KR101541264B1 - Photocurable urethane (meth)acrylate and method for producing thereof - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a photocurable urethane (meth)acrylate has a refractive index higher than a urethane (meth)acrylate-based compound prepared by using 1,4-cyclohexanedimethanol (1,4-CHDM) and is in a low-viscosity liquid phase at the room temperature to be easily used. The photocurable urethane (meth)acrylate has the high refractive index to reduce the rainbow effect of a cured coat layer and is in a low viscosity liquid phase to be synthesized in large quantities as well as being easily used in a photocurable resin composition preparation process. The photocurable urethane (meth)acrylate has the high refractive index to be utilized in the photocurable resin composition applied to an optical component material or as a surface coating material for a plastic film substrate used as an optical material. The present invention has transparency, high refractive index of the cured article, and high surface hardness as well as excellent penetration resistance, productivity, and heat resistance to be applied in optical products.

Description

광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 및 이의 제조방법{PHOTOCURABLE URETHANE (METH)ACRYLATE AND METHOD FOR PRODUCING THEREOF}[0001] PHOTOCURABLE URETHANE (METH) ACRYLATE AND METHOD FOR PRODUCING THEREOF [0002]

본 발명은 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a photo-curable urethane (meth) acrylate and a process for its preparation.

광경화성 코팅 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 코팅 수지는 높은 휘도를 확보하기 위하여 높은 굴절율을 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 coating resin should have good handling property after curing and it should be able to prevent appearance damage that may occur in the handling process, and should have excellent workability with no yellowing and suitable viscosity. Photocurable coating resins should have a high refractive index in order to secure high luminance. Representative examples of such resins include halogen-substituted resins, but they contain environmental harmful substances or harmful components This is being limited.

광경화성 코팅 수지를 제조하는 데에 필요한 우레탄 (메트)아크릴레이트계 화합물의 제조에 디올 성분으로서 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-시클로헥산디메탄올(CHDM)은 그 제법상의 제약으로부터 시스(cis)와 트랜스(trans) 구조의 혼합물이고, 이들의 혼합비가 변경되면 이로부터 유도되는 우레탄 (메트)아크릴레이트의 물성도 바뀔 수 있다. 또한, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)과 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol)을 조합하여 얻어지는 폴리카보네이트디올은 그 구조로부터 소수성이 높은 것이 되므로 최근 환경 부하 저감이라는 시점에서 주목되고 있는 수성 폴리우레탄을 제조하는 경우에 폴리우레탄을 수용성으로 하기 위해 수용성 구조를 폴리우레탄 제조시에 도입해야 하는 어려움도 있다. 또한, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)은 분자 내에 시클로헥산 고리 구조를 갖고 있으며, 이러한 시클로헥산 고리 구조는 유연한 고리 구조이고, 수산기가 메틸렌기를 개재하여 시클로헥산 고리에 결합하고 있기 때문에 강한 분자 구조가 아니어서 이로부터 얻어지는 폴리우레탄의 경도도 높지 않았다.1,4-cyclohexanedimethanol (hereinafter referred to as "CHDM") is used as a diol component in the production of a urethane (meth) acrylate compound necessary for producing a photocurable coating resin, In addition, 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM) can be used in various applications for paints, textile plastics, and the like. 1,4-Cyclohexanedimethanol (CHDM) is a mixture of cis and trans structures from the constraints of its preparation method. When the mixing ratio of these is changed, the physical properties of the urethane (meth) acrylate derived therefrom Can be changed. In addition, the polycarbonate diol obtained by combining 1,4-cyclohexane dimethanol (CHDM) with 1,6-hexanediol has a high hydrophobicity from its structure, There is also a difficulty in introducing the water-soluble structure into the polyurethane production process in order to make the polyurethane water-soluble when producing the water-based polyurethane which is attracting attention. Further, 1,4-cyclohexane dimethanol (CHDM) has a cyclohexane ring structure in the molecule, and since such a cyclohexane ring structure has a flexible ring structure and the hydroxyl group is bonded to the cyclohexane ring via a methylene group, And the hardness of the polyurethane obtained therefrom was not high.

예를 들어, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)은 폴리에스테르 합성에 사용되어 반응성을 향상시키고, 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 improve the reactivity and to improve the thermal stability, corrosion resistance, hydrolysis resistance, moldability, gloss, transparency, It is a high-value-added advanced raw material that increases the physical properties of polyester resins and promotes the development of new applications.

또한, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)의 응용분야로는 멜라민(melamine), 레졸(resol) 등 히드록시(hydroxy)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 폴리에스테르폴리올의 구성성분으로 사용된다. 이외에도 전자기기 회로기판의 내열 엔지니어링 플라스틱, 도료, PU 바인더, 액정 등에 사용된다.In addition, 1,4-cyclohexane dimethanol (CHDM) is used for coating resins containing hydroxy groups such as melamine and resol. In Korea, 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM) is used as a raw material for PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol), which is a resin having excellent strength, processability and transparency. When 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM) , And it is used as a component of the polyester polyol for the PU binder. 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 우레탄 (메트)아크릴레이트계 화합물은 높은 경화 경도, 플라스틱 및 유리와의 밀착성이 우수하고, 고온 고습하에서도 변색, 변형 등의 외관 변화를 수반하지 않고, 높은 유연성에 더하여 높은 투명성, 내침성, 내마모성을 나타내나, 상온에서 점도가 높은 액체이므로 사용하기에 불편한 단점이 있다.The urethane (meth) acrylate-based compound produced by using 1,4-cyclohexane dimethanol (CHDM) having various uses as described above is excellent in high curing hardness, excellent adhesion with plastic and glass, It has disadvantages in that it is not accompanied by changes in appearance such as discoloration and deformation and exhibits high transparency, sublimation resistance and abrasion resistance in addition to high flexibility, but is a liquid having a high viscosity at room temperature.

또한, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)을 이용하여 제조되는 우레탄 (메트)아크릴레이트나 이들을 포함하는 조성물은 우레탄 (메트)아크릴레이트의 합성시 점도가 높아져서 대규모로 제조를 할 수 없거나, 반응이 불균일해지기 때문에 얻어지는 우레탄 (메트)아크릴레이트나 이들 조성물이 저온하에서 백탁함으로써 투명성이 저하되거나 경화 도막이 고온하에서 형상 변화하는 등의 결점을 갖고 있어서 광경화성 코팅 수지로서는 불충분하였다.In addition, the urethane (meth) acrylate prepared by using 1,4-cyclohexane dimethanol (CHDM) or the composition containing them may not be able to be produced on a large scale because of the high viscosity of the urethane (meth) (Meth) acrylate and the resulting compositions become opaque at low temperatures, resulting in poor transparency or a shape change of the cured coating film at a high temperature, which is insufficient as a photocurable coating resin.

따라서, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)을 이용하여 제조되는 우레탄 (메트)아크릴레이트계 화합물과 동등 이상의 경도 및 굴절율을 가지며, 점도가 낮아서 대규모로 합성이 가능하고, 광경화성 코팅 수지 조성물 제조시에 사용하기에 용이한 우레탄 (메트)아크릴레이트계 화합물이 필요한 실정이다.
Therefore, it has a hardness and a refractive index equal to or higher than those of a urethane (meth) acrylate compound produced using 1,4-cyclohexane dimethanol (CHDM), has a low viscosity and can be synthesized on a large scale, A urethane (meth) acrylate-based compound that is easy to use at the time of production is required.

본 발명에서는 경도 및 굴절율이 높고, 점도가 낮아서 대규모로 합성이 가능하고, 사용이 용이한 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 및 이의 제조방법이 제공된다.
The present invention provides a photo-curable urethane (meth) acrylate having a high hardness and a high refractive index and a low viscosity, which can be synthesized on a large scale and is easy to use, and a process for producing the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트는, 하기의 화학식 1로 표시되는 물질이다:The photo-curable urethane (meth) acrylate according to an embodiment of the present invention is a material represented by the following formula (1)

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112015002363813-pat00001
Figure 112015002363813-pat00001

본 발명의 다른 실시예에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트의 제조방법은, 하기의 [화학식 2]의 화합물을 준비하는 제1단계;According to another embodiment of the present invention, there is provided a process for preparing a photocurable urethane (meth) acrylate comprising the steps of: preparing a compound represented by the following formula (2);

[화학식 2](2)

Figure 112015002363813-pat00002
Figure 112015002363813-pat00002

상기 화학식 2의 화합물 및 반응 용매를 반응기에 투입하여 교반하는 제2단계;A second step of adding the compound of Formula 2 and a reaction solvent to a reactor and stirring the mixture;

상기 반응기에 디이소시아네이트를 투입하고 교반하여 우레탄화 반응시켜 이소시아네이트기를 함유하는 우레탄 이소시아네이트 예비 중합체(Isocyanate-terminated urethane prepolymer)를 형성하는 제3단계; 및A third step of adding a diisocyanate to the reactor and stirring to form a urethane isocyanate prepolymer containing an isocyanate group; And

상기 우레탄 이소시아네이트 예비 중합체와 수산기를 함유한 (메트)아크릴레이트를 반응시켜 우레탄 (메트)아크릴레이트를 제조하는 제4단계를 포함하여 상기 [화학식 1]의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 제조한다.(Meth) acrylate by reacting the urethane isocyanate prepolymer with (meth) acrylate containing a hydroxyl group to prepare a photo-curable urethane (meth) acrylate of Formula 1 .

본 발명의 일 측에 따른 상기 [화학식 1]의 광경화성 우레탄(메트)아크릴레이트의 제조방법에서, 상기 반응 용매는 톨루엔(toluene), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone, MEK), 또는 아크릴레이트계 반응성 희석제일 수 있다.In the process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention, the reaction solvent is selected from the group consisting of toluene, methyl ethyl ketone (MEK) It can be a reactive diluent.

본 발명의 일 측에 따른 상기 [화학식 1]의 광경화성 우레탄(메트)아크릴레이트의 제조방법에서, 상기 제3단계에서 중합금지제 및 우레탄 반응 촉매가 더 투입될 수 있다.In the process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the above formula (1) according to one aspect of the present invention, the polymerization inhibitor and the urethane reaction catalyst may be further introduced in the third step.

본 발명의 일 측에 따른 상기 [화학식 1]의 광경화성 우레탄(메트)아크릴레이트의 제조방법에서, 상기 중합금지제는 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone, MQ), 디부틸하이드록시톨루엔(dibutylhydroxy toluene), 하이드로퀴논(hydroquinone), 하이드로퀴논모노메틸에테르(hydroquinone monomethyl ether) 및 페노티아진(phenothiazine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나이고, 상기 우레탄 반응 촉매는 디부틸주석 디라우레이트(Dibuthyltin dilaurate)일 수 있다.In the process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention, the polymerization inhibitor may be selected from the group consisting of methylhydroquinone (MQ), dibutylhydroxy toluene, Wherein the urethane reaction catalyst is any one selected from the group consisting of hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether and phenothiazine, and the urethane reaction catalyst may be dibutyltin dilaurate. have.

본 발명의 일 측에 따른 상기 [화학식 1]의 광경화성 우레탄(메트)아크릴레이트의 제조방법에서, 상기 디이소시아네이트 화합물은, 방향족 디이소시아네이트, 지환식 디이소시아네이트, 분지쇄를 갖는 지방족 디이소시아네이트, 및 방향족의 디이소시아네이트류를 수소 첨가하여 얻어지는 디이소시아네이트 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개일 수 있다.In the process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the above formula (1) according to one aspect of the present invention, the diisocyanate compound is an aromatic diisocyanate, an alicyclic diisocyanate, an aliphatic diisocyanate having a branched chain, A diisocyanate compound obtained by hydrogenating an aromatic diisocyanate, and the like.

본 발명의 일 측에 따른 상기 [화학식 1]의 광경화성 우레탄(메트)아크릴레이트의 제조방법에서, 상기 (메트)아크릴레이트는, 히드록시에틸 아크릴레이트(Hydroxyethyl acrylate, HEA), 히드록시프로필 아크릴레이트(Hydroxypropyl acrylate, HPA), 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트(Hydroxyethyl (meth)acrylate, HEMA), 히드록시부틸 아크릴레이트(Hydroxybutyl acrylate, HBA), 카프로락톤 아크릴레이트(Caprolactone acrylate), 및 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate, PETA)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In the process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention, the (meth) acrylate is at least one selected from the group consisting of hydroxyethyl acrylate (HEA), hydroxypropyl acrylate But are not limited to, hydroxypropyl acrylate (HPA), hydroxyethyl (meth) acrylate (HEMA), hydroxybutyl acrylate (HBA), caprolactone acrylate, And pentaerythritol triacrylate (PETA).

본 발명의 일 측에 따른 상기 [화학식 1]의 광경화성 우레탄(메트)아크릴레이트의 제조방법에서, 상기 제3단계에서 상기 반응기 내부 온도가 80℃ 이하로 유지된다.In the method for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the above formula (1) according to one aspect of the present invention, the internal temperature of the reactor is maintained at 80 캜 or lower in the third step.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광경화성 코팅 수지 조성물은, 상기 화학식 1의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 포함한다.
The photocurable coating resin composition according to another embodiment of the present invention includes the photocurable urethane (meth) acrylate of the above formula (1).

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트는, 1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-CHDM)을 이용하여 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트계 화합물보다 굴절율이 높고, 상온에서 낮은 점도의 액상으로 존재하여 사용이 편리하다. 또한, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트는 굴절율이 높기 때문에 경화 도막의 무지개 현상(rainbow effect)을 줄일 수 있으며, 낮은 점도의 액상으로 존재하여 대규모로 합성이 가능하고, 광경화성 수지 조성물 제조시에 사용이 용이한 장점이 있다.The photocurable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention has a refractive index higher than that of a urethane (meth) acrylate compound prepared using 1,4-cyclohexane dimethanol (1,4-CHDM) It is present in liquid state with low viscosity at room temperature and convenient to use. In addition, the photocurable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention can reduce the rainbow effect of the cured coating due to its high refractive index, and can be synthesized on a large scale by being present in a liquid phase having a low viscosity, There is an advantage that it is easy to use in manufacturing a photocurable resin composition.

나아가, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트는 고굴절율을 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 굴절율 및 표면경도가 높고, 내침성, 생산성, 내열성이 우수한 특성을 나타내기 위해 사용될 수 있다.Further, since the photo-curable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention can secure a high refractive index, it can be usefully used in a photo-curable resin composition applied to an optical component material, and a plastic film It can be used as a surface coating material of a substrate, exhibit high transparency in a optical product, a refractive index and a surface hardness of a cured product, and exhibit excellent abrasion resistance, productivity, and heat resistance.

우레탄 (메트)아크릴레이트 제조시 고점도화되지 않으며, 반응 부산물(byproduct)의 발생도 적기 때문에 높은 수율로 원하는 우레탄 (메트)아크릴레이트를 제조할 수 있다. 그 결과, 이로부터 제조되는 광경화성 수지 조성물(경화전)은 저온하에서 백탁에 의한 수지의 외관 악화가 없으며, 유리 또는 플라스틱 기재와의 밀착성이 우수하고, 높은 유연성 및 고내열성을 갖는다. 또한, 본 발명의 일 측에 따른 우레탄 (메트)아크릴레이트를 포함하는 광경화성 수지 조성물의 경화물은 투명성이 높고, 고온하에서도 변형이나 색상의 열화가 적다.
The urethane (meth) acrylate can not be made highly viscous in the production of urethane (meth) acrylate, and the generation of byproducts is small, so that a desired urethane (meth) acrylate can be produced at a high yield. As a result, the photo-curable resin composition (before curing) produced therefrom has no deterioration of the appearance of the resin due to opacity at low temperatures, has excellent adhesion with glass or plastic substrate, has high flexibility and high heat resistance. In addition, the cured product of the photo-curable resin composition containing urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention has high transparency and little deformation or deterioration of color even at a high temperature.

도 1은 본 발명의 일 측에서 실시예1에 따라 제조된 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트의 합성과정을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 측에서 실시예1에 따라 제조된 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 화합물의 1H-NMR 스펙트럼이다.
1 is a schematic diagram showing a process of synthesizing a photo-curable urethane (meth) acrylate produced according to Example 1 on one side of the present invention.
2 is a 1 H-NMR spectrum of a photo-curable urethane (meth) acrylate 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 우레탄 (메트)아크릴레이트 및 이의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a photocurable urethane (meth) acrylate 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 우레탄 (메트)아크릴레이트는, 하기의 화학식 1로 표시된다.The photo-curable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention is represented by the following formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112015002363813-pat00003

Figure 112015002363813-pat00003

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트는, 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)을 이용하여 제조되는 우레탄 (메트)아크릴레이트 화합물(하기의 화학식 3)에 시클로헥산고리와 에스테르기(COO-)가 추가적으로 결합되어 있다.The photo-curable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention can be produced by reacting a urethane (meth) acrylate compound (3) prepared by using 1,4-cyclohexane dimethanol (CHDM) with a cyclohexane ring And an ester group (COO < - >) are further bonded.

[화학식 3](3)

Figure 112015002363813-pat00004

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1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-CHDM)을 이용하여 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트는 상온에서 고점성 액체인 반면 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트는 상온에서 낮은 점도의 액체로 존재하여 우레탄 (메트)아크릴레이트 제조시 또는 이를 포함하는 광경화성 수지 조성물 제조시 사용이 편리하다. 또한, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 아크릴레이트는 굴절율이 높기 때문에 경화 도막의 무지개 현상(rainbow effect)을 줄일 수 있다.The urethane (meth) acrylate prepared using 1,4-cyclohexane dimethanol (1,4-CHDM) is a high viscosity liquid at room temperature, whereas the photo-curable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention It is present as a liquid having a low viscosity at room temperature and is convenient to use in the production of urethane (meth) acrylate or in the manufacture of a photocurable resin composition containing the same. In addition, the photocurable urethane acrylate according to one aspect of the present invention can reduce the rainbow effect of the cured coating because of its high refractive index.

나아가, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 이용하여 제조되는 광경화성 코팅 수지 조성물은 굴절율 및 표면경도가 높아서 광학재료에 사용되는 플라스틱 필름 기판의 표면 코팅물질로서 사용될 수 있고, 광학제품에서 투명성, 경화물의 굴절율 및 표면경도가 높고, 내침성, 생산성, 내열성이 우수한 특성을 나타내기 위해 사용될 수 있다.Further, the photocurable coating resin composition prepared using the photocurable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention has high refractive index and surface hardness and can be used as a surface coating material for a plastic film substrate used for an optical material , High transparency in optical products, high refractive index and surface hardness of cured products, and excellent properties of immersion, productivity and heat resistance.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트는 내마모성 및 내침성이 우수하여 하드코팅용 수지 조성물에 이용될 수 있다.The photo-curable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention is excellent in wear resistance and durability and can be used in a resin composition for hard coating.

또한, 본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트로부터 제조되는 광경화성 수지 조성물(경화전)은 저온하에서 백탁에 의한 수지의 외관 악화가 없으며, 유리 또는 플라스틱 기재와의 밀착성이 우수하고, 높은 유연성 및 고내열성을 갖는다. 또한, 본 발명의 일 측에 따른 우레탄 (메트)아크릴레이트를 포함하는 광경화성 수지 조성물의 경화물은 투명성이 높고, 고온하에서도 변형이나 색상의 열화가 적다.Further, the photo-curing resin composition (before curing) prepared from the photo-curable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention does not deteriorate the appearance of the resin due to opacity at low temperature and has excellent adhesion with glass or plastic substrate And has high flexibility and high heat resistance. In addition, the cured product of the photo-curable resin composition containing urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention has high transparency and little deformation or deterioration of color even at a high temperature.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트는 고굴절율과 저점도 특성이 있으며, 굴절율은 1.50 ~ 1.51이며, 점도는 25℃에서 1,200 ~ 24,000 cps 이다.
The photocurable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention has a high refractive index and a low viscosity, and has a refractive index of 1.50 to 1.51 and a viscosity of 1,200 to 24,000 cps at 25 占 폚.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트는 경화도를 향상시킬 수 있어서, 내침성, 내부식성, 내마모성 및 경도가 모두 우수한 피막을 형성할 수 있다.The photo-curable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention can improve the degree of curing and can form a film having excellent ablative resistance, corrosion resistance, abrasion resistance and hardness.

본 발명의 일 측에 따른 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 포함하는 수지 조성물에서, 수지의 굴절율이 높아 프리즘 시트에 적용시 휘도 상승 효과가 크고, 경화 후 탄성력이 우수하여 취급성 및 운송시 발생할 수 있는 외관 손상의 문제를 미연에 방지할 수 있으며, 상온에서 점도가 매우 낮아 작업자의 작업성이 용이하여 양산성을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 내황변성이 우수한 광경화 수지 조성물을 제공할 수 있다.
In the resin composition containing the photo-curable urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention, the refractive index of the resin is high and the effect of increasing the brightness when applied to the prism sheet is large and the elastic force after curing is excellent. Can be prevented in advance, and it is possible to provide a photocurable resin composition which not only has a high viscosity at room temperature, but also can be easily worked by a worker, thereby maximizing mass productivity and having excellent vulcanization resistance.

본 발명의 일 측에 따라 상기 화학식 1의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 제조하는 방법의 개략적인 모식도는 도 1에 나타내었다.
A schematic diagram of a method for producing the photo-curable urethane (meth) acrylate of Formula 1 according to one aspect of the present invention is shown in FIG.

본 발명의 일 측에 따른 상기 화학식 1의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 제조하는 방법은 하기 화학식 2의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸-4'-(히드록시메틸)시클로헥산 카복실레이트(4-(hydroxymethyl)cyclohexylmethyl-4'-(hydroxymethyl)cyclohexane carboxylate)을 이용하여 제조된다:According to one aspect of the present invention, there is provided a process for preparing a photo-curable urethane (meth) acrylate of formula 1 comprising reacting 4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4 '- (hydroxymethyl) cyclohexanecarboxylate (Hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4 '- (hydroxymethyl) cyclohexane carboxylate.

[화학식 2](2)

Figure 112015002363813-pat00005

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본 발명의 일 측에 따른 상기 화학식 1의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 제조하기 위해서는 상기 화학식 2의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸-4'-(히드록시메틸)시클로헥산 카복실레이트, 반응용매를 반응기에 투입한다. 이때, 중합금지제 및 우레탄 반응 촉매가 더 투입될 수 있다.To prepare the photo-curable urethane (meth) acrylate of Formula 1 according to one aspect of the present invention, 4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4 '- (hydroxymethyl) cyclohexanecarboxylate , The reaction solvent is introduced into the reactor. At this time, a polymerization inhibitor and a urethane reaction catalyst may be further added.

사용되는 반응용매는 톨루엔(toluene), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone, MEK)을 포함하는 유기용매, 또는 아크릴레이트계 반응성 희석제일 수 있으며 아크릴레이트계 반응성 희석제는 모노-아크릴레이트, 디-아크릴레이트, 트리-아크릴레이트, 또는 테트라아크릴레이트일 수 있으며, 중합금지제는 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone, MQ)이고, 우레탄 반응 촉매는 디부틸주석 디라우레이트(Dibuthyltin dilaurate)일 수 있다. 중합금지제는 메틸하이드로퀴논 대신에 디부틸하이드록시톨루엔(dibutylhydroxy toluene), 하이드로퀴논(hydroquinone), 하이드로퀴논모노메틸에테르(hydroquinone monomethyl ether) 또는 페노티아진(phenothiazine)이 사용될 수 있다.The reaction solvent used may be an organic solvent including toluene, methyl ethyl ketone (MEK), or an acrylate reactive diluent, and the acrylate reactive diluent may be mono-acrylate, di-acrylate , Tri-acrylate, or tetraacrylate, the polymerization inhibitor may be methylhydroquinone (MQ), and the urethane reaction catalyst may be dibutyltin dilaurate. As the polymerization inhibitor, dibutylhydroxy toluene, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether or phenothiazine may be used instead of methylhydroquinone.

이후, 반응기에 디이소시아네이트 화합물을 더 투입하여 [화학식 2]의 디올 화합물과 디이소시아네이트를 반응시킨다. 또한, 본 단계에서 [화학식 2]의 디올 화합물과 디이소시아네이트를 반응시킨 후 히드록시에틸 아크릴레이트(Hydroxyethyl acrylate, HEA)를 첨가하는 것이 바람직하나, 이와 달리 디이소시아네이트와 히드록시에틸 아크릴레이트(HEA)를 반응시킨 후 [화학식 2]의 디올 화합물을 첨가하여 반응시킬 수 있다. 상기 디이소시아네이트 화합물은, 방향족 디이소시아네이트, 지환식 디이소시아네이트, 분지쇄를 갖는 지방족 디이소시아네이트, 및 방향족의 디이소시아네이트류를 수소 첨가하여 얻어지는 디이소시아네이트 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개일 수 있다.Thereafter, a diisocyanate compound is further added to the reactor to react the diol compound of the formula (2) with the diisocyanate. In this step, it is preferable to react the diol compound of formula (2) with a diisocyanate followed by the addition of hydroxyethyl acrylate (HEA). Alternatively, diisocyanate and hydroxyethyl acrylate (HEA) And then adding a diol compound represented by the formula (2). The diisocyanate compound may be at least one selected from the group consisting of an aromatic diisocyanate, an alicyclic diisocyanate, an aliphatic diisocyanate having a branched chain, and a diisocyanate compound obtained by hydrogenating an aromatic diisocyanate.

구체적으로, 본 발명의 일 측에 따른 상기 화학식 1의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 제조하는 데에 이용되는 디이소시아네이트 화합물은, 방향족 디이소시아네이트, 지환족 디이소시아네이트 및 지방족 디이소시아네이트를 포함하며, 바람직하게 방향족 디이소시아네이트는 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate, TDI) 또는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethane diisocyanate, MDI)일 수 있으며, 지방족 디이소시아네이트는 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,6-hexamethylene diisocyanate, HDI)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. Specifically, the diisocyanate compound used for producing the photo-curable urethane (meth) acrylate of Formula 1 according to one aspect of the present invention includes an aromatic diisocyanate, an alicyclic diisocyanate, and an aliphatic diisocyanate, Preferably, the aromatic diisocyanate may be toluene diisocyanate (TDI) or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), and the aliphatic diisocyanate may be 1,6-hexa But is not limited to, 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI).

또한, 지방족 디이소시아네이트로는 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트 또는 다이머산의 카르복실기를 이소시아네이트기로 전화한 다이머 디이소시아네이트 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.Examples of the aliphatic diisocyanate include aliphatic diisocyanates such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, Dimer diisocyanate, which is called an isocyanate group, but is not limited thereto.

지환족 디이소시아네이트로는 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1-메틸-2,6-시클로헥산 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 또는 1,3-비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.Examples of the alicyclic diisocyanate include 1,4-cyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1-methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate, 1-methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate, -Dicyclohexylmethane diisocyanate or 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, but are not limited thereto.

방향족 디이소시아네이트로는 자일릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, m-페닐렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐디메틸메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디벤질 디이소시아네이트, 디알킬디페닐메탄 디이소시아네이트, 테트라알킬디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트 또는 m-테트라메틸자일릴렌디이소시아네이트 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.Examples of the aromatic diisocyanate include xylylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, Isocyanate, isocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 4,4'-dibenzyldiisocyanate, dialkyldiphenylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate , 1,5-naphthylene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, phenylene diisocyanate or m-tetramethyl xylylene diisocyanate , But is not limited thereto.

바람직하게, 본 발명의 일 측에 따른 상기 화학식 1의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 제조하는 데에 이용되는 디이소시아네이트 화합물은, 이소포론 디이소시아네이트(IPDI, isophorone diisocyanate), 4,4'-메틸렌 디시클로헥실 디이소시아네이트(4,4'-Methylene dicyclohexyl diisocyanate, H12MDI) 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HMDI)일 수 있다. Preferably, the diisocyanate compound used to prepare the photocurable urethane (meth) acrylate of Formula 1 according to one aspect of the present invention is selected from the group consisting of isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'- Methylene dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI), or hexamethylene diisocyanate (HMDI).

상기 반응 원료들을 이용하여 우레탄 이소시아네이트 예비 중합체(Isocyanate-terminated urethane prepolymer)를 제조한 후, 이를 (메트)아크릴레이트와 반응시켜서 최종 산물인 상기 화학식 1의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 제조한다. 여기서, (메트)아크릴레이트는, 히드록시에틸 아크릴레이트(Hydroxyethyl acrylate, HEA), 히드록시프로필 아크릴레이트(Hydroxypropyl acrylate, HPA), 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트(Hydroxyethyl (meth)acrylate, HEMA), 히드록시부틸 아크릴레이트(Hydroxybutyl acrylate, HBA), 카프로락톤 아크릴레이트(Caprolactone acrylate), 및 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate, PETA)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The reaction materials are used to prepare an isocyanate-terminated urethane prepolymer, which is then reacted with (meth) acrylate to prepare a photo-curable urethane (meth) acrylate of the formula (1). The (meth) acrylate may be at least one selected from the group consisting of hydroxyethyl acrylate (HEA), hydroxypropyl acrylate (HPA), hydroxyethyl (meth) acrylate (HEMA) But are not limited to, hydroxybutyl acrylate (HBA), caprolactone acrylate, and pentaerythritol triacrylate (PETA).

또한, 본 발명의 일 측에 따른 상기 [화학식 1]의 광경화성 우레탄(메트)아크릴레이트의 제조방법에서, 상기 우레탄 이소시아네이트 예비 중합체(Isocyanate-terminated urethane prepolymer)를 제조하는 제3단계에서 이 반응이 발열반응이기 때문에 상기 반응기 내부 온도가 80℃ 이하로 유지되어야 하며, 반응이 일어나기 위해 반응기 내부 온도는 50℃ 이상으로 유지되어야 한다. 즉, 반응기 내부 온도는 50℃ ~ 80℃일 수 있다. Further, in the process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the above formula (1) according to one aspect of the present invention, in the third step of producing the urethane isocyanate prepolymer, Since the reaction is exothermic, the internal temperature of the reactor should be kept below 80 ° C, and the internal temperature of the reactor should be maintained at 50 ° C or higher for the reaction to occur. That is, the internal temperature of the reactor may be 50 ° C to 80 ° C.

이하에서는 본 발명의 실시예와 1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-CHDM)을 이용하여 제조되는 우레탄 (메트)아크릴레이트의 제조방법(비교예)을 상세히 설명한다.Hereinafter, examples of the present invention and methods for producing urethane (meth) acrylate prepared by using 1,4-cyclohexane dimethanol (1,4-CHDM) (comparative examples) will be described in detail.

[화학식 1]의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트:The photo-curable urethane (meth) acrylate of the formula (1)

Figure 112015002363813-pat00006

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[화학식 2]의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸-4'-(히드록시메틸)시클로헥산 카복실레이트(4-(hydroxymethyl)cyclohexylmethyl-4'-(hydroxymethyl)cyclohexane carboxylate):4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4 '- (hydroxymethyl) cyclohexane carboxylate of the formula 2: 4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4'- (hydroxymethyl) cyclohexanecarboxylate

[화학식 2](2)

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실시예 1Example 1

[화학식 1]의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 제조방법A process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the formula (1)

[화학식 2]의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸-4'-(히드록시메틸)시클로헥산 카복실레이트 236 g(0.83 mol), 톨루엔(Toluene) 199 g(173 ml), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI, isophorone diisocyanate) 367 g(1.65 mol)을 4구 500 mL 둥근 플라스크 반응기에 투입한다. 반응기 내부 온도를 40℃로 설정한 후 상기 반응원료들을 교반하면서 중합금지제인 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone, MQ) 1g을 반응기에 투여하여 완전히 용해시킨다. 반응원료들이 용해된 것을 확인한 후 촉매로 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.2 g을 천천히 반응기에 투여한다. 이때, 발열반응이 생기기 때문에 반응기 내부 온도가 80℃가 넘어가지 않도록 조절한다. 촉매를 투여한 후 온도를 서서히 승온시키면서 80℃에서 3시간 동안 반응시킨다. 상기 반응원료 중 [화학식 2]의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸-4'-(히드록시메틸)시클로헥산 카복실레이트가 소진된 것을 확인한 후 히드록시에틸 아크릴레이트(Hydroxyethyl acrylate, HEA) 191 g(1.65 mol)을 투입한 후 80℃에서 추가로 3시간 동안 반응시킨다. 이때, 적정에 의해 NCO %(-N=C=O기를 이용한 적정 방법)가 0.2 이하인 것을 확인하거나 반응 혼합물의 IR 상에서의 NCO 피크가 소멸된 것으로 반응이 완결된 것으로 판단한다. 이후 6시간 경과 후 서서히 냉각시키면서 합성 반응을 종료한다.
236 g (0.83 mol) of 4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4 '- (hydroxymethyl) cyclohexanecarboxylate of the formula 2, 199 g (173 ml) of toluene, 173 ml of isophorone diisocyanate (IPDI, isophorone diisocyanate) (367 g, 1.65 mol) are placed in a four-neck 500 mL round flask reactor. After setting the internal temperature of the reactor to 40 ° C, 1 g of methylhydroquinone (MQ) as a polymerization inhibitor is completely dissolved in the reactor while stirring the reaction materials. After confirming that the reaction materials are dissolved, 0.2 g of dibutyltin dilaurate (DBTDL) is slowly added to the reactor as a catalyst. At this time, since an exothermic reaction occurs, the internal temperature of the reactor is controlled so as not to exceed 80 ° C. After the catalyst is added, the reaction is carried out at 80 ° C for 3 hours while gradually raising the temperature. After confirming that the 4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4 '- (hydroxymethyl) cyclohexanecarboxylate of Formula 2 was exhausted, hydroxyethyl acrylate (HEA) 191 g (1.65 mol), and the mixture is further reacted at 80 ° C. for 3 hours. At this time, it is determined by titration that the NCO% (titration method using the -N = C = O group) is 0.2 or less, or the NCO peak in the IR phase of the reaction mixture disappears and the reaction is judged to be completed. After the lapse of 6 hours, the synthesis reaction is terminated while cooling slowly.

이소시아네이트(NCO)기 적정Isocyanate (NCO) titration

이소시아네이트기 농도는 아래와 같이 측정하였다. 이러한 측정은 100 mL의 유리 플라스크로 교반기에 의해 교반하면서 수행하였다.The isocyanate group concentration was measured as follows. This measurement was carried out with a stirrer with a 100 mL glass flask.

(블랭크값의 측정)(Measurement of Blank Value)

15 mL의 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF)에 디부틸아민(dibutylamine)이 포함된 테트라하이드로퓨란(THF) 용액(0.1N) 15 mL을 첨가하고, 브로모페놀 블루(1% 메탄올 희석액)를 3방울 첨가하여 청색으로 착색시킨 후, 규정도가 0.1N인 HCl 수용액으로 적정하였다. 변색이 보인 시점의 HCl 수용액의 적정량을 Vb(mL)로 하였다.To 15 mL of tetrahydrofuran (THF) was added 15 mL of a tetrahydrofuran (THF) solution (0.1 N) containing dibutylamine, and bromophenol blue (1% methanol dilution) After dropwise addition, the solution was colored with blue, and the solution was titrated with a 0.1 N aqueous HCl solution. The appropriate amount of aqueous HCl solution at the time point of discoloration was defined as Vb (mL).

(실측 이소시아네이트기 농도의 측정)(Measurement of actual isocyanate group concentration)

샘플을 Ws(g) 칭량하고, 15 mL의 테트라하이드로퓨란(THF)에 용해시키고, 디부틸아민(dibutylamine)이 포함된 테트라하이드로퓨란(THF) 용액(0.1N) 15 mL을 첨가하였다. 용액화된 것을 확인한 후, 브로모페놀 블루(1% 메탄올 희석액)를 3방울 첨가하여 청색으로 착색시킨 후, 규정도가 0.1N인 HCl 수용액으로 적정하였다. 변색이 보인 시점의 HCl 수용액의 적정량을 Vs(mL)로 하였다. 이하의 계산식에 의해 샘플 중의 이소시아네이트기 농도를 산출하였다.
The sample was weighed in Ws (g), dissolved in 15 mL of tetrahydrofuran (THF) and 15 mL of a tetrahydrofuran (THF) solution (0.1 N) containing dibutylamine was added. After confirming that the solution had been solubilized, 3 drops of bromophenol blue (1% methanol diluted solution) were added and the solution was colored blue, and the solution was titrated with a 0.1 N aqueous HCl solution. The appropriate amount of aqueous HCl solution at the point of discoloration was defined as Vs (mL). The isocyanate group concentration in the sample was calculated by the following equation.

이소시아네이트기 농도(중량%) = (Vb-Vs)×1.005×0.42÷Ws
Isocyanate group concentration (% by weight) = (Vb-Vs) 占 1.005 占 0.42 占 Ws

실시예 2Example 2

[화학식 1]의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 제조방법A process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the formula (1)

[화학식 2]의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸-4'-(히드록시메틸)시클로헥산 카복실레이트 236 g(0.83 mol), 톨루엔(Toluene) 199 g(173 ml), 4,4'-메틸렌 디시클로헥실 디이소시아네이트(4,4'-Methylene dicyclohexyl diisocyanate, H12MDI) 432 g(1.65 mol)을 4구 500 mL 둥근 플라스크 반응기에 투입한다. 반응기 내부 온도를 40℃로 설정한 후 상기 반응원료들을 교반하면서 중합금지제인 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone, MQ) 1g을 반응기에 투여하여 완전히 용해시킨다. 반응원료들이 용해된 것을 확인한 후 촉매로 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.2 g을 천천히 반응기에 투여한다. 이때, 발열반응이 생기기 때문에 반응기 내부 온도가 80℃가 넘어가지 않도록 조절한다. 촉매를 투여한 후 온도를 서서히 승온시키면서 80℃에서 3시간 동안 반응시킨다. 상기 반응원료 중 [화학식 2]의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸-4'-(히드록시메틸)시클로헥산 카복실레이트가 소진된 것을 확인한 후 히드록시에틸 아크릴레이트(Hydroxyethyl acrylate, HEA) 191 g(1.65 mol)을 투입한 후 80℃에서 추가로 3시간 동안 반응시킨다. 이때, 적정에 의해 NCO %(-N=C=O기를 이용한 적정 방법)가 0.2 이하인 것을 확인하거나 반응 혼합물의 IR 상에서의 NCO 피크가 소멸된 것으로 반응이 완결된 것으로 판단한다. 이후 6시간 경과 후 서서히 냉각시키면서 합성 반응을 종료한다.
236 g (0.83 mol) of 4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4'- (hydroxymethyl) cyclohexanecarboxylate of Formula 2, 199 g (173 ml) of toluene (Toluene) 432 g (1.65 mol) of 4,4'-methylene dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI) are put into a four-neck 500 mL round flask reactor. After setting the internal temperature of the reactor to 40 ° C, 1 g of methylhydroquinone (MQ) as a polymerization inhibitor is completely dissolved in the reactor while stirring the reaction materials. After confirming that the reaction materials are dissolved, 0.2 g of dibutyltin dilaurate (DBTDL) is slowly added to the reactor as a catalyst. At this time, since an exothermic reaction occurs, the internal temperature of the reactor is controlled so as not to exceed 80 ° C. After the catalyst is added, the reaction is carried out at 80 ° C for 3 hours while gradually raising the temperature. After confirming that the 4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4 '- (hydroxymethyl) cyclohexanecarboxylate of Formula 2 was exhausted, hydroxyethyl acrylate (HEA) 191 g (1.65 mol), and the mixture is further reacted at 80 ° C. for 3 hours. At this time, it is determined by titration that the NCO% (titration method using the -N = C = O group) is 0.2 or less, or the NCO peak in the IR phase of the reaction mixture disappears and the reaction is judged to be completed. After the lapse of 6 hours, the synthesis reaction is terminated while cooling slowly.

실시예 3Example 3

[화학식 1]의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 제조방법A process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the formula (1)

[화학식 2]의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸-4'-(히드록시메틸)시클로헥산 카복실레이트 236 g(0.83 mol), 톨루엔(Toluene) 199 g(173 ml), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HMDI) 277 g(1.65 mol)을 4구 500 mL 둥근 플라스크 반응기에 투입한다. 반응기 내부 온도를 40℃로 설정한 후 상기 반응원료들을 교반하면서 중합금지제인 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone, MQ) 1g을 반응기에 투여하여 완전히 용해시킨다. 반응원료들이 용해된 것을 확인한 후 촉매로 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.2 g을 천천히 반응기에 투여한다. 이때, 발열반응이 생기기 때문에 반응기 내부 온도가 80℃가 넘어가지 않도록 조절한다. 촉매를 투여한 후 온도를 서서히 승온시키면서 80℃에서 3시간 동안 반응시킨다. 상기 반응원료 중 [화학식 2]의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸-4'-(히드록시메틸)시클로헥산 카복실레이트가 소진된 것을 확인한 후 히드록시에틸 아크릴레이트(Hydroxyethyl acrylate, HEA) 191 g(1.65 mol)을 투입한 후 80℃에서 추가로 3시간 동안 반응시킨다. 이때, 적정에 의해 NCO %(-N=C=O기를 이용한 적정 방법)가 0.2 이하인 것을 확인하거나 반응 혼합물의 IR 상에서의 NCO 피크가 소멸된 것으로 반응이 완결된 것으로 판단한다. 이후 6시간 경과 후 서서히 냉각시키면서 합성 반응을 종료한다.
236 g (0.83 mol) of 4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4 '- (hydroxymethyl) cyclohexanecarboxylate of Formula 2, 199 g (173 ml) of toluene, 173 ml of hexamethylene diisocyanate 277 g (1.65 mol) of hexamethylene diisocyanate (HMDI) are introduced into a four-neck 500 mL round flask reactor. After setting the internal temperature of the reactor to 40 ° C, 1 g of methylhydroquinone (MQ) as a polymerization inhibitor is completely dissolved in the reactor while stirring the reaction materials. After confirming that the reaction materials are dissolved, 0.2 g of dibutyltin dilaurate (DBTDL) is slowly added to the reactor as a catalyst. At this time, since an exothermic reaction occurs, the internal temperature of the reactor is controlled so as not to exceed 80 ° C. After the catalyst is added, the reaction is carried out at 80 ° C for 3 hours while gradually raising the temperature. After confirming that the 4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4 '- (hydroxymethyl) cyclohexanecarboxylate of Formula 2 was exhausted, hydroxyethyl acrylate (HEA) 191 g (1.65 mol), and the mixture is further reacted at 80 ° C. for 3 hours. At this time, it is determined by titration that the NCO% (titration method using the -N = C = O group) is 0.2 or less, or the NCO peak in the IR phase of the reaction mixture disappears and the reaction is judged to be completed. After the lapse of 6 hours, the synthesis reaction is terminated while cooling slowly.

실시예 4Example 4

[화학식 1]의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 제조방법A process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the formula (1)

[화학식 2]의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸-4'-(히드록시메틸)시클로헥산 카복실레이트 236 g(0.83 mol), 톨루엔(Toluene) 199 g(173 ml), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI, isophorone diisocyanate) 367 g(1.65 mol)을 4구 500 mL 둥근 플라스크 반응기에 투입한다. 반응기 내부 온도를 40℃로 설정한 후 상기 반응원료들을 교반하면서 중합금지제인 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone, MQ) 1g을 반응기에 투여하여 완전히 용해시킨다. 반응원료들이 용해된 것을 확인한 후 촉매로 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.2 g을 천천히 반응기에 투여한다. 이때, 발열반응이 생기기 때문에 반응기 내부 온도가 80℃가 넘어가지 않도록 조절한다. 촉매를 투여한 후 온도를 서서히 승온시키면서 80℃에서 3시간 동안 반응시킨다. 상기 반응원료 중 [화학식 2]의 4-(히드록시메틸)시클로헥실메틸-4'-(히드록시메틸)시클로헥산 카복실레이트가 소진된 것을 확인한 후 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate, PETA) 492 g(1.65 mol)을 투입한 후 80℃에서 추가로 3시간 동안 반응시킨다. 이때, 적정에 의해 NCO %(-N=C=O기를 이용한 적정 방법)가 0.2 이하인 것을 확인하거나 반응 혼합물의 IR 상에서의 NCO 피크가 소멸된 것으로 반응이 완결된 것으로 판단한다. 이후 6시간 경과 후 서서히 냉각시키면서 합성 반응을 종료한다.
236 g (0.83 mol) of 4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4 '- (hydroxymethyl) cyclohexanecarboxylate of the formula 2, 199 g (173 ml) of toluene, 173 ml of isophorone diisocyanate (IPDI, isophorone diisocyanate) (367 g, 1.65 mol) are placed in a four-neck 500 mL round flask reactor. After setting the internal temperature of the reactor to 40 ° C, 1 g of methylhydroquinone (MQ) as a polymerization inhibitor is completely dissolved in the reactor while stirring the reaction materials. After confirming that the reaction materials are dissolved, 0.2 g of dibutyltin dilaurate (DBTDL) is slowly added to the reactor as a catalyst. At this time, since an exothermic reaction occurs, the internal temperature of the reactor is controlled so as not to exceed 80 ° C. After the catalyst is added, the reaction is carried out at 80 ° C for 3 hours while gradually raising the temperature. After confirming that the 4- (hydroxymethyl) cyclohexylmethyl-4 '- (hydroxymethyl) cyclohexanecarboxylate of Formula 2 was depleted, pentaerythritol triacrylate (PETA) 492 g (1.65 mol), and the mixture is further reacted at 80 ° C. for 3 hours. At this time, it is determined by titration that the NCO% (titration method using the -N = C = O group) is 0.2 or less, or the NCO peak in the IR phase of the reaction mixture disappears and the reaction is judged to be completed. After the lapse of 6 hours, the synthesis reaction is terminated while cooling slowly.

도 2는 본 발명의 일 측에서 실시예1에 따라 제조된 광경화성 단량체 화합물의 1H-NMR 스펙트럼이다. 도 2를 참고하면, 3.5 - 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 우레탄 (메트)아크릴레이트 화합물 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 3.5 to 3.9 ppm, and the hydrogen peak of the acrylate double bond was observed at 5.8 to 6.4 ppm. The photocurable urethane of formula (1) ) Acrylate compound was synthesized.

비교예 1Comparative Example 1

[화학식 3]의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 제조방법A process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the general formula (3)

1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-CHDM) 120 g(0.83 mol), 톨루엔(Toluene) 199 g(173 ml), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI, isophorone diisocyanate) 367 g(1.65 mol)을 4구 500 mL 둥근 플라스크 반응기에 투입한다. 반응기 내부 온도를 40℃로 설정한 후 상기 반응원료들을 교반하면서 중합금지제인 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone, MQ) 1g을 반응기에 투여하여 완전히 용해시킨다. 반응원료들이 용해된 것을 확인한 후 촉매로 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.2 g을 천천히 반응기에 투여한다. 이때, 발열반응이 생기기 때문에 반응기 내부 온도가 80℃가 넘어가지 않도록 조절한다. 촉매를 투여한 후 온도를 서서히 승온시키면서 80℃에서 3시간 동안 반응시킨다. 상기 반응원료 중 1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-CHDM)이 소진된 것을 확인한 후 히드록시에틸 아크릴레이트(Hydroxyethyl acrylate, HEA) 191 g(1.65 mol)을 투입한 후 80℃에서 추가로 3시간 동안 반응시킨다. 이때, 적정에 의해 NCO %(-N=C=O기를 이용한 적정 방법)가 0.2 이하인 것을 확인하거나 반응 혼합물의 IR 상에서의 NCO 피크가 소멸된 것으로 반응이 완결된 것으로 판단한다. 이후 6시간 경과 후 서서히 냉각시키면서 합성 반응을 종료한다.
120 g (0.83 mol) of 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-CHDM, 199 g (173 ml) of toluene, isophorone diisocyanate (IPDI) 367 g (1.65 mol) is put into a four-neck 500 mL round flask reactor. After setting the internal temperature of the reactor to 40 ° C, 1 g of methylhydroquinone (MQ) as a polymerization inhibitor is completely dissolved in the reactor while stirring the reaction materials. After confirming that the reaction materials are dissolved, 0.2 g of dibutyltin dilaurate (DBTDL) is slowly added to the reactor as a catalyst. At this time, since an exothermic reaction occurs, the internal temperature of the reactor is controlled so as not to exceed 80 ° C. After the catalyst is added, the reaction is carried out at 80 ° C for 3 hours while gradually raising the temperature. After confirming that 1,4-cyclohexanedimethanol (1,4-CHDM) was exhausted from the reaction starting materials, 191 g (1.65 mol) of hydroxyethyl acrylate (HEA) was added and then added at 80 ° C. For 3 hours. At this time, it is determined by titration that the NCO% (titration method using the -N = C = O group) is 0.2 or less, or the NCO peak in the IR phase of the reaction mixture disappears and the reaction is judged to be completed. After the lapse of 6 hours, the synthesis reaction is terminated while cooling slowly.

비교예 2Comparative Example 2

[화학식 3]의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 제조방법A process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the general formula (3)

1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-CHDM) 120 g(0.83 mol), 톨루엔(Toluene) 199 g(173 ml), 4,4'-메틸렌 디시클로헥실 디이소시아네이트(4,4'-Methylene dicyclohexyl diisocyanate, H12MDI) 432 g(1.65 mol)을 4구 500 mL 둥근 플라스크 반응기에 투입한다. 반응기 내부 온도를 40℃로 설정한 후 상기 반응원료들을 교반하면서 중합금지제인 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone, MQ) 1g을 반응기에 투여하여 완전히 용해시킨다. 반응원료들이 용해된 것을 확인한 후 촉매로 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.2 g을 천천히 반응기에 투여한다. 이때, 발열반응이 생기기 때문에 반응기 내부 온도가 80℃가 넘어가지 않도록 조절한다. 촉매를 투여한 후 온도를 서서히 승온시키면서 80℃에서 3시간 동안 반응시킨다. 상기 반응원료 중 1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-CHDM)이 소진된 것을 확인한 후 히드록시에틸 아크릴레이트(Hydroxyethyl acrylate, HEA) 191 g(1.65 mol)을 투입한 후 80℃에서 추가로 3시간 동안 반응시킨다. 이때, 적정에 의해 NCO %(-N=C=O기를 이용한 적정 방법)가 0.2 이하인 것을 확인하거나 반응 혼합물의 IR 상에서의 NCO 피크가 소멸된 것으로 반응이 완결된 것으로 판단한다. 이후 6시간 경과 후 서서히 냉각시키면서 합성 반응을 종료한다.
120 g (0.83 mol) of 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-CHDM, 199 g (173 ml) of toluene, 174 ml of 4,4'-methylenedicyclohexyl diisocyanate (4,4'-Methylene dicyclohexyl diisocyanate, H12MDI) (432 g, 1.65 mol) are placed in a four-neck 500 mL round flask reactor. After setting the internal temperature of the reactor to 40 ° C, 1 g of methylhydroquinone (MQ) as a polymerization inhibitor is completely dissolved in the reactor while stirring the reaction materials. After confirming that the reaction materials are dissolved, 0.2 g of dibutyltin dilaurate (DBTDL) is slowly added to the reactor as a catalyst. At this time, since an exothermic reaction occurs, the internal temperature of the reactor is controlled so as not to exceed 80 ° C. After the catalyst is added, the reaction is carried out at 80 ° C for 3 hours while gradually raising the temperature. After confirming that 1,4-cyclohexanedimethanol (1,4-CHDM) was exhausted from the reaction starting materials, 191 g (1.65 mol) of hydroxyethyl acrylate (HEA) was added and then added at 80 ° C. For 3 hours. At this time, it is determined by titration that the NCO% (titration method using the -N = C = O group) is 0.2 or less, or the NCO peak in the IR phase of the reaction mixture disappears and the reaction is judged to be completed. After the lapse of 6 hours, the synthesis reaction is terminated while cooling slowly.

비교예 3Comparative Example 3

[화학식 3]의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 제조방법A process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the general formula (3)

1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-CHDM) 120 g(0.83 mol), 톨루엔(Toluene) 199 g(173 ml), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HMDI) 277 g(1.65 mol)을 4구 500 mL 둥근 플라스크 반응기에 투입한다. 반응기 내부 온도를 40℃로 설정한 후 상기 반응원료들을 교반하면서 중합금지제인 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone, MQ) 1g을 반응기에 투여하여 완전히 용해시킨다. 반응원료들이 용해된 것을 확인한 후 촉매로 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.2 g을 천천히 반응기에 투여한다. 이때, 발열반응이 생기기 때문에 반응기 내부 온도가 80℃가 넘어가지 않도록 조절한다. 촉매를 투여한 후 온도를 서서히 승온시키면서 80℃에서 3시간 동안 반응시킨다. 상기 반응원료 중 1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-CHDM)이 소진된 것을 확인한 후 히드록시에틸 아크릴레이트(Hydroxyethyl acrylate, HEA) 191 g(1.65 mol)을 투입한 후 80℃에서 추가로 3시간 동안 반응시킨다. 이때, 적정에 의해 NCO %(-N=C=O기를 이용한 적정 방법)가 0.2 이하인 것을 확인하거나 반응 혼합물의 IR 상에서의 NCO 피크가 소멸된 것으로 반응이 완결된 것으로 판단한다. 이후 6시간 경과 후 서서히 냉각시키면서 합성 반응을 종료한다.
120 g (0.83 mol) of 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-CHDM, 199 g (173 ml) of toluene, 273 g of hexamethylene diisocyanate (HMDI) g (1.65 mol) is put into a four-neck 500 mL round flask reactor. After setting the internal temperature of the reactor to 40 ° C, 1 g of methylhydroquinone (MQ) as a polymerization inhibitor is completely dissolved in the reactor while stirring the reaction materials. After confirming that the reaction materials are dissolved, 0.2 g of dibutyltin dilaurate (DBTDL) is slowly added to the reactor as a catalyst. At this time, since an exothermic reaction occurs, the internal temperature of the reactor is controlled so as not to exceed 80 ° C. After the catalyst is added, the reaction is carried out at 80 ° C for 3 hours while gradually raising the temperature. After confirming that 1,4-cyclohexanedimethanol (1,4-CHDM) was exhausted from the reaction starting materials, 191 g (1.65 mol) of hydroxyethyl acrylate (HEA) was added and then added at 80 ° C. For 3 hours. At this time, it is determined by titration that the NCO% (titration method using the -N = C = O group) is 0.2 or less, or the NCO peak in the IR phase of the reaction mixture disappears and the reaction is judged to be completed. After the lapse of 6 hours, the synthesis reaction is terminated while cooling slowly.

비교예 4Comparative Example 4

[화학식 3]의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 제조방법A process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of the general formula (3)

1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-CHDM) 120 g(0.83 mol), 톨루엔(Toluene) 199 g(173 ml), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI, isophorone diisocyanate) 367 g(1.65 mol)을 4구 500 mL 둥근 플라스크 반응기에 투입한다. 반응기 내부 온도를 40℃로 설정한 후 상기 반응원료들을 교반하면서 중합금지제인 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone, MQ) 1g을 반응기에 투여하여 완전히 용해시킨다. 반응원료들이 용해된 것을 확인한 후 촉매로 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.2 g을 천천히 반응기에 투여한다. 이때, 발열반응이 생기기 때문에 반응기 내부 온도가 80℃가 넘어가지 않도록 조절한다. 촉매를 투여한 후 온도를 서서히 승온시키면서 80℃에서 3시간 동안 반응시킨다. 상기 반응원료 중 1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-CHDM)이 소진된 것을 확인한 후 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate, PETA) 492 g(1.65 mol)을 투입한 후 80℃에서 추가로 3시간 동안 반응시킨다. 이때, 적정에 의해 NCO %(-N=C=O기를 이용한 적정 방법)가 0.2 이하인 것을 확인하거나 반응 혼합물의 IR 상에서의 NCO 피크가 소멸된 것으로 반응이 완결된 것으로 판단한다. 이후 6시간 경과 후 서서히 냉각시키면서 합성 반응을 종료한다.
120 g (0.83 mol) of 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-CHDM, 199 g (173 ml) of toluene, isophorone diisocyanate (IPDI) 367 g (1.65 mol) is put into a four-neck 500 mL round flask reactor. After setting the internal temperature of the reactor to 40 ° C, 1 g of methylhydroquinone (MQ) as a polymerization inhibitor is completely dissolved in the reactor while stirring the reaction materials. After confirming that the reaction materials are dissolved, 0.2 g of dibutyltin dilaurate (DBTDL) is slowly added to the reactor as a catalyst. At this time, since an exothermic reaction occurs, the internal temperature of the reactor is controlled so as not to exceed 80 ° C. After the catalyst is added, the reaction is carried out at 80 ° C for 3 hours while gradually raising the temperature. After confirming that 1,4-cyclohexanedimethanol (1,4-CHDM) was exhausted from the reaction mixture, 492 g (1.65 mol) of pentaerythritol triacrylate (PETA) was added thereto, For 3 hours. At this time, it is determined by titration that the NCO% (titration method using the -N = C = O group) is 0.2 or less, or the NCO peak in the IR phase of the reaction mixture disappears and the reaction is judged to be completed. After the lapse of 6 hours, the synthesis reaction is terminated while cooling slowly.

상기 비교예 1 내지 비교예 4(표 1), 실시예 1 내지 실시예4(표 2)에 따라 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트의 물성 데이터는 아래와 같다.
The physical property data of urethane (meth) acrylate prepared according to Comparative Examples 1 to 4 (Table 1) and Examples 1 to 4 (Table 2) are as follows.

비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 성상(25℃)Appearance (25 ℃) 무색 투명한 액체Colorless transparent liquid 무색 투명한 액체Colorless transparent liquid 겔(gel)화됨Gel 무색 투명한 액체Colorless transparent liquid 점도(cps, 65℃)Viscosity (cps, 65 ° C) 20002000 35003500 -- 30003000 굴절율(RI, 25℃)Refractive index (RI, 25 DEG C) 1.48901.4890 1.49101.4910 -- 1.48301.4830 광경화 후 필름 물성
(기판: 유리, 두께: 250 ㎛, 광개시제: 5 phr,
배합: 우레탄 (메트)아크릴레이트/Irgacure 184 = 100/5)
Film properties after photocuring
(Substrate: glass, thickness: 250 占 퐉, photoinitiator: 5 phr,
Formulation: urethane (meth) acrylate / Irgacure 184 = 100/5)
Pencil hardnessPencil hardness 2H2H 2H2H -- 6H6H Pendulum hardnessPendulum hardness 5050 4545 -- 6565

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 성상(25℃)Appearance (25 ℃) 무색 투명한 액체Colorless transparent liquid 무색 투명한 액체Colorless transparent liquid 무색 투명한 액체Colorless transparent liquid 무색 투명한 액체Colorless transparent liquid 점도(cps, 25℃)
Brookfield 점도계로 측정
Viscosity (cps, 25 캜)
Measured with a Brookfield Viscometer
1535015350 2335023350 12501250 64506450
점도(cps, 65℃)
Brookfield 점도계로 측
Viscosity (cps, 65 ° C)
Brookfield viscometer side
15001500 29002900 650650 23002300
굴절율(RI, 25℃)Refractive index (RI, 25 DEG C) 1.50501.5050 1.51041.5104 1.49921.4992 1.50281.5028 광경화 후 필름 물성
(기판: 유리, 두께: 250 ㎛, 광개시제: 5 phr,
배합: 우레탄 (메트)아크릴레이트/Irgacure 184 = 100/5)
Film properties after photocuring
(Substrate: glass, thickness: 250 占 퐉, photoinitiator: 5 phr,
Formulation: urethane (meth) acrylate / Irgacure 184 = 100/5)
Pencil hardnessPencil hardness 5B5B < 6B<6B < 6B<6B 3H3H Pendulum hardnessPendulum hardness 1515 1111 1111 --

성상 및 점도Properties and Viscosity

비교예에서 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트는 상온 또는 25℃에서는 점도 측정이 불가능할 정도로 점도가 매우 높은 액체여서 표 1에서 보는 바와 같이 60℃에서 점도를 측정하였다. The urethane (meth) acrylate prepared in the comparative example was a highly viscous liquid such that viscosity measurement at room temperature or 25 ° C was impossible, and viscosity was measured at 60 ° C as shown in Table 1.

반면, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트는 무색 투명한 액체이며, 25℃에서 점도가 1250 ~ 23350 cps 이고, 65℃에서는 점도가 650 ~ 2900 cps 이다. 결국, 본 발명의 일 측에 따라 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트의 점도는 1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-CHDM)으로부터 제조된 다른 우레탄 (메트)아크릴레이트계 화합물에 비해 상당히 낮은 편이다.
On the other hand, urethane (meth) acrylates prepared according to embodiments of the present invention are colorless transparent liquids having a viscosity of 1250 to 23350 cps at 25 ° C and a viscosity of 650 to 2900 cps at 65 ° C. As a result, the viscosity of the urethane (meth) acrylate prepared according to one aspect of the present invention is significantly higher than that of other urethane (meth) acrylate-based compounds prepared from 1,4-cyclohexane dimethanol It is low.

굴절율 Refractive index

굴절율은 Mettler Toledo사의 장비를 이용하여 측정하였으며, 비교예에서 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트의 굴절율은 1.48 ~ 1.49 이며, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트의 굴절율은 1.50 ~ 1.51인 것으로부터 상대적으로 높은 굴절율을 나타내고 있음을 알 수 있다.
The refractive index of the urethane (meth) acrylate prepared in the comparative example was 1.48 to 1.49, and the refractive index of the urethane (meth) acrylate prepared according to the embodiments of the present invention was It can be seen that the refractive index is relatively high from 1.50 to 1.51.

경도Hardness

상기 비교표에서, 경도(hardness)는 유리 기판을 사용하여 비교예 및 실시예에 따른 우레탄 (메트)아크릴레이트를 도포하고, 광경화시킨 후 측정된 도막물성을 나타낸다. 상기 비교표에서 나타낸 바와 같이, 도막의 두께는 250 ㎛ 이었으며, 광개시제는 5 phr(part per hundred, 단량체 100 g 사용시 광개시제 5 g을 사용함) 이었다.In the above comparative table, the hardness shows the physical properties of the coating film measured after applying the urethane (meth) acrylate according to the comparative example and the example using a glass substrate and photo-curing. As shown in the above comparison table, the thickness of the coating film 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 비교예에서 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트가 본 발명의 실시예에 따라 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트보다 약간 높으나, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트는 비교예보다 높은 유연성과 내충격성의 도막을 형성할 수 있다. The hardness is slightly higher than the urethane (meth) acrylate prepared in the comparative example, but the urethane (meth) acrylate prepared according to the embodiment of the present invention is comparable to the urethane It is possible to form a coating film having higher flexibility and impact resistance than the example.

즉, 비교예에서 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트가 경화, 경도가 우수하지만 상온에서 점도가 높은 액체이므로 사용이 불편하다는 단점이 있으나, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트는 상온에서 점도가 낮은 액체이므로 사용이 편리하고, 상기에서와 같이 굴절율이 높아서 경화 도막의 무지개 현상을 줄일 수 있는 장점이 있다.
That is, the urethane (meth) acrylate prepared in the comparative example is disadvantageous in that it is hard to use since it is excellent in hardness and hardness but is a liquid having a high viscosity at room temperature. However, the urethane (meth) acrylate Is a liquid having a low viscosity at room temperature, so that it is convenient to use, and the refractive index is high as described above, so that the rainbow phenomenon of the cured coating film can be reduced.

이로부터 본 발명의 실시예에 따라 제조된 우레탄 (메트)아크릴레이트는 이미 시판되고 있는 비교예의 우레탄 (메트)아크릴레이트와 비교했을 때, 동등 수준 이상의 굴절율을 나타내고, 25℃에서 무색 투명한 액체이며 점도가 낮아서 비교예보다 우수한 특성을 보인다. 이로 인해 경화 도막의 무지개 현상(rainbow effect)을 줄일 수 있으며, 낮은 점도의 액상으로 존재하여 대규모로 합성이 가능하고, 광경화성 수지 조성물 제조시에 사용이 용이한 장점이 있다.From this, it can be seen that the urethane (meth) acrylate prepared according to the embodiment of the present invention has a refractive index equal to or higher than that of the urethane (meth) acrylate of the comparative example already marketed and is a colorless transparent liquid at 25 캜, Is lower than that of the comparative example. As a result, it is possible to reduce the rainbow effect of the cured coating film, and it can be synthesized on a large scale by being present in a liquid state having a low viscosity, and it is advantageous in that it is easy to use in the manufacture of a photocurable resin composition.

나아가 우레탄 (메트)아크릴레이트 제조시 고점도화되지 않으며, 반응 부산물(byproduct)의 발생도 적기 때문에 높은 수율로 원하는 우레탄 (메트)아크릴레이트를 제조할 수 있다. 그 결과, 이로부터 제조되는 광경화성 수지 조성물(경화전)은 저온하에서 백탁에 의한 수지의 외관 악화가 없으며, 유리 또는 플라스틱 기재와의 밀착성이 우수하고, 높은 유연성 및 고내열성을 갖는다. 또한, 본 발명의 일 측에 따른 우레탄 (메트)아크릴레이트를 포함하는 광경화성 수지 조성물의 경화물은 투명성이 높고, 고온하에서도 변형이나 색상의 열화가 적다.
Further, since the urethane (meth) acrylate does not increase in viscosity and generates byproduct, the desired urethane (meth) acrylate can be produced at a high yield. As a result, the photo-curable resin composition (before curing) produced therefrom has no deterioration of the appearance of the resin due to opacity at low temperatures, has excellent adhesion with glass or plastic substrate, has high flexibility and high heat resistance. In addition, the cured product of the photo-curable resin composition containing urethane (meth) acrylate according to one aspect of the present invention has high transparency and little deformation or deterioration of color even at a high temperature.

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 우레탄 (메트)아크릴레이트 화합물:
[화학식 1]
Figure 112015002363813-pat00008

A photocurable urethane (meth) acrylate compound represented by the following formula (1):
[Chemical Formula 1]
Figure 112015002363813-pat00008

하기의 [화학식 2]의 화합물을 준비하는 제1단계;
[화학식 2]
Figure 112015064381226-pat00009

상기 화학식 2의 화합물 및 톨루엔(toluene)을 반응기에 투입하여 교반하는 제2단계;
상기 반응기에 디이소시아네이트 화합물을 투입하고 교반하여 우레탄화 반응시켜 이소시아네이트기를 함유하는 우레탄 이소시아네이트 예비 중합체(Isocyanate-terminated urethane prepolymer)를 형성하는 제3단계; 및
상기 우레탄 이소시아네이트 예비 중합체와 수산기를 함유한 (메트)아크릴레이트를 반응시켜 우레탄 (메트)아크릴레이트를 제조하는 제4단계를 포함하고,
상기 제3단계에서 디이소시아네이트 화합물은, 4,4'-메틸렌 디시클로헥실 디이소시아네이트(4,4'-Methylene dicyclohexyl diisocyanate, H12MDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI, isophorone diisocyanate), 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate, HMDI)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개이고,
상기 (메트)아크릴레이트는, 히드록시에틸 아크릴레이트(Hydroxyethyl acrylate, HEA) 및 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate, PETA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1개인 것을 특징으로 하는 제1항의 화학식 1의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트의 제조방법.
A first step of preparing a compound of the following formula (2);
(2)
Figure 112015064381226-pat00009

A second step of adding the compound of Formula 2 and toluene to the reactor and stirring the mixture;
A third step of adding a diisocyanate compound to the reactor and stirring the resultant mixture to form a urethane isocyanate prepolymer containing an isocyanate group; And
And a fourth step of reacting the urethane isocyanate prepolymer with (meth) acrylate containing a hydroxyl group to produce urethane (meth) acrylate,
In the third step, the diisocyanate compound is preferably selected from the group consisting of 4,4'-Methylene dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI), isophorone diisocyanate (IPDI), and hexamethylene diisocyanate (Hexamethylene diisocyanate, HMDI), and at least one selected from the group consisting of
Wherein the (meth) acrylate is at least one selected from the group consisting of hydroxyethyl acrylate (HEA) and pentaerythritol triacrylate (PETA). (Meth) acrylate.
삭제delete 제2항에 있어서,
상기 제3단계에서 중합금지제 및 우레탄 반응 촉매가 더 투입되고,
상기 중합금지제는 메틸하이드로퀴논(methylhydroquinone, MQ), 디부틸하이드록시톨루엔(dibutylhydroxy toluene), 하이드로퀴논(hydroquinone), 및 하이드로퀴논모노메틸에테르(hydroquinone monomethyl ether)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나이고,
상기 우레탄 반응 촉매는 디부틸주석 디라우레이트(Dibuthyltin dilaurate)인 것을 특징으로 하는 제1항의 화학식 1의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트의 제조방법.
3. The method of claim 2,
In the third step, a polymerization inhibitor and a urethane reaction catalyst are further introduced,
The polymerization inhibitor may be any one selected from the group consisting of methylhydroquinone (MQ), dibutylhydroxy toluene, hydroquinone, and hydroquinone monomethyl ether ,
The process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate of claim 1, wherein the urethane reaction catalyst is dibutyltin dilaurate.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 제3단계에서 상기 반응기 내부 온도가 50℃ ~ 80℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 제1항의 화학식 1의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트의 제조방법.
3. The method of claim 2,
The process for producing a photocurable urethane (meth) acrylate according to claim 1, wherein the temperature in the reactor is maintained at 50 ° C to 80 ° C in the third step.
제1항의 화학식 1의 광경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트를 포함하는 광경화성 코팅 수지 조성물.
A photocurable coating resin composition comprising a photocurable urethane (meth) acrylate of Chemical Formula 1 of claim 1.
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