WO2016010065A1 - ポリチオール組成物およびその製造方法 - Google Patents

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polythiol composition
composition
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慶彦 西森
善養寺 一也
理恵 佐嘉田
嘉村 輝雄
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三菱瓦斯化学株式会社
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    • C07C321/14Sulfides, hydropolysulfides, or polysulfides having thio groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/04Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof
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    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics

Definitions

  • the present invention relates to a polythiol composition in which the generation of suspended matter is suppressed, a composition for an optical material containing the polythiol composition, and an optical material obtained by polymerizing and curing the composition.
  • Plastic materials are widely used in various optical materials because they are light and tough and easy to dye. These optical materials are required to have low specific gravity, high transparency and low yellowness, high refractive index, high Abbe number, etc. as optical performance, and optical materials containing sulfur-containing monomers, especially polythiol compounds, in order to satisfy these requirements.
  • Many compositions for materials have been developed (Patent Documents 1 and 2). However, the polythiol compounds described in these documents may generate turbidity due to the generation of insoluble components (floating matter) during storage, and white turbidity may occur in the resin obtained by polymerization and curing using these polythiol compounds. there were.
  • JP-A-2-270859 Japanese Patent Laid-Open No. 10-298287
  • An object of the present invention is to provide a polythiol composition for optical materials that suppresses the generation of suspended matters during storage of the polythiol composition.
  • the present inventors have found that at least one of the mercapto groups contained in the polythiol compound (a) having two or more mercapto groups is the cause of the generation of suspended matter. It was found that the nitrogen-containing compound (b) was replaced by the group represented by (1), and that it decomposed during storage, thereby affecting the generation of suspended matter.
  • the present invention is as follows. ⁇ 1> Nitrogen containing a polythiol compound (a) having two or more mercapto groups as a main component and at least one of the mercapto groups of the polythiol compound (a) is replaced with a group represented by the following formula (1) A method for producing a polythiol composition having a content of the nitrogen-containing compound (b) of 0.5% by mass or less by purifying a polythiol composition containing more than 0.5% by mass of the compound (b).
  • purification process is a manufacturing method of the polythiol composition characterized by having the following process (1) and the following process (2) at least. Step (1): A step of distilling the polythiol composition.
  • Step (2) A step of purifying the polythiol composition by means other than distillation.
  • ⁇ 2> The method for producing a polythiol composition according to ⁇ 1>, wherein the step (2) is performed after the step (1).
  • ⁇ 3> The method for producing a polythiol composition according to ⁇ 1>, wherein the step (2) is performed before and after the step (1).
  • ⁇ 4> The method for producing a polythiol composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the means other than distillation is one or more means selected from water washing and pickling.
  • Nitrogen-containing compound comprising, as a main component, a polythiol compound (a) having two or more mercapto groups, wherein at least one of the mercapto groups of the polythiol compound (a) is replaced with a group represented by the following formula (1)
  • the purification step includes a step of washing a polythiol composition containing more than 0.5% by mass of the nitrogen-containing compound (b) with an acid of 6 N or more. .
  • the polythiol composition of the present invention By using the polythiol composition of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of suspended matter in the polythiol composition. Moreover, the optical material excellent in hue and transparency can be obtained by polymerizing and curing the composition for optical material containing the polythiol composition of the present invention.
  • the present invention is a polythiol composition
  • a polythiol composition comprising a polythiol compound (a) having two or more mercapto groups as a main component, wherein at least one of the mercapto groups of the polythiol compound (a) is represented by the formula (1). It is related with the polythiol composition whose content rate of the nitrogen-containing compound (b) substituted by the group made is 0.5 mass% or less.
  • the content of the polythiol compound (a) in the polythiol composition of the present invention is usually 75% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 85% by mass or more.
  • the polythiol compound (a) used in the present invention (hereinafter sometimes referred to as “(a) compound”) is not particularly limited as long as it is a compound having at least two mercapto groups in one molecule. Specific examples include methanedithiol, 1,2-dimercaptoethane, 2,2-dimercaptopropane, 1,3-dimercaptopropane, 1,2,3-trimercaptopropane, 1,4-dimercaptobutane, 1,6-dimercaptohexane, bis (2-mercaptoethyl) sulfide, 1,2-bis (2-mercaptoethylthio) ethane, 1,5-dimercapto-3-oxapentane, 1,8-dimercapto-3, 6-dioxaoctane, 2,2-dimethylpropane-1,3-dithiol, 3,4-dimethoxybutane-1,2-dithiol, 2-me Capto
  • preferable compounds among the above include bis (2-mercaptoethyl) sulfide, pentaerythritol tetrakis (2-mercaptoacetate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), 2,5-bis (mercapto).
  • 1,2-bis (2-mercaptoethylthio) -3-mercaptopropane 4,8-dimercaptomethyl-1,11-dimercapto-3,6,9-tri
  • more preferable compounds include bis (2-mercaptoethyl) sulfide, 1,3-bis (mercaptomethyl) benzene, 1,2-bis [(2-mercaptoethyl) thio] -3-mercaptopropane, and 1,1,3,3-tetrakis (mercaptomethylthio) propane, the most preferred compounds being bis (2-mercaptoethyl) sulfide, and 1,3-bis (mercaptomethyl) benzene (also known as m-xylylenedithiol)
  • the compound (a) which is an object of the present invention is not limited to these.
  • the nitrogen-containing compound (b) (hereinafter sometimes referred to as “(b) compound”) contained in the polythiol composition of the present invention, at least one of the mercapto groups of the compound (a) is represented by the formula (1). Is replaced by a group.
  • the content rate of a compound has preferable 0.5 mass% or less, More preferably, it is 0.3 mass% or less, More preferably, it is 0.05 mass% or less.
  • a method for performing distillation after washing the produced polythiol composition with water and a method for washing again purified water by distillation.
  • a method of performing distillation a plurality of times a method of washing the polythiol composition with an acid of 6 N or more (preferably an acid of 6 to 12 N), and then washing with water.
  • a method of combining distillation and purification means other than distillation is preferable, and a method of combining purification means other than distillation after or before and after distillation is more preferable.
  • washing with an acid or washing with water is preferable.
  • a method of washing with water after distillation is particularly preferable.
  • hydrolysis of an isothiuronium salt that is a raw material of the polythiol compound (a) is performed at 80 ° C. or more.
  • a more preferred hydrolysis temperature is 80 to 120 ° C. When the temperature is too high, oligomerization of the generated polythiol occurs, which is not preferable.
  • the quantification of the compound (b) in the polythiol composition can be carried out by conducting preparative GPC and measuring the weight as described in detail in the following examples.
  • the compound (b) in the polythiol composition can also be identified by precise mass spectrometry and NMR analysis by LC-Tof-MS analysis, as will be described in detail in the following examples.
  • the composition for optical materials of the present invention contains at least the polythiol composition of the present invention.
  • the composition for optical materials of the present invention may contain a polymerizable compound other than the polythiol compound.
  • the optical material composition of the present invention is preferably mixed with a polymerization catalyst and, if necessary, an additive.
  • various substances such as known chain extenders, crosslinking agents, light stabilizers, ultraviolet absorbers, antioxidants, oil-soluble dyes, fillers and internal mold release agents may be added.
  • a known reaction catalyst used in the production of polythiourethane can be appropriately added.
  • an optical material such as a plastic lens from the composition for an optical material of the present invention, it is usually carried out by cast polymerization.
  • the degree of vacuum is 0.001 to 50 Torr, preferably 0.005 to 25 Torr, more preferably 0.01 to 10 Torr, and particularly preferably 0.1 to 5 Torr.
  • the optical material composition (casting solution) thus obtained can be purified by filtering impurities and the like immediately before polymerization and curing. It is desirable to further refine the quality of the optical material of the present invention by purifying the optical material composition through a filter to filter impurities and the like.
  • the pore size of the filter used here is about 0.05 to 10 ⁇ m, and generally 0.1 to 1.0 ⁇ m is used.
  • a filter material polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), or the like is preferably used.
  • the optical material of the present invention can be obtained by injecting the optical material composition into a mold such as a glass mold and then curing it by polymerization.
  • the polymerization temperature and time vary depending on the type of monomer and additives, but are -10 ° C to 160 ° C, usually -10 ° C to 140 ° C.
  • the polymerization can be carried out by holding at a predetermined polymerization temperature for a predetermined time, raising the temperature from 0.1 ° C. to 100 ° C./h, lowering the temperature from 0.1 ° C. to 100 ° C./h, and combinations thereof.
  • annealing the material at a temperature of 50 ° C. to 150 ° C. for about 5 minutes to 5 hours is a preferable treatment for removing distortion of the optical material.
  • surface treatments such as dyeing, hard coating, antireflection, antifogging properties, antifouling properties, and imparting impact resistance can be performed as necessary.
  • the quantitative determination of the compound (b) in the polythiol composition was carried out by conducting the following preparative GPC and measuring the weight. In addition, the compound (b) was identified by accurate mass spectrometry and NMR analysis by LC-Tof-MS analysis.
  • Preparative GPC conditions High-performance liquid chromatography measurement conditions Column: Jordi GEL DVB 500 mm (inner diameter 10 mm, length 250 mm, particle diameter 5 ⁇ m) Mobile phase: Chloroform Temperature: Room temperature Flow rate: 1.5 ml / min Detector: UV detector, wavelength 260 nm Injection volume: 100 to 500 ⁇ L
  • the conditions for high performance liquid chromatography are appropriately selected according to the structure and physical properties of the polythiol compound (a) and the nitrogen-containing compound (b).
  • reaction solution was cooled to 40 ° C., diluted hydrochloric acid was added until the pH reached 3, and the mixture was stirred as it was for 30 minutes for neutralization.
  • extraction was performed with 360 mL of toluene, and then toluene and a small amount of water were removed under heating and reduced pressure to obtain 68.7 g of a polythiol composition containing m-xylylenedithiol.
  • the content rate of the corresponding (b) compound in this polythiol composition was 1.0 mass%.
  • the content of m-xylylenedithiol was 94.2% by mass.
  • reaction solution was cooled to 40 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 2, and the mixture was stirred as it was for 30 minutes for neutralization.
  • extraction was performed with 360 mL of toluene, and then toluene and a trace amount of water were removed under heating and reduced pressure.
  • the obtained polythiol composition containing m-xylylenedithiol was distilled and purified, and then washed with water. Filtration was carried out after removing water by heating under reduced pressure to obtain 55.0 g of a polythiol composition.
  • the content rate of the corresponding (b) compound in this polythiol composition was 0.05 mass%.
  • the content of m-xylylenedithiol was 99.6% by mass.
  • Example 2 (B) Synthesis of m-xylylenedithiol (a-1 compound) 2 with less compound 2 Until toluene extraction, synthesis was performed in the same manner as in Example 1, and then the toluene solution was washed with 6N hydrochloric acid and then with water, and then toluene and a trace amount of water were removed under heating and reduced pressure.
  • the weight of the obtained polythiol composition was 58.0 g.
  • the content of the corresponding compound (b) in this polythiol composition was 0.07% by mass.
  • the content of m-xylylenedithiol was 95.6% by mass.
  • Example 3 (B) Synthesis of m-xylylenedithiol (a-1 compound) with few compounds 3
  • the polythiol composition containing m-xylylenedithiol was synthesized in the same manner as in Comparative Example 1 except that the hydrolysis temperature was kept at 80 ° C. or higher to obtain 66.3 g of a polythiol composition containing m-xylylenedithiol.
  • the content of the corresponding compound (b) in this polythiol composition was 0.32% by mass.
  • the content of m-xylylenedithiol was 93.2% by mass.
  • the toluene solution was washed with water, and toluene and a trace amount of water were removed under heating and reduced pressure. Thereafter, filtration was performed to obtain 271.2 g of a polythiol composition mainly composed of 1,2-bis [(2-mercaptoethyl) thio] -3-mercaptopropane compound.
  • the content of the corresponding compound (b) in this polythiol composition was 1.2% by mass.
  • the content of 1,2-bis [(2-mercaptoethyl) thio] -3-mercaptopropane was 82.3% by mass.
  • Example 4 Synthesis of 1,2-bis [(2-mercaptoethyl) thio] -3-mercaptopropane (a-2 compound) containing almost no compound A stirrer, reflux condenser, nitrogen gas purge pipe, and thermometer are attached. In addition, 76.0 g of water and 90.0 g (1.08 mol) of a 48 mass% aqueous sodium hydroxide solution were charged into the 2 L four-neck reaction flask. After adding dropwise 169 g (2.16 mol) of 2-mercaptoethanol over 30 minutes at 30 ° C., 99.9 g (1.08 mol) of epichlorohydrin was added dropwise over 3 hours at the same temperature. Aging was performed for 1 hour.
  • the toluene solution was subjected to acid washing and water washing with 1N acid, and toluene and a trace amount of water were removed under heating and reduced pressure. Thereafter, the obtained polythiol composition containing 1,2-bis [(2-mercaptoethyl) thio] -3-mercaptopropane compound as a main component was purified by distillation, and then washed with water again. Filtration was carried out after removing moisture by heating under reduced pressure to obtain 235.4 g of a polythiol composition. The content rate of the corresponding (b) compound in this polythiol composition was 0.00 mass%. The content of 1,2-bis [(2-mercaptoethyl) thio] -3-mercaptopropane was 86.4% by mass.
  • Example 5 Evaluation of polythiol composition
  • Example 6 Evaluation was performed in the same manner as in Example 5 except that the polythiol composition obtained in Example 3 was used as it was. The results are shown in Table 1.
  • Example 8 Evaluation was performed in the same manner as in Example 5 except that the polythiol composition obtained in Example 2 was used as it was. The results are shown in Table 1.
  • Example 9 Evaluation was performed in the same manner as in Example 5 except that the polythiol composition obtained in Example 1 was used as it was. The results are shown in Table 1.
  • Example 10 and 11 After mixing the polythiol composition produced in Example 4 and Comparative Example 2 so that the amount of the compound (b) in the polythiol composition was the amount shown in Table 1, evaluation was performed in the same manner as in Example 5. . The results are shown in Table 1.

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Abstract

 本発明によれば、2つ以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物(a)を主成分とするポリチオール組成物であって、上記ポリチオール化合物(a)のメルカプト基の少なくとも一つが下記式(1)で表される基で置き換えられた含窒素化合物(b)の含有率が0.5質量%以下であるポリチオール組成物を提供することができる。

Description

ポリチオール組成物およびその製造方法
 本発明は、浮遊物の発生を抑えたポリチオール組成物、該ポリチオール組成物を含む光学材料用組成物および該組成物を重合硬化して得られる光学材料に関する。
 プラスチック材料は軽量かつ靭性に富み、また染色が容易であることから、各種光学材料に多用されている。これら光学材料は、低比重、高透明性および低黄色度、光学性能として高屈折率と高アッベ数などが求められており、これら要求を満たすために硫黄含有モノマー、特にポリチオール化合物を含んだ光学材料用組成物が多数開発されてきている(特許文献1~2)。しかしながら、これら文献記載のポリチオール化合物は、保存中に不溶成分(浮遊物)が発生して濁りが生じることがあり、これらポリチオール化合物を用いて重合硬化して得られる樹脂に白濁が発生する事があった。
特開平2-270859号公報 特開平10-298287号公報
 本発明の課題は、ポリチオール組成物の保存時に浮遊物の発生を抑えた光学材料用のポリチオール組成物を提供することにある。
 本発明者は前記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、浮遊物の発生原因が、2つ以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物(a)に含まれる上記メルカプト基の少なくとも一つが、下記式(1)で表される基で置き換えられた含窒素化合物(b)であり、保存時にこれが分解することにより浮遊物の発生に影響を与えることを見出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 すなわち本発明は下記である。
<1> 2つ以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物(a)を主成分とし、前記ポリチオール化合物(a)のメルカプト基の少なくとも一つが下記式(1)で表される基で置き換えられた含窒素化合物(b)を0.5質量%超含むポリチオール組成物を精製して、前記含窒素化合物(b)の含有率が0.5質量%以下であるポリチオール組成物を製造する方法であって、
 前記精製工程が、少なくとも下記工程(1)および下記工程(2)を有することを特徴とするポリチオール組成物の製造方法である。
工程(1):ポリチオール組成物を蒸留する工程。
工程(2):ポリチオール組成物を蒸留以外の手段で精製する工程。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
<2> 工程(1)の後に工程(2)を実施する上記<1>に記載のポリチオール組成物の製造方法である。
<3> 工程(1)の前後に工程(2)を実施する上記<1>に記載のポリチオール組成物の製造方法である。
<4> 蒸留以外の手段が水洗および酸洗から選ばれる1つ以上の手段である上記<1>~<3>のいずれかに記載のポリチオール組成物の製造方法である。
<5> 2つ以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物(a)を主成分とし、前記ポリチオール化合物(a)のメルカプト基の少なくとも一つが下記式(1)で表される基で置き換えられた含窒素化合物(b)を0.5質量%超含むポリチオール組成物を精製して、前記含窒素化合物(b)の含有率が0.5質量%以下であるポリチオール組成物を製造する方法であって、
 前記精製工程が、前記含窒素化合物(b)を0.5質量%超含むポリチオール組成物を6規定以上の酸を用いて洗浄する工程を有することを特徴とするポリチオール組成物の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
<6> 2つ以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物(a)を主成分とし、前記ポリチオール化合物(a)のメルカプト基の少なくとも一つが下記式(1)で表される基で置き換えられた含窒素化合物(b)の含有率が0.5質量%以下であるポリチオール組成物を製造する方法であって、ポリチオール化合物(a)の原料であるイソチウロニウム塩の加水分解を80℃以上で行う工程を有することを特徴とするポリチオール組成物の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
<7> 2つ以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物(a)を主成分とするポリチオール組成物であって、上記ポリチオール化合物(a)のメルカプト基の少なくとも一つが下記式(1)で表される基で置き換えられた含窒素化合物(b)の含有率が0.5質量%以下であるポリチオール組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
<8> 前記ポリチオール化合物(a)が、イソチウロニウム塩を加水分解して得られたものである、上記<7>に記載のポリチオール組成物である。
<9> 上記<1>~<6>のいずれかに記載の方法で製造されたポリチオール組成物である。
<10> 上記<7>~<9>のいずれかに記載のポリチオール組成物を含有する光学材料用組成物である。
<11> 上記<10>に記載の光学材料用組成物を重合硬化して得られる光学材料である。
 本発明のポリチオール組成物を用いることにより、ポリチオール組成物の浮遊物の発生を抑えることが出来る。また、本発明のポリチオール組成物を含む光学材料用組成物を重合硬化させることで、色相、透明性に優れた光学材料を得ることが出来る。
 本発明は、2つ以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物(a)を主成分とするポリチオール組成物であって、上記ポリチオール化合物(a)のメルカプト基の少なくとも一つが、前記式(1)で表される基で置き換えられた含窒素化合物(b)の含有率が0.5質量%以下であるポリチオール組成物に関する。本発明のポリチオール組成物中のポリチオール化合物(a)の含有率は通常75質量%以上、好ましくは80質量%以上、特に好ましくは85質量%以上である。
 本発明で使用するポリチオール化合物(a)(以下、「(a)化合物」と呼ぶことがある)は、一分子中に少なくとも2個以上のメルカプト基を有する化合物であれば特に限定されないが、その具体例としては、メタンジチオール、1,2-ジメルカプトエタン、2,2-ジメルカプトプロパン、1,3-ジメルカプトプロパン、1,2,3-トリメルカプトプロパン、1,4-ジメルカプトブタン、1,6-ジメルカプトヘキサン、ビス(2-メルカプトエチル)スルフィド、1,2-ビス(2-メルカプトエチルチオ)エタン、1,5-ジメルカプト-3-オキサペンタン、1,8-ジメルカプト-3,6-ジオキサオクタン、2,2-ジメチルプロパン-1,3-ジチオール、3,4-ジメトキシブタン-1,2-ジチオール、2-メルカプトメチル-1,3-ジメルカプトプロパン、2-メルカプトメチル1,4-ジメルカプトプロパン、2-(2-メルカプトエチルチオ)-1,3-ジメルカプトプロパン、1,2-ビス(2-メルカプトエチルチオ)-3-メルカプトプロパン、1,1,1-トリス(メルカプトメチル)プロパン、テトラキス(メルカプトメチル)メタン、4、8-ジメルカプトメチル-1、11-ジメルカプト-3、6、9-トリチアウンデカン、4、7-ジメルカプトメチル-1、11-ジメルカプト-3、6、9-トリチアウンデカン、5、7-ジメルカプトメチル-1、11-ジメルカプト-3、6、9-トリチアウンデカン、1、1、3、3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、エチレングリコールビス(2-メルカプトアセテート)、エチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、1,4-ブタンジオールビス(2-メルカプトアセテート)、1,4-ブタンジオールビス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2-メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、1,1-ジメルカプトシクロヘキサン、1,2-ジメルカプトシクロヘキサン、1,3-ジメルカプトシクロヘキサン、1,4-ジメルカプトシクロヘキサン、1,3-ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサン、2,5-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ジチアン、2,5-ビス(メルカプトエチル)-1,4-ジチアン、1,2-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,3-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン(別名:m-キシリレンジチオール)、1,4-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、ビス(4-メルカプトフェニル)スルフィド、ビス(4-メルカプトフェニル)エーテル、2,2-ビス(4-メルカプトフェニル)プロパン、ビス(4-メルカプトメチルフェニル)スルフィド、ビス(4-メルカプトメチルフェニル)エーテル、2,2-ビス(4-メルカプトメチルフェニル)プロパン等を挙げることができる。
 以上の中で好ましい化合物の具体例としては、ビス(2-メルカプトエチル)スルフィド、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、2,5-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ジチアン、1,2-ビス(2-メルカプトエチルチオ)-3-メルカプトプロパン、4、8-ジメルカプトメチル-1、11-ジメルカプト-3、6、9-トリチアウンデカン、4、7-ジメルカプトメチル-1、11-ジメルカプト-3、6、9-トリチアウンデカン、5、7-ジメルカプトメチル-1、11-ジメルカプト-3、6、9-トリチアウンデカン、1、1、3、3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,3-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン(別名:m-キシリレンジチオール)、及び1,4-ビス(メルカプトメチル)ベンゼンが挙げられる。
 さらに好ましい化合物の具体例としては、ビス(2-メルカプトエチル)スルフィド、1,3-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2-ビス[(2-メルカプトエチル)チオ]-3-メルカプトプロパン、及び1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパンであり、最も好ましい化合物はビス(2-メルカプトエチル)スルフィド、及び1,3-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン(別名:m-キシリレンジチオール)であるが、本発明の対象となる(a)化合物はこれらに限定されるのもではない。
 本発明のポリチオール組成物に含まれる含窒素化合物(b)(以下、「(b)化合物」と呼ぶことがある)は、(a)化合物のメルカプト基の少なくとも一つが前記式(1)で表される基で置き換えられたものである。(b)化合物の含有率は、0.5質量%以下が好ましいが、より好ましくは0.3質量%以下であり、更に好ましくは0.05質量%以下である。(b)化合物の量は少ないほど良いが、精製のコストを考慮すると0.01質量%以上が好ましい。一方、(b)化合物の量が多い場合は、ポリチオール組成物を保存時に浮遊物が発生しやすくなり、ポリチオール組成物を含む光学材料用組成物を重合硬化させた際に、硬化物に白濁が発生する。
 本発明において、(b)化合物を0.5質量%以下まで低減させる手法として、製造したポリチオール組成物を、水で洗浄した後に蒸留を実施する方法、蒸留精製したものを再度水で洗浄する方法、複数回の蒸留を行う方法、6規定以上の酸(好ましくは、6~12規定の酸)でポリチオール組成物を洗浄した後に水で洗浄する方法などがある。中でも蒸留と蒸留以外の精製手段を組み合わせる手法が好ましく、蒸留の後あるいは前後に蒸留以外の精製手段を組み合わせる手法がより好ましい。蒸留以外の精製手段としては酸による洗浄や水による洗浄が好ましい。蒸留後に水洗を行う手法が特に好ましい。また、水洗後に減圧や加熱等により水分を低減させることは好ましい手法である。
 更に、(b)化合物を0.5質量%以下まで低減させる手法として、ポリチオール化合物(a)の原料であるイソチウロニウム塩の加水分解を80℃以上で行うことも挙げられる。より好ましい加水分解温度は、80~120℃である。温度が高すぎる場合、生成したポリチオールのオリゴマー化が起こり好ましくない。
 本発明において、ポリチオール組成物中の(b)化合物の定量は、以下の実施例において詳細に説明する通り、分取GPCを行い、重量を測定して実施することができる。また、本発明において、ポリチオール組成物中の(b)化合物の同定も、以下の実施例において詳細に説明する通り、LC-Tof-MS分析による精密質量分析およびNMR分析で行うことができる。
 本発明の光学材料用組成物は、少なくとも前記本発明のポリチオール組成物を含有する。本発明の光学材料用組成物は、ポリチオール化合物以外の重合性化合物を含有していても良い。本発明の光学材料用組成物を重合硬化して光学材料を得るに際して、本発明の光学材料用組成物には重合触媒や必要に応じて添加物などを混合することが好ましい。
 また、目的に応じて公知の鎖延長剤、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、油溶染料、充填剤、内部離型剤などの種々の物質を添加してもよい。反応速度を調整するためにポリチオウレタンの製造において用いられる公知反応触媒を適宜添加することもできる。本発明の光学材料用組成物からプラスチックレンズ等の光学材料を製造する際は、通常、注型重合により行われる。
 本発明の光学材料用組成物においては各成分を混合後、脱泡処理を行うことが好ましい。真空度は、0.001~50Torr、好ましくは0.005~25Torr、より好ましくは0.01~10Torr、特に好ましくは0.1~5Torrである。
 このようにして得られる光学材料用組成物(注型液)は、重合硬化の直前にフィルターなどで不純物などを濾過し精製することができる。光学材料用組成物をフィルターに通して不純物等を濾過し、精製することは、本発明の光学材料の品質をさらに高める上から望ましいことである。ここで用いるフィルターの孔径は0.05~10μm程度であり、一般的には0.1~1.0μmのものが使用される。フィルターの材質としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やポリエチレンテレフタレート(PET)やポリプロピレン(PP)などが好適に使用される。
 本発明の光学材料は、前記光学材料用組成物を例えばガラスモールドなどの鋳型に注入した後、重合硬化させることにより得られる。重合温度および時間はモノマーの種類、添加剤によっても異なるが、-10℃~160℃、通常は-10℃~140℃である。重合は所定の重合温度で所定時間のホールド、0.1℃~100℃/hの昇温、0.1℃~100℃/hの降温およびこれらの組み合わせで行うことができる。
 また、重合終了後、材料を50℃から150℃の温度で5分から5時間程度アニール処理を行うことは、光学材料の歪を除くために好ましい処理である。さらに必要に応じて染色、ハードコート、反射防止、防曇性、防汚性、耐衝撃性付与などの表面処理を行うことができる。
 以下、本発明を実施例、および比較例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、得られたポリチオール組成物の評価は以下の方法で行った。
 ポリチオール組成物中の(b)化合物の定量は、下記分取GPCを行い、重量を測定して実施した。また、該(b)化合物の同定はLC-Tof-MS分析による精密質量分析およびNMR分析で行った。
 分取GPC条件
 高速液体クロマトグラフィー測定条件
 カラム:Jordi GEL DVB 500Å(内径10mm、長さ250mm、粒子径5μm)
 移動相:クロロホルム
 温度:室温
 流量:1.5ml/min
 検出器:UV検出器、波長260nm
 注入量:100~500μL
 なお、高速液体クロマトグラフィーの条件は、ポリチオール化合物(a)および含窒素化合物(b)の構造や物性等に合わせて適宜選択される。
・ポリチオール組成物中の浮遊物の量の評価
 ポリチオール組成物50mLを、適当な大きさの透明なガラス瓶に入れ、暗室内で側面から光を当てて観察を行った。その結果、ほとんど浮遊物が見えないものをA評価、わずかに見えるものをB評価、浮遊物が多いものをC評価とした。
(比較例1)
(b)化合物が多く含まれる1,3-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン(別名:m-キシリレンジチオール)(a-1化合物)の合成1
 攪拌機、還流冷却管、窒素ガスパージ管、および温度計を取り付けた1L4つ口反応フラスコ内に、m-キシリレンジクロライド74.1g、チオ尿素67.2g、水270gを混合し、2.5時間加熱還流を行った。室温に冷却した後、窒素雰囲気下で、50%苛性ソーダ水溶液を134.1g加え、70℃から40℃で2時間、加水分解を行った。次いで、反応液を40℃に冷却し、希塩酸をpHが3になるまで加え、そのまま30分間攪拌して中和を実施した。反応終了後、トルエン360mLで抽出を行った後、加熱減圧下でトルエンおよび微量の水分を除去して、m-キシリレンジチオールを含むポリチオール組成物を68.7g得た。このポリチオール組成物中の対応する(b)化合物の含有率は、1.0質量%であった。また、m-キシリレンジチオールの含有率は94.2質量%であった。
(実施例1)
(b)化合物が少ないm-キシリレンジチオール(a-1化合物)の合成1
 攪拌機、還流冷却管、窒素ガスパージ管、および温度計を取り付けた1L4つ口反応フラスコ内に、m-キシリレンジクロライド74.1g、チオ尿素67.2g、水270gを混合し、2.5時間加熱還流を行った。室温に冷却した後、窒素雰囲気下で、50%苛性ソーダ水溶液を134.1g加え、70℃から40℃で2時間、加水分解を行った。次いで、反応液を40℃に冷却し、塩酸をpHが2になるまで加え、そのまま30分間攪拌して中和を実施した。反応終了後、トルエン360mLで抽出を行った後、加熱減圧下でトルエンおよび微量の水分を除去した。その後、得られたm-キシリレンジチオールを含むポリチオール組成物の蒸留精製を行った後に、水洗を実施した。加熱減圧を行って水分を除去した後にろ過を実施して、ポリチオール組成物55.0gを得た。このポリチオール組成物中の対応する(b)化合物の含有率は、0.05質量%であった。また、m-キシリレンジチオールの含有率は99.6質量%であった。
(実施例2)
(b)化合物が少ないm-キシリレンジチオール(a-1化合物)の合成2
 トルエン抽出までは実施例1と同様に合成し、その後トルエン溶液を6規定の塩酸で洗浄後、水洗を実施した後に、加熱減圧下でトルエンおよび微量の水分を除去した。得られたポリチオール組成物の重量は58.0gであった。このポリチオール組成物中の対応する(b)化合物の含有率は、0.07質量%であった。また、m-キシリレンジチオールの含有率は95.6質量%であった。
(実施例3)
(b)化合物が少ないm-キシリレンジチオール(a-1化合物)の合成3
 加水分解の温度を80℃以上に保持して行った以外は、比較例1と同様に合成して、m-キシリレンジチオールを含むポリチオール組成物を66.3g得た。このポリチオール組成物中の対応する(b)化合物の含有率は、0.32質量%であった。また、m-キシリレンジチオールの含有率は93.2質量%であった。
(比較例2)
(b)化合物が多く含まれる1,2-ビス〔(2-メルカプトエチル)チオ〕-3-メルカプトプロパン(a-2化合物)の合成
 攪拌機、還流冷却管、窒素ガスパージ管、および温度計を取り付けた2L4つ口反応フラスコ内に、水76.0gと48質量%の水酸化ナトリウム水溶液90.0g(1.08mol)を装入した。30℃にて2-メルカプトエタノール169g(2.16mol)を30分かけて滴下装入した後、エピクロロヒドリン99.9g(1.08mol)を同温度にて3時間かけて滴下装入し1時間熟成を行った。次に、36質量%塩酸水450.1g(4.32mol)、チオ尿素304.5g(4.00mol)を装入し、8時間110℃還流を行ってチウロニウム塩化を行った。50℃に冷却した後、トルエン450.0g、28質量%のアンモニア水溶液298g(5.21mol)を装入し、加水分解を行い、1,2-ビス〔(2-メルカプトエチル)チオ〕-3-メルカプトプロパンを主成分とするポリチオールのトルエン溶液を得た。該トルエン溶液を、水洗浄を行い、加熱減圧下でトルエンおよび微量の水分を除去した。その後、濾過して1,2-ビス〔(2-メルカプトエチル)チオ〕-3-メルカプトプロパン化合物を主成分とするポリチオール組成物を271.2g得た。このポリチオール組成物中の対応する(b)化合物の含有率は、1.2質量%であった。また、1,2-ビス〔(2-メルカプトエチル)チオ〕-3-メルカプトプロパンの含有率は82.3質量%であった。
(実施例4)
(b)化合物をほとんど含まない1,2-ビス〔(2-メルカプトエチル)チオ〕-3-メルカプトプロパン(a-2化合物)の合成
 攪拌機、還流冷却管、窒素ガスパージ管、および温度計を取り付けた2L4つ口反応フラスコ内に、水76.0gと48質量%の水酸化ナトリウム水溶液90.0g(1.08mol)を装入した。30℃にて2-メルカプトエタノール169g(2.16mol)を30分かけて滴下装入した後、エピクロロヒドリン99.9g(1.08mol)を同温度にて3時間かけて滴下装入し1時間熟成を行った。次に、36質量%塩酸水450.1g(4.32mol)、チオ尿素304.5g(4.00mol)を装入し、8時間110℃還流を行ってチウロニウム塩化を行った。50℃に冷却した後、トルエン450.0g、28質量%のアンモニア水溶液298g(5.21mol)を装入し、加水分解を行い、1,2-ビス〔(2-メルカプトエチル)チオ〕-3-メルカプトプロパンを主成分とするポリチオールのトルエン溶液を得た。該トルエン溶液を、一規定の酸で酸洗浄および水洗浄を行い、加熱減圧下でトルエンおよび微量の水分を除去した。その後、得られた1,2-ビス〔(2-メルカプトエチル)チオ〕-3-メルカプトプロパン化合物を主成分とするポリチオール組成物の蒸留精製を行った後に、再度、水洗を実施した。加熱減圧を行って水分を除去した後にろ過を実施して、ポリチオール組成物235.4gを得た。このポリチオール組成物中の対応する(b)化合物の含有率は、0.00質量%であった。また、1,2-ビス〔(2-メルカプトエチル)チオ〕-3-メルカプトプロパンの含有率は86.4質量%であった。
ポリチオール組成物の評価
(実施例5、7)
 ポリチオール組成物中の(b)化合物の量が表1で示した量になるように実施例1、比較例1で得られたポリチオール組成物を混合した。続いて、そのポリチオール組成物の浮遊物評価を行った後、加速試験として50℃で7日間保存を行った。最後に、保存後のポリチオール組成物について浮遊物の評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例6)
 実施例3で得られたポリチオール組成物をそのまま用いた以外は、実施例5と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例8)
 実施例2で得られたポリチオール組成物をそのまま用いた以外は、実施例5と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例9)
 実施例1で得られたポリチオール組成物をそのまま用いた以外は、実施例5と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例10、11)
 ポリチオール組成物中の(b)化合物の量が表1で示した量になるように実施例4、比較例2で製造したポリチオール組成物を混合した後に、実施例5と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例3~5)
 実施例5、10と同様にポリチオール組成物中の(b)化合物の量が表1で示した量になるように混合した後に、実施例5と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例6)
(b)化合物が多く含まれるm-キシリレンジチオール(a-1化合物)の合成2及びポリチオール組成物の評価
 トルエン抽出までは実施例1と同様に合成し、その後トルエン溶液を1規定の酸で酸洗浄および3回水洗浄を実施した後に、加熱減圧下でトルエンおよび微量の水分を除去した(蒸留精製はなし)。得られたポリチオール組成物の重量は67.4gであった。このポリチオール組成物中の対応する(b)化合物の含有率は、0.75質量%であった。また、m-キシリレンジチオールの含有率は94.9質量%であった。
 得られたポリチオール組成物をそのまま用いた以外は、実施例5と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例7)
(b)化合物が多く含まれるm-キシリレンジチオール(a-1化合物)の合成3及びポリチオール組成物の評価
 蒸留後の水洗浄を行わなかった以外は実施例1と同様に合成した。得られたポリチオール組成物の重量は56.2gであった。このポリチオール組成物中の対応する(b)化合物の含有率は、0.56質量%であった。また、m-キシリレンジチオールの含有率は98.6質量%であった。
 得られたポリチオール組成物をそのまま用いた以外は、実施例5と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
浮遊物評価A:ほとんど浮遊物が見えない。
     B:わずかに浮遊物が見える。品質上問題ないレベル。
     C:浮遊物が多い。
(a)化合物
a-1;m-キシリレンジチオール
a-2;1,2-ビス〔(2-メルカプトエチル)チオ〕-3-メルカプトプロパン
 

Claims (11)

  1.  2つ以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物(a)を主成分とし、前記ポリチオール化合物(a)のメルカプト基の少なくとも一つが下記式(1)で表される基で置き換えられた含窒素化合物(b)を0.5質量%超含むポリチオール組成物を精製して、前記含窒素化合物(b)の含有率が0.5質量%以下であるポリチオール組成物を製造する方法であって、
     前記精製工程が、少なくとも下記工程(1)および下記工程(2)を有することを特徴とするポリチオール組成物の製造方法。
    工程(1):ポリチオール組成物を蒸留する工程。
    工程(2):ポリチオール組成物を蒸留以外の手段で精製する工程。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  2.  工程(1)の後に工程(2)を実施する請求項1に記載のポリチオール組成物の製造方法。
  3.  工程(1)の前後に工程(2)を実施する請求項1に記載のポリチオール組成物の製造方法。
  4.  蒸留以外の手段が水洗および酸洗から選ばれる1つ以上の手段である請求項1~3のいずれかに記載のポリチオール組成物の製造方法。
  5.  2つ以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物(a)を主成分とし、前記ポリチオール化合物(a)のメルカプト基の少なくとも一つが下記式(1)で表される基で置き換えられた含窒素化合物(b)を0.5質量%超含むポリチオール組成物を精製して、前記含窒素化合物(b)の含有率が0.5質量%以下であるポリチオール組成物を製造する方法であって、
     前記精製工程が、前記含窒素化合物(b)を0.5質量%超含むポリチオール組成物を6規定以上の酸を用いて洗浄する工程を有することを特徴とするポリチオール組成物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
  6.  2つ以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物(a)を主成分とし、前記ポリチオール化合物(a)のメルカプト基の少なくとも一つが下記式(1)で表される基で置き換えられた含窒素化合物(b)の含有率が0.5質量%以下であるポリチオール組成物を製造する方法であって、ポリチオール化合物(a)の原料であるイソチウロニウム塩の加水分解を80℃以上で行う工程を有することを特徴とするポリチオール組成物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
  7.  2つ以上のメルカプト基を有するポリチオール化合物(a)を主成分とするポリチオール組成物であって、上記ポリチオール化合物(a)のメルカプト基の少なくとも一つが下記式(1)で表される基で置き換えられた含窒素化合物(b)の含有率が0.5質量%以下であるポリチオール組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  8.  前記ポリチオール化合物(a)が、イソチウロニウム塩を加水分解して得られたものである、請求項7に記載のポリチオール組成物。
  9.  請求項1~6のいずれかに記載の方法で製造されたポリチオール組成物。
  10.  請求項7~9のいずれかに記載のポリチオール組成物を含有する光学材料用組成物。
  11.  請求項10に記載の光学材料用組成物を重合硬化して得られる光学材料。
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