JPH0730139B2 - 放射線硬化樹脂用希釈剤 - Google Patents

放射線硬化樹脂用希釈剤

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JPH0730139B2
JPH0730139B2 JP28278387A JP28278387A JPH0730139B2 JP H0730139 B2 JPH0730139 B2 JP H0730139B2 JP 28278387 A JP28278387 A JP 28278387A JP 28278387 A JP28278387 A JP 28278387A JP H0730139 B2 JPH0730139 B2 JP H0730139B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、(メタ)アクリロイル系の放射線硬化樹脂
(以下放射線硬化樹脂という)用の稀釈剤に関するもの
である。
(従来の技術) 従来から放射線硬化樹脂用稀釈剤として使用されている
アクリル酸エステル類には、例えばテトラヒドロフルフ
リルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレー
ト、ノニルフェノキシポリエトキシ化アクリレート、エ
チルセロソルブアクリレート、ノニルアクリレート、イ
ソデシルアクリレートなどのモノアクリレート類、1,6
−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリ
コールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジア
クリレート、ビスフェノールAポリエトキシ化ジアクリ
レートなどのジアクリレート類、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、ベンタエリスリトールトリアクリ
レート、トリメチロールプロパンポリプロポキシ化トリ
アクリレートなどのトリアクリレート類、ジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレートなどのマルチアクリレー
ト類が知られている。
(従来の技術の欠点) 従来から、放射線硬化樹脂用稀釈剤として使用されてい
るアクリル酸エステルにあっては、放射線硬化用稀釈剤
として必要な性能、即ち低粘度、低皮膚刺激性、硬化速
度が早く硬化収縮が少ないなどの性能を満足させ得るも
のは少なく、又実用レベルにて使用し得る価格をも満足
させるものも少ない。
例えば、最も汎用的に使用され得るものとして、トリメ
チロールプロパントリアクリレートが知られている。本
化合物は低粘度、硬化速度の点では問題無いが、皮膚刺
激性が強く、又硬化速度は早いものの硬化させた後の樹
脂は硬化収縮が大きく、硬化樹脂の伸びも少なく樹脂の
一成分として使用し得るものの、主要な原料とはなりに
くいという問題点があった。
(欠点を解決するための手段) 本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
ものである。すなわち、ポリアルキレンエーテル構造の
硬化速度の早い点を利用し、その誘導体につき鋭意検討
を加えた結果、 下記一般式(1)で示され、かつ式中の(メタ)アクリ
ロイル基1個当りの分子量[(全分子量)/((メタ)
アクリロイル基個数)]が150〜360である化合物[以下
一般式(1)で示される化合物という]を必須成分とし
て含有することを特徴とする放射線硬化樹脂用稀釈剤を
提供するに至ったものである。
[手段を構成する要件] 本発明の放射線硬化樹脂用稀釈剤として使用する一般式
(1)で示される化合物は、(多価)ヒドロキシ化合物
とアクリル酸又はアクリル酸低級アルキルエステルとの
エステル化反応又はエステル交換反応によつて得られる
化合物で、かつ(メタ)アクリロイル基1個当りの分子
量[(全分子量)/((メタ)アクリロイル基個数)]
が150〜360の化合物である。
一般式(1)で示される化合物の(メタ)アクリロイル
基1個当りの分子量[(全分子量)/((メタ)アクリ
ロイル基個数)]が150〜360の範囲にある場合、硬化速
度は実用使用レベルからの要求を充分満たすものであ
り、さらにその構造は塗膜物性の改良に大きく寄与する
ものである。
エステル化又はエステル交換は公知の方法、すなわち酸
又は塩基触媒の存在下、共沸溶媒中、重合禁止剤含有条
件下で行い、その後触媒及び溶媒を除去するものであ
る。
前記(多価)ヒドロキシ化合物としては、例えば(多
価)アルコール、(多価)アルキルフェノール又はエチ
レングリコールにエチレンオキサイドを付加反応させ、
さらにプロピレンオキサイドを付加反応させて得た化合
物が挙げられる。
ここでいう(多価)アルコール又は(多価)フェノール
としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアル
コール、フェノール、プロパンジオール、ブタンジオー
ル、ビスフェノールA、ネオペンチルグリコール、トリ
メチロールプロパン、グリセリン、トリメチロールエタ
ン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、
ジグリセリン、ソルビトール、シュークローズなどが挙
げられる。
また前記(多価)アルコール、(多価)アルキルフェノ
ール又はエチレングリコールに、エチレンオキサイド、
プロピレンオキサイドを付加させる場合、酸又は塩基性
触媒の存在下で常法に従って行なうものであるが、好ま
しくは分子量分布を狭くする為に、エチレンオキサイド
を付加反応させた後蒸留し純度を高めた後、プロピレン
オキサイドを付加反応させるものである。
尚、本発明の一般式(1)で示される化合物の類似物質
として、下記の構造を有する化合物(以下化合物−イと
いう)が挙げられるが、この化合物−イと本発明の一般
式(1)で示される化合物との差異は、工業的製法の立
場からの純度、及び高純度物を得る為の難易度の差異で
あり、本発明の一般式(1)で示される化合物が、それ
らの点で優れている。
即ち高純度であることは、より低分子量の副生物を含ま
ないことであり、一般に低分子量(メタ)アクリル酸エ
ステルは皮膚刺激性が高いため、高純度になる程、皮膚
刺激性は低くなる。特にアルキレンオキサイドの付加は
逐次反応であり、分子量分布を生じることは公知であ
り、多くの副生物ができやすい背景がある。
一般に(メタ)アクリル酸エステル化後の化合物は不安
定であり、蒸留精製しにくいことにより中間体の段階で
蒸留精製し、純度を高めるのが普通である。
但し本発明の一般式(1)で示される化合物の場合、前
述の如くアルキレンオキサイドの付加であり、分子量分
布が広くなり、純度の向上は困難である。そこで、より
高純度化するために2段階のアルキレンオキサイドの付
加反応を行なうものであるが、1段付加の段階にて蒸留
精製することが得策である。
以上を加味して本発明の一般式(1)で示される化合物
と化合物−イを比較してみると下記の事が言える。
例えばROHにエチレンオキサンイドを反応後、蒸留精製
し、そこで得られるROCH2CH2On‐Hにプロピレンオ
キサイドを反応させる、いわゆる本発明の原料の場合、
ROCH2CH2On‐HのOHは1級OHであり、さらにプロピ
レンオキサイドを反応させて主としてできる。
のOHは2級OHであり、その反応性の差異により、プロピ
レンオキサイド付加後のROCH2CH2On‐Hの残存は、
プロピレンオキサイドを1.15モル/ROCH2--CH2On‐H
1モル反応させることにより、殆ど零となる。
ところが、ROHにプロピレンオキサイドを反応させた
後、エチレンオキサイドを反応させる化合物−イの原料
の場合、 プロピレンオキサイドを反応させてできる を例え蒸留精製したとしても のOHが2級OHであり、そのものにエチレンオキサイドを
反応させてできる のOHは1級OHであり、アルキレンオキサイドの付加反応
性は、1級OH>2級OHである事より、2段目のエチレン
オキサイド反応後の残存 を零にする為には、 が必要であり、この場合、極めて分子量分布は広くなっ
てしまうという欠点を有する。
結果として、化合物−イは平均分子量が大となり、かつ
分子量分布も広く、放射線での硬化速度が遅くなり好ま
しくない。
本発明に従う放射線硬化樹脂は、(メタ)アクリロイル
系のオリゴマー(以下オリゴマーという)、稀釈剤(稀
釈モノマー)、各種添加剤、例えば、顔料、艶消し剤、
ワックス、必要ならば、光重合開始剤の配合からなり、
放射線として紫外線、電子線、プラズマ、X線、γ線な
どの照射により、硬化するものであり、本発明稀釈剤
は、上記配合中の稀釈剤又は稀釈モノマーとして使用さ
れるものである。
又、ここでいうオリゴマーとは、例えばウレタン反応に
よつてできるウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ
化合物と(メタ)アクリル酸又は活性水素含有(メタ)
アクリル酸エステルとの反応によつてできるエポキシ
(メタ)アクリレート、ポリエステルポリオールと(メ
タ)アクリル酸又は(メタ)アクリル酸低級アルキルエ
ステルとの反応によつてできるポリエステル(メタ)ア
クリレート等であり、本発明化合物はそのいずれとの組
み合わせにおいても使用することができる。
(発明の効果) 本発明の一般式(1)で示される化合物は、放射線硬化
樹脂用稀釈剤として放射線硬化樹脂の一成分として用い
られるものであり、従来知られている本発明化合物の類
似化合物、例えばポリエチレンオキサイド付加物の(メ
タ)アクリル酸エステルと比較して実用使用上、硬化速
度が早く、かつ塗膜の硬化収縮が少なく、さらに塗膜物
性例えば硬化膜の伸びが著しく向上する等、優れた効果
を付与するものである。
(実施例) 以下に実施例を記すが、本発明は以下の実施例に限定さ
れるものではない。
尚、実施例中、部及び%は、重量基準である。
(合成例1) 2−ヒドロキシエチルフェニルエーテル276g(2mol)、
ソヂウムメチラート(28%メタノール溶液)1gを500ml
容オートクレーブに入れ、80℃に加熱し、50mmHgにて脱
メタノールする。次いで130℃に加熱し、プロピレンオ
キサイド140g(2.41mol)を徐々に添加し反応せしめ
る。反応時の温度は135±5℃に保つ。その際のオート
クレーブ圧力は、最高4kg/cm2になる様にする。
反応後、正りん酸を用い、反応液を中和する。中和後の
反応液のpHを6.5〜7.5になる様に調整する。中和に必要
な正りん酸量は0.3gであつた。ここに得られた2−ヒド
ロキシエチルフエニルエーテルのプロピレンオキサイド
付加物の収量は416gであつた。
これをガスクロマトグラフ分析したところ、未反応2−
ヒドロキシエチルフエニルエーテルの残存は認められな
かつた。
又、ヒドロキシル価は270であつた。
次に得られた2−ヒドロキシエチルフエニルエーテルの
プロピレンオキサイド付加体208gを1ガラスフラスコ
に入れ、さらにトルエン300g、p−トルエンスルホン酸
6g、ハイドロキノン0.5g、メタクリル酸103gを添加し、
空気を吹き込みながら加熱反応せしめた。
反応にて生じた水は系外に除去した。
反応温度は110〜120℃で、反応終了時の脱水量は18.6g
であった。
反応後、アルカリ水洗、再度水洗後、上層のトルエン層
を分離し、トルエンを蒸留留去し、下記式で示される2
−ヒドロキシエチルフエニルエーテルのプロピレンオキ
サイド付加体メタクリル酸エステル235g(収率85%)を
得た。
得られた化合物の粘度は15cp(25℃)であり、ケン化価
204であつた。
(合成例2) ジエチレングリコール212g(2mol)用いる以外は、合成
例(1)と同様にしブチレンオキサイド337g(4.68mo
l)を、徐々に付加反応せしめた。その収量は547gであ
り、残存するジエチレングリコールはガスクロマトグラ
フ分析より、認められなかつた。又、ヒドロキシル価は
409であつた。
次に得られたジエチレングリコール・ブチレンオキサイ
ド付加体274g、ベンゼン300g、フエノールスルホン酸10
g、ハイドロキノン0.8g、アクリル酸180gを1ガラス
フラスコに入れ空気を吹き込みながら反応温度80〜90℃
にて反応させ、合成例(1)と同様に精製し、下記式で
示されるジエチレングリコール・ブチレンオキサイド付
加体・アクリル酸エステル336g(収量88%)を得た。
得られた化合物の粘度は20cp(25℃)であり、ケン化価
293、臭素価83.5であつた。
m1+m2=2.34 (合成例3) グリセリントリエチレングリコールエーテル(精密蒸留
品、純度99.0%)224g(1mol)を用いる以外は合成例
(1)と同様にし、プロピレンオキサイド260g(3.6mo
l)を徐々に付加反応せしめた。その収量は483gであ
り、残存するグリセリントリエチレングリコールはガス
クロマトグラフ分析より認められなかつた。又、ヒドロ
キシル価は348であった。
次に得られたグリセリン・トリエチレングリコールエー
テル・プロピレンオキサイド付加体300g,ベンゼン300
g、P−トルエンスルホン酸10g,ハイドロキノン1.0g、
アクリル酸175gを1ガラスフラスコに入れ、同様に反
応せしめた。
合成例(1)と同様に精製し、下記式で示されるグリセ
リントリエチレングリコールエーテル・プロピレンオキ
サイド付加体アクリル酸エステル340g(収率85%)を得
た。
得られた化合物の粘度は25cp(25℃)であり、ケン化価
261、臭素価74であつた。
m1+m2+m3=4.48 (合成例4) ソルビトール・ポリ(n=10)エチレングリコールエー
テル(未蒸留品、ヒドロキシル価541)311g(0.5mol)
を用いる以外は合成例(1)と同様にしプロピレンオキ
サイド244g(4.2mol)を徐々に付加反応せしめた。その
収量は552gであった。またソルビトール・ポリ(n=1
0)エチレングリコールエーテルプロピレンオキサイド
付加体のヒドロキシル価は303であった。
次に得られたソルビトール・ポリ(n=10)エチレング
リコールエーテルプロピレンオキサイド付加体333g、ベ
ンゼン300g、フエノールスルホン酸10g、ハイドロキノ
ン2g、アクリル酸168gを1ガラスフラスコに入れ、同
様に反応せしめた。
合成例(1)と同様に精製し、下記式で示されるソルビ
トール・ポリ(n=10)エチレングリコールエーテルプ
ロピレンオキサイド付加体アクリル酸エステル357g(収
率83%)を得た。
得られた化合物の粘度は35cp(25℃)であり、ケン化価
234、臭素価66.5であつた。
n1+n2+n3=10 m1+m2+m3=8.4 (実施例1〜5) 合成例1〜4にて合成した(メタ)アクリル酸エステル
を第1表に示す処法にて塗料をつくり、放射線硬化を行
なった。
その硬化速度、硬化物の物性を第1表に示す。
実施例(1)と比較例(1)、実施例(2)と比較例
(2)とは構造上類似しており、対比から明らかなよう
に、本発明物質は硬化速度が早く、硬化物の伸びも良好
であることが認められる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式(1)で示され、かつ式中の
    (メタ)アクリロイル基1個当りの分子量[(全分子
    量)/((メタ)アクリロイル基個数)]が150〜360で
    ある化合物を必須成分として含有することを特徴とする
    (メタ)アクリロイル系の放射線硬化樹脂用の稀釈剤。
JP28278387A 1987-11-09 1987-11-09 放射線硬化樹脂用希釈剤 Expired - Fee Related JPH0730139B2 (ja)

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