JP2011195626A - Solvent-free transparent curable fluororesin composition - Google Patents
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Abstract
【課題】加熱時に黄変などが生じない無溶剤型の透明硬化性含フッ素樹脂組成物を提供する。
【解決手段】エーテル型側鎖を有する水酸基含有構造単位(1)を含む水酸基含有含フッ素重合体と、(b)不飽和カルボン酸またはその酸ハライドとをエステル化反応に供して得られる不飽和基含有含フッ素重合体(I)が、アクリル系単量体(II)に溶解している耐熱性透明無溶剤型硬化性含フッ素樹脂組成物。
【選択図】図3A solvent-free transparent curable fluorine-containing resin composition that does not cause yellowing or the like upon heating is provided.
Unsaturation obtained by subjecting a hydroxyl group-containing fluoropolymer containing a hydroxyl group-containing structural unit (1) having an ether type side chain and (b) an unsaturated carboxylic acid or an acid halide thereof to an esterification reaction. A heat-resistant transparent solventless curable fluorine-containing resin composition in which a group-containing fluorine-containing polymer (I) is dissolved in an acrylic monomer (II).
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、加熱時に黄変などが生じない無溶剤型の透明硬化性含フッ素樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a solventless transparent curable fluorine-containing resin composition that does not cause yellowing during heating.
従来、含フッ素ポリマーを用いた硬化性樹脂組成物としては、エチレン性炭素−炭素二重結合を含む含フッ素アクリロイル基を側鎖に有するエステル結合で重合体主鎖に結合した硬化性含フッ素重合体を用い、これを有機溶剤に溶解した溶剤型組成物が反射防止膜材料として有用であることが提案されている(特許文献1)。 Conventionally, as a curable resin composition using a fluorine-containing polymer, a curable fluorine-containing heavy polymer bonded to a polymer main chain with an ester bond having a fluorine-containing acryloyl group containing an ethylenic carbon-carbon double bond in a side chain. It has been proposed that a solvent-type composition in which a coalescence is used and dissolved in an organic solvent is useful as an antireflection film material (Patent Document 1).
また、特許文献2では、水酸基含有含フッ素共重合体と非フッ素系のα,β−不飽和カルボン酸またはその誘導体とをエステル化反応させて得られる不飽和基含有含フッ素重合体を用いているが、最終的には有機溶媒中でアクリル系単量体とグラフト重合させている。 In Patent Document 2, an unsaturated group-containing fluorine-containing polymer obtained by esterifying a hydroxyl group-containing fluorine-containing copolymer and a non-fluorinated α, β-unsaturated carboxylic acid or derivative thereof is used. However, it is finally graft-polymerized with an acrylic monomer in an organic solvent.
この溶剤型硬化性含フッ素樹脂組成物に対して、溶剤を使用しない無溶剤型の硬化性含フッ素樹脂組成物も提案されている(特許文献3、4、5および6)。 In contrast to this solvent-type curable fluorine-containing resin composition, solvent-free curable fluorine-containing resin compositions that do not use a solvent have also been proposed (Patent Documents 3, 4, 5, and 6).
特許文献3、4および5に記載されている無溶剤型の硬化性含フッ素樹脂組成物に用いる硬化性の含フッ素重合体は、(A)フッ素原子および水酸基を含有するラジカル重合性不飽和単量体単位を含む水酸基含有含フッ素重合体(A−1)と、1個のイソシアネート基と少なくとも1個のラジカル重合性不飽和基を有するイソシアネート基含有不飽和化合物(A−2)との反応生成物であり、エチレン性炭素−炭素二重結合を有する側鎖が重合体主鎖とウレタン結合で結合されているものである。 The curable fluorinated polymer used in the solvent-free curable fluorinated resin composition described in Patent Documents 3, 4 and 5 is (A) a radical polymerizable unsaturated monomer containing a fluorine atom and a hydroxyl group. Reaction of hydroxyl group-containing fluoropolymer (A-1) containing a monomer unit with an isocyanate group-containing unsaturated compound (A-2) having one isocyanate group and at least one radical polymerizable unsaturated group The product is a product in which a side chain having an ethylenic carbon-carbon double bond is bonded to a polymer main chain by a urethane bond.
特許文献6には、水酸基含有含フッ素共重合体と非フッ素系のα,β−不飽和カルボン酸またはその誘導体とを反応させて得られる不飽和基含有含フッ素重合体をアクリル系単量体などの反応性希釈剤で希釈してなる活性エネルギー線硬化性組成物が開示されている。 Patent Document 6 discloses an unsaturated group-containing fluorine-containing polymer obtained by reacting a hydroxyl group-containing fluorine-containing copolymer with a non-fluorinated α, β-unsaturated carboxylic acid or derivative thereof as an acrylic monomer. An active energy ray-curable composition obtained by diluting with a reactive diluent such as is disclosed.
特許文献3、4および5に記載されている硬化性の含フッ素重合体は、エチレン性炭素−炭素二重結合を有する側鎖が重合体主鎖とウレタン結合で結合されているので、耐熱性(黄変など)の点での改善が求められる。 In the curable fluoropolymers described in Patent Documents 3, 4 and 5, the side chain having an ethylenic carbon-carbon double bond is bonded to the polymer main chain with a urethane bond, so that the heat resistance Improvement in terms of (yellowing, etc.) is required.
特許文献6に記載の活性エネルギー線硬化性組成物において使用されている水酸基含有含フッ素共重合体は、含フッ素構造単位としてテトラフルオロエチレンやクロロトリフルオロエチレンなどのフルオロオレフィン単位であり、含フッ素構造単位中には水酸基を有していない。水酸基は、かかるフルオロオレフィン単位と共重合可能な炭化水素系のモノマー単位に入っている。そのため、水酸基を多くしようとした場合、必然的にフッ素含有率が低下してしまい、フッ素樹脂本来のもつ特徴が損なわれるといった課題があった。また、少量の水酸基の場合では、本来の目的である、架橋構造中の架橋点自体が減少し、物性を損なっていた。さらに、含フッ素構造単位としてのテトラフルオロエチレンやクロロトリフルオロエチレンなどのフルオロオレフィン単位は、アクリルとの相溶性が非常に悪く透明性を損ないやすいなどの点で更なる改善が望まれる。 The hydroxyl group-containing fluorine-containing copolymer used in the active energy ray-curable composition described in Patent Document 6 is a fluoroolefin unit such as tetrafluoroethylene or chlorotrifluoroethylene as the fluorine-containing structural unit. There is no hydroxyl group in the structural unit. The hydroxyl group is contained in a hydrocarbon monomer unit copolymerizable with such a fluoroolefin unit. For this reason, when trying to increase the number of hydroxyl groups, the fluorine content inevitably decreases, and there is a problem that the original characteristics of the fluororesin are impaired. Further, in the case of a small amount of hydroxyl groups, the original purpose, that is, the crosslinking points in the crosslinked structure are reduced, and the physical properties are impaired. Further, fluoroolefin units such as tetrafluoroethylene and chlorotrifluoroethylene as the fluorine-containing structural unit are desired to be further improved in that they are very poor in compatibility with acrylic and easily lose transparency.
本発明は、加熱時に黄変などが生じない無溶剤型の透明硬化性含フッ素樹脂組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a solvent-free transparent curable fluorine-containing resin composition that does not cause yellowing during heating.
本発明は、
(a)式(1):
(b)不飽和カルボン酸またはその酸ハライドと
をエステル化反応に供して得られる不飽和基含有含フッ素重合体(I)が、アクリル系単量体(II)に溶解している耐熱性透明無溶剤型硬化性含フッ素樹脂組成物に関する。
The present invention
(A) Formula (1):
(B) A heat resistant transparent solution in which an unsaturated group-containing fluoropolymer (I) obtained by subjecting an unsaturated carboxylic acid or its acid halide to an esterification reaction is dissolved in an acrylic monomer (II) The present invention relates to a solvent-free curable fluorine-containing resin composition.
水酸基含有含フッ素重合体(a)としては、式(1a):
また不飽和カルボン酸(b)としては、式(4):
CX11X12=CX13−(R3)c−COM
(式中、X11およびX12は同じかまたは異なり、フッ素原子または水素原子;X13は水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基;Mは−OHまたはハロゲン原子;R3は2価の有機基;cは0または1)で表わされる化合物であることが好ましい。
Moreover, as unsaturated carboxylic acid (b), Formula (4):
CX 11 X 12 = CX 13 - (R 3) c -COM
Wherein X 11 and X 12 are the same or different and are a fluorine atom or a hydrogen atom; X 13 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group; M is —OH or a halogen atom; 3 is preferably a compound represented by a divalent organic group; c is 0 or 1).
本発明はまた、前記式(1)、さらには式(1a)で表される水酸基含有構造単位(1)を含む含フッ素重合体(a)と、不飽和カルボン酸またはその酸ハライド(b)、さらには式(4)で示される不飽和カルボン酸またはその酸ハライドとをエステル化反応させた後、精製によって不純物を除去し、60℃以下の条件で乾燥して得られた不飽和基含有含フッ素重合体(I)を、アクリル系単量体(II)に溶解させることを特徴とする本発明の耐熱性透明無溶剤型硬化性含フッ素樹脂組成物の製造方法にも関する。 The present invention also provides a fluorine-containing polymer (a) containing the hydroxyl group-containing structural unit (1) represented by the formula (1) and further the formula (1a), an unsaturated carboxylic acid or an acid halide (b) thereof. Furthermore, after the esterification reaction with the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (4) or its acid halide, impurities are removed by purification, and the unsaturated group is obtained by drying under conditions of 60 ° C. or less. The present invention also relates to a method for producing the heat-resistant transparent solventless curable fluorine-containing resin composition of the present invention, wherein the fluorine-containing polymer (I) is dissolved in an acrylic monomer (II).
また、本発明は、本発明の硬化性含フッ素樹脂組成物を硬化して得られる硬化物にも関する。 The present invention also relates to a cured product obtained by curing the curable fluorinated resin composition of the present invention.
本発明によれば、加熱時に黄変などが生じない無溶剤型の透明硬化性含フッ素樹脂組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solventless transparent curable fluorine-containing resin composition that does not cause yellowing during heating.
本発明の耐熱性透明無溶剤型硬化性含フッ素樹脂組成物は、
前記式(1)で表される水酸基含有構造単位(1)を含む水酸基含有含フッ素重合体と、
(b)不飽和カルボン酸またはその酸ハライドと
をエステル化反応に供して得られる不飽和基含有含フッ素重合体(I)が、アクリル系単量体(II)に溶解している。
The heat-resistant transparent solventless curable fluorine-containing resin composition of the present invention is
A hydroxyl group-containing fluoropolymer containing a hydroxyl group-containing structural unit (1) represented by the formula (1);
(B) The unsaturated group-containing fluoropolymer (I) obtained by subjecting the unsaturated carboxylic acid or its acid halide to an esterification reaction is dissolved in the acrylic monomer (II).
以下、各成分について説明する。 Hereinafter, each component will be described.
(I)不飽和基含有含フッ素重合体
不飽和基含有含フッ素重合体(I)は、前記式(1)で表わされる水酸基含有含フッ素重合体(a)と不飽和カルボン酸またはその酸ハライド(b)とをエステル化反応に供して得られる。
(I) Unsaturated group-containing fluorinated polymer The unsaturated group-containing fluorinated polymer (I) is composed of the hydroxyl group-containing fluorinated polymer (a) represented by the formula (1) and an unsaturated carboxylic acid or an acid halide thereof. It is obtained by subjecting (b) to an esterification reaction.
(a)水酸基含有含フッ素重合体
水酸基含有含フッ素重合体(a)は、式(1):
また、少なくとも1つのフッ素原子をX1〜X5およびR1のいずれかに含む水酸基含有含フッ素構造単位であることが、エステル化反応性が高い点で好ましく、さらにX1とX2が水素原子でX3がフッ素原子であり、a=1であってX4とX5がフッ素原子であることが、単量体の観点からは単独重合性がある点、重合体骨格の観点からはアクリル系単量体(II)との相溶性が高い点およびフッ素含有率が高くなる点で好ましい。 In addition, a hydroxyl group-containing fluorine-containing structural unit containing at least one fluorine atom in any of X 1 to X 5 and R 1 is preferable in terms of high esterification reactivity, and X 1 and X 2 are each hydrogen. From the viewpoint of the monomer, from the viewpoint of the polymer skeleton, X 3 is a fluorine atom, a = 1, and X 4 and X 5 are fluorine atoms. It is preferable in terms of high compatibility with the acrylic monomer (II) and high fluorine content.
次にR1に含まれている水酸基に関して説明する。水酸基が直接結合している炭素原子は一般に、水酸基が結合している炭素に結合している炭素の個数によって、1級炭素、2級炭素そして3級炭素の3種類に分類できる。 Next, the hydroxyl group contained in R 1 will be described. Generally, the carbon atom to which the hydroxyl group is directly bonded can be classified into three types of primary carbon, secondary carbon and tertiary carbon depending on the number of carbon bonded to the carbon to which the hydroxyl group is bonded.
具体的に1級炭素の水酸基含有有機基としては、
具体的に2級炭素の水酸基含有有機基としては、
具体的に3級炭素の水酸基含有有機基としては、
これらの中で、立体障害の観点から1級および2級炭素に結合している水酸基が、反応性の観点より好ましくは1級炭素に結合した水酸基が好ましい。 Among these, from the viewpoint of steric hindrance, the hydroxyl group bonded to the primary and secondary carbons is preferably a hydroxyl group bonded to the primary carbon from the viewpoint of reactivity.
次に上記で示したような1級〜3級の炭素に結合した水酸基を有する炭素数1から10の1価の水酸基含有有機基をY1とし、R1の具体的構造をYを用いて説明する。以下の構造式においてYはY1または単に水酸基を表す。 Next, Y 1 is a monovalent hydroxyl group-containing organic group having 1 to 10 carbon atoms and having a hydroxyl group bonded to primary to tertiary carbon as described above, and Y represents the specific structure of R 1. explain. In the following structural formulas, Y represents Y 1 or simply a hydroxyl group.
などがあげられる。
Etc.
水酸基含有構造単位(1)の具体例として、つぎのものがあげられる。なお、Y1は1級〜3級の炭素に結合した水酸基を有する炭素数1〜10の1価の水酸基含有有機基、YはY1または単に水酸基を表す。 Specific examples of the hydroxyl group-containing structural unit (1) include the following. Y 1 represents a C 1-10 monovalent hydroxyl group-containing organic group having a hydroxyl group bonded to primary to tertiary carbon, and Y represents Y 1 or simply a hydroxyl group.
さらに具体的には、
これらの中でも、不飽和カルボン酸(b)との反応性に富み、また、アクリル系単量体(II)に対する溶解性が良好な点から、
水酸基含有含フッ素重合体(a)はさらに水酸基を含有していない単量体単位を、アクリル系単量体(II)に対する溶解性を損なわない範囲で構造単位に含んでもよい。そのような単量体単位の具体例は国際公開第02/18457号パンフレット記載の構造単位AやMの中で水酸基をもたないものをすべて採用できる。 The hydroxyl group-containing fluoropolymer (a) may further contain a monomer unit that does not contain a hydroxyl group in the structural unit as long as the solubility in the acrylic monomer (II) is not impaired. As specific examples of such monomer units, all of the structural units A and M described in WO 02/18457 can be used without any hydroxyl group.
その中でもアクリル系単量体(II)に対する溶解性が良好な点から特に、
−CH2−CF2−、
−CH2−CF(CF3)−、
-CH 2 -CF 2 -,
-CH 2 -CF (CF 3) - ,
これらの中でも、不飽和カルボン酸(b)との反応性に富み、また、アクリル系単量体(II)に対する溶解性が良好な点から、
などがあげられる。
Among these, from the point that the reactivity with the unsaturated carboxylic acid (b) is rich, and the solubility in the acrylic monomer (II) is good,
Etc.
水酸基含有含フッ素重合体(a)は、それぞれ構成単位に相当する単量体を公知の方法で(共)重合することで得られる。重合方法はラジカル重合法、アニオン重合法、カチオン重合法などが利用できる。なかでも本発明の水酸基含有重合体を得るために例示した各単量体はラジカル重合性が良好で、さらに組成や分子量などの品質のコントロールがしやすい点、工業化しやすい点でラジカル重合法が好ましく用いられる。 The hydroxyl group-containing fluoropolymer (a) can be obtained by (co) polymerizing monomers corresponding to the respective structural units by a known method. As the polymerization method, a radical polymerization method, an anionic polymerization method, a cationic polymerization method or the like can be used. Among them, the monomers exemplified for obtaining the hydroxyl group-containing polymer of the present invention have good radical polymerizability, and are easy to control the quality such as the composition and molecular weight, and the radical polymerization method is easy to industrialize. Preferably used.
ラジカル重合を開始するには、ラジカル的に進行するものであれば手段は何ら制限されないが、たとえば有機または無機ラジカル重合開始剤、熱、光、あるいは電離放射線などによって開始される。重合の形態も溶液重合、バルク重合、懸濁重合、乳化重合などを用いることができる。また、分子量は重合に用いる単量体の濃度、重合開始剤の濃度、連鎖移動剤の濃度、温度などによって制御される。共重合体組成は仕込み単量体の組成により制御可能である。 In order to start radical polymerization, the means is not limited as long as it proceeds radically, but for example, it is started by organic or inorganic radical polymerization initiator, heat, light, or ionizing radiation. As the polymerization mode, solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization and the like can be used. The molecular weight is controlled by the concentration of the monomer used for the polymerization, the concentration of the polymerization initiator, the concentration of the chain transfer agent, the temperature, and the like. The copolymer composition can be controlled by the composition of the charged monomers.
水酸基含有含フッ素重合体(a)の数平均分子量は、約2000〜2000000であり、約5000〜500000が好ましい。 The number average molecular weight of the hydroxyl group-containing fluoropolymer (a) is about 2000 to 2000000, preferably about 5000 to 500000.
(b)不飽和カルボン酸
不飽和カルボン酸またはその酸ハライドは、水酸基含有含フッ素重合体(a)の水酸基とエステル化反応して、含フッ素重合体に不飽和カルボン酸由来の炭素−炭素二重結合(不飽和基)を導入し、不飽和基含有含フッ素重合体(I)を与える。
(B) Unsaturated carboxylic acid The unsaturated carboxylic acid or its acid halide is esterified with the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing fluoropolymer (a) to give a carbon-carbon dioxygen derived from the unsaturated carboxylic acid to the fluoropolymer. A double bond (unsaturated group) is introduced to give an unsaturated group-containing fluoropolymer (I).
不飽和カルボン酸(b)としては、式(4):
CX11X12=CX13−(R3)c−COM
(式中、X11およびX12は同じかまたは異なり、フッ素原子または水素原子;X13は水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基;Mは−OHまたはハロゲン原子;R3は2価の有機基;cは0または1)で表わされる化合物であることが、エステル化反応性が良好な点で好ましい。
As unsaturated carboxylic acid (b), Formula (4):
CX 11 X 12 = CX 13 - (R 3) c -COM
Wherein X 11 and X 12 are the same or different and are a fluorine atom or a hydrogen atom; X 13 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group; M is —OH or a halogen atom; 3 is preferably a compound represented by divalent organic group; c is 0 or 1) from the viewpoint of good esterification reactivity.
Mがハロゲン原子の場合(酸ハライドの場合)のハロゲン原子としては、塩素原子またはフッ素原子が好ましい。 When M is a halogen atom (in the case of an acid halide), a chlorine atom or a fluorine atom is preferable.
R3は、鎖中にエーテル結合および/またはエステル結合を含んでいてもよい直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基、フルオロアルキレン基、パーフルオロアルキレン基、さらには炭素数1〜10、特に炭素数1〜3のアルキレン基が好ましい。 R 3 is a linear or branched alkylene group, a fluoroalkylene group, a perfluoroalkylene group, which may contain an ether bond and / or an ester bond in the chain, and further having 1 to 10 carbon atoms, particularly carbon. A C 1-3 alkylene group is preferred.
式(4)で示される不飽和カルボン酸の好ましい具体例としては、CH2=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH、CH2=CHCOCl、CH2=C(CH3)COCl、ビニル酢酸、クロトン酸、桂皮酸、3−アリルオキシプロピオン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、マレイン酸無水物、フマル酸、フマル酸モノエステル、フタル酸ビニル、ピロメリット酸ビニルなどの炭化水素系不飽和カルボン酸またはその酸ハライド;CH2=C(Cl)COOH、CH2=CFCOCl、CH2=C(Cl)COCl、CH2=CFCOOH、CH2=CFCOFなどのハロゲン含有不飽和カルボン酸またはその酸ハライドなどがあげられる。 Specific preferred examples of the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (4), CH 2 = CHCOOH , CH 2 = C (CH 3) COOH, CH 2 = CHCOCl, CH 2 = C (CH 3) COCl, vinyl acetate , Crotonic acid, cinnamic acid, 3-allyloxypropionic acid, itaconic acid, itaconic acid monoester, maleic acid, maleic acid monoester, maleic anhydride, fumaric acid, fumaric acid monoester, vinyl phthalate, pyromellitic acid hydrocarbon unsaturated carboxylic acid or halide thereof acids such as vinyl; CH 2 = C (Cl) COOH, CH 2 = CFCOCl, CH 2 = C (Cl) COCl, CH 2 = CFCOOH, halogen such as CH 2 = CFCOF Examples thereof include unsaturated carboxylic acids or acid halides thereof.
なかでも、アクリル系単量体(II)への溶解性が良好な点、エステル化反応性が良好な点から、CH2=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH、CH2=CHCOCl、CH2=C(CH3)COCl、CH2=CFCOOH、CH2=C(Cl)COOH、CH2=CFCOCl、CH2=C(Cl)COCl、CH2=CFCOFが好ましい。 Of these, from the viewpoint of good solubility in acrylic monomer (II) and good esterification reactivity, CH 2 = CHCOOH, CH 2 = C (CH 3 ) COOH, CH 2 = CHCOCl, CH 2 = C (CH 3) COCl, CH 2 = CFCOOH, CH 2 = C (Cl) COOH, CH 2 = CFCOCl, CH 2 = C (Cl) COCl, are CH 2 = CFCOF preferred.
水酸基含有含フッ素重合体(a)に不飽和カルボン酸またはその酸ハライドをエステル化反応させる手法や条件は特に限定されるものではなく、従来公知のエステル化反応の手法や条件が採用できる。 The technique and conditions for esterifying the unsaturated carboxylic acid or its acid halide with the hydroxyl group-containing fluoropolymer (a) are not particularly limited, and conventionally known techniques and conditions for esterification reactions can be employed.
たとえば、遊離の不飽和カルボン酸を使用する場合は、適切な脱水化剤とともに70℃〜110℃程度の温度で撹拌混合し、エステル化反応させればよい。 For example, when using a free unsaturated carboxylic acid, it may be esterified by stirring and mixing with a suitable dehydrating agent at a temperature of about 70 ° C. to 110 ° C.
また、不飽和カルボン酸ハライドを使用する場合は、不飽和カルボン酸ハライドを水酸基含有含フッ素重合体(a)と−20℃〜40℃程度の温度で撹拌混合し、エステル化反応させることができる。 Moreover, when using unsaturated carboxylic acid halide, it can stir and mix unsaturated carboxylic acid halide with the hydroxyl-containing fluoropolymer (a) at the temperature of about -20 degreeC-40 degreeC, and can be made to esterify. .
酸ハライドを使用する場合、反応によってHClやHFが副生するがこれらを捕捉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、トリエチルアミンなどの3級アミン、金属マグネシウムなどがあげられる。また、反応の際に原料のα,β−不飽和カルボン酸や得られた硬化性含フッ素ポリマー中の炭素−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。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などがあげられる。 When an acid halide is used, HCl and HF are by-produced by the reaction, but it is desirable to add an appropriate base for the purpose of capturing them. Examples of the base include tertiary amines such as pyridine, N, N-dimethylaniline, tetramethylurea and triethylamine, and magnesium metal. In addition, an inhibitor for inhibiting the polymerization reaction of the raw material α, β-unsaturated carboxylic acid and the carbon-carbon double bond in the obtained curable fluorine-containing polymer is allowed to coexist. Also good. Examples of the inhibitor include hydroquinone, t-butyl hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether and the like.
不飽和カルボン酸(b)は、水酸基含有含フッ素重合体(a)の水酸基に対して0.1〜5当量、さらには0.2〜2当量用いることが好ましい。 The unsaturated carboxylic acid (b) is preferably used in an amount of 0.1 to 5 equivalents, more preferably 0.2 to 2 equivalents, relative to the hydroxyl groups of the hydroxyl group-containing fluoropolymer (a).
かくして得られる不飽和基含有含フッ素重合体(I)は、不飽和カルボン酸由来のエチレン性炭素−炭素二重結合を側鎖に含み、その側鎖と重合体主鎖とがエステル結合で結合されているものである。 The unsaturated group-containing fluoropolymer (I) thus obtained contains an ethylenic carbon-carbon double bond derived from an unsaturated carboxylic acid in the side chain, and the side chain and the polymer main chain are bonded by an ester bond. It is what has been.
本発明の耐熱性透明無溶剤型硬化性含フッ素樹脂組成物は、不飽和基含有含フッ素重合体(I)がアクリル系単量体(II)に溶解している組成物である。 The heat-resistant transparent solventless curable fluorine-containing resin composition of the present invention is a composition in which the unsaturated group-containing fluorine-containing polymer (I) is dissolved in the acrylic monomer (II).
本発明で用いるアクリル系単量体(II)としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、α−フッ素化アクリロイル基、2−塩素化アクリロイル基などのラジカル重合性不飽和基を1個または2個以上有する単量体があげられる。 The acrylic monomer (II) used in the present invention has one or more radical polymerizable unsaturated groups such as an acryloyl group, a methacryloyl group, an α-fluorinated acryloyl group, and a 2-chlorinated acryloyl group. Monomer.
アクリル系単量体(II)におけるラジカル重合性不飽和基は、不飽和基含有含フッ素重合体(I)の溶解能が高く、粘性が低いという点からは1個が好ましく、また、硬化性組成物に調製し、硬化させた硬化物の強度が良好であるという点からは2個以上が好ましく、さらに、硬化性組成物の硬化速度が良好であるという点からは3個以上が好ましい。 The radically polymerizable unsaturated group in the acrylic monomer (II) is preferably one from the viewpoint that the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) has high solubility and low viscosity, and is also curable. Two or more are preferable from the point that the strength of the cured product prepared and cured in the composition is good, and three or more is preferable from the point that the curing rate of the curable composition is good.
アクリル系単量体(II)としては、メタクリル酸やメタクリル酸エステルなどのメタクリル酸系単量体;アクリル酸やアクリル酸エステルなどのアクリル酸系単量体;これらのフッ素化物である含フッ素(メタ)アクリル酸系単量体;2−フルオロアクリル酸や2−フルオロアクリル酸エステルなどの2−フルオロアクリル酸系単量体;これらのフッ素化物である含フッ素2−フルオロアクリル酸系単量体などがあげられる。 Acrylic monomers (II) include methacrylic acid monomers such as methacrylic acid and methacrylic acid esters; acrylic acid monomers such as acrylic acid and acrylate esters; (Meth) acrylic acid-based monomers; 2-fluoroacrylic acid-based monomers such as 2-fluoroacrylic acid and 2-fluoroacrylic acid esters; fluorine-containing 2-fluoroacrylic acid-based monomers that are fluorinated products thereof Etc.
メタクリル酸系単量体としては、具体的には、メチルメタクリレート(MMA)、メタクリル酸(MA)、エチルメタクリレート(EMA)、n−ブチルメタクリレート(nBMA)、イソブチルメタクリレート(iBMA)、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)、フェニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート(MSPM)、2−(フェニルホスホリル)エチルメタクリレート(phenyl−PM)、2−ヒドロキシ−3−(β−ナフトキシ)プロピルメタクリレート(HNPM)、N−フェニル−N−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロキシ)プロピルグリシン(NPG−GMAなどの不飽和基を1個有するメタクリル酸エステル(通常、単官能メタクリレートと呼ばれている);エチレングリコールジメタクリレート(EDMAまたは1GMA)、ジエチレングリコールジメタクリレート(DiEDMA)、トリエチレングリコールジメタクリレート(TriEDMA)、1,4−ブタンジオールジメタクリレート(1,4−BuDMA)、1,3−ブタンジオールジメタクリレート(1,3−BuDMA)、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート(16HXMA)、2,2−ビス〔4−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン(Bis−GMA)、2,2−ビス(4−メタクリロキシフェニル)プロパン(BPDMA)、2,2−ビス(4−メタクリロキシエトキシフェニル)プロパン(Bis−MEPP)、2,2−ビス(4−メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン(Bis−MPEPP)、ジ(メタクリロキシエチル)トリメチルヘキサメチレンジウレタン(UDMA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPMA)、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート(PETMA)、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート(DPEHMA)などの不飽和基を2個以上有するメタクリル酸エステル(通常、多官能メタクリレートと呼ばれている)があげられる。 Specific examples of the methacrylic acid monomer include methyl methacrylate (MMA), methacrylic acid (MA), ethyl methacrylate (EMA), n-butyl methacrylate (nBMA), isobutyl methacrylate (iBMA), and 2-ethylhexyl methacrylate. 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), phenyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate (MSPM), 2- (phenylphosphoryl) ethyl methacrylate (phenyl-PM), 2-hydroxy-3- ( β-naphthoxy) methacrylate (HNPM), N-phenyl-N- (2-hydroxy-3-methacryloxy) propylglycine (NPG-GMA, etc.) Luric acid ester (usually called monofunctional methacrylate); ethylene glycol dimethacrylate (EDMA or 1GMA), diethylene glycol dimethacrylate (DiEDMA), triethylene glycol dimethacrylate (TriEDMA), 1,4-butanediol dimethacrylate (1,4-BuDMA), 1,3-butanediol dimethacrylate (1,3-BuDMA), 1,6-hexanediol dimethacrylate (16HXMA), 2,2-bis [4- (2-hydroxy-3 -Methacryloxypropoxy) phenyl] propane (Bis-GMA), 2,2-bis (4-methacryloxyphenyl) propane (BPDMA), 2,2-bis (4-methacryloxyethoxyphenyl) propane (Bis-MEPP) 2 , 2-bis (4-methacryloxypolyethoxyphenyl) propane (Bis-MPEPP), di (methacryloxyethyl) trimethylhexamethylenediurethane (UDMA), trimethylolpropane trimethacrylate (TMPA), pentaerythritol trimethacrylate, penta Examples thereof include methacrylic acid esters having two or more unsaturated groups such as erythritol tetramethacrylate (PETMA) and dipentaerythritol hexamethacrylate (DPEHMA) (usually called polyfunctional methacrylate).
アクリル酸系単量体としては、上記のメタクリル酸系単量体に対応するアクリル酸エステル、またはアクリル酸のα位が塩素原子で置換されている単量体などがあげられる。 Examples of acrylic acid monomers include acrylic acid esters corresponding to the above methacrylic acid monomers, and monomers in which the α-position of acrylic acid is substituted with a chlorine atom.
含フッ素アクリル系単量体としては、上記のメタクリル酸系単量体およびアクリル酸系単量体のエステル部分が含フッ素基である単量体、アクリル酸のα位がフッ素原子またはトリフルオロメチル基で置換されたα−フッ素化メタクリル酸エステルまたはα−フッ素化アクリル酸エステルなどを例示することができる。 As the fluorine-containing acrylic monomer, a monomer in which the ester portion of the above methacrylic acid monomer and acrylic acid monomer is a fluorine-containing group, the α-position of acrylic acid is a fluorine atom or trifluoromethyl Examples thereof include α-fluorinated methacrylic acid ester or α-fluorinated acrylate ester substituted with a group.
メタクリル酸系単量体およびアクリル酸系単量体のエステル部分が含フッ素基である単量体の例としては
CH2=C(CH3)COOCH2CF3(3FMA)、
CH2=C(CH3)COOCH2CF2CF2H(4FMA)、
CH2=C(CH3)COOCH2CF2CF3(5FMA)、
CH2=C(CH3)COOCH2CF2CFHCF3(6FMA)、
CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)3CF2H(8FMA)、
CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2)3CF3(9FMA)、
CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)5CF2H(12FMA)、
CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2)5CF3(13FMA)、
CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2)7CF3(17FMA)、
CH2=C(CH3)COOCH(CF3)2(HFIP−MA)、
CH2=C(CH3)COOCH2CCH3(CF3)2(6FNP−MA)、
CH2=C(CH3)COOCH2CF(CF3)OCF2CF2CF3(6FOn1−MA)、
CH2=CHCOOCH2CF3(3FA)、
CH2=CHCOOCH2CF2CF2H(4FA)、
CH2=CHCOOCH2CF2CF3(5FA)、
CH2=CHCOOCH2CF2CFHCF3(6FA)、
CH2=CHCOOCH2(CF2)3CF2H(8FA)、
CH2=CHCOOCH2CH2(CF2)3CF3(9FA)、
CH2=CHCOOCH2(CF2)5CF2H(12FA)、
CH2=CHCOOCH2CH2(CF2)5CF3(13FA)、
CH2=CHCOOCH2CH2(CF2)7CF3(17FA)、
CH2=CHCOOCH(CF3)2(HFIP−A)、
CH2=CHCOOCH2CCH3(CF3)2(6FNP−A)、
CH2=CHCOOCH2CF(CF3)OCF2CF2CF3(6FOn1−A)
などを例示することができる。
Examples of the monomer in which the ester portion of the methacrylic acid monomer and the acrylic acid monomer is a fluorine-containing group include CH 2 ═C (CH 3 ) COOCH 2 CF 3 (3FMA),
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CF 2 CF 2 H (4FMA),
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CF 2 CF 3 (5FMA),
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CF 2 CFHCF 3 (6FMA),
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 (CF 2) 3 CF 2 H (8FMA),
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CH 2 (CF 2) 3 CF 3 (9FMA),
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 (CF 2) 5 CF 2 H (12FMA),
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CH 2 (CF 2) 5 CF 3 (13FMA),
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CH 2 (CF 2) 7 CF 3 (17FMA),
CH 2 = C (CH 3) COOCH (CF 3) 2 (HFIP-MA),
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CCH 3 (CF 3) 2 (6FNP-MA),
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CF (CF 3) OCF 2 CF 2 CF 3 (6FOn1-MA),
CH 2 = CHCOOCH 2 CF 3 (3FA),
CH 2 = CHCOOCH 2 CF 2 CF 2 H (4FA),
CH 2 = CHCOOCH 2 CF 2 CF 3 (5FA),
CH 2 = CHCOOCH 2 CF 2 CFHCF 3 (6FA),
CH 2 = CHCOOCH 2 (CF 2 ) 3 CF 2 H (8FA),
CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 ( CF 2) 3 CF 3 (9FA),
CH 2 = CHCOOCH 2 (CF 2 ) 5 CF 2 H (12FA),
CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 ( CF 2) 5 CF 3 (13FA),
CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 ( CF 2) 7 CF 3 (17FA),
CH 2 = CHCOOCH (CF 3) 2 (HFIP-A),
CH 2 = CHCOOCH 2 CCH 3 ( CF 3) 2 (6FNP-A),
CH 2 = CHCOOCH 2 CF (CF 3) OCF 2 CF 2 CF 3 (6FOn1-A)
Etc. can be illustrated.
上記のα−フッ素化メタクリル酸エステルおよびα−フッ素化アクリル酸エステルとしてはたとえば、
CH2=CFCOOCH2CF2CF2H(4FFA)、
CH2=CFCOOCH2CF2CF3(5FFA)、
CH2=CFCOOCH2(CF2)3CF2H(8FFA)、
CH2=CFCOOCH2(CF2)5CF2H(12FFA)、
CH2=CFCOOCH(CF3)2(HFIP−FA)
などを例示することができる。
Examples of the α-fluorinated methacrylate ester and α-fluorinated acrylic ester include:
CH 2 = CFCOOCH 2 CF 2 CF 2 H (4FFA),
CH 2 = CFCOOCH 2 CF 2 CF 3 (5FFA),
CH 2 = CFCOOCH 2 (CF 2 ) 3 CF 2 H (8FFA),
CH 2 = CFCOOCH 2 (CF 2 ) 5 CF 2 H (12FFA),
CH 2 = CFCOOCH (CF 3) 2 (HFIP-FA)
Etc. can be illustrated.
以上のようなアクリル系単量体があげられるが、不飽和基含有含フッ素重合体(I)の溶解能に優れている点からは、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、3FMA、4FMA、5FMA、8FMA、3FA、4FA、5FA、8FAが好ましい。また、硬化物の強度、反応速度の向上の観点からは、16HXMA、TMPMA、EDMA、TriEDMA、DPEHMA、PETMAなどのメタクリル酸エステル、またはこれらのメタクリル酸エステルに対応するアクリル酸エステルがあげられる。 Examples of the acrylic monomer as described above include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, 3FMA, and the like, from the viewpoint of excellent solubility of the unsaturated group-containing fluoropolymer (I). 4FMA, 5FMA, 8FMA, 3FA, 4FA, 5FA, and 8FA are preferred. From the viewpoint of improving the strength and reaction rate of the cured product, methacrylic acid esters such as 16HXMA, TMPMA, EDMA, TriEDMA, DPEHMA, and PETMA, or acrylic acid esters corresponding to these methacrylic acid esters can be mentioned.
不飽和基含有含フッ素重合体(I)とアクリル系単量体(II)の質量比は、95:5〜5:95が好ましく、80:20〜20:80がより好ましく、70:30〜30:70がさらに好ましい。不飽和基含有含フッ素重合体(I)とアクリル系単量体(II)の質量比が95:5から外れて不飽和基含有含フッ素重合体(I)の量が多くなると粘性が高くなり、取り扱いづらくなる傾向がある。また、不飽和基含有含フッ素重合体(I)の量が少なくなるとフッ素含有率が低下してくるため、硬化性組成物を硬化させた硬化物の耐候性、撥水撥油性、防汚性が低下する傾向がある。 The mass ratio of the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) and the acrylic monomer (II) is preferably 95: 5 to 5:95, more preferably 80:20 to 20:80, and 70:30 to 30:70 is more preferable. When the mass ratio of the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) and acrylic monomer (II) deviates from 95: 5 and the amount of the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) increases, the viscosity increases. , Tend to be difficult to handle. Further, since the fluorine content decreases as the amount of the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) decreases, the weather resistance, water / oil repellency, and antifouling properties of the cured product obtained by curing the curable composition are also reduced. Tends to decrease.
硬化性樹脂組成物の30℃における粘度は、粘性が低すぎると液だれが多く、かえって取り扱い性が低下するため、5mPa・s以上が好ましく、薄膜形成性が良好であるという観点から、10mPa・s以上がより好ましく、硬化の際の硬化収縮が小さいという観点から、50mPa・s以上がさらに好ましい。また、硬化性樹脂組成物の30℃における粘度は、取り扱い性が良好であるという観点から、100000mPa・s以下が好ましく、成型加工の際に細部にわたって硬化性組成物がいきわたるという観点から、50000mPa・s以下がより好ましく、薄膜を形成した際にレベリング(表面平滑)性が良好であるという観点から、20000mPa・s以下がさらに好ましい。 The viscosity at 30 ° C. of the curable resin composition is preferably 5 mPa · s or more because the dripping is excessive when the viscosity is too low, and the handleability is lowered. From the viewpoint that the thin film formability is good, 10 mPa · s or more is more preferable, and 50 mPa · s or more is more preferable from the viewpoint that curing shrinkage during curing is small. Further, the viscosity at 30 ° C. of the curable resin composition is preferably 100000 mPa · s or less from the viewpoint of good handleability, and from the viewpoint that the curable composition spreads over the details during the molding process. s or less is more preferable, and 20000 mPa · s or less is more preferable from the viewpoint that the leveling (surface smoothness) is good when a thin film is formed.
本発明の組成物は、前記水酸基含有含フッ素重合体(a)と前記不飽和カルボン酸またはその酸ハライド(b)とをエステル化反応させた後、精製によって不純物を除去し、乾燥して得られた不飽和基含有含フッ素重合体(I)を、アクリル系単量体(II)に溶解させることにより製造できる。 The composition of the present invention is obtained by esterifying the hydroxyl group-containing fluoropolymer (a) and the unsaturated carboxylic acid or its acid halide (b), removing impurities by purification, and drying. The unsaturated group-containing fluoropolymer (I) thus obtained can be produced by dissolving it in the acrylic monomer (II).
ところで、通常、エステル化反応においては脱離基などが発生するため、不飽和基含有含フッ素重合体(I)を再沈や水洗などにより精製した後乾燥する。この乾燥工程において乾燥温度を上げると、不飽和基含有含フッ素重合体(I)中に不飽和基が存在するため、付加重合反応が進行し、その結果、溶媒に不溶のゲル化物になることがある。ゲル化を避けるためには、通常はヒドロキノンなどの重合禁止剤を適量添加するが、ゲル化は抑制できても重合禁止剤が不飽和基含有含フッ素重合体(I)中に残留してしまい、最終的な組成物の硬化速度が極端に遅くなる、あるいは硬化しないという問題がある。 By the way, since a leaving group or the like is usually generated in the esterification reaction, the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) is purified by reprecipitation or washing with water and then dried. When the drying temperature is raised in this drying step, since unsaturated groups are present in the unsaturated group-containing fluoropolymer (I), the addition polymerization reaction proceeds, resulting in a gelled product that is insoluble in the solvent. There is. In order to avoid gelation, an appropriate amount of a polymerization inhibitor such as hydroquinone is usually added. However, even if gelation can be suppressed, the polymerization inhibitor remains in the unsaturated group-containing fluoropolymer (I). There is a problem that the curing rate of the final composition becomes extremely slow or does not cure.
そこで、本発明者らは重合禁止剤を加えなくてもゲル化を起こさない条件を鋭意検討した結果、精製後の乾燥時の温度を60℃以下に保つことによりゲル化が起こらず、得られた不飽和基含有含フッ素重合体(I)をアクリル系単量体(II)に溶解させることにより無溶媒で均一な硬化性組成物を得ることができることを見出した。 Therefore, as a result of intensive studies on conditions under which gelation does not occur even without adding a polymerization inhibitor, the present inventors obtained gelation without occurring by maintaining the temperature at the time of drying after purification at 60 ° C. or less. It has been found that a uniform curable composition can be obtained without solvent by dissolving the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) in the acrylic monomer (II).
すなわち、本発明は、前記水酸基含有含フッ素重合体(a)と前記不飽和カルボン酸またはその酸ハライド(b)とをエステル化反応させた後、精製によって不純物を除去し、60℃以下、好ましくは40℃以下の温度で乾燥して得られた不飽和基含有含フッ素重合体(I)を、アクリル系単量体(II)に溶解させることを特徴とする本発明の組成物の製造方法にも関する。 That is, in the present invention, the hydroxyl group-containing fluoropolymer (a) and the unsaturated carboxylic acid or the acid halide (b) thereof are esterified, and then impurities are removed by purification. Is a method for producing a composition of the present invention, comprising dissolving an unsaturated group-containing fluoropolymer (I) obtained by drying at a temperature of 40 ° C. or less in an acrylic monomer (II) Also related.
本発明の硬化性樹脂組成物は活性エネルギー線の照射により架橋させることができる。 The curable resin composition of the present invention can be crosslinked by irradiation with active energy rays.
活性エネルギー線硬化開始剤は、たとえば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線などが照射されることによって初めてラジカルやカチオンなどを発生し、硬化性含フッ素ポリマーの炭素−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。 An active energy ray curing initiator, 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, γ rays, and the like, and is a curable fluorine-containing polymer. These act as a catalyst for initiating curing (crosslinking reaction) of the carbon-carbon double bond, and those that generate radicals and cations with ultraviolet light, particularly those that generate radicals are used.
本発明の硬化性樹脂組成物によると、前記活性エネルギー線により容易に硬化反応が開始でき、高温での加熱の必要がなく、比較的低温で硬化反応が可能であるので、耐熱性が低く、熱で変形や分解、着色が起こりやすい基材、たとえば透明樹脂基材などにも適応できる点で好ましい。 According to the curable resin composition of the present invention, the curing reaction can be easily started by the active energy ray, and there is no need for heating at a high temperature, and a curing reaction is possible at a relatively low temperature. This is preferable in that it can be applied to a base material that is easily deformed, decomposed or colored by heat, such as a transparent resin base material.
本発明の組成物における活性エネルギー線硬化開始剤は、不飽和基含有含フッ素重合体(I)中の側鎖の炭素−炭素二重結合の種類(ラジカル反応性か、カチオン反応性か)、使用する活性エネルギー線の種類(波長域など)と照射強度などによって適宜選択されるが、一般に紫外線領域の活性エネルギー線を用いてラジカル反応性の炭素−炭素二重結合を有する不飽和基含有含フッ素重合体(I)を硬化させる開始剤としては、たとえばつぎのものが例示できる。 The active energy ray curing initiator in the composition of the present invention is the type of the carbon-carbon double bond of the side chain in the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) (whether radical reactive or cationic reactive), The type of active energy ray to be used (wavelength range, etc.) and irradiation intensity are selected as appropriate. Generally, it contains an unsaturated group containing a radical-reactive carbon-carbon double bond using an active energy ray in the ultraviolet region. Examples of the initiator for curing the fluoropolymer (I) include the following.
(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ー1−オンなど
(Acetophenone series)
Acetophenone, chloroacetophenone, diethoxyacetophenone, hydroxyacetophenone, α-aminoacetophenone, hydroxypropiophenone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinepropan-1-one, etc.
(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など
(Benzoin)
Benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyldimethyl ketal, etc.
(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、ミヒラーズケトンなど
(Benzophenone series)
Benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, hydroxy-propylbenzophenone, acrylated benzophenone, Michler's ketone, etc.
(チオキサンソン類)
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など
(Thioxanthones)
Thioxanthone, Chlorothioxanthone, Methylthioxanthone, Diethylthioxanthone, Dimethylthioxanthone, etc.
(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、アンスラキノンなど
(Other)
Benzyl, α-acyl oxime ester, acyl phosphine oxide, glyoxy ester, 3-ketocoumarin, 2-ethylanthraquinone, camphorquinone, anthraquinone, etc.
また、活性エネルギー線開始剤自体にフッ素原子、含フッ素有機基を導入することで含フッ素ポリマーとの相溶性が改善できる。 Moreover, compatibility with a fluorine-containing polymer can be improved by introducing a fluorine atom or a fluorine-containing organic group into the active energy ray initiator itself.
具体的には、含フッ素アルキル基、含フッ素アルキレン基、エーテル結合を有する含フッ素アルキル基、エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基を開始剤中に含むものが好ましく、たとえば水酸基を有する開始剤に上記含フッ素有機基を有する含フッ素カルボン酸(多価カルボン酸)などをエステル結合で導入した構造のもの、アミノ基を有する開始剤に含フッ素カルボン酸(多価カルボン酸)をアミド結合で導入した構造のものなどがあげられる。 Specifically, it is preferable that the initiator contains a fluorine-containing alkyl group, a fluorine-containing alkylene group, a fluorine-containing alkyl group having an ether bond, or a fluorine-containing alkylene group having an ether bond. Fluorine-containing carboxylic acid (polyvalent carboxylic acid) having a fluorine-containing organic group or the like introduced by an ester bond, fluorine-containing carboxylic acid (polyvalent carboxylic acid) is introduced to an initiator having an amino group by an amide bond Examples include structures.
開始剤に含フッ素有機基を導入することによって、高フッ素化率の含フッ素ポリマーにおいても、相溶性が良好で、硬化反応性や被膜の透明性を改善できる点で好ましい。 By introducing a fluorine-containing organic group into the initiator, even in a fluorine-containing polymer having a high fluorination rate, it is preferable in terms of good compatibility and improvement in curing reactivity and film transparency.
また、必要に応じてアミン類、スルホン類、スルフィン類などの光開始助剤を添加してもよい。 Moreover, you may add photoinitiator adjuvants, such as amines, sulfones, and sulfines, as needed.
また、カチオン反応性の炭素−炭素二重結合を有する不飽和基含有含フッ素重合体(I)を硬化させる開始剤としては、つぎのものが例示できる。 Moreover, the following can be illustrated as an initiator which hardens the unsaturated group containing fluoropolymer (I) which has a cation reactive carbon-carbon double bond.
(オニウム塩)
ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ピリジニウム塩など
(Onium salt)
Iodonium salt, sulfonium salt, phosphonium salt, diazonium salt, ammonium salt, pyridinium salt, etc.
(スルホン化合物)
β−ケトエステル、β−スルホニルスルホンとこれらのα−ジアゾ化合物など
(Sulfone compound)
β-ketoesters, β-sulfonylsulfones and their α-diazo compounds, etc.
(スルホン酸エステル類)
アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネートなど
(Sulfonate esters)
Alkyl sulfonate, haloalkyl sulfonate, aryl sulfonate, imino sulfonate, etc.
(その他)
スルホンイミド化合物類、ジアゾメタン化合物類など
(Other)
Sulfonimide compounds, diazomethane compounds, etc.
これらのカチオン反応性の活性エネルギー線開始剤においても、フッ素原子や含フッ素有機基を導入することで上記と同様に含フッ素ポリマーとの相溶性が改善できる。 Also in these cation-reactive active energy ray initiators, compatibility with the fluorine-containing polymer can be improved in the same manner as described above by introducing a fluorine atom or a fluorine-containing organic group.
本発明の硬化性樹脂組成物には、硬化剤を必要に応じて添加してもよい。硬化剤としては、たとえば前述の多官能のメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステルなどがあげられる。 You may add a hardening | curing agent to the curable resin composition of this invention as needed. Examples of the curing agent include the aforementioned polyfunctional methacrylic acid ester or acrylic acid ester.
本発明の組成物において、活性エネルギー線硬化開始剤の添加量は、不飽和基含有含フッ素重合体(I)およびアクリル系単量体(II)中の炭素−炭素二重結合の含有量、他の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(強さと時間など)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、不飽和基含有含フッ素重合体(I)およびアクリル系単量体(II)の合計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。 In the composition of the present invention, the amount of the active energy ray curing initiator added is the content of the carbon-carbon double bond in the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) and the acrylic monomer (II), Depending on the presence or absence of other curing agents and the amount of curing agents used, and further, depending on the initiator used, the type of active energy rays, and the amount of irradiation energy (strength and time, etc.), the curing agent is not used. In some cases, 0.01 to 30 parts by mass, further 0.05 to 20 parts by mass, most preferably 100 parts by mass of the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) and acrylic monomer (II). Preferably, it is 0.1-10 mass parts.
詳しくは、不飽和基含有含フッ素重合体(I)およびアクリル系単量体(II)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。 Specifically, 0.05 to 50 mol% with respect to the content (number of moles) of carbon-carbon double bonds contained in the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) and acrylic monomer (II). , Preferably 0.1 to 20 mol%, most preferably 0.5 to 10 mol%.
硬化剤を使用する場合は、不飽和基含有含フッ素重合体(I)およびアクリル系単量体(II)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。 When a curing agent is used, the content (in moles) of carbon-carbon double bonds contained in the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) and acrylic monomer (II) and the carbon of the curing agent -0.05-50 mol% with respect to the total number of moles of a carbon unsaturated bond, Preferably it is 0.1-20 mol%, Most preferably, it is 0.5-10 mol%.
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、使用する硬化性含フッ素ポリマーの硬化性基の含有量などによって適宜選択され、望ましくは硬化性含フッ素ポリマーに対して、1〜80質量%、好ましくは5〜70質量%、より好ましくは10〜50質量%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。 When a curing agent is used, the amount of curing agent used is appropriately selected according to the target hardness and refractive index, the type of curing agent, the content of the curable group of the curable fluorinated polymer used, and preferably curable. It is 1-80 mass% with respect to a fluorine-containing polymer, Preferably it is 5-70 mass%, More preferably, it is 10-50 mass%. If the addition amount of the curing agent is too large, the refractive index tends to increase, which is not preferable.
本発明の組成物は、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。 The composition of the present invention may contain various additives as necessary in addition to the above-mentioned compounds.
そうした添加剤としては、たとえばレベリング剤、粘度調整剤、光安定剤、水分吸収剤、顔料、染料、補強剤などがあげられる。 Examples of such additives include leveling agents, viscosity modifiers, light stabilizers, moisture absorbers, pigments, dyes, and reinforcing agents.
また、本発明の組成物は、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。 The composition of the present invention can also contain inorganic compound fine particles for the purpose of increasing the hardness of the cured product.
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)など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。 The inorganic compound fine particles are not particularly limited, but compounds having a refractive index of 1.5 or less are preferable. Specifically, 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.
無機化合物微粒子を使用する際は、組成物中での分散安定性、低屈折率材料中での密着性など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、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など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など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、たと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、アンチモンまたはこれらの混合物など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などがあげられる。 When using inorganic compound fine particles, it should be used 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 composition and the adhesion in the low refractive index material. Is desirable. Furthermore, in order to improve the dispersion stability of the inorganic compound fine particles and the adhesion in the low refractive index material in the composition, the surface of the inorganic fine particle compound may be modified in advance using various coupling agents. it can. Examples of various coupling agents include organically substituted silicon compounds; metal alkoxides such as aluminum, titanium, zirconium, antimony or mixtures thereof; salts of organic acids; coordination compounds bonded to coordination compounds, and the like. .
本発明の硬化性樹脂組成物は、種々の形態で各種の用途に利用できる。 The curable resin composition of the present invention can be used for various applications in various forms.
例えば硬化膜を形成して各種用途に利用できる。膜を形成する方法としては用途に応じた適切な公知の方法を採用することができる。例えば膜厚をコントロールする必要がある場合は、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、ディップコート法などが採用できる。 For example, a cured film can be formed and used for various purposes. As a method of forming the film, a known method suitable for the application can be employed. For example, when it is necessary to control the film thickness, roll coating, gravure coating, micro gravure coating, flow coating, bar coating, spray coating, die coating, spin coating, dip coating, etc. are used. it can.
本発明の硬化性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、電子線または放射線など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。 The coating obtained by applying the curable resin composition of the present invention to a substrate and drying it can be photocured by irradiating active energy rays such as ultraviolet rays, electron beams or radiation.
硬化すると不飽和基含有含フッ素重合体(I)中の炭素-炭素二重結合が分子間で、またはアクリル系単量体(II)と重合し、または、アクリル系単量体(II)同士が重合し、得られる架橋重合体中の炭素−炭素二重結合が減少または消失する。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。 When cured, the carbon-carbon double bond in the unsaturated group-containing fluoropolymer (I) is polymerized intermolecularly or with the acrylic monomer (II), or between the acrylic monomers (II). Is polymerized, and the carbon-carbon double bonds in the resulting crosslinked polymer are reduced or eliminated. As a result, 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.
硬化して得られる硬化物は透明性に優れ、たとえば波長400〜800nmの光の透過率80%以上、さらには90%以上になる。 The cured product obtained by curing is excellent in transparency, for example, the transmittance of light having a wavelength of 400 to 800 nm is 80% or more, further 90% or more.
本発明の硬化性樹脂組成物は、膜形成してもよいが、各種成形品の成形材料として特に有用である。成形方法としては、押出成形、射出成形、圧縮成形、ブロー成型、トランスファー成形、光造形、ナノインプリント、真空成型などが採用できる。 Although the curable resin composition of the present invention may form a film, it is particularly useful as a molding material for various molded products. As the molding method, extrusion molding, injection molding, compression molding, blow molding, transfer molding, stereolithography, nanoimprinting, vacuum molding and the like can be adopted.
本発明の硬化性樹脂組成物の用途としては、例えば、封止部材、光学材料、光電子撮像管、各種センサー、反射防止材などがあげられる。 Applications of the curable resin composition of the present invention include, for example, a sealing member, an optical material, a photoelectronic imaging tube, various sensors, an antireflection material, and the like.
封止部材の使用形態としては、例えば発光ダイオード(LED)、EL素子、非線形光学素子などの発光素子やCCDやCMOS、PDのような受光素子などの光機能素子のパッケージ(封入)、実装などが例示できる。また、深紫外線顕微鏡のレンズなどの光学部材用封止材(または充填材)などもあげられる。封止された光素子は種々の場所に使用されるが、非限定的な例示としては、ハイマウントストップランプやメーターパネル、携帯電話のバックライト、各種電気製品のリモートコントロール装置の光源などの発光素子;カメラのオートフォーカス、CD/DVD用光ピックアップ用受光素子などがあげられる。 Examples of usage of the sealing member include packages (encapsulation) and mounting of light-emitting elements such as light-emitting diodes (LEDs), EL elements, and nonlinear optical elements, and optical functional elements such as light-receiving elements such as CCD, CMOS, and PD. Can be illustrated. Moreover, sealing materials (or fillers) for optical members such as lenses for deep ultraviolet microscopes are also included. Sealed light elements are used in various places, but non-limiting examples include light emission from high-mount stop lamps, meter panels, mobile phone backlights, and light sources for remote control devices for various electrical products. Elements: Camera autofocus, CD / DVD optical pickup light receiving element, and the like.
光学材料としては特にフッ素を含有しているため、低屈折率の光学材料になる。例えば光伝送用媒体として有用である。特にコア材が石英、もしくは光学ガラスであるプラスチッククラッド光学ファイバーのクラッド材料、コア材がプラスチックである全プラスチック光学ファイバーのクラッド材料、反射防止コーテイング材料、レンズ材料、光導波路材料、プリズム材料、光学窓材料、光記憶ディスク材料、非線形型光素子、ホログラム材料、フォトリソグラティブ材料、発光素子の封止材料などといった光学材料に使用可能である。また、光デバイス用の材料としても使用できる。光デバイスとしては、光導波路、OADM、光スイッチ、光フィルター、光コネクター、合分波器などの機能素子および光配線などの光実装が知られており、これらのデバイスを形成するのに有用な材料である。さらに種々の機能性化合物(非線形光学材料、蛍光発光性の機能性色素、フォトリフラクティブ材料など)を含有させて、モジュレータ、波長変換素子、光増幅器などの光デバイス用の機能素子として用いるのにも適している。 Since the optical material particularly contains fluorine, the optical material has a low refractive index. For example, it is useful as an optical transmission medium. In particular, cladding material of plastic clad optical fiber whose core material is quartz or optical glass, cladding material of all plastic optical fiber whose core material is plastic, anti-reflection coating material, lens material, optical waveguide material, prism material, optical window It can be used for optical materials such as materials, optical storage disk materials, nonlinear optical elements, hologram materials, photolithographic materials, and light emitting element sealing materials. It can also be used as a material for optical devices. As optical devices, optical devices such as optical waveguides, OADMs, optical switches, optical filters, optical connectors, multiplexers / demultiplexers, and other optical devices are known and useful for forming these devices. Material. Furthermore, various functional compounds (non-linear optical materials, fluorescent light-emitting functional dyes, photorefractive materials, etc.) are contained and used as functional elements for optical devices such as modulators, wavelength conversion elements, and optical amplifiers. Is suitable.
センサー用途としては、特に光学センサーや圧力センサーなどの感度向上や撥水撥油特性によるセンサーの保護などの効果があり有用である。 As a sensor application, there is an effect such as an improvement in sensitivity of an optical sensor or a pressure sensor, and protection of the sensor by water / oil repellency characteristics, which is useful.
そのほか、電子半導体用の封止部材用材料、耐水耐湿性接着剤、光学部品や素子用の接着剤としても使用できる。 In addition, it can also be used as a sealing member material for electronic semiconductors, a water and moisture resistant adhesive, and an adhesive for optical components and elements.
用途として前記のような例示ができるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the use can be exemplified as described above, but are not limited thereto.
本明細書で採用している測定法について、以下にまとめた。 The measurement methods employed in this specification are summarized below.
(1)NMR分析
装置:BRUKER社製
1H−NMR測定条件:300MHz(テトラメチルシラン=0ppm)
19F−NMR測定条件:282MHz(トリクロロフルオロメタン=0ppm)
(1) NMR analyzer: manufactured by BRUKER
1 H-NMR measurement conditions: 300 MHz (tetramethylsilane = 0 ppm)
19 F-NMR measurement conditions: 282 MHz (trichlorofluoromethane = 0 ppm)
(2)IR分析
装置:PERKIN ELMER社製フーリエ変換赤外分光光度計1760X
条件:室温にて測定する。
(2) IR analyzer: Fourier transform infrared spectrophotometer 1760X manufactured by PERKIN ELMER
Conditions: Measure at room temperature.
(3)数平均分子量および重量平均分子量
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、東ソー(株)製のGPC HLC−8020を用い、Shodex社製のカラム(GPC KF−801を1本、GPC KF−802を1本、GPC KF−806Mを2本直列に接続)を使用し、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速1ml/分で流して測定したデータより、数平均分子量および重量平均分子量を算出する。
(3) Number average molecular weight and weight average molecular weight Using gel permeation chromatography (GPC), GPC HLC-8020 manufactured by Tosoh Corporation was used, and a column manufactured by Shodex (one GPC KF-801, GPC KF- The number average molecular weight and the weight average molecular weight are calculated from the data measured by flowing tetrahydrofuran (THF) as a solvent at a flow rate of 1 ml / min using one 802 and two GPC KF-806M in series.
(4)フッ素含有量(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求める。
(4) Fluorine content (% by mass)
By burning 10 mg of sample by the oxygen flask combustion method, absorbing the decomposition gas in 20 ml of deionized water, and measuring the fluorine ion concentration in the absorption liquid by the fluorine selective electrode method (fluorine ion meter, model 901 manufactured by Orion) Ask.
(5)粘度(mPa・s)
東海八神(株)製のコーンプレート型粘度計CV−1Eを用いて25℃における粘度をCP−100コーンを使用し、100rpmの条件で測定し、60秒間で安定した値を採用する。
(5) Viscosity (mPa · s)
Using a cone plate viscometer CV-1E manufactured by Tokai Yagami Co., Ltd., the viscosity at 25 ° C. is measured under the condition of 100 rpm using CP-100 cone, and a stable value is adopted for 60 seconds.
(6)屈折率(nD)
ナトリウムD線(589nm)を光源として25℃において(株)アタゴ光学機器製作所製のアッベ屈折率計を用いて測定する。
(6) Refractive index (n D )
Measurement is performed using an Abbe refractometer manufactured by Atago Optical Instruments Co., Ltd. at 25 ° C. using sodium D line (589 nm) as a light source.
(7)熱分解温度(℃)
熱重量計((株)島津製作所のTGA−50)を用い、窒素雰囲気の条件で昇温速度10℃/minの条件で測定し、1%質量減の温度で評価する。
(7) Thermal decomposition temperature (℃)
Using a thermogravimeter (TGA-50 manufactured by Shimadzu Corporation), measurement is performed under a nitrogen atmosphere condition at a temperature rising rate of 10 ° C./min, and evaluation is performed at a temperature of 1% mass reduction.
(8)光透過率(%)
自記分光光度計((株)日立製作所製のU−3310(商品名))を用いて波長300〜800nmにおける約100μm厚のサンプル(硬化フィルム)の分光透過率曲線を測定する。代表値として視感度の高い550nmでの透過率の値を採用する。また、耐熱性の試験結果においては、その分光スペクトルを示す。
(8) Light transmittance (%)
A spectral transmittance curve of a sample (cured film) having a thickness of about 100 μm at a wavelength of 300 to 800 nm is measured using a self-recording spectrophotometer (U-3310 (trade name) manufactured by Hitachi, Ltd.). A transmittance value at 550 nm with high visibility is adopted as a representative value. Moreover, in the test result of heat resistance, the spectrum is shown.
(9)耐溶剤性
10mm×10mm×0.1mmのサンプルを20mLの酢酸ブチルに浸漬して、室温8時間経過後の様子を目視で観察する。
(9) Solvent resistance A sample of 10 mm × 10 mm × 0.1 mm is immersed in 20 mL of butyl acetate, and the state after lapse of 8 hours at room temperature is visually observed.
(10)耐熱性
温度180℃において各サンプルを1時間保持し、外観の変化を目視で観察する。
(10) Heat resistance Each sample is held at a temperature of 180 ° C for 1 hour, and the change in appearance is visually observed.
合成例1(水酸基を有する含フッ素アリルエーテルの高分子量の単独重合体の合成)
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、パーフルオロ−(1,1,9,9−テトラハイドロ−2,5−ビストリフルオロメチル−3,6−ジオキサノネノール)(AEH1):
In a 100 ml glass four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, perfluoro- (1,1,9,9-tetrahydro-2,5-bistrifluoromethyl-3,6-dioxanonenol) was added. (AEH1):
得られた固体をジエチルエーテルに溶解させたものをパーフルオロヘキサンに注ぎ、分離、真空乾燥させ、無色透明な重合体13.2gを得た。 A solution obtained by dissolving the obtained solid in diethyl ether was poured into perfluorohexane, separated and vacuum dried to obtain 13.2 g of a colorless and transparent polymer.
この重合体を19F−NMR、1H−NMR分析、IR分析により分析したところ、上記含フッ素アリルエーテルの構造単位のみからなり側鎖末端に水酸基を有する含フッ素重合体であった。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86000、重量平均分子量は108000であった。このポリマーをポリマー(a)と称する。 When this polymer was analyzed by 19 F-NMR, 1 H-NMR analysis, and IR analysis, it was a fluorine-containing polymer consisting only of the structural unit of the fluorine-containing allyl ether and having a hydroxyl group at the end of the side chain. The number average molecular weight measured by GPC analysis using tetrahydrofuran (THF) as a solvent was 86,000, and the weight average molecular weight was 108,000. This polymer is referred to as polymer (a).
合成例2(水酸基を有する含フッ素アリルエーテルの低分子量の単独重合体の合成)
撹拌装置、温度計を備えた300mlのガラス製四ツ口フラスコに、AEH1を100.2gと、HCFC−225(CF3CF2CHCl/CClF2CF2CHClの混合物)を42.5g、重合開始剤としてパーブチルPV(日本油脂(株)製のパーオキサイド系重合開始剤)を3.36g入れ、充分に窒素置換を行なったのち、窒素気流下65℃で12時間撹拌を行なったところ、高粘度の溶液となった。
Synthesis Example 2 (Synthesis of a low molecular weight homopolymer of a fluorine-containing allyl ether having a hydroxyl group)
Into a 300 ml glass four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, 100.2 g of AEH1 and 42.5 g of HCFC-225 (mixture of CF 3 CF 2 CHCl / CClF 2 CF 2 CHCl) were started. After adding 3.36 g of perbutyl PV (peroxide polymerization initiator manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) as an agent and sufficiently purging with nitrogen, the mixture was stirred at 65 ° C. for 12 hours under a nitrogen stream. Solution.
得られた高分子溶液をパーフルオロヘキサンに注ぎ、分離、真空乾燥させ、無色透明な重合体61.8gを得た。 The obtained polymer solution was poured into perfluorohexane, separated and vacuum dried to obtain 61.8 g of a colorless and transparent polymer.
この重合体を19F−NMR、1H−NMR分析、IR分析により分析したところ、上記含フッ素アリルエーテルの構造単位のみからなり側鎖末端に水酸基を有する含フッ素重合体であった。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11000、重量平均分子量は15700であった。このポリマーをポリマー(b)と称する。 When this polymer was analyzed by 19 F-NMR, 1 H-NMR analysis, and IR analysis, it was a fluorine-containing polymer consisting only of the structural unit of the fluorine-containing allyl ether and having a hydroxyl group at the end of the side chain. The number average molecular weight measured by GPC analysis using tetrahydrofuran (THF) as a solvent was 11000, and the weight average molecular weight was 15700. This polymer is referred to as polymer (b).
合成例3(水酸基を有する含フッ素アリルエーテルの低分子量の共重合体の合成)
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、AEH1を9.6gと9H,9H−パーフルオロ−2,5−ジメチル−3,6−ジオキサ−8−ノネノイック酸メチル(AEE1):
To a 100 ml glass four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, 9.6 g of AEH1 and methyl 9H, 9H-perfluoro-2,5-dimethyl-3,6-dioxa-8-nonenoic acid (AEE1) ):
得られた固体をアセトンに溶解させたものをHCFC225/n−ヘキサン=1/1溶液に注ぎ、分離、真空乾燥させ、無色透明な重合体15.5gを得た。 A solution obtained by dissolving the obtained solid in acetone was poured into a solution of HCFC225 / n-hexane = 1/1, separated and vacuum dried to obtain 15.5 g of a colorless and transparent polymer.
この重合体を19F−NMR、1H−NMR分析、IR分析により分析したところ、上記の水酸基含有含フッ素アリルエーテルと、メチルエステル構造を有する含フッ素アリルエーテルの構造単位からなる含フッ素共重合体であった。その組成比はNMRより、42:58(モル比)と求められた。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7200、重量平均分子量は11000であった。このポリマーをポリマー(c)と称する。 This polymer was analyzed by 19 F-NMR, 1 H-NMR analysis, and IR analysis. As a result, fluorine-containing copolymer composed of the above-mentioned hydroxyl group-containing fluorine-containing allyl ether and a fluorine-containing allyl ether structural unit having a methyl ester structure. It was a coalescence. The composition ratio was determined to be 42:58 (molar ratio) by NMR. The number average molecular weight measured by GPC analysis using tetrahydrofuran (THF) as a solvent was 7200, and the weight average molecular weight was 11000. This polymer is referred to as polymer (c).
合成例4(水酸基を有する含フッ素アリルエーテルとフッ化ビニリデンの共重合体の合成)
バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた300ml容のステンレススチール製オートクレーブに、AEH1を34.2gとCH3CCl2F(HCFC−141b)を200g、ジノルマルプロピルパーオキシカーボネート(NPP)の50質量%メタノール溶液を0.16g入れ、ドライアイス/メタノール溶液で冷却しながら系内をチッ素ガスで充分置換した。ついでバルブからフッ化ビニリデン(VdF)を5.8g仕込み、40℃にて振とうさせながら反応を行なった。反応の進行とともに、系内のゲージ圧が反応前の4.4MPaGから12時間後に0.98MPaGまで低下した。
Synthesis Example 4 (Synthesis of fluorinated allyl ether having hydroxyl group and vinylidene fluoride copolymer)
In a 300 ml stainless steel autoclave equipped with a valve, pressure gauge, and thermometer, 34.2 g of AEH1, 200 g of CH 3 CCl 2 F (HCFC-141b), 50 mass of dinormal propyl peroxycarbonate (NPP) A 0.16 g% methanol solution was added, and the inside of the system was sufficiently replaced with nitrogen gas while cooling with a dry ice / methanol solution. Next, 5.8 g of vinylidene fluoride (VdF) was charged from the valve, and the reaction was performed while shaking at 40 ° C. As the reaction progressed, the gauge pressure in the system decreased from 4.4 MPaG before the reaction to 0.98 MPaG after 12 hours.
この時点で未反応単量体を放出し、析出した固形物を取り出し、アセトンに溶解させ、ついでヘキサンとトルエンの混合溶剤(50/50)で再沈殿させることにより共重合体を分離した。この共重合体を恒量になるまで真空乾燥し、共重合体31.2gを得た。 At this point, the unreacted monomer was released, the precipitated solid was taken out, dissolved in acetone, and then reprecipitated with a mixed solvent of hexane and toluene (50/50) to separate the copolymer. This copolymer was vacuum-dried until a constant weight was obtained, to obtain 31.2 g of a copolymer.
この共重合体の組成比は、1H−MNR分析および19F−NMR分析により分析したところ、水酸基含有含フッ素アリルエーテル/VdFが55/45(モル%)であった。また、THFを溶媒として用いるGPC分析により測定した数平均分子量は12000、重量平均分子量は18000であった。このポリマーをポリマー(d)と称する。 The composition ratio of this copolymer was analyzed by 1 H-MNR analysis and 19 F-NMR analysis, whereby the hydroxyl group-containing fluorine-containing allyl ether / VdF was 55/45 (mol%). Moreover, the number average molecular weight measured by GPC analysis using THF as a solvent was 12000, and the weight average molecular weight was 18000. This polymer is referred to as polymer (d).
合成例5
ポリマー(a)を4.1g計量し、あらかじめモレキュラーシーブス4Aで脱水したメチルイソブチルケトン(MIBK)40gに溶解させ、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仕込んだ。その後、ピリジンを1.05g加えた後、滴下ロートより、2−フルオロアクリル酸フロライド(CH2=CFCOF)を0.99g、氷浴下で滴下し、十分に撹拌して均一化させた。2時間撹拌後、室温にもどした。さらに4時間撹拌を継続した。
Synthesis example 5
4.1 g of polymer (a) was weighed and dissolved in 40 g of methyl isobutyl ketone (MIBK) previously dehydrated with molecular sieves 4A, and charged into a 100 ml glass four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer. Thereafter, 1.05 g of pyridine was added, and then 0.99 g of 2 -fluoroacrylic acid fluoride (CH 2 = CFCOF) was added dropwise from an addition funnel in an ice bath, and the mixture was sufficiently stirred and homogenized. After stirring for 2 hours, the temperature was returned to room temperature. Stirring was continued for another 4 hours.
反応後のMIBK溶液を分液漏斗に入れ、水洗、2%塩酸水洗浄、5%NaCl水洗浄、さらに水洗をくり返し、有機層を分取したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。
その後、反応溶液をロータリーエバポレーターで濃縮後、キャスト法により溶媒を除去後、析出した固体を少量のアセトンに再度溶解させた。この溶液を十分に多量のn−ヘキサン中に再沈させることによりポリマーの精製を行った。この精製操作を合計3回繰り返し、粘調なポリマーを3.4g得た。
The MIBK solution after the reaction was placed in a separatory funnel, washed with water, washed with 2% hydrochloric acid, washed with 5% NaCl, and further washed with water. The organic layer was separated and dried over anhydrous magnesium sulfate.
Thereafter, the reaction solution was concentrated with a rotary evaporator, the solvent was removed by a casting method, and the precipitated solid was dissolved again in a small amount of acetone. The polymer was purified by reprecipitation of this solution in a sufficiently large amount of n-hexane. This purification operation was repeated a total of 3 times to obtain 3.4 g of a viscous polymer.
これらの後処理操作をすべて60℃を超えないようにして行った。以降の合成例に関してもすべて同様である。 All of these post-treatment operations were performed so as not to exceed 60 ° C. The same applies to the subsequent synthesis examples.
このポリマーを19F−NMR、1H−NMR分析、IR分析により調べたところ、式(a−F):
合成例6
合成例5において、ピリジンの量を0.82g、2−フルオロアクリル酸フロライドの量を0.84gとした以外は同様にして反応を行い、式(a−F)においてm:n=85:15の不飽和基含有ポリマーを3.2g得た。この不飽和基含有ポリマーをポリマー(a−F85)と称する。
Synthesis Example 6
In Synthesis Example 5, the reaction was performed in the same manner except that the amount of pyridine was 0.82 g and the amount of 2-fluoroacrylic acid fluoride was 0.84 g, and m: n = 85: 15 in formula (a-F). 3.2 g of an unsaturated group-containing polymer was obtained. This unsaturated group-containing polymer is referred to as polymer (a-F85).
合成例7
合成例5において、ポリマー(a)に代えてポリマー(b)を用いた以外は同様にして反応を行い、式(a−F)においてm:n=50:50の不飽和基含有ポリマーを2.3g得た。この不飽和基含有ポリマーをポリマー(b−F50)と称する。
Synthesis example 7
In Synthesis Example 5, the reaction was performed in the same manner except that the polymer (b) was used in place of the polymer (a), and an unsaturated group-containing polymer of m: n = 50: 50 in the formula (a-F) was 2 .3 g was obtained. This unsaturated group-containing polymer is referred to as polymer (b-F50).
合成例8
合成例5において、ポリマー(a)に代えてポリマー(b)を用い、ピリジンの量を0.82g、2−フルオロアクリル酸フロライドの量を0.84gとした以外は同様にして反応を行い、式(a−F)においてm:n=85:15のポリマーを2.8g得た。この不飽和基含有ポリマーをポリマー(b−F85)と称する。
Synthesis Example 8
In Synthesis Example 5, the reaction was performed in the same manner except that the polymer (b) was used instead of the polymer (a), the amount of pyridine was 0.82 g, and the amount of 2-fluoroacrylic acid fluoride was 0.84 g. In the formula (a-F), 2.8 g of a polymer having m: n = 85: 15 was obtained. This unsaturated group-containing polymer is referred to as polymer (b-F85).
合成例9
合成例2で合成したポリマー(b)を4g計量し、あらかじめモレキュラーシーブス4Aで脱水したメチルイソブチルケトン(MIBK)40gに溶解させ、撹拌装置、温度計を備えた200mlのガラス製四ツ口フラスコに仕込んだ。その後、トリエチルアミンを0.6g加えた後、滴下ロートより、メタリル酸クロライド(CH2=C(CH3)COCl)を0.57g、氷浴下で滴下し、十分に撹拌して均一化させた。2時間撹拌後、室温にもどした。滴下終了後、室温まで温度を上げさらに4時間撹拌を継続した。
Synthesis Example 9
4 g of the polymer (b) synthesized in Synthesis Example 2 was weighed and dissolved in 40 g of methyl isobutyl ketone (MIBK) previously dehydrated with molecular sieves 4A, and placed in a 200 ml glass four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer. Prepared. Thereafter, 0.6 g of triethylamine was added, and then 0.57 g of methallylic acid chloride (CH 2 ═C (CH 3 ) COCl) was dropped from an addition funnel in an ice bath, and the mixture was sufficiently stirred for homogenization. . After stirring for 2 hours, the temperature was returned to room temperature. After completion of the dropwise addition, the temperature was raised to room temperature and stirring was continued for 4 hours.
反応後のMIBK溶液を分液漏斗に入れ、水洗、2%塩酸水洗浄、5%NaCl水洗浄、さらに水洗をくり返し、有機層を分取したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。 The MIBK solution after the reaction was placed in a separatory funnel, washed with water, washed with 2% hydrochloric acid, washed with 5% NaCl, and further washed with water. The organic layer was separated and dried over anhydrous magnesium sulfate.
その後、反応溶液をロータリーエバポレーターで濃縮後、キャスト法により溶媒を除去後、析出した固体を少量のアセトンに再度溶解させた。この溶液を十分に多量のn−ヘキサン中に再沈させることによりポリマーの精製を行った。この精製操作を合計3回繰り返し、粘調なポリマーを3.1g得た。このポリマーを19F−NMR、1H−NMR分析、IR分析により調べたところ、
合成例10
合成例9において、メタリル酸クロライドに代えてアクリル酸クロライドを0.48g用いた以外は同様にして反応を行い、つぎの式に示す不飽和基含有ポリマー(m:n=51:49)を3.2g得た。この不飽和基含有ポリマーをポリマー(b−A51)と称する。
Synthesis Example 10
In Synthesis Example 9, the reaction was carried out in the same manner except that 0.48 g of acrylic acid chloride was used instead of methallylic acid chloride, and an unsaturated group-containing polymer (m: n = 51: 49) represented by the following formula 3 0.2 g was obtained. This unsaturated group-containing polymer is referred to as polymer (b-A51).
合成例11
合成例3で得られたポリマー(c)を4g計量し、あらかじめモレキュラーシーブス4Aで脱水したメチルイソブチルケトン(MIBK)40gに溶解させ、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仕込んだ。その後、ピリジンを0.24g加えた後、滴下ロートより、2−フルオロアクリル酸フロライド(CH2=CFCOF)を0.25g、氷浴下で滴下し、十分に撹拌して均一化させた。2時間撹拌後、室温にもどした。さらに4時間撹拌を継続した。
Synthesis Example 11
4 g of the polymer (c) obtained in Synthesis Example 3 was weighed and dissolved in 40 g of methyl isobutyl ketone (MIBK) previously dehydrated with molecular sieves 4A, and a 100 ml glass four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer. Was charged. Thereafter, 0.24 g of pyridine was added, and then 0.25 g of 2 -fluoroacrylic acid fluoride (CH 2 = CFCOF) was added dropwise from an addition funnel in an ice bath, and the mixture was sufficiently stirred and homogenized. After stirring for 2 hours, the temperature was returned to room temperature. Stirring was continued for another 4 hours.
反応後のMIBK溶液を分液漏斗に入れ、水洗、2%塩酸水洗浄、5%NaCl水洗浄、さらに水洗をくり返し、有機層を分取したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。
その後、反応溶液をロータリーエバポレーターで濃縮後、キャスト法により溶媒を除去後、析出した固体を少量のアセトンに再度溶解させた。この溶液を十分に多量のn−ヘキサン中に再沈させることによりポリマーの精製を行った。この精製操作を合計3回繰り返し、粘調なポリマーを2.2g得た。このポリマーを19F−NMR、1H−NMR分析、IR分析により調べたところ、
Thereafter, the reaction solution was concentrated with a rotary evaporator, the solvent was removed by a casting method, and the precipitated solid was dissolved again in a small amount of acetone. The polymer was purified by reprecipitation of this solution in a sufficiently large amount of n-hexane. This purification operation was repeated a total of 3 times to obtain 2.2 g of a viscous polymer. When this polymer was examined by 19 F-NMR, 1 H-NMR analysis, and IR analysis,
合成例12
合成例11において、ポリマー(c)に代えてポリマー(d)を用い、ピリジンを0.32g、2−フルオロアクリル酸フロライドの量を0.31gとした以外は同様にして反応を行い、つぎの式に示す不飽和基含有ポリマー(m:n:o=22:23:55)を1.8g得た。この不飽和基含有ポリマーをポリマー(d−F22)と称する。
Synthesis Example 12
In Synthesis Example 11, the reaction was performed in the same manner except that the polymer (d) was used instead of the polymer (c), pyridine was 0.32 g, and the amount of 2-fluoroacrylic acid fluoride was 0.31 g. 1.8 g of unsaturated group-containing polymer (m: n: o = 22: 23: 55) represented by the formula was obtained. This unsaturated group-containing polymer is referred to as polymer (d-F22).
比較合成例1
合成例1で合成したポリマー(a)を4g計量し、あらかじめモレキュラーシーブス4Aで脱水したメチルイソブチルケトン(MIBK)40gに溶解させ、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仕込んだ。その後、ジブチルスズジラウリレートを0.004g加えた後、滴下ロートより、昭和電工(株)製のカレンズAOI(CH2=CHCOOCH2CH2NCO)(以下、AOIともいう)を1.51g、室温で滴下し、十分に撹拌して均一化させた。その後、45℃まで昇温し、6時間撹拌後、室温にもどした。IR測定により、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。
Comparative Synthesis Example 1
4 g of the polymer (a) synthesized in Synthesis Example 1 was weighed and dissolved in 40 g of methyl isobutyl ketone (MIBK) previously dehydrated with molecular sieves 4A, and placed in a 100 ml glass four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer. Prepared. Thereafter, 0.004 g of dibutyltin dilaurate was added, and then 1.51 g of Karenz AOI (CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 NCO) (hereinafter also referred to as AOI) manufactured by Showa Denko KK from a dropping funnel at room temperature. Was added dropwise and stirred well to make uniform. Then, it heated up to 45 degreeC, and returned to room temperature after stirring for 6 hours. By IR measurement, the absorption of -NCO derived from the isocyanate group of AOI disappeared, and the absorption of NH based on a urethane bond was newly observed, and it was confirmed that the reaction proceeded.
反応後のMIBK溶液をロータリーエバポレーターで濃縮後、キャスト法により溶媒を除去後、析出した固体を少量のアセトンに再度溶解させた。この溶液を十分に多量のn−ヘキサン中に再沈させることによりポリマーの精製を行った。この精製操作を合計3回繰り返し、粘調なポリマーを4.2g得た。 After the reaction, the MIBK solution was concentrated with a rotary evaporator, the solvent was removed by a casting method, and the precipitated solid was dissolved again in a small amount of acetone. The polymer was purified by reprecipitation of this solution in a sufficiently large amount of n-hexane. This purification operation was repeated a total of 3 times to obtain 4.2 g of a viscous polymer.
これらの後処理操作をすべて60℃を超えないようにして行った。以降の合成例に関してもすべて同様である。 All of these post-treatment operations were performed so as not to exceed 60 ° C. The same applies to the subsequent synthesis examples.
得られたポリマーを19F−NMR、1H−NMR分析、IR分析により調べたところ、
比較合成例2
合成例4で得られたポリマー(d)を5.1g計量し、あらかじめモレキュラーシーブス4Aで脱水したメチルイソブチルケトン(MIBK)40gに溶解させ、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仕込んだ。その後、ジブチルスズジラウレートを0.005g加えた後、滴下ロートより、昭和電工(株)製のカレンズMOI(CH2=C(CH3)COOCH2CH2NCO)を0.75g、室温で滴下し、十分に撹拌して均一化させた。その後、45℃まで昇温し、6時間撹拌後、室温にもどした。IR測定により、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。
Comparative Synthesis Example 2
Weighing 5.1 g of the polymer (d) obtained in Synthesis Example 4 and dissolving it in 40 g of methyl isobutyl ketone (MIBK) dehydrated in advance with Molecular Sieves 4A, a 100 ml glass bottle equipped with a stirrer and a thermometer. The flask was charged. Then, after adding 0.005 g of dibutyltin dilaurate, 0.75 g of Karenz MOI (CH 2 = C (CH 3 ) COOCH 2 CH 2 NCO) manufactured by Showa Denko KK was dropped from the dropping funnel at room temperature, Thoroughly stirred to homogenize. Then, it heated up to 45 degreeC, and returned to room temperature after stirring for 6 hours. By IR measurement, the absorption of -NCO derived from the isocyanate group of MOI disappeared, and the absorption of NH based on a urethane bond was newly observed, confirming that the reaction proceeded.
その後、反応溶液をロータリーエバポレーターで濃縮後、キャスト法により溶媒を除去後、析出した固体を少量のアセトンに再度溶解させた。この溶液を十分に多量のn−ヘキサン中に再沈させることによりポリマーの精製を行った。この精製操作を合計3回繰り返し、得られたポリマーの19F−NMR、1H−NMR分析、IR分析により分析したところ、
参考例1(ポリマーへの温度の影響)
合成例7で得られたポリマー(b−F50)を23℃、60℃および100℃の条件で保存して、一定時間ごとにIRで炭素−炭素二重結合の量を測定し、反応率を下式にて計算した。
Reference Example 1 (Effect of temperature on polymer)
The polymer (b-F50) obtained in Synthesis Example 7 was stored under conditions of 23 ° C., 60 ° C., and 100 ° C., and the amount of carbon-carbon double bonds was measured by IR at regular intervals to determine the reaction rate. Calculated by the following formula.
結果を図1にグラフとして示す。 The results are shown as a graph in FIG.
図1のグラフにおいて、23℃および60℃の保存条件においては反応率が抑えられ、100℃で保存したポリマーの反応率が大きく上昇しているのが分かる。反応率が上がることは、熱によって二重結合が反応し、ゲル化することを示している。ゲル化したポリマーは溶媒不溶となり、無溶剤硬化樹脂として組成物を調製することが困難となる。実際に100℃で72時間保持したポリマー(b−F50)はゲル化し、組成物を作製することができなかった。 In the graph of FIG. 1, it can be seen that the reaction rate is suppressed under the storage conditions of 23 ° C. and 60 ° C., and the reaction rate of the polymer stored at 100 ° C. is greatly increased. An increase in the reaction rate indicates that the double bond reacts with heat and gels. The gelled polymer becomes insoluble in the solvent, making it difficult to prepare a composition as a solvent-free cured resin. The polymer (b-F50) actually held at 100 ° C. for 72 hours gelled, and a composition could not be prepared.
参考例2(ポリマーのみの耐熱性評価)
エステル結合を介して不飽和基を有する本発明で用いるポリマー(a−F50)とウレタン結合を介して不飽和基を有する比較用のポリマー(U−a−AOI50)の耐熱性を熱重量計にて比較した。
Reference Example 2 (Evaluation of heat resistance of polymer only)
Heat resistance of the polymer (a-F50) used in the present invention having an unsaturated group via an ester bond and the comparative polymer (Ua-AOI50) having an unsaturated group via a urethane bond are measured using a thermogravimetric meter. And compared.
265℃の雰囲気に各サンプルを保持し、その30分後の質量減少量を測定し比較したところ、ポリマー(a−F50)は0.9質量%の減少であったのに対し、比較用のポリマー(U−a−AOI50)は4.3質量%の減少を示した。このことから、エステル結合を介して不飽和基を有する本発明で用いるポリマーが、耐熱性に優れていることが明確になった。 Each sample was held in an atmosphere of 265 ° C., and when the amount of mass loss after 30 minutes was measured and compared, the polymer (a-F50) was reduced by 0.9% by mass, whereas for comparison, The polymer (Ua-AOI50) showed a decrease of 4.3% by weight. From this, it became clear that the polymer used in the present invention having an unsaturated group via an ester bond is excellent in heat resistance.
実施例1
以下の配合に従って硬化性組成物を調製した。表1に各組成の配合量を示す。
ポリマー(a−F50) 50質量部
4FA(CH2=CHCOOCH2C2F4H) 30質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPA) 20質量部
ダロキュアMBF(チバスペシャリティケミカルズ社製) 4質量部
Example 1
A curable composition was prepared according to the following formulation. Table 1 shows the amount of each composition.
Polymer (a-F50) 50 parts by mass 4FA (CH 2 = CHCOOCH 2 C 2 F 4 H) 30 parts by mass Trimethylolpropane triacrylate (TMPA) 20 parts by mass Darocur MBF (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 4 parts by mass
ついで、調製した硬化前の組成物の25℃における液状組成物の外観(目視)および粘度を調べた。外観の評価基準を以下に示す。また、結果を表2に示す。 Next, the appearance (visual observation) and viscosity of the liquid composition at 25 ° C. of the prepared composition before curing were examined. Appearance evaluation criteria are shown below. The results are shown in Table 2.
(外観)
○:透明でかつ均一であり、550nmの光の透過率が80%以上である。
△:一部に白濁(ゲル状物)が認められる。
×:不透明、白濁。
(appearance)
○: Transparent and uniform, and the transmittance of light at 550 nm is 80% or more.
Δ: Partly cloudy (gel-like material) is observed.
X: Opaque and cloudy.
ついで、つぎの要領で硬化させて作製した硬化フィルムの外観、フッ素含有量、屈折率(n)、熱分解温度(Td)、光透過率可視(550nm)(T)、耐溶剤性(酢酸ブチル)および耐熱性(180℃)を調べた。結果を表2に示す。 Next, the appearance of the cured film prepared by curing in the following manner, fluorine content, refractive index (n), thermal decomposition temperature (Td), visible light transmittance (550 nm) (T), solvent resistance (butyl acetate) ) And heat resistance (180 ° C.). The results are shown in Table 2.
(硬化フィルムの作製)
ガラス板上に離型用のフッ素樹脂フィルムであるダイキン工業(株)製NF−0100(厚さ100μm)を敷き、アプリケーターを用いて膜厚が約100μmとなるように塗布し、さらに、離型用のフッ素樹脂フィルムであるダイキン工業(株)製NF−0100(厚さ100μm)を上部より重ねて、さらに厚さ1mmのスライドガラスを載せた後に、高圧水銀灯を用い、上部より、1500mJ/cm2Uの強度で紫外線を照射して硬化させた。その後、離型用のフッ素樹脂フィルムを剥がして、硬化フィルムを作製した。
(Production of cured film)
NF-0100 (thickness 100 μm) made by Daikin Industries, Ltd., which is a fluororesin film for mold release, is spread on a glass plate, and is applied using an applicator so that the film thickness is about 100 μm. NF-0100 (thickness: 100 μm) made by Daikin Industries, Ltd., which is a fluororesin film for use, is stacked from the top, and a slide glass with a thickness of 1 mm is further placed thereon. It was cured by irradiating with ultraviolet rays at an intensity of 2 U. Thereafter, the fluororesin film for release was peeled off to produce a cured film.
外観、耐溶剤性および耐熱性の評価基準を以下に示す。 The evaluation criteria for appearance, solvent resistance and heat resistance are shown below.
(外観)
○:透明でかつ均一である。
△:一部に白濁(にごり)が認められる。
×:不透明、白濁。
(appearance)
○: Transparent and uniform.
Δ: Some cloudiness is observed.
X: Opaque and cloudy.
(耐溶剤性)
○:目視で膨潤が見られない。
△:目視で膨潤が見られる。
×:溶解する。
(Solvent resistance)
○: No swelling is visually observed.
Δ: Swelling is visually observed.
X: Dissolve.
(耐熱性)
○:目視で変化が見られない。
△:目視でわずかな変色、濁りがみられる。
×:目視で明らかな変色、白濁、変形等が見られる。
(Heat-resistant)
○: No change is visually observed.
Δ: Slight discoloration and turbidity are observed visually.
X: Discoloration, white turbidity, deformation, etc. that are clearly visible are observed.
実施例2〜10
表1に示す配合に従って硬化性組成物を調製し、実施例1と同様に各種物性を測定した。結果を表2に示す。
Examples 2-10
A curable composition was prepared according to the formulation shown in Table 1, and various physical properties were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
比較例1〜2
表1に示す配合に従って硬化性組成物を調製し、実施例1と同様に各種物性を測定した。結果を表2に示す。
Comparative Examples 1-2
A curable composition was prepared according to the formulation shown in Table 1, and various physical properties were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
表1における略号は、以下の化合物である。 The abbreviations in Table 1 are the following compounds.
不飽和基含有ポリマー
a−F50:合成例5で合成したポリマー
a−F85:合成例6で合成したポリマー
b−F50:合成例7で合成したポリマー
b−F85:合成例8で合成したポリマー
b−M48:合成例9で合成したポリマー
b−A51:合成例10で合成したポリマー
c−F21:合成例11で合成したポリマー
d−F22:合成例12で合成したポリマー
U−a−AOI50:比較合成例1で合成したポリマー
U−d−MOI22:比較合成例2で合成したポリマー
Unsaturated group-containing polymer a-F50: polymer synthesized in Synthesis Example 5 a-F85: polymer synthesized in Synthesis Example 6 b-F50: polymer synthesized in Synthesis Example 7 b-F85: polymer synthesized in Synthesis Example 8 b -M48: Polymer synthesized in Synthesis Example 9 b-A51: Polymer synthesized in Synthesis Example 10 c-F21: Polymer synthesized in Synthesis Example 11 d-F22: Polymer synthesized in Synthesis Example 12 Ua-AOI50: Comparison Polymer synthesized in Synthesis Example 1 Ud-MOI22: Polymer synthesized in Comparative Synthesis Example 2
アクリル系単量体
4FA:CH2=CHCOOCH2C2F4H
8FMA:CH2=CCH3COOCH2C4F8H
HFIP−F:CH2=CFCOOC(CH3)2H
MMA:メチルメタクリレート
TMPA:トリメチロールプロパントリアクリレート
16HX−A:1,6−ヘキサメチレンジアクリレート
PETA:ペンタエスリトールテトラアクリレート
Acrylic monomer 4FA: CH 2 = CHCOOCH 2 C 2 F 4 H
8FMA: CH 2 = CCH 3 COOCH 2 C 4 F 8 H
HFIP-F: CH 2 = CFCOOC (CH 3) 2 H
MMA: Methyl methacrylate TMPA: Trimethylolpropane triacrylate 16HX-A: 1,6-hexamethylene diacrylate PETA: Pentaerythritol tetraacrylate
UV重合開始剤
ダロキュア:ダロキュアMBF(チバスペシャリティケミカルズ社製)
UV polymerization initiator Darocur: Darocur MBF (manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
実施例11
実施例2で調製した硬化性組成物を硬化させて得られた硬化フィルムについて、高温保持試験(260℃、5分間保持)前後の光透過率を測定した。結果を図2に示す。実線が試験前、破線が試験後のデータである。また、高温保持試験前後のフィルムの写真を図3に示す。
Example 11
About the cured film obtained by hardening the curable composition prepared in Example 2, the light transmittance before and behind a high temperature holding test (260 degreeC, 5 minute holding) was measured. The results are shown in FIG. The solid line is the data before the test, and the broken line is the data after the test. Moreover, the photograph of the film before and behind a high temperature holding test is shown in FIG.
図2および3から、本発明の組成物を硬化させて得られるフィルムは、非常に高い温度においても透明性を維持していることが分かる。 2 and 3, it can be seen that the film obtained by curing the composition of the present invention maintains transparency even at very high temperatures.
比較例3
比較例1で調製した硬化性組成物を硬化させて得られた硬化フィルムについて、高温保持試験(260℃、5分間保持)前後の光透過率を測定した。結果を図4に示す。実線が試験前、破線が試験後のデータである。また、高温保持試験前後のフィルムの写真を図5に示す。なお、図5では試験後のフィルムが黒くなっているが、実際は茶色に黄変していた。
Comparative Example 3
The cured film obtained by curing the curable composition prepared in Comparative Example 1 was measured for light transmittance before and after a high temperature holding test (260 ° C., holding for 5 minutes). The results are shown in FIG. The solid line is the data before the test, and the broken line is the data after the test. Moreover, the photograph of the film before and behind a high temperature holding test is shown in FIG. In FIG. 5, the film after the test was black, but it was actually yellowed to brown.
図4および5から、ウレタン結合を含むポリマーを用いた組成物を硬化させて得られるフィルムは、激しく黄変し、透過光強度も大きく減少していることが分かる。 4 and 5, it can be seen that the film obtained by curing a composition using a polymer containing a urethane bond is severely yellowed and the transmitted light intensity is greatly reduced.
実施例12
実施例2で調製した硬化性組成物を硬化させて得られた硬化フィルムについて、高温長期間保持試験(160℃、7日間保持)前後の光透過率を測定した。結果を図6に示す。実線が試験前、破線が試験後のデータである。
Example 12
The cured film obtained by curing the curable composition prepared in Example 2 was measured for light transmittance before and after a high-temperature long-term retention test (160 ° C., retained for 7 days). The results are shown in FIG. The solid line is the data before the test, and the broken line is the data after the test.
図6から、本発明の組成物を硬化させて得られるフィルムは、高い温度で長期間保持後においても高い透明性を維持していることが分かる。 FIG. 6 shows that the film obtained by curing the composition of the present invention maintains high transparency even after being held at a high temperature for a long time.
比較例4
比較例1で調製した硬化性組成物を硬化させて得られた硬化フィルムについて、高温長期間保持試験(160℃、7日間保持)前後の光透過率を測定した。結果を図7に示す。実線が試験前、破線が試験後のデータである。
Comparative Example 4
The cured film obtained by curing the curable composition prepared in Comparative Example 1 was measured for light transmittance before and after a high temperature long term retention test (160 ° C., retained for 7 days). The results are shown in FIG. The solid line is the data before the test, and the broken line is the data after the test.
図7から、ウレタン結合を含むポリマーを用いた組成物を硬化させて得られるフィルムは、高い温度で長期間保持すると、透明性が低下することが分かる。 From FIG. 7, it can be seen that the transparency of a film obtained by curing a composition using a polymer containing a urethane bond is lowered when it is kept at a high temperature for a long period of time.
Claims (9)
(b)不飽和カルボン酸またはその酸ハライドと
をエステル化反応に供して得られる不飽和基含有含フッ素重合体(I)が、アクリル系単量体(II)に溶解している耐熱性透明無溶剤型硬化性含フッ素樹脂組成物。 (A) Formula (1):
(B) A heat resistant transparent solution in which an unsaturated group-containing fluoropolymer (I) obtained by subjecting an unsaturated carboxylic acid or its acid halide to an esterification reaction is dissolved in an acrylic monomer (II) Solvent-free curable fluorine-containing resin composition.
CX11X12=CX13−(R3)c−COM
(式中、X11およびX12は同じかまたは異なり、フッ素原子または水素原子;X13は水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基;Mは−OHまたはハロゲン原子;R3は2価の有機基;cは0または1)で表わされる化合物である請求項1または2記載の樹脂組成物。 The unsaturated carboxylic acid (b) has the formula (4):
CX 11 X 12 = CX 13 - (R 3) c -COM
Wherein X 11 and X 12 are the same or different and are a fluorine atom or a hydrogen atom; X 13 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group; M is —OH or a halogen atom; 3. The resin composition according to claim 1, wherein 3 is a divalent organic group; c is a compound represented by 0 or 1).
CX11X12=CX13−(R3)c−COM
(式中、X11およびX12は同じかまたは異なり、フッ素原子または水素原子;X13は水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基;Mは−OHまたはハロゲン原子;R3は2価の有機基;cは0または1)で表わされる化合物である請求項4または5記載の製造方法。 The unsaturated carboxylic acid (b) has the formula (4):
CX 11 X 12 = CX 13 - (R 3) c -COM
Wherein X 11 and X 12 are the same or different and are a fluorine atom or a hydrogen atom; X 13 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group; M is —OH or a halogen atom; 6. The production method according to claim 4, wherein 3 is a divalent organic group; c is a compound represented by 0 or 1).
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