DE1162569A - Process for stabilizing diorganopolysiloxanes - Google Patents
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DEUTSCHESGERMAN
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9. Januar 1961
6. Februar 1964D 35134 IVd / 39 c
January 9, 1961
February 6, 1964
Nach einem vielfach angewendeten Verfahren zur Herstellung von Diorganosiloxanpolymeren werden lineare Diorganosilanhydrolysate- und Cyclodiorganopolysiloxane, vorzugsweise cyclische Trimere, in Gegenwart von Alkalimetallkatalysatoren erhitzt. Alkalische Katalysatoren bewirken sehr leicht eine Umlagerung von Siloxanbindungen und führen zur Einstellung eines Gleichgewichtes von linearen und cyclischen Organosiloxanen. Da cyclische Organosiloxane jedoch im allgemeinen nicht reaktionsfähig sind, ist ihre Entfernung aus dem Polymeren meist erwünscht. Das einfachste Verfahren hierzu ist das Erhitzen des Produktes im Vakuum oder in einem Umluftofen. Durch die Entfernung der flüchtigen cyclischen Organosiloxane aus dem Gleichgewicht werden aber aus linearen Polymeren cyclische Organosiloxane nachgebildet, die ihrerseits ebenfalls aus dem Gemisch getrieben werden. Um das Gemisch zu stabilisieren, damit der langsame Verlust an linearem Polymeren während der Abtrennung der flüchtigen Bestandteile vermieden wird, ist eine Neutralisierung des Katalysators erforderlich.According to a widely used process for the preparation of diorganosiloxane polymers linear diorganosilane hydrolysates and cyclodiorganopolysiloxanes, preferably cyclic trimers, in Heated in the presence of alkali metal catalysts. Alkaline catalysts very easily cause one Rearrangement of siloxane bonds and lead to an equilibrium between linear and cyclic organosiloxanes. However, since cyclic organosiloxanes are generally not reactive their removal from the polymer is mostly desirable. The easiest way to do this is to do this Heating the product in a vacuum or in a convection oven. By removing the volatile However, cyclic organosiloxanes out of equilibrium become cyclic organosiloxanes from linear polymers reproduced, which in turn are also driven out of the mixture. To get the mixture too stabilize so that the slow loss of linear polymer during the separation of the volatile If constituents are avoided, the catalyst must be neutralized.
Zur Neutralisierung des Katalysators sind mehrere Verfahren bekannt. Nach einem dieser Verfahren werden verschiedene organische Phosphorverbindungen, nach einem anderen wird Jod verwendet. Ein weiteres Verfahren arbeitet mit Chlorsilanen oder HCl, die jedoch nur in der Menge angewandt werden dürfen, die ausreicht, um den alkalischen Katalysator zu neutralisieren, ohne einen Abbau der linearen Polymeren zu bewirken. Bei einem vierten Verfahren werden geringe Mengen an Kieselsäure zugesetzt. Das Vorhandensein von Kieselsäure in dem Polymeren kann jedoch zur Bildung von Bindungen zwischen Polymeren und Kieselsäure und damit zu der als »Verstrammung« bekannten spontanen Härtung führen. Außerdem kann die Kieselsäure bei der Erzielung bestimmter Eigenschaften, etwa optischer Art, in den Endprodukten stören. Nach einem weiteren, insbesondere bei niedrigviskosen Polymeren angewandten Verfahren wird mit verdünnter wäßriger Säure und anschließend mit Wasser gewaschen; dieses Verfahren ist jedoch umständlich.Several methods are known for neutralizing the catalyst. After one of these procedures various organic phosphorus compounds are used, after another iodine is used. A Another method works with chlorosilanes or HCl, which, however, are only used in large quantities allowed to be sufficient to neutralize the alkaline catalyst without degrading the linear To effect polymers. In a fourth method, small amounts of silica are added. However, the presence of silica in the polymer can lead to the formation of bonds between polymers and silica and thus to the spontaneous hardening known as "tautening" to lead. In addition, the silica can be used to achieve certain properties, such as optical Kind of interfering in the final products. According to another, especially applied in the case of low-viscosity polymers The process is washed with dilute aqueous acid and then with water; this However, the procedure is cumbersome.
Es wurde nun gefunden, daß man Diorganopolysiloxane, die Alkalimetallkatalysatoren enthalten, durch Neutralisieren dieser Katalysatoren stabilisieren kann, ohne daß ein Überschuß des Neutralisiermittels schadet, wennmandas Diorganopolysiloxanmit solchen Mengen an einem höchstens 3 C-Atome aufweisenden α-Chlorhydrin mischt, daß mindestens ein Chlor je Alkalimetall vorliegt, und anschließend die flüchtigen Bestandteile durch Erhitzen aus dem Gemisch entfernt.It has now been found that diorganopolysiloxanes containing alkali metal catalysts can stabilize by neutralizing these catalysts without using an excess of the neutralizing agent harms if the diorganopolysiloxane with such Amounts of a maximum 3 carbon atoms containing α-chlorohydrin mixes that at least one chlorine per Alkali metal is present, and then the volatile constituents are removed from the mixture by heating.
Verfahren zum Stabilisieren von Diorganopolysiloxanen Process for stabilizing diorganopolysiloxanes
Anmelder:Applicant:
Dow Corning A. G., Basel (Schweiz)Dow Corning A. G., Basel (Switzerland)
Vertreter:Representative:
L. F. Drissl, Rechtsanwalt,L. F. Drissl, lawyer,
München 23, Clemensstr. 26Munich 23, Clemensstr. 26th
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Leonard B. Bruner, Madison, Wis. (V. St. A.)Leonard B. Bruner, Madison, Wis. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 8. Februar 1960 (Nr. 7120)V. St. v. America of February 8, 1960 (No. 7120)
Die zu stabilisierenden Diorganopolysiloxane können beliebige Alkalimetallkatalysatoren, etwa Alkalimetallhydroxyde, wie Lithium-, Kalium-, Natriumoder Caesiumhydroxyd, oder Salze dieser Hydroxyde as mit Silanolen niedrigen Molekulargewichts, wieThe diorganopolysiloxanes to be stabilized can be any alkali metal catalysts, such as alkali metal hydroxides, such as lithium, potassium, sodium or cesium hydroxide, or salts of these hydroxides with silanols of low molecular weight, such as
KOSi(CHg)2OSi(CHg)8OK oder (CHg)8SiONaKOSi (CHg) 2 OSi (CHg) 8 OK or (CHg) 8 SiONa
enthalten.
Das Polymere kann bis zu 1 Molprozent Monoorganosiloxanoneinheiten und SiO^-Einheiten aufweisen;
der Gehalt an diesen polyfunktionellen Einheiten liegt jedoch vorzugsweise unter 0,1 Molprozent.
Triorganosiloxaneinheiten können ebenfalls in Mengen bis zu 1 Molprozent vorliegen; sie sind
besonders erwünscht, wenn einer der organischen Reste in den Triorganosiloxaneinheiten ein Alkenylrest
ist.contain.
The polymer can have up to 1 mole percent monoorganosiloxanone units and SiO ^ units; however, the content of these polyfunctional units is preferably below 0.1 mol percent. Triorganosiloxane units can also be present in amounts up to 1 mole percent; they are particularly desirable when one of the organic radicals in the triorganosiloxane units is an alkenyl radical.
Die an den Siliciumatomen gebundenen organischen Reste sind im allgemeinen einwertige, gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffreste. Als Beispiele seien genannt: Alkylreste wie Methyl, Äthyl, Isopropyl, tert.-Butyl, 2-Äthylhexyl, Dodecyl, Octadecyl und Myricyl, AÜcenylreste wie Vinyl, Allyl, Decenyl und Hexadienyl, Cycloalkylreste wie Cyclohexyl und Cyclopentyl, Cycloalkenylreste wie Cyclopentenyl, Cyclohexenyl und Cyclo-i^-hexadienyl, Arylreste wie Phenyl, Naphthyl und Xenyl, Aralkylreste wie Benzyl, Phenyläthyl und Xylyl und Alkarylreste wie Tolyl und Dimethylphenyl, sowie Chlormethyl-S^jS-Trifluorpropyl-, 3,3,4,4,5,5,5-Heptafluorpentyl-, Perchlor-, Phenyl-, 3,4-Dibromcyclohexyl-, [«,^,/S-Trifiuor-a-chlorcyclobutyl-], α,α,α-Trifhiortolyl-, 2,4-Dibrombenzyl-,The organic radicals bonded to the silicon atoms are generally monovalent, optionally halogenated hydrocarbon radicals. Examples include: alkyl radicals such as methyl, ethyl, isopropyl, tert-butyl, 2-ethylhexyl, dodecyl, octadecyl and myricyl, alenyl radicals such as vinyl, allyl, decenyl and hexadienyl, cycloalkyl radicals such as cyclohexyl and Cyclopentyl, cycloalkenyl radicals such as cyclopentenyl, cyclohexenyl and cyclo-i ^ -hexadienyl, aryl radicals such as Phenyl, naphthyl and xenyl, aralkyl radicals such as benzyl, phenylethyl and xylyl and alkaryl radicals such as tolyl and Dimethylphenyl, as well as chloromethyl-S ^ jS-Trifluorpropyl-, 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoropentyl-, perchlor-, phenyl-, 3,4-dibromocyclohexyl-, [«, ^, / S-trifluoro-a-chlorocyclobutyl-], α, α, α-Trifhiortolyl-, 2,4-Dibrombenzyl-,
409 507/473409 507/473
Difluormonochlorvinyl- und 2-Jodcyclopenten-3-ylreste. Es kann jedoch ganz allgemein jedes einen Alkalimetallkatalysator enthaltende Diorganopolysüoxan dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden.Difluoromonochlorovinyl and 2-iodocyclopenten-3-yl radicals. However, in general, any diorganopolysiloxane containing an alkali metal catalyst can be used are subjected to the method according to the invention.
Zu den erfindungsgemäß verwendbaren a-Chlorhydrinen gehört jedes CHorhydrin mit nicht mehr als 3 C-Atomen, worin ein Cl-Atom und eine OH-Gruppe an nebeneinanderliegende C-Atome gebunden sind, beispielsweiseThe α-chlorohydrins which can be used according to the invention belongs to any chlorohydrin with not more than 3 C atoms, in which one Cl atom and one OH group are bound to adjacent carbon atoms, for example
Äthylenchlorhydrin ClCHCH8OH,
Propylenchlorhydrin CH3CHOHCH2Cl,
Grycerin-a-monochlorhydrm
CICH2CHOHCh2OH und
Glycerin-a.y-dichlorhydrin C1CH2CHOHCH2C1.Ethylene chlorohydrin ClCHCH 8 OH,
Propylene chlorohydrin CH 3 CHOHCH 2 Cl,
Grycerin-a-monochlorohydrm
CICH 2 CHOHCh 2 OH and
Glycerin-ay-dichlorohydrin C1CH 2 CHOHCH 2 C1.
einer Menge, die etwa einem Natriumatom auf je 5000 Siliciumatome äquivalent ist, zu einer hochviskosen Masse mit einer Plastizität nach Williams von ungefähr 1,984 mm polymerisiert wurde, werden erfindungsgemäß mit IO g Äthylenchlorhydrin 1 Stunde bei Raumtemperatur vermischt. Das Gemisch wird dann in einem Umluftofen 166 Stunden auf 1500C erhitzt. Der Gewichtsverlust macht 1,7% aus, wovon mindestens 0,8 % überschüssiges Äthylenchlorhydrin sind.an amount equivalent to about one sodium atom for every 5000 silicon atoms, polymerized to a highly viscous mass with a Williams plasticity of about 1.984 mm, are mixed according to the invention with 10 g of ethylene chlorohydrin for 1 hour at room temperature. The mixture is then heated to 150 ° C. in a forced-air oven for 166 hours. The weight loss is 1.7%, of which at least 0.8% is excess ethylene chlorohydrin.
Eine Probe der hochviskosen Masse wird in einem Umluftofen ohne vorherige Neutralisation auf 150°C erhitzt. Nach 144 Stunden beträgt der Gewichtsverlust 69,2%.A sample of the highly viscous mass is heated to 150 ° C. in a convection oven without prior neutralization heated. After 144 hours the weight loss is 69.2%.
B ei spi el 2Example 2
Für die erfindungsgemäße Neutralisierung des Alkalimetallkatalysators muß mindestens so viel «-Chlorhydrin eingesetzt werden, daß ein Chloratom je Alkalimetallkation vorliegt. Bekanntlich werden so die Katalysatoren in einer Menge eingesetzt, die einem Verhältnis von Alkalimetallatom zu Siliciumatomen von mindestens 1:200 000, vorzugsweise zwischen 1:20 000 und 1:2000, entspricht. Das heißt, daß unter günstigen Bedingungen nur 0,0005 Gewichtsteile «-Chlorhydrin auf je 100 Teile Polymeres zur Neutralisierung des Katalysators erforderlich sind: Es ist jedoch zweckmäßig, einen starken molaren Überschuß an «-Chlorhydrin einzusetzen, damit vollständige Neutralisierung des Katalysators innerhalb eines angemessenen Zeitraums gewährleistet ist. Da das «-Chlorhydrin die Siloxane nicht angreift, ist ein fünfzigfacher oder noch höherer Überschuß nicht schädlich; im allgemeinen werden nicht mehr als 1 bis 2 Gewichtsteile «-Chlorhydrin auf je 100 Teile Polymeres verwendet. Gegebenenfalls können jedoch 10 oder mehr Gewichtsteile «-Chlorhydrin auf lOOTeile Polymeres eingesetzt werden.For the neutralization of the alkali metal catalyst according to the invention at least as much is required «-Chlorhydrin are used that there is one chlorine atom per alkali metal cation. It is well known that this will be the case the catalysts are used in an amount which has a ratio of alkali metal atoms to silicon atoms of at least 1: 200,000, preferably between 1:20,000 and 1: 2000. It means that under favorable conditions only 0.0005 parts by weight of -chlorohydrin per 100 parts of polymer for neutralization of the catalyst are required: However, it is advisable to use a large molar excess of «-Chlorohydrin use, thus complete neutralization of the catalyst within a reasonable Period is guaranteed. Since the -chlorohydrin does not attack the siloxanes, is a fifty-fold or more excess is not harmful; generally will not be more than 1 to 2 parts by weight of -chlorohydrin used per 100 parts of polymer. However, if necessary 10 or more parts by weight of chlorohydrin can be used per 100 parts of polymer.
Das «-Chlorhydrin wird mit dem den Alkalimetallkatalysator enthaltenden Diorganopolysiloxan gründlieh gemischt. Das Chlorhydrin kann, gegebenenfalls gelöst, in einem Lösungsmittel wie Aceton, Diäthyläther, Benzol, Toluol, Heptan, Butanol, Dioxan oder Tetrahydrofuran zugesetzt werden. Wenn die Mischung nicht homogen ist, beschleunigt 1- bis 4stündiges Erhitzen bei Temperaturen bis zu 2500C, gegebenenfalls unter Druck, die Neutralisation ohne wesentlichen Gewichtsverlust. Nach Beendigung des Mischvorgangs zwischen «-Chlorhydrin und dem Polymeren wird das Gemisch in an sich bekannter Weise, d. h. durch Erhitzen in einem Umluftofen oder im Vakuum auf 100 bis 2500C von flüchtigen Stoffen, insbesondere cyclischen Organosiloxanes überschüssigem α-Chlorhydrin befreit.The -chlorohydrin is thoroughly mixed with the diorganopolysiloxane containing the alkali metal catalyst. The chlorohydrin, optionally dissolved, can be added in a solvent such as acetone, diethyl ether, benzene, toluene, heptane, butanol, dioxane or tetrahydrofuran. If the mixture is not homogeneous, speeds 1 to 4stündiges heating at temperatures up to 250 0 C, if appropriate under pressure, the neutralization without substantial weight loss. After the end of the mixing process between -chlorohydrin and the polymer, the mixture is freed from volatile substances, in particular cyclic organosiloxanes, excess α-chlorohydrin in a manner known per se, ie by heating in a convection oven or in vacuo to 100 to 250 ° C.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut zur Stabilisierung von Diorganosüoxanpolymeren, die zur Herstellung von Glasscbichtstoffen, bei denen optische Klarheit gefordert wird, verwendet werden sollen.The process according to the invention is particularly suitable for stabilizing diorganosuoxane polymers, used in the manufacture of glass laminates where optical clarity is required should be.
1000 g 3,3,3-Trffiuorpropylmethylporysiloxan, das nach hier nicht beanspruchtem Verfahren mit NaOH in 100 Gewichtsteile eines Mischpolymeren aus 99,858 Molprozent Dimethylsiloxan- und 0,142 Molprozent Methylvinylsiloxaneinheiten, das nach hier nicht beanspruchtem Verfahren mit KOH in einer Menge, die einem Kaliatom auf je 5000 Siliciumatome annähernd äquivalent ist, zu einer hochviskosen Masse mit einer Plastizität nach Williams von ungefähr 1,524 mm polymerisiert wurde, werden erfindungsgemäß mit 1 Gewichtsteil Äthylenchlorhydrin vermischt. Das Gemisch wird gewalzt, 3 Stunden auf 2000C erhitzt, um den Ablauf der Umsetzung zu sichern, und dann 24 Stunden in einem Umluftofen auf 2500C erhitzt. Der Gewichtsverlust beträgt 6,18 %.1000 g of 3,3,3-Trffiuorpropylmethylporysiloxan, the process not claimed here with NaOH in 100 parts by weight of a copolymer of 99.858 mole percent dimethylsiloxane and 0.142 mole percent methylvinylsiloxane, the process not claimed here with KOH in an amount that corresponds to one potassium atom per each 5000 silicon atoms is approximately equivalent, has been polymerized to a highly viscous mass with a Williams plasticity of approximately 1.524 mm, are mixed according to the invention with 1 part by weight of ethylene chlorohydrin. The mixture is rolled, heated for 3 hours at 200 0 C, to secure the end of the reaction, and then heated for 24 hours in a convection oven at 250 0 C. The weight loss is 6.18%.
Eine Probe der hochviskosen Masse wird ohne vorherige Neutralisation auf gleiche Weise erhitzt. Es tritt nach 24 Stunden bei 250° C ein Gewichtsverlust von 99,5% ein.A sample of the highly viscous mass is heated in the same way without prior neutralization. A weight loss of 99.5% occurs after 24 hours at 250 ° C.
Gleichwertige Ergebnisse werden erhalten, wenn das Mischpolymere aus Dimethylsiloxan- und Methylvinylsiloxaneinheiten durch ein · Phenylmethylpolysiloxan ersetzt wird, das nach hier nicht beanspruchtem Verfahren mit (C6H8) (CH^aSiONa in einer Menge, die einem Natriumatom auf je 4000 Siliciumatome äquivalent ist, zu einer hochviskosen Masse mit einer Plastizität nach Williams von 2,032 mm polymerisiert wurde.Equivalent results are obtained if the mixed polymer of dimethylsiloxane and methylvinylsiloxane units is replaced by a phenylmethylpolysiloxane which, according to the method not claimed here, contains (C 6 H 8 ) (CH ^ aSiONa in an amount equivalent to one sodium atom for every 4000 silicon atoms , was polymerized to a highly viscous mass with a Williams plasticity of 2.032 mm.
Ebenso werden gleichwertige Ergebnisse erhalten, wenn erfindungsgemäß an Stelle des Äthylenchlorhydrins jeweils 0,25 Gewichtsteile Propylenchlorhydrin, 0,50 Gewichtsteile Glycerin-a-monochlorhydrin und 1,0 Gewichtsteil Glycerin-Äjy-dichlorhydrin verweniet werden.Equivalent results are also obtained if, according to the invention, instead of ethylene chlorohydrin each 0.25 part by weight of propylene chlorohydrin, 0.50 part by weight of glycerol-a-monochlorohydrin and 1.0 part by weight of glycerine-ay-dichlorohydrin is used will.
Claims (2)
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1162569A true DE1162569A (en) | 1964-02-06 |
DE1162569B DE1162569B (en) | 1964-07-30 |
Family
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