JP6425986B2 - Urethane (meth) acrylate, active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition and cured product thereof - Google Patents

Urethane (meth) acrylate, active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition and cured product thereof Download PDF

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Description

本発明は、主として塗料、コーティング用途等に有用なウレタン(メタ)アクリレート(活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート)、並びにこれを硬化成分として含有する組成物(活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物)及びその硬化物に関する。   The present invention mainly relates to urethane (meth) acrylates (active energy ray-curable urethane (meth) acrylates) useful for coating, coating applications, etc., and compositions containing the same as a curing component (active energy ray-curable urethanes (meta ) Acrylate composition and its cured product.

近年、環境汚染の問題や省エネルギー化等の観点で、有機溶剤系の塗料に代わって、活性エネルギー線により硬化する無溶剤系の活性エネルギー線硬化型塗料が多用されるようになった。このような活性エネルギー線硬化型塗料は、活性エネルギー線により硬化可能な樹脂及び硬化可能なモノマーを含有し、モノマーが同時に溶剤の機能を兼ねていることから、塗膜形成時に溶剤を揮散させる必要がないという利点がある。これらの樹脂やモノマーとしては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等の分子末端に(メタ)アクリロイル基を有するオリゴマーや、アクリル系のモノマー等が利用されている。この中でも、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂は物性バランスが良好であり、該樹脂を用いた塗料組成物は、例えば、化粧紙コーティング、紙用ツヤニス(OPV)、木工用塗料、プラスチックス用ハードコーティング、インキ等に幅広く使用されている。   In recent years, non-solvent-based active energy ray-curable coatings that are cured by active energy rays have been widely used instead of organic solvent-based paints in view of environmental pollution problems and energy saving. Such an active energy ray-curable coating contains a resin that can be cured by active energy rays and a curable monomer, and the monomer simultaneously has the function of a solvent, so it is necessary to volatilize the solvent when forming a coating film There is an advantage that there is no As these resins and monomers, for example, oligomers having a (meth) acryloyl group at molecular terminals such as urethane (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, and acrylic monomers are used. ing. Among these, urethane (meth) acrylate resin has a good balance of physical properties, and a paint composition using the resin is, for example, a decorative paper coating, gloss for paper (OPV), paint for woodwork, hard coating for plastics, It is widely used for ink etc.

特に、コーティング剤の用途においては、形成されるコーティング塗膜が、硬さ、耐カール性、柔軟性、密着性等の性能を有することが求められており、上述の活性エネルギー線硬化型の材料については、これらの要求性能を満足させるために各種性能の改良が検討されている。   In particular, in the application of the coating agent, the coating film to be formed is required to have performance such as hardness, curl resistance, flexibility, adhesion, etc., and the above-mentioned active energy ray-curable material For the purpose of improving the performance of various types, in order to satisfy these required performances.

従来、上述のウレタン(メタ)アクリレート樹脂としては、例えば、重合性不飽和結合を1個以上有する水酸基含有多官能(メタ)アクリレート化合物と1分子中にイソシアネート基とイソシアヌレート環構造を有するイソシアネート含有化合物からなるイソシアネート基含有ウレタン化合物と、1分子中に水酸基とイソシアヌレート環構造を有する水酸基含有化合物との反応により得られる1分子中に重合性不飽和基を6個以上含有する不飽和ウレタン化合物(特許文献1参照);1分子中に重合性不飽和結合を1個以上有する水酸基含有(メタ)アクリレート化合物及びイソシアネート基を有するイソシアヌレート化合物を反応させて得られるイソシアネート基含有不飽和ウレタン化合物と、1分子中に水酸基を2個以上有するヒドロキシル基含有アルキレングリコール系化合物との反応により得られる、1分子中に重合性不飽和結合を10個以上有する不飽和ウレタン化合物(特許文献2参照);1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する有機イソシアネートと水酸基を有する3官能以上の(メタ)アクリレートを反応させて得られる6官能以上のウレタン(メタ)アクリレート(特許文献3参照)、等の化合物が知られていた。   Conventionally, as the above-mentioned urethane (meth) acrylate resin, for example, a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate compound having one or more polymerizable unsaturated bonds, and an isocyanate containing isocyanate group and an isocyanurate ring structure in one molecule An unsaturated urethane compound containing six or more polymerizable unsaturated groups in one molecule obtained by the reaction of an isocyanate group-containing urethane compound comprising a compound and a hydroxyl group-containing compound having a hydroxyl group and an isocyanurate ring structure in one molecule (See Patent Document 1); and an isocyanate group-containing unsaturated urethane compound obtained by reacting a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound having one or more polymerizable unsaturated bonds in one molecule and an isocyanate group-containing isocyanurate compound , Hydroxyl having two or more hydroxyl groups in one molecule Unsaturated urethane compound having 10 or more polymerizable unsaturated bonds in one molecule, which is obtained by the reaction with an alkyl group-containing alkylene glycol compound (see Patent Document 2); two or more isocyanate groups in one molecule Compounds such as hexafunctional or higher urethane (meth) acrylates (see Patent Document 3) obtained by reacting organic isocyanates having hydroxyl groups with trifunctional or higher functional (meth) acrylates having hydroxyl groups have been known.

特開2005−281412号公報JP 2005-281412 A 特開2012−17404号公報JP, 2012-17404, A 特開2010−238299号公報JP, 2010-238299, A

特許文献1〜3に開示された不飽和ウレタン化合物やウレタン(メタ)アクリレートを含むコーティング剤を被塗布物(例えば、フィルム等の基材)に塗布し、紫外線照射により硬化させることで、硬化塗膜を形成できる。このようにして得られる硬化塗膜(ハードコート層)の表面は硬いが、一方で、紫外線照射後に被塗布物にカールを生じさせるという問題を有していた。これに対して、紫外線照射後にも(即ち、硬化させた後でも)被塗布物にカールを生じさせない材料(コーティング剤)も存在するが、このような材料により形成される硬化塗膜は、表面の硬度が不十分であるという問題を有する。このように、表面の硬度と被塗布物のカールを生じさせにくい特性(「耐カール性」と称する場合がある)との両性能をバランス良く備えた硬化塗膜を形成できる材料はこれまでに得られていなかったのが現状である。   A coating agent containing an unsaturated urethane compound or a urethane (meth) acrylate disclosed in Patent Documents 1 to 3 is applied to an object to be coated (for example, a substrate such as a film), and cured by ultraviolet irradiation. It can form a film. The surface of the cured coating film (hard coating layer) obtained in this manner is hard, but on the other hand, it has a problem of causing curling in the coated object after ultraviolet irradiation. On the other hand, although there are materials (coating agents) which do not cause curling of the coated object even after ultraviolet irradiation (that is, even after curing), the cured coating film formed by such materials has a surface The problem is that the hardness of the As described above, materials capable of forming a cured coating film having well-balanced performance of the surface hardness and the property of causing less curling of the object to be coated (sometimes referred to as "curl resistance") have hitherto been described. It is the present condition that it was not obtained.

従って、本発明の目的は、高い表面硬度(例えば、耐摩耗性、耐傷付性)と耐カール性との両性能をバランス良く備えた塗膜(硬化塗膜)を形成できる材料(ウレタン(メタ)アクリレート)、及び該材料を含む活性エネルギー線硬化型樹脂組成物(活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物)を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to use a material (urethane (Meta (meta) which can form a coating (hardened coating) having a good balance between high surface hardness (for example, abrasion resistance, scratch resistance) and curl resistance). An object of the present invention is to provide a) an acrylate) and an active energy ray-curable resin composition (active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition) containing the material.

本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定の化合物を原料とするウレタン(メタ)アクリレート及びこれを含む活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物によると、高い表面硬度と耐カール性との両性能をバランス良く備えた塗膜(硬化塗膜)を形成できることを見出し、本発明を完成させた。   MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly examining in order to solve the said subject, the present inventors have high surface hardness according to the urethane (meth) acrylate which uses a specific compound as a raw material, and the active energy ray hardening urethane (meth) acrylate composition containing this. It has been found that a coating film (cured coating film) can be formed which is equipped with both performances of the toner and the curl resistance in a well-balanced manner, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、下記発明を提供する。
[1]ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレート1モルに対して1〜6モル倍のラクトンが付加したラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と、1分子あたり1個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物(B)とを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート。
That is, the present invention provides the following inventions.
[1] Lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) in which 1 to 6 moles of lactone is added per 1 mole of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate, and one or more isocyanate groups per molecule Urethane (meth) acrylate obtained by reacting an isocyanate compound (B).

[2]ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレート1モルに対して1〜6モル倍のラクトンが付加したラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と、1分子あたり2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物(B1)と、1分子あたり2個以上の水酸基を有するポリオール(C)とを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート。 [2] Lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) in which 1 to 6 moles of lactone is added per 1 mole of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate, and having 2 or more isocyanate groups per molecule The urethane (meth) acrylate obtained by making an isocyanate compound (B1) and the polyol (C) which has a 2 or more hydroxyl group per molecule react.

[3]ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートが、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートである[1]又は[2]に記載のウレタン(メタ)アクリレート。 [3] The urethane (meth) acrylate according to [1] or [2], wherein the hydroxyalkyl poly (meth) acrylate is pentaerythritol tri (meth) acrylate.

[4][1]〜[3]のいずれか1つに記載のウレタン(メタ)アクリレートを含む活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物。 [4] An active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition comprising the urethane (meth) acrylate according to any one of [1] to [3].

[5]さらに、(メタ)アクリロイル基含有モノマーを含む[4]に記載の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物。 [5] The active energy ray curable urethane (meth) acrylate composition according to [4], further comprising a (meth) acryloyl group-containing monomer.

[6]さらに、光重合開始剤を含む[4]又は[5]に記載の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物。 [6] The active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition according to [4] or [5], further comprising a photopolymerization initiator.

[7][4]〜[6]のいずれか1つに記載の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物を硬化させることにより得られる硬化物。 [7] A cured product obtained by curing the active energy ray curable urethane (meth) acrylate composition according to any one of [4] to [6].

本発明のウレタン(メタ)アクリレートは上記構成を有するため、当該ウレタン(メタ)アクリレートを必須成分として含む活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物を硬化させて形成した硬化物は、高い表面硬度(例えば、耐摩耗性、耐傷付性)と耐カール性との両性能をバランス良く備える。このため、本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物は、特に、物品の表面に硬化塗膜を形成するコーティング剤(コーティング用途)、塗料(塗料用途)、接着剤(接着剤用途)等に好ましく使用できる。   Since the urethane (meth) acrylate of the present invention has the above-mentioned constitution, a cured product formed by curing an active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition containing the urethane (meth) acrylate as an essential component has a high surface Both the hardness (for example, abrasion resistance and scratch resistance) and the curl resistance are well balanced. Therefore, the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention is, in particular, a coating agent (coating application), a paint (coating application), an adhesive (adhesive agent) that forms a cured coating on the surface of an article. Applications) can be preferably used.

合成例1で得られた生成物の1H−NMRスペクトルのチャートである。1 is a chart of the 1 H-NMR spectrum of the product obtained in Synthesis Example 1. 合成例2で得られた生成物の1H−NMRスペクトルのチャートである。3 is a chart of the 1 H-NMR spectrum of the product obtained in Synthesis Example 2. 実施例1で得られたウレタンアクリレート(UA1)の1H−NMRスペクトルのチャートである。1 is a chart of the 1 H-NMR spectrum of a urethane acrylate (UA1) obtained in Example 1. 実施例1で得られたウレタンアクリレート(UA1)のIRスペクトルのチャートを示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The chart of IR spectrum of urethane acrylate (UA1) obtained in Example 1 is shown. 実施例1で得られたウレタンアクリレート(UA1)のGPC溶出曲線を示す。1 shows a GPC elution curve of the urethane acrylate (UA1) obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得られたウレタンアクリレート(UA2)の1H−NMRスペクトルのチャートである。3 is a chart of the 1 H-NMR spectrum of the urethane acrylate (UA2) obtained in Example 2. 実施例2で得られたウレタンアクリレート(UA2)のIRスペクトルのチャートを示す。The chart of IR spectrum of urethane acrylate (UA2) obtained in Example 2 is shown. 実施例2で得られたウレタンアクリレート(UA2)のGPC溶出曲線を示す。7 shows a GPC elution curve of the urethane acrylate (UA2) obtained in Example 2.

<ウレタン(メタ)アクリレート>
本発明のウレタン(メタ)アクリレートは、ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレート1モル(即ち、ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートが有する水酸基1モル)に対して1〜6モル倍のラクトンが付加したラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)(「ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)」、「成分(A)」、「A」と称する場合がある)と、1分子あたり1個以上のイソシアネート基を有する化合物(「イソシアネート化合物(B)」、「成分(B)」、「B」と称する場合がある)とを少なくとも反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートである。より詳しくは、本発明のウレタン(メタ)アクリレートとしては、
[1]ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と、イソシアネート化合物(B)とを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート、及び
[2]ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と、1分子あたり2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物(「イソシアネート化合物(B1)」、「成分(B1)」、「B1」と称する場合がある)と、1分子あたり2個以上の水酸基を有する化合物(「ポリオール(C)」、「成分(C)」、「C」と称する場合がある)とを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート、
が挙げられる。但し、本発明のウレタン(メタ)アクリレートは、ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)とイソシアネート化合物(B)とを少なくとも反応させて得られるものである限り、これらの態様には限定されない。
<Urethane (Meth) Acrylate>
The urethane (meth) acrylate of the present invention is a lactone modified by adding 1 to 6 moles of lactone to 1 mole of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate (that is, 1 mole of hydroxyl group of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate). Hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) ("lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A)", "component (A)", sometimes referred to as "A") and one or more per molecule The compound is a urethane (meth) acrylate obtained by at least reacting with a compound having an isocyanate group ("isocyanate compound (B)", "component (B)", or "B"). More specifically, as the urethane (meth) acrylate of the present invention,
[1] Urethane (meth) acrylate obtained by reacting lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) with isocyanate compound (B), and [2] lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) And, an isocyanate compound having two or more isocyanate groups per molecule ("isocyanate compound (B1)", "component (B1)", and "B1"), and two or more per molecule) Urethane (meth) acrylate obtained by reacting with a compound having a hydroxyl group (sometimes referred to as “polyol (C)”, “component (C)”, “C”),
Can be mentioned. However, the urethane (meth) acrylate of the present invention is not limited to these embodiments as long as it is obtained by at least reacting the lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) with the isocyanate compound (B). .

なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及び/又はメタクリレート(アクリレート及びメタクリレートのいずれか一方又は両方)を意味し、「(メタ)アクリロイル」等についても同様である。   In the present specification, “(meth) acrylate” means acrylate and / or methacrylate (either or both of acrylate and methacrylate), and the same applies to “(meth) acryloyl” and the like.

本発明のウレタン(メタ)アクリレートの平均官能基数は、特に限定されないが、2〜20が好ましく、より好ましくは3〜15である。平均官能基数を2以上とすることにより、硬化物(硬化塗膜)の表面硬度(耐傷付性、耐摩耗性等)がより高くなる傾向がある。一方、平均官能基数を20以下とすることにより、硬化物(硬化塗膜)の耐カール性がより向上する傾向がある。   Although the average functional group number of the urethane (meth) acrylate of this invention is not specifically limited, 2-20 are preferable, More preferably, it is 3-15. By setting the average number of functional groups to 2 or more, the surface hardness (scratch resistance, abrasion resistance, etc.) of the cured product (cured coating film) tends to be higher. On the other hand, when the average number of functional groups is 20 or less, the curl resistance of the cured product (cured coating film) tends to be further improved.

なお、本発明のウレタン(メタ)アクリレートの「平均官能基数」とは、本発明のウレタン(メタ)アクリレート1分子が有する平均(メタ)アクリロイル基数である。例えば、1分子あたり1個の水酸基と3個の(メタ)アクリロイル基を有するラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と、1分子あたり1個のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物(B)とを、モル比1:1で反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートの平均官能基数は3である。その構造を模式的に示すと以下のとおりである。

Figure 0006425986
The "average number of functional groups" of the urethane (meth) acrylate of the present invention is the average number of (meth) acryloyl groups possessed by one urethane (meth) acrylate of the present invention. For example, a lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) having one hydroxyl group and three (meth) acryloyl groups per molecule, and an isocyanate compound (B) having one isocyanate group per molecule Are reacted at a molar ratio of 1: 1, and the average functionality of urethane (meth) acrylate obtained is 3. It is as follows when the structure is shown typically.
Figure 0006425986

また、1分子あたり2個の水酸基を有するジオールであるポリオール(C)と、1分子あたり2個のイソシアネート基を有するジイソシアネートであるイソシアネート化合物(B1)と、1分子あたり1個の水酸基と3個の(メタ)アクリロイル基を有するラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)とをモル比1:2:2で反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートの平均官能基数は6である。その構造を模式的に示すと以下のとおりである。

Figure 0006425986
Also, a polyol (C) which is a diol having two hydroxyl groups per molecule, an isocyanate compound (B1) which is a diisocyanate having two isocyanate groups per molecule, and three hydroxyl groups per molecule The average functional group number of the urethane (meth) acrylate obtained by reacting the lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) having a (meth) acryloyl group of the following at a molar ratio of 1: 2: 2 is 6. It is as follows when the structure is shown typically.
Figure 0006425986

また、1分子あたり2個の水酸基を有するジオールであるポリオール(C)と、1分子あたり3個のイソシアネート基を有するトリイソシアネートであるイソシアネート化合物(B1)と、1分子あたり1個の水酸基と3個の(メタ)アクリロイル基を有するラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)とをモル比1:2:4で反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートの平均官能基数は12である。その構造を模式的に示すと以下のとおりである。

Figure 0006425986
Further, a polyol (C) which is a diol having two hydroxyl groups per molecule, an isocyanate compound (B1) which is a triisocyanate having three isocyanate groups per molecule, and one hydroxyl group per molecule The average functionality number of urethane (meth) acrylates obtained by reacting lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylates (A) having individual (meth) acryloyl groups at a molar ratio of 1: 2: 4 is 12. It is as follows when the structure is shown typically.
Figure 0006425986

なお、本発明のウレタン(メタ)アクリレートは、平均官能基数の同一の又は異なるものを2種以上混合したものであってもよい。混合物の平均官能基数は加重平均により求めることができる。例えば、平均官能基数3のウレタン(メタ)アクリレート0.3モル、平均官能基数6のウレタン(メタ)アクリレート0.2モル、及び、平均官能基数12モルのウレタン(メタ)アクリレート0.5モルの3種を混合した場合は、混合物(本発明のウレタン(メタ)アクリレート)の平均官能基数は次式に従い計算され、8.1となる。
(3×0.3+6×0.2+12×0.5)/(0.3+0.2+0.5)=8.1/1.0=8.1
The urethane (meth) acrylate of the present invention may be a mixture of two or more of the same or different average functional group numbers. The average functionality of the mixture can be determined by weighted averaging. For example, 0.3 moles of urethane (meth) acrylate having an average functionality of 3 and 0.2 moles of urethane (meth) acrylate having an average functionality of 6 and 0.5 moles of urethane (meth) acrylate having an average functionality of 12 When three types are mixed, the average functional group number of the mixture (urethane (meth) acrylate of the present invention) is calculated according to the following formula: 8.1.
(3 × 0.3 + 6 × 0.2 + 12 × 0.5) / (0.3 + 0.2 + 0.5) = 8.1 / 1.0 = 8.1

本発明のウレタン(メタ)アクリレートの重量平均分子量は、特に限定されないが、500〜30000が好ましく、より好ましくは800〜10000である。重量平均分子量を500以上とすることにより、硬化物(硬化塗膜)の表面硬度及び機械強度がより向上する傾向がある。一方、重量平均分子量を30000以下とすることにより、活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物の粘度が高くなり過ぎず、塗工作業等における取り扱い性がより向上し、優れた硬化塗膜が得られる傾向がある。なお、本発明のウレタン(メタ)アクリレートの重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーにて測定される標準ポリスチレン換算の分子量より算出される。   Although the weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate of this invention is not specifically limited, 500-30000 are preferable, More preferably, it is 800-10000. By setting the weight average molecular weight to 500 or more, the surface hardness and the mechanical strength of the cured product (cured coating film) tend to be further improved. On the other hand, by setting the weight average molecular weight to 30,000 or less, the viscosity of the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition does not become too high, and the handleability in coating operation and the like is further improved. Tends to be obtained. In addition, the weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate of this invention is computed from the molecular weight of standard polystyrene conversion measured by gel permeation chromatography.

[ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)]
本発明のウレタン(メタ)アクリレートの原料であるラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)について説明する。ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)は、ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレート1モルに対して1〜6モル倍のラクトンが付加した化合物であり、ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレート1モルに対して1〜6モル倍のラクトンを反応(付加反応)させたものに相当する化合物である。このため、ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)は、ラクトンにより変性された構造(即ち、ラクトンが開環した構造)を特定量有し、なおかつ1分子あたり1個の水酸基と、1分子あたり2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する。なお、本発明のウレタン(メタ)アクリレートの原料としてラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
[Lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A)]
The lactone modified hydroxyl group containing poly (meth) acrylate (A) which is a raw material of urethane (meth) acrylate of this invention is demonstrated. The lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) is a compound in which 1 to 6 moles of lactone is added to 1 mole of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate, and 1 mole of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate The compound is a compound corresponding to one obtained by reacting (addition reaction) 1 to 6 moles of lactone. For this reason, the lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) has a specific amount of a lactone-modified structure (that is, a structure in which a lactone is ring-opened), and one hydroxyl group per molecule It has two or more (meth) acryloyl groups per molecule. In addition, as a raw material of urethane (meth) acrylate of this invention, lactone modified | denatured hydroxyl group containing poly (meth) acrylate (A) can also be used individually by 1 type, and can also be used combining 2 or more types. .

ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)の原料であるヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートは、1分子あたり1個の水酸基を有し、なおかつ1分子あたり2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物である。なお、上記ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートは、ラクトンにより変性された構造を有しない。上記ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートとしては、公知乃至慣用の化合物を使用することができ、特に限定されないが、例えば、下記式(1)で表される化合物を使用できる。

Figure 0006425986
A hydroxyalkyl poly (meth) acrylate which is a raw material of lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) has one hydroxyl group per molecule and at least two (meth) acryloyl groups per molecule. It is a compound which it has. The above hydroxyalkyl poly (meth) acrylate does not have a lactone-modified structure. As the hydroxyalkyl poly (meth) acrylate, known or commonly used compounds can be used, and not particularly limited, for example, compounds represented by the following formula (1) can be used.
Figure 0006425986

式(1)中、R1は、(p+1)価の炭化水素基を示す。後述のように、pは2以上の整数を示すため、(p+1)は3以上の整数である。上記炭化水素基としては、三価以上の直鎖、分岐鎖、又は環状脂肪族炭化水素基;三価以上の芳香族炭化水素基;直鎖状の脂肪族炭化水素基、分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、環状の脂肪族炭化水素基、及び芳香族炭化水素基からなる群より選択される2種以上が結合して形成される三価以上の炭化水素基等が挙げられる。三価の直鎖、分岐鎖、又は環状の脂肪族炭化水素基としては、例えば、アルカン−トリイル基[例えば、メタン−トリイル基、エタン−トリイル基((メタ)アクリロイルオキシ基及び水酸基の結合位置は限定されない。以下例示の結合位置を特定しない基においても同じ。)、プロパン−トリイル基、1,1,1−トリメチルプロパン−トリイル基等]、シクロアルカン−トリイル基[例えば、シクロヘキサン−トリイル基、メチルシクロヘキサン−トリイル基、ジメチルシクロヘキサン−トリイル基等]等が挙げられる。三価の芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、フルオレン等の芳香族化合物から構造式の上で3つの水素原子を除いて形成される基等が挙げられる。四価の直鎖、分岐鎖、又は環状の脂肪族炭化水素基としては、例えば、アルカン−テトライル基[例えば、メタン−テトライル基、エタン−テトライル基、プロパン−テトライル基、ブタン−テトライル基、2,2−ジメチルプロパン−テトライル基等]、シクロアルカン−テトライル基[例えば、シクロヘキサン−テトライル基、メチルシクロヘキサン−テトライル基、ジメチルシクロヘキサン−テトライル基]等が挙げられる。四価の芳香族炭化水素基としては、例えば、芳香族化合物から構造式の上で4つの水素原子を除いて形成される基等が挙げられる。5価以上の炭化水素基についても同様である。 In Formula (1), R 1 represents a (p + 1) -valent hydrocarbon group. As described later, p is an integer of 2 or more, so (p + 1) is an integer of 3 or more. As the above-mentioned hydrocarbon group, a trivalent or higher linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group; a trivalent or higher aromatic hydrocarbon group; a linear aliphatic hydrocarbon group, a branched fatty acid Group hydrocarbon groups, cyclic aliphatic hydrocarbon groups, and trivalent or higher hydrocarbon groups formed by combining two or more selected from the group consisting of aromatic hydrocarbon groups, and the like. Examples of the trivalent linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group include an alkane-triyl group [for example, a methane-triyl group, an ethane-triyl group ((meth) acryloyloxy group and a bonding position of a hydroxyl group The same is true for the following exemplary groups where the bonding position is not specified.), Propane-triyl group, 1,1,1-trimethylpropane-triyl group, etc.], cycloalkane-triyl group [eg cyclohexane-triyl group , Methylcyclohexane-triyl group, dimethylcyclohexane-triyl group etc.] and the like. Examples of the trivalent aromatic hydrocarbon group include groups formed by removing three hydrogen atoms on the structural formula from an aromatic compound such as benzene, naphthalene or fluorene. As the tetravalent linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group, for example, alkane-tetrayl group [eg, methane-tetrayl group, ethane-tetrayl group, propane-tetrayl group, butane-tetrayl group, 2 , 2-Dimethylpropane-tetrayl group etc.], cycloalkane-tetrayl group [eg cyclohexane-tetrayl group, methylcyclohexane-tetrayl group, dimethylcyclohexane-tetrayl group] etc. may be mentioned. Examples of the tetravalent aromatic hydrocarbon group include a group formed by removing four hydrogen atoms from the aromatic compound on the structural formula. The same applies to hydrocarbon groups having 5 or more valences.

中でも、R1としては、硬化塗膜の表面硬度と耐カール性とのバランスにより優れる点で、(p+1)価の直鎖又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましい。 Among them, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having a (p + 1) value is preferable as R 1 because it is excellent in the balance between the surface hardness of the cured coating and the curl resistance.

式(1)中、R2は、水素原子又はメチル基を示す。なお、各R2は同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、pは2以上の整数(例えば、2〜10の整数)を示し、好ましくは2〜6の整数、より好ましくは2〜4の整数である。 In formula (1), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group. In addition, each R 2 may be the same or different. P represents an integer of 2 or more (for example, an integer of 2 to 10), preferably an integer of 2 to 6, and more preferably an integer of 2 to 4.

より具体的には、上記ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。中でも、硬化塗膜の表面硬度と耐カール性とのバランスにより優れる点で、1分子あたり3個以上の(メタ)アクリロイル基(合計)を有する化合物が好ましく、より好ましくはペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートである。   More specifically, as the hydroxyalkyl poly (meth) acrylate, for example, pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) An acrylate etc. are mentioned. Among them, a compound having three or more (meth) acryloyl groups (total) per molecule is preferable, and pentaerythritol tri (meth) is more preferable, in terms of the balance between the surface hardness of the cured coating and the curl resistance. It is an acrylate.

なお、上記ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートは、公知乃至慣用の方法によって製造することもできるし、市販品(例えば、商品名「PETRA」、「PETIA」(以上、ダイセル・オルネクス(株)製);商品名「アロニックスM305」(東亞合成(株)製)等)を入手することもできる。   The above-mentioned hydroxyalkyl poly (meth) acrylate can also be produced by a known or conventional method, or a commercially available product (for example, trade names "PETRA", "PETIA" (all manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd.) Trade name "ALONIX M305" (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and the like can also be obtained.

ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)の原料であるラクトンとしては、公知乃至慣用のラクトンを使用でき、特に限定されないが、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、これらラクトンの低級アルキル置換体等が挙げられる。中でも、硬化塗膜の表面硬度と耐カール性とのバランスにより優れる点で、ε−カプロラクトンが好ましい。なお、ラクトンは、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。また、ラクトンは、公知乃至慣用の方法によって製造することもできるし、市販品を入手することもできる。   The lactone which is a raw material of the lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) may be any known or commonly used lactone, and is not particularly limited. For example, β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone, ε-caprolactone, lower alkyl substituted products of these lactones, and the like can be mentioned. Among these, ε-caprolactone is preferable in that it is more excellent in the balance between the surface hardness of the cured coating film and the curl resistance. In addition, lactone can also be used individually by 1 type, and can also be used in combination of 2 or more type. Also, lactone can be produced by known or conventional methods, or commercially available products can be obtained.

上述のヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートとラクトンとの反応は、詳しくは、ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートが有する水酸基に対して、ラクトンを付加(開環付加反応又は開環付加重合)させる反応である。即ち、ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)は、ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートにおける水酸基を開始点としてラクトンが付加(開環付加又は開環付加重合)した構造を有する化合物である。ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートに対して付加させるラクトンの量は、上述のようにヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレート1モル(即ち、ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートが有する水酸基1モル)に対して1〜6モル倍であり、好ましくは1〜5モル倍である。ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートに付加させるラクトンのモル数(ラクトン付加モル数)を上記範囲に制御することにより、硬化塗膜の表面硬度と耐カール性とが著しく高いレベルで両立される。   Specifically, the reaction of the above-described hydroxyalkyl poly (meth) acrylate with lactone is a reaction in which a lactone is added (ring-opening addition reaction or ring-opening addition polymerization) to a hydroxyl group possessed by hydroxyalkyl poly (meth) acrylate. is there. That is, the lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) is a compound having a structure in which lactone is added (ring-opening addition or ring-opening addition polymerization) starting from the hydroxyl group in hydroxyalkyl poly (meth) acrylate. As described above, the amount of lactone to be added to the hydroxyalkyl poly (meth) acrylate is 1 per 1 mole of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate (ie, 1 mole of hydroxyl group of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate). It is ~ 6 molar times, preferably 1 to 5 molar times. By controlling the number of moles of lactone (addition number of lactone added) to be added to the hydroxyalkyl poly (meth) acrylate in the above range, the surface hardness and the curl resistance of the cured coating film can be compatible at extremely high levels.

上記反応(ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートとラクトンとの反応)は、公知乃至慣用の方法により進行させることができ、特に限定されないが、通常、両者を加熱することによって進行させることができる。上記反応においては、必要に応じて助触媒や重合禁止剤等のその他の成分を使用することもできる。また、上記反応は、一段階で進行させてもよいし、2以上の段階に分けて逐次進行させてもよい。   The above reaction (reaction of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate and lactone) can be carried out by a known or conventional method, and is not particularly limited, but can usually be carried out by heating both. In the above reaction, other components such as a cocatalyst and a polymerization inhibitor can be used, if necessary. The above reaction may be allowed to proceed in one step or may be proceeded in two or more steps sequentially.

上記反応は、有機溶剤中で進行させることもできるし、有機溶剤の非存在下で進行させることもできる。上記有機溶剤としては、特に限定されず、例えば、後述の成分(A)と成分(B)の反応における揮発性有機溶剤として例示したもの等が使用できる。   The reaction can be carried out in an organic solvent or in the absence of an organic solvent. It does not specifically limit as said organic solvent, For example, what was illustrated as a volatile organic solvent in reaction of the below-mentioned component (A) and component (B) etc. can be used.

上記反応を行うための操作は特に限定されず、例えば、ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートとラクトンとを反応容器に一括で仕込んで反応させることもできるし、ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートとラクトンのいずれか一方を反応容器に仕込んでおき、他方を添加(例えば、逐次添加)して反応させることもできる。   The procedure for carrying out the above reaction is not particularly limited. For example, hydroxyalkyl poly (meth) acrylate and lactone may be charged at once into a reaction vessel and reacted, or hydroxyalkyl poly (meth) acrylate and lactone may be reacted. One of them may be charged into the reaction vessel, and the other may be added (for example, sequentially added) for reaction.

上記反応における温度(反応温度)は特に限定されず、例えば、80〜250℃(例えば、100〜200℃)の範囲から適宜選択可能である。また、上記反応を実施する時間(反応時間)も特に限定されず、例えば、0.2〜20時間(例えば、1〜8時間)の範囲から適宜選択可能である。   The temperature (reaction temperature) in the above reaction is not particularly limited, and can be appropriately selected, for example, from the range of 80 to 250 ° C. (eg, 100 to 200 ° C.). Moreover, the time (reaction time) which implements the said reaction is not specifically limited, either, For example, it can select suitably from the range of 0.2 to 20 hours (for example, 1 to 8 hours).

上記反応は、常圧下、加圧下、減圧下のいずれにおいても実施することができる。また、上記反応を実施する雰囲気も特に限定されず、不活性ガス(例えば、窒素、アルゴン等)中、空気中等のいずれの雰囲気においても実施することができる。   The reaction can be carried out under normal pressure, increased pressure or reduced pressure. Moreover, the atmosphere which implements the said reaction is not specifically limited, either, In inert gas (for example, nitrogen, argon etc.), it can implement in any atmosphere, such as in air.

上記反応により、ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)が生成する。ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)は、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の公知乃至慣用の分離手段や、これらを組み合わせた分離手段等により分離精製することができる。なお、ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)は、分離精製することなくそのまま使用することもできる。   By the above reaction, a lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) is produced. The lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) is, for example, known or commonly used separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography, separation means combining these, etc. Can be separated and purified. The lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) can be used as it is without separation and purification.

上記反応により得られるラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)が有する1分子あたりの水酸基の数及び(メタ)アクリロイル基の数はそれぞれ、通常、原料であるヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートが有する1分子あたりの水酸基の数及び(メタ)アクリロイル基の数と同じである。   The number of hydroxyl groups per molecule and the number of (meth) acryloyl groups contained in the lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) obtained by the above reaction are usually hydroxyalkyl poly (meth) acrylates which are raw materials. It is the same as the number of hydroxyl groups per molecule and the number of (meth) acryloyl groups.

ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートが上記式(1)で表される化合物である場合、ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)は、例えば、下記式(2)で表される。

Figure 0006425986
When the hydroxyalkyl poly (meth) acrylate is a compound represented by the above formula (1), the lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) is represented by, for example, the following formula (2).
Figure 0006425986

式(2)中、R1、R2、及びpは、それぞれ式(1)におけるものと同じである。式(2)中のR3は、直鎖又は分岐鎖状の炭素数2以上のアルキレン基を示す。当該アルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、イソブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等の炭素数2〜6のアルキレン基等が挙げられる。中でも、ペンタメチレン基が好ましい。なお、qが2以上の整数の場合、各R3は同一であってもよいし、異なっていてもよい。 In Formula (2), R < 1 >, R < 2 > and p are the same as the thing in Formula (1), respectively. R 3 in the formula (2) represents a linear or branched alkylene group having 2 or more carbon atoms. As the said alkylene group, C2-C6 alkylene groups, such as ethylene group, a propylene group, trimethylene group, tetramethylene group, isobutylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, etc. are mentioned, for example. Among them, pentamethylene group is preferable. When q is an integer of 2 or more, each R 3 may be the same or different.

式(2)中のqは、qが付された括弧内の構造の繰り返し数であり、1〜6の整数を示す。qとしては、1〜5の整数が好ましい。   Q in Formula (2) is a repetition number of the structure in the parenthesis attached with q, and shows the integer of 1-6. As q, the integer of 1-5 is preferable.

本発明のウレタン(メタ)アクリレートは、特に、ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)が有する上述の特徴的な構造に起因するためと推測されるが、例えば、式(2)におけるR1と(メタ)アクリロイルオキシ基との間にラクトンにより変性された構造を有する化合物を使用した場合と比較して、表面硬度がより高く、さらに耐カール性にもより優れた、これらの特性がバランス良く両立された硬化塗膜を形成することが可能である。 The urethane (meth) acrylate of the present invention is presumed to be particularly due to the above-described characteristic structure of the lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A), for example, R in formula (2) These properties are higher in surface hardness and further excellent in curl resistance as compared with the case where a compound having a lactone-modified structure between 1 and a (meth) acryloyloxy group is used. It is possible to form a well-balanced cured coating.

[イソシアネート化合物(B)]
本発明のウレタン(メタ)アクリレートの原料であるイソシアネート化合物(B)について説明する。イソシアネート化合物(B)は、1分子あたり1個以上のイソシアネート基を有する化合物である。なお、本発明のウレタン(メタ)アクリレートの原料としてイソシアネート化合物(B)は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
[Isocyanate Compound (B)]
The isocyanate compound (B) which is a raw material of urethane (meth) acrylate of this invention is demonstrated. The isocyanate compound (B) is a compound having one or more isocyanate groups per molecule. In addition, an isocyanate compound (B) can also be used individually by 1 type as a raw material of urethane (meth) acrylate of this invention, and it can also be used combining 2 or more types.

イソシアネート化合物(B)が1分子中に有するイソシアネート基の数は、特に限定されないが、1〜10個が好ましく、より好ましくは1〜6個、さらに好ましくは1〜4個である。なお、上述のように本明細書では、イソシアネート化合物(B)の中でも、特に1分子あたり2個以上のイソシアネート基を有するものを、「イソシアネート化合物(B1)」と称する場合がある。   Although the number of the isocyanate group which an isocyanate compound (B) has in 1 molecule is not specifically limited, 1-10 are preferable, More preferably, it is 1-6, More preferably, it is 1-4. As described above, in the present specification, among the isocyanate compounds (B), those having two or more isocyanate groups per molecule may be referred to as "isocyanate compound (B1)" in some cases.

イソシアネート化合物(B)としては、芳香族系イソシアネート化合物、脂肪族系イソシアネート化合物、環式脂肪族系イソシアネート化合物、脂環式イソシアネート化合物、これらイソシアネート化合物の混合物、上記イソシアネート化合物の付加物、上記イソシアネート化合物の変性物、上記イソシアネート化合物の重合物等の公知のイソシアネート化合物類が使用できる。より具体的には、イソシアネート化合物(B)としては、例えば、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート(AOI)、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(MOI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート(H12MDI)、ポリフェニルメタンイソシアネート化合物(クルードMDI)、変性ジフェニルメタンジイソシアネート(変性MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水添化キシリレンジイソシアネート(H−XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMXDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ノルボルネンジイソシアネート(NDI)等のイソシアネート化合物;これらイソシアネート化合物の1種又は2種以上の三量体化合物等が挙げられる。   As the isocyanate compound (B), aromatic isocyanate compounds, aliphatic isocyanate compounds, cycloaliphatic isocyanate compounds, alicyclic isocyanate compounds, mixtures of these isocyanate compounds, adducts of the above isocyanate compounds, and the above isocyanate compounds Known isocyanate compounds such as modified products of the above and polymers of the above-mentioned isocyanate compounds can be used. More specifically, as the isocyanate compound (B), for example, 2-acryloyloxyethyl isocyanate (AOI), 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (MOI), tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), water Additive diphenylmethane diisocyanate (H12 MDI), polyphenylmethane isocyanate compound (crude MDI), modified diphenylmethane diisocyanate (modified MDI), xylylene diisocyanate (XDI), hydrogenated xylylene diisocyanate (H-XDI), hexamethylene diisocyanate (HDI) ), Trimethylhexamethylene diisocyanate (TMXDI), isophorone diisocyanate (IPDI), norbornene diisocyanate Isocyanate compounds such as (NDI); 1, two or more of the trimer compounds of these isocyanate compounds, and the like.

イソシアネート化合物(B)は、公知乃至慣用の方法により製造することもできるし、市販品を入手することもできる。市販品としては、例えば、商品名「VESTANAT IPDI」(イソホロンジイソシアネート、エボニック社製)、商品名「2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート」(昭和電工(株)製)、商品名「タケネートD−170N」(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体、三井化学(株)製)、商品名「スミジュールN3300」(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体、住友バイエルウレタン(株)製)等が挙げられる。   The isocyanate compound (B) can be produced by a known or conventional method, or a commercially available product can be obtained. As a commercial item, for example, trade name "VESTANAT IPDI" (isophorone diisocyanate, manufactured by Evonik Co., Ltd.), trade name "2-acryloyloxyethyl isocyanate" (made by Showa Denko KK), trade name "Takenate D-170N" (trade name) Trimer of 1,6-hexamethylene diisocyanate, Mitsui Chemicals Co., Ltd., trade name “Sumidur N3300” (trimer of 1,6-hexamethylene diisocyanate, Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.), etc. It can be mentioned.

[ポリオール(C)]
本発明のウレタン(メタ)アクリレートの原料であるポリオール(C)について説明する。ポリオール(C)は、1分子あたり2個以上の水酸基を有する化合物である。なお、本発明のウレタン(メタ)アクリレートの原料としてポリオール(C)は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
[Polyol (C)]
The polyol (C) which is a raw material of urethane (meth) acrylate of this invention is demonstrated. The polyol (C) is a compound having two or more hydroxyl groups per molecule. In addition, as a raw material of urethane (meth) acrylate of this invention, a polyol (C) can also be used individually by 1 type, and can also be used combining 2 or more types.

ポリオール(C)としては、1分子あたり2個以上の水酸基を有する化合物として公知乃至慣用のものを使用することができ、特に限定されないが、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリオキシC2-4アルキレングリコール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール等)、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオール、ビスフェノールA及びそのアルキレンオキサイド付加体、ビスフェノールF及びそのアルキレンオキサイド付加体、水素化ビスフェノールA及びそのアルキレンオキサイド付加体、水素化ビスフェノールF及びそのアルキレンオキサイド付加体、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、イソソルバイド、キシレングリコール等のジオール;グリセリン、1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)プロパン、D−ソルビトール、キシリトール、D−マンニトール、D−マンニット、ジグリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール、天然油ポリオール、シリコンポリオール、フッ素ポリオール、ポリオレフィンポリオール等の分子中に3個以上のヒドロキシ基を有するポリオール等が挙げられる。 As the polyol (C), compounds known or commonly used as compounds having two or more hydroxyl groups per molecule can be used, and although not particularly limited, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyoxy C 2-4 alkylene glycol (polyethylene glycol, polypropylene glycol, poly Oxy tetramethylene glycol etc.), polyester diol, polyether diol, polycarbonate diol, bisphenol A and its alkylene oxide adduct, bisphenol F and its Alkylene oxide adduct, hydrogenated bisphenol A and its alkylene oxide adduct, hydrogenated bisphenol F and its alkylene oxide adduct, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, tricyclodecanedimethanol, isosorbide, diol such as xylene glycol, glycerin, 1,1,1-tris (hydroxymethyl) propane, D-sorbitol, xylitol, D-mannitol, D-mannitol, diglycerin, polyglycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, polyether polyol, polyester Polyol, polycarbonate polyol, acrylic polyol, epoxy polyol, natural oil polyol, silicone polyol, fluoropoly , Polyols having 3 or more hydroxyl groups in the molecule, such as a polyolefin polyol.

ポリオール(C)は、公知乃至慣用の方法により製造することもできるし、市販品を入手することもできる。市販品としては、例えば、商品名「ニッポラン」シリーズ(日本ポリウレタン工業(株)製)等が挙げられる。   The polyol (C) can be produced by a known or conventional method, or a commercially available product can be obtained. As a commercial item, the brand name "Nipporan" series (made by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) etc. are mentioned, for example.

[ウレタン(メタ)アクリレートの製造方法]
本発明のウレタン(メタ)アクリレートは、上述のように、ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と、イソシアネート化合物(B)とを少なくとも反応させることにより得られる。
[Method of producing urethane (meth) acrylate]
The urethane (meth) acrylate of the present invention is obtained by at least reacting the lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) with the isocyanate compound (B) as described above.

本発明のウレタン(メタ)アクリレートが、例えば、上記[1]のウレタン(メタ)アクリレート(ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と、イソシアネート化合物(B)とを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート)である場合、当該ウレタン(メタ)アクリレートは、成分(A)及び成分(B)を反応させることにより製造できる。   Urethane (meth) acrylate of the present invention is obtained, for example, by reacting urethane (meth) acrylate (lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) of the above [1] with isocyanate compound (B) When it is (meth) acrylate, the said urethane (meth) acrylate can be manufactured by making component (A) and component (B) react.

上述の成分(A)及び成分(B)を反応させる方法は、特に限定されず、例えば、次の方法が挙げられる。
[方法1a]成分(A)及び成分(B)を一括混合してこれらを反応させる方法
[方法2a]成分(A)の中に成分(B)を逐次添加してこれらを反応させる方法
[方法3a]成分(B)の中に成分(A)を逐次添加してこれらを反応させる方法
The method of reacting the component (A) and the component (B) described above is not particularly limited, and examples thereof include the following methods.
[Method 1a] Method of mixing component (A) and component (B) together and reacting them [Method 2a] method of sequentially adding component (B) into component (A) and reacting them [Method 3a] A method of sequentially adding component (A) into component (B) and reacting them

なお、上記「逐次添加」とは、連続的添加(一定時間かけて添加する態様)又は断続的添加(複数回に分けて分割添加する態様)を意味する。逐次添加の態様としては、例えば、滴下の態様等が挙げられる。後述の[方法2b−2]においても同様である。   In addition, the above-mentioned "sequential addition" means continuous addition (an embodiment added over a fixed time) or intermittent addition (an embodiment divided and added in multiple times). As an aspect of sequential addition, the aspect of dripping etc. are mentioned, for example. The same applies to [Method 2b-2] described later.

上述の[方法1a]〜[方法3a]の中では、反応熱の制御の観点で、[方法2a]及び[方法3a]が好ましい。   Among the above-mentioned [Method 1a] to [Method 3a], [Method 2a] and [Method 3a] are preferred from the viewpoint of control of reaction heat.

上述の成分(A)と成分(B)の反応は、重合を防止する目的で、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジン、4−メトキシフェノール等の重合禁止剤の存在下で進行させることが好ましい。重合禁止剤の添加量(使用量)は、特に限定されないが、生成する本発明のウレタン(メタ)アクリレートに対して重量基準で、1〜10000ppmが好ましく、より好ましくは100〜1000ppm、さらに好ましくは400〜500ppmである。重合禁止剤の添加量が1ppm未満であると、十分な重合禁止効果が得られない場合がある。一方、重合禁止剤の添加量が10000ppmを超えると、本発明のウレタン(メタ)アクリレートの諸物性に悪影響が及ぶおそれがある。   The reaction of the component (A) with the component (B) is preferably carried out in the presence of a polymerization inhibitor such as hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, phenothiazine or 4-methoxyphenol for the purpose of preventing polymerization. The addition amount (use amount) of the polymerization inhibitor is not particularly limited, but it is preferably 1 to 10000 ppm, more preferably 100 to 1000 ppm, still more preferably 1 to 10000 ppm by weight based on the urethane (meth) acrylate of the present invention to be produced. 400 to 500 ppm. If the addition amount of the polymerization inhibitor is less than 1 ppm, a sufficient polymerization inhibition effect may not be obtained. On the other hand, when the addition amount of the polymerization inhibitor exceeds 10000 ppm, various physical properties of the urethane (meth) acrylate of the present invention may be adversely affected.

また、同様に重合を防止する目的で、上述の成分(A)と成分(B)の反応は、分子状酸素を含有するガス雰囲気下で行うことが好ましい。なお、酸素濃度は、安全面を考慮して適宜選択される。   Moreover, in order to prevent polymerization similarly, it is preferable to carry out the reaction of the above-mentioned component (A) and component (B) in a gas atmosphere containing molecular oxygen. The oxygen concentration is appropriately selected in consideration of safety.

上述の成分(A)と成分(B)の反応においては、十分な反応速度を得るために、触媒を用いることが好ましい。触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、オクチル酸スズ、塩化スズ等が挙げられる。中でも、反応速度の点から、ジブチルスズジラウレート等が好ましい。上記触媒の添加量(使用量)は、特に限定されないが、通常、重量基準で、1〜3000ppmが好ましく、より好ましくは50〜1000ppmである。触媒の添加量が1ppm未満であると、十分な反応速度が得られないことがある。一方、3000ppmを超えると、本発明のウレタン(メタ)アクリレートの諸物性に悪影響が及ぶおそれがある。   In the reaction of the component (A) and the component (B) described above, it is preferable to use a catalyst in order to obtain a sufficient reaction rate. Examples of the catalyst include dibutyltin dilaurate, tin octylate, tin chloride and the like. Among them, dibutyltin dilaurate and the like are preferable from the viewpoint of reaction rate. Although the addition amount (use amount) of the above-mentioned catalyst is not particularly limited, in general, 1 to 3000 ppm is preferable, and more preferably 50 to 1000 ppm by weight. If the amount of catalyst added is less than 1 ppm, a sufficient reaction rate may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 3000 ppm, various physical properties of the urethane (meth) acrylate of the present invention may be adversely affected.

上述の成分(A)と成分(B)の反応は、公知の揮発性有機溶剤の存在下で進行させることができる。揮発性有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルアセテート、キシレン、トルエン等が挙げられる。中でも、沸点と経済性の観点から、酢酸エチル、酢酸ブチル等が好ましい。上記反応においては、揮発性有機溶剤を用いなくてもよい。   The reaction of the components (A) and (B) described above can proceed in the presence of known volatile organic solvents. The volatile organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, diethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl acetate, xylene, toluene and the like. Be Among them, ethyl acetate, butyl acetate and the like are preferable from the viewpoint of boiling point and economy. In the above reaction, a volatile organic solvent may not be used.

上述の成分(A)と成分(B)の反応においては、揮発性有機溶剤の代わりに、反応性希釈剤を使用することもできる。上記反応性希釈剤としては、特に限定されないが、後述の(メタ)アクリロイル基含有モノマー等を使用できる。反応性希釈剤を使用した場合、本発明のウレタン(メタ)アクリレートと反応性希釈剤とを含む組成物が生成物として得られる。なお、上記反応性希釈剤は、後述の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物の粘度調整や硬化塗膜の表面硬度の調整等を目的として、必要に応じて、本発明のウレタン(メタ)アクリレートを生成させた後に配合することもできる。   In the reaction of the component (A) with the component (B) described above, a reactive diluent can also be used instead of the volatile organic solvent. Although it does not specifically limit as said reactive diluent, The below-mentioned (meth) acryloyl group containing monomer etc. can be used. When a reactive diluent is used, a composition comprising the urethane (meth) acrylate of the present invention and a reactive diluent is obtained as a product. In addition, the above-mentioned reactive diluent is used for the purpose of adjusting the viscosity of the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition described later, adjusting the surface hardness of the cured coating film, etc. It can also be compounded after producing the meta) acrylate.

上記反応性希釈剤としては市販品を用いることもでき、例えば、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(例えば、ダイセル・オルネクス社製、製品名「HDDA」)、トリメチロールプロパントリアクリレート(例えば、同社製、製品名「TMPTA」)、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(例えば、同社製、製品名「IRR214−K」)等が入手可能である。   A commercial item can also be used as said reactive diluent, For example, 1, 6- hexanediol diacrylate (For example, the product name of the product made by Daicel Ornex, product name "HDDA"), trimethylol propane triacrylate (for example, a company It is commercially available under the product name "TMPTA"), tricyclodecane dimethanol diacrylate (for example, product manufactured by the same company, product name "IRR214-K"), and the like.

上述の成分(A)と成分(B)の反応は、特に限定されないが、130℃以下の温度(反応温度)で進行させることが好ましく、50〜130℃で進行させることがより好ましい。反応温度が130℃を超えると、熱によるラジカル重合が進行して二重結合部が架橋し、ゲル化物が生じることがある。一方、反応温度が50℃未満であると、実用上十分な反応速度が得られないことがある。   The reaction of the component (A) with the component (B) is not particularly limited, but is preferably allowed to proceed at a temperature of 130 ° C. or less (reaction temperature), more preferably 50 to 130 ° C. When the reaction temperature exceeds 130 ° C., radical polymerization by heat may proceed to crosslink double bonds, and gelation may occur. On the other hand, when the reaction temperature is less than 50 ° C., a practically sufficient reaction rate may not be obtained.

上述の成分(A)及び成分(B)の反応は、通常、イソシアネート基濃度(残存イソシアネート基濃度)が0.1重量%以下になるまで行う。イソシアネート基濃度は、例えば、IR(赤外分光法)、滴定法等で分析できる。   The above-mentioned reaction of the component (A) and the component (B) is usually carried out until the isocyanate group concentration (remaining isocyanate group concentration) becomes 0.1% by weight or less. The isocyanate group concentration can be analyzed, for example, by IR (infrared spectroscopy), titration method or the like.

(イソシアネート基濃度の測定)
滴定法によるイソシアネート基濃度の測定は、以下のように実施する。なお、測定は100mLのガラスフラスコでスターラーによる撹拌の下で行う。
まず、以下のように、ブランク値を測定する。
15mLのTHFに、ジブチルアミンのTHF溶液(0.1N)15mLを加える。さらにブロモフェノールブルー(1重量%メタノール希釈液)を3滴加えて加えて青色に着色させた後、規定度が0.1NであるHCl水溶液で滴定する。変色がみられた時点のHCl水溶液の滴定量をVb(mL)とする。
次に、実測イソシアネート基濃度を測定する。まず、サンプルをWs(g)秤量し、15mLのTHFに溶解させ、ジブチルアミンのTHF溶液(0.1N)を15mL加える。溶液化したことを確認した後、ブロモフェノールブルー(1重量%メタノール希釈液)を3滴加えて青色に着色させた後、規定度が0.1NであるHCl水溶液で滴定する。変色がみられた時点のHCl水溶液の滴定量をVs(mL)とする。
そして、以下の計算式により、サンプル中のイソシアネート基濃度を算出する。
イソシアネート基濃度(重量%)=(Vb−Vs)×1.005×0.42÷Ws
(Measurement of isocyanate group concentration)
The measurement of the isocyanate group concentration by the titration method is carried out as follows. The measurement is performed with a 100 mL glass flask under stirring by a stirrer.
First, measure the blank value as follows.
To 15 mL of THF, add 15 mL of a solution of dibutylamine in THF (0.1 N). Further, 3 drops of bromophenol blue (1% by weight methanol dilution solution) is added and added to make it blue, and then titrated with an aqueous solution of HCl having a normality of 0.1 N. The titer of the aqueous HCl solution at the time when the color change was observed is Vb (mL).
Next, the measured isocyanate group concentration is measured. First, the sample is weighed Ws (g), dissolved in 15 mL of THF, and 15 mL of a solution of dibutylamine in THF (0.1 N) is added. After confirmation of solution formation, 3 drops of bromophenol blue (1% by weight methanol diluted solution) are added to make it blue, and then it is titrated with an aqueous HCl solution whose normality is 0.1N. The titer of the aqueous HCl solution at the time when the color change is observed is Vs (mL).
Then, the isocyanate group concentration in the sample is calculated by the following formula.
Isocyanate group concentration (% by weight) = (Vb-Vs) × 1.005 × 0.42 ÷ Ws

一方、本発明のウレタン(メタ)アクリレートが、例えば、上記[2]のウレタン(メタ)アクリレート(ラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と、1分子あたり2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物(B1)と、1分子あたり2個以上の水酸基を有する化合物(C)とを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート)である場合、成分(A)、成分(B1)、及び成分(C)を反応させることにより製造できる。   On the other hand, the urethane (meth) acrylate of the present invention has, for example, the urethane (meth) acrylate (lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) of the above [2] and two or more isocyanate groups per molecule. When it is a urethane (meth) acrylate obtained by reacting an isocyanate compound (B1) with a compound (C) having two or more hydroxyl groups per molecule, the component (A), the component (B1), and the component It can manufacture by making (C) react.

上述の成分(A)、成分(B1)、及び成分(C)を反応させる方法は、特に限定されないが、例えば、次の方法が挙げられる。
[方法1b]成分(A)、成分(B1)、及び成分(C)を一括混合してこれらを反応させる方法
[方法2b]成分(B1)及び成分(C)を反応させて、イソシアネート基を有するウレタンイソシアネートプレポリマー(ウレタンプレポリマー)を形成した後、該ウレタンイソシアネートプレポリマーと成分(A)とを反応させる方法
[方法3b]成分(A)及び成分(B1)を反応させて、イソシアネート基を有するウレタンイソシアネートプレポリマー(ウレタンプレポリマー)を形成した後、該ウレタンイソシアネートプレポリマーと成分(C)とを反応させる方法
Although the method to which the above-mentioned component (A), component (B1), and component (C) are made to react is not specifically limited, For example, the following method is mentioned.
[Method 1b] A method of mixing component (A), component (B1) and component (C) together and reacting them [Method 2b] reacting component (B1) and component (C) to produce isocyanate group Method of reacting the urethane isocyanate prepolymer with the component (A) after forming the urethane isocyanate prepolymer (urethane prepolymer) having [Method 3b] reacting the component (A) and the component (B1) to obtain an isocyanate group Forming a urethane isocyanate prepolymer (urethane prepolymer) having the following, and reacting the urethane isocyanate prepolymer with the component (C)

上述の[方法1b]〜[方法3b]の中では、[方法2b]が好ましい。   Among the above-mentioned [Method 1b] to [Method 3b], [Method 2b] is preferable.

一方、上記[方法1b]で製造した場合、本発明のウレタン(メタ)アクリレートは、イソシアネート化合物(B1)とポリオール(C)の繰り返しによる下記ウレタンイソシアネートプレポリマーの副生量が多くなり、これが硬化塗膜の耐傷付性及び耐磨耗性の低下を引き起こす場合がある。また、複雑な各種の化合物が不規則に生成するため、得られた生成物を活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物又はその構成成分として使用する際、品質の管理が難しくなる場合がある。

Figure 0006425986
On the other hand, when manufactured by the above [Method 1b], the urethane (meth) acrylate of the present invention is increased in the by-product amount of the following urethane isocyanate prepolymer by repetition of the isocyanate compound (B1) and the polyol (C), and this is cured It may cause a decrease in scratch resistance and abrasion resistance of the coating. In addition, since various complex compounds are generated irregularly, when the obtained product is used as an active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition or a component thereof, it may be difficult to control the quality. is there.
Figure 0006425986

また、上記[方法3b]で製造した場合、イソシアネート化合物(B1)のイソシアネート基全てがラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と反応した化合物が副生する。   Moreover, when manufactured by said [Method 3b], the compound by which all the isocyanate groups of an isocyanate compound (B1) reacted with lactone modified hydroxyl-containing poly (meth) acrylate (A) byproduces.

上記[方法2b]におけるウレタンイソシアネートプレポリマーの合成方法は、特に限定されない。特に、目的とするウレタンイソシアネートプレポリマーを収率良く得るためには、下記[方法2b−1]、又は[方法2b−2]が好ましく用いられる。
[方法2b−1]成分(B1)及び成分(C)を一括混合してこれらを反応させる方法
[方法2b−2]成分(B1)の中に成分(C)を逐次添加してこれらを反応させる方法
The synthesis method of the urethane isocyanate prepolymer in the above [Method 2b] is not particularly limited. In particular, in order to obtain a target urethane isocyanate prepolymer with high yield, the following [Method 2b-1] or [Method 2b-2] is preferably used.
[Method 2b-1] A method of mixing the component (B1) and the component (C) together and reacting them [Method 2b-2] sequentially adding the component (C) into the component (B1) and reacting them How to

[方法2b−1]の場合:
反応器に、イソシアネート化合物(B1)、ポリオール(C)、及び必要により希釈溶媒(例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等)を仕込み、均一になるまで撹拌をしながら必要に応じて昇温後、ウレタン化触媒を投入して成分(B1)と成分(C)との反応(ウレタン化)を開始乃至進行させる方法が好ましい。ウレタン化触媒を投入後に必要に応じて昇温してもよい。
[Method 2b-1]:
An isocyanate compound (B1), a polyol (C) and, if necessary, a diluting solvent (eg, ethyl acetate, butyl acetate etc.) are charged into a reactor, and the temperature is raised as necessary while stirring until uniform, urethane It is preferable to start the reaction (urethane formation) of the component (B1) and the component (C) by introducing a catalyst for conversion. After charging the urethanization catalyst, the temperature may be raised as required.

ウレタン化触媒を初めから投入すると、イソシアネート化合物(B1)の仕込み段階で、イソシアネート化合物(B1)とポリオール(C)とが不均一な状態でウレタン化反応が進行することになり、得られるウレタンイソシアネートプレポリマーの分子量や粘度が変化し、未反応のイソシアネート化合物(B1)が系中に残存した状態で反応が終結する場合がある。このような場合には、後で使用するラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と残存したイソシアネート化合物(B1)だけの反応による副生物が生じる。従って、生成物の均一性が要求される場合には、この方法は好ましくない場合がある。一方、このような副生物を含む生成物を得ることが要求特性の観点で好ましい場合には、上記方法を採用し得る。但し、このような副生物の含有量は、生成物の全量に対して15重量%未満であることが好ましい。15重量%未満とすることにより、硬化物(硬化塗膜)の表面硬度と耐カール性のバランスがより良好となる傾向がある。上記[方法2b−1]は、ワンポットで本発明のウレタン(メタ)アクリレートを製造できる点で、工業的に優れている。   When the urethanization catalyst is initially charged, the urethanation reaction proceeds in a state in which the isocyanate compound (B1) and the polyol (C) are inhomogeneous at the stage of charging the isocyanate compound (B1). The molecular weight and viscosity of the prepolymer may change, and the reaction may end in a state in which the unreacted isocyanate compound (B1) remains in the system. In such a case, a by-product is generated by the reaction of only the lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) to be used later and the remaining isocyanate compound (B1). Thus, this method may not be preferred if product uniformity is required. On the other hand, when it is preferable from the viewpoint of required properties to obtain a product containing such by-products, the above-mentioned method can be adopted. However, the content of such by-products is preferably less than 15% by weight with respect to the total amount of the product. When the content is less than 15% by weight, the balance between the surface hardness and the curling resistance of the cured product (cured coating film) tends to be better. The above [Method 2b-1] is industrially excellent in that the urethane (meth) acrylate of the present invention can be produced in one pot.

[方法2b−2]の場合:
反応器に、イソシアネート化合物(B1)、ウレタン化触媒、及び必要により希釈溶媒(例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等)を仕込み、均一になるまで撹拌する。次いで、撹拌をしながら、必要に応じて昇温し、ポリオール(C)を逐次添加する。
In the case of [Method 2b-2]:
In the reactor, the isocyanate compound (B1), the urethanization catalyst, and, if necessary, the diluting solvent (eg, ethyl acetate, butyl acetate etc.) are charged and stirred until uniform. Then, while stirring, the temperature is raised as necessary, and the polyol (C) is sequentially added.

上記[方法2b−2]は、下記副生物の副生が最も少ない点で好ましい。

Figure 0006425986
The above [Method 2b-2] is preferable in that the following by-products are the least in number.
Figure 0006425986

なお、いずれの方法でも、イソシアネート化合物(B1)とポリオール(C)との反応によりウレタンイソシアネートプレポリマーを合成する際、イソシアネート化合物(B1)とポリオール(C)とを、反応液中のイソシアネート基濃度が終点イソシアネート基濃度以下になるまで反応させることが好ましい。   In addition, when synthesizing a urethane isocyanate prepolymer by reaction of an isocyanate compound (B1) and a polyol (C) by any method, the isocyanate compound (B1) and the polyol (C), and the isocyanate group concentration in the reaction liquid Preferably, the reaction is carried out until the concentration of the end point isocyanate group is less than or equal to the end point concentration.

「終点イソシアネート基濃度」とは、系内に仕込んだ水酸基の全てがウレタン化したと仮定した場合の理論上のイソシアネート基濃度(以下、「理論終点イソシアネート基濃度」と称することがある。)と、反応液中のイソシアネート基濃度がもはや変化しなくなった時のイソシアネート基濃度との、いずれか高いほうのイソシアネート基濃度を意味する。   The "end point isocyanate group concentration" is the theoretical isocyanate group concentration (hereinafter sometimes referred to as "theoretical end point isocyanate group concentration") when all the hydroxyl groups charged in the system are assumed to be urethaneified. It means the higher isocyanate group concentration with the isocyanate group concentration when the isocyanate group concentration in the reaction solution no longer changes.

[方法2b]における、ウレタンイソシアネートプレポリマー及びラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)の反応は、重合を防止する目的で、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジン、4−メトキシフェノール等の重合禁止剤の存在下で進行させることが好ましい。重合禁止剤の添加量(使用量)は、生成する本発明のウレタン(メタ)アクリレートに対して重量基準で、1〜10000ppmが好ましく、より好ましくは100〜1000ppm、さらに好ましくは400〜500ppmである。重合開始剤の添加量が1ppm未満であると、十分な重合禁止効果が得られない場合がある。一方、重合開始剤の添加量が10000ppmを超えると、本発明のウレタン(メタ)アクリレートの諸物性に悪影響が及ぶおそれがある。   The reaction of the urethane isocyanate prepolymer and the lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) in [Method 2b] is to inhibit polymerization of hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, phenothiazine, 4-methoxyphenol, etc. for the purpose of preventing polymerization. It is preferred to proceed in the presence of the agent. The addition amount (use amount) of the polymerization inhibitor is preferably 1 to 10000 ppm, more preferably 100 to 1000 ppm, still more preferably 400 to 500 ppm by weight based on the urethane (meth) acrylate of the present invention to be produced . When the addition amount of the polymerization initiator is less than 1 ppm, a sufficient polymerization inhibition effect may not be obtained. On the other hand, when the addition amount of the polymerization initiator exceeds 10000 ppm, various physical properties of the urethane (meth) acrylate of the present invention may be adversely affected.

また、同様に重合を防止する目的で、上述のウレタンイソシアネートプレポリマー及び成分(A)の反応は、分子状酸素を含有するガス雰囲気下で行うことが好ましい。なお、酸素濃度は、安全面を考慮して適宜選択される。   Further, in order to similarly prevent the polymerization, it is preferable to carry out the reaction of the above-mentioned urethane isocyanate prepolymer and the component (A) under a gas atmosphere containing molecular oxygen. The oxygen concentration is appropriately selected in consideration of safety.

上述のウレタンイソシアネートプレポリマー及び成分(A)の反応においては、十分な反応速度を得るために、触媒を用いることが好ましい。触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、オクチル酸スズ等が挙げられる。中でも、反応速度の点から、ジブチルスズジラウレート等が好ましい。上記触媒の添加量(使用量)は、特に限定されないが、通常、重量基準で、1〜3000ppmが好ましく、より好ましくは50〜1000ppmである。触媒の添加量が1ppm未満であると、十分な反応速度が得られないことがある。一方、3000ppmを超えると、生成物の諸物性に悪影響が及ぶおそれがある。   In the reaction of the above-mentioned urethane isocyanate prepolymer and component (A), a catalyst is preferably used in order to obtain a sufficient reaction rate. Examples of the catalyst include dibutyltin dilaurate, tin octylate and the like. Among them, dibutyltin dilaurate and the like are preferable from the viewpoint of reaction rate. Although the addition amount (use amount) of the above-mentioned catalyst is not particularly limited, in general, 1 to 3000 ppm is preferable, and more preferably 50 to 1000 ppm by weight. If the amount of catalyst added is less than 1 ppm, a sufficient reaction rate may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 3000 ppm, various physical properties of the product may be adversely affected.

上述のウレタンイソシアネートプレポリマー及び成分(A)の反応は、公知の揮発性有機溶剤の存在下で進行させることができる。揮発性有機溶剤としては、特に限定されず、例えば、上記で例示した揮発性有機溶剤等を使用できる。中でも、沸点と経済性の観点から、酢酸エチル、酢酸ブチル等が好ましい。上記反応においては、揮発性有機溶剤を用いなくてもよい。   The reaction of the above-mentioned urethane isocyanate prepolymer and component (A) can be carried out in the presence of known volatile organic solvents. It does not specifically limit as a volatile organic solvent, For example, the volatile organic solvent etc. which were illustrated above can be used. Among them, ethyl acetate, butyl acetate and the like are preferable from the viewpoint of boiling point and economy. In the above reaction, a volatile organic solvent may not be used.

上述のウレタンイソシアネートプレポリマー及び成分(A)の反応においては、揮発性有機溶剤の代わりに、反応性希釈剤を使用することもできる。上記反応性希釈剤としては、特に限定されないが、後述の(メタ)アクリロイル基含有モノマー等を使用できる。反応性希釈剤を使用することの意義や得られる効果等については、上述の通りである。   In the reaction of the above-mentioned urethane isocyanate prepolymer and component (A), a reactive diluent can be used instead of the volatile organic solvent. Although it does not specifically limit as said reactive diluent, The below-mentioned (meth) acryloyl group containing monomer etc. can be used. The significance of the use of the reactive diluent and the effects obtained are as described above.

上述のウレタンイソシアネートプレポリマー及び成分(A)の反応は、特に限定されないが、130℃以下の温度(反応温度)で進行させることが好ましく、より好ましくは50〜130℃である。反応温度が130℃を超えると、熱によるラジカル重合が進行して二重結合部が架橋し、ゲル化物が生じることがある。一方、反応温度が50℃未満であると、実用上十分な反応速度が得られないことがある。   Although the reaction of the above-mentioned urethane isocyanate prepolymer and component (A) is not particularly limited, it is preferable to proceed at a temperature (reaction temperature) of 130 ° C. or less, more preferably 50 to 130 ° C. When the reaction temperature exceeds 130 ° C., radical polymerization by heat may proceed to crosslink double bonds, and gelation may occur. On the other hand, when the reaction temperature is less than 50 ° C., a practically sufficient reaction rate may not be obtained.

上述のウレタンイソシアネートプレポリマー及び成分(A)の反応は、通常、イソシアネート基濃度(残存イソシアネート基濃度)が0.1重量%以下になるまで行う。イソシアネート基濃度の測定方法は、上述のとおりである。   The reaction of the above-mentioned urethane isocyanate prepolymer and component (A) is usually carried out until the isocyanate group concentration (remaining isocyanate group concentration) becomes 0.1% by weight or less. The measuring method of the isocyanate group concentration is as described above.

上記製造方法により得られる本発明のウレタン(メタ)アクリレートは、そのまま使用することもできる(例えば、揮発性有機溶剤等を含む組成物の状態でそのまま活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物の構成成分として使用することができる)し、精製した上で使用することもできる。なお、本発明のウレタン(メタ)アクリレートの精製にあたっては、公知乃至慣用の方法を使用でき、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段や、これらを組み合わせた分離手段等が利用可能である。   The urethane (meth) acrylate of the present invention obtained by the above production method can also be used as it is (for example, active energy ray curable urethane (meth) acrylate composition as it is in the state of a composition containing volatile organic solvent etc. Can be used as a component of (1) and purified. In the purification of the urethane (meth) acrylate of the present invention, known or conventional methods can be used. For example, separation means such as filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography, etc. A separation means combining the above can be used.

本発明のウレタン(メタ)アクリレートがラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)とイソシアネート化合物(B)(成分(B1)も含まれる)とを反応させて得られるものであって、成分(A)が式(2)で表される化合物である場合、本発明のウレタン(メタ)アクリレートは下記式(3)で表される。

Figure 0006425986
The urethane (meth) acrylate of the present invention is obtained by reacting a lactone-modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) with an isocyanate compound (B) (including the component (B1)). When A) is a compound represented by Formula (2), the urethane (meth) acrylate of this invention is represented by following formula (3).
Figure 0006425986

式(3)中、R1、R2、R3、p、及びqは、それぞれ式(1)及び式(2)におけるものと同じである。式(3)中、R4は、イソシアネート化合物(B)(r個のイソシアネート基を有する化合物)から構造式の上でイソシアネート基を除いて形成される基(残基)であり、例えば、r価の炭化水素基(例えば、直鎖、分岐鎖、又は環状の脂肪族炭化水素基;芳香族炭化水素基等)、r価の複素環式基、炭化水素基と複素環式基とが結合して形成されたr価の基(より具体的には、上記例示のイソシアネート化合物(B)から構造式の上でイソシアネート基を除いて形成される基等)等が挙げられる。rは、1以上の整数を示す。 In Formula (3), R 1 , R 2 , R 3 , p and q are respectively the same as those in Formula (1) and Formula (2). In formula (3), R 4 is a group (residue) formed by removing an isocyanate group from the isocyanate compound (B) (a compound having r isocyanate groups) on the structural formula, for example, r Hydrocarbon group (eg, linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group; aromatic hydrocarbon group etc.), r-valent heterocyclic group, hydrocarbon group and heterocyclic group are bonded And the like (more specifically, groups formed by removing the isocyanate group on the structural formula from the isocyanate compound (B) exemplified above, etc.) and the like. r represents an integer of 1 or more.

本発明のウレタン(メタ)アクリレートがラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)とイソシアネート化合物(B1)とポリオール(C)とを反応させて得られるものである場合、本発明のウレタン(メタ)アクリレートは下記式(4)で表される。

Figure 0006425986
When the urethane (meth) acrylate of the present invention is obtained by reacting the lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A), the isocyanate compound (B1) and the polyol (C), the urethane (meth Acrylate is represented by the following formula (4).
Figure 0006425986

式(4)中、R1、R2、R3、p、及びqは、それぞれ式(1)及び式(2)におけるものと同じである。式(4)中、R5は、イソシアネート化合物(B1)とポリオール(C)とを反応させて得られるウレタンイソシアネートプレポリマー(s個のイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー)から構造式の上でイソシアネート基を除いて形成される基(残基)である。sは2以上の整数を示す。 In Formula (4), R 1 , R 2 , R 3 , p, and q are the same as those in Formula (1) and Formula (2), respectively. In formula (4), R 5 is an isocyanate on the structural formula from a urethane isocyanate prepolymer (urethane prepolymer having s number of isocyanate groups) obtained by reacting an isocyanate compound (B1) with a polyol (C) It is a group (residue) formed by removing a group. s represents an integer of 2 or more.

<活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物>
本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物は、本発明のウレタン(メタ)アクリレートを必須の硬化成分(硬化性成分)として含有する組成物(活性エネルギー線硬化型樹脂組成物)である。なお、本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物において本発明のウレタン(メタ)アクリレートは、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
<Active energy ray curable urethane (meth) acrylate composition>
The active energy ray curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention is a composition containing the urethane (meth) acrylate of the present invention as an essential curing component (curable component) (active energy ray curable resin composition) It is. In the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention, the urethane (meth) acrylate of the present invention may be used alone or in combination of two or more. it can.

本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物における本発明のウレタン(メタ)アクリレートの含有量(配合量)は、特に限定されないが、活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物の全量(100重量%)に対して、30重量%以上(例えば、30〜99重量%)が好ましく、より好ましくは50〜98重量%、さらに好ましくは55〜90重量%である。本発明のウレタン(メタ)アクリレートの含有量を30重量%以上とすることにより、硬化塗膜(硬化物)の表面硬度(耐摩耗性、耐傷付性等)及び耐カール性の両特性がより高いレベルで充足される傾向がある。   The content (blending amount) of the urethane (meth) acrylate of the present invention in the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention is not particularly limited, but the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition 30 weight% or more (for example, 30-99 weight%) is preferable with respect to the total amount (100 weight%) of, 50-98 weight% is more preferable, More preferably, it is 55-90 weight%. By setting the content of the urethane (meth) acrylate of the present invention to 30% by weight or more, both the surface hardness (abrasion resistance, scratch resistance, etc.) and curl resistance of the cured coating (cured product) are more improved. It tends to be fulfilled at a high level.

[光重合開始剤]
本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物は、光重合開始剤(光開始剤)を含んでいてもよい。例えば、本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物を電子線照射により硬化させる際には、必ずしも光重合開始剤を用いる必要はないが、紫外線照射により硬化させる際には光重合開始剤を含むことが好ましい。
[Photoinitiator]
The active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention may contain a photopolymerization initiator (photoinitiator). For example, when the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention is cured by electron beam irradiation, it is not necessary to use a photopolymerization initiator, but when it is cured by ultraviolet irradiation It is preferred to include an initiator.

光重合開始剤としては、公知乃至慣用の光ラジカル重合開始剤を使用することができ、特に限定されないが、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインn−ブチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、チオキサンソン、2−クロロチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、2,4−ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4−ジクロロチオキサンソン、2,4−ジエチルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、カンファーキノン等が挙げられる。なお、本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物において光重合開始剤は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。   As the photopolymerization initiator, known or commonly used photoradical polymerization initiators can be used, and it is not particularly limited. For example, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane- 1-one, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- (4-dodecylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropane-1-one On, 4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1, benzoin, benzoin methyl ether , Benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin n-butyl ether Ter, benzoin phenyl ether, benzyl dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, 3,3'-dimethyl -4-Methoxy benzophenone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methyl thioxanthone, 2,4-dimethyl thioxanthone, isopropyl thioxanthone, 2,4-dichloro thioxanthone, 2,4- diethyl thio Xanson, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4,6-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine oxide, methyl phenyl glyoxylate, benzyl, camphor quinone, etc. That. In the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention, one type of photopolymerization initiator can be used alone, or two or more types can be used in combination.

光重合開始剤の含有量(配合量)は、特に限定されないが、活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物の全量(100重量%)に対して、1〜10重量%が好ましく、より好ましくは1〜5重量%、さらに好ましくは3重量%程度(例えば、2〜4重量%)である。光重合開始剤の含有量を1重量%以上とすることにより、硬化速度がより速くなる傾向がある。一方、光重合開始剤の含有量を10重量%以下とすることにより、硬化速度が速く、なおかつ物性に優れた硬化物が得られる傾向がある。例えば、光重合開始剤の含有量が10重量%を超える場合には、それ以上の硬化速度の向上は見られず、硬化物の物性が損なわれる傾向があるため、好ましくない。   The content (compounding amount) of the photopolymerization initiator is not particularly limited, but is preferably 1 to 10% by weight with respect to the total amount (100% by weight) of the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition Preferably, it is about 1 to 5% by weight, more preferably about 3% by weight (e.g., 2 to 4% by weight). By setting the content of the photopolymerization initiator to 1% by weight or more, the curing speed tends to be faster. On the other hand, when the content of the photopolymerization initiator is 10% by weight or less, a cured product having a high curing speed and excellent physical properties tends to be obtained. For example, when the content of the photopolymerization initiator exceeds 10% by weight, no further improvement of the curing rate is observed, and the physical properties of the cured product tend to be impaired, which is not preferable.

[(メタ)アクリロイル基含有モノマー]
本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物は、本発明のウレタン(メタ)アクリレートに加え、これ以外の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(「(メタ)アクリロイル基含有モノマー」と称する)を含むことが好ましい。上記(メタ)アクリロイル基含有モノマーは、アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群より選択される基を1分子あたり1個以上有する化合物である。上記(メタ)アクリロイル基含有モノマーを使用することにより、活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物の粘度調整や硬化塗膜の表面硬度の調整が可能となる。
[(Meth) Acryloyl Group-Containing Monomer]
The active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention is a compound ("(meth) acryloyl group-containing monomer") having a (meth) acryloyl group other than this in addition to the urethane (meth) acrylate of the present invention Is preferred to include. The (meth) acryloyl group-containing monomer is a compound having one or more groups selected from the group consisting of an acryloyl group and a methacryloyl group per molecule. By using the (meth) acryloyl group-containing monomer, it is possible to adjust the viscosity of the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition and to adjust the surface hardness of the cured coating film.

上記(メタ)アクリロイル基含有モノマーとしては、公知乃至慣用の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(モノマー)を使用することができ、特に限定されないが、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ポリカプロラクトン変性ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルフォリン、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレートのラクトン変性物(例えば、カプロラクトン変性物、以下同様)等の単官能モノマー;1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンの3モルプロピレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンの6モルプロピレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのカプロラクトン変性物のヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのカプロラクトン変性物のジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのカプロラクトン変性物のトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートのラクトン変性物、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートのラクトン変性物等の多官能モノマー等が挙げられる。また、上記(メタ)アクリロイル基含有モノマーとしては、その他、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、アクリル(メタ)アクリレート、不飽和ポリエステル等のオリゴマー等も挙げられる。なお、本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物において(メタ)アクリロイル基含有モノマーは、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。   As the (meth) acryloyl group-containing monomer, a compound (monomer) having a known or commonly used (meth) acryloyl group can be used, and is not particularly limited. However, phenoxyethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate , Benzyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, polycaprolactone modified hydroxyethyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl oxyethyl (meth) acrylate, (meth) acryloyl morpholine, 1,6-hexanediol mono (meth) Monofunctional monomers such as acrylate, lactone modified product of pentaerythritol mono (meth) acrylate (for example, caprolactone modified product, the same applies hereinafter); 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, triplypipi 3 moles of glycol di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylol propane tri (meth) acrylate, trimethylol propane Tri (meth) acrylate of propylene oxide adduct, tri (meth) acrylate of 6 mole propylene oxide adduct of trimethylolpropane, glycerin propoxy tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, caprolactone of dipentaerythritol Modified hexa (meth) acrylate, di (meth) acrylate of caprolactone modified of pentaerythritol, caprola of pentaerythritol Tri (meth) acrylate tons modified product, lactone-modified product of pentaerythritol di (meth) acrylate, polyfunctional monomers such lactone-modified products of pentaerythritol tri (meth) acrylate. In addition, as the above (meth) acryloyl group-containing monomer, for example, urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, polyether (meth) acrylate, acrylic (meth) acrylate, unsaturation, etc. Other examples include oligomers such as polyester. In the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention, the (meth) acryloyl group-containing monomer may be used alone or in combination of two or more. .

本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物における(メタ)アクリロイル基含有モノマーの含有量(配合量)は、特に限定されないが、本発明のウレタン(メタ)アクリレート100重量部に対して、1〜1000重量部が好ましく、より好ましくは1〜500重量部、さらに好ましくは1〜100重量部である。含有量が1重量部未満であると、溶剤として添加する意味がなく、1000重量部を超えると、本発明のウレタン(メタ)アクリレートを用いることによる特徴が出なくなる傾向がある。   The content (compounding amount) of the (meth) acryloyl group-containing monomer in the active energy ray curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention is not particularly limited, but it is based on 100 parts by weight of the urethane (meth) acrylate of the present invention The amount is preferably 1 to 1000 parts by weight, more preferably 1 to 500 parts by weight, and still more preferably 1 to 100 parts by weight. If the content is less than 1 part by weight, it does not have the meaning of being added as a solvent, and if it exceeds 1000 parts by weight, the characteristic of using the urethane (meth) acrylate of the present invention tends to be lost.

[有機溶剤]
本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物には、必要に応じて粘度調整等のために、有機溶剤等を添加することもできる。有機溶剤としては、公知乃至慣用の有機溶剤を使用することができ、特に限定されないが、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸メトキシエチル等のエステル系溶剤;ジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、ジオキサン等のエーテル系溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族溶剤;ペンタン、ヘキサン等の脂肪族系溶剤;塩化メチレン、クロロベンゼン、クロロホルム等のハロゲン系溶剤;イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。なお、本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物において有機溶剤は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。有機溶剤の含有量(配合量)は、特に限定されないが,活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物の全量(100重量%)に対して、0〜30重量%が好ましい。
[Organic solvent]
An organic solvent etc. can also be added to the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention, as needed, for viscosity adjustment and the like. As the organic solvent, known or commonly used organic solvents can be used, and there is no particular limitation. Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; Esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate and methoxyethyl acetate Solvents: Ether solvents such as diethyl ether, ethylene glycol methyl ether and dioxane; Aromatic solvents such as toluene and xylene; Aliphatic solvents such as pentane and hexane; Halogen solvents such as methylene chloride, chlorobenzene and chloroform; Alcohol solvents, such as butanol, etc. are mentioned. In the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention, one organic solvent can be used alone, or two or more organic solvents can be used in combination. The content (blending amount) of the organic solvent is not particularly limited, but is preferably 0 to 30% by weight with respect to the total amount (100% by weight) of the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition.

また、本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物には、その他の種々の添加剤を配合することができる。添加剤としては、公知乃至慣用の添加剤を使用することができ、特に限定されないが、例えば、フィラー、染顔料、レベリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、分散剤、チクソトロピー性付与剤等が挙げられる。なお、本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物において添加剤は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。添加剤の含有量(配合量)は、特に限定されないが、活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物(100重量%)に対して、0〜10重量%が好ましく、より好ましくは0.05〜5重量%である。   Moreover, other various additives can be mix | blended with the active energy ray hardening-type urethane (meth) acrylate composition of this invention. As the additives, known or commonly used additives can be used and are not particularly limited. For example, fillers, dyes and pigments, leveling agents, UV absorbers, light stabilizers, antifoaming agents, dispersing agents, thixotropic properties A imparting agent etc. are mentioned. In addition, an additive can also be used individually by 1 type in the active energy ray hardening-type urethane (meth) acrylate composition of this invention, and it can also be used combining 2 or more types. The content (blending amount) of the additive is not particularly limited, but it is preferably 0 to 10% by weight, more preferably 0. to 10% by weight based on the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition (100% by weight). It is 05-5% by weight.

本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物は、本発明のウレタン(メタ)アクリレートと、必要に応じて光重合開始剤や有機溶剤等のその他の成分を混合することによって得ることができる。混合の手段としては、公知乃至慣用の手段を利用でき、特に限定されないが、例えば、ディゾルバー、ホモジナイザー等の各種ミキサー、ニーダー、ロール、ビーズミル、自公転式撹拌装置等の手段を使用できる。また、混合の際の温度や回転数等の条件は、特に限定されず、適宜設定可能である。   The active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention can be obtained by mixing the urethane (meth) acrylate of the present invention and other components such as a photopolymerization initiator and an organic solvent as required. Can. As means for mixing, known or conventional means can be used, and it is not particularly limited, but for example, various mixers such as dissolver and homogenizer, kneader, roll, bead mill, self-revolution type stirring device and the like can be used. Moreover, conditions, such as temperature in the case of mixing and rotation speed, are not specifically limited, It can set suitably.

<硬化物>
本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物を、活性エネルギー線照射によって硬化させることにより、硬化物(「本発明の硬化物」と称する場合がある)が得られる。本発明の硬化物は、高い表面硬度(例えば、耐摩耗性、耐傷付性)と耐カール性との両性能をバランス良く備える。
<Cured product>
By curing the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention by active energy ray irradiation, a cured product (sometimes referred to as "the cured product of the present invention") can be obtained. The cured product of the present invention has well-balanced performance of high surface hardness (for example, abrasion resistance, scratch resistance) and curl resistance.

より詳しくは、本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物は、これを対象物に適用して塗膜を形成した後、紫外線や電子線等の活性エネルギー線を照射することにより硬化し、硬化塗膜を与える。紫外線照射を行う際の光源としては、特に限定されないが、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライド灯等が用いられる。紫外線の照射時間は、光源の種類、光源と塗布面との距離、その他の条件等により異なるが、長くとも数十秒であり、通常は数秒である。紫外線照射後は、さらに、必要に応じて加熱を行って硬化の完全を図ることもできる。一方、電子線照射の場合は、特に限定されないが、例えば、50〜1000KeVの範囲のエネルギーを持つ電子線を用い、2〜5Mradの照射量とすることが好ましい。通常、ランプ出力80〜300W/cm程度の照射源が用いられる。また、硬化塗膜(本発明の硬化物の膜)の厚さは、特に限定されないが、通常、50〜300μm程度である。   More specifically, the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention is applied to an object to form a coating, and then irradiated with active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams. Cure to give a cured coating. Although it does not specifically limit as a light source at the time of irradiating an ultraviolet-ray, For example, a high pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a carbon arc lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp etc. are used. The irradiation time of the ultraviolet light varies depending on the type of light source, the distance between the light source and the coated surface, other conditions, etc., but is at most several tens of seconds and usually several seconds. After the irradiation with ultraviolet light, heating may be further performed as needed to achieve complete curing. On the other hand, in the case of electron beam irradiation, although not particularly limited, for example, it is preferable to use an electron beam having an energy in the range of 50 to 1000 KeV and to have an irradiation amount of 2 to 5 Mrad. Usually, a radiation source with a lamp output of about 80 to 300 W / cm is used. The thickness of the cured coating (the film of the cured product of the present invention) is not particularly limited, but is usually about 50 to 300 μm.

本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物は、例えば、物品の表面に硬化塗膜を形成する用途、具体的には、コーティング剤(コーティング用途)、塗料(塗料用途)、接着剤(接着剤用途)等に好ましく使用できる。本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物より形成された硬化塗膜は、高い表面硬度を有するため対象物(物品)の表面の保護性に優れ、また、耐カール性にも優れるため対象物のカール等の不具合を生じさせず、高品質の製品を得ることができる。   The active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention is, for example, used for forming a cured coating on the surface of an article, specifically, coating agent (coating application), paint (coating application), adhesion It can be preferably used as an agent (adhesive use) and the like. The cured coating film formed from the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention has high surface hardness and is excellent in the protection of the surface of the object (article) and also in the curl resistance. Since the product is excellent, high quality products can be obtained without causing problems such as curling of the target.

本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物を適用(例えば、塗布)する対象物(被塗布物)は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、塩化ビニル樹脂等のプラスチック製の物品;上記物品のプラスチック表面に金属蒸着を行ったもの;木材;金属板;紙等の各種物品が挙げられる。また、対象物(被塗布物)の形状も特に限定されない。本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物がコーティング又は接着剤等として用いられた上述のプラスチック類、木材、金属、紙等は、各種建築材料、家具、印刷紙、缶製品、家庭用電気製品、デジタル・ビデオ・ディスク(DVD)等の各種製品において有用である。なお、本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物は耐加水分解性に優れ、かつ形成されたコーティング塗膜又は接着剤等は、柔軟性、密着性にも優れている。   The target (application) to which the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention is applied (for example, coated) is not particularly limited, and for example, polyethylene terephthalate (PET), polymethacrylate, polycarbonate, Articles made of plastic such as vinyl chloride resin; those obtained by vapor-depositing metal on the plastic surface of the above-mentioned article; wood; metal plates; various articles such as paper. Further, the shape of the target (object to be coated) is not particularly limited. The above-mentioned plastics, wood, metal, paper, etc. in which the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention is used as a coating or an adhesive etc. are various building materials, furniture, printing paper, can products, It is useful in various products such as home appliances and digital video discs (DVDs). The active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention is excellent in hydrolysis resistance, and the formed coating film or adhesive is also excellent in flexibility and adhesion.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be described in more detail based on examples given below, but the present invention is not limited by these examples.

合成例1
[多官能アクリル化合物のラクトン変性体(ラクトン重合体(1))の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)アクリレート(商品名「アロニックスM305」、東亞合成(株)製)342.2g、ε−カプロラクトン(商品名「プラクセルM」、(株)ダイセル製)157.4g、4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)0.36g(720ppm)、及びオクチル酸スズ(商品名「スタノクト」、(株)エーピーアイコーポレーション製)0.055g(110ppm)を仕込んだ。次いで、この混合物に、空気/窒素の比(体積比)が1/2の混合ガスを30ml/分で吹き込みながら、130℃で、残存するε−カプロラクトンの量がGC分析にて1重量%(仕込んだ量を100重量%とする)を切るまで反応させ、常温で液体の生成物を得た。得られた生成物は、ペンタエリスリトールトリアクリレートのε−カプロラクトン変性体(ラクトン重合体(1);上述の成分(A)に相当する)とペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物であり、その水酸基価は77.3mgKOH/gであった。図1に、上記生成物の1H−NMRスペクトルのチャート(溶媒:重クロロホルム)を示す。
Synthesis example 1
[Synthesis of Lactone Modified Body of Multifunctional Acrylic Compound (Lactone Polymer (1))]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction pipe, and condenser, pentaerythritol (tri / tetra) acrylate (trade name "Alonix M305", manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 342.2 g, ε- 157.4 g of caprolactone (trade name "Placcel M", manufactured by Daicel Co., Ltd.), 0.36 g (720 ppm) of 4-methoxyphenol (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.), and tin octylate (trade name "Stanocto", 0.055 g (110 ppm) (manufactured by AP Corporation) was charged. Then, while blowing a mixed gas with an air / nitrogen ratio (volume ratio) of 1/2 at 30 ml / min into this mixture, the amount of ε-caprolactone remaining is 1 wt. The reaction was carried out until the amount charged was reduced to 100% by weight to obtain a liquid product at normal temperature. The obtained product is a mixture of ε-caprolactone modified product of pentaerythritol triacrylate (lactone polymer (1); corresponding to the component (A) described above) and pentaerythritol tetraacrylate, and the hydroxyl value is 77 It was .3 mg KOH / g. FIG. 1 shows a chart (solvent: deuterated chloroform) of 1 H-NMR spectrum of the above-mentioned product.

合成例2
[多官能アクリル化合物のラクトン変性体(ラクトン重合体(2))の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)アクリレート(商品名「アロニックスM305」、東亞合成(株)製)232.4g、ε−カプロラクトン(商品名「プラクセルM」、(株)ダイセル製)267.2g、4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)0.36g(720ppm)、及びオクチル酸スズ(商品名「スタノクト」、(株)エーピーアイコーポレーション製)0.055g(110ppm)を仕込み、この混合物に、空気/窒素の比(体積比)が1/2の混合ガスを30ml/分で吹き込みながら、130℃で、残存するε−カプロラクトンの量がGC分析にて1重量%(仕込んだ量を100重量%とする)を切るまで反応させ、常温でワックス状の生成物を得た。得られた生成物は、ペンタエリスリトールトリアクリレートのε−カプロラクトン変性体(ラクトン重合体(2);上述の成分(A)に相当する)とペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物であり、その水酸基価は52.5mgKOH/gであった。図2に、上記生成物の1H−NMRスペクトルのチャート(溶媒:重クロロホルム)を示す。
Synthesis example 2
[Synthesis of Lactone Modified Body of Multifunctional Acrylic Compound (Lactone Polymer (2))]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction tube, and condenser, pentaerythritol (tri / tetra) acrylate (trade name "Alonix M305", manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 232.4 g, ε- 267.2 g of caprolactone (trade name "Placcel M", manufactured by Daicel Co., Ltd.), 0.36 g (720 ppm) of 4-methoxyphenol (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.), and tin octylate (trade name "Stanocto", A charge of 0.055 g (110 ppm) (manufactured by AP Corporation) and remaining at 130 ° C. while blowing a mixed gas having an air / nitrogen ratio (volume ratio) of 1/2 at 30 ml / min. The reaction is carried out until the amount of ε-caprolactone to be added is less than 1% by weight in GC analysis (the charged amount is 100% by weight). A cocoon-like product was obtained. The obtained product is a mixture of pentaerythritol triacrylate ε-caprolactone modified product (lactone polymer (2); corresponding to the component (A) described above) and pentaerythritol tetraacrylate, and the hydroxyl value is 52 It was .5 mg KOH / g. FIG. 2 shows a chart (solvent: deuterated chloroform) of 1 H-NMR spectrum of the above-mentioned product.

合成例3
[多官能アクリル化合物のラクトン変性体(ラクトン重合体(3))の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)アクリレート(商品名「アロニックスM305」、東亞合成(株)製)191.5g、ε−カプロラクトン(商品名「プラクセルM」、(株)ダイセル製)308.0g、4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)0.36g(720ppm)、及びオクチル酸スズ(商品名「スタノクト」、(株)エーピーアイコーポレーション製)0.055g(110ppm)を仕込み、この混合物に、空気/窒素の比(体積比)が1/2の混合ガスを30ml/分で吹き込みながら、130℃で、残存するε−カプロラクトンの量がGC分析にて1重量%(仕込んだ量を100重量%とする)を切るまで反応させ、常温でワックス状の生成物を得た。得られた生成物は、ペンタエリスリトールトリアクリレートのε−カプロラクトン変性体(ラクトン重合体(3);上述の成分(A)に相当する)とペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物であり、その水酸基価は43.3mgKOH/gであった。
Synthesis example 3
[Synthesis of Lactone Modified Body of Multifunctional Acrylic Compound (Lactone Polymer (3))]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction pipe, and condenser, 191.5 g of pentaerythritol (tri / tetra) acrylate (trade name "Alonix M305", manufactured by Toagosei Co., Ltd.), ε- 308.0 g of caprolactone (trade name “Placcel M”, manufactured by Daicel Co., Ltd.), 0.36 g (720 ppm) of 4-methoxyphenol (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.), and tin octylate (trade name “Stanocto”, A charge of 0.055 g (110 ppm) (manufactured by AP Corporation) and remaining at 130 ° C. while blowing a mixed gas having an air / nitrogen ratio (volume ratio) of 1/2 at 30 ml / min. The reaction is carried out until the amount of ε-caprolactone to be added is less than 1% by weight in GC analysis (the charged amount is 100% by weight). A cocoon-like product was obtained. The obtained product is a mixture of ε-caprolactone modified product of pentaerythritol triacrylate (lactone polymer (3); corresponding to the component (A) described above) and pentaerythritol tetraacrylate, and the hydroxyl value is 43 It was .3 mg KOH / g.

なお、商品名「アロニックスM305」は、ペンタエリスリトールトリアクリレート(トリ体)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(テトラ体)の混合物であり、その割合(重量基準)は60:40(トリ体:テトラ体)である。即ち、合成例1におけるペンタエリスリトールトリアクリレート1モルに対するε−カプロラクトンの付加モル数は2モルであり、合成例2における同付加モル数は5モルであり、合成例3における同付加モル数は7モルである。   The trade name "ALONIX M 305" is a mixture of pentaerythritol triacrylate (tri) and pentaerythritol tetraacrylate (tetra) in a ratio (by weight) of 60: 40 (tri: tetra). is there. That is, the addition mole number of ε-caprolactone to 1 mole of pentaerythritol triacrylate in Synthesis Example 1 is 2 moles, the addition mole number in Synthesis Example 2 is 5 moles, and the addition mole number in Synthesis Example 3 is 7 moles It is a mole.

実施例1
[ウレタンアクリレート(UA1)の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、合成例1で得た生成物898g、ジブチルスズジラウレート(日東化成(株)製)1.0g、及び4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)1.0gを仕込み、内温を60℃に昇温させた。次に、イソホロンジイソシアネート(エボニック社製)100gを3時間で連続滴下仕込みした。続いて、残存イソシアネート基濃度が0.1重量%を切るまで反応させ、ウレタンアクリレート(UA1)を得た。なお、UA1中には、ウレタンアクリレート(本発明のウレタン(メタ)アクリレート)に加え、ペンタエリスリトールテトラアクリレートが含まれる。
また、残存イソシアネート基濃度は上述の滴定法により測定し、以下の実施例についても同様である。
図3に、得られたウレタンアクリレート(UA1)の1H−NMRスペクトルのチャート(溶媒:重クロロホルム)を示す。また、図4に、得られたウレタンアクリレート(UA1)のIRスペクトルのチャートを示す。図5に、得られたウレタンアクリレート(UA1)のGPC溶出曲線を示す。標準ポリスチレン換算の分子量測定の結果、UA1中のウレタンアクリレート(ピークトップの保持時間が20.88分の成分)の重量平均分子量(Mw)が2772、数平均分子量(Mn)が1840、分子量分布(Mw/Mn)が1.51であった。
Example 1
[Synthesis of Urethane Acrylate (UA1)]
898 g of the product obtained in Synthesis Example 1, 1.0 g of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.), and 4-methoxyphenol in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction tube and condenser 1.0 g (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.) was charged, and the internal temperature was raised to 60 ° C. Next, 100 g of isophorone diisocyanate (manufactured by Evonik Co., Ltd.) was continuously added dropwise over 3 hours. Subsequently, the reaction was carried out until the residual isocyanate group concentration was less than 0.1% by weight to obtain a urethane acrylate (UA1). In addition to urethane acrylate (urethane (meth) acrylate of the present invention), UA1 contains pentaerythritol tetraacrylate.
Moreover, the residual isocyanate group concentration is measured by the above-mentioned titration method, and the same applies to the following examples.
FIG. 3 shows a chart (solvent: heavy chloroform) of 1 H-NMR spectrum of the obtained urethane acrylate (UA1). Moreover, the chart of IR spectrum of the obtained urethane acrylate (UA1) is shown in FIG. The GPC elution curve of the obtained urethane acrylate (UA1) is shown in FIG. As a result of molecular weight measurement in terms of standard polystyrene, the weight average molecular weight (Mw) of urethane acrylate (component of peak top holding time 20.88 minutes) in UA1 is 2772, number average molecular weight (Mn) is 1840, and molecular weight distribution ( Mw / Mn) was 1.51.

実施例2
[ウレタンアクリレート(UA2)の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、合成例2で得た生成物928g、ジブチルスズジラウレート(日東化成(株)製)1.0g、及び4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)1.0gを仕込み、内温を60℃に昇温させた。次に、イソホロンジイソシアネート(エボニック社製)70gを3時間で連続滴下仕込みした。続いて、残存イソシアネート基濃度が0.1重量%を切るまで反応させ、ウレタンアクリレート(UA2)を得た。なお、UA2中には、ウレタンアクリレート(本発明のウレタン(メタ)アクリレート)に加え、ペンタエリスリトールテトラアクリレートが含まれる。
図6に、得られたウレタンアクリレート(UA2)の1H−NMRスペクトルのチャート(溶媒:重クロロホルム)を示す。また、図7に、得られたウレタンアクリレート(UA2)のIRスペクトルのチャートを示す。図8に、得られたウレタンアクリレート(UA2)のGPC溶出曲線を示す。標準ポリスチレン換算の分子量測定の結果、UA2中のウレタンアクリレート(ピークトップの保持時間が20.13分の成分)の重量平均分子量(Mw)が4248、数平均分子量(Mn)が2436、分子量分布(Mw/Mn)が1.74であった。
Example 2
[Synthesis of Urethane Acrylate (UA2)]
928 g of the product obtained in Synthesis Example 2, 1.0 g of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.), and 4-methoxyphenol in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction tube and condenser 1.0 g (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.) was charged, and the internal temperature was raised to 60 ° C. Next, 70 g of isophorone diisocyanate (manufactured by Evonik Co., Ltd.) was continuously added dropwise over 3 hours. Subsequently, the reaction was carried out until the residual isocyanate group concentration was less than 0.1% by weight to obtain a urethane acrylate (UA2). In addition to urethane acrylate (urethane (meth) acrylate of the present invention), pentaerythritol tetraacrylate is contained in UA2.
FIG. 6 shows a chart (solvent: heavy chloroform) of 1 H-NMR spectrum of the obtained urethane acrylate (UA2). Moreover, the chart of IR spectrum of the obtained urethane acrylate (UA2) is shown in FIG. FIG. 8 shows the GPC elution curve of the resulting urethane acrylate (UA2). As a result of the molecular weight measurement in terms of standard polystyrene, the weight average molecular weight (Mw) of urethane acrylate (component with peak top holding time of 20.13 minutes) in UA2 is 4248, the number average molecular weight (Mn) is 2436, and the molecular weight distribution ( Mw / Mn) was 1.74.

実施例3
[ウレタンアクリレート(UA3)の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、合成例1で得た生成物899g、ジブチルスズジラウレート(日東化成(株)製)1.0g、及び4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)1.0gを仕込み、内温を60℃に昇温させた。次に、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工(株)製)99gを3時間で連続滴下仕込みした。続いて、残存イソシアネート基濃度が0.1重量%を切るまで反応させ、ウレタンアクリレート(UA3)を得た。なお、UA3中には、ウレタンアクリレート(本発明のウレタン(メタ)アクリレート)に加え、ペンタエリスリトールテトラアクリレートが含まれる。
Example 3
[Synthesis of Urethane Acrylate (UA3)]
899 g of the product obtained in Synthesis Example 1, 1.0 g of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.), and 4-methoxyphenol in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction tube and condenser 1.0 g (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.) was charged, and the internal temperature was raised to 60 ° C. Next, 99 g of 2-acryloyloxyethyl isocyanate (manufactured by Showa Denko KK) was continuously added dropwise over 3 hours. Subsequently, the reaction was carried out until the residual isocyanate group concentration was less than 0.1% by weight to obtain a urethane acrylate (UA3). In addition to urethane acrylate (urethane (meth) acrylate of the present invention), pentaerythritol tetraacrylate is contained in UA3.

実施例4
[ウレタンアクリレート(UA4)の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、イソホロンジイソシアネート(エボニック社製)129g、及びジブチルスズジラウレート(日東化成(株)製)0.5gを仕込み、内温を60℃に昇温させて、ポリエステルポリオール(商品名「ニッポラン4002」、日本ポリウレタン工業(株)製)290gを2時間で連続滴下仕込みした。さらに、1時間の熟成後、4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)1.0g及び合成例1で得た生成物580gを2時間で連続滴下仕込みした。残存イソシアネート基濃度が0.1重量%を切るまで反応させ、ウレタンアクリレート(UA4)を得た。なお、UA4中には、ウレタンアクリレート(本発明のウレタン(メタ)アクリレート)に加え、ペンタエリスリトールテトラアクリレートが含まれる。
Example 4
[Synthesis of Urethane Acrylate (UA4)]
Charge 129g of isophorone diisocyanate (manufactured by Evonik Co., Ltd.) and 0.5 g of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.) into a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction pipe, and condenser, and measure the internal temperature. The temperature was raised to 60 ° C., and 290 g of polyester polyol (trade name “Nipporan 4002”, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) was continuously added dropwise over 2 hours. Further, after aging for 1 hour, 1.0 g of 4-methoxyphenol (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.) and 580 g of the product obtained in Synthesis Example 1 were continuously added dropwise over 2 hours. The reaction was performed until the residual isocyanate group concentration was less than 0.1% by weight to obtain urethane acrylate (UA4). In addition to urethane acrylate (urethane (meth) acrylate of the present invention), pentaerythritol tetraacrylate is contained in UA4.

実施例5
[ウレタンアクリレート(UA5)の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、イソホロンジイソシアネート(エボニック社製)101g、及びジブチルスズジラウレート(日東化成(株)製)0.5gを仕込み、内温を60℃に昇温させて、ポリエステルポリオール(商品名「ニッポラン4002」、日本ポリウレタン工業(株)製)228gを2時間で連続滴下仕込みした。さらに、1時間の熟成後、4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)1.0g及び合成例2で得た生成物670gを2時間で連続滴下仕込みした。残存イソシアネート基濃度が0.1重量%を切るまで反応させ、ウレタンアクリレート(UA5)を得た。なお、UA5中には、ウレタンアクリレート(本発明のウレタン(メタ)アクリレート)に加え、ペンタエリスリトールテトラアクリレートが含まれる。
Example 5
[Synthesis of Urethane Acrylate (UA5)]
Charge 101 g of isophorone diisocyanate (manufactured by Evonik Co., Ltd.) and 0.5 g of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.) into a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction pipe, and condenser, and measure the internal temperature. The temperature was raised to 60 ° C., and 228 g of polyester polyol (trade name “Nipporan 4002”, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) was continuously added dropwise over 2 hours. Further, after aging for 1 hour, 1.0 g of 4-methoxyphenol (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.) and 670 g of the product obtained in Synthesis Example 2 were continuously added dropwise over 2 hours. The reaction was carried out until the residual isocyanate group concentration was less than 0.1% by weight to obtain a urethane acrylate (UA5). In addition, in addition to urethane acrylate (urethane (meth) acrylate of this invention), pentaerythritol tetraacrylate is contained in UA5.

実施例6
[ウレタンアクリレート(UA6)の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、合成例1で得た生成物839g、ジブチルスズジラウレート(日東化成(株)製)0.5g、及び4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)1.0gを仕込み、内温を60℃に昇温させた。次に、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(商品名「タケネートD−170N」、三井化学(株)製)160gを3時間で連続滴下仕込みした。残存イソシアネート基濃度が0.1重量%を切るまで反応させ、ウレタンアクリレート(UA6)を得た。なお、UA6中には、ウレタンアクリレート(本発明のウレタン(メタ)アクリレート)に加え、ペンタエリスリトールテトラアクリレートが含まれる。
Example 6
[Synthesis of Urethane Acrylate (UA6)]
839 g of the product obtained in Synthesis Example 1, 0.5 g of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.), and 4-methoxyphenol in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction tube and condenser 1.0 g (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.) was charged, and the internal temperature was raised to 60 ° C. Next, 160 g of trimers of hexamethylene diisocyanate (trade name "Takenate D-170N", manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) were continuously added dropwise over 3 hours. The reaction was carried out until the residual isocyanate group concentration was less than 0.1% by weight to obtain urethane acrylate (UA6). In addition, in addition to urethane acrylate (urethane (meth) acrylate of this invention), pentaerythritol tetraacrylate is contained in UA6.

実施例7
[ウレタンアクリレート(UA7)の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、合成例2で得た生成物884g、ジブチルスズジラウレート(日東化成(株)製)0.5g、及び4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)1.0gを仕込み、内温を60℃に昇温させた。次に、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(商品名「タケネートD−170N」、三井化学(株)製)114gを3時間で連続滴下仕込みした。残存イソシアネート基濃度が0.1重量%を切るまで反応させ、ウレタンアクリレート(UA7)を得た。なお、UA7には、ウレタンアクリレート(本発明のウレタン(メタ)アクリレート)に加え、ペンタエリスリトールテトラアクリレートが含まれる。
Example 7
[Synthesis of Urethane Acrylate (UA7)]
884 g of the product obtained in Synthesis Example 2, 0.5 g of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.), and 4-methoxyphenol in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction tube and condenser 1.0 g (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.) was charged, and the internal temperature was raised to 60 ° C. Next, 114 g of hexamethylene diisocyanate trimer (trade name "Takenate D-170N", manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was continuously added dropwise over 3 hours. The reaction was performed until the residual isocyanate group concentration was less than 0.1% by weight to obtain urethane acrylate (UA7). In addition to urethane acrylate (urethane (meth) acrylate of the present invention), UA7 contains pentaerythritol tetraacrylate.

比較例1
[ウレタンアクリレート(UA8)の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)アクリレート(商品名「アロニックスM305」、東亞合成(株)製)859g、ジブチルスズジラウレート(日東化成(株)製)1.0g、及び4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)1.0gを仕込み、内温を60℃に昇温させた。次に、イソホロンジイソシアネート(エボニック社製)139gを3時間で連続滴下仕込みした。残存イソシアネート基濃度が0.1重量%を切るまで反応させ、ウレタンアクリレート(UA8)を得た。
Comparative Example 1
[Synthesis of Urethane Acrylate (UA8)]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction tube, and condenser, 859 g of pentaerythritol (tri / tetra) acrylate (trade name "Alonix M 305", manufactured by Toagosei Co., Ltd.), dibutyltin dilaurate (Nitto 1.0g of chemical conversion (made) and 1.0g of 4-methoxy phenol (made by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.) were prepared, and the internal temperature was raised to 60 degreeC. Next, 139 g of isophorone diisocyanate (manufactured by Evonik Co., Ltd.) was continuously added dropwise over 3 hours. The reaction was carried out until the residual isocyanate group concentration was less than 0.1% by weight to obtain a urethane acrylate (UA8).

比較例2
[ウレタンアクリレート(UA9)の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、カプロラクトン(ペンタエリスリトール1モルに対して4モル)変性したペンタエリスリトールをさらにトリアクリレート化した化合物(即ち、ペンタエリスリトールのラクトン変性物をアクリレート化したモノマー)940g、ジブチルスズジラウレート(日東化成(株)製)1.0g、及び4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)1.0gを仕込み、内温を60℃に昇温させた。次に、イソホロンジイソシアネート(エボニック社製)58gを3時間で連続滴下仕込みした。残存イソシアネート基濃度が0.1重量%を切るまで反応させ、ウレタンアクリレート(UA9)を得た。
Comparative example 2
[Synthesis of Urethane Acrylate (UA9)]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction tube, and condenser, a compound in which caprolactone (4 moles per 1 mole of pentaerythritol) has been modified and which is further triacrylated (ie, pentaerythritol) A monomer obtained by acrylated lactone-modified product, 940 g of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.), and 1.0 g of 4-methoxyphenol (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.) are charged, and the internal temperature is 60 ° C. The temperature was raised. Next, 58 g of isophorone diisocyanate (manufactured by Evonik Co., Ltd.) was continuously added dropwise over 3 hours. The reaction was performed until the residual isocyanate group concentration was less than 0.1% by weight to obtain a urethane acrylate (UA9).

比較例3
[ウレタンアクリレート(UA10)の合成]
撹拌機、温度計、混気ガス導入管、並びにコンデンサーのついた反応容器に、合成例3で得た生成物940g、ジブチルスズジラウレート(日東化成(株)製)1.0g、及び4−メトキシフェノール(川口化学工業(株)製)1.0gを仕込み、内温を60℃に昇温させた。次に、イソホロンジイソシアネート(エボニック社製)58gを3時間で連続滴下仕込みした。残存イソシアネート基濃度が0.1重量%を切るまで反応させ、ウレタンアクリレート(UA10)を得た。
Comparative example 3
[Synthesis of Urethane Acrylate (UA10)]
940 g of the product obtained in Synthesis Example 3, 1.0 g of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.), and 4-methoxyphenol in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, mixed gas introduction tube and condenser 1.0 g (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.) was charged, and the internal temperature was raised to 60 ° C. Next, 58 g of isophorone diisocyanate (manufactured by Evonik Co., Ltd.) was continuously added dropwise over 3 hours. The reaction was performed until the residual isocyanate group concentration was less than 0.1% by weight to obtain a urethane acrylate (UA10).

以下に、実施例1〜7、比較例1〜3で得られた各ウレタンアクリレートについての簡単な説明を示す。なお、UA1〜UA8、UA10にはペンタエリスリトールテトラアクリレートも含まれるが、その点は省略した。
UA1:ラクトン重合体(1)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)の反応物
UA2:ラクトン重合体(2)とIPDIの反応物
UA3:ラクトン重合体(1)と2−アクリロイルオキシエチルイソシアネートの反応物
UA4:ポリエステルジオールとラクトン重合体(1)とIPDIの反応物
UA5:ポリエステルジオールとラクトン重合体(2)とIPDIの反応物
UA6:ラクトン重合体(1)とヘキサメチレンジイソシアネートヌレート(HDIヌレート)の反応物
UA7:ラクトン重合体(2)とHDIヌレートの反応物
UA8:ペンタエリスリトールトリアクリレートとIPDIの反応物
UA9:ペンタエリスリトールのラクトン変性物をアクリレート化したモノマーとIPDIの反応物
UA10:ラクトン重合体(3)とIPDIの反応物
Below, the brief description about each urethane acrylate obtained by Examples 1-7 and Comparative Examples 1-3 is shown. In addition, although a pentaerythritol tetraacrylate is also contained in UA1-UA8 and UA10, the point was abbreviate | omitted.
UA1: reaction product of lactone polymer (1) and isophorone diisocyanate (IPDI) UA2: reaction product of lactone polymer (2) and IPDI UA3: reaction product of lactone polymer (1) and 2-acryloyloxyethyl isocyanate UA4: Reactant of polyester diol and lactone polymer (1) and IPDI UA5: Reactant of polyester diol and lactone polymer (2) and IPDI UA6: Reactant of lactone polymer (1) and hexamethylene diisocyanate (HDI nurate) UA7: Reactant of lactone polymer (2) and HDI nurate UA8: Reactant of pentaerythritol triacrylate and IPDI UA9: Reactant of lactone modified product of pentaerythritol and acrylated monomer and IPDI UA10: Lactone polymer 3) a reaction product of IPDI

実施例8〜20、比較例4〜7
[活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物の調製]
ステンレス製ビーカーに、撹拌モーターを用いて撹拌混合しながら、表1に示す成分を表1に示す割合で順次投入し、各組成物(活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物)を得た。
Examples 8 to 20, Comparative Examples 4 to 7
[Preparation of active energy ray curable urethane (meth) acrylate composition]
The components shown in Table 1 are sequentially introduced into the stainless beaker at a ratio shown in Table 1 while stirring and mixing using a stirring motor to obtain each composition (active energy ray curable urethane (meth) acrylate composition) The

上記で得られた活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物の硬化物(硬化塗膜)について、以下の評価を行った。   The following evaluation was performed about the hardened | cured material (hardened coating film) of the active energy ray hardening-type urethane (meth) acrylate composition obtained above.

(テーバー摩耗試験)
まず、厚み1mm、縦100mm、横100mmのサイズのポリカーボネート板(商品名「標準試験板」、日本テストパネル(株)製)に、バーコーター#4にて、上記で得た活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物を塗布した後、紫外線照射(5m/分×2kW、照射距離11cm、照射回数2回、積算光量900mJ/cm2)して上記組成物を硬化させ、膜厚20μmの硬化塗膜(コーティング被膜)を作製した。これを試料として用いた。
上記試料を用いて、以下の手順でテーバー摩耗試験を実施した。
ASTM D−1044に準拠し、テーバー摩耗試験機((株)安田精機製作所製)を用いて、摩耗輪CS−10F、荷重500g、回転数300サイクルの条件で、上記試料における硬化塗膜を摩耗させた。摩耗後、試料における硬化塗膜を洗浄し,ヘーズメータ(商品名「HAZE METER NDH2000」、日本電色(株)製)で試料のヘーズ(これを「摩耗後ヘーズ」とする)を測定し、摩耗前の試料のヘーズ(これを「初期ヘーズ」とする)との差異(△Haze;摩耗後ヘーズ(%)−初期ヘーズ(%))を算出した。得られた△Hazeの値に基づき、耐摩耗性(耐摩擦性)の評価を行った。結果を表1の「テーバー摩耗」の欄に示す。
◎(耐摩耗性が極めて良好):△Hazeが5%未満
○(耐摩耗性が良好):△Hazeが5%以上、10%未満
△(耐摩耗性が不良):△Hazeが10%以上、20%未満
×(耐摩耗性が極めて不良):△Hazeが20%以上
(Taber abrasion test)
First, an active energy ray-curable type obtained above with a bar coater # 4 on a polycarbonate plate having a thickness of 1 mm, a length of 100 mm, and a width of 100 mm (trade name "standard test plate" manufactured by Nippon Test Panels Ltd.) After the urethane (meth) acrylate composition is applied, it is irradiated with ultraviolet light (5 m / min × 2 kW, irradiation distance 11 cm, irradiation frequency twice, accumulated light amount 900 mJ / cm 2 ) to cure the above composition, and the film thickness is 20 μm. A cured coating (coating) was prepared. This was used as a sample.
The Taber abrasion test was performed in the following procedure using the above samples.
In accordance with ASTM D-1044, using a Taber abrasion tester (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.), the cured film on the above sample is abraded under the conditions of abrasion wheel CS-10F, load 500 g, rotation speed 300 cycles I did. After abrasion, the cured coating film of the sample is cleaned, and the haze of the sample (referred to as "haze after abrasion") is measured with a haze meter (trade name "HAZE METER NDH 2000" manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.). The difference (ΔHaze; post-abrasive haze (%)-initial haze (%)) from the haze of the previous sample (this is referred to as “initial haze”) was calculated. The abrasion resistance (friction resistance) was evaluated based on the obtained value of ΔHaze. The results are shown in the "Taber abrasion" column of Table 1.
((Very good wear resistance): 摩 耗 Haze less than 5% ○ (good wear resistance): H Haze 5% or more and less than 10% ((defective wear resistance): H Haze 10% or more Less than 20% × (very poor in wear resistance): ΔHaze is 20% or more

(耐スチールウール性)
まず、テーバー摩耗試験で作製したものと同じ試料を準備した。当該試料を用いて、以下の手順で耐スチールウール性(耐傷付性)の評価を行った。
試料における硬化塗膜の表面について、試験前の60゜グロスをグロスメーターにて計測し、その後、#0000スチールウールを用いて、荷重1kg/cm2にて硬化塗膜の表面を100往復ラビングした。試験後、試験前と同様の方法でラビング箇所の60°グロス(試験後の60°グロス)を計測し、次式により光沢保持率を算出した。この光沢保持率の値に基づき、下記基準で耐スチールウール性を評価した。結果を表1の「耐スチールウール性」の欄に示す。
式:光沢保持率%=試験後のグロス値÷試験前のグロス値×100
◎(耐傷付性が極めて良好):光沢保持率が95%以上
○(耐傷付性が良好) :光沢保持率が90%以上95%未満
△(耐傷付性が不良) :光沢保持率が80%以上90%未満
×(耐傷付性が極めて不良):光沢保持率が80%未満
(Steel wool resistance)
First, the same sample as that produced by the Taber abrasion test was prepared. Evaluation of steel wool resistance (scratch resistance) was performed according to the following procedure using the sample.
For the surface of the cured coating on the sample, the 60 ° gloss before the test was measured with a gloss meter, and then the surface of the cured coating was rubbed 100 times back and forth under a load of 1 kg / cm 2 using # 0000 steel wool. . After the test, the 60 ° gloss (60 ° gloss after the test) of the rubbing portion was measured in the same manner as before the test, and the gloss retention was calculated by the following equation. The steel wool resistance was evaluated based on the value of the gloss retention based on the following criteria. The results are shown in the "Steel wool resistance" column of Table 1.
Formula: gloss retention% = gloss value after test 試 験 gloss value before test × 100
((Very good scratch resistance): gloss retention of 95% or more ○ (good scratch resistance): gloss retention of 90% or more and less than 95% Δ (poor scratch resistance): gloss retention of 80 % Or more and less than 90% x (very poor in scratch resistance): gloss retention less than 80%

(耐カール性)
まず、上記で得た活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物を、ワイヤーバー#4を用いて、厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム;商品名「O321E」、三菱樹脂(株)製;長さ10cm×幅10cm)上の全面に流延塗布した。その後、紫外線照射(5m/分×2kW、照射距離11cm、照射回数2回、積算光量900mJ/cm2)して上記組成物を硬化させ、得られたPETフィルム/硬化物の積層体を試料として用いた。
上記試料にカールが生じているかどうかを目視で確認し、カールが生じていた場合、凸方向を下側にして水平面に載置し、四隅(4つの角)の水平面からの高さを測定して、これらの平均値を算出した。この平均値(高さの平均値)の値から、下記基準で耐カール性を評価した。結果を表1の「耐カール性」の欄に示す。
◎(耐カール性が極めて良好):高さの平均値が0cm以上、1cm未満
○(耐カール性が良好):高さの平均値が1cm以上、3cm未満
△(耐カール性が不良):高さの平均値が3cm以上、5cm未満
×(耐カール性が極めて不良):高さの平均値が5cm以上
(Curl resistance)
First, using the wire bar # 4, a 100 μm thick polyethylene terephthalate film (PET film; trade name “O321E”, Mitsubishi Resins Co., Ltd.) using the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition obtained above It cast-coated on the whole surface on the product made; length 10 cm x width 10 cm. Thereafter, the composition is cured by ultraviolet irradiation (5 m / min × 2 kW, irradiation distance 11 cm, irradiation twice, integrated light quantity 900 mJ / cm 2 ), and the obtained PET film / cured product laminate is used as a sample. Using.
It is checked visually whether the sample has curled. If curled, place it on a horizontal surface with the convex direction down and measure the height from the horizontal surface of the four corners (four corners) The average value of these was calculated. From the value of this average value (average value of height), the following criteria evaluated curl resistance. The results are shown in the "curl resistance" column of Table 1.
((Very good curl resistance): average height of 0 cm or more and less than 1 cm ○ (good curl resistance): average height of 1 cm or more and less than 3 cm Δ (defective to curl resistance): Average height is 3 cm or more and less than 5 cm × (very poor in curl resistance): average height is 5 cm or more

Figure 0006425986
Figure 0006425986

なお、表1に示す略号の意味は、以下の通りである。表1中のUA1〜UA10の意味は、上記の通りである。
PETIA:商品名「PETIA」(ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)アクリレート)、ダイセル・オルネクス(株)製
IRR214K:商品名「IRR214K」(トリシクロデカンジメタノールジアクリレート)、ダイセル・オルネクス(株)製
TPGDA:商品名「TPGDA」(トリプロピレングリコールジアクリレート)、ダイセル・オルネクス(株)製
DPHA:商品名「DPHA」(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)、ダイセル・オルネクス(株)製
Irg184:商品名「IRGACURE184」(光開始剤;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)、BASF社製
The meanings of the abbreviations shown in Table 1 are as follows. The meanings of UA1 to UA10 in Table 1 are as described above.
PETIA: trade name “PETIA” (pentaerythritol (tri / tetra) acrylate), manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd. IRR 214 K: trade name “IRR 214 K” (tricyclodecane dimethanol diacrylate), Daicel Ornex Co., Ltd. TPGDA : Trade name "TPGDA" (tripropylene glycol diacrylate), Daicel Ornex Co., Ltd. DPHA: Trade name "DPHA" (dipentaerythritol hexaacrylate), Daicel Ornex Co., Ltd. Irg 184: Trade name "IRGACURE 184"(Photoinitiator; 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone), manufactured by BASF

表1に示すように、本発明のウレタン(メタ)アクリレートを必須成分として含む組成物(本発明の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物;実施例8〜20)によると、表面硬度(耐摩耗性、耐傷付性)、及び耐カール性のいずれの特性にも優れた硬化物(硬化塗膜)が得られることが確認された。一方、本発明のウレタン(メタ)アクリレートの代わりに、他のウレタン(メタ)アクリレート又は多官能(メタ)アクリレートを用いた組成物(比較例4〜7)によると、耐摩耗性、耐傷付性、耐カール性のうち1以上の特性に劣る硬化物しか得られなかった。また、比較例5、7のようにラクトンの付加モル数がヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレート1モルに対して0モル倍又は7モル倍のラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレートを用いた場合に比べて、上記付加モル数が1〜6モル倍であるものを用いた場合(実施例8〜20)に、表面硬度及び耐カール性において顕著な効果が奏されることが示されている。   As shown in Table 1, according to the composition (the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition of the present invention; Examples 8 to 20) containing the urethane (meth) acrylate of the present invention as an essential component, the surface hardness It was confirmed that a cured product (cured coating film) excellent in any of (wear resistance, scratch resistance) and curl resistance was obtained. On the other hand, according to compositions (Comparative Examples 4 to 7) using other urethane (meth) acrylates or polyfunctional (meth) acrylates instead of the urethane (meth) acrylates of the present invention, the abrasion resistance and scratch resistance Only cured products inferior in one or more of the curl resistance properties were obtained. Further, as in Comparative Examples 5 and 7, when the lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate is used in which the addition molar number of lactone is 0 mol times or 7 mol times with respect to 1 mol of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate. In contrast, it is shown that remarkable effects are exhibited in the surface hardness and the curl resistance when the above-mentioned addition mole number is 1 to 6 mole times (Examples 8 to 20).

本発明のウレタン(メタ)アクリレート及びこれを含む活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物は、例えば、塗料用途、コーティング用途、接着剤用途等において(例えば、塗料、コーティング剤、接着剤等の構成成分として)好ましく利用することができる。   The urethane (meth) acrylate of the present invention and the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition containing the same are used, for example, in coating applications, coating applications, adhesive applications, etc. (eg, coatings, coatings, adhesives etc. Can be preferably used).

Claims (7)

ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレート1モルに対して1〜6モル倍のラクトンが付加したラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と、1分子あたり1個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物(B)とを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートであって、
前記のポリ(メタ)アクリレート(A)が、1分子あたり1個の水酸基と、1分子あたり2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートであるウレタン(メタ)アクリレート
Lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) in which 1 to 6 moles of lactone is added to 1 mole of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate (A), and isocyanate compound having one or more isocyanate groups per molecule B) and a urethane (meth) acrylate obtained by reacting,
Urethane (meth) acrylate wherein the poly (meth) acrylate (A) is a (meth) acrylate having one hydroxyl group per molecule and two or more (meth) acryloyl groups per molecule .
ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレート1モルに対して1〜6モル倍のラクトンが付加したラクトン変性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート(A)と、1分子あたり2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物(B1)と、1分子あたり2個以上の水酸基を有するポリオール(C)とを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートであって、
前記のポリ(メタ)アクリレート(A)が、1分子あたり1個の水酸基と、1分子あたり2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートであるウレタン(メタ)アクリレート
Lactone modified hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate (A) in which 1 to 6 moles of lactone is added to 1 mole of hydroxyalkyl poly (meth) acrylate (A), and isocyanate compound having two or more isocyanate groups per molecule Urethane (meth) acrylate obtained by reacting B1) with a polyol (C) having two or more hydroxyl groups per molecule ,
Urethane (meth) acrylate wherein the poly (meth) acrylate (A) is a (meth) acrylate having one hydroxyl group per molecule and two or more (meth) acryloyl groups per molecule .
ヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートが、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートである請求項1又は2に記載のウレタン(メタ)アクリレート。   The urethane (meth) acrylate according to claim 1 or 2, wherein the hydroxyalkyl poly (meth) acrylate is pentaerythritol tri (meth) acrylate. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレートを含む活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物。   An active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition comprising the urethane (meth) acrylate according to any one of claims 1 to 3. さらに、(メタ)アクリロイル基含有モノマーを含む請求項4に記載の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物。   The active energy ray curable urethane (meth) acrylate composition according to claim 4, further comprising a (meth) acryloyl group-containing monomer. さらに、光重合開始剤を含む請求項4又は5に記載の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物。   Furthermore, the active energy ray curable urethane (meth) acrylate composition according to claim 4 or 5, further comprising a photopolymerization initiator. 請求項4〜6のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型ウレタン(メタ)アクリレート組成物を硬化させることにより得られる硬化物。   A cured product obtained by curing the active energy ray-curable urethane (meth) acrylate composition according to any one of claims 4 to 6.
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JP4033253B2 (en) * 2001-11-02 2008-01-16 ダイセル・サイテック株式会社 Ultraviolet-absorbing functional group-containing urethane (meth) acrylate and composition thereof
JP3922697B2 (en) * 2002-06-28 2007-05-30 ナトコ株式会社 Urethane (meth) acrylate, active energy ray-curable composition containing the same, and use thereof
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