JP2002020493A - 分岐型オルガノポリシロキサンの製造方法 - Google Patents
分岐型オルガノポリシロキサンの製造方法Info
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Abstract
カリ平衡のみで安定的に製造する方法。 【解決手段】 下記(I)〜(III)の混合物をアルカ
リ触媒の存在下で重合する方法。(I)下記平均組成式
(化1)で示されるオルガノポリシロキサン1〜100
重量部、 【化1】 (II)ジアルキルシクロシロキサン
1〜100重量部、(III)下記一般式(化2)
で示されるオルガノポリシロキサン1〜100重量部。 【化2】
Description
を有する分岐型オルガノポリシロキサンの製造方法に関
する。
化学製品のうち、ハイドロシリレーション反応による製
品は種々の分野で使用されており多岐にわたる。一般に
このタイプの製品はアルケニル基含有オルガノポリシロ
キサン、オルガノハイドロジェンポリシロキサンを白金
系触媒の存在下で反応させて得られる。ここで使用され
るアルケニル基含有オルガノポリシロキサンとしては種
々の構造を有するものがある。このうち、分岐型末端ア
ルケニル基含有オルガノポリシロキサンは分子中の分岐
数を増減することにより、反応性に優れた末端アルケニ
ル基の含有量を自由に調節できるため広く使用されるよ
うになってきており、種々の報告がなされている(特公
平3−19267号、特許第2965231号各公報参
照)。しかし、この分岐型末端アルケニル基含有オルガ
ノポリシロキサンの製造に関する報告はほとんどなく、
僅かに提案されている製造方法も非常に煩雑なものであ
った。例えば、特公平3−19267号公報ではアル
キルトリメトキシシランとオクタメチルシクロテトラシ
ロキサンとをアルカリ触媒の存在下で重合させた後、こ
の重合体をテトラメチルジビニルジシロキサンと共に酸
性下で加水分解、縮合させる方法、アルキルトリメト
キシシランを上記テトラメチルジビニルジシロキサンと
酸性下で加水分解、縮合させた後、オクタメチルシクロ
テトラシロキサンとアルカリ触媒の存在下で重合させる
方法が提案されている。しかし、これらの方法は工程が
煩雑である点やアルコキシ基が多量にある状態でアルカ
リ重合を行うため、最終粘度のバラツキが大きくなった
り、系中に共存する水やアルコールにより突沸の危険性
があった。このような点から、アルカリ重合のみで分岐
型オルガノポリシロキサンを製造する方法の開発が強く
望まれていた。
造法の問題点を解決すべく検討した結果、下記(I)〜
(III)からなるオルガノポリシロキサンを原料として
用い、且つ、アルカリ触媒を用いた平衡重合により安定
的に分岐型オルガノポリシロキサンを製造できることを
見出だし本発明を完成した。即ち、本発明は、下記
(I)〜(III)の混合物をアルカリ触媒の存在下で重
合することを特徴とする分岐型オルガノポリシロキサン
の製造方法である。 (I)下記平均組成式(化4)で示されるオルガノポリ
シロキサン1〜100重量部、
エチル基などのアルキル基;フェニル基などから選択さ
れ、それぞれは互いに異なってもよい。R2は水素原
子、メチル基、エチル基などのアルキル基から選択され
る。(n+q)/m=0.6〜1.5の範囲にあり、0
≦q/(n+m)≦0.05の範囲にある。] (II)ジアルキルシクロシロキサン
1〜100重量部、(III)下記一般式(化5)で
示されるオルガノポリシロキサン1〜100重量部。
エチル基などのアルキル基;フェニル基から選択され、
それぞれは互いに異なってもよい。rは0〜100の数
である。]
する。本発明における(I)は、本発明において最も重
要な分岐点の数を調節するポリマーであり、下記平均組
成式(化6)の構造を有するものである。
ニル基、ペンテニル基などの炭素原子数8個以下のアル
ケニル基;メチル基、エチル基などのアルキル基;フェ
ニル基から選択され、それぞれは互いに異なってもよ
い。R2は水素原子、メチル基、エチル基などのアルキ
ル基から選択され(n+q)/mは0.6〜1.5の範
囲にあり、(n+q)/mが0.6より小さいとこのポ
リマーを用いて合成できる多分岐型シロキサンの分岐点
が3個以下に限定され使用上好ましくない。また、(n
+q)/mが1.5より大きくなるとオルガノポリシロ
キサン中のRSiO3/2の割合が多くなりこのポリマー
の合成が困難になる。q/(n+m)は0≦q/(n+
m)≦0.05の範囲にあり、q/(n+m)が0.0
5より大きくなると残存するアルコキシ基が多くなり、
このポリマーを用い分岐型オルガノポリシロキサンを製
造する際、前記した反応中の発泡、濾過性の悪化、分岐
型オルガノポリシロキサンの粘度ぶれなどの問題点が発
生する。このポリマーはトリアルコキシメチルシランと
ジアルケニルテトラメチルジシロキサンやヘキサメチル
ジシロキサンをアルコール溶媒中、酸触媒を用いて共加
水分解し、中和後、副生するアルコールを除去、水洗、
未反応物の除去工程を経て得ることができる。
シロキサンであり、例えば(Me2SiO)t、[EeMeS
iO]t、[C3H7MeSiO]tなどが挙げられ、これら
を単独で用いてもよいし、任意の比率で混合してもよ
い。
7)で示されるオルガノポリシロキサンである。
ニル基、ペンテニル基などの炭素原子数8以下のアルケ
ニル基、メチル基、エチル基などのアルキル基;フェニ
ル基から選択され、それぞれは互いに異なってもよい。
rは0〜100の範囲にあればよい。
率は目的とする分岐型オルガノポリシロキサンの重合
度、必要とする1分子中の分岐点の数などにより任意に
決定すればよく、即ち、(I)〜(III)の混合比率は
任意であって、各々が1〜100重量部の間の任意の値
を取れば、本発明を実施可能である。これら成分(I)
〜(III)の重合触媒としては、KOHやNaOHなど
のアルカリ金属水酸化物や予めジメチルポリシロキサン
とアルカリ金属水酸化物を反応させた化合物などが用い
られる。また、本発明における触媒の使用量は10-5≦
アルカリ金属/Si(モル比)≦10-3の範囲にあれば
よい。本発明における重合反応は100〜180℃、4
〜12時間の条件で行えばよい。更に、本発明における
反応の際に有機溶剤を反応希釈剤として用いることもで
きる。これらの溶剤としては通常シロキサンの重合に用
いられるものであればよい。また請求項1の成分I〜II
I以外のオルガノポリシロキサンを追加し重合を行って
もよい。本発明の製造方法により得られた分岐型オルガ
ノポリシロキサンは広範囲な分野で有用なシリコーン組
成物の成分となる。
を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されな
い。また、粘度は25℃における測定値であって、単位
はMPa・sである。また、ビニル価は100gあたり
のビニル基のモル数である。なお、表1,2の用語のう
ち製造時間は本発明の分岐型オルガノポリシロキサンを
製造するに要した全時間(重合、中和、濾過、ストリッ
プ等全製造工程に要した時間)を示した。また、設定構
造は本発明の分岐型オルガノポリシロキサンの構造を示
すものである。
の合成]メチルメトキシシラン544g、テトラメチル
ジビニルジシロキサン372g及びイソプロピルアルコ
ール200gを混合した溶液に、メタンスルホン酸9.
0gを添加し、更に水129.6gを溶液温度が70℃
を超えないように滴下し、共加水分解を行った。この反
応物にNaHCO3を16g添加し中和し、常圧で副成
したアルコールを除去した後、水洗、ストリップの工程
を経て粘度30cpの透明液体のポリマー1を490g
得た。これは、NMR、IR、GPC分析の結果、下記
(化8)の平均組成式を有するオルガノポリシロキサン
であることが確認できた。
の合成]メチルメトキシシラン544g、ヘキサメチル
ジシロキサン324g及びイソプロピルアルコール20
0gを混合した溶液に、メタンスルホン酸9.0gを添
加し、更に水129.6gを溶液温度が70℃を超えな
いように滴下し、共加水分解を行った。この反応物にN
aHCO3を16g添加、中和し、常圧で副成したアル
コールを除去した後、水洗、ストリップ工程を経て粘度
20cpの透明液体のポリマー2を430g得た。これ
は、NMR、IR、GPC分析の結果下記(化9)の平
均組成式を有するオルガノポリシロキサンであることが
確認できた。
ガノポリシロキサンcの合成]メチルメトキシシラン5
44部、テトラメチルジビニルジシロキサン372部及
びイソプロピルアルコール200部を混合した溶液に、
メタンスルホン酸9.0gを添加し、更に水108gを
溶液温度が70℃を超えないように滴下し、共加水分解
を行った。この反応物にNaHCO3を16g添加し中
和し、常圧で副成したアルコールを除去した後、水洗、
ストリップ工程を経て粘度25cpの透明液体のポリマ
ー3を495g得た。これは、NMR、IR、GPC分
析の結果、下記(化10)の平均組成式を有するオルガ
ノポリシロキサンであることが確認できた。
15g、オクタメチルシクロテトラシロキサン8,88
0g、テトラメチルジビニルジシロキサン159gを窒
素雰囲気下、10リットル反応器を使用して、KOH
0.72gを触媒として150℃、8時間重合させ、次
いで、エチレンクロロヒドリン1.5gを添加し150
℃、2時間中和反応を行った後、減圧ストリップ、濾過
工程を経て無色透明の液体であるオルガノポリシロキサ
ン1を7,790g(収率85%)得た。表1にはオル
ガノポリシロキサンを製造する際の各成分の配合比を、
また、表2にはこれらの反応経過及び生成したオルガノ
ポリシロキサンの物性を示した(以下の各実施例、比較
例についても同様に表1,2に示した)。
88g、オクタメチルシクロテトラシロキサン8,51
0g、テトラメチルジビニルジシロキサン119gを窒
素雰囲気下、10リットル反応器を使用し、KOHの
0.65gを触媒として150℃、8時間重合させ、次
いで、エチレンクロロヒドリン1.5gを添加し150
℃、2時間中和反応を行った後、減圧ストリップ、濾過
工程を経て無色透明の液体であるオルガノポリシロキサ
ン2を7,670g(収率86%)を得た。さらに、同
様な反応を2m3反応器で行い、オルガノポリシロキサ
ン3を1,550kg(収率87%)得た。これらの反
応経過及び生成物の物性を表2に示した。
76g、オクタメチルシクロテトラシロキサン8,21
4g、テトラメチルジビニルジシロキサン144gを窒
素雰囲気下、10リットル反応器を用いて、KOH0.
65gを触媒として150℃、8時間重合させ、次い
で、エチレンクロロヒドリン1.5gを添加し150
℃、2時間中和反応を行った後、減圧ストリップ、濾過
工程を経て無色透明の液体であるオルガノポリシロキサ
ン4を7,680g(収率86%)得た。この反応経過
及び生成物の物性を表2に示した。
64g、オクタメチルシクロテトラシロキサン7,91
8g、テトラメチルジビニルジシロキサン170gを窒
素雰囲気下、10リットル反応器を用いて、KOHの
0.65gを触媒として150℃、8時間重合させ、次
いで、エチレンクロロヒドリン1.5gを添加し150
℃、2時間中和反応を行った後、減圧ストリップ、濾過
工程を経て無色透明の液体であるオルガノポリシロキサ
ン5を7,790g(収率87%)得た。この反応経過
及び生成物の物性を表2に示した。
86g、オクタメチルシクロテトラシロキサン8,51
0g、ヘキサメチルジシロキサン107gを窒素雰囲気
下、10リットル反応器を用いて、KOHの0.65g
を触媒として150℃、8時間重合させ、次いで、エチ
レンクロロヒドリン1.5gを添加し150℃、2時間
中和反応を行った後、減圧ストリップ、濾過工程を経て
無色透明の液体であるオルガノポリシロキサン6を7,
750g(収率87%)得た。この反応経過及び生成物
の物性を表2に示した。
72g、オクタメチルシクロテトラシロキサン8,51
0g、テトラメチルジビニルジシロキサン279gを窒
素雰囲気下、10リットル反応器を用いて、KOHの
0.72gを触媒として150℃、8時間重合させたの
ち、温度を150℃に保ちながら水162gを滴下し加
水分解及び脱メタノール反応を8時間行った。この際、
突沸が数回発生した。この後、さらにKOHの0.36
gを添加し150℃、6時間再平衡化を行った。更に、
エチレンクロロヒドリン2.0gを添加し150℃、2
時間中和反応を行った後、減圧ストリップ、濾過工程を
経て無色透明の液体のオルガノポリシロキサン7を7,
360g(収率82%)得た。更に、同様な反応を2m
3反応器で行いオルガノポリシロキサン8を1,480
g(収率83%)得た。これらの反応経過及び生成物の
物性を表2に示した。
44g、オクタメチルシクロテトラシロキサン8,21
4g、テトラメチルジビニルジシロキサン465gを窒
素雰囲気下、10リットル反応器を用いて、KOHの
0.72gを触媒として150℃、8時間重合させたの
ち、温度を150℃に保ちながら水162gを滴下し、
加水分解及び脱メタノールを行ったが、反応液が増加し
反応の継続が困難になった。(ゲル化)
82g、オクタメチルシクロテトラシロキサン8,51
0g、テトラメチルジビニルジシロキサン133.7g
を窒素雰囲気下、10リットル反応器を用いてKOHの
0.72gを触媒として150℃、8時間重合させたの
ち、エチレンクロロヒドリン1.5gを添加し150
℃、2時間中和反応を行った後、減圧ストリップ、濾過
工程を経て無色透明の液体である(オルガノポリシロキ
サン9を7,765g(収率87%)得た。更に、同様
な反応を2m3反応器で行い、オルガノポリシロキサン
10を1,550kg(収率87%)得た。これらの反
応経過及び生成物の物性を表2に示した。
シロキサンをアルカリ平衡のみで安定的に製造すること
ができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記(I)〜(III)の混合物をアルカ
リ触媒の存在下で重合することを特徴とする分岐型オル
ガノポリシロキサンの製造方法。 (I)下記平均組成式(化1)で示されるオルガノポリ
シロキサン1〜100重量部、 【化1】 [R1は炭素原子数8以下のアルケニル基;メチル基、
エチル基などのアルキル基;フェニル基などから選択さ
れ、それぞれは互いに異なってもよい。R2は水素原
子、メチル基、エチル基などのアルキル基から選択され
る。(n+q)/m=0.6〜1.5の範囲にあり、0
≦q/(n+m)≦0.05の範囲にある。] (II)ジアルキルシクロシロキサン
1〜100重量部、(III)下記一般式(化2)
で示されるオルガノポリシロキサン1〜100重量部。 【化2】 [R3は炭素原子数8以下のアルケニル基;メチル基、
エチル基などのアルキル基;フェニル基から選択され、
それぞれは互いに異なってもよい。rは0〜100の数
である。] - 【請求項2】 (I)が下記平均組成式(化3)で示さ
れるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請
求項1記載の分岐型オルガノポリシロキサンの製造方
法。 【化3】 [R4は炭素原子数8以下のアルケニル基;メチル基、
エチル基などのアルキル基;フェニル基から選択され、
それぞれは互いに異なってもよいが、3個の置換基のう
ち、1個は必ずアルケニル基である。R5はメチル基、
エチル基などのアルキル基;アルケニル基;フェニル基
などから選択され、それぞれは異なってもよい。R6は
水素原子;メチル基、エチル基などのアルキル基から選
択される。(n+q)/m=0.6〜1.5の範囲にあ
り、0≦q/(n+m)≦0.05の範囲にある。]
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