JP4266748B2 - 新規なポリイソシアネート化合物、その製造方法及び用途 - Google Patents

新規なポリイソシアネート化合物、その製造方法及び用途 Download PDF

Info

Publication number
JP4266748B2
JP4266748B2 JP2003302244A JP2003302244A JP4266748B2 JP 4266748 B2 JP4266748 B2 JP 4266748B2 JP 2003302244 A JP2003302244 A JP 2003302244A JP 2003302244 A JP2003302244 A JP 2003302244A JP 4266748 B2 JP4266748 B2 JP 4266748B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
general formula
compound
reaction
compound represented
bicyclo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2003302244A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005068097A (ja
Inventor
龍二 長谷山
深田  功
松浦  陽
祐喜 水谷
誠一 小林
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.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP2003302244A priority Critical patent/JP4266748B2/ja
Priority to US10/921,890 priority patent/US7132495B2/en
Priority to KR1020040066458A priority patent/KR100683458B1/ko
Priority to CNB2004100572346A priority patent/CN1310879C/zh
Priority to FR0409101A priority patent/FR2859207B1/fr
Priority to DE102004041344A priority patent/DE102004041344A1/de
Publication of JP2005068097A publication Critical patent/JP2005068097A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4266748B2 publication Critical patent/JP4266748B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C265/00Derivatives of isocyanic acid
    • C07C265/10Derivatives of isocyanic acid having isocyanate groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/33Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
    • C07C211/34Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings of a saturated carbon skeleton
    • C07C211/38Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings of a saturated carbon skeleton containing condensed ring systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C263/00Preparation of derivatives of isocyanic acid
    • C07C263/10Preparation of derivatives of isocyanic acid by reaction of amines with carbonyl halides, e.g. with phosgene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C263/00Preparation of derivatives of isocyanic acid
    • C07C263/18Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C265/00Derivatives of isocyanic acid
    • C07C265/14Derivatives of isocyanic acid containing at least two isocyanate groups bound to the same carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3855Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur
    • C08G18/3876Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur containing mercapto groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/758Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing two or more cycloaliphatic rings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041Lenses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2602/00Systems containing two condensed rings
    • C07C2602/36Systems containing two condensed rings the rings having more than two atoms in common
    • C07C2602/42Systems containing two condensed rings the rings having more than two atoms in common the bicyclo ring system containing seven carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2602/00Systems containing two condensed rings
    • C07C2602/36Systems containing two condensed rings the rings having more than two atoms in common
    • C07C2602/44Systems containing two condensed rings the rings having more than two atoms in common the bicyclo ring system containing eight carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2602/00Systems containing two condensed rings
    • C07C2602/36Systems containing two condensed rings the rings having more than two atoms in common
    • C07C2602/46Systems containing two condensed rings the rings having more than two atoms in common the bicyclo ring system containing nine carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/56Ring systems containing bridged rings
    • C07C2603/58Ring systems containing bridged rings containing three rings
    • C07C2603/60Ring systems containing bridged rings containing three rings containing at least one ring with less than six members
    • C07C2603/66Ring systems containing bridged rings containing three rings containing at least one ring with less than six members containing five-membered rings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

本発明は、新規な脂環族ポリイソシアネート化合物及びその製造法、並びに該化合物を用いて得られる樹脂及び該樹脂からなる光学材料に関するものである。
ポリイソシアネート化合物は、ポリ(チオ)ウレタン樹脂、ポリウレア樹脂等の製造に広く利用されているが、近年、ポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物とを重合して得られるポリチオウレタン樹脂が高屈折率を有するという特長に着目し、ポリチオウレタン樹脂を光学材料、特にプラスチックレンズ材料に適用した報告が数多くなされている。
例えば、キシリレンジイソシアネート或いはビスイソシアナトメチルノルボルナンと1,2−ビス[(2−メルカプトエチル)チオ]−3−メルカプトプロパンとを反応させて得られるポリチオウレタン樹脂をプラスチックレンズ材料に適用した報告がなされている(特許文献1)。
特許文献1に記載されている光学材料は、高い屈折率と耐熱性を有してはいるが、最近は、光学材料、特にプラスチックレンズ材料に対しては、高い透明性および高い屈折率はもとより、より高いアッベ数及び耐熱性が要望されているのが現状である。
特許第2621991号公報
本発明は、上記の現状に鑑み、高耐熱性、アッベ数および屈折率のバランスに優れる光学材料を提供することを課題とする。
本発明者らは、前記の課題を解決するために鋭意検討した結果、特定構造の脂環式骨格にイソシアナト基が直接結合したジイソシアネート化合物が透明性等の光学特性および耐熱性に優れた樹脂を得るための原料として有用な化合物であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
1. 一般式(1)
Figure 0004266748
(式中、kは、nは0〜1の整数を表わす。)で表される化合物、
2.一般式(1)で表される化合物が、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイソシアネート又はビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイソシアネート若しくはこれらの混合物である前記1記載の化合物。
3.一般式(2)
Figure 0004266748
(式中、kは、nは0〜1の整数を表わす。)で表される化合物またはその塩をホスゲンと反応させることを特徴とする前記1記載の脂環族ポリイソシアネート化合物の製造方法、
4.前記(1)記載の脂環族ポリイソシアネート化合物を含有する重合性組成物、
5.前記()に記載の重合性組成物を重合して得られる樹脂、
6.前記()記載の樹脂からなる光学材料、
7.前記()に記載の光学材料からなるレンズ
である。
本発明によれば、透明性、屈折率、アッベ数のバランスの優れた特性を維持したまま、
より高い耐熱性を有する樹脂を提供することができる。
一般式(1)において、kは、nは0〜1の整数を表わす
一般式(1)で表される化合物を具体的に例示するとすれば、例えば、一般式(1)において、k=1およびn=0であるビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジイソシアネート、k=1およびn=1であるトリシクロ[5.2.1.02.6]デカン−3(4),8(9)−ジイソシアネート等が挙げられる。
なお、「ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジイソシアネート」という表記は、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイソシアネートとビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイソシアネートの混合物であることを表わす。この明細書において、化合物名がこれらと同様に表記されている場合、該表記はこれらと同じ意味を表わす。
一般式(1)で表わされる化合物は、次に示す製造方法のいずれかの方法により得ることができる。
すなわち、一般式(2)で表される化合物と炭酸ジアルキルあるいは炭酸ジアリールから対応するカーバメート化合物を合成し、そのカーバメート化合物を熱分解して一般式(1)で表される化合物を製造する方法、一般式(2)で表される脂環族ジアミン化合物またはそれらの塩をホスゲンと反応させて一般式(1)で表わされる化合物を製造する方法である。これらの方法のなかでも、後者のホスゲンを用いる製造方法は経済的に好ましい。
一般式(1)で表される化合物の製造に用いる一般式(2)で表わされる化合物を具体的に例示するとすれば、例えば、一般式(2)において、k=1およびn=0であるビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジアミン、k=1およびn=1であるトリシクロ[5.2.1.02.6]デカン−3(4),8(9)−ジアミン等が挙げられる。
ホスゲンを用いる製造方法としては、(A)一般式(2)で表される化合物を直接ホスゲンと反応させる方法、(B)一般式(2)で表される脂環族ジアミン化合物の塩酸塩等の塩を予め合成し、これを不活性溶媒中に懸濁させてホスゲンと反応させる方法が挙げられる。
(A)の方法は、「冷熱二段ホスゲン化法」と呼ばれ、カルバミルクロリド及びアミン塩酸塩の生成が主反応である「冷ホスゲン化反応」(1段目の反応)と、カルバミルクロリドからイソシアネートへの熱分解とアミン塩酸塩のイソシアネートへのホスゲン化が主反応である「熱ホスゲン化反応」(2段目の反応)からなる。
一般式(2)で表される化合物とホスゲンとの反応には、通常、溶媒を用いる。溶媒としては、ホスゲン化反応を阻害しないものであれば制限されない。このような溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンのような芳香族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等の脂肪酸エステル類、サリチル酸メチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジブチル、安息香酸メチルのような芳香族カルボン酸エステル類、モノジクロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンのような塩素化芳香族炭化水素、またはクロロホルム、四塩化炭素などの塩素化炭化水素が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても、2種以上を混合して用いても良い。
溶媒の使用量は、操作性や効率の点で、通常、一般式(2)で表される化合物に対して重量比で4〜30倍であり、好ましくは5〜20倍である。
(A)の方法の実施態様の一例を示せば、次のとおりである。反応器に溶媒を装入して、反応系内を常圧〜1.0MPa、好ましくは常圧〜0.5MPaとし、温度を0〜80℃好ましくは0〜60℃にする。次いで、一般式(2)で表される化合物の化学量論量の1〜10倍、好ましくは1〜6倍のホスゲンを導入した後、溶媒に溶解した一般式(2)で表される化合物を添加する。添加する間、反応液を0〜80℃に好ましくは0〜60℃の範囲に保ち、発生する塩化水素を還流冷却器を通じて反応系外に逃がす。この段階で反応器の内容物はスラリー状となる(冷ホスゲン化反応)。
次いで、反応系内を常圧〜1.0MPa好ましくは0.05〜0.5MPaとし、30分〜5時間で80〜180℃の温度範囲に昇温する。昇温後、30分から8時間反応をつづけて、スラリー液が完全に溶解すれば反応を終了とする。なお昇温時および高温反応時には溶解ホスゲンが気化して還流冷却器を通じて反応系外に逃げるため、還流冷却器からの還流量が確認できるまでホスゲンを適宜導入する。熱ホスゲン化反応終了後、反応系内を80℃から180℃の範囲で、窒素ガス等の不活性ガスを導入し、溶解している過剰のホスゲン及び塩化水素をパージする(熱ホスゲン化反応)。
熱ホスゲン化反応の反応温度は、通常80〜180℃の範囲であるが、90〜160℃の範囲が好ましい。反応を80〜180℃で行うと、反応速度が適当となり、また好ましくない副反応が起こることもなく、効率的である。
熱ホスゲン化反応の反応圧力は、特に制限はないが、操作性の点から、常圧〜1.0MPaの範囲から選択できる。好ましい反応圧力は0.05〜0.5MPaの範囲である。
反応終了後、冷却し、減圧下で溶媒を留去することにより、一般式(1)で表される化合物を得ることができる。
(B)の方法で用いる一般式(2)で表される化合物の塩酸塩は、一般式(2)で表される化合物を塩化水素または濃塩酸と処理することにより容易に合成できる。
(B)の方法の実施態様の一例を示せば次のとおりである。十分に乾燥し微粉砕された上記脂環族ジアミン化合物塩酸塩を前述の「冷熱二段ホスゲン化法」で用いたのと同様な設備を備えた反応器内で、アミン塩酸塩を溶媒中で強い攪拌によって分散させスラリーとする。ついで反応温度を80〜180℃、好ましくは90〜160℃、反応圧力を常圧〜1.0MPa好ましくは0.05〜0.5MPaに維持し、ホスゲンを1〜10時間かけて、ホスゲンの供給量が化学量論の1〜10倍になるように導入し、一般式(1)で表される化合物を製造する。
上記のホスゲン化反応の終点は、反応により発生する塩化水素ガスの量の測定、反応混合物中のスラリーの消失等により推測することができる。発生する塩化水素は、還流冷却器を通じて反応系外に逃がす。反応終了後、反応混合物中に溶解している過剰のホスゲン及び塩化水素をパージする。その後冷却し、減圧下溶媒を留去することにより、一般式(1)で表される化合物を得ることができる。
なお、一般式(2)で表わされる化合物は、例えば、次に示す一般式(3)
Figure 0004266748
(式中、kは、nは0〜1の整数を表わす)で表される化合物とシアン化水素との反応により得られるジカルボニトリル化合物を、加水分解して対応するジカルボアミド化合物に変換し、次いでこのジカルボアミド化合物のホフマン反応により製造することができる。
本発明の重合性組成物は、一般式(1)で表される化合物を含有するものである。本発明の重合性組成物には、この他にイソシアネート基と反応する官能基を分子内に2つ以上有する活性水素化合物を含ませることができる。
イソシアネート基と反応する官能基を分子内に2つ以上有する活性水素化合物に特に制限はないが、例えば、ポリオール、ポリチオール、ヒドロキシ基を有するメルカプト化合物、ポリアミン、ポリカルボン酸等が挙げられる。これらの活性水素化合物はそれぞれ単独で用いても、また2種以上を併用してもよい。
これらの活性水素化合物のなかでもポリオール、ポリチオール及びヒドロキシ基を有するメルカプト化合物は光学材料の用途に好ましい。
ポリオール、ポリチオール、ヒドロキシ基を有するメルカプト化合物としては、例えば、脂肪族炭化水素化合物、脂環式炭化水素化合物、芳香族炭化水素化合物、及びこれらの化合物における一部の炭素原子がヘテロ原子に置換された化合物等に結合する2個以上の水素原子がヒドロキシ基及び/又はメルカプト基で置換されたものが挙げられる。
具体的には、脂肪族炭化水素化合物中の2個以上の水素原子がヒドロキシ基及び/又はメルカプト基に置換されたものとしてはエチレングリコール、ソルビトール、メタンジチオール、2−メルカプトエタノール等、脂環式炭化水素化合物中の2個以上の水素原子がヒドロキシ基及び/又はメルカプト基に置換されたものとしては、イノシトール、ビシクロ[4,3,0]−ノナンジメタノール、1−ヒドロキシ−4−メルカプトシクロヘキサン等、芳香族炭化水素化合物中の2個以上の水素原子がヒドロキシ基及び/又はメルカプト基に置換されたものとしてはジヒドロキシベンゼン、ビフェニルテトラオール、ビスフェノールA、1,2−ジメルカプトベンゼン等、脂肪族炭化水素化合物、脂環式炭化水素化合物、芳香族炭化水素化合物の一部の炭素がヘテロ原子に置換された化合物中の2個以上の水素原子がヒドロキシ基及び/又はメルカプト基に置換されたものとしては、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,2−ビス〔(2−メルカプトエチル)チオ〕−3−メルカプトプロパン、1−ヒドロキシエチルチオ−3−メルカプトエチルチオベンゼン等が例示される。
ポリアミン、ポリカルボン酸の具体例としては、例えば一般式(2)で表される化合物、一般式(3)で表される化合物の青酸付加体(ジシアノ体)を加水分解して得られるジカルボン酸類等を例示することが出来る。
これらの活性水素化合物のなかでも、高屈折率の樹脂を得る目的には、硫黄含量の高いポリチオールが好ましく、特に、1,2−ビス〔(2−メルカプトエチル)チオ〕−3−メルカプトプロパンは好ましい。
本発明の重合性組成物を重合させることにより、樹脂が得られる。
例えば、一般式(1)で表される化合物を重合させることによりポリイソシアネート樹脂を得ることができ、一般式(1)で表される化合物を脱炭酸重合することによりポリカルボジイミド樹脂を得ることができる。一般式(1)で表される化合物と、ポリオール、ポリチオール、ヒドロキシ基を有するメルカプト化合物から選ばれた少なくとも1種の活性水素化合物を重合させることにより、ポリ(チオ)ウレタン樹脂を得ることができる。また、活性水素化合物としてポリアミン又はポリカルボン酸を用いることにより、それぞれポリウレア樹脂又はポリイミド樹脂を得ることができる。
重合組成物中に活性水素化合物を含む場合、一般式(1)で表される化合物と活性水素化合物の使用割合は、イソシアネート基/活性水素基(官能基)のモル比で通常0.5〜3.0、好ましくは0.5〜1.5である。
活性水素化合物としてポリチオールのみを用いた場合、得られる樹脂はポリチオウレタン樹脂となるが、目的によっては、チオウレタン結合以外にウレタン結合、アロファネート結合、ウレア結合、チオウレア結合、ビウレット結合等を一部含有しても差し支えない。
例えば、チオカルバミン酸S−アルキルエステル結合に、さらにイソシアナト基を反応させることや、ジチオウレタン結合にさらにイソチオシアナト基を反応させて架橋密度を増大させることもできる。この場合には反応温度は少なくとも100℃以上に高くし、イソシアネート成分又はイソチオシアネート成分を活性水素化合物に対する理論モル比よりも多く使用することがある。なお、アミン等を一部併用し、ウレア結合、ビュウレット結合を組み込むこともできる。このようにイソシアネート化合物又はイソチオシアネート化合物を取り扱う場合には、空気酸化等も踏まえ、特に着色の点を留意する必要がある。
本発明の重合性組成物には、必要に応じて内部剥離剤、鎖延長剤、架橋剤、光安定剤、酸化防止剤、油浴染料、充填剤などの種々の物質を添加することもできる。
さらに重合反応の速度を調整するため、公知の反応触媒を適宜に添加することが出来る。触媒としては、例えば、ポリウレタン製造用触媒として知られている触媒が好ましく用いられる。
本発明のレンズは、通常、注型重合により得られる。具体的には、一般式(1)で表される化合物、活性水素化合物、(好ましくはポリチオール、)必要に応じ各種添加剤とを混合し、この混合液を必要に応じ適当な方法で脱泡をおこなった後、モールド中に注入して重合させる。重合後の離型を容易にするため、モールドに公知の離型処理をしても差し支えない。
重合の際の重合条件は、使用されるモノマーの種類、添加剤の種類、その添加量、モールド型の形状等によって大きく条件が異なるため限定できないが、通常、0〜180℃の温度範囲で、低温から高温まで徐々に昇温し、1〜100時間かけて行なわれる。
本発明の樹脂は無色透明であり、かつ高屈折率で耐熱性、耐候性に優れるため、プラスチックレンズ、フィルター、記録媒体用基板、光ファイバー等の光学材料等の素材として好適である。
本発明の樹脂のなかでも、一般式(1)で表される化合物とポリオール、ポリチオール、ヒドロキシ基を有するメルカプト化合物から選ばれた少なくとも1種の活性水素化合物を反応させて得られるポリ(チオ)ウレタン樹脂は、プラスチックレンズ等の光学材料として特に好適である。
また、本発明の樹脂は、グレージング材料、塗料、接着剤の材料に用いることができる。
本発明のレンズには、必要に応じて、反射防止、高硬度付与、耐摩耗性向上、耐薬品性向上、防曇性付与、あるいは、ファッション性付与等の改良を行うため、表面研磨、帯電防止処理、ハードコート処理、無反射コート処理、染色処理、調光処理等の物理的あるいは化学的処理を施すことができる。
以下、本発明を実施例および比較例により具体的に説明するが、本発明は、これによって制限されるものではない。なお、ガスクロマトグラフィー分析は、検出器:FID、カラム: Silicone OV-17 10% 3m Uniport-HP 60/80 mesh、キャリアガス:窒素を用いて行った。
また、得られたレンズの性能試験のうち、屈折率、アッベ数、耐候性、耐熱性は以下の試験法により評価した。
屈折率、アッベ数:プリフリッヒ屈折計を用い、20℃で測定した。
耐候性:サンシャインカーボンアークランプを装備したウェザーオメータにレンズ用樹脂をセットし、20時間経たところでレンズを取り出し試験前のレンズ用樹脂の色相を比較した。
評価基準は、変化なし(○)、わずかに黄変(△)、黄変(×)とした。
外 観:目視により観察した。
耐熱性:サーモメカニカルアナライザー〔リガク社、TAS300〕を用いたペネトレーション法によりピン先0.5mmΦで50g荷重、10℃/minの加熱をして熱変形開始温度を測定した。
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジカルボアミドの合成:
攪拌機、温度計等を備えた500mLのガラス製丸底フラスコに、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジカルボニトリル(三井化学株式会社製)を73.0g(0.5mol)、90%硫酸を500g仕込み、40℃で2時間攪拌を行った。
反応終了後、反応液を室温まで冷却した後、2Lの氷水にゆっくりと注いだ。この溶液を十分冷却しながら、30%水酸化ナトリウム水溶液で中和すると白色の固形物が析出した。析出した固形物を、ろ紙を使用した吸引ろ過により分別し、水で洗浄した後、乾燥した(48.3g)。この固形物のマススペクトルによる分析を行った結果、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジカルボアミドであった(EI m/z 182(M))。ガスクロマトグラフィー法による分析の結果、純度は99%であった(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジカルボニトリルに対する収率53%)。
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジアミンの合成:
攪拌機、温度計、冷却器等を備えた2Lガラス製丸底セパラブルフラスコに、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジカルボアミドを91.1g(0.50mol)、10%水酸化ナトリウム水溶液1000g(2.50mol)を仕込み、10〜15℃に冷却した。次いで、攪拌下に、5%次亜塩素酸ナトリウム水溶液780g(1.10mol)をこの懸濁液に、温度が15℃を越えないように30分間に亘って滴下した。滴下終了後、3時間に亘って温度を10〜15℃に保った後、室温へと昇温した。10時間攪拌した後、70〜80℃に昇温して、さらに2時間攪拌した。
反応終了後、反応液を室温まで冷却した後、残留している固形物を、ろ紙を使用した吸引ろ過により分別した。この固形物を十分に乾燥した後(乾燥重量、7.7g)、赤外吸収スペクトルを使用して分析を行った結果、未反応のビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジカルボアミドであることが分かった。
一方、上記で得られたろ液1890gからロータリーエバポレーターにより減圧下に水を留去した。濃縮が進むとともに固形物が析出してくるが、これらをろ過により断続的に取り除いた。水を大部分留去した後、減圧蒸留を行い、42.0gの無色透明の液体を得た。この液体をマススペクトルより分析した結果、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジアミンであった(EI m/z 126(M))。ガスクロマトグラフィーによる分析の結果、純度は99%であった(仕込みビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジカルボアミドに対する収率67%)。
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジイソシアネートの合成:
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2、5(6)―ジアミンを原料として冷熱2段ホスゲン化法で行った。電磁誘導攪拌機、自動圧力調整弁、温度計、窒素導入ライン、ホスゲン導入ライン、凝縮器、原料フィードポンプを、備え付けたジャケット付き10L加圧反応器にオルトジクロルベンゼン2500gを仕込む。次いでホスゲン1425g(14.2mol)をホスゲン導入ラインより加え攪拌を開始する。反応器のジャケットには冷水を通し、内温を約5℃に保った。そこへ上記ジアミン302.9g(2.4mol)をオルトジクロルベンゼン2500gに溶解した溶液をフィードポンプにて60分かけてフィードし5〜10℃、常圧下で冷ホスゲン化を行った。フィード終了後、フラスコ内は淡褐白色スラリー状液となった。
次いで反応器内液を60分で150℃に昇温しながら0.2MPaに加圧し、さらに圧力0.2MPa、反応温度150℃で2時間熱ホスゲン化を行った。また、熱ホスゲン化の途中でホスゲンを480g追加した。熱ホスゲン化の過程でフラスコ内液は淡褐色澄明溶液となった。熱ホスゲン化終了後、100〜150℃で窒素ガスを100L/時で通気し脱ガスを行った。
減圧下で溶媒のオルトジクロルベンゼンの留去を行い、さらに減圧蒸留により、沸点120〜126℃/0.5KPaの留分337g(収率79.0%)を得た。(無色透明液体、NCO含量47.0%)。このようにして得られたジイソシアネート化合物のIRスペクトル、HNMRスペクトル、および13C NMRスペクトルをそれぞれ、図1、図2、図3に示す。
ポリウレタンプラスチックスレンズの製造
実施例1で合成した、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジイソシアネート17.8g(0.1mol)と、1,2−ビス[(2−メルカプトエチル)チオ]―3―メルカプトプロパン17.2g(0.066mol)、を混合し均一液とした後、ガラスモールドとガスケットより成るレンズモールド型に注入し、ついで加熱して重合させた。こうして得られた樹脂は、無色透明で耐衝撃性に優れ、屈折率[ne]=1.636、アッベ数[νe]=36.9、熱変形開始温度は167℃であった。このデータを表1に示す。
尚、重合に際しては、触媒としてジブチルチンジクロロイド1000ppm、UV吸収剤500ppm、内部離型剤(ZelecUN)1200ppmを使用した。また、重合時の加熱パターンとしては、室温から120℃まで20時間かけて昇温した後、120℃で4時間保持し、さらに130℃で4時間保持するパターンを採用した。
[比較例1]
実施例1のジイソシアネート化合物を1,3−ビスイソシアナトメチルシクロヘキサン18.8g(0.1mol)とした他は、実施例1と同様に行った。得られた樹脂の光学物性データを表1に示す。
[比較例2]
比較例1のジイソシアネート化合物をビスイソシアナトメチルノルボルナン20.7g(0.1mol)とした他は比較例1と同様に行った。得られた樹脂の光学物性データを表1に示す
Figure 0004266748
なお、耐候性試験はいずれのサンプルとも○であった。
本発明の一般式(1)で表される化合物は、発泡体、弾性体、塗料、接着剤、フィルム等に利用されているポリウレタン樹脂、ポリチオウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリイミド樹脂の製造原料として有用であり、一般式(1)で表される化合物を用いて得られる樹脂は、プラスチックレンズ、フィルター、記録媒体用基板、光ファイバー等の光学製品の製造に用いられる光学材料に適している。
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジイソシアネートのIRスペクトルを示す。 ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジイソシアネートのHNMRスペクトルを示す。 ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(6)−ジイソシアネートの13C NMRスペクトルを示す。

Claims (8)

  1. 一般式(1)
    Figure 0004266748
    (式中、kは、nは0〜1の整数を表わす。)で表される化合物。
  2. 一般式(1)で表される化合物が、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイソシアネート又はビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイソシアネート若しくはこれらの混合物である請求項1に記載の化合物。
  3. 一般式(2)
    Figure 0004266748
    (式中、kは、nは0〜1の整数を表わす。)で表される化合物またはその塩をホスゲンと反応させることを特徴とする請求項1又は2に記載の化合物の製造方法。
  4. 請求項1又は2記載の一般式(1)で表される化合物を含有する重合性組成物。
  5. ポリオール、ポリチオール、ヒドロキシ基を有するメルカプト化合物から選ばれた少なくとも1種の活性水素化合物を含有する請求項4に記載の重合性組成物。
  6. 請求項4又は5に記載の重合性組成物を重合して得られる樹脂。
  7. 請求項6に記載の樹脂からなる光学材料。
  8. 請求項7に記載の光学材料からなるレンズ。
JP2003302244A 2003-08-27 2003-08-27 新規なポリイソシアネート化合物、その製造方法及び用途 Expired - Lifetime JP4266748B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003302244A JP4266748B2 (ja) 2003-08-27 2003-08-27 新規なポリイソシアネート化合物、その製造方法及び用途
US10/921,890 US7132495B2 (en) 2003-08-27 2004-08-20 Polyisocyanate compound, method for producing the same, and uses thereof
KR1020040066458A KR100683458B1 (ko) 2003-08-27 2004-08-23 신규 폴리이소시아네이트 화합물, 그 제조방법 및 용도
CNB2004100572346A CN1310879C (zh) 2003-08-27 2004-08-23 新的多异氰酸酯化合物、其制造方法及用途
FR0409101A FR2859207B1 (fr) 2003-08-27 2004-08-26 Polyisocyanate, procede et compose de depart de preparation de ce polyisocyanate, et utilisations de ce polyisocyanate
DE102004041344A DE102004041344A1 (de) 2003-08-27 2004-08-26 Neuartige Polyisocyanatverbindung, Verfahren zur Herstellung derselben und Verwendungen davon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003302244A JP4266748B2 (ja) 2003-08-27 2003-08-27 新規なポリイソシアネート化合物、その製造方法及び用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005068097A JP2005068097A (ja) 2005-03-17
JP4266748B2 true JP4266748B2 (ja) 2009-05-20

Family

ID=34131792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003302244A Expired - Lifetime JP4266748B2 (ja) 2003-08-27 2003-08-27 新規なポリイソシアネート化合物、その製造方法及び用途

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7132495B2 (ja)
JP (1) JP4266748B2 (ja)
KR (1) KR100683458B1 (ja)
CN (1) CN1310879C (ja)
DE (1) DE102004041344A1 (ja)
FR (1) FR2859207B1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4473267B2 (ja) * 2004-03-12 2010-06-02 三井化学株式会社 ポリウレタン系重合性組成物およびそれからなる光学用樹脂の製造方法
US8829088B1 (en) * 2013-04-29 2014-09-09 Xerox Corporation Fuser member compositions
CN111655750A (zh) * 2018-01-25 2020-09-11 汉高股份有限及两合公司 基于硫代氨基甲酸酯的气凝胶

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB876013A (en) * 1959-03-16 1961-08-30 Union Carbide Corp Improvements in and relating to substituted tricyclodecanes
US3173950A (en) * 1962-08-14 1965-03-16 Hercules Powder Co Ltd Preparation of alicyclic amines
GB1026506A (en) 1962-10-17 1966-04-20 Du Pont Bicyclodiamines and preparation thereof
US3173590A (en) 1963-03-29 1965-03-16 Georgia Pacific Corp Dispenser for rolled material
US3317387A (en) * 1964-05-25 1967-05-02 Du Pont Method of reducing the severity of influenza virus infections
US3470248A (en) * 1965-10-19 1969-09-30 Union Carbide Corp Tricyclic polyamines
JP2621921B2 (ja) 1988-05-10 1997-06-18 旭化成工業株式会社 フイルムの製造方法
JP2764081B2 (ja) 1990-01-23 1998-06-11 三井化学株式会社 脂環式―脂肪族ジイソシアナートの製造方法
JP2840123B2 (ja) * 1990-08-23 1998-12-24 三井化学株式会社 変性ビニルエステル樹脂組成物
JP3930124B2 (ja) 1997-11-07 2007-06-13 三井化学株式会社 ポリイソシアネート及びその製造法
US6207364B1 (en) * 1998-04-21 2001-03-27 Konica Corporation Thermally developable material
JP4692696B2 (ja) * 2000-09-08 2011-06-01 三菱瓦斯化学株式会社 光学材料用樹脂組成物

Also Published As

Publication number Publication date
FR2859207A1 (fr) 2005-03-04
CN1310879C (zh) 2007-04-18
KR20050022343A (ko) 2005-03-07
US20050049430A1 (en) 2005-03-03
KR100683458B1 (ko) 2007-02-20
FR2859207B1 (fr) 2008-08-22
JP2005068097A (ja) 2005-03-17
US7132495B2 (en) 2006-11-07
DE102004041344A1 (de) 2005-03-24
CN1611488A (zh) 2005-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9605105B2 (en) Method for producing polythiol compound, polymerizable composition for optical material, and uses thereof
KR102047571B1 (ko) 폴리티올 조성물, 광학재료용 중합성 조성물 및 그 용도
US20110065887A1 (en) Process for producing pentaerythritol mercaptocarboxylic acid ester, pentaerythritol mercaptocarboxylic acid ester obtained by the same, and use thereof
EP3486272B1 (en) Aromatic polythiol compound for optical material
EP2011784B1 (en) Process for producing a pentaerythritol ester of 3-mercaptocarboxylic acid
TWI646073B (zh) 使用於光學材料製造的多元硫醇組成物及其製備方法
KR101945883B1 (ko) 광학 재료용 폴리티올 조성물 및 이의 제조방법
KR101971110B1 (ko) 광학 재료용 폴리티올 화합물
JP6241208B2 (ja) 光学材料用ポリチオール化合物の製造方法
JP4266748B2 (ja) 新規なポリイソシアネート化合物、その製造方法及び用途
JP2021123541A (ja) ポリチオール組成物の製造方法、ポリチオール組成物及びその用途
JP4731658B2 (ja) 新規脂環族ジイソシアネート化合物およびその製造法ならびに用途
JP5434575B2 (ja) 樹脂用組成物
KR101883814B1 (ko) 광학 재료용 방향족 폴리티올 화합물
KR20080059322A (ko) 펜타에리스리톨메르캅토카본산에스테르의 제조방법, 그것에 의해 얻어진 펜타에리스리톨메르캅토카본산에스테르, 및 그 용도

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050715

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20071025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090210

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4266748

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140227

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term