JP6555485B2 - 反応性シリコーン化合物を含む重合性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
このように、モノリシックレンズ、殊に高解像度カメラモジュール用レンズとして使用し得る光学特性(高屈折率、低アッベ数)、並びにはんだリフロー等の実装プロセスに適合する耐熱性(耐熱黄変性、クラック耐性)を満足する硬化性樹脂材料は未だなく、その開発が望まれていた。
(b)(メタ)アクリレート化合物1〜200質量部、及び
(c)5,000〜100,000の重量平均分子量を有するポリマー0.1〜50質量部
を含む重合性組成物に関する。
第2観点として、前記(c)ポリマーが、少なくとも式[3]で表されるモノマー単位を有するポリマーである、第1観点に記載の重合性組成物に関する。
第3観点として、前記(c)ポリマーが、さらに式[4]で表されるモノマー単位を有するポリマーである、第2観点に記載の重合性組成物に関する。
第4観点として、前記(c)ポリマーがポリ(スチレン−co−(メタ)アクリル酸メチル)である、第3観点に記載の重合性組成物に関する。
第5観点として、前記(b)(メタ)アクリレート化合物が、式[5]で表されるフルオレン化合物D、及び式[6]で表されるビスフェノール化合物Eからなる群から選ばれる少なくとも一種である、第1観点乃至第4観点のうち何れか一つに記載の重合性組成物に関する。
第6観点として、前記(b)(メタ)アクリレート化合物として、前記フルオレン化合物D及び前記ビスフェノール化合物Eの二種を少なくとも含む、第5観点に記載の重合性組成物に関する。
第7観点として、さらに(d)式[7]で表される基を有する化合物である光安定剤F、及び式[8]で表される基を有する化合物である酸化防止剤Gからなる群から選ばれる少なくとも一種の安定化剤0.01〜5質量部を含む、第1観点乃至第6観点のうち何れか一つに記載の重合性組成物に関する。
第8観点として、さらに(e)チオール化合物H及びジスルフィド化合物Iからなる群から選ばれる少なくとも一種の硫黄化合物0.01〜5質量部を含む、第1観点乃至第7観点のうち何れか一つに記載の重合性組成物に関する。
第9観点として、前記(a)反応性シリコーン化合物が、式[1]で表されるジアリールケイ酸化合物Aと、式[2]で表されるアルコキシケイ素化合物Bと、さらに式[9]で表されるアルコキシケイ素化合物Cとを少なくとも含む重縮合性化合物を、酸又は塩基の存在下重縮合して得られる反応性シリコーン化合物である、第1観点乃至第8観点のうち何れか一つに記載の重合性組成物に関する。
第10観点として、第1観点乃至第9観点のうち何れか一つに記載の重合性組成物を重合して得られる、硬化物に関する。
第11観点として、第1観点乃至第9観点のうち何れか一つに記載の重合性組成物を重合して得られる、光学レンズに関する。
第12観点として、第1観点乃至第9観点のうち何れか一つに記載の重合性組成物からなる高屈折率樹脂レンズ用材料に関する。
したがって、上記重合性組成物からなる本発明の高屈折率樹脂レンズ用材料は、高解像用モジュール用のレンズとして好適に使用することができる。
本発明は、(a)上記式[1]で表されるジアリールケイ酸化合物Aと、上記式[2]で表されるアルコキシケイ素化合物Bとを少なくとも含む重縮合性化合物を、酸又は塩基の存在下重縮合して得られる反応性シリコーン化合物100質量部、(b)(メタ)アクリレート化合物1〜200質量部、及び(c)5,000〜100,000の重量平均分子量を有するポリマー0.1〜50質量部を含む重合性組成物に関する。
本発明に用いられる(a)反応性シリコーン化合物は、特定構造のジアリールケイ酸化合物Aと、特定構造のアルコキシケイ素化合物Bとを少なくとも含む重縮合性化合物を、酸又は塩基の存在下重縮合して得られる化合物である。
以下、各成分の詳細を説明する。
[ジアリールケイ酸化合物A]
前記ジアリールケイ酸化合物Aは、下記式[1]で表される化合物である。
Ar1及びAr2が表す炭素原子数1乃至6のアルキル基で置換されていてもよいナフチル基としては、例えば、1−ナフチル基、2−ナフチル基、4−メチルナフタレン−1−イル基、6−メチルナフタレン−2−イル基等が挙げられる。
Ar1及びAr2が表す炭素原子数1乃至6のアルキル基で置換されていてもよいビフェニル基としては、例えば、[1,1’−ビフェニル]−2−イル基、[1,1’−ビフェニル]−3−イル基、[1,1’−ビフェニル]−4−イル基、が挙げられる。
前記アルコキシケイ素化合物Bは、下記式[2]で表される化合物である。
Ar3が表す重合性二重結合を有する基を少なくとも1つ有するナフチル基としては、例えば、4−ビニルナフタレン−1−イル基、5−ビニルナフタレン−1−イル基、6−ビニルナフタレン−2−イル基、4−アリルナフタレン−1−イル基、4−アリルオキシナフタレン−1−イル基、5−アリルオキシナフタレン−1−イル基、8−アリルオキシナフタレン−1−イル基、5−ビニルオキシナフタレン−1−イル基、5−アリルナフタレン−1−イル基、5−イソプロペニルナフタレン−1−イル基、6−ビニルナフタレン−2−イル基、6−アリルナフタレン−2−イル基等が挙げられる。
Ar3が表す重合性二重結合を有する基を少なくとも1つ有するビフェニル基としては、例えば、4’−ビニル−[1,1’−ビフェニル]−2−イル基、4’−ビニル−[1,1’−ビフェニル]−3−イル基、4’−ビニル−[1,1’−ビフェニル]−4−イル基、4’−ビニルオキシ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル基、4’−アリル−[1,1’−ビフェニル]−4−イル基、4’−アリルオキシ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル基、4’−イソプロペニル−[1,1’−ビフェニル]−4−イル基等が挙げられる。
本発明で使用する(a)反応性シリコーン化合物に用いる重縮合性化合物は、前述のジアリールケイ酸化合物A及びアルコキシケイ素化合物Bに加えて、特定構造のアルコキシケイ素化合物Cが含まれていてもよい。
中でも、Rfが式[10]で表される基であることが好ましい。
本発明で使用する(a)反応性シリコーン化合物に用いる重縮合性化合物は、前述のジアリールケイ酸化合物A、アルコキシケイ素化合物B及びアルコキシケイ素化合物C以外の、その他の重縮合性化合物が含まれていてもよい。
その他の重縮合性化合物としては、上記化合物A乃至化合物C以外の加水分解性シラン化合物など、これら化合物と重縮合可能な化合物であれば特に限定されない。
その他の重縮合性化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリメトキシ(メチル)シラン、トリメトキシ(ビニル)シラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル(トリメトキシ)シラン、トリメトキシ(フェニル)シラン、トリメトキシ(1−ナフチル)シラン、ジメトキシ(ジメチル)シラン、ジメトキシ(ジフェニル)シラン、ジメトキシ(メチル)(ビニル)シラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル(ジメトキシ)(メチル)シラン、ジメトキシ(メチル)(フェニル)シラン等が挙げられる。
上記(a)反応性シリコーン化合物としては、ジアリールケイ酸化合物Aとしてジフェニルシランジオールと、アルコキシケイ素化合物Bとして下記式[2a]で表される化合物とを、酸又は塩基の存在下重縮合して得られる反応性シリコーン化合物が好ましい。また、ジアリールケイ酸化合物Aとしてジフェニルシランジオールと、アルコキシケイ素化合物Bとして下記式[2a]で表される化合物と、アルコキシケイ素化合物Cとして下記式[9a]で表される化合物とを、酸又は塩基の存在下重縮合して得られる反応性シリコーン化合物が好ましい。
上述の反応性シリコーン化合物に用いる式[1]で表されるジアリールケイ酸化合物Aと、式[2]で表されるアルコキシケイ素化合物Bの重縮合反応にかかる配合モル比は特に限定されないが、ブロックコポリマー化を防ぐ目的から、通常、ジアリールケイ酸化合物A:アルコキシケイ素化合物B=2:1〜1:2の範囲が好ましい。より好ましくは1.1:0.9〜0.9:1.1の間で配合される範囲である。
なお、重縮合性化合物として上記化合物A及び化合物Bに加えて、式[9]で表されるアルコキシケイ素化合物Cを含む場合、その配合モル比は特に限定されないが、上記目的から、通常、ジアリールケイ酸化合物A:アルコキシケイ素化合物B及びC=2:1〜1:2の範囲が好ましい。より好ましくは1.1:0.9〜0.9:1.1の間で配合される範囲である。また、通常、アルコキシケイ素化合物B:アルコキシケイ素化合物C=99.9:0.1〜90:10の範囲が好ましい。
さらに、重縮合性化合物として上記化合物A乃至化合物C以外の、その他の重縮合性化合物を含む場合、その配合割合は特に限定されないが、通常、アルコキシケイ素化合物Bに対して50モル%以下が好ましい。
式[1]で表されるジアリールケイ酸化合物Aと、式[2]で表されるアルコキシケイ素化合物B(及び所望により、式[9]で表されるアルコキシケイ素化合物C及び/又はその他の重縮合性化合物)との重縮合反応は、酸又は塩基性触媒の存在下で好適に実施される。
重縮合反応に用いる触媒は、後述の溶媒に溶解する、又は均一分散する限りにおいては特にその種類は限定されず、必要に応じて適宜選択して用いることができる。
用いることのできる触媒としては、例えば、酸性化合物として、B(OR)3、Al(OR)3、Ti(OR)4、Zr(OR)4等;塩基性化合物として、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アンモニウム塩、アミン類等;フッ化物塩として、NH4F、NR4F等が挙げられる。なお、ここでRは、水素原子、炭素原子数1乃至12の直鎖状アルキル基、炭素原子数3乃至12の分枝状アルキル基、炭素原子数3乃至12の環状アルキル基からなる群から選ばれる一種以上の基である。
触媒の使用量は、上記ジアリールケイ酸化合物とアルコキシケイ素化合物との合計質量に対し、0.01〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%である。触媒の使用量を0.01質量%以上とすることで反応がより良好に進行する。また、経済性を考慮すれば、10質量%以下の使用で十分である。
本発明にかかる反応性シリコーン化合物は、アルコキシケイ素化合物の構造が一つの特徴となっている。本発明に用いられるアルコキシケイ素化合物に含まれる反応性基(重合性二重結合)は、ラジカル的又はイオン(アニオン、カチオン)的に容易に重合し、重合後(硬化後)は高い耐熱性を示す。
このようなアルコキシケイ素化合物とジアリールケイ酸化合物とを重縮合させ、耐熱性の高いシリコーン化合物とするとき、生成物が液体状態を保つよう、適度な重合度で反応を停止させる必要がある。なお本発明で用いるアルコキシケイ素化合物は積極的に加水分解しないことから、ジアリールケイ酸化合物との重縮合反応が穏やかであり、重合度を制御しやすい特徴がある。
アルコキシケイ素化合物とジアリールケイ酸化合物の脱アルコールによる重縮合反応は、無溶媒下で行うことも可能だが、後述するトルエンなどのアルコキシケイ素化合物に対して不活性な溶媒を反応溶媒として用いることも可能である。無溶媒の場合は、反応副生成物であるアルコールの留去が容易になるという利点がある。一方、反応溶媒を用いる場合は、反応系を均一にしやすく、より安定した重縮合反応を行えるという利点がある。
このような反応溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール等のグリコール類;エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、ジエチルセロソルブ、ジエチルカルビトール等のグリコールエーテル類;N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)等のアミド類などが挙げられる。これら溶媒は、一種単独で、又は二種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、トルエンが好ましい。
反応時間は、重縮合物の分子量増加が終了し、分子量分布が安定するのに必要な時間以上なら、特に制限は受けず、より具体的には数時間から数日間である。
本発明の重合性組成物に含まれる(b)(メタ)アクリレート化合物は、好ましくは下記式[5]で表されるフルオレン化合物D、及び下記式[6]で表されるビスフェノール化合物Eからなる群から選ばれる少なくとも一種である。なお、本明細書において(メタ)アクリレートとは、アクリレートとメタクリレートの双方を指す。
前記フルオレン化合物Dは、下記式[5]で表される化合物である。
L1及びL2が表す置換基を有していてもよいナフタレンジイル基としては、例えば、ナフタレン−1,4−ジイル基、ナフタレン−1,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基等が挙げられる。
前記ビスフェノール化合物Eは、下記式[6]で表される化合物である。
本発明の重合性組成物に含まれる(b)(メタ)アクリレート化合物は、前述のフルオレン化合物D、及びビスフェノール化合物Eからなる群から選ばれる少なくとも一種を単独で、また二種以上を混合して用いてもよい。
(b)(メタ)アクリレート化合物として上記化合物D乃びEの二種以上を混合して用いる場合、前述のフルオレン化合物Dを必須の化合物として含むことが好ましく、フルオレン化合物Dとビスフェノール化合物Eの二種を少なくとも含みて用いることが好ましい。
二種以上を混合して用いる場合、例えばフルオレン化合物Dとビスフェノール化合物Eとを混合して用いる場合、これらは質量比で、フルオレン化合物D:ビスフェノール化合物E=20:1〜1:1とすることが好ましく、10:1〜2:1とすることがより好ましい。
本発明の重合性組成物に含まれる(c)ポリマーは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwが5,000〜100,000、好ましくは10,000〜80,000、より好ましくは20,000〜60,000のポリマーである。
また、少なくとも式[3]で表されるモノマー単位又は式[4]で表されるモノマー単位を有するポリマーが好ましく、少なくとも式[3]で表されるモノマー単位及び式[4]で表されるモノマー単位を有するポリマーがより好ましい。
中でも、スチレン系ポリマーが好ましく、ポリスチレン、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体がより好ましい。
本発明の重合性組成物には、前述の(a)反応性シリコーン化合物、(b)(メタ)アクリレート化合物及び(c)ポリマーに加えて、(d)成分として、光安定剤F及び酸化防止剤Gからなる群から選ばれる少なくとも一種の安定化剤を含んでいてもよい。
本発明に用いられる(d)成分のうち、光安定剤Fは下記式[7]で表される基を有する化合物である。
本発明に用いられる(d)成分のうち、酸化防止剤Gは下記式[8]で表される基を有する化合物である。
このような式[8]で表される基としては、例えば、3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル基、3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル基、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル基等が挙げられる。
なお本発明において、(d)成分は光安定剤Fを一種単独で又は二種以上を混合して用いてよく、或いは酸化防止剤Gを一種単独で又は二種以上を混合して用いてよく、或いは
一種以上の光安定剤Fと一種以上の酸化防止剤Gとを混合して用いてもよい。(d)成分として複数種の化合物を用いる場合、上記配合量は用いた複数種の化合物の合計が上記の範囲となる。
本発明の重合性組成物には、前述の(a)反応性シリコーン化合物、(b)(メタ)アクリレート化合物及び(c)ポリマー、又は上記(a)成分乃至(d)成分に加えて、(e)成分としてチオール化合物H、及びジスルフィド化合物Iからなる群から選ばれる少なくとも一種の硫黄化合物を含んでいてもよい。
本発明に用いられる(e)成分のうち、チオール化合物Hとしては、例えば、メルカプト酢酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸=4−メトキシブチル、3−メルカプトプロピオン酸=2−エチルヘキシル、3−メルカプトプロピオン酸n−オクチル、3−メルカプトプロピオン酸ステアリル、1,4−ビス(3−メルカプトプロピオニルオキシ)ブタン、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、トリメチロールエタントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールエタントリス(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)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリトリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリトリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、ジペンタエリトリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリトリトールヘキサキス(3−メルカプトブチレート)、トリス〔2−(3−メルカプトプロピオニルオキシ)エチル〕イソシアヌレート、トリス〔2−(3−メルカプトブチリルオキシ)エチル〕イソシアヌレート等のメルカプトカルボン酸エステル類;エチルメルカプタン、1,2−ジメルカプトエタン、1,3−ジメルカプトプロパン、tert−ブチルメルカプタン、n−ドデカンチオール、tert−ドデカンチオール等のメルカプトアルカン類;2−メルカプトエタノール、4−メルカプト−1−ブタノール等のメルカプトアルコール類;チオフェノール、ベンジルチオール、m−トルエンチオール、p−トルエンチオール、2−ナフタレンチオール、2−ピリジルチオール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール等の含芳香環メルカプタン類;(γ―メルカプトプロピル)トリメトキシシラン、(γ―メルカプトプロピル)トリエトキシシラン等のシラン含有チオール類などが挙げられる。中でも、メルカプトアルカン類が好ましく、n−ドデカンチオールがより好ましい。
本発明に用いられる(e)成分のうち、ジスルフィド化合物Iとしては、例えば、ジエチルジスルフィド、ジプロピルジスルフィド、ジイソプロピルジスルフィド、ジブチルジスルフィド、ジ−tert−ブチルジスルフィド、ジペンチルジスルフィド、ジイソペンチルジスルフィド、ジヘキシルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド、ジデシルジスルフィド、ジ−tert−ドデシルジスルフィド、ビス(2−ヒドロキシエチル)ジスルフィド、ビス(2,2−ジエトキシエチル)ジスルフィド等のアルキルジスルフィド類;ジフェニルジスルフィド、ジトリルジスルフィド、ジベンジルジスルフィド、2,2’−ジピリジルジスルフィド、2,2’−ジベンゾイミダゾリルジスルフィド、2,2’−ジベンゾチアゾリルジスルフィド等の含芳香環ジスルフィド類;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド等のチウラムジスルフィド類などが挙げられる。中でも、アルキルジスルフィド類が好ましく、ジデシルジスルフィドがより好ましい。
なお本発明において、(e)成分はチオール化合物Hを一種単独で又は二種以上を混合して用いてよく、或いはジスルフィド化合物Iを一種単独で又は二種以上を混合して用いてよく、或いは一種以上のチオール化合物Hと一種以上のジスルフィド化合物Iとを混合して用いてもよい。(e)成分として複数種の化合物を用いる場合、上記配合量は用いた複数種の化合物の合計が上記の範囲となる。
本発明の重合性組成物には、上記(a)成分乃至(c)成分、又は上記(a)成分乃至(e)成分に加えて、(f)重合開始剤を含んでいてもよい。重合開始剤としては、熱重合開始剤及び光重合開始剤の何れも使用することができる。
市販されているアゾ系熱重合開始剤としては、例えば、V−30、V−40、V−59、V−60、V−65、V−70[以上、和光純薬工業(株)製]等を挙げることができる。
また市販されている有機過酸化物系熱重合開始剤としては、例えば、パーカドックス(登録商標)CH、同BC−FF、同14、同16、トリゴノックス(登録商標)22、同23、同121、カヤエステル(登録商標)P、同O、カヤブチル(登録商標)B[以上、化薬アクゾ(株)製]、パーヘキサ(登録商標)HC、パークミル(登録商標)H、パーオクタ(登録商標)O、パーヘキシル(登録商標)O、同Z、パーブチル(登録商標)O、同Z[以上、日油(株)製]等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
特に、光開裂型の光ラジカル重合開始剤が好ましい。光開裂型の光ラジカル重合開始剤については、最新UV硬化技術(159頁、発行人:高薄一弘、発行所:(株)技術情報協会、1991年発行)に記載されているものが挙げられる。
また市販されている光ラジカル重合開始剤としては、例えば、IRGACURE(登録商標)184、同369、同651、同500、同819、同907、同784、同2959、同CGI1700、同CGI1750、同CGI1850、同CG24−61、同TPO、Darocur(登録商標)1116、同1173[以上、BASFジャパン(株)製]、ESACURE KIP150、同KIP65LT、同KIP100F、同KT37、同KT55、同KTO46、同KIP75[以上、ランベルティ社製]等を挙げることができる。
本発明の重合性組成物には、重合性組成物のハンドリングを向上させる目的で、前述の(a)反応性シリコーン化合物、(b)(メタ)アクリレート化合物及び(c)ポリマー、又は上記(a)成分乃至(f)成分に加えて、(g)成分として、希釈剤を含んでいてもよい。前記希釈剤としては、重合性二重結合を有する基を少なくとも1つ有し、かつ、25℃における粘度が500mPa・s以下、より好ましくは100mPa・s以下の化合物を使用することが好ましい。
さらに、本発明の重合性組成物には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、反応性希釈剤、連鎖移動剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、レベリング剤、消泡剤、密着性向上剤等のその他の成分を適宜添加してもよい。
本実施の形態の重合性組成物の調製方法は、特に限定されない。調製法としては、例えば、(a)成分乃至(c)成分及び必要に応じて(d)成分乃至(g)成分を所定の割合で混合し、所望によりその他添加剤をさらに添加して混合し、均一な溶液とする方法、又はこれらの成分に加え更に慣用の溶剤を使用する方法等が挙げられる。
本発明は、また上記重合性組成物を熱又は光重合して得られる硬化物に関する。
熱重合における加熱条件としては、特に限定されないが、通常、50〜300℃、1〜120分間の範囲から適宜選択される。また、加熱手段としては、特に限定されないが、例えば、ホットプレート、オーブン等が挙げられる。
光重合に用いる活性光線としては、例えば、紫外線、電子線、X線等が挙げられる。紫外線照射に用いる光源としては、太陽光線、ケミカルランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、UV−LED等が使用できる。また、光重合後、必要に応じてポストベークを行うことにより、具体的にはホットプレート、オーブン等を用いて、通常、50〜300℃で1〜120分間加熱することにより重合を完結させることができる。
本発明の重合性組成物は、例えば、圧縮成形(インプリント等)、注型、射出成形、ブロー成形などの慣用の成形法を使用することによって、硬化物の形成と並行して各種成形体を容易に製造することができる。こうして得られる成形体(例えば光学レンズ)も本発明の対象である。
成形体を製造する方法としては、例えば、下面モールド又は支持体と、上面モールドとの間に前述の本発明の重合性組成物を充填する工程、当該充填された組成物を加熱して熱重合する工程、熱重合物をモールドから離型する工程、を含む製造方法が好ましい。
上記加熱して熱重合する工程は、前述の<<硬化物>>に示す条件を適用して実施することができる。
このような方法によって製造された成形体は、カメラ用モジュールレンズとして好適に使用することができる。
なお、実施例において、試料の調製及び物性の分析に用いた装置及び条件は、以下の通りである。
装置:日本電子(株)製 JNM−ECX300
測定溶媒:CDCl3
基準物質:テトラメチルシラン(0.00ppm)
(2)ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)
装置:(株)島津製作所製 GPCシステム
カラム:昭和電工(株)製 Shodex(登録商標)GPC KF−804L、GPC KF−803L
カラム温度:40℃
溶媒:テトラヒドロフラン
検出器:UV(254nm)
検量線:標準ポリスチレン
(3)ミックスローター
装置:アズワン(株)製 MRC−5
(4)撹拌脱泡機
装置:(株)シンキー製 自転・公転ミキサー あわとり練太郎(登録商標)ARE−310
(5)屈折率nD、アッベ数νD
装置:(株)アタゴ製 多波長アッベ屈折計DR−M4
測定温度:20℃
中間液:モノブロモナフタレン
(6)ヘーズ
装置:(有)東京電色製 分光式測色ヘーズメーターTC−1800H
リファレンス:空気
(7)リフロー炉
装置:(株)シンアペックス製 卓上型リフロー炉STR−3100
(8)光線透過率
装置:(株)島津製作所製 紫外可視分光光度計UV−3100
BnA:ベンジルアクリレート[大阪有機化学工業(株)製 ビスコート#160]
BPEA:エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(エトキシ基4mol付加)[新中村化学工業(株)製 NKエステルA−BPE−4]
FDA:ビスアリールフルオレンジアクリレート[大阪ガスケミカル(株)製 オグソール(登録商標)EA−F5503]
HDDA:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート[大阪有機化学工業(株)製 ビスコート#230]
NPGDA:ネオペンチルグリコールジアクリレート[日本化薬(株)製 KAYARAD(登録商標)NPGDA]
TMP3A:トリメチロールプロパントリアクリレート[新中村化学工業(株)製 NKエステルA−TMPT]
MS37:メタクリル酸メチル−スチレン共重合体[根上工業(株)製 MS3703、共重合モル比:メタクリル酸メチル/スチレン=30/70、Mw:36,000]
MS55:メタクリル酸メチル−スチレン共重合体[根上工業(株)製 MS5503、共重合モル比:メタクリル酸メチル/スチレン=50/50、Mw:40,000]
MS82:メタクリル酸メチル−スチレン共重合体[根上工業(株)製 MS8203、共重合モル比:メタクリル酸メチル/スチレン=80/20、Mw:40,000]
PS:ポリスチレン[根上工業(株)製 MS0103、Mw:32,000]
凝縮器を備えた200mLのナス型フラスコに、ジフェニルシランジオール[東京化成工業(株)製]43.3g(0.200mol)、トリメトキシ(4−ビニルフェニル)シラン[信越化学工業(株)製]44.0g(0.196mol)、トリメトキシ(3,3,3−トリフルオロプロピル)シラン[信越化学工業(株)製]0.873g(0.004mol)、及びトルエン35gを仕込み、窒素バルーンを用いてフラスコ中の空気を窒素で置換した。この反応混合物を50℃に加熱後、水酸化バリウム一水和物[アルドリッチ社製]38mg(0.2mmol)を添加した。そのまま50℃で1時間撹拌した後、さらに85℃で5時間撹拌して脱アルコール縮合を行った。反応混合物を室温(およそ25℃)まで冷却し、孔径0.2μmのメンブレンフィルターを用いて不溶物を除去した。ロータリーエバポレーターを用いて、この反応混合物からトルエン及び副生成物のメタノールを50℃で減圧留去することで、無色透明油状物の反応性含フッ素シリコーン化合物74.9gを得た。
得られた反応性含フッ素シリコーン化合物の1H NMRスペクトルを図1に示す。また、GPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは1,400、分散度Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)は1.3であった。
凝縮器を備えた1Lのナス型フラスコに、ジフェニルシランジオール[東京化成工業(株)製]177g(0.80mol)、トリメトキシ(4−ビニルフェニル)シラン[信越化学工業(株)製]179g(0.80mol)、及びトルエン141gを仕込み、窒素バルーンを用いてフラスコ中の空気を窒素で置換した。この反応混合物を50℃に加熱後、水酸化バリウム一水和物[アルドリッチ社製]0.303g(1.6mmol)を添加し、さらに50℃で2日間撹拌して脱アルコール縮合を行った。反応混合物を室温(およそ25℃)まで冷却し、孔径0.2μmのメンブレンフィルターを用いて不溶物を除去した。ロータリーエバポレーターを用いて、この反応混合物からトルエン及び副生成物のメタノールを50℃で減圧留去することで、無色透明油状物の反応性シリコーン化合物305gを得た。
得られた反応性シリコーン化合物の1H NMRスペクトルを図2に示す。また、GPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは1,500、分散度Mw/Mnは1.3であった。
(メタ)アクリレート化合物としてFDA 32.5質量部、及びBPEA 10質量部、ポリマーとしてMS82 3質量部、安定化剤として3,9−ビス(2−(3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ)−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキソスピロ[5.5]ウンデカン[住友化学(株)製 SUMILIZER(登録商標)GA−80]0.5質量部、並びに希釈剤としてNPGDA 4.5質量部を、ミックスローターを使用して50℃で均一になるまで混合した(およそ24時間)。この混合物へ、反応性シリコーン化合物として実施例1で製造したF−SC 50質量部、硫黄化合物としてジデシルジスルフィド[東京化成工業(株)製]0.5質量部、並びに重合開始剤として2,4,4−トリメチルペンタン−2−イル=ペルオキシ−2−エチルヘキサノエート[日本油脂(株)製 パーオクタ(登録商標)O]3質量部を加え、均一になるまでおよそ30分間2000rpmで撹拌脱泡することで重合性組成物1を調製した。
各組成を表1に記載のように変更した以外は実施例1と同様に操作し、重合性組成物2乃至9を調製した。
[硬化物の作製]
表2に記載の重合性組成物を、800μm厚のシリコーンゴム製スペーサーとともに、離型処理したガラス基板2枚で挟み込んだ。この挟み込んだ重合性組成物を、130℃のオーブンで15分間加熱し、室温(およそ25℃)まで冷却後、硬化物をガラス基板から剥離することで、直径30mm、厚さ800μmの硬化物を作製した。
[光学特性評価]
得られた硬化物のD線(波長589nm)における屈折率nD、アッベ数νD及びヘーズ(HAZE)を測定した。また、得られた硬化物について、リフロー炉を用いた加熱試験前後の波長400nmの光線透過率をそれぞれ測定し、加熱による透過率の低下を評価した。なお、加熱試験は、1)260℃まで3分間で昇温、2)260℃で20秒間保持、3)50℃まで放冷、の3ステップを3回繰り返した。結果を表2に併せて示す。
[クラック耐性評価]
上記[硬化物の作製]に記載の方法に準じ、直径5mm、厚さ800μmの硬化物を作製した。この硬化物5つをリフロー炉で加熱し、加熱後にクラックの入った硬化物の数でクラック耐性を評価した。なお、加熱は、1)260℃まで3分間で昇温、2)260℃で20秒間保持、3)50℃まで放冷、の3ステップで行った。結果を表2に併せて示す。
一方、特定のポリマーを添加しない硬化物(比較例2)にあっては、クラック耐性が低くはんだリフロー工程に耐えられないことが確認された。
このように、本発明の重合性組成物は、優れた光学活性及び耐熱性を兼ね備えた硬化物を得ることができることから、例えばキャスティング成形による厚いカメラ用モジュールレンズの材料として、特に好適に使用できる。
Claims (11)
- (a)式[1]で表されるジアリールケイ酸化合物Aと、式[2]で表されるアルコキシケイ素化合物Bとを少なくとも含む重縮合性化合物の混合物を、酸又は塩基の存在下重縮合して得られる反応性シリコーン化合物100質量部、
(b)(メタ)アクリレート化合物1〜200質量部、及び
(c)5,000〜100,000の重量平均分子量を有し、式[3]で表されるモノマー単位と式[4]で表されるモノマー単位を、モル比で100:0〜20:80の割合で含むポリマー0.1〜50質量部
を含む重合性組成物。
- 前記式[3]中、Ar 4 がフェニル基である、請求項1に記載の重合性組成物。
- 前記(c)ポリマーがポリ(スチレン−co−(メタ)アクリル酸メチル)である、請求項2に記載の重合性組成物。
- 前記(b)(メタ)アクリレート化合物が、式[5]で表されるフルオレン化合物D、及び式[6]で表されるビスフェノール化合物Eからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1乃至請求項3のうち何れか一項に記載の重合性組成物。
- 前記(b)(メタ)アクリレート化合物として、前記フルオレン化合物D及び前記ビスフェノール化合物Eの二種を少なくとも含む、請求項4に記載の重合性組成物。
- さらに(e)チオール化合物H及びジスルフィド化合物Iからなる群から選ばれる少なくとも一種の硫黄化合物0.01〜5質量部を含む、請求項1乃至請求項6のうち何れか一項に記載の重合性組成物。
- 請求項1乃至請求項8のうち何れか一項に記載の重合性組成物を重合して得られる、硬化物。
- 請求項1乃至請求項8のうち何れか一項に記載の重合性組成物を重合して得られる、光学レンズ。
- 請求項1乃至請求項8のうち何れか一項に記載の重合性組成物からなる高屈折率樹脂レンズ用材料。
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