200706549 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於胺基丙烯酸酯及其用於製造輻射可硬化 型組成物之用途,此組成物可用於製造低味道及/或低萃取 性塗料、清漆、黏著劑、或油墨。 【先前技術】 輻射可硬化型低黏度油墨及塗料一般由丙烯酸化單體 及/或寡聚物混合物組成。然而,用於控制油墨或塗料組成 物之黏度的單體一般在暴露於照射(UV或電子束輻射)之 聚合期間未完全反應,而且殘留在乾燥之印刷油墨或塗料 薄膜中成爲殘餘成分且因吸附及表面接觸而移動。此移動 導致問題,特別是對於用於包裝食品用容器之包裝的印刷 或塗覆「味道」或「異味」敏感性包裝,及用於硬化之印 刷油墨或塗料需要可忽略萃取量之應用,如醫藥包裝。 已知將胺或丙烯酸化胺(胺基丙烯酸酯)加入包括單 體或寡聚物之輻射可硬化型組成物可增強單體及寡聚物之 硬化。EP 2 8 0222號專利教示使用一級單胺與多醇之(甲基 )丙烯酸酯的加成產物以增強硬化速率,即使是在氧存在 下。US 5,482,649號專利揭示在輻射硬化期間以低含量胺 改質丙烯酸酯型乙氧化多醇導致具高反應性之低黏度胺基 丙烯酸酯。EP 1 1 47098號專利揭示一種(甲基)丙烯酸酯 化合物,其爲環形二級胺與具有至少三個(甲基)丙烯酸 $之聚(甲基)丙烯酸酯的反應產物,其可用於具有低黏 胃 '低揮發性、及輻射下高硬化速率之輻射可硬化型塗料 200706549 或油墨。EPl 1 47 09 8號專利更特別地揭示乙氧化三羥甲基丙 烷三丙烯酸酯及丙氧化甘油三丙烯酸酯與嗎啉之反應產物 〇 然而,在用於製造塗料、清漆、黏著劑、與油墨之組 成物’更特別是用於食品包裝應用時,大部份這些已知胺 基丙烯酸酯趨於移動。現仍有在硬化後味道、異味及/或萃 取性成分不顯著之輻射可硬化型油墨、清漆、黏著劑、與 塗料組成物之需求。 ®【發明內容】 本發明解決這些問題。 、本發明因此關於一種製造低萃取性塗料、清漆、黏著 劑、或油墨之方法,其中使用包括至少一種胺基(甲基) 丙烯酸酯(其得自至少一種一級及/或二級胺(A)與烷氧化 程度爲至少4之至少一種(甲基)丙烯酸酯型乙氧化及/或 丙氧化多醇(B)的反應)之輻射可硬化型組成物。 【實施方式】 應了解,名詞「(甲基)丙烯基」包括丙烯基與甲基 丙烯基化合物或衍生物及其混合物。 (甲基)丙烯酸酯型乙氧化及/或丙氧化多醇(B)在此 技藝爲已知的。其可在觸媒存在下由(甲基)丙烯酸與多 醇製備。(甲基)丙烯酸酯型乙氧化及/或丙氧化多醇(B) 之製備已揭示於例如U S 5,5 4 3 , 5 5 7號專利。較佳地用於本 發明之多醇包括至少3個(甲基)丙烯酸基。 應了解,多醇(B)之烷氧化程度表示每分子(甲基)丙 200706549 烯酸酯型乙氧化及/或丙氧化多醇(B)存在之烷氧基(即乙氧 基與丙氧基)數量。適合本發明之多醇具有至少4之烷氧 化程度。烷氧化程度通常不超過1 5。較佳爲多醇(B)具有高 於4,更特別是至少5之烷氧化程度。 適合之(甲基)丙烯酸醋型乙氧化及/或丙氧化多醇包 括乙氧化及/或丙氧化甘油三(甲基)丙猶酸酯、乙氧化及 /或丙氧化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧化及/ 或丙氧化異戊四醇四(甲基)丙烯酸酯。 較佳爲(甲基)丙烯酸酯型乙氧化多醇丙氧化物,即 包括乙氧基與丙氧基之多醇,特別是藉US 5,543,557號專 利揭示之方法而得者。特佳爲丙氧化物對乙氧化物之莫耳 比例爲1 : 0 · 1至1 : 1 0的(甲基)丙烯酸酯型乙氧化多醇丙 氧化物。 特佳爲丙氧化物對乙氧化物之莫耳比例爲1 : 〇 . 1至 1 : 1 0的乙氧化異戊四醇丙氧化物之四丙烯酸酯,更佳爲烷 氧化程度爲5至1 5者,而且特別是烷氧化程度爲7至1 2 者。 其可使用(甲基)丙烯酸酯型乙氧化及/或丙氧化多醇 之混合物。 用於製備用於本發明之胺基(甲基)丙烯酸酯的一級 或二級胺(A)通常選自分子量爲31至300,較佳爲45至250 之胺。適合之胺對應式(I) r1\
NH 〆 (Ο -7- 200706549 其中R1爲烷基,視情況地經羥基、烷氧基、三級胺及/或芳 基取代,及R2爲氫或烷基,視情況地經羥基、烷氧基、三 級胺及/或芳基取代,其條件爲R1與R2可鍵聯在一起形成 環。 在依照本發明之方法中特別有用之胺爲正丙胺、異丙 胺、正丁胺、異丁胺、二級丁胺、三級丁胺、3 -甲基丁胺 、正己胺、正辛胺、2-乙基己胺、異壬胺、環戊胺、環己 胺、2-甲基環己胺、Ν,Ν-(二第三丁基)乙二胺、苄胺、 ® 2- ( 2-胺基乙氧基)乙醇、5-胺基戊醇、乙醇胺、1-胺基丙 -2-醇、3-胺基-1-丙醇、3-(二乙胺基)丙胺、2-(二乙胺 . 基)乙胺、1-甲基- 4-(二乙胺基)丁胺、2,2-(二-三級丁 胺基)乙胺、3-(二甲胺基)丙胺、2-甲氧基乙胺、2-乙氧 基乙胺、3 -甲氧基丙胺、1-甲氧基異丙胺、3 -乙氧基丙胺、 3-異丙氧基丙胺、3-(2-甲氧基乙氧基)丙胺、3-(2-乙基 己氧基)丙胺、二乙胺、二正丙胺、二異丙胺、二正己胺 、N -甲基丁胺、N·乙基丁胺、二正丁胺、二異丁胺、二正 ® 辛胺、貳(2-乙基己基)胺、N-乙基-1,2-二甲基丙胺、二 環己胺、環己基甲胺、環己基乙胺、N-甲基苄胺、2-甲胺 基乙醇、2-乙胺基乙醇、2-丁胺基乙醇、二乙醇胺、二異 丙醇胺、3-(2-羥基乙基)胺基丙醇、貳(2-甲氧基乙基) 胺、貳(3 -甲胺基丙基)胺、吡咯啶、哌啶、嗎啉、2,6 -二甲基嗎啉。 較佳爲烷基胺與二烷基胺,更特別是其中烷基各獨立 地包括1至12個碳原子,較佳爲1至8個碳原子,視情狀 200706549 地經羥基取代者。 特佳爲甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、己胺、2 -乙基己胺 、環己胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、乙醇胺、 及其混合物。 (甲基)丙烯酸酯與胺之間的反應已知爲麥可加成反 應,一級與二級胺均適合。(甲基)丙烯酸酯與胺之間的 反應可無任何觸媒或溶劑而發生。反應可在-30至150°C間 之溫度進行,較佳溫度爲25至1 00°C。雖然溶劑非必要, ® 其可使用以利於熱及質量轉移。丙烯酸酯與胺之反應較佳 爲在惰氣大氣中進行,例如在氮或氬下,以防止或使不欲 側反應最小。然而,其對成功之反應爲非必要的。 在進行反應時,可將(甲基)丙烯酸化多醇(B)加入胺 (A)或將胺(A)加入(甲基)丙烯酸化多醇(B);較佳爲後者 步驟。 在反應中,(甲基)丙烯酸化多醇之一或多個(甲基 )丙烯基反應而置換胺基氫原子,同時(甲基)丙烯酸化 ® 多醇之其餘(甲基)丙烯基不受影響。 胺(A)對(甲基)丙烯酸化多醇(B)之量通常爲使得(A) 之胺基對(B)之(甲基)丙烯基雙鍵的莫耳比例爲0.01:1至 0.5:卜較佳爲胺(A)對(甲基)丙烯酸化多醇(B)之量使得(A) 之胺基對(B)之(甲基)丙烯基雙鍵的莫耳比例爲至少0.05 ,更佳爲至少0.07。莫耳比例較佳爲不超過0.2:1。在使用 一級胺之情形,莫耳比例較佳爲不超過〇. 1 5 : 1。 視用於反應之胺(A)及(甲基)丙烯酸化多醇(B)之量 200706549 及本性而定,其可得單一胺基(甲基) 基(甲基)丙烯酸酯之混合物,視情況 (甲基)丙烯酸化多醇(B)。 反應結束可例如測量自由胺之量而 時,可回收成爲殘渣產物之胺丙烯酸酯 形,藉習知蒸餾及分餾步驟之回收爲可 由胺殘渣自胺基(甲基)丙烯酸酯排除: 程度,更佳爲低於5 00 ppm之程度,特 。排除自由胺可藉任何適合之方法完成 低壓下使用空氣。雖然可自胺基(甲基 反應(甲基)丙烯酸化多醇(B),通常在 硬化型組成物之前不將(甲基)丙烯酸 甲基)丙烯酸酯分離。 爲了防止(甲基)丙烯酸酯聚合, 或之後加入各種抑制劑或安定劑。其可 如芳族或脂族亞磷酸酯。 在此反應後得到且用於本發明之胺 酯較佳爲在25 °C具有50至7 5 0 mPa. s m P a . s之黏度。 在此反應後得到且用於本發明之胺 酯較佳爲具有至少〇. 2 %,更佳爲至少〇 量較佳爲不超過2重量%,更佳爲不超; 在此反應後得到且用於本發明之胺 酯較佳爲具有1至7,更佳爲2.5至6.5 丙烯酸酯或不同胺 地存在(未反應) 決定。在反應結束 ;然而,在某些情 行的。較佳爲將自 至低於1000 ppm之 別是至多200 ppm ,如汽提,例如在 )丙烯酸酯分離未 進一步用於輻射可 化多醇(B)自胺基( 其亦可在反應期間 使用典型抑制劑, 基(甲基)丙烯酸 ,更佳爲70至500 基(甲基)丙烯酸 .5 %之氮含量。氮含 過1 .5重量%。 :基(甲基)丙烯酸 之雙鍵含量(按meq -10- 200706549 c二c/克計)。 本發明亦關於可由一或多種烷氧化程度爲至少4且丙 氧化物對乙氧化物之莫耳比例爲1:0.1至1:10的(甲基) 丙烯酸酯型乙氧化多醇丙氧化物、與至少一種如以上所定 義之一級或二級胺(A)的反應得到之胺基(甲基)丙烯酸酯 。胺基(甲基)丙烯酸酯較佳爲由(A)之胺基對(B)之(甲 基)丙烯酸雙鍵的莫耳比例爲0.0 1 : 1至0.5 : 1之反應得到。 本發明亦關於此胺基(甲基)丙烯酸酯之用途,特別 • 是在下述輻射可硬化型組成物中之用途。 本發明更特別地關於由乙氧化異戊四醇丙氧化物之四 (甲基)丙烯酸酯、乙氧化甘油丙氧化物之三(甲基)丙 烯酸酯、及乙氧化三羥甲基丙烷丙氧化物之三(甲基)丙 烯酸酯得到之胺基(甲基)丙烯酸酯,及其混合物。 這些胺基(甲基)丙烯酸酯較佳爲具有至少0.2 %,更 佳爲至少0.5 %之氮含量。氮含量較佳爲不超過2重量%, 更佳爲不超過1.5重量%。 ® 這些胺基(甲基)丙烯酸酯較佳爲具有至少1,更佳 爲至少2.5之雙鍵含量(按meq C = C/克計)。 已發現這些胺基(甲基)丙烯酸酯在UV/EB硬化中非 常有效,而且可單獨或與其他(甲基)丙烯酸酯化合物一 起使用。這些胺基(甲基)丙烯酸酯因紫外光輻射或電子 束輻射而快速地硬化。硬化可無需加入共活化劑而完成。 在使用第II型光引發劑時需要這些共活化劑(通常爲三級 胺)引發自由基聚合,而且在空氣下發生硬化時幫助抗衡 -11- 200706549 氧抑制。亦已知這些一般具有低分子量之共活化劑主要造 成組成物之味道且通常易萃取。 依照本發明之胺基(甲基)丙烯酸酯本身顯示非常低 含量之萃取性成分。特別地,其含非常低含量(<l〇〇〇 ppm) 之已知存在於衍生自烷氧化多醇的(甲基)丙烯酸酯之低 分子量(甲基)丙烯酸酯,如二醇(甲基)丙烯酸酯(例 如(甲基)丙烯酸羥基乙酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸 酯)或多醇(甲基)丙烯酸酯(例如三羥甲基丙烷三(甲 ®基)丙烯酸酯)。 依照本發明之胺基(甲基)丙烯酸酯在硬化後亦具有 低味道,如此使其可用於如其中應完全避免異味之食品包 裝的應用。此外,這些胺基(甲基)丙烯酸酯一般具有低 到足以限制或甚至避免在組成物中使用稀釋劑(其爲低分 子量單體或溶劑)之黏度(<500 mPas)。已知這些稀釋劑易 於萃取及/或產生有味道組成物。此外,這些胺基(甲基) 丙烯酸酯顯示長到足以使其可用於工業環境之儲存壽命。 ® 最後,這些胺基(甲基)丙烯酸酯一般具有低顏色(< 1加 登納),如此使其可用於透明塗料、黏著劑或清漆。 用於本發明之輻射可硬化型組成物通常含至少5重量 %之一或多種胺基(甲基)丙烯酸酯。較佳爲此組成物包括 至少10重量%之胺基(甲基)丙烯酸酯。胺基(甲基)丙 烯酸酯之量通常不超過99重量%。 除了 一或多種胺基(甲基)丙烯酸酯,輻射可硬化型 組成物通常含至少一種胺基(甲基)丙烯酸酯以外之輻射 -12- 200706549 可硬化型聚合物先質。名詞聚合物先質係用以表示具有適 當可聚合官能基之卓體或募聚物或其混合物,其較佳爲在 鏈末端處或沿鏈橫向地包括一或多個丙烯基、甲基丙烯基 或乙烯基。此輻射可硬化型聚合物先質通常爲包括一或多 個丙烯基、甲基丙烯基或乙烯基之單體或寡聚物。 較佳之寡聚物包括(甲基)丙烯酸化丙烯基寡聚物、 芳族酸(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸化聚丁二烯、 (甲基)丙烯酸化聚酯、胺基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯 • 、環氧基(甲基)丙嫌酸醋、與超分支(甲基)丙燏酸醋 (如超分支聚酯多醇(甲基)丙烯酸酯)。 較佳之寡聚物爲分子量爲至少1 000且不超過6000道 爾頓者。 在使用時,輻射可硬化型組成物中之寡聚物量通常爲 至少5重量%,較佳爲至少1 0重量%。寡聚物量通常不超 過50重量%,較佳爲不超過40重量%。 輻射可硬化型組成物亦可含低分子量單體,如(甲基 • )丙烯酸、丙烯酸 ·羧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、( 甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙燒酸異丁酯、(甲基)丙 烯酸2 -乙基己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯 酸正己酯、(甲基)丙烯酸降莰酯、(甲基)丙烯酸異辛 酯、(甲基)丙烯酸正月桂酯、(甲基)丙烯酸辛酯/癸酯 、(甲基)丙烯酸2 -羥基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙 酯、壬酚乙氧化單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙燃酸2 -(2 -乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2 -丁氧基乙酯 -13- 200706549 、cardura (甲基)丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯啶酮、1,6-己 二醇二丙烯酸酯(HDDA)、異戊四醇三丙烯酸酯(PETIA)、三 羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、苯基縮水甘油醚丙烯酸 酯、與其(甲基)丙烯酸酯型乙氧化及/或丙氧化衍生物( 如烷氧化程度低於4之(甲基)丙烯酸酯型乙氧化及/或丙 氧化三羥甲基丙烷、甘油及/或異戊四醇)。 然而,此低分子量單體之量較佳爲低,通常低於10 重量%,較佳爲低於5重量%。最佳爲輻射可硬化型組成物 • 含少於1重量%之低分子量單體。特佳爲實質上不含此單體 之組成物。 依照一個較佳具體實施例,輻射可硬化型組成物亦含 特定量之烷氧化程度爲至少4的(甲基)丙烯酸酯型乙氧 化及/或丙氧化多醇(B),更特別是用於製備胺基(甲基)丙 烯酸酯之(甲基)丙烯酸化多醇(B)。此(甲基)丙烯酸化 多醇(B)之量通常爲至少1重量%,更佳爲至少5重量%。此 (甲基)丙烯酸化多醇(B)之量通常不超過9 5重量%。 ® 用於本發明之輻射可硬化型組成物通常包括至少一種 光引發劑,即一種因吸光(一般爲UV光)而產生自由基 之化合物。典型光引發劑敘述於” The Chemistry of Free Radical Polymerization”,Graeme Moad 與 David H.Solomon 編著;Pergamon (1995),第84至89頁。可用於本發明之 光引發劑可選自羥基酮、胺基酮、二苯甲醯二甲基-縮酮、 醯基膦、二苯基酮衍生物、硫_卩星、及其混合物。較佳爲 已知較單聚產物不易萃取之聚合或多官能基光引發劑。如 -14- 200706549 果組成物必須藉由暴露於UV輻射而聚合,則一般使用約 0.2重量%之光引發劑。組成物中之光引發劑量通常包括〇 至1 5重量%,較佳爲〇. 〇 1至5重量%。 或者,可無需光引發劑而將輻射可硬化型組成物硬化 ,其通常藉電子束。 輻射可硬化型組成物亦可含常用於清漆、塗料、黏著 劑、與油墨之添加劑,如基板潤滑劑、消孢劑、分散劑、 流動修改劑、滑動劑、塑化稀釋劑、阻燃劑、U V保護劑、 ® 黏附促進劑、強化劑、與安定劑。常用添加劑之總量通常 不超過1 0重量%。較佳爲,組成物包括〇. 〇 1至5重量%之 上述常用添加劑。 輻射可硬化型組成物亦可含一或多種顏料或著色劑。 可用於本發明組成物之著色劑與顏料爲此技藝已知之各種 顏料。此顏料之表列可在Color Index中發現。更特別地, 可列出如 Process Yellow 13 (Diarylide Yellow - Ciba 之 Irgalite BAW、Clariant 之 Permanent GR) ' Process Magenta _ Pigment 57 (Bona Calcium - Sun 之 Ilobona 4BY、Ciba 之 Irgalite SMA)、Process Blue 15.3( Copper Phthalocyanine -Ciba 之 Irgalite GL〇、Clariant 之 Hostaperm Blue B2G)、 Process Black 7( Oxidised Carbon Black - Degussa 之 Special Black 250; Special Black 350)等之顏料。著色劑及/或顏料 較佳爲以輻射可硬化型組成物總重量之0-50重量%,更佳 爲0-40重量%使用。 輻射可硬化型組成物亦可包括0至20重量%之塡料或 -15- 200706549 非反應性稀釋劑或溶劑。 輻射可硬化型組成物可藉由以習知方法混合其所選擇 成分而製造。如果需要,則可將摻合物加熱以利於混合。 用於本發明之輻射可硬化型組成物易藉紫外光輻射或 電子束輻射硬化。硬化可無需習知共活化劑(如三級胺) 而完成,其已知主要造成組成物及由其得到之塗料的味道 且通常易萃取。以上所述之胺基(甲基)丙烯酸酯爲主輻 射可硬化型組成物本身顯示非常低含量之萃取性成分(在 > 硬化後)。特別地,其含非常低含量(< 1 000 ppm)之已知存 在於衍生自烷氧化多醇的(甲基)丙烯酸酯之低分子量( 甲基)丙烯酸酯,如乙二醇(甲基)丙烯酸酯(例如(甲 基)丙烯酸羥基乙酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯)或 多醇(甲基)丙烯酸酯(例如三羥甲基丙烷三(甲基)丙 烯酸酯)。因此,這些輻射可硬化型組成物在硬化後具有 低味道,如此使其可用於如其中應完全避免異味之食品包 裝的應用。此外,上述胺基(甲基)丙烯酸酯一般具有低 > 到足以限制或甚至避免在輻射可硬化型組成物中使用稀釋 劑(其爲低分子量單體或溶劑)之黏度(<5 00 mPas)。已知 這些稀釋劑易於萃取及/或產生有味道組成物。此外,輻射 可硬化型組成物顯示長到足以使其可用於工業環境之儲存 壽命。最後,這些組成物一般具有低顏色(< 1加登納), 如此使其可用於透明塗料、黏著劑或清漆。 上述之輻射可硬化型組成物係用於製造清漆、塗料、黏 著劑、與油墨。應了解,油墨表示液態油墨及漿態油墨。 -16- 200706549 依照本發明之方法通常包括以下步驟: (a) 提供一種上述之輻射可硬化型組成物, (b) 將該組成物塗佈至表面上,及 (c) 以光化輻射照射表面。 在依照本發明之方法中,組成物可藉任何塗覆技術塗 佈至表面,其包括噴灑、簾塗、浸塗、墊塗、與輥塗技術 ,及任何印刷技術,如平版印刷術、絲網印刷術、膠版印 刷術、凹版印刷術、與噴墨印刷。 塗覆或塗墨之基板可爲任何基板,如木頭、金屬、紙 、塑膠、織物、纖維、陶瓷、混凝土、石膏、玻璃等。對 彈性基板已得到良好之結果,特別是塑膠基板。 表面照射可藉高能量電子或UV輻射完成。 藉依照本發明之方法得到之塗料、清漆、黏著劑、與 油墨具有低味道及低萃取性含量,如此使其非常適合用於 包裝應用,特別是食品包裝。 本發明因此亦關於以上述方法及/或胺基(甲基)丙烯 酸酯得到之塗料、清漆、黏著劑、與油墨。 藉依照本發明之方法得到之塗料、清漆、黏著劑、與 油墨具有低味道及低萃取性含量,如此使其非常適合用於 包裝應用,特別是食品包裝。此塗料、清漆、黏著劑、與 油墨通常不含低分子量共活化劑,如自由三級胺,其已知 有味道且易萃取。其亦可含非常低含量(<1000 ppm)之亦已 知易萃取之低分子量(甲基)丙烯酸酯,如乙二醇(甲基 )丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸羥基乙酯、二乙二醇二 -17- 200706549 (甲基)丙烯酸酯)或多醇(甲基)丙烯酸酯(例如三羥 甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯)。藉依照本發明之方法得 到之塗料、清漆、黏著劑、與油墨可爲使最易萃取(甲基 )丙烯酸化成分爲上述胺基(甲基)丙烯酸酯而製造。這 些顯示遠較此技藝已知者爲低之萃取力與味道程度的胺基 (甲基)丙烯酸酯、塗料、清漆、黏著劑、與油墨在UV 光或高能量電子下硬化時可符合食品包裝移動之最嚴格規 範。這些規範界定最大許可移動量(例如歐盟對不考量染 ® 色體變異性之移動劑爲1 0 ppb )及移動測試條件。在歐盟 ,使用食品模擬體之步驟敘述於得自 Health & Con sumer Protection Directorate-General of the European Commission 之 Unit D3 “Chemical and Physical Risks; Surveillance” 的 ’’ Practical Guide for users of European Directives on food contact materials” (SANCO D3/LR D)。在美國可查閱 得自 Office of Premarket Approval, Center for Food Safety and Applied Nutrition,FDA 之刊物” Guidance for Industry •Preparation of Premarket Notifications for Food Contact Substances: Chemistry Recommendations” 。 本發明藉以下之非限制實例描述。 實例1 : 1·Α· 五(OPh^OEh」丙烯酸酯之製備: 經異戊四醇(〇Ρ)κ8(〇Ε)7·2 ( I〇H = 440毫克KOH/克)之 直接酯化進行丙烯酸化,對裝有攪拌器、溫度計、氣體入 口管、真空連接、與共沸蒸餾管(其頂部具有迪-史分離器 -18- 200706549 )之雙壁玻璃反應器(1.5公升)加入400克(2.36當量) 之五(OPh.KOEh」、23 7.2克(3.3當量)之丙烯酸、230克 之甲苯(反應混合物之40重量%)、最終產物之500 ppm 之甲醚氫醌(“61^)、與最終產物之0.1%之}13?〇21丁3八(對 甲苯磺酸,8.8 7克),而達到反應混合物之1 . 3重量%之最 終濃度。充氣以防止膠化。將混合物加熱至回流溫度(1 1 7 °C )且攪拌直到不再有水蒸餾。在8小時後,在迪-史管中 收集53克(理論値之94% )之酯化水。在不再有水蒸餾時 ,將混合物冷卻至60°C且添加140克之NaOH於水之50% 溶液而中和。將此混合物以反應混合物之2 0重量%的含2 0 % 之NaCl的水清洗三次,經共沸蒸餾乾燥及充氣以去除所有 之水,最後過濾。將甲苯在真空下蒸餾及汽提(30毫米Hg )以去除所有殘量甲苯(自由溶劑含量<10 ppm)。充氣以 防止聚合/膠化。得到透明、低味道、低黏性(黏度C/P (25 °C ) = 143 mPa.s )、及低顏色(0.6加登納)產物。 I.B. 麥可加成物五(〇Ρ)ι·8(〇Ε)7.2丙烯酸酯/二乙胺(AA1)之 製備: 對2 0 0克在實例1 . A ·得到之丙烯酸酯加入1 8.6克之二 乙胺而在最終產物達到1.2 %之氮含量。在加入胺期間觀察 到稍微放熱後,將反應溫度維持在50°C直到自由二乙胺含 量達到1 000 ppm,如滴定所測量。在汽提而達到低於2〇0 ppm之自由二乙胺含量後,將最終產物以3000 ppm之亞磷 酸参壬基苯酯後安定。得到透明、低味道、低黏性(黏度 C/P (2 5°C )=172 mPa.s )、及低顏色(0.8加登納)產物。 -19- 200706549 l.c.麥可加成物五(OP)k8(OE)7.2丙烯酸酯/二丙胺(AA5)之 製備: 對2 0 0克在實例1 · A ·得到之丙烯酸酯加入1 〇 . 7克之二 丙胺而在最終產物達到〇 · 7 5 %之氮含量。在加入胺期間觀 察到稍微放熱後,將反應溫度維持在5 CTC直到自由二丙胺 含量達到1 000 ppm,如滴定所測量。在汽提而達到低於200 ppm之自由二丙胺含量後,將最終產物以5000 ppm之亞磷 酸参壬基苯酯後安定。得到透明、低味道、低黏性(黏度 C/P (25°C )=185 mPa.s )、及低顏色(0.6加登納)產物。 實例2 :麥可加成物五(OP)i.8(〇E)7.2丙烯酸酯/丁胺(AA2)之/ 製備 對2 00克在實例I.A.得到之丙烯酸酯加入1 1克之丁胺 而在最終產物達到1.0%之氮含量。在加入胺期間觀察到稍 微放熱後,將反應溫度維持在5 0 °C直到自由丁胺含量達到 1 000 ppm,如滴定所測量。在汽提而達到低於200 ppm之 自由丁 fee含重後’將最終產物以3000 ppm之亞憐酸参壬基 苯酯後安定。得到透明、低味道、低黏性(黏度C/P (25 °C ) = 495 mPa.s )、及低顏色(0.8加登納)產物。 實例3 : 3.A. TMP(〇E)4丙烯酸酯之製備: 以如實例I.A.所述之相同步驟經TMP(〇E)4 ( I〇H = 555 毫克K〇Η/克)之直接酯化進行丙烯酸化。得到透明、低味 道、低黏性(黏度C/P (25°C ) = 80 mPa.s )、及低顏色(0.6 加登納)產物。 -20- 200706549 3.B. 麥可加成物TMP(〇E)4丙烯酸酯/二丙胺(AA3)之製備 對2 00克在實例3. A.得到之丙烯酸酯加入11克之二丙 胺而在最終產物達到1 . 3 %之氮含量。在加入胺期間觀察到 稍微放熱後,將反應溫度維持在50°C直到自由二丙胺含量 達到1 000 ppm,如滴定所測量。在汽提而達到低於200 ppm 之自由二丙胺含量後,將最終產物以3000 ppm之亞磷酸参 壬基苯酯後安定。得到透明、低味道、低黏性(黏度C/P (25 > °C ) = 9 0 mPa.s )、及低顏色(0.4加登納)產物。 實例4:麥可加成物TMP(〇E)4丙烯酸酯/乙醇胺(AA4)之製 篮_ 、 對2 00克在實例3. A.得到之丙烯酸酯加入20.7克之乙 醇胺而在最終產物達到0.9%之氮含量。在加入胺期間觀察 到稍微放熱後,將反應溫度維持在80 °C直到自由乙醇胺含 量達到5 00 ppm,如滴定所測量。將最終產物以3 000 ppm 之亞磷酸参壬基苯酯後安定。得到透明、低味道、低黏性 I (黏度C/P (25°C ) = 4 5 0 mPa.s )、及低顏色(0.5加登納) 產物。 比較例5R:麥可加成物甘油(OP)3.5丙烯酸酯/二丙胺(CAA3) 之製備 使用如實例 3之相同步驟反應二丙胺與市售甘油 (〇P)3.5丙烯酸酯(亦已知爲” GPTA” ,例如得自 AKZ〇 Nobel Resins之Actilane 432)而具有如AA3之相同氮含量 (1.3%)。得到透明、低味道、中黏性(黏度C/P (25 °C ) = 1〇〇 -21- 200706549 mPa.s )、及低顏色(〇·6加登納)產物。
比較例6JJ 6R. A. TMP(OE)3丙烯酸酯之製備: 以如實例I.A.所述之相同步驟經TMP(〇E)3 ( IOH = 640 毫克K〇Η/克)之直接酯化進行丙烯酸化。得到透明、低味 道、低黏性(黏度C/P (25°C ) = 75 mPa.s )、及低顏色(0.4 加登納)產物。 6R.B.麥可加成物TMP(〇E)3丙烯酸酯/乙醇胺(CAA4)之製 •備: 使用如實例4之相同步驟反應在6R. A ·得到之產物而 具有如AA4之相同氮含量(0.9%)。得到透明、低味道、中 黏性(黏度C/P (25 °C ) = 470 mPa.s )、及低顏色(0.6加登 納)產物。 在實例3至6 R得到之產物之評估: 輻射可硬化型組成物之製備:藉由將3.5%w/w之苯基二苯 基酮與0.5 %之調平劑(DC5 7, Dow Corning)加入在實例3、4 ® 、5 R、與6R得到之胺基丙烯酸酯而製備組成物。 輻射可硬化型組成物之塗佈:以裝有膠版印刷頭及1 5 0條 線 /英吋 @ 100%膠板之 K303 Multicoater(RK Print Coat
Instruments Ltd., UK),將這些組成物塗佈至2 3微米PET (Mylar 8 13)薄膜上。此組態可得約4克/平方米之塗層,其 再製力優於5%。以得自Fusion之實驗室單元(Hg中壓, 120瓦/公分)在最大線速度將塗層在空氣下UV硬化而得 乾滑石表面。 -22- 200706549 單側萃取測試:在市售萃取管(Tech Pap,France製造之 Callipac管)中進行單側萃取測試,其中使2 dm2之經塗覆 基板暴露於200毫升之水(食品模擬體” A” ,EU Directive on Plastics 8 2/7 1/EEC )。將測試樣品(直徑1 2公分之碟) 置於萃取管中,將塗覆側面對以後引入水之孔。然後將內 標準品(IS,0.1克之酞酸二甲酯)及安定溶液(0.1克之 甲基氫醌+80毫升之甲醇)加入經萃取溶液。 使實例3至6R所述之所有胺基丙烯酸酯之丙烯酸化成 ® 分揮發到足以藉氣相層析術偵測,然後將後者以GC-MS硏 究。爲了偵測敏感度,溶液必須首先在裝設於Visiprep SPE 真空歧管(Supelco,UK)上之C-18 SPE可棄式匣(Supelclean ENVI-18,Supelco,UK)中預先濃縮。評估不同組成物之丙烯 酸化成分的SPE預先濃縮產率以評定預先濃縮步驟之總效 率,及證明不同胺基丙烯酸酯之任何產率變動。將在實例 3至6R得到之產物的參考溶液(於甲醇中1〇〇毫克/公升) 在水中稀釋100倍(將2毫升之參考溶液加入198毫升之 • 水)。然後將稀釋溶液在C-18匣上以SPE預先濃縮100倍 。藉以單離子模式操作之GC-MS,選擇丙烯酸化產物之碎 離子特性(質量/電荷=55及99 )而驗證參考及濃縮溶液中 之丙烯酸化成分。藉由比較濃縮溶液與參考溶液中之丙烯 酸化成分總量(將所有GC-MS峰表面積加總而得)而測定 預先濃縮產率。不論加成物爲何,產率始終類似且在85 % 至90%之間。其表示預先濃縮步驟僅導致丙烯酸化成分之 低損失,而且以後之萃取力結果不因不同之預先濃縮產率 -23- 200706549 而偏差。 在室溫實行萃取測試3日。每次製備具未塗覆基板之 空白管以確定基板無任何干擾。萃取硏究均以三份進行。 在水中之萃取測試結果:A A 3 v s. C A A 3 以實例3 (AA3)及比較例5R (CAA3)得到之組成物在水 中之萃取力係在UV硬化塗層上測量。 藉以單離子模式操作之GC-MS,選擇調配物之丙烯酸 化產物之碎離子特性(質量/電荷=55及99)而驗證丙烯酸 ® 化萃取物。藉由將得自丙烯酸化成分之所有峰表面積加總 且以IS表面積標準化而比較萃取力。 下表顯示AA3及CAA3之結果。 胺基(甲基)丙烯酸酯 得自丙烯化成分之總峰面積/IS峰面積 實例3 (AA3) 0.28 ± 0.03 比較例5R (CAA3) 2.41 ± 0.15 雖然平均分子量(各爲470及480道爾頓)及分子結 構(三醇烷氧化物丙烯酸酯)類似,AA3及CAA3顯示相 當令人驚奇之不同萃取力。使用AA3代替CAA3可將丙烯 酸酯自經輻射硬化塗層之萃取降低幾乎1 〇倍。 萃取測試結果:AA4 vs. CAA4: 以實例4 (AA4)及比較例6R (CAA4)得到之組成物在水 中之萃取力係藉如AA3及CAA3所述之相同步驟,在UV 硬化塗層上測量。下表顯示AA4及CAA4之結果。 -24- 2Θ0706549 胺基丙烯酸酯 得自丙烯化成分之總峰面積/is峰面積 實例4 (AA4) 0.51 ± 0.06 比較例6R (CAA4) 0.92 ± 0.10 雖然分子結構(三羥甲基丙烷烷氧化物丙烯酸酯)非 常類似,AA4及CAA4顯示顯著不同之萃取力。使用AA4 代替C A A 4可將丙烯酸酯自經輻射硬化塗層之萃取降低幾 # 乎2倍。 在實例1及2得到之產物之g平估: 使用AA1、AA5與AA2代替(c)AA3或(C)AA4,以如上 之相同步驟實行之萃取測試導致無法偵測之丙烯酸化萃取 物。這些條件之偵測限度測定爲5 〇 p p b。
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