TW426686B - Liquid-crystalline silicones having increased UV stability - Google Patents
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Description
五、發明說明(1) 本發明與紫外線抗力高之可交聯液晶型有機矽氧烷及 其製備方法與用途有關。 舉例言之,美國專利US-A-5,211,877及US-A-5,3 62, 3 1 5中曾原則上公開過可交聯液晶有機矽氧烷之製備方法 及用途。除係決定性能之主要因素之介晶體外,該等化合 物亦含有(依照可調整之比例)分子組成分,該等分子組成 分首先促成該等聚矽氧之介晶體性能,其次經由附帶之可 聚合基,藉三-維交聯作用,能不可逆地將如此製得之交 :聯液晶型聚矽氧之某些物理及化學性能加以固定。視其他 可共聚合介晶體之混合物及/或其他對掌化合物及其他交 聯組成分之混合物之類型及數量而定,舉例言之,亦可製 備若干顏料其顏色係以經共聚合、具有光學活性之介晶體 膽留型相為主者。 雖然美國專利us-A-5, 211,877 及US-A-5, 362, 3 1 5 中所 述之液晶型顏料可滿足大多數要求條件,但其缺點是防紫 外線之性能仍欠佳。 所以本發明之目的係提供若干更適當之交聯劑成分俾 可用以製備分子結構較佳而耐紫外線之液晶型有機矽氧 烧c 本發明與含有具有化學通式(1 )單元之可交聯液晶 型有機矽氧烷有關 [Rb M e sc S i 〇(4-b-C)/2 ] (1) ’ 其中 R 係Cj - C4 -院基,
4 2668 6 J 五、發明說明(2)
Me s 係至 少 一個 具有化學通 式(2) 及(必 要時)具有化學通 式(3 )之基 b 係0 1 或2 及 c 係0 、1 、2 ’ ' 3 或 4, 但b與c之 和 最多 是4, 此具 有化 學 通式(2)及(3)之 基具 f下列 結構: -(CH. )p -(〇)〈 E-F-VN (2), "(CH2 )ffi -(0)„ - (A)t-Q-X (3), 其中 A 係一 選 自一 個族群之兩 價基 ,該族 群包括: 1,4 -伸環 己環 、 4, 4, -伸聯環己基、1, 4 -伸笨環、2,6 -伸萘 基、 2, 7-伸 萘基、2 f 5 - 伸(1, 3 -二噚烷基)環 基, Q 係一 選 自一 個族群之兩 價基 ,該族 群包括: -C00 > - 0C0 -0 - 、一化學鍵 及-0 - (c:o) -0 -, X 係一 膽 固醇 基、二氫膽 固醇 基、多 利烯基、 異山梨糖 醇酐 基 、異 甘露糖醇酐 基或膽酸基 或選自一 個族群之 未經 取 代或 經取代之基 ,該族群包 括 : 1 , 4 - 伸苯基、 4, 4, -伸聯苯基、1,4-伸環己 基、4 ,聯環 己基、4, 4 ’ -伸環己基伸苯基、2 ,5-伸(1,3_ 二卩等燒基)及哺咬 基, 其 中之 取代品可能 是:q至C5 - 烷氧基、 C]至匕- 院基 > 氰基 、氣基或硝 基, B 係一 選 自一 個族群之兩 價基 ,該族 群包括· 一化學 鍵、 -0 —ch2 、- C H2 - 0 -、 -CH2- CH2-、 -CH二CH- 、-C 00 -及
第7頁 426686 五、發明說明(3) 0C0-
E 係一選自一個族群之兩價基,該族群包括 鍵、-0-、-C00-…0C0-及-ch2~ 係一0至1 1個ch2基之鏈,其中 可由氧替代, 化學 個別、不相鄰之Cjj 基 體不可能成 是:經發現 之防紫外線 成分,該等 應製得。但 排作用,該 。即使日光 用以增加液 S盲類片段可 物通常經比 -C00-C(CHg )„-0CH 二 CH2 :CH2 基, VN 係——C00-CH:CH2、 一環氧乙基或-(CH: U 係一 2至8之整數, m及p係3至7之整數, η及q係0或1, t 係1至3之整數,及 r 係1至3之整數, 但環A與B基結合之組合 敌酸之苯基醋衍生物。 本發明之基本理念 矽氧烷及經交聯聚矽氧 羧酸苯基S旨作為介晶體 技術簡易之正常酯化反 酚酯之若干部分實施再 “福立斯光再排作用” 產生該項再排作用。 在該再排過程中, 混入介晶體部分之該等 物之混合物,該等混合 )-~CH2 或_o-ch: 基, 為脂族、芳族或雜芳族 習知可交聯液晶型有機 性能差主要係由於使用 羧酸苯基酯可藉廉價及 曝露在紫外線環境下, 再排作用在文獻上習稱 亦含有足夠之紫外線以 晶相之4 -取代苯基醋或 形成芳族酮與其他化合 較牢固地染色’而且其
第8頁 426686, 1五 '發明說明(4) ^ ~~ |中原來在4-位置盼氡上之取代品則移至阻止液晶相形成之 |其他位置。自叛型結合基形成之酮基同樣亦阻止液晶相之 |形成。 I 含有具有化學通式(1)單元之可交聯液晶型有機矽氧 烧不會有含有叛酸笨基酯之介晶成分。如此可使含有具有 化學通式(1 )單元之液晶型有機矽氡烷之防紫外線性能更 佳。 侧面苯基取代品,例如 氟基,在正位1-及4 -之取代 品不會導致防紫外線性能之減弱 學通Ί: Ϊ ::晶型有機矽氧烷最好含有1至7°個具有化 合物之混合物)分’⑯:個別化合物或該等化 合物[例如:其他可其他賦予性能、可共聚合之化 如:預期反射波長J2矽化作用以確定預期性能(例 化合物混合在一起/掌化合物,或與③不可共聚合之 更有若干可此变人將其交聯在一起。 最好載有一終端=口,交聯劑成分可能是習知化合物, 作用之雙鍵或三韃此j伸長分子之一端有可實施氫矽化 醯基或甲基丙烯蜒其另一可交聯之基1如:丙烯 學通式(4) ^ 牛例$之,該等化合物構形成為化
第9頁 4 2668 6 , 五、發明說明(5) 所賦予之意義,(必要時)’若整個系統之防紫外線性能不 受波及,但其他合意性能(例如:所製交聯液晶型有機矽 氧烷之低玻璃轉移溫度及/或高交聯密度)仍能達成之場 合,亦可能添加若干比例之交聯劑成分(該等交聯劑成分 亦可能含有酚酯基)。此類化合物之實例係W0 94/0 9086中 ;曾公開之4-烯丙基氧苯曱酸4-曱基丙烯醯基氧笨基酯。 此外,其他含有至少一個而且許多個可聚合基之介晶 ;型或非介晶型化合物可與本發明之有機矽氧烷混合在一起 並反應生成二維交聯之非溶性液晶型物質,例如:顏料。 該等可混合之化合物係具有化學通式(5)之交聯劑成分 CH2-CH-(CH2 )p-2~ (0)q-A-[B-A]r-E-F-VN (5), 其中Α、β、e、F、VN、p、q及r代表之意義與化學通式(2) 内所賦予者相同,具有化學通式(6)之介晶型化合物雙丙 稀酸S旨或雙甲基丙烯酸酯 丨 VN'(CH2)r-[M-A]t-M-(CH2)r-VN (6), !其中 |
係一氧原子、一羧基或一氧羰基,及 :、A A、r及t可採用上述之意義。 该等化合物可單獨使用或以具有化學通式(5 )及(6 )不 0物之混合物或與非介晶型雙丙烯酸酯及/或雙甲基 丙烯酸酯之混合物使用。 在化學通式(5 )中, Ρ 最好係3至6 , a最好係0、1或2,
426686 五、發明說明(6) A 最好係一 1,4 -伸苯基,及 VN 最好係一甲基丙烯醯基。 可用作添加成分之非介晶型化合物實例是:直鏈或分 枝脂族或環脂族二醇或三醇之雙丙烯酸酯及雙甲基丙烯酸 酯,或聚醚、脂族二醇之三甲基丙烯酸酯或雙乙烯基醚, 個別地或以該等化合物之混合物方式。 此外,本發明之液晶型有機矽氧烷亦可與若干物質加 以混合,該等物質不含可聚合基及實施聚合作用之後在形 成之物質内具有外助塑劑功能。此類化合物之實例是:酞 酸二酯、癸二酸二酯或通常作此用途之化合物。 實施交聯作用前,該等液晶型有機矽氧烷亦可與其他 I賦予性能、可共聚合化合物加以混合,例如:其他對掌、 可實施氫矽化作用或不可實施氫矽化作用之化合物,俾形 成預期之性能,例如:預期之反射波長。同樣地,亦可混 以染色化合物° 因其具有特殊性能(例如:由其製成之產品彈性高、 容易獲得該等化合物及由其製得之色劑之亮度高),該等 化合物最好具有化學通式(1 ),其中 R 係一曱基, | m及p係3至5之整數, X 係一膽固醇基、多利烯基、異山梨糖醇酐基或未經取 代之基或4-經取代之苯基(其取代品為(;至(:3-烷氧 基、C;至(:3-烷基、氰基或硝基),及 B 係一化學鍵或-0-CH2-、-CH2-0-或-CH2-CH2-基。
第11頁 426686 五、發明說明(7) 半氧1:;;之Π二卜線有機開鏈型、型或碎倍 尤以環型矽氧院更佳β 本發明之防紫外線、交聯性高之液 烷,原則上可用羽1 X > θ 士,,m 坦有機石夕氧 用弧知方法使含有具有化學通 矽氧烷化合物 %八17)之有機
[RbHcSiO (4-b-c)/2 - …u,c)/2 J (Ό, f中b及c代表之意義與化學通式⑴ 最好在有至少一種钻故人Μ β +甘/L人π H予者相同’ 下,與乒有化-Ϊί 物存在之情況 得, 予通式⑸及(必要時)(8)之化合物反應而製 :CH-(CH2V2-(〇)n —(A)t — Q_x (8) CH, 、n&t所代表之意義與化學通式(3)内所
其中A、Q 賦予者相同 具有化學通式⑸之化合物之新賴特性是:其合音之 棒狀:子之-端有一可實施氫矽化作用之終端雙鍵一 ,而具有一活性異於烯基之可聚合纟, 之氫矽化作用=> 止琊屬雙鍵 上述反應之實施最好係在有至少一種始族金屬及/或 其他化合物存在作為催化劑之情況下。視個別活性而定, 具有化學通式(7)及(8)之化合物之總莫耳數對應於具有化 學通式(7)之有機石夕氧院内所有;g夕-氫鍵總數之ου至1.25 倍。 ’ 具有化學通式(7)及(8)之化合物組成分之選擇範圍甚 廣,但具有化學通式(5 )之碎規有至少一個矽—氫鍵係與具 42668 6 , 五、發明說明(8) 有化學通式(8)之化合物實施反應一 輔助劑之實例是:習知… 劑、其他聚合物、乳化劑;機黏著促進 可影響本發明方法之鉬::劑及其他傳式添加劑。 稱為麵催化劑)之實例是金屬及,或其化合物(以下簡 φ „ / + „ A 1白、把、錢、銀及其化合物 、〒以鉑及/或其化合物軔 士 w 口物, 上之氫添加在脂族不飽和化J :以在將直接:結在矽原子 在支撐體上,例如心::是:細碎金…亦可能敷 合物或複合物,例如:南化 乳化紹或活性兔)、麵化 6M、Na2ml4 *4M,i—: PtC\、* 烷氧化物複合物、翻-醚複:醇複合物、銘-ί(含有H2叫*叫0與環已納之反應生成物)、二 2婦基四甲基二彻複合物,二氣化雙 ,基)…氣化三亞"比…、二氣 】甲= ^二氣化(二Λ基亞楓)伸乙基麵(Π),及四氣化—Λ — 烴及一初級fe或一次級胺或初級及次級胺之反應生成物 (例如:溶於1-辛烯之四氣化鉑與次級_丁胺之反應生成 物)或銨-鉑複合物。 翻催化劑之使用量以0. 〇 5至0 . 5 0毫莫耳為佳,其計算 總疋以始元素及反應成分之莫耳數為基準一亦即具有化學 通式(2)或(3)之化合物或含有至少一個直接鍵結碎之氫原 子之矽氧炫衍生物一其存在之數量係低於化學計量或等於 426686 五、發明說明(9) 化學計量。 反應以在溫度0 °C至1 5 0 °C及壓力0. 0 5百萬帕斯卡至2. 0 百萬帕斯卡之情況下實施為佳。 若具有化學通式(7)之矽氧烷或具有化學通式(5)及/ 或(8 )之化合物之反應速率太慢,該方法亦可在較高溫 度、較高壓力及有較多鉑催化劑存在之情況下實施。 該反應之實施最好係在一溶劑(尤以非質子性溶劑更 佳)内;沸點高達1 6 0 °C (尤以高達1 2 0 °C更佳)之溶劑或溶 劑混合物、壓力總是在0. 1百萬帕斯卡(絕對)較為合意。 溶劑之實例是:酯類,如:乙酸甲基酯、乙酸乙酯、乙酸 正-及異丙基酯、乙酸正-、次級-及第三級-丁基酯、甲酸 乙酯及碳酸二乙基酯;醚類,如:二噚烷、四氫呋喃、二 乙基謎、二_正_丙基喊 基喊 正-丁基醚、乙 二醇一甲基醚、乙二醇一乙基醚、二乙二醇二甲基醚及苯 基曱基醚、氣化烴類,如:二氣甲烷、三氣甲烷、四氣甲 烷、1,2 -二氣乙烷、三氣乙烯、四氣乙烯及氣化苯;烴 類,如:戊烷、正-己烷、己烷異構物混合物、環己烷、 庚烷、辛烷、石油精、石油醚、苯、曱苯及二甲苯;酮 類,如:丙酮、曱基乙基酮及甲基異丁基酮;或該等溶劑 之混合物。 溶劑一詞並非指所有反應成分必須溶解在其中。該反 應亦可在一種或更多種反應物之懸浮液或乳化液内實施。 該反應亦可在具有互混性間隙之溶劑内實施,其中總是有 至少一種反應物可溶解於每個混合物相内。
第14頁 426686 五、發明說明(ίο) 必要時,與添加劑形成一混合物’忒等液晶型有機石夕 氧烷亦可藉自由基或藉光交聯作用實施三維交聯。 該等經交聯之液晶型有機石夕氧烧可用作顏料或用以製 造光學元件’如:結構式濾光鏡、偏振鏡及延遲片。 舉例言之’美國專利U S〜A _ 5,2 2 1,7 5 9中寶公開具有化 學通式(5)之化合物之製備方法。 除另有說明外,在下列諸實驗例中’ a) 所有數量數據均以重量計; b) 所有壓力均係0 · 1 0百萬帕斯卡(絕對); c ) 所有溫度均係2 0 °C ; d) 所用下列縮寫之意義為: C =晶型 N =向列型 5 =層列型 FP.= 熔點 bht= 2,6 _ 二- 第三級-丁基-4-曱基酚 實驗 例: fjk. 例 1 : 4 - 烯丙氧基苯曱酸4-甲基丙烯醯基氧基環己基 酯, 實驗例物質1 在85 °C溫度下將58公克(〇 5莫耳)之反__丨4_環己产二 酵(藉“高分子化學,’ 1_4〇 9 54 )、第179等頁所述=兹 福立兹方法’將市售順/反混合物二乙酸酯加以部分結晶 旅將分離出來之反-二乙酸酯加以水解而製得)溶解於3〇〇 毫升乙二醇二甲基醚内,添加25公克(0.25莫耳)三乙胺,
第15頁 42668 6 t
並在85 C溫度下將49公克(〇, 25莫耳)氣化烯丙氧苯甲醯基 徐徐滴入。在8 5 C溫度下將該混合物攪拌5小時之後,加 以冷卻及蒸發,殘留物則以甲笨/水搖動之。將有機相加 以乾燥及蒸發,在6 0 DC溫度下將殘留物溶解於甲基第三級 -丁基醚内。添加庚烷直至開始結晶並加以冷卻俾純化該 產品。最後製得30公克4 -烯丙氧基笨甲酸-[反-4 -羥基環 己基]-酯(27%)。 將27, 6公克(0.1莫耳)烯丙氧基苯曱酸反_4_羥基環己 基酯、0· 1公克2, 6 _二-第三級-丁基—4-甲基酚及20· 9公克 (0.13莫耳)曱基丙烯酐溶解在1〇毫升甲苯内,添加〇·2公 克4-甲苯磺酸,在不停攪拌之情況下將該混合物加熱至 11 0 °C。在11 0 °C溫度下攪拌該混合物7 5分鐘之後,將甲苯 及多餘之甲基丙烯酐蒸餾出去,殘留物則溶解於2〇〇毫升 甲基第三級-丁基醚内’用0·5規定濃度之氫氧化鈉溶液將 多餘之甲基丙烯酸清洗掉。用水清洗該混合物’用硫酸納 乾燥之並蒸發至乾。將殘留物置入8〇毫升二乙基醚内,並 將該溶液加以冷卻,在冷卻過程中標的產物得以結晶出 來。在60 C溫度下將蒸發母液之殘留物置入庚院内,分離 出來一種不溶性成分,第二部分預期之酯結晶出來。該兩 成分自庚烷之再結晶所得標的產物之產率為64%, C20H24O5 = 344.4,熔點為82至84°C,澄清點為86°C。 實驗例2 -烯丙氧基苯基乙酸4-甲基丙烯醯基氧基曱基一 反-環己基-1 -甲基酯,實驗例物質2 將166. 2公克(1莫耳)市售4 —羥基苯基乙酸甲基酯(亞
第16頁 426686 五、發明說明(12) 克羅斯公司,D-4 1470諾伊斯市),181.5公克(1.5莫耳) 溴化烯丙基及415公克碳酸鉀懸浮於400毫升甲基乙基明 内’在不停攪拌之情況下將該混合物加熱至回流並繼續保 持回流6小時。將該混合物加以冷卻及過濾,並蒸發據 . 液’將殘留物加以分餾,在沸騰溫度範圍90至97 t内及壓 . 力〇. 05百帕斯卡之情況下製得173公克(83. 8%)之預期酯。 用甲醇/氫氧化鉀以傳統方式將該酯加以水解生成自由 酸D該酸經自石油精再結晶之後,其沸點為1 〇〇至1 40 °c及 其熔點為8 2 °C。 以4 -甲苯磺酸為催化劑’於溶劑正-戊烷内,依照丨:1 莫耳比’用甲基丙烯酸對反-1,4-環己烷二曱醇(亞克羅 ~ 斯公司’ D-4 1 470諾伊斯市)實施共沸單酯化作用。在6〇 °C溫度下,於曱笨内使8. 8公克(0.04莫耳)該液態一甲基 丙烯酸酯與8. 5公克(0, 04莫耳)氣化4-烯丙氧基苯基乙醯 基(由上述酸與氯化硫氧基實施傳統式反應而製得);在壓 力0.013百帕斯卡情況下,沸點為92至94。〇及4. 5公克三 乙胺(0. 045莫耳)反應,將該混合物加以冷卻,將氣化氩 胺沉澱物過渡掉,用〇, 2規定濃度之氫氧化納溶液清洗該 產物,之後依序用水、用0.2規定濃度之鹽酸及用水清 洗,最後以共沸方式予以乾燥並蒸發之。該標的產物係液 丫 態。 豐驗例3 :4-(4-反-3 -丁烯基-環己基甲基)氧基苯甲酸4-甲基丙烯醯基氧基丁基酯,實驗例物質3
第17頁 426686 、發明說明(13) 將45 =,(〇.31莫耳)14 -環己烷二甲醇溶解在75()毫 ΐ ’院(1:1〕’並在*停授拌及溫度° °C之情況 ^ * 32莫耳)氣化4_甲基亞碉基滴入750毫升該 U 7 =内歷時9小時。在20 °c溫度下繼續攪拌該混 ^ '、,之後,將其加以蒸發,用醚將殘留物加以稀 田二::2規疋濃度之硫酸加以酸化並以水清洗之。將雙 甲本%酸醋沉澱物過濾掉之後,蒸發 卿油狀-甲苯績酸醋。在11(rc溫度下,於匕内 數量之一甲本磺酸酯與30 7公克(0.2莫耳)六甲基二矽氮 烷反應直至氨完全釋出並在減壓下實施蒸發 甲醇之甲苯物旨(淡… 在〇至10 °c溫度下,於醚總體積23〇毫升内, (”莫耳)漠化歸丙基及8.5公克(0.35莫耳)鎮製得一:: 亞洛液,在有0.2公克LiCuBr4存在作為催 ΐ不停歡情況下1時將該溶液滴入U小時)醚二 =上^炫基㈣溶液(溶解於_毫相内)。—沉殿物形 凡成反應1小時之後,在3 5 °c溫度下繼續攪拌1 2小 ::該混合物倒入冰水内’用鹽酸酸化之並加以徹底授 襁好此期間二甲基矽烷基得以斷裂^。實施相分離、乾 無及蒸發之後,將殘留物加以分餾,在壓力12百帕斯卡及 溫度128至130Χ:之情況下製得21公克(52%)4 —( 丁_3_ -1 -羥基曱基環己烷。 土 ; 該醇與氯化4-甲苯亞楓基/π比。定之傳統反應生成該醇 第18頁 426686 五、發明說明(14) - 之甲苯磺醯基酯(黃色液體;91%產率)。將65公克(〇 2莫 耳)上述曱苯績醯基酯加入36, 5公克(0.24莫耳)由第三級_ 丁氧化鉀溶於第三級丁醇内所形成之溶液内,在不停擾掉 之情況下將混合物加溫至回流並在回流情況下繼續授掉8 , 5小時。冷卻後’將該混合物力σ以水解並以曱基第三級-丁 基醚萃取之,用水清洗有機相兩次,並將其加以乾燥及蒸 發。該殘留物係在2規定濃度氫氧化鈉溶液與曱基第三級_ 丁基醚之間再加以分配,將純化程序重複—遍,製得37公 克(6 0904-( 丁-3-烯基環己基曱氧基)苯甲酸曱基酯。用氫 氧化卸/甲醇以傳統方式將該酯加以水解生成自由酸,使 忒酸以習知之方式與氣化硫氧基反應生成氣化4_(丁 _3_烯 基-環己基甲氧基)苯曱醯基。將18公克(〇, 〇6莫耳)該酸性 化合物及10. 0公克(〇_ 063莫耳)市售一甲基丙烯酸丨,4—丁 烷二醇(多科學公司,D-69208,艾派爾漢姆市)溶解在15 毫升甲笨内’再將由6‘1公克( 0.067莫耳)三乙胺溶解在40 毫升甲苯所形成之溶液徐徐滴入,歷時5分鐘。在溫 度下搜拌該混合物3 0分鐘,加溫至8 Q °c,並在該溫度下繼 續授拌2小時。之後將該混合物加以冷卻,慮除沉搬之氣 化氫胺,先用〇. 5規定濃度鹽酸清洗再用水清洗,並加以 乾燥及蒸發。於矽膠塔内將該殘留物加以純化。所得標的、/ 產物之熔點為2 2至2 5 °C。 :4’_烯丙氧基[1,Γ] -聯苯基—4 -羧酸6-曱基丙醯 基氧基己基酯,實驗例物質4
第19頁 426686 五、發明說明(15) 市售4’-羥基[1’1卜聯笨-4 -羧酸(阿爾德瑞奇公 卜8955 5斯特恩漢姆市)之曱基酯係用曱醇及硫酸作催化 製得,從而用碳酸鉀/溴化烯丙基在甲基乙基酮内 劑製備4,-烯丙氧基[1,Γ ]-聯笨基—4_羧酸曱基酯(熔點办 1 49 °C )。用氫氧化鉀/曱醇將該酯實施傳統式水解作用則 生成自由酸,再使該酸與氣化硫氧基實施同樣之傳統式反 應可變成酸性氯化物。將9· 4公克(34. 5毫莫耳)該酸性^氣 化物及0· 1公克丁基化羥基甲苯溶解在甲苯中,在室溫及 不停攪拌之情況下,將由5.5公克(34. 5毫莫耳)1,4_ ^院 =醇-甲基丙烯酸酯及4.0公克(39, 7毫莫耳)三乙胺溶於曱 苯所形成之溶液徐徐滴入。之後在45。{:溫度下加熱9〇分鐘 並冷卻之’將氯化氬二乙細》慮除並將滤液加以精製。所得 粗品自異丙醇實施再結晶作用’其相性狀為:C 6 8 s < 1 20 I (分解)„ 复^^:4-烯丙氧基笨甲酸4-(6-曱基丙烯醯基己基)環 己基酯,實驗例物質5 將5 5. 2公克(0 . 2莫耳)依照實驗例1所述製得之烯丙基 氧基笨甲酸反-4-羥基環己基酯溶解在3〇〇毫升無水甲苯 中’在溫度1 05 °C及不停攪拌之情況下,歷時60分鐘,將 43公克(〇. 2 0 5莫耳)氣化6 -溴己醯基(由自由酸與氣化硫氧 基實施傳統反應而製得;在〇. 〇 4毫巴壓力下沸點為6 0至6 2 C )徐徐滴入。在1 〇 5 t:溫度下繼續攪拌該混合物9 0分鐘, 在減壓下將溶劑脫餾出去,用石油精/〒基第三級—丁基
HIIIM 第20頁 426686 五、發明說明(16) -- 醚(20 :1)將殘留物結晶出來,製得83公克(92%)4—烯丙基 氧基笨甲酸反-[4-(6-溴己醯基)環己基]酯, 56它。 將79公克(0.174莫耳)該酿、25公克(〇21莫耳)甲基丙稀 酸钟及0.2公克2, 6 -二-第三級一丁基_4_甲基紛(安定劑)溶 解在40 0毫升二甲基甲醯胺内,在不停攪拌之情況下將該 混合物加熱至70至75 °C歷時3小時。在減壓情況下將溶劑 蒸餾出去,將殘留物置入40 0毫升甲基第三級-丁基醚内, 先以水清洗忒溶液,其次用0. 〇 5規定濃度氫氧化鈉溶液及 最後再用水清洗之,加以乾燥及蒸發。將殘留物自甲醇中 再加以結晶,生成70公克(87.5%)標題化合物,該化合物 之熔點為5 0 °C及澄清點為5 5 °C。 f‘驗例6(比較例):習知液晶型聚矽氧,實驗例物質6 >於71公克(0.13莫耳)4-烯丙氧基笨甲酸膽固酯内添加 1 70毫升甲苯。在不停攪拌之情況下將該懸浮液加熱至沸 騰,並使甲苯達到初期共沸蒸餾’俟該混合物冷卻至約6〇 t之後^添加21公克(〇. 351莫耳H,3, 5, 7四f基環四矽 氧,及環辛二烯基二氣鉑催化劑溶解在二氯甲烷中之〇. 重篁比濃度溶液0. 5公克。將該反應溶液加溫至85。〇並攪 拌1小時。將該混合物冷卻至約401之後,添加65.5公克 (〇_ 194莫耳)4_烯丙氧基笨甲酸4_甲基丙烯醯氧基苯基酿, 0.08公克(0.035莫耳)丁基化羥基曱苯及環辛二烯基二氣 鉑催化劑溶解在二氣甲烷中之〇· 5%重量比濃度溶液丨.〇6公 克。隨後將該溶液加溫至約75 t並攪拌丨.5小時。俟該混 合物冷卻至室溫之後,添加39, 4公克(〇·丨16莫耳)4烯丙
第21頁 42668 6 , 五、發明說明(17) — 氧基苯曱酸4-甲基丙烯醯基氧基苯基酯及〇·〇78公克 C 0 · 0 3 5莫耳)丁基化羥基甲苯。隨後經由一瑟萊特過遽助 劑短柱(矮塔)將該溶液加以過濾’再添加4 · 9 2公克光彡丨發 劑伊爾伽卡爾9 0 7。 在壓力25毫巴及加熱套溫度90 °C之情況下,藉—薄膜 蒸發器以除去該溶液之溶劑(殘留含量< 1 %重量比甲苯)。 所得液晶之破璃轉移溫度約為1 5 °C。由膽固醇型至各向同 性之澄清點(峰值)係丨46 °C °在°C溫度下之黏度約為 1500毫帕斯卡•秒。 經紫外線交聯之該材料薄膜,業於90 °C溫度下加以定 位,俟冷卻至室溫後,其反射波長為7 1 0奈米。 該經交聯之材料,其玻璃轉移溫度為8 3 t:。用氣仿處 理,可自該經交聯材料萃取之部分係1 4%重量比β ί-驗例1 :液晶型、防紫外線聚矽氧;顏料主料混合物, 實驗例物質7 依照實驗例6内所述完全相同之方式,由4 -稀丙氧基 苯甲酸膽固酯、1,3, 5, 7-四甲基環四矽氧烷及4-烯丙氧基 苯甲酸4-(6-曱基丙烯醯基己基)環己基酯=實驗例物質5製 得一低聚物,並依照實驗例6内所述完全相同之方式,將 其與等莫耳量之4 -晞丙氧基苯甲酸4-(6-甲基丙稀酿基己 基)環己基酯加以混合,在壓力25毫巴及加熱套溫度90 °C 之情況下’藉一薄膜蒸發器以除去該溶液之溶劑(殘留含 量<1%重量比曱笨)。 所得液晶之玻璃轉移溫度約為-11 °C。由膽固醇型至
第22頁 42^68 6 ,
在9 0 C溫度下之黏度約 各向同性之澄清點(峰值)係6 7 ^ 為11 9 0毫帕斯卡.秒。 經紫外線父聯之該材料薄棋,業於4〇溫度下加以定 位,俟冷卻至室溫後,其反射波長為5 55奈米。 該經交聯之材料’ #玻璃轉移溫度為62。。。用氣仿處 理,可自該經父聯材料萃取之部分係1丨%重量比。 t驗例8 •本發明化合物防紫外線性能與習知交聯劑衍生 物之比較 單體化合物防紫外線性能之測定方法如下: 稱出10毫克該物質,添加10毫升溶劑(通常係二氣乙 烷,阿德瑞奇公司,D〜89555斯特恩漢姆市,光譜光度測 疋、,及),並加以稀釋至紫外線區主吸收波段之光密度約為 1。樣品係用一XBO 1 5 0 1 5 0瓦氙燈、附有石英聚光鏡及濾 水鏡之LOT燈(石英電池之照射強度為25〇毫瓦/平方公分) 照射。防紫外線性能之測定係量測紫外線光譜隨時間之變 具有羧酸苯基酯成分之化合物受福立斯光重排作用之 影響則產生清晰變化。新波段接近光譜之可見光部分分 離部分可能延伸至藍色内,因而造成該等單體溶液之淡黃 色。 ,實驗例物質1至5之防紫外線性能與4-烯丙氧基苯甲酸 4 -(曱基丙烯醯氧基)笨基酯(如美國專利us —a_5,2ii,877 中所揭示者’併此作為比較物質)者之比較: 為直接作比較,經照射時間達1 〇分鐘之後,測得位於
第23頁 426686, 五、發明說明(19) 3 5 0奈米及4 0 0奈米處之光密度值(總是以未經照射物質之 光密度為1作基準)。 未經照射氙燈,250毫瓦/平方公分’照射10分鐘之後 最大波長 (奈米) 最大波長 (奈米) 光密度 350奈米 光密度 400奈米 實驗例物質1 256 256 0.00 0.00 實驗例物質2 256 256 0.00 0.00 實驗例物質3 258 258 Γ 〇.〇〇 0.00 實驗例物質4 293 293 0.00 0.00 實驗例物質5 256 256 0.00 0.00 實驗例物質6 (比較> 262 353 0.1 0.02 實驗例9 :本發明液晶型聚矽氡防紫外線性能與習知液晶 化合物之比較 防紫外線性能係依照下列方法測定者: 在一CPS +陽光測試器(海拉勞斯工業技術公司, D-6345 0 ’漢諾市)内將實驗例物質7液晶型防紫外線聚石夕 氧之交聯薄膜(約2 0微米厚)實施長時間曰光曝光。實施條 件為:在光譜區300至800奈米處之照射強度為75〇瓦/平方 公尺’薄膜溫度4 0 °C,照射時間1 〇⑽小時。 實驗例物質6(比較例)係以類似方式加以照射。 照射前及照射11 00小時之後,位於35〇奈米及4〇〇奈 處之光密度值經測定為: 0.03 0/237
0.06 0.40 光密度350奈米|光^ "IZZ~~~ 光密度350奈米光密度400¾ 照射1100小 0,02 0J9 實驗例物質7 比較物質= 實驗例物質6
第24頁
Claims (1)
- 42668 6. 六、申請專利範圍 ----------------------- — 1. 一種含有具有化學通式(1)單元之可交聯液晶型有機 矽氧烷 [Rb Me sc S i 0(4_b_c)/2 ] (1) ’ 其中 R 係q - C4 -院基’ Mes係至少一個具有化學通式(2 )及(必要時)具有化學通 式(3)之基, b 係0、1或2,及 c 係 0、1、2、3 或 4, 但b與c之和最多是4, 此具有化學通式(2)及(3)之Mes基具有下列結構: -(CH2)P-(0)q-A-[B-A]r-E-F-VN (2), -(CH2 )E-(0)n-(A)t-Q-X (3), 其t A 係一選自一個族群之兩價基,該族群包括:1,4 -伸環 己環、4, 4’ -伸聯環己基、1,4-伸苯環、2, 6-伸萘 基、2,7 -伸萘基、2,5 -伸(1,3 -二噚烷基)環及嘧啶 基, Q 係一選自一個族群之兩價基,該族群包括:-C00-、 -0C0-、-0 、一化學鍵及-〇-(〇〇)-〇-, X 係一膽固醇基、二氫膽固醇基、多利烯基、異山梨糖 醇酐基、異甘露糖醇酐基或膽酸基或選自一個族群之 未經取代或經取代之基,該族群包括:1,4 -伸苯基、 4, 4’ -伸聯苯基、丨,4-伸環己基、4, ^ -聯環己基、4,第25頁 426686, 六、申請專利範圍 4’ -伸環己基伸苯基、2, 5-伸(1,3-二噚烷基)及嘧啶 基,其中之取代品可能是:C,至(:5 -烷氧基、Q至(:5 -烧基、氰基、氣基或硝基, B 係一選自一個族群之兩價基,該族群包括:一化學 鍵、-〇-CH2、-CHr〇-、-CH2-CH2- ' -CH-CH-、-COO-及 _ 0 C 0 -, E 係一選自一個族群之兩價基,該族群包括:一化學 鍵、-0-、-C00-、-0C0-及-CH2-0-, F 係一 0至1 1個CH2基之鏈,其中個別、不相鄰之CH2基 可由氧替代, VN 係一-C00-CH = CH2、-C00-C(CH3) = CH2 或-0-(:11 = (:112 基, 一環氧乙基或-(ch2)u-0CH = CH2基, u 係一 2至8之整數, m及p係3至7整數, η及q係0或1, t 係1至3之整數,及 r 係1至3之整數, 但環A與B基結合之組合體不可能成為脂族、芳族或雜芳族 羧酸之苯基酯衍生物。 2. 如申請專利範圍第1項之可交聯液晶型有機矽氧烷, 其中含有1至70個具有化學通式(1)之單元。 3. 一種用以製備如申請專利範圍第1或2項可交聯液晶型 有機矽氧烷之方法,其中包括使含有具有化學通式(7)單 元之有機石夕化合物第26頁 42668 6 Λ 六、申請專利範圍 [RbHcSiO(4_b_c)/2] (7), 其中R、b及C代表之意義與化學通式(1)内所賦予者相同, 與具有化學通式(5 ) CH2-CH-(CH2 )P_2-(0)Q-A-[B-A]r-E-F-VN (5), 及(必要時)(8 )之化合物反應 CII2=CH-(CH2)m_2-(0)n-(A)t-Q-X (8), 其中A 、B 、E 、F 、VN 、Q 、X 、m 、n 、p 、q 、r 及t代表之意 義與申請專利範圍第1項内所賦予者相同。 4. 一種用以交聯如申請專利範圍第1項液晶型有機矽氧 烷之方法,其令該等液晶型有機矽氧烷係藉助於自由基加 以三維交聯者。 5. 如申請專利範圍第4項之方法,其中如申請專利範圍 第1項之液晶型有機矽氧烷係經混以具有化學通式(6)之交 聯劑而再加以交聯者 VN-(CH2 )r-[M-A]t-M-(CH2)r-VN (6), 其中 Μ 係一氧原子、一羧基或一氧基截基,及 VN、A、r及t可採用申請專利範圍第1項内所賦予之意義。 6. 一種可由如申請專利範圍第4或5項方法製得之交聯液 晶型有機矽氧烷1^ 7. —種如申請專利範圍第6項之交聯液晶型有機石夕氧院, 係用作一種顏料。 8. 一種如申請專利範圍第6項之交聯液晶型有機矽氧烧, 係用作光學元件。
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