。この反応において、炭素数4以上のフッ素含有アルキルアルコール及びフッ素含有ベンゾニトリルは、それぞれ1種を用いてもよく、2種以上を用いてもよい。 (In the formula, Rf is a fluorine-containing alkyl group having 4 or more carbon atoms. R is the number of Rf-X- bonded to the aromatic ring and is an integer of 1 or more. S is an aromatic ring. And is an integer of 1 or more, and r + s is an integer of 2 to 5). By this production method, a compound in which one or two or more fluorine-containing alkoxyl groups are substituted on the aromatic ring of fluorine-containing benzonitrile can be efficiently produced. In this reaction, the fluorine-containing alkyl alcohol having 4 or more carbon atoms and the fluorine-containing benzonitrile may be used singly or in combination of two or more.

上記反応において、フッ素含有アルキルアルコール又はフッ素含有アルキルチオールと、フッ素含有ベンゾニトリルの使用量の比率は、反応によって製造するフッ素含有化合物に置換するフッ素含有アルコキシル基、又は、フッ素含有アルキルチオ基の数等に応じて適宜決定すればよい。例えば、フッ素含有アルキルアルコールとペンタフルオロベンゾニトリル(PFBN)とを反応させて、ペンタフルオロベンゾニトリルに1つのフッ素含有アルキル基が置換した1置換体を製造する場合、フッ素含有アルキルアルコール1モルに対して、ペンタフルオロベンゾニトリルを1〜5モルの割合で加えて反応させることが好ましい。より好ましくは、フッ素含有アルキルアルコール1モルに対して、ペンタフルオロベンゾニトリルを1〜2モルの割合で加えて反応させることである。 In the above reaction, the ratio of the amount of fluorine-containing alkyl alcohol or fluorine-containing alkyl thiol and the amount of fluorine-containing benzonitrile used is the number of fluorine-containing alkoxyl groups or fluorine-containing alkylthio groups substituted for the fluorine-containing compound produced by the reaction, etc. What is necessary is just to determine suitably according to. For example, when a mono-substituted product in which one fluorine-containing alkyl group is substituted on pentafluorobenzonitrile by reacting a fluorine-containing alkyl alcohol with pentafluorobenzonitrile (PFBN), 1 mol of the fluorine-containing alkyl alcohol is used. Thus, it is preferable to add pentafluorobenzonitrile at a ratio of 1 to 5 moles for reaction. More preferably, pentafluorobenzonitrile is added at a ratio of 1 to 2 mol with respect to 1 mol of the fluorine-containing alkyl alcohol and reacted.

また上記反応は、塩基性触媒の存在下で行われることが好ましい。塩基性触媒としては、反応系中のフッ化水素(HF)を捕捉することができる塩基性物質であれば特に制限されず、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、フッ化カリウム、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン等を用いることができる。これら塩基性物質の使用量もまた、反応によって製造するフッ素含有化合物に置換するフッ素含有アルコキシル基、又は、フッ素含有アルキルチオ基の数等によって適宜決定すればよい。例えば、生成物として上記ペンタフルオロベンゾニトリルに1つのフッ素含有アルキル基が置換した1置換体を製造する場合、ペンタフルオロベンゾニトリル1モルに対して0.5〜5モルであることが好ましい。より好ましくは、0.5〜1モルである。これら塩基性物質は、1種を用いてもよく、2種以上を用いてもよい。 The above reaction is preferably performed in the presence of a basic catalyst. The basic catalyst is not particularly limited as long as it is a basic substance capable of capturing hydrogen fluoride (HF) in the reaction system, and potassium carbonate, calcium carbonate, potassium hydroxide, calcium hydroxide, potassium fluoride. , Triethylamine, tributylamine, pyridine and the like can be used. The amount of these basic substances used may be appropriately determined depending on the number of fluorine-containing alkoxyl groups or fluorine-containing alkylthio groups to be substituted for the fluorine-containing compound produced by the reaction. For example, when a monosubstituted product in which one fluorine-containing alkyl group is substituted on the above pentafluorobenzonitrile as a product is produced, the amount is preferably 0.5 to 5 mol with respect to 1 mol of pentafluorobenzonitrile. More preferably, it is 0.5-1 mol. These basic substances may be used alone or in combination of two or more.

上記反応において使用できる溶媒としては、アセトニトリル、N−メチルピロリドン(NMP)、N−メチル−2−ピロリジノン、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ニトロベンゼン、ニトロメタン等の極性溶媒、及び、これらの極性溶媒とトルエンやキシレン等の非極性溶媒との混合溶媒が挙げられる。溶媒として極性溶媒とトルエン等の非極性溶媒との混合溶媒を反応の初期段階に用いることにより、反応中に副生する水を共沸脱水によりトルエンの共沸物として除去することができる。これらの溶媒は、1種を用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
これらの溶媒中におけるフッ素含有ベンゾニトリルの濃度は、1〜40質量%であることが好ましい。溶媒中におけるフッ素含有ベンゾニトリルの濃度がこの範囲を外れると、反応の効率が低下することになる。より好ましくは、5〜30質量%である。
Solvents that can be used in the above reaction include acetonitrile, N-methylpyrrolidone (NMP), N-methyl-2-pyrrolidinone, dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), nitrobenzene, nitromethane, and the like. Examples include polar solvents and mixed solvents of these polar solvents and nonpolar solvents such as toluene and xylene. By using a mixed solvent of a polar solvent and a nonpolar solvent such as toluene as a solvent in the initial stage of the reaction, water by-produced during the reaction can be removed as an azeotrope of toluene by azeotropic dehydration. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
The concentration of the fluorine-containing benzonitrile in these solvents is preferably 1 to 40% by mass. If the concentration of the fluorine-containing benzonitrile in the solvent is outside this range, the efficiency of the reaction will decrease. More preferably, it is 5-30 mass%.

上記反応の反応条件は、特に制限されないが、反応温度としては0〜150℃が好ましく、反応時間としては、1時間以上が好ましい。これらの条件下で反応を行うことにより、上述したフッ素含有化合物を高い収率で得ることができる。また、反応は、常圧下で行ってもよく、減圧下で行ってもよい。
上記反応により生成した生成物は、析出塩を取り除いた上で溶媒留去を行った後に蒸留したり、溶媒留去後、有機溶媒により抽出し、カラムクロマトグラフを用いる等の方法によりその他の成分と分離して得ることができる。
The reaction conditions for the above reaction are not particularly limited, but the reaction temperature is preferably 0 to 150 ° C., and the reaction time is preferably 1 hour or more. By performing the reaction under these conditions, the above-described fluorine-containing compound can be obtained in a high yield. The reaction may be performed under normal pressure or under reduced pressure.
The product produced by the above reaction is distilled after removing the deposited salt and then distilling the solvent, or after distilling off the solvent, extracting with an organic solvent, and using other methods such as column chromatography. And can be obtained separately.

本発明のフッ素含有化合物は、透明樹脂材料の添加剤として好適に用いることができるものである。本発明のフッ素含有化合物を透明樹脂材料の添加剤として用いると、フッ素原子が撥水性に優れていることに起因して、透明樹脂の吸水性を低下させ、撥水化させることができるだけでなく、フッ素含有化合物の含有量を適宜設定することにより、熱的特性等の各種特性を損なうことなく透明樹脂材料の屈折率を添加剤の含有量に応じて変化させることができる。 The fluorine-containing compound of the present invention can be suitably used as an additive for transparent resin materials. When the fluorine-containing compound of the present invention is used as an additive for a transparent resin material, it is possible not only to reduce the water absorption of the transparent resin and to make it water repellent due to the excellent water repellency of fluorine atoms. By appropriately setting the content of the fluorine-containing compound, the refractive index of the transparent resin material can be changed according to the content of the additive without impairing various properties such as thermal properties.

本発明のフッ素含有化合物を透明樹脂材料の添加剤として使用する場合、透明樹脂材料が含有する透明樹脂に対して1〜100質量%添加されることが好ましい。1質量%未満であると、透明樹脂材料が充分に低吸水率化、撥水化されないおそれがあり、100質量%を超えると、透明性、機械的強度等の基本特性が充分に発揮されないおそれがある。下限値としては、より好ましくは、5質量%であり、更に好ましくは、10質量%である。上限値としては、より好ましくは、80質量%であり、更に好ましくは、70質量%である。 When using the fluorine-containing compound of this invention as an additive of transparent resin material, it is preferable that 1-100 mass% is added with respect to the transparent resin which transparent resin material contains. If it is less than 1% by mass, the transparent resin material may not be sufficiently reduced in water absorption and water repellency, and if it exceeds 100% by mass, basic properties such as transparency and mechanical strength may not be sufficiently exhibited. There is. As a lower limit, More preferably, it is 5 mass%, More preferably, it is 10 mass%. As an upper limit, More preferably, it is 80 mass%, More preferably, it is 70 mass%.

上記透明樹脂材料は、透明性をもつ成形物を形成する重合体を含有するものである。このような透明樹脂材料は、透明性をもつ成形物を形成するものであればよく、例えば、後述するようなアクリル系樹脂等の透明樹脂を含有するものであればよい。
上記透明性とは、高い光線透過率を有していることである。ここでいう透明樹脂材料とは、全光線透過率が70%以上であるものを指している。その測定方法は、測定装置として、測色色差計 NDH−1001DP型(日本電色工業社製)を用いた方法等を挙げることができる。
The transparent resin material contains a polymer that forms a molded article having transparency. Such a transparent resin material only needs to form a molded article having transparency, and may be any material containing a transparent resin such as an acrylic resin as described later.
The transparency means having a high light transmittance. The transparent resin material here refers to a material having a total light transmittance of 70% or more. Examples of the measuring method include a method using a colorimetric color difference meter NDH-1001DP type (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) as a measuring device.

上記成形物としては、ファイバー、成形体、厚膜フィルム等が好適である。
上記成形物においてファイバーとは、繊維状の成形物であり、直径としては、10μm以上、10000μm以下であることが好ましい。成形体とは、所定の形状を有する成形物であり、例えば、ペレット形状、平板や波板等のシート形状、パイプ形状等の成形体;半円、L字形、T字形、U字形、山形等の形状をしている異形の成形体が挙げられる。厚膜フィルムとは、フィルム又はシート状の成形物であり、厚さとしては、10μm以上、1000μm以下であることが好ましい。
上記成形物の成形方法としては、射出成形、押出成形、真空成形、ブロー成形、熱成形、圧縮成形、カレンダー成形、粉末成形、発泡成形、積層成形、溶剤キャスト法等の方法が好適である。
As the molded product, fibers, molded products, thick film, and the like are suitable.
In the molded product, the fiber is a fibrous molded product, and the diameter is preferably 10 μm or more and 10,000 μm or less. The molded body is a molded product having a predetermined shape, for example, a molded body such as a pellet shape, a sheet shape such as a flat plate or a corrugated plate, a pipe shape; a semicircle, an L shape, a T shape, a U shape, a mountain shape, etc. An irregular shaped body having a shape of The thick film is a film or a sheet-like molded product, and the thickness is preferably 10 μm or more and 1000 μm or less.
As the molding method of the molded product, methods such as injection molding, extrusion molding, vacuum molding, blow molding, thermoforming, compression molding, calender molding, powder molding, foam molding, laminate molding, and solvent casting are suitable.

上記透明樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂等が好適である。好ましくは、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂である。
上記アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル酸やそのエステル化合物を必須成分として含む単量体成分を重合して得られる重合体を含んでなるものであることが好ましく、例えば、ポリメチルメタクリレート、他種モノマーを共重合したポリメチルメタクリレート、マレイミド変性ポリメチルメタクリレート、重水素化ポリメチルメタクリレート等が好適である。なかでも、これらのアクリル系樹脂の混合物又は共重合物が好適である。
上記ポリカーボネート樹脂としては、主鎖にカーボネート結合(−O−CO−O−)を有する重合体を含んでなるものである。
As the transparent resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a fluorine resin, an epoxy resin, a polyether resin, a polyester resin, and the like are preferable. An acrylic resin and a polycarbonate resin are preferable.
The acrylic resin is preferably one comprising a polymer obtained by polymerizing a monomer component containing (meth) acrylic acid or an ester compound thereof as an essential component, for example, polymethyl methacrylate, Preference is given to polymethyl methacrylate, maleimide-modified polymethyl methacrylate, deuterated polymethyl methacrylate, etc. copolymerized with other monomers. Among these, a mixture or copolymer of these acrylic resins is preferable.
The polycarbonate resin includes a polymer having a carbonate bond (—O—CO—O—) in the main chain.

本発明のフッ素含有化合物を含んだ透明樹脂材料は、光通信、光導波路、光記録、液晶ディスプレイ等の各種用途に用いることができる。例えば、光ピックアップレンズ、カメラレンズランプレンズ等のレンズ;ビデオディスク、オーディオディスク、コンピューター用追記型ディスク等のディスク;光ファイバー、光コネクター、導光体等の光伝送材を挙げることができる。 The transparent resin material containing the fluorine-containing compound of the present invention can be used for various applications such as optical communication, optical waveguide, optical recording, and liquid crystal display. Examples thereof include lenses such as optical pickup lenses and camera lens lamp lenses; discs such as video discs, audio discs and write-once discs for computers; and optical transmission materials such as optical fibers, optical connectors, and light guides.

本発明のフッ素含有化合物は、上述の構成よりなり、例えば、透明樹脂材料の添加剤として用いられると、透明樹脂が有する透明性等の種々の特性を損なうことなく透明樹脂材料を低吸水化及び撥水化できる。また、フッ素含有化合物を添加することで、通常の樹脂に加えると屈折率を下げられることや誘電率の低下が見込まれる。
また、本発明の特定構造を有するフッ素含有化合物の製造方法は、このような透明樹脂材料の添加剤として好適なフッ素含有化合物を効率的に製造することができる方法として好適なものである。
The fluorine-containing compound of the present invention has the above-described configuration. For example, when used as an additive of a transparent resin material, the transparent resin material has low water absorption without impairing various properties such as transparency of the transparent resin. Can be water repellent. In addition, when a fluorine-containing compound is added, the refractive index can be lowered or the dielectric constant can be lowered when added to a normal resin.
Further, the method for producing a fluorine-containing compound having a specific structure of the present invention is suitable as a method for efficiently producing a fluorine-containing compound suitable as an additive for such a transparent resin material.

以下に実施例を掲げて本発明を更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。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.

合成例1
ペンタフルオロデカノキシテトラフルオロベンゾニトリル(17FD−TFBN)の合成
ペンタフルオロベンゾニトリル(PFBN)5.66g(29.31mmol)、アルキルフッ素化アルコール9.28g(19.99mmol)、炭酸カリウム1.45g(10.49mmol)及びアセトニトリル50gを反応容器に一括で仕込んだ。この反応溶液を70℃で24時間加熱し、その後冷却した。反応終了後、析出塩を濾過した後、溶媒留去し、得られた粗生成物を113−118℃/0.1mmHgの条件で減圧蒸留して、白色固体8.92g(収率70%)を得た。得られた生成物は、ペンタフルオロデカノキシ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゾニトリル(p−置換体)/ペンタフルオロデカノキシ−3,4,5,6−テトラフルオロベンゾニトリル(o−置換体)=87.7/12.3の混合物であった。得られた物質のH−NMR及びF−NMRチャートを図1に示す。なお、得られた生成物のp−置換体/o−置換体の比率は、図2に示したF−NMRチャートの(i)、(j)及び(k)、(l)、(m)、(n)のピークの面積比から算出したものである。H−NMR及びF−NMR測定は、以下の装置及び条件により行った。得られた17FD−TFBNの熱的特性評価を行った。結果を表1に示す。熱的特性評価の測定装置及び条件は以下のとおりである。
Synthesis example 1
Synthesis of pentafluorodecanoxytetrafluorobenzonitrile (17FD-TFBN) Pentafluorobenzonitrile (PFBN) 5.66 g (29.31 mmol), alkyl fluorinated alcohol 9.28 g (19.99 mmol), potassium carbonate 1.45 g (10.49 mmol) and 50 g of acetonitrile were charged all at once into the reaction vessel. The reaction solution was heated at 70 ° C. for 24 hours and then cooled. After completion of the reaction, the precipitated salt was filtered, the solvent was distilled off, and the resulting crude product was distilled under reduced pressure at 113 to 118 ° C./0.1 mmHg to obtain 8.92 g of white solid (yield 70%). Got. The product obtained is pentafluorodecanoxy-2,3,5,6-tetrafluorobenzonitrile (p-substituted) / pentafluorodecanoxy-3,4,5,6-tetrafluorobenzonitrile. The mixture was (o-substituted product) = 87.7 / 12.3. The H-NMR and F-NMR charts of the obtained substance are shown in FIG. In addition, the ratio of the p-substituted product / o-substituted product of the obtained product is (i), (j) and (k), (l), (m) of the F-NMR chart shown in FIG. , (N) is calculated from the area ratio of the peaks. H-NMR and F-NMR measurements were performed with the following apparatus and conditions. Thermal characteristics of the obtained 17FD-TFBN were evaluated. The results are shown in Table 1. The measurement apparatus and conditions for thermal property evaluation are as follows.

[H−NMR及びF−NMR測定]
Unity Plus 400(Varian社製)を用いて、溶媒CDClを使用し、H−NMR(400MHz)及びF−NMR(376MHz)スペクトル測定し、構造分析を行った。なお、H−NMRスペクトルは、内部標準としてテトラメチルシラン(TMS)のHの位置を0ppmとし、F−NMRスペクトルは、内部標準としてヘキサフルオロベンゾニトリルのFの位置を0ppmとした。
[熱的特性評価]
島津示差熱熱重量同時測定装置(島津製作所製)を用いて、分解温度(2%重量減少温度)を測定した。
昇温速度は窒素雰囲気下、10℃/分とした。
[H-NMR and F-NMR measurements]
Using Unity Plus 400 (manufactured by Varian), the solvent CDCl 3 was used, and H-NMR (400 MHz) and F-NMR (376 MHz) spectra were measured for structural analysis. In the H-NMR spectrum, the H position of tetramethylsilane (TMS) was set to 0 ppm as an internal standard, and the F position of F of the hexafluorobenzonitrile was set to 0 ppm as an internal standard.
[Thermal characteristics evaluation]
The decomposition temperature (2% weight reduction temperature) was measured using a Shimadzu differential thermothermal weight simultaneous measurement device (manufactured by Shimadzu Corporation).
The heating rate was 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere.

Figure 0004562451
Figure 0004562451

実施例1及び比較例1
アクリル樹脂A(メチルメタクリレート(MMA)/t−ブチルメタクリレート(tBMA)/FM108=60/30/10、 溶媒:メチルエチルケトン(MEK)/トルエン、 固形分30%、 FM108:フッ素含有メタクリル酸誘導体、共栄社化学製)10部に、合成例1で得られた17FD−TFBN(p−置換及びo−置換体混合物)を0.9部を溶解して、透明樹脂材料を得た。
この材料をキャスト法にして、PETに作製しフィルムを剥離することでフィルムを得た。
このフィルムは、透明性を損なわず、優れた透明性を維持していた。このフィルムについて、全光線透過率、ヘイズ、吸水率の測定を行った。結果を表2に示す。全光線透過率、ヘイズ、吸水率測定の測定装置及び条件は以下のとおりである。
Example 1 and Comparative Example 1
Acrylic resin A (methyl methacrylate (MMA) / t-butyl methacrylate (tBMA) / FM108 = 60/30/10, solvent: methyl ethyl ketone (MEK) / toluene, solid content 30%, FM108: fluorine-containing methacrylic acid derivative, Kyoeisha Chemical 10 parts) 0.9 part of 17FD-TFBN (p-substituted and o-substituted product mixture) obtained in Synthesis Example 1 was dissolved to obtain a transparent resin material.
Using this material as a casting method, a film was obtained by preparing PET and peeling the film.
This film maintained excellent transparency without impairing transparency. About this film, the total light transmittance, the haze, and the water absorption were measured. The results are shown in Table 2. Measuring devices and conditions for measuring total light transmittance, haze, and water absorption are as follows.

[全光線透過率、ヘイズ]
側色色素計NDH−1001DP型(日本電色工業社製)を用いて測定した。
実施例1の処方で作製した50μmのフィルムの全光線透過率及びヘイズを測定した。
[吸水率]
実施例1の処方で作製したフィルムを25℃で72時間浸漬させて、その質量変化を測定し、吸水率を算出した。
[Total light transmittance, haze]
It measured using the side color pigment meter NDH-1001DP type (made by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
The total light transmittance and haze of the 50 μm film prepared according to the formulation of Example 1 were measured.
[Water absorption rate]
The film produced by the formulation of Example 1 was immersed for 72 hours at 25 ° C., the change in mass was measured, and the water absorption was calculated.

Figure 0004562451
Figure 0004562451

本発明の合成例1において得られたペンタフルオロデカノキシ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゾニトリル(p−置換体)、及び、ペンタフルオロデカノキシ−3,4,5,6−テトラフルオロベンゾニトリル(o−置換体)の混合物のH−NMRの測定チャートである。Pentafluorodecanoxy-2,3,5,6-tetrafluorobenzonitrile (p-substituted product) and pentafluorodecanoxy-3,4,5,6 obtained in Synthesis Example 1 of the present invention -It is a measurement chart of H-NMR of a mixture of tetrafluorobenzonitrile (o-substituted product). 本発明の合成例1において得られた(p−置換体)、及び、ペンタフルオロデカノキシ−3,4,5,6−テトラフルオロベンゾニトリル(o−置換体)の混合物のF−NMRの測定チャートである。F-NMR of the mixture of (p-substituted product) obtained in Synthesis Example 1 of the present invention and pentafluorodecanoxy-3,4,5,6-tetrafluorobenzonitrile (o-substituted product) It is a measurement chart.

Claims (3)

下記式(1−1)〜(1−6);The following formulas (1-1) to (1-6);
Figure 0004562451
Figure 0004562451
のいずれかで表されるフッ素含有化合物を用いてなることを特徴とする樹脂用添加剤。An additive for resin, comprising a fluorine-containing compound represented by any one of the following:
前記樹脂用添加剤は、透明樹脂の添加剤として用いられることを特徴とする請求項1に記載の樹脂用添加剤。The additive for resin according to claim 1, wherein the additive for resin is used as an additive for a transparent resin. 請求項1又は2に記載の樹脂用添加剤とアクリル系樹脂とを含んでなることを特徴とする樹脂材料。A resin material comprising the additive for resin according to claim 1 or 2 and an acrylic resin.
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