DE69819824T2

DE69819824T2 - Verfahren zur Herstellung einer Platinkomplex enthaltenden katalytischen Zusammensetzung auf festem Träger

Info

Publication number: DE69819824T2
Application number: DE69819824T
Authority: DE
Inventors: Toshio Saruyama; Masahiko Suzuki
Original assignee: Dow Corning Toray Silicone Co Ltd
Current assignee: DuPont Toray Specialty Materials KK
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2018-07-28
Also published as: EP0894804A2; EP0894804A3; DE69819824D1; JPH1142436A; EP0894804B1; JP4114974B2; US6051673A

Description

Bereich der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung, ein Verfahren für deren Herstellung und eine mikropartikuläre thermoplastische Harz-Katalysatorzusammensetzung. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung, welche als Katalysator der Hydrosilylierungsreaktion nützlich ist, und ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung dieser Zusammensetzung sowie eine mikropartikuläre thermoplastische Harz-Katalysatorzusammensetzung.
Hintergrund der Erfindung
Eine große Zahl von Platin-Katalysatorzusammensetzungen sind bereits zur Anwendung als Katalysatoren der Hydrosilylierungsreaktion bekannt. Unter den bekannten Platin-Katalysatorzusammensetzungen besitzen die durch die Reaktion eines alkenylfunktionellen Siloxanes und einer Platin-Verbindung, zum Beispiel Chlorplatinsäure, hervorgebrachten hohe katalytische Aktivitäten und sind nützlich als Katalysatoren der Hydrosilylierungsreaktion (Bezug auf die japanische Patentschrift (Kokoku) Nr. Sho 42-22924 (22,924/1967)). In den durch diesen präparativen Zugang hervorgebrachten Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzungen verbleiben jedoch große Mengen an chlorenthaltenden Verunreinigungen, sogar wenn nach der Reaktion eine Neutralisationsbehandlung durchgeführt wird. Diese chlorenthaltenden Verunreinigungen verursachen verschiedene Probleme, wie Vergiften der katalytischen Reaktion und Korrosion der umgebenden Geräte und Materialien.
Auf die Verbesserung dieser Probleme gerichtete Verfahren wurden ebenfalls vorschlagen. Beispielsweise lehren die japanischen Patentschriften (Kokoku) Nr. Sho 46-28795 (28,795/1971) und Sho 55-423 (423/1980) Platin-Alkenylsiloxankomplex-Katalysatorzusammensetzungen, welche einen reduzierten Gehalt an verbliebenen Chlor-enthaltenden Verunreinigungen aufweisen. Diese Zusammensetzungen werden erhalten indem veranlasst wird, dass ein Neutralisationsmittel bei der Reaktion zwischen dem alkenylfunktionellen Siloxan und der Chlorplatinsäure anwesend ist. Die durch diese Verfahrensweisen hervorgebrachten Platin-Alkenylsiloxan-Komplex-Katalysatorzusammensetzungen sorgen für eine Verhinderung der Korrosion der Umgebung und ebenfalls für einen gewissen Grad an Verbesserung bei der katalytischen Aktivität. Unglücklicherweise ruft die Alkoholverbindung, welche in diesen Platin-Alkenylsiloxan-Komplex-Katalysatorzusammensetzungen vorliegt, unerwünschte Nebenreaktionen hervor. Insbesondere ist die Verwendung dieser Zusammensetzungen als Katalysatoren der Hydrosilylierungsreaktion begleitet von dem Auftreten derartiger Probleme wie der Produktion von Alkoxygruppen durch eine Dehydrierungsreaktion, einer Verringerung an katalytischer Aktivität und einer Reduktion der Lagerstabilität.
Es wurden ebenfalls Verfahren untersucht, die sowohl die mit den chlorierten Verunreinigungen assoziierten Probleme lösen als auch die Nebenreaktionen auf Grund der oben genannten Alkoholverbindungen verhindern. Dieser Art lehren beispielsweise die japanischen Patentschriften (Kokoku) Nr. Sho 46-28795 und Sho 55-423 ebenfalls Verfahren zur Herstellung von Platin-Alkenylsiloxan-Komplexen hoher Reinheit mittels Verdampfen des Lösungsmittels von der Platin-Alkenylsiloxan-Komplex-Katalysatorzusammensetzung. In Abweichung von anderen zuvor bekannten Verfahren lehrt die japanische Patentschrift (Kokoku) Nr. Hei 2-53102 (53,102/1990) ein Verfahren zur Herstellung eines Platinkomplexes sehr hoher Reinheit derselben Struktur. Dieses Verfahren schließt zunächst das Mischen eines Pt(0)-Bis(cyclooctadien)-Komplexes mit Vinyldisiloxan und nachfolgend das Entfernen des Cyclooctadiens mittels Verdampfen ein. Die durch diese Verfahren hervorgebrachten Platin-Katalysatorzusammensetzungen sind in hohem Maße aktiv und sorgen ebenfalls für eine Unterdrückung von Nebenreaktionen der Hydrosilylierung, welche durch die Gegenwart von Verunreinigungen in der Katalysatorzusammensetzung hervorgerufen werden. Die Isolierung dieser Platinkomplexe hoher Reinheit erfordert jedoch einen Schritt, in dem die flüchtigen Komponenten vollständig entfernt werden, und dieser Schritt selbst erfordert die Rückgewinnung kleiner Mengen eines hochviskosen Materials in hoher Ausbeute. Darüber hinaus ist die kommerzielle Durchführung dieser Verfahren vom ökonomischen Standpunkt aus gesehen in hohem Maße problematisch. Allgemein erfordert die Anwendung einer Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung als ein Hydrosilylierungskatalysator die Verdünnung der Zusammensetzung mit einem Lösungsmittel oder Reaktionsmedium vor dessen Zugabe zum Reaktionssystem, aber die in Betracht kommenden Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzungen hoher Reinheit werden instabil, wenn sie in Lösung gebracht werden, was zu Problemen wie schneller Zersetzung sogar bei Raumtemperatur unter Bildung von Platinschwarz und einem Absinken der katalytischen Aktivität führt.
Die japanische Patentschrift (Kokoku) Nr. Hei 3-36573 (36,573/1991) lehrt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer Platin-Katalysatorzusammensetzung mit hoher katalytischer Aktivität zur Verwendung als Hydrosilylierungskatalysator. Dieses Verfahren, welches Chlorplatinsäure und Divinyltetraorganodisiloxan als Startmaterialien verwendet, schließt eine lang andauernde Reaktion unter Erhitzen ein, bis das Divinyltetraorganodisiloxan im System auf Grund der Reaktion verschwunden ist. Die durch dieses Verfahren bereitgestellte Platin-Katalysatorzusammensetzung weist eine hohe katalytische Aktivität auf und ist auf Grund der sich ergebenden relativ geringen Viskositäten leicht zu handhaben. Die Erscheinung dieser Platin-Katalysatorzusammensetzung reicht jedoch von dunkelbraun bis schwarz, und sie ruft eine Verfärbung des Produktes hervor, sogar wenn sie nur in den für einen Katalysator erforderlichen geringen Mengen zum Reaktionssystem zugegeben wird. Darüber hinaus wird während der Lagerung Platinschwarz erzeugt, was in Veränderungen der katalytischen Aktivität während der Lagerung resultiert.
Die vorliegenden Erfinder erzielten die vorliegende Erfindung als ein Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen, welche auf die Lösung der oben beschriebenen Probleme gerichtet waren.
Genauer gesagt besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung hoher Reinheit, welche sehr stabil gegenüber Lagerung ist und eine hohe katalytische Aktivität aufweist, ein Verfahren zur Herstellung dieser Zusammensetzung sowie eine mikropartikuläre thermoplastische Harz-Katalysatorzusammensetzung bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mikropartikulären thermoplastischen Harz-Katalysatorzusammensetzung gemäß Anspruch 1, ein durch dieses Verfahren erhältliches Produkt und die Verwendung als ein Katalysator für die Hydrosilylierungsreaktion.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Zur näheren Erläuterung des Vorhergehenden stellt der Platin-Divinyltetraorganodisiloxan-Komplex (A), der in dem Verfahren zur Herstellung der mikropartikulären Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, den Basisbestandteil der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Dieser Platin-Divinyltetraorganodisiloxan-Komplex ist bereits bekannt und kann leicht synthetisiert werden, beispielsweise durch die Reaktion von Chlorplatinsäure und Divinyltetraorganodisiloxan unter Erhitzen (Bezug auf die japanische Patentschrift (Kokoku) Nr. Sho 42-22924, Sho 46-28795 und Sho 55-423 und die japanische Patentschrift (Kokoku) Nr. Hei 2-53102).
Das in der mikropartikulären Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Divinyltetraorganodisiloxan (B) kann durch Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel CH₂=CH(R¹)(R²)Si-O-Si(R¹)(R²)CH=CH₂ veranschaulicht werden, in der R¹ und R² ausgewählt werden aus Alkylgruppen wie Methyl und Ethyl, Alkenylgruppen wie Vinyl und Allyl, Arylgruppen wie Phenyl und Perfluoralkylgruppen. Komponente (B) kann speziell durch Verbindungen der folgenden chemischen Strukturen veranschaulicht werden. CH₂=CH(CH₃)₂Si-O-Si(CH₃)₂CH=CH₂ CH₂CH(CH₃)(C₆H₅)Si-O-Si(CH₃)(C₆H₅)CH=CH₂ CH₂=CH(C₆H₅)₂Si-O-Si(C₆H₅)₂CH=CH₂ (CH₂=CH)₂(CH₃)Si-O-Si(CH₃)(CH=CH₂)₂
Unter den vorhergehenden wird die Verbindung mit der Formel CH₂=CH(CH₃)₂Si-O-Si(CH₃)₂CH=CH₂ empfohlen, da sie leicht zu erwerben und mit geringer Nebenreaktion während der Reaktion verbunden ist. Komponente (B) wird in einer derartigen Menge zugegeben, dass die Zahl an Molen der Komponente (B) das zweifache bis tausendfache, vorzugsweise das dreifache bis 500fache und besonders bevorzugt das dreifache bis 20fache der Zahl an Molen der Platinatome, die aus der Komponente (A) der Zusammensetzung der Erfindung stammen, beträgt.
Komponente (C), welche ein zum Zwecke der Verdünnung zugegebenes Lösungsmittel darstellt, wird aus Toluol und Xylol ausgewählt. Es können ebenfalls Kombinationen von Toluol und Xylol verwendet werden. Während die Zugabe der Komponente (C) frei ausgewählt werden kann, wird sie auf einem praktischen Niveau vorzugsweise in einer Menge zugegeben, welche den Platinmetallgehalt in der Zusammensetzung der Erfindung auf 0,1 bis 10 Gew.-% bringt.
Die in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung umfasst die oben beschriebenen Komponenten (A) bis (C), aber zusätzlich darf diese Zusammensetzung nicht mehr als 5 Gew.-% Alkoholverbindungen enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform liegen im Wesentlichen keine Alkoholverbindungen vor. Wenn mehr als 5 Gew.-% Alkoholverbindung vorliegt, werden, wenn die Zusammensetzung der Erfindung als ein Katalysator für die Hydrosilylierungsreaktion verwendet wird, Nebenreaktionen auftreten. Für die vorliegenden Zwecke entspricht die Menge an Alkoholverbindung der Menge, wie mittels Gaschromatographie gemessen. Die Menge, wie mittels Gaschromatographie gemessen, beträgt vorzugsweise 0. Darüber hinaus darf die Anzahl an Molen der Chloratome in der Zusammensetzung des Gegenstandes nicht das 0,1-fache der Anzahl an Molen der Platinatome in Komponente (A) übersteigen. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt im Wesentlichen kein Chloratom vor. Wenn die Anzahl an Chloratomen, ausgedrückt in Form der Anzahl an Molen, das 0,1-fache der Anzahl an Molen der Platin atome in Komponente (A) übersteigt, wird die Zusammensetzung der Erfindung an einer drastisch verringerten Lagerstabilität leiden und, abhängig von den besonderen Umständen, werden im Reaktionssystem, zu dem die Zusammensetzung als Katalysator zugegeben wurde, Probleme auftreten, zum Beispiel das Auftreten von Nebenreaktionen und der Deaktivierung des Katalysators. Für die vorliegenden Zwecke kann die Menge an Chloratomen beispielsweise mittels Silbernitrattitration gemessen werden.
Die Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung wird vorzugsweise hergestellt, indem zuerst Chlorplatinsäure oder ein Metallsalz derselben, Divinyltetraorganodisiloxan und ein basisches anorganisches Metallsalz in einem alkoholischen Lösungsmittel mit der Formel C_nH_2n–1OH (wobei n in der Formel eine ganze Zahl von 2 bis 4 darstellt) unter Erhitzen zur Reaktion gebracht wird, anschließend Toluol oder Xylol zugegeben und danach der Alkohol abdestilliert wird.
Dieses Herstellungsverfahren wird nachfolgend detaillierter erläutert werden. Bei Chlorplatinsäure handelt es sich um die Verbindung H₂PtCl_m (wobei m 4 oder 6 ist), während sich das Metallsalz auf die Alkalimetallsalze der Chlorplatinsäure bezieht. Chlorplatinsäure stellt im Allgemeinen einen Kristallwasser enthaltenden Feststoff dar, aber sie kann ebenfalls in Form ihrer wässrigen Lösung verwendet werden. Da jedoch die Ausbeute zurückgeht, wenn zu viel Wasser zusammen mit der Chlorplatinsäure in das Reaktionssystem eingebracht wird, beträgt die Platinkonzentration im Feststoff oder in der wässrigen Lösung vorzugsweise mindestens 20 Gew.-% in Form von Platinatom. Als Beispiele der Alkalimetallsalze der Chlorplatinsäure können Natriumchlorplatinat und Kaliumchlorplatinat dienen, wobei Natriumchlorplatinat basierend auf Löslichkeitserwägungen bevorzugt ist.
Das Divinyltetraorganodisiloxan stellt eine Verbindung wie oben beschrieben dar, und die zur Reaktion zugegebene Menge an Divinyltetraor ganodisiloxan muss mindestens das Zweifache bezogen auf eine moläquivalente Basis der Menge an Platinatom in der Chlorplatinsäure oder dessen Metallsalz betragen und beträgt vorzugsweise mindestens das Dreifache bezogen auf eine moläquivalente Basis der Menge an Platinatom in der Chlorplatinsäure oder dessen Metallsalz. Die Zugabe des Divinyltetraorganodisiloxans in einer geringeren Menge als der festgelegten unteren Grenze resultiert in einem Anstieg des Niederschlags von Platinschwarz während der Reaktion und entsprechend in einer drastisch reduzierten Ausbeute. Die Verwendung übermäßig großer Mengen an Divinyltetraorganodisiloxan resultiert in einem übermäßig großen Rückgang des Platingehalts in der Ziel-Platin-Katalysatorzusammensetzung und ist ebenfalls ökonomisch nicht wünschenswert. Die Reaktion wird daher vorzugsweise durchgeführt unter Verwendung von nicht mehr als dem 20fachen bezogen auf eine moläquivalente Basis der Menge an Platin in der Chlorplatinsäure.
Die basische anorganische Metallverbindung stellt eine wesentliche Komponente dar, welche dazu dient, die Chlorplatinsäure zu neutralisieren, und die chlorenthaltenden Komponenten (hauptsächlich Chlorwasserstoff), die während der Reaktion der Chlorplatinsäure oder von dessen Metallsalz mit Divinyltetraorganodisiloxan produziert werden, aus dem System zu entfernen. Spezielle Beispiele der in der vorliegenden Erfindung verwendbaren basischen anorganischen Metallverbindungen stellen Metallsalze wie Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat und Kaliumcarbonat sowie ebenfalls Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid dar. Basierend auf ihrer Fähigkeit zur Neutralisation und der Leichtigkeit der Entfernung aus dem System nach der Reaktion werden Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat empfohlen. Die basische anorganische Metallverbindung des Gegenstandes muss in einer Menge eingesetzt werden, die ausreicht, um das Chlor in der Chlorplatinsäure zu neutralisieren – in dessen Abwesenheit werden nicht entfernbare chlorenthaltende Verunreinigungen in großen Mengen in der durch die Reaktion produzierten Platinkatalysatorzusammensetzung verbleiben.
Die Alkoholverbindung C_nH_2n–1OH (wobei n eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist) stellt eine wesentliche Komponente dar, die als ein Lösungsmittel bei der Reaktion zur Synthetisierung der Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung fungiert, die zur Beschleunigung dieser Reaktion dient und die ebenfalls der Stabilisierung der hergestellten Platinverbindung dient. Als Beispiel für die Alkoholverbindung des Gegenstandes kann besonders Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutylalkohol und tert.-Butylalkohol dienen. Die Alkoholverbindung wird im Allgemeinen in einer 20- bis 1000fachen Menge, bezogen auf das Gewicht des Platins in der Chlorplatinsäure oder dessen Salz, zugegeben. Die Zugabe von weniger Alkoholverbindung beinhaltet das Risiko derartiger Probleme wie einer übermäßig hohen Viskosität des Reaktionssystems und eines wesentlichen Anstiegs der Produktion von Platinschwarz während der Reaktion. Die Zugabe von mehr Alkoholverbindung ruft einen übermäßig hohen Abfall der Effizienz der Reaktornutzung und einen übermäßig großen Abfall der Platinkonzentration in der Ziel-Platinkatalysatorzusammensetzung hervor.
Während die Synthese durchgeführt wird, indem Chlorplatinsäure oder dessen Metallsalz, Divinyltetraorganodisiloxan und eine basische anorganische Metallverbindung in einem alkoholischen Lösungsmittel unter Erhitzen zur Reaktion gebracht werden, können andere Komponenten insoweit vorliegen, als sie keinen negativen Einfluss auf die Reaktion ausüben. Als Beispiel für diese anderen Komponenten können organische Lösungsmittel wie Toluol und Xylol sowie Organosiloxanoligomere dienen.
In dem ersten Schritt eines bevorzugten Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung der Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung werden Chlorplatinsäure oder dessen Metallsalz, Divinyl tetraorganodisiloxan und eine basische anorganische Metallverbindung durch Erhitzen in dem Alkohol zur Reaktion gebracht. Das Erhitzen kann durchgeführt werden, nachdem alle vier dieser Verbindungen eingebracht wurden, oder es kann zuerst eine Mischung des Divinyltetraorganodisiloxans, der basischen anorganischen Metallverbindung und Alkohol erhitzt werden, und eine wässrige oder alkoholische Lösung der Chlorplatinsäure kann anschließend tropfenweise zugegeben werden. Das Erhitzen erfolgt im Allgemeinen bei einer Temperatur in der Nähe der Rückflusstemperatur des Alkohols. Diese Reaktion läuft relativ schnell ab. Beispielsweise im Fall der Chlorplatinsäure (H₂PtCl₆·nH₂O) ist die Reaktion fast innerhalb einer Stunde nach Erreichen der Rückflusstemperatur abgeschlossen. Nach dem Ende der Reaktion kann das Reaktionsprodukt abfiltriert werden, um die basische anorganische Metallverbindung und dessen Neutralisationssalz zu entfernen.
Nach der Reaktion wie oben beschrieben fährt das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung fort mit der Zugabe von Toluol oder Xylol und der nachfolgenden Entfernung des Alkohols. Der Alkohol wird im Allgemeinen mittels Destillation mit Hitze unter verringerten Druck entfernt. Die Möglichkeit, das Wasser in den System während der Alkoholdestillation azeotrop zu destillieren, sollte ebenfalls in Betracht gezogen werden. Die Wasserquellen stellen das zum Lösen der Chlorplatinsäure verwendete Lösungsmittel, das Kristallwasser in der Chlorplatinsäure und das als ein Nebenprodukt während der Neutralisation durch die basische anorganische Metallverbindung produzierte Wasser dar. Das Wasser und der Alkohol rufen oftmals Probleme hervor wie das Auftreten von Nebenreaktionen während der Hydrosilylierungsreaktion und einen Anstieg der Haftfähigkeit für die inneren Wände des Behälters während der Herstellung des mikropartikulären thermoplastischen Harzkatalysators (oben diskutiert). Aus diesen Gründen wird das Wasser vorzugsweise zusammen mit dem Alkohol aus dem System abdestilliert. Das Toluol oder das Xylol destillieren ebenfalls während der Destillation des Alkohols azeotrop aus. Wenn zuviel des Lösungsmittels während dieses Lösungsmittelaustauschschrittes abgedampft wird, wird die Viskosität des Systems übermäßig hoch und es kann sogar eine Verfestigung auftreten. Wenn diese Bedingungen vorherrschen, wird die Temperaturverteilung im Reaktor inhomogen und Probleme wie ein Anstieg der Platinschwarzproduktion treten auf. Daher müssen das Toluol und das Xylol in ausreichender Menge zugegeben werden, um diese Probleme zu vermeiden. Als allgemeine Regel sollten das Toluol oder das Xylol in einer Menge zugegeben werden, die etwa bis zur 5fachen Menge des im System nach der Reaktion vorliegenden Alkohols entspricht. Wenn große Mengen an Alkohol vorliegen, ist es empfohlen, das Toluol oder Xylol während des Verlaufs des Erhitzens und Entfernens nachzufüllen. Der Alkohol wird vorzugsweise vollständig entfernt.
Die Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung wie oben beschrieben ist sehr rein, weist eine hohe katalytische Aktivität und eine ausgezeichnete Lagestabilität auf, ist leicht zu handhaben, widersteht Verfärbung und enthält wenig Verunreinigung.
Die, die Komponenten (A) bis (C) wie oben beschrieben enthaltende Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung wird verwendet, um mikropartikuläre thermoplastische Harzkatalysatoren herzustellen, welche durch die Verwendung eines thermoplastischen Harzes und eines organischen Lösungsmittels mit einem Siedepunkt unterhalb von Toluol zusätzlich zu den Komponenten (A) bis (C) einen Platinkomplex-Katalysator enthalten. Die mikropartikulären thermoplastischen Harzkatalysatoren des Gegenstandes, welche eine Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung enthalten, sind bereits in Form von mikroverkapselten Katalysatoren bekannt und Verfahren für ihre Herstellung sind ebenfalls bekannt (z. B. unter Bezug auf die japanische Patentschrift (Kokoku) Nr. Hei 5-58450 (58,450/1993)). Die mikropartikuläre thermoplastische Harz-Katalysatorzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann folgendermaßen unter Verwendung der Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Zuerst wird durch die Zugabe von thermoplastischem Harz und organischem Lösungsmittel mit einem Siedepunkt unterhalb von Toluol zu der Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung, welche die Komponenten (A) bis (C) wie oben beschrieben enthält, eine Zusammensetzung hergestellt. Die resultierende Zusammensetzung wird anschließend in ein heißes Gas gesprüht und das Toluol oder Xylol und das unterhalb von Toluol siedende Lösungsmittel werden ausgetrieben und entfernt, während sich die Zusammensetzung in atomisiertem Zustand befindet, um die Herstellung zu vervollständigen. Da dieses Verfahren eine mikropartikuläre thermoplastische Harz-Katalysatorzusammensetzung mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von nicht mehr als 10 Mikrometer hervorbringt, kann die Haftung an der Anlage während der Herstellung ein Problem darstellen. Die Verwendung der Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung resultiert jedoch in einer beträchtlichen Schwächung und Verringerung der Haftung an der Anlage. Darüber hinaus vermeidet die Verwendung der Platinkomplex-Katalysatorzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls die durch die Gegenwart verbliebener chlorenthaltender Verunreinigungen hervorgerufene Korrosion der Anlage.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend durch Arbeitsbeispiele detaillierter erläutert. In den Beispielen bezeichnet % Gew.-%, Me repräsentiert die Methylgruppe und Ph repräsentiert die Phenyllgruppe.
Referenzbeispiel 1
Synthese eines Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Katalysators
3,0 kg Chlorplatinsäurekristalle (Platingehalt 40%) und 15,0 kg Isopropanol wurden in einen 50 1 Reaktor gegeben und anschließend 6,0 kg Natriumbicarbonat und 6,0 kg 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan unter Rüh ren zugegeben. Die resultierende Suspensionen wurde unter Rühren erhitzt. Nach 30minütiger Reaktion bei 65 bis 75°C wurde die Reaktionsmasse abgekühlt, und die Feststoffe wurden abfiltriert, um 22,0 kg einer Isopropanol-Lösung des Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Katalysators zu ergeben. Wie mittels Röntgenfluoreszenzanalyse gemessen, betrug der Platingehalt 4,1% und der 1,3-Divinyltetramethyldisiloxangehalt, wie mittels Gaschromatographie gemessen, betrug 9,4%.
Referenzbeispiel 2
0,5 kg 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, 35 kg Toluol und 1,5 kg Natriumbicarbonat wurden zu 15,0 kg der Isopropanollösung des Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Katalysators, der in Referenzbeispiel 1 hergestellt wurde, zugegeben. Nachdem der Druck auf 200 Torr abgesenkt wurde, wurde das System anschließend erhitzt. Sobald die Temperatur der Flüssigkeit 45°C erreichte, begann die Destillation des Lösungsmittels, und das Erhitzen wurde beendet, als die Temperatur der Flüssigkeit 60°C erreichte. Während dieses Zeitraumes wurden 32 1 des Lösungsmittels abdestilliert. Die Filtration der Suspensionen im Reaktor ergab 22,6 kg einer Toluollösung des Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Katalysators. Der mittels Röntgenfluoreszenzanalyse gemessene Platingehalt betrug 2,8%, der mittels Gaschromatographie gemessene 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan-Gehalt betrug 6,8% und Isopropanol wurde nicht nachgewiesen. Der Gehalt an Chloratom, wie mittels Silbernitrattitration bestimmt, betrug 0,01%. Diese Toluollösung wurde mit Toluol verdünnt, um den Platingehalt auf 2,9% zu bringen, was zu einer Ausbeute von 31,6 kg Toluollösung des Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Katalysators führt.
Referenzbeispiel 3
100 g Siloxan der folgenden durchschnittlichen Strukturformel Me₃SiO(Me₂SiO)₁₂(MeHSiO)₃SiMe₃ und 560 g Polyether der folgenden durchschnittlichen Strukturformel CH₂=CHCH₂-O-(CH₂CH₂O)₂₈(CH₂CHCH₃O)₁₂CH₃ wurden in einen mit einem Rührer ausgerüsteten 1 Liter 4-Hals-Kolben eingebracht. Dazu wurden ebenfalls 0,68 g der Toluol-Lösung des Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Katalysators zugegeben, der in Beispiel 1 (entsprechend 21 ppm in Form von Platinatom bezogen auf das Gesamtgewicht von Siloxan und Polyether) hergestellt wurde. Nach stufenweisem Erhitzen wurde für 2 Stunden bei einer Temperatur der Flüssigkeit von 100°C eine Reaktion durchgeführt, und die Reaktion wurde dann durch Absenkung der Temperatur beendet. Eine Analyse des Reaktionsproduktes mittels ²⁹Si-NMR zeigte, dass die MeHSiO-Einheit vollständig verschwunden und vollständig in die MeRSiO-Einheit umgewandelt worden war.
Referenzbeispiel 4
Der in Referenzbeispiel 1 hergestellte Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Katalysator wurde mit Isopropanol verdünnt, um eine Isopropanollösung des Platin-Divinyltetramehyldisiloxankomplex-Katalysators mit einem Platingehalt von 2,0% zu erhalten.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde eine Reaktion wie in Referenzbeispiel 3 durchgeführt, aber in diesem Fall wurde die Toluol-Lösung des in Referenzbeispiel 2 syntheti sierten und in Referenzbeispiel 3 verwendeten Platin-Divinyltetramethyldisiloxankatalysators durch 0,68 g der Isopropanollösung des Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Katalysators, der in Referenzbeispiel 4 synthetisiert wurde (entsprechend 21 ppm in Form von Platinatom bezogen auf das Gesamtgewicht von Siloxan und Polyether), ersetzt. Eine Analyse des Reaktionsproduktes durch ²⁹Si-NMR bestätigte wiederum, dass die gesamte MeHSiO-Einheit verschwunden war, aber in diesem Fall wurde ebenfalls herausgefunden, dass 4 Mol% der Siloxan-Einheiten, die zur MeRSiO-Einheit hätten umgewandelt werden sollen, tatsächlich zur Me(RO)SiO-Einheit wurden (chemische Verschiebung –60 ppm unter Verwendung von TMS als Standard). Die Gegenwart dieser Siloxan-Einheit zeigte an, dass das Ausgangssiloxan mit dem im Komplex-Katalysator vorliegenden Isopropanol auf Kosten einer Bindung mit dem Polyether durch die Hydrosilylierungsreaktion reagiert hatte.
Referenzbeispiel 5
0,26 kg 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan und 250 kg Dichlormethan wurden zu 86,3 kg einer 60% thermoplastisches Silikonharz, welches die durchschnittliche Einheitsformel (PhSiO_3/2)_0,78(Me₂SiO)_0,22 und eine Glasübergangstemperatur von 66,5°C aufwies, enthaltenden Toluol-Lösung gegeben. Dem folgte unter Mischen die Zugabe von 10,4 kg der Toluol-Lösung des in Referenzbeispiel 2 hergestellten Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Katalysators. Es wurde eine homogene Lösung von thermoplastischem Siliconharz und Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Katalysator erhalten.
Beispiel 1
Unter Verwendung einer Doppelflüssigkeitsdüse wurde die in Referenzbeispiel 5 hergestellte homogene Lösung aus Komplex-Katalysator und thermoplastischem Silikonharz kontinuierlich in eine Sprühtrockner-Kammer (As hizawa Niro Atomizer Co., Limited), welche Stickstoff für den heißen Gasstrom verwendete, gesprüht. Die Temperatur des heißen Stickstoffstroms betrug 80°C am Einlass zum Sprühtrockner und 45°C am Auslass des Sprühtrockners. Die Geschwindigkeit des heißen Gasstromes betrug 1,3 m³/Minute. Während des einstündigen Betriebes wurden 415 g Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Zusammensetzung enthaltendes Silikonharz-Mikropulver mittels eines Beutelfilters gesammelt. Die durchschnittliche Partikelgröße dieses Mikropulvers betrug 1,5 m und sein Platingehalt betrug 0,40%. Nach dem Stoppen des Betriebes wurde die akkumulierte Tiefe des an der Rohrleitung des gebogenen Elementes, welches den Körper des Sprühtrockners und den Beutelfilter verbindet, anhaftenden Pulvers zu 0,2 mm gemessen.
Referenzbeispiel 6
Eine homogene Lösung des Komplexes und des thermoplastischen Silikonharzes wurde wie in Referenzbeispiel 5 hergestellt, aber in diesem Fall unter Verwendung von 5,1 kg der in Referenzbeispiel 4 hergestellten isopropanolischen Komplexlösung an Stelle der in Referenzbeispiel 2 hergestellten und in Referenzbeispiel 5 verwendeten toluolischen Komplexlösung.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Silikonharz-Mikropulver wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, aber in diesem Fall unter Verwendung der homogenen Lösung des thermoplastischen Silikonharzes und der in Referenzbeispiel 6 hergestellten isopropanolischen Komplex-Lösung an Stelle der in Referenzbeispiel 5 hergestellten und in Beispiel 1 verwendeten toluolischen Komplex-Lösung. In diesem Falle lieferte das Sammeln während des einstündigen Betriebes mittels des Beutelfilters 350 g Platin-Divinyltetramethyldisiloxankomplex-Zusammensetzung enthaltendes Silikonharz-Mikropulver. Die durchschnitt liche Partikelgröße dieses Mikropulvers betrug 1,5 m und sein Platingehalt betrug 0,40%. Nach dem Stoppen des Betriebs wurde die akkumulierte Tiefe des an der Rohrleitung des gebogenen Elementes, welches den Körper des Sprühtrockners und den Beutelfilter verbindet, anhaftenden Pulvers zu 1,8 mm gemessen.

Claims

Verfahren umfassend die Schritte: (1) Herstellen einer Platin-Divinyltetraorganodisiloxan-Komplexzusammensetzung durch ein Verfahren umfassend (i) Umsetzen von Chloroplatinsäure oder einem Salz derselben, Divinyltetraorganodisiloxan und einer basischen anorganischen Metallverbindung in einem alkoholischen Lösungsmittel mit der Formel C_nH_2n–1OH, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, (ii) Erwärmen, (iii) Zugeben eines Lösungsmittels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Toluol, Xylol und Kombinationen derselben und (iv) Entfernen des alkoholischen Lösungsmittels, (2) Zugeben eines thermoplastischen Harzes und eines organischen Lösungsmittels mit einem Siedepunkt unterhalb von Toluol zu dem Produkt aus Schritt (1), (3) Sprühen der Zusammensetzung aus Schritt (2) in ein heißes Gas, (4) Entfernen des Lösungsmittels und des organischen Lösungsmittels mit einem Siedepunkt unterhalb von Toluol, während die Zusammensetzung im atomisierten Zustand ist.
Produkt erhältlich nach dem Verfahren nach Anspruch 1.
Verwendung des Produkts aus Anspruch 2 als ein Katalysator für die Hydrosilylierungsreaktion.