JP5158430B2 - Epoxy compounds and epoxy cured products - Google Patents

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JP5158430B2 JP2008163077A JP2008163077A JP5158430B2 JP 5158430 B2 JP5158430 B2 JP 5158430B2 JP 2008163077 A JP2008163077 A JP 2008163077A JP 2008163077 A JP2008163077 A JP 2008163077A JP 5158430 B2 JP5158430 B2 JP 5158430B2
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Description

本発明は、耐熱性、耐黄変性等の優れた硬化物性を与え、且つ毒性の少ない新規なエポキシ化合物、及び、該エポキシ化合物を硬化して得られるエポキシ硬化物に関する。   The present invention relates to a novel epoxy compound which gives excellent cured properties such as heat resistance and yellowing resistance and has little toxicity, and an epoxy cured product obtained by curing the epoxy compound.

エポキシ樹脂は、接着性、電気絶縁性、耐熱性等に優れていることから、電気・電子材料、印刷回路、成形材料、光学材料積層板、塗料、接着剤、各種複合材料、土木建築材料等の様々な分野で使用されている。
汎用のエポキシ樹脂であるビスフェノールAジグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂は、耐熱性に若干劣ることと、主骨格がベンゼン環を有する為に耐候性に劣り、特に光劣化が激しいといった問題があった。耐熱性エポキシ樹脂としてはフェノールノボラックエポキシ樹脂やクレゾールノボラックエポキシ樹脂があるが、これらはビスフェノールAジグリシジルエーテル型の樹脂と同様に、構造中にフェニルエーテル結合を有し、その主骨格がベンゼン環を有する為に、やはり耐候性に問題がある。
Epoxy resins have excellent adhesion, electrical insulation, heat resistance, etc., so electrical / electronic materials, printed circuits, molding materials, optical material laminates, paints, adhesives, various composite materials, civil engineering and building materials, etc. Is used in various fields.
The bisphenol A diglycidyl ether type epoxy resin, which is a general-purpose epoxy resin, has a problem that it is slightly inferior in heat resistance, inferior in weather resistance because the main skeleton has a benzene ring, and particularly severe in light deterioration. As heat-resistant epoxy resins, there are phenol novolac epoxy resins and cresol novolac epoxy resins. Like bisphenol A diglycidyl ether type resins, these have a phenyl ether bond in the structure, and the main skeleton has a benzene ring. Therefore, there is still a problem in weather resistance.

一方、イソシアヌル環を主骨格とする構造を持つエポキシ化合物、例えばトリグリシジルイソシアヌレートを硬化して得られる樹脂は、更に分子中に剛直なイソシアヌル骨格を有する事からガラス転移温度(Tg)が高く、そのために熱変形する温度が高くなり、エポキシ樹脂硬化物とした場合に高い耐熱性を有する。しかも、主骨格がイソシアヌル環であるために結合エネルギーが大きく、紫外線吸収の割合が低いので耐候性が良い。
しかしながら結晶性が高い為、液状酸無水物と共に液状コンパウンド化した際に、トリグリシジルイソシアヌレートの結晶析出という問題があった。
On the other hand, an epoxy compound having a structure having an isocyanuric ring as the main skeleton, for example, a resin obtained by curing triglycidyl isocyanurate has a high glass transition temperature (Tg) because it has a rigid isocyanuric skeleton in the molecule. Therefore, the temperature at which heat is deformed becomes high, and when the epoxy resin is cured, it has high heat resistance. In addition, since the main skeleton is an isocyanuric ring, the binding energy is large, and the ratio of ultraviolet absorption is low, so the weather resistance is good.
However, since the crystallinity is high, there is a problem of crystal precipitation of triglycidyl isocyanurate when liquid compounded with liquid acid anhydride.

前記問題を解決する手段として、特許文献1には、トリ(カルボキシアルキル)イソシアヌレートトリグリシジルエステルを使用する例が記載されている。トリグリシジルイソシアヌレートの様に室温で結晶化せず、加熱時に低粘度である為に作業性に優れる。
しかしながら特許文献1に記載の化合物は、反応性基がグリシジルエーテルであるため、カチオン硬化性に若干劣る傾向があった。またグリシジルエーテル基は、変異原性がやや高いといった報告もある。
As means for solving the above problem, Patent Document 1 describes an example using tri (carboxyalkyl) isocyanurate triglycidyl ester. Unlike triglycidyl isocyanurate, it does not crystallize at room temperature and has low workability due to its low viscosity when heated.
However, the compound described in Patent Document 1 has a tendency to be slightly inferior in cationic curability because the reactive group is glycidyl ether. There is also a report that the glycidyl ether group has a slightly high mutagenicity.

特開平08−081461号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-08461

本発明が解決しようとする課題は、カチオン硬化性に優れ、耐熱性、耐黄変性等の優れた硬化物性を与える新規なエポキシ化合物を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a novel epoxy compound which is excellent in cationic curability and gives excellent cured properties such as heat resistance and yellowing resistance.

本発明者らは、イソシアヌル環に脂環エポキシ基を有するエポキシ化合物が、液状であり、カチオン硬化性に優れ、該エポキシ化合物を硬化させて得られた硬化物は耐熱性、耐候性等の優れた硬化物性を与えることを見出し、課題を解決した。   The inventors of the present invention have an epoxy compound having an alicyclic epoxy group on the isocyanuric ring in a liquid state, excellent in cationic curability, and a cured product obtained by curing the epoxy compound has excellent heat resistance, weather resistance, and the like. The problem was solved by finding that the cured product had good physical properties.

即ち本発明は、一般式(1)で表されるエポキシ化合物を提供する。   That is, this invention provides the epoxy compound represented by General formula (1).

Figure 0005158430
Figure 0005158430

(式(1)において、Rは−H、又はまたは式(2) (In Formula (1), R 1 is -H, or or Formula (2)

Figure 0005158430
(2)
Figure 0005158430
(2)

で表される基を表し、Rは−CH−または−CO−を表し、Rは炭素原子数2〜6のアルキレン鎖を表す。) R 2 represents —CH 2 — or —CO—, and R 3 represents an alkylene chain having 2 to 6 carbon atoms. )

また本発明は、前記記載のエポキシ化合物を硬化して得られるエポキシ硬化物を提供する。   Moreover, this invention provides the epoxy hardened | cured material obtained by hardening | curing the said epoxy compound.

本発明により、液状であり、カチオン硬化性に優れるポキシ化合物が得られ、該エポキシ化合物を硬化させて得られた硬化物は耐熱性、耐候性等の優れた硬化物性を与える。
また、グリシジルエーテル基を有さないため、変異原性が低く、安全に使用することができる。
According to the present invention, a poxy compound that is liquid and excellent in cationic curability is obtained, and a cured product obtained by curing the epoxy compound gives excellent cured properties such as heat resistance and weather resistance.
Moreover, since it does not have a glycidyl ether group, it has low mutagenicity and can be used safely.

(一般式(1)で表される化合物)
前記一般式(1)で表される化合物において、各々のRは両方とも−Hでも構わないし、どちらか一方のRが−Hでありもう一方が式(2)で表される基でも構わないし、両方のRが式(2)で表される基でも構わない。1分子中の脂環式エポキシ基が2つ以上であるとカチオン硬化性により優れる。また、各々のRは−CH−または−CO−を表す。
また、各々のRは各々独立して、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基等の炭素原子数2〜6のアルキレン基を表す。中でも、原料が安価なことから、エチレン基、ブチレン基、ヘキシレン基が好ましい。
(Compound represented by the general formula (1))
In the compound represented by the general formula (1), each R 1 may be both —H, or one of R 1 may be —H and the other may be a group represented by the formula (2). It does not matter if both R 1 are groups represented by the formula (2). When there are two or more alicyclic epoxy groups in one molecule, the cation curability is excellent. Each R 2 represents —CH 2 — or —CO—.
Each R 3 independently represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms such as an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, or a hexylene group. Among these, an ethylene group, a butylene group, and a hexylene group are preferable because the raw materials are inexpensive.

前記一般式(1)で表される化合物の具体例を、式(3)〜式(6)に示す。 Specific examples of the compound represented by the general formula (1) are shown in the formulas (3) to (6).

Figure 0005158430
式(3)
Figure 0005158430
Formula (3)

Figure 0005158430
式(4)
Figure 0005158430
Formula (4)

Figure 0005158430
式(5)
Figure 0005158430
Formula (5)

Figure 0005158430
式(6)
Figure 0005158430
Formula (6)

本発明の前記一般式(1)で表される化合物は、公知の製法により得ることが可能である。例えば前記式(3)および式(5)で表される化合物のような、Rが−CH−である化合物は、3−シクロヘキセン−1−メタノールとトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートをいわゆるウィリアムソン合成によりエーテル化し、生じたオレフィン体をエポキシ化することで得られる。
オレフィンのエポキシ化は通常行われる手法を用いることができる。例えば、過酢酸、メタクロロ過安息香酸などの過酸を用いた方法や、タングステン酸ナトリウムを触媒とした過酸化水素を用いた方法を適用することが可能である。
The compound represented by the general formula (1) of the present invention can be obtained by a known production method. For example, the compound in which R 2 is —CH 2 —, such as the compounds represented by the above formulas (3) and (5), is obtained by using 3-cyclohexene-1-methanol and tris (hydroxyethyl) isocyanurate as so-called William. It is obtained by etherification by Son synthesis and epoxidizing the resulting olefin.
The olefin epoxidation can be carried out by a conventional method. For example, a method using a peracid such as peracetic acid or metachloroperbenzoic acid, or a method using hydrogen peroxide using sodium tungstate as a catalyst can be applied.

また、前記式(4)および式(6)で表される化合物のような、Rが−CO−である化合物は、は、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートに3−シクロヘキセン−1−カルボン酸メチルエステルをエステル交換により付加し、生じたオレフィン体をエポキシ化することで得られる。
また、トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートに1,3−ブタジエンをディールス・アルダー反応で付加し、生じたオレフィン体をエポキシ化することでも得られる。
オレフィンのエポキシ化は通常行われる手法を用いることができる。例えば、過酢酸、メタクロロ過安息香酸などの過酸を用いた方法や、タングステン酸ナトリウムを触媒とした過酸化水素を用いた方法を適用することが可能である。
In addition, the compound in which R 2 is —CO—, such as the compounds represented by the formulas (4) and (6), is tris (hydroxyethyl) isocyanurate and 3-cyclohexene-1-carboxylic acid. It can be obtained by adding a methyl ester by transesterification and epoxidizing the resulting olefin.
It can also be obtained by adding 1,3-butadiene to Tris (2-acryloyloxyethyl) isocyanurate by Diels-Alder reaction and epoxidizing the resulting olefin.
The olefin epoxidation can be carried out by a conventional method. For example, a method using a peracid such as peracetic acid or metachloroperbenzoic acid, or a method using hydrogen peroxide using sodium tungstate as a catalyst can be applied.

また、本発明の前記一般式(1)で表される化合物で、Rがプロピレン基であるものはトリス(ヒドロキシプロピル)イソシアヌレートを使用することにより得ることができる。またRがブチレン基であるものは、トリス(ヒドロキシブチル)イソシアヌレートを使用することにより得ることができる。またRがペンチレン基であるものは、トリス(ヒドロキシペンチル)イソシアヌレートを使用することにより得ることができる。またRがヘキシレン基であるものは、トリス(ヒドロキシヘキシル)イソシアヌレートを使用することで得ることができる。これらのトリス(ヒドロキシアルキル)イソシアヌレートは、水素化ナトリウムや水酸化リチウムを用いてシアヌル酸とハロアルキルオールを付加し、得ることができる。 Moreover, the compound represented by the general formula (1) of the present invention in which R 3 is a propylene group can be obtained by using tris (hydroxypropyl) isocyanurate. A compound in which R 3 is a butylene group can be obtained by using tris (hydroxybutyl) isocyanurate. A compound in which R 3 is a pentylene group can be obtained by using tris (hydroxypentyl) isocyanurate. A compound in which R 3 is a hexylene group can be obtained by using tris (hydroxyhexyl) isocyanurate. These tris (hydroxyalkyl) isocyanurates can be obtained by adding cyanuric acid and haloalkylol using sodium hydride or lithium hydroxide.

本発明の一般式(1)で示されるエポキシ化合物は硬化、即ち重合することによって耐熱性や耐候性に優れたエポキシ樹脂硬化物とする事ができる。
例えば、熱により硬化させる場合は、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン等のアミン、メチルナジック酸無水物、メチルハイミック酸無水物、ヘキサハイドロフタル酸無水物、テトラハイドロフタル酸無水物等の酸無水物、又はポリアミド樹脂、ポリスルフィド樹脂、三弗化ホウ素とアミンの錯体、ジシアンジアミド等の硬化剤を使用し、一般式(1)で示されるエポキシ化合物を単独で硬化させてもよいし、他のエポキシ基を有する化合物あるいは樹脂、例えばビスフェノールAジグリシジルエーテル型樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂等を併用し硬化させる事により本発明のエポキシ樹脂硬化物とする事もできる。
The epoxy compound represented by the general formula (1) of the present invention can be cured, that is, polymerized to obtain a cured epoxy resin having excellent heat resistance and weather resistance.
For example, when cured by heat, amines such as diaminodiphenylmethane and diaminodiphenylsulfone, acid anhydrides such as methylnadic acid anhydride, methylheimic acid anhydride, hexahydrophthalic acid anhydride, and tetrahydrophthalic acid anhydride Or a curing agent such as polyamide resin, polysulfide resin, boron trifluoride and amine complex, dicyandiamide, etc., and the epoxy compound represented by the general formula (1) may be cured alone, or other epoxy group The cured epoxy resin of the present invention can also be obtained by using a compound or resin having a bisphenol A diglycidyl ether type resin, a phenol novolac epoxy resin, or the like in combination.

また、熱カチオン重合開始剤を使用し、カチオン重合により硬化させることもできる。この場合は、SbF 、SbF 、AsF 、PF などを陰イオン成分とする窒素、イオウ、リンまたはヨードのオニウム塩等の開始剤を使用し、一般式(1)で示されるエポキシ化合物を単独で硬化させてもよいし、他のカチオン重合性化合物を併用し硬化させることができる。カチオン重合性化合物としては、例えば、エポキシ化合物、オキセタン化合物、ビニル化合物等が挙げられる。エポキシ化合物としては、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サンカルボキシレート、ビス−(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル縮合物、ノボラック樹脂やクレゾール樹脂のエピクロルヒドリン変性物などが挙げられる。また、オキセタン化合物としては、3―エチル―3−(ヒドロキシメチル)オキセタン、3―エチル―3−[(フェノキシ)メチル]オキセタン、3―エチル―3−(クロロメチル)オキセタン、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、ビス{[1−エチル(3−オキセタニル)]メチル}エーテル等が挙げられる。また、ビニル化合物としては、2−エチルヘキシルビニルエーテル、ブタンジオール−1,4−ジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、プロピレンカーボネートプロペニルエーテル、ビニルカルバゾール、ビニルピロリドン等が挙げられる。 It is also possible to cure by cationic polymerization using a thermal cationic polymerization initiator. In this case, an initiator such as an onium salt of nitrogen, sulfur, phosphorus, or iodine containing SbF 6 , SbF 4 , AsF 6 , PF 6 or the like as an anion component is used. The epoxy compound shown may be cured alone or may be cured in combination with other cationically polymerizable compounds. Examples of the cationic polymerizable compound include an epoxy compound, an oxetane compound, and a vinyl compound. Epoxy compounds include 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, bis- (3,4-epoxycyclohexyl) adipate, bisphenol A diglycidyl ether, diglycidyl ether condensate of bisphenol A, novolak Examples thereof include an epichlorohydrin-modified product of a resin or a cresol resin. As the oxetane compound, 3-ethyl-3- (hydroxymethyl) oxetane, 3-ethyl-3-[(phenoxy) methyl] oxetane, 3-ethyl-3- (chloromethyl) oxetane, 1,4-bis And [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] benzene, bis {[1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl} ether, and the like. Examples of the vinyl compound include 2-ethylhexyl vinyl ether, butanediol-1,4-divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, propylene carbonate propenyl ether, vinyl carbazole, vinyl pyrrolidone, and the like.

また、光により硬化させる場合は、光カチオン重合開始剤を使用して反応させることが可能である。この場合は、カチオン部分が、芳香族スルホニウム、芳香族ヨードニウム、芳香族ジアゾニウム、芳香族アンモニウム、チオキサントニウム、(2,4−シクロペンタジエン−1−イル)[(1−メチルエチル)ベンゼン]−鉄カチオン、及びチアンスレニウムであって、アニオン部分が、BF 、PF 、SbF 、[BX(但し、Xは、フェニル基の有する水素原子の2個以上が、フッ素原子またはトリフルオロメチル基によって置換された官能基を示す。)で構成される、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族アンモニウム塩、チオキサントニウム塩、(2,4−シクロペンタジエン−1−イル)[(1−メチルエチル)ベンゼン]−鉄塩、等を単独で使用または2種以上を併用することができる。前記芳香族スルホニウム塩としては、例えばビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニル−4−(フェニルチオ)フェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ビス[4−(ジ(4−(2−ヒドロキシエトキシ))フェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート等を使用することができる。また、前記芳香族ヨードニウム塩としては、例えばジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−メチルフェニル−4−(1−メチルエチル)フェニルヨードニウム テトラフルオロボレート等を使用することができる。また、前記芳香族ジアゾニウム塩としては、例えばフェニルジアゾニウム ヘキサフルオロホスフェート、フェニルジアゾニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等を使用することができる。また、前記芳香族アンモニウム塩としては、1−ベンジル−2−シアノピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、1−(ナフチルメチル)−2−シアノピリジニウムヘキサフルオロアンチモネート等を使用することができる。また、前記チオキサントニウム塩としては、S−ビフェニル 2−イソプロピル チオキサントニウム ヘキサフルオロホスフェート等を使用することができる。また、前記(2,4−シクロペンタジエン−1−イル)[(1−メチルエチル)ベンゼン]−鉄塩としては、(2,4−シクロペンタジエン−1−イル)[(1−メチルエチル)ベンゼン]−鉄(II)ヘキサフルオロホスフェート、(2,4−シクロペンタジエン−1−イル)[(1−メチルエチル)ベンゼン]−鉄(II)ヘキサフルオロアンチモネート等を使用することができる。 Moreover, when making it harden | cure by light, it is possible to make it react using a photocationic polymerization initiator. In this case, the cation moiety is aromatic sulfonium, aromatic iodonium, aromatic diazonium, aromatic ammonium, thioxanthonium, (2,4-cyclopentadien-1-yl) [(1-methylethyl) benzene]- An iron cation, and thianthrenium, wherein the anion moiety is BF 4 , PF 6 , SbF 6 , [BX 4 ] (wherein X represents two or more hydrogen atoms of the phenyl group, An aromatic sulfonium salt, an aromatic iodonium salt, an aromatic diazonium salt, an aromatic ammonium salt, a thioxanthonium salt, and a functional group substituted with a fluorine atom or a trifluoromethyl group. 4-cyclopentadien-1-yl) [(1-methylethyl) benzene] -iron salt, etc. The above can be used together. Examples of the aromatic sulfonium salt include bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide bishexafluorophosphate, bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide tetrakis (pentafluorophenyl) borate, diphenyl-4- (Phenylthio) phenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, bis [4- (di (4- (2-hydroxyethoxy)) phenylsulfonio) phenyl] sulfide bishexafluorophosphate, etc. Can be used. Examples of the aromatic iodonium salt include diphenyliodonium hexafluorophosphate, bis (dodecylphenyl) iodonium hexafluoroantimonate, 4-methylphenyl-4- (1-methylethyl) phenyliodonium tetrafluoroborate, and the like. be able to. Examples of the aromatic diazonium salt include phenyldiazonium hexafluorophosphate, phenyldiazonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, and the like. As the aromatic ammonium salt, 1-benzyl-2-cyanopyridinium hexafluorophosphate, 1- (naphthylmethyl) -2-cyanopyridinium hexafluoroantimonate, or the like can be used. Moreover, S-biphenyl 2-isopropyl thioxanthonium hexafluorophosphate etc. can be used as said thioxanthonium salt. The (2,4-cyclopentadien-1-yl) [(1-methylethyl) benzene] -iron salt includes (2,4-cyclopentadien-1-yl) [(1-methylethyl) benzene. ] -Iron (II) hexafluorophosphate, (2,4-cyclopentadien-1-yl) [(1-methylethyl) benzene] -iron (II) hexafluoroantimonate, and the like can be used.

前記光カチオン重合開始剤としては、例えば、CPI−100P、CPI−101A(以上、サンアプロ(株)製)、サイラキュア光硬化開始剤UVI−6990、サイラキュア光硬化開始剤UVI−6992、サイラキュア光硬化開始剤UVI−6976(以上、ダウ・ケミカル日本(株)製)、アデカオプトマーSP−150、アデカオプトマーSP−152、アデカオプトマーSP−170、アデカオプトマーSP−172(以上、旭電化工業(株)製)、CI−5102、CI−2855(以上、日本曹達(株)製)、サンエイドSI−60L、サンエイドSI−80L、サンエイドSI−100L、サンエイドSI−110L、サンエイドSI−180L、サンエイドSI−110、サンエイドSI−145、サンエイドSI−150、サンエイドSI−160、サンエイドSI−180(以上、三新化学工業(株)製)、エサキュア1064、エサキュア1187(以上、ランベルティ社製)、オムニキャット432、オムニキャット440、オムニキャット445、オムニキャット550、オムニキャット650、オムニキャットBL−550(アイジーエム レジン社製)、イルガキュア250(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製)、ロードシル フォトイニシエーター2074(RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074(ローディア・ジャパン(株)製)等が市販されている。   Examples of the cationic photopolymerization initiator include CPI-100P, CPI-101A (manufactured by San Apro Co., Ltd.), a syracure photocuring initiator UVI-6990, a syracure photocuring initiator UVI-6922, and a syracure photocuring initiator. Agent UVI-6976 (above, manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd.), Adekaoptomer SP-150, Adekaoptomer SP-152, Adekaoptomer SP-170, Adekaoptomer SP-172 (Asahi Denka Kogyo) CI-5102, CI-2855 (Nippon Soda Co., Ltd.), Sun-Aid SI-60L, Sun-Aid SI-80L, Sun-Aid SI-100L, Sun-Aid SI-110L, Sun-Aid SI-180L, Sun-Aid SI-110, Sun-Aid SI-145, Sun-Aid SI-1 0, Sun-Aid SI-160, Sun-Aid SI-180 (above, Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), EsaCure 1064, EsaCure 1187 (above, Lamberti Co., Ltd.), OmniCat 432, OmniCat 440, OmniCat 445, Omni-Cat 550, Omni-Cat 650, Omni-Cat BL-550 (manufactured by IG Resin), Irgacure 250 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), Rhodosil Photo Initiator 2074 (RHODORSIL PHOTOINITITOR 2074 (Rhodia Japan Co., Ltd.) ) And the like are commercially available.

これらのカチオン重合開始剤は、1種のみを用いてもよいし、併用して使用することもできる。カチオン重合開始剤の使用量は特に限定はないが、通常は固形分に対して、0.1〜15質量%であり、好ましくは0.5〜8質量%である。
重合を熱で行う場合は、熱風、近赤外線など公知の熱源が適用可能である。
また重合を光照射で行う場合は、通常は可視光や紫外線を使用するのが好ましい。特に紫外線が好適である。紫外線源としては、太陽光線、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が用いられる。
These cationic polymerization initiators may be used alone or in combination. Although the usage-amount of a cationic polymerization initiator does not have limitation in particular, Usually, it is 0.1-15 mass% with respect to solid content, Preferably it is 0.5-8 mass%.
When the polymerization is carried out with heat, a known heat source such as hot air or near-infrared rays can be applied.
Moreover, when superposing | polymerizing by light irradiation, it is preferable to use visible light or an ultraviolet-ray normally. In particular, ultraviolet rays are suitable. As the ultraviolet light source, sunlight, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a carbon arc lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like is used.

また、各種添加剤、例えばシリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム等の充填剤、赤燐、リン酸エステル等のリン系難燃剤、塩素化パラフィン等のハロゲン系難燃剤、第3級アミン、第4級アンモニウム塩、第3級ホスフィン、第4級ホスフォニウム塩等の硬化促進剤、或いはゴム粒子等の靱性改質剤を配合する事が出来る。これらの種類、配合量等は特に限定されず、所望とされる物性に従って適宜配合することが可能である。   In addition, various additives such as fillers such as silica, alumina, talc and calcium carbonate, phosphorus-based flame retardants such as red phosphorus and phosphate esters, halogen-based flame retardants such as chlorinated paraffin, tertiary amine, fourth Curing accelerators such as quaternary ammonium salts, tertiary phosphines and quaternary phosphonium salts, or toughness modifiers such as rubber particles can be blended. These types, blending amounts and the like are not particularly limited, and can be blended as appropriate according to desired physical properties.

(実施例1) 式(4)で表される化合物の製造方法
トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート5.0g(19.14mmol)を3−シクロヘキセン−1−カルボン酸メチルエステル40.24g(287mmol)に分散し、エステル交換触媒としてネオスタン−U300(日東化成株式会社製)を0.226g加え、メタノールを減圧除去しながら120℃で6時間過熱攪拌した。反応混合物から過剰の3−シクロヘキセン−1−カルボン酸メチルエステルを減圧除去し、酢酸エチル100mlに溶解した。100mlの蒸留水で2回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥、脱溶剤して黄色透明液体を得た。更にこれをシリカゲルカラム(ヘキサン/酢酸エチル=8/2)に通し、着色成分を除去して式(7)で示されるオレフィン体10.41gを得た。収率は92.9%であった。
Example 1 Method for Producing Compound Represented by Formula (4) Tris (hydroxyethyl) isocyanurate 5.0 g (19.14 mmol) was converted to 40.24 g (287 mmol) of 3-cyclohexene-1-carboxylic acid methyl ester. After dispersion, 0.226 g of Neostan-U300 (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.) was added as a transesterification catalyst, and the mixture was heated and stirred at 120 ° C. for 6 hours while removing methanol under reduced pressure. Excess 3-cyclohexene-1-carboxylic acid methyl ester was removed from the reaction mixture under reduced pressure and dissolved in 100 ml of ethyl acetate. The extract was washed twice with 100 ml of distilled water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was removed to obtain a yellow transparent liquid. Further, this was passed through a silica gel column (hexane / ethyl acetate = 8/2) to remove the coloring component, and 10.41 g of an olefin compound represented by the formula (7) was obtained. The yield was 92.9%.

Figure 0005158430
式(7)
Figure 0005158430
Formula (7)

65%メタクロロ過安息香酸を16.32g(61.47mmol)のジクロロメタン160ml溶液を10℃に冷却し、攪拌しながら前記式(7)で示されるオレフィン体10.0g(17.08mmol)をゆっくり添加して3時間攪拌後、6℃で24時間静置した。沈殿物をろ別し、溶液を10%チオ硫酸ナトリウム水溶液200mlで1回洗浄、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液100mlで2回洗浄、蒸留水100mlで2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥、脱溶剤し、シリカゲルカラム(ヘキサン/酢酸エチル=5/5)に通して、無色透明の粘調液体9.10gを得た。
H NMR、13C NMR、FT−IRスペクトル解析より、この化合物は前記式(4)で表される構造であることを確認した。
収率は84.1%であり、屈折率 25=1.5142、アッベ数=57であった。
A solution of 16.32 g (61.47 mmol) of 65% metachloroperbenzoic acid in 160 ml of dichloromethane was cooled to 10 ° C., and 10.0 g (17.08 mmol) of the olefin represented by the above formula (7) was slowly added while stirring. After stirring for 3 hours, the mixture was allowed to stand at 6 ° C. for 24 hours. The precipitate was filtered off, and the solution was washed once with 200 ml of 10% aqueous sodium thiosulfate solution, twice with 100 ml of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, twice with 100 ml of distilled water, dried over magnesium sulfate, and desolvated. It passed through a silica gel column (hexane / ethyl acetate = 5/5) to obtain 9.10 g of a colorless transparent viscous liquid.
From 1 H NMR, 13 C NMR, and FT-IR spectrum analysis, it was confirmed that this compound had a structure represented by the formula (4).
The yield was 84.1%, the refractive index D 25 = 1.5142, and the Abbe number D = 57.

H NMRスペクトル値:4.30(t、J=3.6Hz、6H)、4.16(t、J=4.8Hz、6H)、3.22ppm(s、2H)、3.12ppm(s、4H)、2.46−1.26ppm(m、21H)
13C NMRスペクトル値:175.2ppm、174.4ppm、148.8ppm、61.1ppm、61.0ppm、52.1ppm、51.5ppm、51.2ppm、50.5ppm、41.9ppm、37.5ppm、35.6ppm、27.0ppm、26.0ppm、23.6ppm、22.7ppm、20.7ppm
1 H NMR spectral value: 4.30 (t, J = 3.6 Hz, 6H), 4.16 (t, J = 4.8 Hz, 6H), 3.22 ppm (s, 2H), 3.12 ppm (s 4H), 2.46-1.26 ppm (m, 21H)
13 C NMR spectral values: 175.2 ppm, 174.4 ppm, 148.8 ppm, 61.1 ppm, 61.0 ppm, 52.1 ppm, 51.5 ppm, 51.2 ppm, 50.5 ppm, 41.9 ppm, 37.5 ppm, 35.6ppm, 27.0ppm, 26.0ppm, 23.6ppm, 22.7ppm, 20.7ppm

得られた生成物の赤外吸収(IR)の測定を行った結果を下記に示す。
IRスペクトル値:2958cm−1、1735cm−1、1701cm−1、1465cm−1、1398cm−1、1369cm−1、1311cm−1、1259cm−1、1234cm−1、1182cm−1、1058cm−1、1001cm−1、937cm−1、908cm−1、862cm−1、837cm−1、800cm−1、765cm−1、630cm−1、541cm−1、478cm−1
The result of measuring the infrared absorption (IR) of the obtained product is shown below.
IR spectral values: 2958cm -1, 1735cm -1, 1701cm -1, 1465cm -1, 1398cm -1, 1369cm -1, 1311cm -1, 1259cm -1, 1234cm -1, 1182cm -1, 1058cm -1, 1001cm - 1, 937cm -1, 908cm -1, 862cm -1, 837cm -1, 800cm -1, 765cm -1, 630cm -1, 541cm -1, 478cm -1

(実施例2) 式(6)で表される化合物の製造方法
トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート20.0g(76.56mmol)を3−シクロヘキセン−1−カルボン酸メチルエステル80.48g(572mmol)に分散し、エステル交換触媒としてネオスタン−U300(日東化成株式会社製)を0.60g加え、メタノールを減圧除去しながら120℃で4時間過熱攪拌した。反応混合物から過剰の3−シクロヘキセン−1−カルボン酸メチルエステルを減圧除去し、酢酸エチル100mlに溶解した。100mlの蒸留水で2回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥、脱溶剤して黄色透明液体を得た。更にこれをシリカゲルカラム(ヘキサン/酢酸エチル=7/3の溶剤を使用)に通し、着色成分を除去して式(8)で示されるオレフィン体10.2gを得た。収率は27.9%であった。
(Example 2) Production method of the compound represented by the formula (6) 20.0 g (76.56 mmol) of tris (hydroxyethyl) isocyanurate was converted to 80.48 g (572 mmol) of 3-cyclohexene-1-carboxylic acid methyl ester. After dispersion, 0.60 g of Neostan-U300 (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.) was added as a transesterification catalyst, and the mixture was heated and stirred at 120 ° C. for 4 hours while removing methanol under reduced pressure. Excess 3-cyclohexene-1-carboxylic acid methyl ester was removed from the reaction mixture under reduced pressure and dissolved in 100 ml of ethyl acetate. The extract was washed twice with 100 ml of distilled water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was removed to obtain a yellow transparent liquid. Further, this was passed through a silica gel column (using a solvent of hexane / ethyl acetate = 7/3) to remove the coloring component, and 10.2 g of an olefin represented by the formula (8) was obtained. The yield was 27.9%.

Figure 0005158430
式(8)
Figure 0005158430
Formula (8)

65%メタクロロ過安息香酸を12.00g(45.2mmol)のジクロロメタン160ml溶液を10℃に冷却し、攪拌しながら前記式(4)で示されるオレフィン体を10.0g(21.0mmol)をゆっくり添加して3時間攪拌後、6℃で24時間静置した。沈殿物をろ別し、溶液を10%チオ硫酸ナトリウム水溶液200mlで1回洗浄、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液100mlで2回洗浄、蒸留水100mlで2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥、脱溶剤し、シリカゲルカラム(ヘキサン/酢酸エチル=7/3)に通して、無色透明の粘調液体9.18gを得た。H NMR、13C NMR、FT−IRスペクトル解析より、この化合物は式(6)で表される構造であることを確認した。収率は91.8%であり、屈折率 25=1.5144、アッベ数=53であった。 A solution of 12.00 g (45.2 mmol) of 65% metachloroperbenzoic acid in 160 ml of dichloromethane was cooled to 10 ° C., and 10.0 g (21.0 mmol) of the olefin compound represented by the formula (4) was slowly added while stirring. The mixture was added and stirred for 3 hours, and then allowed to stand at 6 ° C. for 24 hours. The precipitate was filtered off, and the solution was washed once with 200 ml of 10% aqueous sodium thiosulfate solution, twice with 100 ml of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, twice with 100 ml of distilled water, dried over magnesium sulfate, and desolvated. It passed through a silica gel column (hexane / ethyl acetate = 7/3) to obtain 9.18 g of a colorless transparent viscous liquid. From 1 H NMR, 13 C NMR, and FT-IR spectrum analysis, it was confirmed that this compound had a structure represented by the formula (6). The yield was 91.8%, the refractive index D 25 = 1.5144, and the Abbe number D = 53.

H NMRスペクトル値:4.33(s、4H)、4.18(dd、J=5.4、4.3Hz、4H)、4.11(t、J=5.4Hz、2H)、3.85(dd、J=9.3, 4.7Hz、2H)、3.22ppm(s、2H)、3.14ppm(s、2H)、2.57−1.26ppm(m、14H)
13C NMRスペクトル値:175.3ppm、174.6ppm、149.27ppm、149.26ppm、148.84ppm、148.80ppm、61.0ppm、59.9ppm、52.1ppm、51.6ppm、51.2ppm、50.7ppm、45.0ppm、41.9ppm、37.4ppm、35.6ppm、27.0ppm、25.09ppm、23.4ppm、22.7ppm、20.6ppm
1 H NMR spectral values: 4.33 (s, 4H), 4.18 (dd, J = 5.4, 4.3 Hz, 4H), 4.11 (t, J = 5.4 Hz, 2H), 3 .85 (dd, J = 9.3, 4.7 Hz, 2H), 3.22 ppm (s, 2H), 3.14 ppm (s, 2H), 2.57-1.26 ppm (m, 14H)
13 C NMR spectral value: 175.3 ppm, 174.6 ppm, 149.27 ppm, 149.26 ppm, 148.84 ppm, 148.80 ppm, 61.0 ppm, 59.9 ppm, 52.1 ppm, 51.6 ppm, 51.2 ppm, 50.7 ppm, 45.0 ppm, 41.9 ppm, 37.4 ppm, 35.6 ppm, 27.0 ppm, 25.09 ppm, 23.4 ppm, 22.7 ppm, 20.6 ppm

得られた生成物の赤外吸収(IR)の測定を行った結果を下記に示す。
IRスペクトル値:3545cm−1、2968cm−1、1734cm−1、1699cm−1、1463cm−1、1367cm−1、1313cm−1、1257cm−1、1234cm−1、1170cm−1、1060cm−1、1001cm−1、937cm−1、860cm−1、800cm−1、761cm−1、634cm−1、543cm−1
The result of measuring the infrared absorption (IR) of the obtained product is shown below.
IR spectral values: 3545 cm −1 , 2968 cm −1 , 1734 cm −1 , 1699 cm −1 , 1463 cm −1 , 1367 cm −1 , 1313 cm −1 , 1257 cm −1 , 1234 cm −1 , 1170 cm −1 , 1060 cm −1 , 1001 cm 1, 937cm -1, 860cm -1, 800cm -1, 761cm -1, 634cm -1, 543cm -1

(実施例3) 式(4)で表される化合物の光硬化
式(4)で表される化合物1部に、カチオン光重合開始剤であるイルガキュア250を0.04部加え、4部の2−メトキシエタノールで希釈した配合物を調整した。スピンコーターでガラス基板に塗布し、100℃のホットプレート上で5分間乾燥した。120W/cmの高圧水銀ランプを所定の露光量照射して、100℃のホットプレートで5分間ポストベークした後、アセトンワイプにより耐溶剤性を評価し、塗膜にワイプ跡が残らない場合、耐溶剤性が発現するとした。
本配合物は120mJ/cmの露光量で耐溶剤性が発現することを確認した。
Example 3 Photocuring of Compound Represented by Formula (4) 0.04 part of Irgacure 250, a cationic photopolymerization initiator, was added to 1 part of the compound represented by Formula (4), 4 parts of 2 -Formulation diluted with methoxyethanol was prepared. It apply | coated to the glass substrate with the spin coater, and it dried for 5 minutes on a 100 degreeC hotplate. After irradiating a 120 W / cm high-pressure mercury lamp with a predetermined exposure amount and post-baking on a hot plate at 100 ° C. for 5 minutes, the solvent resistance is evaluated with an acetone wipe. Suppose that solvent is expressed.
It was confirmed that this formulation exhibited solvent resistance at an exposure amount of 120 mJ / cm 2 .

(実施例4) 式(4)で表される化合物の変異原性試験
式(4)で表される化合物について、Ames試験を行い、サルモネラ菌の変異原性発現濃度を求めた結果、mmo−sat 5mg/plate(+s9)であった。
なお、代表的なエポキシ化合物であるビスフェノールAグリシジルエーテルはmmo−sat 33μg/plate(+s9)、イソシアヌル酸トリグリシジルはmmo−sat 333μg/plate(+s9)と報告されており、本化合物の変異原性は弱いものであった。
Example 4 Mutagenicity Test of Compound Represented by Formula (4) Ames test was performed on the compound represented by Formula (4), and the mutagenic expression level of Salmonella was determined. It was 5 mg / plate (+ s9).
Note that bisphenol A glycidyl ether, which is a representative epoxy compound, is reported as mmo-sat 33 μg / plate (+ s9), and triglycidyl isocyanurate is reported as mmo-sat 333 μg / plate (+ s9). Was weak.

(実施例5) 式(4)で表される化合物の熱硬化物
式(4)で表される化合物24.5部に、24.5部のセロキサイド2021P(ダイセルサイテック社製)、51部のエピクロンB650(DIC社製)、5部のヒシコーリンPX−4MP(日本化学工業社製)を加え、熱硬化性配合物を作成した。スピンコーターでガラス基板に塗布し、150℃で2時間加熱して、膜厚10μmの薄膜硬化物を得た。
(Example 5) Thermoset of compound represented by formula (4) 24.5 parts of compound represented by formula (4) 24.5 parts of Celoxide 2021P (manufactured by Daicel Cytec), 51 parts of Epicron B650 (manufactured by DIC Corporation) and 5 parts of Hishicolin PX-4MP (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) were added to prepare a thermosetting compound. It apply | coated to the glass substrate with the spin coater, and it heated at 150 degreeC for 2 hours, and obtained the thin film hardened | cured material with a film thickness of 10 micrometers.

(樹脂薄膜の屈折率、耐熱性、耐光性の評価)
実施例5で作製した樹脂薄膜の耐熱性は恒温器(いすゞ製作所社製)を用いて150℃で500時間加温したあとに黄色度(YI値)を測定して評価した。耐光性試験はサンテスト器(アトラス社製サンテスター CPS+、キセノンランプ、550W/m)で100時間または500時間光照射したあとに黄色度(YI値)を測定して評価した。黄色度(YI値)は測色色差計(日本電色工業社製ZE2000)でJIS8722に準じて測定した。
この結果、耐熱性試験500時間後、耐光性試験500時間後のYI値は共に1以下であり、耐熱性や耐光性に優れていた。
(Evaluation of refractive index, heat resistance and light resistance of resin thin film)
The heat resistance of the resin thin film produced in Example 5 was evaluated by measuring the yellowness (YI value) after heating at 150 ° C. for 500 hours using a thermostat (manufactured by Isuzu Seisakusho). The light resistance test was evaluated by measuring the yellowness (YI value) after irradiating light for 100 hours or 500 hours with a sun tester (Sun tester CPS + manufactured by Atlas, xenon lamp, 550 W / m 2 ). Yellowness (YI value) was measured according to JIS8722 with a colorimetric color difference meter (ZE2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
As a result, the YI value after 500 hours of the heat resistance test and after 500 hours of the light resistance test was 1 or less, and the heat resistance and light resistance were excellent.

(参考例1)
実施例3における式(4)で表される化合物の代わりに、トリアジン環を中心骨格に持つ液状グリシジルTEPIC−PAS(日産化学社製)を用いた以外は、実施例3と同様にして耐溶剤性の発現する露光量を求めた。
本配合物では2000mJ/cmでも耐溶剤性は発現しなかった。
(Reference Example 1)
Solvent resistance in the same manner as in Example 3 except that liquid glycidyl TEPIC-PAS (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) having a triazine ring as a central skeleton was used instead of the compound represented by formula (4) in Example 3. The exposure amount expressing the sex was determined.
In this formulation, solvent resistance did not develop even at 2000 mJ / cm 2 .

本発明の重合性脂環式化合物及びその重合物は、発光ダイオード、プラスチックレンズ、プリズム、光ファイバー、情報記録媒体用基板、フィルター等の光学部品等の材料、具体的には、半導体素子/集積回路(IC他),個別半導体(ダイオード、トランジスタ、サーミスタなど)として、LED(LEDランプ、チップLED,受光素子、光半導体用レンズなど)、センサー(温度センサー、光センサー、磁気センサー)、受動部品(高周波デバイス、抵抗器、コンデンサなど)、機構部品(コネクター、スイッチ、リレーなど)、自動車部品(回路系、制御系、センサー類、ランプシールなど)、接着剤(光学部品、光学ディスク、ピックアップレンズなど)、光学用フィルムの表面部コーティング剤等として有用である。   The polymerizable alicyclic compound and the polymer thereof according to the present invention are materials such as light emitting diodes, plastic lenses, prisms, optical fibers, substrates for information recording media, optical components such as filters, specifically semiconductor elements / integrated circuits. (IC, etc.), individual semiconductors (diodes, transistors, thermistors, etc.), LEDs (LED lamps, chip LEDs, light receiving elements, optical semiconductor lenses, etc.), sensors (temperature sensors, optical sensors, magnetic sensors), passive components ( High-frequency devices, resistors, capacitors, etc.), mechanical parts (connectors, switches, relays, etc.), automotive parts (circuit systems, control systems, sensors, lamp seals, etc.), adhesives (optical parts, optical discs, pickup lenses, etc.) ), And is useful as a surface coating agent for optical films.

Claims (3)

一般式(1)で表されるエポキシ化合物。
Figure 0005158430


(式(1)において、R1は−H、又はまたは式(2)
Figure 0005158430
(2)
で表される基を表し、Rは−CH−または−CO−を表し、Rは炭素原子数2〜6のアルキレン鎖を表す。)
An epoxy compound represented by the general formula (1).
Figure 0005158430


(In Formula (1), R1 is -H, or or Formula (2)
Figure 0005158430
(2)
R 2 represents —CH 2 — or —CO—, and R 3 represents an alkylene chain having 2 to 6 carbon atoms. )
上記一般式(1)において、RIn the general formula (1), R 2 が−CO−を表す、請求項1に記載のエポキシ化合物。The epoxy compound according to claim 1, wherein represents —CO—. 請求項1又は2に記載のエポキシ化合物を硬化して得られるエポキシ硬化物。 Epoxy cured product obtained by curing the epoxy compound according to claim 1 or 2.
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