DE10135305A1 - Branched organosiloxane copolymers with terminal silicon-carbon groups useful as antimisting additives and for decreasing aerosol formation in crosslinkable silicone coating compositions - Google Patents
Branched organosiloxane copolymers with terminal silicon-carbon groups useful as antimisting additives and for decreasing aerosol formation in crosslinkable silicone coating compositionsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft verzweigte Organosiloxan(co)polymere, deren Verzweigung aus mindestens dreiwertigen organischen Bausteinen bestehen und deren Enden von organischen Gruppen gebildet werden, die über Si-C gebunden sind. The invention relates to branched organosiloxane (co) polymers, their branching from at least trivalent organic Building blocks consist and their ends of organic groups are formed, which are bound via Si-C.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zu deren Herstellung. The invention further relates to a method for their Production.
Verzweigte Organopolysiloxane, deren Verzweigungseinheiten üblichen Monoalkylsiloxyeinheiten entsprechen, sind in US-A 5,670,686 beschrieben. Aus vorgefertigten Siloxanen mit drei bzw. vier Hydrogendimethlylsiloxyeinheiten werden in einem einstufigen Hydrosilylierungsprozeß verzweigte Siloxane mit unterschiedlichen Endgruppen hergestellt. Höher verzweigte Polysiloxane sind nicht beschrieben, alle Verzweigungsstellen entsprechen der konventionellen Siliconchemie. Branched organopolysiloxanes, their branching units correspond to conventional monoalkylsiloxy units are in US-A 5,670,686. From prefabricated siloxanes with three or four hydrogendimethlylsiloxy units are in one single-stage hydrosilylation process with branched siloxanes different end groups. More branched Polysiloxanes are not described, all branches correspond to conventional silicone chemistry.
Die Hydrogenvorprodukte, wie Tris[dimethylsiloxy]allylsilan werden in einem hydrolytischen Verfahren hergestellt und destillativ gereinigt. The hydrogen intermediates such as tris [dimethylsiloxy] allylsilane are manufactured in a hydrolytic process and purified by distillation.
Höher molekulare Siloxane können nur durch Equilibrieren erhalten werden, wobei die bei Alkylsiloxyeinheiten nur schlecht funktionierende saure Katalyse angewandt werden muss, da die basische Katalyse bei Stoffen, die Hydrogensiloxygruppen enthalten, zur chemischen Zersetzung führt. Higher molecular siloxanes can only be equilibrated can be obtained, the alkylsiloxy units only poorly functioning acid catalysis must be used since the basic catalysis for substances, the hydrogen siloxy groups contain, leads to chemical decomposition.
Höher verzweigte Produkte können nach Polymer Preprints 34 (1), 77 (1993) aus einem AB3-Monomer erhalten werden, indem man Tris[dimethylsiloxy]allylsilan als Monomer einsetzt und nach Edelmetallkatalyse ein hochverzweigtes Carbosiloxan mit Hydrogendimethylsiloxyendgruppen erhält, das mit α-ungesättigten organischen Verbindungen umgesetzt wird. Diese nach der Polyaddition arbeitende Methode setzt die Herstellung eines äußerst energiereichen Monomers voraus, dessen Handhabung ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt. Die Verzweigung beruht ausschließlich auf üblichen T-Einheiten (SiC3/2-Einheiten). Siloxane, die Dialkylsiloxyeinheiten enthalten, sind nicht beschrieben und auch mit bekannten Methoden kaum erhältlich. Eine ähnliche Methodik ist beschrieben in PMSE-Prepr. 80, 139 (1999): Aus Bis[dimethylsiloxy]methylvinylsilan werden durch Polyaddition H-Dendrimere erhalten und danach mit α-ungesättigten organischen Verbindungen umgesetzt. According to Polymer Preprints 34 (1), 77 (1993), more highly branched products can be obtained from an AB 3 monomer by using tris [dimethylsiloxy] allylsilane as a monomer and, after noble metal catalysis, a highly branched carbosiloxane with hydrogendimethylsiloxy end groups, which is obtained with α-unsaturated ones organic compounds is implemented. This method, which works according to the polyaddition, requires the production of an extremely high-energy monomer, the handling of which represents a considerable safety risk. The branching is based exclusively on conventional T units (SiC 3/2 units). Siloxanes which contain dialkylsiloxy units are not described and are hardly available even with known methods. A similar methodology is described in PMSE-Prepr. 80, 139 (1999): H-dendrimers are obtained from bis [dimethylsiloxy] methylvinylsilane by polyaddition and then reacted with α-unsaturated organic compounds.
In DE-A 195 22 144 werden verzweigte Siloxancopolymere beschrieben, die durch Umsetzung von Verbindungen mit mindestens 3 in bezug auf Hydrogensilylierung reaktiven Doppelbindungen mit α,ω-Dihydrogensiloxanen und nachfolgender Umsetzung der in der 1. Stufe generierten Intermediate mit α,ω- Dienen, wie 1,5-Hexadien, erhalten werden. Zur Herstellung von verzweigten Siloxanen ist dieses Verfahren allerdings ungeeignet, da nur unlösliche Gele erhalten werden, insbesondere wenn aus wirtschaftlichen Gründen und wegen der angestrebten Produktreinheit der Einsatz von größeren Überschüssen an α,ω-Dienen vermieden werden soll. Weiterhin können verzweigte Produkte, die gegenüber Hydrogensiloxanen inert sind, auf diese Weise nicht hergestellt werden. DE-A 195 22 144 describes branched siloxane copolymers described by implementing compounds with at least 3 reactive to hydrogen silylation Double bonds with α, ω-dihydrogen siloxanes and the following Implementation of the intermediates generated in the 1st stage with α, ω- Services such as 1,5-hexadiene can be obtained. For production of however, this process is branched siloxanes unsuitable, since only insoluble gels are obtained, especially if for economic reasons and because of desired product purity the use of larger Excesses of α, ω-dienes should be avoided. Furthermore, branched products can be compared Hydrogen siloxanes are inert, not produced in this way become.
Regelmäßige Dendrimere sind erhältlich nach Polymer Preprints 39 (1), 581 (1998), wenn Tetraallylsilan wiederholt mit Methyldichlorsilan und anschließend mit Allyl-Grignardlösung umgesetzt wird. Die Dendrimere sind allylfunktionell und können in einer Folgereaktion hydrosilyliert werden. Regular dendrimers are available after polymer preprints 39 (1), 581 (1998) when tetraallylsilane is repeated with Methyldichlorosilane and then with Allyl-Grignard solution is implemented. The dendrimers are allyl functional and can be hydrosilylated in a subsequent reaction.
Klassische Dendrimere werden nach US-A 6,184,407 erhalten, wenn Siloxane mit mehreren SiH-Gruppen mit Vinylalkoxysilanen umgesetzt werden, die nun polymergebundenen Alkoxygruppen hydrolytisch gegen SiH enthaltende Siloxygruppen ausgetauscht werden, und damit Dendrimere entstehen, die wiederum mit Vinylkomponenten reagieren können. Der Herstellprozess ist aufwendig und teuer. Classic dendrimers are obtained according to US-A 6,184,407, if Siloxanes with multiple SiH groups with vinylalkoxysilanes are implemented, the polymer-bound alkoxy groups exchanged hydrolytically for siloxy groups containing SiH become, and thus dendrimers arise, which in turn with Vinyl components can react. The manufacturing process is complex and expensive.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, verzweigte bis stark verzweigte Organosiloxan(co)polymere bereitzustellen, die an den Enden Si-C gebundene organische Gruppen tragen, und die in einem einfachen Verfahren hergestellt werden können ohne dass aufwendige Multistufenprozesse durchlaufen werden müssen und wobei der Einsatz von teuren und gefährlich handzuhabenden Edukten vermieden werden soll. The object of the present invention was branched to strong to provide branched organosiloxane (co) polymers which are organic groups bound at the ends Si - C, and those in a simple process can be made without elaborate multi-stage processes have to be run through and being the use of expensive and dangerous to handle Educts should be avoided.
So sollte vermieden werden, dass bei der Herstellung teure "monomere" Bausteine, wie Tris[dimethylsiloxy]allylsilan Verwendung finden, die außerdem keine Variabilität der Kettenlänge zwischen den Verzweigungsstellen erlauben und auch ein hohes Sicherheitsrisiko bei der Handhabung beinhalten. Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. So it should be avoided that expensive to manufacture "monomeric" building blocks, such as tris [dimethylsiloxy] allylsilane Find use, which also have no variability Allow chain length between the branches and also involve a high safety risk in handling. The object is achieved by the invention.
Gegenstand der Erfindung sind verzweigte
Organosiloxan(co)polymere enthaltend Strukturelemente der
Formel
Y[-CnH2n-(R2SiO)m-Ap-R2Si-G]x (I)
wobei
Y einen drei- bis zehnwertigen, vorzugsweise drei- bis
vierwertigen, Kohlenwasserstoffrest, der ein oder mehrere
Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe der Sauerstoff-,
Stickstoff- und Siliciumatome enthalten kann, bedeutet,
R gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen
gegebenenfalls halogenierten Kohlenwasserstoffrest mit 1
bis 18 Kohlenstoffatomen je Rest bedeutet,
A einen Rest der Formel -R2Si-R2-(R2SiO)m- bedeutet,
wobei R2 ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 30
Kohlenstoffatomen, der durch ein oder mehrere voneinander
separate Sauerstoffatome, vorzugsweise 1 bis 4 voneinander
separate Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, bedeutet,
G einen einwertigen Rest der Formel -CfH2f-2k-Z oder
einen zweiwertigen Rest der Formel -CnH2n-, wobei die
zweite Bindung an einen weiteren Rest Y erfolgt, bedeutet,
Z einen einwertigen von endständigen aliphatischen
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen freien
Kohlenwasserstoffrest, der in Hydrosilylierungsreaktionen
gegenüber SiH-Gruppen inert ist und ein oder mehrere
Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe von Sauerstoff,
Stickstoff, Bor, Silicium und Titan enthalten kann,
oder einen einwertigen Polymerrest mit mehr als 20
Kohlenstoffatomen bedeutet,
x eine ganze Zahl von 3 bis 10,
vorzugsweise 3 oder 4 ist,
f eine ganze Zahl von 2 bis 12, vorzugsweise 2, ist,
k 0 oder 1 ist
n eine ganze Zahl von 2 bis 12, vorzugsweise 2, ist,
m eine ganze Zahl von mindestens 1,
vorzugsweise eine ganze Zahl von 1 bis 1000 ist und
p 0 oder eine ganze positive Zahl,
vorzugsweise 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist,
mit der Maßgabe, dass die verzweigten Organosiloxan(co)polymere
durchschnittlich mindestens eine Gruppe Z enthalten.
The invention relates to branched organosiloxane (co) polymers containing structural elements of the formula
Y [-C n H 2n - (R 2 SiO) m -A p -R 2 Si-G] x (I)
in which
Y is a tri- to tetravalent, preferably tri- to tetravalent, hydrocarbon radical which can contain one or more heteroatoms selected from the group of oxygen, nitrogen and silicon atoms,
R can be the same or different and represents a monovalent optionally halogenated hydrocarbon radical having 1 to 18 carbon atoms per radical,
A is a radical of the formula -R 2 Si-R 2 - (R 2 SiO) m -, where R 2 is a divalent hydrocarbon radical having 2 to 30 carbon atoms, which is separated by one or more oxygen atoms, preferably 1 to 4 oxygen atoms can be interrupted means
G denotes a monovalent radical of the formula -C f H 2f-2k -Z or a divalent radical of the formula -C n H 2n -, where the second bond is to a further radical Y,
Z is a monovalent hydrocarbon radical free from terminal aliphatic carbon-carbon multiple bonds, which is inert towards SiH groups in hydrosilylation reactions and can contain one or more heteroatoms selected from the group consisting of oxygen, nitrogen, boron, silicon and titanium, or with a monovalent polymer radical means more than 20 carbon atoms,
x is an integer from 3 to 10, preferably 3 or 4,
f is an integer from 2 to 12, preferably 2,
k is 0 or 1
n is an integer from 2 to 12, preferably 2,
m is an integer of at least 1, preferably an integer of 1 to 1000 and
p is 0 or an integer positive number, preferably 0 or an integer from 1 to 20,
with the proviso that the branched organosiloxane (co) polymers contain an average of at least one group Z.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur
Herstellung der verzweigten Organosiloxan(co)polymere,
indem in einem ersten Schritt
mindestens drei aliphatische Doppelbindungen aufweisende
Verbindungen (I) der Formel
Y(CR1=CH2)x
wobei Y und x die oben dafür angegebene Bedeutung haben und
R1 ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 10
Kohlenstoffatomen bedeutet
mit Organopolysiloxanen (2) der allgemeinen Formel
H(R2SiO)m-Ap-R2SiH
wobei A, R, m und p die oben dafür angegebene Bedeutung haben,
in Gegenwart von die Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff
an αliphatische Mehrfachbindung fördernden Katalysatoren (3),
sogenanntem Hydrosilylierungskatalysator,
umgesetzt werden,
und in einem zweiten Schritt die so erhaltenen Si-gebundene
Wasserstoffatome aufweisenden verzweigten Zwischenprodukte (5)
mit organischen Verbindungen (4) der Formel
CfH2f-2k-1-Z
ausgewählt aus der Gruppe von
wenn k = 0: H2C=CR3-Z (4a) und
wenn k = 1: R4C~C-Z (4b)
wobei R3 und R4 die Bedeutung von R1 haben, und
f, k und Z die oben angegebene Bedeutung haben,
in Gegenwart von die Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff
an aliphatische Mehrfachbindung fördernden Katalysatoren (3),
umgesetzt werden.
The invention further relates to a method for producing the branched organosiloxane (co) polymers by in a first step
Compounds (I) of the formula which have at least three aliphatic double bonds
Y (CR 1 = CH 2 ) x
where Y and x have the meaning given above and
R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 10 carbon atoms
with organopolysiloxanes (2) of the general formula
H (R 2 SiO) m -A p -R 2 SiH
where A, R, m and p have the meaning given above, are reacted in the presence of catalysts (3), so-called hydrosilylation catalysts, which promote the addition of Si-bonded hydrogen to αliphatic multiple bond,
and in a second step the branched intermediates (5) thus obtained containing Si-bonded hydrogen atoms with organic compounds (4) of the formula
C f H 2f-2k-1 -Z
selected from the group of
if k = 0: H 2 C = CR 3 -Z (4a) and
if k = 1: R 4 C ~ CZ (4b)
wherein R 3 and R 4 have the meaning of R 1 , and
f, k and Z have the meaning given above, in the presence of catalysts (3) which promote the attachment of Si-bonded hydrogen to aliphatic multiple bonds.
Die erfindungsgemäßen Organosiloxan(co)polymere mit verzweigter Struktur enthalten grundsätzlich kettenartige Siloxanblöcke, deren Enden über jeweils eine CfH2f oder CfH2f-2-Brücke mit den Strukturelementen Y bzw. Z verbunden sind. Je mehr Siloxanblöcke beidseitig mit Elementen Y verbunden sind, um so verzweigter sind die erzeugten Produkte. Generell sind die erfindungsgemäßen Organosiloxan(co)polymere so aufgebaut, dass Siloxanblöcke und organische Blöcke miteinander abwechseln, wobei die Verzweigungsstrukturen und die Enden aus organischen Blöcken bestehen. The organosiloxane (co) polymers with a branched structure basically contain chain-like siloxane blocks, the ends of which are each connected to the structural elements Y and Z via a C f H 2f or C f H 2f-2 bridge. The more siloxane blocks are connected to elements Y on both sides, the more branched are the products produced. In general, the organosiloxane (co) polymers according to the invention are constructed in such a way that siloxane blocks and organic blocks alternate with one another, the branching structures and the ends consisting of organic blocks.
In den erfindungsgemäßen Organosiloxan(co)polymere beträgt das Verhältnis von Endgruppen Z zu Verzweigungsgruppen Y (Z/Y-Verhältnis) vorzugsweise 1,0 bis 2,0, bevorzugt 1,1 bis 1,5. In the organosiloxane (co) polymers according to the invention, this is Ratio of end groups Z to branch groups Y (Z / Y ratio) preferably 1.0 to 2.0, preferably 1.1 to 1.5.
Die erfindungsgemäßen Organosiloxan(co)polymere besitzen vorzugsweise eine Viskosität von 50 bis 50 000 000 mPa.s bei 25°C, bevorzugt 500 bis 5 000 000 mPa.s bei 25°C und besonders bevorzugt 1 000 bis 1 000 000 mPa.s bei 25°C. The organosiloxane (co) polymers according to the invention have preferably a viscosity of 50 to 50,000,000 mPa.s 25 ° C, preferably 500 to 5,000,000 mPa.s at 25 ° C and particularly preferably 1,000 to 1,000,000 mPa.s at 25 ° C.
Beispiele für Reste R sind Alkylreste, wie der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-Pentyl-, tert.-Pentylrest, Hexylreste, wie der n-Hexylrest, Heptylreste, wie der n-Heptylrest, Octylreste, wie der n-Octylrest und iso-Octylreste, wie der 2,2,4-Trimethylpentylrest, Nonylreste, wie der n-Nonylrest, Decylreste, wie der n-Decylrest, Dodecylreste, wie der n-Dodecylrest, und Octadecylreste, wie der n-Octadecylrest; Cycloalkylreste, wie Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl- und Methylcyclohexylreste; Arylreste, wie der Phenyl-, Naphthyl-, Anthryl- und Phenanthrylrest; Alkarylreste, wie o-, m-, p- Tolylreste, Xylylreste und Ethylphenylreste; und Aralkylreste, wie der Benzylrest, der α- und der β-Phenylethylrest. Examples of radicals R are alkyl radicals, such as the methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, tert-butyl, n-pentyl, iso-pentyl, neo-pentyl, tert-pentyl, Hexyl radicals, such as the n-hexyl radical, heptyl radicals, such as the n-heptyl radical, Octyl radicals, such as the n-octyl radical and iso-octyl radicals, such as the 2,2,4-trimethylpentyl radical, nonyl radicals, such as the n-nonyl radical, Decyl residues, such as the n-decyl residue, dodecyl residues, such as the n-dodecyl and octadecyl such as the n-octadecyl; Cycloalkyl radicals, such as cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and methylcyclohexyl; Aryl radicals, such as the phenyl, naphthyl, Anthryl and phenanthryl; Alkaryl residues, such as o-, m-, p- Tolyl, xylyl and ethylphenyl; and aralkyl residues, such as the benzyl radical, the α- and the β-phenylethyl radical.
Beispiele für halogenierte Reste R sind Halogenalkylreste, wie der 3,3,3-Trifluor-n-propylrest, der 2,2,2,2',2',2-Hexafluorisopropylrest, der Heptafluorisopropylrest und Halogenarylreste, wie der o-, m- und p-Chlorphenylrest. Examples of halogenated radicals R are haloalkyl radicals, such as the 3,3,3-trifluoro-n-propyl radical, the 2,2,2,2 ', 2', 2-hexafluoroisopropyl radical, the heptafluoroisopropyl radical and Halogenaryl radicals, such as the o-, m- and p-chlorophenyl radicals.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Rest R um einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei der Methylrest besonders bevorzugt ist. The radical R is preferably a monovalent one Hydrocarbon radical with 1 to 6 carbon atoms, the Methyl radical is particularly preferred.
Beispiele für Alkylreste R1 sind der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-Pentyl-, tert.-Pentylrest, Hexylreste, wie der n-Hexylrest, Heptylreste, wie der n-Heptylrest, Octylreste, wie der n-Octylrest und iso-Octylreste, wie der 2,2,4-Trimethylpentylrest, Nonylreste, wie der n-Nonylrest und Decylreste, wie der n-Decylrest. Bevorzugt ist. R1 ein Wasserstoffatom. Examples of alkyl radicals R 1 are the methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, tert-butyl, n-pentyl, iso-pentyl, neo -Pentyl, tert-pentyl, hexyl, such as the n-hexyl, heptyl, such as the n-heptyl, octyl, such as the n-octyl and iso-octyl, such as the 2,2,4-trimethylpentyl, nonyl, such as the n-nonyl radical and decyl radicals, such as the n-decyl radical. Is preferred. R 1 is a hydrogen atom.
Beispiele für Reste R2 sind solche der Formel
-(CH2)2-
-(CH2)4-
-(CH2)6-
-(CH2)8-
-(CH2)10-
-C6H4-
-C2H4O6H4O2H4-
-C(CH3)CH2O6H4CH2C(CH3)- und
-C2H4-Norbornandiyl-.
Examples of radicals R 2 are those of the formula
- (CH 2 ) 2 -
- (CH 2 ) 4 -
- (CH 2 ) 6 -
- (CH 2 ) 8 -
- (CH 2 ) 10 -
-C 6 H 4 -
-C 2 H 4 O 6 H 4 O 2 H 4 -
-C (CH 3 ) CH 2 O 6 H 4 CH 2 C (CH 3 ) - and
-C 2 H 4 -norbornanediyl-.
Beispiele für Reste R1 gelten in vollem Umfang für Reste R3 und R4. Examples of radicals R 1 apply in full to radicals R 3 and R 4 .
Bevorzugt ist R3 ein Wasserstoffatom. R 3 is preferably a hydrogen atom.
Bevorzugt ist R4 ein Wasserstoffatom. R 4 is preferably a hydrogen atom.
Im ersten Verfahrensschritt führt die Addition der SiH-Gruppe
von (2) an die CH2=CR1-Gruppe von (1), die sogenannte
Hydrosilylierung, zur dem Fachmann bekannten Bildung von zwei
Isomeren wie folgt:
In the first process step, the addition of the SiH group from (2) to the CH 2 = CR 1 group of (1), the so-called hydrosilylation, leads to the formation of two isomers known to the person skilled in the art as follows:
Die -CnH2n-Gruppe in (I) der erfindungsgemäßen
Organosiloxan(co)polymere umfasst diese Isomerenbildung und
bedeutet daher vorzugsweise die isomeren Reste
-CHR1-CH2- von (i) und
von (ii)
und n ist daher die Gesamtzahl der C-atome in der CH2=CR1-Gruppe
von (1). Da R1 vorzugsweise ein Wasserstoffatom ist, ist n
vorzugsweise 2.
The -C n H 2n group in (I) of the organosiloxane (co) polymers according to the invention comprises this isomer formation and therefore preferably means the isomeric radicals -CHR 1 -CH 2 - of (i) and
of (ii) and n is therefore the total number of carbon atoms in the CH 2 = CR 1 group of (1). Since R 1 is preferably a hydrogen atom, n is preferably 2.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Art von Verbindung (1) oder verschiedene Arten von Verbindung (1) eingesetzt werden. In the method according to the invention, a type of Connection (1) or different types of connection (1) be used.
Beispiele für Verbindungen (1), mit denen die erfindungsgemäßen
verzweigten Organosiloxan(co)polymere herstellbar sind, sind
1,2,4-Trivinylcyclohexan,
1,3,5-Trivinylcyclohexan,
3,5-Dimethyl-4-vinyl-1,6-heptadien,
1,2,3,4-Tetravinylcyclobutan,
Methyltrivinylsilan,
Tetravinylsilan,
1,1,2,2-Tetraallyloxyethan,
wobei 1,2,4-Trivinylcyclohexan bevorzugt ist.
Examples of compounds (1) with which the branched organosiloxane (co) polymers according to the invention can be prepared are
1,2,4-trivinylcyclohexane,
1,3,5-Trivinylcyclohexane,
3,5-dimethyl-4-vinyl-1,6-heptadiene,
1,2,3,4-tetra vinylcyclobutane,
methyltrivinylsilane,
tetravinylsilane,
1,1,2,2-tetraallyloxyethane,
with 1,2,4-trivinylcyclohexane being preferred.
Beispiele für den Rest Y sind daher solche der Formel
wobei der Rest der Formel
bevorzugt ist.
Examples of the radical Y are therefore those of the formula
being the rest of the formula
is preferred.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Art von Organopolysiloxan (2) oder verschiedene Arten von Organopolysioxan (2) eingesetzt werden. In the method according to the invention, a type of Organopolysiloxane (2) or different types of Organopolysioxane (2) can be used.
Als Organopolysiloxan (2) wird ein weitgehend lineares Polymer eingesetzt. A largely linear polymer is used as the organopolysiloxane (2) used.
p ist bevorzugt 0. p is preferably 0.
m ist bevorzugt eine ganze Zahl von 5 bis 400. m is preferably an integer from 5 to 400.
Organopolysiloxan (2) wird im ersten Verfahrensschritt in solchen Mengen eingesetzt, dass das Verhältnis von Si- gebundenem Wasserstoff in Organopolysiloxan (2) zu aliphatischer Doppelbindung in Verbindung (1) vorzugsweise mindestens 1,5, bevorzugt 1,5 bis 20, besonders bevorzugt 1,5 bis 5,0 beträgt. Organopolysiloxane (2) is in the first process step in such quantities that the ratio of Si bound hydrogen in organopolysiloxane (2) aliphatic double bond in compound (1) preferably at least 1.5, preferably 1.5 to 20, particularly preferably 1.5 is up to 5.0.
Da Organopolysiloxan (2) vorzugsweise im Überschuss eingesetzt wird, reagieren daher in dem ersten Verfahrensschritt alle aliphatischen Doppelbindungen in der Verbindung (1) ab, und es werden verzweigte Organosiloxan(co)polymere (5) erhalten, die Si-gebundene Wasserstoffatome aufweisen. Im Fall von niedermolekularen Organopolysiloxanen (2) mit p = 0 und m = 1-6 können durch die anschließende destillative Entfernung des überschüssigen Organopolysiloxan (2) Zwischenprodukte (5) praktisch frei von Organopolysiloxan (2) erhalten werden. In den übrigen Fällen wird überschüssiges Organopolysiloxan (2) vorzugsweise im Reaktionsgemisch belassen, wodurch die Zwischenprodukte (5) verdünnt werden. Um lösliche, d. h. unvernetzte Zwischenprodukte (5) zu erhalten wird daher vorzugsweise ein Molverhältnis von SiH in (2) zu C=C in (1) von mindestens 1,5 eingesetzt. Das erforderliche Molverhältnis hängt von der jeweiligen Struktur von (1) und dem Index x ab und kann vom Fachmann im Einzelfall durch Handversuche experimentell ermittelt werden. Since organopolysiloxane (2) is preferably used in excess everyone will react in the first process step aliphatic double bonds in compound (1), and it branched organosiloxane (co) polymers (5) are obtained which Have Si-bonded hydrogen atoms. In case of low molecular weight organopolysiloxanes (2) with p = 0 and m = 1-6 can by the subsequent distillative removal of the excess organopolysiloxane (2) intermediates (5) can be obtained practically free of organopolysiloxane (2). In in the other cases, excess organopolysiloxane (2) preferably left in the reaction mixture, whereby the Intermediates (5) are diluted. To soluble, d. H. Obtaining uncrosslinked intermediates (5) is therefore preferably a molar ratio of SiH in (2) to C = C in (1) of used at least 1.5. The required molar ratio depends on the structure of (1) and the index x and can be carried out by the specialist in individual cases through manual tests can be determined experimentally.
Als die Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Mehrfachbindung fördernde Katalysatoren (3) können auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die gleichen Katalysatoren eingesetzt werden, die auch bisher zur Förderung der Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Mehrfachbindung eingesetzt werden konnten. Bei den Katalysatoren handelt es sich vorzugsweise um ein Metall aus der Gruppe der Platinmetalle oder um eine Verbindung oder einen Komplex aus der Gruppe der Platinmetalle. Beispiele für solche Katalysatoren sind metallisches und feinverteiltes Platin, das sich auf Trägern, wie Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd oder Aktivkohle befinden kann, Verbindungen oder Komplexe von Platin, wie Platinhalogenide, z. B. PtCl4, H2PtCl6.6H2O, Na2PtCl4.4H2O, Platin-Olefin-Komplexe, Platin-Alkohol-Komplexe, Platin- Alkoholat-Komplexe, Platin-Ether-Komplexe, Platin-Aldehyd- Komplexe, Platin-Keton-Komplexe, einschließlich Umsetzungsprodukten aus H2PtCl6.6H2O und Cyclohexanon, Platin-Vinylsiloxankomplexe, wie Platin-1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetra-methyldisiloxankomplexe mit oder ohne Gehalt an nachweisbarem anorganisch gebundenem Halogen, Bis-(gamma-picolin)- platindichlorid, Trimethylendipyridinplatindichlorid, Dicyclopentadienplatindichlorid, Dimethylsulfoxydethylenplatin- (II)-di-chlorid, Cyclooctadien-Platindichlorid, Norbornadien- Platindichlorid, Gamma-picolin-Platindichlorid, Cyclopentadien- Platindichlorid, sowie Umsetzungsprodukte von Platintetrachlorid mit Olefin und primärem Amin oder sekundärem Amin oder primärem und sekundärem Amin, wie das Umsetzungsprodukt aus in 1-Octen gelöstem Platintetrachlorid mit sec.-Butylamin oder Ammonium-Platinkomplexe. As catalysts (3) promoting the attachment of Si-bonded hydrogen to aliphatic multiple bonds, the same catalysts can also be used in the process according to the invention as have previously been used to promote the attachment of Si-bonded hydrogen to aliphatic multiple bonds. The catalysts are preferably a metal from the group of platinum metals or a compound or a complex from the group of platinum metals. Examples of such catalysts are metallic and finely divided platinum, which can be on supports such as silicon dioxide, aluminum oxide or activated carbon, compounds or complexes of platinum, such as platinum halides, e.g. B. PtCl 4 , H 2 PtCl 6 .6H 2 O, Na 2 PtCl 4 .4H 2 O, platinum-olefin complexes, platinum-alcohol complexes, platinum-alcoholate complexes, platinum-ether complexes, platinum-aldehyde - Complexes, platinum-ketone complexes, including reaction products of H 2 PtCl 6 .6H 2 O and cyclohexanone, platinum-vinylsiloxane complexes, such as platinum-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetra-methyldisiloxane complexes with or without Content of detectable inorganically bound halogen, bis- (gamma-picolin) - platinum dichloride, trimethylene dipyridine platinum dichloride, dicyclopentadiene platinum dichloride, dimethyl sulfoxydethylene platinum (II) di-chloride, cyclooctadiene platinum dichloride, norbornadiene-platinum dichloride-platinum dichloride, platinum dichloride-platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride, platinum dichloride) Reaction products of platinum tetrachloride with olefin and primary amine or secondary amine or primary and secondary amine, such as the reaction product of platinum tetrachloride dissolved in 1-octene with sec-butylamine or ammonium-platinum complexes.
Der Katalysator (3) wird im ersten Verfahrensschritt vorzugsweise in Mengen von 0,2 bis 20 Gew.-ppm (Gewichtsteilen je Million Gewichtsteilen), bevorzugt in Mengen von 1 bis 10 Gew.-ppm, jeweils berechnet als elementares Platin und bezogen auf das Gesamtgewicht von Verbindung (1) und Organopolysiloxan (2) eingesetzt. The catalyst (3) is in the first process step preferably in amounts of 0.2 to 20 ppm by weight (parts by weight per million parts by weight), preferably in amounts of 1 to 10 Ppm by weight, calculated as elemental platinum and related on the total weight of compound (1) and organopolysiloxane (2) used.
Der erste Verfahrensschritt wird vorzugsweise beim Druck der umgebenden Atmosphäre, also etwa bei 1020 hPa (abs.), durchgeführt, es kann aber auch bei höheren oder niedrigeren Drücken durchgeführt werden. Ferner wird der erste Verfahrensschritt vorzugsweise bei einer Temperatur von 20°C bis 150°C, bevorzugt 40°C bis 100°C durchgeführt. The first process step is preferably when printing the surrounding atmosphere, i.e. at around 1020 hPa (abs.), performed, but it can also be done at higher or lower Pressures are carried out. Furthermore, the first Process step preferably at a temperature of 20 ° C. up to 150 ° C, preferably 40 ° C to 100 ° C.
Da die mindestens drei aliphatische Doppelbindungen aufweisende Verbindung (1), z. B. 1,2,4-Trivinylcyclohexan, bei höheren Temperaturen zur Polymerisation neigt, können bei dem ersten Verfahrensschritt vorzugsweise Radikalinhibitoren, wie 4- Methoxyphenol, 2,6-Bis(tert.butyl)-4-methylphenol, Phenothiazin, Hydrochinon oder Brenzcatechin mitverwendet werden. Die Radikalinhibitoren werden dabei vorzugsweise in Mengen von 10 bis 500 Gew.-ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht an Verbindung (1) und Organopolysiloxan (2), eingesetzt. Since the at least three aliphatic double bonds Compound (1), e.g. B. 1,2,4-trivinylcyclohexane, at higher Temperatures tending to polymerize can occur in the first Process step preferably radical inhibitors, such as 4- Methoxyphenol, 2,6-bis (tert.butyl) -4-methylphenol, Phenothiazine, hydroquinone or pyrocatechol also used become. The radical inhibitors are preferably in Amounts from 10 to 500 ppm by weight, based on the total weight on compound (1) and organopolysiloxane (2).
In dem ersten wie auch im zweiten Verfahrensschritt können vorzugsweise inerte, organische Lösungsmittel mitverwendet werden. Beispiele für inerte, organische Lösungsmittel sind Toluol, Xylol, Octanisomere, Heptanisomere, Butylacetat, 1,2- Dimethoxyethan, Tetrahydrofuran und Cyclohexan. In the first as well as in the second process step preferably inert organic solvents are used become. Examples of inert organic solvents are Toluene, xylene, octane isomers, heptane isomers, butyl acetate, 1,2- Dimethoxyethane, tetrahydrofuran and cyclohexane.
Die gegebenenfalls mitverwendeten inerten organischen Lösungsmittel können nach dem ersten bzw. zweiten Verfahrensschritt destillativ entfernt werden oder im Reaktionsgemisch verbleiben. The inert organic which may also be used Solvents can be used after the first or second Process step are removed by distillation or in Reaction mixture remain.
Die organischen Verbindungen (4) enthalten aliphatische C-C- Doppel- oder Dreifachbindungen, die gegenüber Si-H-Gruppen in Hydrosilylierungsreaktionen reaktiv sind und diese unter Bildung von Si-C-Bindungen anlagern. The organic compounds (4) contain aliphatic C-C- Double or triple bonds compared to Si-H groups in Hydrosilylation reactions are reactive and below Accumulate the formation of Si-C bonds.
Wenn k = 0 enthält die reaktive Gruppe eine Doppelbindung und die organische Verbindung (4) ist eine Verbindung (4a) der Formel H2C=CR3-Z. If k = 0, the reactive group contains a double bond and the organic compound (4) is a compound (4a) of the formula H 2 C = CR 3 -Z.
Wenn k = 1 enthält die reaktive Gruppe eine Dreifachbindung und die organische Verbindung (4) ist eine Verbindung (4b) der Formel der Formel R4C~C-Z. When k = 1, the reactive group contains a triple bond and the organic compound (4) is a compound (4b) of the formula of the formula R 4 C ~ CZ.
Bei der Anlagerung der SiH-Gruppe in dem Zwischenprodukt (5) an
die Doppel- oder Dreifachbindung in (4a) oder (4b) kommt es zur
dem Fachmann bekannten Bildung von Isomeren wie folgt:
When the SiH group in the intermediate (5) is attached to the double or triple bond in (4a) or (4b), the formation of isomers known to the person skilled in the art occurs as follows:
Die -CfH2f-2k-Gruppe in (I) der erfindungsgemäßen
Organosiloxan(co)polymere umfasst diese Isomerenbildung und
bedeutet daher vorzugsweise die isomeren Reste
und f ist daher die Gesamtzahl der C-atome in der H2O=CR3-Gruppe
von (4a) oder der R4C~C-Gruppe von (4b).
The -C f H 2f-2k group in (I) of the organosiloxane (co) polymers according to the invention comprises this isomer formation and therefore preferably means the isomeric radicals
and f is therefore the total number of C atoms in the H 2 O = CR 3 group of (4a) or the R 4 C ~ C group of (4b).
Da R3 und R4 vorzugsweise Wasserstoffatome sind, ist f daher vorzugsweise 2. Since R 3 and R 4 are preferably hydrogen atoms, f is therefore preferably 2.
Beispiele für die H2C=CR3-Gruppe in der organischen Verbindung
(4a) sind
H2C=CH-,
H2O=C(CH3)- und
H2C=C(C4H9)- und
H2C=C(C8H17)-.
Examples of the H 2 C = CR 3 group in the organic compound (4a) are
H 2 C = CH-,
H 2 O = C (CH 3 ) - and
H 2 C = C (C 4 H 9 ) - and
H 2 C = C (C 8 H 17 ) -.
Beispiele für die R4C~C-Gruppe in der organischen Verbindung
(4b) sind
HC~C-
CH3C~O- und
C4H9C~C-.
Examples of the R 4 C ~ C group in the organic compound (4b) are
HC ~ C-
CH 3 C ~ O- and
C 4 H 9 C ~ C-.
Der an die Doppel- oder Dreifachbindung gebundene Rest Z in (4a) oder (4b) kann außer Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen auch ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe von Sauerstoff, Stickstoff, Bor, Silicium und Titan enthalten und ist in einer Hydrosilylierungsreaktion gegenüber SiH-Gruppen nicht reaktiv. The radical Z in bound to the double or triple bond (4a) or (4b) can contain carbon and hydrogen atoms also one or more heteroatoms selected from the group of Contain oxygen, nitrogen, boron, silicon and titanium and is in a hydrosilylation reaction against SiH groups not reactive.
Die ungesättigte Verbindung (4) kann somit funktionelle Gruppen enthalten, wie Hydroxy-, Ether-, Ester-, Amido-, Urethan-, Harnstoff-, Amino-, Oximo-, Imino-, Carboxyl-, Carbonyl- oder Epoxigruppen. Bevorzugt enthält sie keine Gruppen, die die Hydrosilylierungsreaktion wesentlich behindern. The unsaturated compound (4) can thus have functional groups contain, such as hydroxy, ether, ester, amido, urethane, Urea, amino, oximo, imino, carboxyl, carbonyl or Epoxy groups. It preferably does not contain any groups that Significantly hinder the hydrosilylation reaction.
Beispiele für Reste Z sind
-(CH2)5CH3
-(CH2)9CH3
-(CH2)15OH3
-C(CH3)2OH
Examples of Z radicals are
- (CH 2 ) 5 CH 3
- (CH 2 ) 9 CH 3
- (CH 2 ) 15 OH 3
-C (CH 3 ) 2 OH
Beispiele für Reste G sind daher
Examples of radicals G are therefore
Die ungesättigte Verbindung (4) kann monomeren, oligomeren oder polymeren Charakter haben. Daher entsprechen der Definition von Z auch organische Reste, die Polyether, Polyester, Polyurethan, Polyharnstoff, Polyamid, Polyolefin, Polyacrylat oder Polyacetal enthalten. Bevorzugt als Polymerreste sind Polyether, Polyester, Polyolefin und Polyacrylat. The unsaturated compound (4) can be monomeric, oligomeric or have a polymeric character. Therefore correspond to the definition of Z also organic residues, the polyether, polyester, polyurethane, Polyurea, polyamide, polyolefin, polyacrylate or Contain polyacetal. Are preferred as polymer residues Polyether, polyester, polyolefin and polyacrylate.
Beispiele für organische Verbindungen (4a) sind
Examples of organic compounds (4a) are
Beispiele für organische Verbindungen (4b) sind
CH~C-C6H5
CH~C-CH2OH
CH~C-C(CH3)2OH
CH~C-CH2OC4H9
CH~C-CO2H
CH~C-CO2C2H5 und
CH~C-CH2O2CNHC18H37.
Examples of organic compounds (4b) are
CH ~ CC 6 H 5
CH ~C-CH 2 OH
CH ~ CC (CH 3 ) 2 OH
CH ~ C-CH 2 OC 4 H 9
CH ~C-CO 2 H
CH ~ C-CO 2 C 2 H 5 and
CH ~ C-CH 2 O 2 CNHC 18 H 37 .
Beispiele für oligomere/polymere organische Verbindungen (4) sind solche Oligomere/Polymere, die eine reaktive Mehrfachbindung in bezug auf die Hydrosilylierungsreaktion enthalten. Insbesondere sind dies mit Allylalkohol gestartete Polyether, nachträglich allylierte mit Alkanolen gestartete Polyether, mit Allylalkohol gestartetes Polycaprolactam, sowie Olefine und Acrylate, die anionisch polymerisiert werden und ??? mit einer ungesättigten kationischen Verbindung, wie Dimethylvinylchlorsilan, terminiert werden. Examples of oligomeric / polymeric organic compounds (4) are those oligomers / polymers that are reactive Multiple bond related to the hydrosilylation reaction contain. In particular, these are those started with allyl alcohol Polyether, subsequently allylated with alkanols Polyether, polycaprolactam started with allyl alcohol, and Olefins and acrylates that are anionically polymerized and ??? with an unsaturated cationic compound such as Dimethylvinylchlorosilane, can be terminated.
Wahlweise können Olefine, wie z. B. Isobuten auch kationisch polymerisiert und mit einer anionischen Verbindung, wie einem Alkenylgrignard, terminiert werden, um erfindungsgemäße eingesetzte Verbindungen (4) zu erzeugen. Optionally, olefins such as e.g. B. isobutene is also cationic polymerized and with an anionic compound such as a Alkenylgrignard, to be terminated according to the invention to produce used connections (4).
Im zweiten Verfahrensschritt können eine Art von Verbindung (4) oder verschiedene Arten von Verbindung (4) eingesetzt werden. Es können eine oder mehrere Verbindungen (4) gleichzeitig oder nacheinander eingesetzt werden und es können daher auch mehrere verschiedene Funktionen in die erfindungsgemäßen verzweigten Organosiloxan(co)polymere eingebaut werden. In the second process step, a type of compound (4) or different types of connection (4) can be used. One or more connections (4) can be made simultaneously or can be used one after the other and therefore several various functions in the branched according to the invention Organosiloxane (co) polymers can be incorporated.
Im zweiten Verfahrensschritt wird die organische Verbindung (4) in solchen Mengen eingesetzt, dass das Verhältnis von aliphatischer Doppelbindung in (4a) bzw. aliphatischer Dreifachbindung in (4b) zu Si-gebundenem Wasserstoff in dem im ersten Verfahrensschritt erhaltenen Zwischenprodukt (5) vorzugsweise 0,5 bis 1,5, bevorzugt 1,05 bis 1,5 beträgt. In the second process step, the organic compound (4) used in such quantities that the ratio of aliphatic double bond in (4a) or aliphatic Triple bond in (4b) to Si-bonded hydrogen in the im intermediate obtained in the first process step (5) is preferably 0.5 to 1.5, preferably 1.05 to 1.5.
Die Verbindung (4) kann in stöchiometrischem Über- oder Unterschuss, bezogen auf das Zwischenprodukt (5), eingesetzt werden. Wird eine unterstöchiometrische Menge (4) eingesetzt, erhält man verzweigte Organosiloxan(co)polymere, die zusätzlich zu der über (4) eingebrachten funktionellen Gruppe Z noch reaktive SiH-Gruppen enthalten. Eine bevorzugte Ausführung für die Herstellung der erfindungsgemäßen verzweigten Organosiloxan(co)polymere ist aber der Einsatz von mindestens einer equimolaren Menge an (4), also der Einsatz von gleich oder mehr der reaktiven Mehrfachbindungen in (4), bezogen auf die SiH-Gruppen in (5). Ein bevorzugtes Stöchiometrieverhältnis liegt daher im Bereich 1,05 bis 1,50. The compound (4) can be stoichiometric in excess or Deficit, based on the intermediate (5), used become. If a substoichiometric amount (4) is used, branched organosiloxane (co) polymers are obtained which additionally to the functional group Z introduced via (4) contain reactive SiH groups. A preferred version for the production of the branched according to the invention Organosiloxane (co) polymers is the use of at least an equimolar amount of (4), i.e. the use of the same or more of the reactive multiple bonds in (4), based on the SiH groups in (5). A preferred stoichiometric ratio is therefore in the range of 1.05 to 1.50.
Bei der Durchführung des zweiten Verfahrensschrittes ist es möglich, Verbindung (4) zum katalysierten Zwischenprodukt (5) zu dosieren oder umgekehrt. Bevorzugt ist aber die Vorlage der Verbindung (4) mit Katalysator (3), worauf das Zwischenprodukt (5) dosiert wird. Sofern die Wärmetönung dieser Hydrosilylierungsreaktion eher gering ist, wird vorteilhaft ein Gemisch aus (4) und (5) bei geeigneter Temperatur mit Katalysator (3) gestartet, wobei bei adiabatischer Fahrweise die Erwärmung des Reaktionsgemisches ein Maß für den Fortschritt der Reaktion selbst ist. When performing the second step, it is possible, compound (4) to the catalyzed intermediate (5) to dose or vice versa. However, the submission of the Compound (4) with catalyst (3), followed by the intermediate (5) is dosed. Provided the warmth of this Hydrosilylation reaction is rather low, will be advantageous Mixture of (4) and (5) at a suitable temperature with Catalyst (3) started, with adiabatic driving the heating of the reaction mixture is a measure of the Progress of the reaction itself is.
Wenn die Verbindung (4) flüchtig ist, kann die überschüssige Verbindung (4) destillativ entfernt werden, ansonsten verbleibt sie im Endprodukt. If the compound (4) is volatile, the excess Compound (4) are removed by distillation, otherwise remains them in the final product.
Der Katalysator (3) wird im zweiten Verfahrensschritt vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 50 Gew.-ppm (Gewichtsteilen je Million Gewichtsteilen), bevorzugt in Mengen von 2 bis 20 Gew.-ppm, jeweils berechnet als elementares Platin und bezogen auf das Gesamtgewicht von organischer Verbindung (4) und im ersten Verfahrensschritt erhaltenes Zwischenprodukt (5) eingesetzt. The catalyst (3) is in the second process step preferably in amounts of 0.5 to 50 ppm by weight (parts by weight per million parts by weight), preferably in amounts of 2 to 20 Ppm by weight, calculated as elemental platinum and related on the total weight of organic compound (4) and in intermediate obtained in the first process step (5) used.
Der zweite Verfahrensschritt wird vorzugsweise beim Druck der umgebenden Atmosphäre, also etwa bei 1020 hPa (abs.), durchgeführt, es kann aber auch bei höheren oder niedrigeren Drücken durchgeführt werden. Ferner wird der erste Verfahrensschritt vorzugsweise bei einer Temperatur von 20°C bis 150°C, bevorzugt 40°C bis 120°C, durchgeführt. The second process step is preferably when printing the surrounding atmosphere, i.e. at around 1020 hPa (abs.), performed, but it can also be done at higher or lower Pressures are carried out. Furthermore, the first Process step preferably at a temperature of 20 ° C. up to 150 ° C, preferably 40 ° C to 120 ° C, carried out.
Beispiele für die erfindungsgemäßen verzweigten
Organosiloxan(co)polymere sind:
Wenn im ersten Verfahrensschritt 1,2,4-Trivinylcyclohexan (1)
mit H(Me2SiO)7Me2SiH (2) umgesetzt wird und im zweiten
Verfahrensschritt das im ersten Verfahrensschritt erhaltene Si-
gebundene Wasserstoffatome aufweisende Zwischenprodukt (5) mit
1-Octen (4) umgesetzt wird, wird beispielsweise eine Verbindung
der Formel erhalten:
Examples of the branched organosiloxane (co) polymers according to the invention are:
If 1,2,4-trivinylcyclohexane (1) is reacted with H (Me 2 SiO) 7 Me 2 SiH (2) in the first process step and the intermediate product (5) containing Si-bonded hydrogen atoms obtained in the first process step with 1 in the second process step -Octen (4) is reacted, for example a compound of the formula is obtained:
Wenn im ersten Verfahrensschritt Methyltrivinylsilan (1) mit
H(Me2SiO)190Me2SiH (2) umgesetzt wird und im zweiten
Verfahrensschritt das im ersten Verfahrensschritt erhaltene Si-
gebundene Wasserstoffatome aufweisende Zwischenprodukt (5) mit
3-Methylbut-1-in-3-ol der Formel HC~C-C(Me2)-OH (4) umgesetzt
wird, wird beispielsweise eine Verbindung der Formel erhalten:
If in the first process step methyltrivinylsilane (1) is reacted with H (Me 2 SiO) 190 Me 2 SiH (2) and in the second process step the intermediate (5) containing Si-bonded hydrogen atoms obtained in the first process step with 3-methylbut-1-in -3-ol of the formula HC ~ CC (Me 2 ) -OH (4) is reacted, for example a compound of the formula is obtained:
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen verzweigten Organosiloxan(co)polymere können die Schritte 1 und 2 des erfindungsgemäßen Verfahrens auch gleichzeitig ausgeführt werden, was je nach Art der Verbindungen (1), (2) und (4) zu Produkten mit modifizierten Eigenschaften führen kann, sofern dies gewünscht ist. To produce the branched according to the invention Organosiloxane (co) polymers can steps 1 and 2 of inventive method also performed simultaneously become what depending on the type of compounds (1), (2) and (4) Products with modified properties may result, provided this is desired.
Ebenso können die Schritte 1 und 2 in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Hierbei wird Organopolysiloxan (2) im Überschuss mit Verbindung (4) in Gegenwart von Katalysator (3) umgesetzt und anschließend das Si-gebundene Wasserstoffatome aufweisende Zwischenprodukt mit Verbindung (1) in Gegenwart von Katalysator (3) umgesetzt. Um mit dem Verfahren in umgekehrter Reihenfolge Produkte mit vergleichbaren Produkteigenschaften wie mit dem normalen bevorzugten Verfahren zu erhalten, ist eine entsprechende Anpassung der Mengenverhältnisse der eingesetzten Verbindungen (1), (2) und (4) erforderlich. Likewise, steps 1 and 2 can be done in reverse order be performed. Here, organopolysiloxane (2) in Excess with compound (4) in the presence of catalyst (3) implemented and then the Si-bonded hydrogen atom containing intermediate with compound (1) in the presence of Catalyst (3) implemented. To reverse with the procedure Order of products with comparable product properties how to obtain with the normal preferred method a corresponding adjustment of the proportions of the used compounds (1), (2) and (4) required.
Sofern der Katalysator (3) seine Aktivität über den 1. Verfahrensschritt hinaus behält, kann für den 2. Verfahrensschritt auch auf eine erneute Zugabe von Katalysator (3) verzichtet werden. If the catalyst (3) is active over the 1st Retains procedural step, can be used for the 2nd procedural step there is also no further addition of catalyst (3) become.
In einem Glaskolben mit mechanischem Rührer werden 108 g 1,2,4- Trivinylcyclohexan mit 1840 g eines α,ω-Dihydrogenpolydimethylsiloxans mit einem Gehalt an Aktivwasserstoff (Si-gebundener Wasserstoff) von 0,18 Gew.-% und einer Viskosität von 9 mPa.s bei 25°C gemischt und anschließend 1,9 g einer Lösung eines Platin-1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan-Komplexes in Dimethylpolysiloxan (sogenannter Karstedt-Katalysator) mit einem Pt-Gehalt von 1,0 Gew.-% zugegeben. Das Reaktionsgemisch erwärmt sich in wenigen Minuten auf ca. 80°C und wird ca. 1 h bei dieser Temperatur gerührt. Es wird ein verzweigtes Siloxanpolymer mit einer Viskosität von 220 mm2/s bei 25°C und einem Gehalt von Aktivwasserstoff von 0,067 Gew.-% erhalten. Dem Syntheseprinzip entsprechend bestehen sämtliche freien Siloxankettenenden aus den hochreaktiven Hydrogendimethylsiloxyeinheiten. In a glass flask with a mechanical stirrer, 108 g of 1,2,4-trivinylcyclohexane with 1840 g of an α, ω-dihydrogenpolydimethylsiloxane with an active hydrogen content (Si-bonded hydrogen) of 0.18% by weight and a viscosity of 9 mPa .s mixed at 25 ° C and then 1.9 g of a solution of a platinum-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex in dimethylpolysiloxane (so-called Karstedt catalyst) with a Pt content of 1 , 0 wt .-% added. The reaction mixture heats up to about 80 ° C. in a few minutes and is stirred at this temperature for about 1 h. A branched siloxane polymer having a viscosity of 220 mm 2 / s at 25 ° C. and an active hydrogen content of 0.067% by weight is obtained. According to the principle of synthesis, all free siloxane chain ends consist of the highly reactive hydrogendimethylsiloxy units.
100 g (67 mMol SiH) des in Beispiel 1 hergestellten Hydrogensiloxanpolymers werden mit 9 g 1-Octen (80 mMol C=C) vermischt (C=C/SiH-Verhältnis = 1,2), auf 100°C erwärmt und mit 0,5 mg Platin in Form der in Beispiel 1 beschriebenen Kartstedt-Katalysatorlösung gestartet. Eine leichte Exothermie zeigt den Ablauf der Olefinaddition an, die nach ca. 2 h beendet ist. 100 g (67 mmol SiH) of that prepared in Example 1 Hydrogen siloxane polymer are mixed with 9 g of 1-octene (80 mmol C = C) mixed (C = C / SiH ratio = 1.2), heated to 100 ° C and with 0.5 mg of platinum in the form of that described in Example 1 Kartstedt catalyst solution started. A slight exotherm shows the course of the olefin addition, which takes about 2 hours is finished.
Die Prüfung auf Aktivwasserstoff (Si-gebundenen Wasserstoff) ergibt mehr als 99% Umsatz. Testing for active hydrogen (Si-bonded hydrogen) results in more than 99% sales.
Es wird nach Entfernung des Olefinüberschusses ein klares Produkt mit einer Viskosität von 320 mm2/s bei 25°C erhalten. Das verzweigte Siloxanpolymer ist an den freien Siloxankettenenden mit Octylgruppen modifiziert. Mit mittelviskosen Siliconölen sind homogene Mischungen erhältlich. After removal of the excess olefin, a clear product with a viscosity of 320 mm 2 / s at 25 ° C. is obtained. The branched siloxane polymer is modified with octyl groups at the free siloxane chain ends. Homogeneous mixtures are available with medium-viscosity silicone oils.
Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wird wiederholt mit der Abänderung, dass anstelle des 1-Octens 80 mMol C=C in Form des 1,7-Octadiens (C=C/SiH-Verhältnis = 1,2) eingesetzt wird. The procedure of Example 2 is repeated with the Modification that instead of the 1-octene 80 mmol C = C in the form of the 1,7-octadiene (C = C / SiH ratio = 1.2) is used.
Es wird unter sonst gleichen Reaktionsbedingungen bei starker Viskositätserhöhung ein in Toluol unlöslicher Feststoff erhalten. Das Produkt kann mit Siliconöl nicht homogen abgemischt werden. It gets stronger under otherwise identical reaction conditions Viscosity increase a toluene insoluble solid receive. The product cannot be homogeneous with silicone oil be mixed.
100 g des in Beispiel 1 hergestellten Hydrogensiloxanpolymers werden in eine 100°C warme Mischung aus 226 g eines monoallylischen Polyethers mit durchschnittlich 24 Ethylenoxy- und 25 Propylenoxygruppen der Formel CH2=CH-CH2-O-(CH2CH2O)24-(CH2CH2CH2O)25-H und 0,3 g der in Beispiel 1 beschriebenen Karstedt- Katalysatorlösung (Pt-Gehalt = 1,0 Gew.-%) dosiert. Nach insgesamt 3 h Reaktionszeit ist der Aktivwasserstoff (Si- gebundene Wasserstoff) vollständig umgesetzt. Nach Abkühlen auf 25°C wird ein klares, sehr viskoses Produkt mit 18.400 mPa.s bei 25°C erhalten. Die freien Kettenende sind mit linearen Polyetherketten modifiziert. 100 g of the hydrogen siloxane polymer prepared in Example 1 are mixed in a 100 ° C. mixture of 226 g of a monoallylic polyether with an average of 24 ethyleneoxy and 25 propyleneoxy groups of the formula CH 2 = CH-CH 2 -O- (CH 2 CH 2 O) 24 - (CH 2 CH 2 CH 2 O) 25 -H and 0.3 g of the Karstedt catalyst solution described in Example 1 (Pt content = 1.0% by weight) are metered in. After a total reaction time of 3 hours, the active hydrogen (Si-bonded hydrogen) is completely converted. After cooling to 25 ° C, a clear, very viscous product with 18,400 mPa.s at 25 ° C is obtained. The free chain ends are modified with linear polyether chains.
219 g eines linearen, α,ω-Dihydrogenpolydimethylsiloxans mit einem Gehalt an Si-gebundenem Wasserstoff von 0,014 Gew.-% und einer Viskosität von 982 mPa.s bei 25°C werden mit 0,75 g Methyltrivinylsilan umgesetzt. Der in Beispiel 1 beschriebene Karstedt-Katalysator wird bei 25°C in einer Menge von 10 Gew.- ppm Platin, bezogen auf Siloxan, zudosiert, nachdem das Reaktionsgemisch mit der halben Menge Toluol verdünnt wurde. Die Lösung wird auf 80°C erwärmt, worauf sie stark eindickt. Dann werden 0,9 g 3-Methylbut-1-in-3-ol zugegeben, und man lässt 1 Stunde bei 100°C ausreagieren. 219 g of a linear, α, ω-dihydrogenpolydimethylsiloxane with a Si-bound hydrogen content of 0.014% by weight and a viscosity of 982 mPa.s at 25 ° C with 0.75 g Methyltrivinylsilan implemented. The one described in Example 1 Karstedt catalyst is at 25 ° C in an amount of 10 wt. ppm of platinum, based on siloxane, metered in after the Reaction mixture was diluted with half the amount of toluene. The solution is heated to 80 ° C, whereupon it thickens considerably. Then 0.9 g of 3-methylbut-1-in-3-ol are added, and one allows to react for 1 hour at 100 ° C.
Nach dem Eindunsten einer Probe der Lösung in einer Schale wird ein stark verzweigtes Siloxanpolymer mit einer sehr hohen Viskosität, dessen Kettenenden OH-Funktionen aufweisen, erhalten. Das Polymer ist wiederum in Toluol klar löslich. After evaporating a sample of the solution in a bowl a highly branched siloxane polymer with a very high Viscosity, the chain ends of which have OH functions, receive. The polymer is again clearly soluble in toluene.
Claims (8)
Y[-CnH2n-(R2SiO)m-Ap-R2Si-G]x (I)
wobei
Y einen drei- bis zehnwertigen Kohlenwasserstoffrestes mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen je Rest, der ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe der Sauerstoff-, Stickstoff- und Siliciumatome enthalten kann, bedeutet,
R gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen gegebenenfalls halogenierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen je Rest bedeutet,
A einen Rest der Formel -R2Si-R2-(R2SiO)m- bedeutet,
wobei R2 ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen je Rest, der durch ein oder mehrere voneinander separate Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, bedeutet,
G einen einwertigen Rest der Formel -CfH2f-2k-Z oder einen zweiwertigen Rest der Formel -CnH2n-, wobei die zweite Bindung an einen weiteren Rest Y erfolgt, bedeutet,
Z einen einwertigen von endständigen aliphatischen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen freien Kohlenwasserstoffrest, der in Hydrosilylierungsreaktionen gegenüber SiH-Gruppen inert ist und ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe von Sauerstoff, Stickstoff, Bor, Silicium und Titan enthalten kann, oder einen einwertigen Polymerrest mit mehr als 20 Kohlenstoffatomen bedeutet,
x eine ganze Zahl von 3 bis 10 ist,
f eine ganze Zahl von 2 bis 12 ist,
k 0 oder 1 ist,
n eine ganze Zahl von 2 bis 12 ist,
m eine ganze Zahl von mindestens 1 ist und
p 0 oder eine ganze positive Zahl ist,
mit der Maßgabe, dass die verzweigten Organosiloxan(co)polymere durchschnittlich mindestens eine Gruppe Z enthalten. 1. The invention relates to branched organosiloxane (co) polymers containing structural elements of the formula
Y [-C n H 2n - (R 2 SiO) m -A p -R 2 Si-G] x (I)
in which
Y is a trivalent to ten-valent hydrocarbon radical with 1 to 25 carbon atoms per radical, which may contain one or more heteroatoms selected from the group consisting of oxygen, nitrogen and silicon atoms,
R can be the same or different and represents a monovalent optionally halogenated hydrocarbon radical having 1 to 18 carbon atoms per radical,
A represents a radical of the formula -R 2 Si-R 2 - (R 2 SiO) m -,
where R 2 is a divalent hydrocarbon radical with 2 to 30 carbon atoms per radical, which can be interrupted by one or more separate oxygen atoms,
G denotes a monovalent radical of the formula -C f H 2f-2k -Z or a divalent radical of the formula -C n H 2n -, where the second bond is to a further radical Y,
Z is a monovalent hydrocarbon radical free from terminal aliphatic carbon-carbon multiple bonds, which is inert towards SiH groups in hydrosilylation reactions and can contain one or more heteroatoms selected from the group consisting of oxygen, nitrogen, boron, silicon and titanium, or with a monovalent polymer radical means more than 20 carbon atoms,
x is an integer from 3 to 10,
f is an integer from 2 to 12,
k is 0 or 1,
n is an integer from 2 to 12,
m is an integer of at least 1 and
p is 0 or an integer positive number,
with the proviso that the branched organosiloxane (co) polymers contain an average of at least one group Z.
Y(CR1=CH2)x
wobei Y und x die in Anspruch 1 dafür angegebene Bedeutung haben und
R1 ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet
mit Organopolysiloxanen (2) der allgemeinen Formel
H(R2SiO)m-Ap-R2SiH
wobei A, R, m und p die in Anspruch 1 dafür angegebene Bedeutung haben,
in Gegenwart von die Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Mehrfachbindung fördernden Katalysatoren (3),
umgesetzt werden,
und in einem zweiten Schritt die so erhaltenen Si-gebundene Wasserstoffatome aufweisenden verzweigten Zwischenprodukte (5) mit organischen Verbindungen (4) der Formel
CfH2f-2k-1-Z
ausgewählt aus der Gruppe von
wenn k = 0: H2C=CR3-Z (4a)
und
wenn k = 1: R4C~C-Z (4b)
wobei R3 und R4 die Bedeutung von R1 haben, und
f, k und Z die in Anspruch 1 dafür angegebene Bedeutung haben,
in Gegenwart von die Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Mehrfachbindung fördernden Katalysatoren (3),
umgesetzt werden. 5. A process for the preparation of the branched organosiloxane (co) polymers according to one of claims 1 to 4, characterized in that in a first step at least three compounds (1) having aliphatic double bonds of the formula
Y (CR 1 = CH 2 ) x
wherein Y and x have the meaning given thereon in claim 1 and
R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 10 carbon atoms
with organopolysiloxanes (2) of the general formula
H (R 2 SiO) m -A p -R 2 SiH
where A, R, m and p have the meaning given for them in claim 1,
in the presence of catalysts which promote the attachment of Si-bonded hydrogen to aliphatic multiple bonds (3),
be implemented
and in a second step the branched intermediates (5) thus obtained containing Si-bonded hydrogen atoms with organic compounds (4) of the formula
C f H 2f-2k-1 -Z
selected from the group of
if k = 0: H 2 C = CR 3 -Z (4a)
and
if k = 1: R 4 C ~ CZ (4b)
wherein R 3 and R 4 have the meaning of R 1 , and
f, k and Z have the meaning given for this in claim 1,
in the presence of catalysts which promote the attachment of Si-bonded hydrogen to aliphatic multiple bonds (3),
be implemented.
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