JP2013231164A - Aqueous composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、種々の工業的用途における重合・硬化物の原料、硬化性材料等として用い得る水系組成物、それを重合・硬化する方法、その重合・硬化物に関する。 The present invention relates to a water-based composition that can be used as a raw material for a polymerized / cured product, a curable material, etc. in various industrial applications, a method for polymerizing / curing the composition, and a polymerized / cured product.
水系樹脂組成物、水系硬化性組成物等の水系組成物は、VOC(揮発性有機化合物)の放出が問題となる有機溶剤系の樹脂組成物や硬化性組成物等の有機溶剤系組成物と異なり、環境負荷の低い技術として有用である。
ところで、陰イオンは負電荷を持つ物質であり、電解質溶液中や、イオン性物質(いわゆる塩)中に存在し、無機、有機の様々な陰イオンが存在する。中でも、有機陰イオンである重合性不飽和カルボン酸陰イオンは、水溶液等の電解質溶液中で重合することができ、金属カチオンや有機カチオンとの塩の水溶液の形態で重合・硬化させることが多く、その重合・硬化物は、主に水系用途で応用されている。このような重合性不飽和カルボン酸陰イオンとしては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸の陰イオンが知られており、特に(メタ)アクリル酸の陰イオンは重合性の高い陰イオンとして産業的にも重要である。
Water-based compositions such as water-based resin compositions and water-based curable compositions include organic solvent-based compositions such as organic solvent-based resin compositions and curable compositions in which VOC (volatile organic compound) emission is a problem. In contrast, it is useful as a technology with low environmental impact.
By the way, an anion is a substance having a negative charge, and is present in an electrolyte solution or an ionic substance (so-called salt), and there are various inorganic and organic anions. Among them, the polymerizable unsaturated carboxylate anion which is an organic anion can be polymerized in an electrolyte solution such as an aqueous solution, and is often polymerized and cured in the form of an aqueous solution of a salt with a metal cation or an organic cation. The polymerized / cured product is mainly applied in water-based applications. As such a polymerizable unsaturated carboxylate anion, anions of (meth) acrylic acid, maleic acid, and itaconic acid are known, and in particular, the anion of (meth) acrylic acid is a highly polymerizable anion. It is also important industrially.
こうした中、(メタ)アクリル酸の陰イオンと各種カチオンからなる塩を利用した水系組成物としては、(メタ)アクリル酸のカルボキシル基を多価金属イオンで中和した水系重合性単量体組成物であって、そのカルボキシル基の10〜90%が中和されている水系重合性単量体組成物が開示されている(例えば、特許文献1)。
この水系組成物は、上記のように、中和されていない(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸の多価金属塩、及び水を必須とする組成物であって、中和されていない(メタ)アクリル酸をある程度の量含むことを特徴としている。すなわち、(メタ)アクリル酸に反応性希釈剤としての役割を担わせることにより、それ単体では製膜性のない(メタ)アクリル酸の多価金属塩に製膜性を付与したり、塗膜の硬化性を向上させたりすることができることを特徴としている。この水系組成物を基材フィルム上に塗工して湿潤状態のまま硬化させる、又は基材フィルムと基材フィルムの間に挟んで硬化させることによりガスバリア性フィルムを製造できるが、環境負荷の低い水系組成物であり、かつ紫外線硬化を利用した高生産性プロセスを採用できる点で有用な技術である。
Among these, as an aqueous composition using a salt comprising an anion of (meth) acrylic acid and various cations, an aqueous polymerizable monomer composition obtained by neutralizing a carboxyl group of (meth) acrylic acid with a polyvalent metal ion An aqueous polymerizable monomer composition in which 10 to 90% of the carboxyl group is neutralized is disclosed (for example, Patent Document 1).
As described above, this aqueous composition is a composition that requires unneutralized (meth) acrylic acid, a polyvalent metal salt of (meth) acrylic acid, and water, and is not neutralized. It is characterized by containing a certain amount of (meth) acrylic acid. In other words, by making (meth) acrylic acid play a role as a reactive diluent, it is possible to impart film-forming properties to a polyvalent metal salt of (meth) acrylic acid, which is not film-forming by itself, It is characterized in that the curability of the resin can be improved. A gas barrier film can be produced by applying this aqueous composition on a base film and curing it in a wet state, or by sandwiching and curing between the base film and the base film, but has a low environmental impact. This is a useful technique because it is an aqueous composition and can employ a high productivity process utilizing ultraviolet curing.
一方、重合性不飽和カルボン酸系化合物としては、(メタ)アクリル酸エステルと同様に、隣接するカルボニル基との共役により活性化された二重結合を有する重合性化合物として、α−アリルオキシメチルアクリル酸エチル、α−アリルオキシメチルアクリル酸メチル等の、アクリル酸エステルのα位にアリルオキシメチル基を導入した化合物(例えば、非特許文献1、非特許文献2参照)が開示されている。この化合物は、ラジカル付加重合機構によって環化重合し、可溶性の重合体が生じることが開示されている。
On the other hand, as the polymerizable unsaturated carboxylic acid compound, like (meth) acrylic acid ester, α-allyloxymethyl as a polymerizable compound having a double bond activated by conjugation with an adjacent carbonyl group is used. Compounds in which an allyloxymethyl group is introduced at the α-position of an acrylate ester, such as ethyl acrylate and α-allyloxymethyl acrylate, are disclosed (for example, see Non-Patent
しかしながら、水系組成物は、有機溶剤系組成物よりも発揮できる機能の種類が限定されたり、性能レベルが劣ったりする傾向がある。
また、上記従来の重合性不飽和カルボン酸陰イオンからなる塩については、常温で粉末状、又は結晶性の固体で製膜性に乏しいものが多く、製膜性を付与するには上記水系重合性単量体組成物のように、何らかの反応性希釈剤を用いる必要があった。したがって、反応性希釈剤には、高濃度のカルボン酸金属塩を溶解し製膜性を付与できること、及び水に可溶であること、が求められることになるが、そのような要件を満たす反応性希釈剤はごく限られている。また、高重合性であることも必要だが、(メタ)アクリル酸以外の重合性不飽和カルボン酸は重合性が充分ではない。そのため、実質的に有用な反応性希釈剤は(メタ)アクリル酸ぐらいだが、(メタ)アクリル酸は沸点が十分高くないため、(メタ)アクリル酸を含む水系硬化性組成物を塗布、乾燥すると(メタ)アクリル酸が揮発し易い。その結果、カルボン酸金属塩が析出して塗膜が白化する場合があり、組成物中の(メタ)アクリル酸の含有量、塗工・乾燥条件の制御に細心の注意が必要である。また、少量ではあるが揮発した(メタ)アクリル酸が作業環境における設備、又は人員の健康に被害を及ぼす恐れもある。
However, water-based compositions tend to be limited in the types of functions that can be exhibited compared to organic solvent-based compositions, and have poor performance levels.
In addition, with regard to the conventional salt composed of a polymerizable unsaturated carboxylate anion, many of them are powdery or crystalline solids at room temperature and have poor film-forming properties. It was necessary to use some kind of reactive diluent like the reactive monomer composition. Therefore, the reactive diluent is required to be capable of providing a film-forming property by dissolving a high concentration of carboxylic acid metal salt, and to be soluble in water. Sexual diluents are very limited. Moreover, although it is also necessary to be highly polymerizable, polymerizable unsaturated carboxylic acids other than (meth) acrylic acid are not sufficiently polymerizable. Therefore, the practically useful reactive diluent is about (meth) acrylic acid, but (meth) acrylic acid does not have a sufficiently high boiling point. Therefore, when an aqueous curable composition containing (meth) acrylic acid is applied and dried, (Meth) acrylic acid is volatile. As a result, the carboxylic acid metal salt may precipitate and the coating film may be whitened, and careful attention is required to control the content of (meth) acrylic acid in the composition and the coating / drying conditions. In addition, a small amount of volatilized (meth) acrylic acid may cause damage to equipment or personnel health in the work environment.
一方、重合性不飽和カルボン酸系化合物に関し、α−アリルオキシメチルアクリル酸エチル、α−アリルオキシメチルアクリル酸メチル等のアクリル酸エステルのα位にアリルオキシメチル基を導入した化合物については、上述した先行技術文献において、ラジカル又はアニオン機構に基づく付加重合性について開示されているが、α−アリルオキシメチルアクリル酸陰イオン及びその塩については何ら記載されていない。また、アクリル酸エステルのα位にアリルオキシメチル基を導入した化合物が重合性化合物としてどのような課題を有するのかについての言及もなされていない。 On the other hand, regarding the polymerizable unsaturated carboxylic acid compound, the compound in which an allyloxymethyl group is introduced at the α-position of an acrylate ester such as ethyl α-allyloxymethylacrylate and methyl α-allyloxymethylacrylate is described above. In the prior art documents, addition polymerization properties based on a radical or anion mechanism are disclosed, but nothing is described about α-allyloxymethyl acrylate anion and salts thereof. In addition, there is no mention of what kind of problem a compound having an allyloxymethyl group introduced at the α-position of an acrylate ester has as a polymerizable compound.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、これまでに検討がなされていなかった新規物質であるジエン系カルボン酸陰イオン又はその塩を含む、製膜性と重合性に優れ、環境負荷の低い水系組成物を提供することを目的とする。また、該水系組成物の重合・硬化方法を提供し、更に、該重合・硬化方法により得られる重合・硬化物を提供する、すなわち、耐水性、硬化性、硬度、耐擦傷性、耐指紋付着性、ガスバリア性、水蒸気バリア性、酸素吸収性、紫外線カット、赤外線カット、発色・着色、高屈折率、密着性、各種触媒能、蛍光・発光能、光増幅、分散性、帯電防止を始め、その重合・硬化物中にイオン結合、特に金属イオンを介したイオン結合を導入することで発現する優れた諸特性を有する重合・硬化物を提供することをも目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and includes a diene carboxylate anion or a salt thereof, which has not been studied so far, and has excellent film forming properties and polymerizability, and is environmentally friendly. An object is to provide an aqueous composition having a low load. Further, it provides a polymerization / curing method for the aqueous composition, and further provides a polymerized / cured product obtained by the polymerization / curing method, that is, water resistance, curability, hardness, scratch resistance, and fingerprint resistance. Properties, gas barrier properties, water vapor barrier properties, oxygen absorption properties, UV cut, infrared cut, color development / coloring, high refractive index, adhesion, various catalytic functions, fluorescence / light emission, light amplification, dispersibility, antistatic, Another object of the present invention is to provide a polymerized / cured product having excellent characteristics that are expressed by introducing ionic bonds, particularly ionic bonds via metal ions, into the polymerized / cured product.
本発明者は、1,6−ジエン−2−カルボン酸系化合物に着目して種々検討したところ、1,6−ジエン−2−カルボン酸の陰イオンとその塩が新規物質であり、従来の重合性不飽和カルボン酸陰イオンとその塩や、アクリル酸エステルのα位にアリルオキシメチル基を導入した不飽和カルボン酸エステル系化合物とは異なる特性を持ち、しかもより更に有用な特性を発揮することができることを見出した。すなわち、該ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩が、極めて優れた重合性を有し、かつ製膜性にも優れることを見出し、また、ジエン系カルボン酸陰イオン又はその塩を含む水系組成物が優れた製膜性と重合性を有することを見出し、上記課題をみごとに解決することができることに想到したものである。 The present inventor conducted various studies focusing on 1,6-diene-2-carboxylic acid compounds, and the anion of 1,6-diene-2-carboxylic acid and its salt are novel substances. It has different characteristics from polymerizable unsaturated carboxylate anions and their salts, and unsaturated carboxylate compounds that have an allyloxymethyl group at the α-position of an acrylate ester. I found that I can do it. That is, the diene carboxylate anion and its salt are found to have extremely excellent polymerizability and excellent film forming properties, and an aqueous composition containing the diene carboxylate anion or a salt thereof. Has been found to have excellent film-forming properties and polymerizability, and has been conceived to solve the above-mentioned problems.
更に、その重合・硬化物は、耐水性、硬化性、硬度、耐擦傷性、耐指紋付着性、ガスバリア性、水蒸気バリア性、酸素吸収性、紫外線カット、赤外線カット、発色・着色、高屈折率、密着性、各種触媒能、蛍光・発光能、光増幅、分散性、帯電防止を始め、その重合・硬化物中にイオン結合、更には金属イオンを導入することで発現する優れた諸特性を有することから、コーティング材、アイオノマー樹脂、接着剤、封止材、粘着剤、塗料、顔料分散、反応性乳化剤、反応性界面活性剤、金属/金属酸化物微粒子の分散、インク、レジスト、MOD材料、成型材料、ガスバリア材料、水蒸気バリア材料、酸素吸収材料、レンズ、歯科材料、抗菌剤、ゴム、タイヤ、照明、太陽電池、配線材料、電極材料、めっきアンダーコート、光ファイバー、光導波路、超伝導材料、半導体チップ、磁性材料、メモリ、コンデンサ、圧電体にいたるまで、情報技術(IT)分野や自動車、建築、医療、日用品等の種々の分野において幅広く応用できることに想到し、本発明に到達したものである。 Furthermore, the polymerized / cured product has water resistance, curability, hardness, scratch resistance, fingerprint resistance, gas barrier property, water vapor barrier property, oxygen absorption property, ultraviolet ray cut, infrared ray cut, coloring / coloring, high refractive index. Adhesiveness, various catalytic ability, fluorescence / luminous ability, light amplification, dispersibility, antistatic, and other excellent properties expressed by introducing ionic bonds and metal ions into the polymerized / cured product Because it has coating material, ionomer resin, adhesive, sealing material, adhesive, paint, pigment dispersion, reactive emulsifier, reactive surfactant, metal / metal oxide fine particle dispersion, ink, resist, MOD material , Molding material, gas barrier material, water vapor barrier material, oxygen absorbing material, lens, dental material, antibacterial agent, rubber, tire, lighting, solar cell, wiring material, electrode material, plating undercoat, optical fiber From optical waveguides, superconducting materials, semiconductor chips, magnetic materials, memories, capacitors, piezoelectrics, etc., I thought that it can be widely applied in various fields such as information technology (IT) field, automobile, architecture, medical care, daily necessities, The present invention has been achieved.
すなわち本発明は、下記一般式(1)で表されるジエン系カルボン酸陰イオン、及び、水を含んでなる水系組成物である。 That is, the present invention is an aqueous composition comprising a diene carboxylate anion represented by the following general formula (1) and water.
式中、Rは水素原子又はメチル基を表す。X1、Y1、Z1は、同一又は異なって、メチレン基、水素原子がメチル基で置換されたメチレン基、又は、酸素原子を表す。ただし、X1、Y1及びZ1のうち、少なくとも1つは、酸素原子である。点線及び実線で表される酸素原子−炭素原子−酸素原子の結合は、この結合中に含まれる2つの炭素原子−酸素原子結合が等価であり、酸素原子−炭素原子−酸素原子の結合全体で1価の陰イオンとなっていることを表す。 In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group. X 1 , Y 1 and Z 1 are the same or different and each represents a methylene group, a methylene group in which a hydrogen atom is substituted with a methyl group, or an oxygen atom. However, at least one of X 1 , Y 1 and Z 1 is an oxygen atom. The bond of oxygen atom-carbon atom-oxygen atom represented by the dotted line and the solid line is equivalent to the two carbon atom-oxygen atom bond contained in the bond, and the entire bond of oxygen atom-carbon atom-oxygen atom It represents a monovalent anion.
また本発明においては、下記一般式(2)で表されるα−(メタ)アリルオキシメチルアクリル酸陰イオン、及び、水を含んでなる水系組成物であることが好ましい。 In the present invention, an aqueous composition comprising α- (meth) allyloxymethyl acrylate anion represented by the following general formula (2) and water is preferable.
式中、Rは水素原子又はメチル基を表す。点線及び実線で表される酸素原子−炭素原子−酸素原子の結合は、この結合中に含まれる2つの炭素原子−酸素原子結合が等価であり、酸素原子−炭素原子−酸素原子の結合全体で1価の陰イオンとなっていることを表す。 In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group. The bond of oxygen atom-carbon atom-oxygen atom represented by the dotted line and the solid line is equivalent to the two carbon atom-oxygen atom bond contained in the bond, and the entire bond of oxygen atom-carbon atom-oxygen atom It represents a monovalent anion.
また本発明は、上記水系組成物を重合又は硬化させる方法であって、上記重合又は硬化方法は、加熱、活性エネルギー線の照射、及び、酸素を含む雰囲気下への暴露からなる群から選択される少なくとも1種の方法を施す工程を含む、上記水系組成物の重合又は硬化方法でもある。
更に本発明は、上記重合又は硬化方法により得られる、重合物又は硬化物でもある。
The present invention is also a method for polymerizing or curing the aqueous composition, wherein the polymerization or curing method is selected from the group consisting of heating, irradiation with active energy rays, and exposure to an atmosphere containing oxygen. It is also a method for polymerizing or curing the aqueous composition, comprising the step of applying at least one method.
Furthermore, the present invention is also a polymer or a cured product obtained by the above polymerization or curing method.
以下に本発明を詳述する。
本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸又はメタクリル酸を表す。「(メタ)アリルオキシメチルアクリル酸」とは、アリルオキシメチルアクリル酸又はメタリルオキシメチルアクリル酸を表す。
The present invention is described in detail below.
In this specification, “(meth) acrylic acid” represents acrylic acid or methacrylic acid. “(Meth) allyloxymethylacrylic acid” represents allyloxymethylacrylic acid or methallyloxymethylacrylic acid.
本発明の構成について、先ず、本発明の水系組成物の必須成分であるジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩に関して、(1)ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の基本的化学構造、(2)ジエン系カルボン酸陰イオン部分に由来して発現する性能と、好ましいジエン系カルボン酸陰イオン構造、(3)対カチオン部分に由来して発現する性能と、好ましい対カチオン構造、(4)ジエン系カルボン酸塩の具体例、(5)ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の製造方法を説明する。次いで、本発明の水系組成物、その重合・硬化方法、その重合・硬化物に関して説明する。 Regarding the constitution of the present invention, first, regarding the diene carboxylate anion and its salt, which are essential components of the aqueous composition of the present invention, (1) basic chemical structure of the diene carboxylate anion and its salt, (2 ) The performance derived from the diene carboxylate anion moiety, the preferred diene carboxylate anion structure, (3) The performance derived from the counter cation moiety, and the preferred counter cation structure, (4) Diene Specific examples of the carboxylic acid salt, (5) diene carboxylic acid anion and a method for producing the salt will be described. Next, the aqueous composition, the polymerization / curing method thereof, and the polymerization / cured product thereof will be described.
<ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩>
(1)ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の基本的化学構造に関する事項を説明する。
本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンは、上記一般式(1)に示すように、酸素原子−炭素原子−酸素原子の結合全体で1価の陰イオンとなっている構造をとっており、通常のカルボン酸陰イオンと同様に、水等の高極性溶媒中の場合は、溶媒分子で溶媒和され電離した状態(いわゆる電解質溶液となっている状態)、低極性溶媒や貧溶媒中、又は実質的に無溶媒の場合は、対カチオンとイオン結合で結合したイオン性物質(いわゆる塩)の状態で存在する。なお、本明細書において、実質的に無溶媒とは、溶媒が含まれていない形態、及び、溶媒が含まれているが、溶媒効果が発揮されないほどに微量しか含まれていない形態を表している。
<Diene carboxylate anion and its salt>
(1) The basic chemical structure of the diene carboxylate anion and its salt will be described.
As shown in the general formula (1), the diene carboxylate anion in the present invention has a structure that is a monovalent anion in the whole bond of oxygen atom-carbon atom-oxygen atom. As in the case of the carboxylate anion, in the case of a highly polar solvent such as water, the solvent is solvated and ionized (so-called electrolyte solution), in a low polarity solvent or a poor solvent, or substantially In the absence of a solvent, it exists in the state of an ionic substance (so-called salt) bound to a counter cation by an ionic bond. In the present specification, “substantially solvent-free” means a form that does not contain a solvent and a form that contains a solvent but contains a trace amount so that the solvent effect is not exhibited. Yes.
本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンが「陰イオン」の状態で存在することを確認するには、通常のカルボン酸陰イオンの同定に適用される方法と同様の方法で確認できる。以下に詳述する。
カルボン酸陰イオン(COO)−は、下記一般式(3)に示すように、酸素原子−炭素原子−酸素原子の結合中に含まれる2つの炭素原子−酸素原子結合が等価で、その結合の強さはC=O二重結合とC−O単結合の中間であり、酸素原子−炭素原子−酸素原子の結合全体で1価の陰イオンとなっていることが一般に知られている(例えば、有機化合物のスペクトルによる同定法(第4版)/東京化学同人、p117)。
In order to confirm that the diene carboxylate anion in the present invention exists in the “anion” state, it can be confirmed by the same method as that applied to the identification of a normal carboxylate anion. This will be described in detail below.
Carboxylate anion (COO) -, as shown by the following general formula (3), an oxygen atom - the carbon atom - two carbon atoms contained in the binding of the oxygen atoms - oxygen bonds are equivalent, the binding It is generally known that the strength is intermediate between a C═O double bond and a C—O single bond, and the entire bond of oxygen atom-carbon atom-oxygen atom is a monovalent anion (for example, , Identification method by spectrum of organic compound (4th edition) / Tokyo Chemical Dojin, p117).
これに対し、下記一般式(4)に示すように、カルボン酸やカルボン酸エステルでは、酸素原子−炭素原子−酸素原子の結合中に含まれる2つの炭素原子−酸素原子結合は等価ではない。 On the other hand, as shown in the following general formula (4), in the carboxylic acid or carboxylic acid ester, the two carbon atom-oxygen atom bonds contained in the bond of oxygen atom-carbon atom-oxygen atom are not equivalent.
式中、Rは、水素原子、又は炭化水素基を表す。 In the formula, R represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group.
このような結合の等価性及び結合力の違いは赤外スペクトルにおいて顕著に現れ、カルボン酸やカルボン酸エステルは、1700〜1750cm−1付近にC=O伸縮振動に由来する強い吸収帯、及び1200cm−1付近にC−O伸縮振動に由来する吸収帯を生じるのに対し、カルボン酸陰イオンでは、C=O伸縮振動とC−O伸縮振動の間の領域に(COO)−逆対称及び対称伸縮振動に由来する吸収帯が生じる。一般に、1600cm−1付近の逆対称伸縮吸収帯と、1400cm−1付近の対称伸縮吸収帯は、カルボン酸陰イオン構造となっている証拠とされる(例えば、有機化合物のスペクトルによる同定法(第4版)/東京化学同人、p118)。 Such a difference in bond equivalence and bonding force appears prominently in the infrared spectrum, and carboxylic acids and carboxylic acid esters have a strong absorption band derived from C═O stretching vibration in the vicinity of 1700 to 1750 cm −1 and 1200 cm. while causing absorption band derived from C-O stretching vibration in the vicinity of -1, the carboxylate anion, the region between the C = O stretching vibration and C-O stretching vibration (COO) - antisymmetric and symmetric Absorption bands derived from stretching vibrations are generated. In general, the anti-symmetric stretching absorption band near 1600 cm -1, symmetric stretching absorption band near 1400 cm -1 is evidence that a carboxylate anion structure (e.g., the identification method according to the spectrum of the organic compound (a 4th edition) / Tokyo Chemical Doujin, p118).
本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンは、試料濃度や溶媒の種類、電解質溶液中又はイオン性物質中にて共存する対カチオンの種類によって、ある程度前後はするものの、通常のカルボン酸陰イオンと同様に、赤外スペクトルにおいて、1600cm−1付近の逆対称伸縮吸収帯と、1400cm−1付近の対称伸縮吸収帯を生じる。つまり、ジエン系カルボン酸陰イオンの逆対称伸縮吸収帯は、対応するジエン系カルボン酸又はジエン系カルボン酸エステルのC=O伸縮振動よりも低い振動数の領域に生じ、通常1500〜1650cm−1の間で観察される。また、ジエン系カルボン酸陰イオンの対称伸縮吸収帯は、対応するジエン系カルボン酸又はジエン系カルボン酸エステルのC−O伸縮振動よりも高い振動数の領域に生じ、通常1300〜1500cm−1の間で観察される。なお、ジエン系カルボン酸陰イオンを含む試料の赤外スペクトルにおいては、カルボン酸のC=O伸縮振動がほぼ完全に消失する場合もあるし、かなりの強度の吸収が観察される場合もある。これは、合成条件によっては過剰に加えた原料のカルボン酸が残存する場合もあるし、また残存している水やアルコール等のプロティックな中性低分子化合物とジエン系カルボン酸陰イオンとがプロトン交換を起こす場合もあり、分析条件によってはかなり強いカルボン酸のC=O伸縮振動に由来する吸収が観察される場合もあるからである。 The diene carboxylate anion in the present invention is similar to a normal carboxylate anion, although it varies to some extent depending on the sample concentration, the type of solvent, and the type of counter cation coexisting in the electrolyte solution or ionic substance. , in the infrared spectrum, resulting opposite symmetric stretching absorption band near 1600 cm -1, the symmetric stretching absorption band near 1400 cm -1. That is, the reverse symmetric stretch absorption band of the diene carboxylate anion is generated in a region having a frequency lower than the C═O stretch vibration of the corresponding diene carboxylic acid or diene carboxylate ester, and is usually 1500 to 1650 cm −1. Observed between. In addition, the symmetric stretch absorption band of the diene carboxylate anion is generated in a region having a higher frequency than the C—O stretch vibration of the corresponding diene carboxylic acid or diene carboxylate, and is usually 1300 to 1500 cm −1 . Observed between. Note that in the infrared spectrum of a sample containing a diene carboxylate anion, the C═O stretching vibration of the carboxylic acid may disappear almost completely, or significant intensity absorption may be observed. Depending on the synthesis conditions, the raw material carboxylic acid added excessively may remain, and the remaining protic neutral low molecular weight compounds such as water and alcohol and the diene carboxylic acid anion. This is because proton exchange may occur, and depending on the analysis conditions, absorption due to the strong C═O stretching vibration of carboxylic acid may be observed.
カルボン酸陰イオン構造に帰属できる特有の現象は、13C−NMRスペクトルにおいても観察できる。例えば、一般に、カルボン酸陰イオンの中心炭素原子の吸収は、対応するカルボン酸やカルボン酸エステルのカルボニル炭素原子の吸収よりも低磁場側へシフトすることが多い。本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンにおいても、同様の現象が観察されることが多い。 The unique phenomenon that can be attributed to the carboxylate anion structure can also be observed in the 13 C-NMR spectrum. For example, in general, the absorption of the central carbon atom of the carboxylate anion is often shifted to the lower magnetic field side than the absorption of the carbonyl carbon atom of the corresponding carboxylic acid or carboxylate ester. The same phenomenon is often observed in the diene carboxylate anion in the present invention.
また、ジエン系カルボン酸陰イオンには、下記一般式(5)に示すようにカルボン酸陰イオン構造の近傍に二重結合性の水素原子Ha及びHbが存在するため、1H−NMRスペクトルにおけるこれらHa及びHbの吸収が、カルボン酸陰イオン構造を取っていることを確認するための良い指標となる。具体的には、対応するジエン系カルボン酸又はカルボン酸エステルの二重結合性水素原子と比較すると、Ha及びHbの化学シフト値が高磁場側へシフトする現象が観察される場合が多い。 Further, the diene carboxylate anion, due to the presence of the double bond of the hydrogen atom H a and H b in the vicinity of the carboxylate anion structure as shown in following general formula (5), 1 H-NMR absorption of these H a and H b in the spectrum becomes a good indicator for confirming that you have a carboxylate anion structure. Specifically, in comparison with the double bond hydrogen atom of the corresponding diene carboxylic acid or carboxylic acid ester, a phenomenon in which the chemical shift values of H a and H b shift to a higher magnetic field side is often observed. .
なお、上記NMRスペクトルにおける特性吸収の化学シフト値の絶対値、及びシフト幅は、試料濃度や溶媒の種類、電解質溶液中又はイオン性物質中にて共存する対カチオンの種類等によって変化する。また、対カチオンの種類によっては、ポリメリックな安定錯体の形成、常磁性の影響等により、ピークがブロード化し、細かい帰属が困難になる場合がある。例えば、常磁性物質である空気中の酸素と対カチオンが結びついて安定ラジカルを形成し易かったり、対カチオンそのものが常磁性物質であったりする場合にピークがブロード化すると考えられる。このようなピークのブロード化は、対カチオンが遷移金属を含む場合に見られることが多い。 The absolute value of the chemical shift value and the shift width of the characteristic absorption in the NMR spectrum vary depending on the sample concentration, the type of solvent, the type of counter cation coexisting in the electrolyte solution or ionic substance, and the like. In addition, depending on the type of counter cation, the peak may be broadened due to the formation of a polymeric stable complex, the influence of paramagnetism, etc., and fine assignment may be difficult. For example, it is considered that the peak is broadened when oxygen in the air, which is a paramagnetic substance, is easily combined with a counter cation to form a stable radical, or when the counter cation itself is a paramagnetic substance. Such peak broadening is often seen when the counter cation contains a transition metal.
本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンは、各種クロマトグラフィー技術によっても分析できる。例えば、ジエン系カルボン酸陰イオンを含む電解質溶液、又はジエン系カルボン酸陰イオンを含む塩を、強酸で前処理してジエン系カルボン酸とすれば、ガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィーで分析できる。このような強酸としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、有機スルホン酸、リン酸等が挙げられ、試料や装置に応じて適宜選択すればよい。また、液体クロマトグラフィーにおいて、溶出溶媒に強酸を混ぜておいても同様の効果が得られる。イオンクロマトグラフィーやキャピラリー電気泳動を利用すれば、イオンとして直接分析することが可能である。 The diene carboxylate anion in the present invention can be analyzed by various chromatographic techniques. For example, if an electrolyte solution containing a diene carboxylate anion or a salt containing a diene carboxylate anion is pretreated with a strong acid to obtain a diene carboxylate, it can be analyzed by gas chromatography or liquid chromatography. Examples of such strong acids include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, organic sulfonic acid, phosphoric acid, and the like, and may be appropriately selected depending on the sample and the apparatus. In liquid chromatography, the same effect can be obtained by mixing a strong acid with the elution solvent. If ion chromatography or capillary electrophoresis is used, it can be directly analyzed as ions.
本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、当量の陰イオンと対カチオンがイオン結合し、全体として電気的に中性となっている(電気的に中和された)イオン性物質であって、上記陰イオンの少なくとも1つがジエン系カルボン酸陰イオンであるジエン系カルボン酸塩である。 The diene carboxylate according to the present invention is an ionic substance in which an equivalent anion and a counter cation are ion-bonded to be electrically neutral as a whole (electrically neutralized), A diene carboxylate in which at least one of the anions is a diene carboxylate anion.
本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、一般のカルボン酸塩と同様に、対カチオンの構造や種類、溶媒、試料濃度、温度等によって、化学式としては同一であっても(すなわちジエン系カルボン酸陰イオンと対カチオンの比率としては同じであっても)、配位構造としては複数の異なる構造を取る場合がある。また、これらの異なる配位構造は互いに容易に可逆的に変換可能であり、そのために複数の配位構造の混合物となっていることも珍しくなく、これら複数の配位構造を単離、又は同定・定量することは容易ではない。
このような現象は、対カチオンが複数の配位数を取り得る場合に生じることがあり、特に対カチオンが金属原子、又は金属原子からなる原子団である場合に生じ易い。化学式で(RCOO)2Mと表される塩(RCOO:カルボン酸陰イオン、M:金属カチオン)を例に取ると、図1に示すように複数の配位構造を取り得る。なお、図1に示したものは一部の例であり、全ての配位構造例を示したものではない。
このように、対カチオンが複数の配位数を取ることができ、かつカルボン酸陰イオンも複数の配位のしかたを取ることができるため、同じ化学式の塩でも、異なる配位構造を取ることができる。
The diene carboxylate according to the present invention may have the same chemical formula depending on the structure and type of counter cation, solvent, sample concentration, temperature, etc. Even if the ratio of the ion to the counter cation is the same), the coordination structure may take a plurality of different structures. In addition, these different coordination structures can be easily and reversibly converted to each other, and as a result, it is not uncommon for them to be a mixture of multiple coordination structures. These multiple coordination structures are isolated or identified.・ It is not easy to quantify.
Such a phenomenon may occur when the counter cation can take a plurality of coordination numbers, and is particularly likely to occur when the counter cation is a metal atom or an atomic group composed of a metal atom. Taking a salt represented by chemical formula (RCOO) 2 M (RCOO: carboxylate anion, M: metal cation) as an example, a plurality of coordination structures can be taken as shown in FIG. In addition, what was shown in FIG. 1 is a one part example, and does not show all the coordination structure examples.
In this way, the counter cation can take multiple coordination numbers, and the carboxylate anion can also take multiple coordination ways, so even with salts of the same chemical formula, they can take different coordination structures. Can do.
一般に、カルボン酸陰イオンは、単座(unidentate)配位子、二座(bidentate)配位子、架橋性(bridging)配位子等、配位子として複数の配位のしかたをすることはよく知られている(例えば、下記非特許文献3、非特許文献4、非特許文献5)。
非特許文献3:BASIC INORGANIC CHEMISTRY (SECOND EDITION)/John Wiley & Sons,p143
非特許文献4:Principles and Applications of Organotransition Metal Chemistry/UNIVERSITY SCIENCE BOOKS,p59
非特許文献5:ADVANCED INORGANIC CHEMISTRY (FIFTH EDITION)/John Wiley & Sons,p483
In general, the carboxylate anion is often monodentate (ligidentate), bidentate (brident), bridging, etc. It is known (for example,
Non-Patent Document 3: BASIC INORGANIC CHEMISTRY (SECOND EDITION) / John Wiley & Sons, p143
Non-Patent Document 4: Principles and Applications of Organotransition Metal Chemistry / UNIVERSITY SCIENCE BOOKS, p59
Non-Patent Document 5: ADVANCED INORGANIC CHEMISTRY (FIFTH EDITION) / John Wiley & Sons, p483
上記のように、実態の配位構造と化学式とが一致していない例は、カルボン酸陰イオン以外の陰イオンでも数多くある。例えば、通常Ti(OR)4として表される、アルコキシドイオン(RO−)とチタンからなるチタンテトラアルコキシドは、図2に示すような4量体構造を含む重合体であることが知られている(例えば、BASIC INORGANIC CHEMISTRY (SECOND EDITION)/John Wiley & Sons,p142)。
したがって、本発明におけるジエン系カルボン酸塩とは、単一の配位構造を指す概念ではなく、同一の化学式で表される塩であれば(すなわちジエン系カルボン酸陰イオンと対カチオンの比率が同じであれば)、複数の異なる配位構造を含む概念である。すなわち、同一の化学式であれば、異なる配位構造のもの(単一の配位構造からなっていても、複数の配位構造の混合物であっても)を、同一のものとして扱う概念である。
As described above, there are many examples of anions other than carboxylate anions in which the actual coordination structure does not match the chemical formula. For example, titanium tetraalkoxide composed of alkoxide ions (RO − ) and titanium, usually expressed as Ti (OR) 4 , is known to be a polymer having a tetramer structure as shown in FIG. (For example, BASIC INORGANIC CHEMISTRY (SECOND EDITION) / John Wiley & Sons, p142).
Therefore, the diene carboxylate in the present invention is not a concept indicating a single coordination structure, but is a salt represented by the same chemical formula (that is, the ratio of diene carboxylate anion to counter cation is A concept that includes a plurality of different coordination structures. In other words, if the chemical formulas are the same, it is a concept that treats different coordination structures (either a single coordination structure or a mixture of multiple coordination structures) as the same. .
また、本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、対カチオンの価数のうち少なくとも1価が本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンで占められていればよく、残りの価数はジエン系カルボン酸陰イオン以外の陰イオン(陰イオン性配位子)で占められてもよい。対カチオンに対して、ジエン系カルボン酸陰イオンやそれ以外の陰イオンに加え、電子対供与性の中性分子(中性分子型配位子)が配位している場合もある。このような陰イオン(陰イオン性配位子)としては、例えば、酸化物イオン(O2−)、ハロゲンイオン、水酸化物イオン、アルコキシドイオン、ジエン系カルボン酸陰イオン以外のカルボン酸陰イオン、アセチルアセトナートイオン、炭酸イオン、炭酸水素イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオン、亜硫酸水素イオン、リン酸イオン、ケイ酸イオン、ホウ酸イオン等を挙げることができる。中性分子型配位子としては、水、アルコール類、アンモニア、アミン類、ホスフィン類、β−ケトエステル類、シクロペンタジエン類等を挙げることができる。他にも、非常に多くの陰イオン(陰イオン性配位子)、及び中性分子型配位子が知られており、例えば、上記非特許文献3〜5として挙げた無機化学や有機金属化学の専門書のいたるところに記載されている。本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、このような陰イオン性配位子や中性分子型配位子を、対カチオンの価数や取り得る配位数に応じて、ただ1種類だけ含むこともできるし、異なる種類のものを複数種類、複数個持つこともできる。
In the diene carboxylate according to the present invention, at least one valence of the counter cation may be occupied by the diene carboxylate anion according to the present invention, and the remaining valence is diene carboxylate anion. It may be occupied by anions (anionic ligands) other than ions. In addition to the diene carboxylate anion and other anions, a neutral molecule (neutral molecular ligand) that can donate an electron may be coordinated to the counter cation. Examples of such anions (anionic ligands) include oxide ions (O 2− ), halogen ions, hydroxide ions, alkoxide ions, and carboxylate anions other than diene carboxylate anions. Acetylacetonate ion, carbonate ion, bicarbonate ion, nitrate ion, nitrite ion, sulfate ion, sulfite ion, hydrogen sulfite ion, phosphate ion, silicate ion, borate ion and the like. Examples of the neutral molecular ligand include water, alcohols, ammonia, amines, phosphines, β-ketoesters, cyclopentadiene, and the like. In addition, a large number of anions (anionic ligands) and neutral molecular ligands are known. For example, inorganic chemistry and organic metals listed as
以上のことから、本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、少なくともジエン系カルボン酸陰イオンを表す化学式と対カチオンを表す化学式からなる化学式で表されることになる。場合によってはジエン系カルボン酸陰イオン以外の陰イオン(陰イオン性配位子)や、中性分子型配位子を表す化学式をも含む化学式で表される。これらジエン系カルボン酸陰イオン、対カチオン、ジエン系カルボン酸陰イオン以外の陰イオン(陰イオン性配位子)、中性分子型配位子の比率は、最も小さい整数比で表されるものである。仮に、ジエン系カルボン酸陰イオンをRCOO、ジエン系カルボン酸陰イオン以外の陰イオン(陰イオン性配位子)をX、中性分子型配位子をL、対カチオンをM、とすれば、本発明におけるジエン系カルボン酸は、「(RCOO)a(X)b(L)c(M)d」(a,b,c,dは最小の整数比であり、a,dは1以上の整数、b,cは0以上の整数である)と表されることになる。ただ、中性分子型配位子Lについては、Lが付いた塩なのか、不純物としてのLと塩との混合物なのかを区別することは困難な場合がある。 From the above, the diene carboxylate in the present invention is represented by a chemical formula comprising at least a chemical formula representing a diene carboxylate anion and a chemical formula representing a counter cation. In some cases, it is represented by a chemical formula including a chemical formula representing an anion (anionic ligand) other than the diene carboxylate anion and a neutral molecular ligand. The ratio of these diene carboxylate anions, counter cations, anions other than diene carboxylate anions (anionic ligands), and neutral molecular ligands is expressed by the smallest integer ratio. It is. If the diene carboxylate anion is RCOO, the anion other than the diene carboxylate anion (anionic ligand) is X, the neutral molecular ligand is L, and the counter cation is M. In the present invention, the diene carboxylic acid is “(RCOO) a (X) b (L) c (M) d ” (a, b, c, d is the minimum integer ratio, and a, d is 1 or more. And b and c are integers of 0 or more). However, for the neutral molecular ligand L, it may be difficult to distinguish whether it is a salt with L or a mixture of L and a salt as impurities.
(2)ジエン系カルボン酸陰イオン部分に由来して発現する性能と、好ましいジエン系カルボン酸陰イオン構造に関する事項を説明する。
本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンは、極めて優れた重合・硬化性を有し、水等の高極性溶媒中の状態のような溶媒分子で溶媒和され電離した状態(いわゆる電解質溶液となっている状態)でも、低極性溶媒や貧溶媒中、又は実質的に無溶媒の場合であるような、対カチオンとイオン結合で結合したイオン性物質の状態(いわゆる塩の状態)でも発揮される。
これは、ジエン系カルボン酸陰イオンが、図3に示すような機構で環化重合することが可能であるため、カルボニル基と共役している二重結合のα位が立体的に込み合っているにもかかわらず、高い重合・硬化性を示すものと考えられる。
(2) Performances derived from the diene carboxylate anion moiety and matters relating to a preferred diene carboxylate anion structure will be described.
The diene carboxylate anion in the present invention has extremely excellent polymerization and curability, and is solvated and ionized with a solvent molecule such as in a highly polar solvent such as water (so-called electrolyte solution). In an ionic substance (so-called salt state) bound to a counter cation by an ionic bond, such as in a low-polar solvent or a poor solvent, or substantially in the absence of a solvent.
This is because the diene carboxylate anion can be cyclopolymerized by the mechanism shown in FIG. 3, and the α-position of the double bond conjugated with the carbonyl group is sterically crowded. Nevertheless, it is considered to exhibit high polymerization / curability.
これらの中でも、重合活性の点から、X1,Z1が同一又は異なってメチレン基又は水素原子がメチル基で置換されたメチレン基、Y1=酸素原子である場合が好ましく、更にX1=Z1=メチレン基、Y1=酸素原子である場合、すなわち、該ジエン系カルボン酸陰イオンがα−(メタ)アリルオキシメチルアクリル酸の陰イオンである場合がより好ましい。 Among these, from the viewpoint of polymerization activity, it is preferable that X 1 and Z 1 are the same or different and a methylene group or a methylene group in which a hydrogen atom is substituted with a methyl group, Y 1 = oxygen atom, and X 1 = More preferably, Z 1 = methylene group, Y 1 = oxygen atom, that is, the diene carboxylate anion is an anion of α- (meth) allyloxymethylacrylic acid.
本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、低極性のものから高極性のものまで、種々の汎用の有機溶媒や反応性希釈剤、樹脂への優れた溶解性・相溶性を発揮し、場合によっては常温で液状となる。これは、ジエン系カルボン酸陰イオンが多くの有機基を含み、かつエーテル構造を含むことによるものである。 The diene carboxylates in the present invention exhibit excellent solubility and compatibility with various general-purpose organic solvents, reactive diluents, and resins from low polarity to high polarity, and in some cases Becomes liquid at room temperature. This is because the diene carboxylate anion contains many organic groups and an ether structure.
本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンが、一般式(1)におけるZ1がメチレン基であるような場合、即ち(メタ)アリル基を構造中に含む場合は、活性酸素の存在下で、いわゆる酸素硬化(酸化重合とも言う)機構に基づく重合・硬化が可能である。酸素硬化機構に基づく重合・硬化する代表的な化合物としては、多官能性のアルキルアリルエーテル化合物が挙げられ、その硬化機構は図4に示される(なお、図4は簡略化した概念図であり、実際の酸素硬化機構はかなり複雑である)。一般式(1)におけるZ1がメチレン基である場合は、図4に示す機構と同様の機構で重合・硬化することが可能である。
このようなことから、X1がメチレン基又は水素原子がメチル基で置換されたメチレン基、Z1がメチレン基、Y1=酸素原子である場合が好ましく、更にX1=Z1=メチレン基、Y1=酸素原子である場合、すなわち、該ジエン系カルボン酸陰イオンがα−(メタ)アリルオキシメチルアクリル酸の陰イオンである場合がより好ましい。
When the diene carboxylate anion in the present invention is such that Z 1 in the general formula (1) is a methylene group, that is, when a (meth) allyl group is included in the structure, it is so-called in the presence of active oxygen. Polymerization and curing based on an oxygen curing (also referred to as oxidation polymerization) mechanism is possible. As a typical compound that polymerizes and cures based on the oxygen curing mechanism, there is a polyfunctional alkyl allyl ether compound. The curing mechanism is shown in FIG. 4 (FIG. 4 is a simplified conceptual diagram). The actual oxygen curing mechanism is quite complex). When Z 1 in the general formula (1) is a methylene group, it can be polymerized and cured by the same mechanism as shown in FIG.
Therefore, it is preferable that X 1 is a methylene group or a methylene group in which a hydrogen atom is substituted with a methyl group, Z 1 is a methylene group, Y 1 = oxygen atom, and X 1 = Z 1 = methylene group. , Y 1 = oxygen atom, that is, the diene carboxylate anion is more preferably an anion of α- (meth) allyloxymethylacrylic acid.
(3)対カチオン部分に由来して発現する性能と、好ましい対カチオン構造に関する事項を説明する。
対カチオンは、ジエン系カルボン酸塩の溶解性や製膜性、硬化性、硬化物の緒物性に影響する。目的や用途に応じて、適宜選択すればよい。
(3) A description will be given of the performance that is derived from the counter cation moiety and the preferable counter cation structure.
The counter cation affects the solubility of the diene carboxylate, the film forming property, curability, and the properties of the cured product. What is necessary is just to select suitably according to the objective and a use.
上記対カチオンとしては、金属元素(金属原子)又は金属原子を含む原子団であるカチオンと、非金属原子からなる原子団であるカチオンとに分類でき、前者としては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオンが、後者としては、例えば、15族元素の4級化イオン(アンモニウムイオン、ホスホニウムイオン等)に代表される典型非金属元素を陽イオン化したイオン(オニウムイオンともいう)が挙げられる。 The counter cation can be classified into a cation that is a metal element (metal atom) or an atomic group containing a metal atom, and a cation that is an atomic group composed of a non-metal atom. Examples of the former cation include sodium ion and potassium ion. Examples of the latter include alkali ions such as quaternized ions of group 15 elements (ammonium ions, phosphonium ions, etc.), and ions obtained by cationizing typical nonmetallic elements such as onium ions (also referred to as onium ions). It is done.
なお、上記対カチオンが、金属原子を含む原子団であって、金属原子と非金属原子の両方を含む原子団である場合は、慣用的に金属原子と非金属原子を含む原子団全体を1つのカチオンとして捉える場合がある(例えば、[ZrO]2+,[(C2H5O)Al]2+,[(n−C4H9)2Sn−O−Sn(n−C4H9)2]2+)等)。この場合、電気陰性度差の見地からは、金属原子又は金属原子のみからなる原子団がカチオンであって、それ以外の部分は陰イオンであるとする捉え方もある([ZrO]2+はZr4+とO2−、[(C2H5O)Al]2+はAl3+とC2H5O−、[(n−C4H9)2Sn−O−Sn(n−C4H9)2]2+はSn4+2個とO2−とn−C4H9 −2個)。本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンを必須の陰イオンとして含むものであって、塩全体として電気的に中性になっていれば、対カチオンを金属原子と非金属原子を含む原子団全体を1つのカチオンとして捉えてもよいし、厳密に金属原子又は金属原子のみからなる原子団がカチオンであって、それ以外の部分は陰イオンであるとして捉えてもよい。 When the counter cation is an atomic group containing a metal atom and an atomic group containing both a metal atom and a non-metal atom, the entire atomic group containing a metal atom and a non-metal atom is conventionally used as 1 In some cases (for example, [ZrO] 2+ , [(C 2 H 5 O) Al] 2+ , [(n-C 4 H 9 ) 2 Sn-O-Sn (n-C 4 H 9 ) 2 ] 2+ ) etc.). In this case, from the viewpoint of the difference in electronegativity, there is a way of thinking that an atomic group consisting of only a metal atom or a metal atom is a cation and the other part is an anion ([ZrO] 2+ is Zr 4+ and O 2− , [(C 2 H 5 O) Al] 2+ are Al 3+ and C 2 H 5 O − , [(n—C 4 H 9 ) 2 Sn—O—Sn (n—C 4 H 9 ) 2] 2+ Sn 4+ 2 pieces and O 2- and n-C 4 H 9 - 2 pieces). The diene carboxylate according to the present invention contains the diene carboxylate anion according to the present invention as an essential anion. If the salt is electrically neutral as a whole, the counter cation is a metal atom. And the whole atomic group containing non-metallic atoms may be regarded as one cation, or the atomic group consisting only of metal atoms or metal atoms strictly is a cation, and the other part is regarded as an anion. Also good.
特に、対カチオンが金属原子又は金属原子を含む原子団であるカチオンである場合、ジエン系カルボン酸塩を含む組成物の重合・硬化物に、イオン結合に由来する特性だけでなく、金属そのものに由来する特性をも付与することができるため、非常に利用価値が高い。すなわち、本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、その対カチオンが金属原子又は金属原子を含む原子団であるカチオンであるジエン系カルボン酸塩(以下、単にジエン系カルボン酸金属塩と表することもある。)であることがより好ましい。 In particular, when the counter cation is a cation which is a metal atom or an atomic group containing a metal atom, the polymer / cured product of a composition containing a diene carboxylate has not only a characteristic derived from ionic bonds but also a metal itself. Since the derived characteristics can be imparted, the utility value is very high. That is, the diene carboxylate in the present invention is a diene carboxylate whose counter cation is a cation that is a metal atom or an atomic group containing a metal atom (hereinafter also simply referred to as a diene carboxylate metal salt). More preferred).
上記金属原子(金属元素)とは、典型金属元素又は遷移金属元素である。典型金属とは、通常、アルカリ金属(周期表1族のうち水素を除く元素からなる金属)、アルカリ土類金属(周期表2族の元素からなる金属)、周期表12族の元素からなる金属、周期表13族のうちホウ素を除く元素からなる金属、周期表14族のうち炭素、ケイ素を除く元素からなる金属、周期表15族のうち窒素、リン、砒素を除く元素からなる金属、周期表16族のうち酸素、硫黄、セレン、テルルを除く元素からなる金属、を指すものであるが、本発明においては、ホウ素、ケイ素、砒素、セレン、テルルといった半金属に分類されることもある元素も、金属原子として含み得る。遷移金属とは、周期表3〜11族の元素からなる金属を指す。
The metal atom (metal element) is a typical metal element or a transition metal element. Typical metals are usually alkali metals (metals consisting of elements other than hydrogen in the periodic table group 1), alkaline earth metals (metals consisting of elements of the periodic table group 2), metals consisting of elements of the periodic table group 12 A metal consisting of an element other than boron in the periodic table group 13, a metal consisting of an element excluding carbon and silicon in the group 14 of the periodic table, a metal consisting of an element excluding nitrogen, phosphorus and arsenic in the group 15 of the periodic table, In Table 16, it refers to a metal composed of elements other than oxygen, sulfur, selenium, and tellurium, but in the present invention, it may be classified as a semimetal such as boron, silicon, arsenic, selenium, or tellurium. Elements can also be included as metal atoms. A transition metal refers to a metal composed of elements of
以下に、対カチオンが金属原子又は金属原子を含む原子団であるカチオン(以下、単に金属イオンと表する場合もある。)である場合を中心に詳述するが、本発明におけるジエン系カルボン酸塩の対カチオンとして、以下の例に限定されるわけではなく、非金属原子からなる原子団であるカチオン(以下、有機カチオンと表する場合もある。)を排除するものではない。 Hereinafter, the diene carboxylic acid according to the present invention will be described in detail mainly with respect to the case where the counter cation is a metal atom or a cation that is an atomic group containing a metal atom (hereinafter sometimes simply referred to as a metal ion). The counter cation of the salt is not limited to the following examples, and does not exclude a cation (hereinafter sometimes referred to as an organic cation) which is an atomic group composed of nonmetallic atoms.
対カチオンとして金属イオンを含むジエン系カルボン酸塩を重合・硬化させ、重合・硬化物中に金属を導入すると、表面硬度や耐擦傷性等の、いわゆるハードコート性が向上する場合がある。また、同時にパッシブ型のバリア性(酸素バリア性・水蒸気バリア性等)も向上する場合もある。更に、ジエン系カルボン酸陰イオンの一般式(1)におけるZ1がメチレン基であるような場合、即ちジエン系カルボン酸陰イオンが(メタ)アリル基を構造中に含む場合は、酸素に対して、アクティブ機構(化学的に酸素を吸収する機構)によりバリア性を発揮することも可能である。そのため、ハードコート材料、封止剤、保護膜、成形材料、ガスバリア材料、水蒸気バリア材料等に好適に用いることができる。このような効果は、金属イオンの価数が高く、金属が媒介するイオン結合により高密度な架橋体構造を形成する場合に、発現することが多い。 When a diene carboxylate containing a metal ion as a counter cation is polymerized / cured and a metal is introduced into the polymerized / cured product, so-called hard coat properties such as surface hardness and scratch resistance may be improved. At the same time, passive barrier properties (oxygen barrier properties, water vapor barrier properties, etc.) may be improved. Furthermore, when Z 1 in the general formula (1) of the diene carboxylate anion is a methylene group, that is, when the diene carboxylate anion contains a (meth) allyl group in the structure, Thus, it is possible to exhibit barrier properties by an active mechanism (a mechanism that chemically absorbs oxygen). Therefore, it can be suitably used for hard coat materials, sealants, protective films, molding materials, gas barrier materials, water vapor barrier materials, and the like. Such an effect is often manifested when a metal ion has a high valence and a high-density crosslinked structure is formed by metal-mediated ionic bonds.
したがって、対カチオンに含まれる金属としては、アルカリ土類金属、周期表12〜16族の典型金属、周期表3〜11族の遷移金属のような、2価以上の価数を取れる金属が好ましい。金属の入手性や、合成の容易さを考慮すれば、より好ましくは、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタノイド、チタン、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス等が挙げられる。
クロム、マンガン、鉄、コバルト等、遷移金属元素は着色する場合が多いため、できるだけ着色させたくない場合は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス等の典型金属、イットリウム、ランタン等の3族、チタン、ジルコニウム等の4族の遷移金属が、特に好ましく使用できる。
Therefore, the metal contained in the counter cation is preferably a metal capable of taking a valence of 2 or more, such as an alkaline earth metal, a typical metal of Groups 12 to 16 of the periodic table, and a transition metal of
Since transition metal elements such as chromium, manganese, iron, and cobalt are often colored, if you do not want to color as much as possible, magnesium, calcium, strontium, barium, zinc, aluminum, gallium, indium, germanium, tin, lead, Typical metals such as antimony and bismuth,
対カチオンとして金属イオンを含むジエン系カルボン酸塩を重合・硬化させ、重合・硬化物中に金属を導入すると、重合・硬化物中に金属を導入することにより屈折率を高めることができる場合があり、レンズ、光学フィルムや光ファイバー等の光学材料に好ましく使用できる。また、光学材料として使用する場合、着色が薄い又は無色である方が有利であることが多く、この観点からは、対カチオンに含まれる金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス等の典型金属、イットリウム、ランタン等の3族、チタン、ジルコニウム等の4族の遷移金属が、特に好ましく使用できる。
When a diene carboxylate containing a metal ion as a counter cation is polymerized / cured and a metal is introduced into the polymerized / cured product, the refractive index may be increased by introducing the metal into the polymerized / cured product. Yes, it can be preferably used for optical materials such as lenses, optical films and optical fibers. In addition, when used as an optical material, it is often advantageous that the coloring is light or colorless. From this viewpoint, the metals contained in the counter cation include magnesium, calcium, strontium, barium, zinc, and aluminum. Typical metals such as gallium, indium, germanium, tin, lead, antimony and bismuth,
対カチオンとして金属イオンを含むジエン系カルボン酸塩を重合・硬化させ、重合・硬化物中に金属を導入すると、その金属の種類に応じて、特定の波長範囲の電磁波を吸収できる場合がある。即ち、光線カット剤や着色をするための重合性着色剤として活用できるため、紫外線カットや赤外線カット、X線遮断、着色フィルター等に使用することができる。例えば、無色〜淡色の光線フィルターとする場合には、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス等の典型金属、イットリウム、ランタン等の3族、チタン、ジルコニウム等の4族の遷移金属が、特に好ましく使用できる。
When a diene carboxylate containing a metal ion as a counter cation is polymerized / cured and a metal is introduced into the polymerized / cured product, electromagnetic waves in a specific wavelength range may be absorbed depending on the type of the metal. That is, since it can be utilized as a light-cutting agent or a polymerizable colorant for coloring, it can be used for ultraviolet-cutting, infrared-cutting, X-ray blocking, coloring filters, and the like. For example, in the case of a colorless to light color light filter, magnesium, calcium, strontium, barium, zinc, aluminum, gallium, indium, germanium, tin, lead, antimony, bismuth and other typical metals, yttrium, lanthanum and the like 3
一方、着色フィルター(着色剤)として用いる場合には、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅等の5〜11族の遷移金属を好ましく用いることができる。更に、特に着色剤として用いる場合、複数の金属種を組み合わせたり、アンモニウム塩やホスホニウム塩等の有機カチオンと組み合わせたりすることにより、単独の金属イオンでは出すことのできない光線吸収特性を発現させることも可能である。このようなカチオンの組み合わせとしては、あらゆるカチオンの組み合わせが可能だが、特に好ましくは、遷移金属を含む組み合わせである。例えば、銅とランタンを組み合わせることにより、銅だけでは得られない鮮やかな青色を呈する光線吸収特性を発現させることができる。また、光線吸収特性を変化させるには、対カチオン部分の調整だけでなく、本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオン以外の陰イオンを組み合わせたり、アミンやホスフィン等の中性配位子を組み合わせたりすることも有効である。 On the other hand, when used as a coloring filter (coloring agent), transition metals belonging to Group 5-11 such as vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, etc. can be preferably used. Furthermore, particularly when used as a colorant, by combining a plurality of metal species or an organic cation such as an ammonium salt or a phosphonium salt, light absorption characteristics that cannot be produced with a single metal ion may be exhibited. Is possible. As such a combination of cations, any combination of cations is possible, but a combination including a transition metal is particularly preferable. For example, by combining copper and lanthanum, light absorption characteristics exhibiting a bright blue color that cannot be obtained with copper alone can be developed. Moreover, in order to change the light absorption characteristics, not only the adjustment of the counter cation moiety but also the combination of anions other than the diene carboxylate anion in the present invention, or the combination of neutral ligands such as amines and phosphines. It is also effective to do.
対カチオンとして希土類金属元素を含む金属イオンを含むジエン系カルボン酸塩を重合・硬化させ、重合・硬化物中に希土類元素を導入すると、蛍光・発光能を付与できる場合があることから、照明、ディスプレイ装置、太陽電池、光ファイバー等に応用できる。例えば、ユーロピウムを導入すると赤色の蛍光発色が可能であり、エルビウムを導入すると光増幅性を利用した光ファイバーへの応用が可能である。また、着色剤として利用する場合と同様に、複数種のカチオンや本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオン以外の陰イオン、又はアミンやホスフィン等の中性配位子を組み合わせることにより、蛍光・発光特性を調整することも可能である。なお、希土類元素とは、ランタンからルテチウムまでのランタノイドにスカンジウム、イットリウムを合わせた17元素を指す。 When a diene carboxylate containing a metal ion containing a rare earth metal element as a counter cation is polymerized / cured, and the rare earth element is introduced into the polymerized / cured product, it may be able to impart fluorescence / light emission capability, It can be applied to display devices, solar cells, optical fibers, etc. For example, when europium is introduced, red fluorescence can be developed, and when erbium is introduced, application to an optical fiber utilizing light amplification is possible. Similarly to the case of using as a colorant, fluorescence and luminescence can be obtained by combining a plurality of kinds of cations, anions other than the diene carboxylate anion in the present invention, or neutral ligands such as amines and phosphines. It is also possible to adjust the characteristics. The rare earth element refers to 17 elements including lanthanides from lanthanum to lutetium and scandium and yttrium.
対カチオンとして金属イオンを含むジエン系カルボン酸塩を重合・硬化させ、重合・硬化物中に金属を導入すると、導入した金属に応じて重合・硬化物が触媒能を発現する場合がある。すなわち、固体触媒として利用できる。本発明におけるジエン系カルボン酸金属塩は多くの有機溶媒、反応性希釈剤や樹脂に易溶であるため、様々な形態に加工し易く、例えば、フィルム状、薄膜状、粒子状等、目的や使用方法に合った好ましい形態の固体触媒とすることが可能である。金属は、目的とする反応に応じて選択すればよいが、対応できる反応の種類を考慮すると、周期表12〜16族の典型金属、周期表3〜11族の遷移金属が好ましい。具体的には、例えば、チタン、ジルコニウム、亜鉛、アルミニウム、スズ、鉛やビスマスは、ウレタン化触媒やエステル交換触媒等の各種有機反応の触媒として、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、セリウム等は酸化触媒として好ましく用いることができる。また、対カチオンとしてアンモニウム塩やホスホニウム塩を含むカチオンからなる本発明におけるジエン系カルボン酸塩を重合・硬化させたものも、触媒として用いることができる。 When a diene carboxylate containing a metal ion as a counter cation is polymerized / cured and a metal is introduced into the polymerized / cured product, the polymerized / cured product may exhibit catalytic ability depending on the introduced metal. That is, it can be used as a solid catalyst. Since the diene carboxylic acid metal salt in the present invention is easily soluble in many organic solvents, reactive diluents and resins, it can be easily processed into various forms, for example, film-like, thin-film-like, particulate-like, It is possible to obtain a solid catalyst in a preferable form suitable for the method of use. The metal may be selected according to the intended reaction, but considering the types of reactions that can be handled, typical metals of Groups 12-16 of the periodic table and transition metals of Groups 3-11 of the periodic table are preferred. Specifically, for example, titanium, zirconium, zinc, aluminum, tin, lead and bismuth are catalysts for various organic reactions such as urethanization catalysts and transesterification catalysts, and vanadium, chromium, manganese, cobalt, cerium and the like are oxidized. It can be preferably used as a catalyst. Moreover, what polymerized and hardened the diene-type carboxylate in this invention which consists of a cation containing ammonium salt and phosphonium salt as a counter cation can also be used as a catalyst.
対カチオンとして金属イオンを含むジエン系カルボン酸塩を重合・硬化させ、重合・硬化物中に金属を導入すると、抗菌性、殺菌性、防カビ性、抗生物付着性を付与することができる場合があることから、抗菌コート、殺菌コート、防カビコート、船底塗料等に応用できる。このような金属としては、特に、亜鉛、銅、銀等が好ましく挙げられる。また、対カチオンとしてアンモニウム塩やホスホニウム塩等のオニウムイオンを含むカチオンからなる本発明におけるジエン系カルボン酸塩を重合・硬化させたものも、同様の効果を発揮する場合がある。 When diene carboxylates containing metal ions as counter cations are polymerized and cured, and when metal is introduced into the polymerized / cured product, antibacterial, bactericidal, antifungal and antibiotic adhesion can be imparted Therefore, it can be applied to antibacterial coating, sterilization coating, anti-mold coating, ship bottom coating and the like. As such a metal, zinc, copper, silver and the like are particularly preferable. In addition, a polymer obtained by polymerizing and curing the diene carboxylate according to the present invention, which includes a cation containing an onium ion such as an ammonium salt or a phosphonium salt as a counter cation, may exhibit the same effect.
ジエン系カルボン酸塩を重合・硬化させたものは、帯電防止能を付与できる場合がある。このような対カチオンとしては、例えば、マグネシウム、カルシウム、バリウム等の水と親和性の高い金属イオンや、アンモニウムイオンやホスホニウムイオン等の15族元素の4級化イオンのような有機カチオンが挙げられる。 A polymer obtained by polymerizing and curing a diene carboxylate may be capable of imparting antistatic ability. Examples of such counter cations include organic cations such as metal ions having high affinity with water such as magnesium, calcium, and barium, and quaternized ions of group 15 elements such as ammonium ions and phosphonium ions. .
ジエン系カルボン酸塩を重合・硬化させたものは、無機系素材に対しても樹脂系素材に対しても良好な密着性を示すことから、接着剤、プライマーとして応用できる。対カチオンの種類は金属イオンでも有機カチオンでもよく、被着体の種類に応じて適宜選択すればよい。 A polymer obtained by polymerizing and curing a diene carboxylate can be applied as an adhesive or a primer because it exhibits good adhesion to both an inorganic material and a resin material. The type of counter cation may be a metal ion or an organic cation, and may be appropriately selected according to the type of adherend.
被着体の形状は、塊状でも板状でもよく、目的や用途に応じて選択すればよい。
好適な板状の被着体として、無機系のものとしては、ガラス基材;セラミック基材;珪酸カルシウム板、石綿スレート板、セメントスレート板等の無機質基材;アルミニウム板、銅板、ステンレス鋼板、めっき鋼板等の金属基材等が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
The shape of the adherend may be a block shape or a plate shape, and may be selected according to the purpose and application.
As a suitable plate-shaped adherend, inorganic substrates include: glass substrate; ceramic substrate; inorganic substrate such as calcium silicate plate, asbestos slate plate, cement slate plate; aluminum plate, copper plate, stainless steel plate, Although metal base materials, such as a plated steel plate, are mentioned, this invention is not limited only to this illustration.
好適な板状の被着体として、樹脂系のものとしては、例えば、ポリメチルメタクリレート等の(メタ)アクリル系樹脂;ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、ポリ(p−メチルスチレン)等のスチレン系樹脂;ポリカーボネート;ポリアリレート;ポリエーテルスルホン;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ノルボルネン樹脂等の環状オレフィン系樹脂;塩化ビニル樹脂、塩素化ビニル樹脂等のハロゲン含有樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610等のポリアミド;セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂;ポリアセタール系樹脂;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素樹脂;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリエーテルニトリル;ポリサルホン;ポリエーテルサルホン;ポリオキシベンジレン;ポリアミドイミド;シリコーン樹脂、等の樹脂系基材が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの樹脂の中では、汎用性、ジエン系カルボン酸塩を重合・硬化させたものとの密着性の点で、(メタ)アクリル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド、セルロース系樹脂及びフッ素樹脂が好ましく、(メタ)アクリル樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂がより好ましい。
Examples of suitable plate-shaped adherends include resin-based (meth) acrylic resins such as polymethyl methacrylate; polystyrene, polyvinyltoluene, polystyrene, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile. Copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene block copolymer, styrene resin such as poly (p-methylstyrene); polycarbonate; polyarylate; polyethersulfone; polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene; norbornene Cyclic olefin resins such as resins; halogen-containing resins such as vinyl chloride resins and chlorinated vinyl resins; polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycyclohexane dimeta Polyester resins such as nylon terephthalate; polyamides such as
樹脂系基材の厚さは、特に限定されないが、通常、10〜800μm程度であることが好ましい。
また、前記した基材以外にも、合板、MDF(中密度繊維板)、パーティクルボード等の木質系基材を用いることもできる。
Although the thickness of the resin base material is not particularly limited, it is usually preferably about 10 to 800 μm.
In addition to the above-mentioned base materials, woody base materials such as plywood, MDF (medium density fiberboard), and particle board can also be used.
ジエン系カルボン酸塩は、樹脂を金属めっきする際のアンダーコート剤として利用可能である。通常、金属めっきが容易な樹脂の種類は限られており、また、めっき密着性を向上するため樹脂表面に凹凸をつける処理、めっき活性化剤やめっき触媒での処理等、煩雑な前処理が必要だが、ジエン系カルボン酸塩をアンダーコート剤として使えば、煩雑な前処理を一部又はほとんどを省略できる場合がある。このような対カチオンとしては金属イオンでも有機カチオンでもよく、樹脂やめっきの種類に応じて適宜選択すればよいが、遷移金属を含む対カチオンが好ましく、特に銀や金、白金等の貴金属類を含む場合、UV照射により硬化させると同時に金属ナノ粒子を生じさせ、生じた金属ナノ粒子を核として無電解めっきを施したり、場合によっては電解めっきを施すことが可能である。フォトリソグラフィやUVナノインプリント技術等の光硬化を利用した微細加工技術と組み合わせれば、微細な導電配線やブラックマトリクスを、高温の熱処理を経ずに樹脂フィルム上に形成することができる。 The diene carboxylate can be used as an undercoat agent when the resin is metal-plated. Usually, the types of resins that can be easily metal-plated are limited, and complicated pretreatments such as the treatment of unevenness on the surface of the resin to improve plating adhesion, treatment with a plating activator or a plating catalyst, etc. Although necessary, if a diene carboxylate is used as an undercoat agent, a part or most of the complicated pretreatment may be omitted. Such a counter cation may be a metal ion or an organic cation, and may be appropriately selected according to the type of resin or plating. A counter cation containing a transition metal is preferable, and in particular, noble metals such as silver, gold, and platinum are used. When it is included, it is possible to form metal nanoparticles at the same time as being cured by UV irradiation, and to perform electroless plating using the generated metal nanoparticles as a nucleus, or in some cases, electrolytic plating. When combined with microfabrication technology using photocuring such as photolithography and UV nanoimprint technology, fine conductive wiring and black matrix can be formed on a resin film without high-temperature heat treatment.
また、カルボン酸金属塩を原料として、加水分解、酸化処理、還元処理、エネルギー線照射等により、カルボン酸部位を表面に有する金属微粒子が得られることが一般的に知られているが、対カチオンとして金属イオンを含むジエン系カルボン酸金属塩も、同様にして微粒子化することができる。すなわち、金属微粒子の表面にジエン系カルボン酸部位を有する、重合性の金属微粒子を得ることもできる。 In addition, it is generally known that metal fine particles having a carboxylic acid moiety on the surface can be obtained from a carboxylic acid metal salt as a raw material by hydrolysis, oxidation treatment, reduction treatment, energy ray irradiation, etc. In the same manner, diene carboxylic acid metal salts containing metal ions can be made into fine particles. That is, polymerizable metal fine particles having a diene carboxylic acid moiety on the surface of the metal fine particles can also be obtained.
対カチオンとして金属イオンを含むジエン系カルボン酸塩は、金属ナノ粒子又は金属酸化物ナノ微粒子を含む複合体の原料として有用である。特にUV照射によりイオンから金属へ還元される性質を有する金属(例えば銀や金等)を含む場合、UV照射により硬化させると同時に金属ナノ粒子を生じさせることにより、金属ナノ粒子が非常に高濃度で均一に分散した複合体を容易に作製することができる。粒子径を数nm〜100nm程度になるよう制御すれば、金属ナノ粒子特有のプラズモン吸収を有する材料とすることができ、プラズモン吸収を利用した色材やセンサー等に応用できる。金属粒子の径や濃度によっては、導電材料としても利用可能である。また、フォトリソグラフィやUVナノインプリント技術等の光硬化を利用した微細加工技術と組み合わせれば、微細配線やメタマテリアルを作製するための原料としても有用である。 Diene carboxylates containing metal ions as counter cations are useful as raw materials for composites containing metal nanoparticles or metal oxide nanoparticles. In particular, when a metal (such as silver or gold) that has the property of being reduced from an ion to a metal by UV irradiation is included, the metal nanoparticles are generated at a very high concentration by being cured by UV irradiation and simultaneously generating metal nanoparticles. Thus, a uniformly dispersed composite can be easily prepared. If the particle diameter is controlled to be about several nm to 100 nm, a material having plasmon absorption peculiar to metal nanoparticles can be obtained, and it can be applied to a color material, a sensor or the like using plasmon absorption. Depending on the diameter and concentration of the metal particles, it can also be used as a conductive material. In addition, when combined with microfabrication technology using photocuring such as photolithography and UV nanoimprint technology, it is also useful as a raw material for producing fine wiring and metamaterials.
対カチオンとして金属イオンを含む本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、ラジカル硬化性のMOD(Metal Organic Decomposition)材料として使用できる。従来のMOD材料は、非重合性の、有機溶媒可溶性の長鎖カルボン酸金属塩又は有機溶媒可溶性の金属アルコキシドからなる塗膜形成性の組成物であって、基板上に塗布、乾燥することによって得られた塗膜を、高温で有機物を分解して金属又は金属酸化物の膜(以下、単に金属薄膜と表現する場合もある)とし、更に高温で焼成して緻密化・結晶化された金属薄膜を得るための材料である。しかし、従来のMOD材料を用いて微細加工された金属薄膜を得るには、金属薄膜形成後にポジ型レジスト等を用いて金属薄膜をエッチングするか、電子線のような高出力のエネルギー線を乾燥塗膜に照射して照射部分のみを焼成・結晶化させる等の煩雑な工程や高価な装置が必要である。本発明におけるジエン系カルボン酸金属塩は高いラジカル硬化性を有するため、フォトマスクとUV光による製版プロセス(フォトリソグラフィ)や、紫外線硬化型ナノインプリント、可視光レーザーや赤外レーザー等の安価なエネルギー線による直接描画、熱硬化型ナノインプリント等、より簡便な製版プロセスを採用することができる。 The diene carboxylate according to the present invention containing a metal ion as a counter cation can be used as a radical curable MOD (Metal Organic Decomposition) material. A conventional MOD material is a film-forming composition comprising a non-polymerizable organic solvent-soluble long-chain carboxylic acid metal salt or an organic solvent-soluble metal alkoxide, which is applied to a substrate and dried. The obtained coating film is a metal or metal oxide film (hereinafter sometimes simply referred to as a metal thin film) decomposed at high temperature, and then fired at high temperature to be densified and crystallized metal. It is a material for obtaining a thin film. However, in order to obtain a finely processed metal thin film using a conventional MOD material, the metal thin film is etched using a positive resist after the metal thin film is formed, or a high output energy beam such as an electron beam is dried. A complicated process such as irradiating the coating film to fire and crystallize only the irradiated part and an expensive apparatus are required. Since the diene carboxylic acid metal salt in the present invention has high radical curability, inexpensive energy rays such as a plate making process (photolithography) using a photomask and UV light, ultraviolet curable nanoimprint, visible light laser and infrared laser, etc. A simpler plate-making process such as direct drawing by thermosetting or thermosetting nanoimprinting can be employed.
目的とする金属薄膜の組成に応じて好ましい金属は変わるが、半導体チップ、超伝導材料、磁性材料、メモリ、コンデンサ、圧電体に好ましい金属種が特に好ましく挙げられる。具体的には、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタノイド、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タリウム、クロム、モリブデン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛、砒素、アンチモン、ビスマス、セレン、テルル等が挙げられる。また、ジエン系カルボン酸塩と従来の製膜性の非重合性金属塩とを混合して複合塩化する形態でも、ジエン系カルボン酸塩と従来の非製膜性の重合性金属塩とを混合して複合塩化する形態でも、高いラジカル硬化性と製膜性を両立することができ、MOD材料として好適に使用できる。 Although a preferable metal changes according to the composition of the target metal thin film, a preferable metal species is particularly preferable for a semiconductor chip, a superconducting material, a magnetic material, a memory, a capacitor, and a piezoelectric body. Specifically, strontium, barium, scandium, yttrium, lanthanoid, titanium, zirconium, hafnium, niobium, thallium, chromium, molybdenum, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, silver, zinc, aluminum, gallium, indium, silicon , Germanium, tin, lead, arsenic, antimony, bismuth, selenium, tellurium and the like. Also, diene carboxylate and conventional non-polymerizable metal salt can be mixed with diene carboxylate and conventional non-polymerizable metal salt. Even in the form of complex chlorination, both high radical curability and film forming properties can be achieved, and it can be suitably used as a MOD material.
ジエン系カルボン酸金属塩において、金属としてアルカリ金属やアルカリ土類金属を用いた場合、有機溶媒や水に可溶、又は膨潤する重合体を得ることが可能であり、そのような重合体は分散剤や吸水性樹脂、リチウムイオン電池等のイオン2次電池用材料等に使用することができる。また、後述するように、ジエン系カルボン酸アルカリ金属塩、中でもナトリウム塩及びカリウム塩は、ナトリウム塩及びカリウム塩以外の金属塩を製造する際の中間原料としても有用である。 In the diene carboxylic acid metal salt, when an alkali metal or alkaline earth metal is used as a metal, it is possible to obtain a polymer that is soluble or swells in an organic solvent or water, and such a polymer is dispersed. It can be used for agents, water-absorbing resins, materials for ion secondary batteries such as lithium ion batteries, and the like. Further, as will be described later, diene carboxylic acid alkali metal salts, especially sodium salts and potassium salts are also useful as intermediate raw materials for producing metal salts other than sodium salts and potassium salts.
上記のように、本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、組み合わせる対カチオンの種類によって様々な異なる特性を発揮することになり、対カチオンとなる金属原子や非金属原子又はこれらからなる原子団として好ましいものは、ジエン系カルボン酸塩の用いられる用途によって異なることになる。また、本発明におけるジエン系カルボン酸以外の陰イオンを複合させることにより、本発明におけるジエン系カルボン酸の特性を残しながら、用途に応じて諸性能を調整することも可能である。
本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンは、このように様々な金属原子や非金属原子又はこれらからなる原子団と組み合わせることができ、様々な用途に好適に用いることができるジエン系カルボン酸塩を形成することができる陰イオンである点に、大きな技術的意義を有している。
As described above, the diene carboxylate in the present invention will exhibit various different properties depending on the type of counter cation to be combined, and is preferable as a metal atom or non-metal atom serving as a counter cation or an atomic group composed of these. Things will depend on the application of the diene carboxylate. Further, by combining an anion other than the diene carboxylic acid in the present invention, various performances can be adjusted according to the application while retaining the characteristics of the diene carboxylic acid in the present invention.
The diene carboxylate anion in the present invention can be combined with various metal atoms, nonmetal atoms, or atomic groups comprising these, and diene carboxylates that can be suitably used for various applications. It has a great technical significance in that it is an anion that can be formed.
(4)ジエン系カルボン酸塩の具体例を挙げて説明する。
本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、上述のように、単一の配位構造を指す概念ではなく、同一の化学式で表される塩であれば、複数の異なる配位構造を含む概念である。すなわち、同一の化学式であれば、異なる配位構造のもの(単一の配位構造からなっていても、複数の配位構造の混合物であっても)を、同一のものとして扱う概念である。
ジエン系カルボン酸塩の化学式を一般化すると、下記一般式(6)のように表される。
(4) A specific example of a diene carboxylate will be described.
As described above, the diene carboxylate in the present invention is not a concept indicating a single coordination structure, but a concept including a plurality of different coordination structures as long as it is a salt represented by the same chemical formula. . In other words, if the chemical formulas are the same, it is a concept that treats different coordination structures (either a single coordination structure or a mixture of multiple coordination structures) as the same. .
When the chemical formula of the diene carboxylate is generalized, it is represented by the following general formula (6).
式中、A1,A2,A3・・・は、本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンであって、互いに異なる種類のものを表し、a1,a2,a3・・・は1以上の整数を表す。X1,X2,X3・・・は、本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオン以外の陰イオン(陰イオン性配位子)であって、互いに異なる種類のものを表し、b1,b2,b3・・・は0以上の整数を表す。L1,L2,L3・・・は、電子供与性の中性分子型配位子であって、互いに異なる種類のものを表し、c1,c2,c3・・・は0以上の整数を表す。M1,M2,M3・・・は、原子、又は原子団で構成される対カチオンであって、互いに異なる種類のものを表し、d1,d2,d3・・・は1以上の整数を表す。a1,a2,a3・・・、b1,b2,b3・・・、c1,c2,c3・・・、d1,d2,d3・・・は、最も小さい整数比で表される。
In the formula, A 1 , A 2 , A 3 ... Are diene carboxylate anions in the present invention and represent different types, and a1, a2, a3. Represents. X 1 , X 2 , X 3 ... Are anions (anionic ligands) other than the diene carboxylate anion in the present invention, and represent different types, b1, b2, b3 ... represents an integer of 0 or more. L 1 , L 2 , L 3 ... Are electron donating neutral molecular ligands and represent different types, and c1, c2, c3. Represent. M 1 , M 2 , M 3 ... Are counter cations composed of atoms or atomic groups and represent different types, and
以下に、いくつかの具体例を挙げ、本発明におけるジエン系カルボン酸塩を化学式により説明するが、あくまでジエン系カルボン酸塩の概念の説明を目的としたものであり、好ましい例を全て挙げたものでもなく、これら具体例に限定されたりするものでもない。
まず、簡便のため、ジエン系カルボン酸陰イオンとしては、α−アリルオキシメチルアクリル酸陰イオン(AMAイオン)のみを含む場合のみを列挙するが、他のジエン系カルボン酸陰イオンを含む場合、又は、複数種のジエン系カルボン酸陰イオンを含む場合を否定するものではない。
In the following, some specific examples will be given, and the diene carboxylate in the present invention will be explained by a chemical formula. It is not intended to be limited to these specific examples.
First, for convenience, the diene carboxylate anion is enumerated only when it contains only α-allyloxymethyl acrylate anion (AMA ion), but when it contains other diene carboxylate anions, The case where a plurality of diene carboxylate anions are contained is not denied.
最初に、最も単純な例として、AMAイオンと1種類の対カチオンのみとからなる例を次に示す。なお、AMAイオンは「AMA」と表す。(CH3)4Nはテトラメチルアンモニウムイオン、(Ph)4Pはテトラフェニルホスホニウムイオンを表す。また、各イオンの正負及び価数は省略する。
Li(AMA),Na(AMA),K(AMA),(CH3)4N(AMA),(Ph)4P(AMA),Mg(AMA)2,Ca(AMA)2,Sr(AMA)2,Ba(AMA)2,Y(AMA)3,La(AMA)3,Ti(AMA)4,Zr(AMA)4,Cr(AMA)3,Mn(AMA)2,Fe(AMA)3,Co(AMA)2,Ni(AMA)2,Cu(AMA)2,Ag(AMA),Zn(AMA)2,Al(AMA)3,In(AMA)3,Bi(AMA)3
First, as the simplest example, an example consisting of an AMA ion and only one kind of counter cation will be shown below. The AMA ion is represented as “AMA”. (CH 3 ) 4 N represents a tetramethylammonium ion, and (Ph) 4 P represents a tetraphenylphosphonium ion. In addition, the sign of each ion and the valence are omitted.
Li (AMA), Na (AMA ), K (AMA), (CH 3) 4 N (AMA), (Ph) 4 P (AMA), Mg (AMA) 2, Ca (AMA) 2, Sr (AMA) 2 , Ba (AMA) 2 , Y (AMA) 3 , La (AMA) 3 , Ti (AMA) 4 , Zr (AMA) 4 , Cr (AMA) 3 , Mn (AMA) 2 , Fe (AMA) 3 , Co (AMA) 2 , Ni (AMA) 2 , Cu (AMA) 2 , Ag (AMA), Zn (AMA) 2 , Al (AMA) 3 , In (AMA) 3 , Bi (AMA) 3
陰イオンとして、AMAイオン以外に、酸化物陰イオンと複合している例を次に示す。
Zr(O)(AMA)2,V(O)(AMA)2
これらは、AMAイオンと、金属元素及び非金属元素からなる原子団である対カチオンとの塩と表すこともできる。すなわち、Zr(O)(AMA)2はAMAイオンとZrOイオンとの塩ZrO(AMA)2、V(O)(AMA)2はAMAイオンとVOイオンとの塩VO(AMA)2と表すこともできる。
An example in which an anion is combined with an oxide anion in addition to the AMA ion is shown below.
Zr (O) (AMA) 2 , V (O) (AMA) 2
These can also be expressed as a salt of AMA ions and a counter cation that is an atomic group composed of a metal element and a nonmetal element. That, Zr (O) (AMA) 2 is AMA ions and salts of ZrO ion ZrO (AMA) 2, V ( O) (AMA) 2 be represented as salt VO (AMA) 2 of the AMA ion and VO ion You can also.
陰イオンとして、AMAイオン以外に、カルボン酸陰イオンと複合している例を次に示す。なお、Acは酢酸陰イオン、AAはアクリル酸陰イオン、MAAはメタクリル酸陰イオンを表す。
Ca(AMA)1(Ac)1,Ba(AMA)1(AA)1,Zr(AMA)2(MAA)2,Zn(AMA)1(AA)1,In(AMA)2(MAA)1
Examples of anions that are combined with carboxylate anions in addition to AMA ions are shown below. Ac represents an acetate anion, AA represents an acrylic acid anion, and MAA represents a methacrylic acid anion.
Ca (AMA) 1 (Ac) 1 , Ba (AMA) 1 (AA) 1 , Zr (AMA) 2 (MAA) 2 , Zn (AMA) 1 (AA) 1 , In (AMA) 2 (MAA) 1
陰イオンとして、AMAイオン以外に、炭素陰イオンと複合している例を示す。なお、n−C4H9は、n−ブチル陰イオンを表す。
(n−C4H9)2Sn(AMA)2,(n−C4H9)2Pb(AMA)2
これらは、AMAイオンと(n−C4H9)2Snイオンとの塩、AMAイオンと(n−C4H9)2Pbイオンとの塩と解釈してもよい。
An example in which the anion is combined with a carbon anion in addition to the AMA ion is shown. N-C 4 H 9 represents an n-butyl anion.
(N-C 4 H 9) 2 Sn (AMA) 2, (n-C 4 H 9) 2 Pb (AMA) 2
These may be interpreted as a salt of AMA ion and (n-C 4 H 9 ) 2 Sn ion, or a salt of AMA ion and (n-C 4 H 9 ) 2 Pb ion.
陰イオンとして、AMAイオン以外に、酸化物陰イオン、炭素陰イオンと複合している例を示す。
(CH3)4Sn2(O)(AMA)2
これらは、AMAイオンと(CH3)2Sn−O−Sn(CH3)2イオンとの塩と解釈してもよい。
An example in which an anion is combined with an oxide anion and a carbon anion in addition to the AMA ion will be shown.
(CH 3 ) 4 Sn 2 (O) (AMA) 2
These may be interpreted as salts of AMA ions and (CH 3 ) 2 Sn—O—Sn (CH 3 ) 2 ions.
対カチオンとして、複数の種類が複合している例を次に示す。
(La)1(Cu)2(AMA)7,((C2H5)3NH)1(Ag)1(AMA)2
カルボン酸以外の陰イオン性配位子が含まれる例として、水酸化物イオン、又はアルコキシドイオン,ハロゲンイオンが含まれる例を示す。
(Ph)2Sn(OH)1(AMA)1,(n−C4H9O)2Ti(AMA)2,Y(Cl)(AMA)2
中性分子型配位子が含まれる例として、水、メタノール、2,2′−ビピリジンが配位している例を示す。なお、2,2′−ビピリジンはbpyと表す。
(H2O)2Zn(AMA)2,(H2O)1(CH3OH)1Zn(AMA)2,(bpy)2Sm(AMA)3
なお、水、メタノール、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のような溶媒として一般的に使用し得るものは、塩中に中性分子型配位子として含まれているのか、単に塩と残存溶媒との混合物であるのかを区別することは、困難な場合が多い。
An example in which multiple types are combined as counter cations is shown below.
(La) 1 (Cu) 2 (AMA) 7 , ((C 2 H 5 ) 3 NH) 1 (Ag) 1 (AMA) 2
As an example in which an anionic ligand other than carboxylic acid is included, an example in which a hydroxide ion, an alkoxide ion, or a halogen ion is included is shown.
(Ph) 2 Sn (OH) 1 (AMA) 1 , (n-C 4 H 9 O) 2 Ti (AMA) 2 , Y (Cl) (AMA) 2
As an example in which a neutral molecular ligand is included, an example in which water, methanol, and 2,2′-bipyridine are coordinated is shown. 2,2'-bipyridine is represented by bpy.
(H 2 O) 2 Zn (AMA) 2 , (H 2 O) 1 (CH 3 OH) 1 Zn (AMA) 2 , (bpy) 2 Sm (AMA) 3
In addition, what can generally be used as a solvent such as water, methanol, diethyl ether, tetrahydrofuran or the like is contained in the salt as a neutral molecular ligand, or is simply a mixture of a salt and a residual solvent. Is often difficult to distinguish.
このように、本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、ジエン系カルボン酸陰イオンを表す化学式と、それ以外の陰イオン及び中性分子型配位子を表す化学式、及び対カチオンを表す化学式から表される。
上記具体例のジエン系カルボン酸陰イオン以外の陰イオン、中性分子型配位子、及び対カチオンは、あくまで一部の例であって、これらに限定されるわけではなく、例えば、上記非特許文献3〜5に記載されているものを適用できる。
Thus, the diene carboxylate according to the present invention is represented by a chemical formula representing a diene carboxylate anion, a chemical formula representing another anion and a neutral molecular ligand, and a chemical formula representing a counter cation. Is done.
The anion other than the diene carboxylate anion, the neutral molecular ligand, and the counter cation in the above specific examples are merely examples, and are not limited thereto. Those described in
(5)ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の製造方法を説明する。
本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の製造方法としては、(i)ジエン系カルボン酸又はジエン系カルボン酸の無水物を、塩基性物質又は潜在的塩基性物質と反応させる方法、(ii)ジエン系カルボン酸エステル又はジエン系カルボン酸ニトリルを、塩基性物質又は潜在的塩基性物質で加水分解して、ジエン系カルボン酸塩とした後、必要に応じて更に別のカチオンに交換する方法、の大きく2つに分けられる。
(5) A method for producing a diene carboxylate anion and a salt thereof will be described.
Examples of the method for producing a diene carboxylate anion and a salt thereof in the present invention include (i) a method of reacting a diene carboxylic acid or an anhydride of a diene carboxylic acid with a basic substance or a latent basic substance, ii) A diene carboxylate or diene carboxylate nitrile is hydrolyzed with a basic substance or a latent basic substance to form a diene carboxylate, and then exchanged with another cation as required. There are two major methods.
方法(i)は、1種の中和反応であり、直接法とも言われる。方法(ii)は、場合によっては2段階となることを意味するが、特に2段階目のカチオンを別のカチオンに交換するプロセスのことを、複分解法と言うこともある。これらの方法を電解質液中で行えば、電離した状態のジエン系カルボン酸陰イオンを得ることができる。また、これらの方法を非電解質液中で行ったり、電解質液中で行った後に溶媒除去、溶媒交換、抽出等の操作を行うことにより、ジエン系カルボン酸塩の状態とすることもできる。
なお、上記塩基性物質又は潜在的塩基性物質は、水と反応させることで(加熱してもよい)水酸化物イオンを発生しうる物質であり、アンモニア、アミン類等の有機塩基や、種々の金属単体、金属酸化物、金属水酸化物や金属アルコキシド等が挙げられる(以下、単に塩基と表現することもある)。
したがって、ジエン系カルボン酸陰イオンを得るには、ジエン系カルボン酸、ジエン系カルボン酸の無水物、ジエン系カルボン酸エステル、ジエン系カルボン酸ニトリルのいずれかを原料とすることになる。
Method (i) is a type of neutralization reaction and is also referred to as a direct method. In some cases, method (ii) means two steps. In particular, the process of exchanging the cation at the second step for another cation is sometimes referred to as a metathesis method. If these methods are performed in an electrolyte solution, an ionized diene carboxylate anion can be obtained. Moreover, after performing these methods in a non-electrolyte solution, or performing it in an electrolyte solution, it can also be set as the state of a diene carboxylate by performing operations, such as solvent removal, solvent exchange, and extraction.
The basic substance or latent basic substance is a substance capable of generating hydroxide ions by reacting with water (which may be heated), and various organic bases such as ammonia and amines, And a simple metal, a metal oxide, a metal hydroxide, a metal alkoxide, and the like (hereinafter sometimes simply referred to as a base).
Therefore, in order to obtain a diene carboxylate anion, any one of a diene carboxylate, an anhydride of a diene carboxylate, a diene carboxylate, and a diene carboxylate nitrile is used as a raw material.
ところが、図5に示すジエン系アシル基構造は、アクリル酸エステル又はアクリロニトリルのα位を変換する方法以外の方法で得ることは、工業的に不利である。すなわち、図6に示すように、工業的には、まず、アクリル酸エステル又はアクリロニトリルを原料として、ジエン系カルボン酸エステル又はジエン系カルボン酸ニトリルに変換してから、塩基による加水分解によりジエン系カルボン塩、又は、酸による加水分解によりジエン系カルボン酸とする。更に別のカチオンの塩にする場合には、直接法又は複分解法を用いることになる。なお、ジエン系カルボン酸エステル又はジエン系カルボン酸ニトリルの加水分解は、副反応が起こりにくい点や反応装置の腐食が起こりにくい点で塩基による加水分解の方がより好ましい。微量のアルカリ金属の混入を嫌う場合は、耐腐食性の反応装置を用いて酸により加水分解する方が好ましい場合もある。
すなわち、ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の製造方法であって、1,6−ジエン−2−カルボン酸エステル又はニトリルを、塩基性物質又は潜在的塩基性物質により加水分解、又は、酸により加水分解する工程を含むジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の製造方法は、ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の製造方法の好ましい実施形態の1つである。
However, it is industrially disadvantageous to obtain the diene acyl group structure shown in FIG. 5 by a method other than the method of converting the α-position of acrylate ester or acrylonitrile. That is, as shown in FIG. 6, industrially, first, acrylic acid ester or acrylonitrile is used as a raw material, and then converted to diene carboxylic acid ester or diene carboxylic nitrile, followed by hydrolysis with a base to diene carboxylic acid. Diene carboxylic acid is obtained by hydrolysis with a salt or acid. When a salt of another cation is used, a direct method or a metathesis method is used. The hydrolysis of the diene carboxylic acid ester or the diene carboxylic acid nitrile is more preferably hydrolyzed with a base from the viewpoint that side reactions hardly occur and corrosion of the reaction apparatus hardly occurs. When a trace amount of alkali metal is not desired to be mixed, it may be preferable to hydrolyze with an acid using a corrosion-resistant reactor.
That is, a method for producing a diene carboxylate anion and a salt thereof, wherein 1,6-diene-2-carboxylic acid ester or nitrile is hydrolyzed with a basic substance or a latent basic substance, or with an acid. The method for producing a diene carboxylate anion and a salt thereof including a hydrolysis step is one of the preferred embodiments of the method for producing a diene carboxylate anion and a salt thereof.
以下に、本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の工業的に有利な製造方法を詳述するにあたり、ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の代表例として、α−アリルオキシメチルアクリル酸陰イオン(AMAイオン)及びその塩(AMA塩)をとりあげる。そして、まず、α−アリルオキシメチルアクリル酸エステル(AMAエステル)又はα−アリルオキシメチルアクリル酸ニトリル(AMAニトリル)を、塩基による加水分解により、AMAイオン及びAMA塩を製造する方法を詳述する。次に、塩基による加水分解より得られたAMA塩を、別のカチオンの塩に変換する複分解法について詳述する。更に、塩基による加水分解より得られたAMA塩を、α−アリルオキシメチルアクリル酸(AMAカルボン酸)に変換し、引き続いて直接法により別のカチオンの塩を製造する方法を詳述するが、本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の製造方法としては、これらに限定されるものではない。 In the following, the industrially advantageous production method of the diene carboxylate anion and its salt in the present invention will be described in detail. As a representative example of the diene carboxylate anion and its salt, α-allyloxymethylacrylic acid An anion (AMA ion) and its salt (AMA salt) are taken up. First, a method for producing AMA ions and AMA salts of α-allyloxymethyl acrylate ester (AMA ester) or α-allyloxymethyl acrylate nitrile (AMA nitrile) by hydrolysis with a base will be described in detail. . Next, a metathesis method for converting an AMA salt obtained by hydrolysis with a base into a salt of another cation will be described in detail. Furthermore, although the AMA salt obtained by hydrolysis with a base is converted into α-allyloxymethylacrylic acid (AMA carboxylic acid), a method for producing a salt of another cation by a direct method is described in detail. The method for producing a diene carboxylate anion and a salt thereof in the present invention is not limited to these.
まず、AMAエステル又はAMAニトリルを、塩基による加水分解により、AMAイオン及びAMA塩を製造する方法について記述する。
この方法は、塩基性物質又は潜在的塩基性物質を、好ましくは水の存在下で、AMAエステル又はAMAニトリルと攪拌することにより、反応を進行させる方法である。
生体に対する安全性の点で、原料としては、AMAエステルがより好ましい。
AMAエステルとしては、加水分解のし易さから低級エステルが好ましく、特にメチル、エチル、プロピル、ブチル、グリシジル、テトラヒドロフルフリル等の炭素数が1〜5のエステルが好ましい。
First, a method for producing AMA ions and AMA salts by hydrolysis of AMA ester or AMA nitrile with a base will be described.
In this method, the reaction is allowed to proceed by stirring a basic substance or a latent basic substance with an AMA ester or AMA nitrile, preferably in the presence of water.
From the viewpoint of safety to living bodies, AMA ester is more preferable as a raw material.
As the AMA ester, a lower ester is preferable because of easy hydrolysis, and an ester having 1 to 5 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, butyl, glycidyl, and tetrahydrofurfuryl is particularly preferable.
塩基性物質又は潜在的塩基性物質としては、入手性と反応性の点で、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物が好ましい。大抵のAMAエステルは、アルカリ金属・アルカリ土類金属の水酸化物又はその水溶液と分離するため、反応初期は懸濁状態だが、反応が進行するとともに乳化していき、最終的には均一透明な液となる場合が多く、反応の進行を確認し易い。
アルカリ金属・アルカリ土類金属としては、入手性、反応の進行のし易さの点で、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムが好ましく、特に水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。
これらアルカリ金属・アルカリ土類金属の水酸化物を水溶液として使用する場合、その濃度は、AMAエステルの種類や反応温度等に応じて適宜選択すればよいが、0.1〜60質量%が好ましく、1〜50%が更に好ましく、最も好ましくは3〜40質量%である。
反応温度としては、水酸化アルカリの濃度やAMAエステルの種類に応じて適宜選択すればよいが、−20〜120℃であることが好ましく、−10〜100℃が更に好ましく、0〜80℃が最も好ましい。
As the basic substance or the latent basic substance, an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide is preferable in view of availability and reactivity. Most AMA esters are separated from alkali metal / alkaline earth metal hydroxides or their aqueous solutions, so they are suspended at the beginning of the reaction, but emulsify as the reaction progresses, and finally they are uniformly transparent. In many cases, it becomes liquid and it is easy to confirm the progress of the reaction.
As alkali metals and alkaline earth metals, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, hydroxide are available in terms of availability and ease of reaction. Barium is preferable, and sodium hydroxide and potassium hydroxide are particularly preferable.
When these alkali metal / alkaline earth metal hydroxides are used as an aqueous solution, the concentration may be appropriately selected according to the type of AMA ester, reaction temperature, etc., but preferably 0.1 to 60% by mass. 1 to 50% is more preferable, and 3 to 40% by mass is most preferable.
The reaction temperature may be appropriately selected depending on the alkali hydroxide concentration and the type of AMA ester, but is preferably -20 to 120 ° C, more preferably -10 to 100 ° C, and 0 to 80 ° C. Most preferred.
次に、複分解法により製造する方法を記述する。
この方法は、カチオンMa +からなるAMA塩(「AMAのMa塩」と表現する)と、カチオンMb +からなる原料塩(単に「原料Mb塩」と表現する)とを、両者を溶解する溶媒中で、場合によっては触媒存在下で混合してカチオンを交換し、カチオンMb +からなるAMA塩(「AMAのMb塩」と表現する)を製造する方法である。
溶媒としては、AMAのMa塩と原料Mb塩との両方を一部でも溶解できるものであればよいが、水、アルコール類が好ましく、水が最も好ましい。
AMAのMa塩としては、アルカリ金属、又はアルカリ土類金属の塩が好ましく、入手性、反応の進行のし易さの点で、特にナトリウム塩、カリウム塩が好ましい。
Next, a method for producing by the double decomposition method will be described.
This method includes the AMA salt comprising the cation M a + (expressed as "M a salt of AMA"), and a raw material salt composed of a cation M b + (simply referred to as "raw material M b salt"), both In some cases, the cation is exchanged by mixing in the presence of a catalyst in the presence of a catalyst to produce an AMA salt composed of the cation M b + (expressed as “AMA M b salt”).
The solvent is as long as it can dissolve any part of both the M a salt and the raw material M b salt of AMA, water, preferably an alcohol, water is most preferred.
The M a salt of AMA, alkali metal, or alkaline earth metal salts are preferred, availability, in terms of progression easiness of the reaction, in particular sodium salts, potassium salts are preferred.
原料Mb塩としてはアルカリ金属又はアルカリ土類金属以外の金属の塩、又はアンモニウム塩、ホスホニウム塩が好ましいが、Maとしてナトリウム又はカリウムを用いる場合、Mbとしてナトリウム又はカリウム以外のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を用いることもできる。原料Mb塩としては、溶媒に可溶な各種酸との塩を用いることができ、特に水溶性塩が好ましい。そのような塩としては、目的の金属に応じて適宜選択すればよいが、硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、過塩素酸塩、臭化水素酸塩、炭酸塩、酢酸塩等が挙げられ、入手性、水溶性、安定性、金属交換のし易さの等から、特に硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩(金属塩化物)が好ましい。
反応温度としては、各カチオン(Ma +、Mb +)の種類に応じて適宜選択すればよいが、−20〜120℃であることが好ましく、−10〜100℃が更に好ましく、0〜80℃が最も好ましい。
目的のAMAのMb塩は、特に操作をしなくても分離する場合もあるし、適切な有機溶媒(例えば、ジエチルエーテル、トルエン、クロロホルム等)で抽出、分離してもよい。
Material M b alkali metal or alkaline earth metal other than the metal salts as salts or ammonium salts, although phosphonium salts are preferred, when using sodium or potassium as M a, M b sodium or alkali metal or non-potassium as Alkaline earth metals can also be used. As the raw material Mb salt, salts with various acids soluble in a solvent can be used, and a water-soluble salt is particularly preferable. Such a salt may be appropriately selected according to the target metal, but sulfate, nitrate, hydrochloride, sulfonate, phosphate, perchlorate, hydrobromide, carbonate, Examples thereof include acetates, and sulfates, nitrates, and hydrochlorides (metal chlorides) are particularly preferable from the standpoints of availability, water solubility, stability, and ease of metal exchange.
The reaction temperature may be appropriately selected according to the type of each cation (M a + , M b + ), preferably −20 to 120 ° C., more preferably −10 to 100 ° C., and more preferably 0 to 80 ° C is most preferred.
M b salt object of AMA may or may be separated without particular operation, suitable organic solvents (e.g., diethyl ether, toluene, chloroform and the like) extracted with, it may be separated.
更に、塩基による加水分解より得られたAMA塩をα−アリルオキシメチルアクリル酸(AMAカルボン酸)に変換し、引き続いて直接法により別のカチオンの塩を製造する方法を記述する。
このプロセスは、AMAカルボン酸を得る工程(前段工程)と、それに引き続いて行う直接法により別のカチオンの塩とする工程(後段工程)に分けられる。
前段工程は、水の存在下、AMA塩を酸(好ましくは強酸)で処理する工程であり、AMA塩の水溶液と強酸を混合するのが簡便で、最も好ましい。酸としては、硫酸、硝酸、塩酸、有機スルホン酸(p−トルエンスルホン酸等)、トリフルオロ酢酸、リン酸や、酸性イオン交換樹脂(特にスルホン酸型のものが好ましい)が、好ましく挙げられる。
反応温度としては、−20〜120℃であることが好ましく、−10〜100℃が更に好ましく、0〜80℃が最も好ましい。
必要に応じて、後段工程の前にAMAカルボン酸を単離・精製してもよい。単離・精製方法としては、特に限定されないが、例えば、適切な有機溶媒(例えば、ジエチルエーテル、トルエン、クロロホルム等)で抽出、分離する方法が挙げられる。
Furthermore, a method for converting an AMA salt obtained by hydrolysis with a base into α-allyloxymethylacrylic acid (AMA carboxylic acid) and subsequently producing a salt of another cation by a direct method is described.
This process is divided into a step of obtaining an AMA carboxylic acid (previous step) and a step of converting it to a salt of another cation by a direct method performed subsequently (post step).
The preceding step is a step of treating the AMA salt with an acid (preferably a strong acid) in the presence of water, and it is simple and most preferable to mix the aqueous solution of the AMA salt and the strong acid. Preferred examples of the acid include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, organic sulfonic acid (p-toluenesulfonic acid and the like), trifluoroacetic acid, phosphoric acid, and acidic ion exchange resins (particularly sulfonic acid type are preferable).
The reaction temperature is preferably −20 to 120 ° C., more preferably −10 to 100 ° C., and most preferably 0 to 80 ° C.
If necessary, the AMA carboxylic acid may be isolated and purified before the subsequent step. Although it does not specifically limit as an isolation / purification method, For example, the method of extracting and isolate | separating with a suitable organic solvent (For example, diethyl ether, toluene, chloroform etc.) is mentioned.
後段工程は、一種の中和反応であり、前段工程で得られたAMAカルボン酸と、目的のカチオンに応じた塩基とを混合すればよい。反応温度としては、−20〜120℃であることが好ましく、−10〜100℃が更に好ましく、0〜80℃が最も好ましい。
直接法は、目的とするAMA塩が加水分解性で水溶液中での合成が困難であったり、AMA塩が水溶性で抽出が困難である場合や、原料となる塩基(例えば、金属水酸化物、アミン、ホスフィン等)が容易に入手できる場合に、特に有効である。
The post-stage process is a kind of neutralization reaction, and the AMA carboxylic acid obtained in the pre-stage process may be mixed with a base corresponding to the target cation. The reaction temperature is preferably −20 to 120 ° C., more preferably −10 to 100 ° C., and most preferably 0 to 80 ° C.
In the direct method, the target AMA salt is hydrolyzable and difficult to synthesize in an aqueous solution, or the AMA salt is water-soluble and difficult to extract, or the base (for example, metal hydroxide) , Amine, phosphine, etc.) are particularly effective when readily available.
本発明におけるジエン系カルボン酸塩は、ジエン系カルボン酸陰イオン以外の陰イオンや中性分子型配位子を含むことができる。このような塩は、例えば、上記の塩基による加水分解や複分解法、直接法により容易に得ることができる。他のカルボン酸陰イオンを含む塩を得るには、例えば、塩基や酸による加水分解工程において、他のカルボン酸エステル又はカルボン酸ニトリルを共存させればよく、また複分解法において、AMAのMa塩とともに他のカルボン酸のMa塩を共存させればよい。また、直接法において、他のカルボン酸を共存させてもよい。他の陰イオンX−(例えば硫酸イオン、硝酸イオン、ハロゲンイオン等)を含む塩を得る場合には、例えば、複分解法において、Mb塩として陰イオンX−と多価のMbイオンとの塩(例えば2価の塩Mb(X)2)を用い、使用するAMAのMa塩の量(つまりAMAイオンの量)を、Mbの価数の当量未満とすればよい。中性分子型配位子を配位させるには、目的の中性分子型配位子を反応液中に共存させればよく、例えば、上記加水分解法又は複分解法や直接法において、目的の中性分子型配位子を溶媒として用いたり、反応液中に添加したりすればよい。
また、ジエン系カルボン酸塩を得る方法として、2種以上の塩を混合する方法も好ましく、特に複合タイプの塩が簡便に得られる。例えば、アクリル酸のMa塩とAMAのMa塩を混合するだけで、混合比率に応じたアクリル酸−AMAカルボン酸の複合Ma塩を得ることができる。同様に、AMAのMa塩とAMAのMb塩を混ぜればAMAカルボン酸のMa−Mb複合塩が得られる。
The diene carboxylate in the present invention can contain an anion other than the diene carboxylate anion and a neutral molecular ligand. Such a salt can be easily obtained, for example, by hydrolysis with the above-mentioned base, metathesis method or direct method. To obtain a salt containing other carboxylate anions, e.g., in the hydrolysis step with a base or an acid, it is sufficient to coexist other carboxylic acid ester or carboxylic acid nitriles, also in double decomposition method, AMA of M a What is necessary is just to make the Ma salt of other carboxylic acid coexist with a salt. Further, in the direct method, other carboxylic acids may coexist. Other anions X - (e.g. sulfate ion, nitrate ion, halogen ion, etc.) in order to obtain a salt containing, for example, in double decomposition method, M b salt as an anion X - and the multivalent M b ions using a salt (e.g. divalent salt M b (X) 2), the amount of M a salt of AMA to use (i.e. the amount of AMA ions), may be less than the equivalent of valence of M b. In order to coordinate the neutral molecular ligand, the target neutral molecular ligand may be present in the reaction solution. For example, in the hydrolysis method, metathesis method or direct method, A neutral molecular ligand may be used as a solvent or added to the reaction solution.
Further, as a method for obtaining a diene carboxylate, a method of mixing two or more kinds of salts is also preferable, and a complex type salt is particularly easily obtained. For example, it is possible to obtain a composite M a salt alone, acrylic acid -AMA carboxylic acid corresponding to the mixing ratio for mixing the M a salt and AMA M a salt of acrylic acid. Similarly, M a -M b composite salt of AMA carboxylic acid is obtained if you mixed with M a salt and AMA M b salt of the AMA.
<本発明の水系組成物>
本発明は、上記一般式(1)で表されるジエン系カルボン酸陰イオン、及び、水を含んでなる水系組成物である。
<Aqueous composition of the present invention>
The present invention is an aqueous composition comprising a diene carboxylate anion represented by the general formula (1) and water.
上記ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩については、上述のとおりである。
水系組成物中のジエン系カルボン酸陰イオンの総量は、水系組成物の総量100質量%に対して、製膜性の点から、好ましくは0.001〜70質量%、より好ましくは0.01〜50質量%である。
上記水系組成物中の水としては、水である限り特に限定されない。上記ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩を合成する際に用いた原料に含まれる水であっても、得られたジエン系カルボン酸陰イオンの塩に添加した水であっても、当該組成物中に水を存在させる限り、特に限定されない。
水系組成物中の水の含有量は、水系組成物の総量100質量%に対して、塗布性の点から、好ましくは5〜99質量%、より好ましくは10〜95質量%である。
The diene carboxylate anion and its salt are as described above.
The total amount of the diene carboxylate anion in the aqueous composition is preferably 0.001 to 70 mass%, more preferably 0.01, from the viewpoint of film forming properties, with respect to 100 mass% of the total amount of the aqueous composition. -50 mass%.
The water in the aqueous composition is not particularly limited as long as it is water. Even if it is the water contained in the raw material used when synthesize | combining the said diene carboxylate anion and its salt, even if it is the water added to the salt of the obtained diene carboxylate anion, the said composition There is no particular limitation as long as water is present therein.
The content of water in the aqueous composition is preferably from 5 to 99 mass%, more preferably from 10 to 95 mass%, from the viewpoint of applicability with respect to 100 mass% of the total amount of the aqueous composition.
後述のように、水系組成物は各種添加剤を含んでいてもよいが、当該添加剤として有機溶剤を用いた場合、溶媒の総量(つまり水と有機溶剤の合計量)100質量%に対して、環境負荷の点から、水含有量は50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは90質量%以上である。
水系組成物中の固形分(不揮発分)としては、塗布性の点から、好ましくは1〜95質量%、より好ましくは5〜90質量%である。
As will be described later, the aqueous composition may contain various additives, but when an organic solvent is used as the additive, the total amount of the solvent (that is, the total amount of water and the organic solvent) is 100% by mass. From the viewpoint of environmental load, the water content is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more.
The solid content (nonvolatile content) in the aqueous composition is preferably 1 to 95% by mass, more preferably 5 to 90% by mass, from the viewpoint of applicability.
また、本発明の水系組成物は、上記ジエン系カルボン酸陰イオン、及び、水を必須成分として含む以外に、必要に応じて、各種添加剤を含んでいてもよい。
このような添加剤としては、特に限定されないが、硬化促進剤、安定剤、レベリング剤、反応性希釈剤、単官能又は多官能性の重合性単量体、有機溶剤、有機又は無機微粒子、バインダー樹脂、フィラー、色材、分散剤等が挙げられる。中でも、ラジカル開始剤、ドライヤー等の硬化促進剤は、本発明の水系組成物の性能をより引き出すことができるため、添加することが好ましい成分である。
本発明の水系組成物の好ましい形態としては、更に、ラジカル開始剤及び/又はドライヤーを含む形態が挙げられる。
Moreover, the aqueous composition of the present invention may contain various additives as necessary in addition to the diene carboxylate anion and water as essential components.
Such additives are not particularly limited, but include curing accelerators, stabilizers, leveling agents, reactive diluents, monofunctional or polyfunctional polymerizable monomers, organic solvents, organic or inorganic fine particles, binders. Resins, fillers, coloring materials, dispersants and the like can be mentioned. Among them, a curing accelerator such as a radical initiator and a dryer is a component that is preferably added because it can further bring out the performance of the aqueous composition of the present invention.
A preferable form of the aqueous composition of the present invention further includes a form containing a radical initiator and / or a dryer.
以下に(A)ラジカル開始剤、(B)ドライヤー、(C)その他添加剤に分けて説明する。
(A)ラジカル開始剤
本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩は、加熱及び/又は電磁波や電子線等の活性エネルギー線の照射によりラジカル重合を開始し、重合・硬化させることができるが、ラジカル開始剤を併用することにより、より効果的に硬化させることができる。
上記ラジカル開始剤としては、加熱によりラジカルを発生する熱ラジカル開始剤と、活性エネルギー線の照射によりラジカルを発生する光ラジカル開始剤とがあり、通常ラジカル開始剤として用いられるものを1種又は2種以上使用できる。
また、必要に応じて、通常用いられるラジカル重合促進剤、光増感剤等を1種又は2種以上添加することも好ましい。
The following description will be divided into (A) radical initiator, (B) dryer, (C) and other additives.
(A) Radical initiator The diene carboxylate anion and its salt in the present invention can be polymerized and cured by initiating radical polymerization by heating and / or irradiation with active energy rays such as electromagnetic waves and electron beams. By using a radical initiator in combination, it can be cured more effectively.
Examples of the radical initiator include a thermal radical initiator that generates radicals by heating and a photo radical initiator that generates radicals by irradiation of active energy rays, and one or two of those usually used as radical initiators. More than seeds can be used.
Moreover, it is also preferable to add 1 type (s) or 2 or more types of the radical polymerization accelerator, photosensitizer, etc. which are used normally as needed.
上記熱ラジカル開始剤としては、有機過酸化物系開始剤やアゾ系開始剤が好適であり、具体的には、例えば、下記のもの等が挙げられる。
メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイド、アセチルアセテートパーオキサイド、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、α,α′−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、イソブチリルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシン酸パーオキサイド、m−トルオイルベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−s−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、α,α′−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3,−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシ−m−トルイルベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ビス(t−ブチルパーオキシ)イソフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン等の有機過酸化物系開始剤。
As the thermal radical initiator, organic peroxide initiators and azo initiators are suitable, and specific examples include the following.
Methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, methylcyclohexanone peroxide, methyl acetoacetate peroxide, acetyl acetate peroxide, 1,1-bis (t-hexylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1- Bis (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclododecane, 1,1-bis (t-butylperoxy) butane, 2,2-bis (4 , 4-Di-t-butylperoxycyclohexyl) propane p-menthane hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-hexyl hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, α, α '-Bis (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane, t-butylcumyl peroxide, di-t-butyl Peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3, isobutyryl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide , Stearoylpa Oxide, succinic acid peroxide, m-toluoylbenzoyl peroxide, benzoyl peroxide, di-n-propyl peroxydicarbonate, diisopropyl peroxydicarbonate, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di 2-ethoxyethyl peroxydicarbonate, di-2-ethoxyhexyl peroxydicarbonate, di-3-methoxybutyl peroxydicarbonate, di-s-butyl peroxydicarbonate, di (3-methyl-3- Methoxybutyl) peroxydicarbonate, α, α'-bis (neodecanoylperoxy) diisopropylbenzene, cumylperoxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate 1- Rohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxypivalate, t-butylperoxypivalate, , 1,3,3-Tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethyl Peroxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxyisopropylmonocarbonate, t-butylperoxy Isobutyrate, t-butyl peroxymalate, t-butyl peroxy 3,5,5-trimethylhexanoate, t-butyl peroxylaurate, t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t-butyl peroxyacetate, t-butyl Peroxy-m-toluylbenzoate, t-butylperoxybenzoate, bis (t-butylperoxy) isophthalate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (m-toluylperoxy) hexane, t-hexylper Oxybenzoate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyallyl monocarbonate, t-butyltrimethylsilyl peroxide, 3,3 ', 4,4'-tetra (t -Butylperoxycarbonyl) benzophenone, 2 Organic peroxide initiators such as 1,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane.
2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス(2−メチル−N−フェニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[N−(4−クロロフェニル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[N−(4−ヒドロフェニル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(フェニルメチル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−プロペニル)プロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[N−(2−ヒドロキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(4,5,6,7−テトラヒドロ−1H−1,3−ジアゼピン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(5−ヒドロキシ−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2′−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2′−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド}、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)、2,2′−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2,2′−アゾビス(2−メチルプロパン)、ジメチル−2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4′−アゾビス(4−シアノペンタン酸)、2,2′−アゾビス[2−(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル]等のアゾ系開始剤。 2-phenylazo-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, 1-[(1-cyano-1-methylethyl) azo] formamide, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2, 2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2, 4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile), 2,2'-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis (2-methyl-N-phenylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2 '-Azobis [N- (4-chlorophenyl) -2-methylpropionamidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis [N- (4-H Rophenyl) -2-methylpropionamidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2-methyl-N- (phenylmethyl) propionamidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2 -Propenyl) propionamidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis [N- (2-hydroxyethyl) -2-methylpropionamidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (5-methyl-2- Imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (4,5,6, 7-tetrahydro-1H-1,3-diazepin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- 3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (5-hydroxy-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane ] Dihydrochloride, 2,2'-azobis {2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (2-imidazoline- 2-yl) propane], 2,2'-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide}, 2,2'-azobis {2-methyl -N- [1,1-bis (hydroxymethyl) ethyl] propionamide}, 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide] 2,2'-azobis (2-methylpropionamide), 2,2'-azobis (2,4,4-trimethylpentane), 2,2'-azobis (2-methylpropane), dimethyl-2,2 -Azo initiators such as azobis (2-methylpropionate), 4,4'-azobis (4-cyanopentanoic acid), 2,2'-azobis [2- (hydroxymethyl) propionitrile].
上記熱ラジカル開始剤とともに使用できるラジカル重合促進剤としては、上記熱ラジカル開始剤の分解(開始ラジカルの発生)を促進するものであればよく、通常用いられるものを使用でき、特に限定されるものではない。例えば、コバルト、銅、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ジルコニウム、クロム、バナジウム、カルシウム、カリウム、セリウム、サマリウム等の金属の有機塩、無機塩、酸化物、又は金属錯体;1級、2級、3級のアミン化合物;4級アンモニウム塩;チオ尿素化合物;ケトン化合物等が挙げられる。具体的には、例えば、オクチル酸コバルト、ナフテン酸コバルト、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、オクチル酸銅、ナフテン酸銅、オクチル酸マンガン、ナフテン酸マンガン、ジメチルアニリン、トリエタノールアミン、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド、ジ(2−ヒドロキシエチル)p−トルイジン、エチレンチオ尿素、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル等が挙げられる。また、本発明におけるジエン系カルボン酸塩そのものが、このようなラジカル重合促進剤ともなり得る。 The radical polymerization accelerator that can be used together with the thermal radical initiator is not particularly limited as long as it promotes the decomposition (generation of initiation radicals) of the thermal radical initiator, and those that are usually used can be used. is not. For example, organic salts, inorganic salts, oxides or metal complexes of metals such as cobalt, copper, tin, zinc, manganese, iron, zirconium, chromium, vanadium, calcium, potassium, cerium, samarium; Tertiary amine compounds; quaternary ammonium salts; thiourea compounds; ketone compounds and the like. Specifically, for example, cobalt octylate, cobalt naphthenate, zinc octylate, zinc naphthenate, zirconium octylate, zirconium naphthenate, copper octylate, copper naphthenate, manganese octylate, manganese naphthenate, dimethylaniline, Examples include triethanolamine, triethylbenzylammonium chloride, di (2-hydroxyethyl) p-toluidine, ethylenethiourea, acetylacetone, and methyl acetoacetate. Further, the diene carboxylate itself in the present invention can be such a radical polymerization accelerator.
上記光ラジカル開始剤としては、アルキルフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、チオキサントン系化合物、ハロメチル化トリアジン系化合物、ハロメチル化オキサジアゾール系化合物、ビイミダゾール系化合物、オキシムエステル系化合物、チタノセン系化合物、安息香酸エステル系化合物、アクリジン系化合物等が好適であり、具体的には、例えば、下記するもの等が挙げられる。 Examples of the photo radical initiator include alkylphenone compounds, benzophenone compounds, benzoin compounds, thioxanthone compounds, halomethylated triazine compounds, halomethylated oxadiazole compounds, biimidazole compounds, oxime ester compounds, and titanocene. A compound, a benzoic acid ester compound, an acridine compound and the like are preferable, and specific examples thereof include the following.
2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−〔4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)ベンジル〕フェニル}−2−メチルプロパン−1−オン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−1−ブタノン、2−(ジメチルアミノ)−2−〔(4−メチルフェニル)メチル〕−1−〔4−(4−モルホリニル)フェニル〕−1−ブタノン等のアルキルフェノン系化合物;ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、2−カルボキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン系化合物;チオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−エトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−エトキシカルボニルナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等のハロメチル化トリアジン系化合物;2−トリクロロメチル−5−〔β−(2’−ベンゾフリル)ビニル〕−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−〔β−(2’−(6”−ベンゾフリル)ビニル)〕−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−フリル−1,3,4−オキサジアゾール等のハロメチル化オキサジアゾール系化合物;2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール等のビイミダゾール系化合物;1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕−1,2−オクタンジオン、1−〔9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル〕−,1−(O−アセチルオキシム)エタノン等のオキシムエステル系化合物;ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム等のチタノセン系化合物;p−ジメチルアミノ安息香酸、p−ジエチルアミノ安息香酸等の安息香酸エステル系化合物;9−フェニルアクリジン等のアクリジン系化合物。 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- [4- (2 -Hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1- {4- [4- (2-hydroxy-2-methylpropionyl) benzyl] phenyl}- 2-methylpropan-1-one, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone, 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) Nyl] -1-butanone and other alkylphenone compounds; benzophenone, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, benzophenone compounds such as 2-carboxybenzophenone, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin Benzoin compounds such as isobutyl ether; thioxanthone compounds such as thioxanthone, 2-ethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone; 2- (4-methoxy Phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- ( Halomethylated triazine compounds such as -ethoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-ethoxycarbonylnaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine; 2-trichloromethyl-5- [β- (2′-benzofuryl) vinyl] -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- [β- (2 ′-(6 ″ -benzofuryl) vinyl )]-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5-furyl-1,3,4-oxadiazole, and other halomethylated oxadiazole compounds; 2,2′-bis (2- Chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, 2,2′-bis (2,4-dichlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-teto Biphenyls such as phenyl-1,2′-biimidazole, 2,2′-bis (2,4,6-trichlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, etc. Imidazole compounds; 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)]-1,2-octanedione, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazole -3-yl]-, 1- (O-acetyloxime) ethanone and other oxime ester compounds; bis (η5-2,4-cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- ( 1H-pyrrol-1-yl) -phenyl) titanium compounds such as titanium; benzoic acid ester compounds such as p-dimethylaminobenzoic acid and p-diethylaminobenzoic acid; Acridine-based compounds such as gin.
上記光ラジカル開始剤とともに、光増感剤やラジカル重合促進剤を使用することにより、感度や硬化性を向上することができる。このような光増感剤やラジカル重合促進剤としては、通常用いられるものを使用することができ、特に限定されるものではない。色素系化合物、ジアルキルアミノベンゼン系化合物、メルカプタン系水素供与体等が好適であり、例えば、キサンテン色素、クマリン色素、3−ケトクマリン系化合物、ピロメテン色素等の色素系化合物;4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル等のジアルキルアミノベンゼン系化合物;2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール等のメルカプタン系水素供与体等が挙げられる。 Sensitivity and curability can be improved by using a photosensitizer and a radical polymerization accelerator together with the photo radical initiator. As such a photosensitizer and a radical polymerization accelerator, those usually used can be used and are not particularly limited. Dye-based compounds, dialkylaminobenzene-based compounds, mercaptan-based hydrogen donors, and the like are suitable. For example, xanthene dyes, coumarin dyes, 3-ketocoumarin-based compounds, pyromethene dyes and other dye-based compounds; ethyl 4-dimethylaminobenzoate And dialkylaminobenzene compounds such as 2-ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate; mercaptan hydrogen donors such as 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole and 2-mercaptobenzimidazole.
上記ラジカル開始剤を添加する場合、その添加量総量としては、目的、用途に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、重合・硬化性、分解物の悪影響、経済性のバランスの点から、ジエン系カルボン酸陰イオン又はその塩100質量%に対して0.01〜30質量%とすることが好ましい。より好ましくは0.05〜20質量%、更に好ましくは0.1〜15質量%である。 When adding the radical initiator, the total amount added may be appropriately set according to the purpose and application, and is not particularly limited, but from the viewpoint of balance between polymerization / curability, adverse effects of decomposition products, and economic efficiency. The diene carboxylate anion or salt thereof is preferably 0.01 to 30% by mass with respect to 100% by mass. More preferably, it is 0.05-20 mass%, More preferably, it is 0.1-15 mass%.
上記ラジカル重合促進剤、光増感剤を添加する場合、その添加量総量としては、目的、用途に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、重合・硬化性、経済性のバランス等から、ジエン系カルボン酸陰イオン又はその塩100質量%に対して0.001〜20質量%とすることが好ましい。より好ましくは0.005〜10質量%、更に好ましくは0.01〜10質量%である。 In the case of adding the radical polymerization accelerator and photosensitizer, the total amount added may be appropriately set according to the purpose and application, and is not particularly limited, but from the balance of polymerization / curability, economy, etc. The diene carboxylate anion or a salt thereof is preferably 0.001 to 20% by mass with respect to 100% by mass. More preferably, it is 0.005-10 mass%, More preferably, it is 0.01-10 mass%.
(B)ドライヤー
ドライヤーは、過酸化物の分解促進作用を有する化合物、すなわち、レドックス作用により過酸化物を分解して酸化物ラジカル、又は過酸化物ラジカルを発生させる化合物であり、通常ドライヤーとして用いられるものを1種又は2種以上使用できる。
このようなドライヤーとしては、特に限定されないが、例えば、コバルト、銅、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ジルコニウム、クロム、バナジウム、カルシウム、カリウム、セリウム、サマリウム等の金属の有機塩、無機塩、酸化物、又は金属錯体;1級、2級、3級のアミン化合物;4級アンモニウム塩;チオ尿素化合物;ケトン化合物等が挙げられる。具体的には、例えば、オクチル酸コバルト、ナフテン酸コバルト、オクチル酸銅、ナフテン酸銅、オクチル酸マンガン、ナフテン酸マンガン、オクチル酸バナジウム、ナフテン酸バナジウム、ジメチルアニリン、トリエタノールアミン、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド、ジ(2−ヒドロキシエチル)p−トルイジン、エチレンチオ尿素、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル等が挙げられる。また、ジエン系カルボン酸塩そのものが、このようなドライヤーともなり得る。
(B) A dryer dryer is a compound that has an action of promoting decomposition of peroxides, that is, a compound that decomposes peroxides by redox action to generate oxide radicals or peroxide radicals, and is usually used as a dryer. 1 type or 2 types or more can be used.
Examples of such a dryer include, but are not limited to, for example, cobalt, copper, tin, zinc, manganese, iron, zirconium, chromium, vanadium, calcium, potassium, cerium, samarium, and other metal organic salts, inorganic salts, and oxidation. Products, or metal complexes; primary, secondary, tertiary amine compounds; quaternary ammonium salts; thiourea compounds; ketone compounds. Specifically, for example, cobalt octylate, cobalt naphthenate, copper octylate, copper naphthenate, manganese octylate, manganese naphthenate, vanadium octylate, vanadium naphthenate, dimethylaniline, triethanolamine, triethylbenzylammonium chloride , Di (2-hydroxyethyl) p-toluidine, ethylenethiourea, acetylacetone, methyl acetoacetate and the like. In addition, the diene carboxylate itself can be such a dryer.
上記ドライヤーを添加する場合、その添加量総量としては、目的、用途に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、硬化性、経済性のバランス等から、ジエン系カルボン酸陰イオン又はその塩100質量%に対して0.001〜20質量%とすることが好ましい。より好ましくは0.005〜10質量%、更に好ましくは0.01〜10質量%である。 When the above dryer is added, the total amount added may be appropriately set according to the purpose and application, and is not particularly limited. However, from the balance of curability and economy, the diene carboxylate anion or a salt thereof It is preferable to set it as 0.001-20 mass% with respect to 100 mass%. More preferably, it is 0.005-10 mass%, More preferably, it is 0.01-10 mass%.
(C)その他添加剤
上記(A)ラジカル開始剤、(B)ドライヤー以外の添加剤としては、特に限定されないが、例えば、ラジカル開始剤及びドライヤー以外の硬化促進剤、安定剤、レベリング剤、反応性希釈剤、単官能又は多官能性の重合性単量体、有機溶剤、有機又は無機微粒子、バインダー樹脂、フィラー、色材(顔料、染料)、分散剤、密着性向上剤、離型剤、可塑剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、艶消し剤、消泡剤、帯電防止剤、スリップ剤、表面改質剤、酸発生剤等が挙げられる。以下に主だったものについて説明する。
(C) Other additives The additives other than the above (A) radical initiator and (B) dryer are not particularly limited. For example, curing accelerators other than radical initiators and dryers, stabilizers, leveling agents, reactions, etc. Diluent, monofunctional or polyfunctional polymerizable monomer, organic solvent, organic or inorganic fine particles, binder resin, filler, color material (pigment, dye), dispersant, adhesion improver, release agent, Examples include plasticizers, ultraviolet absorbers, infrared absorbers, matting agents, antifoaming agents, antistatic agents, slip agents, surface modifiers, and acid generators. The main items are explained below.
<ラジカル開始剤及びドライヤー以外の硬化促進剤>
ラジカル開始剤及びドライヤー以外の硬化促進剤としては、多官能チオールが挙げられる。多官能チオールは、ラジカル硬化において多官能性連鎖移動剤として作用でき、また、本発明におけるジエン系カルボン酸塩がα−(メタ)アリルオキシメチルカルボン酸塩である場合、(メタ)アリルエーテル基とのエン−チオール反応機構に基づく架橋剤としても作用できるため、本発明におけるジエン系カルボン酸塩の硬化性を向上することができる。このような多官能チオールとしては、メルカプト基を同一分子内に2個以上有する化合物であれば、特に限定されないが、例えば、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(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(3−メルカプトブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5−トリス(3−メルカブトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン等が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
<Hardening accelerator other than radical initiator and dryer>
Examples of the curing accelerator other than the radical initiator and the dryer include polyfunctional thiols. The polyfunctional thiol can act as a polyfunctional chain transfer agent in radical curing, and when the diene carboxylate in the present invention is α- (meth) allyloxymethylcarboxylate, a (meth) allyl ether group Since it can act also as a crosslinking agent based on the ene-thiol reaction mechanism, the curability of the diene carboxylate in the present invention can be improved. Such a polyfunctional thiol is not particularly limited as long as it is a compound having two or more mercapto groups in the same molecule. For example, trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3 -Mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate), dipentaerythritol hexakis (3-mercaptopropionate), 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane, 1,3 , 5-tris (3-mercaptobutyloxyethyl) -1,3,5-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) -trione and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記ラジカル開始剤及びドライヤー以外の硬化促進剤の添加量総量としては、目的、用途に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、ジエン系カルボン酸陰イオン又はその塩100質量%に対して0〜150質量%とすることが好ましい。より好ましくは、0〜100質量%、更に好ましくは0〜80質量%である。
上記ラジカル開始剤及びドライヤー以外の硬化促進剤は、本発明の水系組成物の必須成分ではなく、用途や硬化条件等に応じて添加しない方がよい場合もあるため、0質量%であってもよい。
The total amount of the curing accelerator other than the radical initiator and the dryer may be appropriately set depending on the purpose and application, and is not particularly limited, but is 100% by mass of the diene carboxylate anion or a salt thereof. It is preferable to set it as 0-150 mass%. More preferably, it is 0-100 mass%, More preferably, it is 0-80 mass%.
Curing accelerators other than the radical initiator and the dryer are not essential components of the aqueous composition of the present invention, and may not be added depending on the use or curing conditions. Good.
<安定剤>
安定剤は、取扱い性や貯蔵安定性を向上するために、ラジカル重合や酸化重合を防止する機能を持つ化合物であり、通常用いられる重合禁止剤、酸化防止剤を1種又は2種以上使用でき、特に限定されるものではない。
このような化合物としては、例えば、フェノール系化合物、有機酸銅塩、フェノチアジン類、ホスファイト類、ホスフィン類、チオエーテル類、ヒンダードアミン系化合物、アスコルビン酸類、チオシアン酸塩類、チオ尿素誘導体、亜硝酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ヒドロキシルアミン誘導体等を挙げることができる。これらの中では、着色や相溶性等の点でフェノール系化合物が好ましく、具体的には、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、t−ブチルハイドロキノン、p−メトキシフェノール、6−t−ブチル−2,4−キシレノール、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシフェノール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)等が挙げられる。また、これらフェノール系化合物と、ホスファイト類やチオエーテル類に代表されるいわゆる2次酸化防止剤に分類される安定剤とを併用すると、より重合防止性や着色防止性が高まり、更に好ましい。
<Stabilizer>
Stabilizers are compounds that have the function of preventing radical polymerization and oxidative polymerization in order to improve handling and storage stability. One or more polymerization inhibitors and antioxidants that are usually used can be used. There is no particular limitation.
Examples of such compounds include phenolic compounds, organic acid copper salts, phenothiazines, phosphites, phosphines, thioethers, hindered amine compounds, ascorbic acids, thiocyanates, thiourea derivatives, nitrites, sulfites. Examples thereof include salts, thiosulfates, and hydroxylamine derivatives. Among these, phenolic compounds are preferable in terms of coloring and compatibility. Specifically, hydroquinone, methylhydroquinone, trimethylhydroquinone, t-butylhydroquinone, p-methoxyphenol, 6-t-butyl-2, 4-xylenol, 2,6-di-t-butylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-methoxyphenol, 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), and the like. . In addition, it is more preferable to use these phenolic compounds in combination with stabilizers classified as so-called secondary antioxidants typified by phosphites and thioethers because the polymerization prevention property and the coloration prevention property are further enhanced.
上記安定剤を添加する場合、その添加量総量としては、目的、用途に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、硬化性、経済性のバランス等から、ジエン系カルボン酸陰イオン又はその塩100質量%に対して0.001〜20質量%とすることが好ましい。より好ましくは、0.005〜10質量%、更に好ましくは0.01〜5質量%である。また、金属の種類、保存条件や、ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の構造や使用条件によっては、ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩は安定であり、上記安定剤の添加量を0質量%とすることもできる。 When the stabilizer is added, the total amount added may be appropriately set according to the purpose and application, and is not particularly limited. However, from the balance of curability and economy, the diene carboxylate anion or its It is preferable to set it as 0.001-20 mass% with respect to 100 mass% of salt. More preferably, it is 0.005-10 mass%, More preferably, it is 0.01-5 mass%. In addition, depending on the type of metal, storage conditions, and the structure and use conditions of the diene carboxylate anion and its salt, the diene carboxylate anion and its salt are stable, and the addition amount of the stabilizer is 0 mass. %.
<レベリング剤>
水は表面張力が高い液媒体であるため、水を含む組成物を吸水性に乏しい素材に塗布するとはじきを生じやすい。水系組成物を紙や布等の吸水性の素材へ塗布する場合や、水系組成物を基材どうしで挟み込む場合は、水系組成物の表面張力が高くても使用可能だが、水系組成物を吸水性に乏しい素材の表面に塗布する場合は、素材表面を十分に濡らすことができる程度まで、水系組成物の表面張力を下げることが好ましい。そのため、水系組成物を吸水性に乏しい素材の表面に塗布する用途に使用する場合、レベリング剤、又は界面活性剤として分類される親油性部位と親水性部位とを有する化合物を更に含ませることが多い。
本発明の水系組成物は、組成物中に含む陰イオンやカチオンの種類、量によっては、レベリング剤を含まずとも十分に表面張力が低い場合もあるが、レベリング剤を添加して表面張力を低下させることが必要な場合もある。
<Leveling agent>
Since water is a liquid medium having a high surface tension, repelling tends to occur when a composition containing water is applied to a material having poor water absorption. When the aqueous composition is applied to a water-absorbing material such as paper or cloth, or when the aqueous composition is sandwiched between substrates, the aqueous composition can be used even if the surface tension of the aqueous composition is high. When applying to the surface of a material with poor properties, it is preferable to lower the surface tension of the aqueous composition to such an extent that the surface of the material can be sufficiently wetted. Therefore, when the aqueous composition is used for application to the surface of a material having poor water absorption, it may further contain a compound having a lipophilic part and a hydrophilic part classified as a leveling agent or surfactant. Many.
Depending on the type and amount of anions and cations contained in the composition, the aqueous composition of the present invention may have a sufficiently low surface tension even without a leveling agent. It may be necessary to reduce it.
このようなレベリング剤としては、アルキルカルボン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルスルホン酸塩、フルオロアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルリン酸塩、フルオロアルキルスルホン酸塩、ポリオキシエチレン誘導体、フルオロアルキルエチレンオキシド誘導体、ポリエチレングリコール誘導体、アルキルアンモニウム塩、フルオロアルキルアンモニウム塩類、シリコーン誘導体等、各種のイオン性又は非イオン性のものを挙げることができ、特にフッ素系、シリコーン誘導体が好ましい。 Such leveling agents include alkyl carboxylates, alkyl phosphates, alkyl sulfonates, fluoroalkyl carboxylates, fluoroalkyl phosphates, fluoroalkyl sulfonates, polyoxyethylene derivatives, fluoroalkyl ethylene oxide derivatives. And various ionic or nonionic compounds such as polyethylene glycol derivatives, alkylammonium salts, fluoroalkylammonium salts, silicone derivatives and the like, and fluorine-based and silicone derivatives are particularly preferable.
具体的には、例えば、MEGFAC F−110、同F−113、同F−114、同F−120、同F−812、同F−142D、同F−144D、同F−150、同F−171、同F−173、同F−177、同F−183、同F−195、同F−824、同F−833、同F−410、同F−493、同F−494、同F−443、同F−444、同F−445、同F−446、同F−470、同F−471、同F−474、同F−475、同F−477、同F−478、同F−479、同F−480SF、同F−482、同F−483、同F−484、同F−486、同F−487、同F−489、同F−172D、同F−178K、同F−178RM、同R−08、同R−30、同F−472SF、同BL−20,同R−61,同R−90、同ESM−1、同MCF−350SF(以上、DIC社製);フタージェント100、同100C、同110、同150、同150CH、同A、同100A−K、同501、同300、同310、同320、同400SW、同251、同215M、同212MH、同250、同222F、同212D、同245F、FTX−400P、同218、同209F、同213F、同233F、同208G、同240G、同206D、同220D、同230D、同240D、同207S、同211S、同220S、同230S、同750FM、同730FM、同730FL、同710FS、同710FM、同710FL、同750LL、同730LS、同730LM、同730LL、同710LL(以上、ネオス社製);BYK−300、同302、同306、同307、同310、同315、同320、同322、同323、同325、同330、同331、同333、同337、同340、同344、同370、同375、同377、同350、同352、同354、同355、同356、同358N、同361N、同357、同390、同392、同UV3500、同UV3510、同UV3570、同Silclean3700(以上、ビックケミー・ジャパン社製);TEGO Rad2100、同2200N、同2250、同2300、同2500、同2600、同2700(以上、テゴ社製)等が挙げられるが、かかる例示に限定されるものではない。 Specifically, for example, MEGFAC F-110, F-113, F-114, F-120, F-812, F-142D, F-144D, F-150, F- 171, F-173, F-177, F-183, F-195, F-824, F-833, F-410, F-493, F-494, F- 443, F-444, F-445, F-446, F-470, F-471, F-474, F-475, F-477, F-478, F- 479, F-480SF, F-482, F-483, F-484, F-486, F-487, F-487, F-172D, F-178K, F- 178RM, R-08, R-30, F-472SF, BL-20, R-61, R 90, ESM-1, MCF-350SF (manufactured by DIC); Footent 100, 100C, 110, 150, 150CH, A, 100A-K, 501, 300, 310, 320, 400 SW, 251, 215M, 212MH, 250, 222F, 212D, 245F, FTX-400P, 218, 209F, 213F, 233F, 208G, 240G 206D, 220D, 230D, 240D, 207S, 211S, 220S, 230S, 750FM, 730FM, 730FL, 710FS, 710FM, 710FL, 750LL, 730LS, 730LM, 730LL, 710LL (from Neos); BYK-300, 3 02, 306, 307, 310, 315, 320, 322, 323, 325, 330, 331, 333, 337, 340, 344, 370, 375, 377, 350, 352, 354, 355, 355, 356, 358N, 361N, 357, 390, 392, UV3500, UV3510, UV3570, Silclean3700 (above, Big Chemie Japan) TEGO Rad2100, 2200N, 2250N, 2300, 2500, 2600, 2700 (above, manufactured by Tego Co., Ltd.) and the like, but are not limited thereto.
上記レベリング剤を添加する場合、その添加量総量としては、目的、用途に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、レベリング性、密着性、経済性のバランス等から、本発明の水系組成物中に0.001〜5質量%とすることが好ましい。より好ましくは、0.005〜1質量%、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。また、組成物中に含まれる陰イオンやカチオンの種類、量、又はその他の添加物によっては、レベリング剤を含まずとも十分に表面張力が低い場合もあり、上記レベリング剤の添加量を0質量%とすることもできる。 When the leveling agent is added, the total amount added may be appropriately set according to the purpose and application, and is not particularly limited. However, from the balance of leveling properties, adhesion, economy, etc., the aqueous composition of the present invention It is preferable to set it as 0.001-5 mass% in a thing. More preferably, it is 0.005-1 mass%, More preferably, it is 0.01-0.5 mass%. Further, depending on the type and amount of anions and cations contained in the composition, or other additives, the surface tension may be sufficiently low without including a leveling agent, and the addition amount of the leveling agent is 0 mass. %.
<反応性希釈剤、単官能又は多官能性の重合性単量体>
本発明の水系組成物は、目的や用途に応じて、単官能又は多官能性の重合性単量体(加熱又は活性エネルギー線の照射等により重合しうる重合性基を有する低分子化合物)を含んでいてもよい。このうち、特に特に常温で液状・低粘度のものは粘度調整機能も有するため反応性希釈剤に分類されることがある。重合性基としては、炭素−炭素不飽和結合のようなラジカル重合性基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基のようなカチオン重合性基が挙げられ、これら重合性基を同一分子内に1つだけ(単官能性)、又は2つ以上(多官能性)を有していてもよい。2つ以上有する場合、同じ重合性基でも異なる2種以上でもよい。
本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンは、ラジカル重合性を有するため、同じ機構で硬化することができるラジカル重合性基を有する重合性単量体が、相乗効果を得られやすく好ましい。
<Reactive diluent, monofunctional or polyfunctional polymerizable monomer>
The aqueous composition of the present invention comprises a monofunctional or polyfunctional polymerizable monomer (low molecular compound having a polymerizable group that can be polymerized by heating or irradiation with active energy rays) depending on the purpose and application. May be included. Of these, those that are liquid and low-viscosity at room temperature are sometimes classified as reactive diluents because they also have a viscosity adjusting function. Examples of the polymerizable group include a radical polymerizable group such as a carbon-carbon unsaturated bond, and a cationic polymerizable group such as an epoxy group, an oxetanyl group, and a vinyl ether group. One of these polymerizable groups is included in the same molecule. May have only (monofunctional), or two or more (polyfunctional). When two or more are present, the same polymerizable group or two or more different groups may be used.
Since the diene carboxylate anion in the present invention has radical polymerizability, a polymerizable monomer having a radical polymerizable group that can be cured by the same mechanism is preferable because a synergistic effect can be easily obtained.
単官能性のラジカル重合性単量体としては、具体的には、例えば、下記するもの等を挙げることができる。
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−アミル、(メタ)アクリル酸s−アミル、(メタ)アクリル酸t−アミル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸β−メチルグリシジル、(メタ)アクリル酸β−エチルグリシジル、(メタ)アクリル酸(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル等の(メタ)アクリル酸エステル類。
Specific examples of the monofunctional radically polymerizable monomer include those described below.
Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, s-butyl (meth) acrylate, T-butyl (meth) acrylate, n-amyl (meth) acrylate, s-amyl (meth) acrylate, t-amyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl, isodecyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclohexylmethyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, (meth) Stearyl acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, isovo (meth) acrylate Nyl, adamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, ( 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, ( Phenoxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, β-methylglycidyl (meth) acrylate, β-ethylglycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid (3 , 4-epoxycyclohexyl) methyl, (meth) acrylic acid N, - dimethylaminoethyl, alpha-hydroxymethyl acrylate methyl, (meth) acrylic acid esters such as alpha-hydroxymethyl acrylate.
N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド類;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、けい皮酸、ビニル安息香酸等の不飽和モノカルボン酸類;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和多価カルボン酸類;コハク酸モノ(2−アクリロイルオキシエチル)、コハク酸モノ(2−メタクリロイルオキシエチル)等の不飽和基とカルボキシル基の間が鎖延長されている不飽和モノカルボン酸類;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和酸無水物類;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、メトキシスチレン等の芳香族ビニル類;メチルマレイミド、エチルマレイミド、イソプロピルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド、ベンジルマレイミド、ナフチルマレイミド等のN置換マレイミド類;1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役ジエン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、n−ノニルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルモルフォリン、N−ビニルアセトアミド等のN−ビニル化合物類;(メタ)アクリル酸イソシアナトエチル、アリルイソシアネート等の不飽和イソシアネート類。 (Meth) acrylamides such as N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, and acryloylmorpholine; Unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, and vinylbenzoic acid Acids; unsaturated polycarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and mesaconic acid; unsaturated such as mono (2-acryloyloxyethyl) succinate and mono (2-methacryloyloxyethyl) succinate Monocarboxylic acids in which the chain is extended between the carboxyl group and the unsaturated group; unsaturated acid anhydrides such as maleic anhydride and itaconic anhydride; aromatics such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene and methoxystyrene Vinyls: methylmaleimide, ethylmaleimide, isopropylmaleimide, cyclo N-substituted maleimides such as xylmaleimide, phenylmaleimide, benzylmaleimide and naphthylmaleimide; conjugated dienes such as 1,3-butadiene, isoprene and chloroprene; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate and vinyl benzoate Class: methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, n-nonyl vinyl ether, lauryl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, methoxyethoxyethyl vinyl ether, methoxypolyethylene glycol vinyl ether, 2- Hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, etc. N-ethers; N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrolidone, N-vinyl caprolactam, N-vinyl imidazole, N-vinyl morpholine, N-vinyl acetamide; non-isocyanatoethyl (meth) acrylate, allyl isocyanate, etc. Saturated isocyanates.
また、本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンと同様の構造を有するカルボン酸又はエステルである場合、すなわち、下記一般式で表される化合物もまた反応性希釈剤として好適である。 Moreover, when it is a carboxylic acid or ester having the same structure as the diene carboxylate anion in the present invention, that is, a compound represented by the following general formula is also suitable as a reactive diluent.
式中、Rは水素原子又はメチル基を表す。X1、Y1、Z1、X2及びY2は、同一又は異なって、メチレン基、水素原子がメチル基で置換されたメチレン基、酸素原子、硫黄原子、又は、イミノ基を表す。ただし、X1、Y1及びZ1のうち、少なくとも1つは、酸素原子、硫黄原子、又は、イミノ基であり、X2及びY2のうち、少なくとも1つは、酸素原子、硫黄原子、又は、イミノ基である。R’は水素原子、又は1価の有機基を表す。
特に、R’が水素原子や、メチル、エチル、プロピル、ブチル、2−エチルヘキシル、シクロヘキシル、イソボルニル、ジシクロペンタニル、ジシクロペンテニルオキシエチル、ベンジル、メトキシエチル、テトラヒドロフルフリル等の、炭素数が12以下の酸素原子を含んでいてもよい炭化水素骨格を有する1価の有機基である場合、希釈性が非常に高く、好ましい。
In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group. X 1 , Y 1 , Z 1 , X 2 and Y 2 are the same or different and each represents a methylene group, a methylene group in which a hydrogen atom is substituted with a methyl group, an oxygen atom, a sulfur atom or an imino group. However, at least one of X 1 , Y 1 and Z 1 is an oxygen atom, a sulfur atom or an imino group, and at least one of X 2 and Y 2 is an oxygen atom, a sulfur atom, Or it is an imino group. R ′ represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
In particular, R ′ is a hydrogen atom, methyl, ethyl, propyl, butyl, 2-ethylhexyl, cyclohexyl, isobornyl, dicyclopentanyl, dicyclopentenyloxyethyl, benzyl, methoxyethyl, tetrahydrofurfuryl, etc. In the case of a monovalent organic group having a hydrocarbon skeleton that may contain 12 or less oxygen atoms, the dilutability is very high, which is preferable.
多官能性のラジカル重合性単量体としては、具体的には、例えば、下記するもの等を挙げることができる。
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類。
Specific examples of the polyfunctional radically polymerizable monomer include those described below.
Ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, cyclohexanedimethanol Di (meth) acrylate, bisphenol A alkylene oxide di (meth) acrylate, bisphenol F alkylene oxide di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate , Pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipenta Lithritol hexa (meth) acrylate, ethylene oxide-added trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide-added ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, ethylene oxide-added pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ethylene oxide-added dipentaerythritol hexa (meth) acrylate , Propylene oxide-added trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propylene oxide-added ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, propylene oxide-added pentaerythritol tetra (meth) acrylate, propylene oxide-added dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ε- Caprolactone-added trimethylolpropane tri (meth) acryl And polyfunctional (meth) acrylates such as ε-caprolactone-added ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, ε-caprolactone-added pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and ε-caprolactone-added dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.
エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ブチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジビニルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル等の多官能ビニルエーテル類;(メタ)アクリル酸2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸5−ビニロキシペンチル、(メタ)アクリル酸6−ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル等のビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類。 Ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, polyethylene glycol divinyl ether, propylene glycol divinyl ether, butylene glycol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, bisphenol A alkylene oxide divinyl ether, bisphenol F alkylene oxide divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, ditrile Methylolpropane tetravinyl ether, glycerin trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, dipentaerythritol pentavinyl ether, dipentaerythritol hexavinyl ether, ethylene oxide-added trimethylolpropane trivinyl ether, ethylene oxide-added ditrimethyl Polyfunctional vinyl ethers such as ethylene propane tetravinyl ether, ethylene oxide-added pentaerythritol tetravinyl ether, ethylene oxide-added dipentaerythritol hexavinyl ether; (meth) acrylic acid 2-vinyloxyethyl, (meth) acrylic acid 3-vinyloxypropyl, (meth) 1-methyl-2-vinyloxyethyl acrylate, 2-vinyloxypropyl (meth) acrylate, 4-vinyloxybutyl (meth) acrylate, 4-vinyloxycyclohexyl (meth) acrylate, 5-vinyloxy (meth) acrylate Pentyl, 6-vinyloxyhexyl (meth) acrylate, 4-vinyloxymethylcyclohexylmethyl (meth) acrylate, p-vinyloxymethylphenylmethyl (meth) acrylate, (meth) acryl 2- (vinyloxy) ethyl, (meth) vinyl ether group-containing (meth) acrylic acid esters such as ethyl acrylic acid 2- (vinyloxy ethoxy ethoxy ethoxy).
エチレングリコールジアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ポリエチレングリコールジアリルエーテル、プロピレングリコールジアリルエーテル、ブチレングリコールジアリルエーテル、ヘキサンジオールジアリルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジアリルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、グリセリントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタアリルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリアリルエーテル、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル等の多官能アリルエーテル類;(メタ)アクリル酸アリル等のアリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等の多官能(メタ)アクリロイル基含有イソシアヌレート類;トリアリルイソシアヌレート等の多官能アリル基含有イソシアヌレート類;トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の多官能イソシアネートと(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類との反応で得られる多官能ウレタン(メタ)アクリレート類;ジビニルベンゼン等の多官能芳香族ビニル類。 Ethylene glycol diallyl ether, diethylene glycol diallyl ether, polyethylene glycol diallyl ether, propylene glycol diallyl ether, butylene glycol diallyl ether, hexanediol diallyl ether, bisphenol A alkylene oxide diallyl ether, bisphenol F alkylene oxide diallyl ether, trimethylolpropane triallyl ether, Ditrimethylolpropane tetraallyl ether, glycerin triallyl ether, pentaerythritol tetraallyl ether, dipentaerythritol pentaallyl ether, dipentaerythritol hexaallyl ether, ethylene oxide-added trimethylolpropane triallyl ether, ethylene oxide-added ditrimethyl Polyfunctional allyl ethers such as ethylene propane tetraallyl ether, ethylene oxide-added pentaerythritol tetraallyl ether, ethylene oxide-added dipentaerythritol hexaallyl ether; allyl group-containing (meth) acrylic esters such as allyl (meth) acrylate; Multifunctional (meth) acryloyl groups such as tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, tri (methacryloyloxyethyl) isocyanurate, alkylene oxide-added tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, alkylene oxide-added tri (methacryloyloxyethyl) isocyanurate -Containing isocyanurates; polyfunctional allyl group-containing isocyanurates such as triallyl isocyanurate; tolylene diisocyanate, isophorone di Polyfunctional urethane obtained by reaction of polyfunctional isocyanates such as socyanate and xylylene diisocyanate with hydroxyl-containing (meth) acrylic esters such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate (Meth) acrylates; polyfunctional aromatic vinyls such as divinylbenzene;
また、本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンと同様の構造を有するエステルである場合、すなわち、下記一般式で表される化合物もまた反応性希釈剤として好適である。 In addition, when the ester has the same structure as the diene carboxylate anion in the present invention, that is, a compound represented by the following general formula is also suitable as the reactive diluent.
式中、Rは水素原子又はメチル基を表す。X1、Y1、Z1、X2及びY2は、同一又は異なって、メチレン基、水素原子がメチル基で置換されたメチレン基、酸素原子、硫黄原子、又は、イミノ基を表す。ただし、X1、Y1及びZ1のうち、少なくとも1つは、酸素原子、硫黄原子、又は、イミノ基であり、X2及びY2のうち、少なくとも1つは、酸素原子、硫黄原子、又は、イミノ基である。Zは2価以上の有機基、nは2以上の整数を表す。 In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group. X 1 , Y 1 , Z 1 , X 2 and Y 2 are the same or different and each represents a methylene group, a methylene group in which a hydrogen atom is substituted with a methyl group, an oxygen atom, a sulfur atom or an imino group. However, at least one of X 1 , Y 1 and Z 1 is an oxygen atom, a sulfur atom or an imino group, and at least one of X 2 and Y 2 is an oxygen atom, a sulfur atom, Or it is an imino group. Z represents a divalent or higher organic group, and n represents an integer of 2 or higher.
上記重合性単量体の添加量総量としては、目的、用途に応じて、適宜設定すればよく、特に限定されないが、ジエン系カルボン酸陰イオン又はその塩100質量%に対して0〜1500質量%とすることが好ましい。より好ましくは、0〜1000質量%、更に好ましくは0〜800質量%である。
上記重合性単量体は、本発明の水系組成物の必須成分ではなく、用途や硬化条件等に応じて添加しない方がよい場合もあるため、0質量%であってもよい。
The total amount of the polymerizable monomer added may be appropriately set according to the purpose and application, and is not particularly limited, but is 0 to 1500 mass with respect to 100 mass% of the diene carboxylate anion or a salt thereof. % Is preferable. More preferably, it is 0-1000 mass%, More preferably, it is 0-800 mass%.
The polymerizable monomer is not an essential component of the aqueous composition of the present invention, and may not be added depending on the application, curing conditions, and the like.
<有機溶剤>
本発明の水系組成物は、水を液媒体として含むものであるが、目的や用途に応じて、有機溶剤を含んでいてもよい。当該有機溶剤としては、例えば、下記するもの等を挙げることができる。
メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール等のモノアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類;テトラヒドロフラン,ジオキサン等の環状エーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、3−メトキシブタノール等のグリコールモノエーテル類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のグリコールモノエーテルのエステル類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のアルキルエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;トリエチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、オクチルアミン、ピリジン等のアミン類。
これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよく、また、目的、用途に応じて適宜選択すればよい。
<Organic solvent>
The aqueous composition of the present invention contains water as a liquid medium, but may contain an organic solvent depending on the purpose and application. Examples of the organic solvent include those described below.
Monoalcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, s-butanol; glycols such as ethylene glycol and propylene glycol; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene Glycol monoethers such as glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, 3-methoxybutanol; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol Jie Glycol ethers such as ether ether, ethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether; ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono Butyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, Esters of glycol monoethers such as propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monobutyl ether acetate, 3-methoxybutyl acetate; methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate , Isopropyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, 3 -Alkyl esters such as ethyl ethoxypropionate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyrate Ketones such as luketone and cyclohexanone; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane and octane; amides such as dimethylformamide, dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone Amines such as triethylamine, dibutylamine, tributylamine, octylamine, pyridine;
These may be used alone or in combination of two or more, and may be appropriately selected depending on the purpose and application.
上記有機溶剤の添加量総量としては、目的、用途に応じて適宜設定すればよく、上記水系組成物における水の含有割合を満たす限り特に限定されないが、ジエン系カルボン酸陰イオン又はその塩100質量%に対して0〜2000質量%とすることが好ましい。より好ましくは、0〜1500質量%、更に好ましくは0〜1000質量%である。
上記有機溶剤は、本発明の水系組成物の必須成分ではなく、用途や硬化条件等に応じて添加しない方がよい場合があり、0質量%であってもよい。
The total amount of the organic solvent added may be appropriately set according to the purpose and application, and is not particularly limited as long as the content ratio of water in the aqueous composition is satisfied, but the diene carboxylate anion or a
The organic solvent is not an essential component of the aqueous composition of the present invention, and may not be added depending on the application and curing conditions, and may be 0% by mass.
<有機又は無機微粒子>
本発明の水系組成物は、着色、UVカット、IRカット、高硬度化、ゴム弾性付与、耐擦傷性向上、高屈折率化、低屈折率化、抗菌性付与等、様々な機能を硬化物に付与する目的で、有機又は無機の微粒子を含むことができる。このような微粒子の粒子径としては、透明性を要する場合は100nm以下程度のサブミクロンオーダーが好ましく、隠ぺい性を要する場合は1〜100μm程度のミクロンオーダーが好ましく、適宜、目的、用途に応じて選択すればよい。当該粒子径の測定方法は、粒子の種類や粒子径に応じて適宜選択すればよい。例えば、光学顕微鏡や電子顕微鏡を用いて測定できる。
また、微粒子の種類は、付与、又は向上させたい機能に応じて適宜選択すればよく、例えば、着色したい場合は各種の有機顔料又は無機顔料、UVカットしたい場合は酸化亜鉛等のUV吸収性の無機微粒子、硬度や耐擦傷性を向上させたい場合はジルコニアやシリカ等の高硬度の無機微粒子、ゴム弾性を付与したい場合はポリマー微粒子、高屈折率化したい場合はチタニアやジルコニア等の高屈折率微粒子を用いることができる。
<Organic or inorganic fine particles>
The aqueous composition of the present invention is a cured product having various functions such as coloring, UV cut, IR cut, high hardness, rubber elasticity, scratch resistance, high refractive index, low refractive index, and antibacterial properties. Organic or inorganic fine particles can be included for the purpose of imparting to the above. The particle size of such fine particles is preferably in the submicron order of about 100 nm or less when transparency is required, and is preferably in the order of 1 to 100 μm when hiding is required, depending on the purpose and application as appropriate. Just choose. The method for measuring the particle diameter may be appropriately selected according to the type of particle and the particle diameter. For example, it can be measured using an optical microscope or an electron microscope.
In addition, the type of fine particles may be appropriately selected according to the function to be imparted or improved. For example, various organic pigments or inorganic pigments are used for coloring, and UV-absorbing materials such as zinc oxide are used for UV cutting. Inorganic fine particles, high hardness inorganic fine particles such as zirconia and silica for improving hardness and scratch resistance, polymer fine particles for imparting rubber elasticity, high refractive index such as titania and zirconia for high refractive index Fine particles can be used.
本発明の水系組成物においては微粒子が分散されている状態であることが好ましく、そのような状態を作る方法としては、例えば、ジエン系カルボン酸イオンと水と微粒子を含む状態で、好ましくは分散剤を加えて微粒子を破砕分散させる方法、別途用意しておいた微粒子分散液を微粒子を含まない本発明の水系組成物に混合する方法、ジエン系カルボン酸イオンと水と微粒子前駆体とを含む状態で、加水分解、還元等の方法により微粒子前駆体を微粒子化する方法等、微粒子分散液を調製する方法として知られている各種の方法を適用できる。 In the aqueous composition of the present invention, it is preferable that fine particles are dispersed. As a method for producing such a state, for example, in a state containing diene carboxylate ions, water, and fine particles, A method of crushing and dispersing fine particles by adding an agent, a method of mixing a separately prepared fine particle dispersion with the aqueous composition of the present invention containing no fine particles, a diene carboxylate ion, water and a fine particle precursor Various methods known as methods for preparing a fine particle dispersion, such as a method of making a fine particle precursor into fine particles by a method such as hydrolysis or reduction in the state, can be applied.
付与又は向上させたい機能が、例えば、透明性、硬度、及び耐擦傷性であって、微粒子を分散させる方法が別途用意しておいた微粒子分散液を微粒子を含まない本発明の水系組成物に混合する方法である場合、そのような別途用意しておく微粒子分散液としては、例えばコロイダルシリカが挙げられる。具体的には、例えば、ST−30、ST−O、ST−N、ST−C、ST−AK、ST−AK−A(以上、日産化学社製)等が挙げられる。 The functions desired to be imparted or improved are, for example, transparency, hardness, and scratch resistance, and a fine particle dispersion prepared separately by a method for dispersing fine particles is added to the aqueous composition of the present invention containing no fine particles. In the case of a mixing method, such a separately prepared fine particle dispersion includes colloidal silica, for example. Specific examples include ST-30, ST-O, ST-N, ST-C, ST-AK, ST-AK-A (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) and the like.
上記微粒子の添加量総量としては、目的、用途に応じて、上記機能性を考慮して適宜設定すればよく、特に限定されないが、ジエン系カルボン酸陰イオン又はその塩100質量%に対して0〜1000質量%とすることが好ましい。より好ましくは、0〜500質量%、更に好ましくは0〜200質量%である。
上記微粒子は、本発明の水系組成物の必須成分ではなく、用途や硬化条件等に応じて添加しない方がよい場合もあるため、0質量%であってもよい。
The total amount of the fine particles added may be appropriately set in consideration of the functionality according to the purpose and application, and is not particularly limited, but is 0 with respect to 100% by mass of the diene carboxylate anion or a salt thereof. It is preferable to set it to -1000 mass%. More preferably, it is 0-500 mass%, More preferably, it is 0-200 mass%.
The fine particles are not essential components of the aqueous composition of the present invention, and may not be added depending on the application, curing conditions, and the like, and may be 0% by mass.
<バインダー樹脂>
バインダー樹脂は、塗膜形成性付与/向上、型崩れ防止等の充填剤的な役割をするオリゴマー又はポリマーであり、目的や用途に応じて、更に、アルカリ現像性、色材分散性、耐熱性、密着性等、様々な機能を付与する。このようなバインダー樹脂としては、様々なオリゴマー又はポリマーを1種又は2種以上使用でき、特に限定されるものではない。
<Binder resin>
The binder resin is an oligomer or polymer that plays a role of filler such as imparting / improving coating film formability, prevention of shape loss, and the like. Various functions such as adhesion are imparted. As such a binder resin, one or two or more kinds of various oligomers or polymers can be used, and the binder resin is not particularly limited.
上記バインダー樹脂の主鎖骨格としては、(メタ)アクリル系樹脂骨格;ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、ポリ(p−メチルスチレン)等のスチレン系樹脂骨格;ポリカーボネート系骨格;ポリアリレート系骨格;ポリエーテルスルホン系骨格;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン等のポリオレフィン系樹脂骨格;ノルボルネン樹脂等の環状オレフィン系樹脂骨格;塩化ビニル樹脂、塩素化ビニル樹脂等のハロゲン含有樹脂骨格;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレート等のポリエステル系樹脂骨格;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610等のポリアミド系骨格;セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂骨格;ポリアセタール系樹脂骨格;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素樹脂骨格;ポリフェニレンオキシド系骨格;ポリフェニレンスルフィド系骨格;ポリエーテルエーテルケトン系骨格;ポリエーテルニトリル系骨格;ポリサルホン系骨格;ポリエーテルサルホン系骨格;ポリオキシベンジレン系骨格;ポリアミドイミド系骨格;シリコーン系樹脂骨格;ポリウレタン系骨格等が挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。
As the main chain skeleton of the binder resin, (meth) acrylic resin skeleton; polystyrene, polyvinyltoluene, polystyrene, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene block copolymer Styrene resin skeletons such as poly (p-methylstyrene); polycarbonate skeletons; polyarylate skeletons; polyethersulfone skeletons; polyolefin resin skeletons such as polyethylene, polypropylene and ethylene-propylene; cyclic olefins such as norbornene resins -Based resin skeleton; halogen-containing resin skeleton such as vinyl chloride resin and chlorinated vinyl resin; polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycyclohexanedimethanol Polyester resin skeleton such as phthalate; Polyamide skeleton such as
また、重合性基をその末端、及び/又は側鎖に有している形態も好ましいバインダー樹脂の形態の一つであり、このような重合性基としては上記の重合性基が挙げられるが、ラジカル重合性基がジエン系カルボン酸陰イオンとの相乗効果を得やすく好ましい。重合性基は、通常、エステル結合、ウレタン結合、エーテル結合、アミド結合等を介して主鎖骨格と結合している。 In addition, a form having a polymerizable group at its terminal and / or side chain is also one of the preferred binder resin forms, and examples of such a polymerizable group include the polymerizable groups described above. A radically polymerizable group is preferable because it can easily obtain a synergistic effect with a diene carboxylate anion. The polymerizable group is usually bonded to the main chain skeleton via an ester bond, a urethane bond, an ether bond, an amide bond or the like.
上記バインダー樹脂の添加量総量としては、目的、用途に応じて、上記機能性を考慮して適宜設定すればよく、特に限定されないが、ジエン系カルボン酸陰イオン又はその塩100質量%に対して0〜1000質量%とすることが好ましい。より好ましくは、0〜800質量%、更に好ましくは0〜500質量%である。
上記バインダー樹脂は、本発明の水系組成物の必須成分ではなく、用途や硬化条件等に応じて添加しない方がよい場合もあるため、0質量%であってもよい。
The total addition amount of the binder resin may be appropriately set in consideration of the functionality according to the purpose and application, and is not particularly limited, but is 100% by mass of the diene carboxylate anion or a salt thereof. It is preferable to set it as 0-1000 mass%. More preferably, it is 0-800 mass%, More preferably, it is 0-500 mass%.
The binder resin is not an essential component of the aqueous composition of the present invention, and may not be added depending on the application, curing conditions, and the like.
本発明の水系組成物は、上記のように、吸水性に乏しい素材の表面に塗布する場合にも適用し易くするために、素材表面を十分に濡らすことができる程度まで水系組成物の表面張力を下げることが、より好ましい。具体的には、本発明の水系組成物の表面張力が、55mN/m以下であることが好ましく、より好ましくは50mN/m以下、更に好ましくは45mN/m以下である。また、表面張力の下限は特に限定されないが、0.1mN/m以上であることが好ましく、1mN/m以上であることがより好ましい。 As described above, the aqueous composition of the present invention has a surface tension of the aqueous composition to such an extent that the surface of the material can be sufficiently wetted in order to facilitate application even when applied to the surface of a material having poor water absorption. Is more preferable. Specifically, the surface tension of the aqueous composition of the present invention is preferably 55 mN / m or less, more preferably 50 mN / m or less, still more preferably 45 mN / m or less. The lower limit of the surface tension is not particularly limited, but is preferably 0.1 mN / m or more, and more preferably 1 mN / m or more.
すなわち、上記ジエン系カルボン酸陰イオン、及び、水を含んでなる水系組成物であって、その表面張力が55mN/m以下である水系組成物は、本発明の好ましい形態の1つである。
表面張力には、静的表面張力と動的表面張力とがある。静的表面張力の測定方法としては、プレート法、リング法、懸滴法が知られており、動的表面張力の測定方法としては最大泡圧法が知られている。測定対象の状態(温度、粘度、均一系か不均一系か、等)に応じて測定方法を選択すればよいが、プレート法、懸滴法、最大泡圧法が好ましい。測定する際の試料温度としては、室温である20℃を基準とするのが好ましい。すなわち、表面張力の値としては、プレート法、懸滴法、最大泡圧法のいずれかで測定された20℃での値であることが好ましく、より好ましくはプレート法又は最大泡圧法で測定された20℃での値である。測定の簡便性の点で、最大泡圧法が更に好ましい。
本明細書においては、表面張力は、後述の実施例に記載の方法により測定する。
That is, an aqueous composition comprising the diene carboxylate anion and water and having a surface tension of 55 mN / m or less is one of the preferred embodiments of the present invention.
Surface tension includes static surface tension and dynamic surface tension. As a method for measuring the static surface tension, the plate method, the ring method, and the hanging drop method are known, and as the method for measuring the dynamic surface tension, the maximum bubble pressure method is known. The measurement method may be selected according to the state of the measurement target (temperature, viscosity, homogeneous system, non-uniform system, etc.), but the plate method, hanging drop method, and maximum bubble pressure method are preferred. The sample temperature at the time of measurement is preferably based on 20 ° C. which is room temperature. That is, the surface tension value is preferably a value at 20 ° C. measured by any of the plate method, hanging drop method, and maximum bubble pressure method, and more preferably measured by the plate method or maximum bubble pressure method. The value at 20 ° C. From the viewpoint of simplicity of measurement, the maximum bubble pressure method is more preferable.
In the present specification, the surface tension is measured by the method described in Examples described later.
<本発明の水系組成物の重合・硬化方法>
本発明は、上記水系組成物を重合・硬化させる重合・硬化方法でもある。上述のように、本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩は、ラジカル重合機構及び/又は酸化重合機構が可能であるため、加熱、活性エネルギー線の照射、酸素を含む雰囲気下への曝露、の3通りの方法で硬化させることができる。またこれらの方法のうち、1種類だけを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
このような硬化は、水をはじめ揮発成分(有機溶剤等)を含んだ状態で行ってもよく、本発明の水系組成物を塗布・乾燥して、水をはじめ揮発成分をほとんど含まない状態としてから行ってもよく、目的、用途に応じて使い分ければよい。
<Polymerization / curing method of aqueous composition of the present invention>
The present invention is also a polymerization / curing method for polymerizing / curing the aqueous composition. As described above, since the diene carboxylate anion and the salt thereof in the present invention can have a radical polymerization mechanism and / or an oxidative polymerization mechanism, they are heated, irradiated with active energy rays, and exposed to an atmosphere containing oxygen. It can be cured by the following three methods. Of these methods, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
Such curing may be performed in a state containing water and other volatile components (such as an organic solvent), and the water-based composition of the present invention is applied and dried so that it does not substantially contain water or other volatile components. May be used depending on the purpose and application.
上記加熱による重合・硬化方法における加熱条件、すなわち重合・硬化温度は、ジエン系カルボン酸陰イオン及びその塩の種類、他の添加成分の組み合わせ等に応じて適宜選択すればよいが、硬化促進剤を併用しない場合には、30〜400℃が好ましく、より好ましくは70〜350℃、更に好ましくは100〜350℃である。このような温度とすることにより、硬化促進剤なしで容易に硬化させることができ、また過剰な加熱による熱分解を低減できる。
硬化促進剤を併用する場合には、併用しない場合よりも低い温度で硬化させることができ、0〜400℃が好ましく、より好ましくは10〜350℃、更に好ましくは20〜350℃である。
The heating conditions in the polymerization / curing method by heating, that is, the polymerization / curing temperature, may be appropriately selected according to the type of diene carboxylate anion and its salt, the combination of other additive components, and the like. When not using together, 30-400 degreeC is preferable, More preferably, it is 70-350 degreeC, More preferably, it is 100-350 degreeC. By setting it as such temperature, it can harden | cure easily without a hardening accelerator and can reduce thermal decomposition by excessive heating.
When using together a hardening accelerator, it can be made to harden | cure at lower temperature than the case where it does not use together, 0-400 degreeC is preferable, More preferably, it is 10-350 degreeC, More preferably, it is 20-350 degreeC.
加熱による硬化は、1段階で行ってもよく、2段階以上に分けて行ってもよく、また活性エネルギー線の照射及び/又は酸素を含む雰囲気下への曝露による硬化の前に行っても、後に行ってもよい。例えば、低温での加熱や、短時間の活性エネルギー線照射等により、一旦ある程度架橋させてから現像等の処理を行った後に、好ましくは、150℃以上、より好ましくは180℃以上、更に好ましくは200℃以上の高温で硬化させる工程は、ポストベーク又はポストキュアとも呼ばれ、より架橋反応を進行させることができ、好ましい。 Curing by heating may be performed in one step, may be performed in two or more steps, and may be performed before curing by irradiation with active energy rays and / or exposure to an atmosphere containing oxygen, It may be done later. For example, it is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher, and more preferably after processing such as development after being crosslinked to some extent by heating at a low temperature or irradiation with a short period of active energy rays. The step of curing at a high temperature of 200 ° C. or higher is also referred to as post-bake or post-cure, and is preferable because it can further promote the crosslinking reaction.
上記活性エネルギー線の照射による重合・硬化方法における活性エネルギー線としては、通常用いられるものを使用することができ、ガンマ線、X線、紫外線、可視光線、赤外線等の電磁波や、電子線、中性子線、陽子線等の粒子線等が挙げられる。これらの中では、エネルギーの強さ、エネルギー線の発生装置等の点から、ガンマ線、X線、紫外線、可視光線、電子線が好ましく、紫外線、可視光線、電子線がより好ましく、紫外線が最も好ましい。硬化促進剤を併用しない場合には、ガンマ線、X線、電子線等のエネルギーの強い活性エネルギー線を用いるのが好ましく、硬化促進剤を併用する場合には、紫外線、可視光線等の、エネルギーは比較的弱いが発生が容易で経済的な活性エネルギー線を好ましく用いることができる。 As the active energy ray in the polymerization / curing method by irradiation with the active energy ray, those usually used can be used, such as electromagnetic waves such as gamma rays, X-rays, ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, electron rays, neutron rays. And particle beams such as proton beams. Among these, gamma rays, X-rays, ultraviolet rays, visible rays, and electron beams are preferable, ultraviolet rays, visible rays, and electron beams are more preferable, and ultraviolet rays are most preferable from the viewpoints of energy intensity, energy beam generator, and the like. . When a curing accelerator is not used in combination, it is preferable to use an active energy ray having strong energy such as gamma rays, X-rays, and electron beams. When a curing accelerator is used in combination, energy such as ultraviolet light and visible light is Active energy rays that are relatively weak but easy to generate and economical can be preferably used.
上記酸素を含む雰囲気下への曝露による硬化方法における、雰囲気中の酸素濃度としては、5容量%以上が好ましく、より好ましくは10容量%以上、最も好ましくは18容量%以上である。すなわち、空気中の酸素濃度と同等以上の濃度であることが最も好ましい。また、酸素を含む雰囲気下への曝露による硬化方法は、上記加熱による重合・硬化方法及び/又は活性エネルギー線の照射による重合・硬化方法と併用してもよい。特に、空気中で加熱、及び/又は活性エネルギー線の照射を行う重合・硬化方法は、簡易に併用できる重合・硬化方法として好ましい硬化方法である。 In the curing method by exposure to an atmosphere containing oxygen, the oxygen concentration in the atmosphere is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, and most preferably 18% by volume or more. That is, the concentration is most preferably equal to or higher than the oxygen concentration in the air. Further, the curing method by exposure to an atmosphere containing oxygen may be used in combination with the polymerization / curing method by heating and / or the polymerization / curing method by irradiation with active energy rays. In particular, a polymerization / curing method in which heating and / or irradiation with active energy rays are performed in the air is a preferable curing method as a polymerization / curing method that can be easily used together.
<本発明の水系組成物の重合・硬化物>
本発明は、上記水系組成物を、上記重合・硬化方法により重合・硬化させて得られる重合・硬化物でもある。本発明の重合・硬化物は、その重合・硬化物中に多くのイオン結合が導入され、特にジエン系カルボン酸塩が金属塩である場合、金属も導入されることになる。これらイオン結合及び/又は金属に応じた諸特性が発揮されることになるが、そのような諸特性としては、例えば、耐水性、硬化性、硬度、耐擦傷性、耐指紋付着性、ガスバリア性、水蒸気バリア性、酸素吸収性、紫外線カット、赤外線カット、発色・着色、高屈折率、密着性、各種触媒能、蛍光・発光能、光増幅、分散性、帯電防止等、様々な諸特性が挙げられ、このような諸特性を利用した様々な応用方法に適用できることになる。更に、MOD材料としても好適に用いることができる。
<Polymerized / cured product of the aqueous composition of the present invention>
The present invention is also a polymerized / cured product obtained by polymerizing / curing the aqueous composition by the polymerization / curing method. In the polymerized / cured product of the present invention, many ionic bonds are introduced into the polymerized / cured product. In particular, when the diene carboxylate is a metal salt, a metal is also introduced. Various properties according to these ionic bonds and / or metals will be exhibited. Examples of such properties include water resistance, curability, hardness, scratch resistance, fingerprint resistance, and gas barrier properties. Various properties such as water vapor barrier property, oxygen absorption property, ultraviolet ray cut, infrared ray cut, coloring / coloring, high refractive index, adhesion, various catalytic ability, fluorescence / luminous ability, light amplification, dispersibility, antistatic, etc. It can be applied to various application methods using such characteristics. Furthermore, it can be suitably used as a MOD material.
本発明によれば、製膜性と重合性に優れる水系組成物と、その重合・硬化方法が提供される。また、該重合・硬化方法により得られる重合・硬化物、すなわち、その重合・硬化物中にイオン結合、場合によっては金属も導入され、これらイオン結合及び/又は金属に応じた諸特性(例えば、耐水性、硬化性、硬度、耐擦傷性、耐指紋付着性、ガスバリア性、水蒸気バリア性、酸素吸収性、紫外線カット、赤外線カット、発色・着色、高屈折率、密着性、各種触媒能、蛍光・発光能、光増幅、分散性、帯電防止等)が発揮される重合・硬化物が提供される。
したがって、本発明の水系組成物、及び、その重合・硬化物は、コーティング材、アイオノマー樹脂、接着剤、封止材、粘着剤、塗料、顔料分散、反応性乳化剤、反応性界面活性剤、金属/金属酸化物微粒子の分散、インク、レジスト、MOD材料、成型材料、ガスバリア材料、水蒸気バリア材料、酸素吸収材料、レンズ、歯科材料、抗菌剤、ゴム、タイヤ、照明、太陽電池、配線材料、電極材料、めっきアンダーコート、光ファイバー、光導波路、超伝導材料、半導体チップ、磁性材料、メモリ、コンデンサ、圧電体にいたるまで、情報技術(IT)分野や自動車、建築、医療、日用品等の種々の分野において幅広く応用できる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the aqueous composition which is excellent in film forming property and polymerizability, and its polymerization and hardening method are provided. In addition, a polymerized / cured product obtained by the polymerization / curing method, that is, an ionic bond, in some cases, a metal is also introduced into the polymerized / cured product, and these ionic bonds and / or various properties according to the metal (for example, Water resistance, curability, hardness, scratch resistance, fingerprint resistance, gas barrier property, water vapor barrier property, oxygen absorption, ultraviolet ray cut, infrared ray cut, color development / coloring, high refractive index, adhesion, various catalytic ability, fluorescence A polymerized / cured product that exhibits (e.g., luminous ability, light amplification, dispersibility, antistatic property) is provided.
Therefore, the aqueous composition of the present invention and the polymerized / cured product thereof are coating materials, ionomer resins, adhesives, sealing materials, pressure-sensitive adhesives, paints, pigment dispersions, reactive emulsifiers, reactive surfactants, metals. / Dispersion of metal oxide fine particles, ink, resist, MOD material, molding material, gas barrier material, water vapor barrier material, oxygen absorbing material, lens, dental material, antibacterial agent, rubber, tire, lighting, solar cell, wiring material, electrode Various fields such as information technology (IT) fields, automobiles, architecture, medical care, daily necessities, from materials, plated undercoats, optical fibers, optical waveguides, superconducting materials, semiconductor chips, magnetic materials, memories, capacitors, and piezoelectric materials. Can be applied widely.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by mass” and “%” means “% by mass”.
<化合物の合成、及びその水溶液の調製>
以下に、本発明におけるジエン系カルボン酸陰イオンを含む水溶液の合成、及び分析について説明する。なお、分析に用いた機器、及び条件は次の通りである。
[HPLC分析]
下記高速液体クロマトグラフィ(HPLC)装置、及び条件にて行った。
この装置及び条件により、α−アリルオキシメチルアクリル酸エステル、α−アリルオキシメチルアクリル酸の検出ができる。α−アリルオキシメチルアクリル酸イオンは、溶出溶媒に含まれるリン酸の作用によりα−アリルオキシメチルアクリル酸の形で検出される。
HPLC装置:DGU−20A5、LC−20AD、SIL−20A、SPD−20A、CTO−20A(いずれも島津製作所社製)の組み合わせ
希釈溶媒:アセトニトリル/メタノール=2/1(質量比)
溶出溶媒:0.1mol%リン酸水溶液/アセトニトリル/メタノール混合溶媒
分離カラム:CAPCELL PACK C18 TYPE:AQ (資生堂社製)
<Synthesis of compound and preparation of aqueous solution thereof>
Hereinafter, the synthesis and analysis of an aqueous solution containing a diene carboxylate anion in the present invention will be described. The equipment and conditions used for the analysis are as follows.
[HPLC analysis]
The following high performance liquid chromatography (HPLC) apparatus and conditions were used.
By this apparatus and conditions, α-allyloxymethyl acrylate ester and α-allyloxymethyl acrylic acid can be detected. α-Allyloxymethylacrylic acid ions are detected in the form of α-allyloxymethylacrylic acid by the action of phosphoric acid contained in the elution solvent.
HPLC apparatus: DGU-20A5, LC-20AD, SIL-20A, SPD-20A, CTO-20A (all manufactured by Shimadzu Corporation) Diluting solvent: acetonitrile / methanol = 2/1 (mass ratio)
Elution solvent: 0.1 mol% phosphoric acid aqueous solution / acetonitrile / methanol mixed solvent separation column: CAPCELL PACK C18 TYPE: AQ (manufactured by Shiseido)
[1H−NMRスペクトル測定]
核磁気共鳴装置(400MHz/Varian社製)を用いた。
[IR透過スペクトル測定]
赤外分光装置(装置名:NEXUS−670/サーモニコレー社製)を用いた。
[ICP発光分析]
ICP発光分光分析装置(装置名:CIROS120/SPECTRO社製)を用いた。
[不揮発分]
約0.4gの試料をアルミカップに秤量し、室温で30分風乾した後、真空乾燥器で80℃、30分間乾燥した。乾燥後の質量を秤量し、試料の残存質量から不揮発分を計算した。
[表面張力]
最大泡圧法型の表面張力計SITA science line t60(SITA Messtechnik GmbH社製)を用い、20℃、0.5Hzにおける表面張力[mN/m]を測定した。
[1 H-NMR spectrum measurement]
A nuclear magnetic resonance apparatus (400 MHz / Varian) was used.
[IR transmission spectrum measurement]
An infrared spectrometer (device name: NEXUS-670 / manufactured by Thermo Nicolet) was used.
[ICP emission analysis]
An ICP emission spectroscopic analyzer (device name: CIROS120 / SPECTRO) was used.
[Non-volatile content]
About 0.4 g of the sample was weighed into an aluminum cup, air-dried at room temperature for 30 minutes, and then dried at 80 ° C. for 30 minutes in a vacuum dryer. The mass after drying was weighed, and the nonvolatile content was calculated from the residual mass of the sample.
[surface tension]
The surface tension [mN / m] at 20 ° C. and 0.5 Hz was measured using a maximum bubble pressure method type surface tension meter SITA science line t60 (manufactured by SITA Messtechnik GmbH).
[合成・調製例1−1]
α−アリルオキシメチルアクリル酸メチル:Me−AMAの合成
合成は、国際公開第2011/148903号の実施例28の通りに行った。
得られた無色透明の液体を重ジメチルスルホキシド(d−DMSO)に溶解し、1H−NMRスペクトル測定を行った。得られたNMRスペクトルと帰属を図7−1に示す。また、臭化カリウム(KBr)板を用いた液膜法によりIR透過スペクトル測定を行ったところ、カルボン酸陰イオンに帰属される吸収帯は存在せず、カルボン酸又はカルボン酸エステルのC=O伸縮振動に帰属される吸収帯が存在し、該吸収帯の吸収が最大値となる波数(以下、ν(C=O)と表記する)は1720cm−1であった。得られたIRスペクトルと帰属を図7−2に示す。
[Synthesis / Preparation Example 1-1]
Synthesis and synthesis of methyl α-allyloxymethyl acrylate: Me-AMA were performed as in Example 28 of International Publication No. 2011/148903.
The obtained colorless and transparent liquid was dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide (d-DMSO), and 1 H-NMR spectrum measurement was performed. The obtained NMR spectrum and attribution are shown in FIG. Further, when IR transmission spectrum measurement was performed by a liquid film method using a potassium bromide (KBr) plate, there was no absorption band attributed to the carboxylate anion, and C = O of carboxylic acid or carboxylate ester. There was an absorption band attributed to stretching vibration, and the wave number at which the absorption of the absorption band was maximum (hereinafter referred to as ν (C═O)) was 1720 cm −1 . The obtained IR spectrum and attribution are shown in FIG.
[合成・調製例1−2]
アクリル酸イオン(AA−)及び亜鉛イオン(Zn2+)を含む水溶液の調製
攪拌子を入れた反応器に、アクリル酸亜鉛(アルドリッチ社製、以下Zn(AA)2と表する)30.0部及び蒸留水70.0部を加え、反応器を30〜35℃の温浴で温めながら30分攪拌した。その後、0.45μm孔径のフィルターで濾過し、無色透明な液体として、Zn(AA)2の水溶液、すなわちアクリル酸イオン(AA−)及び亜鉛イオン(Zn2+)を2:1(モル比)で含む水溶液95.0部を得た。不揮発分は30.6%であった。
[Synthesis / Preparation Example 1-2]
Preparation of aqueous solution containing acrylate ion (AA − ) and zinc ion (Zn 2+ ) 30.0 parts of zinc acrylate (manufactured by Aldrich, hereinafter referred to as Zn (AA) 2 ) in a reactor containing a stirring bar And 70.0 parts of distilled water was added, and the reactor was stirred for 30 minutes while warming in a 30-35 ° C. warm bath. Thereafter, the mixture is filtered with a 0.45 μm pore size filter, and an aqueous solution of Zn (AA) 2 , that is, an acrylate ion (AA − ) and a zinc ion (Zn 2+ ) at a ratio of 2: 1 (molar ratio) as a colorless transparent liquid An aqueous solution containing 95.0 parts was obtained. The nonvolatile content was 30.6%.
[合成・調製例1−3]
アクリル酸イオン(AA−)、亜鉛イオン(Zn2+)、アクリル酸を含む水溶液の調製
合成・調製例1−2で得たZn(AA)2水溶液2.0部に、アクリル酸(AA)0.106部を添加しよく振り混ぜ、透明均一な溶液とした。
これは、AA−、Zn2+、AAをモル比4:2:1で含む水溶液であり、AAの80%がZn2+で中和された水系組成物に等しい。
なお、添加したAAを不揮発成分と仮定して、この水溶液の不揮発分を34.1%と算出した。
[Synthesis / Preparation Example 1-3]
Preparation of Aqueous Solution Containing Acrylate Ion (AA − ), Zinc Ion (Zn 2+ ), and Acrylic Acid To 2.0 parts of the Zn (AA) 2 aqueous solution obtained in Synthesis / Preparation Example 1-2, acrylic acid (AA) 0 106 parts were added and shaken well to obtain a transparent and uniform solution.
This is an aqueous solution containing AA − , Zn 2+ and AA in a molar ratio of 4: 2: 1, and is equivalent to an aqueous composition in which 80% of AA is neutralized with Zn 2+ .
Assuming that the added AA is a non-volatile component, the non-volatile content of this aqueous solution was calculated to be 34.1%.
[合成・調製例1−4]
α−アリルオキシメチルアクリル酸:H−AMAの合成
反応槽として、500ml容の4口セパラブルフラスコに温度計、撹拌装置、滴下漏斗を取り付けたものを準備した。反応槽に10%水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液150.0部とMe−AMA55.8部を仕込み、水浴で冷却しながら攪拌を開始した。1時間後、Me−AMAの消失をHPLC分析で確認してから、水浴を氷浴に変えた。30質量%硫酸64.2部を滴下漏斗に仕込み、攪拌を続けながら30分かけて滴下した。さらにn−ヘキサン100部を反応槽に入れ攪拌した後、析出した硫酸ナトリウムを300メッシュステンレス製金網により濾過して除去した。分液漏斗により分離した有機層に0.013部の6−t−ブチル−2,4−キシレノールを加え、イオン交換水で有機層を洗浄した。洗浄後、分離した有機層からエバポレーターを用いて大半のn−ヘキサンを留去した後、孔径0.2μmのPTFE製メンブランフィルターと吸引濾過器を使用して析出物を濾過した。真空ポンプを用いて濾液からn−ヘキサンを完全に除去し、α−アリルオキシメチルアクリル酸(H−AMA)40部を得た。
[Synthesis / Preparation Example 1-4]
As a synthesis reaction tank of α-allyloxymethylacrylic acid: H-AMA, a 500 ml 4-neck separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a dropping funnel was prepared. A reaction vessel was charged with 150.0 parts of a 10% aqueous sodium hydroxide (NaOH) solution and 55.8 parts of Me-AMA, and stirring was started while cooling in a water bath. After 1 hour, the disappearance of Me-AMA was confirmed by HPLC analysis, and then the water bath was changed to an ice bath. 64.2 parts of 30% by mass sulfuric acid was charged into a dropping funnel and added dropwise over 30 minutes while stirring was continued. Furthermore, after putting 100 parts of n-hexane into the reaction vessel and stirring, the precipitated sodium sulfate was removed by filtration through a 300 mesh stainless steel wire mesh. To the organic layer separated by the separatory funnel, 0.013 part of 6-t-butyl-2,4-xylenol was added, and the organic layer was washed with ion-exchanged water. After washing, most of the n-hexane was distilled off from the separated organic layer using an evaporator, and then the precipitate was filtered using a PTFE membrane filter having a pore size of 0.2 μm and a suction filter. Using a vacuum pump, n-hexane was completely removed from the filtrate to obtain 40 parts of α-allyloxymethylacrylic acid (H-AMA).
[実施例1−1]
α−アリルオキシメチルアクリル酸イオン(AMA−)及びナトリウムイオン(Na+)を含む水溶液の調製
攪拌子を入れた反応器に10%水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液40.0部とMe−AMA15.0部を仕込み、水浴で冷却しながらマグネチックスターラーで攪拌した。Me−AMAが消失するまで攪拌を続け、AMA−及びNa+を1:1(モル比)で含む水溶液、すなわちα−アリルオキシメチルアクリル酸のナトリウム塩(以下、Na(AMA)と表す)の水溶液を得た。なお、Me−AMAの消失はHPLC分析で確認した。
反応器からNa(AMA)水溶液を少量採取してKBr板を用いた液膜法によりIR測定を行い、水との差スペクトルを測定したところ、カルボン酸陰イオンの逆対称伸縮に帰属される吸収が確認でき、該吸収帯の吸収が最大値となる波数(以下、ν(COO−)と表記する)は1554cm−1であった。
[Example 1-1]
Preparation of aqueous solution containing α-allyloxymethyl acrylate ion (AMA − ) and sodium ion (Na + ) In a reactor containing a stirring bar, 40.0 parts of 10% sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution and Me-AMA15. 0 parts was charged and stirred with a magnetic stirrer while cooling in a water bath. Stirring is continued until Me-AMA disappears, and an aqueous solution containing AMA − and Na + at a 1: 1 (molar ratio), that is, sodium salt of α-allyloxymethylacrylic acid (hereinafter referred to as Na (AMA)). An aqueous solution was obtained. The disappearance of Me-AMA was confirmed by HPLC analysis.
A small amount of Na (AMA) aqueous solution was collected from the reactor, IR measurement was performed by the liquid membrane method using a KBr plate, and the difference spectrum with water was measured. As a result, the absorption attributed to the antisymmetric stretching of the carboxylate anion The wave number (hereinafter referred to as ν (COO − )) at which the absorption in the absorption band is maximum was 1554 cm −1 .
[実施例1−2]
α−アリルオキシメチルアクリル酸イオン(AMA−)及び亜鉛イオン(Zn2+)を含む水溶液の調製
実施例1−1のNa(AMA)水溶液の入った反応器に、ジイソプロピルエーテル(DIPE)50mlを加え、次いで硫酸亜鉛七水和物13.5部を加え、1時間攪拌した。
内容物を滴下漏斗に移し、DIPEによる抽出、分液を行った。DIPE層に、6−t−ブチル−2,4−キシレノール、及びアデカスタブAO−412(アデカ社製)をそれぞれ0.005部、0.008部加えてからエバポレーターを用いてDIPEを留去して濃縮し、無色透明の液体として、モル比2:1のAMA−とZn2+からなる塩(以下、Zn(AMA)2と表す)のDIPE溶液46.0部を得た。
反応器からZn(AMA)2のDIPE溶液を少量採取し、真空ポンプを用いて乾燥した。これにd−DMSOを加えて溶解したものについて1H−NMR測定を行った。得られたスペクトルと帰属を図8−1に示す。また、同様に真空ポンプで乾燥した少量サンプルにジクロロメタンを加えて溶解したものをKBr板に塗布、室温で放置し乾燥したものをIR測定したところ、ν(COO−)は1594cm−1であった。得られたスペクトルと帰属を図8−2に示す。また採取したZn(AMA)2のDIPE溶液をキシレンで希釈しICP発光分析を行ったところ、亜鉛に帰属される強いピークを確認した。
Zn(AMA)2のDIPE溶液が入った反応器に蒸留水70.0部を追加し、反応器を30〜35℃の温浴で温めながらDIPEを減圧留去して除去し、溶媒を水に交換した。0.45μm孔径のフィルターで濾過し、Zn(AMA)2の水溶液、すなわちAMA−及びZn2+を2:1(モル比)で含む水溶液77.0部を得た。不揮発分は20.9%であった。
[Example 1-2]
Preparation of Aqueous Solution Containing α-Allyloxymethyl Acrylate Ion (AMA − ) and Zinc Ion (Zn 2+ ) 50 ml of diisopropyl ether (DIPE) was added to a reactor containing the Na (AMA) aqueous solution of Example 1-1. Then, 13.5 parts of zinc sulfate heptahydrate was added and stirred for 1 hour.
The contents were transferred to a dropping funnel and extracted with DIPE and separated. To the DIPE layer, 0.005 part and 0.008 part of 6-t-butyl-2,4-xylenol and ADK STAB AO-412 (manufactured by Adeka) were added respectively, and then the DIPE was distilled off using an evaporator. Concentration gave 46.0 parts of a DIPE solution of a salt composed of AMA − and Zn 2+ in a molar ratio of 2: 1 (hereinafter referred to as Zn (AMA) 2 ) as a colorless and transparent liquid.
A small amount of ZnPE (AMA) 2 DIPE solution was collected from the reactor and dried using a vacuum pump. 1 H-NMR measurement was performed on the sample dissolved by adding d-DMSO. The obtained spectrum and attribution are shown in FIG. Similarly, a solution obtained by adding dichloromethane to a small sample dried by a vacuum pump was applied to a KBr plate, and left standing at room temperature to dry, and IR measurement was performed. As a result, ν (COO − ) was 1594 cm −1 . . The obtained spectrum and attribution are shown in FIG. Further, when the collected DIPE solution of Zn (AMA) 2 was diluted with xylene and subjected to ICP emission analysis, a strong peak attributed to zinc was confirmed.
70.0 parts of distilled water was added to the reactor containing the DIPE solution of Zn (AMA) 2 and DIPE was removed by distillation under reduced pressure while the reactor was warmed in a warm bath at 30 to 35 ° C., and the solvent was added to water. Exchanged. Filtration through a 0.45 μm pore size filter gave an aqueous solution of Zn (AMA) 2 , ie, 77.0 parts of an aqueous solution containing AMA − and Zn 2+ in a 2: 1 (molar ratio). The nonvolatile content was 20.9%.
[実施例1−3]
α−アリルオキシメチルアクリル酸イオン(AMA−)、アクリル酸イオン(AA−)及び亜鉛イオン(Zn2+)を含む水溶液の調製(1)
実施例1−2で得たZn(AMA)2水溶液5.4部、及び合成・調製例1−2で得たZn(AA)2水溶液2.2部を混合し、AMA−、AA−、Zn2+をそれぞれモル比1:1:1で含む水溶液を得た。これは、Zn(AMA)2とZn(AA)2をモル比で1:1、質量比で63:37で含む水溶液に相当する。なお、この水溶液の不揮発分は、Zn(AMA)2水溶液の不揮発分とZn(AA)2水溶液の不揮発分から23.7%と算出した。
[Example 1-3]
Preparation of aqueous solution containing α-allyloxymethyl acrylate ion (AMA − ), acrylate ion (AA − ) and zinc ion (Zn 2+ ) (1)
5.4 parts of the Zn (AMA) 2 aqueous solution obtained in Example 1-2 and 2.2 parts of the Zn (AA) 2 aqueous solution obtained in Synthesis / Preparation Example 1-2 were mixed, and AMA − , AA − , An aqueous solution containing Zn 2+ in a molar ratio of 1: 1: 1 was obtained. This corresponds to an aqueous solution containing Zn (AMA) 2 and Zn (AA) 2 at a molar ratio of 1: 1 and a mass ratio of 63:37. The nonvolatile content of this aqueous solution was calculated as 23.7% from the nonvolatile content of the Zn (AMA) 2 aqueous solution and the nonvolatile content of the Zn (AA) 2 aqueous solution.
[実施例1−4]
α−アリルオキシメチルアクリル酸イオン(AMA−)、アクリル酸イオン(AA−)及び亜鉛イオン(Zn2+)を含む水溶液の調製(2)
実施例1−2で得たZn(AMA)2水溶液4.4部、及び合成・調製例1−2で得たZn(AA)2水溶液3.6部を混合し、AMA−、AA−、Zn2+をそれぞれモル比2:4:3で含む水溶液を得た。これは、Zn(AMA)2とZn(AA)2をモル比で1:2、質量比で46:54で含む水溶液に相当する。なお、この水溶液の不揮発分は、Zn(AMA)2水溶液の不揮発分とZn(AA)2水溶液の不揮発分から25.3%と算出した。
[Example 1-4]
Preparation of aqueous solution containing α-allyloxymethyl acrylate ion (AMA − ), acrylate ion (AA − ) and zinc ion (Zn 2+ ) (2)
A mixture of 4.4 parts of the Zn (AMA) 2 aqueous solution obtained in Example 1-2 and 3.6 parts of the Zn (AA) 2 aqueous solution obtained in Synthesis / Preparation Example 1-2 was mixed, and AMA − , AA − , An aqueous solution containing Zn 2+ in a molar ratio of 2: 4: 3 was obtained. This corresponds to an aqueous solution containing Zn (AMA) 2 and Zn (AA) 2 at a molar ratio of 1: 2 and a mass ratio of 46:54. The nonvolatile content of this aqueous solution was calculated as 25.3% from the nonvolatile content of the Zn (AMA) 2 aqueous solution and the nonvolatile content of the Zn (AA) 2 aqueous solution.
[実施例1−5]
α−アリルオキシメチルアクリル酸イオン(AMA−)、アクリル酸イオン(AA−)及び亜鉛イオン(Zn2+)を含む水溶液の調製(3)
実施例1−2で得たZn(AMA)2水溶液3.6部、及び合成・調製例1−2で得たZn(AA)2水溶液4.4部を混合し、AMA−、AA−、Zn2+をそれぞれモル比1:3:2で含む水溶液を得た。これは、Zn(AMA)2とZn(AA)2をモル比で1:3、質量比で36:64で含む水溶液に相当する。なお、この水溶液の不揮発分は、Zn(AMA)2水溶液の不揮発分とZn(AA)2水溶液の不揮発分から26.2%と算出した。
[Example 1-5]
Preparation of aqueous solution containing α-allyloxymethyl acrylate ion (AMA − ), acrylate ion (AA − ) and zinc ion (Zn 2+ ) (3)
3.6 parts of the Zn (AMA) 2 aqueous solution obtained in Example 1-2 and 4.4 parts of the Zn (AA) 2 aqueous solution obtained in Synthesis / Preparation Example 1-2 were mixed, and AMA − , AA − , An aqueous solution containing Zn 2+ in a molar ratio of 1: 3: 2 was obtained. This corresponds to an aqueous solution containing Zn (AMA) 2 and Zn (AA) 2 at a molar ratio of 1: 3 and a mass ratio of 36:64. The nonvolatile content of this aqueous solution was calculated to be 26.2% from the nonvolatile content of the Zn (AMA) 2 aqueous solution and the nonvolatile content of the Zn (AA) 2 aqueous solution.
[実施例1−6]
α−アリルオキシメチルアクリル酸イオン(AMA−)、カルシウムイオン(Ca2+)を含む水溶液の調製
合成・調製例1−4で得たH−AMA3.9部に、光ラジカル開始剤として0.13部のイルガキュア2959(BASF社製)を添加、均一化した後、17.0部のイオン交換水、レベリング剤として0.01部のフタージェント215M(ネオス社製)、および1.0部の水酸化カルシウムを順次添加、攪拌した。2時間室温で攪拌してから、0.45μm孔径のフィルターで濾過し、AMA−、およびCa2+を含む透明な水溶液を得た。
[Example 1-6]
Preparation of Aqueous Solution Containing α-Allyloxymethyl Acrylate Ion (AMA − ) and Calcium Ion (Ca 2+ ) 3.9 parts of H-AMA obtained in Synthesis / Preparation Example 1-4 was added as a photoradical initiator to 0.13 Part of Irgacure 2959 (BASF) was added and homogenized, and then 17.0 parts of ion-exchanged water, 0.01 part of Footgent 215M (Neos) as a leveling agent, and 1.0 part of water Calcium oxide was sequentially added and stirred. After stirring at room temperature for 2 hours, the solution was filtered through a 0.45 μm pore size filter to obtain a transparent aqueous solution containing AMA − and Ca 2+ .
[実施例1−7]
α−アリルオキシメチルアクリル酸イオン(AMA−)、マグネシウムイオン(Mg2+)を含む水溶液の調製
合成・調製例1−4で得たH−AMA3.9部に、光ラジカル開始剤として0.13部のイルガキュア2959(BASF社製)を添加、均一化した後、16.0部のイオン交換水、レベリング剤として0.01部のフタージェント215M(ネオス社製)、および0.8部の水酸化マグネシウムを順次添加、攪拌した。2時間室温で攪拌してから、0.45μm孔径のフィルターで濾過し、AMA−、およびMg2+を含む透明な水溶液を得た。
[Example 1-7]
Preparation of Aqueous Solution Containing α-Allyloxymethyl Acrylate Ion (AMA − ) and Magnesium Ion (Mg 2+ ) 3.9 parts of H-AMA obtained in Synthesis / Preparation Example 1-4 was added as a photoradical initiator to 0.13 1 part of Irgacure 2959 (BASF) was added and homogenized, and then 16.0 parts of ion-exchanged water, 0.01 part of Footgent 215M (Neos) as a leveling agent, and 0.8 parts of water Magnesium oxide was sequentially added and stirred. After stirring at room temperature for 2 hours, the solution was filtered through a 0.45 μm pore size filter to obtain a transparent aqueous solution containing AMA − and Mg 2+ .
<製膜性の試験>
[実施例2−1]
実施例1−3で得た水溶液4.2部に、レベリング剤としてフタージェント215M(ネオス社製)を0.002部添加し、均一透明な液とした。
更に不揮発分が22.0%となるように蒸留水を0.46部加えてよく振り混ぜた後、乾燥膜厚が2μmとなるようにNo.7のバーコーターを用いて、この水溶液をガラス板に塗布した。
なお、乾燥膜厚は次式にしたがって計算した。
乾燥膜厚[μm]=1.3×バーコーターNo.×不揮発分(質量%)÷100
塗布した後、真空乾燥器にて100℃で乾燥した後、室温で10分間放冷した。乾燥時間は5分間と10分間の2通りの条件で行った。放冷後の乾燥塗膜の表面状態を目視で観察したところ、5分間乾燥した場合も、10分間乾燥した場合も、無色透明な均一塗膜であり、白化や粉末の析出が見られた面積の割合は0%であった。結果を表1に示す。
また、調製した塗布液の表面張力を測定したところ、34.9mN/mであった。
<Film-forming test>
[Example 2-1]
To 4.2 parts of the aqueous solution obtained in Example 1-3, 0.002 part of Footent 215M (manufactured by Neos) was added as a leveling agent to obtain a uniform transparent liquid.
Further, 0.46 parts of distilled water was added so that the non-volatile content was 22.0%, and the mixture was well shaken. This aqueous solution was applied to a glass plate using a bar coater No. 7.
The dry film thickness was calculated according to the following formula.
Dry film thickness [μm] = 1.3 × Bar coater No. × Non-volatile content (mass%) ÷ 100
After coating, it was dried at 100 ° C. in a vacuum dryer and then allowed to cool at room temperature for 10 minutes. Drying time was performed under two conditions of 5 minutes and 10 minutes. When the surface condition of the dried coating film after standing to cool was visually observed, it was a colorless and transparent uniform coating film even when it was dried for 5 minutes and when dried for 10 minutes, and the area where whitening and powder precipitation were observed. The percentage of was 0%. The results are shown in Table 1.
Moreover, it was 34.9 mN / m when the surface tension of the prepared coating liquid was measured.
[実施例2−2]
塗布液調製に用いた水溶液を実施例1−4で得たものに変え、不揮発分が22.0%となるように蒸留水の添加量を変えたこと以外は、実施例2−1と同様にして製膜性を試験したところ、実施例2−1の結果と同様であった。結果を表1に示す。
また、調製した塗布液の表面張力を測定したところ、33.8mN/mであった。
[Example 2-2]
The aqueous solution used for preparing the coating solution was changed to that obtained in Example 1-4, and the addition amount of distilled water was changed so that the nonvolatile content was 22.0%. When the film forming property was tested, it was the same as the result of Example 2-1. The results are shown in Table 1.
Moreover, it was 33.8 mN / m when the surface tension of the prepared coating liquid was measured.
[実施例2−3]
塗布液調製に用いた水溶液を実施例1−5で得たものに変え、不揮発分が22.0%となるように蒸留水の添加量を変えたこと以外は、実施例2−1と同様にして製膜性を試験したところ、実施例2−1の結果と同様であった。結果を表1に示す。
また、調製した塗布液の表面張力を測定したところ、32.9mN/mであった。
[Example 2-3]
The aqueous solution used for preparing the coating solution was changed to that obtained in Example 1-5, and the amount of distilled water added was changed so that the non-volatile content was 22.0%. When the film forming property was tested, it was the same as the result of Example 2-1. The results are shown in Table 1.
Moreover, it was 32.9 mN / m when the surface tension of the coating liquid prepared was measured.
[比較例2−1〜2−2]
塗布液調製に用いた水溶液を表1に示したものに変え、不揮発分が22.0%となるように蒸留水の添加量を変えたこと以外は、実施例2−1と同様にして製膜性を試験したところ、いずれも塗膜に白化している部分及び粉末が析出している部分が認められた。白化した部分と粉末が析出している部分の合計面積(目視)を表1に示す。
[Comparative Examples 2-1 to 2-2]
The aqueous solution used for preparing the coating solution was changed to the one shown in Table 1, and the same procedure as in Example 2-1 was performed except that the amount of distilled water added was changed so that the nonvolatile content was 22.0%. When the film property was tested, a whitened part and a part where powder was deposited were found in the coating film. Table 1 shows the total area (viewed) of the whitened portion and the portion where the powder is deposited.
上記表1の結果から、実施例2−1〜2−3のAMA−イオンを含有する水系組成物を用いて得られた乾燥塗膜は、無色透明な均一塗膜となり、白化や粉末析出は見られず、比較例2−1〜2−2のAMA−イオンを含有しない組成物を用いて得られた乾燥塗膜と比べて、顕著に優れた製膜性を示すことがわかる。 From the results of Table 1 above, the dried coating film obtained using the aqueous composition containing the AMA - ions of Examples 2-1 to 2-3 became a colorless and transparent uniform coating film, and whitening and powder precipitation were not observed, AMA Comparative examples 2-1 to 2-2 - compared to the dried coating film obtained by using the ion free compositions, it can be seen that a significantly better film forming properties.
<UV硬化性の試験>
[実施例3−1]
実施例2−1の塗布液に、塗布液中の不揮発分に対して3質量%の量のイルガキュア2959(BASF社製)を光ラジカル開始剤として更に添加し、70〜80℃に加温しながら振り混ぜて均一な溶液とし、0.45μm孔径のフィルターで濾過した。
この塗布液を実施例2−1と同じ操作でガラス板上に塗布、真空乾燥器を用いて100℃で10分間乾燥した。
ベルトコンベア式UV照射機により、大気下でこの塗膜を形成したガラス板にUV照射を行い、塗膜表面を指で押しても痕が付かなくなるパス数でUV硬化性を評価した。結果を表2に示す。
<UV Curability Test>
[Example 3-1]
To the coating liquid of Example 2-1, Irgacure 2959 (manufactured by BASF) in an amount of 3% by mass with respect to the nonvolatile content in the coating liquid was further added as a photoradical initiator and heated to 70 to 80 ° C. The mixture was shaken to make a uniform solution, and filtered through a 0.45 μm pore size filter.
This coating solution was applied onto a glass plate by the same operation as in Example 2-1, and dried at 100 ° C. for 10 minutes using a vacuum dryer.
Using a belt conveyor type UV irradiator, the glass plate on which this coating film was formed was irradiated with UV in the atmosphere, and the UV curability was evaluated based on the number of passes that did not leave marks even when the coating film surface was pressed with a finger. The results are shown in Table 2.
なお、用いたベルトコンベア式UV照射機は、次の通りである。
UV照射装置:ライトハンマー6
ベルトコンベア装置:モデルLC−6B
以上、フュージョンUVシステムズ社製
UV照射条件は、次の通りである。
光源:Hバルブ
波長365nmにおける照度:200mW/cm2
ベストスピード:6.0m/s
1パスあたりの照射時間:1秒
1パスあたりの積算光量:200mJ/cm2
The belt conveyor type UV irradiator used is as follows.
UV irradiation device:
Belt conveyor device: Model LC-6B
As described above, the UV irradiation conditions manufactured by Fusion UV Systems are as follows.
Light source: Illuminance at H bulb wavelength 365 nm: 200 mW / cm 2
Best speed: 6.0m / s
Irradiation time per pass: 1 second Integrated light quantity per pass: 200 mJ / cm 2
[実施例3−2〜3−3]
光ラジカル開始剤を添加する前の塗布液として実施例2−2〜2−3の塗布液を用いたこと以外は、実施例3−1と同様にしてUV硬化性を評価した。結果を表2に示す。
[Examples 3-2 to 3-3]
UV curability was evaluated in the same manner as in Example 3-1, except that the coating liquid of Examples 2-2 to 2-3 was used as the coating liquid before adding the photoradical initiator. The results are shown in Table 2.
[比較例3−1]
硬化成分としてのトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)をプロピレングリコールモノメチルエーテルでTMPTA分が22.0質量%となるように希釈し、更に光ラジカル開始剤としてTMPTAに対して3質量%の量のイルガキュア2959(BASF社製)を添加、均一透明となるまで振り混ぜた後、0.45μm孔径のフィルターで濾過した。
以後の操作は実施例3−1と同様にしてUV硬化性を評価した。結果を表2に示す。
[Comparative Example 3-1]
Trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) as a curing component is diluted with propylene glycol monomethyl ether so that the TMPTA content is 22.0% by mass, and further, Irgacure in an amount of 3% by mass with respect to TMPTA as a photoradical initiator. 2959 (manufactured by BASF) was added, shaken and mixed until uniform and transparent, and then filtered through a 0.45 μm pore size filter.
Subsequent operations were performed in the same manner as in Example 3-1, and UV curability was evaluated. The results are shown in Table 2.
[比較例3−2]
硬化成分としてネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGDA)を用いたこと以外は、比較例3−1と同様にしてUV硬化性を評価した。結果を表2に示す。
[Comparative Example 3-2]
UV curability was evaluated in the same manner as Comparative Example 3-1, except that neopentyl glycol diacrylate (NPGDA) was used as the curing component. The results are shown in Table 2.
<耐水性の試験>
[実施例4−1〜4−3、比較例4−1〜4−2]
UV照射回数を20パス(積算光量:4J/cm2)に固定したこと以外は、実施例3−1〜3−3、比較例3−1〜3−2と同様にしてガラス板上に硬化塗膜を形成した。
これを室温(23℃)の水に24時間浸漬し、取り出した直後の状態を目視で観察、更にキッチンタオルで塗膜表面をラビングした(擦った)。結果を表2に示す。
<Water resistance test>
[Examples 4-1 to 4-3, Comparative examples 4-1 to 4-2]
It hardens | cures on a glass plate similarly to Examples 3-1 to 3-3 and Comparative Examples 3-1 to 2-3-2 except having fixed the number of times of UV irradiation to 20 passes (integrated light quantity: 4 J / cm < 2 >). A coating film was formed.
This was immersed in water at room temperature (23 ° C.) for 24 hours, and the state immediately after removal was visually observed, and the surface of the coating film was rubbed (rubbed) with a kitchen towel. The results are shown in Table 2.
上記表2の結果から、実施例3−1〜3−3の本発明の水系組成物を用いて得られた硬化塗膜は、比較例3−1〜3−2の従来の硬化成分を用いて得られた硬化塗膜と比べて、顕著に優れたUV硬化性及び耐水性を示すことがわかる。 From the results of Table 2 above, the cured coating films obtained using the aqueous compositions of Examples 3-1 to 3-3 of the present invention use the conventional curing components of Comparative Examples 3-1 to 3-2. Compared with the cured coating film obtained in this way, it can be seen that the film exhibits significantly superior UV curability and water resistance.
<酸素ガスバリア性の試験>
[実施例5−1]
基材として表面未処理ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(ルミラーL−50T60、東レ社製)を用いたこと以外は、実施例4−1と同様にして、実施例3−1で調製した塗布液を用い、PETフィルム上にUV硬化塗膜を形成した。このフィルムを、酸素透過率計(Model8001、Illinois Instruments社製)のセルにUV硬化塗膜が下側(窒素フロー側)になるようにセットして、次の条件で酸素透過速度(OTR)[cc/m2・day]を測定した。
・酸素フロー=20[cc/min]
・窒素フロー=10[cc/min]
・試験温度:23℃
OTR値としては、測定値が安定になった試験開始後2.5時間の時点の値を試験結果とした。結果を表3に示す。
なお、マイナスのOTR値は、単にパッシブメカニズムにより酸素ガスをバリアしているだけでなく、アクティブメカニズムで化学的に酸素を吸収していることを示している。
<Oxygen gas barrier test>
[Example 5-1]
The coating liquid prepared in Example 3-1 was used in the same manner as in Example 4-1, except that a surface-untreated polyethylene terephthalate (PET) film (Lumirror L-50T60, manufactured by Toray Industries, Inc.) was used as the substrate. A UV cured coating was formed on the PET film. This film was set in a cell of an oxygen transmission meter (Model 8001, manufactured by Illinois Instruments) so that the UV cured coating film was on the lower side (nitrogen flow side), and the oxygen transmission rate (OTR) [ cc / m 2 · day] was measured.
・ Oxygen flow = 20 [cc / min]
・ Nitrogen flow = 10 [cc / min]
Test temperature: 23 ° C
As the OTR value, the value at the time point 2.5 hours after the start of the test when the measured value became stable was used as the test result. The results are shown in Table 3.
A negative OTR value indicates that oxygen is not only barriered by a passive mechanism but also chemically absorbed by an active mechanism.
[実施例5−2]
用いた塗布液を実施例3−2で調製したものに変えたこと以外は、実施例5−1と同様にしてOTR値を測定した。結果を表3に示す。
[Example 5-2]
The OTR value was measured in the same manner as in Example 5-1, except that the coating liquid used was changed to that prepared in Example 3-2. The results are shown in Table 3.
[比較例5−1]
基材のPETフィルムのみでOTR値を測定した。結果を表3に示す。
[Comparative Example 5-1]
The OTR value was measured only with the PET film of the substrate. The results are shown in Table 3.
[比較例5−2〜5−3]
用いた塗布液を表3に示したものに変え、乾燥膜厚が4μmとなるように塗布したこと以外は実施例5−1と同様にしてOTR値を測定した。結果を表3に示す。
[Comparative Examples 5-2 to 5-3]
The OTR value was measured in the same manner as in Example 5-1, except that the coating solution used was changed to the one shown in Table 3 and that the coating thickness was 4 μm. The results are shown in Table 3.
上記表3の結果から、実施例5−1、5−2の本発明の水系組成物を用いて得られた硬化塗膜は、酸素ガスをパッシブにバリアするだけでなく、化学的に酸素を吸収してアクティブにバリアし、比較例5−1の硬化塗膜を用いない場合や、比較例5−2、5−3の従来の硬化成分を用いて得られた硬化塗膜と比べて、顕著に高い酸素ガスバリア性を示すことがわかる。 From the results of Table 3 above, the cured coating films obtained using the aqueous compositions of Examples 5-1 and 5-2 of the present invention not only passively barrier oxygen gas but also chemically oxygenate. Absorb and actively barrier, compared with the case where the cured coating film of Comparative Example 5-1 is not used or compared with the cured coating film obtained using the conventional curing components of Comparative Examples 5-2 and 5-3, It can be seen that the oxygen gas barrier property is remarkably high.
<表面硬度の試験>
[実施例6−1]
実施例4−3と同様にしてガラス板上にUV硬化塗膜を形成した。このUV硬化塗膜について、JIS K 5600−4に準拠し、引っかき硬度(鉛筆法)を測定した。結果を表4に示す。
<Surface hardness test>
[Example 6-1]
A UV cured coating film was formed on a glass plate in the same manner as in Example 4-3. About this UV cured coating film, scratch hardness (pencil method) was measured according to JIS K 5600-4. The results are shown in Table 4.
[実施例6−2]
実施例1−5で得た水溶液に対して、水溶液中の不揮発分に対して3質量%の量のイルガキュア2959(BASF社製)を光ラジカル開始剤として更に添加し、70〜80℃に加温しながら振り混ぜて均一な溶液とし、0.45μm孔径のフィルターで濾過した。
この光ラジカル開始剤を含む水溶液4.0部を攪拌子を入れた容器に取り、攪拌しながらコロイダルシリカ(シリカのナノ微粒子の水分散液)3.0部を滴下し、透明な水系組成物を得た。なお、用いたコロイダルシリカの詳細は次のとおりである。
・製品名:ST−AK−A(日産化学社製)
・粒子径:10〜15nm
・微粒子含量(不揮発分):15.0%
上記水系組成物は、不揮発分中にシリカのナノ微粒子を30質量%含むことになる。また、実施例1−5で得た水溶液の不揮発分とST−AK−Aの不揮発分から、得られた水系組成物の不揮発分を21.4%と算出した。
この塗布液を用い、実施例6−1と同様にしてガラス板上に形成したUV硬化塗膜の引っかき硬度を測定した。結果を表4に示す。
また、調製した塗布液の表面張力を測定したところ、38.0mN/mであった。
[Example 6-2]
To the aqueous solution obtained in Example 1-5, Irgacure 2959 (manufactured by BASF) in an amount of 3% by mass with respect to the nonvolatile content in the aqueous solution was further added as a photoradical initiator, and the mixture was heated to 70 to 80 ° C. The mixture was shaken while warm to obtain a uniform solution, and filtered through a 0.45 μm pore size filter.
4.0 parts of this aqueous solution containing a photoradical initiator is placed in a container containing a stirrer, and 3.0 parts of colloidal silica (silica nanoparticle aqueous dispersion) is added dropwise with stirring to obtain a transparent aqueous composition. Got. The details of the colloidal silica used are as follows.
・ Product name: ST-AK-A (Nissan Chemical Co., Ltd.)
-Particle diameter: 10-15 nm
-Fine particle content (non-volatile content): 15.0%
The aqueous composition contains 30% by mass of silica nanoparticles in the nonvolatile content. Moreover, the nonvolatile content of the obtained aqueous composition was calculated as 21.4% from the nonvolatile content of the aqueous solution obtained in Example 1-5 and the nonvolatile content of ST-AK-A.
Using this coating solution, the scratch hardness of the UV cured coating film formed on the glass plate was measured in the same manner as in Example 6-1. The results are shown in Table 4.
The surface tension of the prepared coating solution was measured and found to be 38.0 mN / m.
[実施例6−3]
実施例1−6で得た水溶液を、No.8のバーコーターを用いてガラス板に塗布した。塗布後、ベルトコンベア式UV照射機により、積算光量:4J/cm2となるようにUV照射を行い硬化させた。
なお、用いたベルトコンベア式UV照射機は、次の通りである。
UV照射装置:ライトハンマー6
ベルトコンベア装置:モデルLC−6B
以上、フュージョンUVシステムズ社製
UV照射条件は、次の通りである。
光源:Hバルブ
波長365nmにおける照度:200mW/cm2
ベルトスピード:6.0m/s
1パスあたりの照射時間:1秒
1パスあたりの積算光量:200mJ/cm2
硬化させた後、120℃の熱風乾燥器にて5分間乾燥した。室温まで冷却した後、実施例6−1と同様に引っかき硬度を測定した。結果を表4に示す。
[Example 6-3]
The aqueous solution obtained in Example 1-6 was No. It applied to the glass plate using 8 bar coaters. After application, UV irradiation was performed by a belt conveyor type UV irradiator so that the integrated light amount was 4 J / cm 2 , and curing was performed.
The belt conveyor type UV irradiator used is as follows.
UV irradiation device:
Belt conveyor device: Model LC-6B
As described above, the UV irradiation conditions manufactured by Fusion UV Systems are as follows.
Light source: Illuminance at H bulb wavelength 365 nm: 200 mW / cm 2
Belt speed: 6.0 m / s
Irradiation time per pass: 1 second Integrated light quantity per pass: 200 mJ / cm 2
After curing, it was dried for 5 minutes in a 120 ° C. hot air dryer. After cooling to room temperature, the scratch hardness was measured in the same manner as in Example 6-1. The results are shown in Table 4.
[実施例6−4]
塗布する水溶液を、実施例1−6で得た水溶液から実施例1−7で得た水溶液に変えたこと以外は、実施例6−3と同様にして引っかき硬度を測定した。結果を表4に示す。
[Example 6-4]
Scratch hardness was measured in the same manner as in Example 6-3 except that the aqueous solution to be applied was changed from the aqueous solution obtained in Example 1-6 to the aqueous solution obtained in Example 1-7. The results are shown in Table 4.
上記表4の結果から、本発明の水系組成物を用いて得られた硬化物は、高い硬度を示すことがわかる。 From the results in Table 4 above, it can be seen that the cured product obtained using the aqueous composition of the present invention exhibits high hardness.
<密着性の試験>
[実施例7−1]
実施例6−2と同様にしてガラス板上にUV硬化塗膜を形成した。このUV硬化塗膜について、JIS K 5600−5−6(クロスカット法)に準拠し、ガラス基板に対する密着性を評価した。ただし、マス目は10×10マス=100マスで行い、100マスの中で剥がれや破損が生じずに残存しているマス目の数として密着性を評価した。結果を表5に示す。
<Adhesion test>
[Example 7-1]
A UV cured coating film was formed on a glass plate in the same manner as in Example 6-2. About this UV cured coating film, the adhesiveness with respect to a glass substrate was evaluated based on JISK5600-5-6 (cross-cut method). However, the squares were 10 × 10 squares = 100 squares, and the adhesion was evaluated as the number of squares remaining without peeling or breakage in 100 squares. The results are shown in Table 5.
[実施例7−2〜7−6]
基材を表5に示すものに変えたこと以外は、実施例7−1と同様にして各基材に対する密着性を評価した。結果を表5に示す。
[Examples 7-2 to 7-6]
The adhesiveness to each substrate was evaluated in the same manner as in Example 7-1 except that the substrate was changed to the one shown in Table 5. The results are shown in Table 5.
上記表5の結果から、本発明の水系組成物を用いて得られた硬化物は、樹脂基材から無機基材までの各種基材に対して優れた密着性を示すことがわかる。 From the results of Table 5 above, it can be seen that the cured product obtained using the aqueous composition of the present invention exhibits excellent adhesion to various substrates from a resin substrate to an inorganic substrate.
上記表1〜5の結果から、本発明の水系組成物が優れた製膜性を有し、また、その硬化物が、優れたUV硬化性、耐水性、酸素ガスバリア性、表面硬度、密着性等を有することが明らかとなった。
このように、上記一般式(1)で表される特定のジエン系カルボン酸陰イオン、及び、水を含んでなる水系組成物とすることによって、当該水系組成物が優れた製膜性と重合性を有し、更に、その重合・硬化物が、イオン結合及び/又は金属に応じた諸特性(耐水性、硬化性、硬度、耐擦傷性、耐指紋付着性、ガスバリア性、水蒸気バリア性、酸素吸収性、紫外線カット、赤外線カット、発色・着色、高屈折率、密着性、各種触媒能、蛍光・発光能、光増幅、分散性、帯電防止等)を発揮する作用機序はすべて同様であるものと考えられる。
したがって、上記実施例の結果から、本発明の技術的範囲全般において、また、本明細書において開示した種々の形態において本発明が適用でき、有利な作用効果を発揮することができるといえる。
From the results of Tables 1 to 5, the aqueous composition of the present invention has excellent film forming properties, and the cured product has excellent UV curability, water resistance, oxygen gas barrier property, surface hardness, adhesion. It became clear to have etc.
Thus, by using the aqueous composition comprising the specific diene carboxylate anion represented by the general formula (1) and water, the aqueous composition has excellent film forming properties and polymerization. Furthermore, the polymerized / cured product has various characteristics (water resistance, curability, hardness, scratch resistance, fingerprint resistance, gas barrier property, water vapor barrier property, ionic bond and / or metal. (Oxygen absorption, UV cut, infrared cut, color development / coloring, high refractive index, adhesion, various catalytic functions, fluorescence / luminescence, light amplification, dispersibility, antistatic, etc.) It is thought that there is.
Therefore, it can be said from the results of the above-described embodiments that the present invention can be applied in the entire technical scope of the present invention and in various forms disclosed in the present specification, and can exhibit advantageous effects.
Claims (4)
該重合又は硬化方法は、加熱、活性エネルギー線の照射、及び、酸素を含む雰囲気下への暴露からなる群から選択される少なくとも1種の方法を施す工程を含むことを特徴とする水系組成物の重合又は硬化方法。 A method for polymerizing or curing the aqueous composition according to claim 1 or 2,
The polymerization or curing method includes a step of applying at least one method selected from the group consisting of heating, irradiation with active energy rays, and exposure to an atmosphere containing oxygen. Polymerization or curing method.
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