KR101491419B1 - Photocurable monomer and method for producing thereof - Google Patents

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KR101491419B1
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배진영
김주성
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주식회사 제넨칩
성균관대학교산학협력단
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Abstract

A photocurable monomer compound according to an aspect of the present invention is convenient to use as the photocurable monomer compound has a refractive index higher than that of a photocurable monomer compound manufactured using 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), and exists in a liquid state at room temperature. Also, the photocurable monomer compound according to an aspect of the present invention can reduce the rainbow effect of a cured film owing to the high refractive index. Moreover, the photocurable monomer compound according to an aspect of the present invention can be used for a photocurable resin composition, which is applied to materials for optical components, can be used as a surface coating material for plastic film substrates used for optical materials, or can be used to impart transparency to optical products, a high refractive index and high surface hardness of the cured articles, excellent productivity and excellent heat resistance as the high refractive index can be ensured.

Description

광경화성 단량체 및 이의 제조방법{PHOTOCURABLE MONOMER AND METHOD FOR PRODUCING THEREOF}[0001] PHOTOCURABLE MONOMER AND METHOD FOR PRODUCING THEREOF [0002]

본 발명은 광경화성 단량체 화합물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a photo-curable monomeric compound and a process for its preparation.

코팅용 광경화성 수지는 경화 후 적절한 탄성력을 확보하여 취급성이 우수하고 취급 공정에서 발생할 수 있는 외관 손상도 방지할 수 있어야 하며 황변이 없고 적절한 점도를 가져 작업성도 우수해야 한다. 또한, 광경화성 수지는 높은 휘도를 확보하기 위하여 높은 굴절률을 가져야 하며, 이러한 수지의 대표적인 예로 할로겐 원소가 치환된 수지가 있으나 이 수지는 환경적인 문제를 유발하거나 인체에 유해한 성분을 포함하고 있어 사용이 제한되고 있다.The photocurable resin for coating should have good handling property after curing and it should be able to prevent appearance damages that may occur in handling process, and should have excellent workability without yellowing and proper viscosity. In addition, photo-curable resins should have a high refractive index in order to secure a high luminance. Representative examples of such resins include halogen-substituted resins. However, since these resins cause environmental problems or contain harmful components to the human body, Is limited.

광경화성 수지를 제조하는 데에 필요한 광경화성 단량체인 디아크릴레이트계 화합물의 제조에 1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-cyclohexanedimethanol, 이하 "CHDM"이라 함)이 사용되며, 이외에도 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)은 도료, 섬유 플라스틱 등을 위한 다양한 용도로 사용될 수 있다.1,4-cyclohexanedimethanol (hereinafter referred to as "CHDM") is used for the production of a diacrylate compound which is a photocurable monomer necessary for producing a photocurable resin, 4-Cyclohexanedimethanol (CHDM) can be used in various applications for paints, textile plastics, and the like.

예를 들어, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM))은 폴리에스테르 합성에 사용되어 폴리에스테르의 열안정성, 내식성, 내가수분해성, 성형성, 광택성, 투명성, 가공성 등을 증대시키는 고부가가치의 첨단 원료이며, 폴리에스테르계 수지의 물성 향상과 신규 용도 개발을 촉진하고 액상으로 취급이 편리한 장점도 있다.For example, 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM)) is used in polyester synthesis to provide high value-added polymers that increase the thermal stability, corrosion resistance, hydrolysis resistance, moldability, gloss, transparency, And it is also advantageous to facilitate the development of new applications and improvement of the physical properties of the polyester-based resin and to handle it in a liquid state.

또한, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM))의 응용분야로는 멜라민, 이소시아네이트 등의 경화제와 함깨 히드록시(hydorxy)기가 포함된 수지의 코팅에 사용된다. 국내에서는 강도나 가공성, 투명성이 우수한 수지인 PETG(Polyethylene Terephthalate Glycol)의 원료로 사용되기도 하며, PU 바인더 등의 용도로 사용되는 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM))은 PET병에 첨가되면 IPA에 비해 투명도를 증가시키는 역할을 하며, PU 바인더용으로는 가교제로 사용된다. 이외에도 전자기기 회로기판의 내열 엔지니어링 플라스틱, 도료, PU 바인더, 액정 등에 사용된다.In addition, 1,4-cyclohexane dimethanol (CHDM) is used for the coating of a resin containing a hydorxy group together with a curing agent such as melamine, isocyanate and the like. In Korea, it is used as a raw material of PETG (polyethylene terephthalate glycoll) which is excellent in strength, processability and transparency, and 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM) used for PU binder etc. is added to a PET bottle It serves to increase transparency compared to IPA, and is used as a crosslinking agent for PU binders. In addition, it is used for heat-resistant engineering plastics, paints, PU binders, and liquid crystals of electronic circuit boards.

상기와 같이 다양한 용도를 갖는 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM))을 이용하여 제조되는 디아크릴레이트계 화합물인 광경화성 단량체 화합물은 투과도, 경화 경도 등은 우수하나, 대칭적인 화학구조에 기인하여 상온에서 결정화되어 고체로 존재하므로 사용하기에 불편한 단점이 있다.The photo-curable monomer compound, which is a diacrylate compound produced by using 1,4-cyclohexane dimethanol (CHDM) having various uses as described above, is excellent in permeability and curing hardness, but it is caused by a symmetrical chemical structure Which is crystallized at room temperature and is present as a solid, which is inconvenient to use.

또한, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM))으로부터 제조된 결정성 디아크릴레이트를 사용하여 얻어지는 광경화성 코팅 조성물은 점도가 높아서 코팅 작업성이 매우 떨어진다.Also, the photocurable coating composition obtained using crystalline diacrylate prepared from 1,4-cyclohexane dimethanol (CHDM) has a high viscosity, which results in a poor coating workability.

따라서, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)을 이용하여 제조되는 광경화성 단량체 화합물과 동등 이상의 경도 및 굴절율을 가지며, 비결정성이며 상온에서 액체로 존재하여 사용하기에 용이한 디아크릴레이트계 화합물이 필요한 실정이다.
Therefore, a diacrylate compound having a hardness and a refractive index equal to or higher than those of a photocurable monomer compound produced by using 1,4-cyclohexane dimethanol (CHDM), amorphous and being liquid at room temperature, .

본 발명에서는 굴절율이 높고, 비결정성이며 상온에서 액체로 존재하여 사용이 용이한 광경화성 단량체 화합물 및 이의 제조방법이 제공된다.
The present invention provides a photocurable monomer compound having high refractive index, amorphous property and being present as a liquid at room temperature and easy to use, and a method for producing the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 단량체 화합물은, 하기의 화학식 1로 표시되는 물질이다:The photocurable monomer compound according to one embodiment of the present invention is a material represented by the following formula (1)

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014074407685-pat00001
Figure 112014074407685-pat00001

본 발명의 다른 실시예에 따른 광경화성 단량체 화합물의 제조방법은, 하기의 [화학식 2]로 표시되는 화합물을 준비하는 제1단계;A method for producing a photocurable monomer compound according to another embodiment of the present invention comprises the steps of: preparing a compound represented by the following formula (2);

Figure 112014074407685-pat00002
Figure 112014074407685-pat00002

상기 화학식 2의 화합물과 방향족 용매 및 산 촉매(acid catalyst)를 반응기에 투입하여 교반하는 제2단계;A second step of adding the compound of Formula 2, an aromatic solvent, and an acid catalyst to a reactor and stirring the mixture;

상기 반응기에 아크릴산(acrylic acid) 및 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone)을 더 투입하여 교반하는 제3단계; 및A third step of further adding acrylic acid and methylhydroquinone to the reactor and stirring the mixture; And

상기 제3단계의 생성물에서 제1생성물을 분리하는 제4단계를 포함하여 상기 [화학식 1]의 광경화성 단량체 화합물을 제조한다.And a fourth step of separating the first product from the product of the third step to prepare a photo-curable monomer compound of the formula (1).

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물의 제조방법에서, 상기 방향족 용매는 톨루엔(Toluene)이며, 상기 산 촉매는 메탄 설폰산(methane sulfonic acid)이다.In one embodiment of the present invention, the aromatic solvent is toluene, and the acid catalyst is methane sulfonic acid.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물의 제조방법에서, 상기 제1생성물을 알칼리 용액으로 중화시키는 제5단계; 및 상기 제5단계에서 중화된 생성물을 건조하는 제6단계;를 더 포함한다.In the method for producing a photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention, a fifth step of neutralizing the first product with an alkali solution; And a sixth step of drying the neutralized product in the fifth step.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물의 제조방법에서, 상기 제6단계의 생성물에서 톨루엔 용매를 제거하는 제7단계를 더 포함한다.In the method for producing a photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention, the seventh step of removing the toluene solvent from the product of the sixth step is further included.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물의 제조방법에서, 상기 제1생성물은 방향족 용매 상(Aromatic solvent phase)이다.In a method for producing a photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention, the first product is an aromatic solvent phase.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물의 제조방법에서, 상기 알칼리 용액은 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)이다.In the method for producing a photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention, the alkali solution is sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH).

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물의 제조방법에서, 상기 제6단계인 건조 과정에서 황산 마그네슘(MgSO4)이 이용된다.In the method for producing a photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention, magnesium sulfate (MgSO 4 ) is used in the drying process of the sixth step.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광경화성 수지 조성물은 하기의 화학식 1로 표시되는 광경화성 단량체 화합물을 포함한다:A photocurable resin composition according to another embodiment of the present invention includes a photocurable monomer compound represented by the following formula (1)

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014074407685-pat00003

Figure 112014074407685-pat00003

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은, 단량체 구조의 디올인 1,4-CHDM을 이용하여 제조된 광경화성 단량체 화합물보다 굴절율이 높고, 비결정성이며 상온에서 액상으로 존재하여 사용이 편리하다. 또한, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은 굴절율이 높기 때문에 경화 도막의 무지개 현상(rainbow effect)을 줄일 수 있다.The photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention has a refractive index higher than that of the photocurable monomer compound prepared using 1,4-CHDM which is a diol having a monomer structure, is amorphous and exists in a liquid state at room temperature, . In addition, the photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention can reduce the rainbow effect of the cured film because of its high refractive index.

나아가, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은 고굴절률을 확보할 수 있기 때문에 광학부품 소재에 적용되는 광경화성 수지 조성물에 유용하게 사용될 수 있고, 광학재료에 사용되는 플라스틱 필름 기판의 표면 코팅물질로서 사용되거나, 광학제품에서 투명성, 경화물의 굴절률 및 표면경도가 높고, 생산성, 내열성이 우수한 특성을 나타내기 위해 사용될 수 있다.
Further, since the photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention can secure a high refractive index, it can be usefully used in a photocurable resin composition applied to an optical component material, and can be used as a surface coating Or may be used to exhibit properties such as transparency in an optical product, high refractive index and hardness of a cured product, and excellent productivity and heat resistance.

도 1은 본 발명의 일 측에서 실시예1에 따라 제조된 광경화성 단량체 화합물의 합성과정을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 측에서 실시예1에 따라 제조된 광경화성 단량체 화합물의 1H-NMR 스펙트럼이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a process for synthesizing a photo-curable monomer compound prepared according to Example 1 on one side of the present invention. FIG.
2 is a 1 H-NMR spectrum of a photocurable monomer compound prepared according to Example 1 on one side of the present invention.

이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐리는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 당업계의 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. In addition, the terms described below are established in consideration of the functions of the present invention, and these may vary depending on the intention of the manufacturer or custom in the industry, and the definition should be based on the contents throughout the specification.

이하 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물 및 이의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention and a method for producing the same will be described in detail.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은, 하기의 화학식 1로 표시된다.The photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention is represented by the following formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014074407685-pat00004

Figure 112014074407685-pat00004

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)을 이용하여 제조되는 화학적 대칭구조의 광경화성 단량체 화합물(하기의 화학식 3)에 벤젠고리와 유연한 에테르기(-O-)가 추가적으로 결합되어 있어 결정성이 저하되는 구조를 나타낸다.A photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention comprises a benzene ring and a flexible ether group (hereinafter, referred to as " compound ") in a photocurable monomer compound having a chemical symmetry structure (prepared by using 1,4- cyclohexane dimethanol (-O-) are further bonded to each other to show a structure in which crystallinity is lowered.

[화학식 3](3)

Figure 112014074407685-pat00005

Figure 112014074407685-pat00005

1,4-CHDM을 이용하여 제조된 광경화성 단량체 화합물은 상온에서 고체인 반면 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은 무색 투명하고 상온에서 액체로 존재하여 사용이 편리하다. 또한, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은 굴절율이 높기 때문에 경화 도막의 무지개 현상(rainbow effect)을 줄일 수 있다.The photo-curable monomer compound prepared using 1,4-CHDM is solid at room temperature, whereas the photo-curable monomer compound according to one aspect of the present invention is colorless and transparent, and is conveniently used at room temperature. In addition, the photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention can reduce the rainbow effect of the cured film because of its high refractive index.

나아가, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물을 이용하여 제조되는 광경화성 아크릴계 코팅 조성물은 도막 형성 후 굴절률 및 표면경도가 높아서 광학재료에 사용되는 플라스틱 필름 기판의 표면 코팅물질로서 사용될 수 있고, 우수한 경화 특성을 나타내어 내열성과 가공성이 확보되면서도 우수한 투과율을 나타내어 코팅막의 투명성을 확보할 수 있다.Further, the photocurable acrylic coating composition prepared using the photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention has high refractive index and surface hardness after coating film formation, and can be used as a surface coating material for a plastic film substrate used for optical materials, Excellent curing properties are exhibited, heat resistance and processability are ensured, and excellent transmittance is exhibited, ensuring transparency of the coating film.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물의 기능 및 용도는 작업성이 ㅍf리한 내스크래치성 하드코팅제로 이용될 수 있다.The function and use of the photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention can be used as an scratch resistant hard coat agent having workability.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은 고굴절률과 저점도(상온에서의 액체) 특성이 있으며, 굴절률은 1.4890 이고, 점도는 25℃에서 325 cps 이다.The photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention has a high refractive index and a low viscosity (liquid at room temperature), a refractive index of 1.4890, and a viscosity of 325 cps at 25 캜.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은 에테르 관능기를 함유하여 우수한 접착성을 갖으며, 각종 플라스틱 기판과의 접착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 투과율이 우수하여 광경화도를 향상시킬 수 있으며, 내부식성, 내마모성 및 경도가 모두 우수한 피막을 형성할 수 있다.The photo-curable monomer compound according to one aspect of the present invention contains an ether functional group and has excellent adhesiveness, and can improve adhesion with various plastic substrates. In addition, it is possible to form a film excellent in both corrosion resistance, abrasion resistance and hardness because of its excellent transmittance and photo curability.

본 발명의 일 측에 따라 상기 화학식 1의 광경화성 단량체 화합물을 제조하는 방법의 개략적인 모식도를 도 1에 나타내었다.A schematic diagram of a method for producing the photocurable monomer compound of Formula 1 according to one aspect of the present invention is shown in FIG.

본 발명의 일 측에 따른 상기 화학식 1의 광경화성 단량체 화합물을 제조하는 방법은 하기 화학식 2의 디-(4-히드록시 메틸 시클로헥실메틸)에테르(di-(4-hydroxy methyl cyclohexylmethyl)ether)를 이용하여 제조된다:According to one aspect of the present invention, there is provided a process for preparing the photo-curable monomer compound of Formula 1, which comprises reacting di- (4-hydroxy methyl cyclohexylmethyl) ether ≪ / RTI >

[화학식 2](2)

Figure 112014074407685-pat00006

Figure 112014074407685-pat00006

상기 화학식 1의 광경화성 단량체 화합물은, 상기 화학식 2의 유연한 에테르 관능기를 가지는 이량체(dimer) 형태의 디올(diol) 반응원료를 아크릴산(acrylic acid) 또는 메타아크릴산(methacrylic acid)과 반응시켜 생성되는 에테르기를 함유한 이량체 화학구조의 비결정성 디아크릴레이트 화합물이다.The photocurable monomer compound of Formula 1 is produced by reacting a diol reaction product of a dimer type having a flexible ether functional group of Formula 2 with acrylic acid or methacrylic acid Is an amorphous diacrylate compound having a dimer chemical structure containing an ether group.

상기 화학식 1의 디아크릴레이트 화합물을 제조하기 위해서는 에스테르 반응용 산 촉매인 메탄 설폰산(methane sulfonic acid)이 소량 필요하며, 반응 부산물인 물을 제거하기 위해 공비를 형성하는 톨루엔을 반응 용매로 사용하면서, 딘 스탁 트랩(Dean Stark trap) 장치를 이용하여 반응 부산물인 물이 원활히 제거되도록 한다. 이때, 반응 온도는 물이 원활히 제거될 수 있도록 톨루엔이 충분히 환류되는 118℃ 내지 120℃를 유지한다. 또한, 에스테르 반응(esterification) 중에 형성된 아크릴레이트가 열중합되는 것을 방지하기 위해 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone) 중합 금지제를 소량 투입하고, 부가적으로 중합 금지 역할을 하는 공기를 반응기에 불어 넣으면서 에스테르 반응을 수행한다.In order to prepare the diacrylate compound of Formula 1, a small amount of methane sulfonic acid, which is an acid catalyst for the ester reaction, is required, and toluene, which forms an azeotropic ratio to remove water as a byproduct of the reaction, is used as a reaction solvent , Dean Stark trap (Dean Stark trap) device is used to remove the reaction by-product water. At this time, the reaction temperature is maintained at 118 ° C to 120 ° C at which toluene is sufficiently refluxed so that water can be removed smoothly. In order to prevent thermal polymerization of the acrylate formed during the esterification, a small amount of a methylhydroquinone polymerization inhibitor is added, and an esterification reaction is carried out by additionally introducing air having a polymerization inhibiting function into the reactor. .

상기 반응 용매로 방향족 용매가 사용될 수 있으며, 그 예로 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등이 있으며 바람직하게는 톨루엔(Toluene)이 사용될 수 있다. 상기 에스테르 반응용 촉매로는 산 촉매(acid catalyst)가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 메탄 설폰산(methane sulfonic acid)이 사용될 수 있다. 또한, 중합 금지제로 하이드로퀴논계 중합금지제가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone)이 사용될 수 있다.As the reaction solvent, an aromatic solvent may be used. Examples thereof include benzene, toluene, xylene, etc., and toluene is preferably used. As the catalyst for the ester reaction, an acid catalyst may be used, and methane sulfonic acid may be preferably used. As the polymerization inhibitor, a hydrocoupling polymerization inhibitor may be used, and methylhydroquinone may preferably be used.

상기 방향족 용매로 생성된 제1생성물을 중화시키기 위해 알칼리 용액이 사용되며, 알칼리 용액은 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)일 수 있다.
An alkaline solution is used to neutralize the first product formed with the aromatic solvent, and the alkaline solution may be sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH).

이하에서는 본 발명의 실시예1과 1,4-CHDM을 이용하여 제조되는 광경화성 단량체 화합물의 제조방법(비교예)을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for producing a photocurable monomer compound (Comparative Example) produced using Example 1 of the present invention and 1,4-CHDM will be described in detail.

[화학식 1]의 광경화성 단량체 화합물:The photocurable monomer compound of the formula (1)

Figure 112014074407685-pat00007

Figure 112014074407685-pat00007

[화학식 2]의 디-(4-히드록시 메틸 시클로헥실메틸)에테르(di-(4-hydroxy methyl cyclohexylmethyl)ether):Di- (4-hydroxy methyl cyclohexylmethyl) ether of formula (2): di- (4-hydroxymethylcyclohexylmethyl)

[화학식 2](2)

Figure 112014074407685-pat00008

Figure 112014074407685-pat00008

실시예Example

[화학식 1]의 광경화성 단량체 화합물 제조방법
A process for producing a photocurable monomer compound of formula (1)

[화학식 2]의 디-(4-히드록시 메틸 시클로헥실메틸)에테르(di-(4-hydroxy methyl cyclohexylmethyl)ether) 270.42 g(1.0 mol), 톨루엔(Toluene) 300 ml, 메탄 설폰산(methane sulfonic acid) 1 g (0.01 mol)을 준비한 후, 막대자석(magnetic stir-bar)과 함께 4구 1 L 둥근 플라스크 반응기에 투입하고 교반시킨다., 270.42 g (1.0 mol) of di- (4-hydroxymethyl cyclohexylmethyl) ether of Formula 2, 300 ml of toluene, 300 ml of methane sulfonic acid 1 g (0.01 mol) of acetic acid were added to a four-necked 1 L round-bottom flask reactor with a magnetic stir bar and stirred.

이후 반응부산물인 물을 제거하기 위해, 딘-스탁 트랩(Dean-Stark trap), 응축기(condenser), 공기 투입기를 4구 둥근 플라스크 반응기에 부착한다.
Then, a Dean-Stark trap, a condenser, and an air injector are attached to a four-neck round flask reactor to remove water as a reaction by-product.

아크릴산(acrylic acid) 173 g(2.4 mol)과 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone) 200 mg(1.611 mmol)을 상기 4구 둥근 플라스크 반응기에 더 투입한 후, 공기 조건하에서 6시간 ~ 8시간 동안 118℃ ~ 120℃에서 환류시키면서 반응시키면 딘-스탁 트랩에 물(H2O) 36 ㎖가 부산물로 수득되면서 반응이 종결된다.
173 g (2.4 mol) of acrylic acid and 200 mg (1.611 mmol) of methylhydroquinone were further charged into the four-neck round flask reactor and then reacted under air conditions for 6 hours to 8 hours at 118-120 And the reaction is terminated when 36 ml of water (H 2 O) is obtained as a by-product in the Dean-Stark trap.

반응 종결 후, 반응 혼합물을 상온에서 냉각한 후 분별 깔대기에 위치시키고, 증류수로 3번 이상 세척한다.After completion of the reaction, the reaction mixture is cooled at room temperature, placed in a separating funnel, and washed three more times with distilled water.

톨루엔 상(Toluene phase)을 15g의 수산화나트륨(NaOH)으로 중화시키고, 10g의 황산 마그네슘(MgSO4)을 이용하여 건조한다. The toluene phase is neutralized with 15 g of sodium hydroxide (NaOH) and dried with 10 g of magnesium sulfate (MgSO 4 ).

회전 증발기(rotary evaporator)를 이용하여 톨루엔 용매를 제거하여 투명한 액체 생성물 378 g을 수득한다.The toluene solvent is removed using a rotary evaporator to give 378 g of a clear liquid product.

수율은 100%이며, 제조된 생성물은 상기 [화학식 1]의 4,4'-[옥시비스(메틸렌)]비스-시클로헥실디메틸-1,1'-디아크릴레이트(4,4'-[Oxybis(methylene)]bis-cyclohexyldimethyl-1,1'-diacrylate)이다.The yield was 100% and the product prepared was 4,4 '- [oxybis (methylene)] bis-cyclohexyldimethyl-1,1'-diacrylate (4,4' - [Oxybis (methylene)] bis-cyclohexyldimethyl-1,1'-diacrylate).

도 2는 본 발명의 일 측에서 실시예1에 따라 제조된 광경화성 단량체 화합물의 1H-NMR 스펙트럼이다. 도 2를 참고하면, 3.9 ppm에서 에스테르 관능기에 결합된 메틸렌 피크가 관찰되고, 5.8 - 6.4 ppm에서 아크릴레이트 이중결합의 수소 피크가 관찰된 것으로 볼 때 [화학식 1]의 광경화성 단량체 화합물이 합성된 것을 알 수 있다.
2 is a 1 H-NMR spectrum of a photocurable monomer compound prepared according to Example 1 on one side of the present invention. Referring to FIG. 2, the methylene peak bonded to the ester functional group was observed at 3.9 ppm, and the hydrogen peak of the acrylate double bond was observed at 5.8 - 6.4 ppm. The photocurable monomer compound represented by Formula 1 was synthesized .

비교예Comparative Example

비교예로 사용된 물질은 현재 상품화 되어 시판중인 미국 Sartomer사의 CD-406(Cyclohexane dimethanol diacrylate)이다.
The material used as a comparative example is CD-406 (Cyclohexane dimethanol diacrylate) of Sartomer Company, which is currently commercialized and commercially available.

본 발명의 상기 실시예와 비교예로부터 제조된 광경화성 단량체 화합물의 비교표는 하기와 같다.The comparative charts of the photocurable monomer compounds prepared from the above Examples and Comparative Examples of the present invention are as follows.

비교예
(미국 Sartomer 사의 CD-406)
Comparative Example
(CD-406 from Sartomer Company, USA)
실시예1Example 1
구조식constitutional formula

Figure 112014074407685-pat00009
Figure 112014074407685-pat00009
Figure 112014074407685-pat00010
Figure 112014074407685-pat00010
실험식Empirical formula C14H20O4 C 14 H 20 O 4 C22H34O5 C 22 H 34 O 5 성상(25℃)Appearance (25 ℃) 고체solid 무색 투명한 액체Colorless transparent liquid 점도(cps, 25℃)
Brookfield 점도계로 측정함
Viscosity (cps, 25 캜)
Measured with a Brookfield Viscometer
NA(상온에서 고체임)NA (solid at room temperature) 325325
굴절율(RI, 25℃)Refractive index (RI, 25 DEG C) 1.48001.4800 1.48901.4890 Pencil hardnessPencil hardness HBHB BB Pendulum hardnessPendulum hardness 4747 4242

성상 및 점도Properties and Viscosity

비교예의 광경화성 단량체 화합물은 상온에서 고체이고, 본 발명의 실시예1에 따라 제조된 광경화성 단량체 화합물은 무색 투명한 액체이며 점도는 25℃에서 325 cps이다. 즉, 본 발명의 실시예1에 따라 제조된 광경화성 단량체 화합물의 점도는 25℃에서 325 cps이며, 시클로헥실 관능기를 함유하는 다른 아크릴레이트계 화합물에 비해 낮은 편이다.
The comparative photocurable monomer compound is solid at ambient temperature, and the photocurable monomer compound prepared according to Example 1 of the present invention is a colorless transparent liquid and has a viscosity of 325 cps at 25 占 폚. That is, the viscosity of the photocurable monomer compound prepared according to Example 1 of the present invention is 325 cps at 25 캜, which is lower than other acrylate compounds containing cyclohexyl functional groups.

굴절율 Refractive index

굴절율은 Mettler Toledo사의 장비를 이용하여 측정하였으며, 비교예의 광경화성 단량체 화합물의 굴절율은 1.4800이며, 본 발명의 실시예1에 따라 제조된 광경화성 단량체 화합물의 굴절율은 1.4890이며, 비교예에 비해 상대적으로 높은 굴절율을 나타내고 있다.
The refractive index of the photo-curable monomer compound of the comparative example was 1.4800. The refractive index of the photo-curable monomer compound prepared in Example 1 of the present invention was 1.4890, which was relatively higher than that of the comparative example And exhibits a high refractive index.

경도Hardness

상기 비교표에서, 경도(hardness)는 유리 기판을 사용하여 비교예 및 실시예1에 따른 광경화성 단량체 화합물을 도포하고, 광경화시킨 후 측정된 도막물성을 나타낸다. 도막의 두께는 250 ㎛ 이었으며, 광개시제는 5 phr(part per hundred, 단량체 100 g 사용시 광개시제 5 g을 사용함) 이었다.In the comparative table, the hardness shows the physical properties of the coating film measured after coating the photocurable monomer compound according to the comparative example and the example 1 using a glass substrate, and photocuring. The thickness of the coating was 250 탆, and the photoinitiator was 5 phr (part per hundred, using 5 g of photoinitiator when 100 g of monomer was used).

경도는 비교예의 광경화성 단량체 화합물이 본 발명의 실시예1에 따라 제조된 광경화성 단량체 화합물보다 약간 높으나, 본 발명의 실시예1에 따라 제조된 광경화성 단량체 화합물은 비교예보다 높은 내충격성의 도막을 형성할 수 있다.
The hardness of the photocurable monomer compound of Comparative Example was slightly higher than that of the photocurable monomer compound prepared according to Example 1 of the present invention. However, the photocurable monomer compound prepared according to Example 1 of the present invention had a higher impact resistant coating film than Comparative Example .

이로부터 본 발명의 실시예1에 따라 제조된 광경화성 단량체 화합물은 이미 시판되고 있는 비교예의 광경화성 단량체 화합물과 비교했을 때, 동등 수준의 굴절율, 경도를 나타낸다고 볼 수 있으며, 25℃에서 무색 투명한 액체이며 325 cps 점도를 나타내어 비교예보다 우수한 특성을 보인다.
From this, it can be seen that the photocurable monomer compound prepared according to Example 1 of the present invention exhibits the same level of refractive index and hardness as compared with the photocurable monomer compound of the comparative example already on the market, and shows a colorless transparent liquid And showed 325 cps viscosity, which is superior to the comparative example.

결국, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은 이미 시판중인 광경화성 단량체 화합물과 비교했을 경우 동등 이상의 경도 및 굴절율을 가지며, 비결정성이며 상온에서 액체로 존재하여 사용하기에 용이한 장점이 있다.As a result, the photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention has a hardness and a refractive index equal to or higher than those of a commercially available photocurable monomer compound, is amorphous, and is present as a liquid at room temperature, .

또한, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은 굴절율이 높기 때문에 경화 도막의 무지개 현상(rainbow effect)을 줄일 수 있다. 나아가, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 단량체 화합물은 고굴절률을 확보할 수 있기 때문에 광학부품 소재에 적용되는 광경화성 수지 조성물에 유용하게 사용될 수 있고, 광학재료에 사용되는 플라스틱 필름 기판의 표면 코팅물질로서 사용되거나, 광학제품에서 투명성, 경화물의 굴절률 및 표면경도가 높고, 생산성, 내열성이 우수한 특성을 나타내기 위해 사용될 수 있다.In addition, the photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention can reduce the rainbow effect of the cured film because of its high refractive index. Further, since the photocurable monomer compound according to one aspect of the present invention can secure a high refractive index, it can be usefully used in a photocurable resin composition applied to an optical component material, and can be used as a surface coating Or may be used to exhibit properties such as transparency in an optical product, high refractive index and hardness of a cured product, and excellent productivity and heat resistance.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

Claims (9)

하기의 화학식 1로 표시되는 광경화성 단량체 화합물:
[화학식 1]
Figure 112014074407685-pat00011

1. A photocurable monomer compound represented by the following formula (1): < EMI ID =
[Chemical Formula 1]
Figure 112014074407685-pat00011

하기의 [화학식 2]로 표시되는 화합물을 준비하는 제1단계;
[화학식 2]
Figure 112014126317919-pat00012

상기 화학식 2의 화합물과 방향족 용매 및 산 촉매(acid catalyst)를 반응기에 투입하여 교반하는 제2단계;
상기 반응기에 아크릴산(acrylic acid) 및 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone)을 더 투입하여 교반하는 제3단계; 및
상기 제3단계의 생성물에서, 하기의 [화학식 1]로 표시되는 광경화성 단량체 화합물을 포함하는 제1생성물을 분리하는 제4단계;
[화학식 1]
Figure 112014126317919-pat00016

를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항의 [화학식 1]의 광경화성 단량체 화합물의 제조방법.
A first step of preparing a compound represented by the following formula (2);
(2)
Figure 112014126317919-pat00012

A second step of adding the compound of Formula 2, an aromatic solvent, and an acid catalyst to a reactor and stirring the mixture;
A third step of further adding acrylic acid and methylhydroquinone to the reactor and stirring the mixture; And
A fourth step of separating, from the product of the third step, a first product comprising a photocurable monomer compound represented by the following formula (1);
[Chemical Formula 1]
Figure 112014126317919-pat00016

The method for producing a photocurable monomer compound according to claim 1,
제2항에 있어서,
상기 방향족 용매는 톨루엔(Toluene)이며,
상기 산 촉매는 메탄 설폰산(methane sulfonic acid)인 것을 특징으로 하는 광경화성 단량체 화합물의 제조방법.
3. The method of claim 2,
The aromatic solvent is toluene,
Wherein the acid catalyst is methane sulfonic acid. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제2항에 있어서,
상기 제1생성물을 알칼리 용액으로 중화시키는 제5단계; 및
상기 제5단계에서 중화된 생성물을 건조하는 제6단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 단량체 화합물의 제조방법.
3. The method of claim 2,
A fifth step of neutralizing the first product with an alkali solution; And
A sixth step of drying the neutralized product in the fifth step;
≪ / RTI > further comprising a photoinitiator.
제4항에 있어서,
상기 제6단계의 생성물에서 톨루엔 용매를 제거하는 제7단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 단량체 화합물의 제조방법.
5. The method of claim 4,
And a seventh step of removing the toluene solvent from the product of the sixth step.
제2항에 있어서,
상기 제1생성물은 방향족 용매 상(Aromatic solvent phase)인 것을 특징으로 하는 광경화성 단량체 화합물의 제조방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the first product is an aromatic solvent phase. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제4항에 있어서,
상기 알칼리 용액은 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)인 것을 특징으로 하는 광경화성 단량체 화합물의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the alkali solution is sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH).
제4항에 있어서,
상기 제6단계인 건조 과정에서 황산 마그네슘(MgSO4)이 이용되는 것을 특징으로 하는 광경화성 단량체 화합물의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein magnesium sulfate (MgSO 4 ) is used in the drying step of the sixth step.
하기의 화학식 1로 표시되는 광경화성 단량체 화합물을 포함하는 광경화성 수지 조성물:
[화학식 1]
Figure 112014074407685-pat00013

1. A photocurable resin composition comprising a photocurable monomer compound represented by the following formula
[Chemical Formula 1]
Figure 112014074407685-pat00013

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