JP2000198849A - シロキサンの重合 - Google Patents

シロキサンの重合

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ピーター・シー・ハプフィールド
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エイヴリル・イー・サージェナー
G Taylor Richard
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    • C08G77/22Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G77/26Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen nitrogen-containing groups

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 アミノ官能性を有するシロキサンポリマーを
得る効率的な重合方法。 【解決手段】 シロキサンポリマーを、特定のアミノ基
を有する有機ケイ素化合物と混合した後、ホスファゼン
塩基触媒(下式を例示)と混合し、シロキサンと有機ケ
イ素化合物を重合させてアミノ官能ポリオルガノシロキ
サンポリマーを形成。 ((R1 2N)3P=N−)X(R1 2N)3-XP=NR2 {((R1 2N)3P=N−)X(R1 2N)3-XP−N(H)
2+{A-} {((R1 2N)3P=N−)Y(R1 2N)4-YP}+{A}
- 又は {(R1 2N)3P=N−(P(NR1 22=N)n−P+(N
1 23}{A-} [R1は水素又は炭化水素基、又は同じN原子に結合し
た2個のR1基は連結して複素環を完成してもよく;R2
は水素又は炭化水素基;xは1〜3;Aはアニオン]。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定のホスファゼ
ン塩基の触媒作用によるシロキサンの重合に関し、特に
アミノ官能性を有する高分子シロキサンの形成に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ヨーロッパ特許公開公報第086046
1−A号には、シクロシロキサンの開環重合の方法が記
載されており、その方法には、水の存在でシクロシロキ
サンを、シクロシロキサンの重量で1ないし500pp
mのホスファゼン塩基と接触することが含まれている。
英国特許公開公報第2311994号には、0から20
0℃の温度及び350トルまでの圧力で、シラノール含
有オルガノシロキサンを、前記オルガノシロキサンの重
縮合に有効な量のペルアルキル化ホスファゼン塩基と接
触することを含む重縮合の実施方法が記載されている。
好ましいペルアルキル化ホスファゼン塩基は次式を有す
る:
【0003】
【化2】
【0004】[式中、R#はC1-4アルキル基であり、R
*はC1-10アルキル基であり、そしてnは2又は3であ
る]。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術は、炭化水
素又はヒドロキシル置換基を含む高分子量のポリシロキ
サン材料の製造には有用である。その他の官能性、及び
特にアミノ官能性を有するシロキサンポリマーを製造す
ることに対するニーズがある。重合によりアミノ官能シ
ロキサンを作ることが特に難しい。既存の方法は、例え
ばヨーロッパ特許第575972号に記載されているよ
うに、水酸化カリウムまたはシラノレートのような、強
塩基触媒の存在で、環状シロキサンとアミノ官能シラン
又はシロキサンとを平衡化することを利用する。それと
は別に、アミノ官能有機ケイ素化合物、例えばシランと
一緒に、シラノール官能シロキサンポリマーから出発す
る縮合反応が利用される。この方法は、多方面に有用で
かつ効果的であるが、反応が遅くて複雑な触媒系を必要
とすることがおおい。多くの触媒系はアミンの存在によ
って悪影響を受けるので問題の解決策としては適してい
ない。
【0006】
【課題を解決するための手段】驚くべきことに、アミノ
官能シロキサンを提供するのにホスファゼン塩基物質が
シロキサンの重合にとって有効な触媒であることを今回
発見した。更に、これらのホスファゼン塩基物質を使用
すると、縮合反応によっても平衡化反応によっても、あ
るいは必要に応じて両方のタイプの反応の組み合わせの
場合でさえもアミノ官能シロキサンを作るのには有効で
あることも見い出した。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の第1の局面によると、シ
ロキサン、及び少なくとも1個のアミン基を含む置換基
である少なくとも1個のケイ素に結合した基RNを有す
る有機ケイ素化合物を、ホスファゼン塩基触媒と混合し
て、前記シロキサン及び有機ケイ素化合物を重合させて
アミノ官能ポリオルガノシロキサンポリマーを形成する
ことから成る重合方法が得られる。
【0008】僅かの疑念も避けるために、本明細書での
“を含む(comprising)”と言う概念を使用すること
は、“を包含する(including)”ばかりでなく“から
成る(consisting of)”も意味する。
【0009】ホスファゼン塩基自体は極めて強い塩基で
あることが知られている。多くのホスファゼン塩基のな
かには、イオン性ホスファゼン塩基もあり、それの合成
ルートは、文献、例えば、Schwesinger等
の、Liebigs Ann.1055−1081頁
(1996年)に記載されている。
【0010】ホスファゼン塩基は、シロキサン物質の重
合には極めて強力な触媒であることが判り、従って、比
較的低い割合、例えばシロキサンの重量を基準として1
から2000ppm、好ましくは2ないし1000pp
mで含まれることが可能である。実際に、使用される触
媒の割合は、要求される重合速度によって、或いは所要
のポリマーのサイズによって選ばれる。
【0011】特に、使用されるホスファゼン塩基が非イ
オン性ホスファゼンの場合、反応中には或る割合の水が
存在してもよい。このような場合、水の割合はイオン性
ホスファゼン塩基のモル当たり好ましくは少なくとも
0.5、更に好ましくは0.5−10モル、最も好まし
くはイオン性ホスファゼン塩基のモル当たり1から10
モルである。後で更に詳細に説明するように、水の割合
を高めることは可能であり、そうすることにより重合反
応全体にわたって、より的確な制御を可能ならしめると
いう利益を得ることが出来る。
【0012】原則として、いずれのホスファゼン塩基も
本発明で使用するのに適している。一般的に、ホスファ
ゼン塩基は、次の骨格構造、P=N−P=Nを含む(式
中、遊離のNの原子価は、水素、炭化水素、−P=N又
は=P−Nに結合し、そして遊離のPの原子価は、−N
又は=Nに結合する)。或るイオン性ホスファゼン塩
基、例えば1-tert-ブチル-4,4,4-トリス(ジ
メチルアミノ)-2,2-ビス[トリス(ジメチルアミ
ノ)-ホスホルアニリデンアミノ]-2λ5、4λ5-カテ
ナジ(ホスファゼン)]が、例えばスイス国のFluk
a Chemie AG.から市販されている。イオン性
ホスファゼン塩基は少なくとも3個のP原子を有するの
が好ましい。好ましい幾つかのホスファゼン塩基は次の
一般式を有する;
【0013】 ((R1 2N)3P=N−)X(R1 2N)3-XP=NR2 {((R1 2N)3P=N−)X(R1 2N)3-XP−N(H)
2+{A-} {((R1 2N)3P=N−)Y(R1 2N)4-YP}+{A}
- {(R1 2N)3P=N−(P(NR1 22=N)n−P+(N
1 23}{A-} [式中、R1は各位置で同じでも異なってもよく、水素
もしくは必要に応じて置換された炭化水素基、好ましく
はC1−C4アルキル基、であるか、或いは同じN原子に
結合した2個のR1基は連結して複素環、好ましくは5
又は6員環を完成している;R2は水素又は必要に応じ
て置換された炭化水素基、好ましくはC1−C20アルキ
ル基、更に好ましくはC1−C10アルキル基であり;x
は1、2又は3、好ましくは2又は3であり;yは1、
2、3又は4、好ましくは2、3又は4であり;nは1
から10の値の整数であり、そしてAはアニオン、好ま
しくはフッ化物、水酸化物、シラノラート、アルコキシ
ド、炭酸塩又は重炭酸塩である]。
【0014】特に好適な化合物は、R1がメチルであ
り、R2がターシャリブチル又はターシャリオクチルで
あり、xが3、yが4、nが1ないし4であり、そして
Aがフッ化物又は水酸化物である化合物である。好適な
ホスファゼン塩基触媒は市販されているし、或いは前述
のようにSchwesinger等によって開示されて
いる方法で作ることが出来る。式{(R1 2N)3P=N-
(P(NR1 22=N)z-P+(NR1 23}{A}-の化
合物は、線状ハロゲン化ホスホニトリル化合物、好まし
くは塩化物、を第二級アミン、金属アミド及び第四級ア
ンモニウムハロゲン化物から選ばれる化合物と反応させ
てアミノ化ホスファゼン物質を形成した後、イオン交換
反応でアニオンを求核性基で置換することから成る方法
により作ること出来る。ハロゲン化ホスホニトリル化合
物及びそれの製造方法は、当業界では公知である;例え
ば、特に有用な1つの方法には、好適な溶媒の存在でP
Cl 5とNH4Clとの反応が挙げられる。
【0015】第二級アミンはハロゲン化ホスホニトリル
との反応には好ましい試薬であり、好適な第二級アミン
は式R3 2NH、(式中、R3は最高10個の炭素原子を
有する炭化水素基、又は両R3基は、窒素原子を含む複
素環基、例えばピロリジン基、ピロール基もしくはピリ
ジン基を形成する)を有する。R3は低級アルキル基、
更に好ましくはメチルであり、又は両R3基はピロリジ
ン環を形成するのが好ましい。好適で好ましい第二級ア
ミンには、ジメチルアミン、ジエチルエミン、ジプロピ
ルアミン及びピロリジンが挙げられる。この反応は、交
換されたハロゲン化物を捕捉出来る物質、例えばトリエ
チルアミン、のようなアミンの存在で行なうのが好まし
い。次に、こうして生成した副生物(例えば、塩化トリ
エチルアンモニウム)は、例えば濾過によって反応混合
物から取り除くことが出来る。この反応は、塩化ホスホ
ニトリル及び線状ホスファゼン塩基にとって好適な溶媒
の存在で行ってもよい。好適な溶媒には、トルエンのよ
うな芳香族溶媒が挙げられる。この方法を形成する線状
ホスファゼン物質はイオン交換反応体(好ましくはイオ
ン交換樹脂)に通すことが出来、それによって、アニオ
ンは硬い求核基、好ましくはヒドロキシル又はアルコキ
シ、最も好ましくはヒドロキシルと交換される。このホ
スファゼンは、イオン交換装置を通る前に好適な媒体の
中に分散されるのが好ましい。好適な媒体には、水、ア
ルコール及びそれらの混合物が挙げられる。
【0016】重合は、塊状、又は溶媒の存在で行なうこ
とが出来る。好適な溶媒は液体炭化水素、又はシリコー
ン流体である。ホスファゼン塩基触媒をヘキサン、ペン
タン又はトルエンのような炭化水素溶媒で希釈するこ
と、或いはポリジオルガノシロキサンのようなシリコー
ン流体に分散することも出来る。最初にホスファゼン塩
基触媒がヘキサンのような溶媒の中に含まれている場
合、ヘキサンを真空のもとで蒸発によって取り除き、そ
の後この触媒をシリコーン流体の中に分散させると安定
で透明な溶液を得るが出来る。このようにシリコーンに
溶解した触媒を重合反応に使用すると、この触媒は均一
に分散しているので再現性のある結果が得られる。この
触媒は水に溶解することも出来、後で説明するように、
この触媒は、重合反応全体にわたって温和な条件で、よ
り高度の制御を行なうことが出来ると言う長所を有す
る。
【0017】後で説明するように、触媒活性が低下して
しまった時には、重合反応は適切な加熱、例えば100
℃以上、のもとで行なうことが出来る。本発明の方法は
室温で行なっても差し支えない。温度は250℃と言う
高温でもよい。しかしながら、温度範囲は好ましくは2
0から170℃、最も好ましくは50から170℃であ
る。重合に要する時間は、選ばれた系での触媒活性及び
所望のポリマー生成物によって決まる。ホスファゼン塩
基触媒の低下がないとこの触媒は活性が充分にあるの
で、シロキサンは短時間内に高分子量のアミノ官能ポリ
シロキサン材料に転化する。
【0018】縮合反応用の出発物質の1つは、ケイ素結
合したヒドロキシル基、又はその場でシラノール基を形
成出来るアルコキシ又はアリールオキシ基のような加水
分解可能な基を有するシロキサンポリマーである。例え
ば、それらには次の一般式(3)を有するオルガノシロ
キサンが挙げられる:
【0019】
【化3】
【0020】式(3)では、R3は水素又は最高8個の
炭素原子を有するアルキル又はアリール基であり、各R
4は同じでも異なってもよく、好ましくは1ないし18
個の炭素原子を有する1価の炭化水素、又は好ましくは
1ないし18個の炭素原子を有するハロゲン化炭化水素
を表し、そしてtは2以上の値の整数である。好ましく
はR4は1から6個の炭素原子を有するアルキル基、更
に好ましくはメチル基を表す。tの値は、オルガノシロ
キサンの平均粘度が25℃で200mm2/秒を超えな
いような値が好ましい。
【0021】好適なオルガノシロキサンは重合鎖の中に
ケイ素に結合した基R’を持つことであるが、この基は
末端基にあるのが好ましい。末端のケイ素結合ヒドロキ
シル基を有するオルガノシロキサンは当業界では公知で
あり市販されている。これらは、当業界では既知の技
術、例えばクロロシランの加水分解、その加水分解によ
って形成される線状物質と環状物質の分離、及びそれに
続く線状物質の重合によって作ることが出来る。好適な
オルガノシロキサンは、各末端に1個のケイ素に結合し
たヒドロキシル基を有し、R4基の少なくとも80%が
メチル基を表すのが好ましい。イオン性ホスファゼン触
媒が使用される重合方法において試薬として使用する好
適なオルガノシロキサンには、末端のヒドロキシルジオ
ルガノシロキサン単位を有するオルガノシロキサン、例
えばヒドロキシルジメチルシロキサン末端封鎖ポリジメ
チルシロキサン、ヒドロキシルジメチルシロキサン末端
封鎖ポリジメチルポリ-メチルフェニルシロキサンコポ
リマーが挙げられる。
【0022】縮合による重合反応のもう1つの成分は、
ケイ素結合したヒドロキシル基又は加水分解性基を有す
るアミノ官能有機ケイ素化合物である。好適な有機ケイ
素化合物の例は、一般式RN-Si(R)z-R’3-zで表
わされるシランである(式中、RN及びR’は前述の定
義の通りであり、Rは最高20個の炭素原子を有する炭
化水素を表し、zは1ないし2の値である)。もう1つ
の例は、少なくとも1個のケイ素に結合した基R’及び
1個のケイ素に結合した基RNを有するシロキサンであ
る。好適な基RNの例には、 -(CH23NHC65
-(CH23NH2、 -CH2CH(CH3)CH2NH
2、 -(CH23NH(CH22NH2、 -CH2CH
(CH3)CH2NH(CH22NH2
【0023】
【化4】
【0024】が挙げられる。
【0025】平衡化を使用する重合反応に対しては、前
記のケイ素に結合した基R’基を持たない環状又は線状
シロキサンが適している。環状シロキサンとしても知ら
れる好適なシクロシロキサンは公知であり市販品であ
る。そのようなシロキサンは、一般式(R2 2SiO)n
[式中、R2は前述の定義の通りであり、好ましくは水
素、又は最高8個の炭素原子を有する、必要に応じて置
換されたアルキル、アルケニル、アリール、アルカリー
ル(alkaryl)、又はアラルキル基を表し、nは
3から12の値の整数を表す]を有する。R2は、例え
ばフッ素又は塩素のようなハロゲンで置換することが出
来る。アルキル基は、例えばメチル、エチル、n-プロ
ピル、トリフリオロプロピル、n-ブチル、sec-ブチ
ル及びターシャリ-ブチルが可能である。アルケニル基
は、例えばビニル、アリル、プロペニル、ブテニル及び
ヘキセニルが可能である。アリール基及びアラルキル基
は、例えばフェニル、トリル及びベンゾイルが可能であ
る。好ましい基は、メチル、エチル、フェニル、ビニル
及びトリフルオロプロピルである。全てのR2基の少な
くとも80%は、メチル又はフェニル基が好ましく、最
も好ましいのはメチルである。実質的に全てのR2基が
メチル基であるのが最も好ましい。好ましいnの値は、
3から6、最も好ましいのは4又は5である。好適な環
状シロキサンの例は、オクタメチルシクロテトラシロキ
サン、デカメチルシクロペンタシロキサン、シクロペン
タ(メチルビニル)シロキサン、シクロテトラ(フェニ
ルメチル)シロキサン及びシクロペンタメチルヒドロシ
ロキサンである。1つの特に好適な市販品は、オクタメ
チルシクロ-テトラシロキサンとデカメチルシクロペン
タシロキサンの混合物である。
【0026】平衡化重合用の出発物質は、前述の環状シ
ロキサンの代わりに又はそれに加えて、一般式R5 aSi
4-a/2[式中、R5は水素原子、1から18個の炭素原
子を有する炭化水素基、1から18個の炭素原子を有す
る置換された炭化水素基又は最高18個の炭素原子を有
するヒドロカーボンオキシ(hydrocarbono
xy)基を表し、aは前述の定義の通りであるが平均し
て1から3、好ましくは1.8ないし2.3の値を持
つ]の単位を有するあらゆるオルガノシロキサン物質が
可能である。好ましくはオルガノシロキサンが、ジアル
キルシロキサン、最も好ましくはジメチルシロキサンで
ある。それらは式R5 3SiO1/2[式中、R5はR’]の
シロキサン基で末端封鎖されている実質的な線状物質が
好ましい。
【0027】平衡化によって作られるポリマー用のRN
置換基の供給源には、ケイ素原子に結合している少なく
とも1個のRN置換基を持つ環状シロキサン、ケイ素原
子に結合しているR’基を持たなくて、好ましくはシロ
キサンポリマーの末端ケイ素原子に少なくとも1個のケ
イ素に結合した基RNを有する線状シロキサン物質が挙
げられる。
【0028】本発明の方法によって作られるシロキサン
ポリマー用のRN基の供給源を、いわゆる末端封鎖剤の
中で提供することさえ可能である。このような末端封鎖
剤を使うと、作られるあらゆるポリマーの鎖長を制御す
ることが出来、そしてこの封鎖剤がRN基を含む場合、
この封鎖剤を使うことにより同時にアミン含有置換基に
よってポリマーに官能性が付与されることになる。
【0029】形成される平衡化ポリマーに好適な末端封
鎖剤には、160を超える範囲の分子量のポリシロキサ
ン、特に一般式MDxMのポリジメチルシロキサン(式
中、Mはトリメチルシリルであり、Dは-Si(CH3
2O-でありそしてxの値は0から20である)が挙げら
れる。末端封鎖剤は、ヒドロキシル、ビニル又は水素の
ような1個以上の官能基を有することが出来る。縮合反
応を使う時の末端封鎖に好適な成分には、短い鎖のポリ
マー、例えば1個だけの基R’及び基R’Siを含有す
るシランを有するオルガノシロキサンが挙げられる。本
発明による方法で使用される成分を供給する追加の末端
基がないと、分子量は触媒濃度によって決まる。末端封
鎖剤基を提供する成分は、所望の分子量のポリマーを作
るように計算された比率で加えることが出来る。水も末
端封鎖剤として作用して、ヒドロキシル官能基を導入す
る。
【0030】驚くべきことに、ホスファゼン塩基物質
が、縮合による重合と平衡化による重合を同時に行なう
時の組み合わせ重合のための触媒として有効であるとい
うことを発見した。このことは、両反応の間の触媒反応
速度に通常は大きな差があるので予想外である。平衡化
による重合の速度は、本出願書で説明する縮合反応の速
度よりも著しく速いと思われるのが普通である。従っ
て、縮合重合で使用されるシロキサン物質と、平衡化重
合するのに適する後記の環状シロキサン又は或る種の線
状シロキサンとの単なる混合物による、縮合と平衡化の
組み合わせ重合のために同じ触媒が使用出来ることを発
見したのは驚きであった。この組み合わせ反応では、1
つの重合反応が、もう1つの重合反応に悪影響を与える
とは思われない。
【0031】縮合反応と平衡化反応との組み合わせを使
うことにより、最終生成物を制御するように試薬混合物
を配合することが出来る、例えば末端封鎖を起こすのに
使用する成分の量や種類を制御すること、縮合によって
重合するシロキサンと、平衡化によって重合するシロキ
サンとの比を変えることである。
【0032】従って、本発明による方法は、少なくとも
1個のケイ素に結合した基RNを有し、一般式R”aSi
4-a/2(2)[式中、R”はヒドロキシル又は炭化水
素であり、aは0から3の値をとる]の単位を有するア
ミノ官能オルガノポリシロキサンを作るのに有用であ
る。好ましくは全てのR”基の少なくとも80%が、ア
ルキル又はアリール基、更に好ましくはメチル基であ
る。最も好ましくは実質的に全てのR”基がアルキル又
はアリール基、特にメチル基である。オルガノポリシロ
キサンは、aの値が末端封鎖単位を除いて実質的に全て
の単位について2であるオルガノポリシロキサンが好ま
しく、そしてこのシロキサンは一般式R”(R”2Si
O)pSiR”3(3)[式中、R”は前記の定義の通り
であり、pは整数である]の実質的に線状ポリマーであ
る。しかしながら、aの値が0又は1を表す少量の単位
が存在することも可能である。鎖の中のそのような単位
を含むポリマーは少量の分岐鎖を含む。R”は、ヒドロ
キシル基又はアルキルもしくはアリール基、例えばメチ
ルもしくはフェニルを表すのが好ましい。本発明による
触媒を使用する方法によって作られるオルガノポリシロ
キサンの粘度は、本発明の方法で使用される反応条件及
び原料によって25℃で1000から幾百万mm 2/秒
の範囲にすることが出来る。
【0033】本発明による方法は、液状ポリマー、及び
高分子量、例えば1×1016から100×1016原子質
量単位(amn)、のゴムを含む全ての範囲のアミノ官能オ
ルガノポリシロキサンを作るために使用することが出来
る。オルガノポリシロキサンの分子量は、反応中に末端
基を形成するのに使用される物質の濃度によって影響を
受ける。本発明で使用される触媒は、適度の時間内に低
い触媒濃度でポリマーを形成出来る充分な活性を持って
いる。
【0034】所望のポリマーが形成されてしまうと、触
媒を中和して生成物を安定化させたのち、反応が更に起
こらないようにすることが通常は望ましい。好適な中和
剤は酢酸のような酸、リン酸シリル、ポリアクリル酸塩
素置換シラン、ホスホン酸シリル、又は二酸化炭素であ
る。
【0035】空気はこの触媒溶液と極めて速やかに反応
して、最終的には不溶性液体相となる曇りの入った物質
が生成することを見い出した。このことは、本触媒がC
2と反応して炭酸塩を生成することによると考えられ
る。本触媒のこのような失活は、例えば加熱、不活性ガ
スを用いた追い出し又は混合物を減圧に曝すことによっ
て賦活することが出来ることを見い出した。このことに
よって、重合反応を温和にし又は制御することが出来
る。触媒の活性が低下していない時に起こる極めて急速
な反応の観点からは、このことは特に有利である。これ
らの反応で使用される触媒が低濃度(100ないし20
00ppm程の低濃度のことがある)なので、CO2
の反応は、反応を制御して再現性のある結果を得るには
考慮する必要がある。水には極めて可溶性であり、かつ
極めて安定性であるホスファゼン塩基を水に溶解するこ
とにより触媒活性は遥かに制御しやすくなり、生成する
ポリマーの分子量は低くなる。このことは、水が触媒抑
制剤として、更に末端封鎖剤としても作用することに起
因している。水の抑制効果は、存在する水の量を減らす
こと、例えば加熱、により低下させることが出来る。1
00℃未満の温度では、重合速度は、水および/または
CO2があると比較的遅く、例えばゴム粘度に達するに
は最高24時間超を要する。100℃超の温度では(例
えば100−150℃)、重合は遥かに速くなり、例え
ばゴム粘度に達するには最高5−60分で済む。水をア
ルコール(例えば、メタノール又はエタノールのような
1−C6アルコール)と混合又は置き換えることによっ
ても、反応の前記のように制御することが可能である。
【0036】シロキサンとホスファゼン塩基触媒の混合
物を、空気および/またはCO2又は多量の水に曝すこ
とにより重合が起こらないようにすることが出来ること
も見い出した。次に、空気および/またはCO2又は水
を簡単に取り除く、例えば混合物を加熱する(例えば、
数分間100℃ないし170℃に)ことにより重合を開
始させることが出来る(“コマンド重合(command poly
merization)”)。D4触媒混合物(2ないし50pp
mの触媒)は、20℃の空気中で長期間(最高7日間)
安定である。
【0037】次の実施例により本発明を説明する。別に
断らない限り、全ての部及びパーセンテージは重量によ
るものであり、粘度は25℃での測定値である。
【0038】
【実施例】実施例1−8:オクタメチルシクロテトラシ
ロキサン xg、ジメチルシロキサン物質を含むN-[3
-(ジメトキシメチルシリル)-2-メチルプロピル]-
1,2-エタンジアミン yg、及びηmm2/秒の粘度
を有するトリメチルシロキシ末端封鎖ポリジメチルシロ
キサン zgを、窒素雰囲気(N)、又はn ミリバール
の減圧のもとでt℃まで加熱した。全重量を基準とし
て、温度tで、1-tert-ブチル-4,4,4-トリス
(ジメチルアミノ)-2,2-ビス[トリス(ジメチルア
ミノ)-ホスホルアニリデンアミノ]-2λ5、4λ5-カ
テナジ(ホスファゼン)]のmppmを撹はんしながら
加えると直ちに粘度が増加した。1時間後、反応系を約
80℃まで冷却させた後、中和剤のビス(ジメチルビニ
ルシリル)ビニルホスホナートを加えた。反応生成物
は、最終粘度ηmm2/秒(実施例8の場合、真空のも
とで生成物をストリッピング(strippng)した後にこの
粘度を測定した)及び非揮発分NVC%を有するアミノ
官能ポリマーであった。x、y、z、η、n、m、t、
最終η及びNVCの詳細を表1に示す。
【0039】
【表1】
【0040】実施例9:約60mm2/秒の粘度を有す
る線状ポリジメチルシロキサンと環状ポリジメチルシロ
キサン(89.1g)との50/50混合物、5mm2
/秒の粘度を有するトリメチルシロキシ末端封鎖ポリジ
メチルシロキサン(8.3g)、アミノエチルアミノブ
チルメチルメトキシシラン(6.04g)及び水(0.
44g)を1時間撹はんした。次いで、この混合物を4
00ミリバールの圧力で130℃に加熱した。実施例1
で使用したホスファゼン塩基触媒をこの温度で加えた。
4時間後に、この生成物の粘度は292mm2/秒で、
非揮発分は86.9%であった。
【0041】実施例10:実施例1の触媒の代わりに、
1,1,1,3,3,5,5,5-オクタピロリジウムホスホニ
トリル水酸化物触媒750ppmを使い、150℃の温
度及び250ミリバールの圧力で実施例9の反応を繰り
返した。120分後に、この生成物の粘度は203mm
2/秒で、非揮発分は88%であった。
【0042】実施例11(A)線状水酸化ポリアミノホスファゼニウムの合成 トルエン及び線状塩化ホスホニトリル(Cl3P=N−
(P=NCl21.8−PCl3+(PCl6- (0.
023モル)を、温度計、冷却器及び滴下漏斗付きの三
つ口フラスコに装入した。この反応混合物を−50℃ま
で冷却させた後、トリエチルアミンとピロリジンとの混
合物(各々、0.28モル)を滴下しながら加えた。次
いで、この反応混合物を室温まで加温させた後、最高4
0時間約60℃に加熱した。オレンジ色の溶液を濾過し
て塩化トリエチルアンモニウムを取り除いた後、トルエ
ンで洗浄した。次に、トルエンを減圧のもとで取り除く
とオレンジ色の油分が得られた。その次に、この油分を
蒸留水とメタノール(1:1)に分散させて、塩基性
(OH-)アニオン交換樹脂に通した。次いで、この水
とメタノールを減圧のもとで取り除くと、約90%の収
率で塩基性油分が得られた。これは(Py3P=N-(P
(Py)2=N)1.8−PPy3+OH-[式中、Pyは
ピロリジンを表す]から成っていた。
【0043】(B)重合 上記で調製した線状水酸化ホスファゼニウム触媒750
ppmを使用すること以外は、実施例10の反応を繰り
返した。こうして生成したポリマーの粘度は200mm
2/秒で、非揮発分は88.4%であった。
【0044】実施例12:線状ポリジメチル、メチル
(アミノエチルアミノイソブチル)シロキサン(5g)
を実施例1のホスファゼン塩基触媒(100ppm)と
混合した後、シクロジメチルシロキサン(95g)を加
えた。この混合物を空気中で100℃に加熱した。15
分後にゴムが生成した。
【0045】実施例13:線状ポリジメチル、メチル
(アミノエチルアミノイソブチル)シロキサン(5g)
及びオクタメチルシクロテトラシロキサン(95g)
を、400ミリバールの圧力のもとで130℃に加熱し
た。実施例11の線状水酸化ホスファゼニウム触媒(1
00ppm)を加えると高粘度ゴム(1,000Pa.
sを超える粘度を有する)が5分足らずで生成した。こ
の反応混合物を中和に先立って冷却させた。
【0046】実施例14(A)1,1,1,3,3,5,5,5-オクタピロリジニウム
ホスファゼニウム水酸化物の合成 Cl3PNPCl2O(0.092モル)及び(Cl3
NPCl3+(PCl6-(0.092モル)を、撹は
ん機、温度計及び冷却器付きの三つ口フラスコに装入し
た。これに1,2,4-トリクロロベンゼンを加えた
後、この混合物を最長30時間195℃に加熱した。こ
の粗生成物をテトラ-クロロエタンの中に溶解させた
後、四塩化炭素を繰り返し加えて沈澱させた。白色の結
晶生成物が生成し、次にこの生成物を石油エーテルで洗
浄した後、真空のもとで乾燥した(収率65%)。この
結晶物質を蒸留水とメタノール(1:1)に分散させた
後、これを塩基性(OH-)アニオン交換樹脂に通すこ
とにより、水酸化ホスファゼニウムへの転化を行なっ
た。その次に、蒸留水とメタノールは減圧のもとで取り
除いた。
【0047】線状ポリジメチル、メチル(アミノエチル
アミノイソブチル)シロキサン(5.1g)及びオクタ
メチルシクロテトラシロキサン(95g)を、400ミ
リバールの圧力のもとで130℃に加熱した。1,1,
1,3,3,5,5,5-オクタピロリジニウムホスホニトリ
ル水酸化物触媒(100ppm)を加えると、高粘度ゴ
ム(約1,000Pa.s)が5分足らずで生成した。
この反応混合物を中和に先立って冷却させた。
【0048】実施例15:60mm2/秒の粘度を有す
るシラノール末端封鎖ポリジメチルシロキサンポリマー
(95.84g)を85℃に加熱し、この温度でアミノ
エチル-アミノイソブチルメチル-ジメトキシシラン
(0.8g)、C13アルコールとC15アルコールとの混
合物(3.31g)及び実施例1で使用したホスファゼ
ン塩基触媒(500ppm)を加えた。圧力を200ミ
リバールに下げる前に、この混合物を2時間還流した。
粘度を測定して約1000mm2/秒に達した時に反応
を停止した。こうして生成したポリマーはアミノ官能ポ
リシロキサンであった。
【0049】実施例16 60mm2/秒の粘度を有するシラノール末端封鎖ポリ
ジメチルシロキサンポリマー(96.06g)を85℃
に加熱し、この温度でアミノプロピルメチルジエトキシ
シラン(3.91g)及び実施例1で使用したホスファ
ゼン塩基触媒(167ppm)を加えた。実施例14の
ように反応を完結させると、中和する前で約1000m
2/秒の最終粘度となった。この最終生成物の非揮発
分は88%であった。
【0050】実施例17:60mm2/秒の粘度を有す
るシラノール末端封鎖ポリジメチルシロキサン(19
4.1g)を、ガンマ-ピペラジノプロピルメチルジメ
トキシシラン(5.88g)と混合した後、85℃に加
熱し、この温度で、0.5mlのメタノールに入れたテ
トラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホルアニリデ
ンアミノ]ホスホニウム水酸化物0.2gを加えた。こ
の反応系を3時間還流状態で加熱した後、真空ストリッ
ピングを行ない、冷却させると4000mm2/秒の粘
度のアミノシロキサンが生成した。
【0051】実施例18:60mm2/秒の粘度を有す
るシラノール末端封鎖ポリジメチルシロキサンを(19
3.3g)をガンマ-アニリノプロピルトリメトキシシ
ラン(6.70g)と混合した後、85℃に加熱し、こ
の温度でテトラキス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホ
ルアニリデンアミノ]ホスホニウムフッ化物0.9ml
を加えた。こうして生成したアミノ官能ポリシロキサン
の粘度は1時間後に25,000mm2/秒超であっ
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレイン・エム・モロニー イギリス国、ピナース・シーエフ64・5エ フエイ、コスメストン・ドライブ 55 (72)発明者 エイヴリル・イー・サージェナー イギリス国、カーディフ・シーエフ23・8 ピービー、ゲートサイド・クローズ、ウエ ストウェイ (72)発明者 リチャード・ジー・テイラー イギリス国、バリー・シーエフ63・8エイ チティ、セイント・ポールズ・アベニュー 11

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シロキサンポリマーを、少なくとも1個
    のアミン基を含む置換基である少なくとも1個のケイ素
    に結合した基RNを有する有機ケイ素化合物と混合し、
    そしてホスファゼン塩基触媒と混合し、重合してアミノ
    官能ポリオルガノシロキサンポリマーを形成することを
    特徴とするポリオルガノシロキサンの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ホスファゼン塩基触媒が、次の一般
    式から選ばれることを特徴とする、請求項1に記載の方
    法: ((R1 2N)3P=N−)X(R1 2N)3-XP=NR2 {((R1 2N)3P=N−)X(R1 2N)3-XP−N(H)
    2+{A-} {((R1 2N)3P=N−)Y(R1 2N)4-YP}+{A}
    - 又は {(R1 2N)3P=N−(P(NR1 22=N)n−P+(N
    1 23}{A-} [式中、各R1は水素もしくは必要に応じて置換された
    炭化水素基、又は同じN原子に結合した2個のR1基は
    連結して複素環を完成し;R2は水素又は必要に応じて
    置換された炭化水素基であり;xは1、2又は3であ
    り;yは1、2、3又は4であり;nは1ないし10で
    あり;そしてAはフッ化物、水酸化物、シラノラート、
    アルコキシド、炭酸塩及び重炭酸塩から選ばれるアニオ
    ンである]。
  3. 【請求項3】 前記シロキサンポリマーが、ケイ素に結
    合した基R’(式中、R’はヒドロキシル基又は加水分
    解性基を表す)を有するシロキサンポリマーから成るこ
    とを特徴とする、請求項第1項または第2項に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】 前記シロキサンポリマーが、ケイ素に結
    合したヒドロキシル基又は加水分解性基を有しない環状
    又は線状シロキサンから成ることを特徴とする、請求項
    第1項から第3項までのいずれか一つに記載の方法。
  5. 【請求項5】 ケイ素に結合した基R’を有するシロキ
    サン、及びケイ素に結合した基R’を有しない環状又は
    線状シロキサンを、ケイ素に結合した基RNを有する有
    機ケイ素化合物及びホスファゼン塩基触媒と混合し、ケ
    イ素に結合した基R’を有する前記シロキサンが縮合
    し、そしてケイ素に結合した基R’を有しない前記環状
    又は線状シロキサンが平衡化により重合して少なくとも
    1個のケイ素に結合した基RNを有する有機ケイ素化合
    物を、前記生成するポリマーに組み入れることを特徴と
    する、請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記重合が、一般式MDxM[式中、M
    はトリメチルシリルであり、Dは-Si(CH32O-で
    あり、xの値は0から20である]のポリジメチルシロ
    キサン、最高25個のケイ素原子を有しかつ1個だけの
    ケイ素に結合した基R’を有するシロキサンポリマー、
    及びケイ素に結合した基R’[式中、R’はヒドロキシ
    ル及び加水分解性基から選ばれる]を含むシランから選
    ばれる末端封鎖剤の存在で実施されることを特徴とす
    る、請求項第1項から第5項のいずれか一つに記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 少なくとも1個のケイに素結合した基R
    Nを有する有機ケイ素化合物が、シロキサンポリマー、
    又はケイ素結合ヒドロキシルもしくは加水分解性基も含
    むシランであることを特徴とする、請求項第1項から第
    6項のいずれか一つに記載の方法。
  8. 【請求項8】 少なくとも1個のRN基を有する有機ケ
    イ素化合物が、一般式RN-Si(R)zR’3-z[式中、
    Rは1ないし20個の炭素原子を有する炭化水素基を表
    し、zの値は1又は2である]のシランであることを特
    徴とする、請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 少なくとも1個のケイ素に結合した基R
    Nを有する有機ケイ素化合物が、ケイ素に連結されたヒ
    ドロキシル又は加水分解性基を有しない環状シロキサン
    又は線状シロキサンであることを特徴とする、請求項第
    1項から第6項までのいずれか一つに記載の方法。
  10. 【請求項10】 RN基が次の基を表すことを特徴とす
    る、請求項第1項から第9項のいずれか一つに記載の方
    法: -(CH23NH2、 -CH2CH(CH3)CH2
    2、-(CH23NH(CH22NH2、 -(CH23
    NHC65、-CH2CH(CH3)CH2NH(CH22
    NH2、 【化1】
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