DD161062A3 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF TRIMETHYL SILICONE-STYLENE-STABILIZED LIQUID POLY (DIMETHYL-METHYLHYDROGEN-SILOXANE) COPOLYMERS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Silikone. Es werden durch besondere Reglementierungen und Verfahrensstufen vor allem durch das Einhalten einer - Hydrolysetemperatur von gleich/ kleiner 20 Grad C, einer - Aequilibrierungstemperatur von 60-80 Grad C und einem - Wassergehalt des Katalysators von kleiner/gleich 3 Gew.-% siliziumfunktionelle Polymethylhydrosiloxane erhalten, die sich durch statistisch verteilte D hoch H-Einheiten, eine Molmassenverteilung, die einer modifizierten Stockmeyerverteilung entspricht und einer Polydispersitaet kleiner/gleich 2,5 auszeichnen. Diese Verbindungen lassen sich ohne Nebenreaktionen, die unter Wasserstoffabspaltung ablaufen, und Umlagerungen an ungesaettigte Kopolymere des Aethylen- und des Propylenoxides addieren.The invention relates to the field of silicones. There are obtained by special regulations and process stages, especially by maintaining a - hydrolysis of equal / less than 20 degrees C, a - equilibration temperature of 60-80 degrees C and a - water content of the catalyst of less than or equal to 3 wt .-% silicon-functional polymethylhydrosiloxanes characterized by randomly distributed D high H units, a molecular weight distribution corresponding to a modified Stockmeyer distribution and a polydispersity of less than or equal to 2.5. These compounds can be added without side reactions, which proceed with elimination of hydrogen, and rearrangements of ungesettigte copolymers of ethylene and propylene oxide.
Description
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Verfahren zur Herstellung von mit Trimethylsiloxyendgruppen stabilisierten, flüssigen Poly-idiß-sethyl-methylhydrogen-Process for the preparation of trimethylsiloxy-endblocked liquid poly-idi-ethyl-methylhydrogen
siloxan-HJCopolymerensiloxane HJCopolymeren
Die Erfindung betrifft die Herstellung von kettengebrochenen Po!y-{dimethyl-methylhydrogen-siloxan-)-Kopolymeren, in denen die Methylhydrogensiloxy-Einheiten statistisch über die Siloxankette verteilt sind. Die Kopolymere sind Zwischenprodukte für die Silikonchemie und eignen sich insbesondere aufgrund ihres Gehaites an Si-H-Gruppen zur Addition an ungesättigte Gruppen enthaltende Kohlenwasserstoffe, z.B. Polyoxyalkylene, zur Herstellung von Schaumstabilisatoren und Zellstrukturreglern für die Polyurethanchemie. Sie sind allgemein dort einsetzbar, wo organische Stoffe siliziumorganisch modifiziert Werden sollen. Sie neigen nicht zu unerwünschten Nebenreaktionen und zeichnen sich durch eine geringe Polydispersität, eine modifizierte Stockmayerverteilung und eine geringe Säurezahl aus.The invention relates to the preparation of chain-broken polymers of methyl-methylhydrogen-siloxane-type copolymers in which the methylhydrogensiloxy units are randomly distributed over the siloxane chain. The copolymers are intermediates for silicone chemistry and are particularly suitable for addition to unsaturated group-containing hydrocarbons, e.g., due to their content of Si-H groups. Polyoxyalkylenes, for the preparation of foam stabilizers and cell structure regulators for polyurethane chemistry. They are generally applicable where organic substances are to be organosilicon-modified. They do not tend to undesirable side reactions and are characterized by a low polydispersity, a modified Stockmayerverteilung and a low acid number.
Die Herstellung von Poly-(dimethyl-methylhydrogen-siloxan)-Kopolymeren kann durch verschiedene, für die Silikonchemie typische Verfahren erfolgen. Um die Zahl der sich bildenden Süoxanindividuen gering zu halten, eignen sich insbesondere die Verfahren der Äquilibrierung in Gegenwart von protonenaktiven Katalysatoren. Die Reproduktion der Molekulargewichtsverteilung, des Anteils und der Zusammensetzung der sich bei diesen Methoden bildenden niedermolekularen, flüchtigen linearen und zyklischen Siloxane sowie das Verhältnis von Oligomerenanteil zu Polymerenanteil kann jedoch nicht sicher gesteuert werden. Auf Grund dieser Tatsache entstehen unterschiedlich zusammengesetzte PoIy-(dimethyl-methylhydrogen-siloxan)JKopolymere, die eine exakte Reproduktion der Gebrauchswerteigenschaften von daraus hergestellten Folgeprodukten, beispielsweise von Polysiloxan-Polyoxy-alkylen-Blockkopolymerisaten, unmöglich machen. So kann die Bildung von Nebenprodukten bei der Additionsreaktion, im Falle der Anwendung auf dem Gebiet der Schaumstabilisatoren, ü. U. eine vollständige Zerstörung des Schaums hervorrufen. Auch die Gegenwart des Katalysators erwies sich teilweise als nachteilig, Weshalb dessen Entfernung z. B. durch Neutralisation mit Natriumkarbonat vorgeschlagen wurde. Niedrig siedende Nebenprodukte wurden aus dem Äquilibrat abgetrennt; flüchtige durch Entflüchtigung beseitigt, z.B. durch Einleiten eines Inertgases (Stickstoff) oder Anlegen eines Vakuums. Trotzdem konnten die Schwierigkeiten bei der Herstellung des Paly-{dimethyl-methylhydro-siloxan)-Kopo!ymeren nicht beseitigt werden. Man wich auf die Herstellung von anderen Siloxanblöcken aus, auch wenn sie eine ungünstigere Herstellungsökonomie erforderten. So wurde u.a. von einem Poly-(dimethyl-methylhydrogen-siloxan)-Block mit alpha-omega-endständigen Cl-Atomen ausgegangen, an dessen Si-H-Binduhgen Dimethylvinylchlorsilan addiert wird. Anschließend werden mit Polyätheralkoholen alle SiCI-Gruppen (unter HCI-Abspaltung) umgesetzt. Es entstehen so Schaumstabilisatoren, deren carbo- und silikofunktionellen Polymeranteile über-Si-O-C-Brücken gebunden sind. Da die Si-0-C-Brücken leichter als Si-C-Brücken hydrolysieren, haben diese Kopolymere den Nachteil eiper erhöhten Hydrolyseanfälligkeit. ; < j j - · ' '..,.. The preparation of poly (dimethyl-methylhydrogen-siloxane) copolymers can be carried out by various methods typical for silicone chemistry. In order to keep the number of forming Süoxanindividuen small, in particular, the methods of equilibration in the presence of proton-active catalysts are. However, the reproduction of the molecular weight distribution, the proportion and the composition of the forming low molecular weight, volatile linear and cyclic siloxanes in these methods and the ratio of oligomer content to polymer content can not be safely controlled. Due to this fact arise differently composite poly (dimethyl-methylhydrogen-siloxane) J copolymers, which make an exact reproduction of the utility properties of derivatives thereof derived from, for example, polysiloxane-polyoxyalkylene Blockkopolymerisaten impossible. Thus, the formation of by-products in the addition reaction, in the case of use in the field of foam stabilizers, ü. U. cause complete destruction of the foam. The presence of the catalyst proved to be partially disadvantageous, why its removal z. B. was proposed by neutralization with sodium carbonate. Low boiling by-products were separated from the equilibrate; Volatile eliminated by volatilization, for example by introducing an inert gas (nitrogen) or applying a vacuum. Nevertheless, difficulties in producing the paly {dimethyl-methylhydro-siloxane) copolymer could not be overcome. It relied on the production of other siloxane blocks, although they required a more unfavorable manufacturing economy. Thus, inter alia, a poly (dimethyl-methylhydrogen-siloxane) block with alpha-omega-terminal Cl atoms was assumed, to the Si-H-Binduhgen dimethylvinylchlorosilane is added. Subsequently, all SiCI groups (with elimination of HCl) are reacted with polyether alcohols. This results in foam stabilizers whose carbo- and silicofunctional polymer moieties are bonded via Si-O-C bridges. Since the Si-0-C bridges hydrolyze more easily than Si-C bridges, these copolymers have the disadvantage of increased susceptibility to hydrolysis. ; <jj - · '' .., ..
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Herstellungsverfahren für Poly(-dimethyl-methylhydrogen-siloxan) Kopolymeren zu gestalten, das die Gewinnung von Kopolymeren mit folgenden Eigenschaften gewährleistet:The aim of the present invention is to provide a simple production process for poly (-dimethyl-methylhydrogen-siloxane) copolymers, which ensures the recovery of copolymers having the following properties:
— stabil gegen Umverteilungen, *- stable against redistribution, *
— yernachlässigbare Neigung zu Nebenreaktionen, z. B. unter H2-oder SO2-Entwicklung, —- hohe Lagerstabilität,- negligible tendency to side reactions, eg. B. under H 2 or SO 2 evolution, - high storage stability,
— niedrige Säurezahl,Low acid number,
•—konstantes Masseverhältnis von Oligomer-zu Polymeranteil,• constant mass ratio of oligomer to polymer fraction,
— gleicher prozentualer Anteil von Methyl-hydrogen-siloxy-Einheiten bei Oligomeren- wie beim Polymerenanteil,The same percentage of methyl-hydrogen-siloxy units in the case of oligomeric as in the polymer fraction,
— Addition an allylierte Polyäther führt zu Kopolymeren mit ausgezeichneten Schaumstabilisatoren und Zellregulatoren.Addition to allylated polyether results in copolymers with excellent foam stabilizers and cell regulators.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß man aus Gemischen von Hydrolysaten, Äquilibiaten, Zyklosiloxanen und/oder Disiloxanen durch Äquilibrieren Poly(dimethyl-methyl-hydro-siloxan)-Kopolymere erhalten kann, die sich ohne Komplikationen vorzugsweise an allylendständigen Polyäthern zu ausgezeichneten Schaumstabilisatoren addieren lassen. Die Poly(dimethyl-methylhydrogen-siloxan)-Kopolymere erhält man durch Äquilibrieren von entsprechend der Zielstöchiometrie zusammengesetzten Ausgangsgemischen in Gegenwart von nahezu wasserfreien Äquilibrierungskatalysatoren, wobei Temperaturen zwischen 60 und 80°C einzuhalten sind. Nach Erreichen einer konstanten Viskosität ist noch 10 bis 30% der Zeit, die bis zum Erreichen der konstanten Viskosität erförderlich war, weiterzuäquilibrieren.Surprisingly, it has been found that it is possible to obtain from mixtures of hydrolysates, equilibrates, cyclolosans and / or disiloxanes by equilibration poly (dimethyl-methyl-hydrosiloxane) copolymers which can be added without complications, preferably to allyl-terminated polyethers to give excellent foam stabilizers. The poly (dimethyl-methylhydrogen-siloxane) copolymers are obtained by equilibrating starting mixtures which are composed according to the target stoichiometry in the presence of virtually anhydrous equilibration catalysts, wherein temperatures of between 60 and 80 ° C. are to be maintained. After reaching a constant viscosity is still 10 to 30% of the time, which was necessary until reaching the constant viscosity, weiterzuäquilibrieren.
Die Zusammenstellung der Ausgangsgemische kann aus Hydrolysaten, Kohydrolysaten, Äquilibraten, Zyklosiloxanen und/ oder Disiloxanen erfolgen. Wesentlich ist nur, daß die Zielstöchiometrie eingehalten wird. Als Äquilibrierungskatalysatoren eignen sich nahezu wasserfreie Kationenaustauscher, die in einer Menge von 1 bis 5 Ma.-%, bezogen auf die Masse des Ausgangsgemisches, zugesetzt werden. Als Katalysator kann auch 96%ige Schwefelsäure verwendet werden, wobei Mengen von 5 bis 10g pro kg Ausgangsgemisch einzuhalten sind. Die erfindungsgemäß hergestellten Siloxan-Kopolymere zeichnen sich durch eine sehr geringe Polydispersität aus, die kleiner oder höchstens 2,5 beträgt. Außerdem weisen sie eine modifizierte Stockmayerverteilung auf und die Methyl-hydrogen-siloxy-Gruppen sind statistisch über das gesamte Kopolymere verteilt. Der Oligomerenanteil ist konstant und beträgt maximal 13 Ma.-%. Der Oligomerenanteil, das sind gaschromatographisch nachweisbare flüchtige und zyklische Anteile, besitzen den gleichen prozentualen Anteil an Methylhydrogensiloxy-Einheiten wie auch der Polymerenanteil. Die Säurezahl beträgt maximal 0,015mg KOH/g und ist so gering, daß eine Neutralisation des Produktes unterbleiben kann, ohne daß sich nachteilige Folgen bei ihrer weiteren Verarbeitung ergeben.The composition of the starting mixtures can be carried out from hydrolysates, cohydrolyzates, equilibrates, cyclo siloxanes and / or disiloxanes. It is only important that the target stoichiometry is maintained. Suitable equilibration catalysts are virtually anhydrous cation exchangers which are added in an amount of 1 to 5% by mass, based on the mass of the starting mixture. 96% sulfuric acid can also be used as the catalyst, quantities of from 5 to 10 g per kg of starting mixture being required. The siloxane copolymers according to the invention are characterized by a very low polydispersity which is less than or at most 2.5. In addition, they have a modified stock market distribution and the methyl-hydrogen-siloxy groups are randomly distributed throughout the copolymer. The oligomer content is constant and amounts to a maximum of 13% by mass. The oligomer content, which can be detected by gas chromatography, volatile and cyclic fractions, have the same percentage of methylhydrogensiloxy units as well as the polymer content. The acid number is a maximum of 0.015 mg KOH / g and is so low that a neutralization of the product can be omitted without causing adverse consequences in their further processing.
2- 220 8842- 220 884
Die erfindungsgemäß hergestellten Poly-(dimethyl-methyl-hydrogen-siloxan)-Kopolymere eignen sich insbesondere für Additionen,an Polyoxyalkylene zur Gewinnung von Schaumstabilisatoren und Zellstrukturreglern für die .The poly (dimethyl-methyl-hydrosiloxane) copolymers prepared according to the invention are particularly suitable for additions to polyoxyalkylenes for obtaining foam stabilizers and cell structure regulators for the.
Polyurethanchemie.Polyurethane chemistry.
Die Kohydrolysate werden aus mono- und difunktionellen Chlorsilanen (Trimethylchlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Methyldiehlorsilan) in Anlehnung an bekannte Verfahren hergestellt, indem diese nach den gewünschten Molverhältnissen als Gemisch unter Rühren diskontinuierlich in einen Wasserüberschuß eingetragen und im Gegensatz zu anderen Verfahren so verseift,.daß eine 20-25%ige Salzsäure entsteht und die Temperatur während der Hydrolyse 2O0C nicht übersteigt. Die Kohydrolysate werden abgetrennt, mit Soda neutralisiert und der Neutralisationsschlamm wird über ein Spitzgefäß abgelassen. Die entstehende Öltrübe wird in einer Durchlaufzentrifuge geklärt. Die gewonnenen Hydrolysate haben Säurezahlen, die kleiner/gleich 0,015mg KOH/g sind. Diese Kohydrolysate der allgemeinen Formel M2Dn^ und M2D^Dn (m, η — ganze oder gebrochene Zahlen) lassen sich in beliebiger Weise mit anderen Kohydrolysaten und/oder Äquilibraten, Dimethylzyklo- und Methylhydrozyklosiloxangemischen und Hexamethyldisiloxan in Gegenwart saurer und kationider Ionenaustauscher zu einer gewünschten Zielstöchiometrie äquilibrieren. Die Wasserstoffverteilung zwischen Polymer- und F|üchtigehanteil ist gleich. Die Verteilungsfunktionen des Polymeranteils ist die Verteilung des Polymeranteils im Aquilibrat adäquat und sehr gut reproduzierbarThe Kohydrolysate be prepared from mono- and difunctional chlorosilanes (trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, Methyldiehlorsilan) based on known methods by discontinuously added to the desired molar ratios as a mixture with stirring in an excess of water and saponified in contrast to other methods so that 20-25% hydrochloric acid is formed and the temperature during the hydrolysis 2O 0 C does not exceed. The Kohydrolysate be separated, neutralized with soda and the neutralization sludge is drained through a tundish. The resulting oil cloud is clarified in a continuous centrifuge. The hydrolyzates obtained have acid numbers which are less than or equal to 0.015 mg KOH / g. These Kohydrolysate the general formula M 2 D n ^ and M 2 D ^ D n (m, η - integers or broken numbers) can be in any way with other Kohydrolysaten and / or equilibrates, Dimethylcyclo- and Methylhydrozyklosiloxangemischen and Hexamethyldisiloxan in the presence of acidic and cationic ion exchanger to equilibrate to a desired target stoichiometry. The hydrogen distribution between the polymer and the F igchtigehanteil is the same. The distribution functions of the polymer portion, the distribution of the polymer content in the aquilibrate is adequate and very well reproducible
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengestellt. The results are summarized in Table 1 below.
οο
220 884220 884
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10311724A1 (en) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Wacker-Chemie Gmbh | Preparation of hydrogenmethylpolysiloxanes with trimethylsilyl end groups, by hydrolyzing a mixture of chloromethylsilanes, separation of volatile hydrogenmethylsiloxanes then equilibration to form polymers |
DE4424001B4 (en) * | 1993-07-15 | 2008-05-21 | General Electric Co. | Process for preparing linear organosiloxane polymers by disproportionation |
-
1980
- 1980-05-05 DD DD22088480A patent/DD161062A3/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
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DE10311724A1 (en) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Wacker-Chemie Gmbh | Preparation of hydrogenmethylpolysiloxanes with trimethylsilyl end groups, by hydrolyzing a mixture of chloromethylsilanes, separation of volatile hydrogenmethylsiloxanes then equilibration to form polymers |
DE10311724B4 (en) * | 2003-03-17 | 2008-03-27 | Wacker Chemie Ag | Process for the preparation of trimethylsilyl-terminated hydrogenmethylpolysiloxanes |
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