JPWO2003082945A1 - ポリアルケニルエーテル系樹脂 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗料、コーティング剤、インク、粘接着剤、フィルム、繊維、フォトレジスト、ソルダーレジスト、半導体封止材料、積層板、造形材料、シーリング剤、成型材等またはこれらの原料等の用途に有用なポリウレタン、ポリエステル等に関する。
背 景 技 術
ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂およびそれらの光・電子線硬化型樹脂は、塗料、コーティング剤、インク、粘接着剤、フォトレジスト、シーリング剤、バインダー、成型材等の用途に幅広く使用されている。
従来知られているポリエーテル骨格、ポリジエン骨格等を有する上記の樹脂は、柔軟性、低極性樹脂との相溶性、組成の均一性、機械的強度、溶解性、粘着性、接着性、付着性、電気絶縁性、耐候性、耐水性、透明性、電子回路用基板の必要特性である耐プレッシャークッカーテストでの結果等の点で、満足されるものではない。
Macromolecular Chemistry and Physics,198,3051−3064(1997)には、ポリ2−クロロエチルビニルエーテル骨格を有するポリウレタンが開示されている。ポリ2−クロロエチルビニルエーテル骨格を有する樹脂は、加熱条件下では脱塩素化反応を起こす等安定性に問題がある。また、その原料となる2−クロロエチルビニルエーテルは、廃棄物処理法および生活環境保全条例において規制物質になっている等により、環境に悪い影響を与えると考えられる。
発 明 の 開 示
本発明の目的は、柔軟性、低極性樹脂との相溶性、組成の均一性、機械的強度、溶解性、粘着性、接着性、付着性、電気絶縁性、耐候性、耐水性、透明性、耐熱老化性、耐プレッシャークッカーテストでの結果等に優れたポリウレタンおよびポリエステル等を提供することにある。
本発明は、次の(1)〜(24)を提供する。
(1) 分子内に一般式(XXX)
(式中、nは、2〜1000の整数を表し、R1は、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表し、R2、R3およびR4は、同一または異なって、水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す。ただし、2以上存在するR1、R2、R3およびR4は、それぞれ同一または異なっていてもよい)で表される構造単位を含むポリウレタン。以下、該ポリウレタンをポリウレタン(I)と表現することもある。
(2) 分子内に一般式(I)
(式中、n,R1,R2、R3およびR4は、それぞれ前記と同義であり、R5は、水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)で表される構造単位を含むポリウレタン。
(3) 重量平均分子量が、30000〜1000000である(1)または(2)記載のポリウレタン。
(4) 分子内に(1)に記載の一般式(XXX)で表される構造単位を含むウレタンアクリレート。以下、該ウレタンアクリレートをウレタンアクリレート(II)と表現することもある。
(5) 分子内に一般式(II)
(式中、n、R1、R2、R3、R4およびR5は、それぞれ前記と同義であり、R9は、ポリイソシアネート化合物由来の残基を表し、R10は、置換もしくは非置換の低級アルキレン、置換もしくは非置換のシクロアルキレンまたは置換もしくは非置換のアリーレンを表し、R11、R12およびR13は、同一または異なって、水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)で表される構造単位を含むウレタンアクリレート。
(6) 数平均分子量が、200〜10000である(4)または(5)記載のウレタンアクリレート。
(7) (4)〜(6)のいずれかに記載のウレタンアクリレートと光または熱ラジカル重合開始剤とを含有する組成物。
(8) 分子内に(1)に記載の一般式(XXX)で表される構造単位を含むウレタンアルケニルエーテル。以下、該ウレタンアルケニルエーテルをウレタンアルケニルエーテル(XI)と表現することもある。
(9) 分子内に一般式(XI)
(式中、n、R1、R2、R3、R4およびR5は、それぞれ前記と同義であり、R33は、ポリイソシアネート化合物由来の残基を表し、R34は、置換もしくは非置換の低級アルキレン、置換もしくは非置換のシクロアルキレン、または置換もしくは非置換のアリーレンを表し、R35、R36およびR37は、同一または異なって、水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)で表される構造単位を含むウレタンアルケニルエーテル。
(10) 数平均分子量が、200〜10000である(8)または(9)記載のウレタンアルケニルエーテル。
(11) (8)〜(10)のいずれかに記載のウレタンアルケニルエーテルと加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤とを含有する組成物。
(12) (8)〜(10)のいずれかに記載のウレタンアルケニルエーテルとマレイミド基を有する化合物を含有する組成物。
(13) 分子内に(1)に記載の一般式(XXX)で表される構造単位を含む2、3または4個の末端にヒドロキシル基を有するポリオールから誘導されるポリエステル。以下、該ポリエステルをポリエステル(III)と表現することもある。
(14) 分子内に一般式(III)
(式中、n、R1、R2、R3、R4およびR5はそれぞれ前記と同義であり、R14は、置換もしくは非置換の低級アルキレン、置換もしくは非置換のシクロアルキレンまたは置換もしくは非置換のアリーレンを表す)で表される構造単位を含むポリエステル。
(15) 重量平均分子量が、30000〜1000000である(13)または(14)記載のポリエステル。
(16) 分子内に(1)に記載の一般式(XXX)で表される構造単位を含む2、3または4個の末端にヒドロキシル基を有するポリオールから誘導されるエステルアクリレート。以下、該エステルアクリレートをエステルアクリレート(IV)と表現することもある。
(17) 分子内に一般式(IV)
(式中、n、R1、R2、R3、R4およびR5はそれぞれ前記と同義であり、R15、R16およびR17は、同一または異なって、水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)で表される構造単位を含むエステルアクリレート。
(18) 数平均分子量が、200〜10000である(16)または(17)記載のエステルアクリレート。
(19) (16)〜(18)のいずれかに記載のエステルアクリレートと光または熱ラジカル重合開始剤とを含有する組成物。
(20) 分子内に(1)に記載の一般式(XXX)で表される構造単位を含むアルケニルエーテル。以下、該アルケニルエーテルをアルケニルエーテル(V)と表現することもある。
(21) 分子内に一般式(V)
(式中、n、R1、R2、R3、R4およびR5はそれぞれ前記と同義であり、R18、R19およびR20は、同一または異なって、水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)で表される構造単位を含むアルケニルエーテル。
(22) 数平均分子量が、200〜10000である(20)または(21)記載のアルケニルエーテル。
(23) (20)〜(22)のいずれかに記載のアルケニルエーテルと加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤とを含有する組成物。
(24) (20)〜(22)のいずれかに記載のアルケニルエーテルとマレイミド基を有する化合物を含有する組成物。
以下に本発明を詳細に説明する。
一般式中の各基の定義において、低級アルキルとしては、例えば、炭素数1〜8の直鎖または分岐状のものがあげられ、その具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、イソブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル等があげられる。低級アルキレンとしては、前記の低級アルキルより水素原子を1つ除いたもの等があげられる。
シクロアルキルとしては、例えば、炭素数3〜10のものがあげられ、その具体例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル等があげられる。シクロアルキレンとしては、前記のシクロアルキルより水素原子を1つ除いたもの等があげられる。
アリールおよびアラルキルのアリール部分としては、例えば、炭素数6〜14のアリールがあげられ、その具体例としては、フェニル、ナフチル、アントリル等があげられ、アラルキルのアルキレン部分としては、例えば、前記の低級アルキルから水素原子を1つまたは2つ除いた基等があげられる。アラルキルの具体例としては、ベンジル、フェネチル、フェニルプロピル、ナフチルメチル、ナフチルエチル、ジフェニルメチル等があげられる。アリーレンとしては、前記のアリールより水素原子を1つ除いたもの等があげられる。
ポリイソシアネート化合物由来の残基におけるポリイソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、2,4−ナフタレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアネートジシクロヘキサン、4,4’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタン等の脂環式ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、リジンエステルジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート等があげられる。
ポリイソシアネート化合物由来の残基としては、置換もしくは非置換の低級アルキレン、置換もしくは非置換のシクロアルキレン、または置換もしくは非置換のアリーレンが好ましい。低級アルキレン、シクロアルキレン、およびアリーレンとしては、それぞれ前記と同様のものがあげられる。置換低級アルキレン、置換シクロアルキレンおよび置換アリーレンにおける置換基としては、後述の置換低級アルキルにおける置換基の定義で例示するものと同様のものがあげられる。
置換低級アルキル、置換シクロアルキル、置換アリール、置換アラルキル、置換低級アルキレン、置換シクロアルキレンおよび置換アリーレンにおける置換基としては、例えば、ヒドロキシ、低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルコキシカルボニル、低級アルカノイル、シンナモイルオキシ、アロイルオキシ、ハロゲン原子等があげられる。その置換数は、特に限定されないが、1〜3であるのが好ましい。
置換基の定義において、低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルコキシカルボニルおよび低級アルカノイルのアルキル部分としては、前記低級アルキルの定義で例示したものと同様のものがあげられ、アロイルオキシのアリール部分としては、前記アリールの定義で例示したものと同様のものがあげられる。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素およびアスタチンの各原子があげられる。
分子内に一般式(I)で表される構造単位を含むポリウレタン、分子内に一般式(II)で表される構造単位を含むウレタンアクリレート、分子内に一般式(XI)で表される構造単位を含むウレタンアルケニルエーテル、分子内に一般式(III)で表される構造単位を含むポリエステル、分子内に一般式(IV)で表される構造単位を含むエステルアクリレートおよび分子内に一般式(V)で表される構造単位を含むアルケニルエーテルにおいて、それぞれ、R1が低級アルキルであり、R2、R3、R4およびR5が水素原子である化合物が好ましい。
(1)原料化合物
本発明のポリウレタン等の原料としては、分子内に一般式(XXX)で表される構造単位を含む2、3または4個の末端にヒドロキシル基を有するポリオール(以下、該ポリオールを化合物Aと表現することもある)が好ましく、より好ましい例としては、一般式(A)
[式中、n、R1、R2、R3、R4およびR5はそれぞれ前記と同義であり、mは1〜4の整数を表し、Xは、水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキレン、−Q1−A−Q2−(式中、Aは、置換もしくは非置換のシクロアルキレンまたは置換もしくは非置換のアリーレンを表し、Q1およびQ2は、同一または異なって、単結合または置換もしくは非置換の低級アルキレンを表す)、置換もしくは非置換の低級アルカントリイル、一般式(B)
(式中、A1は、置換もしくは非置換のシクロアルカントリイルまたは置換もしくは非置換の芳香環トリイルを表し、Q3、Q4およびQ5は、同一または異なって、単結合または置換もしくは非置換の低級アルキレンを表す)、または一般式(C)
(式中、A2は、炭素原子、置換もしくは非置換の脂環式炭化水素テトライルまたは置換もしくは非置換の芳香族炭化水素テトライルを表し、Q6、Q7、Q8およびQ9は、同一または異なって、単結合または置換もしくは非置換の低級アルキレンを表す)を表し、mが2以上のとき、それぞれのnは同一でも異なっていてもよい]で表される化合物等があげられる。
これらの原料は、例えば、対応するアルケニルエーテルモノマーおよび必要によりこれと共重合可能なカチオン重合性モノマーを、多官能開始剤およびルイス酸の存在下、公知の方法[例えば、澤本光男、高分子学会編:新高分子実験学2、高分子の合成・反応(1)、242−276頁、共立出版(1995)等]を用いて単独重合または共重合させて、2、3または4個の末端にアセタールを有するポリアルケニルエーテル(コポリマー)を得て、これを酸加水分解させ2、3または4個の末端にホルミル基を有するポリアルケニルエーテル(コポリマー)に変換し、最後に還元処理することにより得ることができる。
アルケニルエーテルモノマーの具体例としては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、2−ビニロキシエチルベンゾエート、2−アセトキシエチルビニルエーテル、2−エトキシエチルビニルエーテル、ジエチル[2−(ビニロキシ)エチル]マロネート、3−トリス(エトキシカルボニル)プロピルビニルエーテル、2−ビニロキシエチルシンナメート、シクロヘキシルビニルエーテル、4−フルオロブチルビニルエーテル、3−ブロモブチルビニルエーテル、4−エトキシブチルビニルエーテル、メチルプロペニルエーテル、エチルプロペニルエーテル、イソプロピルプロペニルエーテル、n−ブチルプロペニルエーテル、イソブチルプロペニルエーテル、シクロヘキシルプロペニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、4−メチル−2−ペンチルビニルエーテル、n−ヘキシルビニルエーテル、n−ヘプチルビニルエーテル、3−メチル−1−ヘキシルビニルエーテル、5−メチル−1−ヘキシルビニルエーテル、2−エチル−1−ヘキシルビニルエーテル等があげられ、これらは単独でまたは2種以上混合して使用される。
アルケニルエーテルモノマーと共重合可能なカチオン重合性モノマーとしては、特に限定されないが、好ましい具体例として、スチレン、α−メチルスチレン、イソブテン、N−ビニルカルバゾール、p−メトキシスチレン、n−ノニルビニルエーテル、イソノニルビニルエーテル、n−デシルビニルエーテル、イソデシルビニルエーテル、n−ウンデシルビニルエーテル、イソウンデシルビニルエーテル、n−ドデシルビニルエーテル、イソドデシルビニルエーテル、n−トリデシルビニルエーテル、イソトリデシルビニルエーテル、n−テトラデシルビニルエーテル、イソテトラデシルビニルエーテル、n−ペンタデシルビニルエーテル、イソペンタデシルビニルエーテル、n−ヘキサデシルビニルエーテル、イソヘキサデシルビニルエーテル、n−ヘプタデシルビニルエーテル、イソヘプタデシルビニルエーテル、n−オクタデシルビニルエーテル、イソオクタデシルビニルエーテル、n−ノナデシルビニルエーテル、イソノナデシルビニルエーテル、n−エイコシルビニルエーテル、イソエイコシルビニルエーテル、n−ヘキサデシルプロペニルエーテル等があげられる。これらの共重合可能なモノマーの使用量は、重合に用いるすべてのモノマー中の50重量%以下であることが好ましい。
多官能開始剤としては、例えば、一般式(X)
(式中、R29は、水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表し、R30、R31およびR32は、同一または異なって、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)で表される化合物、一般式(IX)
[式中、R99は、置換もしくは非置換の低級アルキレン、−Q1−A−Q2−(式中、A、Q1およびQ2は、それぞれ前記と同義である)、置換もしくは非置換の低級アルカントリイル、一般式(B)
(式中、A1、Q3、Q4およびQ5は、それぞれ前記と同義である)、または一般式(C)
(式中、A2、Q6、Q7、Q8およびQ9は、それぞれ前記と同義である)を表し、R100は、水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表し、pは、2〜4の整数を表し、Zは、低級アルカノイルオキシ、低級アルコキシ、ヒドロキシまたはハロゲン原子を表す]で表される化合物等が用いられる。
一般式(A)、−Q1−A−Q2−、一般式(B)、一般式(C)、一般式(X)および一般式(IX)中の各基の定義において、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のアラルキル、置換もしくは非置換の低級アルキレン、置換もしくは非置換のシクロアルキレンおよび置換もしくは非置換のアリーレンは、それぞれ前記と同義である。置換もしくは非置換の低級アルカントリイルとしては、前記の置換もしくは非置換の低級アルキルより水素原子を2つ除いたもの等があげられる。置換もしくは非置換のシクロアルカントリイルとしては、前記の置換もしくは非置換のシクロアルキルより水素原子を2つ除いたもの等があげられる。置換もしくは非置換の芳香環トリイルの芳香環部分としては、例えば、炭素数6〜14の芳香環があげられ、その具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン等があげられる。置換もしくは非置換の脂環式炭化水素テトライルとしては、前記の置換もしくは非置換のシクロアルキルより水素原子を3つ除いたもの等があげられる。置換もしくは非置換の芳香族炭化水素テトライルとしては、前記の置換もしくは非置換のアリールより水素原子を3つ除いたもの等があげられる。
置換芳香環トリイル、置換脂環式炭化水素テトライルおよび置換芳香族炭化水素テトライルにおける置換基としては、例えば、ヒドロキシ、低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルコキシカルボニル、低級アルカノイル、シンナモイルオキシ、アロイルオキシ、ハロゲン原子等があげられる。その置換数は、特に限定されないが、1〜3であるのが好ましい。
置換基の定義において、低級アルキル、低級アルコキシ、低級アルコキシカルボニルおよび低級アルカノイルのアルキル部分としては、前記低級アルキルの定義で例示したものと同様のものがあげられ、アロイルオキシのアリール部分としては、前記アリールの定義で例示したものと同様のものがあげられる。ハロゲン原子としては、前記と同様のものがあげられる。
多官能開始剤としては、より具体的には、例えば、多官能アルケニルエーテルの有機酸、無機酸、アルコール付加体等があげられる。
多官能アルケニルエーテルしては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジビニルエーテル、1,9−ノナンジオールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ビスフェノールFジビニルエーテル、ビスフェノールAジビニルエーテル、1,3,5−トリス(2−ヒドロキシエチル)シアヌル酸トリビニルエーテル、フェノール樹脂もしくはノボラック樹脂のビニルエーテル等があげられる。また、多官能アルケニルエーテルに付加する有機酸としては、例えば、ぎ酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸等が、多官能アルケニルエーテルに付加する無機酸としては、例えば、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸等が、多官能アルケニルエーテルに付加するアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、(イソ)プロピルアルコール等があげられる。
ルイス酸としては、特に限定されないが、金属ハロゲン化物またはその錯体類(ジエチルエーテル錯体、酢酸錯体、水錯体、メタノール錯体等)が好ましく、例えば、BCl3、BF3、BF3・O(CH2CH3)2、TiCl4、SnCl4、SnBr4、AlCl3、SbCl5、SbF5、WCl6、TaCl5等またはその錯体類があげられ、中でも、スズ、ホウ素またはアルミニウムのハロゲン化物(BF3、SnCl4、AlCl3等)またはその錯体類が好ましく、さらには、BF3(三フッ化ホウ素)またはその錯体類がより好ましい。前記の金属ハロゲン化物において、ハロゲン原子が低級アルキル、低級アルコキシ、フェノキシ等で置換されたものをルイス酸として使用してもよい。ここで、低級アルキルおよび低級アルコキシは、それぞれ前記と同義である。ルイス酸の使用量は、特に限定されないが、アルケニルエーテルモノマー1モルに対して、0.0001〜3.0モルであるのが好ましい。
重合反応の際は、必要に応じて、ルイス塩基を添加してもよい。ルイス塩基としては、例えば、酢酸エチル、クロロ酢酸エチル、ジエチルカーボネート、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、テトラヒドロチオフェン、2,6−ジメチルピリジン等があげられる。ルイス塩基の使用量は、特に限定されないが、アルケニルエーテルモノマー1モルに対して0.001〜100モルであるのが好ましい。
重合反応は、溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒としては、反応に不活性なものであれば、特に限定されないが、例えば、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、塩化メチル、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、ニトロメタン、ニトロエタン等のニトロ化合物、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン等の飽和炭化水素等、およびこれらの混合溶媒等があげられる。溶媒の使用量は、特に限定されないが、アルケニルエーテルモノマー1重量部に対して、0.5〜100重量部であるのが好ましい。
重合反応の温度は、特に限定されないが、−80〜100℃であるのが好ましい。
酸加水分解による2、3または4個の末端にアセタールを有するポリアルケニルエーテル(コポリマー)から2、3または4個の末端にホルミル基を有するポリアルケニルエーテル(コポリマー)への変換は、例えば、公知の方法[Tetrahedron,43,825(1987)、J.Org.Chem.,51,567(1986)、特開平2001−11009号公報等]に準じて行うことができ、最後の還元処理は、例えば、ラネーニッケル等の金属触媒を利用して水素により還元する方法、水素化ホウ素ナトリウムにより還元する方法等により行うことができる。
酸加水分解の方法としては、酢酸と水の混合溶媒中で加熱攪拌する方法が好ましい。
(2)ポリウレタン(I)
本発明のポリウレタン(I)は、例えば、化合物A、およびポリイソシアネート化合物、必要に応じて、他のポリオール類、鎖伸長剤、重合停止剤等を原料として、公知の方法(USP5952437等)またはそれらの方法に準じて、製造することができる。
ポリイソシアネート化合物としては、前記と同様のものがあげられ、これらは単独でまたは2種以上混合して用いることができる。
他のポリオール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヒドロキノン、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等またはこれらを多塩基酸と反応させて得られるポリエステルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、水素添加型ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール、ポリ炭酸エステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、アクリルポリオール等があげられる。ここで多塩基酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等の脂肪族ジカルボン酸またはその酸無水物、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジ安息香酸、4,4−ジフェニレンジカルボン酸、エチレンビス(p−安息香酸)、1,4−テトラメチレンビス(p−オキシ安息香酸)、エチレンビス(p−オキシ安息香酸)、1,3−トリメチレンビス(p−オキシ安息香酸)等の芳香族ジカルボン酸等があげられる。また、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等の酸性基を有するポリオールを用いた場合に得られるポリウレタン(I)は、公知の方法(特開平5−194836号公報、特開平8−27242号公報、特開平8−259884号公報等)またはそれら記載の方法に準じて、アンモニア、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、1−アミノオクタン、2−ジメチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、1−アミノ−2−プロパノール、2−アミノ−1−プロパノール、3−アミノ−1−プロパノール、1−ジメチルアミノ−2−プロパノール、3−ジメチルアミノ−1−プロパノール、2−プロピルアミノエタノール、エトキシプロピルアミン、アミノベンジルアルコール、モルホリン、ピペリジン、ピペラジン等の有機塩基または水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基を好ましくは、酸性基に対して、0.5〜1.5当量(モル比)使用して、酸性基(カルボキシル基等)を中和することにより、水性ポリウレタン樹脂とすることができる。
他のポリオール類を使用する場合、全ポリオール中、化合物Aが、5重量%以上含まれているのが好ましく、20重量%以上含まれているのがより好ましい。ただし、他のポリオールの中でアクリルポリオール、イソフタル酸系ポリエステルポリオール等の硬質のものを用いる場合、化合物Aは、全ポリオール中0.5重量%以上含まれているのが好ましく、2重量%以上含まれているのがより好ましい。
鎖伸長剤としては、低分子量のポリオール類、ジアミン類、アルカノールアミン類、ヒドラジン等が用いられる。
低分子量のポリオール類としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ヒドロキノン、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール等があげられる。
ジアミン類としてはエチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン等があげられる。
アルカノールアミン類としてはジエタノールアミン、トリエタノールアミン等があげられる。
重合停止剤としては、ジブチルアミン等のジアルキルアミン類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のヒドロキシル基を有するアミン類、グリシン、アラニン、グルタミン酸、アミノ酪酸等のモノアミン型アミノ酸類、エタノール、2−プロパノール等のアルコール類等、またはそれらの混合物等があげられる。
原料中のヒドロキシル基とアミノ基の合計モル数に対するイソシアネート基のモル数の比は、0.1〜10であるのが好ましく、さらには0.5〜3であるのが好ましく、0.8〜2であるのがより好ましい。
反応温度は、0〜300℃であるのが好ましい。
本発明のポリウレタン(I)の製造の際は、必要に応じて、溶媒を用いてもよく、該溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類等があげられ、鎖伸長剤としてジアミン類を用いる場合には、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−ブタノール等のアルコール類を使用することもできる。これらは、ポリウレタン(I)の原料1重量部に対して、0.5〜100重量部使用されるのが好ましい。
また、本発明のポリウレタン(I)の製造の際は、必要に応じて、オクチル酸スズ、テトラブトキシチタン、ジラウリル酸ジn−ブチルスズ等の有機金属触媒、トリエチレンジアミン等の第三級アミン類等の触媒を使用してもよく、その使用量は通常、ポリウレタン(I)の原料に対して、0.001〜5重量%であるのが好ましい。
本発明のポリウレタン(I)の重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリウレタンエラストマー等として使用する場合、30000〜1000000であるのが好ましく、さらには30000〜500000であるのが好ましく、30000〜300000であるのがより好ましい。また、インク用途として使用する場合、1000〜100000であるのが好ましく、1000〜30000であるのがより好ましい。
本発明のポリウレタン(I)の中で特に上記の重量平均分子量を有するものは、柔軟性、低極性樹脂との相溶性、組成の均一性、溶解性、粘着性、接着性、付着性、電気絶縁性、耐候性、耐水性、透明性、耐熱老化性、耐プレッシャークッカーテストでの結果等に優れている。
本発明のポリウレタン(I)は、必要に応じて、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、帯電防止剤、コロイダルシリカまたはコロイダルアルミナ等の無機質コロイドゾル、シランカップリング剤、着色剤、ワックス剤、防腐剤、消泡剤、可塑剤、滑剤、触媒、粘度調整剤、レベリング剤、ゲル化防止剤、フィラー、溶剤、造膜助剤、分散剤、造粘剤、香料等の慣用の添加剤を加えて使用してもよい。例えば、ポリウレタン塗料、ラッカー等の用途に用いる場合は、硝酸セルロース、セルロースアセテート−プロピロネートセルロースアセテート−ブチレート等のセルロース誘導体を加えて使用することもできる。これらの添加剤は、ポリウレタン(I)を製造する際に加えてもよい。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ第三ブチル−p−クレゾール、2,6−ジフェニル−4−オクタデシロキシフェノール、ジステアリル(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ホスホネート、1,6−ヘキサメチレンビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド〕、4,4’−チオビス(6−第三ブチル−m−クレゾール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−第三ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−第三ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(6−第三ブチル−m−クレゾール)、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ第三ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(4−第二ブチル−6−第三ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリス(2,6−ジメチル−3−ヒドロキシ−4−第三ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、2−第三ブチル−4−メチル−6−(2−アクリロイルオキシ−3−第三ブチル−5−メチルベンジル)フェノール、ステアリル(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、チオジエチレングリコールビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサメチレンビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、ビス〔3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−第三ブチルフェニル)ブチリックアシッド〕グリコールエステル、ビス〔2−第三ブチル−4−メチル−6−(2−ヒドロキシ−3−第三ブチル−5−メチルベンジル)フェニル〕テレフタレート、1,3,5−トリス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕イソシアヌレート、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−〔(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン、トリエチレングリコールビス〔(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕等があげられる。
硫黄系酸化防止剤としては、例えば、チオジプロピオン酸ジラウリル、チオジプロピオン酸ジミリスチル、チオジプロピオン酸ジステアリル等のジアルキルチオジプロピオネート類、およびペンタエリスリトールテトラ(β−ドデシルメルカプトプロピオネート)等のポリオールのβ−アルキルメルカプトプロピオン酸エステル類等があげられる。
リン系酸化防止剤としては、例えば、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ホスファイト、トリス〔2−第三ブチル−4−(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニルチオ)−5−メチルフェニル〕ホスファイト、トリデシルホスファイト、オクチルジフェニルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジ(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ第三ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスフィト、ビス(2,4,6−トリ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(トリデシル)イソプロピリデンジフェノールジホスファイト、テトラ(トリデシル)−4,4’−n−ブチリデンビス(2−第三ブチル−5−メチルフェノール)ジホスファイト、ヘキサ(トリデシル)−1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタントリホスファイト、テトラキス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ビフェニレンジホスホナイト、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、2,2’−メチレンビス(4,6−第三ブチルフェニル)−2−エチルヘキシルホスファイト、2,2’−メチレンビス(4,6−第三ブチルフェニル)オクタデシルホスファイト、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ第三ブチルフェニル)フルオロホスファイト、トリス{2−〔(2,4,8,10−テトラキス第三ブチルジベンゾ〔d,f〕〔1,3,2〕ジオキサホスフェピン−6−イル)オキシ〕エチル}アミン、2−エチル−2−ブチルプロピレングリコールと2,4,6−トリ第三ブチルフェノールのホスファイト等があげられる。
これらの酸化防止剤は、ポリウレタン(I)100重量部に対して0.001〜10重量部、より好ましくは0.05〜5重量部用いられる。
紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、5,5’−メチレンビス(2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン)等の2−ヒドロキシベンゾフェノン類;2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ第三ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−第三ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−第三オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジクミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス(4−第三オクチル−6−ベンゾトリアゾリル)フェノール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−第三ブチル−5’−カルボキシフェニル)ベンゾトリアゾール等の2−(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール類;フェニルサリシレート、レゾルシノールモノベンゾエート、2,4−ジ第三ブチルフェニル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、2,4−ジ第三アミルフェニル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート類;2−エチル−2’−エトキシオキザニリド、2−エトキシ−4’−ドデシルオキザニリド等の置換オキザニリド類;エチル−α−シアノ−β,β−ジフェニルアクリレート、メチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート等のシアノアクリレート類;2−(2−ヒドロキシ−4−オクトキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)−s−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−4,6−ジフェニル−s−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−プロポキシ−5−メチルフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)−s−トリアジン等のトリアリールトリアジン類等があげられる。
ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、1−オキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール、1−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルステアレート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルステアレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルベンゾエート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1−オクトキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−2−ブチル−2−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、1−(2−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール/コハク酸ジエチル重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/ジブロモエタン重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−モルホリノ−s−トリアジン重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−第三オクチルアミノ−s−トリアジン重縮合物、1,5,8,12−テトラキス{2,4−ビス〔N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ〕−s−トリアジン−6−イル}−1,5,8,12−テトラアザドデカン、1,5,8,12−テトラキス{2,4−ビス〔N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ〕−s−トリアジン−6−イル}−1,5,8,12−テトラアザドデカン、1,6,11−トリス{2,4−ビス〔N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ〕−s−トリアジン−6−イルアミノ}ウンデカン、1,6,11−トリス{2,4−ビス〔N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ〕−s−トリアジン−6−イルアミノ}ウンデカン等があげられる。
紫外線吸収剤またはヒンダートアミン系光安定剤は、ポリウレタン(I)100重量部に対して、好ましくは0.001〜30重量部、より好ましくは0.05〜10重量部用いられる。
本発明のポリウレタン(I)は、塗料、コーティング剤、インク、粘接着剤、フォトレジスト、ソルダーレジスト、造形材料、シーリング剤、成型材等またはこれらの原料等の用途に有用である。
(2−1)ウレタンアクリレート(II)
本発明のウレタンアクリレート(II)は、例えば、化合物A、ポリイソシアネート化合物、一般式(D)
(式中、R10、R11、R12およびR13はそれぞれ前記と同義である)で表されるヒドロキシル基を有するアクリレート、必要に応じて、他のポリオール類、ジアミン類等を原料として、製造することができる。
この場合、原料中のヒドロキシル基のモル数に対するイソシアネート基のモル数の比は、0.1〜10であるのが好ましく、さらには0.5〜3であるのが好ましく、0.8〜2であるのがより好ましい。
ポリイソシアネート化合物としては、前記と同様のものがあげられ、これらは単独でまたは2種以上混合して用いることができる。
ヒドロキシル基を有するアクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等があげられる。なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレートまたはメタアクリレートを意味し、他のアクリル酸またはメタアクリル酸誘導体についても同様に表現する。
他のポリオール類およびジアミン類としては、それぞれ前記(2)の説明であげた他のポリオール類、ジアミン類と同様のものがあげられる。
本発明のウレタンアクリレート(II)は、公知の方法、例えば溶液法、溶融法(ワンショット法、プレポリマー法等)等により製造することができる。
反応温度は、好ましくは50〜100℃、より好ましくは55〜85℃である。
反応の際に、ビニル基の重合を防止する目的でラジカル重合の禁止剤を添加することが好ましい。該ラジカル重合の禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジン等があげられ、これらはウレタンアクリレート(II)の原料に対して、0.001〜5重量%使用するのが好ましい。
溶液法で反応を行う場合、溶媒を用い、該溶媒としては、光ラジカル重合性モノマー、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等があげられる。
光ラジカル重合性モノマーとしては、例えば、単官能性化合物、多官能性化合物等があげられる。単官能性化合物としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒトロキシブチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクタデジル(メタ)アクリルレート、ステアリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(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、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエン(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、tert−オクチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、7−アミノ−3,7−ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N′−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、マレイン酸エステル類、フマル酸エステル類等があげられる。単官能性化合物の市販品としては、アロニックスM111、M113、M114、M117(以上東亜合成化学工業社製)、KAYARAD TC110S、R629、R644(以上日本化薬社製)、ビスコート3700(大阪有機化学社製)等があげられる。多官能性化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(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、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエラレングリコールジ(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、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(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、ビスフェノールAのジグシジルエーテルに(メタ)アクリレートを付加させたエポキシ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジビニルエーテル等があげられる。多官能性化合物の市販品としては、コピマーUV、SA1002、SA2007(以上三菱化学社製)、ビスコート700(大阪有機化学工業社製)、KAYARAD R−604、DPCA−20、DPCA−30、DPCA−60、DPCA−120、HX−620、D−310、D−330(以上日本化薬社製)、アロニックスM−210、M−215、M−315、M−325(以上東亜合成化学工業社製)等があげられる。
また、反応の際は、必要に応じて、触媒を使用してもよく、該触媒としては、前記(2)の説明であげたポリウレタン(I)製造の際に用いられる触媒と同様のものがあげられる。該触媒の使用量は、ウレタンアクリレート(II)の原料に対して、0.001〜5重量%であるのが好ましい。
本発明のウレタンアクリレート(II)を光照射または加熱によりラジカルを発生する重合開始剤(光または熱ラジカル重合開始剤)、必要に応じて、前記の光ラジカル重合性モノマー、さらに必要に応じて他の光ラジカル重合性ポリマーまたはオリゴマー等と混合することにより、ウレタンアクリレート(II)と光または熱ラジカル重合開始剤を含有する組成物(以下、組成物Aと表現することもある)が得られるが、組成物Aの調製に際して、これらの成分の添加の順番、混合の方法等は特に限定されるものではない。
他の光ラジカル重合性ポリマーまたはオリゴマーとしては、本発明のウレタンアクリレート以外のウレタン(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、ポリアミド(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシ基を有するポリシロキサン等があげられる。
組成物Aに使用されるウレタンアクリレート(II)の数平均分子量は、好ましくは200〜10000、より好ましくは500〜5000である。
熱ラジカル重合開始剤としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、1,1’−アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロペン)二塩酸塩、2−tert−ブチルアゾ−2−シアノプロパン、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)二水和物、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)等のアゾ化合物、tert−ブチルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチルパーオキシイソフタレート、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシオクトエート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート等のパーオキシエステル類、過酸化ベンゾイル等のジアシルパーオキシド類、キュメンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキシド類、メチルエチルケトンパーオキサイド、カリウムパーサルフェイト、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ジアルキルパーオキシド類またはパーオキシジカーボネート類、過酸化水素等があげられる。
熱ラジカル重合開始剤の含有量は、ウレタンアクリレート(II)100重量部に対して好ましくは0.2〜20重量部、より好ましくは1〜10重量部である。
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾイン類、ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノン、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−オン等のアセトフェノン類、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン、2−アミノアントラキノン等のアントラキノン類、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類等があげられる。
光ラジカル重合開始剤の含有量は、ウレタンアクリレート(II)100重量部に対して好ましくは0.2〜20重量部、より好ましくは1〜10重量部である。
組成物Aは、50〜200℃に加熱する(熱ラジカル重合開始剤を含有する場合)か、または、赤外線、可視光、紫外線、電子線もしくはα、β、γ線等を照射する(光ラジカル重合開始剤を含有する場合)ことにより硬化する。
組成物Aは、コーティング剤、フォトレジスト、ソルダーレジスト等の用途に有用である。
また、組成物Aを硬化して得られる硬化物に含まれるウレタンアクリレート(II)が重合して得られるポリウレタンも本発明のポリウレタンの概念に含まれる。
本発明のウレタンアクリレート(II)は、必要に応じて、光カチオン重合型のポリマー・オリゴマー・モノマー、光カチオン開始剤、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、帯電防止剤、コロイダルシリカまたはコロイダルアルミナ等の無機質コロイドゾル、シランカップリング剤、着色剤、ワックス剤、防腐剤、消泡剤、可塑剤、滑剤、触媒、粘度調整剤、レベリング剤、ゲル化防止剤、フィラー、溶剤、造膜助剤、分散剤、造粘剤、香料等の慣用の添加剤を加えて使用してもよい。これらの添加剤は、ウレタンアクリレート(II)を製造する際に加えてもよい。
フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤およびヒンダードアミン系光安定剤としては、前記(2)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
本発明のウレタンアクリレート(II)は、塗料、コーティング剤、インク、粘接着剤、フィルム、繊維、フォトレジスト、ソルダーレジスト、半導体封止材料、積層板、造形材料、シーリング剤等の用途に有用である。中でも、コーティング剤(特に、光ファイバーの被覆コーティング剤)、粘接着剤等の用途に好適である。
(2−2)ウレタンアルケニルエーテル(XI)
本発明のウレタンアルケニルエーテル(XI)は、例えば、化合物A、ポリイソシアネート、一般式(E)
(式中、R34、R35、R36およびR37はそれぞれ前記と同義である)で表されるヒドロキシル基を有するアルケニルエーテル、必要に応じて、他のポリオール類、ジアミン等を原料として製造することができる。
この場合、原料中のヒドロキシル基のモル数に対するイソシアネート基のモル数の比は、0.1〜10であるのが好ましく、さらには0.5〜3であるのが好ましく、0.8〜2であるのがより好ましい。
ポリイソシアネートとしては、前記(2)の説明であげたポリイソシアネートと同様のものがあげられる。
ヒドロキシル基を有するアルケニルエーテルとしては、分子内にヒドロキシル基を2個以上有するアルキルまたはシクロアルキル化合物とアセチレンの反応により得られる化合物が好ましく、例えば、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−ヒドロキシブチルビニルエーテル、3−ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルビニルエーテル、5−ヒドロキシペンチルビニルエーテル、6−ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル等があげられる。
他のポリオール類およびジアミン類としては、それぞれ前記(2)の説明であげた他のポリオール類、ジアミン類と同様のものがあげられる。
本発明のウレタンアルケニルエーテル(XI)は、公知の方法、例えば、溶液法、溶融法(ワンショット法、プレポリマー法等)等により製造することができる。
反応温度は、好ましくは50〜100℃、より好ましくは55〜85℃である。
溶液法で用いられる溶媒は、特に限定されないが、光カチオン重合性モノマー、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等があげられる。
光カチオン重合性モノマーとしては、例えば、エポキシ基を有する化合物(a)、ビニル化合物(b)、ジシクロオルソエステル化合物(c)、スピロオルソカーボネート化合物(d)、オキセタン環を有する化合物(e)等があげられる。これらは単独でまたは2種以上を併用して用いても差し支えない。(a)〜(e)の中で、特に(a)と(e)が好ましい。エポキシ基を有する化合物(a)としては、例えば、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス−(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサノン−m−ジオキサン、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、リモネンジオキサイド、4−ビニルシクロヘキセンジオキサイド、フェニルグリシジルエーテル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールのポリグリシジルエーテル等があげられる。ビニル化合物(b)としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−クロロメチルスチレン等のスチレン類;n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;アリルビニルエーテル、1−オクタヒドロナフチルビニルエーテル等のアルケニルビニルエーテル類;エチニルビニルエーテル、1−メチル−2−プロペニルビニルエーテル等のアルキニルビニルエーテル類;フェニルビニルエーテル、p−メトキシフェニルビニルエーテル等のアリールビニルエーテル類;ブタンジオールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジオールジビニルエーテル等のアルキルジビニルエーテル類;1,4−ベンゼンジメタノールジビニルエーテル、m−フェニレンビス(エチレングリコール)ジビニルエーテル等のアラルキルジビニルエーテル類;ハイドロキノンジビニルエーテル、レゾルシノールジビニルエーテル等のアリールジビニルエーテル類等があげられる。ジシクロオルソエステル化合物(c)としては、例えば、1−フェニル−4−エチル−2,6,7−トリオキサビシクロ〔2,2,2〕オクタン、1−エチル−4−ヒドロキシメチル−2,6,7−トリオキサビシクロ〔2,2,2〕オクタン等があげられる。スピロオルソカーボネート化合物(d)としては、例えば、1,5,7,11−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、3,9−ジベンジル−1,5,7,11−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、1,4,6−トリオキサスピロ〔4,4〕ノナン、1,4,6−トリオキサスピロ〔4,5〕デカン等があげられる。オキセタン環を有する化合物(e)としては、例えば、3,3−ジメチルオキセタン、3,3−ビス(クロロメチル)オキセタン、2−ヒドロキシメチルオキセタン、3−メチル−3−オキセタンメタノール、3−メチル−3−メトキシメチルオキセタン、3−エチル−3−フェノキシメチルオキセタン、レゾルシノールビス(3−メチル−3−オキセタニルエチル)エーテル、m−キシリレンビス(3−エチル−3−オキセタニルエチルエーテル)等があげられる。なおこれらは、単独でまたは2種以上を併用して用いてもよい。
また、ウレタン化反応の際に、必要に応じて、オクチル酸スズ、ジブチルスズジラウレート、テトラブトキシチタン等の有機金属触媒、トリエチレンジアミン等の第三級アミン類等のウレタン化触媒を使用してもよく、その使用量は、反応液に対して、0.001〜5重量%であるのが好ましい。
本発明のウレタンアルケニルエーテル(XI)を加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤、必要に応じて、前記の光カチオン重合性モノマー、さらに必要に応じて他の光カチオン重合性ポリマーまたはオリゴマー等と混合することにより、ウレタンアルケニルエーテル(XI)と加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤を含有する組成物(以下、組成物Bと表現することもある)が得られるが、組成物Bの調製に際して、これらの成分の添加の順番、混合の方法等は特に限定されるものではない。
組成物Bに使用されるウレタンアルケニルエーテル(XI)の数平均分子量は、好ましくは200〜10000であり、より好ましくは500〜5000である。
加熱により酸を発生する重合開始剤としては、ブレンステッド酸またはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物、ルイス酸とブレンステッド酸またはルイス酸とブレンステッド塩とからなる錯体化合物、スルホン酸エステル類、リン酸エステル類、オニウム化合物等があげられる。
ブレンステッド酸としては、例えば、硫酸、スルホン酸、酢酸、リン酸、ホウ酸、カルボン酸、これらの誘導体等があげられ、好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸等の炭素数1〜50のアルキルベンゼンスルホン酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸等の炭素数1〜50のモノもしくはジハロゲノカルボン酸、リン酸モノメチル、リン酸ジメチル等の炭素数1〜50のリン酸アルキルモノもしくはジエステル等があげられる。これらのブレンステッド酸は、単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
ルイス酸としては、特に金属ハロゲン化物および有機金属化合物が好ましく、具体例としては、三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、塩化第一チタン、塩化第二チタン、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一スズ、塩化第二スズ、臭化第一スズ、臭化第二スズ等の金属ハロゲン化物、トリアルキルホウ素、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルハロゲン化アルミニウム、モノアルキルハロゲン化アルミニウム、テトラアルキルスズ、アルミニウムアセチルアセトネート、鉄アセチルアセトネート、ジルコニウムアセチルアセトネート、ジブチルスズアセチルアセトネート、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズエステルメレエート、ナフテン酸マグネシウム、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸鉄、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸鉛、オクチル酸カルシウム、オクチル酸マンガン、オクチル酸鉄、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸スズ、オクチル酸鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛等の有機金属化合物等があげられる。これらのルイス酸は、単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
ルイス塩基としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、ピリジン、アニリン、モルホリン、N−メチルモルホリン、ピロリジン、N−メチルピロリジン、ピペリジン、N−メチルピペリジン、シクロヘキシルアミン、N−ブチルアミン、ジメチルオキサゾリン、イミダゾール、N−メチルイミダゾール、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジメチルイソプロパノールアミン、N,N−ジエチルイソプロパノールアミン、N,N−ジプロピルイソプロパノールアミン、N,N−ジブチルイソプロパノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−プロピルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン、N−メチルジイソプロパノールアミン、N−ブチルジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、トリ−sec−ブタノールアミン等のアミン類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ヘキサメチルリン酸トリアミド等のアミド化合物、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド化合物、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル化合物、ジメチルスルフィド等のチオエーテル化合物、トリメチルリン酸、トリエチルリン酸、トリブチルリン酸等のリン酸エステル化合物、トリメチルホウ酸等のホウ酸エステル化合物、酢酸エチル、酢酸ブチル等のカルボン酸エステル化合物、炭酸エチレン等の炭酸エステル化合物、トリブチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン化合物等があげられる。
ブレンステッド酸またはルイス酸の酸活量に対するルイス塩基の塩基活量の比は、0.1〜10であるのが好ましい。
加熱により酸を発生する重合開始剤の含有量は、ウレタンアルケニルエーテル(XI)100重量部あたり0.01〜10重量部であるのが好ましく、0.02〜5重量部であるのがより好ましい。
加熱により酸を発生する重合開始剤を含む組成物Bは、通常、50〜200℃で、2分間〜10時間、加熱することにより、硬化する。
光照射により酸を発生する重合開始剤としては、例えば、オニウム塩化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、スルホンイミド化合物、ジアゾスルホン化合物、ジスルホニルメタン化合物、ニトロベンジル化合物、ナフトキノンジアジド化合物等があげられる。
オニウム塩化合物としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ピリジニウム塩等があげられ、具体例としては、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフロオロメタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム−10−カンファースルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム−p−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム−10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウム−p−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム−10−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート、4−tert−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−tert−ブチルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、4−tert−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、4−tert−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム−10−カンファースルホネート、4−tert−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート、4−tert−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−tert−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、4−tert−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウム−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、4−tert−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウム−10−カンファースルホネート、4−tert−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート等があげられる。
スルホン化合物としては、例えば、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホン、これらのα−ジアゾ化合物等があげられ、具体例としては、フェナシルフェニルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン、4−トリス(フェナシル)スルホン等があげられる。
スルホン酸エステル化合物としては、例えば、アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネート等があげられ、具体例としては、ベンゾイントシレート、ピロガロールトリス(トリフルオロスルホネート)、ピロガロールメタンスルホン酸トリエステル、ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネート、α−メチロールベンゾインオクタンスルホネート、α−メチロールベンゾイントリフルオロメタンスルホネート、α−メチロールベンゾインドデシルスルホネート等があげられる。
スルホンイミド化合物としては、例えば、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−ジオキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(カンファースルホニルオキシ)フタルイミド、N−(カンファースルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(カンファースルホニルオキシ)ジシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(カンファースルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−ジオキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(カンファースルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−ジオキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−ジオキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド等があげられる。
光照射により酸を発生する重合開始剤は、単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができ、その含有量は、ウレタンアルケニルエーテル(XI)100重量部あたり、好ましくは0.01〜50重量部、より好ましくは0.1〜30重量部、さらに好ましくは0.5〜25重量部である。
光照射により酸を発生する重合開始剤を含む組成物Bは、赤外線、可視光、紫外線、電子線またはα、β、γ線等を照射することにより硬化する。
また、本発明のウレタンアルケニルエーテル(XI)とマレイミド基を有する化合物とを混合することにより、ウレタンアルケニルエーテル(XI)とマレイミド基を有する化合物を含有する組成物(以下、組成物Cと表現することもある)が得られるが、組成物Cの調製に際して、これらの成分の添加の順番、混合の方法等は特に限定されるものではない。
組成物Cに使用されるウレタンアルケニルエーテル(XI)の数平均分子量は、好ましくは200〜10000であり、より好ましくは500〜5000である。
マレイミド基を有する化合物としては、分子中に1個以上のマレイミド基を有する化合物であれば特に限定されないが、具体的には、N−メチルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−ヒドロキシエチルマレイミド、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジマレイミド、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジマレイミド等の脂肪族マレイミド化合物、N−(メトキシフェニル)マレイミド、4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド、N,N’−キシリレンビスマレイミド等の芳香族マレイミド化合物、N−シクロヘキシルマレイミド、メチレンビス(4−N−シクロヘキシルマレイミド)等のシクロ環含有マレイミド化合物等があげられる。
組成物Cにおいて、ウレタンアルケニルエーテル(XI)のモル数に対するマレイミド基のモル数の比は、0.001〜3.0であるのが好ましく、0.5〜1.5であるのがより好ましい。
組成物Cは、赤外線、可視光、紫外線、電子線またはα、β、γ線等を照射することにより硬化する。この際、組成物Cは、光ラジカル重合開始剤と混合してもよい。また、組成物Cは、熱ラジカル重合開始剤と混合し、50〜200℃に加熱することによっても硬化する。
光ラジカル重合開始剤および熱ラジカル重合開始剤としては、それぞれ前記(2−1)の説明であげたウレタンアクリレート(II)製造の際に用いられる光ラジカル重合開始剤および熱ラジカル重合開始剤と同様のものがあげられる。
本発明のウレタンアルケニルエーテル(XI)は、必要に応じて、光ラジカル重合型のポリマー・オリゴマー・モノマー、光ラジカル開始剤、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、帯電防止剤、コロイダルシリカまたはコロイダルアルミナ等の無機質コロイドゾル、シランカップリング剤、着色剤、ワックス剤、防腐剤、消泡剤、可塑剤、滑剤、触媒、粘度調整剤、レベリング剤、ゲル化防止剤、フィラー、溶剤、造膜助剤、分散剤、造粘剤、香料等の慣用の添加剤を加えて使用してもよい。これらの添加剤は、ウレタンアルケニルエーテル(XI)を製造する際に加えてもよい。
フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤およびヒンダードアミン系光安定剤始剤としては、前記(2)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
組成物BおよびCは、コーティング剤、フォトレジスト、ソルダーレジスト等の用途に有用である。
また、組成物BおよびCを硬化して得られる硬化物に含まれるウレタンアルケニルエーテル(XI)が重合して得られるポリウレタンも本発明のポリウレタンの概念に含まれる。
(3)ポリエステル(III)
本発明のポリエステル(III)は、例えば、化合物A[好ましくは、一般式(A)で表される化合物で、Xが水素原子であるもの]、多塩基酸、必要に応じて、他のポリオール類、動植物油脂肪酸、動植物油等を原料として、公知の方法(USP6143840等)またはそれらの方法に準じて製造することができる。多塩基酸の使用量は、全原料に対して、好ましくは10〜80重量%、より好ましくは25〜60重量%である。アルコール成分(化合物Aと他のポリオール類)の使用量は、全原料に対して好ましくは10〜80重量%、より好ましくは、25〜60重量%である。
原料中のカルボキシル基のモル数に対するヒドロキシル基のモル数の比は、0.8〜1.5であるのが好ましく、0.9〜1.3であるのがより好ましい。
多塩基酸としては、前記(2)の説明であげた多塩基酸と同様のものがあげられる。
他のポリオール類としては、前記(2)の説明であげたポリオール類と同様のものがあげられ、他のポリオール類を使用する場合、化合物Aが、原料のアルコール成分中の5%(モル比)以上含まれているのが好ましく、20%(モル比)以上含まれているのがより好ましい。
動植物油脂肪酸としては、例えば、大豆油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸、トール油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、桐油脂肪酸等があげられる。
動植物油としては、例えば、大豆油、サフラワー油、アマニ油、脱水ヒマシ油、桐油等があげられる。
動植物油脂肪酸または動植物油を使用する場合、その使用量は、それぞれ原料の全量に対して20重量%以下になるように使用されるのが好ましい。
本発明のポリエステル(III)の重量平均分子量は、特に限定されないが、ポリエステルエラストマー等として使用する場合、30000〜1000000であるのが好ましく、さらには30000〜500000であるのが好ましく、30000〜300000であるのがより好ましい。
本発明のポリエステル(III)の中で特に上記の重量平均分子量を有するものは、柔軟性、低極性樹脂との相溶性、組成の均一性、機械的強度、溶解性、粘着性、接着性、付着性、電気絶縁性、耐候性、耐水性、透明性、耐熱老化性、耐油性、射出成形時の易成形性、耐プレッシャークッカーテストでの結果等に優れている。
本発明のポリエステル(III)は、必要に応じて、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、帯電防止剤、コロイダルシリカまたはコロイダルアルミナ等の無機質コロイドゾル、シランカップリング剤、着色剤、ワックス剤、防腐剤、消泡剤、可塑剤、滑剤、触媒、粘度調整剤、レベリング剤、ゲル化防止剤、フィラー、溶剤、造膜助剤、分散剤、造粘剤、香料等の慣用の添加剤を加えて使用してもよい。これらの添加剤は、ポリエステル(III)を製造する際に加えてもよい。
フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤およびヒンダードアミン系光安定剤始剤としては、前記(2)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
また、本発明のポリエステル(III)は、アミノ樹脂(尿素、メラミン、グアナミン等とホルムアルデヒドを反応させて得られる尿素樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂等)と混合させることにより、塗料、コーティング剤、接着剤等に有用な組成物として使用することも可能である。該アミノ樹脂の使用量は、ポリエステル(III)100重量部に対して5〜60重量部であるのが好ましい。前記の組成物[ポリエステル(III)とアミノ樹脂を含有する組成物]は、塗料等に使用する場合、必要に応じて、分散剤、湿潤剤、沈降防止剤、色別れ防止剤、皮張り防止剤、帯電防止剤、カビ止め剤、防火剤等をそれぞれ、0.01〜5重量%含有させてもよい。被塗物としては、金属、木材、プラスチック、無機素材、コンクリート、アスファルト等があげられる。前記の組成物は、常温から加熱下での乾燥により硬化させることができる。
(3−1)エステルアクリレート(IV)
本発明のエステルアクリレート(IV)は、化合物A[好ましくは、一般式(A)で表される化合物で、Xが水素原子であるもの]またはポリエステル(III)(好ましくは数平均分子量100〜5000)とアクリル酸類またはそのエステルあるいはアクリロイルクロライド等とを反応させることにより得ることができる。
アクリル酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等があげられる。
アクリル酸類のエステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート等があげられる。
アクリロイルクロライドとしては、例えば、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等があげられる。
原料中、アクリル酸類またはそのエステルあるいはアクリロイルクロライド等の使用量は、化合物Aまたはポリエステル(III)に対して、0.9〜10当量(モル比)であるのが好ましく、反応温度は、0〜70℃であるのが好ましい。
本発明のエステルアクリレート(IV)は、熱重合(好ましくは、50〜200℃)により、硬化する。
また、本発明のエステルアクリレート(IV)を光または熱ラジカル重合開始剤、必要に応じて、前記(2−1)の説明であげた光ラジカル重合性モノマー、さらに必要に応じて他の光ラジカル重合性ポリマーまたはオリゴマー等と混合することにより、エステルアクリレート(IV)と光または熱ラジカル重合開始剤を含有する組成物(以下、組成物Dと表現することもある)が得られるが、組成物Dの調製に際して、これらの成分の添加の順番、混合の方法等は特に限定されるものではない。
組成物Dに使用されるエステルアクリレート(IV)の数平均分子量は、好ましくは200〜10000、より好ましくは500〜5000である。
光または熱ラジカル重合開始剤としては、前記(2−1)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
光または熱ラジカル重合開始剤の含有量は、前記(2−1)における含有量と同様である。
組成物Dの硬化条件は、前記(2−1)における組成物Aの硬化条件と同様の条件である。
本発明のエステルアクリレート(IV)は、必要に応じて、光カチオン重合型のポリマー・オリゴマー・モノマー、光カチオン開始剤、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、帯電防止剤、コロイダルシリカまたはコロイダルアルミナ等の無機質コロイドゾル、シランカップリング剤、着色剤、ワックス剤、防腐剤、消泡剤、可塑剤、滑剤、触媒、粘度調整剤、レベリング剤、ゲル化防止剤、フィラー、溶剤、造膜助剤、分散剤、造粘剤、香料等の慣用の添加剤を加えて使用してもよい。これらの添加剤は、エステルアクリレート(IV)を製造する際に加えてもよい。
フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤およびヒンダードアミン系光安定剤始剤としては、前記(2)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
組成物Dは、50〜200℃に加熱する(熱ラジカル重合開始剤を含有する場合)か、または、赤外線、可視光、紫外線、電子線もしくはα、β、γ線等を照射する(光ラジカル重合開始剤を含有する場合)ことにより硬化する。
組成物Dは、コーティング剤、フォトレジスト、ソルダーレジスト等の用途に有用である。
また、組成物Dを硬化して得られる硬化物に含まれるエステルアクリレート(IV)が重合して得られるポリエステルも本発明のポリエステルの概念に含まれる。
(4)アルケニルエーテル(V)
本発明のアルケニルエーテル(V)は、例えば、化合物Aとアルケニルエーテルモノマーとを公知の方法[Tetrahedoron,28,233−238(1972)]またはその方法に準じて、エーテル交換反応に付すこと等により得ることができる。
アルケニルエーテルモノマーとしては、前記(1)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
原料中のヒドロキシル基のモル数に対するアルケニルエーテルモノマーのモル数の比は、1〜50であるのが好ましい。
本発明のアルケニルエーテル(V)の製造の際は、必要に応じて、触媒を使用してもよく、パラジウムを含有する触媒が好ましい。
パラジウムを含有する触媒としては、例えば、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、硝酸パラジウム、酸化パラジウム、パラジウム錯体等があげられ、中でも、パラジウウム錯体が好ましい。パラジウム錯体としては、例えば、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム、ジアセト(1,10−フェナントロリン)パラジウム、ジアセト(2,2’−ビピリジン)パラジウム、ジアセト(エチレンジアミン)パラジウム、ジアセト(2,4−ペンタンジアミン)パラジウム、ジアセト(1,2−シクロヘキサンジアミン)パラジウム、ジクロロ(1,10−フェナントロリン)パラジウム、ジクロロ(2,2’−ビピリジン)パラジウム、ジクロロ(エチレンジアミン)パラジウム、ジクロロ(2,4−ペンタンジアミン)パラジウム、ジクロロ(1,2−シクロヘキサンジアミン)パラジウム等があげられる。これらパラジウム錯体は、例えば、塩化パラジウム等のパラジウム化合物と1,10−フェナントロリン等の配位子により、反応系中で生成させるものであってもよい。
パラジウムを含有する触媒の添加量は、アルケニルエーテルモノマー1モルに対して0.0001〜0.2モルであるのが好ましい。
反応は、溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の極性溶媒等があげられる。
反応温度は、−40〜150℃であるのが好ましい。
アルケニルエーテル(V)を加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤、必要に応じて、前記(2−2)の説明であげた光カチオン重合性モノマー、さらに必要に応じて他の光カチオン重合性ポリマーまたはオリゴマー等と混合することにより、アルケニルエーテル(V)と加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤を含有する組成物(以下、これらの組成物を組成物Eと表現することもある)が得られるが、組成物Eの調製に際して、これらの成分の添加の順番、混合の方法等は特に限定されるものではない。
組成物Eに使用されるアルケニルエーテル(V)の数平均分子量は、好ましくは200〜10000、より好ましくは500〜5000である。
加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤としては、前記(2−2)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤の含有量は、前記(2−2)における含有量と同様である。
組成物Eの硬化条件は、前記(2−2)における組成物Bの硬化条件と同様である。
本発明のアルケニルエーテル(V)とマレイミド基を有する化合物とを混合することにより、アルケニルエーテル(V)とマレイミド基を有する化合物を含有する組成物(以下、組成物Fと表現することもある)が得られるが、組成物Fの調製に際して、これらの成分の添加の順番、混合の方法等は特に限定されるものではない。
組成物Fに使用されるアルケニルエーテル(V)の数平均分子量は、好ましくは200〜10000であり、より好ましくは500〜5000である。
マレイミド基を有する化合物としては、前記(2−2)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
組成物Fにおいて、アルケニルエーテル(V)のモル数に対するマレイミド基のモル数の比は、0.001〜3.0が好ましく、0.5〜1.5がより好ましい。
組成物Fは、赤外線、可視光、紫外線、電子線またはα、β、γ線等を照射することにより硬化する。この際、組成物Fは、光ラジカル重合開始剤と混合してもよい。また、組成物Fは、熱ラジカル重合開始剤と混合し、50〜200℃に加熱することによっても硬化する。
光ラジカル重合開始剤および熱ラジカル重合開始剤としては、それぞれ前記(2−1)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
本発明のアルケニルエーテル(V)は、必要に応じて、光ラジカル重合型のポリマー・オリゴマー・モノマー、光ラジカル開始剤、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、帯電防止剤、コロイダルシリカ又はコロイダルアルミナ等の無機質コロイドゾル、シランカップリング剤、着色剤、ワックス剤、防腐剤、消泡剤、可塑剤、滑剤、触媒、粘度調整剤、レベリング剤、ゲル化防止剤、フィラー、溶剤、造膜助剤、分散剤、造粘剤、香料等の慣用の添加剤を加えて使用してもよい。これらの添加剤は、アルケニルエーテル(V)を製造する際に加えてもよい。
フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤およびヒンダードアミン系光安定剤始剤としては、前記(2)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
組成物EおよびFは、コーティング剤、フォトレジスト、ソルダーレジスト等の用途に有用である。
(5)エポキシ樹脂、エポキシアクリレート
一般式(VII)
(式中、n、R1、R2、R3、R4およびR5はそれぞれ前記と同義である)で表される構造単位を有するエポキシ樹脂は、化合物Aとエピクロロヒドリンを公知の方法で反応させることにより得ることができる。以下、該エポキシ樹脂をエポキシ樹脂(VII)と表現することもある。
エポキシ樹脂(VII)を加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤、必要に応じて、前記(2−2)の説明であげた光カチオン重合性モノマー、さらに必要に応じて他の光カチオン重合性ポリマーまたはオリゴマー等と混合することにより、エポキシ樹脂(VII)と加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤を含有する組成物(以下、組成物Gと表現することもある)が得られるが、組成物Gの調製に際して、これらの成分の添加の順番、混合の方法等は特に限定されるものではない。
組成物Gに使用されるエポキシ樹脂(VII)の数平均分子量は、好ましくは200〜10000であり、より好ましくは500〜5000である。
加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤としては、前記(2−2)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤の含有量は、前記(2−2)における含有量と同様である。
組成物Gの硬化条件は、前記(2−2)における組成物Bの硬化条件と同様である。
また、エポキシ樹脂(VII)を、2−エチルイミダゾール、トリエチルベンジルアンモニウム等の存在下、アクリル酸類と好ましくは、50〜130℃で反応させることにより、一般式(VIII)
(式中、n、R1、R2、R3、R4およびR5はそれぞれ前記と同義であり、R25、R26およびR27は、同一または異なって、水素原子、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換のアラルキルを表す)で表される構造単位を含むエポキシアクリレートを得ることができる。ここで、置換もしくは非置換の低級アルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のアリールおよび置換もしくは非置換のアラルキルとしては、それぞれ前記と同様のものがあげられる。
以下、一般式(VIII)で表される構造単位を含むエポキシアクリレートをエポキシアクリレート(VIII)と表現することもある。
アクリル酸類としては、前記(3−1)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
原料中、アクリル酸類の使用量は、エポキシ樹脂(VII)に対して、0.9〜10当量(モル比)であるのが好ましく、反応温度は、0〜70℃であるのが好ましい。
エポキシアクリレート(VIII)を光または熱ラジカル重合開始剤と混合することにより、エポキシアクリレート(VIII)と光または熱ラジカル重合開始剤を含有する組成物(以下、組成物Hと表現することもある)が得られるが、組成物Hの調製に際して、これらの成分の添加の順番、混合の方法等は特に限定されるものではない。
組成物Hに使用されるエポキシアクリレート(VIII)の数平均分子量は、好ましくは200〜10000、より好ましくは500〜5000である。
光または熱ラジカル重合開始剤としては、前記(2−1)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
また、エポキシアクリレート(VIII)は、必要に応じて、光カチオン重合型のポリマー・オリゴマー・モノマー、光カチオン開始剤、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、帯電防止剤、コロイダルシリカ又はコロイダルアルミナ等の無機質コロイドゾル、シランカップリング剤、着色剤、ワックス剤、防腐剤、消泡剤、可塑剤、滑剤、触媒、粘度調整剤、レベリング剤、ゲル化防止剤、フィラー、溶剤、造膜助剤、分散剤、造粘剤、香料等の慣用の添加剤を加えて使用してもよい。これらの添加剤は、エポキシアクリレート(VIII)を製造する際に加えてもよい。
フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、紫外線吸収剤およびヒンダードアミン系光安定剤始剤としては、前記(2)の説明であげたものと同様のものがあげられる。
組成物Hは、50〜200℃に加熱する(熱ラジカル重合開始剤を含有する場合)か、または、赤外線、可視光、紫外線、電子線もしくはα、β、γ線等を照射する(光ラジカル重合開始剤を含有する場合)ことにより硬化する。
組成物Hは、コーティング剤、フォトレジスト、ソルダーレジスト等の用途に有用である。
発明を実施するための最良の形態
以下に実施例、比較例および参考例を示し、本発明をさらに詳しく説明する。
参考例1 両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルa(化合物Aにおいて、R 1 がエチルであり、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 およびXが水素原子である化合物)
1Lガラス製フラスコに、オルトぎ酸エチル28.9g、トルエン250gおよび三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体0.13gを加えた。この溶液を20℃で撹拌しながら、エチルビニルエーテル361gを添加した。エチルビニルエーテルの添加により重合が開始した。添加終了後、反応液を、水酸化ナトリウム水溶液、蒸留水で洗浄後、溶媒を留去し、両末端にアセタールを有するポリエチルビニルエーテル370g(収率94.9%)を得た。2Lガラス製フラスコに、得られた両末端にアセタールを有するポリエチルビニルエーテル360g、酢酸430gおよび水250gを加えて60℃で3時間攪拌した。反応液を飽和重曹水で中和し、酢酸エチルで抽出した後、酢酸エチルを留去し、両末端にホルミル基を有するポリエチルビニルエーテル320gを得た。1L SUS製オートクレーブに、得られた両末端にホルミル基を有するポリエチルビニルエーテル130g、エタノール420gおよびラネーニッケル19.5gを加え、水素(1961kPa)を導入した。オートクレーブを80℃に加熱し、4時間攪拌した。反応後、ラネーニッケルを濾別した後、溶媒を留去し、両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルa 114gを得た。
得られた両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaの分子特性を第1表に示す。両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルの数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
(GPC分析条件)
カラム:TSKgel SuperHM−L、TSKgel SuperHM−M、TSKgel SuperHM−N(東ソー(株)製)を直列に接続した。
移動相:テトラヒドロフラン(流速1ml/分)
カラムオーブン:40℃
検出器:RI[RI−8000(東ソー(株)製)]
参考例2 両末端にヒドロキシル基を有するポリイソブチルビニルエーテルb( 化合物Aにおいて、R 1 がイソブチルであり、R 2 、R 3 、R 4 およびR 5 が水素原子である化合物)
1Lガラス製フラスコに、オルトぎ酸エチル25.3g、トルエン250gおよび三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体0.13gを加えた。この溶液を20℃で撹拌しながら、イソブチルビニルエーテル344gを添加した。イソブチルビニルエーテルの添加により重合が開始した。添加終了後、反応液を、水酸化ナトリウム水溶液、蒸留水で洗浄後、溶媒を留去し、両末端にアセタールを有するポリイソブチルビニルエーテル355gを得た。2Lガラス製フラスコに、得られた両末端にアセタールを有するポリイソブチルビニルエーテル350g、酢酸420gおよび水245gを加えて60℃で3時間攪拌した。反応液を飽和重曹水で中和し、酢酸エチルで抽出した後、酢酸エチルを留去し、両末端にホルミル基を有するポリイソブチルビニルエーテル310gを得た。1L SUS製オートクレーブに、得られた両末端にホルミル基を有するポリイソブチルビニルエーテル130g、エタノール420gおよびラネーニッケル19.5gを加え、水素(1961kPa)を導入した。オートクレーブを80℃に加熱し、4時間攪拌した。反応後、ラネーニッケルを濾別した後、溶媒を留去し、両末端にヒドロキシル基を有するポリイソブチルビニルエーテルb 111gを得た。
得られた両末端にヒドロキシル基を有するポリイソブチルビニルエーテルbの分子特性を第2表に示す。数平均分子量および分子量分布は参考例1記載のGPC測定条件下で測定した。
実施例1 ポリウレタンの製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaを用い、第3表に示す配合組成で、ワンショット法(予熱温度:120℃、反応時間:6分、熟成温度:80℃、熟成時間:72時間)によりポリウレタン1を製造した。
ポリウレタン1の重量平均分子量を第5表に示す。重量平均分子量はGPCにより測定した。GPC分析条件は、前記と同様である。以下の実施例のポリウレタンについても、同様のGPC条件で、その重量平均分子量を測定した。
実施例2、3 ポリウレタンの製造
配合組成を第4表のポリウレタン2、3の組成に変更する以外は、実施例1と同様にしてポリウレタン2、3を合成した。
ポリウレタン2、3の重量平均分子量を第5表に示す。
比較例1 ポリウレタンの製造
ポリブタジエンポリオール[日本曹達(株)製、品名:G−2000、水酸基価:52.2mgKOH/g、数平均分子量:1900]を用い、第6表に示す配合組成で、実施例1と同様にしてポリウレタン4を製造した。ポリブタジエンポリオールと1,4−ブタンジオールは120℃で相溶せず、白濁状態となった。
得られたポリウレタン4の重量平均分子量を第7表に示す。
試験例1 機械的強度、透明性、溶媒溶解性
実施例1〜3、比較例1で製造したポリウレタン(ポリウレタン1〜4)を用い、下記条件でプレス成形により厚さ300ミクロンのフィルムを作成した。得られたフィルムの機械的強度を以下のようにして測定した。
予熱条件:金型中で160℃(ポリウレタン1)、180℃(ポリウレタン2)、80℃(ポリウレタン3)、180℃(ポリウレタン4)で5分間予熱した。
熱プレス条件:160℃(ポリウレタン1)、180℃(ポリウレタン2)、80℃(ポリウレタン3)、180℃(ポリウレタン4)で、14710kPa、120秒間、2942kPa、30秒間加圧し、続いて20℃で、6864kPa、120秒間加圧した。
また、上記のポリウレタンフィルムについて、JIS K−7311に従って23℃で引っ張り試験を行った。
これらの測定結果、フィルムの外観、THF(テトラヒドロフラン)に対する溶解性を第8表に示す。
第8表中の透明性、THF溶解性(サンプル0.2gをTHF99.8gに溶解させた)を、以下のように評価した。
透明性:○透明である、△ややにごりがある、×透明でない
THF溶解性:○不溶物なし、×不溶物あり
本発明のポリウレタン1〜3は、ポリウレタン4と比較して、優れた破断強度、透明性、溶媒溶解性を示した。
実施例4 ウレタンアクリレートの製造
1Lガラス製フラスコに、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート358.4g、参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルa 383g(0.2モル)および4,4’−ジイソシアネートジシクロヘキシルメタン104.8g(0.4モル)を仕込んだ。窒素気流雰囲気下にて撹拌しつつ70℃まで加熱し、70℃を保ったまま2時間反応を続けた。いったん反応混合物を室温まで冷却し、2−ヒドロキシエチルアクリレート46.4g(0.4モル)を加え、80℃に加熱して2時間反応させた。反応生成物のIRスペクトルを測定した結果、イソシアネート基の吸収は検知されなかった。また、この反応生成物の固形分は59重量%であった。
実施例5 ポリウレタンの製造
ポリオキシプロピレングリコール[三洋化成工業(株)製、品名:PP−2000、水酸基価:55.5mgKOH/g、数平均分子量:2000]および参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaを用い、第9表に示す配合組成で、実施例1と同様にしてポリウレタン5を製造した。
得られたポリウレタン5の重量平均分子量を第10表に示す。
比較例2 ポリウレタンの製造
ポリオキシプロピレングリコール[三洋化成工業(株)製、品名:PP−2000、水酸基価:55.5mgKOH/g、数平均分子量:2000]を用い、第11表に示す配合組成で、実施例1と同様にしてポリウレタン6を製造した。
得られたポリウレタン6の重量平均分子量を第12表に示す。
比較例3 ポリウレタンの製造
1,4−ブタンジオールおよびアジピン酸からなるポリエステルポリオール[旭電化工業(株)製、品名:F9−30、水酸基価:55.3mgKOH/g、数平均分子量:2000]を用い、第13表に示す配合組成で、実施例1と同様にしてポリウレタン7を製造した。
得られたポリウレタン7の重量平均分子量を第14表に示す。
試験例2 耐水性
以上のようにして得たポリウレタン1〜3および5〜7の耐水性を以下のようにして評価した。
試験例1と同様な方法で得たポリウレタンフィルムを100℃の水に浸漬し、重量平均分子量の保持率の経時変化を測定した。重量平均分子量は、実施例1と同様の方法で測定した。その測定結果を第15表に示す。
本発明のポリウレタン1〜3および5はポリウレタン6、7と比較して、優れた耐水性を示した。
試験例3 耐熱老化性
以上のようにして得たポリウレタン1〜3、5および6の耐熱老化性を以下のようにして評価した。
試験例1と同様な方法で得たポリウレタンフィルムを125℃のオーブンに入れ、重量平均分子量の保持率の経時変化を測定した。重量平均分子量は、実施例1と同様の方法で測定した。その測定結果を第16表に示す。
本発明のポリウレタン1〜3および5はポリウレタン6と比較して、優れた耐熱老化性を示した。
試験例4 電気的特性
以上のようにして得たポリウレタン2、3、6および7の電気的特性を以下のようにして評価した。
試験例1と同様な方法で得たポリウレタンフィルムについて、JISK6911に従って体積抵抗率を測定した。その測定結果を第17表に示す。
本発明のポリウレタン2、3は、ポリウレタン6、7と比較して、優れた電気絶縁性を示した。
実施例6 水性ポリウレタン樹脂の製造
1Lガラス製フラスコに、参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaを153g(0.08モル)、ジメチロールブタン酸(DMBA)を16.9g(0.11モル)仕込み、窒素雰囲気下で攪拌しながら80℃に昇温した。フラスコ内に窒素を供給すると同時に真空ポンプを用いて排気を行いながら、さらに30分間攪拌を続けた。真空ポンプによる排気を停止した後に、フラスコ内温度を60℃に下げ、アセトン60gを加えた。再び80℃に昇温した後、イソホロンジイソシアネート(IPDI)117.8g(0.53モル)を1時間かけて滴下した。滴下終了後、フラスコ内温度を80℃に保持し、反応液中のイソシアネート基の反応率が95%以上になるまで攪拌を続けた。その後、反応物を60℃まで冷却し、トリエチルアミン11.6g(0.11モル)を添加してウレタンプレポリマー中のカルボキシル基を中和し、ウレタンプレポリマーを得た。
得られたウレタンプレポリマーにホモミキサーで3000〜4000rpmで攪拌しながら蒸留水480gを少しずつ加え、ウレタンプレポリマーの水性分散体を得た。ホモミキサーによる攪拌を継続しながら、この水性分散体にエチレンジアミン(EDA)19.9g(0.33モル)を加え目的の水性ポリウレタン樹脂1を得た。
実施例7 水性ポリウレタン樹脂の製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaに代えて参考例2で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリイソブチルビニルエーテルb 180g(0.08モル)を用いた以外は実施例6と同様にして水性ポリウレタン樹脂2を得た。
比較例4 水性ポリウレタン樹脂の製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaに代えてポリオキシプロピレングリコール[三洋化成工業(株)製、品名:PP−2000、水酸基価:55.5mgKOH/g、数平均分子量:2000]161g(0.08モル)を用いた以外は実施例6と同様にして水性ポリウレタン樹脂3を得た。
比較例5 水性ポリウレタン樹脂の製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaに代えて1,4−ブタンジオールおよびアジピン酸からなるポリエステルポリオール[旭電化工業(株)製、品名:F9−30、水酸基価:55.3mgKOH/g、数平均分子量:2000]162g(0.08モル)を用いた以外は実施例6と同様にして水性ポリウレタン樹脂4を得た。
試験例5 耐水性
以上のようにして得た水性ポリウレタン樹脂1〜4から得られるフィルムの耐水性を以下のようにして評価した。
試験例1と同様な方法で得たポリウレタンフィルムを100℃の水に7日間、浸漬し、重量平均分子量を測定し、その測定結果から重量平均分子量の保持率(試験後/試験前の重量平均分子量×100)を求めた。該保持率の結果を第18表に示す。
本発明の水性ポリウレタン樹脂1および2は、水性ポリウレタン樹脂3および4と比較して、優れた耐水性を示した。
実施例8 ウレタンアクリレートの製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaに代えて参考例2で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリイソブチルビニルエーテルb 450g(0.2モル)を用いる以外は実施例4と同様にしてウレタンアクリレートを得た。
比較例6 ウレタンアクリレートの製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaに代えてポリオキシプロピレングリコール[三洋化成工業(株)製、品名:PP−2000、水酸基価:55.5mgKOH/g、数平均分子量:2000]404g(0.2モル)を用いた以外は実施例4と同様にしてウレタンアクリレートを得た。
比較例7 ウレタンアクリレートの製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaに代えて1,4−ブタンジオールおよびアジピン酸からなるポリエステルポリオール[旭電化工業(株)製、品名:F9−30、水酸基価:55.3mgKOH/g、数平均分子量:2000]406g(0.2モル)を用いた以外は実施例4と同様にしてウレタンアクリレートを得た。
試験例6 機械的強度、耐水性および付着性
実施例4、8、比較例6、7で得たウレタンアクリレートの各60重量%THF溶液に、ウレタンアクリレート100重量部に対してIRGACURE184(チバスペシャリティケミカルズ製)2.0重量部、IRGACURE819(チバスペシャリティケミカルズ製)0.5重量部およびIRGANOX1035(チバスペシャリティケミカルズ製)0.3重量部を溶解させ、次いで0.27mmのアプリケーターを用いてガラス板上に塗布した。60℃オーブンで一晩真空乾燥後、23℃/湿度50%で一晩乾燥させた。その後、以下の条件で硬化させた。
硬化装置:アイグラフィックス社製紫外線硬化装置
ランプ:メタルハライドランプ(光路長25cm)および高圧水銀ランプ(光路長25cm)
強度:80W/cm
コンベアー速度:4.6m/分
照射距離:50cm
得られた硬化フィルムの機械的強度および耐水性を評価した。機械的強度は引張り試験により評価し、耐水性は、硬化フィルムを100℃の水に7日または14日間、浸漬し、引張り試験における最大点強度の保持率(試験後/試験前の最大点強度×100)の経時変化により評価した。引張り試験はJIS K−7113に従って行った。
また、実施例4で得たウレタンアクリレートの60重量%THF溶液を日本テストパネル大阪(株)製標準試験板ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)、PS(ポリスチレン)およびPC(ポリカーボネート)に塗布し、上記と同条件で乾燥、硬化させた。得られた塗膜の付着性を下記の試験法を用いて評価した。
付着性試験法:JISK5400に規定される碁盤目テープ法を実施した。塗膜に碁盤目の切込みを1mm間隔で入れ、その後セロハンテープで剥離した。結果を100個のます目の内、剥離せずに残ったます目の数を評価点として表す。
以上の測定結果を第19表および第19−2表に示す。
実施例4および8で得たウレタンアクリレートを硬化させて得られる硬化物は、比較例6および7で得たウレタンアクリレートを硬化させて得られる硬化物と比較して、優れた機械的強度および耐水性を示した。
また、実施例4で得たウレタンアクリレートを硬化させて得られる硬化物は、ABS、PSおよびPC標準試験板に対して優れた付着性を示した。
実施例9 ウレタンアルケニルエーテルの製造
500mLのガラス製フラスコに、2,4−トリレンジイソシアネート43.0g(0.25モル)、参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルa 287.3g(0.15モル)およびジラウリル酸ジn−ブチルスズ0.23g(0.36ミリモル)を仕込み、窒素気流雰囲気下にて撹拌しつつ80℃まで加熱し、1時間反応させた。いったん反応混合物を60℃まで冷却し、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル18.5g(0.2モル)を加え、70℃で1時間反応させた。この反応生成物のIRスペクトルを測定した結果、イソシアネート基の吸収は検知されなかった。
実施例10 ウレタンアルケニルエーテルの製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaに代えて参考例2で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリイソブチルビニルエーテルb 337.5g(0.15モル)を用いる以外は実施例9と同様にしてウレタンアルケニルエーテルを得た。
比較例8 ウレタンアルケニルエーテルの製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaに代えてポリオキシプロピレングリコール[三洋化成工業(株)製、品名:PP−2000、水酸基価:55.5mgKOH/g、数平均分子量:2000]303g(0.15モル)を用いる以外は実施例9と同様にしてウレタンアルケニルエーテルを得た。
試験例7 機械的強度、および耐水性等
実施例9、10および比較例8で得たウレタンアルケニルエーテルを以下の条件で硬化させ、得られたフィルムの機械的強度を測定した。
ウレタンアルケニルエーテルのTHF溶液(固形分60%)を調製し、ウレタンアルケニルエーテル100重量部に対してオプトマーSP−170(旭電化製)2.5重量部を溶解させ、次いで0.254mmのアプリケーターを用いてガラス板上に塗布した。60℃オーブンで一晩真空乾燥後、以下の条件で硬化するまで紫外線を照射した。
硬化装置:アイグラフィックス社製紫外線硬化装置
ランプ:メタルハライドランプ(光路長25cm)および高圧水銀ランプ(光路長25cm)
強度:160W/cm
コンベアー速度:4.6m/分
照射距離:20cm
得られた50μmの硬化フィルムについて、JIS K−7113に準じて23℃で引張り試験を行った。また、得られた硬化フィルムを90℃/湿度95%の恒温恒湿槽中に7日間および14日間保持し、最大点強度の保持率の経時変化を測定し、耐湿熱性(耐侯性および耐水性)を評価した。
以上の測定結果を第20表および第20−2表に示す。
実施例9および実施例10で得たウレタンアクリレートを硬化させて得られる硬化物は比較例8で得たウレタンアルケニルエーテルを硬化させて得られる硬化物と比較して、弾性率が低く柔軟であることに加えて、優れた耐湿熱性(耐侯性および耐水性)を示した。
実施例11 ウレタンアルケニルエーテルおよびマレイミド基を有する化合物を含有する組成物の硬化
ウレタンアルケニルエーテルのモル数に対するマレイミド基のモル数の比が1.0となるように実施例9で得たウレタンアルケニルエーテルおよび4,4’−ビスマレイミドジフェニルメタンを混合し、混合物100重量部に対してIRGACURE184(チバスペシャリティケミカルズ製)2.0重量部およびIRGACURE819(チバスペシャリティケミカルズ製)0.5重量を加え、次いでTHFを加えて40重量%溶液を調製した。0.254mmのアプリケーターを用いてガラス板上に塗布し、60℃オーブンで一晩真空乾燥後、試験例7と同じ条件で紫外線を照射し、硬化フィルムを得た。
比較例9 ウレタンアルケニルエーテルおよびマレイミド基を有する化合物を含有する組成物の硬化
実施例9で得たウレタンアルケニルエーテルに代えて比較例8で得たウレタンアルケニルエーテルを用いる以外は実施例11と同様にして硬化フィルムを得た。
試験例8 耐水性
実施例11および比較例9で得られた硬化フィルムを用いて、耐水性を評価した。耐水性試験は試験例7と同じ方法で実施した。
その測定結果を第21表に示す。
実施例11で得た硬化フィルムは、比較例9で得た硬化フィルムと比較して、優れた耐水性を示した。
実施例12 ポリウレタン(塗膜)の製造
ガラス瓶にアクリルポリオールであるアクリディックA−801(固形分50%、以下A−801と略すこともある、大日本インキ化学工業製)を10.04g、参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルa(以下aと略すこともある)を0.255g、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体であるスミジュールN−3300(以下N−3300と略すこともある、住化バイエルウレタン製)を0.855g、キシレン(以下XYと略すこともある)を6.35g、ジブチルスズジラウレート(以下DBTDLと略すこともある)を0.002g仕込み、室温で2分間撹拌した。こうして製造したアクリルウレタン塗料をリン酸亜鉛処理鋼板にアプリケーターを用いて塗布し、10分間放置後、80℃で20分間乾燥し、23℃/湿度50%で一晩放置することにより厚さ約20μmのポリウレタン(塗膜)を得た。
実施例13 ポリウレタン(塗膜)の製造
原料組成を第22表に記載のものにする以外は実施例12と同様の操作により、ポリウレタン(塗膜)を得た。
比較例10〜12 ポリウレタン(塗膜)の製造
原料組成を第22表に記載の組成にする以外は実施例12と同様の操作により、ポリウレタン(塗膜)を得た。なお、第22表中のPTG2000は、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(数平均分子量=2000)を意味する。
試験例9 耐溶剤性、耐衝撃性、鉛筆硬度および付着性
実施例12、13、比較例10〜12で得られたポリウレタン(塗膜)を用いて耐溶剤性、耐衝撃性、鉛筆硬度および付着性の試験を行った。付着性、鉛筆強度、耐衝撃性および耐溶剤性を、以下のように評価した。
付着性:試験例6で記載した付着性試験法と同じ方法で実施した。
鉛筆硬度:JISK5400に規定される鉛筆引っかき試験を実施し、塗膜のキズによる評価を行った。結果を、引っかいてもキズがつかない最高の鉛筆の硬度で表す。
耐衝撃性:JISK5400に規定されるデュポン式耐衝撃試験(1/2インチ)を実施し、塗膜の割れおよびはがれによる評価を行った。おもりは、1000gとした。結果を、衝撃を与えても塗膜の割れおよびはがれを生じない最高のおもりの落下高さで表す。
耐溶剤性:塗膜をメチルエチルケトン(MEK)に浸したガーゼで500g荷重下こすった(ラビングを行った)。結果を、鋼板面が露出するまでの往復ラビング回数により、ランク(◎:100回以上、○:50回以上100回未満、×:50回未満)で表す。
以上の試験結果を第22表に示す。
本発明の実施例12、13で得られたポリウレタン(塗膜)は、耐溶剤性、鉛筆硬度、付着性において、参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaを含まない場合と同等でありながら、優れた耐衝撃性を示した。
実施例14 ポリウレタン(塗膜)の製造
ガラス瓶に参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルa(以下aと略すこともある)を10.0g、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体であるスミジュールN−3300(以下N−3300と略すこともある、住化バイエルウレタン製)を2.54g、キシレン(以下XYと略すこともある)を23.3g、ジブチルスズジラウレート(以下DBTDLと略すこともある)を0.003g仕込み、室温で2分間撹拌した。こうして製造したアクリルウレタン塗料を日本テストパネル大阪(株)製標準試験板PS(ポリスチレン)、アルミニウム、およびガラス板にアプリケーターを用いて塗布し、10分間放置後、80℃で20分間乾燥し、23℃/湿度50%で一晩放置することにより厚さ約20μmのポリウレタン(塗膜)を得た。
実施例15 ポリウレタン(塗膜)の製造
原料組成を第23表に記載のものにする以外は実施例14と同様の操作により、ポリウレタン(塗膜)を得た。なお、第23表中のPTG2000は、ポリテトラメチレンエーテルグリコール[保土谷化学工業(株)製、品名:PTG−2000SN、水酸基価:56.3mgKOH/g、数平均分子量:2000]を、G2000はポリブタジエンポリオール[日本曹達(株)製、品名:G−2000、水酸基価:52.2mgKOH/g、数平均分子量:1900]を意味する。
比較例13〜16 ポリウレタン(塗膜)の製造
原料組成を第23表に記載の組成にする以外は実施例14と同様の操作により、ポリウレタン(塗膜)を得た。なお、第23表中のA−801はアクリルポリオールであるアクリディックA−801(固形分50%、以下A−801と略すこともある、大日本インキ化学工業製、水酸基価50.0mgKOH/g、数平均分子量:2200)を、F9−30は1,4−ブタンジオールおよびアジピン酸からなるポリエステルポリオール[旭電化工業(株)製、品名:F9−30、水酸基価:55.3mgKOH/g、数平均分子量:2000]を意味する。
試験例10 付着性
実施例14、15、比較例13〜16で得られたポリウレタン(塗膜)を用いて付着性の試験を行った。付着性試験は、試験例6で記載した付着性試験法と同じ方法で実施した。基材として、日本テストパネル大阪(株)製標準試験板PS(ポリスチレン)およびアルミニウムを用いた。
以上の試験結果を第23−2表に示す。
本発明の実施例14、15で得られたポリウレタン(塗膜)は、比較例13〜16で得られたポリウレタン(塗膜)に比べ、優れた付着性を示した。
実施例16 ポリウレタン(インク用ウレタン樹脂)の製造
200mLガラス製フラスコに、参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルa 72.9g(0.04モル)、1,4−ブタンジオール1.7g(0.02モル)およびイソホロンジイソシアネート22.3g(0.1モル)を仕込んだ。この溶液を窒素雰囲気下で撹拌しながら100℃に加熱し、9時間反応させた後、トルエン40mLおよびメチルエチルケトン40mLを加え、室温まで冷却し、ウレタンプレポリマーを得た。500mLガラス製フラスコに、トルエン52mL、メチルエチルケトン52mL、2−プロパノール96mL、イソホロンジアミン8.5g(0.05モル)およびジブチルアミン0.65g(0.005モル)を仕込み、室温で攪拌しながら、得られたウレタンプレポリマーを添加した。この溶液を50℃に加熱し、4時間反応させ、目的のポリウレタンを得た。得られたポリウレタンの重量平均分子量は9,000、固形分は32重量%であった。
比較例17 ポリウレタン(インク用ウレタン樹脂)の製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaに代えてポリ(3−メチル−1,5−ペンタンアジペート)ジオール[クラポールP2010、(株)クラレ製、水酸基価:57.8mgKOH/g、数平均分子量:1940]77.6g(0.04モル)を用いた以外は実施例16と同様にしてポリウレタンを得た。得られたポリウレタンの重量平均分子量は13,000、固形分は34重量%であった。
試験例11 付着性
実施例16、比較例17で得られたポリウレタンを、アプリケータを用いて日本テストパネル大阪(株)製標準試験板PS(ポリスチレン)、FRP(ガラス繊維強化プラスチック)、アルミニウム、リン酸亜鉛処理鋼板、PP[ポリプロピレン、コロナ放電処理、濡れ指数:40mN/m(JISK6768)]およびガラスに塗布し、80℃で30分間乾燥することにより、それぞれ厚さ約30μmの塗膜を得た。試験例6と同じ方法により、得られた塗膜を用いて付着性の試験を行った。試験結果を第24表に示す。
実施例16で得たポリウレタンより得られた塗膜は、比較例17で得たポリウレタンより得られた塗膜と比較して、優れた付着性を示した。
実施例17 エステルアクリレートの製造
ディーンスタークトラップを装備した300mLガラス製フラスコに、参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルa 99.5g(0.05モル)、トルエン50g、ハイドロキノン0.6g(0.005モル)およびp−トルエンスルホン酸一水和物0.6g(0.003モル)を仕込み、100℃に加熱した。アクリル酸24.1g(0.3モル)を20分間かけて滴下し、還流下、生成する水を留去しながら15時間反応させた。反応液を冷却後、トルエン210gを加えた有機層を、5重量%水酸化ナトリウム水溶液および水165gで3回洗浄した。有機層にp−メトキシフェノール0.6gを加え、50℃、4.1kPaの条件下で30分間濃縮することにより粘性液体を得た。得られた粘性液体の1H−NMRを測定した結果、ヒドロキシル基に由来するピークは消失し、アクリル基に由来するピークが認められた。
比較例18 エステルアクリレートの製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaに代えてポリオキシプロピレングリコール[三洋化成工業(株)製、品名:PP−2000、水酸基価:55.5mgKOH/g、数平均分子量:2000]110g(0.05モル)を用いる以外は実施例17と同様にしてエステルアクリレートを得た。
試験例12 耐水性
実施例17および比較例18で得られたエステルアクリレートを試験例6と同じ方法で硬化させて得られた硬化フィルムを用いて、耐水性を評価した。耐水性試験は試験例6と同じ方法で実施した。
その測定結果を第25表に示す。
実施例17で得たエステルアクリレートを硬化させて得られる硬化物は、比較例18で得たエステルアクリレートを硬化させて得られる硬化物と比較して、優れた耐水性を示した。
実施例18 アルケニルエーテルの製造
冷却管を装備した1Lガラス製フラスコに、参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルa 400g(0.22モル)、エチルビニルエーテル160g(2.2モル)、ジアセト(1,10−フェナントロリン)パラジウム2.7g(0.007モル)を仕込み、30℃で24時間反応させた。反応液を減圧濃縮することにより過剰のエチルビニルエーテルを留去させ、粘性液体を得た。得られた粘性液体の1H−NMRを測定した結果、ヒドロキシル基に由来するピークは消失し、アルケニルエーテル基に由来するピークが認められた。
比較例19 アルケニルエーテルの製造
参考例1で得た両末端にヒドロキシル基を有するポリエチルビニルエーテルaに代えてポリオキシプロピレングリコール[三洋化成工業(株)製、品名:PP−2000、水酸基価:55.5mgKOH/g、数平均分子量:2000]450g(0.22モル)を用いる以外は実施例18と同様にしてアルケニルエーテルを得た。
試験例13 耐熱老化性
実施例18および比較例19で得られたアルケニルエーテルを試験例7と同じ方法で硬化し、得られた硬化フィルムを用いて、耐熱老化性を評価した。耐熱老化性は、硬化フィルムを125℃のオーブンに入れ、引張り試験における最大点強度の保持率の経時変化により評価した。引張り試験は試験例6と同じ方法で実施した。
その測定結果を第26表に示す。
実施例18で得たアルケニルエーテルを硬化させて得られる硬化物は、比較例19で得たアルケニルエーテルを硬化させて得られる硬化物と比較して、優れた耐熱老化性を示した。
実施例19 アルケニルエーテルおよびマレイミド基を有する化合物を含有する組成物の硬化
アルケニルエーテルのモル数に対するマレイミド基を有する化合物のモル数の比が1.0となるように実施例18で得たアルケニルエーテルおよび4,4’−ビスマレイミドジフェニルメタンを混合し、混合物100重量部に対してIRGACURE184(チバスペシャリティケミカルズ製)2.0重量部およびIRGACURE819(チバスペシャリティケミカルズ製)0.5重量を加え、次いでTHFを加えて40重量%溶液を調製した。0.254mmのアプリケーターを用いてガラス板上に塗布し、60℃オーブンで一晩真空乾燥後、試験例7と同じ条件で紫外線を照射し、硬化フィルムを得た。
比較例20 アルケニルエーテルおよびマレイミド基を有する化合物を含有する組成物の硬化
実施例18で得たウレタンアルケニルエーテルに代えて比較例19で得たウレタンアルケニルエーテルを用いる以外は実施例19と同様にして硬化フィルムを得た。
試験例14 耐熱老化性
実施例19および比較例20で得られた硬化フィルムを用いて、耐熱老化性を評価した。耐熱老化性の評価は試験例13で記載した方法で実施した。
その測定結果を第27表に示す。
実施例19で得た硬化フィルムは、比較例20で得た硬化フィルムと比較して、優れた耐熱老化性を示した。
産業上の利用可能性
本発明により、柔軟性、低極性樹脂との相溶性、組成の均一性、機械的強度、溶解性、粘着性、接着性、付着性、電気絶縁性、耐候性、耐水性、透明性、耐熱老化性、耐プレッシャークッカーテストでの結果等に優れたポリウレタン、ポリエステル等が提供される。
Claims (24)
- 重量平均分子量が、30000〜1000000である請求の範囲1または2記載のポリウレタン。
- 分子内に請求の範囲1に記載の一般式(XXX)で表される構造単位を含むウレタンアクリレート。
- 数平均分子量が、200〜10000である請求の範囲4または5記載のウレタンアクリレート。
- 請求の範囲4〜6のいずれかに記載のウレタンアクリレートと光または熱ラジカル重合開始剤とを含有する組成物。
- 分子内に請求の範囲1に記載の一般式(XXX)で表される構造単位を含むウレタンアルケニルエーテル。
- 数平均分子量が、200〜10000である請求の範囲8または9記載のウレタンアルケニルエーテル。
- 請求の範囲8〜10のいずれかに記載のウレタンアルケニルエーテルと加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤とを含有する組成物。
- 請求の範囲8〜10のいずれかに記載のウレタンアルケニルエーテルとマレイミド基を有する化合物を含有する組成物。
- 分子内に請求の範囲1に記載の一般式(XXX)で表される構造単位を含む2、3または4個の末端にヒドロキシル基を有するポリオールから誘導されるポリエステル。
- 重量平均分子量が、30000〜1000000である請求の範囲13または14記載のポリエステル。
- 分子内に請求の範囲1に記載の一般式(XXX)で表される構造単位を含む2、3または4個の末端にヒドロキシル基を有するポリオールから誘導されるエステルアクリレート。
- 数平均分子量が、200〜10000である請求の範囲16または17記載のエステルアクリレート。
- 請求の範囲16〜18のいずれかに記載のエステルアクリレートと光または熱ラジカル重合開始剤とを含有する組成物。
- 分子内に請求の範囲1に記載の一般式(XXX)で表される構造単位を含むアルケニルエーテル。
- 数平均分子量が、200〜10000である請求の範囲20または21記載のアルケニルエーテル。
- 請求の範囲20〜22のいずれかに記載のアルケニルエーテルと加熱または光照射により酸を発生する重合開始剤とを含有する組成物。
- 請求の範囲20〜22のいずれかに記載のアルケニルエーテルとマレイミド基を有する化合物を含有する組成物。
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