RU2791556C2 - Bismuth compound, curable composition and hardened product - Google Patents
Bismuth compound, curable composition and hardened product Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791556C2 RU2791556C2 RU2020133808A RU2020133808A RU2791556C2 RU 2791556 C2 RU2791556 C2 RU 2791556C2 RU 2020133808 A RU2020133808 A RU 2020133808A RU 2020133808 A RU2020133808 A RU 2020133808A RU 2791556 C2 RU2791556 C2 RU 2791556C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bismuth
- meth
- compound
- phosphoric acid
- acid ester
- Prior art date
Links
Images
Abstract
SUBSTANCE: bismuth compound for obtaining a hardened product, in which a phosphoric acid ester containing a (meth)acrylic group is bonded to bismuth. The phosphoric acid ester is at least one compound selected from the group consisting of 2-((meth)acryloyloxy)ethyl dihydrophosphate, bis[2-((meth)acryloyloxy)ethyl]hydrophosphate, and phenyl-2-((meth)acryloyloxy)ethyl phosphate. A bismuth compound is obtained by a reaction between bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate and a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) to effect dehydration. A curable composition and a hardened product are also claimed.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
[0001] Настоящее изобретение относится к новому соединению висмута, новой отверждаемой композиции, содержащей соединение висмута, и новому отвержденному продукту, полученному в результате отверждения отверждаемой композиции. [0001] The present invention relates to a new bismuth compound, a new curable composition containing a bismuth compound, and a new cured product obtained by curing the curable composition.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] В настоящее время проводятся исследования в отношении материала, содержащего висмут, а не материала, содержащего вредный для окружающей среды свинец, в качестве материала, защищающего от рентгеновского излучения. Висмут представляет собой атом, который демонстрирует высокие эксплуатационные характеристики по защите от рентгеновского излучения в сопоставлении с соединениями, содержащими барий, сурьму и олово, и поэтому является подходящим для использования в качестве заменителя свинца. [0002] Research is currently underway on a material containing bismuth, rather than a material containing environmentally harmful lead, as an X-ray shielding material. Bismuth is an atom that exhibits high X-ray shielding performance compared to compounds containing barium, antimony and tin, and is therefore suitable for use as a substitute for lead.
Например, в отношении материала, содержащего висмут, известен способ непосредственного замешивания висмута или соединения висмута с материалом смолы (обратитесь к патентному документу 1). В соответствии с данным способом висмут или соединение висмута могут быть примешаны к различным материалам. For example, with respect to a material containing bismuth, a method of directly mixing bismuth or compounding bismuth with a resin material is known (refer to Patent Document 1). According to this method, bismuth or a bismuth compound can be mixed into various materials.
Однако в данном способе остается и резерв для улучшения, поскольку в данном способе используется непосредственное замешивание, что, тем самым, делает невозможным полное диспергирование висмута, если только он не будет замешан безупречно. However, there is room for improvement in this method, since this method uses direct mixing, thus making it impossible to completely disperse the bismuth unless it is mixed perfectly.
[0003] Между тем, известно соединение, полученное в результате координирования органической группы по отношению к висмуту, что облегчает диспергирование висмута в органическом материале, (обратитесь к патентному документу 2, непатентному документу 1 и непатентному документу 2). В соответствии с данными способами висмут становится совместимым с органическим материалом, в результате чего висмут легко диспергируется в материале в сопоставлении с тем, что имеет место для способа, при котором висмут непосредственно замешивают со смолой. В соединении висмута, в которое ввели органическую группу при использовании вышеупомянутого способа, органическая группа является алкильной группой или арильной группой (обратитесь к патентному документу 2) или полиэтиленгликолевой цепочкой (обратитесь к непатентным документам 1 и 2). [0003] Meanwhile, a compound obtained by coordinating an organic group to bismuth, which facilitates dispersion of bismuth in an organic material, is known (refer to Patent Document 2, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). According to these methods, bismuth becomes compatible with the organic material, whereby the bismuth is easily dispersed in the material, compared to the method in which bismuth is directly mixed with the resin. In the bismuth compound to which an organic group has been introduced using the above method, the organic group is an alkyl group or an aryl group (refer to Patent Document 2) or a polyethylene glycol chain (refer to Non-Patent Documents 1 and 2).
Для получения материала, содержащего висмут, более легко и эффективно диспергированный в органическом материале, предпочтительно, например, используют способ, при котором получают отверждаемую композицию в результате смешивания радикально-полимеризуемого мономера с соединением висмута, которую полимеризуют для получения отвержденного продукта. In order to obtain a material containing bismuth more easily and efficiently dispersed in an organic material, preferably, for example, a method is used in which a curable composition is obtained by mixing a radically polymerizable monomer with a bismuth compound, which is polymerized to obtain a cured product.
Однако поскольку соединение, полученное в результате координирования органической группы по отношению к висмуту при использовании вышеупомянутого способа, не содержит полимеризуемой группы, которая может вовлекаться в полимеризацию радикально-полимеризуемого мономера, при использовании данного соединения отверждаемая композиция полностью не полимеризуется, а отвержденный продукт не может быть получен. However, since the compound obtained by coordinating an organic group to bismuth using the aforementioned method does not contain a polymerizable group that can be involved in the polymerization of the radical polymerizable monomer, when using this compound, the curable composition is not completely polymerized, and the cured product cannot be received.
[0004] При необходимости диспергирования висмута в отвержденном продукте, полученном при использовании вышеупомянутой отверждаемой композиции, содержащей радикально-полимеризуемый мономер, можно себе представить использование соединения, полученного в результате координирования по отношению к висмуту полимеризуемой группы, такой как у (мет)акриловой кислоты, (обратитесь к непатентному документу 3 и патентному документу 3). Как это известно, комплекс, описанный в непатентном документе 3, характеризуется улучшенной растворимостью, поскольку в дополнение к (мет)акриловой кислоте координируется и диметилсульфоксид (DMSO). [0004] When it is necessary to disperse bismuth in a cured product obtained by using the above curable composition containing a radical polymerizable monomer, one can imagine using a compound obtained by coordinating to bismuth a polymerizable group such as (meth)acrylic acid, (refer to non-patent document 3 and patent document 3). As is known, the complex described in Non-Patent Document 3 has improved solubility because, in addition to (meth)acrylic acid, dimethyl sulfoxide (DMSO) is also coordinated.
Однако в соединении из непатентного документа 3 остается и резерв для улучшения, поскольку соединение включает DMSO, что, тем самым, делает затруднительным достижение высокой степени сшивания (полимеризации) соединения. Кроме того, в способе полимеризации раскрытом в непатентном документе 3, раскрывается только сополимеризация с метилметакрилатом в диметилформамиде (DMF). Вследствие проведения полимеризации в растворе включение висмута в полученный отвержденный продукт с высокой концентрацией является затруднительным. However, there is room for improvement in the compound of Non-Patent Document 3 because the compound includes DMSO, thereby making it difficult to achieve a high degree of crosslinking (polymerization) of the compound. Further, in the polymerization method disclosed in Non-Patent Document 3, only copolymerization with methyl methacrylate in dimethylformamide (DMF) is disclosed. Due to the solution polymerization, the incorporation of bismuth into the resulting cured product at a high concentration is difficult.
Между тем, в соединении из патентного документа 3 связываются не только (мет)акриловая кислота, но также и салициловая кислота, и, как это было установлено исходя из исследований, проведенных изобретателями настоящего изобретения, соединение является неудовлетворительным применительно к растворимости в еще одном мономере, таком как сшиватель, результатом чего является затруднительность включения висмута в отвержденный продукт с высокой концентрацией. Meanwhile, in the compound of Patent Document 3, not only (meth)acrylic acid but also salicylic acid is bound, and it was determined from the studies carried out by the present inventors that the compound is unsatisfactory in terms of solubility in yet another monomer, such as a crosslinker, resulting in difficulty incorporating bismuth into a high concentration cured product.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ PRIOR ART
Патентные документы Patent Documents
[0005] [0005]
Патентный документ 1: JP-A 2001-83288 Patent Document 1: JP-A 2001-83288
Патентный документ 2: JP-A 10-512877 Patent Document 2: JP-A 10-512877
Патентный документ 3: JP-A 2017-516991 Patent Document 3: JP-A 2017-516991
Непатентные документы Non-Patent Documents
[0006] [0006]
Непатентный документ 1: Materials Chemistry and Physics, Vol. 99, 174-180 (2006) Non-Patent Document 1: Materials Chemistry and Physics, Vol. 99, 174-180 (2006)
Непатентный документ 2: American Journal of Engineering Research, Vol. 3, 162-165 (2014) Non-Patent Document 2: American Journal of Engineering Research, Vol. 3, 162-165 (2014)
Непатентный документ 3: Chemical Communications, Vol. 47, 6353-6355 (2011) Non-Patent Document 3: Chemical Communications, Vol. 47, 6353-6355 (2011)
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DISCLOSURE OF THE INVENTION
ПРОБЛЕМА, РАЗРЕШАЕМАЯ В ИЗОБРЕТЕНИИ THE PROBLEM SOLVED IN THE INVENTION
[0007] Поэтому одна цель настоящего изобретения заключается в предложении нового соединения висмута, характеризующегося высокой растворимостью в органическом материале, в особенности, радикально-полимеризуемом мономере. [0007] Therefore, one object of the present invention is to provide a novel bismuth compound having high solubility in organic material, especially a radical polymerizable monomer.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в предложении нового соединения висмута, которое является сополимеризуемым с радикально-полимеризуемым мономером, может обеспечить достижение высокой степени диспергирования висмутового компонента в отвержденном продукте, полученном из отверждаемой композиции, содержащей радикально-полимеризуемый мономер, и может уменьшить окрашивание отвержденного продукта. Yet another object of the present invention is to provide a novel bismuth compound that is copolymerizable with a radical polymerizable monomer, can achieve a high degree of dispersion of the bismuth component in a cured product obtained from a curable composition containing a radical polymerizable monomer, and can reduce coloration of the cured product. .
Еще одна другая цель настоящего изобретения заключается в предложении способа производства вышеупомянутого соединения висмута. Yet another object of the present invention is to provide a method for the production of the aforementioned bismuth compound.
Исходя из следующего далее описания изобретения станут очевидными и другие цели и преимущества настоящего изобретения. Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the invention.
СРЕДСТВА РАЗРЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ REMEDIES
[0008] Изобретатели настоящего изобретения провели интенсивные исследования для разрешения вышеупомянутой проблемы и отыскали возможность разрешения вышеупомянутой проблемы при использовании соединения висмута, в котором с висмутом связывается сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий (мет)акриловую группу (группы). Настоящее изобретение было совершено на основе данного открытия. [0008] The present inventors have made intensive studies to solve the above problem, and found a way to solve the above problem by using a bismuth compound in which a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) is bonded to bismuth. The present invention has been made on the basis of this discovery.
[0009] То есть настоящее изобретение представляет собой нижеследующее. [0009] That is, the present invention is as follows.
(1) Соединение висмута, в котором с висмутом связывается сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий (мет)акриловую группу (группы). (1) A bismuth compound in which a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) is bonded to bismuth.
Настоящее изобретение может принимать следующие далее формы. The present invention may take the following forms.
(2) Соединение висмута в вышеупомянутой позиции (1), где с висмутом, кроме того, связываются салициловая кислота или (мет)акриловая кислота. То есть, это соединение висмута, в котором с висмутом связываются сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий (мет)акриловую группу (группы), и салициловая кислота или (мет)акриловая кислота. (2) The bismuth compound at the above position (1), wherein bismuth is further bonded with salicylic acid or (meth)acrylic acid. That is, it is a bismuth compound in which a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) and salicylic acid or (meth)acrylic acid are bound to bismuth.
(3) Соединение висмута в вышеупомянутых позициях (1) или (2), где сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий (мет)акриловую группу (группы), представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбираемое из 2-((мет)акрилоилокси)этилдигидрофосфата и бис[2-((мет)акрилоилокси)этил]гидрофосфата. (3) The bismuth compound at the above positions (1) or (2), wherein the phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) is at least one compound selected from 2-((meth) acryloyloxy)ethyl dihydrogen phosphate; and bis[2-((meth)acryloyloxy)ethyl]hydrogen phosphate.
(4) Отверждаемая композиция, содержащая соединение висмута из любой одной из вышеупомянутых позиций от (1) до (3) и радикально-полимеризуемый мономер, отличный от соединения висмута. (4) A curable composition containing a bismuth compound from any one of the above (1) to (3) and a radically polymerizable monomer other than a bismuth compound.
(5) Отверждаемая композиция в вышеупомянутой позиции (4), где радикально-полимеризуемый мономер включает стирольное соединение. (5) The curable composition at the aforementioned (4), wherein the radical polymerizable monomer comprises a styrenic compound.
[0010] [0010]
(6) Отвержденный продукт из отверждаемой композиции из вышеупомянутых позиций (4) или (5). (6) The cured product of the curable composition of the above items (4) or (5).
(7) Способ производства соединения висмута из вышеупомянутой позиции (1) в результате проведения реакции между (мет)акрилатом висмута или субсалицилатом висмута и сложным эфиром фосфорной кислоты, содержащим (мет)акриловую группу (группы), и проведения дегидратации. (7) A method for producing a bismuth compound of the above (1) by reacting bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate and a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) and performing dehydration.
(8) Способ в вышеупомянутой позиции (7), где для производства вышеупомянутого соединения висмута используют сложный эфир фосфорной кислоты, включающий (мет)акриловую кислоту, в количестве в диапазоне от 0,3 до 10 моль при расчете на 1 моль (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута. (8) The method in the above (7), wherein the production of the above-mentioned bismuth compound uses a phosphoric acid ester including (meth)acrylic acid in an amount of 0.3 to 10 mol based on 1 mol of (meth)acrylate bismuth or bismuth subsalicylate.
(9) Способ в вышеупомянутых позициях (7) или (8), где (мет)акрилат висмута или субсалицилат висмута вводят в реакцию со сложным эфиром фосфорной кислоты, содержащим (мет)акриловую группу (группы), в алифатическом углеводородном растворителе или ароматическом растворителе и проводят дегидратацию. (9) The method at the above (7) or (8) wherein bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate is reacted with a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) in an aliphatic hydrocarbon solvent or an aromatic solvent and carry out dehydration.
(10) Способ в любой одной из вышеупомянутых позиций от (7) до (9), где (мет)акрилат висмута или субсалицилат висмута вводят в реакцию со сложным эфиром фосфорной кислоты, содержащим (мет)акриловую группу (группы), при пониженном давлении при температуре в диапазоне от 50 до 100°С и проводят дегидратацию. (10) The method in any one of the above (7) to (9), wherein bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate is reacted with a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) under reduced pressure at a temperature in the range from 50 to 100°C and carry out dehydration.
ЭФФЕКТ ОТ ИЗОБРЕТЕНИЯ THE EFFECT OF THE INVENTION
[0011] В настоящем изобретении предлагается соединение висмута, которое характеризуется высокой растворимостью в органическом материале, в особенности, радикально-полимеризуемом мономере. Кроме того, соединение висмута настоящего изобретения является радикально-полимеризуемым, и при его сополимеризации с радикально-полимеризуемым мономером, отличным от соединения висмута, может быть получен отвержденный продукт, содержащий висмутовый компонент, высокодиспергированный в нем. В дополнение к этому, соединение висмута может подавлять окрашивание отвержденного продукта. [0011] The present invention provides a bismuth compound that has a high solubility in organic material, especially a radical polymerizable monomer. In addition, the bismuth compound of the present invention is a radical polymerizable, and when it is copolymerized with a radical polymerizable monomer other than a bismuth compound, a cured product containing a bismuth component highly dispersed therein can be obtained. In addition, the bismuth compound can suppress the coloration of the cured product.
В качестве результата при использовании соединения висмута настоящего изобретения может быть произведен отвержденный продукт, который является безопасным, демонстрирует превосходный эффект защиты от рентгеновского излучения, редко является окрашенным и характеризуется высоким пропусканием. Поэтому полученный отвержденный продукт в выгодном случае может быть использован в очковых стеклах для медицинского использования. As a result, by using the bismuth compound of the present invention, a cured product which is safe, exhibits an excellent X-ray shielding effect, is rarely colored, and has high transmission can be produced. Therefore, the resulting cured product can advantageously be used in spectacle lenses for medical use.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0012] Фиг. 1 представляет собой полученную при использовании автоэмиссионного сканирующего просвечивающего электронного микроскопа (СПЭМ) фотографию висмутового компонента соединения висмута, произведенного в примере 1. [0012] FIG. 1 is a field emission scanning transmission electron microscope (STEM) photograph of the bismuth component of the bismuth compound produced in Example 1.
Фиг. 2 представляет собой полученную при использовании автоэмиссионного сканирующего просвечивающего электронного микроскопа (СПЭМ) фотографию висмутового компонента соединения висмута, произведенного в примере 2. Fig. 2 is a field emission scanning transmission electron microscope (STEM) photograph of the bismuth component of the bismuth compound produced in Example 2.
НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0013] Настоящее изобретение относится к соединению висмута, в котором с висмутом связывается сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий (мет)акриловую группу (группы). В настоящем изобретении термин «(мет)акриловый» относится к понятиям «метакриловый» и/или «акриловый». Соединение висмута демонстрирует превосходный эффект, поскольку то, что связывается с висмутом, представляет собой сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий (мет)акриловую группу (группы). В соединении висмута с висмутом связывается сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий (мет)акриловую группу (группы). В отношении его производства предпочитается способ получения соединения висмута настоящего изобретения в результате связывания сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего (мет)акриловую группу (группы), с (мет)акрилатом висмута или субсалицилатом висмута. [0013] The present invention relates to a bismuth compound in which a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) is bonded to bismuth. In the present invention, the term "(meth)acrylic" refers to the terms "methacrylic" and/or "acrylic". The bismuth compound exhibits an excellent effect because what binds to bismuth is a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s). In a bismuth compound, a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) is bound to bismuth. With respect to its production, a method for producing a bismuth compound of the present invention by coupling a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) with bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate is preferred.
В качестве вышеупомянутых (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута могут быть использованы известные соединения. As the aforementioned bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate, known compounds can be used.
Сначала приводится описание (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута. First, a description is given of bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate.
[0014] <(мет)акрилат висмута> [0014] <(meth)bismuth acrylate>
В настоящем изобретении (мет)акрилат висмута включает соединение, в котором с висмутом связывается (мет)акриловая кислота. In the present invention, bismuth (meth)acrylate includes a compound in which (meth)acrylic acid binds to bismuth.
(Мет)акрилат висмута помимо соединения, в котором с висмутом связывается (мет)акриловая кислота, может включать соединение, в котором образуют композит оксид висмута и (мет)акриловая кислота, (просто называемое ниже в настоящем документе «соединением, произведенным из (мет)акрилата оксида висмута»). Хотя структура соединения, образующего данный композит, («соединения, произведенного из (мет)акрилата оксида висмута») и неизвестна, как это считается, это соединение, в котором в результате конденсирования связываются гидроксильная группа, образованная на поверхности оксида висмута, и (мет)акриловая кислота. Содержится или нет соединение, произведенное из (мет)акрилата оксида висмута, может быть оценено исходя из условий производства (баланса материалов исходного сырья) для соединения или при использовании инфракрасной спектроскопии (ИК) или элементного анализа для продукта.Bismuth (meth)acrylate, in addition to a compound in which (meth)acrylic acid binds to bismuth, may include a compound in which bismuth oxide and (meth)acrylic acid are composited (simply referred to hereinafter as "a compound derived from (meth) )bismuth oxide acrylate"). Although the structure of the compound forming this composite (“a compound derived from bismuth oxide (meth)acrylate”) is unknown, it is thought to be a compound in which the hydroxyl group formed on the surface of bismuth oxide and (meth ) acrylic acid. Whether or not a compound produced from bismuth oxide (meth)acrylate is contained can be assessed based on the manufacturing conditions (balance of feedstock materials) for the compound or by using infrared spectroscopy (IR) or elemental analysis for the product.
Несмотря на чрезвычайную затруднительность отделения данного соединения, произведенного из (мет)акрилата оксида висмута, от (мет)акрилата висмута эффект от настоящего изобретения не сильно ухудшается вследствие присутствия данного соединения. Поэтому при необходимости получения соединения висмута настоящего изобретения для случая содержания соединения, произведенного из (мет)акрилата оксида висмута, нет никакой проблемы с прохождением реакции как таковой.Although it is extremely difficult to separate this compound produced from bismuth oxide (meth)acrylate from bismuth (meth)acrylate, the effect of the present invention is not greatly impaired by the presence of this compound. Therefore, when it is necessary to obtain a bismuth compound of the present invention for the case of containing a compound produced from bismuth oxide (meth)acrylate, there is no problem with the reaction as such.
(Мет)акрилат висмута настоящего изобретения представляется следующей далее формулой (1).The bismuth (meth)acrylate of the present invention is represented by the following formula (1).
[0015] [формула 1] [0015] [formula 1]
(1) (1)
[0016] В вышеупомянутой формуле R представляет собой атом водорода или метильную группу.[0016] In the above formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group.
(Мет)акрилат висмута представляет собой соединение, в котором с висмутом (Bi3 +) связывается (мет)акриловая кислота, и висмутовый компонент может быть подтвержден при использовании автоэмиссионного сканирующего просвечивающего электронного микроскопа (СПЭМ). То есть состояние диспергирования висмута в (мет)акрилате висмута можно наблюдать при использовании автоэмиссионного сканирующего просвечивающего электронного микроскопа. Условия наблюдения при использовании автоэмиссионного сканирующего просвечивающего электронного микроскопа соответствуют тому, что будет продемонстрировано в представленных ниже примерах. При измерении в следующих далее условиях висмутовый компонент наблюдают с белой окраской.Bismuth (meth)acrylate is a compound in which (meth)acrylic acid binds to bismuth (Bi 3 + ), and the bismuth component can be confirmed using a field emission scanning transmission electron microscope (STEM). That is, the dispersion state of bismuth in bismuth (meth)acrylate can be observed using a field emission scanning transmission electron microscope. The observation conditions using a field emission scanning transmission electron microscope are those that will be demonstrated in the examples below. When measured under the following conditions, the bismuth component is observed with a white color.
[0017] Как это считается в настоящем изобретении, (мет)акрилат висмута агломерируется вследствие своих высоких ассоциативных свойств или низкой растворимости в растворителе. Поэтому при наблюдении висмутового компонента при использовании метода СПЭМ он наблюдается в виде агломерированной частицы. В настоящем изобретении наибольший диаметр (который ниже в настоящем документе может быть просто назван «длинным диаметром») агломерированной частицы предпочтительно находится в диапазоне от 0,1 до 30 нм, более предпочтительно от 0,1 до 20 нм, намного более предпочтительно от 0,5 до 10 нм. То есть, в настоящем изобретении (мет)акрилат висмута, представляемый вышеупомянутой формулой (1), предпочтительно имеет длинный диаметр (размер) агломерированной частицы, наблюдаемой при использовании метода СПЭМ, в диапазоне от 0,1 до 30 нм. Как это считается, при нахождении длинного диаметра в пределах диапазона от 0,1 до 30 нм даже в соединении висмута, которое будет описываться ниже в настоящем документе, агломерированная частица удовлетворяет тому же самому диапазону длинного диаметра, и, в соответствии с этим, растворимость и диспергируемость в радикально-полимеризуемом мономере становятся высокими. В соответствии с исследованиями, проведенными изобретателями настоящего изобретения, соединение висмута предшествующего уровня техники, в которое была введена органическая группа, становится агломерированной частицей, имеющей длинный диаметр, составляющий более чем 30 нм. [0017] As considered in the present invention, bismuth (meth)acrylate agglomerates due to its high associative properties or low solvent solubility. Therefore, when observing the bismuth component using the STEM method, it is observed in the form of an agglomerated particle. In the present invention, the largest diameter (which hereinafter may simply be referred to as "long diameter") of the agglomerated particle is preferably in the range of 0.1 to 30 nm, more preferably 0.1 to 20 nm, much more preferably 0. 5 to 10 nm. That is, in the present invention, the bismuth (meth)acrylate represented by the above formula (1) preferably has a long diameter (size) of the agglomerated particle observed using the STEM method in the range of 0.1 to 30 nm. As it is considered, when the long diameter is within the range of 0.1 to 30 nm, even in the bismuth compound to be described hereinafter, the agglomerated particle satisfies the same long diameter range, and accordingly, the solubility and dispersibility in the radical polymerizable monomer become high. According to studies carried out by the present inventors, a prior art bismuth compound into which an organic group has been introduced becomes an agglomerated particle having a long diameter of more than 30 nm.
[0018] <субсалицилат висмута> [0018] <bismuth subsalicylate>
В настоящем изобретении субсалицилат висмута включает соединение, в котором с висмутом связывается салициловая кислота. Висмутовый компонент может быть подтвержден при использовании того же самого метода, что и вышеупомянутый (мет)акрилат висмута. In the present invention, bismuth subsalicylate includes a compound in which salicylic acid binds to bismuth. The bismuth component can be confirmed using the same method as the above-mentioned bismuth (meth)acrylate.
Субсалицилат висмута настоящего изобретения представляется следующей далее формулой (2). The bismuth subsalicylate of the present invention is represented by the following formula (2).
[0019] [0019]
[формула 2] [formula 2]
(2) (2)
[0020] Несмотря на отсутствие конкретных ограничений, накладываемых в настоящем изобретении на способ производства (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута, они могут быть произведены при использовании известных способов. Могут быть использованы (мет)акрилат висмута или субсалицилат висмута, доступные на коммерческих условиях.[0020] Although there are no specific restrictions imposed in the present invention on the production method of bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate, they can be produced using known methods. Bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate available commercially can be used.
При взятии (мет)акрилата висмута в качестве примера ниже описывается один пример способа для него.Taking bismuth (meth)acrylate as an example, one example of a method for it is described below.
[0021] <способ производства (мет)акрилата висмута> [0021] <process for producing bismuth (meth)acrylate>
(Мет)акрилат висмута производят в результате смешивания друг с другом нитрата висмута и (мет)акриловой кислоты в присутствии кислоты и нейтрализации получающейся в результате смеси при использовании основания. В данный момент используют избыточное количество, например, в диапазоне от 5 до 10 моль (мет)акриловой кислоты при расчете на 1 моль нитрата висмута. Далее приводится описание каждого компонента.Bismuth (meth)acrylate is produced by mixing bismuth nitrate and (meth)acrylic acid together in the presence of an acid and neutralizing the resulting mixture using a base. Currently, an excess is used, for example in the range of 5 to 10 moles of (meth)acrylic acid, based on 1 mole of bismuth nitrate. The following is a description of each component.
[0022] <кислота> [0022] <acid>
Предпочтительные примеры кислоты, использованной для производства (мет)акрилата висмута настоящего изобретения, включают неорганические кислоты, такие как соляная кислота, серная кислота и азотная кислота. В их числе для уменьшения количества примесей в особенности предпочтительно используют азотную кислоту. Preferred examples of the acid used to produce the bismuth (meth)acrylate of the present invention include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid. Among these, nitric acid is particularly preferably used to reduce the amount of impurities.
Может быть обеспечено присутствие в реакционной системе кислоты в форме водного раствора. Поэтому в способе производства (мет)акрилата висмута в качестве растворителя предпочтительно содержится вода. При использовании кислоты в форме водного раствора в качестве кислоты может быть использован доступный на коммерческих условиях водный раствор кислоты с концентрацией в диапазоне от 0,01 до 16 н.The acid may be present in the reaction system in the form of an aqueous solution. Therefore, in the process for producing bismuth (meth)acrylate, water is preferably used as a solvent. When using an acid in the form of an aqueous solution, a commercially available aqueous acid solution with a concentration ranging from 0.01N to 16N can be used as the acid.
Количество кислоты предпочтительно находится в диапазоне от 0,1 до 1 моль при расчете на 1 моль нитрата висмута (например, для случая азотной кислоты от 0,1 до 1 моль HNO3). The amount of acid is preferably in the range of 0.1 to 1 mol per 1 mol of bismuth nitrate (for example, in the case of nitric acid, 0.1 to 1 mol of HNO 3 ).
[0023] <нитрат висмута> [0023] <bismuth nitrate>
В качестве нитрата висмута, использованного для производства (мет)акрилата висмута, может быть использован продукт, доступный на коммерческих условиях. As the bismuth nitrate used for the production of bismuth (meth)acrylate, a commercially available product can be used.
[0024] <(мет)акриловая кислота> [0024] <(meth)acrylic acid>
В качестве (мет)акриловой кислоты, использованной для производства (мет)акрилата висмута, может быть использован продукт, доступный на коммерческих условиях. As the (meth)acrylic acid used for the production of bismuth (meth)acrylate, a commercially available product can be used.
Для производства вышеупомянутого (мет)акрилата висмута в настоящем изобретении количество (мет)акриловой кислоты предпочтительно находится в диапазоне от 5 до 10 моль при расчете на 1 моль нитрата висмута. При использовании (мет)акриловой кислоты в данном количестве может быть легко произведен вышеупомянутый (мет)акрилат висмута, характеризующийся длинным диаметром висмутового компонента в диапазоне от 0,1 до 30 нм. Таким образом, может быть получен (мет)акрилат висмута, который редко является окрашенным. С точек зрения производительности, окрашивания, контролируемого выдерживания длинного диаметра висмутового компонента, эффективности реакции и последующей обработки полученного (мет)акрилата висмута количество (мет)акриловой кислоты предпочтительно находится в диапазоне от 3 до 20 моль, более предпочтительно от 5 до 10 моль, при расчете на 1 моль нитрата висмута. For the production of the aforementioned bismuth (meth)acrylate in the present invention, the amount of (meth)acrylic acid is preferably in the range of 5 to 10 mol per 1 mol of bismuth nitrate. By using (meth)acrylic acid in this amount, the above-mentioned bismuth (meth)acrylate having a long diameter of the bismuth component in the range of 0.1 to 30 nm can be easily produced. Thus, bismuth (meth)acrylate, which is rarely colored, can be obtained. From the viewpoints of productivity, coloring, controlled maintenance of the long diameter of the bismuth component, reaction efficiency, and post-treatment of the resulting bismuth (meth)acrylate, the amount of (meth)acrylic acid is preferably in the range of 3 to 20 mol, more preferably 5 to 10 mol, with per 1 mole of bismuth nitrate.
[0025] <основание> [0025] <base>
При производстве (мет)акрилата висмута основание используют для нейтрализации вышеупомянутой (мет)акриловой кислоты в качестве материала исходного сырья и вышеупомянутой кислоты, и могут быть использованы известные основания. Примеры основания включают неорганические основания, такие как гидроксиды щелочных металлов, и органические амины, такие как аминовые соединения. В их числе предпочтительно используют неорганические основания, такие как гидроксиды щелочных металлов, и с точек зрения производительности, стоимости и легкости удаления в последующем технологическом процессе в особенности предпочтительно используется гидроксид натрия. In the production of bismuth (meth)acrylate, a base is used to neutralize the aforementioned (meth)acrylic acid as a raw material and the aforementioned acid, and known bases can be used. Examples of the base include inorganic bases such as alkali metal hydroxides and organic amines such as amine compounds. Among these, inorganic bases such as alkali metal hydroxides are preferably used, and from the viewpoints of productivity, cost and ease of removal in the downstream process, sodium hydroxide is particularly preferably used.
Основание используют для нейтрализации кислотного компонента, избыточно присутствующего после введения нитрата висмута в реакцию с (мет)акриловой кислотой в присутствии кислоты. Поэтому количество основания предпочтительно задают на уровне почти что того же самого количества молей, что и совокупное количество молей (мет)акриловой кислоты, которую используют в избытке (при использовании 3 моль (мет)акриловой кислоты при расчете на 1 моль нитрата висмута), и вышеупомянутой кислоты. Например, при использовании 0,5 моль кислоты и 5 моль (мет)акриловой кислоты при расчете на 1 моль нитрата висмута предпочтительно используют почти что 5,5 моль основания. The base is used to neutralize the acid component present in excess after the reaction of bismuth nitrate with (meth)acrylic acid in the presence of acid. Therefore, the amount of base is preferably set at almost the same number of moles as the total number of moles of (meth)acrylic acid that is used in excess (using 3 moles of (meth)acrylic acid per 1 mole of bismuth nitrate), and the aforementioned acid. For example, when using 0.5 mol of acid and 5 mol of (meth)acrylic acid, based on 1 mol of bismuth nitrate, almost 5.5 mol of base is preferably used.
[0026] <условия проведения реакции> [0026] <reaction conditions>
Приводится описание условий производства, отличных от вышеупомянутых условий в способе производства (мет)акрилата висмута. A description is given of production conditions other than the above-mentioned conditions in a process for the production of bismuth (meth)acrylate.
В способе производства (мет)акрилата висмута друг с другом смешивают кислоту, нитрат висмута и (мет)акриловую кислоту при перемешивании в реакционной системе. Для смешивания друг с другом данных компонентов при перемешивании предпочитается использование растворителя для смешивания в нем данных компонентов друг с другом. In the process for producing bismuth (meth)acrylate, an acid, bismuth nitrate and (meth)acrylic acid are mixed together with stirring in a reaction system. To mix these components with each other with stirring, it is preferable to use a solvent to mix these components with each other in it.
Примеры растворителя включают воду, метанол, этанол, ацетон и THF. В их числе предпочтительно используют воду. Examples of the solvent include water, methanol, ethanol, acetone and THF. Among these, water is preferably used.
Растворитель предпочтительно используют в количестве, которое делает возможным полное смешивание всех компонентов друг с другом. При принятии во внимание полного смешивания и легкости удаления количество растворителя предпочтительно находится в диапазоне от 3 до 50 мл, более предпочтительно от 5 до 20 мл, намного более предпочтительно от 7,5 до 15 мл, при расчете на 1 г нитрата висмута. The solvent is preferably used in an amount which allows complete mixing of all components with each other. Considering complete mixing and ease of removal, the amount of solvent is preferably in the range of 3 to 50 ml, more preferably 5 to 20 ml, much more preferably 7.5 to 15 ml, based on 1 g of bismuth nitrate.
[0027] Для введения всех компонентов в реакционную систему, например, может быть использован способ, при котором во внутреннее пространство реакционной системы совместно добавляют и друг с другом смешивают при перемешивании кислоту, по мере надобности разбавленную вышеупомянутым растворителем, нитрат висмута, по мере надобности разбавленный вышеупомянутым растворителем, и (мет)акриловую кислоту, по мере надобности разбавленную вышеупомянутым растворителем. Также может быть использован и способ, при котором растворитель в реакционную систему вводят предварительно, во внутреннее пространство реакционной системы совместно добавляют и друг с другом смешивают при перемешивании кислоту, по мере надобности разбавленную вышеупомянутым растворителем, нитрат висмута, по мере надобности разбавленный вышеупомянутым растворителем, и (мет)акриловую кислоту, по мере надобности разбавленную вышеупомянутым растворителем. Кроме того, может быть использован способ, при котором в реакционную систему вводят два компонента предварительно и в реакционную систему вводят другой один компонент или в реакционную систему вводят один компонент предварительно и совместно или последовательно добавляют и смешивают с вышеупомянутым компонентом при перемешивании два других компонента. В их числе для уменьшения окрашивания полученного (мет)акрилата висмута и улучшения производительности предпочтительно используют следующий далее способ. Сначала смешивают друг с другом смесь из воды и нитрата висмута и азотную кислоту (по мере надобности используют азотную кислоту, разбавленную водой). К полученному смешанному раствору добавляют ингибитор полимеризации, такой как дибутилгидрокситолуол (ВНТ), гидрохинон или 4-трет-бутилпирокатехин, а в заключение примешивают (мет)акриловую кислоту. Несмотря на возможность сохранения нитрата висмута в твердом состоянии в качестве осадка в соответствии с количеством используемого растворителя при проведении реакции для соотношения между компонентами в композиции, которое обеспечивает гомогенное растворение всех компонентов при температуре 60°С, реакция в выгодном случае протекает гладко.[0027] To introduce all components into the reaction system, for example, a method can be used in which an acid, diluted as needed with the above solvent, bismuth nitrate, diluted as needed the aforementioned solvent, and (meth)acrylic acid, as necessary, diluted with the aforementioned solvent. A method can also be used in which a solvent is introduced into the reaction system in advance, an acid diluted with the aforementioned solvent as necessary, bismuth nitrate diluted with the aforementioned solvent as necessary, and are jointly added to the interior of the reaction system and mixed with each other with stirring. (meth)acrylic acid, diluted as needed with the solvent mentioned above. In addition, a method can be used in which two components are introduced into the reaction system in advance and another one component is introduced into the reaction system, or one component is introduced into the reaction system in advance and the other two components are added and mixed with the above-mentioned component together or sequentially with stirring. Among them, the following method is preferably used to reduce the coloration of the obtained bismuth (meth)acrylate and improve the productivity. First, a mixture of water and bismuth nitrate and nitric acid are mixed with each other (nitric acid diluted with water is used as needed). To the resulting mixed solution, a polymerization inhibitor such as dibutylhydroxytoluene (BHT), hydroquinone or 4-tert-butyl pyrocatechol is added, and finally (meth)acrylic acid is admixed. While it is possible to retain bismuth nitrate in the solid state as a precipitate according to the amount of solvent used in the reaction for a ratio between the components in the composition that ensures homogeneous dissolution of all components at a temperature of 60°C, the reaction advantageously proceeds smoothly.
[0028] Температура для перемешивания компонентов (температура реакции), например, предпочтительно находится в диапазоне от 30 до 80°С, более предпочтительно от 50 до 70°С.[0028] The temperature for mixing the components (reaction temperature), for example, is preferably in the range of 30 to 80°C, more preferably 50 to 70°C.
Время реакции в общем случае, например, находится в диапазоне от 20 минут до 1 часа.The reaction time in the General case, for example, is in the range from 20 minutes to 1 hour.
Хотя атмосферой реакции может быть атмосфера при атмосферном давлении, пониженном давлении или повышенном давлении при принятии во внимание производственной технологичности перемешивание и смешивание (реакционной смеси) компонентов предпочтительно проводят при атмосферном давлении. Реакция может быть проведена в атмосфере воздуха, атмосфере инертного газа или атмосфере осушенного воздуха, предпочтительно атмосфере воздуха при принятии во внимание производственной технологичности.Although the reaction atmosphere may be an atmosphere at atmospheric pressure, reduced pressure, or elevated pressure, in view of the manufacturability, stirring and mixing (reaction mixture) of the components is preferably carried out at atmospheric pressure. The reaction can be carried out in an atmosphere of air, an inert gas atmosphere, or an atmosphere of dried air, preferably an atmosphere of air, taking into account the manufacturability.
[0029] В результате проведения реакции в вышеупомянутых условиях внутреннее пространство реакционной системы становится гомогенным (раствор становится прозрачным). После этого при продолжении перемешивания реакционной смеси раствор в реакционной системе начинает превращаться в суспензию. До достижения высокой степени суспендирования во внутреннее пространство реакционной системы для нейтрализации добавляют желательное количество вышеупомянутого основания. В данный момент при увеличении температуры и превышении ею температуры кипения растворителя под воздействием тепла нейтрализации осадок, производимый в результате нейтрализации, вспенивается. Поэтому желательно проводить нейтрализацию со скоростью, при которой увеличение температуры во время нейтрализации не превышает температуру кипения. [0029] As a result of carrying out the reaction under the above conditions, the interior of the reaction system becomes homogeneous (the solution becomes transparent). After that, with continued stirring of the reaction mixture, the solution in the reaction system begins to turn into a suspension. To achieve a high degree of suspension in the interior of the reaction system for neutralization add the desired amount of the aforementioned base. At this point, when the temperature rises and exceeds the boiling point of the solvent, under the influence of the heat of neutralization, the precipitate produced as a result of neutralization foams. Therefore, it is desirable to carry out the neutralization at a rate at which the temperature increase during the neutralization does not exceed the boiling point.
В качестве обработки после добавления основания предпочтительно используют следующий далее способ. В полученном реакционном растворе можно наблюдать компонент с желтой окраской, которым, как это представляется, является отчасти произведенный компонент на основе оксида висмута с желтой окраской. При наличии данного компонента с желтой краской реакционный раствор предпочтительно выдерживают нагретым и перемешанным, в результате чего компонент повторно диспергируется с образованием бесцветного реакционного раствора. Данное состояние в желательном случае рассматривается в качестве конца реакции. При отсутствии окраски у полученного реакционного раствора это можно рассматривать в качестве завершения реакции. As the treatment after adding the base, the following method is preferably used. In the resulting reaction solution, a yellow colored component can be observed, which appears to be a partly produced yellow colored bismuth oxide component. When this yellow dye component is present, the reaction solution is preferably kept heated and stirred, whereby the component is redispersed to form a colorless reaction solution. This state, if desired, is considered as the end of the reaction. In the absence of color in the resulting reaction solution, this can be considered as the completion of the reaction.
[0030] После завершения реакции нейтрализации при использовании воды в качестве растворителя осадок, произведенный во время нагревания в диапазоне от 50 до 70°С, отфильтровывают и очищают на фильтровальной бумаге при использовании воды, имеющей ту же самую температуру. В результате проведения данной операции могут быть удалены кислота и избыточно использованная (мет)акриловая кислота, что, тем самым, делает возможным получение (мет)акрилата висмута, который редко является окрашенным и содержит мало примесей. [0030] After completion of the neutralization reaction using water as a solvent, the precipitate generated during heating in the range of 50 to 70°C is filtered and purified on filter paper using water having the same temperature. As a result of this operation, acid and excess used (meth)acrylic acid can be removed, thereby making it possible to obtain bismuth (meth)acrylate, which is rarely colored and contains few impurities.
Далее приводится описание соединения висмута настоящего изобретения. The following is a description of the bismuth compound of the present invention.
[0031] <соединение висмута> [0031] <bismuth compound>
Соединение висмута настоящего изобретения включает соединение, в котором с висмутом связывается сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий (мет)акриловую группу (группы), (просто называемый ниже в настоящем документе «сложным эфиром фосфорной кислоты»). При содержании данного соединения улучшается растворимость, в особенности, растворимость в радикально-полимеризуемом мономере, в форме раствора. В качестве результата отвержденный продукт, полученный в результате отверждения отверждаемой композиции, содержащей данное соединение и радикально-полимеризуемый мономер, может обладать превосходными физическими свойствами и содержать высококонцентрированный висмутовый компонент. Данное соединение висмута может характеризоваться большей растворимостью в радикально-полимеризуемом мономере, чем вышеупомянутые (мет)акрилат висмута и субсалицилат висмута. The bismuth compound of the present invention includes a compound in which a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) (simply referred to hereinafter as "phosphoric acid ester") is bonded to bismuth. With the content of this compound, the solubility is improved, in particular the solubility in the radical polymerizable monomer, in the form of a solution. As a result, a cured product obtained by curing a curable composition containing this compound and a radical polymerizable monomer can have excellent physical properties and contain a highly concentrated bismuth component. This bismuth compound may have greater solubility in the radical polymerizable monomer than the aforementioned bismuth (meth)acrylate and bismuth subsalicylate.
На форму связи между висмутом и сложным эфиром фосфорной кислоты, содержащим (мет)акриловую группу (группы), конкретных ограничений не накладывают, и ей могут быть ионная связь или координационная связь. The bond form between bismuth and a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) is not particularly limited, and may be an ionic bond or a coordination bond.
[0032] Соединение висмута в дополнение к соединению, в котором с висмутом связывается сложный эфир фосфорной кислоты, может включать соединение, в котором со сложным эфиром фосфорной кислоты и необязательно (мет)акриловой кислотой или салициловой кислотой образует композит оксид висмута, (просто называемое ниже в настоящем документе «соединением, произведенным из оксида висмута»). Хотя структура данного соединения, образующего композит, (соединения, произведенного из оксида висмута) и неизвестна, как это считается, в результате конденсирования связываются друг с другом гидроксильная группа, образованная на поверхности оксида висмута, и карбоксильная группа сложного эфира фосфорной кислоты и необязательно (мет)акриловой кислоты или салициловой кислоты. Отделение данного соединения, произведенного из оксида висмута, от соединения висмута является очень затруднительным. Поэтому при производстве соединения, произведенного из оксида висмута, в качестве побочного продукта предпочитается использовать соединение висмута в то время, как оно содержит соединение, произведенное из оксида висмута. При производстве соединения, произведенного из оксида висмута, в качестве побочного продукта желательным является контролируемое выдерживание количества данного соединения в диапазоне, который не уменьшает растворимости (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута, в результате подстраивания условий производства. О том, содержится или нет соединение, произведенное из оксида висмута, можно исчерпывающим образом судить по условиям производства или при использовании методов ИК, ЯМР или рентгеновского фотоэлектронного спектроскопического анализа (РФЭС). [0032] A bismuth compound, in addition to a compound in which a phosphoric acid ester is bonded to bismuth, may include a compound in which a bismuth oxide composite is formed with a phosphoric acid ester and optionally (meth)acrylic acid or salicylic acid, (simply referred to below as in this document, "a compound derived from bismuth oxide"). Although the structure of this compound forming a composite (compound produced from bismuth oxide) is not known, it is believed that the hydroxyl group formed on the surface of bismuth oxide and the carboxyl group of a phosphoric acid ester are bound to each other by condensation, and optionally (meth ) acrylic acid or salicylic acid. The separation of this bismuth oxide-derived compound from the bismuth compound is very difficult. Therefore, in the production of a compound produced from bismuth oxide, it is preferable to use a bismuth compound as a by-product while it contains a compound produced from bismuth oxide. When producing a compound produced from bismuth oxide as a by-product, it is desirable to control the amount of the compound in a range that does not reduce the solubility of bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate by adjusting the production conditions. Whether or not a compound produced from bismuth oxide is contained can be judged exhaustively by production conditions or by using IR, NMR, or X-ray photoelectron spectroscopic analysis (XPS) techniques.
[0033] Что касается соединения висмута, то сложный эфир фосфорной кислоты, который связывается или образует композит, предпочтительно образован из сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего одну (мет)акриловую группу, (сложного моно(ди)эфира фосфорной кислоты), такого как 2-(метакрилоилокси)этилдигидрофосфат или фенил-2-(метакрилоилокси)этилгидрофосфат, или сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего две (мет)акриловые группы, (сложного диэфира фосфорной кислоты), такого как бис[2-(метакрилоилокси)этил]гидрофосфат. Сложный эфир фосфорной кислоты может быть образован только из одного из сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего одну (мет)акриловую группу, и сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего две (мет)акриловые группы, или обоих из них при произвольном соотношении. Для получения соединения висмута, которое редко является окрашенным, может быть связан только сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий одну (мет)акриловую группу, (сложный моноэфир фосфорной кислоты). [0033] With regard to the bismuth compound, the phosphoric acid ester that binds or forms a composite is preferably formed from a phosphoric ester containing one (meth)acrylic group (mono(di)ester of phosphoric acid) such as 2 -(methacryloyloxy)ethyl dihydrogen phosphate or phenyl-2-(methacryloyloxy)ethyl hydrogen phosphate, or a phosphate ester containing two (meth)acrylic groups (phosphoric acid diester) such as bis[2-(methacryloyloxy)ethyl]hydrogen phosphate. The phosphoric acid ester can be formed from only one of a phosphoric acid ester containing one (meth)acrylic group and a phosphoric acid ester containing two (meth)acrylic groups, or both of them in an arbitrary ratio. In order to obtain a bismuth compound, which is rarely colored, only a phosphoric acid ester containing one (meth)acrylic group (phosphoric acid monoester) can be coupled.
[0034] При образовании сложного эфира фосфорной кислоты из сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего одну (мет)акриловую группу, и сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего две (мет)акриловые группы, их предпочтительно используют при следующем далее соотношении для улучшения растворимости в радикально-полимеризуемом мономере и подавления агломерирования висмутового компонента. Говоря более конкретно, сложный эфир фосфорной кислоты образован из 1 моль сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего одну (мет)акриловую группу, и предпочтительно от 0,05 до 3 моль, более предпочтительно от 0,1 до 2 моль, намного более предпочтительно от 0,15 до 1 моль, сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего две (мет)акриловые группы. Одним преимуществом, получаемым в результате содержания как сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего одну (мет)акриловую группу, так и сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего две (мет)акриловые группы, считается нижеследующее. То есть, как это считается, висмут имеет предпочтительный центр, с которым связываются сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий одну (мет)акриловую группу, (содержащий двухвалентную фосфатную группу) и сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий две (мет)акриловые группы, (содержащий одновалентную фосфатную группу), и сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий две (мет)акриловые группы, в предпочтительном центре связывания присутствует в количестве в диапазоне от 0,05 до 3 моль при расчете на 1 моль сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего одну (мет)акриловую группу. При наличии сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего две (мет)акриловые группы, при данном соотношении концентрация висмута имеет тенденцию к уменьшению, но растворимость висмута в радикально-полимеризуемом мономере улучшается. В качестве результата получают еще одно преимущество, заключающееся в возможном обеспечении присутствия висмутового компонента в отвержденном продукте с высокой концентрацией хорошо сбалансированным образом. [0034] When forming a phosphoric acid ester from a phosphoric acid ester containing one (meth)acrylic group and a phosphoric acid ester containing two (meth)acrylic groups, they are preferably used in the following ratio to improve the solubility in the radical- polymerizable monomer and suppression of agglomeration of the bismuth component. More specifically, the phosphoric acid ester is formed from 1 mole of a phosphoric acid ester containing one (meth)acrylic group, and preferably 0.05 to 3 moles, more preferably 0.1 to 2 moles, much more preferably 0 15 to 1 mole of a phosphoric acid ester containing two (meth)acrylic groups. One advantage obtained by containing both a phosphoric acid ester containing one (meth)acrylic group and a phosphoric acid ester containing two (meth)acrylic groups is considered as follows. That is, bismuth is believed to have a preferred site to which a phosphoric acid ester containing one (meth)acrylic group (containing a divalent phosphate group) and a phosphoric acid ester containing two (meth)acrylic groups (containing monovalent phosphate group), and a phosphoric acid ester containing two (meth)acrylic groups, in the preferred binding site is present in an amount in the range from 0.05 to 3 mol, based on 1 mol of a phosphoric acid ester containing one (meth) acrylic group. In the presence of a phosphoric acid ester containing two (meth)acrylic groups, at a given ratio, the concentration of bismuth tends to decrease, but the solubility of bismuth in the radical polymerizable monomer improves. As a result, another advantage is obtained in that the presence of the bismuth component in the hardened product at a high concentration can be ensured in a well balanced manner.
[0035] В соединении висмута при связывании с висмутом сложного эфира фосфорной кислоты с висмутом может быть связано еще одно соединение. Как это можно утверждать более конкретно, с висмутом, кроме того, могут быть связаны салициловая кислота или (мет)акриловая кислота. При связывании с тем же самым висмутом сложного эфира фосфорной кислоты и салициловой кислоты или (мет)акриловой кислоты в целях улучшения производительности по соединению висмута и растворимости в радикально-полимеризуемом мономере соотношение между сложным эфиром фосфорной кислоты и салициловой кислотой или (мет)акриловой кислотой является таким, чтобы количество салициловой кислоты или (мет)акриловой кислоты предпочтительно находилось бы в диапазоне от 0,1 до 10 моль, более предпочтительно от 0,1 до 5 моль, намного более предпочтительно от 0,1 до 1 моль, в особенности предпочтительно от 0,1 до 0,5 моль, при расчете на 1 моль сложного эфира фосфорной кислоты. При наличии двух и более сложных эфиров фосфорной кислоты вышеупомянутый диапазон имеет в своей основе совокупное количество молей данных сложных эфиров фосфорной кислоты. [0035] In a bismuth compound, another compound may be bonded to bismuth by bonding a phosphoric acid ester to bismuth. As can be stated more specifically, salicylic acid or (meth)acrylic acid can also be associated with bismuth. When the phosphoric acid ester of salicylic acid or (meth)acrylic acid is coupled to the same bismuth in order to improve bismuth compound performance and solubility in the radical polymerizable monomer, the ratio between the phosphoric ester and salicylic acid or (meth)acrylic acid is such that the amount of salicylic acid or (meth)acrylic acid is preferably in the range of 0.1 to 10 mol, more preferably 0.1 to 5 mol, much more preferably 0.1 to 1 mol, particularly preferably 0.1 to 0.5 mol, based on 1 mol of phosphoric acid ester. When two or more phosphoric acid esters are present, the above range is based on the total number of moles of these phosphoric acid esters.
[0036] Соединением висмута является соединение, в котором с висмутом связывается, по меньшей мере, сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий (мет)акриловую группу (группы). Связывание сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего (мет)акриловую группу (группы), может быть подтверждено способом производства или при использовании элементного анализа соединения висмута, используя методы ИК, ЯМР (спектрометрии ядерного магнитного резонанса) или энергодисперсионный рентгеновский спектрометр (ЭДРС). Количество связей каждого представителя, выбираемого из салициловой кислоты или (мет)акриловой кислоты и сложного эфира фосфорной кислоты, может быть выяснено при использовании данных методов. [0036] A bismuth compound is a compound in which at least a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) is bound to bismuth. The binding of a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s) can be confirmed by the production method or by using elemental analysis of the bismuth compound using IR, NMR (Nuclear Magnetic Resonance Spectrometry) or Energy Dispersive X-Ray Spectrometer (EDX) methods. The number of bonds of each representative selected from salicylic acid or (meth)acrylic acid and a phosphoric acid ester can be ascertained using these methods.
Предпочтительные соединения висмута настоящего изобретения представляются следующими далее формулами от (3) до (5). Preferred bismuth compounds of the present invention are represented by the following formulas (3) to (5).
[0037] [0037]
[формула 3] [formula 3]
(3) (3)
[0038] [0038]
[формула 4] [formula 4]
(4) (4)
[0039] [0039]
[формула 5] [formula 5]
(5) (5)
[0040] В вышеупомянутых формулах каждый из R независимо представляет собой атом водорода или метильную группу. В вышеупомянутой формуле (3) m+x+y+z=3, и х, у, z и m представляют собой количества молей, соответственно, остатка 2-((мет)акрилоилокси)этилгидрофосфата (х), остатка фенил-2-((мет)акрилоилокси)этилфосфата (у), остатка бис[2-((мет)акрилоилокси)этил]фосфата (z) и остатка (мет)акриловой кислоты (m). В вышеупомянутой формуле (4) 2n+u+v+w=3, и u, v, w и n представляют собой количества молей, соответственно, остатка 2-((мет)акрилоилокси)этилгидрофосфата (u), остатка фенил-2-((мет)акрилоилокси)этилфосфата (v), остатка бис[2-((мет)акрилоилокси)этил]фосфата (w) и остатка салициловой кислоты (n). В вышеупомянутой формуле (5) 2l+q+r+2s+t=3, и q, r, s, t и l представляют собой количества молей, соответственно, остатка 2-((мет)акрилоилокси)этилгидрофосфата (q), остатка фенил-2-((мет)акрилоилокси)этилфосфата (r), остатка 2-((мет)акрилоилокси)этилфосфата (s), остатка бис[2-((мет)акрилоилокси)этил]фосфата (t) и остатка салициловой кислоты (l). [0040] In the above formulas, each R independently represents a hydrogen atom or a methyl group. In the above formula (3), m+x+y+z=3, and x, y, z and m are the numbers of moles, respectively, of the residue of 2-((meth)acryloyloxy)ethyl hydrogen phosphate (x), the residue of phenyl-2- ((meth)acryloyloxy)ethyl phosphate (y), a bis[2-((meth)acryloyloxy)ethyl]phosphate residue (z) and a (meth)acrylic acid residue (m). In the above formula (4), 2n+u+v+w=3, and u, v, w, and n are the numbers of moles, respectively, of the 2-((meth)acryloyloxy)ethyl hydrogen phosphate residue (u), the phenyl-2- ((meth)acryloyloxy)ethyl phosphate (v), a bis[2-((meth)acryloyloxy)ethyl]phosphate residue (w) and a salicylic acid residue (n). In the above formula (5), 2l+q+r+2s+t=3, and q, r, s, t and l are the numbers of moles, respectively, of the residue of 2-((meth)acryloyloxy)ethyl hydrogen phosphate (q), the residue phenyl 2-((meth)acryloyloxy)ethyl phosphate (r), 2-((meth)acryloyloxy)ethyl phosphate residue (s), bis[2-((meth)acryloyloxy)ethyl]phosphate residue (t), and salicylic acid residue (l).
[0041] В настоящем изобретении соединения висмута, представляемые вышеупомянутыми формулами от (3) до (5), в каждом случае могут представлять собой смесь из множества соединений, а не единственное соединение. В данном случае количество молей каждого остатка представляет собой совокупное количество молей остатков всей смеси. [0041] In the present invention, the bismuth compounds represented by the above formulas (3) to (5) in each case may be a mixture of a plurality of compounds rather than a single compound. In this case, the number of moles of each residue is the total number of moles of residues of the entire mixture.
В вышеупомянутой формуле (3) для получения соединение висмута, которое может быть произведено при низкой температуре и редко является окрашенным, если m=0, предпочтительно х : у : z=1 : 0,05 ~ 3 : 0,5 ~ 30, более предпочтительно х : у : z=1 : 0,1 ~ 2 : 1 ~ 20, намного более предпочтительно х : у : z=1 : 0,15 ~ 1 : 1,5 ~ 10. Для подавления окрашивания m может составлять 0, и у может составлять 0. In the above formula (3), to obtain a bismuth compound that can be produced at a low temperature and is rarely colored, if m=0, preferably x : y : z=1 : 0.05 ~ 3 : 0.5 ~ 30, more preferably x:y:z=1:0.1~2:1~20, much more preferably x:y:z=1:0.15~1:1.5~10. To suppress staining, m can be 0, and y can be 0.
В вышеупомянутой формуле (4), если n=0, х, у и z в вышеупомянутых описаниях изобретения должны прочитываться, соответственно, u, v и w. In the above formula (4), if n=0, x, y, and z in the above specification should read u, v, and w, respectively.
[0042] В вышеупомянутой формуле (3), если m не составляет 0, предпочтительно m : (x+y+z) = 0,1 ~ 10 : 1, более предпочтительно m : (x+y+z) = 0,1 ~ 5 : 1, намного более предпочтительно m : (x+y+z) = 0,1 ~ 1 : 1. Даже в данном случае х : у : z=1 : 0,05 ~ 3 : 0,5 ~ 30, более предпочтительно х : у : z=1 : 0,1 ~ 2 : 1 ~ 20, намного более предпочтительно х : у : z=1 : 0,15 ~ 1 : 1,5 ~ 10. [0042] In the above formula (3), if m is not 0, preferably m : (x+y+z) = 0.1 ~ 10 : 1, more preferably m : (x+y+z) = 0.1 ~ 5 : 1, much more preferably m : (x+y+z) = 0.1 ~ 1 : 1. Even in this case x : y : z=1 : 0.05 ~ 3 : 0.5 ~ 30, more preferably x:y:z=1:0.1~2:1~20, much more preferably x:y:z=1:0.15~1:1.5~10.
[0043] В вышеупомянутой формуле (4), если n не составляет 0, предпочтительно n : (n+v+w) = 1 : 0,1 ~ 1 : 30, более предпочтительно n : (n+v+w) = 1 : 0,2 ~ 1 : 20, намного более предпочтительно n : (n+v+w) = 1 : 0,3 ~ 1 : 10, в особенности предпочтительно n : (n+v+w) = 1 : 0,5 : 5. Даже в данном случае предпочтительно u : v : w=1 : 20 ~ 0,05 : 40 ~ 0,1, более предпочтительно u : v : w=1 : 10 ~ 0,1 : 20 ~ 0,2, намного более предпочтительно u : v : w=1 : 5 ~ 0,2 : 10 ~ 0,4. [0043] In the above formula (4), if n is not 0, preferably n : (n+v+w) = 1 : 0.1 ~ 1 : 30, more preferably n : (n+v+w) = 1 : 0.2 ~ 1 : 20, much more preferably n : (n+v+w) = 1 : 0.3 ~ 1 : 10, especially n : (n+v+w) = 1 : 0.5 : 5. Even in this case, u : v : w=1 : 20 ~ 0.05 : 40 ~ 0.1 is preferred, more preferably u : v : w=1 : 10 ~ 0.1 : 20 ~ 0.2, much more preferably u : v : w=1 : 5 ~ 0.2 : 10 ~ 0.4.
[0044] В числе данных соединений предпочтительно содержится, по меньшей мере, одно соединение, в котором с фенил-2-((мет)акрилоилокси)гидрофосфатом связывается субсалицилат висмута. В вышеупомянутой формуле (5) предпочтительно 1: (q+r+s+t) = 1 : 0,1 ~ 30, более предпочтительно 1 : (q+r+s+t) = 1 : 0,2 ~ 20, намного более предпочтительно 1 : (q+r+s+t) = 1 : 0,3 ~ 10, в особенности предпочтительно 1 : (q+r+s+t) = 1 : 0,5 : 5. Даже в данном случае предпочтительно q : r : s : t=1 : 50 ~ 0,1 : 20 ~ 0,05 : 40 ~ 0,1, более предпочтительно q : r : s : t=1 : 30 ~ 0,3 : 10 ~ 0,1 : 20 ~ 0,2, намного более предпочтительно q : r : s : t=1 : 20 ~ 0,5 : 5 ~ 0,2 : 10 ~ 0,4. [0044] Among these compounds, preferably contains at least one compound in which phenyl-2-((meth)acryloyloxy)hydrogen phosphate binds bismuth subsalicylate. In the above formula (5), preferably 1 : (q+r+s+t) = 1 : 0.1 ~ 30, more preferably 1 : (q+r+s+t) = 1 : 0.2 ~ 20, much more preferably 1 : (q+r+s+t) = 1 : 0.3 ~ 10, particularly preferably 1 : (q+r+s+t) = 1 : 0.5 : 5. Even in this case, it is preferable q : r : s : t=1 : 50 ~ 0.1 : 20 ~ 0.05 : 40 ~ 0.1, more preferably q : r : s : t=1 : 30 ~ 0.3 : 10 ~ 0, 1 : 20 ~ 0.2, much more preferably q : r : s : t=1 : 20 ~ 0.5 : 5 ~ 0.2 : 10 ~ 0.4.
В числе данных соединений предпочтительно содержится, по меньшей мере, одно соединение, в котором с 2-((мет)акрилоилокси)этилдигидрофосфатом связывается субсалицилат висмута при соотношении 2 : 1. These compounds preferably contain at least one compound in which bismuth subsalicylate binds to 2-((meth)acryloyloxy)ethyldihydrophosphate in a ratio of 2:1.
[0045] Соединение висмута настоящего изобретения образует дисперсный агломерат вследствие своих высокой когезионной способности или низкой растворимости. В данный момент при его наблюдении при использовании автоэмиссионного сканирующего просвечивающего электронного микроскопа длинный диаметр агломерированной частицы предпочтительно становится находящимся в диапазоне от 0,1 до 30 нм. При нахождении длинного диаметра агломерированной частицы в диапазоне от 0,1 до 30 нм, как это считается, соединение висмута характеризуется высокой растворимостью в органическом веществе, в особенности, радикально-полимеризуемом мономере, и высокой диспергируемостью в полученном отвержденном продукте. [0045] The bismuth compound of the present invention forms a particulate agglomerate due to its high cohesiveness or low solubility. At this point, when observed using a field emission scanning transmission electron microscope, the long diameter of the agglomerated particle preferably becomes in the range of 0.1 to 30 nm. With the long diameter of the agglomerated particle in the range of 0.1 to 30 nm, it is believed that the bismuth compound is characterized by high solubility in organic matter, especially the radical polymerizable monomer, and high dispersibility in the resulting cured product.
При увеличении длинного диаметра агломерированной частицы до более чем 30 нм, растворимость имеет тенденцию к уменьшению, а диспергируемость в полученном отвержденном продукте имеет тенденцию к падению. При уменьшении длинного диаметра агломерированной частицы до менее, чем 0,1 нм, производство становится затруднительным, получают продукт, подобный комплексу, в котором с висмутом связываются три (мет)акриловые кислоты, концентрация висмута становится низкой, растворимость в органическом веществе уменьшается, и состояние диспергирования в полученном отвержденном продукте имеет тенденцию к ухудшению. When the long diameter of the agglomerated particle is increased to more than 30 nm, the solubility tends to decrease, and the dispersibility in the resulting cured product tends to fall. When the long diameter of the agglomerated particle is reduced to less than 0.1 nm, production becomes difficult, a product similar to a complex in which three (meth)acrylic acids are bound to bismuth is obtained, the concentration of bismuth becomes low, the solubility in organic matter decreases, and the state dispersion in the resulting cured product tends to deteriorate.
При принятии во внимание производительности, растворимости в органическом веществе и диспергируемости в полученном отвержденном продукте для соединения висмута в соединении висмута длинный диаметр предпочтительно находится в диапазоне от 0,5 до 20 нм, более предпочтительно от 0,5 до 10 нм.In consideration of productivity, organic solubility, and dispersibility in the obtained cured product for bismuth compound in bismuth compound, the long diameter is preferably in the range of 0.5 to 20 nm, more preferably 0.5 to 10 nm.
[0046] В соединении висмута образуется дисперсный агломерат. Висмутовый компонент в соединении, в котором с висмутом связываются сложный эфир фосфорной кислоты и необязательно салициловая кислота или (мет)акриловая кислота, и соединении, в котором композит со сложным эфиром фосфорной кислоты и необязательно салициловой кислотой или (мет)акриловой кислотой, образуется оксидом висмута, содержащимся по мере надобности, (соединении, произведенном из оксида висмута) может быть подтвержден при использовании автоэмиссионного сканирующего просвечивающего электронного микроскопа (СПЭМ). Длинный диаметр агломерированной частицы наблюдаемого висмутового компонента предпочтительно находится в диапазоне от 0,1 до 30 нм.[0046] A dispersed agglomerate is formed in the bismuth compound. The bismuth component in a compound in which a phosphoric acid ester and optionally salicylic acid or (meth)acrylic acid is bonded to bismuth, and a compound in which a composite with a phosphoric acid ester and optionally salicylic acid or (meth)acrylic acid is formed by bismuth oxide contained as needed (compound produced from bismuth oxide) can be confirmed using a field emission scanning transmission electron microscope (STEM). The long diameter of the agglomerated particle of the observed bismuth component is preferably in the range of 0.1 to 30 nm.
Далее приводится описание одного предпочтительного способа производства соединения висмута.The following is a description of one preferred method for the production of a bismuth compound.
[0047] <способ производства соединения висмута> [0047] <method for producing bismuth compound>
В настоящем изобретении соединение висмута предпочтительно производят в результате введения вышеупомянутых (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута в реакцию со сложным эфиром фосфорной кислоты, содержащим (мет)акриловую группу (группы).In the present invention, the bismuth compound is preferably produced by reacting the aforementioned bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate with a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s).
Как это можно утверждать более конкретно, соединение висмута настоящего изобретения предпочтительно производят в результате введения вышеупомянутых (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута в реакцию со сложным эфиром фосфорной кислоты, содержащим метакриловую группу (группы), в алифатическом углеводородном растворителе или ароматическом растворителе при добавлении по мере надобности инициатора полимеризации и проведения дегидратации.As can be stated more specifically, the bismuth compound of the present invention is preferably produced by reacting the aforementioned bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate with a phosphoric acid ester containing methacrylic group(s) in an aliphatic hydrocarbon solvent or an aromatic solvent by addition of as needed polymerization initiator and dehydration.
[0048] <сложный эфир фосфорной кислоты, содержащий (мет)акриловую группу (группы), (сложный эфир фосфорной кислоты); способ производства соединения висмута> [0048] <phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s), (phosphoric acid ester); bismuth compound production method>
В качестве сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего (мет)акриловую группу (группы), может быть использован продукт, доступный на коммерческих условиях, Сложный эфир фосфорной кислоты может быть сложным эфиром фосфорной кислоты, содержащим одну (мет)акриловую группу, сложным эфиром фосфорной кислоты, содержащим две (мет)акриловые группы, или их смесью. Примеры сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего одну (мет)акриловую группу, (который ниже в настоящем документе может быть назван «монофункциональным сложным эфиром фосфорной кислоты») включают 2-(метакрилоилокси)этилдигидрофосфат и фенил-2-(метакрилоилокси)этилгидрофосфат. Примеры сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего две (мет)акриловые группы, (который ниже в настоящем документе может быть просто назван «бифункциональным сложным эфиром фосфорной кислоты») включают бис[2-(метакрилоилокси)этил]гидрофосфат. Собственно говоря, в реакции может быть использована смесь из вышеупомянутого монофункционального сложного эфира фосфорной кислоты и бифункционального сложного эфира фосфорной кислоты. As the phosphoric ester containing the (meth)acrylic group(s), a commercially available product may be used. The phosphoric ester may be a phosphoric ester containing one (meth)acrylic group, a phosphoric acid ester containing two (meth)acrylic groups, or a mixture thereof. Examples of a phosphate ester containing one (meth)acrylic group (which may be referred to as "monofunctional phosphoric acid ester" hereinafter) include 2-(methacryloyloxy)ethyl dihydrogen phosphate and phenyl-2-(methacryloyloxy)ethyl hydrogen phosphate. Examples of a phosphoric ester containing two (meth)acrylic groups (which may simply be referred to hereinafter as "difunctional phosphoric acid ester") include bis[2-(methacryloyloxy)ethyl]hydrogen phosphate. As such, a mixture of the aforementioned monofunctional phosphoric acid ester and the difunctional phosphoric acid ester can be used in the reaction.
Количество сложного эфира фосфорной кислоты может быть определено в целях получения интересующего соединения висмута. Говоря более конкретно, количество сложного эфира фосфорной кислоты предпочтительно находится в диапазоне от 0,3 до 10 моль при расчете на 1 моль (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута. The amount of phosphoric acid ester can be determined in order to obtain the bismuth compound of interest. More specifically, the amount of phosphoric acid ester is preferably in the range of 0.3 to 10 mol, based on 1 mol of bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate.
[0049] В настоящем изобретении в качестве сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего (мет)акриловую группу (группы), для улучшения совместимости с другим мономером может быть, кроме того, добавлен сложный триэфир фосфорной кислоты, такой как дифенил-2-метакрилоилоксиэтилфосфат, фенилбис[2-(метакрилоилоксиэтил)]фосфат или трис[2-(метакрилоилоксиэтил)]фосфат. [0049] In the present invention, as a phosphoric acid ester containing (meth)acrylic group(s), in order to improve compatibility with other monomer, a triester of phosphoric acid such as diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, phenylbis [2-(methacryloyloxyethyl)]phosphate or tris[2-(methacryloyloxyethyl)]phosphate.
При использовании в их числе сложного триэфира фосфорной кислоты, содержащего фенильную группу, такого как дифенил-2-метакрилоилоксиэтилфосфат или фенилбис[2-(метакрилоилоксиэтил)]фосфат, в формулы от (3) до (5) может быть введен одновалентный фениловый сложный диэфир фосфорной кислоты, содержащий одну (мет)акриловую группу. When using among them a triester of phosphoric acid containing a phenyl group such as diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate or phenylbis[2-(methacryloyloxyethyl)]phosphate, monovalent phenyl phosphoric diester may be introduced into formulas (3) to (5). acid containing one (meth)acrylic group.
[0050] Количество сложного триэфира фосфорной кислоты предпочтительно находится в диапазоне от 0,1 до 20 моль, более предпочтительно от 0,2 до 5 моль, при расчете на 1 моль сложного эфира фосфорной кислоты, содержащего одну (мет)акриловую группу, и/или сложного эфира фосфорной кислоты, содержащей две (мет)акриловые группы. [0050] The amount of triester of phosphoric acid is preferably in the range of 0.1 to 20 mol, more preferably 0.2 to 5 mol, based on 1 mol of phosphoric acid ester containing one (meth)acrylic group, and/ or an ester of phosphoric acid containing two (meth)acrylic groups.
[0051] <алифатический углеводородный растворитель или ароматический растворитель> [0051] <aliphatic hydrocarbon solvent or aromatic solvent>
В настоящем изобретении предпочитается смешивание друг с другом вышеупомянутых (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута и вышеупомянутого сложного эфира фосфорной кислоты при перемешивании в алифатическом углеводородном растворителе или ароматическом растворителе для проведения их реакции друг с другом. Поскольку в данный момент в реакционной системе производится вода, произведенную воду предпочтительно удаляют. Для легкого удаления произведенной воды предпочтительно используют алифатический углеводородный растворитель или ароматический растворитель, характеризующиеся высокой температурой кипения, говоря конкретно, составляющей 100°С и более. Алифатический углеводородный растворитель или ароматический растворитель могут быть использованы в качестве смешанного раствора. In the present invention, it is preferable to mix the aforementioned bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate and the aforementioned phosphoric acid ester with each other while stirring in an aliphatic hydrocarbon solvent or an aromatic solvent to carry out their reaction with each other. Since water is currently being produced in the reaction system, the water produced is preferably removed. To easily remove the produced water, an aliphatic hydrocarbon solvent or an aromatic solvent having a high boiling point, specifically 100° C. or more, is preferably used. An aliphatic hydrocarbon solvent or an aromatic solvent may be used as the mixed solution.
[0052] Примеры алифатического углеводородного растворителя и ароматического растворителя включают гексан, гептан, нонан, декан, ундекан, додекан, ксилол, диметоксибензол и их изомеры, бензол, толуол, хлорбензол, бромбензол, анизол, петролейный эфир, нефтяной бензол и бензоин. Для случая возможного полного смешивания вышеупомянутых (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута и сложного эфира фосфорной кислоты на количество алифатического углеводородного растворителя или ароматического растворителя конкретных ограничений не накладывают. При принятии во внимание производительности по соединению висмута алифатический углеводородный растворитель или ароматический растворитель предпочтительно используют в количестве в диапазоне от 10 до 100 мл при расчете на 1 г (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута. [0052] Examples of the aliphatic hydrocarbon solvent and the aromatic solvent include hexane, heptane, nonane, decane, undecane, dodecane, xylene, dimethoxybenzene and their isomers, benzene, toluene, chlorobenzene, bromobenzene, anisole, petroleum ether, petroleum benzene, and benzoin. In the case where the aforementioned bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate and the phosphoric acid ester can be completely mixed, the amount of the aliphatic hydrocarbon solvent or the aromatic solvent is not particularly limited. In consideration of the bismuth compound productivity, the aliphatic hydrocarbon solvent or the aromatic solvent is preferably used in an amount in the range of 10 to 100 ml based on 1 g of bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate.
[0053] <условия проведения реакции; способ производства соединения висмута> [0053] <reaction conditions; bismuth compound production method>
В настоящем изобретении на способ введения вышеупомянутых (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута и вышеупомянутого сложного эфира фосфорной кислоты в реакционную систему конкретных ограничений не накладывают. Может быть использован способ, при котором вышеупомянутые (мет)акрилат висмута или субсалицилат висмута, по мере надобности разбавленные вышеупомянутыми алифатическим углеводородным растворителем или ароматическим растворителем, и вышеупомянутый сложный эфир фосфорной кислоты, по мере надобности разбавленный вышеупомянутыми алифатическим углеводородным растворителем или ароматическим растворителем, совместно добавляют во внутреннее пространство реакционной системы и смешивают друг с другом при перемешивании. Может быть использован другой способ, при котором алифатический углеводородный растворитель или ароматический растворитель вводят в реакционную систему предварительно, и вышеупомянутые (мет)акрилат висмута или субсалицилат висмута, по мере надобности разбавленные вышеупомянутыми алифатическим углеводородным растворителем или ароматическим растворителем, и вышеупомянутый сложный эфир фосфорной кислоты, по мере надобности разбавленный алифатическим углеводородным растворителем или ароматическим растворителем, добавляют и смешивают друг с другом при перемешивании. Может быть использован один дополнительный способ, при котором один из компонентов вводят в реакционную систему предварительно, а другой компонент вводят в реакционную систему для смешивания с первым компонентом при перемешивании. Для уменьшения окрашивания полученного соединения висмута и улучшения производительности предпочтительно используют следующий далее способ. Сначала (мет)акрилат висмута или субсалицилат висмута гомогенизируют в алифатическом углеводородном растворителе или ароматическом растворителе. В данном случае (мет)акрилат висмута или субсалицилат висмута могут не растворяться. В данном случае для предотвращения присутствия массивного материала (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута массивный материал предпочтительно измельчают в порошок при использовании ультразвуковой установки. После этого предпочтительно используют способ, при котором к непрозрачному раствору, содержащему (мет)акрилат висмута или субсалицилат висмута, диспергированные в нем, добавляют сложный эфир фосфорной кислоты и проводят перемешивание и нагревание. In the present invention, the method for introducing the above-mentioned bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate and the above-mentioned phosphoric acid ester into the reaction system is not particularly limited. A method may be used in which the aforementioned bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate diluted as necessary with the aforementioned aliphatic hydrocarbon solvent or aromatic solvent and the aforementioned phosphoric acid ester diluted as necessary with the aforementioned aliphatic hydrocarbon solvent or aromatic solvent are jointly added into the interior of the reaction system and mixed with each other with stirring. Another method can be used in which an aliphatic hydrocarbon solvent or an aromatic solvent is introduced into the reaction system beforehand, and the above-mentioned bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate diluted as necessary with the above-mentioned aliphatic hydrocarbon solvent or aromatic solvent, and the above-mentioned phosphoric acid ester, diluted with an aliphatic hydrocarbon solvent or an aromatic solvent as needed, are added and mixed together with stirring. One additional method may be used, in which one of the components is introduced into the reaction system in advance, and the other component is introduced into the reaction system for mixing with the first component with stirring. In order to reduce the coloration of the obtained bismuth compound and improve the productivity, the following method is preferably used. First, bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate is homogenized in an aliphatic hydrocarbon solvent or an aromatic solvent. In this case, bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate may not dissolve. In this case, in order to prevent the presence of bulk material of bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate, the bulk material is preferably pulverized using an ultrasonic machine. Thereafter, a method is preferably used in which a phosphoric acid ester is added to an opaque solution containing bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate dispersed therein, and stirring and heating are carried out.
[0054] Температура (температура реакции) для перемешивания данных компонентов может быть температурой, соответствующей флегмообразованию при температуре кипения алифатического углеводородного растворителя или ароматического растворителя, но предпочтительно она находится в диапазоне от 30 до 110°С, более предпочтительно от 40 до 100°С, намного более предпочтительно от 45 до 90°С, в целях подавления окрашивания полученного соединения висмута. [0054] The temperature (reaction temperature) for mixing these components may be a temperature corresponding to reflux at the boiling point of an aliphatic hydrocarbon solvent or an aromatic solvent, but it is preferably in the range of 30 to 110°C, more preferably 40 to 100°C, much more preferably from 45 to 90°C, in order to suppress the coloring of the resulting bismuth compound.
При нахождении температуры реакции в диапазоне от 30 до 110°С во внутреннем пространстве реакционной системы предпочтительно сбрасывают давление для удаления воды (дегидратации), произведенной во внутреннем пространстве реакционной системы. Данная дегидратация может быть проведена при одновременном смешивании друг с другом вышеупомянутых (мет)акрилата висмута или субсалицилата висмута и вышеупомянутого сложного эфира фосфорной кислоты или после их смешивания друг с другом. При принятии во внимание эффективности реакции дегидратацию предпочтительно проводят при одновременном их смешивании друг с другом. When the reaction temperature is in the range of 30 to 110° C., the interior of the reaction system is preferably depressurized to remove water (dehydration) produced in the interior of the reaction system. This dehydration can be carried out while mixing the aforementioned bismuth (meth)acrylate or bismuth subsalicylate and the aforementioned phosphoric acid ester with each other or after mixing them with each other. In view of the efficiency of the reaction, the dehydration is preferably carried out while mixing them together.
На время реакции конкретных ограничений не накладывают, но в общем случае оно находится в диапазоне от 20 минут до 2 часов. The reaction time is not particularly limited, but is generally in the range of 20 minutes to 2 hours.
Атмосферой для проведения реакции могут быть атмосфера воздуха, атмосфера инертного газа или атмосфера осушенного воздуха, но предпочтительно атмосфера воздуха при принятии во внимание производственной технологичности. The atmosphere for carrying out the reaction may be an atmosphere of air, an atmosphere of an inert gas or an atmosphere of dry air, but preferably an atmosphere of air in view of processability.
[0055] После проведения реакции в вышеупомянутых условиях полученное соединение висмута концентрируют в результате отгонки растворителя, а после этого нерастворимый непрозрачный компонент для случая присутствия такового предпочтительно отфильтровывают или отделяют в результате центробежного отделения. Кроме того, к концентрированному реакционному раствору, полученному в результате данной обработки, добавляют растворитель, который является растворимым в используемом реакционном растворителе и не растворяет соединение висмута, в целях проведения переосаждения для очистки. При сохранении высококипящего растворителя повторяют вышеупомянутую операцию декантирования для замещения растворителя. После очистки соединения висмута в результате отгонки остаточного растворителя и вакуумного высушивания оно может быть извлечено. [0055] After carrying out the reaction under the aforementioned conditions, the resulting bismuth compound is concentrated by distilling off the solvent, and thereafter, the insoluble opaque component is preferably filtered or separated by centrifugal separation in case there is one. In addition, a solvent that is soluble in the used reaction solvent and does not dissolve the bismuth compound is added to the concentrated reaction solution obtained by this treatment in order to carry out reprecipitation for purification. While maintaining the high-boiling solvent, the above-mentioned decanting operation is repeated to replace the solvent. After the bismuth compound is purified by distilling off the residual solvent and vacuum drying, it can be recovered.
Отвержденный продукт может быть произведен в результате полимеризации и отверждения одного только полученного соединения висмута. В целях достижения пригодности полученного отвержденного продукта для использования предпочтительно получают отверждаемую композицию, содержащую другой радикально-полимеризуемый мономер. The cured product can be produced by polymerizing and curing the resulting bismuth compound alone. In order to achieve the suitability of the obtained cured product for use, it is preferable to obtain a curable composition containing another radical polymerizable monomer.
[0056] <отверждаемая композиция> [0056] <curable composition>
В настоящем изобретении предлагается отверждаемая композиция, содержащая вышеупомянутое соединение висмута и радикально-полимеризуемый мономер (который ниже в настоящем документе может быть просто назван «радикально-полимеризуемым мономером»), отличный от соединения висмута. The present invention provides a curable composition comprising the aforementioned bismuth compound and a radical polymerizable monomer (which may be simply referred to as "radical polymerizable monomer" hereinafter) other than a bismuth compound.
[0057] <радикально-полимеризуемый мономер, отличный от соединения висмута> [0057] <radical polymerizable monomer other than bismuth compound>
В настоящем изобретении в качестве вышеупомянутого радикально-полимеризуемого мономера может быть использован обычный известный мономер. Его примеры включают доступные на коммерческих условиях монофункциональные или полифункциональные сложные эфиры акриловой кислоты и метакриловой кислоты и винильные соединения, такие как акриловая кислота, метакриловая кислота, метилакрилат, метилметакрилат, винилпиридин, винилпирролидон, акрилонитрил, фенилметакрилат, бензилметакрилат и 2-феноксиэтилметакрилат. При принятии во внимание растворимости вышеупомянутого соединения висмута может быть использовано стирольное соединение. Примеры стирольного соединения включают стирол, метилстирол и его структурные изомеры, метилстирольный димер, хлорстирол, бромстирол и дивинилбензол. Вышеупомянутые радикально-полимеризуемые мономеры могут быть использованы индивидуально или в комбинации. In the present invention, as the aforementioned radical polymerizable monomer, a common known monomer can be used. Examples thereof include commercially available monofunctional or polyfunctional esters of acrylic acid and methacrylic acid and vinyl compounds such as acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, acrylonitrile, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, and 2-phenoxyethyl methacrylate. In consideration of the solubility of the aforementioned bismuth compound, a styrenic compound may be used. Examples of the styrenic compound include styrene, methylstyrene and its structural isomers, methylstyrene dimer, chlorostyrene, bromostyrene, and divinylbenzene. The aforementioned radical polymerizable monomers may be used alone or in combination.
[0058] <предпочтительное соотношение между компонентами смеси> [0058] <preferred mixing ratio>
В отверждаемой композиции соотношение между компонентами смеси в виде соединения висмута и радикально-полимеризуемого мономера, отличного от соединения висмута, в подходящем для использования случае определяют в соответствии с целью использования полученного отвержденного продукта. In the curable composition, the mixture ratio of the bismuth compound and the radical polymerizable monomer other than the bismuth compound, as appropriate, is determined according to the intended use of the resulting cured product.
При использовании соединения висмута и принятии во внимание эффекта защиты от рентгеновского излучения, диспергируемости и эффекта уменьшения окрашивания радикально-полимеризуемый мономер используют в количестве в диапазоне предпочтительно от 1 до 500 массовых частей, более предпочтительно от 5 до 300 массовых частей, намного более предпочтительно от 10 до 200 массовых частей, при расчете на 100 массовых частей соединения висмута. When using a bismuth compound, and taking into account the X-ray shielding effect, dispersibility, and color reduction effect, the radical polymerizable monomer is used in an amount in the range of preferably 1 to 500 parts by mass, more preferably 5 to 300 parts by mass, much more preferably 10 up to 200 mass parts, calculated on 100 mass parts of the bismuth compound.
[0059] <другие добавки при компаундировании> [0059] <other compounding additives>
Отверждаемая композиция настоящего изобретения помимо соединения висмута и радикально-полимеризуемого мономера может содержать известные добавки при компаундировании, которые смешивают с радикально-полимеризуемой отверждаемой композицией. The curable composition of the present invention, in addition to the bismuth compound and the radical polymerizable monomer, may contain known compounding additives which are mixed with the radical polymerizable curable composition.
Говоря более конкретно, могут быть примешаны инициатор радикальной полимеризации, антиоксидант, разделительная смазка для пресс-форм в целях улучшения извлекаемости из пресс-формы, окрашивающее вещество в целях контролируемого выдерживания цветового тона отвержденного продукта и передатчик кинетической цепи в целях контролируемого выдерживания полимеризуемости. Данные добавки при компаундировании можно примешивать до тех пор, пока не будет ухудшен эффект от настоящего изобретения. Каждую добавку при компаундировании примешивают в количестве в диапазоне предпочтительно от 0 до 30 массовых частей, более предпочтительно от 0,01 до 20 массовых частей, намного более предпочтительно от 0,02 до 15 массовых частей, при расчете на 100 массовых частей совокупности из соединения висмута и радикально-полимеризуемого мономера. More specifically, a radical polymerization initiator, an antioxidant, a mold release agent to improve mold release, a coloring agent to control the color tone of the cured product, and a chain transfer agent to control polymerizability may be mixed in. These additives during compounding can be mixed in until the effect of the present invention is degraded. Each additive is admixed in the compounding in an amount in the range of preferably 0 to 30 parts by weight, more preferably 0.01 to 20 parts by weight, much more preferably 0.02 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the totality of the bismuth compound and a radical polymerizable monomer.
Отверждаемая композиция может быть произведена в результате смешивания друг с другом вышеупомянутого соединения висмута и радикально-полимеризуемого мономера и необязательно добавок при компаундировании. The curable composition can be produced by mixing together the aforementioned bismuth compound and the radical polymerizable monomer, and optionally compounding additives.
[0060] <способ производства отвержденного продукта> [0060] <method for producing a cured product>
В настоящем изобретении для получения отвержденного продукта в результате отверждения вышеупомянутой отверждаемой композиции может быть использован известный способ. Говоря более конкретно, могут быть использованы фотополимеризация, термическая полимеризация или обе из них. Предпочтительный способ полимеризации определяют в соответствии с инициатором радикальной полимеризации, который примешивают по мере надобности. In the present invention, a known method can be used to obtain a cured product by curing the above-mentioned curable composition. More specifically, photopolymerization, thermal polymerization, or both can be used. The preferred polymerization method is determined according to the radical polymerization initiator, which is mixed in as needed.
[0061] <физические свойства полученного отвержденного продукта> [0061] <physical properties of the resulting cured product>
Отверждаемая композиция настоящего изобретения может обеспечить получение отвержденного продукта, который характеризуется высокой прозрачностью и редко является окрашенным несмотря на включение в него большого количества висмутового компонента, обладающего высокой способностью защищать от рентгеновского излучения. Отвержденный продукт, полученный из отверждаемой композиции настоящего изобретения, при наличии у него толщины в 2 мм, демонстрирует пропускание при длине волны в области 560 нм, составляющее не менее, чем 80%, способность защищать от рентгеновского излучения, эквивалентную свинцовой фольге с толщиной, составляющей 0,02 мм и более, и пожелтение, составляющее не более, чем 40. The curable composition of the present invention can provide a cured product which is highly transparent and rarely colored despite including a large amount of a bismuth component having a high X-ray shielding capability. The cured product obtained from the curable composition of the present invention, when having a thickness of 2 mm, exhibits a transmission at a wavelength in the region of 560 nm of not less than 80%, an X-ray shielding capability equivalent to lead foil with a thickness of 0.02 mm or more, and yellowing not more than 40.
В соответствии с настоящим изобретением уровень содержания висмутового компонента в отвержденном продукте может быть задан в диапазоне от 5 до 40% (мас.) при расчете на 100% (мас.) совокупной массы отвержденного продукта. In accordance with the present invention, the content of the bismuth component in the cured product can be set in the range from 5 to 40% (wt.) when calculating 100% (wt.) of the total weight of the cured product.
[0062] <использование отвержденного продукта> [0062] <cured product use>
Вследствие демонстрации отвержденным продуктом, полученным при использовании настоящего изобретения, способности защищать от излучения несмотря на пропускание им видимого света он может быть использован в качестве прозрачного материала, защищающего от излучения. Because the cured product obtained using the present invention demonstrates the ability to protect against radiation despite the transmission of visible light, it can be used as a transparent material that protects from radiation.
ПРИМЕРЫEXAMPLES
[0063] Следующие далее примеры и сравнительные примеры предлагаются в целях дополнительного иллюстрирования настоящего изобретения, но ни в коем случае не рассматриваются в качестве ограничения. [0063] The following examples and comparative examples are offered for the purpose of further illustrating the present invention, but are not intended to be limiting in any way.
[0064] <измерение длинного диаметра висмутового компонента соединения висмута> [0064] <measurement of the long diameter of the bismuth component of the bismuth compound>
Для наблюдения соединения висмута (наблюдения длинного диаметра висмутового компонента) использовали автоэмиссионный сканирующий просвечивающий электронный микроскоп (СПЭМ) (Tecnai (зарегистрированная торговая марка) F20 от компании Thermo Fisher Scientific). Наблюдение формы и картирование элементов (картирование висмутового компонента) проводили в режиме HAADF-STEM при напряжении ускорения 200 кВ. Образец сбрасывали на медную сетку, на которой растягивали коллодиевую пленку, избыточный раствор впитывали фильтровальной бумагой, расположенной ниже сетки, и образец высушивали воздухом, а после этого в вакууме в целях проведения наблюдения при использовании автоэмиссионного сканирующего просвечивающего электронного микроскопа. A field emission scanning transmission electron microscope (FEM) (Tecnai (registered trademark) F20 from Thermo Fisher Scientific) was used to observe the bismuth compound (observation of the long diameter of the bismuth component). Shape observation and element mapping (mapping of the bismuth component) was carried out in the HAADF-STEM mode at an acceleration voltage of 200 kV. The sample was dropped onto a copper mesh on which a collodion film was stretched, the excess solution was soaked up with a filter paper placed below the mesh, and the sample was dried with air and then in vacuum for observation using a field emission scanning transmission electron microscope.
[0065] <способ анализа соединения висмута> [0065] <method for analyzing a bismuth compound>
Для измерения при использовании метода ИК применяли инфракрасный спектрофотометр с преобразованием Фурье (Spectrum One, производства компании Perkin Elmer Co., Ltd.). Измерение проводили при использовании метода однократного отражения НПВО и в результате интегрирования данных по четырехкратному измерению. For measurement using the IR method, a Fourier transform infrared spectrophotometer (Spectrum One, manufactured by Perkin Elmer Co., Ltd.) was used. The measurement was carried out using the ATR single reflection method and as a result of integrating data from a quadruple measurement.
Для измерения при использовании метода ТГ-ДТА применяли устройство для одновременного измерения данных по дифференциальной термогравиметрии (TG8120, производства компании Rigaku Corporation). Образец сканировали в воздушном потоке в температурном диапазоне от комнатной температуры до 500°С и при скорости увеличения температуры 10°С/мин. For measurement using the TG-DTA method, a differential thermogravimetry simultaneous measurement device (TG8120, manufactured by Rigaku Corporation) was used. The sample was scanned in an air stream in the temperature range from room temperature to 500°C and at a temperature increase rate of 10°C/min.
Для измерения при использовании метода комбинационного рассеяния использовали устройство для микроскопической спектроскопии комбинационного рассеяния (NRS-7100, производства компании JASCO Corporation) и при осуществлении двукратного 20 секундного воздействия для возбуждения образца использовали лазер на 532 нм, линзу объектива с увеличением 100, дифракционную решетку при 600 штрих/мм и апертуры с диаметром 25 мкм и диаметром 4000 мкм. Microscopic Raman spectroscopy apparatus (NRS-7100, manufactured by JASCO Corporation) was used for measurement using the Raman method, and a 532 nm laser, an objective lens at 100 magnification, a diffraction grating at 600 stroke/mm and apertures with a diameter of 25 µm and a diameter of 4000 µm.
Для измерений при использовании методов 1Н- и 31Р-ЯМР применяли устройство для ядерного магнитного резонанса (JNM-ECA400II, производства компании JEOL RESONANCE). В качестве растворителя использовали гексадейтероацетон и измерение проводили при концентрации образца 1% (мас.). For measurements using 1 H and 31 P-NMR methods, a nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-ECA400II, manufactured by JEOL RESONANCE) was used. Hexadeuteroacetone was used as the solvent, and the measurement was carried out at a sample concentration of 1% (wt.).
Для измерения при использовании метода РФЭС применяли рентгеновский фотоэлектронный спектрометр (ESCA5701ci/MC, производства компании ULVAC-PHI, Inc.). В качестве источника рентгеновского излучения использовали монохроматическое излучение Al-Kα (14 кВ - 330 Вт). Диаметр апертуры составлял 800 мкм, а угол отбора фотоэлектронов составлял 45°. Образец измельчали в порошок в агатовой ступке и полученный порошок фиксировали на подложке при использовании углеродной клейкой ленты и вводили в измерительную камеру для измерения. An X-ray photoelectron spectrometer (ESCA5701ci/MC, manufactured by ULVAC-PHI, Inc.) was used for XPS measurement. Al-Kα monochromatic radiation (14 kV - 330 W) was used as an X-ray source. The aperture diameter was 800 μm, and the photoelectron sampling angle was 45°. The sample was pulverized in an agate mortar, and the resulting powder was fixed on a substrate using carbon adhesive tape and introduced into the measurement chamber for measurement.
[0066] <измерение физических свойств отвержденного продукта, содержащего соединение висмута> [0066] <measuring the physical properties of a cured product containing a bismuth compound>
В примерах отверждаемую композицию, содержащую соединение висмута, радикально-полимеризуемый мономер и необязательно инициатор термической полимеризации, подвергали термической полимеризации для производства отвержденного продукта (пластины) с толщиной в 2 мм. Для полученного отвержденного продукта измеряли светопропускание в области 560 нм при использовании спектрофотометра для ультрафиолетового и видимого диапазонов (UV-2550, производства компании Shimadzu Corporation). In the examples, a curable composition containing a bismuth compound, a radical polymerizable monomer, and optionally a thermal polymerization initiator was thermally polymerized to produce a cured product (plate) with a thickness of 2 mm. The resulting cured product was measured for light transmission in the region of 560 nm using an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-2550, manufactured by Shimadzu Corporation).
Пожелтение отвержденного продукта (пластины) измеряли при использовании устройства S&M COLOUR COMPUTER SM-T, производства компании Suga Test Instruments Co., Ltd.. The yellowing of the cured product (wafer) was measured using the S&M COLOR COMPUTER SM-T, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd..
Кроме того, в отношении способности полученного отвержденного продукта защищать от рентгеновского излучения измеряли степень защиты от γ-излучения на 59,5 эВ, испускаемого из 241 Am, в виде эквивалентной толщины свинцовой пластины. In addition, with respect to the ability of the obtained cured product to protect against X-rays, the degree of protection against γ-rays at 59.5 eV emitted from 241 Am was measured as an equivalent thickness of a lead plate.
[0067] Пример производства 1 [0067] Manufacturing Example 1
(производство метакрилата висмута) (production of bismuth methacrylate)
55,9 г (115 ммоль) пентагидрата нитрата висмута подавали в трехгорлую колбу на 1000 мл, включающую перемешивающее устройство, и добавляли 500 мл деионизированной воды. В получающийся в результате раствор добавляли 5,4 г (HNO3: 71 ммоль) концентрированной азотной кислоты и слегка проводили перемешивание. К получающемуся в результате раствору добавляли 1,9 г ВНТ и 75 мл (885 ммоль) метакриловой кислоты. К данной колбе присоединяли термометр, конденсатор Димрота и капельную воронку, содержащую раствор, полученный в результате растворения 37,4 г (935 ммоль) гидроксида натрия в 60 мл деионизированной воды, и колбу размещали в масляной бане для нагревания содержимого колбы от комнатной температуры до 65°С при перемешивании на протяжении 20 минут. В данный момент почти что весь нитрат висмута растворялся, а соединение ВНТ в незначительной степени сохранялось в твердом состоянии. Водный раствор гидроксида натрия в капельной воронке вводили в данный раствор за один прием. Производили слегка пожелтевший осадок, а внутреннее пространство реакционной системы становилось гетерогенным. 55.9 g (115 mmol) of bismuth nitrate pentahydrate was introduced into a 1000 ml three-necked flask including a stirrer and 500 ml of deionized water was added. To the resulting solution was added 5.4 g (HNO 3 : 71 mmol) of concentrated nitric acid and lightly stirred. To the resulting solution was added 1.9 g of BHT and 75 ml (885 mmol) of methacrylic acid. A thermometer, a Dimroth condenser and an addition funnel containing a solution obtained by dissolving 37.4 g (935 mmol) of sodium hydroxide in 60 ml of deionized water were attached to this flask, and the flask was placed in an oil bath to heat the contents of the flask from room temperature to 65 °C with stirring for 20 minutes. At this point, almost all of the bismuth nitrate was dissolved, and the BHT compound was retained to a small extent in the solid state. An aqueous solution of sodium hydroxide in a dropping funnel was introduced into this solution at one time. A slightly yellow precipitate was produced and the interior of the reaction system became heterogeneous.
В данный момент температура внутреннего пространства в колбе становилась равной приблизительно 85°С. Содержимое перемешивали на протяжении 1 часа при одновременном нагревании колбы вплоть до 95°С. Как это считалось, реакция завершалась при превращении окраски осадка из желтой в бесцветную. At this point, the temperature of the internal space in the flask became equal to approximately 85°C. The contents were stirred for 1 hour while heating the flask up to 95°C. As it was believed, the reaction was completed when the color of the precipitate turned from yellow to colorless.
[0068] По завершении реакции осадок отфильтровывали во время его нахождения в горячем состоянии при падении температуры внутреннего пространства в колбе до 50°С. Осадок два раза очищали при использовании 50 мл воды при 50°С. Его высушивали воздухом на протяжении 2 дней. Тем самым, получали 55,9 г метакрилата висмута. [0068] Upon completion of the reaction, the precipitate was filtered off while it was in a hot state when the temperature of the internal space in the flask dropped to 50°C. The precipitate was purified twice using 50 ml of water at 50°C. It was air dried for 2 days. Thus, 55.9 g of bismuth methacrylate was obtained.
Раствор, содержащий полученный образец, растворенный в хлороформе, наблюдали при использовании метода СПЭМ. В качестве результата могла быть подтверждена частица, имеющая диаметр, составляющий не более, чем 5 нм, и содержащая Bi в качестве элемента. Согласно измерению при использовании метода ИК получали спектр метакриловой кислоты, связанной с ионом металлом. Как это было установлено исходя из потери массы, полученной согласно измерению термического разложения, с висмутом связывались 3 молекулы метакриловой кислоты. A solution containing the resulting sample dissolved in chloroform was observed using the STEM method. As a result, a particle having a diameter of not more than 5 nm and containing Bi as an element could be confirmed. According to the measurement using the IR method, a spectrum of methacrylic acid bound to a metal ion was obtained. As it was determined from the weight loss obtained according to the thermal decomposition measurement, 3 molecules of methacrylic acid were bound to bismuth.
[0069] Пример 1 [0069] Example 1
В колбу в форме баклажана на 1000 мл подавали 10,6 г (22,8 ммоль применительно к висмуту) метакрилата висмута, полученного в примере производства 1, и 15,3 г сложного эфира фосфорной кислоты (кислого 2-метакрилоилоксиэтилфосфата; MR-200, производства компании Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. (смеси из сложного моноэфира фосфорной кислоты и сложного диэфира фосфорной кислоты при соотношении, составляющем приблизительно 1 : 1, 30,3 ммоль 2-(метакрилоилокси)этилдигидрофосфата, 29,1 ммоль бис[2-(метакрилоилокси)этил]гидрофосфата)) и в колбу добавляли 300 мл толуола. Их подвергали ультразвуковому диспергированию при использовании ультразвукового диспергатора, относящегося к типу ванны. 10.6 g (22.8 mmol for bismuth) of bismuth methacrylate prepared in Production Example 1 and 15.3 g of phosphoric acid ester (acidic 2-methacryloyloxyethyl phosphate; MR-200, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. (Mixtures of phosphoric acid monoester and phosphoric diester at a ratio of approximately 1:1, 30.3 mmol 2-(methacryloyloxy)ethyl dihydrogen phosphate, 29.1 mmol bis[2- (methacryloyloxy)ethyl]hydrophosphate)) and 300 ml of toluene was added to the flask. They were subjected to ultrasonic dispersion using a bath-type ultrasonic disperser.
Полученный непрозрачный раствор переводили в четырехгорлую колбу на 1000 мл, снабженную ловушкой Дина-Старка, для проведения реакции в результате нагревания при 120°С в масляной бане при перемешивании и произведенную воду удаляли во внешнее пространство по отношению к системе. Как это считалось, реакция завершалась тогда, когда вода больше уже не производилась. Получали гомогенную дисперсию. The resulting opaque solution was transferred to a 1000 ml four-necked flask equipped with a Dean-Stark trap for reaction by heating at 120° C. in an oil bath with stirring, and the water produced was removed to the outside of the system. As it was believed, the reaction was completed when no more water was produced. A homogeneous dispersion was obtained.
[0070] Данный раствор переводили в конический химический стакан на 500 мл и оставляли выстаиваться на протяжении 2 дней. Данную дисперсию отфильтровывали при использовании мембранного фильтра на 0,2 мкм, содержащего целит, для получения бесцветного и прозрачного раствора. Данный раствор концентрировали вплоть до 50 мл при использовании испарителя и к данному раствору добавляли 400 мл гексана. Производили вязкий белый осадок. Его диспергировали при использовании ультразвукового диспергатора, относящегося к типу ванны, и оставляли выстаиваться. Гексановый супернатант удаляли в результате декантирования. Очистку в результате удаления гексана повторяли три раза. Следовое количество гексана, остающееся в конце, удаляли при использовании испарителя и полученный продукт высушивали в вакууме. Получали 14,3 г соединения висмута, которое представляло собой белое вязкое вещество. [0070] This solution was transferred to a 500 ml conical beaker and allowed to stand for 2 days. This dispersion was filtered using a 0.2 µm membrane filter containing celite to obtain a colorless and clear solution. This solution was concentrated to 50 ml using an evaporator and 400 ml of hexane was added to this solution. A viscous white precipitate was produced. It was dispersed using a bath-type ultrasonic disperser and allowed to stand. The hexane supernatant was removed by decanting. Purification by removing hexane was repeated three times. The trace amount of hexane remaining at the end was removed using an evaporator and the resulting product was dried in vacuo. 14.3 g of a bismuth compound were obtained, which was a white viscous substance.
Раствор, полученный в результате растворения полученного образца в толуоле, наблюдали при использовании метода СПЭМ (фиг. 1). Как это было установлено согласно измерению при использовании метода РФЭС, содержалось 1,4 моль фосфора при расчете на 1 моль висмута, и, как это было установлено согласно анализу при использовании метода РФЭС, содержалось 1,9 г фосфора при расчете на 1 моль висмута. Несмотря на наличие разницы между данными методами вследствие низкой количественной характеристики фосфора согласно анализу при использовании методов ИК, комбинационного рассеяния, 1Н- и 31Р-ЯМР было подтверждено связывание с 1 моль висмута 0,2 моль (мет)акриловой кислоты и 1,8 моль сложных эфиров фосфорной кислоты. Соотношение между двумя присутствующими сложными эфирами фосфорной кислоты не было ясно установлено вследствие уширения в методе 31Р-ЯМР. The solution resulting from the dissolution of the obtained sample in toluene was observed using the STEM method (Fig. 1). As determined by XPS measurement, there was 1.4 moles of phosphorus per mole of bismuth, and as determined by XPS analysis, there were 1.9 g of phosphorus per mole of bismuth. Despite the difference between these methods due to the low quantitative characterization of phosphorus, according to the analysis using IR, Raman, 1 H- and 31 P-NMR methods, binding to 1 mol of bismuth of 0.2 mol of (meth)acrylic acid and 1.8 mole of phosphoric acid esters. The ratio between the two phosphoric acid esters present was not clearly established due to broadening in the 31 P-NMR method.
[0071] Пример производства 2 [0071] Manufacturing Example 2
Реакцию проводили в тех же самых условиях, что и в примере производства 1, за исключением использования 30 мл метакриловой кислоты. Полученный образец растворяли в хлороформе и получающийся в результате раствор, содержащий образец, слегка растворенный в нем, наблюдали при использовании метода СПЭМ (фиг. 2). На фиг. 2 наблюдали агломерат из пластинчатых частиц, имеющих диаметр, составляющий не менее, чем 50 нм. Поскольку данное соединение редко растворялось в мономере отвержденный продукт не оценивали. The reaction was carried out under the same conditions as in Production Example 1 except for using 30 ml of methacrylic acid. The resulting sample was dissolved in chloroform and the resulting solution containing the sample slightly dissolved therein was observed using the STEM method (FIG. 2). In FIG. 2, an agglomerate of lamellar particles having a diameter of not less than 50 nm was observed. Since this compound rarely dissolved in the monomer, the cured product was not evaluated.
[0072] Пример производства 3 [0072] Manufacturing Example 3
В колбу на 1000 мл, снабженную ловушкой Дина-Старка, подавали 12,1 г мелких частиц оксида висмута, доступных на коммерческих условиях, (100 нм частиц Bi2O3, производства компании CIK), 0,50 г дибутилгидрокситолуола (ВНТ) и 12,2 г продукта MR-200 (описанного в примере 1) и проводили диспергирование в 500 мл толуола. Полученную дисперсию нагревали и выдерживали в условиях флегмообразования при температуре кипения при перемешивании для проведения реакции дегидратации. По окончании реакции нерастворимое вещество отфильтровывали, а растворитель отгоняли из фильтрата. Полученное темно-коричневое вязкое вещество три раза очищали гексаном и высушивали. Получали 14,7 г темно-коричневого вязкого вещества. Как это предполагалось, это было соединение, в котором с оксидом висмута связывался сложный эфир фосфорной кислоты. A 1000 ml flask equipped with a Dean-Stark trap was charged with 12.1 g of commercially available bismuth oxide fine particles (100 nm Bi 2 O 3 particles, manufactured by CIK), 0.50 g of dibutylhydroxytoluene (BHT), and 12.2 g of the product MR-200 (described in example 1) and dispersed in 500 ml of toluene. The resulting dispersion was heated and refluxed at the boiling point with stirring to carry out the dehydration reaction. At the end of the reaction, the insoluble matter was filtered off, and the solvent was distilled off from the filtrate. The resulting dark brown viscous substance was purified three times with hexane and dried. Received 14.7 g of a dark brown viscous substance. As expected, this was a compound in which a phosphoric acid ester was bound to bismuth oxide.
[0073] Пример 2 [0073] Example 2
Синтезирование проводили в тех же самых условиях, что и в примере 1, за исключением использования в качестве реакционного слоя колбы в форме баклажана на 500 мл и соединения ее с испарителем для проведения реакции при 50°С и пониженном давлении. Несмотря на проведение реакции при одновременной отгонке толуола при пониженном давлении при достижении количества остающегося гель-раствора, составляющего приблизительно 50 мл, еще раз добавляли 300 мл толуола для гомогенного диспергирования продукта реакции. Получали раствор, характеризующийся большей прозрачностью, чем первый раствор. Данный раствор еще раз нагревали при 50°С для отгонки растворителя при пониженном давлении. После концентрирования дополнительно добавляли 400 мл толуола для получения гомогенной дисперсии. Для идентифицирования соединения проводили те же самые измерения, что и в примере 1. Как это было установлено в примере 2 в качестве результата измерений, метакриловая кислота редко связывалась, и согласно результатам анализа при использовании метода ЭДРС содержалось 2,5 моль фосфора при расчете на 1 моль висмута, а согласно результатам анализа при использовании метода РФЭС содержалось 2,6 моль фосфора при расчете на 1 моль висмута. Как это было подтверждено согласно результатам анализа при использовании метода 31Р-ЯМР, в виде четкого пика наблюдали только сложный моноэфир фосфорной кислоты. То есть, производили только соединение висмута, в котором связывался только сложный моноэфир фосфорной кислоты. Synthesis was carried out under the same conditions as in Example 1, except for using a 500 ml eggplant flask as the reaction layer and connecting it to an evaporator to carry out the reaction at 50° C. and reduced pressure. Although the reaction was carried out while distilling off the toluene under reduced pressure, when the amount of the remaining gel solution reached approximately 50 ml, 300 ml of toluene was added once more to homogeneously disperse the reaction product. A solution was obtained which was more transparent than the first solution. This solution was once again heated at 50° C. to distill off the solvent under reduced pressure. After concentration, an additional 400 ml of toluene was added to obtain a homogeneous dispersion. To identify the compound, the same measurements were carried out as in Example 1. As measured in Example 2, methacrylic acid was rarely bound, and according to the results of the analysis using the EDRS method, there were 2.5 mol of phosphorus per 1 mol of bismuth, and according to the results of the analysis using the XPS method, it contained 2.6 mol of phosphorus when calculated per 1 mol of bismuth. As confirmed by 31 P-NMR analysis, only phosphoric acid monoester was observed as a clear peak. That is, only a bismuth compound was produced in which only the phosphoric acid monoester was bound.
[0074] Пример 3 [0074] Example 3
8,2 г соединения висмута, полученного в примере 1, растворяли в 6,2 г смешанного мономера, составленного из стирола и бензилметакрилата при массовом соотношении 1:1. Кроме того, к получающемуся в результате раствору для полного растворения в нем добавляли 0,03 г азобисизобутиронитрила (AIBN). Данный мономерный раствор помещали в условия пониженного давления при использовании вакуумного насоса для удаления растворенного кислорода. Данный мономерный раствор нагнетали в стеклянную пресс-форму, имеющую толщину в 2 мм, для полимеризации при максимальной температуре 90°С на протяжении 2 часов в целях получения отвержденного продукта. Для полученного отвержденного продукта при использовании вышеупомянутых методов измеряли пожелтение, пропускание в области 560 нм и способность защищать от рентгеновского излучения. Результаты демонстрируются в таблице 1. 8.2 g of the bismuth compound obtained in Example 1 was dissolved in 6.2 g of a mixed monomer composed of styrene and benzyl methacrylate at a weight ratio of 1:1. In addition, 0.03 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) was added to the resulting solution to completely dissolve therein. This monomeric solution was placed under reduced pressure using a vacuum pump to remove dissolved oxygen. This monomer solution was injected into a glass mold having a thickness of 2 mm to polymerize at a maximum temperature of 90° C. for 2 hours to obtain a cured product. For the resulting cured product, yellowing, transmission in the 560 nm region, and X-ray protection ability were measured using the above methods. The results are shown in Table 1.
[0075] Пример 4 [0075] Example 4
Отвержденный продукт получали тем же самым образом, что и в примере 3, за исключением использования 3,1 г соединения висмута, полученного в примере 2, и 3,1 г смешанного мономера, использованного в примере 3. Для полученного отвержденного продукта при использовании вышеупомянутых методов измеряли пожелтение, пропускание в области 560 нм и способность защищать от рентгеновского излучения. Результаты демонстрируются в таблице 1. A cured product was obtained in the same manner as in Example 3, except for using 3.1 g of the bismuth compound obtained in Example 2 and 3.1 g of the mixed monomer used in Example 3. For the obtained cured product, using the above methods measured yellowing, transmission in the region of 560 nm and the ability to protect from x-rays. The results are shown in Table 1.
[0076] Пример 5 [0076] Example 5
В колбу в форме баклажана на 500 мл подавали 15,96 г субсалицилата висмута (III) (производства компании Sigma-Aldrich, 44,08 ммоль применительно к висмуту), 3,42 г нитрата висмута (III) (производства компании Alfa Aesar, 8,86 ммоль применительно к висмуту), 47,23 г сложного эфира фосфорной кислоты (кислого 2-метакрилоилоксиэтилфосфата; MR-200, производства компании Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. (смеси из сложного моноэфира фосфорной кислоты и сложного диэфира фосфорной кислоты при соотношении, составляющем приблизительно 1:1, кислотное число 275 мг КОН/мг, молекулярная масса при расчете на Н+: 204,02)) и 3,67 г дибутилгидрокситолуола (ВНТ, производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) в качестве ингибитора полимеризации, а после этого добавляли 300 мл толуола. Получающийся в результате раствор подвергали ультразвуковому диспергированию при использовании ультразвукового диспергатора, относящегося к типу ванны. Into a 500 ml eggplant-shaped flask were added 15.96 g of bismuth(III) subsalicylate (manufactured by Sigma-Aldrich, 44.08 mmol for bismuth), 3.42 g of bismuth(III) nitrate (manufactured by Alfa Aesar, 8 86 mmol for bismuth), 47.23 g of phosphoric acid ester (acidic 2-methacryloyloxyethyl phosphate; MR-200, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. (mixture of phosphoric acid monoester and phosphoric diester in the ratio , approximately 1:1, acid number 275 mg KOH/mg, molecular weight based on H + : 204.02)) and 3.67 g of dibutylhydroxytoluene (BHT, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an inhibitor polymerization, and then added 300 ml of toluene. The resulting solution was subjected to ultrasonic dispersion using a bath-type ultrasonic disperser.
Полученный непрозрачный раствор переводили в четырехгорлую колбу на 500 мл, снабженную ловушкой Дина-Старка, для проведения реакции в результате нагревания при 120°С в масляной бане при перемешивании и произведенную воду удаляли во внешнее пространство по отношению к системе. Как это считалось, реакция завершалась тогда, когда вода больше уже не производилась. Получали слабо-рассеивающий светло-желтый раствор, в котором в незначительной степени производился светло-желтый осадок. The resulting opaque solution was transferred to a 500 ml four-necked flask equipped with a Dean-Stark trap for reaction by heating at 120° C. in an oil bath with stirring, and the water produced was removed to the outside of the system. As it was believed, the reaction was completed when no more water was produced. A slightly scattering light yellow solution was obtained in which a light yellow precipitate was produced to a small extent.
[0077] Данный раствор размещали в центробежном сепараторе при 20000 × g на протяжении 30 минут для отфильтровывания под давлением супернатанта при использовании мембранного фильтра на 0,2 мкм в целях получения слабо-рассеивающего светло-желтого раствора. Данный раствор концентрировали вплоть до 50 мл при использовании испарителя и добавляли 400 мл гексана. Производили вязкий белый осадок. Его диспергировали при использовании ультразвукового диспергатора, относящегося к типу ванны, и оставляли выстаиваться. Гексановый супернатант удаляли в результате декантирования. Очистку в результате удаления гексана повторяли три раза. К полученному белому вязкому веществу добавляли 2,54 г ВНТ и получающуюся в результате смесь диспергировали в 100 мл ацетона. Для удаления следового количества остающегося гексана органический растворитель отгоняли при использовании испарителя и добавляли ацетон для обеспечения достижения общего количества в 100 мл и растворения вязкого вещества, получая, тем самым, сильно-рассеивающий светло-желтый раствор. Данный раствор размещали в центробежном сепараторе при 20000 × g на протяжении 30 минут для отфильтровывания под давлением супернатанта при использовании мембранного фильтра на 0,2 мкм в целях получения слабо-рассеивающего светло-желтого раствора. Органический растворитель удаляли при использовании испарителя и полученный продукт высушивали в вакууме. Получали 55,04 г соединения висмута, которое представляло собой рассеивающую светло-желтую вязкую жидкость. [0077] This solution was placed in a centrifugal separator at 20,000×g for 30 minutes to pressure filter the supernatant using a 0.2 µm membrane filter to obtain a slightly scattering light yellow solution. This solution was concentrated down to 50 ml using an evaporator and 400 ml of hexane was added. A viscous white precipitate was produced. It was dispersed using a bath-type ultrasonic disperser and allowed to stand. The hexane supernatant was removed by decanting. Purification by removing hexane was repeated three times. 2.54 g of BHT was added to the resulting white viscous substance, and the resulting mixture was dispersed in 100 ml of acetone. To remove the trace amount of remaining hexane, the organic solvent was distilled off using an evaporator, and acetone was added to achieve a total of 100 ml and dissolve the viscous substance, thereby obtaining a highly diffusing light yellow solution. This solution was placed in a centrifugal separator at 20,000×g for 30 minutes to pressure filter the supernatant using a 0.2 µm membrane filter to obtain a slightly scattering light yellow solution. The organic solvent was removed using an evaporator and the resulting product was dried in vacuo. 55.04 g of a bismuth compound were obtained, which was a scattering light yellow viscous liquid.
[0078] Пример 6 [0078] Example 6
К 16,28 г соединения висмута, полученного в примере 5, добавляли 0,12 г 2,2’-азобис(2,4-диметилвалеронитрила) (V-65) для полного его растворения. Данный мономерный раствор помещали в условия пониженного давления при использовании вакуумного насоса для удаления растворенного кислорода. Данный мономерный раствор нагнетали в стеклянную пресс-форму, имеющую толщину в 2 мм, для полимеризации при максимальной температуре 90°С на протяжении 3 часов в целях получения отвержденного продукта. Для полученного отвержденного продукта при использовании вышеупомянутых методов измеряли пожелтение, пропускание в области 560 нм и способность защищать от рентгеновского излучения. Результаты демонстрируются в таблице 1. To 16.28 g of the bismuth compound obtained in Example 5 was added 0.12 g of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (V-65) to completely dissolve it. This monomeric solution was placed under reduced pressure using a vacuum pump to remove dissolved oxygen. This monomer solution was injected into a glass mold having a thickness of 2 mm to polymerize at a maximum temperature of 90° C. for 3 hours to obtain a cured product. For the resulting cured product, yellowing, transmission in the 560 nm region, and X-ray protection ability were measured using the above methods. The results are shown in Table 1.
Как это было установлено при анализе полученного отвержденного продукта, согласно измерению при использовании метода РФЭС содержалось 2,29 моль фосфора при расчете на 1 моль висмута. As determined by analysis of the obtained cured product, as measured by XPES, 2.29 moles of phosphorus were contained per 1 mole of bismuth.
[0079] Пример 7 [0079] Example 7
В колбу в форме баклажана на 1000 мл подавали 37,59 г субсалицилата висмута (III) (производства компании Sigma-Aldrich, 103,81 ммоль применительно к висмуту), 16,72 г сложного диэфира фосфорной кислоты (бис[(2-метакрилоилокси)этил]фосфата (производства компании Sigma-Aldrich, 51,89 ммоль)), 18,81 г сложного триэфира фосфорной кислоты (дифенил-2-метакрилоилоксиэтилфосфата) (MR-200, производства компании Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., 51,92 ммоль) и 18,59 г дибутилгидрокситолуола (ВНТ, производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) в качестве ингибитора полимеризации и добавляли 700 мл толуола. Их подвергали ультразвуковому диспергированию при использовании ультразвукового диспергатора, относящегося к типу ванны, для получения непрозрачного раствора. To a 1000 ml eggplant-shaped flask were added 37.59 g of bismuth (III) subsalicylate (manufactured by Sigma-Aldrich, 103.81 mmol with respect to bismuth), 16.72 g of phosphoric acid diester (bis[(2-methacryloyloxy) ethyl]phosphate (manufactured by Sigma-Aldrich, 51.89 mmol)), 18.81 g triester of phosphoric acid (diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate) (MR-200, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., 51, 92 mmol) and 18.59 g of dibutylhydroxytoluene (BHT, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a polymerization inhibitor, and 700 ml of toluene was added. They were subjected to ultrasonic dispersion using a bath-type ultrasonic disperser to obtain an opaque solution.
Полученный непрозрачный раствор переводили в четырехгорлую колбу на 1000 мл, снабженную ловушкой Дина-Старка, для проведения реакции в результате нагревания при 120°С в масляной бане при перемешивании и произведенную воду удаляли во внешнее пространство по отношению к системе. Как это считалось, реакция завершалась, когда вода больше уже не производилась. Получали слабо-рассеивающий светло-желтовато-зеленый раствор, в котором в незначительной степени производился светло-желтый осадок. The resulting opaque solution was transferred to a 1000 ml four-necked flask equipped with a Dean-Stark trap for reaction by heating at 120° C. in an oil bath with stirring, and the water produced was removed to the outside of the system. As it was believed, the reaction was completed when no more water was produced. A slightly scattering light yellowish green solution was obtained in which a light yellow precipitate was produced to a small extent.
[0080] Данный раствор размещали в центробежном сепараторе при 20000 × g на протяжении 30 минут для декантирования супернатанта, сюда же добавляли активированный уголь, а полученный продукт размещали в центробежном сепараторе при 20000 × g на протяжении 30 минут. Супернатант отфильтровывали под давлением при использовании мембранного фильтра на 0,2 мкм в целях получения светло-желтого прозрачного раствора. Данный раствор концентрировали вплоть до 50 мл при использовании испарителя и добавляли 400 мл гексана. Производили вязкий белый осадок. Его диспергировали при использовании ультразвукового диспергатора, относящегося к типу ванны, и оставляли выстаиваться. Гексановый супернатант удаляли в результате декантирования. Очистку в результате удаления гексана повторяли три раза. К полученному светло-желтому камедеобразному твердому веществу добавляли 0,50 г ВНТ для проведения диспергирования в 100 мл ацетона. Для удаления следового количества остающегося гексана органический растворитель отгоняли при использовании испарителя и еще раз добавляли ацетон для обеспечения достижения совокупного количества в 100 мл и растворения твердого вещества. Получали рассеивающий светло-желтовато-зеленый раствор. Данный раствор размещали в центробежном сепараторе при 20000 × g на протяжении 90 минут и супернатант отфильтровывали под давлением при использовании мембранного фильтра на 0,2 мкм для получения слабо-рассеивающего светло-желтого раствора. Органический растворитель удаляли при использовании испарителя и полученный продукт высушивали в вакууме. Получали 38,60 г соединения висмута, которое представляло собой светло-желтую прозрачную сиропообразную текучую среду. [0080] This solution was placed in a centrifugal separator at 20,000 x g for 30 minutes to decant the supernatant, activated carbon was added here, and the resulting product was placed in a centrifugal separator at 20,000 x g for 30 minutes. The supernatant was pressure filtered using a 0.2 µm membrane filter to obtain a light yellow clear solution. This solution was concentrated down to 50 ml using an evaporator and 400 ml of hexane was added. A viscous white precipitate was produced. It was dispersed using a bath-type ultrasonic disperser and allowed to stand. The hexane supernatant was removed by decanting. Purification by removing hexane was repeated three times. To the resulting light yellow gummy solid was added 0.50 g of BHT to be dispersed in 100 ml of acetone. To remove the trace amount of remaining hexane, the organic solvent was distilled off using an evaporator and acetone was added once more to ensure that a total of 100 ml was reached and the solid was dissolved. A scattering light yellowish green solution was obtained. This solution was placed in a centrifugal separator at 20,000×g for 90 minutes and the supernatant was filtered under pressure using a 0.2 μm membrane filter to obtain a slightly scattering light yellow solution. The organic solvent was removed using an evaporator and the resulting product was dried in vacuo. 38.60 g of bismuth compound were obtained, which was a light yellow transparent syrupy fluid.
[0081] Пример 8 [0081] Example 8
К 15,04 г соединения висмута, полученного в примере 7, добавляли 2,47 г стирола для гомогенного его растворения. Кроме того, к получающемуся в результате раствору добавляли 0,12 г 2,2’-азобис(2,4-диметилвалеронитрила) (V-65) в целях полного растворения соединения висмута. Данный мономерный раствор помещали в условия пониженного давления при использовании вакуумного насоса для удаления растворенного кислорода. Данный мономерный раствор нагнетали в стеклянную пресс-форму, имеющую толщину в 2 мм, для полимеризации при максимальной температуре 90°С на протяжении 3 часов в целях получения отвержденного продукта. Для полученного отвержденного продукта при использовании вышеупомянутых методов измеряли пожелтение, пропускание в области 560 нм и способность защищать от рентгеновского излучения. Результаты демонстрируются в таблице 1. To 15.04 g of the bismuth compound obtained in Example 7, 2.47 g of styrene was added to dissolve it homogeneously. In addition, 0.12 g of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (V-65) was added to the resulting solution to completely dissolve the bismuth compound. This monomeric solution was placed under reduced pressure using a vacuum pump to remove dissolved oxygen. This monomer solution was injected into a glass mold having a thickness of 2 mm to polymerize at a maximum temperature of 90° C. for 3 hours to obtain a cured product. For the resulting cured product, yellowing, transmission in the 560 nm region, and X-ray protection ability were measured using the above methods. The results are shown in Table 1.
Как это было установлено при анализе полученного отвержденного продукта, согласно анализу при использовании метода РФЭС содержалось 0,54 моль фосфора при расчете на 1 моль висмута. As determined from analysis of the resulting cured product, XPES analysis contained 0.54 moles of phosphorus per 1 mole of bismuth.
[0082] Сравнительный пример 1 [0082] Comparative Example 1
Отвержденный продукт получали тем же самым образом, что и в примере 3, за исключением использования 7,1 г растворимого вещества оксида висмута, полученного в примере производства 3, и 1,0 г смешанного мономера, использованного в примере 3. Для полученного отвержденного продукта при использовании вышеупомянутых методов измеряли пожелтение, пропускание в области 560 нм и способность защищать от рентгеновского излучения. Результаты демонстрируются в таблице 1. A cured product was obtained in the same manner as in Example 3, except for using 7.1 g of the bismuth oxide solute obtained in Production Example 3 and 1.0 g of the mixed monomer used in Example 3. For the resulting cured product, Using the above methods, yellowing, transmission in the region of 560 nm and the ability to protect from X-rays were measured. The results are shown in Table 1.
[0083] [Таблица 1] [0083] [Table 1]
Таблица 1 Table 1
в области
560 нм (%) transmission
in area
560 nm (%)
Пр.: пример Ex: example
Ср. пр.: сравнительный пример Wed eg: comparative example
[0084] Для каждой из пластин, полученных в примерах 3, 4, 6 и 8 и сравнительном примере 1, в таблице 1 демонстрируются пожелтение, пропускание в области 560 нм и способность защищать от рентгеновского излучения. Несмотря на демонстрацию пластиной из сравнительного примера 1 высокой способности защищать от рентгеновского излучения, обусловленной количеством оксида висмута, она являлась сильно окрашенной и редко пропускала свет. Между тем, пластины из примеров 3, 4, 6 и 8 демонстрировали способность защищать, соответствующую количеству висмута, такую высокую прозрачность, что они могут быть использованы в качестве оптических материалов, и допустимое пожелтение.[0084] For each of the plates obtained in Examples 3, 4, 6, and 8 and Comparative Example 1, Table 1 shows yellowing, transmission in the 560 nm region, and X-ray shielding ability. Although the plate of Comparative Example 1 showed high X-ray shielding ability due to the amount of bismuth oxide, it was highly colored and rarely transmitted light. Meanwhile, the plates of Examples 3, 4, 6, and 8 exhibited the ability to protect, corresponding to the amount of bismuth, such high transparency that they can be used as optical materials, and acceptable yellowing.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-048705 | 2018-03-16 | ||
JP2018048705 | 2018-03-16 | ||
PCT/JP2019/010471 WO2019177084A1 (en) | 2018-03-16 | 2019-03-14 | Bismuth compound, curable composition, and cured body |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020133808A RU2020133808A (en) | 2022-04-18 |
RU2020133808A3 RU2020133808A3 (en) | 2022-05-05 |
RU2791556C2 true RU2791556C2 (en) | 2023-03-10 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4820748A (en) * | 1986-09-16 | 1989-04-11 | Nippon Paint Co., Ltd. | Antifouling coating composition |
US4835231A (en) * | 1986-08-26 | 1989-05-30 | Nippon Paint Co., Ltd. | Disintegration type, crosslinked acrylic resin particles |
RU2198890C2 (en) * | 1995-01-30 | 2003-02-20 | ЕЛФ Атокем Норт Америка, Инк. | Organometallic compound and polymer prepared using this compound |
US20100234498A1 (en) * | 2006-02-23 | 2010-09-16 | Mitsui Chemicals, Inc. | Internal mold release agent for production of polythiourethane optical material |
JP2010235553A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Kuraray Medical Inc | Phosphate ester compound and polymerizable composition containing the same |
WO2015187265A1 (en) * | 2014-06-02 | 2015-12-10 | Turner Innovations, Llc. | Radiation shielding and processes for producing and using the same |
RU2632891C2 (en) * | 2011-12-12 | 2017-10-11 | Сикэ Текнолоджи Аг | Bismuth-containing catalyst for polyurethane compositions |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4835231A (en) * | 1986-08-26 | 1989-05-30 | Nippon Paint Co., Ltd. | Disintegration type, crosslinked acrylic resin particles |
US4820748A (en) * | 1986-09-16 | 1989-04-11 | Nippon Paint Co., Ltd. | Antifouling coating composition |
RU2198890C2 (en) * | 1995-01-30 | 2003-02-20 | ЕЛФ Атокем Норт Америка, Инк. | Organometallic compound and polymer prepared using this compound |
US20100234498A1 (en) * | 2006-02-23 | 2010-09-16 | Mitsui Chemicals, Inc. | Internal mold release agent for production of polythiourethane optical material |
JP2010235553A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Kuraray Medical Inc | Phosphate ester compound and polymerizable composition containing the same |
RU2632891C2 (en) * | 2011-12-12 | 2017-10-11 | Сикэ Текнолоджи Аг | Bismuth-containing catalyst for polyurethane compositions |
WO2015187265A1 (en) * | 2014-06-02 | 2015-12-10 | Turner Innovations, Llc. | Radiation shielding and processes for producing and using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11186600B2 (en) | Bismuth compound, curable composition and cured product | |
CN103154052B (en) | Diolefin series carboxylate anion is with its salt and be polymerized or solidification compound | |
JP2018522848A (en) | Compound and color conversion film containing the same | |
TWI652316B (en) | Rhodamine colored compound, colored polymer, colored composition, and colored composition for color filter | |
CN115702176B (en) | Curable composition and cured product thereof | |
JP6493387B2 (en) | Cyanine coloring composition | |
RU2791556C2 (en) | Bismuth compound, curable composition and hardened product | |
WO2017114742A1 (en) | A colorant compound, and a colorant material comprising the same | |
JP2016153479A (en) | Compound, method for producing compound, and colorant comprising compound | |
KR20170016367A (en) | Triphenylmethane-based colored composition | |
JP2003215325A (en) | Optical material | |
WO2024075583A1 (en) | Curable composition, cured body, optical article, lens and eye glasses | |
DE112019001009T5 (en) | COMPOUND, POLYMER AND ORGANIC MATERIAL | |
KR20190016431A (en) | Coloring agent compound and coloring composition comprising the same | |
TW201800416A (en) | Silicon-containing heterocyclic compound, and quencher | |
KR101927420B1 (en) | Preparation method for polymer comprising halogen | |
JP2019066646A (en) | Near-infrared absorbing filter and method for producing near-infrared absorbing filter | |
TW202432703A (en) | Composition, hardening composition, hardened body, optical article, lens, spectacles, antibacterial and antiviral agent, and resin composition | |
KR101632788B1 (en) | Polymer including colorant, and dye comprising the same | |
WO2021106678A1 (en) | Acylphosphine composition, polymerization initiator, polymerizable composition, cured product, and method for producing cured product | |
WO2009017180A1 (en) | Organic-inorganic hybrid composition and its article and optical component |