CN112424260B - 光致变色化合物和包含该光致变色化合物的固化性组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明为光致变色化合物和包含其的固化性组合物,该光致变色化合物通过在多价的残基上至少1个具有光致变色部位的基团取代、进而至少1个不含光致变色部位的、分子量为300以上的长链的基团取代而成。根据本发明,能够提供光致变色化合物和包含其的固化性组合物,该光致变色化合物在维持高光致变色特性的状态下在成为基体的聚合性化合物中的溶解性也高,并且不易受到基体的影响。
Description
技术领域
本发明涉及新型的光致变色化合物和包含该光致变色化合物的固化性组合物。
背景技术
以萘并吡喃化合物、俘精酸酐化合物、螺噁嗪化合物等为代表的光致变色化合物具有如下的特性(光致变色性):如果照射太阳光或汞灯的光这样的包含紫外线的光,则迅速地变色,如果停止光的照射而置于暗处,则返回原来的颜色,有效利用该特性,已在各种用途、特别是光学材料的用途中使用。
例如,通过光致变色化合物的使用而赋予了光致变色性的光致变色眼镜透镜在照射太阳光这样的包含紫外线的光的室外,迅速地着色而作为太阳镜发挥功能,在没有这样的光的照射的室内褪色,作为透明的通常的眼镜发挥功能,近年来其需求在增大。
为了对光学材料赋予光致变色性,一般将光致变色化合物与塑料材料并用,具体地,已知以下的手段。
(a)通过在聚合性单体中使光致变色化合物溶解、使其聚合,从而直接地将透镜等的光学材料成型的方法。该方法称为混炼法。
(b)采用涂布或铸塑聚合在透镜等塑料成型品的表面设置光致变色化合物分散的树脂层的方法。该方法称为层叠法。
(c)将2张光学片材采用由光致变色化合物分散的粘接材料树脂形成的粘接层接合的方法。该方法称为粘结剂法。
此外,对于赋予了光致变色性的光学物品等的光学材料,进一步要求如下所述的特性。
(I)照射紫外线前的可见光区域中的着色度(初期着色)低。
(II)照射紫外线时的着色度(显色浓度)高。
(III)停止紫外线的照射后直至返回原来的状态的速度(褪色速度)快。
(IV)显色~褪色的可逆作用的反复耐久性好。
(V)保存稳定性高。
(VI)容易成型为各种的形状。
(VII)机械强度不会降低,赋予光致变色性。
因此,在采用上述的(a)、(b)、(c)的手段制造具有光致变色性的光学材料等时,为了满足上述的要求,也提出了各种方案。
上述的混炼法具有如下的优点:使用玻璃模具,能够价格便宜地大量地生产光致变色塑料透镜。现在,大量的光致变色塑料透镜采用该方法生产(参照专利文献1、专利文献2)。对于现有的混炼法而言,由于对透镜基材要求强度,因此必须提高分散有光致变色化合物的基体树脂的机械强度。因此,显现优异的光致变色性变得困难。即,在基体树脂中存在的光致变色化合物的分子的自由度降低,因此有时损害光致变色可逆反应。
关于这样的混炼法,在专利文献1中记载了在包含异氰酸酯单体和硫醇单体的单体组合物中添加光致变色化合物的手法。另外,在专利文献2中示出了包含特定的(甲基)丙烯酸系聚合性单体和光致变色化合物的光致变色固化性组合物。
但是,使这些组合物聚合固化并成型的光致变色透镜虽然机械强度高,但在光致变色性、特别是褪色速度的方面有改善的余地。
另一方面,对于层叠法、粘结剂法而言,与上述的混炼法相比,光致变色性用在各种基材表面形成的薄层显现(例如参照专利文献3、专利文献4、专利文献5)。因此,为了使与混炼法同等的显色浓度显现,必须以高浓度溶解光致变色化合物。这种情况下,根据光致变色化合物的种类,存在着溶解性不充分、在保存中析出等问题。另外,由于显现光致变色性的层薄,因此也有时光致变色化合物的耐久性差。
在专利文献3中公开了采用旋涂等在塑料透镜上涂布光致变色固化性组合物,使其光固化以形成光致变色涂层(该层叠法也称为涂布法)。另外,在专利文献4中示出了如下方法:通过使用弹性体垫圈、胶粘带或间隔物等构件,在塑料透镜与玻璃模具之间确保间隙,在该间隙中浇注光致变色固化性组合物,使其聚合固化,从而形成光致变色层(以下也称为2段聚合法)。进而,在专利文献5中公开了制造采用含有光致变色化合物的聚氨酯树脂粘接层将透明的碳酸酯片材接合而成的层叠片材(粘结剂法)。
但是,专利文献3~5中都需要采用配合有光致变色化合物的薄层来显现光致变色性。因此,在使用了溶解性低的光致变色化合物的情况下,存在显色浓度降低的倾向,进而,在光致变色化合物的耐久性的方面有改善的余地。
另外,对于以上这样的改善方面,进行了包含新型的化合物的光致变色固化性组合物的研究(参照专利文献6)。在专利文献6中公开了包含聚轮烷(ポリロタキサン)化合物的光致变色固化性组合物。该聚轮烷化合物是具有由轴分子和包接该轴分子的多个环状分子组成的复合分子结构的化合物。在专利文献6中示出了通过在该聚轮烷化合物中配合光致变色化合物从而机械特性、成型性、显色浓度、褪色速度优异的固化体。在专利文献6中,如上所述,通过配合聚轮烷化合物,从而得到优异的光致变色固化性组合物和固化体。
但是,近年来,关于显色浓度、褪色速度等,需要使更优异的光致变色性显现。基本上,显色浓度与褪色速度存在折衷的关系,因此兼顾这两者并不容易。即,多依赖于构成基体的聚合性化合物的组合,对于现有技术而言,无论如何都有限度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/176439号
专利文献2:国际公开第2009/075388号
专利文献3:国际公开第2011/125956号
专利文献4:国际公开第2003/011967号
专利文献5:国际公开第2013/099640号
专利文献6:国际公开第2015/068798号
专利文献7:国际公开WO2004/041961号
专利文献8:国际公开WO2000/015630号
专利文献9:国际公开WO2009/146509号
专利文献10:国际公开WO2012/149599号
专利文献11:国际公开WO2012/162725号
专利文献12:国际公开WO2013/078086号
发明内容
发明要解决的课题
在这样的构成基体的聚合性化合物的组合以外,也对调整光致变色化合物自身的结构进行了各种研究。例如,为了增大褪色速度,提出了可纳米胶囊化的光致变色化合物。具体地,公开了具有聚氧化烯低聚物链基、聚硅氧烷低聚物链基而示出的光致变色化合物(参照专利文献7、8)。另外,除此以外,也提出了具有至少2个以上的光致变色部位的光致变色化合物(参照专利文献9~12)。根据这些方法,可纳米胶囊化,能够提高色素浓度。
但是,根据本发明者等的研究,即使是这些现有的化合物,要应对近年来所要求的高度的光致变色特性时,也必须进一步的改良。特别地,对于基体的依赖性小、进一步提高褪色速度困难。
如上所述,即使是调整了现有的光致变色化合物自身的结构的方法,在形成基体的聚合性化合物中的溶解性成为问题、或光致变色特性不充分的方面上有改善的余地。
因此,本发明的目的在于提供光致变色化合物和包含其的固化性组合物,所述光致变色化合物在维持高的光致变色特性的状态下在成为基体的聚合性化合物中的溶解性也高,并且不易受到基体的影响。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题,反复深入研究。而且,合成了具有各种结构的光致变色化合物。而且认为可能是:只要是同时含有具有光致变色部位的基团和不含该光致变色部位的长链的取代基的光致变色化合物,该长链的取代基提高与形成基体的聚合性化合物的相容性,并且在基体中能够形成光致变色部位能够可逆反应的自由空间。
而且,为了克服上述课题,本发明人进行了研究,结果发现:通过在光致变色部位的附近配置与光致变色部位没有结合的长链的基团,从而能够最大限度地发挥光致变色性,完成了本发明。
即,根据第一本发明,提供光致变色化合物,其通过在多价的残基上至少1个具有光致变色部位的基团取代、进而至少1个不含光致变色部位、分子量为300以上的长链的基团取代而成。应予说明,上述长链的基团的分子量为数均分子量。
第二本发明为包含第一本发明的光致变色化合物和聚合性化合物的光致变色固化性组合物。
第三本发明为使第二本发明的光致变色固化性组合物固化而得到的光致变色固化体。
发明的效果
本发明的光致变色化合物发挥优异的光致变色特性。进而,在包含该光致变色化合物和聚合性化合物的情况下也能够得到显现出显色浓度和褪色速度优异的光致变色性的固化体。
附图说明
图1为表示本发明的光致变色化合物的分子结构的概略图。
具体实施方式
本发明为光致变色化合物,其通过在多价的残基上至少1个具有光致变色部位的基团取代、进而至少1个不含光致变色部位的、分子量为300以上的长链的基团取代而成。
以下对其详细情况进行说明。
(多价的残基)
本发明中,对于多价的残基而言,必须是至少1个具有光致变色部位的基团取代,进而,至少1个不含光致变色部位的、分子量为300以上的长链的基团取代。因此,必须为2价以上的基团。
就多价的残基而言,有机残基、无机残基均可。即,只要是具有长链的基团(不过,不具有光致变色部位)和具有光致变色部位的基团的、至少2价以上的基团,可以是有机残基,也可以是无机残基。而且,这些多价的残基可由具有能够引入多个取代基的部位的化合物(例如为具有多个羟基这样的反应性基团的化合物、或者具有多个如苯基那样能够使取代基加成于苯环的部位的化合物。以下也有时简称为“形成多价的残基的化合物·物质”。)形成。
另外,形成多价的残基的化合物·物质优选具有某种程度的大小。即,如果考虑光致变色化合物自身的生产率,如果引入上述长链的基团和具有光致变色部位的基团的位置过近,则存在空间位阻,不能高生产率地制造光致变色化合物。因此,本发明中使用的、形成多价的残基的化合物·物质优选使用以下说明的能够形成有机残基的化合物和/或形成无机残基的物质。
<形成有机残基的化合物>
首先,对于有机残基进行说明。例如,作为有机残基,可列举出能够引入取代基的环状分子的化合物。如果为环状分子,由于具有某种程度的大小,因此变得易于容易地引入具有光致变色部位的基团和长链的基团。例如,作为这样的环状分子,例如能够列举出环糊精、冠醚、苯并冠、二苯并冠和二环己烷并冠。这些中,特别优选具有适度的大小的环糊精。
环糊精为葡萄糖单元α-1,4-结合的环状寡聚糖,每1个葡萄糖单元具有3个羟基(OH基)。有α体(葡萄糖单元数:6、总羟基数:18)、β体(葡萄糖单元数:7、总羟基数:21)、γ体(葡萄糖单元数:8、总羟基数:24)。在环糊精的情况下,作为反应性基团的羟基的数(总羟基数)与多价的残基的总价数一致。其中,在本发明中,特别优选α-环糊精(α体)、或β-环糊精(β体),最优选α-环糊精。
此外,作为有机残基,可列举出以下的基团。可列举出环蕃、杯芳烃、低聚间苯二酚、南瓜环、三苯并环壬烯、柠檬酸等寡羧酸、聚丙烯酸等聚羧酸、三-2-氨基乙基胺等寡胺、精胺等多胺、季戊四醇等多元醇、核酸、(环状)寡肽、酸性和碱性蛋白质、二糖以上的寡聚糖、环链淀粉、纳米纤维素、木质素等寡酚或多酚、卟啉、酞菁以及它们的金属络合物、富勒烯·碳纳米管·石墨烯·氧化石墨烯等纳米碳类等。
<形成无机残基的物质>
本发明中,也能够使用无机残基。例如可列举出硅倍半氧烷、钙钛矿、二聚磷酸、三聚磷酸等低聚磷酸、多聚磷酸、金·氧化钛·氧化锌等金属(氧化物)纳米粒子、磷钼酸·磷钨酸等多金属氧酸盐。
<优选的残基(优选的能够形成残基的化合物(物质))>
本发明中,列举出环糊精、寡肽、低聚磷酸、多聚磷酸、硅倍半氧烷、或金属(氧化物)纳米粒子作为优选的能够形成残基的化合物(物质)。
本发明中,为了高度地维持光致变色特性,并且提高在聚合性化合物中的溶解性,优选使用相对于1分子光致变色化合物、上述具有光致变色部位的基团的数与上述分子量为300以上的长链的基团的数的合计数能够满足2~30的、多价的残基(化合物(物质))。
本发明的光致变色化合物只要具有各自1个的具有光致变色部位的基团和分子量为300以上的长链的基团,在形成多价的残基的化合物(物质)中可使与它们不同的基团取代。该不同的基团是不具有光致变色部位并且分子量为不到300的基团。即,在多价的残基中能够具有具有光致变色部位的基团、分子量为300以上的长链的基团(以下也有时简称为“长链基”)、分子量不到300的基团(以下也有时简称为“短链基”)、未被取代而以原样的状态残存的反应部位。多价的残基的总价数与具有光致变色部位的基团的数、长链基的数、短链基的数和未被取代而以原样的状态残存的反应部位的数的合计数一致。再有,对短链基的分子量的下限并无特别限制,为10。
因此,在多价的残基中,多价的基团的价数只要为2价以上,则并无特别限制,优选为3价以上的基团,更优选为4价以上的基团,进一步优选6价以上的基团。
另一方面,对价数的上限并无特别限制。在本发明中,相对于1分子光致变色化合物,优选为上述具有光致变色部位的基团的数与上述长链基的数的合计数能够满足2~30这样的范围,因此价数的上限可为30以上,优选40为价数的上限。其中,为了提高光致变色化合物的生产率(抑制副反应,提高生产效率),多价的残基的价数的上限优选为20。再有,当然,在多价的残基的价数的上限为20的情况下,上述具有光致变色部位的基团的数与上述长链基的数的合计数为2以上且20以下。
作为形成这样的多价的残基的化合物,优选为α-环糊精。
<具有光致变色部位的基团>
如图1中所示那样,整体上用“1”表示的本发明的光致变色化合物在上述的多价的残基“2”中引入包含光致变色部位“3”的基团。另外,进一步在上述的多价的残基引入分子量(数均分子量)为300以上的长链的基团。该长链基在图1中用“4”表示。
本发明中,具有光致变色部位的基团也能够直接与多价的残基结合,但优选在具有某种程度的空间的状态下光致变色部位结合。因此,优选为侧链(以下也有时称为第一侧链)介于多价的残基与光致变色部位之间的状态。该侧链(第一侧链)的基团在图1中用“4a”表示。再有,虽然没有图示,但也有时存在反应部位(下述的“多价的残基具有的反应性基团等”)。
<将光致变色部位与多价的残基结合的侧链>
通过将这样的侧链“4a”(第一侧链“4a”)引入光致变色部位,从而能够在相邻的分子之间更确实地形成适度的空间。其结果,认为由于能够确实地确保可容许光致变色化合物分子的可逆反应的间隙,因此能够显现更优异的光致变色性。
作为上述的侧链,并无特别限制,这样的侧链的数均分子量优选为45~10000,更优选为60~8000,进一步优选为100~5000,特别优选为100~2000。再有,就该侧链而言,如果引入光致变色部位,则成为该具有光致变色部位的基团。该侧链的数均分子量能够采用侧链的引入时使用的化合物的量来调整。应予说明,在上述侧链的数均分子量中不含光致变色部位的分子量。另外,如果不引入光致变色部位,则数均分子量为300以上的侧链相当于长链基,数均分子量不到300的侧链相当于短链基。
如果侧链过小,则确保可容许光致变色部位的可逆反应的间隙的功能变得不充分,如果侧链过大,则将后述的光致变色部位配置在长链基附近变得困难,结果充分地有效利用通过长链基所确保的空间倾向于变得困难。
上述这样的侧链能够利用多价的残基具有的反应性基团、或反应部位(以下也有时简称为“多价的残基具有的反应性基团等”)引入。在本发明中,为了充分地发挥上述的侧链的功能,优选将多价的残基具有的总价数的6%以上、特别是10%以上用侧链取代。例如,使用了α-环糊精作为形成多价的残基的化合物的情况下,作为反应性基团具有18个羟基,经由该羟基引入侧链。即,对于1个α-环糊精,最多能够引入18个侧链。在本发明中,为了充分地发挥上述的侧链的功能,优选这样的环具有的全部反应基数(总价数)的6%以上、特别地10%以上用侧链改性。用侧链改性(引入侧链)的比例的上限因使用的化合物而异,因此并无特别限制,为90%。顺便提及,在侧链结合于上述α-环糊精的18个羟基内的9个的情况下,其改性度成为50%。而且,当然,剩余为羟基本身。在α-环糊精的情况下,改性度的上限优选为75%。
本发明中,上述的侧链(有机链)只要其大小在上述的范围内,则可以为直链状,也可以为分支状。通过利用开环聚合;自由基聚合;阳离子聚合;阴离子聚合;原子转移自由基聚合、RAFT聚合、NMP聚合等活性自由基聚合等,使适宜的化合物与形成上述多价的残基的化合物反应(与“多价的残基具有的反应性基团等”反应),能够引入适宜的大小的侧链。对于通过该聚合等形成的侧链的末端,也能够利用各种公知的反应,使侧链延长,能够引入下述将详述的光致变色部位。不过,光致变色部位可直接结合于该侧链。再有,就如上所述通过聚合等形成的侧链、或利用各种反应延长了的侧链如上所述,最优选不包括光致变色部位时的数均分子量成为100~2000。
例如,通过开环聚合,能够引入来自环状醚、环状硅氧烷、内酯化合物、环状缩醛、环状胺、环状碳酸酯、环状亚氨基醚、环状硫代碳酸酯等环状化合物的侧链。这些中,从获得容易、反应性高、进而大小(分子量)的调整容易的观点出发,优选使用环状醚、环状硅氧烷、内酯化合物、环状碳酸酯。优选的环状化合物的具体例如下所示。
环状醚;
环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、表氯醇、表溴醇、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、环氧异丁烷、氧杂环丁烷、3-甲基氧杂环丁烷、3,3-二甲基氧杂环丁烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、3-甲基四氢呋喃。
环状硅氧烷;
六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷。
内酯化合物;
4元环内酯,例如β-丙内酯、β-甲基丙内酯、L-丝氨酸-β-内酯等。
5元环内酯,例如γ-丁内酯、γ-己内酯、γ-庚内酯、γ-辛内酯、γ-癸内酯、γ-十二内酯、α-己基-γ-丁内酯、α-庚基-γ-丁内酯、α-羟基-γ-丁内酯、γ-甲基-γ-癸内酯、α-亚甲基-γ-丁内酯、α,α-二甲基-γ-丁内酯、D-赤酮酸内酯、α-甲基-γ-丁内酯、γ-壬内酯、DL-泛内酯、γ-苯基-γ-丁内酯、γ-十一内酯、γ-戊内酯、2,2-五亚甲基-1,3-二氧戊环-4-酮、α-溴-γ-丁内酯、γ-巴豆酰内酯、α-亚甲基-γ-丁内酯、α-甲基丙烯酰氧基-γ-丁内酯、β-甲基丙烯酰氧基-γ-丁内酯等。
6元环内酯,例如δ-戊内酯、δ-己内酯、δ-辛内酯、δ-壬内酯、δ-癸内酯、δ-十一内酯、δ-十二内酯、δ-十三内酯、δ-十四内酯、DL-甲瓦龙酸内酯、4-羟基-1-环己烷羧酸δ-内酯、单甲基-δ-戊内酯、单乙基-δ-戊内酯、单己基-δ-戊内酯、1,4-二噁烷-2-酮、1,5-二氧杂环庚烷-2-酮等。
7元环内酯,例如ε-己内酯、单甲基-ε-己内酯、单乙基-ε-己内酯、单己基-ε-己内酯、二甲基-ε-己内酯、二-正-丙基-ε-己内酯、二-正-己基-ε-己内酯、三甲基-ε-己内酯、三乙基-ε-己内酯、三-正-ε-己内酯、ε-己内酯、5-壬基-氧杂环庚烷-2-酮、4,4,6-三甲基-氧杂环庚烷-2-酮、4,6,6-三甲基-氧杂环庚烷-2-酮、5-羟基甲基-氧杂环庚烷-2-酮等。
8元环内酯,例如ζ-庚内酯等。
其他内酯,例如内酯、丙交酯、二丙交酯、四甲基糖苷、1,5-二氧杂环庚烷-2-酮、叔-丁基己内酯等。
环状碳酸酯;
碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸1,2-亚丁酯甘油1,2-碳酸酯、4-(甲氧基甲基)-1,3-二氧戊环-2-酮、碳酸(氯甲基)亚乙酯、碳酸亚乙烯酯、4,5-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯-2-酮、4-氯甲基-5-甲基-1,3-间二氧杂环戊烯-2-酮、4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二苯基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,4-二甲基-5-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、1,3-二噁烷-2-酮、5-甲基-5-丙基-1,3-二氧戊环-2-酮、5,5-二乙基-1,3-二氧戊环-2-酮。
上述的环状化合物能够单独地使用,也能够将2种以上一起使用。
本发明中,优选使用的环状化合物为内酯化合物和环状碳酸酯,其中,特别优选ε-己内酯、α-乙酰基-γ-丁内酯、α-甲基-γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-丁内酯等内酯化合物,最优选ε-己内酯。
另外,在通过开环聚合使环状化合物反应来引入侧链的情况下,多价的残基具有的反应性基团等(例如环糊精的羟基)缺乏反应性,特别是由于空间位阻等,使大的分子直接反应有时困难。这样的情况下,例如,为了使己内酯等反应,能够采用如下的手段:首先,使环氧丙烷等低分子化合物与官能团反应以进行羟基丙基化,引入了富于反应性的官能团(羟基)后,通过使用上述的环状化合物的开环聚合,引入侧链。以下也有时将环氧丙烷等低分子化合物和环状化合物的开环聚合中形成的侧链称为第一侧链(如上所述,图1中的“4a”相当于该第一侧链。)。
本发明的光致变色化合物在多价的残基上结合有包含光致变色部位的基团(优选地,经由侧链结合有光致变色部位)。而且,该多价的残基必须被分子量(数均分子量)为300以上的长链基取代。由此,能够在光致变色部位的附近经常地配置该长链基,因此能够确保可容许光致变色部位的可逆反应的自由空间。其结果,在与聚合性化合物组合的情况下,认为在维持高显色浓度的状态下能够加快褪色速度。
光致变色部位通过利用上述的侧链,另外,根据需要进一步将连结基L组合,从而能够与多价的残基结合。即,使上述第一侧链和具有连结基L的光致变色部位反应,使上述第一侧链与连结基L结合,能够将包含光致变色部位的链(基团)引入形成上述多价的残基的化合物中。这种情况下,该“链”包含“第一侧链与连结基L”反应而成的部分,包含第一侧链和连结基L的部分。而且,如上所述,该“链”相当于上述侧链。不过,如上所述,光致变色部位可直接与第一侧链接合,这种情况下,能够将第一侧链视为该“链”,该“链”成为侧链(第一侧链为侧链)。
作为光致变色部位,能够使用公知的光致变色部位,它们能够单独地使用,也能够将2种以上一起使用。
作为这样的光致变色部位,例如可例示萘并吡喃、螺噁嗪、螺吡喃、俘精酸酐、俘精酰亚胺(フルギミド)和二芳基乙烯作为代表性的实例。其中,在为利用紫外线,分子的一部分开裂而显色,通过开裂的部位再结合从而褪色,发生开裂和再结合时不妨碍分子的运动的自由空间的存在(分子的自由度)变得重要的、萘并吡喃、螺噁嗪和螺吡喃的情况下发挥优异的效果。而且,特别地,其中,从能够显现在显色浓度和褪色速度上优异的光致变色性的方面出发,优选茚并萘并吡喃,其中,特别优选茚并[2,1-f]萘并[1,2-b]吡喃。
作为光致变色部位特别优选例示的茚并[2,1-f]萘并[1,2-b]吡喃由下述式(4)表示。
[化1]
其中,
R8和R9各自独立地为与后述的L直接结合的基团、羟基、烷基、卤代烷基、可具有取代基的环烷基、烷氧基、氨基(包含伯胺、仲胺的基团)、具有环成员氮原子且用该氮原子与其所结合的碳原子结合的杂环基(其中,可具有取代基)、氰基、硝基、甲酰基、羟基羰基、烷基羰基、烷氧基羰基、卤素原子、可具有取代基的芳烷基、可具有取代基的芳烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的芳基、烷硫基、环烷硫基、可具有取代基的芳硫基,
另外,R8和R9各自独立地,相互邻接的2个可一起形成可含氧原子、氮原子、硫原子的脂肪族环(其中,可具有取代基),
R10和R11各自独立地为与后述的L直接结合的基团、氢原子、羟基、烷基、卤代烷基、环烷基、烷氧基、烷氧基烷基、甲酰基、羟基羰基、烷基羰基、烷氧基羰基、卤素原子、可具有取代基的芳烷基、可具有取代基的芳烷氧基、可具有取代基的芳氧基或可具有取代基的芳基,
另外,R10和R11可2个一起并与它们结合的13位的碳原子一起,形成环成员碳原子数为3~20的脂肪族环、在上述脂肪族环使芳族环或芳族杂环稠合的稠合多环、环成员原子数为3~20的杂环、或在上述杂环使芳族环或芳族杂环稠合的缩合多环,其中,这些环可具有取代基,
R12和R13各自独立地为可具有取代基的芳基、或可具有取代基的杂芳基,
h为0~4的整数,
i为0~4的整数,
在h为2~4的情况下,多个R8可彼此相同也可不同,
在i为2~4的情况下,多个R9可彼此相同也可不同,
不过,R8、R9、R10、R11、R12的芳基或杂芳基上的取代基、或R13的芳基或杂芳基上的取代基中的至少1个为后述的取代基L。
再有,在上述R8、R9、R10、R11、R12和R13中,这些基团或这些基团形成的环基可具有的取代基主要为了控制显色色调等而引入,不会由于这些取代基而损害本发明的效果。因此,并无特别限制,优选可列举出在R8和R9中例示的基团。
另外,在上述中,烷基优选为碳原子数1~6,卤代烷基优选为碳原子数1~6,环烷基优选为碳原子数3~8,烷氧基优选为碳原子数1~6,烷基羰基优选为碳原子数2~7,烷氧基羰基优选为碳原子数2~7,芳烷基优选为碳原子数7~11,芳烷氧基优选为碳原子数7~11,芳氧基优选为碳原子数6~12,芳基优选为碳原子数6~12,烷硫基优选为碳原子数1~6,环烷硫基优选为碳原子数3~8,芳硫基优选为碳原子数6~12。
形成光致变色部位的茚并[2,1-f]萘并[1,2-b]吡喃例如能够无任何限制地使用国际公开第1996/014596号小册子、国际公开2001/019813号小册子、国际公开2001/060811、国际公开第2005/028465号小册子、WO2006/110221号小册子、国际公开第2007/073462号小册子、国际公开第2007/140071号小册子、国际公开第2008/054942号小册子、国际公开第2010/065393号小册子、国际公开第2011/10744号小册子、国际公开第2011/016582号小册子、国际公开第2011/025056号小册子、国际公开第2011/034202号小册子、国际公开第2011/078030号小册子、国际公开第2012/102409号小册子、国际公开第2012/102410号小册子、国际公开第2012/121414号小册子等中记载的化合物。
其次,上述的具有光致变色部位的基团(包含光致变色部位的侧链)优选为下述式(1)或(1’)。
[化2]
其中,
PC为光致变色性基团(光致变色部位),
R1是碳原子数为2~8的直链状或分支链状亚烷基,
R2是碳原子数为2~8的直链状或分支链状亚烷基、具有乙酰基分支的碳原子数为3~8的直链状或分支链状亚烷基、或具有醚键的碳原子数为3~8的直链状或分支链状亚烷基,
L为下述式(2)表示的2价的基团。
[化3]
其中,
R3是单键、碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、或碳原子数为6~12的芳族基团,
R4是碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、碳原子数为6~12的芳族基团、或具有碳原子数为1~20的直链状或分支链状烷基的二烷基甲硅烷基,
R5是碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、或碳原子数为6~12的芳族基团,
X1和X2各自独立地为单键、O、或NH,
c为0~50的整数,d为0~50的整数,e为0或1的整数,
在c为2以上的情况下,具有多个的c的单元的2价的基团可彼此相同也可不同,
在d为2以上的情况下,具有多个的d的单元的2价的基团可彼此相同也可不同。
a为1~50的整数,b为0~50的整数,
在a为2以上的情况下,具有多个的a的单元的2价的基团可彼此相同也可不同,
在b为2以上的情况下,具有多个的b的单元的2价的基团可彼此相同也可不同。
其中,如果例示特别优选的基团,则
R1优选亚乙基、亚丙基、亚异丙基、或亚丁基,特别优选亚异丙基。a优选1~10,特别优选1。
R2特别优选亚丁基、亚戊基、或亚己基。b优选1~10,特别优选2~8。
另外,在上述式(2)所示的L中,
R3优选为单键(这种情况下,X1直接与b的单元的氧原子结合)、或者、亚乙基、亚丙基、亚环己基。进而,特别优选单键、或、亚乙基。
X1和X2各自更优选为单键(这种情况下,羰基直接与R3和R4结合)、或、O(氧原子)。
R4优选亚乙基、亚丙基、亚丁基、或二甲基甲硅烷基,特别优选亚乙基、二甲基甲硅烷基。
c优选2,d优选1~10,特别优选1~5,e优选0。
其中,作为L特别优选的基团可例示以下的基团。
[化4]
应予说明,当然,在上述式(1)中,除PC以外的部分相当于“链”,除PC以外的该“链”(侧链)的平均分子量优选为45~10000,更优选为60~8000,进一步优选为100~5000,特别优选为100~2000。
(对于多价的残基具有的长链的基团)
本发明中,上述多价的残基为至少1个不含光致变色部位的、分子量为300以上的长链的基团(长链基)取代而成的基团。即,该多价的残基必须结合有数均分子量为300以上的长链基。由此,通过与聚合性化合物组合而聚合固化,从而能够得到光致变色性优异的固化体。
这样的长链基与上述的包含光致变色部位的链(基团)同样地,通过利用上述的侧链(第一侧链),另外根据需要进一步将连结基L组合,从而能够与多价的残基结合。
再有,在本发明的光致变色化合物中,第一侧链的末端可成为聚合性基团。这种情况下,第一侧链的数均分子量为300以上,并且在末端包含聚合性基团的基团相当于长链基。另一方面,第一侧链的数均分子量为不到300,并且在末端包含聚合性基团的基团相当于短链基。
另外,使上述第一侧链与具有连结基L的含有聚合性基团的化合物反应,使上述第一侧链与连结基L结合,将聚合性基团引入了上述环状分子的情况下,“长链”包含“第一侧链与连结基L”反应而成的部分,包含第一侧链与连结基L的部分。而且,如上所述,该“长链”相当于上述侧链。而且,由于聚合性基团部分对长链的基团的数均分子量不产生大的影响,因此长链基的数均分子量能够用包含聚合性基团的状态的数均分子量限定。具体地,长链基的数均分子量优选为300~10000,更优选为300~8000,进一步优选为400~5000,特别优选为500~2000。再有,当然,在包含聚合性基团的第一侧链、或包含聚合性基团的“第一侧链与连结基L”的数均分子量(包含聚合性基团的数均分子量)成为不到300的情况下,相当于短链基。
在本发明中,长链基优选为下述式(3)或(3’)。
[化5]
/>
其中,
Z为碳原子数1~10的烷基或聚合性基团,
R6是碳原子数为2~8的直链状或分支链状亚烷基,
R7是碳原子数为2~8的直链状或分支链状亚烷基、具有乙酰基分支的碳原子数为3~8的直链状或分支链状亚烷基、或具有醚键的碳原子数为3~8的直链状或分支链状亚烷基,
X’为单键、O、或NH,
L’为下述式(2’)表示的2价的基团,
[化6]
其中,
R31是单键、碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、或碳原子数为6~12的芳族基团,
R41是碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、碳原子数为6~12的芳族基团、或具有碳原子数为1~20的直链状或分支链状烷基的二烷基甲硅烷基,
R51是碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、或碳原子数为6~12的芳族基团,
X11和X21各自独立地为单键、O、或NH,
c1为0~50的整数,d1为0~50的整数,e1为0或1的整数,
在c1为2以上的情况下,有多个的c1的单元的2价的基团可彼此相同也可不同,
在d1为2以上的情况下,有多个的d1的单元的2价的基团可彼此相同也可不同,
f为1~50的整数,g为0~50的整数,
在f为2以上的情况下,有多个的f的单元的2价的基团可彼此相同也可不同,
在g为2以上的情况下,有多个的g的单元的2价的基团可彼此相同也可不同。
当然,在上述式(3)中,长链基的数均分子量优选为300~10000,更优选为300~8000,进一步优选为400~5000,特别优选为500~2000。
其中,如果例示特别优选的基团,则
R6优选亚乙基、亚丙基、亚异丙基、或亚丁基,特别优选亚异丙基。f优选1~10,特别优选1。
R7特别优选亚丁基、亚戊基、或亚己基。g优选1~10,特别优选2~8。
在由上述式(2’)表示的L’中,
R31优选单键、或、亚乙基、亚丙基、亚环己基,特别优选单键、或、亚乙基。
X11优选单键、或、O。
X21优选单键、或、O、或、NH。
R41优选亚乙基、亚丙基、亚丁基、二甲基甲硅烷基,特别优选亚乙基、二甲基甲硅烷基。
R51优选亚甲基、亚乙基、亚丙基。
c1优选0~2,d1优选1~45,特别优选5~40,e1优选0。
其中,作为L’特别优选的基团,可例示以下的基团。
[化7]
作为Z的聚合性基团,丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基、乙烯基和4-乙烯基苯基这样的自由基聚合性基团是代表性的,根据本发明的光致变色化合物以外的其他聚合性化合物的种类,环氧基、环硫基、硫杂环丁基、OH基、SH基、NH2基、NCO基、或NCS基也作为聚合基团发挥功能,因此可使用。
其中,环氧基、环硫基、硫杂环丁基与本发明的光致变色化合物以外的聚合性化合物具有的、环氧基、环硫基、硫杂环丁基、NH2基、NCO基反应。
OH基、SH基与本发明的光致变色化合物以外的聚合性化合物具有的NCO基、NCS基反应,生成尿烷键、硫尿烷键。
NCO基、NCS基与本发明的光致变色化合物以外的其他聚合性化合物具有的OH基、SH基、或NH2基反应。
(优选的具有光致变色部位的基团以及长链基的数、它们以外的基团的数)
本发明的光致变色化合物一分子中能够引入的包含光致变色部位的基团的数为1以上,必须为比多价的残基的总价数少1的数以下。不过,如果太少,显色浓度变得不充分,如果太多,显色浓度饱和,不再能够使光致变色部位有效地发挥功能,因此优选在光致变色化合物一分子中设为2~9个。该具有光致变色部位的基团的数为平均值。
另外,长链基的数也在光致变色化合物一分子中为1以上,必须为比多价的残基的总价数少1的数以下。不过,如果太少,形成自由空间变得困难,如果太多,不再能够使光致变色部位有效地发挥功能,因此优选在光致变色化合物一分子中设为2~16个。进而,在长链基的末端为聚合性基团的情况下,如果太少,单独地聚合变得困难,在配合了本发明的光致变色化合物以外的其他聚合性化合物的情况下也有可能没有在固化体中结合而渗出,因此优选设为2~16个。该长链基的数为平均值。
而且,在本发明中,优选上述光致变色化合物每1分子,上述具有光致变色部位的基团的数与上述长链基的数的合计数为2~30。通过该合计数满足该范围,从而能够得到生产率良好且光致变色特性优异的化合物。为了进一步提高该效果,该合计数更优选3~20,进一步优选5~18。
另外,相对于上述具有光致变色部位的基团的数,上述长链基的数为1倍以上,为了进一步改善光致变色特性,优选设为1~20倍。通过满足该范围,认为相对于光致变色部位,能够高效率地形成自由空间,其结果,认为能够发挥更优异的光致变色特性。为了使该效果更为显著,相对于上述具有光致变色部位的基团的数,上述长链基的数更优选设为1.5~10倍,进一步优选设为2~5倍。
本发明中,多价的残基的总价数可为具有光致变色部位的基团的数与长链基的数的合计。不过,如果考虑光致变色化合物自身的生产的容易性、副反应的抑制等,多价的残基可被短链基取代,进而,多价的残基具有的反应性基团等可原样残留。各基团的最佳的比例因使用的形成多价的残基的化合物而异,因此不能一概地限定,如果考虑光致变色化合物自身的生产的容易性、副反应的抑制和光致变色特性等,优选为以下的范围。具体地,将多价的残基的总价数设为100%时,优选具有光致变色部位的基团的数为5~50%,长链基的数为5~90%,短链基的数为0~90%,未反应而残存的反应性基团等(多价的残基具有的反应性基团等)的数为0~90%。进而,更优选具有光致变色部位的基团的数为10~20%,长链基的数为30~50%,短链基的数为0~50%,未反应而残存的反应性基团等(多价的残基具有的反应性基团等)的数为0~50%。
另外,在形成多价的残基的化合物为环糊精的情况下,在该环糊精中结合的侧链中,5~50%、优选10~30%、更优选10~20%为上述具有光致变色部位的基团(侧链)、并且5~90%、优选10~50%、更优选30~50%为上述长链基的光致变色化合物从给予优异的光致变色性的方面出发,特别优选。不过,如上述的说明那样,并非在多价的残基中的反应性基团等(环糊精的羟基)全部引入侧链(包含第一侧链)。即,上述比例为在环糊精的羟基引入了的侧链中引入了光致变色部位的比例和该侧链成为了长链基的比例。
另外,如上所述,可不将光致变色部位和聚合性基团引入在环糊精中引入的侧链(包含第一侧链)的全部,进而,该侧链也可不为长链基。不过,在长链基的末端引入了聚合性基团的情况下,优选成为如下那样。例如,在聚合性化合物的聚合性基团为自由基聚合性基团的情况下,就与其组合的光致变色化合物而言,如果考虑生产率、光致变色特性和与其他聚合性化合物的聚合性,更优选在与该环糊精结合的侧链中,上述具有光致变色部位的侧链(基)为5~50%,具有自由基聚合性基团的长链基(侧链)为5~90%,短链基为0~90%,未反应而残存的羟基为0~90%。进而,进一步优选上述具有光致变色部位的侧链(基)为10~20%,具有自由基聚合性基团的长链基(侧链)为30~50%,短链基为0~50%,未反应而残存的羟基为0~50%。
另外,对于本发明的光致变色化合物,虽并无特别限制,采用下述的实施例中记载的方法测定的重均分子量(Mw)例如为2,000以上,优选为2,000~50,000。特别地,为了提高与其他聚合性化合物的相容性,不会使固化前的单体粘度过度地升高,引入大量的光致变色部位,发挥优异的效果,光致变色化合物的重均分子量Mw更优选为2,000~30,000,特别优选为3,000~20,000。
(光致变色化合物的制造方法)
对本发明的光致变色化合物并不限制其制造法,能够采用以下的方法制造。
首先,采用公知的方法制造多价残基(形成多价的残基的化合物)。其次,采用公知的方法将第一侧链引入该多价残基。此时,第一侧链的末端优选成为反应性基团(例如OH基等)。在这些反应性基团中,在没有反应的情况下,相当于“未反应而残存的反应性基团等”。
此外,另外,具有光致变色部位,在该光致变色部位至少引入能够与上述第一侧链反应的基团。优选地,该基团优选为形成上述L的基团。
然后,使具有第一侧链的多价残基与可形成上述L的基团反应,能够制造本发明的光致变色化合物。再有,可直接使光致变色部位与上述第一侧链反应(这种情况下,L为单键)。再有,在该第一侧链的分子量不到300,并且没有引入光致变色部位的情况下,成为短链基。另外,当然,即使将聚合性基团引入了第一侧链,在分子量不到300的情况下,也相当于短链基。
对可形成上述L的基团与第一侧链的末端的反应并无特别限制。例如,在第一侧链的末端为OH基的情况下,通过与末端为羧酸的化合物进行酯化反应,从而能够形成上述L。具体地,能够在硫酸、盐酸等无机酸、芳族磺酸等有机酸、或者氟化硼醚等路易斯酸存在下在甲苯等溶剂中,根据需要边加热边搅拌,通过共沸将生成的水除去而使其反应。再有,在上述酯化反应中,作为将水除去的方法,可列举出采用无水硫酸镁、或分子筛等干燥剂将水除去的方法、或、在以二环己基碳二亚胺等为代表的脱水剂的存在下将水除去的方法。
另外,通过与末端为羧酰卤的化合物进行酯化反应,从而也能够形成上述L。具体地,能够采用如下方法等:在吡啶、二甲基苯胺等碱的存在下、在四氢呋喃等醚系溶剂中,根据需要边加热边搅拌,将生成的卤化氢除去。
进而,通过与末端为酸酐的化合物进行酯化反应,从而也能够形成上述L。具体地,能够采用在醋酸钠、吡啶等催化剂的存在下在甲苯等溶剂中根据需要边加热边搅拌的方法等。
另外,作为另外的方法,通过与末端为NCO基的化合物进行氨基甲酸酯化反应,从而也能够形成上述L。具体地,能够采用在三亚乙基二胺等胺系或二月桂酸二丁基锡等锡系催化剂的存在下、无溶剂或甲苯等溶剂中根据需要边加热边搅拌的方法等。
再有,引入具有聚合性基团的长链基(也可以是短链基)的方法也能够采用与上述方法同样的方法。可使将光致变色部位替换为聚合性基团的化合物与可形成上述L’的基团反应。另外,在第一侧链的末端的反应性基团为本发明中的聚合性基团的情况下,也能够直接作为聚合性基团使用。
(光致变色化合物以外的聚合性化合物)
在本发明的固化性组合物中,能够配合上述光致变色化合物(以下也称为光致变色化合物(A))和根据需要使用的上述光致变色化合物以外的聚合性化合物。作为这样的聚合性化合物(也有时称为(B)成分),能够列举出自由基聚合性化合物(B1)、环氧系聚合性化合物(B2)、可形成尿烷键、脲键等的尿烷或脲系聚合性化合物(B3)、和(B1~B3)以外的其他聚合性化合物(B4)。特别地,在光致变色化合物中引入了聚合性基团的情况下,优选使用可与这样的聚合性基团反应的聚合性化合物。
(B1)自由基聚合性化合物;
自由基聚合性化合物(B1)特别是在光致变色化合物的长链基或短链基、特别是长链基中引入了自由基聚合性的官能团的情况下优选使用,大致分类为具有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系聚合性化合物(B1-1)、具有乙烯基的乙烯基系聚合性化合物(B1-2)、具有烯丙基的烯丙基系聚合性化合物(B1-3)、硅倍半氧烷系聚合性化合物(B1-4)。
以下示出其具体例。
(B1)(甲基)丙烯酸系聚合性化合物的例子;
(B1-1-1)2官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物
本发明的光致变色固化性组合物优选包含(B1-1-1)2官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物。以下示出其具体例。具体地,为下述式(5)、(6)和(7)中所示的化合物。以下也有时将由下述式(5)表示的化合物简称为(B1-1-1-1)成分,以下也有时将由下述式(6)表示的化合物简称为(B1-1-1-2)成分,以下也有时将由下述式(7)表示的化合物简称为(B1-1-1-3)成分。此外,对于具有尿烷键的2官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物(以下也有时简称为(B1-1-1-4)成分)、不相当于上述(B1-1-1-1)成分、上述(B1-1-1-2)成分、上述(B1-1-1-3)成分和上述(B1-1-1-4)成分的2官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物(以下也有时简称为(B1-1-1-5)成分)进行说明。
(B1-1-1-1)由下述式(5)表示的化合物
[化8]
式中,R14和R15各自为氢原子、或甲基,j和k各自独立地为0以上的整数,并且j+k的平均值为2以上且50以下。
应予说明,由上述式(5)表示的聚合性化合物通常以分子量不同的分子的混合物的形式得到。因此,j和k用平均值表示。
如果具体地例示由上述式(5)表示的化合物,则如下所述。
二甘醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、五甘醇二甲基丙烯酸酯、五丙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、五甘醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、四丙二醇二丙烯酸酯、五丙二醇二丙烯酸酯、由聚丙二醇和聚乙二醇的混合物形成的二甲基丙烯酸酯(具有2个聚亚乙基、2个聚亚丙基的重复单元)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(特别地,平均分子量330)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(特别地,平均分子量536)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(特别地,平均分子量736)、三丙二醇二甲基丙烯酸酯、四丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯(特别地,平均分子量536)、聚乙二醇二丙烯酸酯(特别地,平均分子量258)、聚乙二醇二丙烯酸酯(特别地,平均分子量308)、聚乙二醇二丙烯酸酯(特别地,平均分子量508)、聚乙二醇二丙烯酸酯(特别地,平均分子量708)、聚乙二醇甲基丙烯酸酯丙烯酸酯(特别地,平均分子量536)。
(B1-1-1-2)由下述式(6)表示的化合物
[化9]
式中,R16和R17各自为氢原子或甲基,
R18和R19各自为氢原子或甲基,
R20为氢原子或卤素原子,
B为-O-,-S-,-(SO2)-,-CO-,-CH2-,-CH=CH-,-C(CH3)2-,-C(CH3)(C6H5)-中的任一个,
l和m各自为1以上的整数,l+m的平均值为2以上且30以下。
应予说明,由上述式(6)表示的聚合性化合物通常以分子量不同的分子的混合物的形式得到。因此,l和m用平均值表示。
作为由上述式(6)表示的化合物的具体例,例如能够列举出以下的双酚A二(甲基)丙烯酸酯。
2,2-双[4-甲基丙烯酰氧基·乙氧基)苯基]丙烷(l+m=2)、2,2-双[4-甲基丙烯酰氧基·二乙氧基)苯基]丙烷(l+m=4)、2,2-双[4-甲基丙烯酰氧基·聚乙氧基)苯基]丙烷(l+m=7)、2,2-双(3,5-二溴-4-甲基丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷(l+m=2)、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基二丙氧基苯基)丙烷(l+m=4)、2,2-双[4-丙烯酰氧基·二乙氧基)苯基]丙烷(l+m=4)、2,2-双[4-丙烯酰氧基·聚乙氧基)苯基]丙烷(l+m=3)、2,2-双[4-丙烯酰氧基·聚乙氧基)苯基]丙烷(l+m=7)、2,2-双[4-甲基丙烯酰氧基(聚乙氧基)苯基]丙烷(l+m=10)、2,2-双[4-甲基丙烯酰氧基(聚乙氧基)苯基]丙烷(l+m=17)、2,2-双[4-甲基丙烯酰氧基(聚乙氧基)苯基]丙烷(l+m=30)、2,2-双[4-丙烯酰氧基(聚乙氧基)苯基]丙烷(l+m=10)、2,2-双[4-丙烯酰氧基(聚乙氧基)苯基]丙烷(l+m=20)。
(B1-1-1-3)由下述式(7)表示的化合物
[化10]
式中,R21和R22各自为氢原子或甲基,
n的平均值为1~20的数,
A和A’可彼此相同也可不同,各自为碳原子数2~15的直链状或分支状的亚烷基,在存在多个A的情况下,多个A可以是同一基团,也可以是不同的基团。
由上述式(7)表示的化合物能够通过使聚碳酸酯二醇与(甲基)丙烯酸反应而制造。
其中,作为所使用的聚碳酸酯二醇,能够例示以下的聚碳酸酯二醇。具体地,通过三亚甲基二醇、四亚甲基二醇、五亚甲基二醇、六亚甲基二醇、八亚甲基二醇、九亚甲基二醇等聚亚烷基二醇的光气化得到的聚碳酸酯二醇(具有500~2000的数均分子量的聚碳酸酯二醇);
通过2种以上的聚亚烷基二醇的混合物例如三亚甲基二醇与四亚甲基二醇的混合物、四亚甲基二醇与六亚甲基二醇的混合物、五亚甲基二醇与六亚甲基二醇的混合物、四亚甲基二醇与八亚甲基二醇的混合物、六亚甲基二醇与八亚甲基二醇的混合物等)的光气化得到的聚碳酸酯二醇(数均分子量500~2000);
通过1-甲基三亚甲基二醇的光气化得到的聚碳酸酯二醇(数均分子量500~2000)。
(B1-1-1-4)具有尿烷键的2官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物
(B1-1-1-4)成分的代表为多元醇与多异氰酸酯的反应物。其中,作为多异氰酸酯,例如能够列举出六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、赖氨酸异氰酸酯、2,2,4-六亚甲基二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯、亚异丙基双-4-环己基异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、降冰片烯二异氰酸酯、降冰片烯甲烷二异氰酸酯或甲基环己烷二异氰酸酯。
另一方面,作为多元醇,能够列举出具有碳原子数2~4的环氧乙烷、环氧丙烷、环氧己烷的重复单元的聚亚烷基二醇、或聚己内酯二醇等聚酯二醇。另外,能够例示聚碳酸酯二醇、聚丁二烯二醇、或乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、1,8-壬二醇、新戊二醇、二甘醇、二丙二醇、1,4-环己烷二醇、1,4-环己烷二甲醇等。
另外,也能够使用使通过这些多异氰酸酯和多元醇的反应而制成了氨基甲酸酯预聚物的产物进一步用2-羟基(甲基)丙烯酸酯反应而成的反应混合物、作为使上述二异氰酸酯与2-羟基(甲基)丙烯酸酯直接反应而成的反应混合物的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。
作为具有尿烷键的2官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物,能够列举出新中村化学工业(株)制的U-2PPA(分子量482)、UA-122P(分子量1100)、U-122P(分子量1100)、U-108A、U-200PA、UA-511、U-412A、UA-4100、UA-4200、UA-4400、UA-2235PE、UA-160TM、UA-6100、UA-6200、U-108、UA-4000、UA-512、和大赛璐UCB社制的EB4858(分子量454)、和日本化药(株)制UX-2201、UX3204、UX4101、6101、7101、8101等。
(B1-1-1-5)其他的2官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物
作为(B1-1-1-5)成分,可列举出在可具有取代基的亚烷基的两末端具有(甲基)丙烯酰基的化合物。作为(B1-1-1-5)成分,优选具有碳原子数6~20的亚烷基。具体地,可列举出1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、1,10-癸二醇二丙烯酸酯、1,10-癸二醇二甲基丙烯酸酯等。
此外,作为(B1-1-1-5)成分,能够列举出含有硫原子的2官能(甲基)丙烯酸酯单体。优选硫原子作为硫醚基构成分子链的一部分。具体地,可列举出双(2-甲基丙烯酰氧基乙硫基乙基)硫醚、双(甲基丙烯酰氧基乙基)硫醚、双(丙烯酰氧基乙基)硫醚、1,2-双(甲基丙烯酰氧基乙硫基)乙烷、1,2-双(丙烯酰氧基乙基)乙烷、双(2-甲基丙烯酰氧基乙硫基乙基)硫醚、双(2-丙烯酰氧基乙硫基乙基)硫醚、1,2-双(甲基丙烯酰氧基乙硫基乙硫基)乙烷、1,2-双(丙烯酰氧基乙硫基乙硫基)乙烷、1,2-双(甲基丙烯酰氧基异丙硫基异丙基)硫醚、1,2-双(丙烯酰氧基异丙硫基异丙基)硫醚。
在以上的(B1-1-1-1)成分、(B1-1-1-2)成分、(B1-1-1-3)成分、(B1-1-1-4)成分和(B1-1-1-5)成分中,能够使用各成分中的单独成分,也能够使用上述说明的多种成分。在使用多种成分的情况下,成为(B1-1-1)成分的基准的质量为多种成分的合计量。
其次,对(B1-1-2)多官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物进行说明。
(B1-1-2)多官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物
作为(B1-1-2)成分,可列举出由下述式(8)表示的化合物(以下也有时简称为(B1-1-2-1)成分)、具有尿烷键的多官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物(以下也有时简称为(B1-1-2-2)成分)、以及不相当于上述(B1-1-2-1)成分和上述(B1-1-2-2)成分的多官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物(以下也有时简称为(B1-1-2-3)成分)。
(B1-1-2-1)由下述式(8)表示的化合物
作为多官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物,可列举出由下述式(8)表示的化合物。
[化11]
式中,R23为氢原子或甲基,
R24为氢原子或碳原子数1~2的烷基,
R25为碳原子数1~10的3~6价的有机基团,
o的平均值为0~3的数,p为3~6的数。
作为由R24表示的碳原子数1~2的烷基,优选甲基。作为由R25表示的有机基团,可列举出由多元醇衍生的基团、3~6价的烃基、3~6价的包含尿烷键的有机基团。
如果具体地示出由上述式(8)表示的化合物则如下所述。三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甘醇三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甘醇三丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四甲基丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯。
(B1-1-2-2)具有尿烷键的多官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物
(B1-1-2-2)成分由在(B1-1-1-4)成分中说明的多异氰酸酯化合物与甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇等多元醇化合物反应而得到,是在分子中具有3个以上的(甲基)丙烯酸酯基的化合物。作为市售品,能够列举出新中村化学工业(株)制的U-4HA(分子量596、官能团数4)、U-6HA(分子量1019、官能团数6)、U-6LPA(分子量818、官能团数6)、U-15HA(分子量2300、官能团数15)。
(B1-1-2-3)其他的多官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物
作为(B1-1-2-3)成分,为将聚酯化合物的末端用(甲基)丙烯酰基改性的化合物。根据成为原料的聚酯化合物的分子量、(甲基)丙烯酰基的改性量,能够使用已市售的各种聚酯(甲基)丙烯酸酯化合物。具体地,能够列举出4官能聚酯低聚物(分子量2500~3500、大赛璐UCB社、EB80等)、6官能聚酯低聚物(分子量6000~8000、大赛璐UCB社、EB450等)、6官能聚酯低聚物(分子量45000~55000、大赛璐UCB社、EB1830等)、4官能聚酯低聚物(特别是分子量10000的第一工业制药社、GX8488B等)等。
通过使用以上例示的(B1-1-2)成分((B1-1-2-1)成分、(B1-1-2-2)成分、(B1-1-2-3)成分),通过聚合,交联密度提高,能够提高得到的固化体的表面硬度。因此,特别是在制成采用涂布法得到的光致变色固化体(层叠体)的情况下,优选包含(B1-1-2)成分。特别地,在(B1-1-2)成分中,优选使用(B1-1-2-1)成分。
以上的(B1-1-2-1)成分、(B1-1-2-2)成分和(B1-1-2-3)成分能够使用各成分中的单独成分,也能够使用上述说明的多种成分。在使用多种成分的情况下,成为(B1-1-2)成分的基准的质量为多种成分的合计量。
其次,对(B1-1-3)单官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物进行说明。
(B1-1-3)单官能(甲基)丙烯酸系聚合性化合物
作为(B1-1-3)成分,可列举出由下述式(9)表示的化合物。
[化12]
式中,R26为氢原子或甲基,R27为氢原子、甲基二甲氧基甲硅烷基、三甲氧基甲硅烷基、或缩水甘油基,q为0~10的整数,r为0~20的整数。
如果具体地示出由上述式(9)表示的化合物则如下所述。
甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(特别地,平均分子量293)、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(特别地,平均分子量468)、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(特别地,平均分子量218)、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、(特别地,平均分子量454)、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸月桂酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯。
(B1-2)乙烯基系聚合性化合物;
作为具有乙烯基的乙烯基系聚合性化合物,能够列举出甲基乙烯基酮、乙基乙烯基酮、乙基乙烯基醚、苯乙烯、乙烯基环己烷、丁二烯、1,4-戊二烯、二乙烯基硫醚、二乙烯基砜、1,2-二乙烯基苯、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基丙烷二硅氧烷、二甘醇二乙烯基醚、己二酸二乙烯酯、癸二酸二乙烯酯、乙二醇二乙烯基醚、二乙烯基亚砜、二乙烯基过硫化物、二甲基二乙烯基硅烷、1,2,4-三乙烯基环己烷、甲基三乙烯基硅烷、α-甲基苯乙烯和α-甲基苯乙烯二聚体等。
在上述例示的乙烯基系聚合性化合物中,α-甲基苯乙烯和α-甲基苯乙烯二聚体作为聚合调节剂发挥功能,提高光致变色组合物的成型性。
(B1-3)烯丙基系聚合性化合物
作为具有烯丙基的烯丙基系聚合性化合物,能够例示以下的烯丙基系聚合性化合物。二甘醇双碳酸烯丙酯、甲氧基聚乙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量550)、甲氧基聚乙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量350)、甲氧基聚乙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量1500)、聚乙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量450)、甲氧基聚乙二醇-聚丙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量750)、丁氧基聚乙二醇-聚丙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量1600)、甲基丙烯酰氧基聚乙二醇-聚丙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量560)、苯氧基聚乙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量600)、甲基丙烯酰氧基聚乙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量430)、丙烯酰氧基聚乙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量420)、乙烯氧基聚乙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量560)、苯乙烯氧基聚乙二醇烯丙基醚(特别地,平均分子量650)、甲氧基聚巯基乙醇烯丙基硫醚(特别地,平均分子量730)。
再有,烯丙基系聚合性化合物通过作为链转移剂发挥作用,从而能够提高固化性组合物的光致变色性(显色浓度、褪色速度)。
(B1-4)硅倍半氧烷聚合性化合物;
硅倍半氧烷聚合性化合物呈笼状、梯子状、无规这样的各种分子结构,具有(甲基)丙烯酰基等自由基聚合性基团。
作为这样的硅倍半氧烷聚合性化合物的例子,可列举出由下述式(10)表示的实例。
[化13]
式中,s为聚合度,为3~100的整数,
具有多个的R28可彼此相同或不同,为自由基聚合性基团、包含自由基聚合性基团的有机基团、氢原子、烷基、环烷基、烷氧基或苯基,至少1个R28为自由基聚合性基团、或包含自由基聚合性基团的有机基团。
其中,作为由R28表示的自由基聚合性基团、或包含自由基聚合性基团的有机基团,可列举出(甲基)丙烯酰基;(甲基)丙烯酰氧基丙基、(3-(甲基)丙烯酰氧基丙基)二甲基甲硅烷氧基等具有(甲基)丙烯酰基的有机基团;烯丙基;烯丙基丙基、烯丙基丙基二甲基甲硅烷氧基等具有烯丙基的有机基团;乙烯基;乙烯基丙基、乙烯基二甲基甲硅烷氧基等具有乙烯基的有机基团等。
(B2)环氧系聚合性化合物;
该聚合性化合物在分子内具有环氧基作为聚合性基团,特别地,在光致变色化合物(A)的侧链作为聚合性官能团引入了羟基、NH2基、NCO基的情况下,特别优选。
这样的环氧系聚合性化合物大致分类为脂肪族环氧化合物、脂环族环氧化合物和芳族环氧化合物,作为其具体例,能够例示以下的例子。
作为脂肪族环氧化合物,可列举出环氧乙烷、2-乙基环氧乙烷、丁基缩水甘油基醚、苯基缩水甘油基醚、2,2’-亚甲基双环氧乙烷、1,6-己二醇二缩水甘油基醚、乙二醇二缩水甘油基醚、二甘醇二缩水甘油基醚、三甘醇二缩水甘油基醚、四甘醇二缩水甘油基醚、九甘醇二缩水甘油基醚、丙二醇二缩水甘油基醚、二丙二醇二缩水甘油基醚、三丙二醇二缩水甘油基醚、四丙二醇二缩水甘油基醚、九丙二醇二缩水甘油基醚、新戊二醇二缩水甘油基醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚、甘油三缩水甘油基醚、二甘油四缩水甘油基醚、季戊四醇四缩水甘油基醚、三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯的二缩水甘油基醚、三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯的三缩水甘油基醚。
作为脂环族环氧化合物,可列举出异佛尔酮二醇二缩水甘油基醚、双-2,2-羟基环己基丙烷二缩水甘油基醚。
作为芳族环氧化合物,可列举出间苯二酚二缩水甘油基醚、双酚A二缩水甘油基醚、双酚F二缩水甘油基醚、双酚S二缩水甘油基醚、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、苯酚酚醛清漆多缩水甘油基醚、甲酚酚醛清漆多缩水甘油基醚。
另外,除了上述以外,也能够使用在具有环氧基的同时在分子内具有硫原子的环氧系聚合性化合物。这样的含硫原子环氧系聚合性化合物特别是有助于折射率的提高,有链状脂肪族系和环状脂肪族系的含硫原子环氧系聚合性化合物,其具体例如下所述。
作为链状脂肪族系含硫原子环氧系聚合性化合物,可列举出双(2,3-环氧丙基)硫醚、双(2,3-环氧丙基)二硫醚、双(2,3-环氧丙硫基)甲烷、1,2-双(2,3-环氧丙硫基)乙烷、1,2-双(2,3-环氧丙硫基)丙烷、1,3-双(2,3-环氧丙硫基)丙烷、1,3-双(2,3-环氧丙硫基)-2-甲基丙烷、1,4-双(2,3-环氧丙硫基)丁烷、1,4-双(2,3-环氧丙硫基)-2-甲基丁烷、1,3-双(2,3-环氧丙硫基)丁烷、1,5-双(2,3-环氧丙硫基)戊烷、1,5-双(2,3-环氧丙硫基)-2-甲基戊烷、1,5-双(2,3-环氧丙硫基)-3-硫杂戊烷(thiapentane)、1,6-双(2,3-环氧丙硫基)己烷、1,6-双(2,3-环氧丙硫基)-2-甲基己烷、3,8-双(2,3-环氧丙硫基)-3,6-二硫杂辛烷、1,2,3-三(2,3-环氧丙硫基)丙烷、2,2-双(2,3-环氧丙硫基)-1,3-双(2,3-环氧丙硫基甲基)丙烷、2,2-双(2,3-环氧丙硫基甲基)-1-(2,3-环氧丙硫基)丁烷。
作为环状脂肪族系含硫原子环氧系聚合性化合物,可列举出1,3-双(2,3-环氧丙硫基)环己烷、1,4-双(2,3-环氧丙硫基)环己烷、1,3-双(2,3-环氧丙硫基甲基)环己烷、1,4-双(2,3-环氧丙硫基甲基)环己烷、2,5-双(2,3-环氧丙硫基甲基)-1,4-二噻烷、2,5-双[<2-(2,3-环氧丙硫基)乙基>硫基甲基]-1,4-二噻烷、2,5-双(2,3-环氧丙硫基甲基)-2,5-二甲基-1,4-二噻烷。
(B3)氨基甲酸酯系聚合性化合物(包含脲系聚合性化合物);
该聚合性化合物是将聚合的重复单元采用尿烷键、脲键连锁的,特别是在光致变色化合物(A)的侧链作为聚合性官能团引入了环氧基、环硫基、硫杂环丁基、OH基、SH基、NH2基、NCO基或NCS基的情况下有效。
例如,尿烷键是通过多元醇与多异氰酸酯的反应所形成的,在该尿烷键中也包含通过多元醇与多异硫氰酸酯的反应、或者多硫醇与多异硫异氰酸酯的反应所形成的硫尿烷键。
另外,脲键是通过多胺与多异氰酸酯的反应所形成的,在该脲键中也包含通过多胺与多异硫氰酸酯的反应所形成的硫脲键。
如由上述的说明所理解那样,在本发明中,作为尿烷或脲系聚合性化合物,从多元醇(B3-1)、多硫醇(B3-2)、多胺(B3-3)、多异氰酸酯(B3-4)、多异硫氰酸酯(B3-5)中选择使用多种的化合物以形成上述的尿烷键(硫尿烷键)或脲键(硫脲键)。
另外,在上述的聚轮烷的侧链引入了羟基、巯基(SH基)、NH2基、NCO基等作为聚合性基团的情况下,由于在该尿烷或脲系聚合性化合物(以下也有时将两者简单地统称为“尿烷系聚合性化合物”)形成的聚合链中纳入侧链,因此优选。
作为这样的尿烷系聚合性化合物的1种所使用的化合物,具体地,使用以下的化合物。
(B3-1)多元醇;
多元醇为在一分子中具有2个以上OH基的化合物,例如,二-、三-、四-、五-、六-羟基化合物、在1分子中含有2个以上的OH基的聚酯(聚酯多元醇)、在1分子中含有2个以上的OH基的聚醚(以下称为聚醚多元醇)、在1分子中含有2个以上的OH基的聚碳酸酯(聚碳酸酯多元醇)、在1分子中含有2个以上的OH基的聚己内酯(聚己内酯多元醇)、在1分子中含有2个以上的OH基的丙烯酸系聚合物(聚丙烯酸系多元醇)是代表性的。
如果具体地例示这些化合物则如下所述。
作为脂肪族醇,可列举出乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、丁三醇、1,2-甲基葡糖苷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、山梨糖醇、赤藓糖醇、苏糖醇(スレイトール)、核糖醇、***糖醇、木糖醇、蒜糖醇、甘露糖醇、ドルシトール、艾杜糖醇、甘醇、肌醇、己三醇、三甘油、二甘油(ジグリペロール)、三甘醇、聚乙二醇、异氰脲酸三(2-羟基乙基)酯、环丁二醇、环戊二醇、环己二醇、环庚二醇、环辛二醇、环己烷二甲醇、羟基丙基环己醇、三环[5,2,1,0,2,6]癸烷-二甲醇、双环[4,3,0]-壬烷二醇、二环己二醇、三环[5,3,1,1]十二烷二醇、双环[4,3,0]壬烷二甲醇、三环[5,3,1,1]十二烷-二乙醇、羟基丙基三环[5,3,1,1]十二烷醇、螺[3,4]辛烷二醇、丁基环己二醇、1,1’-双环己烷二醇、环己三醇、麦芽糖醇、乳糖醇。
作为芳族醇,可列举出二羟基萘、三羟基萘、四羟基萘、二羟基苯、苯三酚、联苯四酚、焦棓酚、(羟基萘基)焦棓酚、三羟基菲、双酚A、双酚F、苯二甲醇、四溴双酚A。
作为含硫多元醇,可列举出双-[4-(羟基乙氧基)苯基]硫醚、双-[4-(2-羟基丙氧基)苯基]硫醚、双-[4-(2,3-二羟基丙氧基)苯基]硫醚、双-[4-(4-羟基环己氧基)苯基]硫醚、双-[2-甲基-4-(羟基乙氧基)-6-丁基苯基]硫醚。
作为在上述的含硫多元醇中使每1个羟基平均3分子以下的环氧乙烷和/或环氧丙烷加成了的化合物,可列举出二-(2-羟基乙基)硫醚、双(2-羟基乙基)二硫醚、1,4-二噻烷-2,5-二醇、双(2,3-二羟基丙基)硫醚、四(4-羟基-2-硫杂丁基)甲烷、双(4-羟基苯基)砜、四溴双酚S、四甲基双酚S、4,4’-硫代双(6-叔-丁基-3-甲基苯酚)、1,3-双(2-羟基乙硫基乙基)-环己烷。
作为聚酯多元醇,可列举出通过多元醇与多元酸的缩合反应而得到的化合物。
作为聚醚多元醇,可列举出通过在分子中具有2个以上含有活性氢的基团的化合物与氧化烯的反应而得到的化合物及其改性体。
作为聚己内酯多元醇,可列举出通过ε-己内酯的开环聚合而得到的化合物。
作为聚碳酸酯多元醇,可列举出通过低分子多元醇类的1种以上的光气化而得到的化合物、采用使用碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二苯酯等的酯交换法得到的化合物。
作为聚丙烯酸系多元醇,可列举出通过含有羟基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与可与这些酯共聚的单体的共聚得到的化合物。
(B3-2)多硫醇;
多硫醇为在一分子中具有2个以上SH基的化合物,具体地,能够例示以下的化合物。
作为脂肪族多硫醇,可列举出甲二硫醇、1,2-乙二硫醇、1,1-丙二硫醇、1,2-丙二硫醇、1,3-丙二硫醇、2,2-丙二硫醇、1,6-己二硫醇、1,2,3-丙三硫醇、四(巯基甲基)甲烷、1,1-环己二硫醇、1,2-环己二硫醇、2,2-二甲基丙烷-1,3-二硫醇、3,4-二甲氧基丁烷-1,2-二硫醇、2-甲基环己烷-2,3-二硫醇、双环[2,2,1]庚-外-顺-2,3-二硫醇、1,1-双(巯基甲基)环己烷、硫代苹果酸双(2-巯基乙酯)、2,3-二巯基琥珀酸(2-巯基乙酯)、2,3-二巯基-1-丙醇(2-巯基乙酸酯)、2,3-二巯基-1-丙醇(3-巯基乙酸酯)、二甘醇双(2-巯基乙酸酯)、二甘醇双(3-巯基丙酸酯)、1,2-二巯基丙基甲基醚、2,3-二巯基丙基甲基醚、2,2-双(巯基甲基)-1,3-丙二硫醇、双(2-巯基乙基)醚、乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、1,4-丁二醇双(3-巯基丙酸酯)、1,4-丁二醇-双(巯基乙酸酯)、1,6-己二醇-双(巯基乙酸酯)、四甘醇双(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基乙烷三(3-巯基丁酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、1,2-双(2-巯基乙硫基)-3-巯基丙烷、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、三羟甲基乙烷三(3-巯基丁酸酯)、1,2-双[(2-巯基乙基)硫基]-3-巯基丙烷、2-巯基甲基-1,3-丙二硫醇、2-巯基甲基-1,4-丁二硫醇、2,4,5-三(巯基甲基)-1,3-二硫戊环、2,2-双(巯基甲基)-1,4-丁二硫醇、4,4-双(巯基甲基)-3,5-二硫杂庚烷-1,7-二硫醇、2,3-双(巯基甲基)-1,4-丁二硫醇、2,6-双(巯基甲基)-3,5-二硫杂庚烷-1,7-二硫醇、4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、2,5-双巯基甲基-1,4-二噻烷、1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷、5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷。
作为芳族多硫醇,可列举出1,2-二巯基苯、1,3-二巯基苯、1,4-二巯基苯、1,2-双(巯基甲基)苯、1,3-双(巯基甲基)苯、1,4-双(巯基甲基)苯、1,2-双(巯基乙基)苯、1,3-双(巯基乙基)苯、1,4-双(巯基乙基)苯、1,2-双(巯基甲氧基)苯、1,3-双(巯基甲氧基)苯、1,4-双(巯基甲氧基)苯、1,2-双(巯基乙氧基)苯、1,3-双(巯基乙氧基)苯、1,4-双(巯基乙氧基)苯、1,2,3-三巯基苯、1,2,4-三巯基苯、1,3,5-三巯基苯、1,2,3-三(巯基甲基)苯、1,2,4-三(巯基甲基)苯、1,3,5-三(巯基甲基)苯、1,2,3-三(巯基乙基)苯、1,2,4-三(巯基乙基)苯、1,3,5-三(巯基乙基)苯、1,2,3-三(巯基甲氧基)苯、1,2,4-三(巯基甲氧基)苯、1,3,5-三(巯基甲氧基)苯、1,2,3-三(巯基乙氧基)苯、1,2,4-三(巯基乙氧基)苯、1,3,5-三(巯基乙氧基)苯、1,2,3,4-四巯基苯、1,2,3,5-四巯基苯、1,2,4,5-四巯基苯、1,2,3,4-四(巯基甲基)苯、1,2,3,5-四(巯基甲基)苯、1,2,4,5-四(巯基甲基)苯、1,2,3,4-四(巯基乙基)苯、1,2,3,5-四(巯基乙基)苯、1,2,4,5-四(巯基乙基)苯、1,2,3,4-四(巯基乙基)苯、1,2,3,5-四(巯基甲氧基)苯、1,2,4,5-四(巯基甲氧基)苯、1,2,3,4-四(巯基乙氧基)苯、1,2,3,5-四(巯基乙氧基)苯、1,2,4,5-四(巯基乙氧基)苯、2,2’-二巯基联苯、4,4’-二巯基联苯、4,4’-二巯基联苄、2,5-甲苯二硫酚、3,4-甲苯二硫酚、1,4-萘二硫酚、1,5-萘二硫酚、2,6-萘二硫酚、2,7-萘二硫酚、2,4-二甲基苯-1,3-二硫酚、4,5-二甲基苯-1,3-二硫酚、9,10-蒽二甲硫醇、1,3-二(对-甲氧基苯基)丙烷-2,2-二硫醇、1,3-二苯基丙烷-2,2-二硫醇、苯基甲烷-1,1-二硫醇、2,4-二(对-巯基苯基)戊烷、1,4-双(巯基丙硫基甲基)苯。
作为卤素取代芳族多硫醇,可列举出2,5-二氯苯-1,3-二硫酚、1,3-二(对-氯苯基)丙烷-2,2-二硫醇、3,4,5-三溴-1,2-二巯基苯、2,3,4,6-四氯-1,5-双(巯基甲基)苯。
作为含杂环多硫醇,可列举出2-甲基氨基-4,6-二巯基-对称-三嗪、2-乙基氨基-4,6-二巯基-对称-三嗪、2-氨基-4,6-二巯基-对称-三嗪、2-吗啉代-4,6-二巯基-对称-三嗪、2-环己基氨基-4,6-二巯基-对称-三嗪、2-甲氧基-4,6-二巯基-对称-三嗪、2-苯氧基-4,6-二巯基-对称-三嗪、2-硫代苯氧基-4,6-二巯基-对称-三嗪、2-硫代丁氧基-4,6-二巯基-对称-三嗪、1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮。
作为在巯基以外还含有硫原子的芳族多硫醇,可列举出1,2-双(巯基甲硫基)苯、1,3-双(巯基甲硫基)苯、1,4-双(巯基甲硫基)苯、1,2-双(巯基乙硫基)苯、1,3-双(巯基乙硫基)苯、1,4-双(巯基乙硫基)苯、1,2,3-三(巯基甲硫基)苯、1,2,4-三(巯基甲硫基)苯、1,3,5-三(巯基甲硫基)苯、1,2,3-三(巯基乙硫基)苯、1,2,4-三(巯基乙硫基)苯、1,3,5-三(巯基乙硫基)苯、1,2,3,4-四(巯基甲硫基)苯、1,2,3,5-四(巯基甲硫基)苯、1,2,4,5-四(巯基甲硫基)苯、1,2,3,4-四(巯基乙硫基)苯、1,2,3,5-四(巯基乙硫基)苯、1,2,4,5-四(巯基乙硫基)苯和上述多硫醇的核烷基化物。
作为在巯基以外还含有硫原子的脂肪族多硫醇,可列举出双(巯基甲基)硫醚、双(巯基乙基)硫醚、双(巯基丙基)硫醚、双(巯基甲硫基)甲烷、双(2-巯基乙硫基)甲烷、双(3-巯基丙基)甲烷、1,2-双(巯基甲硫基)乙烷、1,2-(2-巯基乙硫基)乙烷、1,2-(3-巯基丙基)乙烷、1,3-双(巯基甲硫基)丙烷、1,3-双(2-巯基乙硫基)丙烷、1,3-双(3-巯基丙硫基)丙烷、1,2-双(2-巯基乙硫基)-3-巯基丙烷、2-巯基乙硫基-1,3-丙二硫醇、1,2,3-三(巯基甲硫基)丙烷、1,2,3-三(2-巯基乙硫基)丙烷、1,2,3-三(3-巯基丙硫基)丙烷、四(巯基甲硫基甲基)甲烷、四(2-巯基乙硫基甲基)甲烷、四(3-巯基丙硫基甲基)甲烷、双(2,3-二巯基丙基)硫醚、2,5-二巯基-1,4-二噻烷、双(巯基甲基)二硫醚、双(巯基乙基)二硫醚、双(巯基丙基)二硫醚。
作为上述化合物的巯基乙酸或巯基丙酸的酯,可列举出羟基甲基硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基甲基硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基乙基硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基乙基硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基丙基硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基丙基硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基甲基二硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基甲基二硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基乙基二硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基乙基二硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基丙基二硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基丙基二硫醚双(3-巯基丙酸酯)、2-巯基乙基醚双(2-巯基乙酸酯)、2-巯基乙基醚双(3-巯基丙酸酯)、1,4-二噻烷-2,5-二醇双(2-巯基乙酸酯)、1,4-二噻烷-2,5-二醇双(3-巯基丙酸酯)、2,5-双(巯基甲基)-1,4-二噻烷、2,5-双(2-巯基乙基)-1,4-二噻烷、2,5-双(3-巯基丙基)-1,4-二噻烷、2-(2-巯基乙基)-5-巯基甲基-1,4-二噻烷、2-(2-巯基乙基)-5-(3-巯基丙基)-1,4-二噻烷、2-巯基甲基-5-(3-巯基丙基)-1,4-二噻烷、巯基乙酸双(2-巯基乙酯)、硫代二丙酸双(2-巯基乙酯)、4,4’-硫代二丁酸双(2-巯基乙酯)、二硫代二甘醇酸双(2-巯基乙酯)、二硫代二丙酸双(2-巯基乙酯)、4,4’-二硫代二丁酸双(2-巯基乙酯)、硫代二甘醇酸双(2,3-二巯基丙酯)、硫代二丙酸双(2,3-二巯基丙酯)、二硫代二甘醇酸双(2,3-二巯基丙酯)、二硫代二丙酸(2,3-二巯基丙酯)。
作为在巯基以外还含有硫原子的含杂环多硫醇,可列举出3,4-噻吩二硫醇、2,5-二巯基甲基四氢噻吩、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑。
作为含有异氰脲酸酯基的多硫醇,可列举出1,2-双[(2-巯基乙基)硫基]-3-巯基丙烷、三-{(3-巯基丙酰氧基)-乙基}-异氰脲酸酯、1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H、3H、5H)-三酮、三-[(3-巯基丙酰氧基)-乙基]-异氰脲酸酯。
(B3-3)多胺;
多胺为在一分子中具有2个以上NH2基的化合物,作为其具体例,能够列举出以下的化合物。具体地,可列举出乙二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、九亚甲基二胺、十一烷亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、间二甲苯二胺、1,3-丙二胺、腐胺、2-(2-氨基乙基氨基)乙醇、二亚乙基三胺、对苯二胺、间苯二胺、蜜胺、1,3,5-苯三胺。
(B3-4)多异氰酸酯;
多异氰酸酯为在一分子中具有2个以上NCO基的化合物,作为其具体例,能够例示以下的化合物。
作为脂肪族异氰酸酯,可列举出亚乙基二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯、九亚甲基二异氰酸酯、2,2’-二甲基戊烷二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、丁烯二异氰酸酯、1,3-丁二烯-1,4-二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,6,11-十一三异氰酸酯、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯、1,8-二异氰酸酯基-4-异氰酸甲酯基辛烷、2,5,7-三甲基-1,8-二异氰酸酯基-5-异氰酸甲酯基辛烷、碳酸二(异氰酸乙酯基)酯、双(异氰酸乙酯基)醚、1,4-丁二醇二丙基醚-ω,ω’-二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯甲酯、赖氨酸三异氰酸酯、2-异氰酸乙酯基-2,6-二异氰酸酯基己酸酯、2-异氰酸丙酯基-2,6-二异氰酸酯基己酸酯。
作为脂环族异氰酸酯,可列举出异佛尔酮二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、双(异氰酸甲酯基)环己烷、二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、二环己基二甲基甲烷二异氰酸酯、2,2’-二甲基二环己基甲烷二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯正-亚丁基)季戊四醇、二聚酸二异氰酸酯、2-异氰酸甲酯基-3-(3-异氰酸丙酯基)-5-异氰酸甲酯基-双环[2,2,1]-庚烷、2-异氰酸甲酯基-3-(3-异氰酸丙酯基)-6-异氰酸甲酯基-双环[2,2,1]-庚烷、2-异氰酸甲酯基-2-(3-异氰酸丙酯基)-5-异氰酸甲酯基-双环[2,2,1]-庚烷、2-异氰酸甲酯基-2-(3-异氰酸丙酯基)-6-异氰酸甲酯基-双环[2,2,1]-庚烷、2-异氰酸甲酯基-3-(3-异氰酸丙酯基)-6-(2-异氰酸乙酯基)-双环[2,2,1]-庚烷、2-异氰酸甲酯基-3-(3-异氰酸丙酯基)-6-(2-异氰酸乙酯基)-双环[2,1,1]-庚烷、2-异氰酸甲酯基-2-(3-异氰酸丙酯基)-5-(2-异氰酸乙酯基)-双环[2,2,1]-庚烷、2-异氰酸甲酯基-2-(3-异氰酸丙酯基)-6-(2-异氰酸乙酯基)-双环[2,2,1]-庚烷、1,3,5-三(异氰酸甲酯基)环己烷。
作为芳族异氰酸酯,可列举出苯二亚甲基二异氰酸酯、双(异氰酸乙酯基)苯、双(异氰酸丙酯基)苯、α,α,α’,α’-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、双(异氰酸丁酯基)苯、双(异氰酸甲酯基)萘、双(异氰酸甲酯基)二苯基醚、邻苯二甲酸二(异氰酸乙酯基)酯、亚均三苯基(メシチリレン)三异氰酸酯、2,6-二(异氰酸甲酯基)呋喃、亚苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、乙基亚苯基二异氰酸酯、异丙基亚苯基二异氰酸酯、二甲基亚苯基二异氰酸酯、二乙基亚苯基二异氰酸酯、二异丙基亚苯基二异氰酸酯、三甲基苯三异氰酸酯、苯三异氰酸酯、萘二异氰酸酯、甲基萘二异氰酸酯、联苯二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、联苄-4,4’-二异氰酸酯、双(异氰酸苯酯基)乙烯、3,3’-二甲氧基联苯-4,4’-二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、聚合MDI、萘三异氰酸酯、二苯基甲烷-2,4,4’-三异氰酸酯、3-甲基二苯基甲烷-4,6,4’-三异氰酸酯、4-甲基-二苯基甲烷-3,5,2’,4’,6’-五异氰酸酯、苯基异氰酸酯甲基异氰酸酯、苯基异氰酸酯乙基异氰酸酯、四氢萘二异氰酸酯、六氢苯二异氰酸酯、六氢二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二苯基醚二异氰酸酯、乙二醇二苯基醚二异氰酸酯、1,3-丙二醇二苯基醚二异氰酸酯、二苯甲酮二异氰酸酯、二甘醇二苯基醚二异氰酸酯、二苯并呋喃二异氰酸酯、咔唑二异氰酸酯、乙基咔唑二异氰酸酯、二氯咔唑二异氰酸酯。
作为含硫脂肪族异氰酸酯,可列举出硫代二乙基二异氰酸酯、硫代二丙基二异氰酸酯、硫代二己基二异氰酸酯、二甲基砜二异氰酸酯、二硫代二甲基二异氰酸酯、二硫代二乙基二异氰酸酯、二硫代二丙基二异氰酸酯、二环己基硫醚-4,4’-二异氰酸酯、1-异氰酸酯基甲硫基(メチルチア)-2,3-双(2-异氰酸酯基乙硫基)丙烷、1,2-双(2-异氰酸酯基乙硫基)乙烷、1,1,2,2-四(异氰酸酯基甲硫基)乙烷、2,2,5,5-四(异氰酸酯基甲硫基)-1,4-二噻烷、2,4-二硫杂戊烷-1,3-二异氰酸酯、2,4,6-三硫杂庚烷-3,5-二异氰酸酯、2,4,7,9-四硫杂戊烷-5,6-二异氰酸酯、双(异氰酸酯基甲硫基)苯基甲烷。
作为脂肪族硫醚系异氰酸酯,可列举出双[2-(异氰酸酯基甲硫基)乙基]硫醚。
作为芳族硫醚系异氰酸酯,可列举出二苯基硫醚-2,4’-二异氰酸酯、二苯基硫醚-4,4’-二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二异氰酸酯基二苄基硫醚、双(4-异氰酸甲酯基苯)硫醚、4,4’-甲氧基苯硫代乙二醇-3,3’-二异氰酸酯。
作为芳族二硫醚系异氰酸酯,可列举出二苯基二硫醚-4,4’-二异氰酸酯、2,2’-二甲基二苯基二硫醚-5,5’-二异氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基二硫醚-5,5’-二异氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基二硫醚-6,6’-二异氰酸酯、4,4’-二甲基二苯基二硫醚-5,5’-二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基二苯基二硫醚-4,4’-二异氰酸酯、4,4’-二甲氧基二苯基二硫醚-3,3’-二异氰酸酯。
作为芳族砜系异氰酸酯,可列举出二苯基砜-4,4’-二异氰酸酯、二苯基砜-3,3’-二异氰酸酯、亚苄基砜-4,4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷砜-4,4’-二异氰酸酯、4-甲基二苯基甲烷砜-2,4’-二异氰酸酯、4,4’-二甲氧基二苯基砜-3,3’-二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二异氰酸酯基二苄基砜、4,4’-二甲基二苯基砜-3,3’-二异氰酸酯、4,4’-二-叔-丁基二苯基砜-3,3’-二异氰酸酯、4,4’-二甲氧基苯亚乙基二砜-3,3’-二异氰酸酯、4,4’-二氯二苯基砜-3,3’-二异氰酸酯。
作为磺酸酯系异氰酸酯,可列举出4-甲基-3-异氰酸酯基苯磺酰基-4’-异氰酸酯基苯酚酯、4-甲氧基-3-异氰酸酯基苯磺酰基-4’-异氰酸酯基苯酚酯。
作为芳族磺酸酰胺系异氰酸酯,可列举出4-甲基-3-异氰酸酯基苯磺酰基-N-苯胺(ベンゼンスルホニルアニリド)-3’-甲基-4’-异氰酸酯、二苯磺酰基-乙二胺-4,4’-二异氰酸酯、4,4’-二甲氧基苯磺酰基-乙二胺-3,3’-二异氰酸酯、4-甲基-3-异氰酸酯基苯磺酰基-N-苯胺-4-甲基-3’-异氰酸酯。
作为含硫杂环异氰酸酯,可列举出噻吩-2,5-二异氰酸酯、噻吩-2,5-二异氰酸甲酯、1,4-二噻烷-2,5-二异氰酸酯、1,4-二噻烷-2,5-二异氰酸甲酯、1,3-二硫戊环-4,5-二异氰酸酯、1,3-二硫戊环-4,5-二异氰酸甲酯、1,3-二硫戊环-2-甲基-4,5-二异氰酸甲酯、1,3-二硫戊环-2,2-二异氰酸乙酯、四氢噻吩-2,5-二异氰酸酯四氢噻吩-2,5-二异氰酸甲酯、四氢噻吩-2,5-二异氰酸乙酯、四氢噻吩-3,4-二异氰酸甲酯。
进而,也能够使用上述多异氰酸酯的卤素取代体、烷基取代体、烷氧基取代体、硝基取代体、与多元醇的预聚物型改性体、碳二亚胺改性体、脲改性体、缩二脲改性体、二聚体化或三聚体化反应生成物等。
(B3-5)多异硫氰酸酯;
多异硫氰酸酯为在一分子中具有2个以上NCS基的化合物,作为其具体例,能够列举出以下的化合物。
作为脂肪族异硫氰酸酯,可列举出1,2-二异硫氰酸酯基乙烷、1,3-二异硫氰酸酯基丙烷、1,4-二异硫氰酸酯基丁烷、1,6-二异硫氰酸酯基己烷、对-亚苯基二亚异丙基二异硫氰酸酯。
作为脂环族异硫氰酸酯,可列举出环己基异硫氰酸酯、环己烷二异硫氰酸酯。
作为芳族异硫氰酸酯,可列举出苯基异硫氰酸酯、1,2-二异硫氰酸酯基苯、1,3-二异硫氰酸酯基苯、1,4-二异硫氰酸酯基苯、2,4-二异硫氰酸酯基甲苯、2,5-二异硫氰酸酯基间-二甲苯二异氰酸酯、4,4’-二异硫氰酸酯基-1,1’-联苯、1,1’-亚甲基双(4-异硫氰酸酯基苯)、1,1’-亚甲基双(4-异硫氰酸酯基-2-甲基苯)、1,1’-亚甲基双(4-异硫氰酸酯基-3-甲基苯)、1,1’-(1,2-乙二基)双(4-异硫氰酸酯基苯)、4,4’-二异硫氰酸酯基二苯甲酮、4,4’-二异硫氰酸酯基-3,3’-二甲基二苯甲酮、N-苯甲酰苯胺-3,4’-二异硫氰酸酯、二苯基醚-4,4’-二异硫氰酸酯、二苯基胺-4,4’-二异硫氰酸酯。
作为含杂环异硫氰酸酯,可列举出2,4,6-三异硫氰酸酯基-1,3,5-三嗪。
作为羰基异硫氰酸酯,可列举出己二醇(ヘキサンジオイル)二异硫氰酸酯、壬二醇(ノナンジオイル)二异硫氰酸酯、碳(カルボニック)二异硫氰酸酯、1,3-苯二羰基二异硫氰酸酯、1,4-苯二羰基二异硫氰酸酯、(2,2’-联吡啶)-4,4’-二羰基二异硫氰酸酯。
进而,也能够使用除了异硫氰酸酯基的硫原子以外还具有至少1个硫原子的多官能的异硫氰酸酯。作为这样的多官能异硫氰酸酯,能够例示以下的化合物。
作为含硫脂肪族异硫氰酸酯,可列举出硫代双(3-异硫氰酸酯基丙烷)、硫代双(2-异硫氰酸酯基乙烷)、二硫代双(2-异硫氰酸酯基乙烷)。
作为含硫芳族异硫氰酸酯,可列举出1-异硫氰酸酯基-4-{(2-异硫氰酸酯基)磺酰基}苯、硫代双(4-异硫氰酸酯基苯)、磺酰基双(4-异硫氰酸酯基苯)、亚磺酰基双(4-异硫氰酸酯基苯)、二硫代双(4-异硫氰酸酯基苯)、4-异硫氰酸酯基-1-{(4-异硫氰酸酯基苯基)磺酰基}-2-甲氧基-苯、4-甲基-3-异硫氰酸酯基苯磺酰基-4’-异硫氰酸酯基苯酯、4-甲基-3-异硫氰酸酯基苯磺酰基苯胺-3’-甲基-4’-异硫氰酸酯。
作为含硫杂环异硫氰酸酯,可列举出噻吩-2,5-二异硫氰酸酯、1,4-二噻烷-2,5-二异硫氰酸酯。
将上述的尿烷系聚合性化合物(B3)分别组合使用以致通过聚合形成尿烷键、脲键。
(B4)其他的聚合性化合物;
本发明中,除了上述的聚合性化合物(B1)~(B3)以外,为了提高折射率,能够使用环硫化物系聚合性化合物(B4-1)、硫杂环丁基系聚合性化合物(B4-2),另外,为了提高光致变色性,也能够使用单官能聚合性化合物(B4-3)(不过,不包括上述例示的、具有1个聚合性基团的聚合性化合物。)。进而,也能够使用在分子中具有不同类型的多种聚合性基团的复合型聚合性化合物(B4-4)。
(B4-1)环硫化物系聚合性化合物;
该聚合性单体为在分子内具有2个以上的环硫基的化合物,特别在光致变色化合物(A)的侧链中引入了SH基作为聚合性官能团的情形下优选。具体地,能够例示以下的化合物。双(1,2-环硫乙基)硫醚、双(1,2-环硫乙基)二硫醚、双(2,3-环硫丙基)硫醚、双(2,3-环硫丙基硫基)甲烷、双(2,3-环硫丙基)二硫醚、双(2,3-环硫丙基二硫基)甲烷、双(2,3-环硫丙基二硫基)乙烷、双(6,7-环硫-3,4-二硫杂庚基)硫醚、双(6,7-环硫-3,4-二硫杂庚基)二硫醚、1,4-二噻烷-2,5-双(2,3-环硫丙基二硫基甲基)、1,3-双(2,3-环硫丙基二硫基甲基)苯、1,6-双(2,3-环硫丙基二硫基甲基)-2-(2,3-环硫丙基二硫基乙硫基)-4-硫杂己烷、1,2,3-三(2,3-环硫丙基二硫基)丙烷、1,1,1,1-四(2,3-环硫丙基二硫基甲基)甲烷、1,3-双(2,3-环硫丙基二硫基)-2-硫杂丙烷、1,4-双(2,3-环硫丙基二硫基)-2,3-二硫杂丁烷、1,1,1-三(2,3-环硫丙基二硫基)甲烷、1,1,1-三(2,3-环硫丙基二硫基甲硫基)甲烷、1,1,2,2-四(2,3-环硫丙基二硫基)乙烷、1,1,2,2-四(2,3-环硫丙基二硫基甲硫基)乙烷、1,1,3,3-四(2,3-环硫丙基二硫基)丙烷、1,1,3,3-四(2,3-环硫丙基二硫基甲硫基)丙烷、2-[1,1-双(2,3-环硫丙基二硫基)甲基]-1,3-二硫杂环丁烷、2-[1,1-双(2,3-环硫丙基二硫基甲硫基)甲基]-1,3-二硫杂环丁烷。
(B4-2)硫杂环丁基系聚合性化合物;
该聚合性化合物在光致变色化合物(A)的侧链中引入了SH基作为聚合性官能团的情况下有效,是在分子内具有2个以上的硫杂环丁基的硫杂环丁烷化合物。这样的硫杂环丁基系聚合性化合物的一部分在具有多个硫杂环丁基的同时具有环硫基,其已在上述的环硫化物系聚合性化合物的项中列举。在其他的硫杂环丁基系聚合性化合物中有在分子内具有金属原子的含金属硫杂环丁烷化合物和不含金属的非金属系硫杂环丁烷化合物。
作为非金属系硫杂环丁烷化合物,可列举出双(3-硫杂环丁基)二硫醚、双(3-硫杂环丁基)硫醚、双(3-硫杂环丁基)三硫醚、双(3-硫杂环丁基)四硫醚、1,4-双(3-硫杂环丁基)-1,3,4-三硫杂丁烷、1,5-双(3-硫杂环丁基)-1,2,4,5-四硫杂戊烷、1,6-双(3-硫杂环丁基)-1,3,4,6-四硫杂己烷、1,6-双(3-硫杂环丁基)-1,3,5,6-四硫杂己烷、1,7-双(3-硫杂环丁基)-1,2,4,5,7-五硫杂庚烷、1,7-双(3-硫杂环丁基硫基)-1,2,4,6,7-五硫杂庚烷、1,1-双(3-硫杂环丁基硫基)甲烷、1,2-双(3-硫杂环丁基硫基)乙烷、1,2,3-三(3-硫杂环丁基硫基)丙烷、1,8-双(3-硫杂环丁基硫基)-4-(3-硫杂环丁基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷、1,11-双(3-硫杂环丁基硫基)-4,8-双(3-硫杂环丁基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷、1,11-双(3-硫杂环丁基硫基)-4,7-双(3-硫杂环丁基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷、1,11-双(3-硫杂环丁基硫基)-5,7-双(3-硫杂环丁基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷、2,5-双(3-硫杂环丁基硫基甲基)-1,4-二噻烷、2,5-双[[2-(3-硫杂环丁基硫基)乙基]硫基甲基]-1,4-二噻烷、2,5-双(3-硫杂环丁基硫基甲基)-2,5-二甲基-1,4-二噻烷、双硫杂环丁基硫醚、双(硫杂环丁基硫基)甲烷3-[<(硫杂环丁基硫基)甲硫基>甲硫基]硫杂环丁烷、双硫杂环丁基二硫醚、双硫杂环丁基三硫醚、双硫杂环丁基四硫醚、双硫杂环丁基五硫醚、1,4-双(3-硫杂环丁基二硫基)-2,3-二硫杂丁烷、1,1,1-三(3-硫杂环丁基二硫基)甲烷、1,1,1-三(3-硫杂环丁基二硫基甲硫基)甲烷、1,1,2,2-四(3-硫杂环丁基二硫基)乙烷、1,1,2,2-四(3-硫杂环丁基二硫基甲硫基)乙烷。
作为含金属硫杂环丁烷化合物,该硫杂环丁烷化合物在分子内作为金属原子包含Sn原子、Si原子、Ge原子、Pb原子等第14族的元素;Zr原子、Ti原子等第4族的元素;Al原子等第13族的元素;或Zn原子等第12族的元素等,例如,特别优选使用以下的化合物。
作为烷硫基(硫杂环丁基硫基)锡,可列举出甲硫基三(硫杂环丁基硫基)锡、乙硫基三(硫杂环丁基硫基)锡、丙硫基三(硫杂环丁基硫基)锡、异丙硫基三(硫杂环丁基硫基)锡。
作为双(烷硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡,可列举出双(甲硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡、双(乙硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡、双(丙硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡、双(异丙硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡。
作为烷硫基(烷硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡,可列举出乙硫基(甲硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡、甲硫基(丙硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡、异丙硫基(甲硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡、乙硫基(丙硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡、乙硫基(异丙硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡、异丙硫基(丙硫基)双(硫杂环丁基硫基)锡。
作为双(硫杂环丁基硫基)环状二硫代锡化合物,可列举出双(硫杂环丁基硫基)二硫杂锡杂环丁烷(スタンネタン)、双(硫杂环丁基硫基)二硫杂锡杂环戊烷(スタンノラン)、双(硫杂环丁基硫基)二硫杂锡杂环己烷(スタンニナン)、双(硫杂环丁基硫基)三硫杂锡杂环辛烷(スタンノカン)。
作为烷基(硫杂环丁基硫基)锡化合物,可列举出甲基三(硫杂环丁基硫基)锡、二甲基双(硫杂环丁基硫基)锡、丁基三(硫杂环丁基硫基)锡、四(硫杂环丁基硫基)锡。
作为包含锡以外的金属的化合物,可列举出四(硫杂环丁基硫基)锗、三(硫杂环丁基硫基)铋。
(B4-3)单官能聚合性化合物;
该聚合性化合物为在分子中具有一个OH基或SH基的化合物,为了通过与上述的多元醇并用、调整分子量、交联度从而提高光致变色性而使用。作为这样的单官能聚合性化合物的例子,能够列举出以下的化合物。可列举出聚乙二醇单油基醚、聚乙二醇单甲基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯2-乙基己基醚、聚氧乙烯十三烷基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚乙二醇单-4-辛基苯基醚。
(B4-4)复合型聚合性化合物;
该聚合性化合物在分子中具有不同类型的多种的聚合性基团,通过这样的聚合性化合物的使用,能够实现各种的物性调整。
作为这样的复合型聚合性化合物的例子,能够列举出以下的化合物。
作为自由基聚合/OH型聚合性化合物,可列举出2-羟基甲基丙烯酸酯、2-羟基丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯等。
作为自由基聚合/异氰酸酯型聚合性化合物,可列举出甲基丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯、丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯。
作为OH/SH型聚合性化合物,可列举出2-巯基乙醇、3-巯基-1,2-丙二醇、甘油二(巯基乙酸酯)、1-羟基-4-巯基环己烷、2,4-二巯基苯酚、2-巯基氢醌、4-巯基苯酚、1,3-二巯基-2-丙醇、2,3-二巯基-1-丙醇、1,2-二巯基-1,3-丁二醇、季戊四醇三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇单(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇双(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇三(巯基乙酸酯)、季戊四醇五(3-巯基丙酸酯)、羟基甲基-三(巯基乙硫基甲基)甲烷、1-羟基乙硫基-3-巯基乙硫基苯、4-羟基-4’-巯基二苯基砜、2-(2-巯基乙硫基)乙醇、二羟基乙基硫醚单(3-巯基丙酸酯)、二巯基乙烷单(水杨酸酯)、羟基乙硫基甲基-三(巯基乙硫基)甲烷。
在上述的聚合性化合物(B1)~(B4)中优选使用的聚合性化合物对于混炼法而言,为自由基聚合性化合物(B1)和尿烷系聚合性化合物(B3),对于层叠法而言,为自由基聚合性化合物(B1),对于粘结剂法而言,为尿烷系聚合性化合物(B3)。
(C)聚合固化促进剂;
在本发明的光致变色组合物中,根据上述的聚合性化合物(B)、在光致变色化合物(A)的侧链引入的聚合性官能团的种类,为了迅速地促进其聚合固化,能够使用各种的聚合固化促进剂。
例如,在使用了自由基聚合性化合物(B1)的情况下以及在光致变色化合物(A)的侧链中引入了自由基聚合性的官能团的情况下,使用聚合引发剂(C1)作为聚合固化促进剂。
另外,在使用了包含环氧系聚合性化合物(B2)以及环硫化物系聚合性化合物(B4-1)、硫杂环丁基系聚合性化合物(B4-2)的固化性组合物的情况下以及在光致变色化合物(A)的侧链作为聚合性官能团引入了环氧基、环硫基、硫杂环丁基的情况下,使用环氧固化剂(C2-1)和用于使环氧基开环聚合的阳离子聚合催化剂(C2-2)作为聚合固化促进剂。
进而,在使用了尿烷系聚合性化合物(B3)、其他的聚合性化合物(B4)的情况下以及在光致变色化合物(A)的侧链作为聚合性官能团引入了OH基、SH基、NH2基、NCO基或NCS基的情况下,使用尿烷用反应催化剂(C3-1)、缩合剂(C3-2)作为聚合固化促进剂。
(C1)聚合引发剂
在聚合引发剂中有热聚合引发剂和光聚合引发剂,其具体例如下所述。
作为热聚合引发剂,作为过氧化二酰基,可列举出过氧化苯甲酰、过氧化对-氯苯甲酰、过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化乙酰。
作为过氧酯,可列举出过氧-2-乙基己酸叔丁酯、过氧新癸酸叔丁酯、过氧新癸酸枯基酯、过氧苯甲酸叔丁酯。
作为过碳酸酯,可列举出过氧二碳酸二异丙酯、过氧二碳酸二仲丁酯。
作为偶氮化合物,可列举出偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)。
作为光聚合引发剂,作为苯乙酮系化合物,可列举出1-苯基-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮。
作为α-二羰基系化合物,可列举出1,2-二苯基乙二酮、甲基苯基乙醛酸酯(グリコキシレート)。
作为酰基氧化膦系化合物,可列举出2,6-二甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基次膦酸甲酯、2,6-二氯苯甲酰基二苯基氧化膦、2,6-二甲氧基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。
再有,在使用光聚合引发剂的情况下,也能够将叔胺等公知的聚合固化促进助剂并用。
(C2-1)环氧固化剂
作为胺化合物及其盐,可列举出2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,8-二氮杂-双环(5,4,0)-7-十一碳烯、三甲胺、苄基二甲基胺、三乙胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、2-(二甲基氨基甲基)苯酚。
作为季铵盐,可列举出四甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、四丁基溴化铵。
作为有机膦化合物,可列举出四正丁基鏻苯并***盐、四正丁基鏻-0,0-二乙基二硫代磷酸酯盐。
作为金属羧酸盐,可列举出三羧酸铬(III)、辛酸锡。
作为乙酰丙酮螯合化合物,可列举出乙酰丙酮铬。
(C2-2)阳离子聚合催化剂
作为路易斯酸系催化剂,可列举出BF3·胺络合物、PF5、BF3、AsF5、SbF5等。
作为热固化性阳离子聚合催化剂,可列举出鏻盐、季铵盐、锍盐、苄基铵盐、苄基吡啶鎓盐、苄基锍盐、肼鎓盐、羧酸酯、磺酸酯、胺酰亚胺。
作为紫外固化性阳离子聚合催化剂,可列举出二芳基碘鎓六氟磷酸盐、六氟锑酸双(十二烷基苯基)碘鎓盐。
(C3-1)尿烷用反应催化剂
该反应催化剂在采用多异(硫)氰酸酯与多元醇或多硫醇的反应的聚(硫)氨酯键生成中使用。
作为其例子,能够例示以下的实例。可列举出三亚乙基二胺、六亚甲基四胺、N,N-二甲基辛胺、N,N,N’,N’-四甲基-1,6-二氨基己烷、4,4’-三亚甲基双(1-甲基哌啶)、1,8-二氮杂双环-(5,4,0)-7-十一碳烯、二甲基二氯化锡、二甲基双(异辛基巯基乙酸)锡、二丁基二氯化锡、二丁基二月桂酸锡、二丁基马来酸锡、二丁基马来酸锡聚合物、二丁基二蓖麻醇酸锡、二丁基双(十二烷基硫醇)锡、二丁基双(异辛基巯基乙酸)锡、二辛基二氯化锡、二辛基马来酸锡、二辛基马来酸锡聚合物、二辛基双(马来酸丁酯)锡、二辛基二月桂酸锡、二辛基二蓖麻醇酸锡、二辛基二油酸锡、二辛基二(6-羟基)己酸锡、二辛基双(异辛基巯基乙酸)锡、二(十二烷基)二蓖麻醇酸锡。此外,可列举出各种金属盐,例如油酸铜、乙酰丙酮酸铜、乙酰丙酮酸铁、环烷酸铁、乳酸铁、柠檬酸铁、葡糖酸铁、辛酸钾、钛酸2-乙基己酯等。
(C3-2)缩合剂
作为无机酸,可列举出氯化氢、溴化氢、硫酸、磷酸等。
作为有机酸,可列举出对-甲苯磺酸、樟脑磺酸等。
作为酸性离子交换树脂,可列举出在苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物中引入了磺酸基的产物等。
作为碳二亚胺,可列举出二环己基碳二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲基氨基吡咯基)-碳二亚胺。
(聚合固化促进剂(C)的配合比例)
上述的各种的聚合固化促进剂(C)能够各自单独使用1种,也能够将2种以上并用,其使用量可为所谓催化剂量,例如,相对于聚合性化合物(B)100质量份,可为0.001~10质量份,特别是可为0.01~5质量份的范围的少量。
固化性组合物中的其他配合成分;
在本发明的固化性组合物中,在不损害本发明的效果的范围能够根据需要配合其自身公知的各种配合剂,例如脱模剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、紫外线稳定剂、抗氧化剂、防着色剂、抗静电剂、荧光染料、染料、颜料、香料等各种稳定剂、添加剂、溶剂、流平剂、进而叔-十二烷基硫醇等硫醇类作为聚合调整剂。
其中,如果使用紫外线稳定剂,则能够提高光致变色部位的耐久性,因此优选。作为这样的紫外线稳定剂,已知受阻胺光稳定剂、受阻酚抗氧化剂、硫系抗氧化剂等。特别优选的紫外线稳定剂如下所述。可列举出癸二酸二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、旭电化工业(株)制ADEKA STAB LA-52、LA-57、LA-62、LA-63、LA-67、LA-77、LA-82、LA-87、2,6-二-叔-丁基-4-甲基苯酚、亚乙基双(氧亚乙基)双[3-(5-叔-丁基-4-羟基-间-甲苯基)丙酸酯]、汽巴精化公司制的IRGANOX 1010、1035、1075、1098、1135、1141、1222、1330、1425、1520、259、3114、3790、5057、565。
就这样的紫外线稳定剂的使用量而言,只要不损害本发明的效果,则并无特别限制,通常,相对于光致变色化合物100质量份,为0.001~10质量份,特别为0.01~1质量份的范围。特别是在使用受阻胺光稳定剂的情况下,根据光致变色部位的种类,在耐久性的提高效果上存在差异,结果为了使得不产生调整的显色色调的色偏移,相对于光致变色部位1摩尔,优选为0.5~30摩尔,更优选为1~20摩尔,进一步优选为2~15摩尔的量。
再有,也能够在不损害本发明的效果的范围内配合本发明的光致变色化合物(A)以外的光致变色化合物。
<固化性组合物的优选组成>
本发明的光致变色化合物特别是在具有聚合性基团的情况下,通过单独地进行聚合,从而能够得到光致变色固化体。
另外,也能够在光致变色化合物(A)中将聚合性化合物(B)组合来使用。
在所有的情况下,为了获得充分的显色浓度,将固化性组合物的总量设为100质量%时,优选使与光致变色部位相当的质量成为0.001~10质量%。
再有,与光致变色部位相当的质量因光致变色性的显现方式而异,例如,在采用混炼法使光致变色性显现的情况下,优选设为0.001~2质量%,特别优选设为0.001~1质量%,在采用层叠法和粘结剂法使光致变色性显现的情况下,优选设为0.1~10质量%,特别优选设为1~7质量%。
进而,光致变色化合物(A)与聚合性化合物(B)的配合比也因光致变色化合物一分子中含有几个具有光致变色部位的基团(侧链)而异。
在一分子中所含的光致变色部位的基团(侧链)的个数为1~9个的情况下,优选以光致变色化合物(A)为0.5~80质量%、聚合性化合物(B)为20~99.5质量%的比例配合,在一分子中所含的光致变色部位的基团(侧链)的个数为2个~16个的情况下,优选以光致变色化合物(A)为0.1~50质量%、聚合性化合物(B)为50~99.9质量%的比例配合。
进而,在本发明中,为了最大限度地发挥光致变色化合物(A)产生的光致变色性提高效果,可根据光致变色化合物(A)的种类、使用的聚合性化合物(B)的种类适当地确定。
在光致变色化合物(A)的长链基或短链基、优选在长链基中所引入的聚合性官能团为丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基的情况下,作为聚合性化合物(B),最优选将自由基聚合性化合物(B1)组合使用。
作为此时的(B1)成分的配合比例,在将上述(B1-1)成分、(B1-2)成分、(B1-3)成分和(B1-4)的总量设为100质量%时,如果考虑得到的光致变色固化体的硬度、机械特性以及显色浓度和褪色速度这样的光致变色特性,优选使(B1-1)成分为80~100质量%,使(B1-2)、(B1-3)、(B1-4)成分的合计为0~20质量%。进而,在将(B1-1)成分的总量设为100质量%时,优选使(B1-1-1)成分为30~80质量%,使(B1-1-2)成分为10~50质量%,使(B1-1-3)成分为0~20质量%。
另外,在光致变色化合物(A)的长链基或短链基、优选长链基中所引入的聚合性官能团为OH基和/或SH基的情况下,最优选将多元醇(B3-1)、多硫醇(B3-2)、多胺(B3-3)、多异氰酸酯(B3-4)和多异硫氰酸酯(B3-5)组合使用以致形成尿烷键、硫尿烷键、脲键或硫脲键(特别是尿烷键或硫尿烷键)。
这种情况下,相对于NCO基或NCS基1摩尔,优选使SH基和OH基的量为0.8~1.2摩尔,特别优选为0.85~1.15摩尔,最优选为0.9~1.1摩尔的范围。
<固化性组合物的使用>
本发明的固化性组合物在上述光致变色化合物(A)中引入了具有聚合性基团的链的情况下,即使只是光致变色化合物(A),也能够使用。例如,通过使用光致变色化合物(A)成型片材,从而能够制作光致变色片材(光致变色固化体)。
另外,通过使上述的固化性组合物在有机溶剂中分散或溶解来制备涂布液,将该涂布液涂布于透明的光学片材、光学膜,进行干燥,从而形成光致变色涂层(光致变色固化体),由此能够显现光致变色性。
然而,本发明的固化性组合物一般优选除了光致变色化合物(A)以外,还配合了聚合性化合物(B)、聚合固化促进剂(C),例如,希望将各成分熔融混炼,制备光致变色组合物,使其聚合固化,从而制作光致变色固化体,利用该固化体来显现光致变色性。以下对使包含聚合性化合物(B)的固化性组合物成为光致变色固化体时的例子进行说明,在只使用引入了具有聚合性基团的链的光致变色化合物(A)的情况下,也能够采用与使该固化性组合物固化的方法相同的方法。另外,该固化性组合物中所含的光致变色化合物(A)可具有聚合性基团,也可不具有。
用于制作光致变色固化体的聚合固化通过紫外线、α射线、β射线、γ射线等活性能量线的照射、热或两者的并用等进行自由基聚合、开环聚合、阴离子聚合或缩聚而进行。即,可根据聚合性化合物(B)、聚合固化促进剂(C)的种类和所形成的光致变色固化体的形态而采用适当的聚合手段。
在使配合有聚合性化合物(B)等的本发明的固化性组合物热聚合时,特别地,温度对得到的光致变色固化体的性状产生影响。该温度条件由于热聚合引发剂的种类和量、聚合性化合物的种类而受到影响,因此不能一概地限定,一般地,优选在比较低的温度下引发聚合、缓慢地提高温度的方法。聚合时间也与温度同样地,因各种的主要因素而异,因此优选预先根据这些条件来确定最佳的时间,一般地,优选以用2~48小时完成聚合的方式选择条件。在得到光致变色层叠片材的情况下,优选在聚合性官能团之间的反应进行的温度下聚合,此时,以成为目标的分子量的方式确定最佳的温度和时间。
另外,在使本发明的固化性组合物光聚合时,聚合条件中,特别是UV强度对得到的光致变色固化体的性状产生影响。该照度条件由于光聚合引发剂的种类和量、聚合性单体的种类而受到影响,因此不能一概地限定,一般地优选选择条件以致用365nm的波长、50~500mW/cm2的UV光用0.5~5分钟的时间进行光照射。
在通过利用上述的聚合固化的混炼法使光致变色性显现的情况下,在用弹性体垫圈或间隔物保持的玻璃模具间注入上述的固化性组合物,根据聚合性化合物(B)、聚合固化促进剂的种类,通过采用空气炉中的加热、紫外线等活性能量线照射的铸塑聚合,能够得到成型为透镜等光学材料的形态的光致变色固化体。
采用该方法,直接得到赋予了光致变色性的眼镜镜片等。
在采用层叠法使光致变色性显现的情况下,使固化性组合物适当地在有机溶剂中溶解,制备涂布液,采用旋涂、浸渍等,在透镜基材等光学基材的表面涂布涂布液,干燥以将有机溶剂除去,其次,通过在氮等非活性气体中的UV照射、加热等进行聚合固化,从而在光学基材的表面形成由光致变色固化体构成的光致变色层(涂布法)。
另外,将透镜基材等光学基板与玻璃模具面对地配置以形成规定的空隙,在该空隙中注入固化性组合物,在该状态下,通过采用UV照射、加热等进行聚合固化的采用内模的铸塑聚合,也能够在光学基材的表面形成由光致变色固化体构成的光致变色层(铸塑聚合法)。
在采用上述这样的层叠法(涂布法和铸塑聚合法)在光学基材的表面形成光致变色层的情况下,通过预先对光学基材的表面进行采用碱溶液、酸溶液等的化学处理、电晕放电、等离子体放电、采用研磨等的物理处理,从而也能够提高光致变色层与光学基材的密合性。当然,也可在光学基材的表面设置透明的粘接树脂层。
进而,在采用粘结剂法显现光致变色性的情况下,通过使用固化性组合物的片材成型制作光致变色片材,将其用2张透明的片材(光学片材)夹持,进行上述的聚合固化,从而得到以光致变色层作为粘接层的光致变色层叠体。
这种情况下,在光致变色片材的制作中,也能够采用使用使固化性组合物在有机溶剂中溶解的涂布液的涂布这样的手段。
就这样制作的光致变色层叠体而言,例如,通过将其安装在模具内,然后,将透镜等光学基材用热塑性树脂(例如聚碳酸酯)注射成型,从而得到赋予了光致变色性的规定形状的透镜等光学基材。另外,该光致变色层叠体也能够采用粘接剂等粘接于光学基材的表面,由此也能够得到光致变色透镜。
再有,在如上述那样制作光致变色层叠体的情况下,特别是在与光学基材的密合性高的方面,作为聚合性化合物(B),优选使用尿烷或脲系聚合性化合物(B3)、特别是尿烷系聚合性化合物,调整以致形成聚氨酯。
上述的本发明的固化性组合物能够显现出显色浓度、褪色速度等优异的光致变色性,并且也不会降低机械强度等特性,在赋予了光致变色性的光学基材、例如光致变色透镜的制作中有效地利用。
另外,采用本发明的固化性组合物所形成的光致变色层、光致变色固化体根据其用途,也可实施使用分散染料等染料的染色、使用硅烷偶联剂、以硅、锆、锑、铝、锡、钨等的溶胶作为主成分的硬涂剂的硬涂膜的制作、采用SiO2、TiO2、ZrO2等金属氧化物的蒸镀的薄膜形成、涂布有机高分子的采用薄膜的减反射处理、抗静电处理等后加工。
实施例
其次,使用实施例和比较例对本发明详细地说明,但本发明并不限定于本实施例。首先,对于本发明中使用的测定装置和各成分的制造方法等进行说明。
(分子量测定;凝胶渗透色谱(GPC测定))
GPC的测定使用了液相色谱装置(日本WATERS公司制造)作为装置。就柱而言,根据分析的样品的分子量,酌情使用了昭和电工株式会社制Shodex GPC KF-802(排除极限分子量:5000)、KF802.5(排除极限分子量:20000)、KF-803(排除极限分子量:70000)、KF-804(排除极限分子量:400000)、KF-805(排除极限分子量:2000000)。另外,作为展开液,使用二甲基甲酰胺(DMF),在流速1ml/分钟、温度40℃的条件下测定。将聚苯乙烯用于标准试样,通过比较换算求出了重均分子量。再有,将差示折射率计用于检测器。
实施例1
环糊精结合光致变色化合物(CyD1)的合成
该CyD1为使用了环糊精作为形成多价的残基的化合物时的化合物。
第一工序
在由下述式(11)
[化14]
表示的化合物4.7g(10mmol)、按照国际公开第2006/022825号小册子中记载的方法合成的由下述式(12)
[化15]
表示的化合物5.3g(15mmol)、对-甲苯磺酸吡啶鎓盐0.25(1mmol)中加入甲苯100mL,在75℃下加热搅拌了1小时。冷却到室温后,用水100mL清洗3次,将有机层减压馏除。将得到的残渣采用硅胶柱色谱精制,得到了由下述式(13)
[化16]
表示的化合物6.2g。收率为77%。
第二工序
在由上述式(13)表示的化合物6.2g(7.7mmol)、琥珀酸酐1.55g(15.5mmol)、三乙胺1.95g(19.3mmol)中加入二氯甲烷200mL,在室温下搅拌了12小时。进行了冰冷后,缓慢地加入10%盐酸直至pH成为1,进行了分液。用水250mL清洗3次,将有机层减压馏除。将得到的残渣采用硅胶色谱精制,得到了由下述式(14)
[化17]
表示的化合物6.6g(7.3mmol)。收率为95%。
第三工序
在由上述式(14)表示的化合物96mg(0.1mmol)、市售的2-羟基丙基-α-环糊精118mg(0.1mmol)中加入THF(四氢呋喃)/DMSO(二甲基亚砜)(1:1,v/v)18ml,搅拌后,加入WSC(水溶性碳二亚胺)192mg、DMAP(二甲基氨基吡啶)63mg,在遮光下搅拌了12小时。用TLC(薄层色谱)确认原料消失后,加入水,使反应停止。用醋酸乙酯进行了萃取后用蒸发器浓缩,通过用丙酮10ml进行再浆化,得到了具有由下述式(15)
[化18]
表示的包含光致变色部位的基团(侧链)的光致变色化合物(收量:53mg)。采用1H-NMR确认了在α-环糊精中引入了1.8个由上述式(15)表示的光致变色部位。
接着,使上述得到的由式(15)表示的光致变色化合物28mg、琥珀酸酐77mg、三乙胺0.11ml溶解于二氯甲烷5.0ml,在室温下搅拌了14小时后,加入聚丙二醇单丁基醚(数均分子量:1000)138mg、WSC40mg、DMAP10mg,在遮光下室温下搅拌了12小时。将溶剂减压馏除后,通过用硅胶色谱(展开溶剂:丙酮/醋酸乙酯5:95)进行精制,从而得到了引入了由下述式(16)
[化19]
表示的聚丙二醇单丁基醚链(长链基)的光致变色化合物(CyD1)67mg。采用1H-NMR确认了在α-环糊精中引入了9.3个由上述式(16)表示的长链。
以下示出得到的光致变色化合物(CyD1)的特性。以下的数值为平均值。
<多价的残基的总价数>
环糊精(形成多价的残基的化合物)总价数:18。
<未反应而残存的反应性基团>
环糊精中的未反应而残存的反应性基团的数:6.9。
<包含光致变色部位的基团>
包含光致变色部位的基团的数:1.8。
包含光致变色部位的侧链的改性度:0.10(10%)。
包含光致变色部位的侧链的数均分子量:平均约160(不包括光致变色部位)。
<长链基>
长链基的数:9.3。
长链基的改性度:0.52(52%)。
长链基的数均分子量:平均约1200(末端为丁基)。
<短链基的数>
短链基的数:0。
<光致变色化合物自身的重均分子量>
重均分子量Mw(GPC):13000。
由其结果可知,CyD1为在α-环糊精的羟基的10%中引入光致变色部位、在52%中引入了聚丙二醇单丁基醚(长链)的结构。另外,由1H-NMR的测定结果可知,引入了每1分子平均约1.8个具有光致变色部位的侧链和平均约9.3个长链。
实施例2
固化性组合物(Y1(以下也有时简称为(Y1)))的制备和光致变色固化体的制作·评价
(固化性组合物的制备)
根据下述配方,将各成分充分地混合,制备了光致变色固化性组合物(Y1)。
配方;
(A)光致变色化合物
CyD1(实施例1中制造):69.3mg(光致变色色素:9.6μmol)。
(B)聚合性化合物
(B1-1-1-4)降冰片烯甲烷二异氰酸酯:4.58g。
(B3-2)季戊四醇四(3-巯基丙酸酯):5.42g。
(C)聚合固化促进剂
(C3-1)二甲基二氯化锡:10mg。
(光致变色固化体的制作与评价)
使用上述固化性组合物(Y1),采用混炼法得到了光致变色固化体。
再有,上述固化性组合物(Y1)中使用的聚合性化合物(B)为降冰片烯甲烷二异氰酸酯和季戊四醇四(3-巯基丙酸酯),因此由这些聚合性化合物(B)形成的基体的自由空间狭小。因此,如果在该基体中能够发挥光致变色特性,则发挥更优异的光致变色特性,这是显而易见的。
以下示出聚合方法。
将上述固化性组合物(Y1)充分地脱泡后,在由实施了脱模处理的玻璃模具与由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物制成的垫圈构成的、厚2mm的铸模构成的成型模具中铸塑。其次,边从30℃缓慢地升温至95℃,边用15小时使其固化。聚合结束后,将光致变色固化体从铸模的玻璃中移除。
将得到的光致变色固化体作为试样,对其经由エアロマスフィルター(康宁公司制造)以20±1℃、聚合物(光致变色涂层)表面处的射束强度365nm=2.4mW/cm2、245nm=24μW/cm2照射120秒(株)浜松ホトニクス制的氙灯L-2480(300W)SHL-100,使其显色,测定了光致变色层叠体的光致变色特性。采用以下的方法评价各光致变色特性,示于表1中。
·最大吸收波长(λmax):
为采用(株)大塚电子工业制的分光光度计(瞬间多通道光电检测器MCPD1000)求出的显色后的最大吸收波长。该最大吸收波长与显色时的色调有关系。
·显色浓度{ε(120)-ε(0)}:
上述最大吸收波长处的、120秒光照射后的吸光度{ε(120)}与光照射前的吸光度ε(0)之差。该值越高,可以说光致变色性越优异。
·褪色速度[t1/2(秒)]:
120秒光照射后,停止了光的照射时,试样的上述最大吸收波长处的吸光度降低至{ε(120)-ε(0)}的1/2所需的时间。该时间越短,可以说光致变色性越优异。
比较例1
代替实施例1中的光致变色化合物而按照国际公开第2006/022825号小册子中记载的方法合成了只包含光致变色部位的由下述式(17)表示的光致变色化合物(d1)。
[化20]
使用得到的光致变色化合物(d1),使得光致变色色素的比例成为9.6μmol以外,制造了包含与实施例2相同的种类、相同的配合比例的聚合性化合物(B)、聚合固化促进剂(C)的固化性组合物(y1)。使用得到的固化性组合物(y1)进行与实施例2同样的操作,进行了同样的评价。将结果示于表1中。
比较例2
代替实施例1中的光致变色化合物而合成了不含多价残基、即、长链基与光致变色部位直接结合的光致变色化合物(d2)。
使由上述式(13)表示的化合物4.14g(5.0mmol)溶解于脱水二氯甲烷中后,加入由下述式(18)
[化21]
表示的聚丙二醇单丁基醚(数均分子量:2000)的琥珀酸加成体11.0g、WSC2.0g,DMAP120mg,在遮光下室温下搅拌了14小时。用TLC确认原料消失后,对有机相进行水洗,用蒸发器减压馏除。用硅胶色谱(展开溶剂∶丙酮/醋酸乙酯5∶95)进行精制,得到了由下述式(19)
[化22]
表示的油状物(收率:78%)。使用由上述式(19)表示的长链结合光致变色化合物(d2)30.7mg,进行与比较例1同样的操作,制备固化性组合物(y2(以下也有时简称为(y2))),进行了光致变色固化体的制作·评价。将结果示于表1中。
[表1]
表1
化合物 | 组合物 | λmax | 显色浓度 | 褪色速度 | |
实施例2 | CyD1 | Y1 | 565nm | 0.60 | 92sec |
比较例1 | d1 | y1 | 565nm | 0.01 | - |
比较例2 | d2 | y2 | 565nm | 0.29 | 260sec |
在得到的光致变色固化体中,化合物d1(比较例1)没有显示光致变色性。这表示该硫尿烷基体的交联密度高,不具有容许化合物d1的光致变色性的显现的自由空间。
对于使化合物d1与长链直接结合的化合物d2(比较例2)而言,结果如下:显示光致变色性,但显色浓度浅,褪色速度慢。这表示仅凭长链引入,对于微观相分离结构的形成尚不充分,因此不能创造出良好的光致变色性的显现必需的充分的自由空间。
由作为本发明的实施例2可知,作为光致变色化合物的分子结构,通过如本发明那样预先设计微观相分离结构,从而在原本不具有容许光致变色性的显现的自由空间的基体中也能够发挥良好的光致变色性。
Claims (9)
1.光致变色化合物,其通过在多价的残基上至少1个具有光致变色部位的基团进行取代、进而至少1个不含光致变色部位的、分子量为300以上的长链的基团进行取代而成,
其中,所述多价的残基由环状分子形成,
所述环状分子为环糊精。
2.根据权利要求1所述的光致变色化合物,其中,每1分子所述光致变色化合物,所述具有光致变色部位的基团的数和所述长链的基团的数的合计数为2~30。
3.根据权利要求1或2所述的光致变色化合物,其中,所述光致变色部位具有选自萘并吡喃、螺噁嗪、螺吡喃、俘精酸酐、俘精酰亚胺和二芳基乙烯中的至少1种的结构。
4.根据权利要求1所述的光致变色化合物,其中,所述光致变色部位为茚并[2,1-f]萘并[1,2-b]吡喃。
5.根据权利要求1所述的光致变色化合物,其中,所述具有光致变色部位的基团为下述式(1)或(1’),
[化1]
其中,
PC为光致变色性基团,
R1是碳原子数为2~8的直链状或分支链状亚烷基,
R2是碳原子数为2~8的直链状或分支链状亚烷基、具有乙酰基分支的碳原子数为3~8的直链状或分支链状亚烷基、或具有醚键的碳原子数为3~8的直链状或分支链状亚烷基,
L为下述式(2)表示的2价的基团,
[化2]
其中,
R3是单键、碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、或碳原子数为6~12的芳族基团,
R4是碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、碳原子数为6~12的芳族基团、或具有碳原子数为1~20的直链状或分支链状烷基的二烷基甲硅烷基,
R5是碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、或碳原子数为6~12的芳族基团,
X1和X2各自独立地为单键、O、或NH,
c为0~50的整数,d为0~50的整数,e为0或1的整数,
在c为2以上的情况下,用c的括号封闭的2价的基团可彼此相同也可不同,
在d为2以上的情况下,用d的括号封闭的2价的基团可彼此相同也可不同,
a为1~50的整数,b为0~50的整数,
在a为2以上的情况下,用a的括号封闭的2价的基团可彼此相同也可不同,
在b为2以上的情况下,用b的括号封闭的2价的基团可彼此相同也可不同。
6.根据权利要求1所述的光致变色化合物,其中,所述长链的基团为下述式(3)或(3’),
[化3]
其中,
Z为碳原子数1~10的烷基或聚合性基团,
R6是碳原子数为2~8的直链状或分支链状亚烷基,
R7是碳原子数为2~8的直链状或分支链状亚烷基、具有乙酰基分支的碳原子数为3~8的直链状或分支链状亚烷基、或具有醚键的碳原子数为3~8的直链状或分支链状亚烷基,
X’为单键、O、或NH,
L’为由下述式(2’)表示的2价的基团,
[化4]
其中,
R31是单键、碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、或碳原子数为6~12的芳族基团,
R41是碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、碳原子数为6~12的芳族基团、或具有碳原子数为1~20的直链状或分支链状烷基的二烷基甲硅烷基,
R51是碳原子数为1~20的直链状或分支链状亚烷基、碳原子数为3~12的亚环烷基、或碳原子数为6~12的芳族基团,
X11和X21各自独立地为单键、O、或NH,
c1为0~50的整数,d1为0~50的整数,e1为0或1的整数,
在c1为2以上的情况下,2价的基团可彼此相同也可不同,
在d1为2以上的情况下,2价的基团可彼此相同也可不同,
f为1~50的整数,g为0~50的整数,
在f为2以上的情况下,2价的基团可彼此相同也可不同,
在g为2以上的情况下,2价的基团可彼此相同也可不同。
7.根据权利要求1所述的光致变色化合物,其中,重均分子量成为2000以上。
8.固化性组合物,其包含根据权利要求1~7中任一项所述的光致变色化合物、和聚合性化合物。
9.使根据权利要求8所述的固化性组合物固化而得到的光致变色固化体。
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