JPH04356443A - フッ素含有(メタ)アクリル酸エステル、その製造方法およびその硬化物 - Google Patents

フッ素含有(メタ)アクリル酸エステル、その製造方法およびその硬化物

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JPH04356443A
JPH04356443A JP3105111A JP10511191A JPH04356443A JP H04356443 A JPH04356443 A JP H04356443A JP 3105111 A JP3105111 A JP 3105111A JP 10511191 A JP10511191 A JP 10511191A JP H04356443 A JPH04356443 A JP H04356443A
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JP
Japan
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meth
fluorine
cured
formula
acrylic acid
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Pending
Application number
JP3105111A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsunori Shimura
克則 志村
Minoru Yokoshima
実 横島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kayaku Co Ltd filed Critical Nippon Kayaku Co Ltd
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Publication of JPH04356443A publication Critical patent/JPH04356443A/ja
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱、紫外線、放射線、
ラジカル開始剤の存在下で容易に重合しうる新規な(メ
タ)アクリル酸エステル、その製造方法及びその硬化物
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりよく知られている(メタ)アク
リル酸エステルとしては、例えばメチル(メタ)アクリ
レート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)
アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2−
エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)ア
クリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロー
ルプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリス
リトールヘキサアクリレート、ジシクロペンタニル(メ
タ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート
等が挙げられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの(メタ)アク
リル酸エステルは、紫外線硬化型樹脂あるいは電子線硬
化型樹脂素材として多方面に使用されているが、いずれ
も(メタ)アクリル酸エステルそのものの20℃に於け
る屈折率が1.404以上であり、屈折率1.404以
下の硬化物を与えることは出来ない。
【0004】一方、例えば急速に普及しつつある光ファ
イバーは、無機ガラス系と合成樹脂系に分けることがで
きるが、両系とも透明性に富んだ、屈折率の高い芯(コ
ア)部分と屈折率の低い鞘(クラッド)部分から成り立
っている。近年、クラッド材として、その生産性、安全
性、経済性の利点から紫外線硬化型樹脂が使用され始め
たが、クラッド材としての性能上、より屈折率の低い硬
化物を与える樹脂が要求されてきている。そのほかにも
、高屈折率素材と亭屈折率素材の特性を生かしたホログ
ラムや各種レンズなどの光学的分野で、より屈折率の低
い硬化物を与える紫外線硬化型樹脂が要求されてきてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、特に光ファイバーのクラッド材用の紫外線硬化型
樹脂組成物の構成成分として有用である、従来よりよく
知られている(メタ)アクリル酸エステルより屈折率の
低い新規なフッ素含有(メタ)アクリル酸エステルを提
供することに成功し本発明を完成した。
【0006】すなわち、本発明は、 1  一般式(1)
【0007】
【化4】
【0008】および/または、一般式(2)
【0009
】
【化5】
【0010】(但し、R1 はCn F2n+1−(−
CH2 −)a −,Cn F2n+1−(−CH2 
− )a−O−またはH−(−CF2 CF2 −)b
 −(−CH2 −)c −O−でありR2 はHまた
はCH3 であり、nは1〜10の整数、aは0,1ま
たは2,bは1〜5の整数、cは0または1である。)
で表されるフッ素含有(メタ)アクリル酸エステル。 2  一般式(3)
【0011】
【化6】
【0012】(但し、R1 は前記と同じ意味を示す。 )で表されるフッ素含有モノエポキシ化合物と(メタ)
アクリル酸を反応させることを特徴とする第1項記載の
(メタ)アクリル酸エステルの製造方法。 3  第1項記載の(メタ)アクリル酸エステルの硬化
物。に関する。本発明の(メタ)アクリル酸エステルは
、その低屈折性を生かして、他の光学的用途向けの紫外
線硬化型樹脂組成物の構成成分として利用することもで
きる。また、本発明の(メタ)アクリル酸エステルは、
分子中に水酸基をひとつ有する化合物であるので、この
水酸基を他の化合物(例えば、有機ポリイソシアネート
)と反応させることにより新たな素材を提供することも
できる。
【0013】本発明のフッ素含有(メタ)アクリル酸エ
ステルは、一般式(3)で表されるフッ素含有モノエポ
キシ化合物とアクリル酸あるいはメタクリル酸とを反応
させることにより得ることができる。一般式(3)で表
される化合物の具体例としては、3−(パーフルオロ−
n−ブチル)−プロペノキシド、3−(パーフルオロ−
n−ヘキシル)−プロペノキシド、3−(パーフルオロ
−n−オクチル)−プロペノキシド、1.1−ジヒドロ
パーフルオロ−n−オクチルグリシジルエーテル、1.
1.2.2−テトラヒドロパーフルオロ−n−オチクル
グリシジルエーテル、2−ヒドロパーフルオロエチルグ
リシジルエーテル、
【0014】
【化7】
【0015】
【化8】
【0016】等が挙げられる。一般式(3)で表される
化合物と(メタ)アクリル酸の反応に用いられる触媒と
しては、公知の例えば、メチルトリエチルアンモニウム
クロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド等の
四級アンモニウム塩、トリフェニルスチビン、トリエチ
ルアミン、ベンジルジメチルアミン、2.4.6−トリ
(ジメチルアミノ)フェノール等が挙げられる。触媒の
添加量は、反応混合物に対して0.001〜5.0wt
%が好ましく、特に0.01〜2.0wt%が好ましい
。
【0017】一般式(3)で表される化合物1モルに対
して、アクリル酸又はメタクリル酸を0.9〜5モル用
いるのが好ましく、特に1〜2モル用いるのが好ましい
。
【0018】一般式(3)で表される化合物と(メタ)
アクリル酸との反応温度は、50〜200℃が好ましく
、特に70〜120℃が好ましい。また、反応時間は3
〜48時間が好ましく、特に7〜24時間が好ましい。
【0019】反応時の重合防止のために重合禁止剤、例
えばハイドロキノン、メ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、フェノチアジン等を添加す
るのが好ましい。添加量は、反応混合物に対して0.0
01〜5.0wt%が好ましく、特に0.01〜0.5
wt%が好ましい。
【0020】上記の反応により得られる生成物は、通常
一般式(1)および一般式(2)で表される(メタ)ア
クリル酸エステルの混合物となる。このようにして得ら
れた本発明の(メタ)アクリル酸エステルは、必要に応
じ過剰のアクリル酸又はメタクリル酸あるいは触媒等を
除くために、一度ベンゼン、トルエン、モノクロルベン
ゼン等非水系溶剤に溶解され、水酸化ナトリウム、炭酸
ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等アルカリの水溶液で
よく洗浄される。その後溶媒を充分留去すると、より不
純物が少なく屈折率の低い(メタ)アクリル酸エステル
が得られる。また場合によっては、減圧蒸留により精製
あるいはそれぞれの成分に分溜されて用いられることも
ある。
【0021】本発明の(メタ)アクリル酸エステルは、
公知のラジカル硬化システムにより硬化物を与える。例
えば、ベンゾフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン等の公知の光ラジカル重合開始剤を0.
01〜10wt%添加し紫外線を照射することにより硬
化物を与える。また、電子線硬化システムあるいは過酸
化物硬化システムでも、硬化物を得ることができる。得
られた硬化物はいずれも一般に知られている(メタ)ア
クリル酸エステルから得られたものより屈折率が低い。
【0022】
【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。実施例において部は重量部を意味する。 合成の実施例 実施例1 攪はん機、温度計、凝縮器のついた1リットル反応器に
、3−(パーフルオロ−n−ヘキシル)−プロペノキシ
ド376.0部、アクリル酸86.5部、テトラメチル
アンモニウムクロライド2.3部、ハイドロキノンモノ
メチルエーテル0.23部を仕込み、徐々に加熱して9
0〜95℃とし、同温度で15時間攪はんした後、室温
まで冷却した。得られた反応液をトルエン1500ml
に溶解し、15%炭酸ナトリウム水溶液で3回、20%
食塩水で3回洗浄した後、トルエンを減圧留去して微黄
色の液体425.0部を得た。このものは、下記二つの
構造を有するアクリル酸エステルの混合物である。
【0023】
【化9】
【0024】
【化10】
【0025】このものの20℃に於ける屈折率は、1.
3620であった。また、このものの13C−核磁気共
鳴(NMR)の測定を行った結果を下記に示す。測定に
あたっては、基準物質としてテトラメチルシランを用い
、溶媒は重クロロホルムを用いて、プロトンデカップリ
ング法で行った。       NO.        化学シフト(pp
m)        強度        1    
        171.136          
  161        2           
 166.593          1942   
     3            165.813
            563        4 
           132.157       
   5168        5         
   127.998          4727 
       6              67.
962          4814        
7              63.934    
      3756        8      
        60.165           
 439        9            
  49.379              94 
     10              36.3
85            906      11
              35.085     
     1738      12        
      34.176            5
37      13              3
3.656          1121      
14              32.226   
         430      15     
         30.797          
  201尚、150〜85ppmには、上記以外にも
Fのカップリングにより多数本に分裂した−(−CF2
 −)5 −のCに帰属される微小ピークが認められた
。
【0026】実施例2 攪はん機、温度計、凝縮器のついた1リットル反応器に
、3−(パーフルオロ−n−ブチル)−プロペノキシド
276.0部、アクリル酸108.1部、トリフェニル
スチビン1.9部、ハイドロキノンモノメチルエーテル
0.19部を仕込み、徐々に加熱して90〜95℃とし
、同温度で20時間攪はんした後、室温まで冷却した。 得られた反応液をトルエン1500mlに溶解し、15
%炭酸ナトリウム水溶液で3回、20%食塩水で3回洗
浄した後、トルエンを減圧留去して微黄色の液体273
.6部を得た。このものは、下記二つの構造を有するア
クリル酸エステルの混合物である。
【0027】
【化11】
【0028】
【化12】
【0029】このものは下記の性質を有する。 屈折率(20℃)    1.373213C−NMR
による測定結果       NO.        化学シフト(pp
m)        強度        1    
        170.751          
  285        2           
 166.333          2969   
     3            165.554
            296        4 
           135.146       
     305        5        
    132.027          7918
        6            129.
298            547       
 7            127.739    
      7101        8      
      127.089            
640        9            1
17.862            381    
  10            110.196  
          372      11    
        107.986          
  448      12            
105.648            184   
   13              67.702
          6812      14   
           64.843        
    465      15          
    63.934          5463 
     16              59.9
06            634      17
              36.255     
     1471      18        
      34.825          307
6      19              34
.045            689      
20              33.396   
       1826      21      
        31.836           
 784      22             
 30.407            346尚、1
50〜85ppmには、上記以外にもFのカップリング
により多数本に分裂した−(−CF2 −)3 −のC
に帰属される微小ピークが認められた。
【0030】実施例3 実施例1で、3−(パーフルオロ−n−ヘキシル)−プ
ロペノキシドのかわりに1.1.2.2−テトラヒドロ
パーフルオロ−n−オクチルグリシジルエーテル420
.0部を使用した他は同様にして、微黄色の液体457
.6部を得た。このものは下記二つの製造を有するアク
リル酸エステルの混合物である。
【0031】
【化13】
【0032】
【化14】
【0033】このものは下記の性質を有する。 屈折率(20℃)    1.374013C−NMR
による測定結果       NO.        化学シフト(pp
m)        強度        1    
        171.136          
  300        2           
 166.723          4877   
     3            166.463
          1034        4  
          131.637        
10190        5           
 129.558            469  
      6            128.51
8          5468        7 
           127.218       
     545        8        
    118.123            32
5        9            113
.704            287      
10            111.365    
        426      11      
      110.715            
260      12            11
0.326            305     
 13            108.117   
         470      14     
       105.907           
 205      15             
 73.810          1325    
  16              72.510 
         7087      17    
          71.081         
   607      18           
   70.691            693 
     19              70.1
71          1679      20 
             69.781      
      865      21        
      69.132          737
9      22              65
.883          6283      2
3              63.804    
      5010      24       
       62.115          16
72      25              6
0.296          1202      
26              46.131   
         192      27     
         34.176          
  834      28            
  33.266          2015   
   29              31.836
          3281      30   
           30.407        
  1505尚、150〜85ppmには、上記以外に
もFのカップリングにより多数本に分裂した−(−CF
2 −)5 −のCに帰属される微小ピークが認められ
た。
【0034】実施例4 実施例1で、3−(パーフルオロ−n−ヘキシル)−プ
ロペノキシドのかわりに2−ヒドロパーフルオロエチル
グリシジルエーテル174.0部を使用した他は同様に
して、微黄色の液体234.2部を得た。このものは下
記二つの構造を有するアクリル酸エステルの混合物であ
る。
【0035】
【化15】
【0036】
【化16】
【0037】このものは下記の性質を有する。 屈折率(20℃)    1.402913C−NMR
による測定結果       NO.        化学シフト(pp
m)        強度        1    
        166.463          
1019        2            
165.944            231   
     3            133.326
            313        4 
           132.027       
   5786        5         
   127.868          3610 
       6            117.3
43            306        
7            110.585     
       401        8      
      107.856            
700        9            1
04.998            387    
  10              91.093 
           407      11   
           72.250        
    848      12          
    67.962          4640 
     13              64.9
74          7839      14 
             62.634      
      668      15        
      61.075            9
22      16              5
9.906            355     
 17              33.916  
          246尚、150〜85ppmに
は、上記以外にもFのカップリングにより多数本に分裂
した−(−CF2 −)2 −のCに帰属される微小ピ
ークが認められた。
【0038】実施例5 実施例1で、アクリル酸のかわりにメタクリル酸103
.2部を使用した他は同様にして、微黄色の液体(30
℃で液体、10℃では結晶化)426.0部を得た。 このものは、下記二つの構造を有するメタクリル酸エス
テルの混合物である。
【0039】
【化17】
【0040】
【化18】
【0041】このものは下記の性質を有する。 屈折率(20℃)    1.365013C−NMR
による測定結果       NO.        化学シフト(pp
m)        強度        1    
        168.023          
2359        2            
167.373            626   
     3            136.185
          5642        4  
          129.428        
    354        5         
   126.829          7835 
       6            118.3
82            242        
7            113.574     
       222        8      
      111.365            
317        9            1
10.715            230    
  10            110.326  
          263      11    
        108.117          
  347      12            
  68.742          1357   
   13              68.222
          6009      14   
           64.194        
  4243      15           
   36.645          1227  
    16              35.21
5          2375      17  
            33.786       
   1344      18          
    32.356            576
      19              30.
927            229      2
0              18.322    
      3088尚、150〜85ppmには、上
記以外にもFのカップリングにより多数本に分裂した−
(−CF2 −)5 −のCに帰属される微小ピークが
認められた。
【0042】硬化物実施例 実施例6 実施例1〜5で得られた(メタ)アクリル酸エステル混
合物にそれぞれ3wt%のヒドロキシシクロヘキシルフ
ェニルケトンを加え、ガラス板上に約50ミクロンの厚
さで塗布したのち、窒素雰囲気下高圧水銀灯で100m
J/cm2の紫外線を照射して硬化物を得た。得られた
硬化物の屈折率を第1表に示した。
【0043】比較例 従来よりよく知られている(メタ)アクリル酸エステル
の20℃に於ける屈折率、および実施例6と同様の方法
で調製したそれらの硬化物の屈折率を第1表に示した。
【0044】
【0045】
【発明の効果】ラジカル硬化システムによって容易に硬
化が可能で、従来よりよく知られている(メタ)アクリ
ル酸エステルより屈折率が低い硬化物を与える(メタ)
アクリル酸エステルが得られた。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(1) 【化1】 および/または、一般式(2) 【化2】 (但し、R1 はCn F2n+1−(−CH2 −)
    a −,Cn F2n+1−(−CH2 − )a−O
    −またはH−(−CF2 CF2 −)b −(−CH
    2 −)c −O−でありR2 はHまたはCH3 −
    でありnは、1〜10の整数、aは0,1または2,b
    は1〜5の整数、cは0または1である。)で表される
    フッ素含有(メタ)アクリル酸エステル。
  2. 【請求項2】一般式(3) 【化3】 (但し、R1 は請求項1のR1 と同じ意味を示す。 )で表されるフッ素含有モノエポキシ化合物と(メタ)
    アクリル酸を反応させることを特徴とする請求項1記載
    の(メタ)アクリル酸エステルの製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の(メタ)アクリル酸エス
    テルの硬化物。
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