説明

光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの製造法

【課題】触媒として錫化合物を用いずに、高架橋密度を与える光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートを効率よく容易に製造しうる方法を提供すること。
【解決手段】(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルと、式(I):
【化1】


(式中、Aはオリゴマー残基、nは1または2を示す)
で表されるオリゴマー鎖末端アルコールとを、エステル交換触媒の存在下でエステル交換反応させた後、得られた反応混合物を親水性溶媒と親油性溶媒との混合溶媒の存在下で固体吸着剤で処理することを特徴とする式(II):
【化2】


(式中、Aおよびnは前記と同じ。R1 は水素原子またはメチル基を示す)
で表される光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの製造法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの製造法に関する。さらに詳しくは、電子材料用封止材、接着剤などに有用な光硬化性ゴム系オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの製造法に関する。
【背景技術】
【0002】
接着剤に有用な樹脂や成形用樹脂として、オリゴマーの主鎖の末端に水酸基やアクリロイル基などの官能基を有するポリブタジエンなどのゴム系オリゴマーなどが用いられている。ゴム系オリゴマーは、硬化させることにより、耐水性、耐薬品性、電気的特性などが発現される。
【0003】
ゴム系オリゴマーを硬化させる方法としては、例えば、過酸化物を触媒とする熱硬化法、紫外線を照射する光硬化法などが知られている。
【0004】
しかし、熱硬化法には、架橋密度が高い樹脂を得ることができるという利点がある反面、その硬化のための作業が煩雑であるという欠点がある。また、光硬化法には、作業性に優れるという利点がある反面、架橋密度が不十分となるという欠点がある。
【0005】
これらの欠点を解消する樹脂として、ゴム系オリゴマーと(メタ)アクリロイル基とをウレタン結合によって結合させた液状ポリブタジエン(メタ)アクリレートが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
しかし、前記液状ポリブタジエン(メタ)アクリレートを製造する際には、触媒として錫化合物が用いられており、得られた液状ポリブタジエン(メタ)アクリレートにこの錫化合物が残存することから、前記液状ポリブタジエン(メタ)アクリレートを電子材料として用いることは、腐食性、信頼性および環境面で好ましくない。
【特許文献1】特開2002−371101号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、触媒として錫化合物を用いずに、高架橋密度を与える光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートを効率よく容易に製造しうる方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルと、式(I):
【0009】
【化1】

【0010】
(式中、Aはオリゴマー残基、nは1または2を示す)
で表されるオリゴマー鎖末端アルコールとを、エステル交換触媒の存在下でエステル交換反応させた後、得られた反応混合物を親水性溶媒と親油性溶媒との混合溶媒の存在下で固体吸着剤で処理することを特徴とする式(II):
【0011】
【化2】

【0012】
(式中、Aおよびnは前記と同じ。R1 は水素原子またはメチル基を示す)
で表される光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの製造法
に関する。
【0013】
なお、本明細書において、「(メタ)アクリ」とは、「アクリ」および/または「メタクリ」を意味する。
【発明の効果】
【0014】
本発明の製造法によれば、触媒として錫化合物を用いずに、高架橋密度を与える光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートを効率よく容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルにおいて、低級アルキルエステル部分の炭素数は、1〜4であることが好ましい。
【0016】
(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルなどが挙げられる。これらの中では、安価であるとともに、汎用性に優れていることから、(メタ)アクリル酸メチルが好ましい。
【0017】
オリゴマー鎖末端アルコールは、式(I):
【0018】
【化3】

【0019】
(式中、Aはジエン系オリゴマー鎖、nは1または2を示す)
で表される化合物である。
【0020】
式(I) において、Aの代表例としては、共役ジエンおよび必要により他の共重合性モノマーを重合させることによって得られるオリゴマー鎖または該オリゴマー鎖を水素化させることによって得られるオリゴマー鎖が挙げられる。
【0021】
好適なジエン系オリゴマー鎖を構成する重合体の例としては、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンコポリマー、アクリロニトリル−ブタジエンコポリマー、ポリクロロプレン、ポリ(オキシプロピレン)、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ポリオレフィングリコール、ポリ−ε−カプロラクトン、それらを水素化させたものなどが挙げられる。これらの中では、水素化されていてもよいポリブタジエンおよび水素化されていてもよいポリイソプレンがより好ましい。
【0022】
式(I) において、nは、前記Aを構成しているジエン系オリゴマー鎖に結合している水酸基の数を示す。nは、1または2である。
【0023】
式(I) で表されるオリゴマー鎖末端アルコールの製造方法には、特に限定がない。前記オリゴマー鎖末端アルコールは、公知の方法、例えば、前記ジエン系オリゴマー鎖を構成する重合体に、エチレンオキシドまたはプロレンオキシドで水酸基を導入することによって容易に調製することができる。
【0024】
式(I) で表されるオリゴマー鎖末端アルコールの数平均分子量は、光硬化性を高める観点および液状でその取扱性を良好にする観点から、500〜10000、好ましくは1000〜10000、より好ましくは1000〜8000、さらに好ましくは2000〜8000であることが望ましい。
【0025】
(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルと式(I) で表されるオリゴマー鎖末端アルコールとのエステル交換反応は、エステル交換触媒の存在下で行われる。
【0026】
エステル交換触媒の好適な例としては、テトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラn−ブチルチタネート、テトラメトキシチタネート、テトラエトキシチタネート、四塩化チタン、四臭化チタンなどのチタン化合物;リチウムメチラート、リチウムエチラート、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラートなどのアルカリ金属アルコラート;カルシウムメチラート、カルシウムエチラート、マグネシウムメチラート、マグネシウムエチラートなどのアルカリ土類金属アルコラート;アルミニウムメチラート、アルミニウムエチラートなどのアルミニウムアルコラート;水酸化リチウム;三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素などのハロゲン化ホウ素などが挙げられ、これらは、それぞれ単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。エステル交換触媒のなかでは、エステル交換反応を効率よく進行させる観点から、チタン化合物および水酸化リチウムが好ましい。
【0027】
エステル交換触媒の量は、エステル交換反応を効率よく進行させる観点から、オリゴマー鎖末端アルコール1モルあたり、0.00001モル以上、好ましくは0.0001モル以上であることが望ましく、また製造コストの低減、収率の向上、廃棄物の低減および(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルの重合の抑制の観点から、オリゴマー鎖末端アルコール1モルあたり0.1モル以下、好ましく0.03モル以下であることが望ましい。これらの観点から、エステル交換触媒の量は、オリゴマー鎖末端アルコール1モルあたり、0.00001〜0.1モル、好ましくは0.0001〜0.03モルであることが望ましい。
【0028】
(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルとオリゴマー鎖末端アルコールとのエステル交換反応は、溶媒の存在下または非存在下で行うことができる。
【0029】
前記エステル交換反応の際に使用しうる溶媒としては、例えば、n−ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素化合物;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどの脂環族炭化水素化合物;ベンゼン、トルエン、キシレン、クメンなどの芳香族炭化水素化合物;テトラヒドロフラン、ジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル化合物などの有機溶媒が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。なお、これらの溶媒の中では、n−ヘキサンが好ましい。
【0030】
溶媒の量は、特に限定されないが、通常、オリゴマー鎖末端アルコール100重量部に対して、好ましくは0〜500重量部、より好ましくは0〜100重量部である。
【0031】
(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルと式(I) で表されるオリゴマー鎖末端アルコールとをエステル交換反応させる際に、(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルの重合を抑制する観点から、反応系内を空気気流下で撹拌したり、重合防止剤を用いることが好ましい。
【0032】
重合防止剤の具体例としては、4−ヒドロキシ−2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−アセトアミノ−2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−ベンゾオキシ−2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−オキソ−2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシルなどのN−オキシラジカル系化合物;ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、2, 6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2, 2' −メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2, 6−ジ−t−ブチル−N, N−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2, 4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルカテコール、4, 4' −チオ−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4, 4' −ブチリデン−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)などのフェノール系化合物;フェノチアジン、N, N' −ジフェニル−p−フェニレンジアミン、フェニル−β−ナフチルアミン、N, N' −ジ−β−ナフチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N' −イソプロピル−p−フェニレンジアミンなどのアミノ化合物;1,4−ジヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ジヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンなどのヒドロキシルアミン系化合物;ベンゾキノン、2, 5−ジ−t−ブチルハイドロキノンなどのキノン系化合物;塩化第一銅、ジメチルジチオカルバミン酸銅などの銅化合物などが挙げられ、これらは、それぞれ単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。
【0033】
前記重合防止剤のなかでは、(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルのみならず、目的化合物である光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの重合を効果的に抑制することができることから、N−オキシラジカル系化合物、フェノール系化合物、アミノ化合物およびヒドロキシルアミン化合物が好ましく、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのなかでは、(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルおよび光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの重合を効果的に抑制する観点から、N−オキシラジカル系化合物または該N−オキシラジカル系化合物と、フェノール系化合物との併用がより好ましい。
【0034】
なお、前記重合防止剤は、他の重合防止剤と併用することもできる。このように、前記重合防止剤と他の重合防止剤とを併用した場合、両者併用による相乗効果により、より優れた重合抑制効果を期待することができる場合がある。
【0035】
重合防止剤の量は、重合抑制効果を十分に発現させ、光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートを高収率で得る観点から、(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルの5〜5000ppm、好ましくは50〜3000ppmであることが望ましい。
【0036】
エステル交換反応の際の反応温度は、特に限定されないが、通常、60〜150℃程度、好ましくは還流温度であることが望ましい。また、エステル交換反応の際の反応雰囲気は、(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルの重合を抑制する観点から、空気、酸素ガスまたは酸素ガスを含有するガスであることが好ましく、空気または酸素ガスであることがより好ましい。
【0037】
なお、エステル交換反応の際には、そのエステル交換反応の進行とともに、低級アルコールが副生する。副生した低級アルコールは、(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルまたは反応溶媒との共沸混合物として反応系外に除去することが好ましい。
【0038】
エステル交換反応の終点は、前記共沸混合物の留出がなくなったことにより、容易に確認することができる。また、エステル交換反応の終点をより詳細に確認する場合には、例えば、高速液体クロマトグラフィーなどによって反応混合物の残留水酸基に紫外線吸収性を有する保護基を導入することによって容易に確認することができる。
【0039】
エステル交換反応の反応時間は、反応条件などによって異なるので、一概には決定することができないが、通常、5〜30時間程度である。
【0040】
かくして光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートを含有する反応混合物が得られる。光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの純度を高めるために、反応混合物を濃縮してもよい。
【0041】
次に、得られた反応混合物を親水性溶媒と親油性溶媒との混合溶媒の存在下で固体吸着剤で処理する。
【0042】
反応混合物を固体吸着剤で処理する際に、反応混合物に含まれている触媒が固体吸着剤で除去されるので、光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの純度を高めることができる。
【0043】
固体吸着剤としては、例えば、活性白土、活性炭、シリカゲル、酸性イオン交換樹脂、ハイドロタルサイトなどが挙げられ、これらは、それぞれ単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。これらの中では、シリカゲルとハイドロタルサイトとの併用および酸性イオン交換樹脂とハイドロタルサイトとの併用は、触媒の除去効果に優れているので、好ましい。
【0044】
エステル交換反応の際に使用したエステル交換触媒がテトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラn−ブチルチタネートなどのアルキルチタネートや、テトラメトキシチタネート、テトラエトキシチタネートなどのアルコキシチタネートである場合には、反応混合物に水を添加することにより、固体吸着剤による触媒の除去効率を高めることができる。この場合、水の量は、触媒の除去効率を高める観点および生成した光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートが加水分解するのを抑制する観点から、反応混合物100重量部に対して、0.05〜20重量部、好ましくは0.1〜10重量部であることが望ましい。
【0045】
固体吸着剤の量は、触媒の吸着性およびその後の吸着剤の濾過性を考慮すると、反応混合物に含まれている光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレート100重量部あたり、0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜5重量部であることが望ましい。
【0046】
親水性溶媒と親油性溶媒との混合溶媒は、光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートに含まれている触媒と水との接触効率を高めるという効果を発現する。
【0047】
本明細書にいう親水性溶媒とは、25℃の水100重量部に対する溶解度が8重量部以上である有機溶媒を意味する。また、本明細書にいう親油性溶媒とは、オリゴマー鎖末端アルコール及びオリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートを溶解しうる有機溶媒を意味する。
【0048】
親水性溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、グリセリンなどの炭素数1〜4の水溶性アルコールなどが挙げられ、これらは、それぞれ単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。これらの中では、アセトンおよびテトラヒドロフランが好ましい。
【0049】
親油性溶媒としては、例えば、n−ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素化合物;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどの脂環族炭化水素化合物;ベンゼン、トルエン、キシレン、クメンなどの芳香族炭化水素化合物;ジ−n−ブチルエーテルなどのエーテル類;炭素数5〜12の油溶性アルコールなどが挙げられ、これらは、それぞれ単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。これらの中では、n−ヘキサンおよびトルエンが好ましい。
【0050】
好適な親水性溶媒と親油性溶媒の組合せとしては、例えば、アセトンとトルエンとの組合せ、メチルエチルケトンとトルエンとの組合せ、およびテトラヒドロフランとトルエンとの組合せが挙げられる。
【0051】
親水性溶媒と親油性溶媒との重量比(親水性溶媒/親油性溶媒)は、オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの溶解性および水の該溶媒に対する溶解性を高める観点から、1/99〜30/70、好ましくは3/97〜10/90であることが望ましい。
【0052】
親水性溶媒と親油性溶媒との混合溶媒の量は、生成したオリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートを低粘度化させる観点および残留している触媒と水との接触効率を高める観点から、オリゴマー鎖末端アルコール100重量部あたり、50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部であることが望ましい。
【0053】
固体吸着剤による反応混合物に含まれている触媒の吸着除去は、例えば、反応混合物に、固体吸着剤および混合溶媒を添加した後、攪拌することによって行うことができる。
【0054】
触媒の吸着除去の際の処理温度は、その操作性および光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの熱安定性の観点から、20〜150℃、好ましくは、50〜100℃であることが望ましい。また、その処理時間は、特に限定されないが、通常、1〜30時間程度、好ましくは3〜10時間程度である。
【0055】
かくして吸着処理を行った後には、前記混合物に含まれている固体吸着剤や不純物を濾過により除去する。
【0056】
濾過には、例えば、加圧濾過、減圧濾過、遠心濾過などを用いることができる。その際、濾過による負荷を防止するために、濾過助剤としてケイ藻土を用いてもよい。
【0057】
濾過後、得られた濾液を濃縮することにより、エステル交換触媒の分解物などの不純物を留去し、光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの純度をより高めることができる。
【0058】
かくして、式(II):
【0059】
【化4】

【0060】
(式中、Aおよびnは前記と同じ。R1 は水素原子またはメチル基を示す)
で表される光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートを効率よく容易に得ることができる。
【実施例】
【0061】
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【0062】
実施例1
撹拌機、温度計および還流冷却管を取り付けた10L容の反応容器内に、水添ポリブタジエン両末端アルコール(数平均分子量5500)2742g、アクリル酸メチル379g、n−ヘキサン380g、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.8194gおよび4−ヒドロキシ−2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル0.5533gを仕込んだ。得られた混合物を塩化カルシウム管内に通しながら、その混合物に空気を吹き込み、80〜85℃で還流脱水を行った。
【0063】
前記混合物に含まれている水分をカールフィッシャー法により測定し、その含水量が200ppm以下であることを確認した後、エステル交換触媒として、テトラn−ブチルチタネート1.3685gを前記混合物に添加し、生成したメタノールをその共沸溶媒であるn−ヘキサンの還流下で反応系外に留去しながら、攪拌下で80〜85℃の反応温度で10時間反応させた。
【0064】
反応終了後、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で、反応混合物中の水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートの転化率を求めたところ、99.2%であった。
【0065】
次に、反応容器内の温度を75〜80℃に調整し、使用したアクリル酸メチルおよびn−ヘキサンの95%以上が留出するまで減圧度70〜2kPaで濃縮し、過剰のアクリル酸メチルとn−ヘキサンを回収した。
【0066】
得られた水添ポリブタジエン両末端ジアクリレート2070gに、トルエン2000g、アセトン200g、イオン交換水20gおよびエステル交換触媒としてハイドロタルサイト(組成式Mg6 Al2 (OH)16CO3 ・4H2 O)〔協和化学工業(株)製、商品名:キョーワード500PL〕20gを添加し、75〜80℃で2時間処理した。
【0067】
次に、反応容器内の温度を75〜80℃に調整し、減圧度90〜35kPaで濃縮することにより、トルエンとアセトンと水の混合留出液400gを回収し、濃縮液を得た。
【0068】
得られた濃縮液を空気加圧下で濾過することにより、触媒および吸着剤を分離し、得られた濾液を60〜80℃の温度で30〜0.8kPaの減圧度で濃縮することにより、濃縮液を得、トルエンを回収した。
【0069】
この濃縮液には、光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートとして、水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートが含まれており、その性状は、淡黄色粘性液体であり、転化率は99.4%、色相(以下、APHAという)は80、残留触媒量は50ppb以下であった。
【0070】
なお、各実施例において、生成した光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの転化率、色相および残留触媒量は、以下の方法に基づいて測定した。
【0071】
(1)転化率
反応終了後の反応混合物0.1gをn−ヘキサン20mLで希釈し、得られた希釈液にp−ニトロベンゾイルクロライド0.3gおよびピリジン0.5gを添加し、密閉状態で50℃で10分間反応させた後、水10gを加えて攪拌した。静置後、上澄み液を液体クロマトグラフィー(以下、LCという)により分析し、式:
〔転化率(%)〕
=〔1−(反応終了時のアルコールLC面積÷反応開始時のアルコールLC面積)
×(反応開始時のサンプル重量÷反応終了時のサンプル重量)〕×100
に基づいて転化率を求めた。
【0072】
(2)色相(APHA)
生成した光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの色相をAPHA標準色と比較し、標準色列の中で、もっとも近い標準色番号をその光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの色相(APHA)とした。
【0073】
(3)残留触媒量
残留触媒量は、誘導結合プラズマ発光分析法(ICP−AES、パーキンエルマー社製、品番:Optima4300DV型)を用いて、生成した光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートに含まれている触媒量を定量することにより、求めた。
【0074】
実施例2
実施例1において、水添ポリブタジエン片末端アルコール(数平均分子量6500)1200g、アクリル酸メチル154g、n−ヘキサン154g、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.3602gおよび4−ヒドロキシ−2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル0.2413gを仕込み、80〜85℃で還流脱水後、テトラn−ブチルチタネート0.3643gを添加し、生成したメタノールの除去と攪拌をしながら80〜85℃の温度で6時間反応させた以外は、実施例1と同様にして反応させた。
【0075】
反応終了後、HPLCにより、反応混合物中の水添ポリブタジエン片末端モノアクリレートの転化率を求めたところ、99.1%であった。
【0076】
次に、反応容器内の温度を75〜80℃に調整し、減圧度70〜2kPaで濃縮し、過剰のアクリル酸メチルとn−ヘキサンを回収した。
【0077】
得られた水添ポリブタジエン片末端モノアクリレート1220gに、トルエン1204g、アセトン60gおよびイオン交換水12gを添加し、75〜80℃で10時間処理した後、その系内の温度を75〜80℃に調整し、減圧度90〜35kPaで濃縮し、トルエンとアセトンと水の混合留出液120gを回収した。その後、エステル交換触媒としてハイドロタルサイト(組成式Al2 3 ・9SiO2 ・H2 O)〔協和化学工業(株)製、商品名:キョーワード700〕4.8gを添加し、75〜80℃で1時間処理した。
【0078】
この処理液を空気加圧下で、濾過助剤としてケイ藻土〔協和化学工業(株)製、商品名:ラヂオライト♯700〕15gを用いて濾過し、触媒と吸着剤を分離した後、系内の温度を60〜80℃に調整し、減圧度30〜0.8kPaで濃縮し、トルエンを回収した。
【0079】
得られた水添ポリブタジエン片末端モノアクリレートは、淡黄色粘性液体であり、転化率は99.1%、APHAは30であった。
【0080】
実施例3
実施例2において、アクリル酸メチル154gをメタクリル酸メチル248gに変更し、水添ポリブタジエン片末端アルコール(数平均分子量6500)の量を1094gに変更した以外は、実施例2と同様の操作を行った。
【0081】
反応終了後、HPLCにより、反応混合物中の水添ポリブタジエン片末端モノメタクリレートの転化率を求めたところ、98.1%であった。
【0082】
次に、系内の温度を75〜80℃に調整し、減圧度70〜2kPaで濃縮し、過剰のアクリル酸メチルとn−ヘキサンを回収した。
【0083】
得られた水添ポリブタジエン片末端モノメタクリレート1110gに、トルエン1094g、アセトン55gおよびイオン交換水11gを添加し、75〜80℃で10時間処理した。
【0084】
次に、系内の温度を75〜80℃に調整し、減圧度60〜25kPaで濃縮し、トルエンとアセトンと水の混合留出液110gを回収した。その後、エステル交換触媒としてハイドロタルサイト(組成式Al2 3 ・9SiO2 ・H2 O)〔協和化学工業(株)製、商品名:キョーワード700〕2.2gを添加し、75〜80℃の温度で2時間処理した。
【0085】
この処理液を空気加圧下で、濾過助剤としてケイ藻土〔協和化学工業(株)製、商品名:ラヂオライト♯700〕7gを用いて濾過し、触媒と吸着剤を分離した後、系内の温度を60〜80℃に調整し、減圧度30〜0.8kPaで濃縮し、トルエンを回収した。
【0086】
得られた水添ポリブタジエン片末端モノメタクリレートは、淡黄色粘性液体であり、転化率は97.3%、APHAは30であり、残留エステル交換触媒量を誘導結合プラズマ発光分析法(ICP−AES:パーキンエルマー社製、Optima4300DV型)で定量したところ、67ppbであった。
【0087】
実施例4
実施例1において、水添ポリブタジエン両末端アルコール(数平均分子量4000、1,2−付加物と1,4−付加物とのモル比:9/1)220g、アクリル酸メチル83.5g、n−ヘキサン83.2g、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.0634gおよび4−ヒドロキシ−2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル0.0389gを仕込み、75〜80℃で還流脱水後、テトラn−ブチルチタネート0.2645gを添加し、生成したメタノールの除去と攪拌をしながら75〜80℃で8時間反応させた以外は、実施例1と同様の操作を行った。
【0088】
反応終了後、HPLCにより、反応混合物中の水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートの転化率を求めたところ、98.4%であった。
【0089】
次に、系内の温度を70〜75℃に調整し、減圧度70〜2kPaで濃縮し、過剰のアクリル酸メチルとn−ヘキサンを回収した。
【0090】
得られた水添ポリブタジエン両末端ジアクリレート225gに、トルエン215g、アセトン10gおよびイオン交換水2.1gを添加し、75〜80℃で10時間処理した。
【0091】
次に、系内の温度を70〜75℃に調整し、減圧度90〜35kPaで濃縮し、トルエンとアセトンと水の混合留出液20gを回収した。その後、ハイドロタルサイト(組成式Al2 3 ・9SiO2 ・H2 O)〔協和化学工業(株)製、商品名:キョーワード700〕2gを添加し、75〜80℃で3時間処理した。
【0092】
この処理液を空気加圧下で、濾過助剤としてケイ藻土〔協和化学工業(株)製、商品名:ラヂオライト♯700〕6gを用いて濾過し、触媒と吸着剤を分離した後、系内の温度を60〜70℃に調整し、減圧度30〜0.8kPaで濃縮し、トルエンを回収した。
【0093】
得られた水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートは、淡黄色粘性液体であり、転化率は96.5%、APHAは30であった。
【0094】
実施例5
実施例4において、水添ポリブタジエン両末端アルコール(数平均分子量5000、1,2−付加物と1,4−付加物とのモル比:2/8)222g、アクリル酸メチル60.5g、n−ヘキサン61.5g、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.0705gおよび4−ヒドロキシ−2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル0.0402gを仕込み、75〜80℃で還流脱水後、テトラn−ブチルチタネート2.240gを添加し、生成したメタノールの除去と攪拌をしながら75〜80℃で8時間反応させた以外は、実施例4と同様の操作を行った。
【0095】
反応終了後、系内の温度を70〜85℃に調整し、減圧度70〜2kPaで濃縮し、過剰のアクリル酸メチルとn−ヘキサンを回収した。
【0096】
得られた水添ポリブタジエン両末端ジアクリレート22.5gに、トルエン220g、アセトン11g、イオン交換水2.2g、弱酸性陽イオン交換樹脂〔オルガノ(株)製、商品名:アンバーライトIRC50〕40gおよびハイドロタルサイト(組成式Mg0.7 Al0.3 1.15)〔協和化学工業(株)製、商品名:キョーワード2000〕40gを添加し、75〜80℃で2時間処理した。
【0097】
次に、系内の温度を70〜75℃に調整し、減圧度90〜20kPaで濃縮し、トルエンとアセトンと水の混合留出液22gを回収した。
【0098】
この濃縮液を空気加圧下で濾過し、触媒と吸着剤を分離した後、系内の温度を60〜70℃に調整し、減圧度30〜0.8kPaで濃縮し、トルエンを回収した。
【0099】
得られた水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートは、淡黄色固体であった。なお、得られた水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートは固体であることから、その転化率およびAPHAを測定することができなかった。
【0100】
実施例6
実施例5において、非水添ポリブタジエン両末端アルコール(数平均分子量5000、1,2−付加物と1,4−付加物とのモル比:2/8)749g、アクリル酸メチル188.5g、n−ヘキサン127g、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.2176gおよび4−ヒドロキシ−2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル0.1540gを仕込み、75〜80℃で還流脱水後、テトラn−ブチルチタネート7.50gを添加し、生成したメタノールの除去と攪拌をしながら75〜80℃で10時間反応させた以外は、実施例5と同様の操作を行った。
【0101】
反応終了後、HPLCにより、反応混合物中の水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートの転化率を求めたところ、95.8%であった。
【0102】
次に、系内の温度を70〜75℃に調整し、減圧度70〜2kPaで濃縮し、過剰のアクリル酸メチルとn−ヘキサンを回収した。
【0103】
得られた非水添ポリブタジエン両末端ジアクリレート760gに、トルエン750g、アセトン38g、イオン交換水7.5g、弱酸性陽イオン交換樹脂〔オルガノ(株)製、商品名:アンバーライトIRC50〕75gおよびハイドロタルサイト(組成式Mg0.7 Al0.3 1.15)〔協和化学工業(株)製、商品名:キョーワード2000〕150gを添加し、75〜80℃で2時間処理した。
【0104】
次に、系内の温度を70〜75℃に調整し、減圧度90〜20kPaで濃縮し、トルエンとアセトンと水の混合留出液80gを回収した。
【0105】
この濃縮液を空気加圧下で濾過し、触媒と吸着剤を分離した後、系内の温度を60〜70℃に調整し、減圧度30〜0.8kPaで濃縮し、トルエンを回収した。
【0106】
得られた非水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートは、淡黄色粘性液体であり、転化率は87.0%、APHAは120であった。
【0107】
実施例7
実施例6において、非水添ポリブタジエン両末端アルコール〔数平均分子量5000、1,2−付加物と1,4−付加物とのモル比:2/8〕400g、アクリル酸メチル112g、n−ヘキサン200g、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.1242gおよび4−ヒドロキシ−2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル0.083gを仕込み、75〜80℃の温度で還流脱水後、水酸化リチウム4.0gを添加し、生成したメタノールの除去と攪拌をしながら75〜80℃で10時間反応させた以外は、実施例6と同様の操作を行った。
【0108】
反応終了後、ハイドロタルサイト(組成式Mg6 Al2 (OH)16CO3 ・4H2 O)〔協和化学工業(株)製、商品名:キョーワード500PL〕35.6gを添加し、75〜80℃で2時間処理した。
【0109】
この処理液を空気加圧下で濾過し、触媒と吸着剤を分離した後、系内の温度を70〜75℃に調整し、減圧度70〜0.8kPaで濃縮し、過剰のアクリル酸メチルとn−ヘキサンを回収した。
【0110】
得られた非水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートは、淡黄色粘性液体であり、転化率は97.0%、APHAは200であった。
【0111】
実施例8
実施例1において、水添イソプレン両末端アルコール(数平均分子量2700)222g、アクリル酸メチル59.4g、n−ヘキサン61.0g、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.0703gおよび4−ヒドロキシ−2, 2, 6, 6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル0.0410gを仕込み、75〜80℃で還流脱水後、テトラn−ブチルチタネート4.4gを添加し、生成したメタノールの除去と攪拌をしながら75〜80℃で8時間反応させた以外は、実施例1と同様の操作を行った。
【0112】
反応終了後、HPLCにより、反応混合物中の水添イソプレン両末端ジアクリレートの転化率を求めたところ、99.3%であった。
【0113】
次に、系内の温度を70〜80℃に調整し、減圧度60〜2kPaで濃縮し、過剰のアクリル酸メチルとn−ヘキサンを回収した。
【0114】
得られた水添イソプレン両末端ジアクリレート225gに、トルエン222g、アセトン11gおよびイオン交換水4.4gを添加し、75〜80℃で10時間処理した後、系内の温度を70〜75℃に調整し、減圧度90〜35kPaで濃縮し、トルエンとアセトンと水の混合留出液20gを回収した。
【0115】
次に、ハイドロタルサイト(組成式Al2 3 ・9SiO2 ・H2 O)〔協和化学工業(株)製、商品名:キョーワード700〕2gを添加し、75〜80℃で3時間処理した。
【0116】
この処理液を空気加圧下で、濾過助剤としてケイ藻土〔協和化学工業(株)製、商品名:ラヂオライト♯700〕6gを用いて濾過し、触媒と吸着剤を分離した後、系内の温度を60〜70℃に調整し、減圧度30〜0.8kPaで濃縮し、トルエンを回収した。
【0117】
得られた水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートは、淡黄色粘性液体であり、転化率は87.1%、APHAは30であった。
【0118】
実施例9
実施例1において、トルエン2000gおよびアセトン200gの代わりに、トルエン2000gおよびテトラヒドロフラン200gを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートを調製した。
【0119】
得られた水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートは、淡黄色粘性液体であり、転化率は99.4%、APHAは100であった。
【0120】
実施例10
実施例1において、トルエン2000gおよびアセトン200gの代わりに、トルエン2000gおよびメチルエチルケトン200gを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートを調製した。
【0121】
得られた水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートは、淡黄色粘性液体であり、転化率は99.4%、APHAは120であった。
【0122】
以上の結果から、各実施例によれば、高純度を有する光硬化性ゴム系オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートを効率よく工業的規模で製造することができることがわかる。
【0123】
比較例1
実施例1において、トルエン2000gおよびアセトン200gの代わりに、トルエン2200gを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートを調製した。その結果、外観は赤色のままで変化がなく、APHAは500以上であった。
【0124】
比較例2
実施例1において、トルエン2000gおよびアセトン200gの代わりに、アセトン2200gを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、水添ポリブタジエン両末端ジアクリレートを調製した。その結果、水添ポリブタジエンが相溶せず、2層分離が生じた。外観は赤色のままで変化がなく、APHAは500以上であった。
【0125】
各比較例の結果から、親水性溶媒または親油性溶媒を単独で用いた場合には、各実施例と対比して、オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートと水の接触効率と溶解性が不十分であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0126】
本発明の製造法によって得られた光硬化性オリゴマーは、例えば、電子材料用封材止材、接着剤などとして用いることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルと、式(I):
【化1】

(式中、Aはジエン系オリゴマー鎖、nは1または2を示す)
で表されるオリゴマー鎖末端アルコールとを、エステル交換触媒の存在下でエステル交換反応させた後、得られた反応混合物を親水性溶媒と親油性溶媒との混合溶媒の存在下で固体吸着剤で処理することを特徴とする式(II):
【化2】

(式中、Aおよびnは前記と同じ。R1 は水素原子またはメチル基を示す)
で表される光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレートの製造法。
【請求項2】
式(I) において、Aが、水素化されていてもよいポリブタジエン残基または水素化されていてもよいポリイソプレン残基である請求項1記載の製造法。
【請求項3】
式(I) で表されるオリゴマー鎖末端アルコールの数平均分子量が、500〜10000である請求項1または2記載の製造法。
【請求項4】
エステル交換触媒が、チタン化合物、アルカリ金属アルコラート、アルカリ土類金属アルコラート、アルミニウムアルコラート、水酸化リチウムおよびハロゲン化ホウ素からなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項1〜3いずれか記載の製造法。
【請求項5】
エステル交換触媒の量が、式(I) で表される化合物1モルあたり0.00001〜0.1モルである請求項1〜4いずれか記載の製造法。
【請求項6】
(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルと式(I) で表されるオリゴマー鎖末端アルコールとをエステル交換反応させる際に、N−オキシラジカル系化合物、フェノール系化合物、アミノ化合物およびヒドロキシルアミン化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の重合防止剤を用いる請求項1〜5いずれか記載の製造法。
【請求項7】
固体吸着剤が、活性白土、活性炭、シリカゲル、酸性イオン交換樹脂およびハイドロタルサイトからなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項1〜6いずれか記載の製造法。
【請求項8】
固体吸着剤の量が、生成した光硬化性オリゴマー鎖末端(メタ)アクリレート100重量部あたり0.01〜10重量部である請求項1〜7いずれか記載の製造法。

【公開番号】特開2006−45284(P2006−45284A)
【公開日】平成18年2月16日(2006.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−225581(P2004−225581)
【出願日】平成16年8月2日(2004.8.2)
【出願人】(000205638)大阪有機化学工業株式会社 (101)
【Fターム(参考)】