JP5233282B2 - 重合性組成物およびポリチオカーボネートポリチオエーテル - Google Patents
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Description
成分(b):エピスルフィド化合物、および
成分(c):任意成分として、前記エピスルフィド化合物と反応する官能基を有する有機化合物
を含有することを特徴とする重合性組成物。
式(1):
このチオカーボネート部分構造が結合している1種または2種以上の多価炭化水素基(ただし、この多価炭化水素基は、前記エピスルフィド化合物の開環反応に関与しない置換基を有していてもよく、その炭素鎖中にヘテロ原子または環構造を含有していてもよい。)と、
末端SH基
を有し、数平均分子量が200〜2500であることを特徴とする上記1または2記載の重合性組成物。
で表される繰り返し単位を有し、数平均分子量が200〜2500であることを特徴とする上記3記載の重合性組成物。
・脂肪族直鎖ジチオールと脂肪族分岐ポリチオールとの組合せ:1,6−ヘキサンジチオールと3−メチル−1,5−ペンタンジチオールとの組合せなど。
・脂肪族直鎖ジチオール又は脂肪族分岐ポリチオールと脂肪族炭化水素環を有するアルカンジチオールとの組合せ:1,6−ヘキサンジチオールと1,4−ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサンとの組合せなど。
・脂肪族直鎖ジチオール又は脂肪族分岐ポリチオールとヘテロ原子および脂肪族炭化水素環を有するアルカンジチオールとの組合せ:1,6−ヘキサンジチオールと2,5−ビス(メルカプトメチル)−1,4−ジチアンとの組合せなど。
1.メルカプト基価(SH価;mgKOH/g):
100mL(ミリリットル)サンプル瓶に試料を秤量し(重量はグラム単位で小数点以下4桁まで正確に読み取る)、無水酢酸-テトラヒドロフラン溶液(溶液100ml中に無水酢酸4gを含む)5mLと4-ジメチルアミノピリジン-テトラヒドロフラン溶液(溶液100mL中に4-ジメチルアミノピリジン1gを含む)10mLを正確に加えて試料を完全に溶解させた後、室温で1時間放置し、次いで超純水1mLを正確に加えて時々攪拌しながら室温で30分放置して、0.25M水酸化カリウム-エタノール溶液で滴定した(指示薬:フェノールフタレイン)。SH価は次式により算出した。
(但し、式中、Sは試料採取量(g)、Aは試料の滴定に要した0.25M水酸化カリウム−エタノール溶液の量(mL)、Bは空試験に要した0.25M水酸化カリウム−エタノール溶液の量(mL)、fは0.25M水酸化カリウム−エタノール溶液のファクターを表す。)
Mn=112200/SH価
酸価(mgKOH/g)=5.61(C−D)f’/S’
(但し、式中、S’は試料採取量(g)、Cは試料の滴定に要した0.1M水酸化カリウム−エタノール溶液の量(ml)、Dは空試験に要した0.1M水酸化カリウム−エタノール溶液の量(ml)、f’は0.1M水酸化カリウム−エタノール溶液のファクターを表す。)
1.屈折率(ne):屈折率計(アタゴ製アッベ屈折率計;MR−04)を使用して、e線(λ=546nm)を照射したときの屈折率を測定した。
〔ビス(β−エピチオプロピル)エーテルの製造〕
European Jornal of Organic Chemistry,2001,875に従い、3−エポキシプロピルオキシプロペンを原料に用いてビス(β−エポキシプロピル)エーテルを製造し、特開2000−336087に従い、ビス(β−エポキシプロピル)エーテルを原料に用いてビス(β−エピチオプロピル)エーテルを製造した。
撹拌機、温度計、蒸留塔(分留管、還流ヘッド、コンデンサーを塔頂部に備える)を設置した内容積500mL(ミリリットル)のガラス製反応器に、1,6−ヘキサンジチオール90.1g(0.599モル)、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド77.2g(0.500モル)、ジフェニルカーボネート155g(0.725モル)、および10重量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド−メタノール溶液(触媒)0.861g(0.332ミリモル)を仕込み、200mmHg(27kPa)、160℃で還流させながら1時間保持した。次いで、フェノールを留去しながら、6時間かけて50mmHgまで徐々に減圧した後、フェノールが留出しなくなったところで圧力を30mmHg(4.0kPa)から15mmHg(2.0kPa)まで3時間かけて徐々に減圧し、フェノールと1,6−ヘキサンジチオールおよびビス(2−メルカプトエチル)スルフィドの混合物を留出させながら反応させて、目的のポリチオカーボネートポリチオールを得た。
〔ポリチオカーボネートポリチオエーテルの製造〕
撹拌子を装着した内容積30mLのガラス製反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(A)0.914g(1.72ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル8.47g(52.2ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.017gを添加して2時間反応させた。厚さ1mmのシリコンゴムスペーサーを2枚のガラス板で挟んだ型の中に反応液を流し込み、室温(25℃)で12時間放置した。これを30℃から100℃まで27時間かけて昇温し、得られた重合硬化物を離型した。得られたポリチオカーボネートポリチオエーテル(I)の組成を表2に記す。
〔ポリチオカーボネートポリチオエーテルの製造〕
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(A)0.680g(1.28ミリモル)およびビス(2−メルカプトエチルスルフィド)0.0847g(0.549ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル8.24g(50.8ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.031gを添加して2時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(II)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(II)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオカーボネートポリチオールの製造〕
実施例1と同様の反応器に、1,6−ヘキサンジチオール105g(0.700モル)、ビス(2−メルカプトエチルスルフィド)61.7g(0.400モル)、ジフェニルカーボネート155g(0.725モル)、および10重量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド−メタノール溶液(触媒)0.861g(0.332ミリモル)を仕込み、得られた混合液に実施例1と同様の操作を施すことによって、フェノールと1,6−ヘキサンジチオールおよびビス(2−メルカプトエチル)スルフィドの混合物を留出させた。引き続き、7〜5mmHg(0.93〜0.67kPa)で3時間かけて1,6−ヘキサンジチオールおよびビス(2−メルカプトエチル)スルフィドの混合物を留出させながら反応させ、目的のポリチオカーボネートポリチオールを得た。
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(B)0.990g(0.523ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル8.24g(50.8ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.031gを添加して2時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(III)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(III)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオカーボネートポリチオエーテルの製造〕
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(B)2.61g(1.38ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル6.45g(39.7ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.034gを添加して2時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(IV)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(IV)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオカーボネートポリチオールの製造〕
実施例1と同様の反応器に、1,6−ヘキサンジチオール93.4g(0.622モル)、3−メチル−1,5−ペンタンジチオール93.4g(0.622モル)、ジフェニルカーボネート182g(0.850モル)、および10重量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド−メタノール溶液(触媒)3.07g(1.18ミリモル)を仕込み、得られた混合液に実施例1と同様の操作を施すことによって、フェノールと1,6−ヘキサンジチオールおよび3−メチル−1,5−ペンタンジチオールの混合物を留出させながら反応させ、目的のポリチオカーボネートポリチオールを得た。
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(C)0.926g(1.43ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル8.24g(50.8ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.031gを添加して2時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(V)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(V)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオカーボネートポリチオールの製造〕
実施例1と同様の反応器に、1,6−ヘキサンジチオール114g(0.761モル)、1,4−ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサン76.7g(0.435モル)、ジフェニルカーボネート160g(0.747モル)、および10重量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド−メタノール溶液(触媒)0.908g(0.350ミリモル)を仕込み、得られた混合液に実施例1と同様の操作を施すことによって、フェノールと1,6−ヘキサンジチオールおよび1,4−ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサンの混合物を留出させながら反応させ、目的のポリチオカーボネートポリチオールを得た。
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(D)0.919g(1.71ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル8.23g(50.7ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.033gを添加して2時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(VI)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(VI)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオカーボネートポリチオールの製造〕
実施例1と同様の反応器に、1,6−ヘキサンジチオール49.8g(0.331モル)、2,5−ビス(メルカプトメチル)−1,4−ジチアン40.2g(0.189モル)、ジフェニルカーボネート67.5g(0.315モル)、および10重量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド−メタノール溶液(触媒)0.423g(0.163ミリモル)を仕込み、得られた混合液に実施例1と同様の操作を施すことによって、フェノールと1,6−ヘキサンジチオールおよび2,5−ビス(メルカプトメチル)−1,4−ジチアンの混合物を留出させながら反応させ、目的のポリチオカーボネートポリチオールを得た。
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(E)0.901g(1.57ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル8.24g(50.8ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.031gを添加して2時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(VII)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(VII)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオエーテルの製造〕
撹拌子を装着した内容積30mLのガラス製反応器中で、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド0.286g(1.85ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル8.77g(54.1ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.0087gを添加して2時間反応させた。厚さ1mmのシリコンゴムスペーサーを2枚のガラス板で挟んだ型の中に反応液を流し込み、室温(25℃)で12時間放置した。これを30℃から100℃まで27時間かけて昇温した後で重合硬化物を離型した。得られたポリチオエーテル(VIII)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオエーテルの製造〕
比較例1と同様の反応器中で、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド0.934g(6.05ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル8.30g(51.2ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.0346gを添加して2時間反応させた。比較例1と同様にして、ポリチオエーテル(IX)を得た。ポリチオエーテル(IX)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔2,5−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−1,4−ジチアンの製造〕
特開平9−255781に従って、2,5−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−1,4−ジチアンを製造した。
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(A)0.930g(1.75ミリモル)および2,5−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−1,4−ジチアン3.30g(9.27ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル5.07g(31.2ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.017gを添加して2時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(X)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(X)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔1,2−ビス(β−エピチオプロピオキシ)エタンの製造〕
公知の方法により、1,2−ビス(β−エポキシプロピオキシ)エタンから1,2−ビス(β−エピチオプロピオキシ)エタンを製造した。
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(A)1.80g(3.39ミリモル)を1,2−ビス(β−エピチオプロピオキシ)エタン16.4g(79.3ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.033gを添加して2時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(XI)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(XI)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオエーテルの製造〕
比較例1と同様の反応器中で、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド0.266g(1.73ミリモル)を1,2−ビス(β−エピチオプロピオキシ)エタン8.75g(42.4ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.033gを添加して2時間反応させた。比較例1と同様にして、目的のポリチオエーテル(XII)を得た。ポリチオエーテル(XII)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ビス(β−エピチオプロピル)スルフィドの製造〕
公知の方法により、β−エポキシプロピルクロリドをメルカプトナトリウムによりビス(β−エポキシプロピル)スルフィドとし、チオ尿素を用いてビス(β−エピチオプロピル)スルフィドを製造した。
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(A)1.01g(1.91ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)スルフィド8.03g(45.0ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.016gを添加して1時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(XIII)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(XIII)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオエーテルの製造〕
実施例1と同様の反応器中で、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド0.287g(1.86ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)スルフィド8.72g(48.9ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.016gを添加して1時間反応させた。比較例1と同様にして、目的のポリチオエーテル(XIV)を得た。ポリチオエーテル(XIV)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ビス(β−エピチオプロピル)ジスルフィドの製造〕
特開2000−281787号公報に従い、ビス(β−エピチオプロピル)ジスルフィドを製造した。
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(A)1.00g(1.88ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)ジスルフィド8.23g(39.1ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.016gを添加して1時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(XV)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(XV)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオエーテルの製造〕
比較例1と同様の反応器中で、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド0.297g(1.92ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)ジスルフィド8.77g(41.7ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.016gを添加して1時間反応させた。比較例1と同様にして、ポリチオエーテル(XVI)を得た。ポリチオエーテル(XVI)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオカーボネートポリチオールの製造〕
実施例1と同様の反応器に、1,6−ヘキサンジチオール15.0g(0.0995モル)、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド76.6g(0.496モル)、1,4−ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサン87.6g(0.497モル)、ジフェニルカーボネート142g(0.662モル)、および10重量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド−メタノール溶液(触媒)0.880g(0.339ミリモル)を仕込み、得られた混合液に実施例1と同様の操作を施すことによって、フェノールと1,6−ヘキサンジチオール、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィドおよび1,4−ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサンの混合物を留去させながら反応させ、目的のポリチオカーボネートポリチオールを得た。
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(F)1.72g(3.54ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル15.5g(95.6ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.034gを添加して2時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(XVII)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(XVII)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
〔ポリチオカーボネートポリチオールの製造〕
実施例1と同様の反応器に、1,6−ヘキサンジチオール33.3g(0.222モル)、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド29.2g(0.189モル)、1,8−メルカプト−4−メルカプトメチル−3,6−チアオクタン24.6g(0.0943モル)、ジフェニルカーボネート68.0g(0.321モル)、および10重量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド−メタノール溶液(触媒)0.438g(0.169ミリモル)を仕込み、得られた混合液に実施例1と同様の操作を施すことによって、フェノールと1,6−ヘキサンジチオール、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィドおよび1,8−メルカプト−4−メルカプトメチル−3,6−チアオクタンの混合物を留去させながら反応させ、目的のポリチオカーボネートポリチオールを得た。
実施例1と同様の反応器中で、ポリチオカーボネートポリチオール(G)0.921g(1.75ミリモル)をビス(β−エピチオプロピル)エーテル8.20g(50.6ミリモル)に室温(25℃)で完全に溶解させ、この温度でN,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.033gを添加して2時間反応させた。実施例1と同様にして、目的のポリチオカーボネートポリチオエーテル(XVIII)を得た。ポリチオカーボネートポリチオエーテル(XVIII)について、組成を表2に記し、光学物性および力学物性を表3に記す。
Claims (12)
- 成分(a):カーボネート化合物とポリチオール化合物をエステル交換反応させて得られたポリチオカーボネートポリチオール、
成分(b):分子中に少なくとも2個のエピスルフィド基を有するエピスルフィド化合物、および
成分(c):任意成分として、前記エピスルフィド化合物と反応する官能基を有する有機化合物であって、チオール化合物、アミン化合物、アリル化合物、(メタ)アクリレート化合物、有機酸およびその無水物、メルカプト有機酸、メルカプトアミン、およびフェノール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂改質剤
を含有することを特徴とする重合性組成物。 - 前記成分(a)を5〜35重量%、前記成分(b)を65〜95重量%、および前記成分(c)を0〜20重量%の範囲で含有することを特徴とする請求項1記載の重合性組成物。
- 前記ポリチオカーボネートポリチオールが、温度40℃で液状であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の重合性組成物。
- 前記ポリチオカーボネートポリチオールのAPHAが60以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の重合性組成物。
- 前記ポリチオカーボネートポリチオールの末端基のうち、SH基以外の末端基の割合が5モル%以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の重合性組成物。
- 前記ポリチオカーボネートポリチオールはエステル交換反応により合成され、エステル交換触媒の残存量がポリチオカーボネートポリチオールの重量基準で40ppm以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の重合性組成物。
- 前記エピスルフィド化合物が、分子中に少なくとも2個のエピスルフィド基を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の重合性組成物。
- 硬化触媒として、塩基性触媒をさらに含む請求項1〜9のいずれかに記載の重合性組成物。
- 前記塩基性触媒が、三級アミン、三級ホスフィン、四級アンモニウム塩および四級ホスホニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項10記載の重合性組成物。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の重合性組成物を硬化させて得られるポリチオカーボネートポリチオエーテル。
Priority Applications (1)
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