JP2827567B2 - 新規スルホニウム塩及び重合開始剤 - Google Patents

新規スルホニウム塩及び重合開始剤

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JP2827567B2 JP9605191A JP9605191A JP2827567B2 JP 2827567 B2 JP2827567 B2 JP 2827567B2 JP 9605191 A JP9605191 A JP 9605191A JP 9605191 A JP9605191 A JP 9605191A JP 2827567 B2 JP2827567 B2 JP 2827567B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規スルホニウム塩化
合物及び重合開始剤、更には、スルホニウム塩化合物か
らなる新規なカオチン性重合開始剤に関するものであ
る。該重合開始剤を含むカチオン重合性組成物は、熱又
は光、電子線等の放射線により短時間に硬化することが
でき、得られる硬化物は、優れた物性を有しているた
め、成型樹脂、注型樹脂、塗料、接着剤、インキ等の材
料として好適に用いられる。
【0002】
【従来の技術】従来、エポキシ樹脂は硬化剤として、二
液系で広く利用されている活性なアミン含有化合物やカ
ルボン酸無水物がある。しかし、これらの硬化剤を用い
た二液系では、完全に各成分を混合する必要があり、硬
化時間も数時間要する。
【0003】一方、エポキシ樹脂を一液系として硬化す
るのには、フッ化ホウ素−モノエチルアミンがあるが、
このものは、160℃或いはそれ以上の温度でも完全に
硬化するのに1〜8時間要している。
【0004】また、特開昭50−151976及び同5
0−151997において、フェニルスルホニウム塩を
エポキシ用光硬化剤とすることが知られている。しか
し、これは光でエポキシ樹脂を硬化させるが、熱を加え
ただけでは、エポキシ樹脂を硬化させることはできな
い。
【0005】一方、特開平2−196812及び同3−
17101には、ベンジルスルホニウム塩を用い、熱又
は放射線によりカチオン重合性組成物を硬化することが
述べられている。しかしながら、これら開始剤の活性
は、熱及び放射線とも充分でなく、かつ重合開始剤の合
成法も複雑である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前に述べた
事情からみてなされたもので、カチオン重合性化合物を
熱又は光、電子線等の放射線により短時間に硬化させる
ことができる新規なカチオン性重合開始剤を提供し、優
れた物性を有する硬化物を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため、鋭意検討した結果、特定のスルホニウ
ム塩化合物からなるカチオン性重合開始剤を用いること
で、熱又は光、電子線等の放射線により短時間に硬化す
ることができ、かつ、その硬化物に優れた性能を与える
新規なカチオン性重合開始剤を見出して本発明を完成す
るに至った。すなわち、本発明は下記の一般式〔I〕
【0008】
【化2】 〔式中、R1 、R2 は同一又は異なる直鎖又は分枝のア
ルキル基であり、R1 とR2 は一体となって結合しても
よく、XはSbF6 、AsF6 、PF6 又はBF4 を示
す〕で表されるスルホニウム塩化合物及びその少なくと
も1種を含有することを特徴とするカチオン性重合開始
剤である。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
スルホニウム塩化合物は、一般式〔I〕
【化3】 で表せるが、かかる式において、R1 、R2 は同一又は
異なる直鎖又は分枝のアルキル基から選ばれる基であ
り、好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソプロ
ピル又はブチル基等の低級アルキル基である。XはSb
6 、AsF6 、PF6 又はBF4 であり、この内Sb
6 が好んで用いられる。
【0010】本発明のスルホニウム塩化合物は、例え
ば、次の方法で得ることができる。すなわち、ベンズヒ
ドリルブロマイド等のベンズヒドリルハライドとそれぞ
れ対応する、スルフィド化合物とを等モルづつ、必要に
応じてメチルアルコール、アセトン、アセトニトリル等
の溶媒存在下にて室温〜80℃で数時間〜30日間反応
させ、次いで、得られた固形物を水もしくは水−メタノ
ール系に溶解せしめ、六フッ化アンチモン酸ナトリウム
を加えて激しく攪拌し、析出した液状又は固形状の生成
物を分離精製した後、乾燥して得られる。
【0011】本発明の代表的なスルホニウム塩化合物と
して、次のものが例示される。但し、式中のXはSbF
6 、AsF6 、PF6 又はBF4 である。
【0012】
【化4】
【0013】本発明で用いることのできるカチオン重合
性化合物として、例えば次のような化合物が挙げられ
る。 (a)エポキシ基を有する化合物として、1、1、3−
テトラデカジエンジオキサイド、リモネンジオキサイ
ド、4−ビニルシクロヘキセンジオキサイド、(3、4
−エポキシシクロヘキシル)メチル−3、4−エポキシ
シクロヘキシルカルボキシレート、ジ(3、4−エポキ
シシクロヘキシル)アジペート、フェニルグリシジルエ
ーテル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ハロゲン化
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、o−、m−、p−ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラ
ック型エポキシ樹脂、多価アルコールのポリグリシジル
エーテル等のエポキシ化合物、
【0014】(b)ビニル化合物として、スチレン、α
−メチルスチレン、p−クロロメチルスチレン等のスチ
レン類;n−ブチルビニルエテール、イソブチルビニル
エテール、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシ
ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;
アリルビニルエーテル、1−オクタヒドロナフチルビニ
ルエーテル等のアルケニルビニルエーテル類;エチニル
ビニルエーテル、1−メチル−2−プロペニルビニルエ
ーテル等のアルキニルビニルエーテル類;フェニルビニ
ルエーテル、p−メトキシフェニルビニルエーテル等の
アリールビニルエーテル類;ブタンジオールジビニルエ
ーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、シ
クロヘキサンジオールジビニルエーテル等のアルキルジ
ビニルエーテル類;1、4−ベンゼンジメタノールジビ
ニルエーテル、N−m−クロロフェニルジエタノールア
ミンジビニルエーテル、m−フェニレンビス(エチレン
グリコール)ジビニルエーテル等のアラルキルジビルエ
ーテル類、ハイドロキノンジビニルエーテル、レゾルシ
ノールジビニルエーテル等のアリールジビニルエーテル
類;N−ビニルカルバゾール、N−ビニルピロリドン等
のカチオン重合性窒素含有化合物等である。
【0015】(c)ビシクロオルソエステル化合物とし
て、1−フェニル−4−エチル−2、6、7−トリオキ
サビシクロ〔2、2、2〕オクタン、1−エチル−4−
ヒドロキシメチル−2、6、7−トリオキサビシクロ
〔2、2、2〕オクタン等 (d)スピロオルソカーボネート化合物として、1、
5、7、11−テトラオキサスピロ〔5、5〕ウンデカ
ン、3、9−ジベンジル−1、5、7、11−テトラオ
キサスピロ〔5、5〕ウンデカン等や1、4、6−トリ
オキサスピロ〔4、4〕ノナン、1、4、6−トリオキ
サスピロ〔4、5〕デカン等のスピロオルソエステル化
合物等である。これらは単独もしくは2種以上を併用し
て用いても差し支えない。(a)〜(d)の内で、殊に
(a)のエポキシ基を有する化合物が好んで使用され
る。
【0016】本発明において、前記カチオン重合性化合
物と前記カチオン性重合開始剤との配合割合は、カチオ
ン重合性化合物100重量部に対し、カチオン性重合開
始剤0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜10重量
部の割合で配合し、熱又は光、電子線等の放射線により
容易に硬化することができる。熱による硬化の場合、硬
化温度は、10〜200℃、好ましくは50〜180℃
の範囲である。放射線による硬化の場合、好ましくは光
及び電子線が用いられる。光硬化の場合、波長400nm
以下の紫外線が最も効率が良く、それゆえ、光源として
は低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンラン
プ、カーボンアーク灯等が用いられる。なお、熱と放射
線を併用して硬化させることも可能である。
【0017】本発明のカチオン性重合開始剤は、一般に
単独で使用されるが、他のカチオン性重合開始剤と併用
して用いることもできる。また、前記(a)のエポキシ
基を有する化合物を用いる場合は、エポキシ樹脂の硬化
剤として通常用いられているフェノー系硬化剤、酸無水
物類硬化剤等の硬化剤と、さらに、(b)のビニル化合
物を用いる場合は、ビニル化合物の硬化剤である有機過
酸化物等を性能が損なわれない範囲内で併用して用いて
もよい。
【0018】前記のカチオン重合性化合物に本発明の開
始剤を配合して使用する際に、必要に応じて反応性希釈
剤、硬化促進剤、溶剤、顔料、染料、カップリング剤、
無機充填剤、炭素繊維、ガラス繊維、界面活性剤等を添
加して使用される。具体的に以下に実施例及び比較例に
より、本発明を更に説明する。本発明は、こららの実施
例に何等限定されるものではない。
【0019】(実施例) 実施例1 α−フェニルベンジルジメチルスルホニウムヘキサフロ
ロアンチモネートの合成ベンズヒドリルブロマイド24.
71gとジメチルスルフィド12.43gを混合し、室温
で1週間反応させた。得られた固形物をエーテルで洗浄
し、40℃で減圧乾燥し、前駆体のα−フェニルベンジ
ルジメチルスルホニウムブロマイドを得た。収率:96
%。α−フェニルベンジルジメチルスルホニウムブロマ
イド9.28gを蒸留水30gとエーテル30gの混合溶
剤に溶解させ、六フッ化アンチモン酸ナトリウム9.31
gを加え、よく攪拌し、冷却した。析出した固形物を濾
過後、40℃で減圧乾燥した。粗収率:81%。得られ
たα−フェニルベンジルジメチルスルホニウムヘキサフ
ロロアンチモネートは、メタノールから再結晶した。融
点148−150℃。α−フェニルベンジルジメチルス
ルホニウムヘキサフロロアンチモネートは、下記構造式
で示される。
【0020】
【化5】
【0021】以下に本化合物のスペクトルデータを示
す。 IR(KBr、cm-1):3020、2930、6601 H−NMR(アセトン−d6 ):δ 7.40〜7.
93(m、10H)、6.15(brs、1H)、3.
05(s、6H)13 C−NMR(アセトン−d6 ):δ 134. 0、1
30.8、129. 4、129. 2、67. 1、25.
4 元素分析結果は以下のとおりであり、理論値とよく一致
している。 H% C% N% 実測値 3.58 38.72 0.02 理論値 3.68 38.74 0.00
【0022】合成された本発明のスルホニウム塩化合物
を表1に示す。
【表1】
【0023】実施例2 実施例1で合成した開始剤をプロピレンカーボネートに
溶解させ、ERL−4221(UCC社製脂環型エポキ
シ)およびUVR−6410(UCC製グリシジル型エ
ポキシ)に、開始剤の純分として2.5部になるように各
エポキシに添加し樹脂配合物を調整した。この樹脂配合
物についてDSC測定を行い、発熱開始温度とピークの
トップ温度をもとめた。なお、DSCの測定条件は下記
の通りであり、その測定結果を表1に示した。 DSC測定機器:DSC220℃(セイコー電子工業社
製) 雰囲気:窒素ガス気流中 30ml/分 昇温速度:10℃/分 サンプル量:0.3〜2mg
【0024】実施例3 実施例2でUVR−6410に開始剤を加えた配合物を
0℃に保ち、超高圧水銀灯で2J/cm2 UV照射し、そ
のサンプルを直接DSC測定した。その時の開始温度は
44℃であり、UV照射を行わないときより開始温度が
5℃低下した。これは、開始剤が光カチオン重合開始剤
として働いたことを示す。
【0025】比較例1〜3 実施例2で用いた開始剤の代りに、比較例1に用いた開
始剤はベンジルジメチルスルホニウムヘキサフロロアン
チモネート、比較例2に用いた開始剤はCP−66(旭
電化工業社製)、比較例3に用いた開始剤はCP−77
(旭電化工業社製)である以外は、実施例2と同様にD
SC測定を行った。その測定結果を表2に示した。
【0026】
【表2】
【0027】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る新規な
スルホニウム塩化合物は、カチオン重合性化合物の重合
開始剤として有効であり、これらを含有する重合性組成
物は、熱又は光、電子線等の放射線により短時間に硬化
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 63/00 C08L 63/00 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 381/12 C07D 333/46 C08F 4/00 C08G 59/68 C08K 5/36 C08L 63/00 CA(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式〔I〕 【化1】 〔式中、R1 、R2 は同一又は異なる直鎖又は分枝のア
    ルキル基であり、R1 とR2 は一体となって結合しても
    よく、XはSbF6 、AsF6 、PF6 又はBF4 から
    なる群より選ばれた少なくとも一種を示す〕で表される
    スルホニウム塩化合物。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載された化合物の少なくと
    も一種を含有することを特徴とするカチオン性重合開始
    剤。
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