DE2059546C3 - Process for the preparation of equilibrated organopolysiloxane mixtures containing predominantly linear terminal sulfuric acid groups - Google Patents

Process for the preparation of equilibrated organopolysiloxane mixtures containing predominantly linear terminal sulfuric acid groups

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DE2059546C3
DE2059546C3 DE19702059546 DE2059546A DE2059546C3 DE 2059546 C3 DE2059546 C3 DE 2059546C3 DE 19702059546 DE19702059546 DE 19702059546 DE 2059546 A DE2059546 A DE 2059546A DE 2059546 C3 DE2059546 C3 DE 2059546C3
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Description

HO3SO-HO 3 SO-

IOIO

20 Dialkylcyclopolysiloxancn bei 15 bis 70" C vornimmt.
1 l.Äquilibrierte Organopolysiloxangemische der
20 dialkylcyclopolysiloxane at 15 to 70 "C.
1 L. Equilibrated organopolysiloxane mixtures of the

allgemeinen Formelgeneral formula

KO3SO-KO 3 SO-

Si—O—
R
Si — O—
R.

SOjHSOjH

(n = 2 bis 20, R = Alkyirest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei die R-Reste durch die Reste(n = 2 to 20, R = alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms, where the R radicals through the radicals

-(CH2J3OSO5SiR3, -(CH2J3OSO3H. -CH2Br, -(CH2)JCl, -(CH2J2OR, -(CH2UR1, -(CH2)3ORf;- (CH 2 J 3 OSO 5 SiR 3 , - (CH 2 J 3 OSO 3 H. -CH 2 Br, - (CH 2 ) JCl, - (CH 2 J 2 OR, - (CH 2 UR 1 , - ( CH 2 ) 3 OR f ;

Rf = Perfiuoralkylrest; χ = ganze Zahl substituiert sein können und wobei ein Teil der Kohlenwasserstoffreste R durch den RestR f = Perfiuoralkylrest; χ = integer can be substituted and some of the hydrocarbon radicals R by the remainder

—ο——Ο—

Si—ΟΙ RSi — ΟΙ R.

SO3HSO 3 H

ersetzt sein kann), hergestellt nach einem oder mehreren der Verfahren der Ansprüche I bis 10. 12. Organopolysiloxangemische nach An Spruch 11, gekennzeichnet durch die Formelcan be replaced), produced by one or more of the processes of claims 1 to 10. 12. Organopolysiloxane mixtures according to An Spruch 11, characterized by the formula

"R
ι
"R
ι
— 0 —- 0 - aa RR. 0 —0 - --- SO3HSO 3 H
I
Si
I.
Si
i
Si —
i
Si -
RR. 0 —0 -
RR. SiSi ftft

Si —0 —Si —0 -

SO3HSO 3 H

(worin b = O bis 20; ist b — 0, a = 1 bis 105; ist b Ξ> 1, a - 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10). 13. Organopolysiloxangemische nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Formel(where b = 0 to 20; b - 0, a = 1 to 10 5 ; b Ξ> 1, a - 1 to 20, preferably 1 to 10). 13. Organopolysiloxane mixtures according to claim 11, characterized by the formula

CH3-Si-CH 3 -Si-

(u = I bis 20, vorzugsweise 1 bis 10). (u = 1 to 20, preferably 1 to 10).

CH3 CH 3 OSO3HOSO 3 H ilil 0-0- -Si -
I
-Si -
I.
CH3 CH 3

Schwefclsäuiedcrivatc von Organohalogensilanen sind bereits vielfach beschrieben worden. Derartige Organosilylsulfale können nach verschiedenen Verfahren, z. B. durch Einwirkung von Schwefelsäure auf Trimethyichlorsilan, gewonnen werden:Sulfur acid derivatives of organohalosilanes have already been described many times. Such Organosilyl sulfals can be prepared by various methods, e.g. B. by the action of sulfuric acid Trimethyichlorosilane, obtained:

2(CH3I3Si-Cl + H2SO4 2 (CH 3 I 3 Si-Cl + H 2 SO 4

MCHj)3Si-OSO-Si(CH3).,
O
MCHj) 3 Si-OSO-Si (CH 3 ).,
O

Es sind auch bereits Polysiloxane mit intramolekular gebundenen Sulfatgruppen beschrieben worden. Beispiele solcher Verbindungen sind in der USA.-Patentschrift 31 15 512 zu finden, wobei diese Polysiloxane noch zusätzlich Haiogen- öder Alkoxygruppen gebunden enthalten.Polysiloxanes with intramolecularly bonded sulfate groups have also already been described. Examples of such compounds can be found in US Pat. No. 3,115,512, these being polysiloxanes in addition, Haiogen or alkoxy groups bound included.

Es ist weiter seit langem bekannt, daß man Organopolysiloxane mit Schwefelsäure äquilibneren kann. Ein derartiges Äquilibrierungsverfahren ist z. B. in der DT-PS 1034 631 beschrieben. Die erhaltenen Polysiloxane sind frei von Schwefelsäuregruppen, pie Äquilibrierung wird mit Säure, wie z. B. Schwefelsäure oder Ansolvosäure, durchgeführt. Es ist von Bedeutung, daß im Gegensatz zu dem nachstehend beschriebenen erfindungsgeniäßen Verfahren ein >-5 homogener Einbau der Säuren in das Siloxansystem nicht erfolgt.It has also long been known that organopolysiloxanes can be equilibrated with sulfuric acid. Such an equilibration process is e.g. B. in DT-PS 1034 631 described. The polysiloxanes obtained are free of sulfuric acid groups, pie equilibration is carried out with acid, such as. B. sulfuric acid or Ansolvo acid performed. It is that is not made of significance in contrast to the below-described method, a erfindungsgeniäßen> -5 homogeneous incorporation of the acids in the siloxane.

Bei dem Versuch, diese Äquilibierungsreaktion in Ihrer Kinetik zu erklären, hat man auch das Auftreten von Verbindungen mit ^SiOSO3H-Gruppen postuliert. Es wurden auch Vermutungen darüber angestellt, daß bei der Äquilibrierungsreaktion intermediär Verbindungen der FormelIn the attempt to explain this equilibration reaction in terms of its kinetics, one has also postulated the occurrence of compounds with ^ SiOSO 3 H groups. It has also been suggested that compounds of the formula

atomen, wobei die R-Reste durch die Reste
-(CHJ3OSO3SiR3, -(CH2J3OSO3H,
-CH2Br, -(CH2J3CI, -(CH2J2OR,
f, —(CH2)3ORf;
atoms, where the R radicals through the radicals
- (CHJ 3 OSO 3 SiR 3 , - (CH 2 J 3 OSO 3 H,
-CH 2 Br, - (CH 2 J 3 CI, - (CH 2 J 2 OR,
f, - (CH 2 ) 3 OR f ;

Rr = Perfluoralkylrest; χ = ganze Zahl, substituiert sein können, und wobei ein Teil der Kohlenwasserstoffreste R durch den RestR r = perfluoroalkyl radical; χ = integer, can be substituted, and some of the hydrocarbon radicals R by the remainder

— O-- O-

Si-O-R Si-O-R

SO3HSO 3 H

ersetzt sein kann)., die im Gleichgewicht mit cyclischen Verbindungen der allgemeinen Formelcan be replaced). which are in equilibrium with cyclic Compounds of the general formula

HO3SO-HO 3 SO-

CH3 CH 3

Si-O-CH3 _Si-O-CH 3 _

SO,HSO, H

Si—ΟΙ
R
Si — ΟΙ
R.

SO3 SO 3

(.χ = kleine, ganze Zahl) gebildet werden würden. Die Existenz dieser Verbindungen ist jedoch nicht mit Sicherheit nachgewiesen worden.(.χ = small, whole number) would be formed. However, the existence of these compounds has not been established with certainty.

überdies könnten diese Verbindungen nur in kleinen Mengen im Gemisch mit überwiegend schwefelsäureesterfreien Organopolysiloxanen vorliegen. In keinem Fall konnten derartige Verbindungen isoliert Werden.moreover, these connections could only be in small amounts are present in a mixture with predominantly sulfuric acid ester-free organopolysiloxanes. In In no case could such compounds be isolated.

überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man vorwiegend lineare, endständige ScKwefelsäuregruppen aufweisendeäquilibrierte Organopolysiloxangemische der allgemeinen FormelSurprisingly, it has now been found that there are predominantly linear, terminal sulfuric acid groups comprising de-equilibrated organopolysiloxane mixtures the general formula

TRTR

(R = vorgenannte Bedeutung, wobei jeweils zwei der Reste(R = above meaning, with two of the Leftovers

TRTR

—O--O-

durch einen Restthrough a rest

Si —O—Si —O—

SO3HSO 3 H

-O--O-

HO3SO-HO 3 SO-

Si-O-R Si-O-R

Si-O-Si-O-

SO3 SO 3

R
-Si-O-
R.
-Si-O-

SO3HSO 3 H

(D(D

(11 = 2 bis 20, R = Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffersetzt sein können; in = 1 bis 10, vorzugsweise I oder 2) und Schwefelsäure stehen, dadurch herstellen kann, daß man(11 = 2 to 20, R = alkyl radical can be replaced by 1 to 6 carbon; in = 1 to 10, preferably I or 2) and sulfuric acid can be prepared by

a) Organopolysiloxane mit Struktureinheiten der allgemeinen Formela) Organopolysiloxanes with structural units of the general formula

Si—ΟΙ
R
Si — ΟΙ
R.

TlTl

Si-O-TR Si-O-TR

O-O-

Si-O-Si-O-

Si—O—
R
Si — O—
R.

(III)(III)

(R = Kohlenwasserstoffrest, der gegebenenfalls mit einem gegenüber Schwefelsäure inerten Rest substituiert sein kann; b = O bis 20, wenn b = O, a = 1 bis IO5, wenn b ^ 1, a = 1 bis 20) mit H2S2O7 in Mengen Von (bezogen auf Siloxanbindungen) 10~5 bis $ ■ 10"' Mol bei gegebenenfalls bis auf 150°C erhöhter Temperatur umsetzt, wobei vorzugsweise das Siloxan tür Pyroschwefelsäure zugegeben wird, oder(R = hydrocarbon radical, which can optionally be substituted by a radical inert towards sulfuric acid; b = O to 20, if b = O, a = 1 to IO 5 , if b ^ 1, a = 1 to 20) with H 2 S preferably wherein the siloxane door pyrosulfuric acid is added 2 O 7 in amounts (based on siloxane) 10 ~ 5 to $ ■ 10 "'moles optionally at elevated up to 150 ° C temperature is reacted, or

b) die vorgenannten Organopolysiloxane mit H2SO* in Mengen von (bezogen auf Siloxanbindungen) 10
bis 1 Mol bei gegebenenfalls mäßig erhöhter Temperatur umsetzt und das gebildete Reaktionswasser azeotrop mit niedrigsiedenden inerten Lösungsmitteln oder im Vakuum oder durch einen Inertgasstrom entfernt, wobei vorzugsweise das Siloxan zur Schwefelsäure zugegeben wird, oder
b) the aforementioned organopolysiloxanes with H 2 SO * in amounts of (based on siloxane bonds) 10
up to 1 mol is reacted at, if appropriate, a moderately elevated temperature and the water of reaction formed is removed azeotropically with low-boiling inert solvents or in vacuo or by a stream of inert gas, the siloxane preferably being added to the sulfuric acid, or

c) Organohalogenpolysiloxanc der allgemeinen Formelc) organohalopolysiloxane of the general formula

X-Si-R X-Si-R

Si-O-R Si-O-R

Si — O R OSi - O R O

Si —ΟΙ RSi —ΟΙ R

Si-XSi-X

"R"R

Si —ΟΙ
R
Si —ΟΙ
R.

Si-X
R
Si-X
R.

(X = Halogen, vorzugsweise —Cl oder —Br), die 15 der Formel gegebenenfalls noch jeweils zwei Si-Atome verknüpfende (X = halogen, preferably —Cl or —Br), the 15 of the formula optionally also linking two Si atoms

IlIl

— O — S — O —-Gruppen O- O - S - O - groups O

enthalten können, mit H2SO4 in Mengen von (bezogen auf Silylhalogenid) 1 bis 1,1 Mol, gegebenenfalls bei bis auf 15O0C erhöhter Temperatur umsetzt, wobei vorzugsweise die Schwefelsäure zum Organohalogenpolysiioxan gegeben wird, und gegebenenfalls die nach a), b) oder c) erhaltenen Verbindungen mit Dialkylcyclopolysiloxanen, gegebenenfalls bei bis auf 150° C erhöhter Temperatur umsetzt. Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen HO,SO—may contain, with H 2 SO 4 in amounts (based on silyl halide) 1 to 1.1 mol, optionally at up to 15O 0 C elevated temperature are reacted, preferably the sulfuric acid is added to the Organohalogenpolysiioxan, and optionally after a), b) or c) the compounds obtained are reacted with dialkylcyclopolysiloxanes, if appropriate at a temperature elevated to 150.degree. The compounds HO, SO- prepared according to the invention

Si-O-Si-O-

SO3HSO 3 H

stehen dabei im Gleichgewicht mit Verbindungen der Formelare in equilibrium with compounds of the formula

Si—O—Si — O—

SO3 SO 3

(H)(H)

und Schwefelsäure, wobei m einen Wert von 1 bis; 10 hat, vorzugsweise 1 oder 2 ist. Dieses Gleichgewicht läßt sich durch folgendes Schema darstellen:and sulfuric acid, where m has a value from 1 to; 10, preferably 1 or 2. This balance can be represented by the following scheme:

m HO3SO- m HO 3 SO-

Si —ΟΙ Si —ΟΙ

(D(D

SO,H =SO, H =

RR. 0 —0 - SO3 SO 3 ππ + wi H2SO4 + wi H 2 SO 4 inin Si —
I
Si -
I.
__
I
R
I.
R.
(H)(H)

Es ist dem Fachmann selbstverständlich, daß in diesen Produkten geringe Gleichgewichtsgehalte an Dialkylcyclopolysiloxanen enthalten sein können.It is obvious to the person skilled in the art that these products contain low equilibrium contents Dialkylcyclopolysiloxanes can be included.

Ist ein Teil der Reste R der Verbindung der Formel 1 durch den RestIs part of the radicals R of the compound of formula 1 through the radical

—O—-O-

Si-O-R Si-O-R

SO3HSO 3 H

ersetzt, so können bei den entsprechenden Produkten der Formel II jeweils zwei dieser Reste durch den Restreplaced, two of these radicals can be replaced by the radical in the corresponding products of the formula II

5555

—o—-O-

Si-O-Si-O-

SO3-SO 3 -

R -Si-O-R -Si-O-

ersetzt sein.be replaced.

Es wird ausdrücklich festgestellt, daß es sich bei den Verbindungen der Formeln I und II immer um Gemische von Polymerhomologen handelt, die sich in bezug auf die Molekulargewichte und die Strukturverteilung im Gleichgewicht befinden.It is expressly stated that the compounds of the formulas I and II are always Mixtures of polymer homologues, which are related to the molecular weights and the structural distribution are in balance.

Die Werte für den Index π brauchen in bezug auf das Häufigkeitsmaximurn bei den linearen und den cyclischen Verbindungen nicht übereinstimmen.The values for the index π need in relation to the maximum frequency for the linear and the cyclic compounds do not match.

Die cyclischen PolydiaVkylsiloxanylsulfate haben vorwiegend η-Werte von 2 bis 10 und ,'«-Werte von 1 und 2.The cyclic polydiacylsiloxanyl sulfates have predominantly η-values from 2 to 10 and "" - values of 1 and 2.

Kettenförmige Polydialkylsüoxane mit SO3H-Gruppen in a- und co-Stellung können w-Werte bis zu mehreren Tausend besitzen.Chain-shaped polydialkylsüoxanes with SO 3 H groups in the a and co positions can have w values of up to several thousand.

Die DT-PS Π 74509 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von keiicniui migcii, !laÜGgcn- oder AIkoxygruppen sowie Sulfatgruppen enthütltenden Organopolysiloxanen durch Umsetzung von difunktionellen Halogen- bzw. Alkoxysilanen mi'! Wasser und Schwefelsäure. Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte sind halogen- und alkoxyfrei. überdies liegen die erfindungsgemäß hergestellten Produirte im Gleichgewicht mit cyclischen Verbindungen von Dies trifft auf die Verfahrensprodukte der ΡΤ-PS 1174509 nicht zu.The DT-PS Π 74509 concerns a method for Production of keiicniui migcii,! LaÜGgcn or alkoxy groups and organopolysiloxanes containing sulfate groups by reacting difunctional halogen or alkoxysilanes mi '! water and Sulfuric acid. The products produced according to the invention are halogen-free and alkoxy-free. moreover lie the products manufactured according to the invention in equilibrium with cyclic compounds from Dies meets the process products of ΡΤ-PS 1174509 not to.

Das erfindungsgemäße Verfahren konnte auch nicht der DT-PS 11 57 789 entnommen werden. Dort wird ein Verfahren zur Herstellung von Organo-The process according to the invention could not be found in DT-PS 11 57 789 either. there a process for the production of organic

609620Π67609620Π67

siliciumverbindungen beschrieben, die die Gruppierung silicon compounds are described that form the grouping

= Si — M — O — S — O—= Si - M - O - S - O—

Il οIl ο

enthalten. Hier sind die SO3-Gruppen über Alkylen an Silicium gebunden. Gleichgewichtseinstellungen sind nicht möglich.contain. Here the SO 3 groups are bonded to silicon via alkylene. Balance adjustments are not possible.

Die Produkte sind im Gegensatz zu den erfindungsgemäßen Produkten weitgehend hydrolysestabil. Diese organofunktionellen Produkte haben somit keine Verwandtschaft zu den erfindungsgemäß hergestellten Gleichgewichtsprodukten.In contrast to the products according to the invention, the products are largely stable to hydrolysis. This Organofunctional products are therefore not related to those produced according to the invention Equilibrium products.

Ähnlich verhält es sich bei dem in der DT-PS 12 06160 beschriebenen Verfahren zum Sulfonieren von Organopolysiloxanen oder Organoalkoxysilanen. Die DT-PS 12 06 160 betrifft, wie aus Spalte 1, Zeiten 32 ff., entnommen werden kann, Verbindungen bei denen die SO3-Gruppe über eine Alkylcngruppi an das Siliciumatom gebunden enthalten ist. Di< Umsetzung mit Alkalibisulfit oder Alkalipyrosulfi vollzieht sich also nach den Regeln der kohlenstoff organischen und nicht der siliciumorganischen Che mie.The situation is similar with the process described in DT-PS 12 06160 for sulfonating organopolysiloxanes or organoalkoxysilanes. DT-PS 12 06 160 relates, as can be seen from column 1, times 32 ff., Compounds in which the SO 3 group is bonded to the silicon atom via an alkyl group. The reaction with alkali bisulphite or alkali pyrosulphite thus takes place according to the rules of organic carbon and not of organosilicon chemistry.

Die erfindungsgemäße Reaktionsweise, bei der die SO-j-Gruppe direkt mit einem Siliciumatom verbunden ist, konnte somit aus dieser Lehre nichl hergeleitet weiden.The inventive reaction, in which the SO-j group directly linked to a silicon atom could not be derived from this teaching.

Der Rest R kann innerhalb des Polysiloxanen^- sches und damit auch innerhalb desselben Mofeküls gleiche oder verschiedene Bedeutuim haben. Untei den bereits genannten Resten sind die Alkylreste mit I bis 6 Kohlenstoffatomen und hiervon insbesondere der Methyl- und der Äthylrest bevorzugt.The radical R can within the polysiloxane ^ - and thus also have the same or different meanings within the same Mofeküls. Sub the radicals already mentioned are the alkyl radicals with I to 6 carbon atoms and of these in particular the methyl and ethyl radicals are preferred.

Die Verbindungen, welche in ihrer Bruttozusammensetzung durch die allgemeine Formel I dargestellt werden können, entsprechen z.B. folgender näher definierter Struktur:The compounds represented by the general formula I in their gross composition correspond, for example, to the following more precisely defined structure:

HO3SOHO 3 SO

Si —ΟΙ RSi —ΟΙ R.

Si —Ο — R Si - - R

Ο —Ο -

Si —Ο — SO3HSi - - SO 3 H

Si-OSi-O

SO3HSO 3 H

"R"R

Si —Ο —
R
Si —Ο -
R.

RR.
jj
c- b c- b RR.
II.
aa
Si —Ο — Si —Ο - OO
II.
I
Si — O —
I.
Si - O -
R —Si —RlR —Si —Rl
j :j:
OO
? -L ? - L "R — Si — R- "R - Si - R- SO3HSO 3 H II.
OO
ι -Iι -I
II.
SO3-SO 3 -

Si-O-Si-O-

so;so;

(l-c>t_ (lc > t_

Q-C)-I,Q-C) -I,

'-Ψ) H2SO, '-Ψ) H 2 SO,

öchc aes bleich- h Πöchc aes pale- h Π

enzen t A h enzen t A h

— . ^*«,«^.* ««ι \ΐΛ-ι IA-WIiLtM öchc aes bleich- h Π fco*-. ^ * «,« ^. * «« Ι \ ΐΛ-ι IA-WIiLtM öchc aes pale- h Π fco *

gewichts sätügen sich die Restvalenzen unter Aus- hat/,,W tfmtn Wert von ] bis 1^- lst b ^ l> by weight, the remaining valences would be sated under Aus hat / ,, W tf mtn value from] to 1 ^ - lst b ^ l >

bildung von Silicium-Sauerstoff-Schwefel-Bindure-n rnZh+™ " VOn ' bis 20' vorzugsweise von 1 bis Formation of silicon-oxygen-sulfur bond-n rnZh + ™ " from ' to 20 ', preferably from 1 to

mtra- oder intermolekular ab. Dabei hat der IndSi ΒείϊΐΓ'" SV?* ° bis L ~ mtra- or intermolecular. The IndSi has ΒείϊΐΓ '" SV? * ° to L ~

einen Wert von O bis 20, vorzugsweise O bis 5. Ist io vorlie en ri" dividuen' die in diesen Gemischen a value of O to 20, preferably O to 5. Is io vorlie en ri "dividuals' the mixtures in these

CH3-Si-CH 3 -Si-

o—si—o — si—

- CH3J OSO3H - CH 3 J OSO 3 H

20 59 54820 59 548

CH3-SiCH 3 -Si

OSO3HOSO 3 H

SOSO CH3 CH 3 0 —0 - αα HO3 HO 3 I
Si —
I
I.
Si -
I.
II.
_CH3 _CH 3

CH3 [Γ CH3 CH 3 [Γ CH 3

— Si —Ο —Si —- Si —Ο —Si -

0—Si —0 — Si -

OSO3HOSO 3 H

In den vorgenannten spezifischen Beispielen haben α und α' die gleiche Bedeutung, müssen jedoch nicht identische Zahlenwerte besitzen.In the aforementioned specific examples, α and α 'have the same meaning, but need not have identical numerical values.

Die erfindungsgemäßen neuen, endständige Schwefelsäuregruppen aufweisenden äquilibrierten Organopolysiloxangemische der Formel I lassen sich durch die im Anspruch 1 festgehaltenen Verfahren a), b) oder c) gewinnen.The novel equilibrated organopolysiloxane mixtures containing terminal sulfuric acid groups according to the invention of the formula I can be determined by the process a), b) set out in claim 1 or c) win.

Das Verfahren a) besteht darin, daß man Organopolysiloxane mit Struktureinheiten der allgemeinen FormelProcess a) consists in organopolysiloxanes having structural units of the general formula

TRTR

Si—Ο—Si — Ο—

Si—Ο—Si — Ο—

Ο—Ο—

Si-O-Si-O-

R
(HI)
R.
(HI)

•Üb• Ex

Si—O—
R
Si — O—
R.

worin α, b und R die bereits beschriebene Bedeutung haben, mit H2S2O7 in Mengen von (bezogen aul Siloxanbindungen) 10"5 bis 5 · 10"' Mol bei gegebenenfalls bis auf 150° C erhöhter Temperatur umsetzt wobei vorzugsweise das Siloxan zur Pyroschwefel· säure zugegeben wird.where α, b and R have the meaning already described, with H 2 S 2 O 7 in amounts of (based on siloxane bonds) 10 " 5 to 5 · 10"'mol at optionally up to 150 ° C increased temperature, preferably the Siloxane is added to the pyrosulfuric acid.

Die Restvalenzen in der Formel III sättigen sicr — bevorzugt intramolekular — unter Bildung vor SiOSi Bindungen ab oder sind durch endblockierend< Reste besetztThe residual valences in formula III saturate - preferably intramolecularly - with formation SiOSi bonds or are occupied by end-blocking residues

Beispiele solcher Reste, deren Einfluß auf die Konstitution der Endprodukte hier vernachlässig werden kann, sind Hydroxyl-, AlkuAy-, Avyloxy-Trialkylsiloxy-, Haiogen-, insbesondere Chlor- odei Bromreste.Examples of such residues, the influence of which on the constitution of the end products is negligible here are hydroxyl-, alkuay-, avyloxy-trialkylsiloxy-, Haiogen, especially chlorine or bromine residues.

Bevorzugt werden solche Organopolysiloxane ver wendet, die cyclische Struktur haben und bei dener a = 1,5 bis 5 und b = O ist oder an solchen Cyclo polysiloxanen reiche Hydrolysate von Dialkylchlor silanen und handelsübliche Dialkylpolysiloxane.Those organopolysiloxanes are preferably used which have a cyclic structure and in which a = 1.5 to 5 and b = O or hydrolysates of dialkylchlorosilanes and commercial dialkylpolysiloxanes rich in such cyclopolysiloxanes.

Die Reaktionstemperatur ist nicht kritisch, jedocl sollte die Temperatur, damit Nebenreaktionen ver mieden werden, 1500C nicht überschreiten. De Temperaturbereich von 10 bis 700C ist bevorzugtThe reaction temperature is not critical, jedocl should the temperature so that side reactions are avoided ver not exceed 150 0 C. The temperature range from 10 to 70 ° C. is preferred

Die Reaktion wird vorzugsweise in der Form durchgeführt, daß man die Pyroschwcfclsüurc (H2S2O7) vorlegt und das Siloxan zu tropft. Die Reaktion verläuft nach dem Prinzip:The reaction is preferably carried out in such a way that the Pyroschwcfclsüurc (H 2 S 2 O 7 ) and the siloxane is added dropwise. The reaction proceeds according to the principle:

CH3 CH 3

Si-OSi-O

CH3 CH 3

+ H2S2O7 + H 2 S 2 O 7

HO3SOHO 3 SO

CH3 CH 3

Si-O-Si-O-

CH3 SO3H i===±CH 3 SO 3 H i === ±

"CH3
Si-O
"CH 3
Si-O

LCH3 LCH 3

SO3 SO 3

+ H7SO4 + H 7 SO 4

An Stelle dei Pyroschwefelsäure (H2S2O7) können auch Gemische von SO3 und H2SO4 verwendet werden.Instead of pyrosulfuric acid (H 2 S 2 O 7 ), mixtures of SO 3 and H 2 SO 4 can also be used.

Weicht das Gemisch in seiner Zusammensetzung von der Bruttozusammensetzung H2S2O7 ab und liegt ein Überschuß an Schwefelsäure vor, ist es zweckmäßig, das sich dann bildende Reaktionswasser durch azeotrope Destillation, im Vakuum oder durch Hindurchleiten eines Inertgasstromes aus dem System zu entfernen.If the composition of the mixture differs from the gross composition H 2 S 2 O 7 and there is an excess of sulfuric acid, it is advisable to remove the water of reaction that then forms from the system by azeotropic distillation, in vacuo or by passing a stream of inert gas through.

Das Verfahren b) zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen besteht darin, daß man die Organopolysiloxane der Formel.III mit H2SO4 in Mengen von (bezogen auf Siloxanbindungen) 10~Λ bis 1 Mol bei gegebenenfalls mäßig erhöhter Temperatui umsetzt und das gebildete Reaktionswasser azeotrop mit niedrigsiedenden inerten Lösungsmitteln odci im Vakuum oder durch einen Inertgasstrom entfernt wobei vorzugsweise das Siloxan zur Schwefelsäure zugegeben wird.The process b) for preparing the compounds according to the invention is characterized in that the organopolysiloxanes of the Formel.III with H 2 SO 4 in amounts (based on siloxane) 10 ~ Λ to 1 mole optionally at moderately elevated Temperatui reacted and the water of reaction formed by azeotropic removed with low-boiling inert solvents or in vacuo or by a stream of inert gas, the siloxane preferably being added to the sulfuric acid.

Als Lösungsmittel zur azeolropen Destillation eignet sich z. B. Dichlormcthan. Der bevorzugte Temperaturbereich ist etwa 20 bis 700C. Auch hiei hat es sich bewährt, die Schwefelsäure vorzulegen und das Siloxan zur Schwefelsäure zuzugeben.A suitable solvent for azeolropic distillation is, for. B. dichloromethane. The preferred temperature range is about 20 to 70 0 C. Also hiei it has proved useful to provide the sulfuric acid and to add the siloxane to the sulfuric acid.

Die Verfahrensweise c) besteht darin, daß man Organohalogenpolysiloxane der allgemeinen Formel Procedure c) consists in using organohalopolysiloxanes of the general formula

X-Si-X-Si-

Si —ΟΙ
R
Si —ΟΙ
R.

Si—Ο — RSi - Ο - R

Si —ΟΙ
R
Si —ΟΙ
R.

Si-XSi-X

R
Si-O
R.
Si-O

οΐ Xοΐ X

mit H2SO4 in Mengen von (bezogen auf Silylhalogenid) 1 bis 1,1 Mol, gegebenenfalls bei bis auf 150 C erhöhter Temperatur umsetzt, wobei vorzugsweise die Schwefelsäure zum Organohalogenpolysiloxan gegeben wird.with H 2 SO 4 in amounts of (based on silyl halide) 1 to 1.1 mol, optionally at a temperature elevated to 150 ° C., the sulfuric acid preferably being added to the organohalopolysiloxane.

In der Formel hat X die Bedeutung eines Halogens und ist vorzugsweise Chlor oder Brom.In the formula, X has the meaning of a halogen and is preferably chlorine or bromine.

Die Organohalogenpolysiloxane der vorgenannten Formel können gegebenenfalls noch jeweils zwei Si-Atome verknüpfendeThe organohalopolysiloxanes of the above formula can optionally each have two Linking Si atoms

OO

IlIl

—O— S—O—Gruppen—O— S — O — groups

enthalten.contain.

Bei der Verfahrensweise c) werden im Gegensatz zu der Verfahrensweise b) im wesentlichen keine Siloxanbindungen gespalten. Es erfolgt lediglich eine Substitution der Endgruppe.In procedure c), in contrast to procedure b), there are essentially none Split siloxane bonds. There is only a substitution of the end group.

Bei Verwendung von Organohalogenpolysiloxanen, die bereits SO4-Gruppen intramolekular gebunden enthalten und die bereits in äquilibrierter Form vorliegen, verläuft die Umsetzung besonders leichtWhen using organohalopolysiloxanes which already contain SO 4 groups bound intramolecularly and which are already in equilibrated form, the reaction proceeds particularly easily

Auch bei der Verfahrensweise c) ist die Umsetzungstemperatur nicht von wesentlicher Bedeutung. Sie soll jedoch möglichst nicht über 1500C liegen, um die Bildung von Nebenprodukten zu vermeiden. Bevorzugt wird ein Temperaturbereich von 20 bis 100" CEven in procedure c), the reaction temperature is not of essential importance. However, if possible, it should not be above 150 ° C. in order to avoid the formation of by-products. A temperature range from 20 to 100 ° C. is preferred

Der bei dei Reaktion frei werdende Halogenwasserstoff kann durch Druckverminderung oder Durchleiten von Inertgas aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden.The hydrogen halide released during the reaction can be removed from the reaction mixture by reducing the pressure or passing through inert gas will.

Bei dieser Reaktion empfiehlt es sich, im Gegensatz zu den vorgenannten, die Schwefelsäure zu dem vorgelegten Siloxan in kleinen Anteilen zuzugeben.In this reaction, in contrast to the aforementioned, it is advisable to add sulfuric acid to the initially introduced one Add siloxane in small portions.

Die nach den vorgenannten Verfahrensvarianten a). b) oder c) hergestellten Verbindungen können nun noch mit Dialkylcyclopolysiloxanen umgesetzt werden, wodurch eine Verlängerung der Polysiloxanketten bewirkt wird, <L h., der Index π bzw. α wird durch diese Verfahrensmaßnahme vergrößert.The according to the aforementioned process variants a). Compounds produced b) or c) can now be reacted with dialkylcyclopolysiloxanes, which causes the polysiloxane chains to be lengthened, <L h., the index π or α is increased by this process measure.

Bevorzugt verwendet man dabei Ausgangsverbindungen mit Werten von a = 1 bis 10, insbesondere 1 bis 5, und 6 = 0.It is preferred to use starting compounds with values of a = 1 to 10, in particular 1 to 5, and 6 = 0.

t nie einzubauenden Dislk ylcyclo-t Dislk ylcyclo-

polysiloxans richtet sich nach dem Endwert von a. Vorzugsweise verwendet man als cyclisches PoIysiloxan ein Diimethylpolysiloxan mit 3 bis 10Dimethylsiloxyeinheiten im Ring.polysiloxane depends on the final value of a. The cyclic polysiloxane used is preferably a diimethylpolysiloxane with 3 to 10 dimethylsiloxy units in the ring.

Das Cyclopolysiloxan wird ohne zusätzliche Anwendung -eines Äquilibrierungskatalysators in das Sulfatgruppen enthaltende Siloxan eingebaut.The cyclopolysiloxane is converted into the Built-in siloxane containing sulfate groups.

Die Äquilibrierungsreaktion verläuft hinsichtlich der Temperatur ohne Einhaltung bestimmter Bedingungen. Sie wird vorzugsweise bei Temperaturen unter 1500C, insbesondere in einem Bereich von 15 bis 7O0C, durchgerührtWith regard to the temperature, the equilibration reaction proceeds without adherence to specific conditions. It is stirred, preferably at temperatures below 150 0 C, particularly in a range of 15 to 7O 0 C,

[CH3 HO,SO— Si—Ο—[CH 3 HO, SO— Si — Ο—

CH,CH,

SO3HSO 3 H

5050

5555

Die neuen, endständige Scnwefelsüuregruppen aufweisenden äquilibrierten Örganopolysiloxangemische sind außerordentlich nützliche Äquiiibrierungskalalysatoren für Organopolysiloxane.The new, terminal sulfuric acid groups equilibrated organopolysiloxane mixtures are extremely useful equilibration analyzers for organopolysiloxanes.

So können sie z. B. zur Herstellung von Silikonölen und hechviskosen Organopolysiloxanen mit endständigen Hydroxylgruppen verwendet werden.So you can z. B. for the production of silicone oils and high viscosity organopolysiloxanes with terminal Hydroxyl groups can be used.

Gegenüber den bekannten Äquilibrierungskatalysatoren, wie Schwefelsäure und Organosilylsulfat, haben die erfindungsgemäßen neuen Verbindungen den Vorteil, daß sie im zu äquilibrierenden System löslich sind und daß die Äquilibrierungsreaktion mit einer solchen Geschwindigkeit abläuft, daß kontinuierliche Verfahren möglich sind.Compared to the well-known equilibration catalysts such as sulfuric acid and organosilyl sulfate, the new compounds according to the invention have the advantage that they are in the system to be equilibrated are soluble and that the equilibration reaction proceeds at such a rate that continuous Procedures are possible.

Die neuen Verbindungen erlauben auch Äquilibrierungsrcaktionen, die zu Produkten höherer Viskosität führen.The new compounds also allow equilibration reactions, which lead to products of higher viscosity.

Als Katalysatoren verwendet man mit besonderem Erfolg diejenigen Verfahrensprodukte, welche nach ihrer Herstellung noch mit Dialkylcyclopolysiloxanen kettenverlängernd umgesetzt worden sind.The catalysts used with particular success are those process products which after their production have been implemented chain-lengthening with dialkylcyclopolysiloxanes.

Die erfindungsgemäßen neuen Verbindungen eignen sich ferner als Imprägnierungsmittel zur wasserabweisenden Ausrüstung von Glas, Keramik, Textilien oder Papier. Ein Vorteil dieser Verbindungen ist ihre ausgezeichnete Oberflächenhaftung. Bei der Verwendung als Imprägniermittel kann man die endständigen Schwefelsäuregruppen bzw. die im Gleichgewicht vorliegende geringe Menge Schwefelsäure durch Neutralisierung mit entsprechenden Basen, wie Calciumhydroxyd, Calciumoxyd, Zinkoxyd, Alkali- bzw. Erdalkalicarbonaten oder Aminen binden.The new compounds according to the invention are also suitable as impregnating agents for water-repellent Finishing of glass, ceramics, textiles or paper. One benefit of these connections is their excellent surface adhesion. When used as an impregnating agent, one can use the terminal Sulfuric acid groups or the small amount of sulfuric acid present in equilibrium by neutralization with appropriate bases, such as calcium hydroxide, calcium oxide, zinc oxide, Bind alkali or alkaline earth carbonates or amines.

Die erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der neuartigen Verbindungen werden an Hand der folgenden Beispiele noch näher erläutert.The inventive method for the preparation of the novel compounds are based on the the following examples are explained in more detail.

Beispiel 1example 1

Dieses Beispiel beschreibt die im Anspruch 1 unter a) gekennzeichnete Verfahrensweise.This example describes the procedure characterized in claim 1 under a).

In einem Dreihalskolben mit Rührer wird 1 Mol H2S2C7 vorgelegt. Unter Wasserkühlung wird bei 15° C 1 Mol Octamethylcyclotetrasiloxan zugetropft. Das entstehende Reaktionsprodukt, das ohne Gewichtsverlust erhalten wird, ist nur leicht trüb. Es wurde keine Schwefelsäurephase abgeschieden. 1 mol of H 2 S 2 C 7 is placed in a three-necked flask with a stirrer. 1 mol of octamethylcyclotetrasiloxane is added dropwise at 15 ° C. with water cooling. The resulting reaction product, which is obtained without weight loss, is only slightly cloudy. No sulfuric acid phase was deposited.

Die Viskosität des Produktes ist bei 2O0C 276 cP. Der durch Hydrolyse bestimmte Säurewert beträgt 8,35 · 10"3 val Säure/g Substanz. Der theoretische Säurewert der VerbindungThe viscosity of the product is at 2O 0 C 276 cps. The acid value determined by hydrolysis is 8.35 x 10 " 3 eq acid / g substance. The theoretical acid value of the compound

Bindungen gespalten. Nebenreaktionen treten kaum auf. Das erhaltene «,«j-Dimethoxypolydimethylsiloxan läßt sich bei einer Badtemperatur bis 3000C und einem Vakuum bis 10~2Torr ohne Rückstand destillieren. Der Gehalt an einzelnen IndividuenTies split. Side reactions hardly occur. The "obtained" j-Dimethoxypolydimethylsiloxan can be at a bath temperature to 300 0 C and a vacuum distilling to 10 -2 Torr without residue. The content of individual individuals

CH3OCH 3 O

CH3 CH 3

Si—ΟΙ
CH3
Si — ΟΙ
CH 3

CH;,CH ;,

und CH3 and CH 3

L4-Si—O-.. CH3 Jx L 4-Si-O- .. CH 3 J x

läßt sich gaschromatographisch bestimmen. In der Tabelle I sind die Flächenanteile der einzelnen linearen •ur.d cyclischen Siloxane in der Registrier kurve des. Gaschromatographen angegeben:can be determined by gas chromatography. In the Table I shows the area proportions of the individual linear • ur.d cyclic siloxanes in the registration curve of the. Gas chromatograph indicated:

Tabelle 1Table 1

cyclischcyclic

0,5
2,9
0,5
0.5
2.9
0.5

Zahl der Si-AtomeNumber of Si atoms Fläcbenanteil, %Area share,% im Siloxanin the siloxane linearlinear 11 0,80.8 22 5,65.6 33 20,820.8 44th 17,017.0 55 18,118.1 66th 12,112.1 77th 8,38.3 88th 5,85.8 99 3,13.1 1010 2,02.0 1212th 0,70.7 1313th 0,50.5 Beispiel 2Example 2

ist 8,43 · 10"3 val Säure/g Substanz.is 8.43x10 " 3 eq acid / g substance.

Das Vorliegen eines Gleichgewichtsgemisches entsprechend der Reaktionsgleichung (1) in Sp. 8 läßt sich durch Vermischen des Reaktionsproduktes mit Dichlormethan beweisen: Es scheidet sich die unlösliche und damit aus dem Gleichgewicht entfernbare Schwefelsäure als zweite Phase ab.The presence of an equilibrium mixture according to reaction equation (1) in column 8 leaves prove themselves by mixing the reaction product with dichloromethane: The insoluble one separates and thus sulfuric acid that can be removed from the equilibrium as the second phase.

Die Konstitution des Reaktionsproduktes, insbesondere die Gleichgewichtseinstellung in bezug auf die Polymerenverteilung, wird durch Umsetzung mit Methanol/Triäthylamin bestimmt. Dabei werden alle SiOS-Bindungen unter Ausbildung von SiOCH3-In diesem Beispiel ist die Umsetzung des nach Beispiel 1 gewonnenen Reaktionsproduktes mit cyclischem Polysiloxan gezeigt.The constitution of the reaction product, in particular the establishment of equilibrium with respect to the polymer distribution, is determined by reaction with methanol / triethylamine. All SiOS bonds are thereby formed with the formation of SiOCH 3 - This example shows the reaction of the reaction product obtained according to Example 1 with cyclic polysiloxane.

Das im Beispiel 1 gewonnene Reaktionsprodukt wird bei Zimmertemperatur mil weiterem Octamethylcyclotetrasiloxan versetzt, so daß pro Schwefelatom 22 Si-Atome im Reaktionsgemisch vorliegen. Die Reaktionsmasse wird viskoser und ist homogen bzw. ganz schwach getrübt.The reaction product obtained in Example 1 is added to octamethylcyclotetrasiloxane at room temperature so that there are 22 Si atoms per sulfur atom in the reaction mixture. The reaction mass becomes more viscous and is homogeneous or very slightly cloudy.

Der durch Hydrolyse bestimmte Säurewert betragt 1,165·10~3να1 Säure/g Substanz. Der theoretische Säurewert für die VerbindungThe acid value determined by hydrolysis is 1.165 · 10 -3 να1 acid / g substance. The theoretical acid value for the compound

HO3SO-HO 3 SO-

CH3 Si—O— CH 3 Si — O—

CH,CH,

SO3HSO 3 H

beträgt 1,162 · ΙΟ"3 val'g Substanz.is 1.162 · ΙΟ " 3 val'g substance.

609 620/167609 620/167

Nach Methoxylierung kann gaschromatographisch festgestellt werden, daß im Reaktionsgemiscb nur »och 4,8% Octanuihylcyclotetrasiloxan enthalten lind, was dem Erwartungsiweri für ein äquilibrierlcs, Eingerkettiges Dimethylsifoxansystem gut entspricht. Kurzkettige (VJ-Dimethoxypolydimethylsiloxanc mit 3 bis 13 Dimethylsiloxy-Einheiten sind jeweils in einer Menge von weniger als 0,75% vorhanden. Sie rühren vermutlich von den im Gleichgewicht vorhandenenAfter methoxylation it can be determined by gas chromatography that only »Also contain 4.8% Octanuihylcyclotetrasiloxan and, which corresponds well to the expectations for an equilibratable, single-chain dimethylsifoxane system. Short-chain (VJ-dimethoxypolydimethylsiloxane with 3 to 13 dimethylsiloxy units are each present in an amount less than 0.75%. You stir presumably from those in equilibrium

TCH3 TCH 3 3-133-13 SO3 SO 3 -- Si—Ο
ι
Si — Ο
ι
LcH3 _LcH 3 _

her. Ein flaches relatives Maximum bei Verbindungen mit 4 bis 5 Si-Einheiten zeigt, daß diese Ringgrößen in gewisser Weise bevorzugt sind.here. A flat relative maximum in compounds with 4 to 5 Si units shows that these ring sizes are preferred in some ways.

Die Zugabe von Octamelhylcyelotctrasiloxan wird weiter fortgesetzt, bis das Silicium Schwefel-Verhältnis auf 60 angestiegen ist.The addition of octamelhylcyelotctrasiloxane is continued until the silicon-sulfur ratio is reached has risen to 60.

Die Viskosität dieses Produktes beträgt 134 60OcP (bei 20 C. Octamethylcyclotetrasiloxan ist gasdiroiriatographisch nur noch zu etwa 5% im Gemisch nachweisbar.The viscosity of this product is 134 60OcP (at 20 C. Octamethylcyclotetrasiloxane is gas diroiriatographic only about 5% detectable in the mixture.

Durch Hydrolyse des Verfahrensproduktes läßt sich ein ί/,ΐΊ-Dihydroxypolydimethylsiloxan gewinnen, das sich zur Herstellung eines kalthärtenden Elastomeren-Syslems besonders eignet.A ί /, ΐΊ-dihydroxypolydimethylsiloxane can be obtained by hydrolysis of the process product, that is used to manufacture a cold-curing elastomer system particularly suitable.

4545

x—x—

C2HC 2 H 3.213.21 C2H5 C 2 H 5 I
Si—
I
I.
Si—
I.
Si-X
I
Si-X
I.
C2H.C 2 H. C2H5 C 2 H 5 SS. 0—0—

hergestellt. In der Formel bedeutet X den Rest -Clmanufactured. In the formula, X denotes the radical -Cl

— SO
Oder —y-4-. Der Sulfatgehall des Produktes beträgt 6TgMoI. Durch Hydrolyse läßt sich ein Säurewert von 4,104 · 10~3 val/g Substanz ermitteln.
- SO
Or —y- 4 -. The sulfate content of the product is 6TgMoI. An acid value of 4.104 · 10 -3 eq / g substance can be determined by hydrolysis.

58 g dieses Siloxane werden erfindungsgemäß mit ?3 g foO%iger Schwefelsäure bei Zimmertemperatur allmählich versetzt. Dies entspricht einem Verhältnis von 1,02 Mol Schwefelsäure/val Cl. Nach vollständiger Zugabe der Schwefelsäure wird einige Stunden auf 500C erwärmt Der freigesetzte Chlorwasserstoff wird schließlich durch halbstündiges Erwärmen auf 100 C und nachfolgende Vakuumbehandlung bei 30 C und 20 Torr vollständig abgetrieben.According to the invention, 58 g of this siloxane are gradually admixed with 3 g of foO% sulfuric acid at room temperature. This corresponds to a ratio of 1.02 mol sulfuric acid / eq Cl. After all the sulfuric acid has been added, the mixture is heated to 50 ° C. for a few hours. The released hydrogen chloride is finally driven off completely by heating to 100 ° C. for half an hour and subsequent vacuum treatment at 30 ° C. and 20 Torr.

Es scheiden sich 1,7 g einer unteren Phase ab. Die obere Phase (69,8 g) hat einen Säurewert von 6,297 · 1O~"3 val/g Substanz und einen Chlorgehalt von 0,006 · 10 rval/g Substanz. Für die Verbindun«1.7 g of a lower phase separate out. The upper phase (69.8 g) has an acid value of 6.297 · 10 ~ " 3 eq / g substance and a chlorine content of 0.006 · 10 r eq / g substance.

HO3SO-HO 3 SO-

Si-O-C2H5 Si-OC 2 H 5

SO3HSO 3 H

3.213.21

läßt sich ein Säurewert von 6,58 · 10 3 errechnen. Entsprechend Beispiel 2 wurde die Verbindung methoxyliert und die Polymerenverteilung gaschromatographisch bestimmt. Die Werte sind in der Tabelle 11 angegeben:an acid value of 6.58 · 10 3 can be calculated. The compound was methoxylated as in Example 2 and the polymer distribution was determined by gas chromatography. The values are given in Table 11:

30 Tabelle II 30 Table II

Beispiel 3Example 3

Dieses Heispiel beschreibt die im Anspruch 1 unter c) gekennzeichnete Verfahrensweise.This example describes the procedure characterized in claim 1 under c).

Aus Diäthyldichlorsilan wird entsprechend der ^ ÜSA.-Patentschrift 31 15 512 mit zur vollständigen 4° Hydrolyse unzureichenden Mengen Wasser und Schwefelsäure ein äquilibriertes Chlorpolysiloxanyl- $ulfat der FormelFrom diethyldichlorosilane is corresponding to the ^ ÜSA.-Patent 31 15 512 with the full 4 ° Inadequate amounts of water and sulfuric acid hydrolyze an equilibrated chlorpolysiloxanyl Sulphate of the formula

Zahl der Si-Atorae
im Siloxan
Number of Si-Atorae
in the siloxane

Flächeninhalt, %
linear
Area,%
linear

0,44
11,12
29,55
19,85
10,80
0.44
11.12
29.55
19.85
10.80

4,494.49

1,641.64

cyclischcyclic

4,54.5

2,182.18

2,162.16

1,361.36

1,031.03

Der Gehali an höheren und nichtidentifizierbaren Nebenprodukten beträgt 10,87%.The content of higher and non-identifiable by-products is 10.87%.

Beispiel 4Example 4

Dieses Beispiel beschreibt ebenfalls die Reaktion c) des Anspruchs 1.
400 g eines Siloxans der Formel
This example also describes reaction c) of claim 1.
400 g of a siloxane of the formula

"CH3 "CH 3

Si-OSi-O

CH3 CH 3

"CH
I
"CH
I.
33 - CH3-- CH 3 - XX bb
O—Si —
ι
O — Si -
ι
a _a _
aa Si —O-Si —O- I
CH3
I.
CH 3
-

CH3 CH 3

Si-OSi-O

CH3 CH 3

CH3
Si-X
CH 3
Si-X

,-. CH3 , -. CH 3

wobei a =6,17 und 6 = 3 ist, X der Rest -Cl oder ist und dessen Sulfatgehalt 54g/MoI ist (beiwhere a = 6.17 and 6 = 3, X is the remainder -Cl or and its sulfate content is 54g / MoI (at

der Definition des Molgewichts bleibt die verbrükkende Funktion des Sulfatrestes unberücksichtigt, SO*the definition of the molecular weight remains the bridging one Function of the sulphate residue not taken into account, SO *

der Restthe rest

wird somit als endbegrenzender Restis thus the end-limiting remainder

angenommen), werden mit 64 g Schwefelsäure 1 -Stunde WlO0C und sodann 20 Stunden bei 500C gerührt. Zu dem Produkt werden mehrfach kleinere Mengen Dekan gegeben und dieses zur Entfernung des Wassers bei 700C und 9 Torr wieder abdestilliert.) believed to be stirred at 0 C and then for 20 hours at 50 0 C with 64 g of sulfuric acid 1 -hour WLO. Smaller amounts of dean are repeatedly added to the product and this is distilled off again at 70 ° C. and 9 Torr to remove the water.

Es entsteht eine sehr viskose Masse mit einem Säurewert von 3,44 · 10~3 val/g Substanz, davon 0,03 ·■ 10~3 val Cl/g. Hieraus ergibt sich, daß die Menge im Produkt verbliebenen Chlorrestes vernachlässigbar ist. Ein Produkt der FormelThe result is a very viscous mass with an acid value of 3.44 · 10 -3 eq / g substance, of which 0.03 · 10 -3 eq Cl / g. This means that the amount of residual chlorine remaining in the product is negligible. A product of the formula

CH3
Si-O-CH3 j
CH 3
Si-O- CH 3 j

HO3SOHO 3 SO

CH3
Si—O —
CH 3
Si — O -

16,1716.17

ift.17ift.17

"CH3 "CH 3

Si —O —Si —O -

o—O-

Si —ΟΙ CH3 SO3H Si -ΟΙ CH 3 SO 3 H

c-3c-3

"CH3 "CH 3

Si—Ο —
CH3
Si — Ο -
CH 3

SO3HSO 3 H

6,Π6, Π

CH3
Si-O-O
CH 3
Si-OO

CH3-Si-CH3"
O
CH 3 -Si-CH 3 "
O

6,1 TJ6.1 TJ

CH3 Si-O-CH3 JCH 3 Si-O-CH 3 J

6.176.17

(1 -c) ■ 3(1 -c) ■ 3

hat einen theoretischen Säurewert von 3,36 · 10"3 val Säure/g Substanz.has a theoretical acid value of 3.36 x 10 " 3 eq acid / g substance.

Claims (10)

Patentansprüche:Patent claims: •1. Verfahren zur Herstellung von vorwiegend linearen, endständige Schwefelsäuregruppen aufweisenden äquilibrierten Organopolysiloxangemischen der allgemeinen Formel•1. Process for the production of predominantly linear, terminal sulfuric acid groups equilibrated organopolysiloxane mixtures of the general formula HO,SO—HO, SO— Si-O-R Si-O-R SO3HSO 3 H (D(D (ii = 1 bis 20, R = Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoßaiomen, wobei die R-Reste durch die Reste(ii = 1 to 20, R = alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms, the R radicals being replaced by the radicals -(CH2)3OSO.,SiR3, -(CHj)3OSO3H, -CH2Br, . — (CHJjCl, -(CHJ2OR,- (CH 2 ) 3 OSO., SiR 3 , - (CHj) 3 OSO 3 H, -CH 2 Br,. - (CHJjCl, - (CHJ 2 OR, —(CH2)j0Rr;- (CH 2 ) j0R r ; Rf = Perfluondkylrest; χ — ganze Zahl substituierf sein könaen und wobei ei α Teil der Kohlenwasserstoffreste R durch den RestR f = perfluorocyl radical; χ - integer can be substituted and where ei α part of the hydrocarbon radicals R by the remainder —O—-O- Si—O—Si — O— SO3HSO 3 H ersetzt sein kann), die im Gleichgewicht mit cyclischen Verbindungen der allgemeinen Formelcan be replaced), which are in equilibrium with cyclic compounds of the general formula (H)(H) (R = vorgenannte Bedeutung, wobei jeweils zwei der Reste(R = the above meaning, with two of the radicals R
ι
R.
ι
SO3 SO 3 ππ
I
Si—O—
I.
Si — O—
RR.
Q Q Si—ΟΙ RSi — ΟΙ R. SO,HSO, H 45 durch üinen Rest 45 with a remainder [R[R —O—-O- Si-O-Si-O- SO3 SO 3 Γ R
Si-O-R
Γ R
Si-OR
ersetzt sein können; 1« = 1 bis 10, vorzugsweise Γ oder 2) und Schwefelsäure stehen, dadurch gekennzeichnet, daß mancan be replaced; 1 « = 1 to 10, preferably Γ or 2) and sulfuric acid, characterized in that one a) Organopolysiloxane mit Struktureinheiten der allgemeinen Formela) Organopolysiloxanes with structural units of the general formula RR. aa ιι "R"R R
I
R.
I.
bb
ί
Si—0—
ί
Si — 0—
Si—0—Si — 0— Si—0—Si — 0—
RR. RR. _R_R I
Si —0—
I.
Si —0—
O —O -
R
ι
R.
ι
R
I
R.
I.
0 —0 - aa ιι 0-0- -- R
I
R.
I.
—X—X II. kk
I
Si —
I
I.
Si -
I.
I
Si —
I
I.
Si -
I.
SS. "R"R -0 —-0 - I
Si
I
I.
Si
I.
I
Si —Ο
ι
I.
Si —Ο
ι
I
R
I.
R.
I
_R
I.
_R
Si-Si I
UR
I.
U R
I
R
I.
R.
ιι RR. ;i —; i - οο
(III)(III) (R = KohlenwasserstofTrest, dier gegebenenfalls mit einem gegenüber Schwefelsäure inerten Rest substituiert sein kann; b = O bus 20; wenn b - O, a - 1 bis 105, wenn b S 1, α = 1 bis 20) mit H2S2O7 in Mengen von (bezogen auf Siloxanbindungen) 10"s bis 5 · 10"' Mol bei gegebenenfalls bis auf 150° C erhöhter Temperatur umsetzt, wobei vorzugsweise das Siloxan zur Pyroschwefelsäure zugegeben wird, oder(R = hydrocarbon residue, which can optionally be substituted with a residue inert towards sulfuric acid; b = O bus 20; if b - O, a - 1 to 10 5 , if b S 1, α = 1 to 20) with H 2 S 2 O 7 is reacted in amounts of (based on siloxane bonds) 10 " s to 5 · 10"'mol at a temperature which is optionally up to 150 ° C., the siloxane preferably being added to the pyrosulfuric acid, or b) die vorgenannten Organopolysiloxane mit H2SO4 in Mengen von (bezogen auf Siloxanbindungen) 10~y bis 1 Mol bei gegebenenfalls mäßig erhöhter Temperatur umsetzt und das gebildete Reaktionswasser azeotrop mit niedrigsiedenden inerten Lösungsmitteln oder im Vakuum oder durch einen Inertgasstrom entfernt, wobei vorzugsweise das Siloxan zur Schwefelsäure zugegeben wird, oderb) the aforementioned organopolysiloxanes are reacted with H 2 SO 4 in amounts of (based on siloxane bonds) 10 ~ y to 1 mol at, if appropriate, a moderately elevated temperature and the water of reaction formed is removed azeotropically with low-boiling inert solvents or in vacuo or by means of an inert gas stream, preferably the siloxane is added to the sulfuric acid, or c) Organohalogenpolysiloxane der allgemeinen Formelc) organohalopolysiloxanes of the general formula Si-X
R
Si-X
R.
(X = Halogen, vorzugsweise —Cl oder —Br), die gegebenenfalls noch jeweils zwei Si-Atome verknü pfende(X = halogen, preferably —Cl or —Br), optionally linking two Si atoms — O—S—O—Gruppen ό,- O — S — O — groups ό , Il οIl ο enthalten können, mit H2SO4 in Mengen von (bezogen auf Silylhalogenid) 1 bis 1,1 Mol, gegebenenfalls bei bis auf 1500C erhöhter Temperatur umsetzt, wobei vorzugsweise die Schwefelsäure zum Organohalogenpolysiloxan gegeben wird, und gegebenenfalls die nach a), b) oder c) erhaltenen Verbindungen mit Dialkylcyclopolysilcxanen, gegebenenfalls bei bis auf 150° C erhöhter Temperatur, umsetzt.may contain, with H 2 SO 4 in amounts (based on silyl halide) 1 to 1.1 mol, optionally at up to 150 0 C elevated temperature are reacted, preferably the sulfuric acid is added to the Organohalogenpolysiloxan, and optionally after a), b) or c) the compounds obtained are reacted with dialkylcyclopolysilcxanes, if appropriate at a temperature elevated to 150.degree.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-2. The method according to claim 1, characterized ieichnet, daß man bei der Verfahrensvariante a) br«anopolysiloxane der Formel III verwendet in der der Index a = 1,5 bis 5 und h = 0 ist.It means that, in process variant a), anopolysiloxanes of the formula III in which the index a = 1.5 to 5 and h = 0 are used. 3 Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Verfahrensvariante a) 0,5 bis 5 · 10~2 Mol H2S2O7 (bezogen auf Siloxanbindungen) verwendet.3. A process according to claim 1 and 2, characterized in that 2 O 7 (based on siloxane used) in the process variant a) from 0.5 to 5 × 10 -2 mol of H 2 S. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch „kennzeichnet, daß man die Verfahrensvariante a) bei Temperaturen von 10 bis 70° C durchfuhrt.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that "indicates that the process variant a) carried out at temperatures of 10 to 70 ° C. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Verfahrensvariante b) als niedrigsiedendes Lösungsmittel CH2Cl2 verwendet. 5. The method according to claim 1, characterized in that in process variant b), CH 2 Cl 2 is used as the low-boiling solvent. 6 Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch celcennzeichnet, daß man die Verfahrensvariante b) bei 20 bis 700C durchführt.6 The method of claim 1 or 5, characterized celcennzeichnet in that the process variant b) 20 to 70 0 C is carried out. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verfahrcnsvariante c) bei 20 bis 100° C durchrührt.7. The method according to claim 1, characterized in that that the process variant c) is stirred through at 20 to 100.degree. 8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, dadurch .^kennzeichnet, daß man den frei werdenden Halogenwasserstoff durch Druckverminderung und oder Durchleiten von Inertgas aus dem ReaktionsEemisch entfernt.8. The method according to claim 1 or 7, characterized. ^ Indicates that one becomes free Hydrogen halide by reducing the pressure and / or passing inert gas through from the reaction mixture removed. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die nach den Verfahrensvarianten a), b) oder c) hergestellten Verbindungen mit Dimethylcyclopolysiloxanen mit 3 bis 10 Dimethylsiloxyeinheiten umsetzt.9. The method according to claim 1, characterized in that the compounds prepared according to process variants a), b) or c) with dimethylcyclopolysiloxanes with 3 to 10 dimethylsiloxy units implements. 10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 9. dadurch ^•kennzeichnet, daß man die Umsetzung mit den10. The method of claim 1 or 9 characterized ^ • indicates that the implementation with the
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