WO2009123013A1 - 多官能含フッ素化合物及び該化合物の製造方法 - Google Patents
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- C07C323/51—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having the sulfur atoms of the thio groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton
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- C08K5/02—Halogenated hydrocarbons
Definitions
- the present invention relates to a polyfunctional fluorine-containing compound, a method for producing the compound, a crosslinking agent comprising the compound, a curable composition containing the compound, and a cured product obtained by curing the composition.
- Fluorine-containing compounds having fluorine atoms in the molecule are excellent in light transmission and light durability.
- Materials containing fluorine-containing compounds are used as cross-linking agents for paints, sealing materials for optical devices, etc. in use.
- the fluorine-containing compound used for these applications is desired to have a plurality of functional groups in the molecule that react with other components.
- the synthesis of the fluorine-containing compound requires a special raw material having a fluorine atom.
- the reactivity of the fluorine-containing compound is often different from that of a general organic compound, it is difficult to obtain a target compound by a general organic synthesis method.
- polyfunctional fluorine-containing compounds having a plurality of functional groups in the molecule are not easily synthesized, and there are no commercially available polyfunctional fluorine-containing compounds having three or more functional groups.
- An object of the present invention is to provide a polyfunctional fluorine-containing compound, a method for producing the compound, a crosslinking agent comprising the compound, a curable composition containing the compound, and a cured product obtained by curing the composition.
- the present inventors have conducted an enethiol reaction between a polyfunctional thiol compound and a fluorine-containing allyl compound having a hydroxyl group, or a fluorine-containing vinyl ether compound having a polyfunctional thiol compound and a hydroxyl group.
- a polyfunctional fluorine-containing compound having at least one hydroxyl group is synthesized by an enethiol reaction, and a polyfunctional fluorine-containing compound having two or more carbon-carbon double bonds at the terminal by an esterification reaction or urethanization reaction with the hydroxyl group. It has been found that a functional fluorine-containing compound can be synthesized.
- the obtained polyfunctional fluorine-containing compound has a plurality of curable sites in the molecule, it can be suitably used as a crosslinking agent for paints. Further, the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention having a plurality of carbon-carbon double bonds in the molecule can be mixed with other components to form a curable composition, which can be cured to produce a cured product. .
- the present invention has been completed based on such findings and further studies.
- the present invention relates to a novel polyfunctional fluorine-containing compound described in the following items 1 to 12, a method for producing the compound, a crosslinking agent comprising the compound, a curable composition containing the compound, and a cured product obtained by curing the composition I will provide a.
- Item 1 a novel polyfunctional fluorine-containing compound described in the following items 1 to 12, a method for producing the compound, a crosslinking agent comprising the compound, a curable composition containing the compound, and a cured product obtained by curing the composition I will provide a.
- T is a hydrocarbon which may have at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N and S, p is an integer of 2 or more, and X, Z and Rf are each Same or different and the same.
- R 4 is the same or different and is a single bond, —C a H 2a —, —C b H 2b —B—C c H 2c — or —S—C d H 2d —, a, b, c and d are the same or different and are an integer of 1 or more, B is —S—, —C ( ⁇ O) O—, —OC ( ⁇ O) — or —O—, and A is —C e H 2e ⁇ or —C f H 2f —E—C g H 2g —, e, f and g are the same or different and are an integer of 1 or more, and E is —S—, —C ( ⁇ O) O—.
- Q has an optionally substituted aliphatic ring, an optionally substituted heteroaliphatic ring, an optionally substituted aromatic ring or a substituted group.
- substituents may be an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, —OH, —COOR 7 , —CONR 8 R 9 , —NH 2 , —COCl, —SO 2 F, respectively.
- Rf is a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and having at least one group represented by the formula: —O—C ( ⁇ O) —X a —R b , or at least one formula Any one of Items 1 to 6, which is a linear or branched fluorinated alkyl group having an ether bond having 2 to 50 carbon atoms and having a group represented by —O—C ( ⁇ O) —X a —R b A compound according to claim 1. Item 8.
- Rf 1 is at least one of the formulas —O—C ( ⁇ O) —NH—R b A fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms having the group represented by the formula, or an ether having 2 to 100 carbon atoms having at least one group represented by the formula: —O—C ( ⁇ O) —NH—R b A fluorine-containing alkyl group having a bond, and R b is an organic group having at least one terminal double bond.
- the manufacturing method characterized by making it react with the compound represented by these. Item 9.
- Two or more general formulas (1-2) in the molecule S—CX 2 CHF—Z—O—Rf 2 (1-2)
- X is the same or different and is H or F
- Z is —CF 2 — or a single bond
- Rf 2 is represented by at least one formula: —O—C ( ⁇ O) —R b
- Rfa is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms having at least one hydroxyl group, or a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms and having at least one hydroxyl group; Z is the same as above.
- the manufacturing method characterized by making it react with the compound represented by these.
- Item 8. A coating crosslinking agent comprising the compound according to any one of Items 1 to 7.
- the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention has the following general formula (1).
- X is the same or different and is H or F; Z is —CF 2 — or a single bond, Rf represents at least one fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms having a group represented by the formula: —O—C ( ⁇ O) —X a —R b , or at least one formula: —O—C ( ⁇ O) -X a —R b is a fluorine-containing alkyl group having a C 2-100 ether bond and a group represented by X a is —NH— or a single bond, R b is an organic group having at least one terminal double bond.
- It is a compound characterized by having 2 or more groups represented by these.
- the alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
- the fluorine-containing alkyl group may be linear, branched or cyclic.
- a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms and having a group represented by at least one formula: —O—C ( ⁇ O) —X a —R b” Is preferably a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 50 carbon atoms, and more preferably a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 25 carbon atoms.
- the fluorine-containing alkyl group may be linear, branched or cyclic.
- R b is an organic group having at least one terminal double bond. Specific examples of R b include the following general formula:
- M is H, Cl, F or CH 3 , j is an integer of 1 to 20, k is an integer of 1 to 10, and 2j + 1 ⁇ k is an integer of 0 or more. ] The group represented by these is mentioned.
- j is preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 6.
- k is preferably an integer of 1 to 6, more preferably an integer of 1 to 3.
- Rb is represented by the following general formula:
- an unreacted isocyanate group (O ⁇ C ⁇ ) present in the compound is obtained from a compound obtained by urethanation reaction of a polyvalent isocyanate compound and a monoalcohol having a terminal double bond.
- N-) A group (part) excluding one is also included.
- polyvalent isocyanate compound examples include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, mixed isocyanate of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, P, P ′ -Diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate and the like.
- Examples of the monoalcohol having a terminal double bond include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, and 4-hydroxybutyl.
- Examples include monoalcohols having an acryloyl group or methacryloyl group such as methacrylate; monoalcohols having an allyl group such as allyl alcohol, allyl cellosolve, and trimethylpropane diallyl ether.
- R b include the following general formula:
- R is H, CH 3 , F, CF 3 or Cl.
- the group represented by these is also mentioned.
- the group represented by is preferable.
- Rf of the general formula (1) at least one group represented by the formula: —O—C ( ⁇ O) —X a —R b suffices to be present in Rf.
- the number is usually about 1 to 10, preferably about 1 to 6, and more preferably about 1 to 3.
- the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention having at least two of these terminal double bonds can be used as a crosslinking agent for paints because the substituent is a functional group.
- “at least one fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms having a group represented by the formula: —O—C ( ⁇ O) —X a —R b ” and “at least Specific structural formulas of “one formula: —O—C ( ⁇ O) —X a —R b and a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms” include, for example, Can be represented by the following structural formula.
- each repeating unit is not limited to this order, and may be a block or random.
- Rf is preferably represented by the following structural formula.
- n, n1, X a and R b are as defined above.
- n, n1, n2, X a and R b are as defined above.
- T is a hydrocarbon optionally having at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N and S; p is an integer of 2 or more.
- the compound represented by these is preferable.
- X, Z and Rf are the same or different and are the same as those of the compound represented by the general formula (1).
- p groups (p is an integer of 2 or more) represented by the formula: — (S—CX 2 CHF—Z—O—Rf), Each is the same or different.
- p is usually an integer of 2 to 20, preferably an integer of 2 to 10, more preferably an integer of 2 to 6.
- R 4 is the same or different and is a single bond, —C a H 2a —, —C b H 2b —B—C c H 2c — or —S—C d H 2d —, a, b, c and d are the same or different and are an integer of 1 or more
- B is —S—, —C ( ⁇ O) O—, —OC ( ⁇ O) — or —O—
- A is —C e H 2e — or —C f H 2f —E—C g H 2g —, e, f and g are the same or different and are integers of 1 or more
- E is —S—, —C ( ⁇ O) O—, —OC ( ⁇ O) — or —O—
- R 5 is H, an optionally substituted alkyl group, or a group represented by the formula: —R 4 —S—CX 2 CHF—Z—O—Rf, R
- R 4 is the same or different and is a single bond, —C a H 2a —, —C b H 2b —B—C c H 2c —, or —S—C d H 2d —.
- a, b, c and d are the same or different and are an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 20, more preferably an integer of 1 to 10.
- R 4 In the group in which R 4 is represented by —C b H 2b —B—C c H 2c —, B represents —S—, —C ( ⁇ O) O—, —OC ( ⁇ O) — or —O—. It is. However, in R 4 , —C a H 2a —, —C b H 2b —B—C c H 2c —, and —S—C d H 2d — are each represented by the right side bond on the paper in the formula (1b) Bonded to the S atom of —S—CX 2 CHF—Z—O—Rf. Among these, B is preferably —OC ( ⁇ O) —.
- A is —C e H 2e — or —C f H 2f —E—C g H 2g —.
- e, f and g are the same or different and are an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 20, more preferably an integer of 1 to 10.
- E is —S—, —C ( ⁇ O) O—, —OC ( ⁇ O) — or —O—. Among these, E is preferably —O—.
- R 5 is H, an alkyl group which may have a substituent, or a group represented by the formula: —R 4 —S—CX 2 CHF—Z—O—Rf.
- alkyl group of the “optionally substituted alkyl group” represented by R 5 examples include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms. Examples thereof include alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, cyclodecyl and the like. . More preferably, it is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
- the alkyl group may be substituted, and the substituent is not particularly limited as long as it does not adversely affect the present invention.
- the substituent include —OH, —COOH, —COOCH 3 , —NH 2 , —COOCH 2 CH 3 , —COOCH 2 CF 3 and the like.
- the alkyl group may be substituted with 1 to 3 of at least one selected from these groups.
- R 6 is H, an alkyl group which may have a substituent, or a group represented by the formula: —R 4 —S—CX 2 CHF—Z—O—Rf.
- alkyl group of the “optionally substituted alkyl group” represented by R 6 examples include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms. Examples thereof include alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, cyclodecyl and the like. . More preferably, it is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
- the alkyl group may be substituted, and the substituent is not particularly limited as long as it does not adversely affect the present invention.
- the substituent include —OH, —COOH, —COOCH 3 , —NH 2 , —COOCH 2 CH 3 , —COOCH 2 CF 3 and the like.
- the alkyl group may be substituted with 1 to 3 of at least one selected from these groups.
- q is an integer of 0 or more. q is preferably an integer of 0 to 10, more preferably an integer of 0 to 5, and particularly preferably 0 or 1.
- particularly preferable compounds include compounds represented by the following general formula.
- R 5 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
- Q has an optionally substituted aliphatic ring, an optionally substituted heteroaliphatic ring, an optionally substituted aromatic ring or a substituted group.
- a heteroaromatic ring that may be The substituents are each selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, —OH, —COOR 7 , —CONR 8 R 9 , —NH 2 , —COCl, —SO 2 F, —SO 3 H, and —CN.
- R 7 is H, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group
- R 8 and R 9 are the same or different and are H, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group
- r is an integer greater than or equal to 2
- X, Z and Rf are the same or different and are the same as above
- the groups represented by the formula: — (S—CX 2 CHF—Z—O—Rf) are the same or different. ] The compound represented by these is mentioned.
- X, Z and Rf are the same or different and are the same as those of the compound represented by the general formula (1).
- the aliphatic ring which may have a substituent may be either a monocyclic ring or a bicyclic ring.
- each of the substituents is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, —OH, —COOR 7 , —CONR 8 R 9 , —NH 2 , —COCl, —SO 2 F, —SO 3 It is at least one selected from the group consisting of H and —CN.
- R 7 is H, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group.
- alkyl group include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms.
- fluorine-containing alkyl group include linear, branched or cyclic fluorine-containing alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms.
- R 8 and R 9 are the same or different and are H, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group.
- alkyl group include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms.
- fluorine-containing alkyl group include linear, branched or cyclic fluorine-containing alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms.
- r is an integer of 2 or more, and the group represented by — (S—CX 2 CHF—Z—O—Rf) is represented by the general formula (1c). There are two or more in a given compound. r is usually an integer of 2 to 20, preferably an integer of 2 to 10, more preferably an integer of 2 to 6.
- the carbon number of the aliphatic ring which may have a substituent is usually about 3 to 100, preferably about 3 to 50, more preferably about 3 to 12.
- each aliphatic ring may have the same substituent as in general formula (1c), and X, Z and Rf are the same as those in the compound represented by general formula (1). , R are the same as those in the general formula (1c). ]
- the heteroaliphatic ring which may have a substituent may be either a monocyclic ring or a bicyclic ring.
- each of the substituents is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, —OH, —COOR 7 , —CONR 8 R 9 , —NH 2 , —COCl, —SO 2 F, —SO 3 It is at least one selected from the group consisting of H and —CN.
- R 7 , R 8 and R 9 are the same as those of the aliphatic ring which may have the substituent.
- the carbon number of the heteroaliphatic ring which may have a substituent is usually about 2 to 100, preferably about 2 to 50, more preferably about 2 to 12.
- hetero atom contained in the heteroaliphatic ring include at least one selected from the group consisting of O, N, and S.
- each heteroaliphatic ring may have the same substituent as in general formula (1c), and X, Z and Rf are the same as those in the compound represented by general formula (1). And r is the same as that of the general formula (1c). ]
- the aromatic ring which may have a substituent may be either a monocyclic ring or a bicyclic ring.
- each of the substituents is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, —OH, —COOR 7 , —CONR 8 R 9 , —NH 2 , —COCl, —SO 2 F, —SO 3 It is at least one selected from the group consisting of H and —CN.
- R 7 , R 8 and R 9 are the same as those of the aliphatic ring which may have the substituent.
- the carbon number of the aromatic ring which may have a substituent is usually about 6 to 100, preferably about 6 to 50, more preferably about 6 to 20.
- each aromatic ring may have the same substituent as in the general formula (1c), and X, Z and Rf are the same as those in the compound represented by the general formula (1). , R are the same as those in the general formula (1c). ]
- the heteroaromatic ring which may have a substituent may be either a monocyclic ring or a bicyclic ring.
- each of the substituents is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, —OH, —COOR 7 , —CONR 8 R 9 , —NH 2 , —COCl, —SO 2 F, —SO 3 It is at least one selected from the group consisting of H and —CN.
- R 7 , R 8 and R 9 are the same as those of the aliphatic ring which may have the substituent.
- the carbon number of the heteroaromatic ring which may have a substituent is usually about 4 to 100, preferably about 4 to 50, more preferably about 4 to 20.
- each heteroaromatic ring may have the same substituent as in the general formula (1c), and X, Z and Rf are the same as those in the compound represented by the general formula (1). And r is the same as that of the general formula (1c). ]
- the 1st manufacturing method of the polyfunctional fluorine-containing compound of this invention is 2 or more following general formula (2) in a molecule
- Rfa is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms having at least one hydroxyl group, or a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms having at least one hydroxyl group
- X is the same or different and is H or F;
- Z is —CF 2 — or a single bond.
- the “compound having two or more groups represented by the general formula (1-1)” obtained by the first production method of the present invention is the above-mentioned “general formula” which is the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention.
- X a in Rf of the “compound having two or more groups represented by (1)” is a compound in which —NH— is present.
- fluorine-containing alkyl group of "at least one fluorinated alkyl group having 1 to 40 carbon atoms having a hydroxyl group” is preferably a fluorine-containing alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, carbon atoms 1 to 12 fluorine-containing alkyl groups are more preferred.
- the fluorine-containing alkyl group may be linear, branched or cyclic.
- a fluorinated alkyl group of the "at least a fluorinated alkyl group having an ether bond having 2-100 carbon atoms which has one hydroxyl group" is, including having an ether bond 2-50 carbon atoms
- a fluorine alkyl group is preferable, and a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 25 carbon atoms is more preferable.
- the fluorine-containing alkyl group may be linear, branched or cyclic.
- the carbon at least one existing hydroxyl group (-OH) is directly bonded to the Rf a is primary from the chemical bonding mode, secondary and tertiary three Can be classified as carbon.
- Rfa of the general formula (2) " a fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms having at least one hydroxyl group” and "a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms and having at least one hydroxyl group”
- a specific structural formula of “” it can be represented by the following structural formula, for example.
- n is an integer of 0 to 5
- n1 is an integer of 1 to 10
- each repeating unit is not limited to this order, But it may be random.
- Rf a is Of these, preferred are those represented by the following structural formula.
- Rf a is Of these, preferred are those particularly represented by the following structural formula.
- n is the same as defined above.
- R b is the same “organic group having at least one terminal double bond” as in the general formula (1).
- M is H or CH 3
- j is an integer of 1 to 20
- k is an integer of 1 to 10
- 2j + 1 ⁇ k is an integer of 0 or more.
- j is preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 6.
- k is preferably an integer of 1 to 6, more preferably an integer of 1 to 3.
- the “organic group having at least one terminal double bond” of R b is a polyvalent isocyanate similar to the compound represented by the general formula (1).
- a group (part) obtained by removing one unreacted isocyanate group (O ⁇ C ⁇ N—) present in the compound from a compound obtained by urethanation of a compound and a monoalcohol having a terminal double bond is also obtained. Can be mentioned.
- polyvalent isocyanate compound examples include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, mixed isocyanate of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, P, P ′ -Diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate and the like.
- Examples of the monoalcohol having a terminal double bond include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate.
- Monoalcohols having an acryloyl group or a methacryloyl group such as monoalcohols having an allyl group such as allyl alcohol, allyl cellosolve, and trimethylpropane diallyl ether.
- the amount of the compound having two or more groups represented by the general formula (2) in the molecule varies depending on the number of hydroxyl groups in the molecule.
- an amount sufficient for one compound represented by the general formula (3) to react may be used.
- this amount is called equivalent.
- the equivalent is 1 ⁇ 2 of the molecular weight, and in the same manner, in the compound having three hydroxyl groups in the molecule, the equivalent is 3 of the molecular weight.
- the amount of the compound having two or more groups represented by the general formula (2) in the molecule is usually about 0.01 to 2 equivalents, preferably about the compound represented by the general formula (3).
- the amount is about 0.1 to 1.5 equivalents, more preferably about 0.5 to 1.2 equivalents.
- the compound represented by the general formula (3) is usually used in an amount of 0.5 to 100 per 1 mol of the hydroxyl group in the compound having a group represented by the general formula (2) in the molecule.
- About mol, preferably about 0.67 to 10 mol, more preferably about 0.83 to 2 mol may be used.
- a compound having two or more groups represented by the general formula (2) in the molecule and a compound represented by the general formula (3) are subjected to a urethanation reaction (addition reaction). ) To form a urethane bond.
- the terminal double bond present in the compound represented by the general formula (3) does not substantially react and becomes a reactive functional group of the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention.
- the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention has a plurality of reactive terminal double bonds derived from the above substituents present in the compound represented by the general formula (3) in the molecule, It can be suitably used as an agent. Moreover, it can be set as the curable composition containing the polyfunctional fluorine-containing compound of this invention, and this can be hardened and a hardened
- the OH group acts as a curing reaction group when the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention is used as a curable composition.
- two or more compounds having a group represented by the general formula (2) in the molecule may be used singly or in combination of two or more. May be.
- the urethanization reaction easily proceeds by mixing a compound having a group represented by two or more general formulas (2) in the molecule with a compound represented by the general formula (3) or heating the mixture. .
- the heating temperature (reaction temperature) of the urethanization reaction is usually about 5 to 90 ° C., preferably about 10 to 70 ° C., more preferably about 20 to 60 ° C.
- a catalyst may be further used for the compound having a group represented by two or more general formulas (2) in the molecule and the compound represented by the general formula (3).
- the catalyst is not particularly limited, and a conventionally known catalyst used for the urethanization reaction may be used, and a commercially available product is easily available.
- the catalyst examples include organic titanium compounds such as tetraethyl titanate and tetrabutyl titanate, organotin compounds such as tin octylate, dibutyltin oxide and dibutyltin dilaurate, and halogen compounds such as stannous chloride and stannous bromide. Examples include stannous.
- the urethanization reaction proceeds in a shorter time, and the target polyfunctional fluorine-containing compound is obtained.
- the amount of the catalyst used for the urethanization reaction is not particularly limited and may be adjusted as appropriate.
- the amount is usually 0.0001 to 3 masses per 100 mass parts of the compound represented by the general formula (3). Part by weight, preferably about 0.001 to 1 part by weight, more preferably about 0.01 to 0.5 part by weight.
- a solvent may be further used.
- a solvent a conventionally known solvent that is generally used and does not interfere with the progress of the urethanization reaction may be used as the solvent.
- the solvent examples include ketone solvents such as methyl isobutyl ketone (MIBK) and methyl ethyl ketone (MEK); ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; fluorine solvents such as HCFC225 (dichloropentafluoropropane) do it.
- MIBK methyl isobutyl ketone
- MEK methyl ethyl ketone
- ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate
- fluorine solvents such as HCFC225 (dichloropentafluoropropane) do it.
- An alcohol solvent having an OH group is not preferable because it prevents the urethanization reaction from proceeding.
- the progress of the urethanization reaction is hindered, so that each solvent is more preferably dehydrated before use.
- other components may be added as necessary.
- other components include an antioxidant, a leveling agent, an inorganic filler, and an organic filler.
- the amount used is usually about 0.01 to 10 parts by weight, preferably about 0.1 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the compound represented by the general formula (3). More preferably, it is about 0.5 to 1 part by mass.
- the second production method of the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention comprises two or more of the following general formula (2) in the molecule. —S—CX 2 CHF—Z—O—Rf a (2) [Wherein, Rfa is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms having at least one hydroxyl group, or a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms and having at least one hydroxyl group; Z is the same as above.
- Rf 2 represents at least one fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms having a group represented by the formula: —O—C ( ⁇ O) —R b , or at least one formula: —O— A fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms and having a group represented by C ( ⁇ O) —R b ; R b is an organic group having at least one terminal double bond; X and Z are the same as described above.
- a production method comprising obtaining a compound having a group represented by the formula:
- the “compound having a group represented by two or more general formulas (1-2) in the molecule” obtained by the second production method of the present invention refers to the above general formula ( X a in Rf of the compound having a group represented by 1) 2 or more is a compound of a single bond.
- the compound having two or more groups represented by the general formula (2) is the same as the first production method of the present invention.
- the compound represented by the general formula (4) is: X b —C ( ⁇ O) —R b (4) [Wherein, X b represents HO—, R 10 O—, F— or Cl—, R 10 represents an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group, and R b represents an organic compound having at least one terminal double bond. It is a group. ] It is.
- R 10 is an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group.
- the alkyl group include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms. Examples thereof include alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, cyclodecyl and the like. .
- fluorine-containing alkyl group examples include linear, branched or cyclic fluorine-containing alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms.
- fluorine-containing alkyl group examples include linear, branched or cyclic fluorine-containing alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms.
- —CF 3 , —CH 2 CF 3 , CH 2 CF 2 CF 3 , —CF 2 CF 2 CF 3 and the like can be mentioned.
- R b is the same “organic group having at least one terminal double bond” as in General Formula (1).
- R is H, CH 3 , F, CF 3 or Cl, and X b is the same as above.
- X b is the same as above.
- ⁇ , ⁇ -unsaturated cyclic carboxylic acid halide is represented by the following general formula
- the compound represented by these is preferable.
- the amount of the compound having a group represented by the general formula (2) in the molecule varies depending on the number of hydroxyl groups in the molecule, as in the first production method.
- an amount sufficient for one compound represented by the general formula (4) to react with one hydroxyl group may be used.
- this amount is called equivalent.
- the equivalent is 1 ⁇ 2 of the molecular weight, and in the same manner, in the compound having three hydroxyl groups in the molecule, the equivalent is 3 of the molecular weight.
- the amount of the compound having two or more groups represented by the general formula (2) in the molecule is usually about 0.01 to 2 equivalents, preferably about the compound represented by the general formula (4).
- the amount is about 0.1 to 1.5 equivalents, more preferably about 0.5 to 1.2 equivalents.
- the compound represented by the general formula (4) is usually used in an amount of 0.5 to 100 per 1 mol of the hydroxyl group in the compound having a group represented by the general formula (2) in the molecule.
- About mol, preferably about 0.67 to 10 mol, more preferably about 0.83 to 2 mol may be used.
- the terminal double bond present in the compound represented by the general formula (4) does not substantially react and becomes a reactive functional group of the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention.
- the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention has a plurality of reactive terminal double bonds derived from the above substituents present in the compound represented by the general formula (4) in the molecule, It can be suitably used as an agent. Moreover, it can be set as the curable composition containing the polyfunctional fluorine-containing compound of this invention, and this can be hardened and a hardened
- the OH group acts as a curing reaction group when the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention is used as a curable composition.
- the compound having two or more groups represented by the general formula (2) in the molecule may be used alone or in combination of two or more. May be.
- the esterification reaction proceeds easily by mixing a compound having a group represented by two or more general formulas (2) in the molecule with a compound represented by the general formula (4) or heating the mixture. .
- the reaction temperature of the esterification reaction is usually about ⁇ 20 to 40 ° C.
- HCl and HF are by-produced by the reaction, but it is desirable to add an appropriate base for the purpose of supplementing these.
- the base include tertiary amines such as pyridine, N, N-dimethylaniline, tetramethylurea and triethylamine, and metallic magnesium.
- a compound represented by the general formula (3) as a raw material or a carbon atom in a compound having two or more groups represented by the general formula (1-2) in the molecule as a product may coexist.
- the inhibitor include hydroquinone, t-butyl hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether and the like.
- a solvent may be further used.
- a solvent a conventionally known solvent that is generally used and does not hinder the progress of the esterification reaction may be used as the solvent.
- the solvent examples include ether solvents such as diethyl ether and tetrahydrofuran, ketone solvents such as 2-hexanone, cyclohexanone, methylaminoketone, and 2-heptanone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono Propylene glycol solvents such as butyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, CH 3 CCl 2 F (HCFC-141b), CF 3 CF 2 CHCl 2 / CClF 2 CF 2 CHClF mixture (HCFC-225), perfluorohexane, perfluoro Fluorine-containing solvents such as bromo (2-butyltetrahydrofuran), methoxy-nonafluoro
- other components may be added as necessary.
- other components include an antioxidant, a leveling agent, an inorganic filler, and an organic filler.
- the amount used is usually about 0.01 to 10 parts by weight, preferably about 0.1 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the compound represented by the general formula (2). More preferably, it is about 0.5 to 1 part by mass.
- T is a hydrocarbon which may have at least one heteroatom selected from the group consisting of O, N and S, and p is an integer of 2 or more.
- p is an integer of 2 or more.
- T and p are the same as those in general formula (1a).
- R 5b is H, an alkyl group which may have a substituent, or a group represented by the formula: —R 4 —SH
- R 6b may be H, which may have a substituent.
- the compound represented by these is mentioned.
- R 5b is H, an alkyl group which may have a substituent, or a group represented by the formula: —R 4 —SH.
- alkyl group of the “optionally substituted alkyl group” represented by R 5b examples include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms. Examples thereof include alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, cyclodecyl and the like. . More preferably, it is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
- the alkyl group may be substituted, and the substituent is not particularly limited as long as it does not adversely affect the present invention.
- the substituent include —OH, COOH, —COOCH 3 , —NH 2 , —COOCH 2 CH 3 , —COOCH 2 CF 3 and the like.
- the alkyl group may be substituted with 1 to 3 of at least one selected from these groups.
- R 6b is H, an alkyl group which may have a substituent, or a group represented by the formula: —R 4 —SH.
- alkyl group of the “ optionally substituted alkyl group” represented by R 6b examples include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms. Examples thereof include alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, cyclodecyl and the like. . More preferably, it is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
- the alkyl group may be substituted, and the substituent is not particularly limited as long as it does not adversely affect the present invention.
- the substituent include —OH, COOH, —COOCH 3 , —NH 2 , —COOCH 2 CH 3 , —COOCH 2 CF 3 and the like.
- the alkyl group may be substituted with 1 to 3 of at least one selected from these groups.
- particularly preferred compounds include compounds represented by the following general formula.
- Examples of the compound represented by the general formula (3b) include 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate), trimethylolpropane tris (3-mercaptopros Pionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), dipentaerythritol hexakis (3-mercaptopropionate), 1,2-dimercaptoethane, 1,2-dimercaptopropane, 1,3- Dimercaptopropane, dimercaptobutane, dimercaptohexane, tetrakismercaptomethylmethane, dimercaptomethane, trimercaptomethane, 1,2,3-trimercaptopropane, 1,2,3,4-tetramercaptobutane, dimercaptomethane 1,1-dimercapto Tan, 1,2-dimercaptoethan
- Q has an aliphatic ring which may have the same substituent as in general formula (1c), a heteroaliphatic ring which may have a substituent, and a substituent.
- the substituent is at least one selected from the group consisting of an alkyl group, —OH, —COOR 7 , —CONR 8 R 9 , —NH 2 , —COCl, —SO 2 F, —SO 3 H, and —CN. is there.
- the aliphatic ring which may have a substituent may be either a monocyclic ring or a bicyclic ring. Further, when it has a substituent, the substituent consists of an alkyl group, —OH, —COOR 7 , —CONR 8 R 9 , —NH 2 , —COCl, —SO 2 F, —SO 3 H, and —CN, respectively. It is at least one selected from the group.
- R 7 is H, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group.
- alkyl group include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
- fluorine-containing alkyl group include linear, branched or cyclic fluorine-containing alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
- R 8 and R 9 are the same or different and are H, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group.
- alkyl group include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
- fluorine-containing alkyl group include linear, branched or cyclic fluorine-containing alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
- r is an integer of 2 or more, and two or more groups represented by — (SH) are present in the compound represented by the general formula (3c).
- r is usually an integer of 2 to 20, preferably an integer of 2 to 10, more preferably an integer of 2 to 6.
- the carbon number of the aliphatic ring which may have a substituent is usually about 3 to 100, preferably about 3 to 50, more preferably about 3 to 12.
- each aliphatic ring may have the same substituent as in general formula (3c), and the substituent and r are the same as those of the compound represented by general formula (1c). . ]
- the heteroaliphatic ring which may have a substituent may be a single ring or multiple rings. Further, when it has a substituent, the substituent consists of an alkyl group, —OH, —COOR 7 , —CONR 8 R 9 , —NH 2 , —COCl, —SO 2 F, —SO 3 H, and —CN, respectively. It is at least one selected from the group. R 7 , R 8 and R 9 are the same as those of the aliphatic ring which may have the substituent.
- the carbon number of the heteroaliphatic ring which may have a substituent is usually about 2 to 100, preferably about 2 to 50, more preferably about 2 to 12.
- hetero atom contained in the heteroaliphatic ring include at least one selected from the group consisting of O, N, and S.
- each heteroaliphatic ring may have the same substituent as in the general formula (3c), and the substituent and r are the same as those in the compound represented by the general formula (1c). is there. ]
- Q in the general formula (3c) is an optionally substituted heteroaliphatic ring
- Q in the general formula (3c) is an optionally substituted heteroaliphatic ring
- examples of the compound in which Q in the general formula (3c) is an optionally substituted heteroaliphatic ring include 2,5-dimercaptomethyl-1,4-dithiane, 4,5-dithiane Examples include mercaptomethyl-1,3-dithiane.
- the aromatic ring which may have a substituent may be a monocyclic ring or a multicyclic ring. Further, when it has a substituent, the substituent consists of an alkyl group, —OH, —COOR 7 , —CONR 8 R 9 , —NH 2 , —COCl, —SO 2 F, —SO 3 H, and —CN, respectively. It is at least one selected from the group. R 7 , R 8 and R 9 are the same as those of the aliphatic ring which may have the substituent.
- the carbon number of the aromatic ring which may have a substituent is usually about 6 to 100, preferably about 6 to 50, more preferably about 6 to 20.
- each aromatic ring may have the same substituent as in the general formula (3c), and the substituent and r are the same as those of the compound represented by the general formula (1c). ]
- Specific examples of the compound in which Q in the general formula (3c) is an aromatic ring which may have a substituent include 1,2-dimercaptobenzene, 1,3-dimercaptobenzene, 1,4- Dimercaptobenzene, 1,3,5-trimercaptobenzene, 1,2-dimercaptotoluene, 1,3-dimercaptotoluene, 1,4-dimercaptotoluene, 1,3,5-trimercaptotoluene, 1, Examples include 2-dimercaptoxylene, 1,3-dimercaptoxylene, 1,4-dimercaptoxylene, 1,3-dimercaptotolylene, 1,3,5-trimercaptotolylene, and the like.
- the heteroaromatic ring which may have a substituent may be a single ring or multiple rings. Further, when it has a substituent, the substituent consists of an alkyl group, —OH, —COOR 7 , —CONR 8 R 9 , —NH 2 , —COCl, —SO 2 F, —SO 3 H, and —CN, respectively. It is at least one selected from the group. R 7 , R 8 and R 9 are the same as those of the aliphatic ring which may have the substituent.
- the carbon number of the heteroaromatic ring which may have a substituent is usually about 4 to 100, preferably about 4 to 50, more preferably about 4 to 20.
- hetero atom contained in the heteroaromatic ring include at least one selected from the group consisting of O, N, and S.
- each heteroaromatic ring may have the same substituent as in general formula (3c), and the substituent and r are the same as those in the compound represented by general formula (1c). . ]
- the compound having two or more thiol groups (—SH group, mercapto group) in the molecule of the present invention is a compound obtained by a conventionally known production method, and a commercially available product can also be used.
- the compound having two or more thiol groups in the molecule of the present invention is synthesized, for example, according to the method described in The Chemistry of the thiol group (Chemistry of Functional Groups) By Saul Patai: John Wiley and Sons Ltd. be able to. For example, there is an isothiuronium salt method in which thiourea is reacted, isothiuronium salified and hydrolyzed.
- n is the same as defined above.
- n is the same as defined above.
- n is the same as defined above.
- n is the same as defined above.
- the compound represented by the general formula (2-1) of the present invention is a compound obtained by a conventionally known production method, and a commercially available product can also be used.
- the compounds represented by the general formula (2-1) may be used singly or in combination of two or more.
- the amount of the compound having two or more thiol groups in the molecule varies depending on the number of thiol groups in the molecule. For example, one compound represented by the general formula (2-1) per one thiol group An amount sufficient to react may be used. In this specification, this amount is called equivalent. In a compound having two thiol groups in the molecule, the equivalent is 1 ⁇ 2 of the molecular weight, and in the same manner, in an compound having three thiol groups in the molecule, the equivalent is 3 of the molecular weight.
- the amount of the compound having two or more thiol groups in the molecule is usually about 2 to 0.1 equivalent, preferably 1.2 to 0.1, relative to the compound represented by the general formula (2-1).
- the amount is about 2 equivalents, more preferably about 1 to 0.5 equivalents.
- the compound represented by the general formula (2-1) is usually about 0.5 to 1 mol, preferably 0, with respect to 1 mol of the thiol group of the compound having two or more thiol groups in the molecule.
- About 0.8 to 5 mol, more preferably about 1 to 2 mol may be used.
- the carbon-carbon double bond existing in the compound represented by the general formula (2-1) is added to the thiol group in the compound having two or more thiol groups in the molecule. react.
- the hydroxyl groups in the Rf a is present in the compounds represented by the general formula (2-1), without substantial reaction, the isocyanate groups in the compound represented by the general formula (3) or
- the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention is produced by reacting with the X b —C ( ⁇ O) — group in the compound represented by the general formula (4).
- the unreacted thiol group is an isocyanate group of the compound represented by the general formula (3) or A bond can be formed by reacting with the X b —C ( ⁇ O) — group of the compound represented by the general formula (4), but a thiol group remains in the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention without reacting. Even if used, it acts as a curing reactive group when used as a curable composition.
- compounds having two or more thiol groups in the molecule may be used alone or in combination of two or more. Good.
- the enethiol reaction easily proceeds by irradiating a mixture of a compound having two or more thiol groups in the molecule and a compound represented by the general formula (2-1) with ultraviolet rays.
- the irradiation amount of ultraviolet rays is usually about 0.1 to 10 J / cm 2 , preferably about 0.5 to 8 J / cm 2 , more preferably about 1 to 6 J / cm 2 .
- the reaction temperature of the enethiol reaction is usually about 5 to 60 ° C., preferably about 10 to 55 ° C., more preferably about 20 to 50 ° C.
- a photopolymerization initiator may be used in addition to the compound having two or more thiol groups in the molecule and the compound represented by the general formula (2-1). Even if the photopolymerization initiator is not used, the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention can be obtained. However, by using the photopolymerization initiator, the enethiol reaction proceeds in a shorter time, and the desired polyfunctional compound is contained. A fluorine compound is obtained.
- the type of photopolymerization initiator is not particularly limited, and a conventionally known one may be used, and a commercially available product is easily available.
- photopolymerization initiator examples include acetophenone compounds such as acetophenone, chloroacetophenone, diethoxyacetophenone, hydroxyacetophenone, ⁇ -aminoacetophenone; benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyl Benzoin compounds such as dimethyl ketal; benzophenone compounds such as benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, hydroxy-propylbenzophenone, acrylated benzophenone, Michler ketone; thioxanthone, chlorothioxanthone, Methylthioxanthone, diethylthioxanthone, dimethylthioxone Thioxanthones such as Benson; benzyl, al
- photopolymerization initiators examples include Irgacure 907, Irgacure 127, Irgacure 369, and Irgacure 819 manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd.
- a photoinitiator may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
- a known photoinitiator such as amines, sulfones and sulfines may be added to the photopolymerization initiator as necessary.
- the amount of the photopolymerization initiator used is not particularly limited and may be adjusted as appropriate.
- the amount is usually about 0.01 to 10 parts by mass, preferably about 0.5 to 7 parts by mass, more preferably about 1 to 5 parts by mass.
- a solvent may be further used.
- a solvent a conventionally known solvent that is generally used and does not hinder the progress of the enethiol reaction may be used as the solvent.
- the solvent for example, methanol, ethanol, isopropanol, HCFC225 (dichloropentafluoropropane), methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl ethyl ketone (MEK) or the like may be used.
- other components may be added as necessary.
- other components include an antioxidant, a leveling agent, an inorganic filler, and an organic filler.
- the amount used is usually about 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 2 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the compound represented by the general formula (2-1). About 0.5, more preferably about 0.5 to 1 part by mass.
- the enethiol reaction can proceed by generating radicals by an appropriate method without particularly irradiating ultraviolet rays.
- a method of generating radicals for example, a method of generating radicals by heating using a known radical polymerization initiator is preferable.
- radical polymerization initiator known peroxides, azo initiators and the like can be used.
- the amount of the radical polymerization initiator is usually about 0.01 to 10 parts by weight, preferably about 0.05 to 7 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the compound represented by the general formula (2-1). About 0.5 to 3 parts by mass.
- crosslinking agent and additive for coating material Since the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention has a plurality of unsaturated groups (carbon-carbon double bonds) in the molecule, it can be suitably used as a crosslinking agent and additive for coating material.
- curable composition and cured product Since the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention has a plurality of unsaturated groups (carbon-carbon double bonds) in the molecule, the curable composition (cured) is mixed with other components. Can be suitably used as a functional fluorine-containing resin composition).
- Examples of the mode of the curable fluorine-containing resin composition of the present invention include a mode using a solvent.
- Various base materials can be coated by dissolving or dispersing the curable fluorine-containing resin composition of the present invention in a solvent to form a coating film. After the coating film is formed, it is efficiently irradiated with active energy rays or the like. It is preferable in that it can be cured and a cured film can be obtained.
- the fluorine-containing resin composition for coating of the present invention is a composition containing (a) a polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention, (b) an active energy ray curing initiator, and (c) a solvent.
- the active energy ray curing initiator (b) for example, generates radicals and cations only when irradiated with electromagnetic waves in a wavelength region of 350 nm or less, that is, ultraviolet rays, electron beams, X rays, ⁇ rays, etc. It functions as a catalyst for initiating the curing (crosslinking reaction) of the carbon-carbon double bond of the fluorine-containing compound.
- radicals and cations with ultraviolet light particularly those that generate radicals are used. For example, the following can be exemplified.
- Acetophenone series acetophenone, chloroacetophenone, diethoxyacetophenone, hydroxyacetophenone, ⁇ -aminoacetophenone, hydroxypropiophenone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinepropan-1-one, etc.
- Benzoin series benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyldimethyl ketal, and the like.
- Benzophenone series benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, hydroxy-propylbenzophenone, acrylated benzophenone, Michler's ketone, etc.
- the polyfunctional fluorine-containing compound (a), the active energy ray curing initiator (b), and additives such as a curing agent, a leveling agent, and a light stabilizer that are added as necessary are uniformly dissolved or dispersed. If it does, there will be no restriction
- the mode of using this solvent is particularly preferable in that it is highly transparent in a field where a thin layer coating (about 0.1 ⁇ m) is required, such as an antireflection coating, and a uniform coating can be obtained with high productivity.
- solvent (c) examples include cellosolv solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate; diethyl oxalate, ethyl pyruvate, ethyl-2-hydroxybutyrate, ethyl acetoacetate, butyl acetate.
- cellosolv solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate; diethyl oxalate, ethyl pyruvate, ethyl-2-hydroxybutyrate, ethyl acetoacetate, butyl acetate.
- Ester solvents such as amyl acetate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 2-hydroxyisobutyrate, ethyl 2-hydroxyisobutyrate; propylene Glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether Propylene glycol solvents such as cetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol dimethyl ether; ketone solvents such as 2-hexanone, cyclohexanone, methylaminoketone, 2-heptanone; alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol Examples of the solvent
- a fluorine-based solvent may be used as necessary.
- the fluorine-based solvent include CH 3 CCl 2 F (HCFC-141b), CF 3 CF 2 CHCl 2 / CClF 2 CF 2 CHClF mixture (HCFC-225), perfluorohexane, perfluoro (2-butyltetrahydrofuran) , Methoxy-nonafluorobutane, 1,3-bistrifluoromethylbenzene, etc.
- fluorinated alcohols such as compounds represented by the formula: benzotrifluoride, perfluorobenzene, perfluoro (tributylamine), ClCF 2 CFClCF 2 CFCl 2 and the like.
- fluorinated solvents may be used alone or as a mixed solvent of fluorinated solvents with each other, or one or more of non-fluorinated and fluorinated solvents.
- ketone solvents, acetate solvents, alcohol solvents, aromatic solvents, and the like are preferable in terms of paintability, coating productivity, and the like.
- a fluorine-containing alcohol solvent may be mixed together with these general-purpose solvents.
- the fluorine-containing alcohol to be added may be one having a boiling point of 50 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher and capable of dissolving the polyfunctional fluorine-containing compound.
- the fluorinated alcohol may be used as a solvent alone, but it is also effective when used in addition to general-purpose solvents such as the above-mentioned ketone solvents, acetate ester solvents, non-fluorine alcohol solvents, and aromatic solvents. It is. When used in combination, the addition amount is 1% by weight or more, preferably 5% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, and particularly preferably 10 to 30% by weight, based on the whole solvent. Necessary for the curable fluorinated resin composition of the polyfunctional fluorinated compound (a) of the present invention and the active energy ray curing initiator (b), and further for the fluorinated resin composition for coating including the solvent (c).
- general-purpose solvents such as the above-mentioned ketone solvents, acetate ester solvents, non-fluorine alcohol solvents, and aromatic solvents. It is. When used in combination, the addition amount is 1% by weight or more, preferably 5% by weight or more,
- a curing agent may be added.
- the curing agent those having at least one carbon-carbon unsaturated bond and capable of being polymerized with radicals or acids are preferable.
- radically polymerizable monomers such as acrylic monomers, vinyl ether monomers, etc.
- Cationic polymerizable monomers can be mentioned. These monomers may be monofunctional having one carbon-carbon double bond or polyfunctional monomers having two or more carbon-carbon double bonds.
- the polyfunctional fluorine-containing compound (a) in the composition of the present invention can be cross-linked by copolymerization with a carbon-carbon double bond in the side chain.
- Monofunctional acrylic monomers include acrylic acid, acrylic esters, methacrylic acid, methacrylic esters, ⁇ -fluoroacrylic acid, ⁇ -fluoroacrylic esters, maleic acid, maleic anhydride, maleic acid
- esters (meth) acrylic acid esters having an epoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group, and the like are exemplified.
- an acrylate monomer having a fluoroalkyl group is preferable, for example, the following general formula
- X c is H, CH 3 or F
- Rf b is a fluorine-containing alkyl group having 2 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms.
- the compound represented by these is preferable. Specifically, the following general formula
- polyfunctional acrylic monomers compounds in which the hydroxyl groups of polyhydric alcohols such as diols, triols, and tetraols are replaced with acrylate groups, methacrylate groups, or ⁇ -fluoroacrylate groups are generally known. . Specifically, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, tripropylene glycol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, etc.
- Examples thereof include compounds in which two or more hydroxyl groups of polyhydric alcohols are replaced with acrylate groups, methacrylate groups, or ⁇ -fluoroacrylate groups.
- two or more hydroxyl groups of a polyhydric alcohol having a fluorine-containing alkyl group, a fluorine-containing alkyl group containing an ether bond, a fluorine-containing alkylene group or a fluorine-containing alkylene group containing an ether bond are converted into an acrylate group, a methacrylate group, ⁇ -A polyfunctional acrylic monomer substituted with a fluoroacrylate group can also be used, and is particularly preferable in that the refractive index of the cured product can be kept low.
- a specific example
- Rf d is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms.
- Rf e is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms
- R c is H or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. .
- Rf ′ is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkylene group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms
- R c is the same as defined above.
- Preferred are those having a structure in which two or more hydroxyl groups of the fluorine-containing polyhydric alcohols represented by the general formula such as] are replaced with acrylate groups, methacrylate groups or ⁇ -fluoroacrylate groups.
- an ⁇ -fluoroacrylate compound is particularly preferred from the viewpoint of good curing reactivity.
- the amount of the active energy ray curing initiator (b) added is the content of the carbon-carbon double bond in the polyfunctional fluorine-containing compound (a), whether or not the curing agent is used.
- the polyfunctional fluorine-containing compound is used when no curing agent is used.
- the total number of moles of the carbon-carbon double bond content (number of moles) contained in the polyfunctional fluorine-containing compound (a) and the number of moles of carbon-carbon unsaturated bonds of the curing agent 0.05 to 50 mol%, preferably 0.1 to 20 mol%, and most preferably 0.5 to 10 mol%.
- the amount of the curing agent used is appropriately selected depending on the target hardness and refractive index, the type of curing agent, the content of the curable group of the polyfunctional fluorine-containing compound to be used, etc. It is 1 to 80% by weight, preferably 5 to 70% by weight, more preferably 10 to 50% by weight, based on the fluorine-containing compound. If the addition amount of the curing agent is too large, the refractive index tends to increase, which is not preferable.
- the type of solid content to be dissolved As content of the solvent (c) in the fluorine-containing resin composition for coating of the present invention, the type of solid content to be dissolved, the presence or absence and use ratio of a curing agent, the type of substrate to be applied, and the target film thickness It is preferably selected so that the total solid content in the composition is 0.5 to 70% by weight, preferably 1 to 50% by weight.
- the curable composition of this invention may mix
- the curable composition of this invention can also mix
- the inorganic compound fine particles are not particularly limited, but compounds having a refractive index of 1.5 or less are preferable.
- magnesium fluoride (refractive index 1.38), silicon oxide (refractive index 1.46), aluminum fluoride (refractive index 1.33-1.39), calcium fluoride (refractive index 1.44)
- Fine particles such as lithium fluoride (refractive index 1.36 to 1.37), sodium fluoride (refractive index 1.32 to 1.34), thorium fluoride (refractive index 1.45 to 1.50) are desirable.
- the particle diameter of the fine particles is desirably sufficiently smaller than the wavelength of visible light in order to ensure the transparency of the low refractive index material. Specifically, it is preferably 100 nm or less, particularly 50 nm or less.
- inorganic compound fine particles When using inorganic compound fine particles, use in the form of an organic sol dispersed in advance in an organic dispersion medium in order not to lower the dispersion stability in the curable composition, the adhesion in the low refractive index material, etc. It is desirable to do. Furthermore, in the composition, in order to improve the dispersion stability of the inorganic compound fine particles, the adhesion in the low refractive index material, etc., the surface of the inorganic fine particle compound is modified in advance using various coupling agents. Can do. Examples of various coupling agents include organically substituted silicon compounds; metal alkoxides such as aluminum, titanium, zirconium, antimony, and mixtures thereof; salts of organic acids; coordination compounds bonded to coordination compounds, and the like. .
- the coating fluorine-containing resin composition of the present invention may be a polyfunctional fluorine-containing compound (a) or an additive in the form of a dispersion or a solution with respect to the solvent (c).
- a uniform solution is preferable.
- a known coating method can be adopted as long as the film thickness can be controlled. For example, roll coating method, gravure coating method, micro gravure coating method, flow coating method, bar coating method, spray coating method, die coating method, spin coating method, dip coating method, etc. can be adopted. Can be selected in consideration of the controllability and controllability of the film thickness.
- the curable resin composition containing the polyfunctional fluorine-containing compound (a) of the present invention and the active energy ray curing initiator (b), and the coating fluorine-containing resin composition of the present invention applied to the substrate by the above method can be photocured by irradiating active energy rays such as ultraviolet rays, electron beams or radiation.
- active energy rays such as ultraviolet rays, electron beams or radiation.
- the carbon-carbon double bond in the polyfunctional fluorine-containing compound (a) of the present invention is polymerized between molecules, and the carbon-carbon double bond in the polyfunctional fluorine-containing compound (a) is reduced or eliminated.
- the resin hardness is increased, the mechanical strength is improved, the wear resistance, the scratch resistance is improved, and further, the resin becomes insoluble in the solvent dissolved before curing, It becomes insoluble in many other types of solvents.
- a polyfunctional compound having at least one hydroxyl group is obtained by an enethiol reaction between a polyfunctional thiol compound and a fluorine-containing allyl compound having a hydroxyl group, or an enethiol reaction between a polyfunctional thiol compound and a fluorine-containing vinyl ether compound having a hydroxyl group.
- a polyfunctional fluorine-containing compound having two or more carbon-carbon double bonds at the terminal can be synthesized by synthesizing a fluorine-containing compound and further performing an esterification reaction or urethanization reaction with the hydroxyl group.
- the obtained polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention has a plurality of curable sites in the molecule, it can be suitably used as a crosslinking agent for paints. Further, the polyfunctional fluorine-containing compound of the present invention having a plurality of carbon-carbon double bonds in the molecule can be mixed with other components to form a curable composition, which can be cured to produce a cured product. .
- Synthesis Example 1 ( Synthesis of trifunctional OH group-containing fluorine-containing compound) (1) Preparation of mixed solution (a1) A mixed solution (a1) was prepared according to the following formulation.
- the viscosity of the solution (a1) after the ultraviolet irradiation was increased to an extent that can be visually confirmed as compared with the mixed solution (a1) before the ultraviolet irradiation.
- the solution (a1) after ultraviolet irradiation was colorless and transparent.
- Example 1 26 parts by mass ((a1)) of Karenz AOI (hereinafter also referred to as AOI) manufactured by Showa Denko KK as an unsaturated group-containing isocyanate with respect to 100 parts by mass of the reaction product (a1) obtained in Synthesis Example 1. 1 equivalent to the hydroxyl group) and 0.01 parts by mass of dibutyltin dilaurate was added and reacted at 40 ° C. for 24 hours.
- the structural formula of AOI is represented by the following general formula.
- CH 2 CHCOOCH 2 CH 2 NCO
- Example 2 29 parts by mass ((a1)) of Karenz MOI (hereinafter also referred to as MOI) manufactured by Showa Denko KK as an unsaturated group-containing isocyanate with respect to 100 parts by mass of the reaction product (a1) obtained in Synthesis Example 1. 1 equivalent to the hydroxyl group) and 0.01 parts by mass of dibutyltin dilaurate was added and reacted at 40 ° C. for 24 hours.
- the structural formula of MOI is represented by the following general formula.
- CH 2 CCH 3 COOCH 2 CH 2 NCO
- Example 3 39 parts by mass ((a1)) of Karenz BEI (hereinafter also referred to as BEI) manufactured by Showa Denko KK as an unsaturated group-containing isocyanate with respect to 100 parts by mass of the reaction product (a1) obtained in Synthesis Example 1. 1 equivalent to the hydroxyl group) and 0.01 parts by mass of dibutyltin dilaurate was added and reacted at 40 ° C. for 24 hours.
- the structural formula of BEI is represented by the following general formula.
- Synthesis Example 2 ( Synthesis of a bifunctional OH group-containing fluorine-containing compound) (1) Preparation of mixed solution (a2) A mixed solution (a2) was prepared according to the following formulation.
- Example 4 36 parts by mass of AOI (corresponding to 1 equivalent to the hydroxyl group) was added to 100 parts by mass of the reaction product (a2) obtained in Synthesis Example 2, and 0.01 parts by mass of dibutyltin dilaurate was further added. The reaction was carried out at 24 ° C. for 24 hours.
- Synthesis example 3 (1) Preparation of mixed solutions (a3) to (a5) Mixed solutions (a3) to (a5) were prepared according to the following formulation.
- the viscosity of each solution after ultraviolet irradiation increased to a level that can be visually confirmed as compared with each mixed solution before ultraviolet irradiation.
- Example 5 AOI is 12 parts by mass, 26 parts by mass, and 23 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reaction products (a3) to (a5) obtained in Example 4, respectively (based on the hydroxyl groups of (a3) to (a5)). Each was equivalent to 1 equivalent), and 0.01 parts by mass of dibutyltin dilaurate was further added and reacted at 40 ° C. for 24 hours.
- Synthesis example 4 (1) Preparation of mixed solutions (a6) and (a7) Mixed solutions (a6) and (a7) were prepared according to the following formulation.
- the viscosity of each solution after ultraviolet irradiation increased to a level that can be visually confirmed as compared with each mixed solution before ultraviolet irradiation.
- Example 6 39 parts by mass and 38 parts by mass of AOI with respect to 100 parts by mass of the reaction products (a6) and (a7) obtained in Synthesis Example 4, respectively 1 equivalent to the hydroxyl groups of (a6) and (a7) In addition, 0.01 parts by mass of dibutyltin dilaurate was further added and reacted at 40 ° C. for 24 hours.
- Synthesis example 5 (1) Preparation of mixed solutions (a8) and (a9) Mixed solutions (a8) and (a9) were prepared according to the following formulation.
- the viscosity of each solution after ultraviolet irradiation increased to a level that can be visually confirmed as compared with each mixed solution before ultraviolet irradiation.
- Example 7 10 g of the reaction product (a8) obtained in Synthesis Example 5, 5.9 g (3 equivalents) of triethylamine, and 20 g of dehydrated methyl isobutyl ketone as a solvent were placed in a flask and cooled to 4 ° C. in an ice bath. 1.95 g (1.1 equivalents) of acrylic acid chloride was slowly added dropwise from the dropping funnel to the obtained mixed solution. After 2 hours, 1N HCl was added to the flask to quench and return to room temperature. Thereafter, separation and purification operations (hydrochloric acid ⁇ saturated saline solution ⁇ aqueous sodium bicarbonate solution ⁇ saturated saline solution) were repeated, and finally MgSO 4 was added and dehydrated for 24 hours. By IR analysis of the obtained reaction product, C ⁇ C bond and C ⁇ O bond were confirmed, and it was confirmed that the reaction proceeded.
- Example 8 10 g of the reaction product (a9) obtained in Synthesis Example 5, 4.5 g (3 equivalents) of triethylamine, and 20 g of dehydrated methyl isobutyl ketone as a solvent were placed in a flask and cooled to 4 ° C. in an ice bath. To the obtained mixed solution, 1.5 g (1.1 equivalents) of acrylic acid chloride was slowly dropped from the dropping funnel. After 2 hours, 1N HCl was added to the flask to quench and return to room temperature. Thereafter, separation and purification operations (hydrochloric acid ⁇ saturated saline solution ⁇ aqueous sodium bicarbonate solution ⁇ saturated saline solution) were repeated, and finally MgSO 4 was added and dehydrated for 24 hours. By IR analysis of the obtained reaction product, C ⁇ C bond and C ⁇ O bond were confirmed, and it was confirmed that the reaction proceeded.
- Synthesis Example 6 Mixed solution (a10) VEH-0 68 parts by mass TMMP 32 parts by mass Irgacure 907 4 parts by mass HCFC225 100 parts by mass.
- Example 9 100 parts by mass of dehydrated methyl isobutyl ketone and 33 parts by mass, 39 parts by mass, and 24 parts by mass of AOI with respect to 100 parts by mass of the reaction products (a10) to (a12) obtained in Synthesis Example 6, respectively ((a10) (Corresponding to 1 equivalent each of the hydroxyl groups of (a12)), and 0.01 parts by mass of dibutyltin dilaurate was further added and reacted at 40 ° C. for 24 hours.
- Example 10 (Preparation of curable composition) Each component was mixed with the following mixing
- Curable composition (b1) (I) 50 parts by mass of the reaction product of Example 1 (ii) 50 parts by mass of TMPA (iii) 3 parts by mass of Irgacure 907
- Curable composition (b2) (I) Reaction product of Example 1 90 parts by mass (ii) 10 parts by mass of TMPA (iii) 3 parts by mass of Irgacure 907
- Curable composition (b3) (I) Reaction product of Example 1 20 parts by mass (ii) 80 parts by mass of TMPA (iii) 3 parts by mass of Irgacure 907
- Curable composition (b4) (I) Reaction product of Example 2 50 parts by mass (ii) TMPA 50 parts by mass (iii) Irgacure 907 3 parts by mass
- Curable composition (b5) (I) Reaction product of Example 3 50 parts by mass (ii) TMPA 50 parts by mass (iii) Irgacure 907 3 parts by mass
- Curable composition (b6) (I) Reaction product of Example 4 50 parts by mass (ii) TMPA 50 parts by mass (iii) Irgacure 907 3 parts by mass
- Curable composition (b7) (I) Reaction product (a3) of Example 5 50 parts by mass (ii) TMPA 50 parts by mass (iii) Irgacure 907 3 parts by mass
- Curable composition (b8) (I) Reaction product of Example 5 (a4) 50 parts by mass (ii) TMPA 50 parts by mass (iii) Irgacure 907 3 parts by mass
- Curable composition (b9) (I) Reaction product of Example 5 (a5) 50 parts by mass (ii) TMPA 50 parts by mass (iii) Irgacure 907 3 parts by mass
- Curable composition (b10) (I) Reaction product of Example 7 25 parts by mass (ii) TMPA 8 parts by mass (iii) MIBK 50 parts by mass (vi) Irgacure 907 3 parts by mass
- Curable composition (b11) (I) Reaction product of Example 8 25 parts by mass (ii) TMPA 8 parts by mass (iii) MIBK 50 parts by mass (vi) Irgacure 907 3 parts by mass
- the obtained curable compositions (b1) to (b11) were all uniform and transparent compositions.
- the appearance of the obtained curable compositions (b1) to (b11) was evaluated. Evaluation was performed according to the following criteria. The results are shown in Table 7.
- this reactive organism was analyzed by 19 F-NMR and IR, it was confirmed to be a fluoropolymer having an OH group consisting only of the AEH-1 structural unit in its side chain. Moreover, the number average molecular weight measured by GPC analysis using tetrahydrofuran (THF) as a solvent was 34000, and the weight average molecular weight was 75000.
- THF tetrahydrofuran
- Curable composition (c1) (I) Reactive organism of Comparative Synthesis Example 1 50 parts by mass (ii) TMPA 50 parts by mass (iii) Irgacure 907 3 parts by mass
- Curable composition (c2) (I) 100 parts by mass of TMPA (ii) 3 parts by mass of Irgacure 907
- the obtained curable compositions (c1) and (c2) were both non-uniform compositions.
- the appearance of the obtained curable compositions (c1) and (c2) was evaluated. Evaluation was performed according to the following criteria. The results are shown in Table 7.
- Example 11 (Preparation of coated product) Each of the photocurable compositions (b1) to (b11) obtained in Example 10 was coated on a non-surface-treated acrylic plate by a spin coater at room temperature and vacuum-dried at room temperature for 5 minutes. At this time, the rotation speed of the spin coater was adjusted (500 to 2000 rotations) so that the film thickness after drying was 1 ⁇ m. Moreover, the applicability at the time of application
- Example 12 Measurement of physical properties of cured film
- the resulting coating was photocured by irradiating with ultraviolet rays at an intensity of 5000 mJ / cm 2 at room temperature using a high-pressure mercury lamp.
- a cured film was prepared.
- the physical properties of the obtained film were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 7.
- Comparative Example 2 The curable composition (c2) obtained in Comparative Example 1 was applied and cured in the same manner as in Examples 11 and 12, and the coating film was evaluated. The results are shown in Table 7.
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Abstract
本発明は、多官能含フッ素化合物及び該化合物の製造方法、該化合物からなる架橋剤、該化合物を含む硬化性組成物及び該組成物を硬化させた硬化物を提供する。本発明の多官能含フッ素化合物は、一般式(1) -S-CX2CHF-Z-O-Rf (1) [式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、Zは-CF2-又は単結合であり、Rfは少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Xaは-NH-又は単結合であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。] で表される基を2以上有する化合物である。
Description
本発明は、多官能含フッ素化合物及び該化合物の製造方法、該化合物からなる架橋剤、該化合物を含む硬化性組成物及び該組成物を硬化させた硬化物に関する。
分子内にフッ素原子を有する含フッ素化合物は、光の透過性や光に対する耐久性に優れており、含フッ素化合物を含む材料は、塗料の架橋剤、光デバイス関連の封止部材用材料等として使用されている。これらの用途に使用される含フッ素化合物は、他の成分と反応する官能基を分子内に複数有することが望まれる。
しかしながら、含フッ素化合物の合成には、フッ素原子を有する特殊な原料が必要である。また、含フッ素化合物の反応性は一般的な有機化合物とは異なることが多いので、通常の有機合成の手法によって目的とする化合物を得ることは難しい。
特に、分子内に複数の官能基を有する多官能含フッ素化合物は合成が容易ではなく、官能基数が3以上の多官能含フッ素化合物になると、市販されているものは皆無の状況である。
このような状況下、分子内に複数の官能基を有する新規な多官能含フッ素化合物が求められている。
国際公開WO2004/016689パンフレット
本発明は、多官能含フッ素化合物及び該化合物の製造方法、該化合物からなる架橋剤、該化合物を含む硬化性組成物及び該組成物を硬化させた硬化物を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、多官能チオール化合物と水酸基を有する含フッ素アリル化合物とのエンチオール反応、又は多官能チオール化合物と水酸基を有する含フッ素ビニルエーテル化合物とのエンチオール反応により、少なくとも1つの水酸基を有する多官能含フッ素化合物を合成し、さらに、該水酸基とのエステル化反応又はウレタン化反応により、末端に炭素-炭素二重結合を2個以上もつ多官能含フッ素化合物を合成できることを見出した。得られた多官能含フッ素化合物は、分子内に複数の硬化性部位を有するので、塗料の架橋剤として好適に使用できる。また、炭素-炭素二重結合を分子内に複数有する本発明の多官能含フッ素化合物を、他の成分と混合して硬化性組成物とし、これを硬化させて硬化物を製造することもできる。本発明は、この様な知見に基づき、さらに検討を重ねて完成されたものである。
本発明は、下記項1~12に示す新規な多官能含フッ素化合物、該化合物の製造方法、該化合物からなる架橋剤、該化合物を含む硬化性組成物及び該組成物を硬化させた硬化物を提供する。
項1. 一般式(1)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf (1)
[式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、Zは-CF2-又は単結合であり、Rfは少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Xaは-NH-又は単結合であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される基を2以上有する化合物。
項2. 一般式(1a)
項1. 一般式(1)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf (1)
[式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、Zは-CF2-又は単結合であり、Rfは少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Xaは-NH-又は単結合であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される基を2以上有する化合物。
項2. 一般式(1a)
[式中、TはO、N及びSからなる群から選ばれる少なくとも一種のヘテロ原子を有していてもよい炭化水素であり、pは2以上の整数であり、X、Z及びRfはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
で表される項1に記載の化合物。
項3. 一般式(1b)
で表される項1に記載の化合物。
項3. 一般式(1b)
[式中、R4は同一又は異なって単結合、-CaH2a-、-CbH2b-B-CcH2c-又は-S-CdH2d-であり、a、b、c及びdは同一又は異なって1以上の整数であり、Bは-S-、-C(=O)O-、-OC(=O)-又は-O-であり、Aは-CeH2e-又は-CfH2f-E-CgH2g-であり、e、f及びgは同一又は異なって1以上の整数であり、Eは-S-、-C(=O)O-、-OC(=O)-又は-O-であり、R5はH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-S-CX2CHF-Z-O-Rfで表される基であって、R6はH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-S-CX2CHF-Z-O-Rfで表される基であって、qは0以上の整数であり、X、Z及びRfはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
で表される項2に記載の化合物。
項4. 一般式(1c)
で表される項2に記載の化合物。
項4. 一般式(1c)
[式中、Qは置換基を有していてもよい脂肪族環、置換基を有していてもよいヘテロ脂肪族環、置換基を有していてもよい芳香族環又は置換基を有していてもよいヘテロ芳香族環であり、該置換基はそれぞれ炭素数1~12のアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも一種であり、R7はH、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、R8及びR9は同一又は異なってH、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、rは2以上の整数であり、X、Z及びRfはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]で表される項2に記載の化合物。
項5. XがH、Zが-CF2-である項1~4のいずれかに記載の化合物。
項6. XがF、Zが単結合である項1~4のいずれかに記載の化合物。
項7. Rfが少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数1~20の直鎖又は分岐鎖の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数2~50のエーテル結合を有する直鎖又は分岐鎖の含フッ素アルキル基である項1~6のいずれかに記載の化合物。
項8. 分子内に2以上の一般式(1-1)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf1 (1-1)
[式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、Zは-CF2-又は単結合であり、Rf1は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-NH-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-NH-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される基を有する化合物の製造方法であって、分子内に2以上の一般式(2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rfa (2)
[式中、Rfaは少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、X及びZは前記に同じ。]
で表される基を有する化合物を一般式(3)
O=C=N-Rb (3)
[式中、Rbは前記に同じである。]
で表される化合物と反応させることを特徴とする製造方法。
項9. 分子内に2以上の一般式(1-2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf2 (1-2)
[式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、Zは-CF2-又は単結合であり、Rf2は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される基を有する化合物の製造方法であって、分子内に2以上の一般式(2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rfa (2)
[式中、Rfaは少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、X及びZは前記に同じ。]
で表される基を有する化合物を一般式(4)
Xb-C(=O)-Rb (4)
[式中、Xbは、HO-、R10O-、F-又はCl-であり、R10は置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよい含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される化合物と反応させることを特徴とする製造方法。
項10. 項1~7のいずれかに記載の化合物からなる塗料用架橋剤。
項11. 項1~7のいずれかに記載の化合物を含有する硬化性組成物。
項12. 項11に記載の硬化性組成物を硬化して得られる硬化物。
項5. XがH、Zが-CF2-である項1~4のいずれかに記載の化合物。
項6. XがF、Zが単結合である項1~4のいずれかに記載の化合物。
項7. Rfが少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数1~20の直鎖又は分岐鎖の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数2~50のエーテル結合を有する直鎖又は分岐鎖の含フッ素アルキル基である項1~6のいずれかに記載の化合物。
項8. 分子内に2以上の一般式(1-1)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf1 (1-1)
[式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、Zは-CF2-又は単結合であり、Rf1は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-NH-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-NH-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される基を有する化合物の製造方法であって、分子内に2以上の一般式(2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rfa (2)
[式中、Rfaは少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、X及びZは前記に同じ。]
で表される基を有する化合物を一般式(3)
O=C=N-Rb (3)
[式中、Rbは前記に同じである。]
で表される化合物と反応させることを特徴とする製造方法。
項9. 分子内に2以上の一般式(1-2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf2 (1-2)
[式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、Zは-CF2-又は単結合であり、Rf2は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される基を有する化合物の製造方法であって、分子内に2以上の一般式(2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rfa (2)
[式中、Rfaは少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、X及びZは前記に同じ。]
で表される基を有する化合物を一般式(4)
Xb-C(=O)-Rb (4)
[式中、Xbは、HO-、R10O-、F-又はCl-であり、R10は置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよい含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される化合物と反応させることを特徴とする製造方法。
項10. 項1~7のいずれかに記載の化合物からなる塗料用架橋剤。
項11. 項1~7のいずれかに記載の化合物を含有する硬化性組成物。
項12. 項11に記載の硬化性組成物を硬化して得られる硬化物。
I.多官能含フッ素化合物
本発明の多官能含フッ素化合物は、下記一般式(1)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf (1)
[式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、
Zは-CF2-又は単結合であり、
Rfは少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、
Xaは-NH-又は単結合であり、
Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される基を2以上有することを特徴とする化合物である。
本発明の多官能含フッ素化合物は、下記一般式(1)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf (1)
[式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、
Zは-CF2-又は単結合であり、
Rfは少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、
Xaは-NH-又は単結合であり、
Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される基を2以上有することを特徴とする化合物である。
一般式(1)のRfにおいて、「少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基」の含フッ素アルキル基は、炭素数1~20の含フッ素アルキル基が好ましく、炭素数1~12の含フッ素アルキル基がより好ましい。該含フッ素アルキル基は、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよい。
一般式(1)のRfにおいて、「少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基」の含フッ素アルキル基は、炭素数2~50のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基が好ましく、炭素数2~25のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基がより好ましい。該含フッ素アルキル基は、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよい。
Rf中に少なくとも1つ存在する式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される置換基において、Xaは-NH-又は単結合である。また、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。Rbの具体例としては、下記一般式
[式中、MはH、Cl、F又はCH3であり、jは1~20の整数であり、kは1~10の整数であり、2j+1-kは0以上の整数である。]
で表される基が挙げられる。
で表される基が挙げられる。
これらの化合物において、jは1~10の整数であることが好ましく、1~6の整数であることがより好ましい。kは1~6の整数であることが好ましく、1~3の整数であることがより好ましい。
Rbはこれらの置換基の中でも、下記一般式
[式中、j、k及び2j+1-kは前記に同じ。]
で表される基が反応性の点から好ましい。
で表される基が反応性の点から好ましい。
また、Rbの具体例としては、多価イソシアネート化合物と末端二重結合を有するモノアルコールをウレタン化反応させて得られる化合物から、該化合物中に存在する未反応のイソシアネート基(O=C=N-)1個を除いた基(部位)も挙げられる。
該多価イソシアネート化合物としては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネートと2,6-トリレンジイソシアネートとの混合イソシアネート、P,P’-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
また、該末端二重結合を有するモノアルコールとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート等のアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するモノアルコール類;アリルアルコール、アリルセロソルブ、トリメチルプロパンジアリルエーテル等のアリル基を有するモノアルコール類が挙げられる。
また、Rbの具体例としては、下記一般式
[式中、RはH、CH3、F、CF3又はClである。]
で表される基も挙げられる。
で表される基も挙げられる。
これらの中でも、下記一般式
で表される基が好ましい。
一般式(1)のRfにおいて、式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基は、Rf中に少なくとも1つ存在すればよく、Rf中の該置換基の数は通常1~10程度、好ましくは1~6程度、より好ましくは1~3程度である。
これらの末端二重結合を少なくとも2つ有する本発明の多官能含フッ素化合物は、該置換基が官能基となるので、塗料の架橋剤等として使用できる。
一般式(1)のRfにおいて、「少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基」及び「少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基」の具体的な構造式としては、例えば、以下の構造式で表すことができる。
[式中、l及びmは同一又は異なって1~10の整数であり、nは0~5の整数であり、n1は1~10の整数であり、Xa及びRbは前記に同じであり、各繰り返し単位はこの順に限られず、ブロックでもよくランダムでもよい。]
[式中、s、t及びuは同一又は異なって0又は1であり、na、nb及びncは同一又は異なって0以上の整数であって、na+nb+nc=1~10であり、X1、X4、X5及びX7は同一又は異なってF又はCF3であり、X2、X3及びX6は同一又は異なってH又はFであり、n2は1~5の整数であり、n、n1、Xa及びRbは前記に同じであり、各繰り返し単位はこの順に限られず、ブロックでもよくランダムでもよい。]
等が挙げられる。
等が挙げられる。
Rfはこれらの中でも、下記構造式で表されるものが好ましい。
[式中、n、n1、Xa及びRbは前記に同じ。]
[式中、n、n1、n2、Xa及びRbは前記に同じ。]
一般式(1)-S-CX2CHF-Z-O-Rfの中でも、XがHかつZが-CF2-である化合物、又はXがFかつZが単結合である化合物が好ましい。
一般式(1)で表される化合物の中でも、下記一般式(1a)
[式中、TはO、N及びSからなる群から選ばれた少なくとも一種のヘテロ原子を有していてもよい炭化水素であり、
pは2以上の整数である。]
で表される化合物が好ましい。
pは2以上の整数である。]
で表される化合物が好ましい。
一般式(1a)において、X、Z及びRfはそれぞれ同一又は異なり、上記一般式(1)で表される化合物のものと同じである。
また、一般式(1a)で表される化合物において、式:-(S-CX2CHF-Z-O-Rf)で表される基は、p個(pは2以上の整数)存在し、それぞれ同一又は異なる。pは通常2~20の整数、好ましくは2~10の整数、より好ましくは2~6の整数である。
一般式(1a)で表される化合物の具体例としては、例えば、下記一般式(1b)
[式中、R4は同一又は異なって単結合、-CaH2a-、-CbH2b-B-CcH2c-又は-S-CdH2d-であり、
a、b、c及びdは同一又は異なって1以上の整数であり、
Bは-S-、-C(=O)O-、-OC(=O)-又は-O-であり、
Aは-CeH2e-又は-CfH2f-E-CgH2g-であり、
e、f及びgは同一又は異なって1以上の整数であり、
Eは-S-、-C(=O)O-、-OC(=O)-又は-O-であり、
R5はH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-S-CX2CHF-Z-O-Rfで表される基であって、
R6はH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-S-CX2CHF-Z-O-Rfで表される基であって、
qは0以上の整数であり、
X、Z及びRfはそれぞれ同一又は異なって前記に同じであり、式:-(S-CX2CHF-Z-O-Rf)で表される基は同一又は異なる。]
で表される化合物が挙げられる。
a、b、c及びdは同一又は異なって1以上の整数であり、
Bは-S-、-C(=O)O-、-OC(=O)-又は-O-であり、
Aは-CeH2e-又は-CfH2f-E-CgH2g-であり、
e、f及びgは同一又は異なって1以上の整数であり、
Eは-S-、-C(=O)O-、-OC(=O)-又は-O-であり、
R5はH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-S-CX2CHF-Z-O-Rfで表される基であって、
R6はH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-S-CX2CHF-Z-O-Rfで表される基であって、
qは0以上の整数であり、
X、Z及びRfはそれぞれ同一又は異なって前記に同じであり、式:-(S-CX2CHF-Z-O-Rf)で表される基は同一又は異なる。]
で表される化合物が挙げられる。
一般式(1b)中、R4は同一又は異なって単結合、-CaH2a-、-CbH2b-B-CcH2c-又は-S-CdH2d-である。a、b、c及びdは同一又は異なって1以上の整数であり、好ましくは1~20の整数、より好ましくは1~10の整数である。
また、R4が-CbH2b-B-CcH2c-で示される基において、Bは-S-、-C(=O)O-、-OC(=O)-又は-O-である。ただし、R4において、-CaH2a-、-CbH2b-B-CcH2c-及び-S-CdH2d-はそれぞれ紙面の右側結合子が一般式(1b)中の-S-CX2CHF-Z-O-RfのS原子に結合する。Bはこれらの中でも、-OC(=O)-が好ましい。
一般式(1b)中、Aは-CeH2e-又は-CfH2f-E-CgH2g-である。
e、f及びgは同一又は異なって1以上の整数であり、好ましくは1~20の整数、より好ましくは1~10の整数である。Eは-S-、-C(=O)O-、-OC(=O)-又は-O-である。Eはこれらの中でも、-O-が好ましい。
e、f及びgは同一又は異なって1以上の整数であり、好ましくは1~20の整数、より好ましくは1~10の整数である。Eは-S-、-C(=O)O-、-OC(=O)-又は-O-である。Eはこれらの中でも、-O-が好ましい。
一般式(1b)において、R5はH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-S-CX2CHF-Z-O-Rfで表される基である。
R5で示される「置換基を有していてもよいアルキル基」のアルキル基としては、炭素数1~12の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられる。例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチル、シクロデシル等の炭素数1~12のアルキル基が挙げられる。より好ましくは、炭素数1~8のアルキル基である。該アルキル基は置換されていてもよく、該置換基としては、本発明に悪影響を与えないものであれば特に限定はない。該置換基としては、例えば、-OH、-COOH、-COOCH3、-NH2、-COOCH2CH3、-COOCH2CF3等が挙げられる。該アルキル基は、これらの群から選ばれる少なくとも一種で1~3個置換されていてもよい。
一般式(1b)において、R6はH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-S-CX2CHF-Z-O-Rfで表される基である。
R6で示される「置換基を有していてもよいアルキル基」のアルキル基としては、炭素数1~12の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられる。例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチル、シクロデシル等の炭素数1~12のアルキル基が挙げられる。より好ましくは、炭素数1~8のアルキル基である。該アルキル基は置換されていてもよく、該置換基としては、本発明に悪影響を与えないものであれば特に限定はない。該置換基としては、例えば、-OH、-COOH、-COOCH3、-NH2、-COOCH2CH3、-COOCH2CF3等が挙げられる。該アルキル基は、これらの群から選ばれる少なくとも一種で1~3個置換されていてもよい。
一般式(1b)において、qは0以上の整数である。qは0~10の整数であることが好ましく、0~5の整数であることがより好ましく、0又1であることが特に好ましい。
一般式(1b)で表される化合物の中でも、特に好ましい化合物として、下記一般式で表される化合物が挙げられる。
[式中、X、Z、Rf、b及びcはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
[式中、X、Z、Rf、b、c、f及びgはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
[式中、X、Z、Rf、b、c及びeはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
[式中、X、Z、Rf、b及びcはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
[式中、X、Z、Rf、b及びcそれぞれ同一又は異なって前記に同じであり、R5は炭素数1~12の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基である。]
さらに、一般式(1a)で表される化合物の具体例としては、例えば、下記一般式(1c)
[式中、Qは置換基を有していてもよい脂肪族環、置換基を有していてもよいヘテロ脂肪族環、置換基を有していてもよい芳香族環又は置換基を有していてもよいヘテロ芳香族環であり、
該置換基はそれぞれ炭素数1~12のアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも一種であり、
R7はH、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、
R8及びR9は同一又は異なってH、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、
rは2以上の整数であり、
X、Z及びRfはそれぞれ同一又は異なって前記に同じであり、
式:-(S-CX2CHF-Z-O-Rf)で表される基は同一又は異なる。]
で表される化合物が挙げられる。
該置換基はそれぞれ炭素数1~12のアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも一種であり、
R7はH、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、
R8及びR9は同一又は異なってH、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、
rは2以上の整数であり、
X、Z及びRfはそれぞれ同一又は異なって前記に同じであり、
式:-(S-CX2CHF-Z-O-Rf)で表される基は同一又は異なる。]
で表される化合物が挙げられる。
一般式(1c)において、X、Z及びRfはそれぞれ同一又は異なり、上記一般式(1)で表される化合物のものと同じである。
一般式(1c)のQにおいて、置換基を有していてもよい脂肪族環は、単環、複環のいずれであってもよい。また、置換基を有する場合、該置換基はそれぞれ炭素数1~12のアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも一種である。
該置換基-COOR7において、R7はH、アルキル基又は含フッ素アルキル基である。該アルキル基としては、例えば、炭素数1~12の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられる。該含フッ素アルキル基としては、例えば、炭素数1~12の直鎖、分岐鎖又は環状の含フッ素アルキル基が挙げられる。
また、置換基-CONR8R9において、R8及びR9は同一又は異なってH、アルキル基又は含フッ素アルキル基である。該アルキル基としては、例えば、炭素数1~12の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられる。また、該含フッ素アルキル基としては、例えば、炭素数1~12の直鎖、分岐鎖又は環状の含フッ素アルキル基が挙げられる。
一般式(1c)で表される化合物において、rは2以上の整数であり、-(S-CX2CHF-Z-O-Rf)で表される基は、一般式(1c)で表される化合物中に2つ以上存在する。rは通常2~20の整数、好ましくは2~10の整数、より好ましくは2~6の整数である。
置換基を有していてもよい脂肪族環の炭素数は、通常3~100程度、好ましくは3~50程度、より好ましくは3~12程度である。
置換基を有していてもよい脂肪族環の具体例としては、下記一般式で表される脂肪族環が挙げられる。
[式中、それぞれの脂肪族環は一般式(1c)と同じ置換基を有していてもよく、X、Z及びRfは前記一般式(1)で表される化合物のものと同じであり、rは一般式(1c)のものと同じである。]
一般式(1c)のQにおいて、置換基を有していてもよいヘテロ脂肪族環は、単環、複環のいずれであってもよい。また、置換基を有する場合、該置換基はそれぞれ炭素数1~12のアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも一種である。R7、R8及びR9は、前記置換基を有していてもよい脂肪族環のものと同じである。
置換基を有していてもよいヘテロ脂肪族環の炭素数は、通常2~100程度、好ましくは2~50程度、より好ましくは2~12程度である。
ヘテロ脂肪族環に含まれるヘテロ原子としては、例えば、O、N及びSからなる群から選ばれた少なくとも一種が挙げられる。
該置換基を有していてもよいヘテロ脂肪族環の具体例としては、下記一般式で表されるヘテロ脂肪族環が挙げられる。
[式中、それぞれのヘテロ脂肪族環は一般式(1c)と同じ置換基を有していてもよく、X、Z及びRfは前記一般式(1)で表される化合物のものと同じであり、rは一般式(1c)のものと同じである。]
一般式(1c)のQにおいて、置換基を有していてもよい芳香族環は、単環、複環のいずれであってもよい。また、置換基を有する場合、該置換基はそれぞれ炭素数1~12のアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも一種である。R7、R8及びR9は、前記置換基を有していてもよい脂肪族環のものと同じである。
置換基を有していてもよい芳香族環の炭素数は、通常6~100程度、好ましくは6~50程度、より好ましくは6~20程度である。
置換基を有していてもよい芳香族環の具体例としては、下記一般式で表される芳香族環が挙げられる。
[式中、それぞれの芳香族環は一般式(1c)と同じ置換基を有していてもよく、X、Z及びRfは前記一般式(1)で表される化合物のものと同じであり、rは一般式(1c)のものと同じである。]
一般式(1c)のQにおいて、置換基を有していてもよいヘテロ芳香族環は、単環、複環のいずれであってもよい。また、置換基を有する場合、該置換基はそれぞれ炭素数1~12のアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも一種である。R7、R8及びR9は、前記置換基を有していてもよい脂肪族環のものと同じである。
置換基を有していてもよいヘテロ芳香族環の炭素数は、通常4~100程度、好ましくは4~50程度、より好ましくは4~20程度である。
置換基を有していてもよいヘテロ芳香族環の具体例としては、下記一般式で表されるヘテロ芳香族環が挙げられる。
[式中、それぞれのヘテロ芳香族環は一般式(1c)と同じ置換基を有していてもよく、X、Z及びRfは前記一般式(1)で表される化合物のものと同じであり、rは一般式(1c)のものと同じである。]
II.製造方法
II-1.第一の製造方法
本発明の多官能含フッ素化合物の第一の製造方法は、分子内に2以上の下記一般式(2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rfa (2)
[式中、Rfaは少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、
Xは同一又は異なってH又はFであり、
Zは-CF2-又は単結合である。]
で表される基を有する化合物を、下記一般式(3)
O=C=N-Rb (3)
[式中、Rbは前記に同じである。]
で表される化合物と反応させて、分子内に2以上の下記一般式(1-1)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf1 (1-1)
[式中、Rf1は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-NH-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-NH-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Rb、X及びZは前記に同じ。]
で表される基を有する化合物を得ることを特徴とする。
II-1.第一の製造方法
本発明の多官能含フッ素化合物の第一の製造方法は、分子内に2以上の下記一般式(2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rfa (2)
[式中、Rfaは少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、
Xは同一又は異なってH又はFであり、
Zは-CF2-又は単結合である。]
で表される基を有する化合物を、下記一般式(3)
O=C=N-Rb (3)
[式中、Rbは前記に同じである。]
で表される化合物と反応させて、分子内に2以上の下記一般式(1-1)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf1 (1-1)
[式中、Rf1は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-NH-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-NH-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Rb、X及びZは前記に同じ。]
で表される基を有する化合物を得ることを特徴とする。
本発明の第一の製造方法によって得られる「分子内に2以上の一般式(1-1)で表される基を有する化合物」は、本発明の多官能含フッ素化合物である前記「一般式(1)で表される基を2以上有する化合物」のRf中のXaが-NH-の化合物である。
一般式(2)のRfaにおいて、「少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基」の含フッ素アルキル基は、炭素数1~20の含フッ素アルキル基が好ましく、炭素数1~12の含フッ素アルキル基がより好ましい。該含フッ素アルキル基は、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよい。
一般式(2)のRfaにおいて、「少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基」の含フッ素アルキル基は、炭素数2~50のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基が好ましく、炭素数2~25のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基がより好ましい。該含フッ素アルキル基は、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよい。
一般式(2)で表される化合物において、Rfaに少なくとも1つ存在する水酸基(-OH)が直接結合している炭素は、その化学結合様式から1級、2級及び3級の3種類の炭素に分類することができる。
本発明の第一の製造方法においては、一般式(2)で表される化合物と一般式(3)で表される化合物との反応性の観点から、Rfaに少なくとも1つ存在する水酸基(-OH)が直接結合している炭素は1級炭素であることが望ましい。
一般式(2)のRfaにおいて、「少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基」及び「少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基」の具体的な構造式としては、例えば、以下の構造式で表すことができる。
[式中、l及びmは同一又は異なって1~10の整数であり、nは0~5の整数であり、n1は1~10の整数であり、各繰り返し単位はこの順に限られず、ブロックでもよくランダムでもよい。]
[式中、s、t及びuは同一又は異なって0又は1であり、na、nb及びncは同一又は異なって0以上の整数であって、na+nb+nc=1~10であり、X1、X4、X5及びX7は同一又は異なってF又はCF3であり、X2、X3及びX6は同一又は異なってH又はFであり、n2は1~5の整数であり、n及びn1は前記に同じであり、各繰り返し単位はこの順に限られず、ブロックでもよくランダムでもよい。]
等が挙げられる。
等が挙げられる。
Rfaはこれらの中でも、下記構造式で表されるものが好ましい。
[式中、n、n1及びn2は前記に同じ。]
[式中、n、n1及びn2は前記に同じ。]
さらに、Rfaはこれらの中でも、特に下記構造式で表されるものが好ましい。
[式中、nは前記に同じ。]
一般式(1)-S-CX2CHF-Z-O-Rfの中でも、XがHかつZが-CF2-である化合物、又はXがFかつZが単結合である化合物が好ましい。
一般式(3)O=C=N-Rbで表される化合物において、Rbは一般式(1)と同じ「少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基」である。
一般式(3)で表される化合物の具体例としては、下記一般式
[式中、MはH又はCH3であり、jは1~20の整数であり、kは1~10の整数であり、2j+1-kは0以上の整数である。]
で表される化合物が挙げられる。
で表される化合物が挙げられる。
これらの化合物において、jは1~10の整数であることが好ましく、1~6の整数であることがより好ましい。kは1~6の整数であることが好ましく、1~3の整数であることがより好ましい。
これらの中でも、
[式中、M、j、k及び2j+1-kは前記に同じ。]
で表される化合物が反応性の点から好ましい。
で表される化合物が反応性の点から好ましい。
また、一般式(3)で表される化合物において、Rbの「少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基」としては、前記一般式(1)で表される化合物と同じく、多価イソシアネート化合物と末端二重結合を有するモノアルコールをウレタン化反応させて得られる化合物から、該化合物中に存在する未反応のイソシアネート基(O=C=N-)1個を除いた基(部位)も挙げられる。
該多価イソシアネート化合物としては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネートと2,6-トリレンジイソシアネートとの混合イソシアネート、P,P’-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
また、末端二重結合を有するモノアルコールとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート等のアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するモノアルコール類;アリルアルコール、アリルセロソルブ、トリメチルプロパンジアリルエーテル等のアリル基を有するモノアルコール類が挙げられる。
本発明の第一の製造方法において、分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物の使用量は、分子内の水酸基の数によって異なり、例えば、水酸基1つに対して一般式(3)で表される化合物が1つ反応するのに足る量を使用すればよい。本明細書においては、この量を当量という。分子内に2個水酸基をもつ化合物においては、当量は分子量の1/2となり、同様に分子内に3個水酸基をもつ化合物では当量は分子量の1/3となる。
分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物の使用量は、一般式(3)で表される化合物に対して、通常、0.01~2当量程度、好ましくは0.1~1.5当量程度、より好ましくは0.5~1.2当量程度の量である。換言すれば、分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物中の水酸基1モルに対して、一般式(3)で表される化合物を通常、0.5~100モル程度、好ましくは0.67~10モル程度、より好ましくは0.83~2モル程度使用すればよい。
本発明の第一の製造方法においては、分子内に2以上の前記一般式(2)で表される基を有する化合物と一般式(3)で表される化合物とがウレタン化反応(付加反応)してウレタン結合を形成する。一方、一般式(3)で表される化合物中に存在する末端二重結合は、実質的に反応せずに、本発明の多官能含フッ素化合物の反応性官能基となる。
本発明の多官能含フッ素化合物は、一般式(3)で表される化合物中に存在する上記置換基由来の反応性末端二重結合が分子内に複数存在するので、塗料の架橋剤、添加剤として好適に使用できる。また、本発明の多官能含フッ素化合物を含む硬化性組成物とし、これを硬化させて硬化物を製造することもできる。
本発明の第一の製造方法によって得られる「分子内に2以上の一般式(1-1)で表される基を有する化合物」中に未反応のOH基が存在する場合、該未反応のOH基は、本発明の多官能含フッ素化合物を硬化性組成物として用いる場合には、硬化反応基として作用する。
本発明の第一の製造方法において、分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
該ウレタン化反応は、分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物と一般式(3)で表される化合物とを混合又は混合物を加熱することによって容易に進行する。
該ウレタン化反応の加熱温度(反応温度)は、通常5~90℃程度、好ましくは10~70℃程度、より好ましくは20~60℃程度である。
本発明の第一の製造方法においては、分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物と一般式(3)で表される化合物にさらに触媒を使用しても良い。該触媒は、特に限定されず、ウレタン化反応に使用される従来公知のものを使用すればよく、市販品が容易に入手可能である。
該触媒としては、例えば、テトラエチルチタネート、テトラブチルチタネート等の有機チタン系化合物、オクチル酸スズ、ジブチルスズオキサイド、ジブチルスズジラウレート等の有機スズ系化合物、塩化第一スズ、臭化第一スズ等のハロゲン系第一スズ等が挙げられる。
本発明の第一の製造方法においては、触媒を使用することにより、より短時間でウレタン化反応が進行し、目的とする多官能含フッ素化合物が得られる。
ウレタン化反応に使用する触媒の使用量は、特に限定されず、適宜調整すればよいが、例えば、一般式(3)で表される化合物100質量部に対して、通常0.0001~3質量部程度、好ましくは0.001~1質量部程度、より好ましくは0.01~0.5質量部程度である。
本発明の製造方法においては、さらに溶媒を使用しても良い。溶媒を使用する場合、溶媒としては、ウレタン化反応の進行を妨げない一般的に使用される従来公知の溶媒を使用すればよい。
溶媒としては、例えば、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;HCFC225(ジクロロペンタフルオロプロパン)等のフッ素系の溶媒等を使用すればよい。OH基を有するアルコール系の溶媒は、ウレタン化反応の進行を妨げるため好ましくない。また、系内に水があってもウレタン化反応の進行が妨げられるため、各溶媒は使用前に脱水することがより好ましい。
本発明の第一の製造方法においては、必要に応じて、さらに他の成分を添加しても良い。他の成分としては、例えば、酸化防止剤、レべリング剤、無機フィラー、有機フィラー等が挙げられる。
酸化防止剤を使用する場合、使用量は、一般式(3)で表される化合物100質量部に対して、通常0.01~10質量部程度、好ましくは0.1~2質量部程度、より好ましくは0.5~1質量部程度である。
II-2.第二の製造方法
本発明の多官能含フッ素化合物の第二の製造方法は、分子内に2以上の下記一般式(2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rfa (2)
[式中、Rfaは少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、X及びZは前記に同じ。]
で表される基を有する化合物を一般式(4)
Xb-C(=O)-Rb (4)
[式中、Xbは、HO-、R10O-、F-又はCl-であり、R10はアルキル基又は含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される化合物と反応させることにより、分子内に2以上の下記一般式(1-2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf2 (1-2)
[式中、Rf2は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、
Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基であり、
X及びZは前記に同じである。]
で表される基を有する化合物を得ることを特徴とする製造方法である。
本発明の多官能含フッ素化合物の第二の製造方法は、分子内に2以上の下記一般式(2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rfa (2)
[式中、Rfaは少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、X及びZは前記に同じ。]
で表される基を有する化合物を一般式(4)
Xb-C(=O)-Rb (4)
[式中、Xbは、HO-、R10O-、F-又はCl-であり、R10はアルキル基又は含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される化合物と反応させることにより、分子内に2以上の下記一般式(1-2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf2 (1-2)
[式中、Rf2は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、
Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基であり、
X及びZは前記に同じである。]
で表される基を有する化合物を得ることを特徴とする製造方法である。
本発明の第二の製造方法によって得られる「分子内に2以上の一般式(1-2)で表される基を有する化合物」は、本発明の多官能含フッ素化合物である前記一般式(1)で表される基を2以上有する化合物のRf中のXaが単結合の化合物である。
本発明の第二の製造方法において、一般式(2)で表される基を2以上有する化合物は、前記本発明の第一の製造方法と同じものである。
本発明の第二の製造方法において、一般式(4)で表される化合物は、
Xb-C(=O)-Rb (4)
[式中、Xbは、HO-、R10O-、F-又はCl-であり、R10はアルキル基又は含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
である。
Xb-C(=O)-Rb (4)
[式中、Xbは、HO-、R10O-、F-又はCl-であり、R10はアルキル基又は含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
である。
一般式(4)において、R10はアルキル基又は含フッ素アルキル基である。該アルキル基としては、例えば、直鎖、分岐鎖又は環状の炭素数1~12のアルキル基が挙げられる。例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチル、シクロデシル等の炭素数1~12のアルキル基が挙げられる。該含フッ素アルキル基としては、炭素数1~12の直鎖、分岐鎖又は環状の含フッ素アルキル基が挙げられる。例えば、-CF3、-CH2CF3、CH2CF2CF3、-CF2CF2CF3等が挙げられる。
一般式(4)において、Rbは前記一般式(1)と同じ「少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基」である。
一般式(4)で表される化合物の具体例としては、下記一般式
[式中、RはH、CH3、F、CF3又はClであり、Xbは前記に同じ。]
で表される化合物が挙げられる。
で表される化合物が挙げられる。
これらの中でも、α,β-不飽和環カルボン酸ハライドである下記一般式
[式中、Rは前記に同じ。]
で表される化合物が好ましい。
で表される化合物が好ましい。
さらに、これらの中でも、下記一般式
で表される化合物が好ましい。
本発明の第二の製造方法において、分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物の使用量は、第一の製造方法と同様、分子内の水酸基の数によって異なり、例えば、水酸基1つに対して一般式(4)で表される化合物が1つ反応するのに足る量を使用すればよい。本明細書においては、この量を当量という。分子内に2個水酸基をもつ化合物においては、当量は分子量の1/2となり、同様に分子内に3個水酸基をもつ化合物では当量は分子量の1/3となる。
分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物の使用量は、一般式(4)で表される化合物に対して、通常、0.01~2当量程度、好ましくは0.1~1.5当量程度、より好ましくは0.5~1.2当量程度の量である。換言すれば、分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物中の水酸基1モルに対して、一般式(4)で表される化合物を通常、0.5~100モル程度、好ましくは0.67~10モル程度、より好ましくは0.83~2モル程度使用すればよい。
本発明の第二の製造方法においては、分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物の水酸基と一般式(4)で表される化合物のXb-C(=O)-基とがエステル化反応してエステル結合を形成する。一方、一般式(4)で表される化合物中に存在する末端二重結合は、実質的に反応せずに、本発明の多官能含フッ素化合物の反応性官能基となる。
本発明の多官能含フッ素化合物は、一般式(4)で表される化合物中に存在する上記置換基由来の反応性末端二重結合が分子内に複数存在するので、塗料の架橋剤、添加剤として好適に使用できる。また、本発明の多官能含フッ素化合物を含む硬化性組成物とし、これを硬化させて硬化物を製造することもできる。
本発明の第二の製造方法によって得られる「分子内に2以上の一般式(1-2)で表される基を有する化合物」中に未反応のOH基が存在する場合、該未反応のOH基は、本発明の多官能含フッ素化合物を硬化性組成物として用いる場合には、硬化反応基として作用する。
本発明の第二の製造方法において、分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
該エステル化反応は、分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物と一般式(4)で表される化合物とを混合又は混合物を加熱することによって容易に進行する。該エステル化反応の反応温度は、通常-20~40℃程度である。
本発明の第二の製造方法においては、反応によってHClやHFが副生するが、これらを補足する目的で適当な塩基を加えることが望ましい。塩基としては、ピリジン、N,N-ジメチルアニリン、テトラメチル尿素、トリエチルアミン等の3級アミン、金属マグネシウム等が挙げられる。
また、反応の際に原料である一般式(3)で表される化合物や生成物である分子内に2以上の前記一般式(1-2)で表される基を有する化合物中の炭素-炭素二重結合が重合反応を起こすことを禁止するための禁止剤を共存させてもよい。該禁止剤としては、ハイドロキノン、t-ブチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル等が挙げられる。
本発明の製造方法においては、さらに溶媒を使用しても良い。溶媒を使用する場合、溶媒としては、エステル化反応の進行を妨げない一般的に使用される従来公知の溶媒を使用すればよい。
溶媒としては、例えば、ジエチルエーテルやテトラヒドロフランのようなエーテル系溶媒、2-ヘキサノン、シクロヘキサノン、メチルアミノケトン、2-ヘプタノンなどのケトン系溶媒、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、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ジメチルエーテルなどのプロピレングリコール系溶媒、CH3CCl2F(HCFC-141b)、CF3CF2CHCl2/CClF2CF2CHClF混合物(HCFC-225)、パーフルオロヘキサン、パーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)、メトキシ-ノナフルオロブタン、1,3-ビストリフルオロメチルベンゼンなどの含フッ素溶剤、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、クロロトルエンなどの芳香族炭化水素類あるいはこれらの2種以上の混合溶媒などがあげられる。OH基を有するアルコール系の溶媒は、エステル化反応の進行を妨げるため好ましくない。また、系内に水があってもエステル化反応の進行が妨げられるため、各溶媒は使用前に脱水することがより好ましい。
本発明の製造方法においては、必要に応じて、さらに他の成分を添加しても良い。他の成分としては、例えば、酸化防止剤、レべリング剤、無機フィラー、有機フィラー等が挙げられる。
酸化防止剤を使用する場合、使用量は、一般式(2)で表される化合物100質量部に対して、通常0.01~10質量部程度、好ましくは0.1~2質量部程度、より好ましくは0.5~1質量部程度である。
II-3.一般式(2)で表される基を有する化合物の製造方法
本発明の第一製造方法及び第二の製造方法で使用する、前記分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物は、例えば、分子内に2以上のチオール基を有する化合物を下記一般式(2-1)
CX2=CF-Z-O-Rfa (2-1)
[式中、X、Z及びRfaは前記に同じである。]
で表される化合物と反応させることにより得られる。
本発明の第一製造方法及び第二の製造方法で使用する、前記分子内に2以上の一般式(2)で表される基を有する化合物は、例えば、分子内に2以上のチオール基を有する化合物を下記一般式(2-1)
CX2=CF-Z-O-Rfa (2-1)
[式中、X、Z及びRfaは前記に同じである。]
で表される化合物と反応させることにより得られる。
以下、分子内に一般式(2)で表される基を有する化合物の製造方法について説明する。
II-4.分子内に2以上のチオール基を有する化合物
一般式(2)で表される基を有する化合物の製造方法において、原料となる「分子内に2以上のチオール基を有する化合物」としては、例えば下記一般式(3a)
一般式(2)で表される基を有する化合物の製造方法において、原料となる「分子内に2以上のチオール基を有する化合物」としては、例えば下記一般式(3a)
[式中、TはO、N及びSからなる群から選ばれた少なくとも1種のヘテロ原子を有していてもよい炭化水素であり、pは2以上の整数である。]
で表される化合物が挙げられる。
で表される化合物が挙げられる。
一般式(3a)において、T及びpは一般式(1a)のものと同じである。
一般式(3a)で表される化合物の具体例としては、例えば、下記一般式(3b)
[式中、R5bはH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-SHで表される基であって、R6bはH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-SHで表される基であって、R4、A及びqは前記に同じである。]
で表される化合物が挙げられる。
で表される化合物が挙げられる。
一般式(3b)において、R5bはH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-SHで表される基である。
R5bで示される「置換基を有していてもよいアルキル基」のアルキル基としては、炭素数1~12の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられる。例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチル、シクロデシル等の炭素数1~12のアルキル基が挙げられる。より好ましくは、炭素数1~8のアルキル基である。該アルキル基は置換されていてもよく、該置換基としては、本発明に悪影響を与えないものであれば特に限定はない。該置換基としては、例えば、-OH、COOH、-COOCH3、-NH2、-COOCH2CH3、-COOCH2CF3等が挙げられる。該アルキル基は、これらの群から選ばれる少なくとも1種で1~3個置換されていてもよい。
一般式(3b)において、R6bはH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-SHで表される基である。
R6bで示される「置換基を有していてもよいアルキル基」のアルキル基としては、炭素数1~12の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられる。例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチル、シクロデシル等の炭素数1~12のアルキル基が挙げられる。より好ましくは、炭素数1~8のアルキル基である。該アルキル基は置換されていてもよく、該置換基としては、本発明に悪影響を与えないものであれば特に限定はない。該置換基としては、例えば、-OH、COOH、-COOCH3、-NH2、-COOCH2CH3、-COOCH2CF3等が挙げられる。該アルキル基は、これらの群から選ばれる少なくとも1種で1~3個置換されていてもよい。
一般式(3b)で表される化合物の中でも、特に好ましい化合物として、下記一般式で表される化合物が挙げられる。
[式中、b及びcはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
[式中、b、c及びeはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
[式中、b、c、f及びgはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
[式中、b及びcはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
[式中、b及びc、R5bそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
一般式(3b)で表される化合物としては、例えば、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、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)、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)、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)、1,2-ジメルカプトエタン、1,2-ジメルカプトプロパン、1,3-ジメルカプトプロパン、ジメルカプトブタン、ジメルカプトヘキサン、テトラキスメルカプトメチルメタン、ジメルカプトメタン、トリメルカプトメタン、1,2,3-トリメルカプトプロパン、1,2,3,4-テトラメルカプトブタン、ジメルカプトメタン、1,1-ジメルカプトエタン、1,2-ジメルカプトエタン、1,1-ジメルカプトプロパン、1,2-ジメルカプトプロパン、1,3-ジメルカプトプロパン、2,2-ジメルカプトプロパン、1,1-ジメルカプトブタン、1,2-ジメルカプトブタン、1,3-ジメルカプトブタン、1,4-ジメルカプトブタン、2,2-ジメルカプトブタン、2,3-ジメルカプトブタン、1,2-ジメルカプトエチルチオ-3-メルカプトプロパン、1,2-ビス-2-メルカプトエチルチオ-3-メルカプトプロパン、ビス(メルカプトメチル)スルフィド、ビス(2-メルカプトエチル)スルフィド、ビス(メルカプトメチルチオ)メタン、2,3-ジメルカプト-1-プロパノール等が挙げられる。
また、一般式(3a)で表される化合物の具体例としては、例えば、下記一般式(3c)
[式中、Q及びrは前記一般式(1c)のものと同じである。]
で表される化合物が挙げられる。
で表される化合物が挙げられる。
一般式(3c)において、Qは、前記一般式(1c)と同じ置換基を有していてもよい脂肪族環、置換基を有していてもよいヘテロ脂肪族環、置換基を有していてもよい芳香族環又は置換基を有していてもよいヘテロ芳香族環である。該置換基はそれぞれアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも1種である。
一般式(3c)のQにおいて、置換基を有していてもよい脂肪族環は、単環、複環のいずれであってもよい。また、置換基を有する場合、該置換基はそれぞれアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも1種である。
該置換基-COOR7において、R7はH、アルキル基又は含フッ素アルキル基である。該アルキル基としては、例えば、炭素数1~10の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられる。また、該含フッ素アルキル基としては、例えば、炭素数1~10の直鎖、分岐鎖又は環状の含フッ素アルキル基が挙げられる。
また、置換基-CONR8R9において、R8及びR9は同一又は異なってH、アルキル基又は含フッ素アルキル基である。該アルキル基としては、例えば、炭素数1~10の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられる。また、該含フッ素アルキル基としては、例えば、炭素数1~10の直鎖、分岐鎖又は環状の含フッ素アルキル基が挙げられる。
一般式(3c)で表される化合物において、rは2以上の整数であり、-(SH)で表される基は、一般式(3c)で表される化合物中に2つ以上存在する。rは通常2~20の整数、好ましくは2~10の整数、より好ましくは2~6の整数である。
置換基を有していてもよい脂肪族環の炭素数は、通常3~100程度、好ましくは3~50程度、より好ましくは3~12程度である。
該置換基を有していてもよい脂肪族環の具体例としては、下記式で表される脂肪族環が挙げられる。
[式中、それぞれの脂肪族環は一般式(3c)と同じ置換基を有していてもよく、該置換基及びrは前記一般式(1c)で表される化合物のものと同じである。]
一般式(3c)のQにおいて、置換基を有していてもよいヘテロ脂肪族環は、単環、複環のいずれで合ってもよい。また、置換基を有する場合、該置換基はそれぞれアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも1種である。R7、R8及びR9は、前記置換基を有していてもよい脂肪族環のものと同じである。
置換基を有していてもよいヘテロ脂肪族環の炭素数は、通常2~100程度、好ましくは2~50程度、より好ましくは2~12程度である。
ヘテロ脂肪族環に含まれるヘテロ原子としては、例えば、O、N及びSからなる群から選ばれた少なくとも1種が挙げられる。
置換基を有していてもよいヘテロ脂肪族環の具体例としては、下記式で表されるヘテロ脂肪族環が挙げられる。
[式中、それぞれのヘテロ脂肪族環は一般式(3c)と同じ置換基を有していてもよく、該置換基及びrは前記一般式(1c)で表される化合物のものと同じである。]
一般式(3c)において、Qが置換基を有していてもよいヘテロ脂肪族環である化合物の具体例としては、2,5-ジメルカプトメチル-1,4-ジチアン、4,5-ジメルカプトメチル-1,3-ジチアン等が挙げられる。
一般式(3c)のQにおいて、置換基を有していてもよい芳香族環は、単環、複環のいずれで合ってもよい。また、置換基を有する場合、該置換基はそれぞれアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも1種である。R7、R8及びR9は、前記置換基を有していてもよい脂肪族環のものと同じである。
置換基を有していてもよい芳香族環の炭素数は、通常6~100程度、好ましくは6~50程度、より好ましくは6~20程度である。
置換基を有していてもよい芳香族環の具体例としては、下記式で表される芳香族環が挙げられる。
[式中、それぞれの芳香族環は一般式(3c)と同じ置換基を有していてもよく、該置換基及びrは一般式(1c)で表される化合物のものと同じである。]
一般式(3c)において、Qが置換基を有していてもよい芳香族環である化合物の具体例としては、1,2-ジメルカプトベンゼン、1,3-ジメルカプトベンゼン、1,4-ジメルカプトベンゼン、1,3,5-トリメルカプトベンゼン、1,2-ジメルカプトトルエン、1,3-ジメルカプトトルエン、1,4-ジメルカプトトルエン、1,3,5-トリメルカプトトルエン、1,2-ジメルカプトキシレン、1,3-ジメルカプトキシレン、1,4-ジメルカプトキシレン、1,3-ジメルカプトトリレン、1,3,5-トリメルカプトトリレン等が挙げられる。
一般式(1c)のQにおいて、置換基を有していてもよいヘテロ芳香族環は、単環、複環のいずれで合ってもよい。また、置換基を有する場合、該置換基はそれぞれアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも1種である。R7、R8及びR9は、前記置換基を有していてもよい脂肪族環のものと同じである。
置換基を有していてもよいヘテロ芳香族環の炭素数は、通常4~100程度、好ましくは4~50程度、より好ましくは4~20程度である。
ヘテロ芳香族環に含まれるヘテロ原子としては、例えば、O、N及びSからなる群から選ばれた少なくとも1種が挙げられる。
置換基を有していてもよいヘテロ芳香族環の具体例としては、下記式で表されるヘテロ芳香族環が挙げられる。
[式中、それぞれのヘテロ芳香族環は一般式(3c)と同じ置換基を有していてもよく、該置換基及びrは一般式(1c)で表される化合物のものと同じである。]
本発明の分子内に2以上のチオール基(-SH基、メルカプト基)を有する化合物は、従来公知の製造方法によって得られる化合物であり、市販品を使用することもできる。本発明の分子内に2以上のチオール基を有する化合物は、例えば、The Chemistry of the thiol group (Chemistry of Functional Groups) By Saul Patai: John Wiley and Sons Ltd 出版等に記載の方法に準じて合成することができる。例えば、チオ尿素を反応させて、イソチウロニウム塩化し、これを加水分解するイソチウロニウム塩法等が挙げられる。
II-5.一般式(2-1)で表される化合物
一般式(2-1)で表される化合物としては、例えば以下のものが挙げられる。
一般式(2-1)で表される化合物としては、例えば以下のものが挙げられる。
[式中、n及びn1は前記に同じ。]
[式中、n及びn1は前記に同じ。]
[式中、n及びn1は前記に同じ。]
[式中、n、n1及びn2は前記に同じ。]
さらに、これらの中でも、特に下記構造式で表されるものが好ましい。
[式中、nは前記に同じ。]
[式中、nは前記に同じ。]
[式中、nは前記に同じ。]
[式中、nは前記に同じ。]
さらに、一般式(2-1)で表される化合物はこれらの中でも、下記構造式で表されるものが特に好ましい。
[式中、n及びmは前記に同じ。]
本発明の一般式(2-1)で表される化合物は、従来公知の製造方法によって得られる化合物であり、市販品を使用することもできる。
本発明の一般式(2-1)で表される化合物の製造方法としては、例えば、国際公開WO95/33782パンフレットに記載されている方法が具体的に挙げられる。
また、三共出版 「フッ素化学入門」 独立行政法人 日本学術振興会 フッ素化学 第155委員会編 に記載されている具体的な合成ルートに従い製造することができる。
一般式(2-1)で表される化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
分子内に2以上のチオール基を有する化合物の使用量は、分子内のチオール基の数によって異なり、例えば、チオール基1つに対して一般式(2-1)で表される化合物が1つ反応するのに足る量を使用すればよい。本明細書においては、この量を当量という。分子内に2個チオール基をもつ化合物においては、当量は分子量の1/2となり、同様に分子内に3個チオール基をもつ化合物では当量は分子量の1/3となる。
分子内に2以上のチオール基を有する化合物の使用量は、一般式(2-1)で表される化合物に対して、通常、2~0.1当量程度、好ましくは1.2~0.2当量程度、より好ましくは1~0.5当量程度の量である。換言すれば、分子内に2以上のチオール基をもつ化合物のチオール基1モルに対して、一般式(2-1)で表される化合物を通常、0.5~1モル程度、好ましくは0.83~5モル程度、より好ましくは1~2モル程度使用すればよい。
一般式(2)で表される化合物の製造方法においては、分子内に2以上のチオール基を有する化合物と一般式(2-1)で表される化合物とがエンチオール反応(付加反応)することにより、分子内に2以上のチオール基を有する化合物のS上のHが下記一般式(5)
-CX2CHF-Z-O-Rfa (5)
[式中、X、Z及びRfaは前記に同じ]
で表される基で置換される。
-CX2CHF-Z-O-Rfa (5)
[式中、X、Z及びRfaは前記に同じ]
で表される基で置換される。
すなわち、本発明のエンチオール反応では、一般式(2-1)で表される化合物中に存在する炭素-炭素二重結合が、分子内に2以上のチオール基を有する化合物中のチオール基と付加反応する。一方、一般式(2-1)で表される化合物中に存在する上記Rfa中の水酸基は、実質的に反応せずに、一般式(3)で表される化合物の中のイソシアネート基又は一般式(4)で表される化合物中のXb-C(=O)-基と反応して、本発明の多官能含フッ素化合物を生成する。
エンチオール反応によって得られる一般式(2)で表される化合物中に未反応のチオール基が存在する場合、該未反応のチオール基は、前記一般式(3)で表される化合物のイソシアネート基又は一般式(4)で表される化合物のXb-C(=O)-基と反応して結合を形成し得るが、反応せずに本発明の多官能含フッ素化合物中にチオール基が残っていたとしても、硬化性組成物として用いた際に硬化反応基として作用する。
一般式(2)で表される化合物の製造方法において、分子内に2以上のチオール基を有する化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
該エンチオール反応は、分子内に2以上のチオール基を有する化合物と一般式(2-1)で表される化合物との混合物に、紫外線を照射することによって容易に進行する。
紫外線の照射量は、通常0.1~10J/cm2程度、好ましくは0.5~8J/cm2程度、より好ましくは1~6J/cm2程度である。
該エンチオール反応の反応温度は、通常5~60℃程度、好ましくは10~55℃程度、より好ましくは20~50℃程度である。
本発明のエンチオール反応では、分子内に2以上のチオール基を有する化合物と一般式(2-1)で表される化合物に加えて、光重合開始剤を使用しても良い。光重合開始剤を使用しなくても、本発明の多官能含フッ素化合物が得られるが、光重合開始剤を使用することにより、より短時間でエンチオール反応が進行し、目的とする多官能含フッ素化合物が得られる。
光重合開始剤の種類は、特に限定されず、従来公知のものを使用すればよく、市販品が容易に入手可能である。
光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、クロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、α-アミノアセトフェノン等のアセトフェノン系化合物;ベンゾイン、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、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシ-プロピルベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、ミヒラーケトン等のベンゾフェノン系化合物;チオキサンソン、クロロチオキサンソン、メチルチオキサンソン、ジエチルチオキサンソン、ジメチルチオキサンソン等のチオキサンソン類;ベンジル、α-アシルオキシムエステル、アシルホスフィンオキサイド、グリオキシエステル、3-ケトクマリン、2-エチルアンスラキノン、カンファーキノン、アンスラキノン等の光重合開始剤が挙げられる。また、光重合開始剤の市販品としては、例えば、長瀬産業株式会社製のイルガキュア907、イルガキュア127、イルガキュア369、イルガキュア819等が挙げられる。光重合開始剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
また、光重合開始剤には、必要に応じてアミン類、スルホン類、スルフィン類等の公知の光開始助剤を添加してもよい。
光重合開始剤を使用する場合、光重合開始剤の使用量は、特に限定されず、適宜調整すればよいが、例えば、一般式(2-1)で表される化合物100質量部に対して、通常0.01~10質量部程度、好ましくは0.5~7質量部程度、より好ましくは1~5質量部程度である。
該エンチオール反応においては、さらに溶媒を使用しても良い。溶媒を使用する場合、溶媒としては、エンチオール反応の進行を妨げない一般的に使用される従来公知の溶媒を使用すればよい。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、HCFC225(ジクロロペンタフルオロプロパン)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルエチルケトン(MEK)等を使用すればよい。
本発明の製造方法においては、必要に応じて、さらに他の成分を添加しても良い。他の成分としては、例えば、酸化防止剤、レべリング剤、無機フィラー、有機フィラー等が挙げられる。
酸化防止剤を使用する場合、使用量は、一般式(2-1)で表される化合物100質量部に対して、通常0.01~10質量部程度、好ましくは0.1~2質量部程度、より好ましくは0.5~1質量部程度である。
また、エンチオール反応は特に紫外線を照射しなくても、適当な方法でラジカルを発生させることにより反応を進行させることができる。
ラジカルを発生させる方法としては、例えば公知のラジカル重合開始剤を使用して、加熱によってラジカルを発生させる方法が好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、公知のパーオキサイド類、アゾ系開始剤等が利用できる。
ラジカル重合開始剤の量は、一般式(2-1)で表される化合物100質量部に対して通常0.01~10質量部程度、好ましくは0.05~7質量部程度、より好ましくは0.5~3質量部程度である。
III.塗料用架橋剤及び添加物
本発明の多官能含フッ素化合物は、分子内に複数の不飽和基(炭素-炭素二重結合)を有するので、塗料の架橋剤、添加剤として好適に使用できる。
本発明の多官能含フッ素化合物は、分子内に複数の不飽和基(炭素-炭素二重結合)を有するので、塗料の架橋剤、添加剤として好適に使用できる。
本発明の多官能含フッ素化合物を架橋剤として使用できる塗料としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、フッ素系等が挙げられる。
IV.硬化性組成物及び硬化物
本発明の多官能含フッ素化合物は、分子内に複数の不飽和基(炭素-炭素二重結合)を有するので、他の成分と混合して硬化性組成物(硬化性含フッ素樹脂組成物)として好適に使用できる。
本発明の多官能含フッ素化合物は、分子内に複数の不飽和基(炭素-炭素二重結合)を有するので、他の成分と混合して硬化性組成物(硬化性含フッ素樹脂組成物)として好適に使用できる。
本発明の硬化性含フッ素樹脂組成物の態様としては、例えば、溶剤を使用する態様が挙げられる。本発明の硬化性含フッ素樹脂組成物を溶剤に溶解又は分散させることによって種々の基材にコーティングし、塗膜を形成することができ、塗膜形成後、活性エネルギー線等の照射によって効率よく硬化でき、硬化被膜が得られる点で好ましい。
例えば、本発明のコーティング用含フッ素樹脂組成物は、(a)本発明の多官能含フッ素化合物、(b)活性エネルギー線硬化開始剤、(c)溶剤を含む組成物である。
活性エネルギー線硬化開始剤(b)は、例えば350nm以下の波長領域の電磁波、つまり紫外光線、電子線、X線、γ線等が照射されることによって初めてラジカルやカチオン等を発生し、多官能含フッ素化合物の炭素-炭素二重結合を硬化(架橋反応)を開始させる触媒として働くものであり、通常、紫外光線でラジカルやカチオンを発生させるもの、特にラジカルを発生するものを使用する。例えばつぎのものが例示できる。
アセトフェノン系:アセトフェノン、クロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、α-アミノアセトフェノン、ヒドロキシプロピオフェノン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリンプロパン-1-オン等。
ベンゾイン系:ベンゾイン、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、ベンジルジメチルケタール等。
ベンゾフェノン系:ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシ-プロピルベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン等。
チオオキサンソン類:チオキサンソン、クロロチオキサンソン、メチルキサンソン、ジエチルチオキサンソン、ジメチルチオキサンソン等。
その他:ベンジル、α-アシルオキシムエステル、アシルホスフィンオキサイド、グリオキシエステル、3-ケトクマリン、2-エチルアンスラキノン、カンファーキノン、アンスラキノン等。
溶剤(c)は、多官能含フッ素化合物(a)、活性エネルギー線硬化開始剤(b)及び必要に応じて添加する硬化剤、レベリング剤、光安定剤等の添加剤が均一に溶解又は分散するものであれば特に制限はないが、特に多官能含フッ素化合物(a)を均一に溶解するものが好ましい。この溶剤を使用する態様は特に反射防止膜用途等薄層被膜(0.1μm前後)が要求される分野で透明性が高く、均質な被膜を生産性よく得られる点で好ましい。
かかる溶剤(c)としては、例えばメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系溶剤;ジエチルオキサレート、ピルビン酸エチル、エチル-2-ヒドロキシブチレート、エチルアセトアセテート、酢酸ブチル、酢酸アミル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、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、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル、2-ヒドロキシイソ酪酸エチル等のエステル系溶剤;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、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ジメチルエーテル等のプロピレングリコール系溶剤;2-ヘキサノン、シクロヘキサノン、メチルアミノケトン、2-ヘプタノン等のケトン系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類あるいはこれらの2種以上の混合溶剤等が挙げられる。
またさらに、多官能含フッ素化合物(a)の溶解性を向上させるために、必要に応じてフッ素系の溶剤を用いてもよい。フッ素系の溶剤としては、例えばCH3CCl2F(HCFC-141b)、CF3CF2CHCl2/CClF2CF2CHClF混合物(HCFC-225)、パーフルオロヘキサン、パーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)、メトキシ-ノナフルオロブタン、1,3-ビストリフルオロメチルベンゼン等のほか、下記一般式
で表される化合物等のフッ素系アルコール類、ベンゾトリフルオライド、パーフルオロベンゼン、パーフルオロ(トリブチルアミン)、ClCF2CFClCF2CFCl2等が挙げられる。
これらフッ素系溶剤は単独でも、またフッ素系溶剤同士、非フッ素系とフッ素系の1種以上との混合溶剤として用いてもよい。これらのなかでもケトン系溶剤、酢酸エステル系溶剤、アルコール系溶剤、芳香族系溶剤等が、塗装性、塗布の生産性等の面で好ましいものである。また、多官能含フッ素化合物を溶解させる際、これら汎用溶剤とともに含フッ素アルコール系溶剤を混合してもよい。添加する含フッ素系アルコールとしては、沸点が50℃以上、好ましくは80℃以上のもので、多官能含フッ素化合物を溶解させるものであればよい。例えば、下記一般式
で表される化合物等が好ましい具体例である。
含フッ素系アルコールは、それのみで溶剤として用いても良いが、前述のケトン系溶剤、酢酸エステル系溶剤、非フッ素系アルコール溶剤、芳香族系溶剤等の汎用溶剤に加えて用いても効果的である。混合して用いる場合の添加量は、溶剤全体に対して1重量%以上、好ましくは5重量%以上、より好ましくは10重量%以上であり、特に10~30重量%添加するのが好ましい。本発明の多官能含フッ素化合物(a)と活性エネルギー線硬化開始剤(b)との硬化性含フッ素樹脂組成物、さらに溶剤(c)を含めたコーティング用含フッ素樹脂組成物に、さらに必要に応じて硬化剤を添加してもよい。硬化剤としては、炭素-炭素不飽和結合を1つ以上有しかつラジカル又は酸で重合できるものが好ましく、具体的にはアクリル系モノマー等のラジカル重合性の単量体、ビニルエーテル系モノマー等のカチオン重合性の単量体が挙げられる。これら単量体は、炭素-炭素二重結合を1つ有する単官能であっても炭素-炭素二重結合を2つ以上有する多官能の単量体であってもよい。
これらの炭素-炭素不飽和結合を有するいわゆる硬化剤は、本発明の組成物中の活性エネルギー線硬化開始剤(b)と光等の活性エネルギー線との反応で生じるラジカルやカチオンで反応し、本発明の組成物中の多官能含フッ素化合物(a)の側鎖の炭素-炭素二重結合と共重合によって架橋することができるものである。
単官能のアクリル系単量体としては、アクリル酸、アクリル酸エステル類、メタクリル酸、メタクリル酸エステル類、α-フルオロアクリル酸、α-フルオロアクリル酸エステル類、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸エステル類のほか、エポキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等を有する(メタ)アクリル酸エステル類等が例示される。なかでも硬化物の屈折率を低く維持するために、フルオロアルキル基を有するアクリレート系単量体が好ましく、例えば下記一般式
[式中、XcはH、CH3又はFであり、Rfbは炭素数2~40の含フッ素アルキル基、又は炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基である。]
で表わされる化合物が好ましい。具体的には、下記一般式
で表わされる化合物が好ましい。具体的には、下記一般式
[式中、Xcは前記に同じ。]
で表される化合物等が挙げられる。
で表される化合物等が挙げられる。
多官能アクリル系単量体としては、ジオール、トリオール、テトラオール等の多価アルコール類のヒドロキシル基をアクリレート基、メタアクリレート基、α-フルオロアクリレート基に置き換えた化合物が一般的に知られている。具体的には、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等のそれぞれの多価アルコール類の2個以上のヒドロキシル基がアクリレート基、メタクリレート基、α-フルオロアクリレート基のいずれかに置き換えられた化合物が挙げられる。また、含フッ素アルキル基、エーテル結合を含む含フッ素アルキル基、含フッ素アルキレン基又はエーテル結合を含む含フッ素アルキレン基を有する多価アルコールの2個以上のヒドロキシル基をアクリレート基、メタアクリレート基、α-フルオロアクリレート基に置き換えた多官能アクリル系単量体も利用でき、特に硬化物の屈折率を低く維持できる点で好ましい。具体例としては、
[式中、Rfdは炭素数1~40の含フッ素アルキル基である。]
[式中、Rfeは炭素数1~40の含フッ素アルキル基又は炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、RcはH又は炭素数1~3のアルキル基である。]
[式中、Rf’は炭素数1~40の含フッ素アルキレン基又は炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基であり、Rcは前記に同じである。]等の一般式で示される含フッ素多価アルコール類の2個以上のヒドロキシル基をアクリレート基、メタアクリレート基又はα-フルオロアクリレート基に置き 換えた構造のものが好ましく挙げられる。また、これら例示の単官能、多官能アクリル系単量体を硬化剤として本発明の組成物に用いる場合、なかでも特にα-フルオロアクリレート化合物が硬化反応性が良好な点で好ましい。
本発明の硬化性組成物において、活性エネルギー線硬化開始剤(b)の添加量は、多官能含フッ素化合物(a)中の炭素-炭素二重結合の含有量、上記硬化剤の使用の有無や硬化剤の使用量によって、さらには用いる開始剤、活性エネルギー線の種類や、照射エネルギー量(強さと時間等)によって適宜選択されるが、硬化剤を使用しない場合では、多官能含フッ素化合物(a)100質量部に対して0.01~30質量部、さらには0.05~20質量部、最も好ましくは、0.1~10質量部である。詳しくは、多官能含フッ素化合物(a)中に含まれる炭素-炭素二重結合の含有量(モル数)に対し、0.05~50モル%、好ましくは0.1~20モル%、最も好ましくは、0.5~10モル%である。
硬化剤を使用する場合は、多官能含フッ素化合物(a)中に含まれる炭素-炭素二重結合の含有量(モル数)と硬化剤の炭素-炭素不飽和結合のモル数の合計モル数に対して0.05~50モル%、好ましくは0.1~20モル%、最も好ましくは0.5~10モル%である。
硬化剤を使用する場合、硬化剤の使用量は目的とする硬度や屈折率、硬化剤の種類、使用する多官能含フッ素化合物の硬化性基の含有量等によって適宜選択され、望ましくは多官能含フッ素化合物に対して、1~80重量%、好ましくは5~70重量%、より好ましくは10~50重量%である。硬化剤の添加量が多すぎると屈折率が高くなる傾向にあり、好ましくない。
本発明のコーティング用含フッ素樹脂組成物における溶剤(c)の含有量としては、溶解させる固形分の種類、硬化剤の使用の有無や使用割合、塗布する基材の種類や目標とする膜厚等によって適宜選択されるが、組成物中の全固形分濃度が0.5~70重量%、好ましくは1~50重量%となるように配合するのが好ましい。本発明の硬化性組成物は、前述の化合物のほかに、必要に応じて種々の添加剤を配合してもよい。
そうした添加剤としては、例えばレベリング剤、粘度調整剤、光安定剤、水分吸収剤、顔料、染料、補強剤等が挙げられる。また、本発明の硬化性組成物は、硬化物の硬度を高める目的で無機化合物の微粒子を配合することもできる。無機化合物微粒子としては特に限定されないが、屈折率が1.5以下の化合物が好ましい。具体的にはフッ化マグネシウム(屈折率1.38)、酸化珪素(屈折 率1.46)、フッ化アルミニウム(屈折率1.33~1.39)、フッ化カルシウム(屈折率1.44)、フッ化リチウム(屈折率1.36~1.37)、フッ化ナトリウム(屈折率1.32~1.34)、フッ化トリウム(屈折率1.45~1.50)等の微粒子が望ましい。微粒子の粒径については、低屈折率材料の透明性を確保するために可視光の波長に比べて充分に小さいことが望ましい。具体的には100nm以下、特に50nm以下が好ましい。
無機化合物微粒子を使用する際は、硬化性組成物中での分散安定性、低屈折率材料中での密着性等を低下させないために、予め有機分散媒中に分散した有機ゾルの形態で使用するのが望ましい。さらに、該組成物中において、無機化合物微粒子の分散安定性、低屈折率材料中での密着性等を向上させるために、予め無機微粒子 化合物の表面を各種カップリング剤等を用いて修飾することができる。各種カップリング剤としては、例えば有機置換された珪素化合物;アルミニウム、チタニウム、ジルコニウム、アンチモン又はこれらの混合物等の金属アルコキシド;有機酸の塩;配位性化合物と結合した配位化合物等が挙げられる。
本発明のコーティング用含フッ素樹脂組成物は、溶剤(c)に対して多官能含フッ素化合物(a)又は添加物がディスパージョン状のものでも、溶液状のものでもよいが、均一な薄膜を形成するため、また比較的低温で成膜が可能となる点で、均一な溶液状であることが好ましい。塗装法としては、膜厚をコントロールできるのであれば公知の塗装法を採用することができる。例えば、ロールコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、フローコート法、バーコート法、スプレーコート法、ダイコート法、スピンコート法、ディップコート法等が採用でき、基材の種類、形状、生産性、膜厚のコントロール性等を考慮して選択できる。
本発明の多官能含フッ素化合物(a)と活性エネルギー線硬化開始剤(b)を含む硬化性樹脂組成物、及び上記の方法等で本発明のコーティング用含フッ素樹脂組成物を基材に塗布したのち乾燥により得られる被膜は、紫外線、電子線又は放射線等の活性エネルギー線を照射することによって光硬化させることができる。光硬化すると本発明の多官能含フッ素化合物(a)中の炭素-炭素二重結合が分子間で重合し、多官能含フッ素化合物(a)中の炭素-炭素二重結合が減少又は消失する。その結果、樹脂硬度が高くなり、機械的強度が向上したり、耐摩耗性、耐擦傷性が向上したり、さらには硬化前には溶解していた溶剤に対して不溶となるだけでなく、他の数多くの種類の溶剤に対して不溶となる。
本発明によれば、多官能チオール化合物と水酸基を有する含フッ素アリル化合物とのエンチオール反応、又は多官能チオール化合物と水酸基を有する含フッ素ビニルエーテル化合物とのエンチオール反応により、少なくとも1つの水酸基を有する多官能含フッ素化合物を合成し、さらに、該水酸基とのエステル化反応又はウレタン化反応を行うことにより、末端に炭素-炭素二重結合を2個以上もつ多官能含フッ素化合物を合成できる。得られた本発明の多官能含フッ素化合物は、分子内に複数の硬化性部位を有するので、塗料の架橋剤として好適に使用できる。また、炭素-炭素二重結合を分子内に複数有する本発明の多官能含フッ素化合物を、他の成分と混合して硬化性組成物とし、これを硬化させて硬化物を製造することもできる。
[実施例]
以下に、本発明の実施例を挙げて、本発明を一層明らかにするが、本発明はこれらに限定されるものではない。
以下に、本発明の実施例を挙げて、本発明を一層明らかにするが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の実施例において、(1)フッ素含有量の測定、(2)屈折率(nD)の測定、(3)赤外吸収分析(IR分析)、(4)19F-NMRの測定及び(5)相溶性(溶解性)の測定は、以下の方法により行った。
(1)フッ素含有量の測定
酸素フラスコ燃焼法により試料10mgを燃焼し、分解ガスを脱イオン水20mlに吸収させ、吸収液中のフッ素イオン濃度をフッ素選択電極法(フッ素イオンメーター、オリオン社製 901型)で測定することにより、試料中のフッ素含有量を求めた(質量%)。
酸素フラスコ燃焼法により試料10mgを燃焼し、分解ガスを脱イオン水20mlに吸収させ、吸収液中のフッ素イオン濃度をフッ素選択電極法(フッ素イオンメーター、オリオン社製 901型)で測定することにより、試料中のフッ素含有量を求めた(質量%)。
(2)屈折率(nD)の測定
ナトリウムD線(589nm)を光源とし、アッベ屈折率計(株式会社アタゴ光学機器製作所製)を用いて25℃における試料の屈折率(nD)を測定した。
ナトリウムD線(589nm)を光源とし、アッベ屈折率計(株式会社アタゴ光学機器製作所製)を用いて25℃における試料の屈折率(nD)を測定した。
(3)赤外吸収分析(IR分析)
Perkin Elmer社製フーリエ変換赤外分光光度計1760Xを使用し、室温にて試料の赤外吸収分析を行った。
Perkin Elmer社製フーリエ変換赤外分光光度計1760Xを使用し、室温にて試料の赤外吸収分析を行った。
(4)19F-NMR測定
BRUKER社製のNMR測定装置を用いて試料の19F-NMRを測定した。
19F-NMR測定条件:282MHz(トリクロロフルオロメタン:0ppm)。
BRUKER社製のNMR測定装置を用いて試料の19F-NMRを測定した。
19F-NMR測定条件:282MHz(トリクロロフルオロメタン:0ppm)。
(5)相溶性(溶解性)の測定
試料とアセトンとを質量比1:1で混合し、相溶性を目視で確認した。相溶性の評価は、相溶を○、二相分離を×とした。
試料とアセトンとを質量比1:1で混合し、相溶性を目視で確認した。相溶性の評価は、相溶を○、二相分離を×とした。
本実施例で使用した含フッ素アリルエーテル化合物及び多官能チオール化合物の構造式及び略称を以下に示す。
含フッ素アリルエーテル化合物
多官能チオール化合物
(カレンズMT BD1 昭和電工社製)
(カレンズMT PE1 昭和電工社製)
(TMMP(Trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate)堺化学社製)
(PEMP(Pentaerythritol tetrakis-3-mercaptopropionate)堺化学社製)
(DPMP(Dipentaerythritolhexa-3-mercaptopropionate) 堺化学社製)。
合成例1(3官能OH基含有含フッ素化合物の合成)
(1)混合溶液(a1)の調製
以下の配合に従い、混合溶液(a1)を調製した。
(1)混合溶液(a1)の調製
以下の配合に従い、混合溶液(a1)を調製した。
混合溶液(a1)
(i) AEH-1 100質量部
(ii) TMMP 33質量部
(iii) イルガキュア907(光重合開始剤 長瀬産業株式会社製) 4質量部。
(i) AEH-1 100質量部
(ii) TMMP 33質量部
(iii) イルガキュア907(光重合開始剤 長瀬産業株式会社製) 4質量部。
(2)混合溶液(a1)の反応及びIR吸収測定
混合溶液(a1)1gを5mlの硝子製サンプル瓶に入れた。フタをせずに、サンプル瓶の上から、高圧水銀灯を用いて、強度5000 mJ/cm2Uの紫外線を混合溶液(a1)に照射した(常温常圧下)。
混合溶液(a1)1gを5mlの硝子製サンプル瓶に入れた。フタをせずに、サンプル瓶の上から、高圧水銀灯を用いて、強度5000 mJ/cm2Uの紫外線を混合溶液(a1)に照射した(常温常圧下)。
その後、得られた溶液(a1)のIR吸収の変化を測定した。AEH-1とTMMPとのエンチオール反応によって変化すると思われる-SH基及びC=C結合に基づくIR吸収の変化をそれぞれ図1及び図2に示す。
図1及び図2から分かるように、紫外線照射によってAEH-1とTMMPとのエンチオール反応が進行し、溶液(a1)中のSH基の減少及びC=C結合の減少が確認された。一方、紫外線照射前後において、AEH-1由来の-OH基のIR吸収に変化はなかった。
また、紫外照射後の溶液(a1)の粘度は、紫外線照射前の混合溶液(a1)に比べて目視でわかる程度に上昇した。紫外照射後の溶液(a1)は無色透明であった。
(3)混合溶液(a1)反応率の計算
上記(2)で得られた溶液の19F-NMR測定により、C=C二重結合に結合したフッ素の吸収の積分強度変化でAEH-1とTMMPとの反応率を計算した。反応率は91%であった。上記(2)で得られた反応後の溶液(a1)(反応生成物(a1))のフッ素含有率、屈折率及び相容性を測定した。結果を表1に示す。
上記(2)で得られた溶液の19F-NMR測定により、C=C二重結合に結合したフッ素の吸収の積分強度変化でAEH-1とTMMPとの反応率を計算した。反応率は91%であった。上記(2)で得られた反応後の溶液(a1)(反応生成物(a1))のフッ素含有率、屈折率及び相容性を測定した。結果を表1に示す。
実施例1
合成例1で得られた反応生成物(a1)100質量部に対して、不飽和基含有イソシアネートとして、昭和電工(株)製 カレンズAOI(以下、AOIともいう)を26質量部((a1)の水酸基に対して1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートを0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。AOIの構造式は下記一般式で表される。
CH2=CHCOOCH2CH2NCO
合成例1で得られた反応生成物(a1)100質量部に対して、不飽和基含有イソシアネートとして、昭和電工(株)製 カレンズAOI(以下、AOIともいう)を26質量部((a1)の水酸基に対して1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートを0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。AOIの構造式は下記一般式で表される。
CH2=CHCOOCH2CH2NCO
得られた反応生成物の赤外線吸収分析を行ったところ、AOIのイソシアネート基に由来する-NCOの吸収が消失し、新たにウレタン結合に基づくNHの吸収が観測され、AOIのイソシアネート基と合成例1で得られた反応生成物(a1)中に存在する水酸基とのウレタン化反応が進行したことが確認された。得られた反応生成物は均一な溶液であった。
実施例2
合成例1で得られた反応生成物(a1)100質量部に対して、不飽和基含有イソシアネートとして、昭和電工(株)製 カレンズMOI(以下、MOIともいう)を29質量部((a1)の水酸基に対して1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートを0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。MOIの構造式は、下記一般式で表される。
CH2=CCH3COOCH2CH2NCO
合成例1で得られた反応生成物(a1)100質量部に対して、不飽和基含有イソシアネートとして、昭和電工(株)製 カレンズMOI(以下、MOIともいう)を29質量部((a1)の水酸基に対して1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートを0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。MOIの構造式は、下記一般式で表される。
CH2=CCH3COOCH2CH2NCO
得られた反応生成物の赤外線吸収分析を行ったところ、MOIのイソシアネート基に由来する-NCOの吸収が消失し、新たにウレタン結合に基づくNHの吸収が観測され、反応が進行したことが確認された。得られた反応生成物は均一な溶液であった。
実施例3
合成例1で得られた反応生成物(a1)100質量部に対して、不飽和基含有イソシアネートとして、昭和電工(株)製 カレンズBEI(以下、BEIともいう)を39質量部((a1)の水酸基に対して1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートを0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。BEIの構造式は、下記一般式で表される。
合成例1で得られた反応生成物(a1)100質量部に対して、不飽和基含有イソシアネートとして、昭和電工(株)製 カレンズBEI(以下、BEIともいう)を39質量部((a1)の水酸基に対して1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートを0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。BEIの構造式は、下記一般式で表される。
得られた反応生成物の赤外線吸収分析を行ったところ、BEIのイソシアネート基に由来する-NCOの吸収が消失し、新たにウレタン結合に基づくNHの吸収が観測され、反応が進行したことが確認された。得られた反応生成物は均一な溶液であった。
合成例2(2官能OH基含有含フッ素化合物の合成)
(1)混合溶液(a2)の調製
以下の配合に従い、混合溶液(a2)を調製した。
(1)混合溶液(a2)の調製
以下の配合に従い、混合溶液(a2)を調製した。
混合溶液(a2)
(i)AEH-0 62質量部
(ii)MTBD 38質量部
(iii)イルガキュア907 4質量部。
(i)AEH-0 62質量部
(ii)MTBD 38質量部
(iii)イルガキュア907 4質量部。
(2)混合溶液(a2)の反応、フッ素含有率及び屈折率
合成例1と同様に、混合溶液(a2)を1g、5mlの硝子製サンプル瓶に入れた。フタをせずに、サンプル瓶の上から、高圧水銀灯を用い、強度5000 mJ/cm2Uの紫外線を各混合物に照射した(常温常圧下)。紫外線照射後の溶液のフッ素含有率及び屈折率を測定した。結果を下表2に示す。
合成例1と同様に、混合溶液(a2)を1g、5mlの硝子製サンプル瓶に入れた。フタをせずに、サンプル瓶の上から、高圧水銀灯を用い、強度5000 mJ/cm2Uの紫外線を各混合物に照射した(常温常圧下)。紫外線照射後の溶液のフッ素含有率及び屈折率を測定した。結果を下表2に示す。
実施例4
合成例2で得られた反応生成物(a2)100質量部に対してAOIを36質量部(水酸基に対して1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートを0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。
合成例2で得られた反応生成物(a2)100質量部に対してAOIを36質量部(水酸基に対して1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートを0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。
得られた反応生成物の赤外線吸収分析を行ったところ、AOIのイソシアネート基に由来する-NCOの吸収が消失し、新たにウレタン結合に基づくNHの吸収が観測され、反応が進行したことが確認された。得られた反応生成物は均一な溶液であった。
合成例3
(1)混合溶液(a3)~(a5)の調製
以下の配合に従い、混合溶液(a3)~(a5)を調製した。
(1)混合溶液(a3)~(a5)の調製
以下の配合に従い、混合溶液(a3)~(a5)を調製した。
混合溶液(a3)
AEH-1 37質量部
AEE-1 39質量部
TMMP 24質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
AEH-1 37質量部
AEE-1 39質量部
TMMP 24質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
混合溶液(a4)
AEH-2 53質量部
AEH-0 22質量部
TMMP 25質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
AEH-2 53質量部
AEH-0 22質量部
TMMP 25質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
混合溶液(a5)
AEH-3 59質量部
AEH-0 20質量部
TMMP 21質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
AEH-3 59質量部
AEH-0 20質量部
TMMP 21質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
(2)混合溶液(a3)~(a5)の反応、フッ素含有率、屈折率及びIR吸収測定
合成例1と同様に、混合溶液(a3)~(a5)を各1gずつ、それぞれ5mlの硝子製サンプル瓶に入れた。フタをせずに、サンプル瓶の上から、高圧水銀灯を用い、強度5000 mJ/cm2Uの紫外線を各混合物に照射した(常温常圧下)。その後、溶媒であるHCFC225を室温で風乾し、紫外線照射後の各溶液のフッ素含有率及び屈折率を測定した。結果を下表3に示す。
合成例1と同様に、混合溶液(a3)~(a5)を各1gずつ、それぞれ5mlの硝子製サンプル瓶に入れた。フタをせずに、サンプル瓶の上から、高圧水銀灯を用い、強度5000 mJ/cm2Uの紫外線を各混合物に照射した(常温常圧下)。その後、溶媒であるHCFC225を室温で風乾し、紫外線照射後の各溶液のフッ素含有率及び屈折率を測定した。結果を下表3に示す。
紫外線照射前後における各溶液のIR吸収を測定したところ、SH基の減少及びC=C結合の減少が確認された。さらに、紫外線照射前後において、AEH-0、AEH-1、AEH-2及びAEH-3由来の-OH基、AEE-1由来の-CO(=O)-基のIR吸収に変化はなかった。
また、紫外照射後の各溶液の粘度は、紫外線照射前の各混合溶液に比べて目視でわかる程度に上昇した。
実施例5
実施例4で得られた反応生成物(a3)~(a5)100質量部に対してAOIをそれぞれ12質量部、26質量部、23質量部((a3)~(a5)の水酸基に対してそれぞれ1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートをそれぞれ0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。
実施例4で得られた反応生成物(a3)~(a5)100質量部に対してAOIをそれぞれ12質量部、26質量部、23質量部((a3)~(a5)の水酸基に対してそれぞれ1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートをそれぞれ0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。
得られた各反応生成物の赤外線吸収分析をそれぞれ行ったところ、AOIのイソシアネート基に由来する-NCOの吸収が消失し、新たにウレタン結合に基づくNHの吸収が観測され、反応が進行したことが確認された。得られた各反応生成物は均一な溶液であった。
合成例4
(1)混合溶液(a6)及び(a7)の調製
以下の配合に従い、混合溶液(a6)及び(a7)を調製した。
(1)混合溶液(a6)及び(a7)の調製
以下の配合に従い、混合溶液(a6)及び(a7)を調製した。
混合溶液(a6)
AEH-0 67質量部
PEMP 33質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
AEH-0 67質量部
PEMP 33質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
混合溶液(a7)
AEH-0 65質量部
DPMP 35質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
AEH-0 65質量部
DPMP 35質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
(2)混合溶液(a6)及び(a7)の反応、フッ素含有率、屈折率及びIR吸収測定
合成例1と同様に、混合溶液(a6)及び(a7)を各1gずつ、それぞれ5mlの硝子製サンプル瓶に入れた。フタをせずに、サンプル瓶の上から、高圧水銀灯を用い、強度5000 mJ/cm2Uの紫外線を各混合物に照射した(常温常圧下)。その後、溶媒であるHCFC225を室温で風乾し、紫外線照射後の各溶液のフッ素含有率及び屈折率を測定した。結果を下表4に示す。
合成例1と同様に、混合溶液(a6)及び(a7)を各1gずつ、それぞれ5mlの硝子製サンプル瓶に入れた。フタをせずに、サンプル瓶の上から、高圧水銀灯を用い、強度5000 mJ/cm2Uの紫外線を各混合物に照射した(常温常圧下)。その後、溶媒であるHCFC225を室温で風乾し、紫外線照射後の各溶液のフッ素含有率及び屈折率を測定した。結果を下表4に示す。
紫外線照射前後における各溶液のIR吸収を測定したところ、SH基の減少及びC=C結合の減少が確認された。さらに、紫外線照射前後において、AEH-0由来の-OH基のIR吸収に変化はなかった。
また、紫外照射後の各溶液の粘度は、紫外線照射前の各混合溶液に比べて目視でわかる程度に上昇した。
実施例6
合成例4で得られた反応生成物(a6)及び(a7)100質量部に対してAOIをそれぞれ39質量部、38質量部((a6)及び(a7)の水酸基に対してそれぞれ1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートをそれぞれ0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。
合成例4で得られた反応生成物(a6)及び(a7)100質量部に対してAOIをそれぞれ39質量部、38質量部((a6)及び(a7)の水酸基に対してそれぞれ1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートをそれぞれ0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。
反応物について赤外線吸収分析で測定したところ、AOIのイソシアネート基に由来する-NCOの吸収が消失し、新たにウレタン結合に基づくNHの吸収が観測され、反応が進行したことが確認された。得られた各反応生成物は均一な溶液であった。
合成例5
(1)混合溶液(a8)及び(a9)の調製
以下の配合に従い、混合溶液(a8)及び(a9)を調製した。
(1)混合溶液(a8)及び(a9)の調製
以下の配合に従い、混合溶液(a8)及び(a9)を調製した。
混合溶液(a8)
AEHFIP-0 74質量部
TMMP 26質量部
イルガキュア907 4質量部。
AEHFIP-0 74質量部
TMMP 26質量部
イルガキュア907 4質量部。
混合溶液(a9)
AEHFIP-1 80質量部
TMMP 20質量部
イルガキュア907 4質量部。
AEHFIP-1 80質量部
TMMP 20質量部
イルガキュア907 4質量部。
(2)混合溶液(a8)及び(a9)の反応、フッ素含有率、屈折率及びIR吸収測定 合成例1と同様に、混合溶液(a8)及び(a9)を各1gずつ、それぞれ5mlの硝子製サンプル瓶に入れた。フタをせずに、サンプル瓶の上から、高圧水銀灯を用い、強度5000 mJ/cm2Uの紫外線を各混合物に照射した(常温常圧下)。紫外線照射後の各溶液のフッ素含有率及び屈折率を測定した。結果を下表5に示す。
紫外線照射前後における各溶液のIR吸収を測定したところ、SH基の減少及びC=C結合の減少が確認された。さらに、紫外線照射前後において、AEHFIP-1由来の-OH基のIR吸収に変化はなかった。
また、紫外照射後の各溶液の粘度は、紫外線照射前の各混合溶液に比べて目視でわかる程度に上昇した。
実施例7
合成例5で得られた反応生成物(a8)10g、トリエチルアミン5.9g(3当量)、さらに溶媒として脱水メチルイソブチルケトン20gをフラスコに入れ氷浴中4℃に冷却した。得られた混合溶液に、滴下ロートからアクリル酸クロリドを1.95g(1.1当量)ゆっくりと滴下した。2時間後、1N HClをフラスコに追加しクエンチさせ、室温に戻した。その後、分液精製操作(塩酸→飽和食塩水→重曹水→飽和食塩水の順)を繰り返し、最後にMgSO4を加えて24時間脱水させた。得られた反応生成物のIR分析により、C=C結合及びC=O結合が確認され、反応が進行したことが確認された。
合成例5で得られた反応生成物(a8)10g、トリエチルアミン5.9g(3当量)、さらに溶媒として脱水メチルイソブチルケトン20gをフラスコに入れ氷浴中4℃に冷却した。得られた混合溶液に、滴下ロートからアクリル酸クロリドを1.95g(1.1当量)ゆっくりと滴下した。2時間後、1N HClをフラスコに追加しクエンチさせ、室温に戻した。その後、分液精製操作(塩酸→飽和食塩水→重曹水→飽和食塩水の順)を繰り返し、最後にMgSO4を加えて24時間脱水させた。得られた反応生成物のIR分析により、C=C結合及びC=O結合が確認され、反応が進行したことが確認された。
実施例8
合成例5で得られた反応生成物(a9)10g、トリエチルアミン4.5g(3当量)さらに溶媒として脱水メチルイソブチルケトン20gをフラスコに入れ、氷浴中4℃に冷却した。得られた混合溶液に、滴下ロートからアクリル酸クロリドを1.5g(1.1当量)ゆっくりと滴下した。2時間後、1N HClをフラスコに追加しクエンチさせ、室温に戻した。その後、分液精製操作(塩酸→飽和食塩水→重曹水→飽和食塩水の順)を繰り返し、最後にMgSO4を加えて24時間脱水させた。得られた反応生成物のIR分析により、C=C結合及びC=O結合が確認され、反応が進行したことが確認された。
合成例5で得られた反応生成物(a9)10g、トリエチルアミン4.5g(3当量)さらに溶媒として脱水メチルイソブチルケトン20gをフラスコに入れ、氷浴中4℃に冷却した。得られた混合溶液に、滴下ロートからアクリル酸クロリドを1.5g(1.1当量)ゆっくりと滴下した。2時間後、1N HClをフラスコに追加しクエンチさせ、室温に戻した。その後、分液精製操作(塩酸→飽和食塩水→重曹水→飽和食塩水の順)を繰り返し、最後にMgSO4を加えて24時間脱水させた。得られた反応生成物のIR分析により、C=C結合及びC=O結合が確認され、反応が進行したことが確認された。
合成例6
混合溶液(a10)
VEH-0 68質量部
TMMP 32質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
混合溶液(a10)
VEH-0 68質量部
TMMP 32質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
混合溶液(a11)
VEH-0 68質量部
TMMP 16質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
VEH-0 68質量部
TMMP 16質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
混合溶液(a12)
VEH-1 77質量部
TMMP 23質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
VEH-1 77質量部
TMMP 23質量部
イルガキュア907 4質量部
HCFC225 100質量部。
合成例1と同様に、混合溶液(a10)~(a12)を各1gずつ、それぞれ5mlの硝子製サンプル瓶に入れた。フタをせずに、サンプル瓶の上から、高圧水銀灯を用い、強度8000 mJ/cm2Uの紫外線を各混合物に照射した(常温常圧下)。その後、溶媒であるHCFC225を室温で風乾し、紫外線照射後の各溶液のフッ素含有率及び屈折率を測定した。結果を下表6に示す。
紫外線照射前後における各溶液のIR吸収を測定したところ、SH基の減少及びC=C結合の減少が確認された。さらに、紫外線照射前後において、VEH-0、VEH-1由来の-OH基のIR吸収に変化はなかった。
実施例9
合成例6で得られた反応生成物(a10)~(a12)100質量部に対して脱水メチルイソブチルケトンを100質量部、AOIをそれぞれ33質量部、39質量部、24質量部((a10)~(a12)の水酸基に対してそれぞれ1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートをそれぞれ0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。
合成例6で得られた反応生成物(a10)~(a12)100質量部に対して脱水メチルイソブチルケトンを100質量部、AOIをそれぞれ33質量部、39質量部、24質量部((a10)~(a12)の水酸基に対してそれぞれ1当量に相当)加え、さらにジブチルスズジラウリレートをそれぞれ0.01質量部加えて40℃で24時間反応させた。
得られた各反応生成物の赤外線吸収分析をそれぞれ行ったところ、AOIのイソシアネート基に由来する-NCOの吸収が消失し、新たにウレタン結合に基づくNHの吸収が観測され、反応が進行したことが確認された。得られた各反応生成物は均一な溶液であった。
実施例10(硬化性組成物の作製)
以下の配合で各成分を混合し、硬化性組成物を作製した。
以下の配合で各成分を混合し、硬化性組成物を作製した。
硬化性組成物(b1)
(i)実施例1の反応生成物 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
(i)実施例1の反応生成物 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
硬化性組成物(b2)
(i)実施例1の反応生成物 90質量部
(ii)TMPA 10質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
(i)実施例1の反応生成物 90質量部
(ii)TMPA 10質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
硬化性組成物(b3)
(i)実施例1の反応生成物 20質量部
(ii)TMPA 80質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
(i)実施例1の反応生成物 20質量部
(ii)TMPA 80質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
硬化性組成物(b4)
(i)実施例2の反応生成物 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
(i)実施例2の反応生成物 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
硬化性組成物(b5)
(i)実施例3の反応生成物 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
(i)実施例3の反応生成物 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
硬化性組成物(b6)
(i)実施例4の反応生成物 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
(i)実施例4の反応生成物 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
硬化性組成物(b7)
(i)実施例5の反応生成物(a3) 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
(i)実施例5の反応生成物(a3) 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
硬化性組成物(b8)
(i)実施例5の反応生成物(a4) 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
(i)実施例5の反応生成物(a4) 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
硬化性組成物(b9)
(i)実施例5の反応生成物(a5) 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
(i)実施例5の反応生成物(a5) 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
硬化性組成物(b10)
(i)実施例7の反応生成物 25質量部
(ii)TMPA 8質量部
(iii)MIBK 50質量部
(vi)イルガキュア907 3質量部。
(i)実施例7の反応生成物 25質量部
(ii)TMPA 8質量部
(iii)MIBK 50質量部
(vi)イルガキュア907 3質量部。
硬化性組成物(b11)
(i)実施例8の反応生成物 25質量部
(ii)TMPA 8質量部
(iii)MIBK 50質量部
(vi)イルガキュア907 3質量部。
(i)実施例8の反応生成物 25質量部
(ii)TMPA 8質量部
(iii)MIBK 50質量部
(vi)イルガキュア907 3質量部。
得られた硬化性組成物(b1)~(b11)は、いずれも均一透明な組成物であった。得られた硬化性組成物(b1)~(b11)の外観を評価した。評価は以下の基準で行った。結果を表7に示す。
外観
目視で組成物の外観を評価した。
○ : 透明均一
△ : 一部不均一
× : 白濁。
目視で組成物の外観を評価した。
○ : 透明均一
△ : 一部不均一
× : 白濁。
比較合成例1
撹拌装置温度計を備えた100mlのガラス製四ツ口フラスコに、AEH-1を25g、熱重合開始剤として[H-(CF2CF2)3-COO]2-の4.0質量% パーフルオロヘキサン溶液を25g入れ、十分に窒素置換を行なった後、窒素気流下20℃で24時間撹拌を行なったところ、高粘度の固体が生成した。得られた固体をMIBKに溶解させたものをヘキサンに注ぎ、分離、真空乾燥させ、無色透明な反応生成物20.3gを得た。
撹拌装置温度計を備えた100mlのガラス製四ツ口フラスコに、AEH-1を25g、熱重合開始剤として[H-(CF2CF2)3-COO]2-の4.0質量% パーフルオロヘキサン溶液を25g入れ、十分に窒素置換を行なった後、窒素気流下20℃で24時間撹拌を行なったところ、高粘度の固体が生成した。得られた固体をMIBKに溶解させたものをヘキサンに注ぎ、分離、真空乾燥させ、無色透明な反応生成物20.3gを得た。
この反応性生物を19F-NMR及びIRにより分析したところ、上記AEH-1の構造単位のみからなるOH基を側鎖に有する含フッ素重合体であることが確認された。また、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒に用いるGPC分析により測定した数平均分子量は34000、重量平均分子量は75000であった。
比較実施例1
以下の配合で各成分を混合し、硬化性組成物(c1)及び(c2)を作製した。
以下の配合で各成分を混合し、硬化性組成物(c1)及び(c2)を作製した。
硬化性組成物(c1)
(i)比較合成例1の反応性生物 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
(i)比較合成例1の反応性生物 50質量部
(ii)TMPA 50質量部
(iii)イルガキュア907 3質量部。
硬化性組成物(c2)
(i)TMPA 100質量部
(ii)イルガキュア907 3質量部。
(i)TMPA 100質量部
(ii)イルガキュア907 3質量部。
得られた硬化性組成物(c1)及び(c2)は、いずれも不均一な組成物であった。得られた硬化性組成物(c1)及び(c2)の外観を評価した。評価は以下の基準で行った。結果を表7に示す。
外観
目視で組成物の外観を評価した。
○ : 透明均一
△ : 一部不均一
× : 白濁。
目視で組成物の外観を評価した。
○ : 透明均一
△ : 一部不均一
× : 白濁。
実施例11 (塗布物の作製)
実施例10で得られた光硬化性組成物(b1)~(b11)をそれぞれ表面未処理のアクリル板上にスピンコーターにより室温でコートし、室温で5分間真空乾燥した。この際、乾燥後の膜厚が1μmとなるように、スピンコーターの回転数を調整した(500~2000回転)。また、スピンコーターによる塗布時の塗布性をつぎの基準で評価した。結果を表7に示す。
○ : 塗布ムラがない。
△ : 一部に塗布ムラが認められる。
× : 塗布できない。
実施例10で得られた光硬化性組成物(b1)~(b11)をそれぞれ表面未処理のアクリル板上にスピンコーターにより室温でコートし、室温で5分間真空乾燥した。この際、乾燥後の膜厚が1μmとなるように、スピンコーターの回転数を調整した(500~2000回転)。また、スピンコーターによる塗布時の塗布性をつぎの基準で評価した。結果を表7に示す。
○ : 塗布ムラがない。
△ : 一部に塗布ムラが認められる。
× : 塗布できない。
実施例12(硬化膜の物性測定)
実施例11で塗布した光硬化性組成物(b1)~(b11)を乾燥後、得られた被膜に高圧水銀灯を用い、室温にて5000mJ/cm2 の強度で紫外線を照射して光硬化させて硬化被膜を作製した。得られた被膜の物性を以下の方法で評価した。結果を表7に示す。
実施例11で塗布した光硬化性組成物(b1)~(b11)を乾燥後、得られた被膜に高圧水銀灯を用い、室温にて5000mJ/cm2 の強度で紫外線を照射して光硬化させて硬化被膜を作製した。得られた被膜の物性を以下の方法で評価した。結果を表7に示す。
外観
目視で評価した。
○ : 透明均一
△ : 一部、不均一
× : 白濁。
目視で評価した。
○ : 透明均一
△ : 一部、不均一
× : 白濁。
フッ素含有率
前記の通りである。
前記の通りである。
耐薬品性
メタノールを含浸させた綿布で塗膜表面を擦った後の塗膜表面の状態(溶解又は剥離)を目視で観察した。耐薬品性の評価は以下のように行った。
○ : 変化なし
△ : 一部溶解又は剥離あり
× : 溶解又は剥離あり。
メタノールを含浸させた綿布で塗膜表面を擦った後の塗膜表面の状態(溶解又は剥離)を目視で観察した。耐薬品性の評価は以下のように行った。
○ : 変化なし
△ : 一部溶解又は剥離あり
× : 溶解又は剥離あり。
対水接触角
接触角計(協和界面化学(株)製のCA-DT)を用いて、純水を室温下で3μlの液量を基材の表面に触れさせて液滴を作った。このときに生ずる液滴と面との角度を測定し対水接触角とした。結果を表7に示す。
接触角計(協和界面化学(株)製のCA-DT)を用いて、純水を室温下で3μlの液量を基材の表面に触れさせて液滴を作った。このときに生ずる液滴と面との角度を測定し対水接触角とした。結果を表7に示す。
比較実施例2
比較実施例1で得られた硬化性組成物(c2)を実施例11及び12と同様に塗布硬化させて塗膜を評価した。結果を表7に示す。
比較実施例1で得られた硬化性組成物(c2)を実施例11及び12と同様に塗布硬化させて塗膜を評価した。結果を表7に示す。
-は未測定
Claims (12)
- 一般式(1)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf (1)
[式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、Zは-CF2-又は単結合であり、Rfは少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Xaは-NH-又は単結合であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される基を2以上有する化合物。 - 一般式(1b)
[式中、R4は同一又は異なって単結合、-CaH2a-、-CbH2b-B-CcH2c-又は-S-CdH2d-であり、a、b、c及びdは同一又は異なって1以上の整数であり、Bは-S-、-C(=O)O-、-OC(=O)-又は-O-であり、Aは-CeH2e-又は-CfH2f-E-CgH2g-であり、e、f及びgは同一又は異なって1以上の整数であり、Eは-S-、-C(=O)O-、-OC(=O)-又は-O-であり、R5はH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-S-CX2CHF-Z-O-Rfで表される基であって、R6はH、置換基を有していてもよいアルキル基又は式:-R4-S-CX2CHF-Z-O-Rfで表される基であって、qは0以上の整数であり、X、Z及びRfはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]
で表される請求項2に記載の化合物。 - 一般式(1c)
[式中、Qは置換基を有していてもよい脂肪族環、置換基を有していてもよいヘテロ脂肪族環、置換基を有していてもよい芳香族環又は置換基を有していてもよいヘテロ芳香族環であり、該置換基はそれぞれ炭素数1~12のアルキル基、-OH、-COOR7、-CONR8R9、―NH2、-COCl、―SO2F、―SO3H及び-CNからなる群から選ばれる少なくとも一種であり、R7はH、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、R8及びR9は同一又は異なってH、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、rは2以上の整数であり、X、Z及びRfはそれぞれ同一又は異なって前記に同じである。]で表される請求項2に記載の化合物。 - XがH、Zが-CF2-である請求項1~4のいずれかに記載の化合物。
- XがF、Zが単結合である請求項1~4のいずれかに記載の化合物。
- Rfが少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数1~20の直鎖又は分岐鎖の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Xa-Rbで表される基を有する炭素数2~50のエーテル結合を有する直鎖又は分岐鎖の含フッ素アルキル基である請求項1~6のいずれかに記載の化合物。
- 分子内に2以上の一般式(1-1)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf1 (1-1)
[式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、Zは-CF2-又は単結合であり、Rf1は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-NH-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-NH-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される基を有する化合物の製造方法であって、分子内に2以上の一般式(2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rfa (2)
[式中、Rfaは少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、X及びZは前記に同じ。]
で表される基を有する化合物を一般式(3)
O=C=N-Rb (3)
[式中、Rbは前記に同じである。]
で表される化合物と反応させることを特徴とする製造方法。 - 分子内に2以上の一般式(1-2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rf2 (1-2)
[式中、Xは同一又は異なってH又はFであり、Zは-CF2-又は単結合であり、Rf2は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Rbで表される基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの式:-O-C(=O)-Rbで表される基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される基を有する化合物の製造方法であって、分子内に2以上の一般式(2)
-S-CX2CHF-Z-O-Rfa (2)
[式中、Rfaは少なくとも1つの水酸基を有する炭素数1~40の含フッ素アルキル基、又は少なくとも1つの水酸基を有する炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基であり、X及びZは前記に同じ。]
で表される基を有する化合物を一般式(4)
Xb-C(=O)-Rb (4)
[式中、Xbは、HO-、R10O-、F-又はCl-であり、R10は置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよい含フッ素アルキル基であり、Rbは少なくとも1つの末端二重結合を有する有機基である。]
で表される化合物と反応させることを特徴とする製造方法。 - 請求項1~7のいずれかに記載の化合物からなる塗料用架橋剤。
- 請求項1~7のいずれかに記載の化合物を含有する硬化性組成物。
- 請求項11に記載の硬化性組成物を硬化して得られる硬化物。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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