JP5654123B2 - 硬化性樹脂の硬化のための硬化促進溶液及び方法 - Google Patents
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Description
・1種又は複数の有機溶媒と、
・マンガン塩、銅塩、又はその組合せと、
・請求項1に示し、以下でさらに詳述する式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)のいずれかによる四座、五座又は六座窒素供与配位子の鉄錯体と
を含む硬化促進溶液に関する。
式(I)の配位子(ビスピドン配位子とも呼ばれる)は、下記の構造:
R1及びR2は、C1〜24アルキル、C6〜10アリール、及び遷移金属と配位結合することが可能なヘテロ原子を含有する基から独立に選択され、
R3及びR4は、水素、C1〜12アルキル、C1〜12アルキル−O−C1〜12アルキル、C1〜12アルキル−O−C6〜10アリール、C6〜10アリール、C1〜12ヒドロキシアルキル及び−(CH2)nC(O)OR5(式中、R5は水素及びC1〜4アルキルから独立に選択され、nは0〜4の範囲である)から独立に選択され、
Xは、C=O、−[C(R6)2]y−(式中、yは0〜3の範囲であり、各R6は、水素、ヒドロキシル、C1〜12アルコキシ、及びC1〜12アルキルから独立に選択される)から選択される]
を有する。
式(II)による配位子は、下記の構造:
R3は、水素、場合により置換されている、アルキル、アリール若しくはアリールアルキル、又は−R4−R5を表し、
各R4は独立に、単結合、又は、場合により置換されている、アルキレン、アルケニレン、オキシアルキレン、アミノアルキレン、アルキレンエーテル、カルボン酸エステル若しくはカルボン酸アミドを表し、
各R5は独立に、場合によりN−置換されているアミノアルキル基、又はピリジニル、ピラジニル、ピラゾリル、ピロリル、イミダゾリル、ベンズイミダゾリル、ピリミジニル、トリアゾリル及びチアゾリルから選択される、場合により置換されているヘテロアリール基を表す]
を有する。
式(III)の配位子は、下記の構造:
を有する。
式(IV)の配位子は、下記の構造:
pは4であり、
Rは、水素、C1〜12アルキル、CH2CH2OH、ピリジン−2−イルメチル及びCH2COOHから独立に選択されるか、又は、Rのうち1つはエチレン架橋を介して別のQのNと連結しており、
R1、R2、R3、R4、R5、及びR6は、H、C1〜12アルキル及びC1〜12アルキルヒドロキシから独立に選択される]
を有する。
式(V)の配位子は、下記の構造:
を有する。
式(VI)の配位子は、下記の構造:
(R17)(R17)N−X−N(R17)(R17) (VI)
{式中、Xは、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、及び−CH2C(OH)HCH2−から選択され、各R17は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロアリール基、アリール基、及びアリールアルキル基[ヒドロキシ、アルコキシ、フェノキシ、カルボキシレート、カルボキサミド、カルボン酸エステル、スルホネート、アミン、アルキルアミン、及びN+(R19)3(式中、R19は、水素、アルカニル、アルケニル、アリールアルカニル、アリールアルケニル、オキシアルカニル、オキシアルケニル、アミノアルカニル、アミノアルケニル、アルカニルエーテル、アルケニルエーテルから選択される)から選択される置換基で場合により置換されている]並びに−CY2−R18(式中、Yは、H、CH3、C2H5、C3H7から独立に選択され、R18は、ピリジニル、ピラジニル、ピラゾリル、ピロリル、イミダゾリル、ベンズイミダゾリル、ピリミジニル、トリアゾリル、及びチアゾリルから選択される、場合により置換されているヘテロアリール基から独立に選択される)から成る群から独立に選択され、R17のうち少なくとも2つは−CY2−R18である}
を有する。好ましくは、R17のうち3つは−CY2−R18である。
5,12−ジメチル−1,5,8,12−テトラアザ−ビシクロ[6.6.2]ヘキサデカン、5,12−ジベンジル−1,5,8,12−テトラアザ−ビシクロ[6.6.2]ヘキサデカン、1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン、1,4,8,11−テトラメチル−1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン、1,4,7,10−テトラメチル−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン、1,4,7,10−テトラキス(ピリジン−2−イルメチル)−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン、N,N−ビス(ピリジン−2−イルメチル)−ビス(ピリジン−2−イル)メチルアミン、N,N−ビス(ピリジン−2−イル−メチル−1,1−ビス(ピリジン−2−イル)−1−アミノエタン、N,N,N’,N’−テトラ(ピリジン−2−イルメチル)エチレンジアミン、N−メチル−トリス(ピリジン−2−イルメチル)エチレン−1,2−ジアミン;N−ブチル−N,N’,N’−トリス(ピリジン−2−イルメチル)エチレン−1,2−ジアミン;N−オクチル−N,N’,N’−トリス(ピリジン−2−イルメチル)エチレン−1,2−ジアミン;N−ドデシル−N,N’,N’−トリス(ピリジン−2−イルメチル)エチレン−1,2−ジアミン;N−オクタデシル−N,N’,N’−トリス(ピリジン−2−イルメチル)エチレン−1,2−ジアミン;N−メチル−N,N’,N’−トリス(3−メチル−ピリジン−2−イルメチル)エチレン−1,2−ジアミン;N−エチル−N,N’,N’−トリス(3−メチル−ピリジン−2−イルメチル)エチレン−1,2−ジアミン;N−メチル−N,N’,N’−トリス(5−メチル−ピリジン−2−イルメチル)エチレン−1,2−ジアミン;N−エチル−N,N’,N’−トリス(5−メチル−ピリジン−2−イルメチル)エチレン−1,2−ジアミン;N−ベンジル−N,N’,N’−トリス(3−メチル−ピリジン−2−イルメチル)エチレン−1,2−ジアミン;N−ベンジル−N,N’,N’−トリス(5−メチル−ピリジン−2−イルメチル)エチレン−1,2−ジアミン;N−メチル−N,N’,N’−トリス(イミダゾール−2−イルメチル)エチレンジアミン;N−エチル−N,N’,N’−トリス(イミダゾール−2−イルメチル)エチレンジアミン;N,N’−ジメチル−N,N’−ビス(イミダゾール−2−イルメチル)エチレンジアミン;N−(1−プロパン−2−オール)−N,N’,N’−トリス(イミダゾール−2−イルメチル)エチレンジアミン;N−(1−プロパン−2−オール)−N,N’,N’−トリス(1−メチル−イミダゾール−2−イルメチル)エチレンジアミン;N,N−ジエチル−N’,N’,N’−トリス(5−メチル−イミダゾール−4−イルメチル)ジエチレントリアミン;N−(3−プロパン−1−オール)−N,N’,N’−トリス(1−メチル−イミダゾール−2−イルメチル)エチレンジアミン;N−ヘキシル−N,N’,N’−トリス(イミダゾール−2−イルメチル)エチレンジアミン;N−メチル−N,N’,N’−トリス(ベンゾイミダゾール−2−イルメチル)エチレンジアミン;N−(3−プロパン−1−オール)メチル−N,N’,N’−トリス(ベンゾイミダゾール−2イルメチル)エチレンジアミン;1,4−ビス(キノリン−2−イルメチル)−7−オクチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4−ビス(キノリン−2−イルメチル)−7−エチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4−ビス(キノリン−2−イルメチル)−7−メチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4−ビス(ピリジル−2−メチル)−7−オクチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4−ビス(ピリジル−2−メチル)−7−エチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4−ビス(ピリジル−2−メチル)−7−メチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4−ビス(ピラゾール−1−イルメチル)−7−オクチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4−ビス(ピラゾール−1−イルメチル)−7−エチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4−ビス(ピラゾール−1−イルメチル)−7−メチル−1,4,7−トリアザシクロノナン、3,5−ジメチル(ピラゾール−1−イルメチル)−7−オクチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;3,5−ジメチル(ピラゾール−1−イルメチル)−7−エチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;3,5−ジメチル(ピラゾール−1−イルメチル)−7−メチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4−ビス(1−メチルイミダゾール−2−イルメチル)−7−オクチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4−ビス(1−メチルイミダゾール−2−イルメチル)−7−エチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4−ビス(1−メチルイミダゾール−2−イルメチル)−7−メチル−1,4,7−トリアザシクロノナン;1,4,7−トリス(キノリン−2−イルメチル)−1,4,7−トリアザシクロノナン;及び1,4,7−トリス(ピリジン−2−イルメチル)−1,4,7−トリアザシクロノナンである。
表1に列挙する原料を混合することにより、異なる硬化促進溶液を調製した。使用した鉄錯体は、式(I)(式中、RはH、R1はピリジン−2−イルメチル、R2はメチル、R3とR4とは同一でCH2−C(O)OCH3、XはC=Oである)による配位子で錯化された鉄であった。使用した助触媒は、2−エチルヘキサン酸カリウムであった。
ゲル時間(Gt、Gel time)=実験開始時点と浴温が5.6℃上昇した時点との間の経過時間(単位:分)。
ピーク到達時間(TTP、Time To Peak)=実験開始時点とピーク温度に到達した瞬間との間の経過時間。
ピーク発熱(PE、Peak Exotherm)=到達した最高温度。
0.25phr及び1.0phrの本硬化促進溶液を使用した点を除き、実施例4及び比較実施例Bを繰り返した。結果を以下の表2に示す。
本発明は以下の対応を包含し得る。
[1] (i)少なくとも1種の有機溶媒と、(ii)マンガン塩、銅塩又はその組合せと、(iii)式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)及び(VI)のいずれかによる四座、五座又は六座窒素供与配位子の鉄錯体とを含む硬化促進溶液であって、
・式(I)の配位子が、下記の構造:
R1及びR2は、C 1〜24 アルキル、C 6〜10 アリール、及び遷移金属と配位結合することが可能なヘテロ原子を含有する基から独立に選択され、
R3及びR4は、水素、C 1〜12 アルキル、C 1〜12 アルキル−O−C 1〜12 アルキル、C 1〜12 アルキル−O−C 6〜10 アリール、C 6〜10 アリール、C 1〜12 ヒドロキシアルキル及び−(CH 2 ) n C(O)OR5(式中、R5は水素及びC 1〜4 アルキルから独立に選択され、nは0〜4の範囲である)から独立に選択され、
Xは、C=O、−[C(R6) 2 ] y −(式中、yは0〜3の範囲であり、各R6は、水素、ヒドロキシル、C 1〜12 アルコキシ、及びC 1〜12 アルキルから独立に選択される)から選択される]
を有し、
・式(II)の配位子が、下記の構造:
R3は、水素、場合により置換されているアルキル、アリール若しくはアリールアルキル、又は−R 4 −R 5 を表し、
各R 4 は独立に、単結合、又は、場合により置換されているアルキレン、アルケニレン、オキシアルキレン、アミノアルキレン、アルキレンエーテル、カルボン酸エステル若しくはカルボン酸アミドを表し、
各R 5 は独立に、場合によりN−置換されているアミノアルキル基、又はピリジニル、ピラジニル、ピラゾリル、ピロリル、イミダゾリル、ベンズイミダゾリル、ピリミジニル、トリアゾリル及びチアゾリルから選択される、場合により置換されているヘテロアリール基を表す]
を有し、
・式(III)の配位子が、下記の構造:
を有し、
・式(IV)の配位子が、下記の構造:
pは4であり、
Rは、水素、C 1〜12 アルキル、CH 2 CH 2 OH、ピリジン−2−イルメチル及びCH 2 COOHから独立に選択され、
R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、及びR 6 は、H、C 1〜12 アルキル及びC 1〜12 アルキルヒドロキシから独立に選択される]
を有し、
・式(V)の配位子が、下記の構造:
を有し、
・式(VI)の配位子が、下記の構造:
(R1 7 )(R 17 )N−X−N(R1 7 )(R 17 ) (VI)
{式中、Xは、−CH 2 CH 2 −、−CH 2 CH 2 CH 2 −、及び−CH 2 C(OH)HCH 2 −から選択され、各R 17 は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロアリール基、アリール基及びアリールアルキル基[ヒドロキシ、アルコキシ、フェノキシ、カルボキシレート、カルボキサミド、カルボン酸エステル、スルホネート、アミン、アルキルアミン、及びN + (R 19 ) 3 (式中、R 19 は、水素、アルカニル、アルケニル、アリールアルカニル、アリールアルケニル、オキシアルカニル、オキシアルケニル、アミノアルカニル、アミノアルケニル、アルカニルエーテル、アルケニルエーテルから選択される)から選択される置換基で場合により置換されている]並びに−CY 2 −R 18 (式中、Yは、H、CH 3 、C 2 H 5 、C 3 H 7 から独立に選択され、R 18 は、ピリジニル、ピラジニル、ピラゾリル、ピロリル、イミダゾリル、ベンズイミダゾリル、ピリミジニル、トリアゾリル及びチアゾリルから選択される、場合により置換されているヘテロアリール基から独立に選択される)から成る群から独立に選択され、R 17 のうち少なくとも2つは−CY 2 −R 18 である}
を有する、硬化促進溶液。
[2] 鉄錯体が、式(I)による窒素供与配位子を含む、請求項1に記載の硬化促進溶液。
[3] マンガン塩が、Mn(II)塩化物、Mn(II)硝酸塩、Mn(II)硫酸塩、Mn(II)乳酸塩、Mn(II)2−エチルヘキサン酸塩、Mn(II)オクタン酸塩、Mn(II)ノナン酸塩、Mn(II)ヘプタン酸塩、Mn(II)ネオデカン酸塩、Mn(II)ナフテン酸塩及びMn(II)酢酸塩から選択される、請求項1又は2に記載の硬化促進溶液。
[4] 銅塩が、Cu(II)酢酸塩、Cu(I)塩化物、Cu(II)オクタン酸塩、Cu(II)ノナン酸塩、Cu(II)ヘプタン酸塩、Cu(II)ネオデカン酸塩及びCu(II)ナフテン酸塩から選択される、請求項1から3のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
[5] 銅塩とマンガン塩の両方を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
[6] アミン及び金属カルボン酸塩から選択される助触媒をさらに含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
[7] 助触媒が、トリエチルアミン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、N,N−ジメチル−p−トルイジン(toludine)、1,2−(ジメチルアミン)エタン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、並びに、Na、K、Li、Ba、Cs、Ce、Mg、Ca、Zn、Cu、Ni、Mn、Sn、Cr、Au、Ag、Pd及びPtの2−エチルヘキサン酸塩、オクタン酸塩、ノナン酸塩、ヘプタン酸塩、ネオデカン酸塩及びナフテン酸塩から成る群から選択される、請求項6に記載の硬化促進溶液。
[8] 鉄錯体が、硬化促進溶液の総重量を基準として0.01〜10重量%のFe量で存在する、請求項1から7のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
[9] マンガン塩が、硬化促進溶液の総重量を基準として0.01〜10重量%の量で存在する、請求項1から8のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
[10] 銅塩が、硬化促進溶液の総重量を基準として0.01〜10重量%の量で存在する、請求項1から9のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
[11] 硬化性樹脂の硬化のための、請求項1から10のいずれか一項に記載の硬化促進溶液の使用。
[12] 硬化性樹脂が、不飽和ポリエステル樹脂、(メタ)アクリレート樹脂又はビニルエステル樹脂である、請求項11に記載の使用。
[13] 樹脂が、オルト樹脂、イソ樹脂、イソnpg樹脂、アクリレート樹脂及びジシクロペンタジエン(DCPD)樹脂、より具体的には、マレイン酸系、フマル酸系、アリル系、ビニル系、及びエポキシ系の樹脂、ビスフェノールA樹脂、テレフタル酸樹脂、ハイブリッド樹脂、並びにメタクリレート、ジアクリレート、ジメタクリレート及びそれらのオリゴマーをベースにした樹脂から成る群から選択される、請求項12に記載の使用。
[14] 1種又は複数のエチレン性不飽和モノマーが硬化性樹脂に添加される、請求項11から13のいずれか一項に記載の使用。
Claims (14)
- (i)少なくとも1種の有機溶媒と、(ii)マンガン塩、銅塩又はその組合せと、(iii)式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)及び(VI)のいずれかによる四座、五座又は六座窒素供与配位子の鉄錯体とを含む、不飽和ポリエステル樹脂、(メタ)アクリレート樹脂又はビニルエステル樹脂を硬化するのに適切な硬化促進溶液であって、
・式(I)の配位子が、下記の構造:
R1及びR2は、C1〜24アルキル、C6〜10アリール、及び遷移金属と配位結合することが可能なヘテロ原子を含有する基から独立に選択され、
R3及びR4は、水素、C1〜12アルキル、C1〜12アルキル−O−C1〜12アルキル、C1〜12アルキル−O−C6〜10アリール、C6〜10アリール、C1〜12ヒドロキシアルキル及び−(CH2)nC(O)OR5(式中、R5は水素及びC1〜4アルキルから独立に選択され、nは0〜4の範囲である)から独立に選択され、
Xは、C=O、−[C(R6)2]y−(式中、yは0〜3の範囲であり、各R6は、水素、ヒドロキシル、C1〜12アルコキシ、及びC1〜12アルキルから独立に選択される)から選択される]
を有し、
・式(II)の配位子が、下記の構造:
R3は、水素、場合により置換されているアルキル、アリール若しくはアリールアルキル、又は−R4−R5を表し、
各R4は独立に、単結合、又は、場合により置換されているアルキレン、アルケニレン、オキシアルキレン、アミノアルキレン、アルキレンエーテル、カルボン酸エステル若しくはカルボン酸アミドを表し、
各R5は独立に、場合によりN−置換されているアミノアルキル基、又はピリジニル、ピラジニル、ピラゾリル、ピロリル、イミダゾリル、ベンズイミダゾリル、ピリミジニル、トリアゾリル及びチアゾリルから選択される、場合により置換されているヘテロアリール基を表す]
を有し、
・式(III)の配位子が、下記の構造:
を有し、
・式(IV)の配位子が、下記の構造:
pは4であり、
Rは、水素、C1〜12アルキル、CH2CH2OH、ピリジン−2−イルメチル及びCH2COOHから独立に選択され、
R1、R2、R3、R4、R5、及びR6は、H、C1〜12アルキル及びC1〜12アルキルヒドロキシから独立に選択される]
を有し、
・式(V)の配位子が、下記の構造:
を有し、
・式(VI)の配位子が、下記の構造:
(R17)(R17)N−X−N(R17)(R17) (VI)
{式中、Xは、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、及び−CH2C(OH)HCH2−から選択され、各R17は、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロアリール基、アリール基及びアリールアルキル基[ヒドロキシ、アルコキシ、フェノキシ、カルボキシレート、カルボキサミド、カルボン酸エステル、スルホネート、アミン、アルキルアミン、及びN+(R19)3(式中、R19は、水素、アルカニル、アルケニル、アリールアルカニル、アリールアルケニル、オキシアルカニル、オキシアルケニル、アミノアルカニル、アミノアルケニル、アルカニルエーテル、アルケニルエーテルから選択される)から選択される置換基で場合により置換されている]並びに−CY2−R18(式中、Yは、H、CH3、C2H5、C3H7から独立に選択され、R18は、ピリジニル、ピラジニル、ピラゾリル、ピロリル、イミダゾリル、ベンズイミダゾリル、ピリミジニル、トリアゾリル及びチアゾリルから選択される、場合により置換されているヘテロアリール基から独立に選択される)から成る群から独立に選択され、R17のうち少なくとも2つは−CY2−R18である}
を有する、硬化促進溶液。 - 鉄錯体が、式(I)による窒素供与配位子を含む、請求項1に記載の硬化促進溶液。
- マンガン塩が、Mn(II)塩化物、Mn(II)硝酸塩、Mn(II)硫酸塩、Mn(II)乳酸塩、Mn(II)2−エチルヘキサン酸塩、Mn(II)オクタン酸塩、Mn(II)ノナン酸塩、Mn(II)ヘプタン酸塩、Mn(II)ネオデカン酸塩、Mn(II)ナフテン酸塩及びMn(II)酢酸塩から選択される、請求項1又は2に記載の硬化促進溶液。
- 銅塩が、Cu(II)酢酸塩、Cu(I)塩化物、Cu(II)オクタン酸塩、Cu(II)ノナン酸塩、Cu(II)ヘプタン酸塩、Cu(II)ネオデカン酸塩及びCu(II)ナフテン酸塩から選択される、請求項1から3のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
- 銅塩とマンガン塩の両方を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
- アミン及び金属カルボン酸塩から選択される助触媒をさらに含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
- 助触媒が、トリエチルアミン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、N,N−ジメチル−p−トルイジン(toludine)、1,2−(ジメチルアミン)エタン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、並びに、Na、K、Li、Ba、Cs、Ce、Mg、Ca、Zn、Cu、Ni、Mn、Sn、Cr、Au、Ag、Pd及びPtの2−エチルヘキサン酸塩、オクタン酸塩、ノナン酸塩、ヘプタン酸塩、ネオデカン酸塩及びナフテン酸塩から成る群から選択される、請求項6に記載の硬化促進溶液。
- 鉄錯体が、硬化促進溶液の総重量を基準として0.01〜10重量%のFe量で存在する、請求項1から7のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
- マンガン塩が、硬化促進溶液の総重量を基準として0.01〜10重量%の量で存在する、請求項1から8のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
- 銅塩が、硬化促進溶液の総重量を基準として0.01〜10重量%の量で存在する、請求項1から9のいずれか一項に記載の硬化促進溶液。
- 硬化性樹脂の硬化のための、請求項1から10のいずれか一項に記載の硬化促進溶液の使用。
- 硬化性樹脂が、不飽和ポリエステル樹脂、(メタ)アクリレート樹脂又はビニルエステル樹脂である、請求項11に記載の使用。
- 樹脂が、マレイン酸系、フマル酸系、アリル系、ビニル系、及びエポキシ系の樹脂、ビスフェノールA樹脂、テレフタル酸樹脂、並びにメタクリレート、ジアクリレート、ジメタクリレート及びそれらのオリゴマーをベースにした樹脂から成る群から選択される、請求項12に記載の使用。
- 1種又は複数のエチレン性不飽和モノマーが硬化性樹脂に添加される、請求項11から13のいずれか一項に記載の使用。
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