JP5541858B2 - フルオレン骨格を有する二官能性(メタ)アクリレート - Google Patents
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Description
この文献には、前記式(1)で示される化合物として、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンに(メタ)アクリル酸クロリドを反応させた化合物、又は9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを付加させたのち、(メタ)アクリル酸を反応させた化合物が記載されている。
前記式(1)において、R2は、例えば、分岐C3−4アルキレン基(例えば、プロピレン基など)であってもよく、mは1〜4程度であってもよい。また、前記式(1)において、R4は、C1−4アルキル基(例えば、メチル基など)であってもよく、nは2であってもよい。特に、前記式(1)において、R2がプロピレン基であり、mが1〜2であり、R4がメチル基であり、nが2であってもよい。
特に、前記式(1)で表される化合物は、9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシプロポキシ)−3,5−ジメチルフェニル]フルオレンなどの9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシプロポキシ)−3,5−ジC1−4アルキルフェニル]フルオレンであってもよい。
また、本発明には、前記化合物(前記混合化合物を含む)を含む樹脂組成物(例えば、前記化合物および重合開始剤を含む樹脂組成物、前記化合物、他の多官能性(メタ)アクリレートおよび重合開始剤を含む樹脂組成物など)も含まれる。
上記式(1)において、基R1で表される置換基としては、例えば、シアノ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子など)、炭化水素基[例えば、アルキル基、アリール基(フェニル基などのC6−10アリール基)など]などの非反応性置換基が挙げられ、特に、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキル基(特にアルキル基)である場合が多い。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基などのC1−6アルキル基(例えば、C1−4アルキル基、特にメチル基)などが例示できる。なお、kが複数(2以上)である場合、基R1は互いに異なっていてもよく、同一であってもよい。また、フルオレン(又はフルオレン骨格)を構成する2つのベンゼン環に置換する基R1は同一であってもよく、異なっていてもよい。また、フルオレンを構成するベンゼン環に対する基R1の結合位置(置換位置)は、特に限定されない。好ましい置換数kは、0〜1、特に0である。なお、フルオレンを構成する2つのベンゼン環において、置換数kは、互いに同一又は異なっていてもよい。
特に好ましい前記式(1)で表される化合物には、前記式(1A)で表される化合物のうち、R2がプロピレン基である化合物、例えば、9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシプロポキシ)−3,5−ジアルキルフェニル]フルオレン類{例えば、9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシプロポキシ)−3,5−ジC1−4アルキルフェニル]フルオレンなど}、9,9−ビス{4−[2−(2−(メタ)アクリロイルオキシプロポキシ)プロポキシ]−3,5−ジアルキルフェニル}フルオレン類{例えば、9,9−ビス{4−[2−(2−(メタ)アクリロイルオキシプロポキシ)プロポキシ]−3,5−ジC1−4アルキルフェニル}フルオレン}などが含まれる。
前記式(1)で表される化合物は、特に限定されないが、下記式(2)で表される化合物と、(メタ)アクリル酸又はその誘導体とを反応させることにより製造できる。
上記式(2)で表される化合物としては、前記式(1)で表される化合物に対応する化合物、例えば、9,9−ビス(ヒドロキシ−分岐アルコキシ−ジ乃至テトラアルキルフェニル)フルオレン類{例えば、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシプロポキシ)−3,5−ジメチルフェニル]フルオレンなどの9,9−ビス(ヒドロキシ−分岐C3−4アルコキシ−ジC1−4アルキルフェニル)フルオレン、好ましくは9,9−ビス(2−ヒドロキシプロポキシ−ジC1−4アルキルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(ヒドロキシ−分岐アルコキシ−ジアルキルフェニル)フルオレン類}などの9,9−ビス(ヒドロキシ−分岐C3−4アルコキシ−ジアルキルフェニル)フルオレン類;9,9−ビス(ヒドロキシ−ポリ分岐アルコキシ−ジ乃至テトラアルキルフェニル)フルオレン類{例えば、9,9−ビス{4−[2−(2−ヒドロキシプロポキシ)プロポキシ]−3,5−ジメチルフェニル}フルオレンなどの9,9−ビス(ヒドロキシ−ジ分岐C3−4アルコキシ−ジC1−4アルキルフェニル)フルオレン、好ましくは9,9−ビス[2−(2−ヒドロキシプロポキシ)プロポキシ−ジC1−4アルキルフェニル]フルオレンなどの9,9−ビス(ヒドロキシ−ジ分岐アルコキシ−ジアルキルフェニル)フルオレン類}などの9,9−ビス(ヒドロキシ−ジ分岐C3−4アルコキシ−ジアルキルフェニル)フルオレン類などが含まれる。
(方法(1))
方法(1)において、前記式(2A)で表される化合物としては、前記式(2)で表される化合物に対応する化合物、例えば、9,9−ビス(ヒドロキシ−ジアルキルフェニル)フルオレン類[例えば、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(ヒドロキシ−ジC1−4アルキルフェニル)フルオレン]などが含まれる。
方法(2)において、前記式(2B)で表される化合物としては、9−フルオレノンなどのフルオレノン類が挙げられる。なお、反応に使用する式(2B)で表される化合物(フルオレノン類)の純度は、特に限定されないが、通常、95重量%以上、好ましくは99重量%以上であってもよい。
このような混合物において、混合物全体に対する前記式(1)で表される化合物の割合は、固形分換算で、例えば、50重量%以上(例えば、53〜99.9重量%)、好ましくは55重量%以上(例えば、57〜99.5重量%)、さらに好ましくは60重量%以上(例えば、62〜99重量%)程度であってもよい。
本発明の化合物(前記式(1)で表される化合物又は前記方法により得られる化合物)(前記混合物(又は混合化合物)を含む。以下同じ)は、フルオレン骨格(詳細には9,9−ビス(ジ乃至テトラアルキルアリール)フルオレン骨格)を有しており、高耐熱性、高屈折率などのフルオレン骨格特有の特性を有している。しかも、このようなフルオレン骨格を有しているにもかかわらず、ハンドリング性に優れている。
東ソー(株)製、逆相カラム(ODS−80TM)を使用し、254nmにて、水/アセトニトリル(重量比)=30/70で30分、その後、水/アセトニトリル(重量比)=0/100で30分で純度を測定した。
1H−NMRスペクトルは、内標準としてテトラメチルシランを用い、溶媒としてCDCl3を用いて、JEOL GTX−400分光計によって記録した。
多波長アッベ屈折計(アタゴ製、DR−M2<循環式恒温水槽 60−C3使用>)を用い、25度を保持し、589nmでの屈折率を測定した。
TV−22形粘度計(コーンプレートタイプ、東機産業製、TVE−22L)を用い、高粘度用のオプションロータ(07:3゜×R7.7)にて、1.0〜20rpm(粘度によって変える)にて、25℃での粘度を測定した。
色差濁度測定器(日本電色工業製、COH−300A)を用い、試験管(マルエム製、A−24(24×200)、直口)又は10×10mm石英セルにアクリレートを入れて測定した。
色差濁度測定器(日本電色工業製、COH−300A)を用い、試験管(マルエム製、A−24(24×200)、直口)又は10×10mm石英セルにアクリレートを入れて測定した。
色差濁度測定器(日本電色工業製、COH−300A)を用い、試験管(マルエム製、A−24(24×200)、直口)又は10×10mm石英セルにアクリレートを入れて測定した。
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に作製した硬化膜を鉛筆硬度計(HEIDON−14:新東科学(株)製)に設置し、各種鉛筆を1kgの加重をかけつつ45度の角度で押しつけ、25mm/分の速度で硬化膜上を移動させ、硬化膜に生じた傷の有無を目視にて確認することにより、鉛筆硬度を測定した。
10Lのセパラブルフラスコに、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン(BXF、大阪ガスケミカル(株)製)406g(1.0mol)、プロピレンカーボネート1029g(10mol)、溶媒としてのジエチレングリコール1500g(17mol)を入れ、触媒として1−メチルイミダゾール(和光純薬工業(株)製)10gを添加した後に、100℃に加熱して5時間反応させた。反応終了後、イソプロピルアルコール5000mlを加えて10℃まで冷却することにより、白色粉末61gを得た。得られた白色粉末を分析した結果、HPLCによる純度98.3%で原料として用いたBXF1モルに対して2モルのオキシプロピレン基(プロポキシ基)が付加した目的化合物(下記式で表される化合物、BXF−POという)が得られた。
合成例1において、プロピレンカーボネート1029gに代えて、エチレンカーボネート881gを用いた以外は実施例1と同様に合成した結果、白色粉末が得られた。得られた白色粉末を分析した結果、HPLCによる純度98.3%で原料として用いたBXF1モルに対して2モルのオキシエチレン基(エトキシ基)が付加した目的化合物(下記式で表される化合物、BXF−EOという)が得られた。
合成例1で得られた化合物72.1g(0.138mol)、アクリル酸(東京化成工業(株)製)25.9g(0.359mol)、p−トルエンスルホン酸(キシダ化学(株)製)3.28g(0.017mol)、トルエン135g(1.463mol)、及びメトキノン(キシダ化学(株)製)0.3g(0.002mol)を仕込み、100℃〜115℃で還流しながら理論脱水量を得るまで脱水エステル化反応を行った。その後、反応液をアルカリ中和し、20%食塩水で洗浄を行った。洗浄後、トルエンを除去し、粘稠物を得た。さらに、得られた粘稠物の1H−NMR分析を行った結果、目的とするジアクリレート(下記式)であることを確認した。
2.2ppm(s,12H)、3.8−4.1ppm(m,4H)、5.3ppm(d,2H)、5.8ppm(d,2H)、6.8−7.4ppm(m,10H)、7.8ppm(d,2H)。
合成例2で得られた化合物68.3g(0.138mol)、アクリル酸(東京化成工業(株)製)25.9g(0.359mol)、p−トルエンスルホン酸(キシダ化学(株)製)3.28g(0.017mol)、トルエン135g(1.463mol)、及びメトキノン(キシダ化学(株)製)0.3g(0.002mol)を仕込み、100℃〜115℃で還流しながら理論脱水量を得るまで脱水エステル化反応を行った。その後、反応液をアルカリ中和し、20%食塩水で洗浄を行った。洗浄後、トルエンを除去し、粘稠物を得た。さらに、得られた粘稠物の1H−NMR分析を行った結果、目的とするジアクリレート(下記式)であることを確認した。
2.2ppm(s,12H)、4.4ppm(t,4H)、5.8ppm(d,2H)、6.1ppm(t,2H)、6.3ppm(d,2H)、6.9ppm(s,4H)、7.8ppm(d,2H)。
実施例1で得られた粘稠物100重量部を120℃に加熱して溶媒を除去した後に、80℃に温度を下げ、3重量部の光重合開始剤(イルガキュア184、チバスペシャルティケミカルズ社製)を加えて均一に溶解させた後、セルローストリアセテートフィルム(TAC100:富士フィルム(株)製)上又はポリエチレンテレフタレートフィルム(テトロン100HL98W:富士フィルム(株)製)上(鉛筆硬度の測定の場合)に塗布し、250μmアプリケーター(太佑機材(株)製)にて均一化した(約100μm)。なお、実施例1で得られた粘稠物は、後述の比較例1との比較のため80℃に加熱して塗布したが、溶媒除去後においても十分に塗布可能な低い粘度であった。その後、UV照射機(H015−L31:アイグラフィックス(株)製)を用いて、500mJ/cm2でフィルムに光照射し、硬化膜を作製した。
実施例2において、実施例1で得られた粘稠物に代えて、BPEFA(大阪ガスケミカル(株)製,9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレンを主成分とするフルオレン骨格含有(メタ)アクリレート、高粘稠物)を使用し、実施例2と同様にして硬化膜を作製した。BPEFAは極めて高粘度(25℃で10万mPa・s以上)であったが80℃において、ようやく塗布可能な粘度となったため、80℃において塗布した。
Claims (9)
- 式(1)において、R2がプロピレン基であり、mが1〜4である請求項1記載の樹脂組成物。
- 式(1)において、R4がC1−4アルキル基であり、nが2である請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- 式(1)において、R2がプロピレン基であり、mが1〜2であり、R4がメチル基であり、nが2である請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 式(1)で表される化合物が、9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシプロポキシ)−3,5−ジメチルフェニル]フルオレンである請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 式(1)で表される化合物と式(3)で表される化合物との割合が、前者/後者(モル比)=90/10〜50/50の割合である請求項1〜6のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物および重合開始剤を含む重合性樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物。
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