JP6799633B2 - (メタ)アクリル系組成物、それを含む塗料および硬化体 - Google Patents
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Description
[1]
(A)下記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートと、
Xは、単結合、−C(R2)(R3)−、−C(=O)−、−O−、−OC(=O)−、−OC(=O)O−、−S−、−SO−、−SO2−およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される二価の基であり(ここで、R2およびR3は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、炭素数3〜10の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数1〜10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜10の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜10の環状アルコキシ基、フェニル基またはビフェニル基であり;あるいは、R2およびR3は、相互に連結して、これらが結合する炭素原子と一緒になって炭素数3〜10の環状アルキル基を形成していてもよい);
Yは、分岐していてもよい炭素数2〜6のアルキレン基、炭素数6〜10のシクロアルキレン基、または炭素数6〜10のアリーレン基であり;
R1は、水素原子またはメチル基であり;
R4およびR5は、各々独立に、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、炭素数3〜10の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数1〜10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜10の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜10の環状アルコキシ基、ハロゲン原子、フェニル基またはビフェニル基であり;
mは、0〜10の整数であり;
nは、1〜2の整数であり;
pは、0〜4の整数であり;
qは、0〜5の整数である]
(B)下記一般式(2)で表される化合物と
R6、R7は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、炭素数3〜10の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数1〜10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜10の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜10の環状アルコキシ基、ハロゲン原子、フェニル基、ビフェニル基、フェノキシ基、−R8OH、または−(R9)sHであり(ここで、R8は、炭素数1〜10の直鎖状アルキレン基または炭素数3〜10の分岐状アルキレン基であり、R9は、炭素数1〜10の直鎖状アルキレンオキシ基または炭素数3〜10の分岐状アルキレンオキシ基であり、sは、1〜5の整数である);
a、bは、それぞれ独立に、0〜10の整数であり;
c、dは、それぞれ独立に、0〜5の整数である]
を含み、
前記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートの含有量と前記一般式(2)で表される化合物の含有量の質量比が、60:40を超え、かつ、90:10未満である、組成物。
[2]
前記一般式(1)中、pおよびqが共に0である、[1]に記載の組成物。
[3]
前記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートの含有量と前記一般式(2)で表される化合物の含有量の質量比が、65:35〜85:15である、[1]または[2]に記載の組成物。
[4]
前記一般式(2)中、aおよびbが0〜5の整数である、[1]〜[3]のいずれかに記載の組成物。
[5]
前記一般式(2)中、R6およびR7がフェニル基、ビフェニル基またはフェノキシ基である、[1]〜[4]のいずれかに記載の組成物。
[6]
前記一般式(2)中、a、b、cおよびdがいずれも1である、[5]に記載の組成物。
[7]
前記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートとの共重合が可能な、下記一般式(3)で表される多価ビニル系単量体をさらに含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の組成物。
R10およびR11は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルコキシル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、およびハロゲン原子から選択され、
R12は、水素原子またはメチル基であり;
Xは、単結合、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、−CO−および下記一般式(4)〜(7)からなる群のうち、いずれかの構造を表し;
YおよびZは、それぞれ独立に、分岐していてもよい炭素数2〜6のアルキレン基、炭素数6〜10のシクロアルキレン基、または炭素数6〜10のアリーレン基であり;
pおよびqは、それぞれ独立に、0〜4の整数である。]
R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数1〜5のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数6〜12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数2〜5のアルケニル基、および置換基を有してもよい炭素数7〜17のアラルキル基からなる群のうちいずれかを表し;
前記置換基はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基であり;
cは1〜20の整数を表す。]
前記置換基はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基である。]
前記置換基はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基である。]
[8]
前記組成物の総重量に対して、前記一般式(3)で表される多価ビニル系単量体を20重量%〜80重量%含む、[7]に記載の組成物。
[9]
前記一般式(3)中、Xが一般式(4)で示される構造または一般式(5)で示される構造を有する、[7]または[8]に記載の組成物。
[10]
活性エネルギー線硬化性組成物である、[1]〜[9]のいずれかに記載の組成物。
[11]
[1]〜[10]のいずれかに記載の組成物を含む塗料。
[12]
[1]〜[10]のいずれかに記載の組成物が硬化されてなる硬化体。
本発明の組成物は、(A)下記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートと、
Xは、単結合、−C(R2)(R3)−、−C(=O)−、−O−、−OC(=O)−、−OC(=O)O−、−S−、−SO−、−SO2−およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される二価の基であり(ここで、R2およびR3は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、炭素数3〜10の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数1〜10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜10の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜10の環状アルコキシ基、フェニル基またはビフェニル基であり;あるいは、R2およびR3は、相互に連結して、これらが結合する炭素原子と一緒になって炭素数3〜10の環状アルキル基を形成していてもよい);
Yは、分岐していてもよい炭素数2〜6のアルキレン基、炭素数6〜10のシクロアルキレン基、または炭素数6〜10のアリーレン基であり;
R1は、水素原子またはメチル基であり;
R4およびR5は、各々独立に、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、炭素数3〜10の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数1〜10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜10の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜10の環状アルコキシ基、ハロゲン原子、フェニル基またはビフェニル基であり;
mは、0〜10の整数であり;
nは、1〜2の整数であり;
pは、0〜4の整数であり;
qは、0〜5の整数である]
(B)下記一般式(2)で表される化合物と
R6、R7は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、炭素数3〜10の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数1〜10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜10の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜10の環状アルコキシ基、ハロゲン原子、フェニル基、ビフェニル基、−R8OH、または−(R9)sHであり(ここで、R8は、炭素数1〜10の直鎖状アルキレン基または炭素数3〜10の分岐状アルキレン基であり、R9は、炭素数1〜10の直鎖状アルキレンオキシ基または炭素数3〜10の分岐状アルキレンオキシ基であり、sは、1〜5の整数である);
a、bは、それぞれ独立に、0〜10の整数であり;
c、dは、それぞれ独立に、0〜5の整数である]
を含み、
一般式(1)で表される(メタ)アクリレートの含有量と一般式(2)で表される化合物の含有量の質量比が、60:40を超え、かつ、90:10未満である。
1.(メタ)アクリレート
本発明の組成物に用いられる(メタ)アクリレートは下記一般式(1)で表される構造を有する。
R4およびR5は、各々独立に、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、炭素数3〜10の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数1〜10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜10の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜10の環状アルコキシ基、ハロゲン原子、フェニル基またはビフェニル基である。
nは、1〜2の整数であり、好ましくは1である。
pは、0〜4の整数であり、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0である。
qは、0〜5の整数であり、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0である。
さらに好ましくは、pおよびqが共に0である。
本発明の組成物に用いられる一般式(2)で表される化合物は下記の構造を有する。
R6、R7は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、炭素数3〜10の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数1〜10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜10の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜10の環状アルコキシ基、ハロゲン原子、フェニル基、ビフェニル基、フェノキシ基、−R8OH、または−(R9)sHであり、好ましくは水素原子、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、フェニル基、ビフェニル基またはフェノキシ基であり、より好ましくは、フェニル基、ビフェニル基またはフェノキシ基である。本発明の好ましい一態様において、R6およびR7がフェニル基、ビフェニル基またはフェノキシ基である。
ここで、R8は、炭素数1〜10の直鎖状アルキレン基または炭素数3〜10の分岐状アルキレン基であり、R9は、炭素数1〜10の直鎖状アルキレンオキシ基または炭素数3〜10の分岐状アルキレンオキシ基であり、sは、1〜5の整数である。
a、bは、それぞれ独立に、0〜10の整数であり、好ましくは0〜5の整数であり、より好ましくは1または2である。
c、dは、それぞれ独立に、0〜5の整数であり、好ましくは0〜3の整数であり、より好ましくは0または1である。cが0の場合、ベンゼン環にR6が置換していないことを意味する。dについても同様である。
本発明の好ましい一態様において、a、b、cおよびdがいずれも1である。
本発明の組成物は、所望により、上記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートとの共重合が可能な、下記一般式(3)で表される多価ビニル系単量体をさらに含むことができる。
R12は、水素原子またはメチル基である。
Xは、単結合、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、−CO−および下記一般式(4)〜(7)からなる群のうち、いずれかの構造を表す。
YおよびZは、それぞれ独立に、分岐していてもよい炭素数2〜6のアルキレン基、炭素数6〜10のシクロアルキレン基、または炭素数6〜10のアリーレン基である。
pおよびqは、それぞれ独立に、0〜4の整数であり、好ましくはpおよびqは共に0または1である。
cは1〜20の整数を表し、好ましくは1〜10の整数、より好ましくは1〜5の整数を表す。
本発明の組成物は、上記の構成成分以外に、本発明の主旨を逸脱しない範囲で用途に応じて種々の任意の添加剤を含むことができる。そのような添加剤としては、熱安定剤、酸化防止剤、難燃剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、離型剤および着色剤から成る群から選択される少なくとも1種類の添加剤が例示される。添加剤の配合量は、上記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートと上記一般式(2)で表される化合物の合計100質量部に対して、0.005質量部〜0.1質量部であることが好ましく、0.01質量部〜0.05質量部であることがより好ましい。
本発明の塗料は、上記の組成物を含んでなる。本発明の塗料は主に、光学部材用のコート剤やハードコート剤等の用途に用いることができる。
本発明の硬化体は、上記の組成物を硬化させてなる硬化体である。本発明の硬化体は、多波長アッべ屈折率計DR−M2(株式会社アタゴ社製)を用いて、測定波長:589nm、測定温度:23℃にて測定した場合に、1.580以上の高い屈折率を有する。また、本発明の硬化体は、1.585以上の高い屈折率を有するのが好ましく、1.590以上の高い屈折率を有するのがより好ましい。
(A)一般式(1)で表される(メタ)アクリレートから誘導される構成単位を含む重合体、または
下記に記載の方法で得られる組成物の粘度を、E型粘度計(TV−22型)を用いて、測定温度:25℃で測定した。
下記に記載の方法で得られる組成物を、多波長アッべ屈折率計DR−M2(株式会社アタゴ社製)を用いて、測定波長:589nm、測定温度:23℃にて測定した。
下記に記載の方法で得られる組成物の硬化体を、多波長アッべ屈折率計DR−M2(株式会社アタゴ社製)を用いて、測定波長:589nm、測定温度:23℃にて測定した。
下記に記載の方法で得られる組成物の硬化体のガラス転移温度を、DSC6200(セイコーインスツル株式会社製)を用いて、JIS−K−7121に準じて測定した。
<製造例1>
空気雰囲気下、500mlセパラブルフラスコにビフェニルメチルアルコール90g、アクリル酸メチル156g、重合禁止剤として4−メトキシフェノール0.4g、エステル交換触媒としてチタンテトライソプロポキシド0.82gを加えて、90℃で6時間撹拌をした。その間、生成するメタノールは系外に除去した。冷却後、精製水10gを添加して、触媒を加水分解後、蒸留することで水分やアクリル酸メチルを除去した。その後、沈澱をろ過し、4−フェニルベンジルアクリレートを単離した。収率は99.5%であった。
窒素雰囲気下、300mlセパラブルフラスコにビフェニルメチルアルコール10g、パラトルエンスルホン酸0.1g、メチルシクロヘキサンを90g加えて、105℃で18時間撹拌をした。その間、水は系外に除去した。冷却後、析出する固体を、水、メタノールで洗浄して、濾別することで4,4’−オキシビス(メチレン)ジビフェニルを単離した。収率は82%であった。
一般式(2)で表される化合物を一般式(1)で表される(メタ)アクリレートに所定の質量比で混合して得た組成物の特性を評価するために、次の手順で実施例A1と比較例A1の組成物を得た。
まず、一般式(1)で表される(メタ)アクリレートとして、下記式:
一般式(1)で表される4−フェニルベンジルアクリレートと一般式(2)で表される4,4’−オキシビス(メチレン)ジビフェニルに加え、一般式(3)で表される化合物として、下記式:
一般式(1)で表される(メタ)アクリレートと一般式(2)で表される化合物とを含む組成物における、これらの化合物の質量比と組成物の特性との関係を評価するために、一般式(1)で表される(メタ)アクリレートと一般式(2)で表される化合物の質量比を変えた複数の試料を用意した(実施例C1およびC2ならびに比較例C1、C2およびC3)。一般式(1)で表される(メタ)アクリレートとしては4−フェニルベンジルアクリレートを用い、一般式(2)で表される化合物としては4,4’−オキシビス(メチレン)ジビフェニルを用いた。これらの実施例・比較例の組成物の屈折率と結晶の析出について評価した。結晶の析出は5℃に設定した恒温槽に組成物を入れて1ヶ月後に結晶の析出が目視で確認できるか否かによって評価した。結果を下記の表4に示す。
一般式(2)で表される化合物として、下記の化合物(2A:オキシジベンゼン)、(2B:オキシビス(メチレン)ジベンゼン)および(2C:4,4’−オキシビス(メチレン)ジビフェニル)を用いて評価を行った。
Claims (12)
- (A)下記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートと、
Xは、単結合、−C(R2)(R3)−、−C(=O)−、−O−、−OC(=O)−、−OC(=O)O−、−S−、−SO−、−SO2−およびこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される二価の基であり(ここで、R2およびR3は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、炭素数3〜10の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数1〜10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜10の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜10の環状アルコキシ基、フェニル基またはビフェニル基であり;あるいは、R2およびR3は、相互に連結して、これらが結合する炭素原子と一緒になって炭素数3〜10の環状アルキル基を形成していてもよい);
Yは、分岐していてもよい炭素数2〜6のアルキレン基、炭素数6〜10のシクロアルキレン基、または炭素数6〜10のアリーレン基であり;
R1は、水素原子またはメチル基であり;
R4およびR5は、各々独立に、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、炭素数3〜10の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数1〜10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜10の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜10の環状アルコキシ基、ハロゲン原子、フェニル基またはビフェニル基であり;
mは、0〜10の整数であり;
nは、1〜2の整数であり;
pは、0〜4の整数であり;
qは、0〜5の整数である]
(B)下記一般式(2)で表される化合物と
R6、R7は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10の直鎖状アルキル基、炭素数3〜10の分岐状アルキル基、炭素数3〜10の環状アルキル基、炭素数1〜10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜10の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜10の環状アルコキシ基、ハロゲン原子、フェニル基、ビフェニル基、フェノキシ基、−R8OH、または−(R9)sHであり(ここで、R8は、炭素数1〜10の直鎖状アルキレン基または炭素数3〜10の分岐状アルキレン基であり、R9は、炭素数1〜10の直鎖状アルキレンオキシ基または炭素数3〜10の分岐状アルキレンオキシ基であり、sは、1〜5の整数である);
a、bは、それぞれ独立に、0〜10の整数であり;
c、dは、それぞれ独立に、0〜5の整数である]
を含み、
前記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートの含有量と前記一般式(2)で表される化合物の含有量の質量比が、60:40を超え、かつ、90:10未満である、組成物。 - 前記一般式(1)中、pおよびqが共に0である、請求項1に記載の組成物。
- 前記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートの含有量と前記一般式(2)で表される化合物の含有量の質量比が、65:35〜85:15である、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記一般式(2)中、aおよびbが0〜5の整数である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記一般式(2)中、R6およびR7がフェニル基、ビフェニル基またはフェノキシ基である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記一般式(2)中、a、b、cおよびdがいずれも1である、請求項5に記載の組成物。
- 前記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートとの共重合が可能な、下記一般式(3)で表される多価ビニル系単量体をさらに含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
R10およびR11は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルコキシル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、およびハロゲン原子から選択され、
R12は、水素原子またはメチル基であり;
Xは、単結合、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、−CO−および下記一般式(4)〜(7)からなる群のうち、いずれかの構造を表し;
YおよびZは、それぞれ独立に、分岐していてもよい炭素数2〜6のアルキレン基、炭素数6〜10のシクロアルキレン基、または炭素数6〜10のアリーレン基であり;
pおよびqは、それぞれ独立に、0〜4の整数である。]
R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数1〜5のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数6〜12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数2〜5のアルケニル基、および置換基を有してもよい炭素数7〜17のアラルキル基からなる群のうちいずれかを表し;
前記置換基はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基であり;
cは1〜20の整数を表す。]
前記置換基はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基である。]
前記置換基はそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、または炭素数6〜12のアリール基である。]
- 前記組成物の総重量に対して、前記一般式(3)で表される多価ビニル系単量体を20重量%〜80重量%含む、請求項7に記載の組成物。
- 前記一般式(3)中、Xが一般式(4)で示される構造または一般式(5)で示される構造を有する、請求項7または8に記載の組成物。
- 活性エネルギー線硬化性組成物である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の組成物を含む塗料。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の組成物が硬化されてなる硬化体。
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