JP2000191787A - 官能化されたシロキサンの製造方法、そのようなシロキサンを含有する組成物、およびそれから得られる物品 - Google Patents

官能化されたシロキサンの製造方法、そのようなシロキサンを含有する組成物、およびそれから得られる物品

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JP2000191787A
JP2000191787A JP11338912A JP33891299A JP2000191787A JP 2000191787 A JP2000191787 A JP 2000191787A JP 11338912 A JP11338912 A JP 11338912A JP 33891299 A JP33891299 A JP 33891299A JP 2000191787 A JP2000191787 A JP 2000191787A
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/12Polysiloxanes containing silicon bound to hydrogen

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分枝した水素化シリル官能性オルガノポリシ
ロキサンの製造方法。 【解決手段】 この方法はスルホン酸含有化合物および
ホスホニトリル化合物の中から選択された触媒の存在下
で、分子あたり少なくとも1個の四官能性ケイ素原子を
含む第一のケイ素含有化合物と、分子あたり少なくとも
1個の単官能性ケイ素原子を含む第二のケイ素含有化合
物と、分子あたり少なくとも1個の三官能性ケイ素原子
を含む第三のケイ素含有化合物とを接触させる行程を含
んでいる。ここで、前記第二のケイ素含有化合物と第三
のケイ素含有化合物の少なくとも1つは、さらに、その
化合物の単官能性ケイ素原子または三官能性ケイ素原子
にそれぞれ共有結合している水素原子を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、ポリオルガノシロキサンポリマーの調製に係
り、特に分枝した水素化シリル官能性ポリオルガノシロ
キサンポリマーの調製に係る。
【0001】
【関連技術の簡単な説明】米国特許第4,855,38
1号には、水素原子または一価の炭化水素基で置換され
た少なくとも1個の単官能性シロキサン単位を有するオ
リゴマー性オルガノポリシロキサンを、スルホン酸含有
化合物またはホスホニトリル化合物の存在下でアルキル
オルトシリケートと反応させることによって、オルガノ
ポリシロキサンを調製する方法が開示されている。
【0002】
【発明の要約】第一の局面において、本発明は、水と、
スルホン酸含有化合物およびホスホニトリル化合物の中
から選択される触媒との存在下で、(i)分子あたり少
なくとも1個の四官能性ケイ素原子を含む第一のケイ素
含有化合物と、(ii)分子あたり少なくとも1個の単官
能性ケイ素原子を含む第二のケイ素含有化合物と、(ii
i)分子あたり少なくとも1個の三官能性ケイ素原子を
含む第三のケイ素含有化合物とを接触させることを含ん
でおり、第二のケイ素含有化合物および第三のケイ素含
有化合物の少なくとも1つは、さらに、その化合物の単
官能性ケイ素原子または三官能性ケイ素原子にそれぞれ
共有結合している水素原子を含んでいることを特徴とす
る、分枝した水素化シリル官能性オルガノポリシロキサ
ンポリマーの製造方法に関する。
【0003】第二の局面において、本発明は、分枝した
エポキシ官能性オルガノポリシロキサンポリマーの製造
方法であって、(1)上記記載の方法により分枝した水
素化シリル官能性オルガノポリシロキサンポリマーを形
成し、(2)この分枝した水素化シリル官能性オルガノ
ポリシロキサンポリマーを、分子あたり少なくとも1個
の不飽和部位を含有するエポキシ官能性化合物と反応さ
せて、分枝したエポキシ官能性オルガノポリシロキサン
ポリマーを形成することを含んでなる方法に関する。
【0004】第三の局面において、本発明は、上記記載
の方法により製造した分枝したエポキシ官能性オルガノ
ポリシロキサンポリマーと、有効量の光触媒とを含有す
る放射線硬化性エポキシシリコーン組成物に関する。
【0005】さらに別の局面において、本発明は、基体
と、この基体上に支持された上記放射線硬化性エポキシ
シリコーン組成物の硬化した層とを含む積層体に関す
る。
【0006】
【発明の詳細な記述】本明細書中で、ケイ素原子の官能
性はケイ素原子に共有結合した酸素原子の数に対応して
いる。すなわち、「単官能性」ケイ素原子は単一のSi
−O結合を介してケイ素原子に共有結合した酸素原子を
1個有するものであり、「二官能性」ケイ素原子は単一
のSi−O結合を介してそれぞれケイ素原子に共有結合
した酸素原子を2個有するものであり、「三官能性」ケ
イ素原子は単一のSi−O結合を介してそれぞれケイ素
原子に共有結合した酸素原子を3個有するものであり、
「四官能性」ケイ素原子は単一のSi−O結合を介して
それぞれケイ素原子に共有結合した酸素原子を4個有す
るものである。
【0007】好ましくは、単官能性ケイ素原子はまた単
一のSi−C結合またはSi−H結合を介してそれぞれ
ケイ素原子に共有結合した一価の置換基を3個有してお
り、二官能性ケイ素原子はまた単一のSi−C結合また
はSi−H結合を介してそれぞれケイ素原子に共有結合
した一価の置換基を2個有しており、三官能性ケイ素含
有分子部分はまた単一のSi−C結合またはSi−H結
合を介してケイ素原子に共有結合した一価の置換基を1
個有している。適切な一価の置換基としては、Hおよび
たとえば一価の炭化水素基のような一価の有機置換基が
ある。
【0008】本発明の第一のケイ素含有化合物として適
している化合物としては、たとえば、「Q」構造単位、
すなわち式(I) SiO4/2 (I) の構造単位を有するオルガノシリケート、ポリオルガノ
シロキサンオリゴマーおよびポリオルガノシロキサンポ
リマーのような化合物がある。
【0009】好ましい態様においては、この第一のケイ
素含有化合物は、次の構造式(II) R1 4Si (II) (式中、各R1はそれぞれ独立してアルコキシ、好まし
くは(C1−C8)アルコキシ、さらに好ましくは(C2
−C6)アルコキシ、最も好ましくはエトキシである)
のオルガノシリケートおよびこのようなオルガノシリケ
ートの部分水解物の1種以上からなる。
【0010】適切なオルトシリケート化合物としては、
たとえばテトラメチルオルトシリケート、テトラエチル
オルトシリケート、ポリ(エチルオルトシリケート)、
テトラプロピルオルトシリケート、およびポリ(プロピ
ルオルトシリケート)、ならびにこれらの部分加水分解
生成物の1種以上がある。
【0011】極めて好ましい態様においては、第一のケ
イ素含有化合物は部分水解したエチルオルトシリケート
からなる。
【0012】本発明の第二のケイ素含有化合物として適
している化合物としては、たとえば、「M」構造単位、
すなわち式(III) R2 3SiO1/2 (III) (式中、各R2はそれぞれ独立してHまたは一価の炭化
水素基である)の構造単位を有するポリオルガノシロキ
サンオリゴマーおよびポリオルガノシロキサンポリマー
のような化合物がある。
【0013】好ましい態様においては、この第二のケイ
素含有化合物は、分子あたり2個以上、好ましくは2〜
8個、さらに好ましくは2〜4個、最も好ましくは2個
の構造式(III)(式中、R2はHまたは一価の炭化水素
基である)の単官能性オルガノシロキサン単位を含む1
種以上のオルガノシロキサンオリゴマーからなる。
【0014】本明細書で使用する「一価の炭化水素基」
という用語には、一価の非環式炭化水素基、一価の脂環
式炭化水素基および一価の芳香族炭化水素基が包含され
る。
【0015】本明細書で使用する「非環式炭化水素」と
いう用語は、直鎖または分枝の炭化水素基を意味し、好
ましくは基あたり2〜20個の炭素原子を含有してお
り、飽和でも不飽和でもよく、場合によってはカルボキ
シル、シアノ、ヒドロキシ、ハロ、メルカプト、オキシ
のような1個以上のヘテロ原子または官能基で置換また
は中断されていてもよい。適した一価の非環式炭化水素
基としては、たとえば、アルキル、アルケニル、アルキ
ニル、アルコキシアルキル、ヒドロキシアルキル、シア
ノアルキル、カルボキシアルキル、ハロアルキル、たと
えば、メチル、エチル、sec−ブチル、tert−ブ
チル、オクチル、デシル、ドデシル、セチル、ステアリ
ル、エテニル、プロペニル、ブチニル、ヒドロキシプロ
ピル、シアノエチル、カルボキシメチル、クロロメチル
および3,3,3−フルオロプロピルがある。
【0016】本明細書で使用する「脂環式炭化水素基」
という用語は、基あたり1個以上の飽和炭化水素環を含
有し、好ましくは環あたり4〜10個の炭素原子を含有
する基を意味しており、場合によっては1個以上の環が
1個以上の、好ましくは基あたり2〜6個の炭素原子を
含有するアルキルまたはアルキレン基またはその他の官
能基で置換されていてもよく、2個以上の環がある場合
には縮合環であってもよい。適切な一価の脂環式炭化水
素基としては、たとえばシクロヘキシルおよびシクロオ
クチルがある。
【0017】本明細書で使用する「芳香族炭化水素基」
という用語は、基あたり1個以上の芳香族環を含有する
炭化水素基を意味し、その1個以上の芳香族環が1個以
上の、好ましくは基あたり2〜6個の炭素原子を含有す
るアルキルまたはアルキレン基またはその他の官能基で
置換されていてもよく、2個以上の環がある場合には縮
合環であってもよい。適した一価の芳香族炭化水素基と
しては、たとえば、フェニル、トリル、2,4,6−ト
リメチルフェニル、1,2−イソプロピルメチルフェニ
ル、1−ペンタレニル、ナフチル、アントリル、フェニ
ルエチルおよび2−(1−ナフチル)エチルがある。
【0018】好ましい態様においては各R2はそれぞれ
独立してアルキル、好ましくは(C1−C6)アルキル、
またはHである。
【0019】極めて好ましい態様においては、第二のケ
イ素含有化合物は、たとえば、「M H」構造単位、すな
わち式(IV) HR2' 2SiO1/2 (IV) (式中、各R2'はそれぞれ独立して一価の炭化水素基で
ある)の構造単位を有するポリオルガノシロキサンオリ
ゴマーおよびポリオルガノシロキサンポリマーのような
1種以上の化合物からなる。
【0020】適したオルガノシロキサンオリゴマーとし
ては、たとえば、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサエ
チルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、オク
タメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルジシロ
キサン、ペンタメチルジシロキサン、ヘプタメチルトリ
シロキサン、ジビニルテトラメチルジシロキサンがあ
る。
【0021】好ましい態様においては、第二のケイ素含
有化合物は、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサ
ン、さらに好ましくは1,1,3,3−テトラメチルジ
シロキサンとヘキサメチルジシロキサンの混合物からな
る。
【0022】第三のケイ素含有化合物として適した化合
物としては、たとえば、「T」構造単位、すなわち式
(V) R3SiO3/2 (V) (式中、R3はHまたは一価の炭化水素基である)の構
造単位を含むシラン、ポリオルガノシロキサンオリゴマ
ーおよびポリオルガノシロキサンポリマーのような化合
物がある。
【0023】好ましい態様においては、第三のケイ素含
有化合物が、構造式(VI) R4SiR5 3 (VI) (式中、R4はHまたは一価の炭化水素基であり、各R5
はそれぞれ独立してヒドロキシまたはアルコキシであ
る)の1種以上のシランからなる。
【0024】好ましい態様においては、R4はアルキ
ル、好ましくは(C1−C6)アルキル、またはHであ
る。さらに極めて好ましい態様においては、R4は(C1
−C6)アルキルである。
【0025】好ましい態様においては、R5はアルコキ
シ、好ましくは(C1−C8)アルコキシ、さらに好まし
くは(C2−C6)アルコキシ、最も好ましくはエトキシ
である。
【0026】適切なシランとしては、たとえば、メチル
トリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチ
ルトリメトキシシランおよびエチルトリエトキシシラン
がある。
【0027】第一、第二および第三のケイ素含有化合物
は各々が異なる化合物であってもよいし、あるいは、1
個以上の単官能性、三官能性および四官能性のケイ素原
子が単一の分子中に含まれていてもよい。さらに場合に
よっては、二官能性のケイ素分子部分、すなわち構造式
(VII) R6 2SiO2/2 (VII) (式中、各R6はそれぞれ独立してHまたは一価の炭化
水素基である)の「D」単位が、第一、第二および第三
のケイ素含有化合物のいずれかに含まれていてもよい。
たとえば、第一と第二のケイ素含有化合物がたとえばM
Qポリオルガノシロキサンオリゴマーのような同一の化
合物であってもよいし、あるいは、第二と第三のケイ素
含有化合物がたとえばMTまたはMDTポリオルガノシ
ロキサンオリゴマーのような同一の化合物であってもよ
い。
【0028】極めて好ましい態様においては、第三のケ
イ素含有化合物はメチルトリメトキシシランまたはメチ
ルトリエトキシシランからなる。
【0029】適切なスルホン酸含有化合物としては、た
とえば、硫酸、亜硫酸、発煙硫酸、p−トルエンスルホ
ン酸、酸性粘土、トリフルオロメタンスルホン酸、硫化
水素ナトリウム、たとえばイー・アイ・デュポン・ドゥ
・ヌムール社(E.I.du Pont de Nemours & Co.)から入手
できるナフィオン(NAFIONTM)樹脂およびローム・アンド
・ハース社(Rohm and Haas Company)から入手できるア
ンバーリスト(AMBERLYSTTM)樹脂のようなスルホン酸基
含有固体酸触媒がある。適したホスホニトリル化合物と
しては、たとえば鎖状塩化ホスホニトリル(窒化塩化
燐)がある。
【0030】好ましい態様においては、触媒はp−トル
エンスルホン酸およびトリフルオロメタンスルホン酸の
中から選択されたスルホン酸含有化合物からなる。
【0031】好ましい態様においては、反応体と触媒を
水と1種以上の有機液体との混合物中で接触させる。適
切な有機液体としては、たとえば、たとえばヘキサン、
イソデカン、ドデカンのようなアルカン、たとえばトル
エンのような芳香族溶媒、たとえばメタノール、エタノ
ール、イソプロパノールのようなアルコール、たとえば
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ンのようなケトン、および、たとえばメチレンクロライ
ドのようなハロゲン化溶媒がある。好ましい態様におい
ては、反応を水と1種以上のアルカンとの混合物中で行
う。
【0032】好ましい態様においては、反応混合物は、
少なくともこの反応混合物中のさまざまなケイ素含有反
応体化合物のSiOH結合とSiOC結合を加水分解す
るのに必要とされる化学量論量の水を含有し、そのよう
な結合を加水分解するのに必要とされる化学量論量を超
える量の水を含有するとさらに好ましい。
【0033】好ましい態様においては、反応は、0〜1
00℃、さらに好ましくは10〜70℃の範囲の温度で
実施する。
【0034】好ましい態様においては、ケイ素含有化合
物の合計量100重量部(pbw)あたり0.1〜2.
0pbwの触媒の存在下で反応を実施する。
【0035】分枝したポリオルガノシロキサン中のM単
位、D単位、T単位およびQ単位のモル比は反応混合物
中のモル比に対応し、分枝したポリオルガノシロキサン
生成物中に望ましいモル比のM単位、D単位、T単位お
よびQ単位が得られるように、オルガノシリケート、オ
ルガノポリシロキサンオリゴマーおよび有機ケイ素化合
物の相対量を選択する。好ましい態様においては、M単
位とMH単位の合計量の、Q単位とT単位の合計量に対
するモル比(すなわち、「(M+MH):(Q+
T)」)が0.5:1.0〜2.0:1.0、さらに好
ましくは0.8:1.0〜1.5:1.0であり、T単
位のQ単位に対するモル比(すなわち、「Q:T」)が
0.1:1.0〜2.0:1.0、さらに好ましくは
0.8:1.0〜1.2:1.0であり、MH単位のM
単位に対するモル比(すなわち、「MH:M」)が0.
05:1.0〜1.0:0、さらに好ましくは0.1:
1.0〜0.5:1.0である。
【0036】好ましい態様において、本発明の分枝した
エポキシ官能性オルガノポリシロキサンポリマーは、本
出願の譲受人に譲渡されている米国特許第5,360,
833号(その開示内容は、引用により本明細書に含ま
れているものとする)に記載のプロセスと類似のプロセ
スに従って製造する。すなわち、ヒドロシリル化触媒、
好ましくはたとえばRhCl3(Bu2S)3のようなロ
ジウム系ヒドロシリル化触媒の存在下で、本発明の水素
化シリル官能性オルガノポリシロキサンと不飽和エポキ
シ官能性化合物とのヒドロシリル化を実施する。極めて
好ましい態様においては、この分枝した水素化シリル官
能性シロキサンポリマーを、たとえば線状の水素化シリ
ル官能性シロキサンポリマーのような反応性希釈剤で希
釈する。
【0037】好ましい態様においては、エポキシ官能性
化合物を、アリルグリシジルエーテル、リモネンモノオ
キシド、ジシクロペンタジエンモノオキシドおよび4−
ビニルシクロヘキセンオキシドの中から選択する。最も
好ましくは、エポキシ官能性化合物は4−ビニルシクロ
ヘキセンオキシドである。
【0038】好ましい態様において、本発明の放射線硬
化性エポキシシリコーン組成物は、本発明の方法で製造
された分枝したエポキシ官能性オルガノポリシロキサン
ポリマーと、放射線に露出することによって組成物を硬
化させるのに有効な量の光触媒とを含む。
【0039】本発明の放射線硬化性エポキシシリコーン
組成物の光触媒として使用するのに適した光触媒は広く
知られている。この光触媒は、たとえば、米国特許第
4,279,717号(その開示内容は引用により本明
細書に含まれているものとする)に開示されているジア
リールヨードニウム塩のような、放射線硬化性エポキシ
シリコーン組成物の他の成分と適合しうる1種以上のヨ
ードニウム塩からなるのが好ましい。極めて好ましい態
様においては、本発明の放射線硬化性エポキシシリコー
ン組成物の光触媒成分は、BPF6 -、SbF6 -またはB
(C654 -のビス(4−ドデシルフェニル)ヨードニ
ウム塩の1種以上からなる。極めて好ましい態様におい
て、放射線硬化性エポキシシリコーン組成物は、好まし
いビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム塩の1種以上
を、放射線硬化性エポキシシリコーン組成物の全重量を
基準にして約200ppm〜約2重量%含む。
【0040】本発明の放射線硬化性エポキシシリコーン
コーティング組成物は、たとえば、紙加工用コーティン
グとして、特にたとえば粘着ラベルのような粘着剤製品
向けの剥離調整ライナ用の剥離コーティングとして有用
である。
【0041】本発明の積層体を製造するには、本発明の
放射線硬化性エポキシシリコーン組成物の層を基体上に
塗布し、その層を放射線に露出することによって硬化さ
せて基体上に支持された硬化したコーティング層を形成
するとよい。この積層体は粘着剤製品用の剥離調整ライ
ナとして有用である。好ましい態様において積層体はさ
らに、第二の基体とその第二の基体上に支持された接着
剤組成物の層とを含んでおり、この接着剤の層は放射線
硬化性エポキシシリコーン組成物の硬化した層と接触し
ており、積層体の第一の基体と硬化したコーティング層
とは、積層体の第二の基体と接着剤の層に対して剥離ラ
イナとして機能する。たとえば紙基材のような適切な基
体、たとえばアクリル系ポリマーを主材とする接着剤組
成物のような適切な接着剤組成物、およびこのような積
層体を製造し使用する適切な方法は業界でよく知られて
いる。
【0042】
【実施例】実施例1 テトラメチルジシロキサン(80グラム(g))、ヘキ
サメチルジシロキサン(390g)、メチルトリメトキ
シシラン(545g)、部分水解したエチルオルトシリ
ケート(600g、ES40、アシュランド・ケミカル
社(Ashland Chemical Co.)、混合アルカン(159g、
沸点範囲120〜140℃、イソパー(Isopar)G、エク
ソン(Exxon))およびp−トルエンスルホン酸(20
g)の混合物に、50分かけて水(431g)を加え
た。この混合物を2時間還流加熱(76℃)し、冷却
し、放置して2つの相に分離させた。次いで、有機相を
ポット温度95℃に加熱した後95℃、220トルで真
空ストリッピングして、粘度が47cStkで水素基が
1201ppmの流体生成物を単離した。
【0043】実施例2〜4および比較例C1 実施例2の組成物は以下のようにして調製した。すなわ
ち、テトラメチルジシロキサン(33.5g、0.25
モル)、ヘキサメチルジシロキサン(162g、1.0
モル)、メチルトリメトキシシラン(340g、2.5
モル)、部分水解したエチルオルトシリケート(360
g、2.5モル)を2リットルの樹脂フラスコに入れ
た。このシラン混合物をかき混ぜながら、p−トルエン
スルホン酸(10g)を混合アルカン(80g、沸点範
囲120〜140℃、イソパー(Isopar)G、エクソン(E
xxon))と共に加えた。次に、このシラン混合物に40
分かけて水(228g、12.7モル)をゆっくり加え
た。その間、発熱加水分解により反応混合物の温度は2
4℃から57℃に上昇した。次いで、反応混合物を2時
間70〜80℃で還流した後分液漏斗に移し、数時間静
置した。混合物は2つの相に分離した。下側の有機相を
保持し、ディーン−シュタルクフラスコ(Dean-Stark Fl
ask)を備えた1リットルのフラスコに再導入した後、1
05℃まで還流しつつ水、エタノールおよびその他の軽
留分をトラップを介して共沸混合物から除去した。生成
物はアルカン中にMHMTQポリマーを含む可動性の溶
液であり、これはポリマー固形分を74.2%含有し、
粘度は30.9cStkであった。この溶液を分析した
ところ水素が(SiHとして)796ppm存在してい
ることが示され、これを固形分含量に対して換算すると
ポリマー自体が約1070ppmのHを(MHとして)
含んでいることが示された。反応体のシランとシロキサ
ンの相対量に基づいて、標的ポリマーの式はMH45
5であり、理論H含量は975ppmHであった。こ
のポリマー溶液の29Si分析をしたところ、このポリマ
ーの組成は化学量論MH4.65.55.5に相当している
ことが示された。
【0044】上記実施例2と同様にして、実施例3の組
成物を調製した。すなわち、2リットルの樹脂フラスコ
に、テトラメチルジシロキサン(33.5g、0.25
モル)、ヘキサメチルジシロキサン(141.8g、
0.875モル)、メチルトリメトキシシラン(340
g、2.5モル)、部分水解したエチルオルトシリケー
ト(360g、2.5モル)、p−トルエンスルホン酸
(10g)および混合アルカン(80g、沸点範囲12
0〜140℃、イソパー(Isopar)G溶媒、エクソン(Exx
on))を入れた。水228gを加え、加水分解し、上記
と同様に処理したところ、溶媒中にポリマーを79.4
%含む溶液が得られた。生成物の粘度は626cStk
であり、H含量とSi−NMR分析により、標的の化学
量論MH3 .555が達成されたことが確認された。
【0045】上記と同様にして、式MH355に相当
する実施例4の組成物を製造した。最終生成物はポリマ
ー固形分71.5%の溶液であり、粘度は157cSt
kであった。
【0046】比較例C1の組成物は以下のようにして調
製した。すなわち、2リットルの樹脂フラスコに、ジメ
チルクロロシラン(46.7g、0.5モル)、トリメ
チルエトキシシラン(236g、2.0モル)、メチル
トリメトキシシラン(340g、2.5モル)、テトラ
エトキシシラン(360g、2.5モル)、混合アルカ
ン(80g、沸点範囲120〜140℃、イソパー(Iso
par)G溶媒、エクソン(Exxon))を入れた。次に、この
シラン混合物をかき混ぜながら、80分かけて水(22
8g、12.7モル)を加えたところ、発熱により反応
温度は20℃から60℃になった。次いで、反応混合物
を2時間80℃で還流した後数時間分液漏斗に移し、2
つの層に分離させた。下側の有機相を保持し、上記と同
様に処理して固形分73%で粘度65cStkのポリマ
ー溶液が得られた。これは存在するHがたった390p
pmであり、29SiNMR分析により化学量論MH 0.5
4. 40.25.35.5をもっていることが示された。M単
位のSiH基が開裂するとD単位が形成されるが、この
場合これが起こったことは明らかである。
【0047】実施例5〜7および比較例2 実施例5の組成物は以下のようにして調製した。すなわ
ち、実施例2の組成物75g(ポリマー固形分として5
5.7g)を、1040ppmのHをSiHとして含む
H25Hシリコーン流体(50g)とブレンドした。
この混合物は、分枝したポリマー固形分を約53%、線
状ポリマー固形分を47%含有していた。このブレンド
に、RhCl3(Bu2S)3触媒として2ppmのRh
を存在させて4−ビニルシクロヘキセンオキシド(VC
HO)14.5gを90℃で滴下して加えた。この反応
の進行は赤外(「IR」)分光で追跡し、全てのSiH
がVCHOと反応したことをIRが示したときに、反応
混合物から溶媒、過剰のVCHOおよびその他の軽留分
を減圧下165℃でストリッピングして除去し、粘度2
34cStkの流体を得た。エポキシ当量=1030。
【0048】実施例6の組成物は以下のようにして調製
した。すなわち、実施例3の組成物59gを、1040
ppmのHをSiHとして含むMH25Hシリコーン流
体(50g)と混合した。この混合物は、分枝したポリ
マー固形分を48%、線状シロキサン固形分を52%含
有していた。上記と同様にしてVCHO16.2gと共
にヒドロシリル化したところ、生成物として粘度が11
53cStkのエポキシ官能性シリコーンポリマー/流
体混合物が得られた。エポキシ当量=1292。
【0049】実施例7の組成物は以下のようにして調製
した。すなわち、実施例4の組成物69.9gを、10
40ppmのHをSiHとして含むMH25Hシリコー
ン流体(50g)と混合した。この混合物は、分枝した
シロキサンポリマー固形分を50%、線状シロキサンポ
リマー固形分を50%含有していた。実施例6の組成物
と同様にしてVCHOとこの混合物とを反応させたとこ
ろ、非常に粘稠な流体生成物(>50000cStk)
が得られた。エポキシ当量=1440。この粘稠なポリ
マー生成物(80pbw)を1,4−シクロヘキサンジ
メタノールのジビニルエーテル(20pbw)と合わせ
て粘度2000cStkの組成物を得た。
【0050】比較例2の組成物は以下のようにして調製
した。すなわち、比較例C1の組成物68.5gを、1
040ppmのHをSiHとして含むMH25Hシリコ
ーン流体(50g)と一緒にした後、分枝したシロキサ
ンポリマー固形分と線状シロキサンポリマー固形分の5
0/50混合物をすべてのSiH基をSi−エポキシに
変換するのに十分なVCHOと反応させた。この生成物
を処理してエポキシシリコーンポリマーとエポキシシリ
コーン流体の混合物(110cStk、エポキシ当量2
120)を得た。比較例C1の組成物でSiHが失われ
たため、最終CRA生成物のエポキシ当量が、p−トル
エンスルホン酸で触媒されたポリマー原料から調製した
他の生成物の場合よりずっと高くなったことに注意され
たい。
【0051】実施例8〜10および比較例C3 実施例5〜7および比較例2の各エポキシ官能化生成物
100部を、光触媒溶液(ヘキサフルオロアンチモン酸
ビス(4−ドデシルフェニル)ヨードニウム50pbw
とイソプロピルチオキサントン2pbwとをアルキルグ
リシジルエーテル48pbwに溶かした溶液))2部と
混合した後、手作業で薄い膜としてポリクラフト基材に
塗布量約1.2gで塗布し、RPCラボUVプロセッサ
ー(RPC Lab UV Processor)に通し、2列のハノビア(Han
ovia)中圧水銀蒸気源からのUV光に露光してコーテイ
ングを汚れがなく移行のない表面に硬化させた。コーテ
ィングはすべて架橋した表面に硬化し、スコッチ(Scotc
hTM)610セロファンテープ(3M)に強固に接着した
(これは、調整された剥離効果を示す良い証拠である)
ことが分かった。次に、良好な定性的硬化を得るのに必
要とされる最小の合計ランプ出力と最大のプロセッサー
コンベヤ速度の組合せを評価した。結果は、下記表I
に、ランプ出力(ワット/インチで表す)および線速度
(フィート/分で表す)で示す。
【0052】
【表1】
【0053】明らかに、比較例C1の組成物におけるS
iHの開裂のために比較例C2の組成物中の反応性エポ
キシの量が減少しているので、比較例C3の組成物にお
けるUV硬化は実施例8、9、10の組成物よりずっと
遅くなる。
【0054】実施例11〜13ならびに比較例C4およ
びC5 実施例11〜13ならびに比較例C4およびC5の組成
物を調製するために、実施例5〜7および比較例C2の
分枝したエポキシ官能性シリコーンポリマーのいずれ
か、線状のエポキシ−シリコーンポリマー(UV931
5、ジー・イー・シリコーン(GE Silicones))、ならび
にヨードニウム系光触媒(ジー・イー・シリコーン(GE
Silicones)からグレードUV9380Cとして市販)の
2種以上の成分を、以下の表IIに示した相対量で一緒に
してコーティング浴を調製した。
【0055】
【表2】
【0056】実施例11〜13ならびに比較例C4およ
び5の組成物を、ドクターブレードを用いて手作業でオ
ーティス(Otis)UV350TMSCK剥離ライナ基材に1
平方メートルあたり1.2グラムの平均塗布量で塗布し
た後、RPC lab UVプロセッサー(上記)に設
置した2つの水銀蒸気灯に合計UV出力600ワット/
インチ、コンベヤ速度200fpm(フィート/分)で
露光して硬化し剥離ライナを形成した。次に、こうして
塗布し硬化させた剥離ライナサンプルをTESATM74
75アクリル接着剤テープの8インチのストリップと積
層した。これらの積層体の半分を周囲(25℃)温度で
24時間エージングし、他の半分は高温(70℃)のオ
ーブンで24時間エージングした。オーブンでエージン
グした積層体を1時間かけて室温まで冷却した後、0.
05m/秒の引張速度で180°の角度で接着剤テープ
から剥離ライナを引き剥がすのに必要な力を、ZPE1
000剥離テスター(インストルメンター社(Instrumen
tors, Inc.)を用いて記録した。結果は、25℃または
75℃でエージングした後の剥離値(グラム/インチ(g
/in))、および、100×(75℃でエージングした後
の剥離/25℃でエージングした後の剥離)として計算
した高温エージングの結果としての剥離値の差(%)と
して、下記表IIIに示す。
【0057】
【表3】
【0058】実施例11〜13と比較例C5の組成物を
用いて調製した剥離ライナに基づく積層体はすべて、有
用な調整された剥離差を示している。すなわち、比較例
C4の組成物を用いて調製した剥離ライナに基づく積層
体が示した剥離力と比べて少なくとも2倍である。
【0059】実施例11〜13の組成物を用いて調製し
た剥離ライナに基づく積層体の剥離安定性(積層体のオ
ーブンエージングの関数としての剥離力の増大として示
される)は、比較例C4の組成物を用いて調製した剥離
ライナに基づく積層体が示す剥離安定性並びに比較例C
5の組成物を用いて調製した剥離ライナに基づく積層体
が示す剥離安定性と比べて優れている。この改善された
安定性は、実施例11〜13のコーティングの反応性が
比較例C5のコーティング組成物と比べて高い結果であ
るように思われる。これは、実施例5〜7のエポキシシ
リコーンポリマー組成物のエポキシ含量が比較例C2の
エポキシポリマーのものより増大している結果であると
思われ、この増大は、実施例2〜4のシリコーンポリマ
ー組成物の合成中の水素化シリル官能基の保持性が比較
例C1より良好である結果であると思われる。エポキシ
含量が増大すると、硬化がより速くなると共により完全
になり、またヨードニウム系触媒の混和性が改善され
る。
【0060】本方法は、分枝した水素化シリル官能性シ
ロキサンポリマー上のSiH基の量の改良された制御を
提供し、したがって、本発明の分枝したエポキシ官能性
オルガノポリシロキサンポリマーのエポキシ官能性の量
の改良された制御手段を提供する。分枝したエポキシ官
能性オルガノポリシロキサンポリマーのエポキシ官能性
に関する改良された制御によって、本発明の放射線硬化
性エポキシシリコーン組成物が示す、たとえば改良され
た硬化速度のような改良された性能特性が得られる。
【0061】これとは対照的に、類似の水素化シリル官
能性ポリマーをもたらすハロシラン反応体を使用する慣
用の逆加水分解法では、ハロシラン反応体の加水分解中
に酸が生じ、これがSiH結合の開裂を触媒する。酸で
触媒されるSi−H開裂の量は予測または制御するのが
困難であり、したがってそのようなポリマーの水素化シ
リル含量に変動が生じ、またそれから製造される分枝し
たエポキシ官能性オルガノポリシロキサンポリマーのエ
ポキシ含量に変動が生じる。
【0062】本発明の方法によると、ハロシランの代わ
りにシロキサン反応体を使用することが可能になり、そ
のため逆加水分解法で経験される望ましくない酸に触媒
されるSiH開裂という副反応を避けることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08G 77/20 C08G 77/20 77/38 77/38 (72)発明者 リチャード・ポール・エックバーグ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、サラト ウガ・スプリングス、フィフス・アヴェニ ュー、10番 (72)発明者 ブライアン・デイル・シェパード アメリカ合衆国、ミネソタ州、リノ・レイ クス、ロイス・レーン、1018番

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水ならびにスルホン酸含有化合物および
    ホスホニトリル化合物の中から選択される触媒の存在下
    で、(i)分子あたり少なくとも1個の四官能性ケイ素
    原子を含む第一のケイ素含有化合物と、(ii)分子あた
    り少なくとも1個の単官能性ケイ素原子を含む第二のケ
    イ素含有化合物と、(iii)分子あたり少なくとも1個
    の三官能性ケイ素原子を含む第三のケイ素含有化合物と
    を接触させることを含んでおり、前記第二のケイ素含有
    化合物および第三のケイ素含有化合物の少なくとも1つ
    は、さらに、その化合物の単官能性ケイ素原子または三
    官能性ケイ素原子にそれぞれ共有結合している水素原子
    を含んでいることを特徴とする、分枝した水素化シリル
    官能性オルガノポリシロキサンの製造方法。
  2. 【請求項2】 触媒が、p−トルエンスルホン酸および
    トリフルオロメタンスルホン酸の中から選択されるスル
    ホン酸含有化合物からなる、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 第一のケイ素含有化合物が、式R1 4Si
    (式中、各R1はそれぞれ独立してアルコキシである)
    のオルガノシリケートおよびその部分水解物の1種以上
    からなる、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 第二のケイ素含有化合物が、式R2 3Si
    1/2(式中、各R2はそれぞれ独立してHまたは一価の
    炭化水素基である)の構造単位を1個以上含む、請求項
    1記載の方法。
  5. 【請求項5】 第三のケイ素含有化合物が、式R3Si
    3/2(式中、R3はHまたは一価の炭化水素基である)
    の構造単位を1個以上含む、請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 接触を、0℃〜100℃の温度で行う、
    請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 接触を、ケイ素含有化合物100重量部
    あたり0.1〜2.0重量部の触媒の存在下で行う、請
    求項1記載の方法。
  8. 【請求項8】 接触を、水と有機液体の混合物中で行
    う、請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 部分水解したエチルオルトシリケート、
    テトラメチルジシロキサンおよびメチルトリメトキシシ
    ランを、p−トルエンスルホン酸の存在下水性媒質中で
    接触させて、分枝した水素化シリル官能性オルガノポリ
    シロキサンを形成する、請求項1記載の方法。
  10. 【請求項10】 請求項1記載の方法で製造された分枝
    した水素化シリル官能性オルガノポリシロキサン。
  11. 【請求項11】 分枝した水素化シリル官能性オルガノ
    ポリシロキサンが、式SiO4/2のQ構造単位を1個以
    上、式HR2' 2SiO1/2(式中、各R2'はそれぞれ独立
    して一価の炭化水素基である)のMH構造単位を1個以
    上、式R3SiO3/2(式中、R3は一価の炭化水素基で
    ある)のT構造単位を1個以上、そして場合により式R
    2 3SiO1/2(式中、各R2はそれぞれ独立して一価の炭
    化水素基である)のM構造単位を1個以上含み、M単位
    とMH単位の合計量の、Q単位とT単位の合計量に対す
    るモル比が0.5:1.0〜2.0:1.0であり、T
    単位のQ単位に対するモル比が0.1:1.0〜5.
    0:1.0であり、MH単位のM単位に対するモル比が
    0.05:1.0〜1.0:0である、請求項10記載
    の分枝した水素化シリル官能性オルガノポリシロキサ
    ン。
  12. 【請求項12】 分枝したエポキシ官能性オルガノポリ
    シロキサンポリマーの製造方法であって、 請求項10記載の分枝した水素化シリル官能性オルガノ
    ポリシロキサンポリマーを、分子あたり少なくとも1個
    の不飽和部位を含有するエポキシ官能性化合物と反応さ
    せて分枝したエポキシ官能性オルガノポリシロキサンポ
    リマーを形成することを含んでなる方法。
  13. 【請求項13】 エポキシ官能性化合物を、アリルグリ
    シジルエーテル、リモネンモノオキシド、ジシクロペン
    タジエンモノオキシドおよび4−ビニルシクロヘキセン
    オキシドより成る群の中から選択する、請求項12記載
    の方法。
  14. 【請求項14】 請求項12記載の方法で製造された分
    枝したエポキシ官能性オルガノポリシロキサンポリマ
    ー。
  15. 【請求項15】 請求項14記載の分枝したエポキシ官
    能性オルガノポリシロキサンポリマーと有効量の光触媒
    とを含む放射線硬化性エポキシシリコーン組成物。
  16. 【請求項16】 光触媒がヨードニウム塩である、請求
    項15記載の放射線硬化性エポキシシリコーン組成物。
  17. 【請求項17】 基体と、この基体上に支持された請求
    項15記載の放射線硬化性エポキシシリコーン組成物の
    硬化した層とを含む積層体。
  18. 【請求項18】 さらに、第二の基体と、この第二の基
    体上に支持された接着剤組成物の層とを含んでおり、こ
    の接着剤の層が放射線硬化性エポキシシリコーン組成物
    の硬化した層と接触している、請求項17記載の積層
    体。
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