JP5925218B2 - 付加開裂剤 - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明
[関連出願の相互参照]
本願は、2011年6月27日出願の米国特許出願第13/169306号及び2011年2月15日出願の米国特許仮出願第61/442980号の利益を請求し、これらの開示全体を参照により本明細書に援用する。
[背景]
本開示は、低応力重合性組成物において使用するための新規付加開裂剤を提供する。フリーラジカル重合は、モノマーがポリマーに変換されるとき、通常、体積の減少を伴う。体積の収縮によって、硬化された組成物において応力が生じ、微小亀裂及び変形を引き起こす。硬化された組成物と基材との間の界面に移動した応力は、接着不良を引き起こす場合があり、硬化された組成物の耐久性に影響を与える場合がある。
本開示の架橋剤は、重合プロセス中に切断及び再形成され得る不安定な架橋を含むことによって応力を軽減する。架橋の切断は、網目構造を再編成する機構を提供し、重合応力を軽減し、高応力領域の発生を防ぐことができる。本架橋剤は、更に、重合性組成物が粘稠な物質から弾性固体へ移行する点であるゲル化点を遅延させることによって応力を軽減することができる。重合性混合物が粘稠である時間が長いほど、物質の流動が重合プロセス中の応力を緩和するために作用し得るのに利用可能な時間が多くなる。
付加開裂架橋剤は、歯科修復材、薄膜、ハードコート、複合材、接着剤、及び応力低減を受ける他の用途において利用される新規の応力低減架橋剤を提供する。更に、架橋の付加開裂プロセスによって、更に官能化され得る新規ポリマーを提供する連鎖移動事象が生じる。
[概要]
本開示は、式:
Figure 0005925218

の付加開裂剤であって、式中、
、R及びRは、それぞれ独立して、Z−Q−、(ヘテロ)アルキル基又は(ヘテロ)アリール基であるが、ただし、R、R、及びRのうちの少なくとも1つは、Z−Q−であり、
Qは、m+1の価数を有する連結基であり、
Zは、エチレン性不飽和重合性基であり、
mは、1〜6、好ましくは1〜2であり、
各Xは、独立して、−O−又は−NR−であり、式中、Rは、H又はC〜Cアルキルであり、
nは0又は1である、付加開裂剤を提供する。
式Iの付加開裂剤を重合性モノマー混合物に添加して、重合によって誘導される応力を低減することができる。Zが2以上である実施形態では、この剤は、架橋が不安定である場合、付加開裂架橋剤として更に機能する。本開示は、本明細書に更に開示されるように、式Iの付加開裂剤を調製する方法を更に提供する。
本開示は、付加開裂剤と1つ以上のフリーラジカル重合性モノマーとを含む硬化性組成物を更に提供し、この付加開裂剤は、得られるポリマーの収縮及び応力を低減する。付加開裂剤は、付加開裂プロセスを介して連鎖移動剤として作用し、それによって重合中に架橋が不安定になり、連続的に切断及び再形成されて、重合に基づく応力が低減される。
本明細書で使用する場合、
「アクリロイル」は一般的な意味で用いられ、アクリル酸の誘導体だけなくアミン誘導体及びアルコール誘導体もそれぞれ意味する。
「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の両方を含む。即ち、エステル及びアミドの両方を含む。
「硬化性」は、コーティング可能な物質が、フリーラジカル重合、化学架橋、放射線架橋等を用いて固体の実質的に流動しない物質に転換され得ることを意味する。
「アルキル」は、直鎖、分枝鎖、及び環状アルキル基を含み、非置換及び置換アルキル基の両方を含む。特に指定がない限り、アルキル基は、典型的には、1〜20個の炭素原子を含有する。本明細書で使用するとき、「アルキル」の例としては、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、イソブチル、t−ブチル、イソプロピル、n−オクチル、n−ヘプチル、エチルヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、アダマンチル、及びノルボルニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。特に記載しない限り、アルキル基は、一価であっても多価であってもよく、すなわち、一価アルキルであっても多価アルキレンであってもよい。
「ヘテロアルキル」は、未置換及び置換アルキル基の両方と共に、独立してS、O及びNから選択される1つ以上のヘテロ原子を有する直鎖、分枝鎖及び環状アルキル基の両方を含む。別途記載のない限り、ヘテロアルキル基は、典型的には、1〜20個の炭素原子を含有する。「ヘテロアルキル」は、以下に記載の「1つ以上のS、N、O、P又はSi原子を含有するヒドロカルビル」の部分集合である。本明細書で使用するとき、「ヘテロアルキル」の例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、3,6−ジオキサへプチル、3−(トリメチルシリル)−プロピル、4−ジメチルアミノブチル及びこれらに類するものが挙げられるが、これらに限定されない。特に記載しない限り、ヘテロアルキル基は、一価であっても多価であってもよく、すなわち、一価ヘテロアルキルであっても多価ヘテロアルキレンであってもよい。
「アリール」は、6〜18個の環原子を含有する芳香族であり、任意の縮合環を含有してもよく、これは、飽和であっても、不飽和であっても、芳香族であってもよい。アリール基の例としては、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フェナントリル、及びアントラシルが挙げられる。ヘテロアリールは、窒素、酸素、又は硫黄等の1〜3個のヘテロ原子を含有するアリールであり、縮合環を含有してもよい。ヘテロアリール基の幾つかの例は、ピリジル、フラニル、ピロリル、チエニル、チアゾリル、オキサゾリル、イミダゾリル、インドリル、ベンゾフラニル、及びベンゾチアゾリルである。特に記載しない限り、アリール及びヘテロアリール基は、一価であっても多価であってもよく、すなわち、一価アリールであっても多価アリーレンであってもよい。
「(ヘテロ)ヒドロカルビル」は、ヒドロカルビルアルキル及びアリール基、並びにヘテロヒドロカルビルヘテロアルキル及びヘテロアリール基を含み、後者は、エーテル又はアミノ基等の1つ以上のカテナリー酸素ヘテロ原子を含む。ヘテロヒドロカルビルは、所望により、エステル、アミド、尿素、ウレタン、及びカーボネート官能基などの1つ以上のカテナリー(鎖内)官能基を含有してもよい。別途記載のない限り、非ポリマー(ヘテロ)ヒドロカルビル基は、典型的に、1〜60個の炭素原子を含有する。このようなヘテロヒドロカルビルの幾つかの例には、本明細書で使用するとき、上記「アルキル」、「ヘテロアルキル」、「アリール」、及び「ヘテロアリール」について記載したものに加えて、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、4−ジフェニルアミノブチル、2−(2’−フェノキシエトキシ)エチル、3,6−ジオキサヘプチル、3,6−ジオキサへキシル−6−フェニルが挙げられるが、これらに限定されない。
[詳細な説明]
本開示は、上記式Iの付加開裂剤を提供する。モノマーのエチレン性不飽和部分Zとしては、以下の化合物の調製に関してより十分に記載される、(メタ)アクリロイル、ビニル、スチレン、及びエチニルを含む以下の構造を挙げることができるが、これらに限定されない。
Figure 0005925218

式中、Rは、H又はC〜Cアルキルである。
付加開裂剤は、以下のスキーム1に示す付加開裂経路に従うと考えられる。このスキームでは、nが0である式Iの架橋剤を示す。工程1では、フリーラジカル種P・を架橋剤に添加する。次いで、架橋剤は、工程2に示すように開裂して、フリーラジカル種P・の残基を有する安定なα−カルボニル三級ラジカル及びα,β−不飽和エステルを形成する。このα,β−不飽和エステルは、工程5に示すようにラジカル付加され得る。ラジカル付加は、反応開始剤又はポリマーラジカルによって開始し得る。
同時に、α−カルボニル三級ラジカルは、工程3に示すように、モノマーの重合を開始させ得る。例示のために、メタクリレートモノマーを示す。モノマーが付加されると、メタクリレート末端ラジカル中間体が生成される。(工程4に示すように)式1の架橋剤の存在下では、三級ラジカルが得られる付加及び開裂の両方が生じる。
Figure 0005925218
以下のスキーム2に示すように、付加開裂架橋剤は、応力を軽減するための複数の可能な機構を提供する。付加開裂架橋剤の2つの「Z」基によって架橋されている、単純化したメタクリレートポリマーを示す。エチレン性不飽和Z基間の結合は、不安定な架橋を形成する。付加開裂架橋剤の開裂は、架橋を切断するための機構を提供する。不安定な架橋の切断によって、特に高応力領域において、高分子網目が緩んだり再編成されたりすることができ、応力を軽減するための可能な機構を提供する。
Figure 0005925218
応力軽減は、また、付加開裂物質の存在下で反応速度が低下した(硬化速度が減速した)結果でもあり得る。ラジカルを付加開裂架橋剤に添加した結果、寿命の長い可能性がある三級ラジカル(スキーム1、工程1の生成物)が生じる。この寿命の長いラジカル中間体は、出発物質に戻って、モノマーに付加又は開裂し得る。開裂、逆付加(retro-addition)、及びモノマー付加が、付加と比べて緩徐である場合、中間体三級ラジカルは、比較的長い寿命を有する。この寿命の長いラジカル中間体は、次いで、ラジカルリザーバとして作用し、全体的重合プロセスを減速させる。硬化速度の低下は、粘稠な物質から弾性固体への物質の移行を遅らせ、ゲル化点を遅延させる役目をし得る。ゲル化後収縮は、応力発生の主な要素であり、したがって、わずかであってもゲル化点が遅延すると、硬化プロセス中に物質が流動する更なる時間を与えることによって応力の軽減を導くことができる。したがって、単一のZ基を有する式Iの化合物でさえも、重合応力を低減するために用いることができる。
式Iの化合物は、置換、変位、又は縮合反応によって、(メタ)アクリレートダイマー及びトリマーから調製することができる。出発(メタ)アクリレートダイマー及びトリマーは、参照により本明細書に援用される米国特許第4,547,323号(Carlson)の方法を用いて、フリーラジカル反応開始剤及びコバルト(II)錯体触媒の存在下で、(メタ)アクリロイルモノマーのフリーラジカル付加によって調製することができる。あるいは、(メタ)アクリロイルダイマー及びトリマーは、参照により本明細書に援用される米国特許第4,886,861号(Janowicz)又は同第5,324,879号(Hawthorne)の方法を用いて、コバルトキレート錯体を用いて調製することができる。いずれのプロセスでも、反応混合物は、ダイマー、トリマー、より高級なオリゴマー、及びポリマーの複合混合物を含有し得、所望のダイマー又はトリマーは、蒸留によって前記混合物から分離することができる。
式Iを参照すると、必須のエチレン性不飽和「Z」基は、付加、縮合、置換、及び変位反応を用いて(メタ)アクリロイルダイマー又はトリマーに組み込まれ得る。一般に、(メタ)アクリロイルダイマー又はトリマーのアシル基のうちの1つ以上は、式IのZ−Q−X−基を備える。
より具体的には、式
Figure 0005925218

の(メタ)アクリロイル化合物であって、式中、Xが、求電子性又は求核性の官能基を含み、
が、X、X−R又はX−Rであり、
nが、0又は1である、(メタ)アクリロイル化合物を

Figure 0005925218

の共反応化合物であって、式中、
Aが、官能基Xと共反応性である官能基であり、Rが、水素、C〜Cアルキル基であり、Rが、単結合、又はエチレン性不飽和基を反応性官能基Aに結合させる二価若しくは三価の(ヘテロ)ヒドロカルビル連結基であり、xが、1又は2である、共反応化合物と反応させる。
より具体的には、Rは、単結合、又はエチレン性不飽和基を共反応性官能基Aに結合させる二価若しくは三価の連結基であり、好ましくは、34個以下、好ましくは18個以下、より好ましくは10個以下の炭素、並びに所望により、酸素及び窒素原子、任意のカテナリーエステル、アミド、尿素、ウレタン、及びカーボネート基を含有する。Rが単結合ではない場合、−O−、−S−、−NR−、−SO−、−PO−、−CO−、−OCO−、−NR−CO−、NR−CO−O−、NR−CO−NR−、−R−及びこれらの組み合わせから選択してよく、例えば、−CO−O−R−、−CO−NR−R−、及び−R−CO−O−R−等であり、
各Rは、水素、C〜Cアルキル基又はアリール基であり、各Rは、1〜6個の炭素原子を有するアルキレン基、5〜10個の炭素原子を有する5又は6員シクロアルキレン基、又は6〜16個の炭素原子を有する二価芳香族基であり、Aは、フリーラジカル重合性官能「Z」基を組み込むための共反応性官能基と反応することができる反応性官能基である。
式IIのX基と式IIIのA基との間の反応により、式IのZ−Q−X−部分が形成されるので、Qは、上述のように、−R−A−X2*−(式中、A−X2*−は、AとXとの間に形成される結合である)として定義することができると理解される。したがって、Qは、単結合又は二価連結(ヘテロ)ヒドロカルビル基であると定義することができる。より具体的には、Qは、単結合、又はエチレン性不飽和基を共反応性官能基Aに結合させる二価連結基であり、好ましくは、34個以下、好ましくは18個以下、より好ましくは10個以下の炭素、並びに所望により、酸素及び窒素原子、任意のカテナリーエステル、アミド、尿素、ウレタン、及びカーボネート基を含有する。Qが単結合ではない場合、それは、−O−、−S−、−NR−、−SO−、−PO−、−CO−、−OCO−、−R−及びこれらの組み合わせから選択してよく、例えば、NR−CO−NR−、NR−CO−O−、NR−CO−NR−−CO−O−R−、−CO−NR−R−及び−R−CO−O−R−、−O−R−、−S−R−−、−NR−R−、−SO−R−、−PO−R−、−CO−R−、−OCO−R−、−NR−CO−R−、NR−R−CO−O−、NR−CO−NR−、−R−であるが、ただし、Q−Zは、過酸化結合、すなわち、O−O、N−O、S−O、N−N、N−S結合を含有せず、
各Rは、水素、C〜Cアルキル基又はアリール基であり、各Rは、1〜6個の炭素原子を有するアルキレン基、5〜10個の炭素原子を有する5若しくは6員シクロアルキレン基、又は6〜16個の炭素原子を有する二価アリーレン基である。
式Iを参照すると、特に有用なR−X−基(及び所望によりR−X−基)としては、HC=C(CH)C(O)−O−CH−CH(OH)−CH−O−、HC=C(CH)C(O)−O−CH−CH(O−(O)C(CH)=CH)−CH−O−、HC=C(CH)C(O)−O−CH(CHOPh)−CH−O−、HC=C(CH)C(O)−O−CHCH−N(H)−C(O)−O−CH(CHOPh)−CH−O−、HC=C(CH)C(O)−O−CH−CH(O−(O)C−N(H)−CHCH−O−(O)C(CH)C=CH)−CH−O−、HC=C(H)C(O)−O−(CH−O−CH−CH(OH)−CH−O−、HC=C(CH)C(O)−O−CH−CH(O−(O)C−N(H)−CHCH−O−(O)C(CH)C=CH)−CH−O−、CH−(CH−CH(O−(O)C−N(H)−CHCH−O−(O)C(CH)C=CH)−CH−O−、HC=C(H)C(O)−O−(CH−O−CH−CH(−O−(O)C(H)=CH)−CH−O−及びHC=C(H)C(O)−O−CH−CH(OH)−CH−O−.HC=C(H)C(O)−O−(CH−O−CH−CH(−O−(O)C(H)=CH)−CH−O−、及びCH−(CH−CH(O−(O)C−N(H)−CHCH−O−(O)C(CH)C=CH)−CH−O−が挙げられる。好ましくは、R−X−基及びR−X基は、同じである。
式IIの化合物に関して、カルボン酸(X、X=OH)は、スキームIIIに示すように、まず、エポキシ又はアジリジニル化合物と反応し、次いで、(メタ)アクリレート化されるか、又はアジリジン若しくはエポキシ官能性(メタ)アクリレートと反応してよい。図示されるものに由来する異なる異性体は開環から生じ得ることが理解される。スキームIIIでは、横のメチル基は、隣接する炭素原子のいずれかに結合することを示す。また、メチルアジリジンとの反応によって、アクリレートとアクリルアミド生成物との混合物が生じ得ることにも留意されたい。
Figure 0005925218
有用な反応性(及び共反応性)官能基としては、ヒドロキシル、第二アミノ、オキサゾリニル、オキサゾロニル、アセチルアセトネート、カルボキシル、イソシアナト、エポキシ、アジリジニル、ハロゲン化アシル、及び環状無水物基が挙げられる。(メタ)アクリレートダイマー/トリマーの反応性官能基がイソシアナト官能基である場合、共反応性官能基は、好ましくは、第二アミノ又はヒドロキシル基を含む。反応性官能基がヒドロキシル基を含む場合、共反応性官能基は、好ましくは、カルボキシル基、エステル基、ハロゲン化アシル基、イソシアネート基、エポキシ基、無水物基、アズラクトニル基、又はオキサゾリニル基を含む。ペンダント反応性官能基がカルボキシル基を含む場合、共反応性官能基には、ヒドロキシル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基、又は、オキサゾリニル基が含まれているのが好ましい。最も一般的には、反応は、求核性官能基と求電子性官能基との間で生じる。
共反応性官能基を有する式IIIの有用な化合物の代表的な例としては、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート及び2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート;アミノアルキル(メタ)アクリレート、例えば、3−アミノプロピル(メタ)アクリレート及び4−アミノスチレン;オキサゾリニル化合物、例えば、2−エテニル−1,3−オキサゾリン−5−オン、2−ビニル−4,4−ジメチル−1,3−オキサゾリン−5−オン、2−イソプロペニル−4,4−ジメチル−1,3−オキサゾリン−5−オン及び2−プロペニル−4,4−ジメチル−1,3−オキサゾリン−5−オン;カルボキシ置換化合物、例えば、(メタ)アクリル酸及び4−カルボキシベンジル(メタ)アクリレート;イソシアナト置換化合物、例えば、イソシアナトエチル(メタ)アクリレート及び4−イソシアナトシクロヘキシル(メタ)アクリレート;エポキシ置換化合物、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート;アジリジニル置換化合物、例えば、N−アクリロイルアジリジン及び1−(2−プロペニル)−アジリジン;並びにハロゲン化アクリロイル、例えば、塩化(メタ)アクリロイルが挙げられる。
式IIIの代表的なヒドロキシル基置換官能化合物としては、ヒドロキシアルキルアクリレート及びヒドロキシアルキルアクリルアミド、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(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、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3−アクリロイルオキシフェノール、2−(4−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールAモノアクリレートとも呼ばれる)、2−プロピン−1−オール、及び3−ブチン−1−オールが挙げられる。
式IIIの代表的なアミノ基置換官能化合物としては、2−メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、3−アミノプロピル(メタ)アクリレート、4−アミノシクロヘキシル(メタ)アクリレート、N−(3−アミノフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルエチレンジアミン、及び4−アミノフェニル−4−アクリルアミドフェニルスルホンが挙げられる。
式IIIの代表的なアズラクトン基置換官能化合物としては、2−エテニル−1,3−オキサゾリン−5−オン;2−エテニル−4−メチル−1,3−オキサゾリン−5−オン;2−イソプロペニル−1,3−オキサゾリン−5−オン;2−イソプロペニル−4−メチル−1,3−オキサゾリン−5−オン;2−エテニル−4,4−ジメチル−1,3−オキサゾリン−5−オン;2−イソプロペニル−4,4−ジメチル−1,3−オキサゾリン−5−オン;2−エテニル−4−メチル−4−エチル−1,3−オキサゾリン−5−オン;2−イソプロペニル−3−オキサ−1−アザ[4.5]スピロデカ−1−エン−4−オン;2−エテニル−5,6−ジヒドロ−4H−1,3−オキサゾリン−6−オン;2−エテニル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1,3−オキサゼピン−7−オン;2−イソプロペニル−5,6−ジヒドロ−5,5−ジ(2−メチルフェニル)−4H−1,3−オキサゾリン−6−オン;2−アクリロイルオキシ−1,3−オキサゾリン−5−オン;2−(2−アクリロイルオキシ)エチル−4,4−ジメチル−1、3−オキサゾリン−5−オン;2−エテニル−4,5−ジヒドロ−6H−1,3−オキサゾリン−6−オン;及び2−エテニル−4,5−ジヒドロ−4,4−ジメチル−6H−1,3−オキサゾリン−6−オンが挙げられる。
式IIIの代表的なオキサゾリニル基置換官能化合物としては、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−(5−ヘキセニル)−2−オキサゾリン、2−アクリルオキシ−2−オキサゾリン、2−(4−アクリルオキシフェニル)−2−オキサゾリン、及び2−メタクリルオキシ−2−オキサゾリンが挙げられる。
式IIIの代表的なアセトアセチル基置換官能化合物としては、2−(アセトアセトキシ)エチルアクリレートが挙げられる。
式IIIの代表的なカルボキシル基置換官能化合物としては、(メタ)アクリル酸、3−(メタ)アクリロイルオキシ−プロピオン酸、4−(メタ)アクリロイルオキシ−酪酸、2−(メタ)アクリロイルオキシ−安息香酸、3−(メタ)アクリロイルオキシ−5−メチル安息香酸、4−(メタ)アクリロイルオキシメチル−安息香酸、フタル酸モノ−[2−(メタ)アクリロイルオキシ−エチル]エステル、2−ブチン酸、及び4ーペンチン酸が挙げられる。
式IIIの代表的なイソシアネート基置換官能化合物としては、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、3−イソシアナトプロピル(メタ)アクリレート、4−イソシアナトシクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−イソシアナトスチレン、2−メチル−2−プロペノイルイソシアネート、4−(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシカルボニルアミノ)フェニルイソシアネート、アリル2−イソシアナトエチルエーテル、及び3−イソシアナト−1−プロペンが挙げられる。
式IIIの代表的なエポキシ基置換官能化合物としては、グリシジル(メタ)アクリレート、チオグリシジル(メタ)アクリレート、3−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル(メタ)アクリレート、2−[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]−2−(4−(メタ)アクリロイルオキシ−フェニル)プロパン、4−(2,3−エポキシプロポキシ)シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2,3−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、及び3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられる。
式IIIの代表的なアジリジニル基置換官能化合物としては、N−(メタ)アクリロイルアジリジン、2−(1−アジリジニル)エチル(メタ)アクリル酸、4−(1−アジリジニル)ブチルアクリレート、2−[2−(1−アジリジニル)エトキシ]エチル(メタ)アクリレート、2−[2−(1−アジリジニル)エトキシカルボニルアミノ]エチル(メタ)アクリレート、12−[2−(2,2,3,3−テトラメチル−1−アジリジニル)エトキシカルボニルアミノ]ドデシル(メタ)アクリレート、及び1−(2−プロペニル)アジリジンが挙げられる。
式IIIの代表的なハロゲン化アシル基置換官能化合物としては、(メタ)アクリロイルクロリド、α−塩素(メタ)アクリロイルクロリド、(メタ)アクリロイルオキシアセチルクロリド、5−ヘキセノイルクロリド、2−(アクリロイルオキシ)プロピオニルクロリド、3−(アクリロイルチオキシ)プロピオノイルクロリド、及び3−(N−アクリロイル−N−メチルアミノ)プロピオノイルクロリドが挙げられる。
代表的な無水物基置換官能性モノマーとしては、無水マレイン酸、無水(メタ)アクリル酸、無水イタコン酸、無水3−(メタ)アクリロイルオキシフタル酸、及び無水2−(メタ)アクリルオキシシクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。
反応性官能基を有する好ましいエチレン性不飽和化合物(「官能性アクリル化合物」)としては、ヒドロキシアルキルアクリレート、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及び2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート;アミノアルキル(メタ)アクリレート、例えば、3−アミノプロピル(メタ)アクリレート及び4−アミスチレン;オキサゾリニル化合物、例えば、2−エテニル−1,3−オキサゾリン−5−オン及び2−プロペニル−4,4−ジメチル−1,3−オキサゾリン−5−オン;カルボキシ置換化合物、例えば、(メタ)アクリル酸及び4−カルボキシベンジル(メタ)アクリレート;イソシアナト置換化合物、例えば、イソシアナトエチル(メタ)アクリレート及び4−イソシアナトシクロヘキシル(メタ)アクリレート;エポキシ置換化合物、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート;アジリジニル置換化合物、例えば、N−アクリロイルアジリジン及び1−(2−プロペニル)−アジリジン;並びにハロゲン化アクリロイル、例えば、(メタ)アクリロイルクロリドが挙げられる。
また、式IIの化合物が、単純なエステル又はアミドに加えて、求核性又は求電子性の官能基を備えてもよいことも理解されるであろう。求電子性又は求核性の官能基を含む式IIのX基に関して、Xは、−OH、−Cl、−Br、−NRH、−R−NCO、−R−SH、−R−OH、−R−NRH、R−Si(OR、R−ハロゲン化物、R−アジリジン、R−エポキシ、R−N、R−無水物、R−コハク酸塩、R−NRH、及び他の求電子性又は求核性の官能基から選択することができ、
各Rは、1〜6個の炭素原子を有するアルキレン基、5〜10個の炭素原子を有する5若しくは6員シクロアルキレン基、又は6〜16個の炭素原子を有する二価芳香族基である。Rは、エーテル、アミン、チオエーテル、エステル、アミド、尿素、及びウレタン官能基を含む1つ以上の鎖内官能基で置換されてよく、例えば、R−NH−CO−O−R6’−NCO(式中、R6’は、Rとして定義される)である。Rは、H又はC〜Cアルキルである。
本開示は、更に、(メタ)アクリレートホモ及びコポリマーを生成するために、式Iの付加開裂剤と、アクリレートエステル、アミド、及び酸を含む(メタ)アクリロイルモノマー等の少なくとも1つの重合性モノマーとを含む重合性組成物を提供する。一般に、式Iの付加開裂剤は、全モノマー100重量部に基づいて、0.1〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部の量で用いられる。
(メタ)アクリレートポリマーを調製するのに有用な(メタ)アクリレートエステルモノマーは、1〜14個の炭素原子、好ましくは平均で4〜12個の炭素原子を含有する非三級アルコールのモノマー(メタ)アクリルエステルである。
(メタ)アクリレートエステルモノマーとして用いるのに好適なモノマーの例としては、非三級アルコール、例えばエタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、3,5,5−トリメチル−1−ヘキサノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、イソオクチルアルコール、2−エチル−1−ヘキサノール、1−デカノール、2−プロピルヘプタノール、1−ドデカノール、1−トリデカノール、1−テトラデカノール、シトロネロール、ジヒドロシトロネロール、及びこれらに類するものと、アクリル酸又はメタクリル酸のいずれかとのエステルが挙げられる。一部の実施形態では、2つ又はそれ以上の異なる(メタ)アクリレートエステルモノマーの組み合わせが好ましいが、好ましい(メタ)アクリレートエステルモノマーは、ブチルアルコール若しくはイソオクチルアルコール、又はこれらの組み合わせと(メタ)アクリル酸とのエステルである。一部の実施形態では、好ましい(メタ)アクリレートエステルモノマーは、2−オクタノール、シトロネロール、ジヒドロシトロネロールなどの再生可能な資源に由来するアルコールを伴う(メタ)アクリル酸のエステルである。
幾つかの実施形態では、(メタ)アクリル酸エステルモノマーが高Tモノマーを含み、少なくとも25℃、好ましくは少なくとも50℃のTを有するのが望ましい。本発明において好適なモノマーの例としては、t−ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、s−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、3,3,5トリメチルシクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、N−オクチルアクリルアミド、及びプロピルメタクリレート、又は組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
(メタ)アクリレートエステルモノマーは、ポリマーを調製するのに用いられる100部の全モノマー含量を基準として、100重量部以下、好ましくは85〜99.5重量部の量で存在する。好ましくは、(メタ)アクリレートエステルモノマーは、100部の全モノマー含量を基準として90〜95重量部の量で存在する。高Tモノマーが含まれるとき、コポリマーは、30重量部以下、好ましくは20重量部以下の(メタ)アクリレートエステルモノマー成分を含み得る。
ポリマーは、酸官能性モノマーを更に含んでよく、ここで酸官能性基は、カルボン酸などそれ自体酸であるか、又は、一部がアルカリ金属カルボン酸塩などの塩であってもよい。有用な酸官能性モノマーとしては、エチレン性不飽和カルボン酸、エチレン性不飽和スルホン酸、エチレン性不飽和ホスホン酸、及びこれらの混合物から選択されるものが挙げられるが、これらに限定されない。このような化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、マレイン酸、オレイン酸、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2−スルホエチルメタクリレート、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルホスホン酸、及びこれらの混合物から選択されるものが挙げられる。
入手し易さに起因し、酸官能性コポリマーの酸官能性モノマーは、一般に、エチレン性不飽和カルボン酸、すなわち(メタ)アクリル酸から選択される。更により強い酸を所望する場合、酸性モノマーとして、エチレン性不飽和スルホン酸及びエチレン性不飽和ホスホン酸が挙げられる。酸官能性モノマーは、一般に、全モノマー100重量部に基づいて、0.5〜15重量部、好ましくは1〜15重量部、最も好ましくは5〜10重量部の量で使用される。
ポリマーは、極性モノマーを更に含んでもよい。コポリマーの調製に有用な極性モノマーは、油溶性及び水溶性の両方の性質をある程度有し、エマルション重合中の水相と油相との間に、極性モノマーの分配をもたらす。本明細書で使用するとき、用語「極性モノマー」は、酸官能性モノマーを含まない。
好適な極性モノマーの代表的な例としては、2−ヒドロキシルエチル(メタ)アクリレート;N−ビニルピロリドン;N−ビニルカプロラクタム;アクリルアミド;モノ−又はジ−N−アルキル置換アクリルアミド;t−ブチルアクリルアミド;ジメチルアミノエチルアクリルアミド;N−オクチルアクリルアミド;2−(2−エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートを含むポリ(アルコキシアルキル)(メタ)アクリレート;ビニルメチルエーテルを含むアルキルビニルエーテル;及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい極性モノマーとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びN−ビニルピロリドンからなる群から選択されるものが挙げられる。極性モノマーは、全モノマー100重量部に基づいて、0〜10重量部、好ましくは0.5〜5重量部の量で使用される。
ポリマーは、ビニルモノマーを更に含んでもよい。使用するとき、(メタ)アクリレートポリマーに有用なビニルモノマーとしては、ビニルエステル(例えば、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル)、スチレン、置換スチレン(例えば、α−メチルスチレン)、ビニルハロゲン化物、及びこれらの混合物が挙げられる。本明細書で使用するとき、ビニルモノマーは、酸官能性モノマー、アクリレートエステルモノマー、極性モノマーを含まない。そのようなビニルモノマーは、一般に、全モノマー100重量部に基づいて、0〜5重量部、好ましくは1〜5重量部で使用される。
組成物の凝集強度を高めるために、多官能性(メタ)アクリレートを重合性モノマーのブレンドに組み込んでもよい。多官能性アクリレートは特に、エマルション又はシロップ重合に有用である。有用な多官能性(メタ)アクリレートの例としては、限定するものではないが、ジ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリレート、及びテトラ(メタ)アクリレート、例えば、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリブタジエンジ(メタ)アクリレート、ポリウレタンジ(メタ)アクリレート、及びプロポキシル化グリセリントリ(メタ)アクリレート並びにこれらの混合物が挙げられる。多官能性(メタ)アクリレートの量及び同一性は、接着剤組成物の用途に応じて調整される。典型的には、多官能性(メタ)アクリレートは、接着剤組成物の総乾燥重量を基準として5部未満の量で存在する。より具体的には、架橋剤は、接着剤組成物のモノマー全体を100重量部として、0.01〜5部、好ましくは0.05〜1部の量で存在し得る。
このような実施形態では、コポリマーは、全モノマー100重量部に基づいて、
i.100重量部以下、好ましくは85〜99.5重量部の(メタ)アクリル酸エステル、
ii.0〜15重量部、好ましくは0.5〜15重量部の酸官能性エチレン性不飽和モノマー、
iii.0〜15重量部の非酸官能性エチレン性不飽和極性モノマー、
iv.0〜5部のビニルモノマー、
v.0〜5部の多官能性(メタ)アクリレート、
vi.0〜5部の重合性光反応開始剤を含み得る。
本組成物は、熱反応開始剤又は光反応開始剤のいずれとも重合し得る。従来の任意のフリーラジカル反応開始剤を使用して、初期ラジカルを生成することができる。好適な熱反応開始剤の例としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ジベンゾイル、過酸化ジラウリル、過酸化シクロヘキサン、過酸化メチルエチルケトン、ヒドロペルオキシド(例えばt−ブチルヒドロペルオキシド)、及びクメンヒドロペルオキシドなどの過酸化物、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、2,2,−アゾ−ビス(イソブチロニトリル)、並びに過安息香酸t−ブチルが挙げられる。市販の熱反応開始剤の例としては、VAZO(商標)67(2,2’−アゾービス(2−メチルブチロニトリル))、VAZO(商標)64(2,2’−アゾービス(イソブチロニトリル))、及びVAZO(商標)52(2,2’−アゾービス(2,2−ジメチルバレロニトリル))を含む商品名VAZOとしてDuPont Specialty Chemical(Wilmington,Del.)から入手可能な反応開始剤、並びにElf Atochem North America,Philadelphia,Pa.からLucidol(商標)70として入手可能な反応開始剤が挙げられる。
有用な光反応開始剤としては、ベンゾインメチルエーテル及びベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインエーテル;Irgacure(商標)651光反応開始剤(Ciba Specialty Chemicals)として入手可能な2,2−ジメトキシアセトフェノン、Esacure(商標)KB−1光反応開始剤(Sartomer Co.(West Chester,PA))として入手可能な2,2ジメトキシ−2−フェニル−l−フェニルエタノン、及びジメトキシヒドロキシアセトフェノンなどの置換アセトフェノン;2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノンなどの置換α−ケトール;2−ナフタレン−スルホニルクロリドなどの芳香族スルホニル塩化物;並びに1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(O−エトキシ−カルボニル)オキシムなどの光学活性オキシムが挙げられる。これらの中で特に好ましいのは、置換アセトフェノンである。
反応開始剤は、付加開裂架橋剤へのフリーラジカル付加を促進するのに有効な量で使用され、この量は、例えば、反応開始剤の種類、並びにポリマーの分子量及び所望の官能化度に応じて異なる。反応開始剤は、全モノマー100部に基づいて、約0.001重量部〜約5重量部の量で使用することができる。
また、硬化性組成物は、他の添加剤を含んでもよい。好適な添加剤の例としては、粘着付与剤(例えば、ロジンエステル、テルペン、フェノール、並びに脂肪族、芳香族、又は脂肪族及び芳香族合成炭化水素樹脂の混合)、界面活性剤、可塑剤(物理的発泡剤以外)、成核剤(例えば、タルク、シリカ、又はTiO)、顔料、染料、強化剤、固体充填剤、安定剤(例えば、UV安定剤)、及びこれらの組み合わせが挙げられる。添加剤は、生成される硬化された組成物について所望の特性を得るのに十分な量で添加され得る。所望の特性は、主として、得られるポリマー物品の意図する用途によって決定される。
着色剤、研磨顆粒、酸化防止安定剤、熱分解安定剤、光安定剤、導電性粒子、粘着付与剤、流動化剤、増粘剤、艶消し剤、不活性充填剤、結合剤、発泡剤、殺真菌剤、殺菌剤、界面活性剤、可塑化剤、ゴム強化剤、及び当業者に既知のその他の添加剤等の補助剤を、所望により組成物に添加してもよい。これらは、例えば無機充填剤及び有機充填剤のような実質的に非反応性の物質であってもよい。これらの補助剤は、存在する場合、その意図する目的に有効な量で添加される。
幾つかの実施形態では、強化剤を用いてもよい。本発明で有用な強化剤は、ゴム相及び熱可塑性相の両方を有するポリマー化合物、例えば、重合したジエンゴムコア及びポリアクリレート、ポリメタクリレートシェルを有するグラフトポリマー;ゴムポリアクリレートコア及びポリアクリレート又はポリメタクリレートシェルを有するグラフトポリマー;並びにフリーラジカル重合性モノマー及び共重合性ポリマー安定剤からエポキシド中にてその場で重合されるエラストマー粒子である。
第1の種類の有用な強化剤の例としては、参照することによって本明細書に組み込まれる米国特許第3,496,250号(Czerwinski)に開示されているような、アクリル酸エステル若しくはメタクリル酸エステルのシェルがグラフト化される重合したジエンゴム骨格鎖若しくはコア、モノビニル芳香族炭化水素、又はこれらの混合物を有するグラフトコポリマーが挙げられる。好ましいゴム骨格鎖は、重合したブタジエン又はブタジエンとスチレンとの重合した混合物を含む。重合したメタクリル酸エステルを含む好ましいシェルは、低級アルキル(C〜C)で置換されたメタクリレートである。好ましいモノビニル芳香族炭化水素は、スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、エチルビニルベンゼン、イソプロピルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、及びエチルクロロスチレンである。グラフトコポリマーは、触媒を汚染する官能基を含有しないことが重要である。
第2の種類の有用な強化剤の例は、アクリレートコア−シェルグラフトコポリマーであって、コア又は骨格鎖が約0℃未満のガラス転移温度を有するポリアクリレートポリマーであり、例えば、ポリメチルメタクリレート等の約25℃超のガラス転移温度を有するポリメタクリレートポリマー(シェル)がグラフト化されたポリブチルアクリレート又はポリイソオクチルアクリレートである。
本発明において有用な第3の種類の強化剤は、組成物の他の成分と混合する前に約25℃未満のガラス転移温度(T)を有するエラストマー粒子を含む。これらエラストマー粒子は、フリーラジカル重合性モノマー及び樹脂に可溶性である共重合性ポリマー安定剤から重合される。フリーラジカル重合性モノマーは、ジオール、ジアミン、及びアルカノールアミン等の共反応性二官能性水素化合物と組み合わせられたエチレン性不飽和モノマー又はジイソシアネートである。
有用な強化剤としては、コア/シェルポリマー、例えば、コアが架橋スチレン/ブタジエンゴムであり、シェルがポリメチルアクリレートであるメタクリレート−ブタジエン−スチレン(MBS)コポリマー(例えば、Rohm and Haas,Philadelphia,PAから入手可能なACRYLOID KM653及びKM680)、ポリブタジエンを含むコア及びポリ(メチルメタクリレート)を含むシェルとを有するもの(例えば、Kaneka Corporation,Houston,TXから入手可能なKANE ACE M511、M521、B11A、B22、B31、及びM901、並びにATOFINA,Philadelphia,PAから入手可能なCLEARSTRENGTH C223)、ポリシロキサンコア及びポリアクリレートシェルを有するもの(例えば、ATOFINAから入手可能なCLEARSTRENGTH S−2001及びWacker−Chemie GmbH,Wacker Silicones,Munich,Germanyから入手可能なGENIOPERL P22)、ポリアクリレートコア及びポリ(メチルメタクリレート)シェルを有するもの(例えば、Rohm and Haasから入手可能なPARALOID EXL2330、並びにTakeda Chemical Company,Osaka,Japanから入手可能なSTAPHYLOID AC3355及びAC3395)、MBSコア及びポリ(メチルメタクリレート)シェルを有するもの(例えば、Rohm and Haasから入手可能なPARALOID EXL2691A、EXL2691、及びEXL2655)等、並びにこれらの混合物が挙げられる。好ましい変性剤としては、上に列記したACRYLOID及びPARALOID変性剤等、並びにこれらの混合物が挙げられる。
強化剤は、硬化性組成物の重量に基づいて、約1〜35重量%、好ましくは約3〜25重量%に等しい量で有用である。本発明の強化剤は、硬化性組成物の成分と反応したり、硬化に干渉したりすることなく、硬化後の組成物に強度を付与する。
幾つかの実施形態では、部分的に硬化された段階的接着剤組成物は、2つの基材(又は被着材)の間に配置し、次いで、加熱して接着剤を完全に硬化し、基材間を構造及び半構造接着させることができる。したがって、本開示は、構造用及び半構造用接着剤を提供する。「半構造用接着剤」は、少なくとも約0.5MPa、より好ましくは少なくとも約1.0MPa、最も好ましくは少なくとも約1.5MPaの重なり剪断強度を有する硬化接着剤である。しかし、特に高い重なり剪断強度を有する硬化接着剤は、構造用接着剤と呼ばれる。「構造用接着剤」は、少なくとも約3.5MPa、より好ましくは少なくとも約5MPa、最も好ましくは少なくとも約7MPaの重なり剪断強度を有する硬化接着剤である。
幾つかの実施形態では、架橋性組成物は充填剤を含んでよい。幾つかの実施形態では、充填剤の総量は、最大で50重量%、好ましくは最大で30重量%、より好ましくは最大で10重量%の充填剤である。充填剤は、当該技術分野において既知の幅広い材料から1つ以上選択することができ、充填剤としては、有機及び無機充填剤が挙げられる。無機充填剤粒子としては、シリカ、サブミクロンのシリカ、ジルコニア、サブミクロンのジルコニア、及び米国特許第4,503,169号(Randklev)に記載されている種類の非ガラス質微小粒子が挙げられる。
充填剤成分としては、ナノサイズのシリカ粒子、ナノサイズの金属酸化物粒子、及びこれらの組み合わせが挙げられる。ナノ充填剤はまた、米国特許第7,090,721号(Craigら)、同第7,090,722号(Buddら)、同第7,156,911号(Kangasら)及び同第7,649,029号(Kolbら)に記載されている。
また、付加開裂剤は、参照により全文が本明細書に援用される、同一出願人による同時係属出願である「Dental Compositions Comprising Ethylenically Unsaturated Addition−Fragmentation Agent」と題された2011年2月15日出願の米国仮出願第61/443218号に記載のように歯科用組成物の調製においても有用である。
実施例1〜9.付加開裂モノマー(AFM)の合成
一般的手順:全ての反応は、未精製の市販の試薬を用いて、丸底フラスコ又はガラス広口瓶又はバイアル瓶で行った。
材料:市販の試薬を入手時の状態で使用した。ジクロロメタン、酢酸エチル、及びトルエンは、EMD Chemicals Inc.(Gibbstown,NJ,USA)から入手した。グリシジルメタクリレート、4−(ジメチルアミノ)ピリジン、塩化メタクリロイル、トリフェニルホスフィン、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、及びジブチルスズジラウレートは、Alfa Aesar(Ward Hill,MA,USA)から入手した。2−イソシアントエチルメタクリレート、1,2−エポキシ−3−フェノキシプロパン、及び1,2−エポキシデカンは、TCI America(Portland,OR,USA)から入手した。塩化アクリロイル、トリエチルアミン、及びトリフェニルアンチモンは、Sigma Aldrich(St.Louis,MO,USA)から入手した。4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテルは、Nippon Kasei Chemical(Tokyo,Japan)から入手した。グリシジルアクリレートは、Polysciences Inc.(Warringotn,PA,USA)から入手した。メチルメタクリレートオリゴマー混合物は、米国特許第4,547,323号(Carlson,G.M.)の実施例1に詳述されている手順に従って入手した。
計測装置:プロトン核磁気共鳴(1H NMR)スペクトル及び炭素核磁気共鳴(13C NMR)スペクトルは、400MHzの分光計で記録した。
メチルメタクリレートオリゴマー混合物の蒸留
Figure 0005925218
蒸留は、以下に詳述するように、Moad,C.L.、Moad,G.、Rizzardo,E.、及びThang,S.H.のMacromolecules,1996,29,7717〜7726に記載の通り実施した。
電磁撹拌棒を備える1Lの丸底フラスコに、500gのメチルメタクリレートオリゴマー混合物を充填した。フラスコにVigreuxカラム、凝縮器、分布アダプター、及び4つの収集フラスコを取り付けた。撹拌しながら、蒸留装置を減圧0.25mm Hg(33.33Pa)下に置いた。ガスの発生(メチルメタクリレートモノマーの除去)が大体おさまるまで、室温で減圧下にてオリゴマー混合物を撹拌した。次いで、蒸留ポットを油浴中で加熱還流して、オリゴマー混合物を蒸留した。この手順によって単離された画分を表1に列挙する。
Figure 0005925218
メチルメタクリレートダイマーの加水分解
Figure 0005925218
ダイマーの二塩基酸1への加水分解は、以下に詳述するように、Hutson,L.、Krstina,J.、Moad,G.、Morrow,G.R.、Postma,A.、Rizzardo,E.、及びThang,S.H.のMacromolecules,2004,37,4441〜4452に記載の通り実施した。
電磁撹拌棒を備える1Lの丸底フラスコに、脱イオン水(240mL)及び水酸化カリウム(60.0g、1007mmol)を充填した。均質になるまで混合物を撹拌した。メチルメタクリレートダイマー(75.0g、374.6mmol)を添加した。反応物に還流凝縮器を取り付け、油浴中で90℃まで加熱した。17時間後、反応物を油浴から取り出し、室温まで冷却した。濃HClを用いて反応溶液をpH約1まで酸性化した。酸性化した際、白色の沈殿物が形成された。不均質な混合物を真空濾過し、50〜100mLの脱イオン水で素早く2回洗浄した。白色の固形物を、約4時間かけて固形物から空気を引くことによって乾燥させた。次いで、白色の固形物を約1750mLのジクロロメタンに溶解させた。非常に僅かな量(1g未満)の固形物が不溶性のまま残った。溶液を24時間静置した。次いで、ジクロロメタン溶液を真空濾過して、未溶解の白色固形物を除去した。濾過したジクロロメタン溶液を減圧下で濃縮して、白色の固形物を得た。固形物を高真空下で更に乾燥させて、白色の粉末として二塩基酸1(55.95g、325.0mmol、87%)を得た。
実施例1.AFM−1の調製
Figure 0005925218
電磁撹拌棒を備える約250mLの琥珀色の瓶に、グリシジルメタクリレート(23.0mL、24.8g、174mmol)及びトリフェニルアンチモン(0.369g、1.04mmol)を充填した。反応物に空気を供給するために2本の16ゲージの針が貫通しているプラスチックの蓋で反応物を覆った。撹拌しながら、混合物を油浴中で100℃まで加熱した。二塩基酸1(15.0g、87.1mmol)を、1.5時間かけて少しずつ反応物に添加した。21時間後、トリフェニルホスフィン(0.091g、0.35mmol)を添加した。反応物を100℃で撹拌し続けた。更に6.5時間後、反応物からサンプルを採取したところ、1H NMR分析は異性体の混合物としての所望の生成物と一致し、グリシジルメタクリレートの消費が示された。反応物を室温まで冷却して、透明で非常に薄い黄色の粘稠な物質としてAFM−1を得た。
実施例2.ジオール2によるAFM−2の調製
Figure 0005925218
ジオール2の調製
電磁撹拌棒を備える約30mLのガラス瓶に、1,2−エポキシ−3−フェノキシプロパン(3.93mL、4.36g、29.0mmol)及びトリフェニルアンチモン(0.0593g、0.168mmol)を充填した。反応物をプラスチックの蓋で密封した。撹拌しながら、混合物を油浴中で100℃まで加熱した。二塩基酸1(2.50g、14.5mmol)を、35分間かけて少しずつ反応物に添加した。18時間後、トリフェニルホスフィン(0.0162g、0.0618mmol)を添加した。反応物を100℃で撹拌し続けた。更に24時間後、反応物からサンプルを採取したところ、1H NMR分析は異性体の混合物としての所望の生成物と一致した。反応物を室温まで冷却して、無色透明のガラス質の物質としてジオール2を得た。
Figure 0005925218
AFM−2の調製
電磁撹拌棒を備える100mLの丸底フラスコに、ジオール2(4.956g、10.49mmol)及びジクロロメタン(20mL)を充填した。撹拌しながら、2−イソシアナトエチルメタクリレート(2.20mL、2.416g、20.98mmol)を添加した。ジブチルスズジラウレート(ガラスピペットから3滴)を透明且つ均質な溶液に添加した。反応物を、通気するために付加された16ゲージの針を備えるプラスチックの蓋で密封した。72時間後、反応混合物を減圧下で濃縮して、透明で粘稠な液体を得た。液体を、少量のジクロロメタンを用いて25mLの琥珀色の瓶に移した。粘稠な物質に空気を吹き込んで溶媒を除去した。1H NMR分析は、異性体の混合物としての所望の生成物と一致していた。AFM−2(7.522g、9.63mmol、92%)を、非常に粘稠な透明の油状物として得た。
実施例3.AFM−3の調製
Figure 0005925218
電磁撹拌棒を備える2口の500mLの丸底フラスコに、AFM−1(20.00g、43.81mmol)及びジクロロメタン(160mL)を充填した。反応フラスコの口をプラスチックの蓋で密封し、各蓋に16ゲージの針を付加して反応物を通気した。反応物を、撹拌しながら0℃まで冷却した。トリエチルアミン(30.5mL、22.1g、219mmol)及び4−(ジメチルアミノ)ピリジン(1.609g、13.17mmol)を添加した。塩化メタクリロイル(17.0mL、18.4g、176mmol)を、40分間かけて反応混合物に滴下した。薄い黄色の不均質な反応物をゆっくりと室温まで加温した。24時間後、薄い黄色の反応溶液を減圧下で濃縮した。酢酸エチル(400mL)を残渣に添加し、混合物を1Lの分液漏斗に移した。反応フラスコを水性塩酸(1N、200mL)で洗浄し、水性塩酸溶液を分液漏斗に加えた。溶液を十分に混合し、水層を除去した。有機溶液を200mLの水性塩酸(1N)で2回、200mLの脱イオン水で1回、200mLの水性水酸化ナトリウム(1N)で3回、及び200mLの塩化ナトリウム飽和水溶液で1回更に洗浄した。有機溶液を30分間硫酸ナトリウムで乾燥させ、次いで、濾過した。2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(0.011g)を添加し、溶液を減圧下(20℃未満の浴温)で粘稠な溶液になるまで濃縮した。確実に定量的移動を行うために少量のジクロロメタンを用いて濃縮溶液を琥珀色の瓶に移した。粘稠な物質に空気を吹き込んで溶媒を除去した。1H NMR分析は、異性体の混合物としての所望の生成物と一致していた。AFM−3(23.44g、39.55mmol、90%)を非常に粘稠な非常に薄い黄色の油状物として得た。
実施例4.AFM−4の調製
Figure 0005925218
3つ口の250mLの丸底フラスコに、電磁撹拌棒を取り付けた。ジオール2(6.86g、14.52mmol)をジクロロメタン(25mL)に溶解させ、反応フラスコに加えた。更なる5×5mLのジクロロメタンを用いて、ジオール2を確実に定量的移動させ、これらのすすぎ液を反応フラスコに加えた。反応フラスコに、プラスチックの蓋で蓋をした均圧添加漏斗を取り付けた。反応フラスコの他の2つの口もプラスチックの蓋で密封し、各蓋に16ゲージの針を付加して反応物を通気した。反応物を、撹拌しながら0℃まで冷却した。トリエチルアミン(10.0mL、7.26g、71.8mmol)及び4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.532g、4.36mmol)を添加した。塩化メタクリロイルの37.3重量%トルエン溶液(16.28gの溶液、6.07gの塩化メタクリロイル、58.1mmol)を添加漏斗に加えた。塩化メタクリロイルのトルエン溶液を、30分間かけて反応混合物に滴下した。反応物は、薄い黄色になった。18時間後、薄い黄色の反応溶液を、ジクロロメタン(200mL)を用いて500mLの分液漏斗に移した。有機溶液を150mLの水性塩酸(1N)で2回、150mLの脱イオン水で1回、150mLの水性水酸化ナトリウム(1N)で2回、及び200mLの塩化ナトリウム飽和水溶液で1回洗浄した。有機溶液を30分間硫酸ナトリウムで乾燥させ、次いで、濾過し、減圧下(20℃未満の浴温)で粘稠な溶液になるまで濃縮した。確実に定量的移動を行うために少量のジクロロメタンを用いて濃縮溶液を琥珀色の瓶に移した。粘稠な物質に空気を吹き込んで溶媒を除去した。1H NMR分析は、異性体の混合物としての所望の生成物と一致していた。AFM−4(8.463g、13.95mmol、96%)を非常に粘稠な薄い黄色の油状物として得た。
実施例5.AFM−5の調製
Figure 0005925218
電磁撹拌棒を備える500mLの丸底フラスコに、AFM−1(31.40g、68.79mmol)及びジクロロメタン(210mL)を充填した。撹拌しながら、2−イソシアナトエチルメタクリレート(19.4mL、21.3g、137mmol)を添加した。ジブチルスズジラウレート(ガラスピペットから3滴)を透明且つ均質な溶液に添加した。反応物をプラスチックの蓋で密封し、通気のために2本の16ゲージの針を加えた。48時間後、反応混合物を減圧下で濃縮して、透明で粘稠な液体を得た。少量のジクロロメタンを用いて液体を約100mLの琥珀色の瓶に移した。粘稠な物質に空気を吹き込んで溶媒を除去した。1H NMR分析は、異性体の混合物としての所望の生成物と一致していた。AFM−5(37.60g、49.04mmol、71%)を、非常に粘稠な透明の油状物として得た。
実施例6.AFM−6の調製
Figure 0005925218
電磁撹拌棒を備える約25mLの琥珀色の瓶に、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル(4.6516g、23.23mmol)及びトリフェニルアンチモン(0.0492g、0.139mmol)を充填した。反応容器をプラスチックの蓋で覆い、2本の16ゲージの針を蓋に挿入して、反応物に空気を供給した。撹拌しながら、混合物を油浴中で100℃まで加熱した。二塩基酸1(2.000g、11.62mmol)を、15分間かけて少しずつ反応物に添加した。24時間後、トリフェニルホスフィン(0.122g、0.0465mmol)を添加した。反応物を100℃で撹拌し続けた。更に21時間後、反応物からサンプルを採取したところ、1H NMR分析は、異性体の混合物としての所望の生成物と一致し、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテルの消費が示された。反応物を室温まで冷却して、透明で非常に薄い黄色の粘稠な物質としてAFM−6を得た。
実施例7.AFM−7の調製
Figure 0005925218
電磁撹拌棒を備える3つ口の100mLの丸底フラスコに、AFM−6(5.00g、8.731mmol)及びジクロロメタン(40mL)を充填した。反応フラスコの口をプラスチックの蓋で密封し、蓋のうちの2つに16ゲージの針を加えて反応物を通気した。反応物を、撹拌しながら0℃まで冷却した。トリエチルアミン(6.1mL、4.43g、43.8mmol)及び4−(ジメチルアミノ)ピリジン(0.320g、2.62mmol)を添加した。塩化アクリロイル(2.84mL、3.16g、34.9mmol)を、30分間かけて反応混合物に滴下した。薄い黄色の不均質な反応物をゆっくりと室温まで加温した。48時間後、薄い黄色の反応溶液を減圧下で濃縮した。酢酸エチル(100mL)を残渣に添加し、混合物を500mLの分液漏斗に移した。反応フラスコを水性塩酸(100mL)で洗浄し、水性塩酸溶液を分液漏斗に加えた。溶液を十分に混合し、水層を除去した。有機溶液を100mLの水性塩酸(1N)で2回、100mLの脱イオン水で1回、100mLの水性水酸化ナトリウム(1N)で3回、及び100mLの塩化ナトリウム飽和水溶液で1回更に洗浄した。有機溶液を30分間硫酸ナトリウムで乾燥させ、次いで、濾過した。2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(0.003g)を添加し、溶液を減圧下(20℃未満の浴温)で粘稠な溶液になるまで濃縮した。確実に定量的移動を行うために少量のジクロロメタンを用いて濃縮溶液を琥珀色の瓶に移した。粘稠な物質に空気を吹き込んで溶媒を除去した。1H NMR分析は、異性体の混合物としての所望の生成物と一致していた。AFM−7(5.03g、7.39mmol、85%)を非常に粘稠な非常に薄い黄色の油状物として得た。
実施例8.ジオール3によるAFM−8の調製
Figure 0005925218
ジオール3の調製
電磁撹拌棒を備えるガラスバイアル瓶に、1,2−エポキシデカン(4.53g、29.0mmol)及びトリフェニルアンチモン(0.102g、0.29mmol)を充填した。反応バイアル瓶をプラスチックの蓋で密封した。撹拌しながら、混合物を油浴中で100℃まで加熱した。二塩基酸1(2.50g、14.5mmol)を、1時間かけて少しずつ反応物に添加した。1日後、トリフェニルホスフィン(0.0259g、0.098mmol)を添加した。反応物を更に18時間100℃で撹拌し続けた。次いで、サンプルを採取したところ、1H NMR分析は、異性体の混合物としての所望の生成物と一致していた。反応物を室温まで冷却して、粘稠な薄い黄色の油状物としてジオール3を得た。
Figure 0005925218
AFM−8の調製
電磁撹拌棒を備えるガラスバイアルにジオール3(1.00g、2.063mmol)及び2−イソシアナトエチルメタクリレート(0.644g、4.15mmol)を充填した。ジブチルスズジラウレート(ガラスピペットから6滴)を均質な溶液に添加した。反応物を空気に曝した状態で維持し、撹拌しながら、混合物を油浴中で50℃まで加熱した。18時間後、反応物からサンプルを採取したところ、1H NMR分析は、異性体の混合物としての所望の生成物と一致していた。反応物を室温まで冷却し、非常に粘稠な薄い黄色の油状物としてAFM−8を得た。
実施例9.AFM−9の調製
約250mLの透明な瓶に、グリシジルアクリレート(0.169g、1.32mmol)、二塩基酸1(0.1142g、0.66mmol)、及びトリフェニルアンチモン(0.0027g、0.0076mmol)を充填した。反応物をプラスチックの蓋で覆い、100℃まで加熱した。16時間後、トリフェニルホスフィン(0.0007g、0.0027mmol)を添加した。反応物を100℃で維持した。更に23時間後、反応物からサンプルを採取したところ、H NMR分析は、異性体の混合物として所望の生成物と一致し、グリシジルアクリレートの消費が示された。反応物を室温まで冷却して、透明で非常に薄い黄色の粘稠な物質としてAFM−9を得た。
Figure 0005925218
実施例10〜14
各実施例10〜14について、450gのイソオクチルアクリレート(IOA、90部)、50gのアクリル酸(AA、10部)、及び0.2g(0.04pph)の2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン光反応開始剤(IRGACURE 651;BASF Corporation;Florham Park NJ,USA)をガラスの反応容器に加えた。容器に蓋をし、20分間窒素でパージした。次いで、コーティング可能な粘度(約5000cps)に達するまで、SYLVANIA F40/350 BL 40ワット蛍光「ブラックライト」(Osram Sylvania;Danvers MA,USA)からの低強度のUV照射に反応混合物を曝露した。次いで、撹拌しながら、0.8g(0.16pph)の更なるIRGACURE 651光反応開始剤を、実施例10〜14のそれぞれについて異なる量のAFM−6と共に添加した。添加したAFM−6の量を(混合物中のAFM−6の重量%で)表2に示す。
各実施例10〜14について、このように調製された組成物を透明なポリエステルフィルムHOSTAPHAN 3SAB(Mitsubishi Polyester Film,Inc.;Greer,SC,USA)の下塗りされている側に約2mil(約50マイクロメートル)の厚さにナイフコーティングすることによって、接着剤コーティングされたシートを調製した。次いで、透明なシリコーンコーティングされたフィルムSILPHAN S 36 M74A(Siliconature USA,LLC;Chicago,IL,USA)でコーティングを覆った。次いで、このサンドイッチ構造にUVA光(650mJ/cm)を照射して、コーティングを接着剤に硬化させた。
接着剤コーティングされたシートをテープストリップに切断し、23℃/相対湿度50%で24時間コンディショニングし、次いで、ガラス上で180°引き剥がし接着試験を行った。引き剥がし接着試験は、ステンレス鋼ではなくガラスを基材として用い、且つ試験されるテープストリップを幅1”(25.4mm)ではなく1/2”(12.7mm)にしたことを除いて、ASTM D 3330/D 3330M−04に従って実施した。各試験サンプルは、幅12.7mmのコンディショニングされたテープからシリコーンライナを取り除き、コーティングされたポリエステルフィルムの接着剤コーティングされている側をガラスプレートに接着させ、テープ上に2kgのローラを4回転がすことによって調製した。次いで、12インチ/分(305mm/分)の圧盤速度で張力試験機を用いて、テープを180°の引き剥がし角度でガラスから引き剥がした。各実施例について、3つの同様に調製した試料を試験した。3回反復した平均値をニュートン/デシメートル(N/dm)及びオンス/インチ(oz/in)の両方で表2に報告する。
Figure 0005925218
歯科用組成物における付加開裂剤の使用、応力−ひずみ挙動、及びその他の物性について、参照により本明細書に援用される2011年2月15日出願の同一出願人による同時係属出願である米国仮出願第61/443218号の実施例に従って更に例証する。
歯科用組成物における付加開裂剤の使用、応力−ひずみ挙動、及びその他の物性について、参照により本明細書に援用される2011年2月15日出願の同一出願人による同時係属出願である米国仮出願第61/443218号の実施例に従って更に例証する。
材料
BisGMA(2,2−ビス[4−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロポキシ)フェニル]プロパン(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)
TEGDMA(トリエチレングリコールジメタクリレート、Sartomer Co.,Inc.,Exton,PA)
UDMA(ジウレタンジメタクリレート、CAS番号41137−60−4、Rohamere 6661−0として市販、Rohm Tech,Inc.,Malden,MA)
BisEMA6(米国特許第6,030,606号に更に記載されているようなエトキシル化ビスフェノールAメタクリレート、Sartomerから「CD541」として入手可能)
CPQ(カンファーキノン、Sigma Aldrich、St.Louis,MO)
EDMAB(エチル4−(N,N−ジメチルアミノ)ベンゾエート、Sigma Aldrich)
DPIHFP(ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、Alpha Aesar,Ward Hill,MA)
BHT(ブチル化ヒドロキシトルエン、Sigma Aldrich)
BZT(2−(2−ヒドロキシ−5−メタクリルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールを指す;Ciba,Inc.,Tarrytown,NY)
TCDアルコールは、Celaneseから入手可能なトリシクロデカンジメタノール(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノール、CAS:26160−83−8)を指す。
HEMA(2−ヒドロキシエチルメタクリレート、Sigma−Aldrich)
トリス−(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート(TCI America,Portland,OR)
DCC(ジシクロヘキシルカルボジミド、TCI)
YbF(フッ化イッテルビウム、Treibacher,Germany)
Zr/Si充填剤(表面処理されている、平均粒径0.6〜0.9マイクロメートルのジルコニアシリカ充填剤100部を20〜30℃の溶液温度にて脱イオン水と混合し、pHをトリフルオロ酢酸(0.278部)で3〜3.3に調整する。A−174シラン(SILQUEST A−174、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、Crompton Corporation,Naugatuck,CT)を7部の量でスラリーに添加し、ブレンドを2時間混合した。2時間経過時点で、pHを水酸化カルシウムで中和する。充填剤を乾燥させ、破砕し、74又は100マイクロメートルの篩を通して選別する。
Zr/Siナノ−クラスター充填剤(本質的に米国特許第6,730,156号に記載のように調製したシラン処理されたジルコニア/シリカナノクラスター充填剤)(予備実施例A及び実施例B)
イソシアヌレートトリマー−トリ−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリスHEMAフタレートの合成
無水フタル酸(57.0g、0.385mol、CAS番号85−33−9、Alfa Aesar、ロットG30T004)、4−(ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP、4.9g、0.04mol、CAS番号1122−58−3、Alfa Aesar、ロットL125009)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA、50.9g、0.391mol)及びブチル化ヒドロキシトルエン(BHT、0.140g)を、機械的攪拌機、温度制御機に接続された熱電対、反応器次いで油バブラーにT字形接続を通して移動する乾燥気流、及び加熱マントルを備える2リットルの3つ口反応フラスコに充填した。連続的に撹拌しながら、フラスコの内容物を95℃まで加熱し、それによって全ての成分を溶解させ、透明な液体を得た。95℃での加熱及び撹拌を、5時間続けた。加熱をやめ、乾燥空気下で更に撹拌しながらフラスコの内容物を室温まで冷却した。アセトン(250mL)を添加し、次いで、トリス−(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート(33.58g、0.158mol、TCI製)を添加した。加熱マントルを氷浴と置換し、そこで混合物を0〜5℃まで冷却した。120mLのアセトン中ジシクロへキシルカルボジイミド(DCC、81g、0.393mol)から作製した溶液を500mLの滴下漏斗に入れ、それを反応フラスコと乾燥空気入口との間に置いた。DCC溶液を、反応混合物の温度が10℃を超えない速度で、連続的に撹拌されている反応混合物にゆっくりと添加した。DCC溶液の添加完了後、反応物を一晩室温で2時間氷浴中で撹拌した。2日目に、形成された固形物を真空濾過によって除去し、残渣を40〜45℃の浴でロータリーエバポレーターにおいて濃縮した。残渣を300mLの酢酸エチル:ヘキサンの2:1(体積)溶液に溶解させた。得られた溶液を1.0NのHCl 200mL、10%水溶液200mL、HO 200mL、及びブライン200mLで抽出した。有機層を40℃の浴を用いてロータリーエバポレーターにおいて濃縮した。全期間にわたって生成物に空気を吹込みながら3時間50℃で真空ポンプ下で更なる乾燥を行って、ほぼ無色の曇った粘稠な液体を得た。
屈折率を測定したところ、1.5386であった。NMRを用いることによって、液体が、以下の反応スキームに示される生成物であると判定された。示されている最終生成物の計算分子量は、1041g/モルであった。
連結基の計算分子量は、220g/モルであった。
Figure 0005925218
TGP−IEMの合成
一般的手順1:触媒としてTEAAを用いる、ジオール前駆体とエポキシ成分との反応
例えば、TCDアルコールと対応するエポキシ官能試薬としてのGMAとを、撹拌しながら、例えば、シクロヘキサンと混合する。1.5重量%のTEA及び1.5重量%のGAA(全ての反応物質の合計質量に対して、その場でTEAAを形成するため)、1000ppmのHQ、200ppmのBHT、及び200ppmのHQMEを、撹拌しながら添加する。次いで、付加反応が完了するまで(1H−NMRを介してにより測定:残留エポキシ基のシグナルが検出されなくなるまで)、約70℃の温度で撹拌しながら混合物を加熱する。必要に応じて、3〜5重量%のMSAを撹拌しながらゆっくり添加し、約70℃で約60分間撹拌を続ける。次いで、撹拌しながら混合物を室温に冷却させる。上方のシクロヘキサン相を、存在する場合、下方の油状粘稠相から分離する。分離したシクロヘキサン相を水で1回洗浄し、次いで、2NのNaOH溶液で2回抽出し、次いで、水で1回洗浄し、次いで、無水NaSO上で乾燥させる。濾過後、塩基性アルミナを通して濾液を再度濾過する。100ppmのBHT及び100ppmのHQMEを濾液に添加する。次いで、空気を粗サンプルに吹込みながら、溶媒を取り除く。
一般的手順1に従って、100gのTCDアルコールと、155gのGPと、3.00gのMSAとを反応させた。253gのTGP(509mmol、99%)を黄色の油状物として単離した.一般的手順4に従って、100gのTGPと59.4gのIEMとを反応させた。158gのTGP−IEM(196mmol、99%)を黄色の油状物として単離した:η=1400Pas、n 20=1.531。
TTEO−IEMの合成
一般的手順2:触媒としてBF THFを用いるジオール前駆体様とエポキシ成分含有混合物(例えば、THF中EO)との反応
例えば、TCDアルコールを無水THFで希釈し、次いで、撹拌しながらBF THFを添加する。反応混合物の温度が約30〜40℃を超えないように撹拌しながら気体状EOを添加する。EO添加が完了した後、約30分間室温で撹拌を続ける。13重量%の水(反応物質の合計質量に対して)を添加し、約30分後、撹拌しながら13重量%の塩基性アルミナも添加する。更に約60分間撹拌した後、13重量%のナトリウムメタノエートのメタノール溶液(メタノール中30%)を添加する。次いで、懸濁液を約12時間室温で撹拌する。濾過後、溶媒を真空中で取り除く。
一般的手順2に従って、300gのTCDアルコールと、64.6gのEOと、600gのTHFと、37.9gのBF THFとを反応させた。429gのTTEOを無色の油状物として単離した。一般的手順4に従って、55.3gのTTEOと54.7gのIEMとを反応させた。100gのTTEO−IEM(95%)を無色の油状物として単離した:η=45Pas、n 20=1.503。
TTEO−MAの合成:
一般的手順3:例えば、触媒としてBF THFを用いるジオール前駆体様(例えば、TCDアルコール)とエポキシ含有混合物(例えば、THF中EO)との反応
例えば、TCDアルコールを無水THFで希釈し、次いで、撹拌しながらBF THFを添加する。反応混合物の温度が約30〜40℃を超えないように撹拌しながら気体状EOを添加する。EO添加が完了した後、約30分間室温で撹拌を続ける。13重量%の水(反応性抽出物の合計質量に対して)を添加し、約30分後、撹拌しながら13重量%の塩基性アルミナも添加する。更に約60分間撹拌した後、13重量%のナトリウムメタノエートのメタノール溶液(メタノール中30%)を添加する。次いで、懸濁液を約12時間室温で撹拌する。濾過後、溶媒を真空中で取り除く。
一般的手順3に従って、300gのTCDアルコールと、64.6gのEOと、600gのTHFと、37.9gのBF THFとを反応させた。429gのTTEOを無色の油状物として単離した。一般的手順4に従って、213gのTTEO、161gのMA、44.8mgのBHT、121mgのHQME、89.6mgのメチレンブルー、及び12.8gのMSAを、触媒としてヘキサンを用いて反応させた。237gのTTEO−MA(67%)を無色の液体として単離した:η=0.1Pas、n 20=1.499。
試験方法
応力試験方法
硬化プロセス中に発生する応力を測定するために、図1に示すように、矩形の15×8×8mmのアルミニウムブロックにスロットを機械加工した。スロットは、長さ8mm、深さ2.5mm、及び直径2mmであり、縁から2mmのところに位置し、それによって、試験される歯科用組成物を含有する幅2mmの空洞に隣接する幅2mmのアルミニウム尖点を形成した。線状可変変位変換器(モデルGT 1000、E309アナログ増幅器とともに使用、両方ともRDP Electronics,United Kingdom製)を図示の通りに配置して、歯科用組成物を室温で光硬化させたときの尖点の変位を測定した。試験前に、アルミニウムブロックにおけるスロットをRocatec Plus Special Surface Coating Blasting Material(3M ESPE)を用いて砂で磨き、RelyX Ceramic Primer(3M ESPE)で処理し、最後に、歯科用接着剤Adper Easy Bond(3M ESPE)で処理した。
スロットに、約100mgの材料に等しい、表に示す混合物を完全に詰めた。スロット中の材料とほぼ接触するように(<1mm)配置された歯科用硬化ランプ(Elipar S−10、3M ESPE)を用いて材料に1分間照射し、次いで、ランプを消した9分後に尖点の変位をミクロンで記録した。
ワッツ収縮試験方法
ワッツ収縮(ワッツ)試験方法は、硬化後の体積変化により、試験サンプルの収縮を測定する。サンプル調製(90mgの非硬化複合材の試験サンプル)及び試験手順は、次の参考文献に記載されるように行なわれた:Determination of Polymerization Shrinkage Kinetics in Visible−Light−Cured Materials:Methods Development,Dental Materials,October 1991,pages 281〜286。結果を負の収縮率(%)として報告する。
ダイヤメトラル引張強度(DTS)試験方法
試験サンプルのダイヤメトラル引張強度を以下の手順に従って測定した。未硬化の複合材サンプルを4mm(内径)のガラス管に注入し、前記管にシリコーンゴムのプラグで蓋をした。管を5分間約2.88kg/cm(0.28MPa)の圧力で軸方向に圧縮した。その後、XL 1500歯科用硬化光(3M Company(St.Paul,MN))に曝露することにより、サンプルを80秒間光硬化させ、続いてKulzer UniXS硬化ボックス(Heraeus Kulzer GmbH,Germany)内で90秒間照射した。サンプルをダイヤモンドの鋸で切断して、厚さ約2mmのディスクを形成し、これを試験前に約24時間37℃の蒸留水中で保存した。測定は、ISO規格7489(又はAmerican Dental Association(ADA)規格番号27)に従って、10キロニュートン(kN)のロードセルを用い、クロスヘッド速度1mm/分でInstron試験機(Instron 4505、Instron Corp.(Canton,MA))で実施した。サンプルを調製し、測定し、複数の測定値の平均として結果をMPaで報告した。
バーコル硬度試験方法
試験サンプルのバーコル硬度を、以下の手順に従って測定した。未硬化複合材のサンプルを、ポリエステル(PET)フィルムのシートとスライドグラスとの間に挟まれた厚さ2.5mm又は4mmのTEFLON成形型の中で20秒間硬化させ、ELIPAR Freelight2歯科用硬化光(3M Company)で硬化させた。照射後、PETフィルムを除去し、成形型の上面と底面との両方でのサンプルの硬度を、インデンターを備えたBarber−Coleman Impressor(手持ち式の携帯用硬度試験機;モデルGYZJ 934−1;Barber−Coleman Company,Industrial Instruments Division,Lovas Park,Ind.)を使用して測定した。光曝露の5分後に、上面及び底面のバーコル硬度値を測定した。
硬化深度の試験方法
硬化深度は、10ミリメートルのステンレス鋼の成形型の空洞に複合材を充填し、前記成形型の上下をポリエステルフィルムのシートで覆い、前記シートを加圧して平坦化された組成物表面を得、前記充填された成形型を白色の背景の表面上に置き、歯科用硬化光(3M Dental Products Curing Light 2500又は3M ESPE Elipar FreeLight2,3M ESPE Dental Products)を用いて20秒間歯科用組成物に照射し、前記ポリエステルフィルムを前記成形型の各側から分離し、サンプルの底(すなわち、歯科用硬化光が照射されていない側)から材料を(掻きとることによって)ゆっくりと除去し、前記成形型中に残った材料の厚さを測定することによって決定した。報告する深度は、実際の硬化された厚さ(ミリメートル)を2で除したものである。
曲げ強度及び曲げ弾性率の試験方法
ペースト状のサンプルを2mm×2mm×25mmの石英ガラス成形型に押し出し、試験バーを形成した。次いで、2つの標準的な歯科用硬化光(3M ESPE XL2500又は3M ESPE XL3000)を用いて成形型を通して材料を硬化させた。サンプルバーの中心に1つの光を配置し、20秒間硬化させ、次いで、20秒間バーの両端を同時に硬化させ、ひっくり返し、繰り返すことによって、サンプルを硬化させた。
サンプルを、試験前に37℃の蒸留水に浸漬して保存した(16〜24時間)。バーの曲げ強度及び曲げ弾性率を、ANSI/ADA(American National Standard/American Dental Association)の規格番号27(1993)に従って、Instron試験機(Instron 4505又はInstron 1123、Instron Corp.,Canton,Mass)で0.75mm/分のクロスヘッド速度で測定した。結果をメガパスカル(MPa)で報告した。
圧縮強度の試験方法
試験サンプルの圧縮強度を以下の手順に従って測定した。未硬化の複合材サンプルを4mm(内径)のガラス管に注入し、前記管にシリコーンゴムのプラグで蓋をし、次いで、管を5分間約2.88kg/cm(0.28MPa)の圧力で軸方向に圧縮した。その後、XL 1500歯科用硬化光(3M Company(St.Paul,MN))に曝露することにより、サンプルを80秒間光硬化させ、続いてKulzer UniXS硬化ボックス(Heraeus Kulzer GmbH,Germany)内で90秒間照射した。硬化したサンプルをダイヤモンドの鋸で切断して、圧縮強度を測定するための長さ8mmの円筒形プラグを形成した。試験前に、プラグを37℃の蒸留水中で約24時間保存した。測定は、ISO規格7489(又はAmerican Dental Association(ADA)規格番号27)に従って、10キロニュートン(kN)のロードセルを用い、クロスヘッド速度1mm/分でInstron試験機(Instron 4505、Instron Corp.(Canton,MA))で実施した。硬化したサンプルを調製し、測定し、複数の測定値の平均として結果をMPaで報告した。
表に示す成分を測定し、均一になるまで混合した。
Figure 0005925218
Figure 0005925218
Figure 0005925218
試験結果を以下の通り報告する。各試験について、平均値を報告し、次いで、括弧内に標準偏差を報告する。各試験に利用したサンプル数を「n」として最初の列に報告する。したがって、n=3は、3つのサンプルを試験したことを意味する。
Figure 0005925218
試験結果は、付加開裂物質を含まないCE1〜CE5と比べて、付加開裂物質を含む実施例101〜120の特性が改善されていることを示す。具体的には、付加開裂物質の濃度が上昇したとき、組成物は、十分なダイヤメトラル引張強度、バーコル硬度、及び硬化深度を維持しながら、応力低下及びワット収縮の低下を示す。
また、付加開裂モノマーを従来の歯科用組成物に添加した歯科用組成物も調製した。また、組成物CE6及び121は、0.108のDFIHFP及び0.03のBHTを含有していた。
Figure 0005925218
試験結果を以下の通り報告する。各試験について、平均値を報告し、次いで、括弧内に標準偏差を報告する。各試験に利用したサンプル数を「n」として最初の列に報告する。
Figure 0005925218
実施例122.低応力構造用接着剤における付加開裂モノマーAFM−1
上記で合成したもの等の付加開裂モノマーを、3M Company,Maplewood,MN,USAから入手可能な構造用接着剤3M Scotch−Weld(商標)アクリル接着樹脂DP807、二成分高性能強化メチルメタクリレート系接着剤に配合した。異なる負荷(0.25重量%、0.5重量%、1.0重量%、及び2.5重量%)で添加剤として(上記予備実施例1で得られた)AFM−1を含有するDP807系構造用接着剤の性能を以下に詳細に論じる。DP807/AFM−1構造用接着剤の議論に従って、AFM−2、AFM−3、AFM−4、AFM−5、及びAFM−6を含むDP807の試験結果を提供する。
DP807中にAFM−1を含有する構造用接着剤の製剤に関する詳細を表3に示す。AFM−1を指定の重量パーセントで二成分DP807接着剤の各部分又は各「側」に添加した。次いで、両側を独立に混合し、次いで、2部接着剤ディスペンサーのそれぞれの側に充填し直した。対照接着剤、サンプルAは、付加開裂モノマーを含有していなかった。サンプルBは、接着剤中に0.25重量%のAFM−1を含有していた。サンプルCは、0.5重量%のAFM−1を含有していた。サンプルDは、1.0重量%のAFM−1を含有していた。最後に、サンプルEは、構造用接着剤製剤中に2.5重量%のAFM−1を含有していた。
Figure 0005925218
Figure 0005925218
AFM−1/DP807製剤の重なり剪断強度は、評価した全ての製剤について3000psi(20.7MPa)を上回っていた(表4)。これらサンプルに使用した、修正された重なり剪断強度試験を以下に詳述する。
重なり剪断試験
所望の数のサンプル試験を実施するのに十分な1”×4”×1/16”(2.54×10.2×0.159cm)のアルミニウムクーポンを提供する。
各クーポンの接着表面の上方を少し研磨するために研磨パッド(商品名Scotch−Brite Heavy Duty Scour Padとして知られている、3M Company,St.Paul,MN,USAから入手可能)を使用する。
・クーポンを紙タオルの上に置き、MEKをクーポン上に吹きかけ、次いで、MEKを紙タオルで拭き取ることによって、クーポンをメチルエチルケトン(MEK)で清浄化する。
・1サンプル当たり3枚のクーポン(A、B、C等)が、各サンプルのクーポン間のギャップ(すなわち、AのクーポンセットとBのクーポンセットとの間のギャップ)と(研磨された面を上にして)接触するように、1片の紙タオル上にクーポンを並べる。次いで、研磨された面を上にして既に置かれているクーポンと対称に残りのクーポンを並べる。
・クーポンに、対応する接着剤サンプル(A、B、C等)のラベルを付け、次いで、各サンプルのクーポンに番号を付ける(1〜3)。
・0.5”(1.27mm)の接着を測定するための目印として、幅0.5”(1.27mm)の1片のビニルテープ(3M 471ビニルテープ、3M Company,St.Paul,MN,USAから入手可能)を剥離ライナ(商品名Clearsil T10剥離ライナ、CP Films,Inc.,Martinsville,VA,USAから入手可能)上に設置する。
試験手順
・サンプル「A」のクーポンの3つの研磨された領域にサンプルAから4本の接着剤の線を分配する。
・幾つかの直径3〜5mil(0.0762〜0.0127mm)のスペーサービーズ(Class VI Soda Lime Glass Sphere beads、MO−SCI Specialty Products(Rolla,MO,USA)から入手可能)を接着剤上にふりかける。
・剥離ライナ上に第1の(接着剤でコーティングされた)クーポン(1番)を置き、接着剤を有する表面が試験者の方に向いており、且つテープ/表面に垂直であるように並べる(すなわち、接着剤が試験者の方に向いている状態でその縁部上に置く)。確実に、クーポンが0.5”(1.27cm)のテープの右縁部と揃うようにする。
・0.5”(1.27cm)のテープの左縁部と揃い、且つ研磨された表面が第1のクーポン上の接着剤と重なるように、第2のコーティングされていないクーポンを剥離ライナ上に置く。クーポンを接触させる。重なっている接着領域は、幅1”(2.54cm)×深さ0.5”(1.27cm)であり、接着剤の厚さは約5mil(0.0127cm)であるべきである。
・接着の上側を、バインダークリップを用いてとめる。サンプルAの第2及び第3のクーポンを用いて工程3及び4を繰り返す。
・第2のクリップを各サンプル上にとめる。
・5〜7日間接着剤を硬化させる。
・商品名Insight 30 MTS又はSintech 5/GL(MTS Systems Corporation,Eden Prairie,MN,USA製)として入手可能なもの等の引張試験装置における5625lb(25021.2N)のロードセルに挿入することによって、各サンプルの剪断強度を測定する。ロードセル中のサンプル接着剤を0.1インチ(0.254cm)/分で引っ張り、破損力を記録する。
Figure 0005925218
AFM−1/DP807のハンドリングを、以下の手順を用いて可使時間及び湿潤時間を測定することによって評価した。試験結果を以下の表5に示す。
ハンドリングの試験手順−可使時間及び湿潤
ダイムの大きさ(直径約1.8cm)の12の部分の試験される接着剤を、8”×2”(20.3cm×5.08cm)の高密度ポリエチレン(HDPE)クーポン上に分配する。
直径3〜5mil(0.0762〜0.0127mm)のClass VI Soda Lime Glass Sphereスペーサービーズ(MO−SCI Specialty Products(Rolla,MO,USA)製)を接着剤の全ての部分にふりかける。
ガラスの顕微鏡用スライドカバースリップを接着剤の最初の2つの部分に接着させる。
ストップウォッチをスタートさせる。
5分間後、ガラスのカバースリップを接着剤の次の2つの部分に接着させる。
5分間毎に接着剤の次の2つの部分にガラスのカバースリップを接着し続ける。
「湿潤時間」は、ガラスのカバースリップが成功裏にHDPEクーポンに接着された最後の時間として報告する。換言すれば、接着剤は、カバースリップの縁部の周囲を濡らす。例えば、接着が10分では形成されるが、15分では形成されない場合、「湿潤時間」は10分である。
サンプルA〜Dについては、最高の可能な「湿潤時間」は、20分である。サンプルEについては、最高の可能な「湿潤時間」は、30分である。
ガラスのカバースリップを接着させる間、カバースリップを容易にひねることができなくなるまで、木製のアプリケータスティックを用いて穏やかにカバースリップをひねることによって、1分間隔で初期の2つの接着(すなわち、0接着)を調べる。
「可使時間」は、ガラスのカバースリップを木製のアプリケータを用いて動かせなくなった時間として報告する。
Figure 0005925218
硬化応力の比較
実験構造用接着剤を、重合応力を測定するために用いたアルミニウム−シム変形試験(シムカール測定)においても評価した。試験手順及び装置は、社内で開発した。B&H Machine Co.,Inc.,Roberts,WI,USAから入手したレーザー表面計を用いて、接着剤でコーティングされたシムの輪郭を測定した。表面計は、Keyence LK−011レーザー変位センサーヘッド及びKeyence LK−3101コントローラ(Keyence Corporation of America,Elmwood Park,NJ,USA)を備えていた。幅3/8”(0.953cm)及び深さ5/32”(0.397cm)である、長さ約3 3/8”(8.85cm)の圧延溝のついた、機械加工された平行な表面を有する金属のブロックから特別なサンプルホルダーを製作した。サンプルホルダーは、サンプルがレーザーに対して同じ地点に繰り返し設置され得るように設計した。サンプルホルダーを、4つのねじを用いてレーザースキャナと同じ光学テーブルに取り付けた。左から右に向かって長さ方向にサンプルをレーザーでスキャンした。次いで、それをわずかに上方に移動させ、左にスキャンし戻した。下方向及び後方に3回スキャンを実施し、スキャンを平均してサンプルの平均輪郭を得た。次いで、分析するためにMicrosoft Excelコンピュータスプレッドシートプログラムにデータをインポートした。通常は各サンプルについて、4つのシムをコーティングし、測定した。各シムを6回スキャンした(下方向及び後方に3回スキャンした)。生データをMicrosoft Excelにインポートした後、6回のスキャンを平均して平均スキャン、すなわち、輪郭を得た。次いで、平均した輪郭データを、最低点が0に設定されるように垂直方向に調整した。次いで、カールした各シムのサンプルホルダー上の高さを幅2.125”(5.40cm)の点で測定した。これは、カールしたシムの2つの側面が約2.125”(5.40cm)離れている2点を見つけることを伴う。これらの点における高さ(マイクロメートル)(幅2.125”(5.40cm)における高さ)をシムカールの基準として用いた。以下により詳細に記載するように、シムを厚さ30mil(0.762mm)になるように構造用接着剤サンプルでコーティングし、15分間垂直に吊るし、次いで、1片のClearsil(登録商標)T10剥離ライナ(CP Films,Inc.(Martinsville,VA,USA)から入手)上に平らに置き、一晩硬化させた。シムの中央2.5”(6.35cm)をコーティングし、両端に0.25”(0.635cm)のコーティングされていないアルミニウムシムを残した。次いで、コーティングの約18〜24時間後にシムカールを測定した。より高い応力で硬化する構造用接着剤は、アルミニウムシムにおいてより大きなカールを生じさせるので、幅2.125”(5.39cm)においてより高い高さが測定される。AFM−1をDP807に添加することによって、幅2.125”(5.39cm)で測定されたアルミニウムシムの高さにおいて、かなり大きい滴によって示されるように、応力が著しく減少し(表6)、0.25重量%のAFM−1(サンプルB)を添加することによって、対照製剤に比べて幅2.125”(5.39cm)におけるシムの高さが30%減少した。構造用接着剤中のAFM−1の量が増加するにつれて、シムカールが減少した。DP807中に2.5重量%のAFM−1を含有するサンプルEからは、幅2.215”(5.39cm)において、対照製剤と比べて63%低い、シム高さがわずか552μmの比較的平坦なシムが生じた。後述の通り、AFM−2、AFM−3、及びAFM−6を含有するDP807についても同様の結果が得られた。(注記:AFM−1を含有するサンプルについて、シムカールは、シムをコーティングした3日後に測定した。全ての他のAFMについては、シムカールは、シムをコーティングした約18〜24時間後に測定した。)
シムカールの測定
・シムを広口瓶のヘキサンに入れ(15分間)、次いで、1片の紙タオル上で空気乾燥させることによって、厚さ4mil(0.1mm)の3”×1/4”(7.62cm×0.635cm)のアルミニウムシム(接着剤当たり4つ)を清浄化する。
・商品名Post−itのメモ(3M Company,St.Paul,MN,USA)を用いて、各シムの両端0.25インチ(0.635cm)を覆う。
・30mil(0.762mm)の隙間ゲージを用いて、ナイフコーターのコーター高さを30mil(0.762cm)に設定する。用いたコーターは、BYK−Gardner USA,Columbia,MD,USA製の、幅2”(5.08cm)の刃(部品番号PA−4310)を備えるBYK−Gardnerフィルム流延ナイフであった。
試験手順
・シムとPost−itメモとの間の境界においてシムの左端に接着剤の4分の1の大きさ(直径2.4cm)の部分を分配する。
・接着剤の左側の30milのギャップ(0.0762cmのギャップ)にナイフコーターを置き、一定圧力を印加し、シム全体にわたってコーターをゆっくり引っ張る。
・Post−itメモを除去する。
・2つのシムを隣り合わせに小さなバインダークリップでとめる。
・幅0.5インチ(1.27cm)のマスキングテープ片及び小さいバインダークリップを用いて、シムを(垂直に)吊るして乾燥させる(この場合、非通電ドラフト内で)。クリップでとめている又は吊るしている間にシムが交差しないようにする。
・タイマーをスタートさせる。
・これらの工程を繰り返して、第3及び第4のシムをコーティングする。
・ドラフト内に吊るしていた時間を記録する。
・15分間後、シムを下ろし、ドラフト内で剥離ライナ上に平坦に並べる(商標名Clearsil T10剥離ライナ、CP Films,Inc.,Martinsville,VA,USAから入手)。
・一晩硬化させ、次いで、レーザー表面計を用いて湾曲/輪郭を測定する。
・サンプルホルダーを用いて、シムの測定が確実に一貫するようにする。各シムを、ホルダーの左下の角部に接触するように配置した。
・75mmスキャン、スキャン間0.5mm、合計6回のスキャン、6mm/sにレーザを設定し、取得されるデータファイルの種類をASCIIに設定する。
Figure 0005925218
実施例123〜127.低応力構造用接着剤における付加開裂モノマー
上記実施例122においてAFM−1に用いた手順に従った、DP807中AFM−2、AFM−3、AFM−4、AFM−5、及びAFM−6の試験結果
実施例123.低応力構造用接着剤における付加開裂モノマーAFM−2
以下のサンプルでは、AFM−2の重量%は、上記実施例122においてAFM−1に用いたのと同じモルパーセントを提供するために、分子量に従って調整した。
Figure 0005925218
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実施例124.低応力構造用接着剤における付加開裂モノマーAFM−3
Figure 0005925218
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Figure 0005925218
Figure 0005925218
実施例125.低応力構造用接着剤における付加開裂モノマーAFM−4
Figure 0005925218
Figure 0005925218
Figure 0005925218
Figure 0005925218
Figure 0005925218
実施例126.低応力構造用接着剤における付加開裂モノマーAFM−5
Figure 0005925218
Figure 0005925218
Figure 0005925218
Figure 0005925218
Figure 0005925218
実施例127.低応力構造用接着剤における付加開裂モノマーAFM−6
Figure 0005925218
Figure 0005925218
Figure 0005925218
Figure 0005925218
Figure 0005925218
本発明を以下の実施形態を用いて例証する。
1.式:
Figure 0005925218

の付加開裂剤であって、式中、
、R及びRは、それぞれ独立して、Z−Q−、(ヘテロ)アルキル基又は(ヘテロ)アリール基であるが、ただし、R、R、及びRのうちの少なくとも1つは、Z−Q−であり、
Qは、m+1の価数を有する連結基であり、
Zは、エチレン性不飽和重合性基であり、
mは、1〜6であり、
各Xは、独立して、−O−又は−NR−であり、式中、Rは、H又はC〜Cアルキルであり、
nは、0又は1である、付加開裂剤。
2.Zが、ビニル、ビニルオキシ、(メタ)アクリルオキシ、(メタ)アクリルアミド、スチレン及びアセチレン官能基を含む、実施形態1に記載の付加開裂剤。
3.Zが、
Figure 0005925218

から選択され、式中、Rは、H又はC〜Cアルキルである、実施形態1に記載の架橋剤。
4.Qが、
−O−、−S−、−NR−、−SO−、−PO−、−CO−、−OCO−、−R−、−NR−CO−NR−、NR−CO−O−、NR−CO−NR−−CO−O−R−、−CO−NR−R−、−R−CO−O−R−、−O−R−.−S−R−−、−NR−R−、−SO−R−、−PO−R−、−CO−R−、−OCO−R−、−NR−CO−R−、NR−R−CO−O−、及びNR−CO−NR−から選択され、
式中、各Rは、水素、C〜Cアルキル基又はアリール基であり、各Rは、1〜6個の炭素原子を有するアルキレン基、5〜10個の炭素原子を有する5若しくは6員シクロアルキレン基、又は6〜16個の炭素原子を有する二価アリーレン基であるが、ただし、Q−Zは、過酸化結合を含有しない、実施形態1〜3のいずれかに記載の付加開裂剤。
5.Qがアルキレンである、実施形態1〜4のいずれかに記載の付加開裂剤。
6.Qが、式−C2r−のアルキレンであり、式中、rは1〜10である、実施形態5に記載の付加開裂剤。
7.Qがヒドロキシル置換アルキレンである、実施形態1〜4のいずれかに記載の付加開裂剤。
8.Qが−CH−CH(OH)−CH−である、実施形態7に記載の付加開裂剤。
9.Qがアリールオキシ置換アルキレンである、実施形態6に記載の付加開裂剤。
10.Rがアルコキシ置換アルキレンである、実施形態6に記載の付加開裂剤。
11.R−X−基(及び所望によりR−X−基)が、HC=C(CH)C(O)−O−CH−CH(OH)−CH−O−、HC=C(CH)C(O)−O−CH−CH(O−(O)C(CH)=CH)−CH−O−、HC=C(CH)C(O)−O−CH(CHOPh)−CH−O−、HC=C(CH)C(O)−O−CHCH−N(H)−C(O)−O−CH(CHOPh)−CH−O−、HC=C(CH)C(O)−O−CH−CH(O−(O)C−N(H)−CHCH−O−(O)C(CH)C=CH)−CH−O−、HC=C(H)C(O)−O−(CH−O−CH−CH(OH)−CH−O−、HC=C(CH)C(O)−O−CH−CH(O−(O)C−N(H)−CHCH−O−(O)C(CH)C=CH)−CH−O−、CH−(CH−CH(O−(O)C−N(H)−CHCH−O−(O)C(CH)C=CH)−CH−O−、HC=C(H)C(O)−O−(CH−O−CH−CH(−O−(O)C(H)=CH)−CH−O−及びHC=C(H)C(O)−O−CH−CH(OH)−CH−O−.HC=C(H)C(O)−O−(CH−O−CH−CH(−O−(O)C(H)=CH)−CH−O−、及びCH−(CH−CH(O−(O)C−N(H)−CHCH−O−(O)C(CH)C=CH)−CH−O−から選択される、実施形態1に記載の付加開裂剤。
12.実施形態1〜11のいずれかに記載の付加開裂剤と、少なくとも1つのフリーラジカル重合性モノマーと、反応開始剤と、を含む、重合性組成物。
13.全モノマー100重量部に基づいて、
a)85〜100重量部の非三級アルコールの(メタ)アクリル酸エステル、
b)0〜15重量部の酸官能性エチレン性不飽和モノマー、
c)0〜10重量部の非酸官能性エチレン性不飽和極性モノマー、
d)0〜5部のビニルモノマー、及び
e)0〜5部の多官能性(メタ)アクリレート、並びに
f)100重量部のa)〜e)に基づいて、0.1〜10重量部の付加開裂剤、を含む、実施形態12に記載の重合性組成物。
14.0.01〜5部の多官能性(メタ)アクリレートを更に含む、実施形態13に記載の重合性組成物。
15.フリーラジカル反応開始剤を更に含む、実施形態12に記載の重合性組成物。
16.前記反応開始剤が熱反応開始剤である、実施形態15に記載の重合性組成物。
17.式:
Figure 0005925218

の化合物であって、式中、Xは、求電子性又は求核性の官能基を含み、
は、X、X−R又はX−Rであり、
nは、0又は1である化合物を、
式:
Figure 0005925218

の化合物であって、式中、
Aは、官能基Xと共反応性である官能基であり、Rは、水素、C〜Cアルキル基又はアリール基であり、Rは、単結合、又はエチレン性不飽和基を反応性官能基Aに結合させる二価(ヘテロ)ヒドロカルビル連結基である化合物と反応させる工程を含む、実施形態1〜16のいずれかに記載の付加開裂剤を製造する方法。
18.Rが、単結合、又はエチレン性不飽和基を共反応性官能基Aに結合させる二価連結基から選択される、実施形態17に記載の方法。
19.Rが、−O−、−S−、−NR−、−SO−、−PO−、−CO−、−OCO−、−NR−CO−、NR−CO−O−、NR−CO−NR−、−R−及びこれらの組み合わせから選択され、Rが、1〜6個の炭素原子を有するアルキレン基、5〜10個の炭素原子を有する5若しくは6員シクロアルキレン基、又は6〜16個の炭素原子を有する二価アリーレン基である、実施形態17に記載の方法。
20.前記共反応性官能基Aが、ヒドロキシル、アミノ、オキサゾリニル、オキサゾロニル、アセチル、アセトニル、カルボキシル、イソシアナト、エポキシ、アジリジニル、ハロゲン化アシル、ビニルオキシ、及び環状無水物基から選択される、実施形態17に記載の方法。
21.反応性官能基Xがイソシアナト官能基である場合、前記共反応性官能基Aが、第二アミノ又はヒドロキシル基を含み、
反応性官能基Xががヒドロキシル基を含む場合、前記共反応性官能基が、カルボキシル、エステル、ハロゲン化アシル、イソシアナト、エポキシ、無水物、アズラクトニル、又はオキサゾリニル基を含み、
反応性官能基Xがカルボキシル基を含む場合、前記共反応性官能基Aが、ヒドロキシル、アミノ、エポキシ、イソシアネート、又はオキサゾリニル基を含む、実施形態17に記載の方法。
22.基材上に実施形態1〜16のいずれかに記載の重合性組成物の層を含む、物品。
23.基材上に硬化した実施形態1〜16のいずれかに記載の重合性組成物を含む、物品。
24.実施形態1〜16のいずれかに記載の重合性組成物を一方又は両方の基材の表面にコーティングする工程と、前記コーティングされた表面を任意に圧力とともに接触させる工程と、前記重合性組成物を硬化させる工程と、を含む、2枚の基材を接着する方法。
25.実施形態1〜16のいずれか一項に記載の重合性組成物を一方又は両方の基材の表面にコーティングする工程であって、前記重合性組成物のコーティングを少なくとも部分的に硬化する工程と、前記コーティングされた表面を任意に圧力とともに接触させる工程と、必要に応じて前記重合性組成物を更に硬化させる工程と、を含む、2枚の基材を接着する方法。

Claims (10)

  1. 式:
    Figure 0005925218

    [式中、
    、R及びRは、それぞれ独立して、Z−Q−、(ヘテロ)アルキル基又は(ヘテロ)アリール基であるが、ただし、R、R、及びRのうちの少なくとも1つは、Z−Q−であり、
    Qは、m+1の価数を有し、過酸化結合を含有しない連結基であり、
    Zは、下記表に記載の基から選択されるエチレン性不飽和重合性基(式中、Rは、H又はC〜Cアルキルを示す)であり、
    Figure 0005925218

    mは、1〜6であり、
    各Xは、独立して、−O−又は−NR−(式中、Rは、H又はC〜Cアルキルを示す)であり、
    nは、0又は1である]で表される、付加開裂剤。
  2. Qが、−O−、−S−、−NR−、−SO−、−PO−、−CO−、−OCO−、−R−、−NR−CO−NR−、−NR−CO−O−、−NR−CO−NR−、−CO−O−R−、−CO−NR−R−、−R−CO−O−R−、−O−R−、−S−R−、−NR−R−、−SO−R−、−PO−R−、−CO−R−、−OCO−R−、−NR−CO−R−、−NR−R−CO−O−、及び−NR−CO−NR−から選択され、
    式中、各Rは、水素又は〜Cアルキル基であり、各Rは、1〜6個の炭素原子を有するアルキレン基、5〜10個の炭素原子を有する5若しくは6員シクロアルキレン基、又は6〜16個の炭素原子を有する二価アリーレン基であるが、ただし、Q−Zは、過酸化結合を含有しない、請求項1に記載の付加開裂剤。
  3. Qがアルキレン、ヒドロキシル置換アルキレン、アリールオキシ置換アルキレン、又はアルコキシ置換アルキレンである、請求項1に記載の付加開裂剤。
  4. 請求項1に記載の付加開裂剤と、少なくとも1つのフリーラジカル重合性モノマーと、
    反応開始剤と、を含む、重合性組成物。
  5. 全モノマー100重量部に基づいて、
    a)85〜100重量部の非三級アルコールの(メタ)アクリル酸エステル、
    b)0〜15重量部の酸官能性エチレン性不飽和モノマー、
    c)0〜10重量部の非酸官能性エチレン性不飽和極性モノマー、
    d)0〜5部のビニルモノマー、及び
    e)0〜5部の多官能性(メタ)アクリレート、並びに
    f)100重量部のa)〜e)に基づいて、0.1〜10重量部の前記付加開裂剤、
    を含む、請求項4に記載の重合性組成物。
  6. 0.01〜5部の多官能性(メタ)アクリレートを更に含む、請求項5に記載の重合性組成物。
  7. 式:
    Figure 0005925218

    (式中、Xは、求電子性又は求核性の官能基を含み、Xは、X、X−R又はX−Rであり、nは、0又は1である)で表される化合物を、
    式:
    Figure 0005925218

    (式中、Aは、官能基Xと共反応性である官能基であり、Rは、水素又は〜Cアルキル基であり、Rは、単結合、又はエチレン性不飽和基を反応性官能基Aに結合させる二価(ヘテロ)ヒドロカルビル連結基である)で表される化合物と反応させる工程を含む、請求項1に記載の付加開裂剤を製造する方法。
  8. 基材上に硬化した請求項4〜6のいずれか一項に記載の重合性組成物を含む、物品。
  9. 2枚の基材を接着する方法であって、
    請求項4〜6のいずれか一項に記載の重合性組成物を、一方又は両方の基材の表面にコーティングする工程と、
    コーティングされた前記表面を任意に圧力とともに接触させる工程と、前記重合性組成物を硬化させる工程と、を含む、方法。
  10. 2枚の基材を接着する方法であって、
    請求項4〜6のいずれか一項に記載の重合性組成物を、一方又は両方の基材の表面にコーティングする工程であって、前記重合性組成物のコーティングを少なくとも部分的に硬化する工程と、
    コーティングされた前記表面を任意に圧力とともに接触させる工程と、
    必要に応じて、前記重合性組成物を更に硬化させる工程と、を含む、方法。
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