JPH10298252A - Curable composition and preparation thereof - Google Patents

Curable composition and preparation thereof

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JPH10298252A
JPH10298252A JP10603497A JP10603497A JPH10298252A JP H10298252 A JPH10298252 A JP H10298252A JP 10603497 A JP10603497 A JP 10603497A JP 10603497 A JP10603497 A JP 10603497A JP H10298252 A JPH10298252 A JP H10298252A
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JP
Japan
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meth
acrylate
curable composition
silica
polyfunctional
Prior art date
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Pending
Application number
JP10603497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Yanagase
昭 柳ヶ瀬
Terushi Ueda
昭史 上田
Yukio Watanabe
幸夫 渡辺
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication of JPH10298252A publication Critical patent/JPH10298252A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a curable compsn. excellent in clarity by compounding a silica-based polycondensate obtd. by the hydrolysis and polycondensation of a silane compd. in the presence of colloidal silica having a specified particle size a polyfunctional (meth)acrylate, and a polymn. initiator. SOLUTION: A (meth)acryloyloxysilane compd. represented by formula I (R<1> is H or methyl; R<2> is 1-3C alkyl, etc.; R<3> is H or a 1-10C hydrocarbon group; and q is 1-6) is subjected to hydrolysis and polycondensation at 45-100 deg.C for 3-24 hr in the presence of colloidal silica having an average particle size of 1-100 nm to give a silica-based polycondensate. The objective compsn. contains this silica-based polycondensate, a polyfunctional (meth)acrylate comprising 100-50 wt.% di(meth)acrylate represented by formula II (R<4> is H or methyl; and m and n are each 1-5) and 0-50 wt.% alkanediol di(meth)acrylate and/or polyethylene glycol di(meth)acrylate, and a polymn. initiator.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、硬化性組成物およ
びその製造方法に関し、さらに詳しくは、多官能(メ
タ)アクリレート中のシリカ微粒子の分散性が良好で、
かつ透明性等に優れた硬化性組成物およびその製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a curable composition and a method for producing the same, and more particularly to a curable composition having good dispersibility of silica fine particles in a polyfunctional (meth) acrylate.
The present invention also relates to a curable composition having excellent transparency and the like and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、有機物に無機物を配合して複合化
することにより、両者の特徴を生かして高性能化を図る
複合材料の研究が、種々の工業分野で試みられている。
この様な複合材料においては、例えばシランカップリン
グ処理やグラフト化等の手法により、有機物と無機物と
の界面を制御して無機物を均一分散させている。
2. Description of the Related Art In recent years, various industrial fields have been researching composite materials for improving performance by blending an organic substance with an inorganic substance to make a composite by utilizing both characteristics.
In such a composite material, the inorganic substance is uniformly dispersed by controlling the interface between the organic substance and the inorganic substance by a technique such as silane coupling treatment or grafting.

【0003】しかしながら、透明性に優れた複合材料を
得ようとすると、有機物と無機物の屈折率を合わせる必
要があり、またナノメートル(以下nmと記す)オーダ
ーの無機微粒子を分散させようとすると、無機微粒子が
高次凝集するので流動性が著しく悪化し(チキソトロピ
ー性)、高充填化できない等の制約があり、実用化は難
しいのが現状である。
However, in order to obtain a composite material having excellent transparency, it is necessary to match the refractive index of an organic substance with that of an inorganic substance, and if it is intended to disperse inorganic fine particles on the order of nanometers (hereinafter referred to as nm), At present, it is difficult to put the inorganic fine particles into practical use because of the high-order aggregation of the inorganic fine particles, which significantly deteriorates the fluidity (thixotropic properties) and prevents the high filling.

【0004】これら課題を解決する技術として、例え
ば、特開平5−209027号公報には、シラン化合物
を用いて、コロイダルシリカをメチルメタクリレート中
に均一分散させた透明性と剛性に優れた硬化性組成物が
記載されている。しかし、このシラン化合物は、極性の
異なる有機マトリックス[例えば疎水性の高い多官能
(メタ)アクリレート等]に対する作用効果の点でまだ
不十分である。すなわち、コロイダルシリカの分散性が
良好で、かつ透明性に優れた硬化性組成物は、未だ得ら
れていない。
As a technique for solving these problems, for example, JP-A-5-209027 discloses a curable composition excellent in transparency and rigidity in which colloidal silica is uniformly dispersed in methyl methacrylate using a silane compound. Things are listed. However, this silane compound is still insufficient in terms of the effect on organic matrices having different polarities (for example, polyfunctional (meth) acrylate having high hydrophobicity). That is, a curable composition having good dispersibility of colloidal silica and excellent transparency has not yet been obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、疎水
性の高い多官能(メタ)アクリレート中にnmオーダー
のコロイダルシリカが均一分散し、かつ透明性等に優れ
た硬化性組成物、およびその硬化性組成物を簡易かつ良
好に製造できる方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a curable composition in which colloidal silica of the order of nm is uniformly dispersed in a highly hydrophobic polyfunctional (meth) acrylate, and which is excellent in transparency and the like. It is an object of the present invention to provide a method for easily and satisfactorily producing the curable composition.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討した結果、極性と反応性を考慮し
たシラン化合物の選択や、反応条件の特定などにより、
初めて疎水性の極めて高い多官能(メタ)アクリレート
中にシリカ微粒子を均一にかつ良好に分散でき、透明性
等に優れた硬化性組成物が得られることを見い出した。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, by selecting a silane compound in consideration of polarity and reactivity and specifying reaction conditions, etc.
For the first time, it has been found that silica fine particles can be uniformly and satisfactorily dispersed in a polyfunctional (meth) acrylate having extremely high hydrophobicity, and a curable composition having excellent transparency and the like can be obtained.

【0007】すなわち、前記目的は、以下に示す本発明
により達成できる。
That is, the above object can be achieved by the present invention described below.

【0008】平均粒子径が、1〜100nmであるコロ
イダルシリカの存在下、下記一般式(I)
In the presence of colloidal silica having an average particle size of 1 to 100 nm, the following general formula (I)

【0009】[0009]

【化3】 (式中、R1 は水素原子またはメチル基、R2 は炭素数
1〜3のアルキル基またはフェニル基、R3 は水素原子
または炭素数1〜10の炭化水素残基、qは1〜6の整
数を表す。)で示される(メタ)アクリロイルオキシシ
ラン化合物(a−1)を加水分解、縮重合させたことに
より得られるシリカ系縮重合体(a)と、下記一般式
(II)
Embedded image (Wherein, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is an alkyl group or a phenyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 3 is a hydrogen atom or a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms, q is 1 to 6 And a silica-based condensation polymer (a) obtained by hydrolyzing and condensation-polymerizing a (meth) acryloyloxysilane compound (a-1) represented by the following general formula (II):

【0010】[0010]

【化4】 (式中、R4 は水素原子またはメチル基、mおよびnは
各々独立して1〜5の整数を表す。)で示されるジ(メ
タ)アクリレート(b)100〜50重量部、および、
アルカンジオールジ(メタ)アクリレートおよびポリエ
チレングリコールジ(メタ)アクリレートから成る群よ
り選ばれた少なくとも一種のジ(メタ)アクリレート
(c)0〜50重量部[但し、成分(b)および成分
(c)の合計100重量部]を含有して成る多官能(メ
タ)アクリレート(d)と、重合開始剤(e)とを含有
して成ることを特徴とする硬化性組成物。
Embedded image (Wherein, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, m and n each independently represent an integer of 1 to 5) di (meth) acrylate (b) 100 to 50 parts by weight, and
0 to 50 parts by weight of at least one di (meth) acrylate (c) selected from the group consisting of alkanediol di (meth) acrylate and polyethylene glycol di (meth) acrylate [provided that component (b) and component (c) Curable composition comprising: a polyfunctional (meth) acrylate (d) containing a poly (meth) acrylate (d) and a polymerization initiator (e).

【0011】本発明の硬化性組成物を製造するための方
法であって、シリカ系縮重合体(a)を得るための加水
分解、縮重合を、反応温度45〜100℃、反応時間3
〜24時間で行うことを特徴とする硬化性組成物の製造
方法。
This is a method for producing the curable composition of the present invention, which comprises conducting hydrolysis and condensation polymerization to obtain a silica-based condensation polymer (a) at a reaction temperature of 45 to 100 ° C. for a reaction time of 3 hours.
A method for producing a curable composition, which is carried out for up to 24 hours.

【0012】一般に、球状微粒子であるコロイダルシリ
カの表面を改質してシリカ系縮重合体を得るには、任意
のシラン化合物をコロイダルシリカ分散液中に混合し
て、系中の水または新たに加える水により加水分解、縮
重合させればよいことが知られている。本発明は、この
種のシリカ系縮重合体として、特定のシリカ系縮重合体
(a)を用いるものであり、これによりシリカ微粒子が
多官能(メタ)アクリレート(e)中に凝集することな
く均一に、低粘度で、良好に分散できるという作用効果
に基づいている。
Generally, in order to obtain a silica-based polycondensate by modifying the surface of colloidal silica as spherical fine particles, an arbitrary silane compound is mixed in a colloidal silica dispersion and water in the system or fresh water is added. It is known that hydrolysis and polycondensation may be performed with added water. The present invention uses a specific silica-based condensation polymer (a) as this kind of silica-based condensation polymer, thereby preventing silica fine particles from aggregating in the polyfunctional (meth) acrylate (e). It is based on the effect of being able to disperse uniformly, with low viscosity, and well.

【0013】本発明で用いるシリカ系縮重合体(a)
は、多官能(メタ)アクリレート(d)との極性と反応
性を考慮した特定のシラン化合物(a−1)を用い、コ
ロイダルシリカの存在下、このシラン化合物(a−1)
を加水分解、縮重合することにより表面改質して得たも
のである。
The silica-based condensation polymer (a) used in the present invention
Uses a specific silane compound (a-1) in consideration of the polarity and reactivity with the polyfunctional (meth) acrylate (d), and in the presence of colloidal silica, the silane compound (a-1)
Is obtained by surface modification by hydrolysis and polycondensation.

【0014】本発明の硬化性組成物は、シリカ系縮重合
体(a)を用いることにより、疎水性の極めて高い多官
能(メタ)アクリレート(d)中に、シリカ微粒子を凝
集することなく均一に分散させているので、組成物の流
動性や透明性に優れる。
The curable composition of the present invention uses the silica-based polycondensate (a) to uniformly form fine silica particles in the polyfunctional (meth) acrylate (d) having extremely high hydrophobicity without agglomeration. The composition is excellent in fluidity and transparency.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0016】本発明で用いる成分(a)は、平均粒子径
が1〜100nmであるコロイダルシリカの存在下、前
記一般式(I)で示される(メタ)アクリロイルオキシ
シラン化合物(a−1)を加水分解、縮重合させたこと
により得られるシリカ系縮重合体である。なお、本明細
書において「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイ
ル及び/又はメタクリロイル」を示す。
The component (a) used in the present invention is obtained by converting the (meth) acryloyloxysilane compound (a-1) represented by the general formula (I) into the presence of colloidal silica having an average particle diameter of 1 to 100 nm. It is a silica-based condensation polymer obtained by hydrolysis and condensation polymerization. In this specification, “(meth) acryloyl” indicates “acryloyl and / or methacryloyl”.

【0017】この様な加水分解、縮重合させて得られる
シリカ系縮重合体(a)は、主として、球状微粒子であ
るコロイダルシリカ表面の一部または全部にシラン化合
物の加水分解物が保持された状態にあり、これによりコ
ロイダルシリカの表面特性が疎水性に改質された構成を
含む縮重合体である。この表面改質は、コロイダルシリ
カ存在下に特定のシラン化合物の加水分解と縮重合反応
を生じせしめることにより、容易に行うことができる。
In the silica-based polycondensate (a) obtained by such hydrolysis and polycondensation, a hydrolyzate of a silane compound is mainly retained on part or all of the surface of colloidal silica as spherical fine particles. This is a condensed polymer having a configuration in which the surface properties of colloidal silica are modified to be hydrophobic. This surface modification can be easily performed by causing hydrolysis and condensation polymerization of a specific silane compound in the presence of colloidal silica.

【0018】成分(a)を得る為に用いるコロイダルシ
リカとしては、主として、平均粒子径が1〜100nm
のシリカ微粒子が分散媒中でコロイド状に分散している
状態のものが使用できる。ここでいう「コロイド状」と
は、シリカ微粒子が液体(分散媒)中に均一に安定して
分散している状態を意味する。
The colloidal silica used for obtaining the component (a) mainly has an average particle diameter of 1 to 100 nm.
Can be used in a state where the silica fine particles are dispersed in a colloidal state in a dispersion medium. The term “colloidal” as used herein means a state in which silica fine particles are uniformly and stably dispersed in a liquid (dispersion medium).

【0019】この分散媒は特に限定されないが、通常、
イソプロピルアルコール等のアルコール類、セロソルブ
類、ジメチルアセトアミド、キシレン、水等が使用でき
る。特にアルコール類、セロソルブ類、水が好ましい。
The dispersion medium is not particularly limited.
Alcohols such as isopropyl alcohol, cellosolves, dimethylacetamide, xylene, water and the like can be used. Particularly, alcohols, cellosolves, and water are preferable.

【0020】成分(a)を得る為に用いる一般式(I)
で示される(メタ)アクリロイルオキシシラン化合物
(a−1)としては、β−アクリロイルオキシエチルメ
チルジメトキシシラン、β−メタクリロイルオキシエチ
ルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシ
プロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオ
キシプロピルメチルジメトキシシラン等が好ましい。中
でも、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメト
キシシランが特に好ましい。
The general formula (I) used for obtaining the component (a)
(Meth) acryloyloxysilane compound (a-1) represented by the formula: Methyldimethoxysilane and the like are preferred. Among them, γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane is particularly preferred.

【0021】成分(a)を得る為に用いるシラン化合物
(a−1)の添加量は特に限定されず、所望に応じて適
宜定めればよい。コロイダルシリカの固形分(シリカ
分)100重量部に対して、その添加量は1〜100重
量部が好ましく、5〜50重量部がより好ましい。この
ようにシラン化合物(a−1)の添加量を適度に多くす
ると分散性が良好となり、また適度に少なくすると物性
を阻害し難い。すなわち、上記好適範囲内にすることに
より、分散性と物性の双方共により優れた硬化性組成物
が得られる。
The amount of the silane compound (a-1) used to obtain the component (a) is not particularly limited, and may be appropriately determined as desired. The amount of colloidal silica added is preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solid content (silica content). As described above, when the addition amount of the silane compound (a-1) is appropriately increased, the dispersibility becomes good, and when the addition amount is appropriately reduced, the physical properties are hardly inhibited. That is, by setting the content within the above preferable range, a curable composition having both excellent dispersibility and physical properties can be obtained.

【0022】本発明の製造方法では、シリカ系縮重合体
(a)を製造する際、加水分解と縮重合反応は、反応温
度45〜100℃、反応時間3〜24時間の条件で行
う。特に、反応温度60〜100℃、反応時間3〜10
時間の条件で行うのが好ましい。また、これら反応は撹
拌下で行うことが好ましい。この範囲を外れる様な低
温、短時間で縮重合反応を行うと、加水分解、縮重合反
応が不十分となり、シラン化合物(a−1)を用いて
も、シリカ表面がシラン化合物で十分に処理されない傾
向にある。このため、反応系は凝集を起こし、透明性が
低下するとともに、粘度が上昇してゲル状となる傾向に
ある。
In the production method of the present invention, when producing the silica-based condensation polymer (a), the hydrolysis and the condensation polymerization reaction are carried out at a reaction temperature of 45 to 100 ° C. and a reaction time of 3 to 24 hours. Particularly, the reaction temperature is 60 to 100 ° C., and the reaction time is 3 to 10
It is preferable to carry out under the condition of time. Further, these reactions are preferably performed under stirring. If the polycondensation reaction is carried out at a low temperature for a short time outside of this range, the hydrolysis and the polycondensation reaction become insufficient, and even when the silane compound (a-1) is used, the silica surface is sufficiently treated with the silane compound. Tend not to be. For this reason, the reaction system tends to cause aggregation, decrease transparency, and increase the viscosity to form a gel.

【0023】シリカ系縮重合体(a)を得る為の加水分
解、縮合反応を行う際の触媒として、無機酸または有機
酸等を使用できる。無機酸としては、例えば塩酸、フッ
化水素酸、臭化水素酸等のハロゲン化水素酸や、硫酸、
燐酸等が挙げられる。有機酸としては、例えばギ酸、酢
酸、シュウ酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられ
る。中でも、0.01規定以上の塩酸水溶液を用いるこ
とが特に好ましい。
An inorganic acid or an organic acid can be used as a catalyst for performing a hydrolysis or condensation reaction for obtaining the silica-based condensation polymer (a). As the inorganic acid, for example, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, hydrohalic acid such as hydrobromic acid, sulfuric acid,
Phosphoric acid and the like. Examples of the organic acid include formic acid, acetic acid, oxalic acid, acrylic acid, methacrylic acid and the like. Among them, it is particularly preferable to use an aqueous solution of hydrochloric acid of 0.01N or more.

【0024】また、加水分解縮合反応系には、反応を緩
和し、かつ均一にするために、溶媒を使用できる。溶媒
としては、反応物であるシラン化合物、水、および触媒
との相溶性がよいものが好ましい。具体例として、水、
イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等
のケトン類、ジオキサン等のエーテル類が挙げられる。
また、前述したコロイダルシリカの分散媒をそのまま用
いてもよく、または新たに必要量加えてもよい。溶媒の
使用量は、反応物を均一に溶解できる量であれば特に制
限は無い。反応物の濃度が希薄になり過ぎないように、
すなわち反応速度が著しく遅くならないように適宜調整
すればよい。
A solvent can be used in the hydrolysis-condensation reaction system in order to moderate the reaction and make the reaction uniform. As the solvent, those having good compatibility with the reactant silane compound, water and the catalyst are preferable. Specific examples include water,
Examples thereof include alcohols such as isopropyl alcohol, ketones such as acetone, and ethers such as dioxane.
Further, the above-mentioned colloidal silica dispersion medium may be used as it is, or may be newly added in a necessary amount. The amount of the solvent used is not particularly limited as long as the reactants can be uniformly dissolved. To keep the concentrations of the reactants from becoming too dilute,
That is, it may be appropriately adjusted so that the reaction rate does not significantly decrease.

【0025】以上説明したシリカ系縮重合体(a)を、
ジ(メタ)アクリレート(b)およびジ(メタ)アクリ
レート(c)を含有して成る多官能(メタ)アクリレー
ト(d)に均一分散させることによって、硬化性組成物
が得られる。
The silica-based condensation polymer (a) described above is
By uniformly dispersing the poly (meth) acrylate (d) containing the di (meth) acrylate (b) and the di (meth) acrylate (c), a curable composition can be obtained.

【0026】ジ(メタ)アクリレート(b)は、前記一
般式(II)で示される疎水性の高いジ(メタ)アクリレ
ートである。これは、例えばビスフェノールAから誘導
される。成分(b)の疎水性は、一般式(II)中のエチ
レンオキシ基数(m、n)に依存しており、疎水性がよ
り高いという点では、一般式(IV)中のmおよびnが各
々独立して1または2であることが好ましい。また、R
4がメチル基であることも好ましい。特に、成分(b)
は、2、2’−ビス(4−メタクリロイルオキシエトキ
シフェニルプロパン)であることがより好ましい。
The di (meth) acrylate (b) is a highly hydrophobic di (meth) acrylate represented by the general formula (II). It is derived, for example, from bisphenol A. The hydrophobicity of the component (b) depends on the number of ethyleneoxy groups (m, n) in the general formula (II), and in terms of higher hydrophobicity, m and n in the general formula (IV) Preferably, each is independently 1 or 2. Also, R
It is also preferred that 4 is a methyl group. In particular, component (b)
Is more preferably 2,2′-bis (4-methacryloyloxyethoxyphenylpropane).

【0027】ジ(メタ)アクリレート(c)は、アルカ
ンジオールジ(メタ)アクリレートおよびポリエチレン
グリコールジ(メタ)アクリレートから成る群より選ば
れた少なくとも一種である。中でも、トリエチレングリ
コールジメタクリレートが好ましい。
The di (meth) acrylate (c) is at least one selected from the group consisting of alkanediol di (meth) acrylate and polyethylene glycol di (meth) acrylate. Among them, triethylene glycol dimethacrylate is preferred.

【0028】本発明で用いる多官能(メタ)アクリレー
ト(d)は、上述したジ(メタ)アクリレート(b)1
00〜50重量部、および、ジ(メタ)アクリレート
(c)0〜50重量部[但し、成分(b)および成分
(c)の合計100重量部]を含んで成る。多官能(メ
タ)アクリレート(d)には、使用目的等に応じて、極
性を著しく高めない範囲内で、成分(b)(c)以外の
多官能(メタ)アクリレートをさらに含有させてもよ
い。成分(b)(c)以外の多官能(メタ)アクリレー
トとしては、ウレタン系多官能(メタ)アクリレート等
を挙げることができる。成分(b)(c)以外の多官能
(メタ)アクリレートは、成分(d)中、40重量%以
下であることが好ましい。
The polyfunctional (meth) acrylate (d) used in the present invention is the above-mentioned di (meth) acrylate (b) 1
0 to 50 parts by weight, and 0 to 50 parts by weight of di (meth) acrylate (c) [provided that the total of the components (b) and (c) is 100 parts by weight]. The polyfunctional (meth) acrylate (d) may further contain a polyfunctional (meth) acrylate other than the components (b) and (c) as long as the polarity is not significantly increased, depending on the purpose of use and the like. . Examples of the polyfunctional (meth) acrylate other than the components (b) and (c) include a urethane-based polyfunctional (meth) acrylate. The content of the polyfunctional (meth) acrylate other than the components (b) and (c) is preferably 40% by weight or less in the component (d).

【0029】また、本発明の硬化性組成物には、その架
橋密度を著しく低下させない範囲内で、多官能(メタ)
アクリレート(d)以外に、メチルメタクリレート、ベ
ンジルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリ
レート、n−ブチルメタクリレート等の単官能(メタ)
アクリレートを混合して用いてもよい。
The curable composition of the present invention may contain a polyfunctional (meth) compound as long as the crosslink density is not significantly reduced.
In addition to acrylate (d), monofunctional (meth) such as methyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and n-butyl methacrylate
Acrylates may be mixed and used.

【0030】本発明において、多官能(メタ)アクリレ
ート(d)の使用量と、シリカ系縮重合体(a)の使用
量との比率は特に限定されず、使用目的等に応じて適宜
定めればよい。シリカ系縮重合体(a)の分散効果が発
現し、かつ硬化性組成物の粘度が極端に高くならない点
から、シリカ系縮重合体(a)および多官能(メタ)ア
クリレート(d)の合計100重量部中、成分(a)が
5〜70重量部であることが好ましい。
In the present invention, the ratio of the amount of the polyfunctional (meth) acrylate (d) to the amount of the silica-based condensed polymer (a) is not particularly limited, and is appropriately determined according to the purpose of use. I just need. From the viewpoint that the dispersion effect of the silica-based condensation polymer (a) is exhibited and the viscosity of the curable composition does not become extremely high, the total of the silica-based condensation polymer (a) and the polyfunctional (meth) acrylate (d) It is preferable that the component (a) is 5 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight.

【0031】本発明で用いる重合開始剤(e)は、硬化
性組成物の用途、目的に適した重合法等に応じて任意に
選択すればよい。熱重合の場合には、各種の過酸化物、
アゾ化合物を用いて、塊状重合、懸濁重合に供すること
ができる。特に懸濁重合においては、コロイダルシリカ
が均一に分散した透明なポリマービーズを得ることがで
きる。可視光や紫外線による光重合の場合には、ベンゾ
フェノン類、ベンゾインアルキルエーテル類、アントラ
キノン類、チオキサントン類、アシルホスフィンオキサ
イド類、α−ジケトン類等を用いることができる。光重
合の場合には、第3級アミン等の還元剤を併用してもよ
い。また、過酸化物等の酸化剤とアミン等の還元剤とを
別々に配合して、使用時に混合してレドックス重合を行
わせてもよい。重合開始剤(e)の使用量は、多官能
(メタ)アクリレート(d)100重量部に対して、
0.01〜10重量部が好ましい。
The polymerization initiator (e) used in the present invention may be arbitrarily selected according to the use of the curable composition, a polymerization method suitable for the purpose, and the like. In the case of thermal polymerization, various peroxides,
The azo compound can be used for bulk polymerization and suspension polymerization. In particular, in the case of suspension polymerization, transparent polymer beads in which colloidal silica is uniformly dispersed can be obtained. In the case of photopolymerization using visible light or ultraviolet light, benzophenones, benzoin alkyl ethers, anthraquinones, thioxanthones, acylphosphine oxides, α-diketones and the like can be used. In the case of photopolymerization, a reducing agent such as a tertiary amine may be used in combination. Further, an oxidizing agent such as a peroxide and a reducing agent such as an amine may be separately compounded and mixed at the time of use to perform redox polymerization. The amount of the polymerization initiator (e) used is based on 100 parts by weight of the polyfunctional (meth) acrylate (d).
0.01 to 10 parts by weight is preferred.

【0032】本発明の硬化性組成物は、上述した各成分
(a)〜(e)を主成分として含有して成るが、用途、
目的等に応じて、さらに、平均粒子径100nmを越え
るシリカ粉体、石英粉体、ガラスビーズ等の無機フィラ
ー;ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレ
ート、(メタ)アクリル酸エステル構造を主な繰返し単
位として含む共重合体等の(メタ)アクリル酸エステル
系ポリマー;等の充填材を配合できる。これら充填材の
配合量は、シリカ系縮重合体(a)、多官能(メタ)ア
クリレート(d)および重合開始剤(e)の合計100
重量部に対して、10〜900重量部が好ましい。
The curable composition of the present invention comprises the above-mentioned components (a) to (e) as main components.
Depending on the purpose, etc., inorganic fillers such as silica powder, quartz powder, and glass beads having an average particle diameter of more than 100 nm; polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, and (meth) acrylate structure as main repeating units A filler such as a (meth) acrylate-based polymer such as a copolymer may be blended. The compounding amount of these fillers is 100 total of the silica-based condensation polymer (a), the polyfunctional (meth) acrylate (d) and the polymerization initiator (e).
It is preferably from 10 to 900 parts by weight based on parts by weight.

【0033】本発明の硬化性組成物には、さらに、必要
に応じて、酸化チタン、酸化鉄等の顔料、エタノール、
酢酸エチル等の溶媒、ハイドロキノン、フェノール類等
の重合禁止剤、ゴム、酸化安定剤、紫外線吸収剤等も添
加できる。
The curable composition of the present invention may further contain, if necessary, pigments such as titanium oxide and iron oxide, ethanol,
Solvents such as ethyl acetate, polymerization inhibitors such as hydroquinone and phenols, rubbers, oxidation stabilizers, and ultraviolet absorbers can also be added.

【0034】また、本発明の硬化性組成物は分散性や流
動性、透明性に優れるので、例えば光学材料、塗料材
料、歯科材料など各種用途に非常に有用である。
Further, the curable composition of the present invention is excellent in dispersibility, fluidity and transparency, so that it is very useful for various uses such as optical materials, paint materials and dental materials.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、かかる実施例に限定されるもので
はない。なお、以下の記載中「部」は、特記の無い限り
「重量部」を表す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.

【0036】<実施例1> (コロイダルシリカ分散液の調製)イソプロピルアルコ
ール分散型コロイダルシリカ[シリカ含量30重量%、
平均粒子径10〜20nm、商品名:スノーテックスI
PA−ST;日産化学(株)製]100部に、γ−メタ
クリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン12
部、0.01規定の塩酸水溶液3部を加えて、70℃で
7時間撹拌した。
<Example 1> (Preparation of Colloidal Silica Dispersion) Isopropyl alcohol-dispersed colloidal silica [silica content 30% by weight,
Average particle size 10-20 nm, trade name: Snowtex I
PA-ST; manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.] 100 parts of γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane
And 3 parts of a 0.01 N hydrochloric acid aqueous solution, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 7 hours.

【0037】その後、2、2’−ビス(4−メタクリロ
キシエトキシフェニル)プロパン110部を加え、減圧
下で揮発分をすべて留去して、コロイダルシリカ分散液
を得た。このコロイダルシリカ分散液は、コロイダルシ
リカが1次粒子の状態で系中に均一分散しており、透明
性に優れ、かつ流動性を有していた。
Thereafter, 110 parts of 2,2'-bis (4-methacryloxyethoxyphenyl) propane was added, and all volatile components were distilled off under reduced pressure to obtain a colloidal silica dispersion. This colloidal silica dispersion had uniform dispersion of colloidal silica in the form of primary particles in the system, and had excellent transparency and fluidity.

【0038】(硬化性組成物の調製)このコロイダルシ
リカ分散液10部に、光重合開始剤としてカンファーキ
ノン0.03部、還元剤としてp−ジメチルアミノ安息
香酸エチル0.2部を加えて溶解させ、硬化性組成物を
得た。
(Preparation of curable composition) To 10 parts of this colloidal silica dispersion, 0.03 part of camphorquinone as a photopolymerization initiator and 0.2 part of ethyl p-dimethylaminobenzoate as a reducing agent were added and dissolved. To obtain a curable composition.

【0039】(硬化物の形成)この硬化性組成物を、下
面に厚さ0.1mmのカバーグラスを付けたステンレス
製金型(内径10mm、厚さ1mm)に充填し、上面に
同じカバーグラスを密着させた後、両面より可視光照射
器(商品名:GCライト;(株)ジーシー製)で60秒
ずつ光照射を行い硬化物を得た。
(Formation of Cured Product) The curable composition was filled in a stainless steel mold (inner diameter 10 mm, thickness 1 mm) having a cover glass with a thickness of 0.1 mm on the lower surface, and the same cover glass was placed on the upper surface. And then irradiated with light from both sides using a visible light irradiator (trade name: GC Light; manufactured by GC Corporation) for 60 seconds to obtain a cured product.

【0040】得られた硬化物について、全光線透過率
(%)の測定をJIS K6714に準拠して行なっ
た。結果を表1に示す。
The cured product was measured for total light transmittance (%) in accordance with JIS K6714. Table 1 shows the results.

【0041】<実施例2>実施例1における多官能(メ
タ)アクリレートに代えて、2、2’−ビス(4−メタ
クリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン88部と
トリエチレングリコールジメタクリレート22部の混合
物を用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化性組成
物を調製し、硬化物を形成した。結果を表1に示す。
Example 2 Instead of the polyfunctional (meth) acrylate in Example 1, a mixture of 88 parts of 2,2'-bis (4-methacryloyloxyethoxyphenyl) propane and 22 parts of triethylene glycol dimethacrylate was used. A curable composition was prepared and a cured product was formed in the same manner as in Example 1 except that the composition was used. Table 1 shows the results.

【0042】<比較例1、2>実施例1、2における反
応条件のうち、反応時間を1時間に変更したこと以外
は、実施例1、2と同様にして硬化性組成物を調製し、
硬化物を形成した。結果を表1に示す。
Comparative Examples 1 and 2 Curable compositions were prepared in the same manner as in Examples 1 and 2, except that the reaction time was changed to 1 hour among the reaction conditions in Examples 1 and 2.
A cured product was formed. Table 1 shows the results.

【0043】<比較例3>実施例1におけるシラン化合
物に代えて、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメ
トキシシラン12部を用いた以外は、実施例1と同様に
してコロイダルシリカ分散液を調製したが、透明なゲル
状物質となり、流動性を示さなかった。
Comparative Example 3 A colloidal silica dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that 12 parts of γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane were used instead of the silane compound in Example 1. It became a transparent gel substance and did not show fluidity.

【0044】<比較例4>比較例3における反応条件の
うち、反応時間を1時間に変更したこと以外は、比較例
3と同様にして硬化性組成物を調製したが、少し白濁し
たゲル状物質となり、流動性を示さなかった。
<Comparative Example 4> A curable composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 3 except that the reaction time was changed to 1 hour among the reaction conditions in Comparative Example 3. It became a substance and did not show fluidity.

【0045】[0045]

【表1】 表1に示す結果から明らかな様に、本発明で規定する特
定のシラン化合物、特定範囲の反応温度および反応時間
を採用した実施例1、2は、表面改質されたコロイダル
シリカが1次粒子の状態で多官能(メタ)アクリレート
中に均一分散し、他の条件等を採用した比較例1〜4に
比べて、コロイダルシリカ分散液の透明性が高く、また
適度な流動性を有していた。
[Table 1] As is clear from the results shown in Table 1, in Examples 1 and 2 in which the specific silane compound specified in the present invention and the reaction temperature and reaction time in the specific range were adopted, the surface-modified colloidal silica was composed of primary particles. The colloidal silica dispersion liquid has a high transparency and a suitable fluidity as compared with Comparative Examples 1 to 4, which are uniformly dispersed in a polyfunctional (meth) acrylate in the state described above and employ other conditions and the like. Was.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の硬化性組
成物は、特定の反応成分の使用により疎水性の高い多官
能(メタ)アクリレート中にnmオーダーのシリカ粒子
が均一分散し、流動性に優れ、かつ透明性、硬度、耐摩
耗性に優れた硬化物を与える組成物である。
As described above in detail, the curable composition of the present invention is obtained by uniformly dispersing nm-order silica particles in a highly hydrophobic polyfunctional (meth) acrylate by using a specific reaction component. It is a composition that gives a cured product having excellent fluidity and excellent transparency, hardness and abrasion resistance.

【0047】また、本発明の硬化性組成物の製造方法
は、特定の反応条件により、十分な加水分解、縮重合反
応、十分な処理を実現し、簡易かつ良好に本発明の硬化
性組成物を製造できる。
Further, the method for producing the curable composition of the present invention realizes sufficient hydrolysis, polycondensation reaction, and sufficient treatment under specific reaction conditions, and can easily and satisfactorily improve the curable composition of the present invention. Can be manufactured.

【0048】本発明の硬化性組成物は分散性や流動性、
透明性に優れるので、例えば光学材料、塗料材料、歯科
材料など各種用途に非常に有用である。
The curable composition of the present invention has dispersibility, fluidity,
Since it has excellent transparency, it is very useful for various uses such as optical materials, paint materials, and dental materials.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平均粒子径が1〜100nmであるコロ
イダルシリカの存在下、下記一般式(I) 【化1】 (式中、R1 は水素原子またはメチル基、R2 は炭素数
1〜3のアルキル基またはフェニル基、R3 は水素原子
または炭素数1〜10の炭化水素残基、qは1〜6の整
数を表す。)で示される(メタ)アクリロイルオキシシ
ラン化合物(a−1)を加水分解、縮重合させたことに
より得られるシリカ系縮重合体(a)と、 下記一般式(II) 【化2】 (式中、R4 は水素原子またはメチル基、mおよびnは
各々独立して1〜5の整数を表す。)で示されるジ(メ
タ)アクリレート(b)100〜50重量部、および、
アルカンジオールジ(メタ)アクリレートおよびポリエ
チレングリコールジ(メタ)アクリレートから成る群よ
り選ばれた少なくとも一種のジ(メタ)アクリレート
(c)0〜50重量部[但し、成分(b)および成分
(c)の合計100重量部]を含有して成る多官能(メ
タ)アクリレート(d)と、 重合開始剤(e)とを含有して成ることを特徴とする硬
化性組成物。
1. In the presence of colloidal silica having an average particle diameter of 1 to 100 nm, the following general formula (I): (Wherein, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is an alkyl group or a phenyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 3 is a hydrogen atom or a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms, q is 1 to 6 And a silica-based condensation polymer (a) obtained by hydrolyzing and condensation-polymerizing a (meth) acryloyloxysilane compound (a-1) represented by the following general formula (II): Formula 2 (Wherein, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, m and n each independently represent an integer of 1 to 5) di (meth) acrylate (b) 100 to 50 parts by weight, and
0 to 50 parts by weight of at least one di (meth) acrylate (c) selected from the group consisting of alkanediol di (meth) acrylate and polyethylene glycol di (meth) acrylate [provided that component (b) and component (c) Curable composition comprising: a polyfunctional (meth) acrylate (d) containing a polymerization initiator (e) and a polymerization initiator (e).
【請求項2】 成分(a−1)がγ−メタクリロイルオ
キシプロピルメチルジメトキシシランである請求項1記
載の硬化性組成物。
2. The curable composition according to claim 1, wherein the component (a-1) is γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane.
【請求項3】 一般式(II)中のR4 がメチル基であ
り、mおよびnが各々独立して1または2である請求項
1または2記載の硬化性組成物。
3. The curable composition according to claim 1, wherein R 4 in the general formula (II) is a methyl group, and m and n are each independently 1 or 2.
【請求項4】 ジ(メタ)アクリレート(c)が、トリ
エチレングリコールジメタクリレートである請求項1〜
3の何れか一項記載の硬化性組成物。
4. The method according to claim 1, wherein the di (meth) acrylate (c) is triethylene glycol dimethacrylate.
4. The curable composition according to any one of 3.
【請求項5】 請求項1記載の硬化性組成物を製造する
ための方法であって、シリカ系縮重合体(a)を得るた
めの加水分解、縮重合を、反応温度45〜100℃、反
応時間3〜24時間で行うことを特徴とする硬化性組成
物の製造方法。
5. A method for producing the curable composition according to claim 1, wherein the hydrolysis and the condensation polymerization for obtaining the silica-based condensation polymer (a) are carried out at a reaction temperature of 45 to 100 ° C. A method for producing a curable composition, which is performed for a reaction time of 3 to 24 hours.
【請求項6】 シリカ系縮重合体(a)を得るための加
水分解、縮重合の反応触媒として、0.01規定以上の
塩酸水溶液を用いる請求項5記載の硬化性組成物の製造
方法。
6. The method for producing a curable composition according to claim 5, wherein an aqueous solution of hydrochloric acid of 0.01 N or more is used as a catalyst for hydrolysis and condensation polymerization to obtain the silica-based condensation polymer (a).
【請求項7】 シリカ系縮重合体(a)に多官能(メ
タ)アクリレート(d)を加えた混合物の揮発分を留去
する工程を含む請求項5または6記載の硬化性組成物の
製造方法。
7. The production of a curable composition according to claim 5, further comprising a step of distilling off volatile components of a mixture obtained by adding a polyfunctional (meth) acrylate (d) to the silica-based condensation polymer (a). Method.
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