JP2006282821A - Method for producing organic-modified silicone - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機変性シリコーンの製造方法に関し、詳しくは、ヒドロシリル化反応工程後の加熱減圧による精製工程における増粘あるいはゲル化を抑制できる有機変性シリコーンの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an organically modified silicone, and more particularly to a method for producing an organically modified silicone that can suppress thickening or gelation in a purification step by heating and decompression after a hydrosilylation reaction step.
エポキシ変性のシランまたはシロキサン、ポリエーテル変性のシランまたはシロキサン等の有機変性シリコーンは、樹脂改質剤、化粧料原料等に利用されている。このような有機変性シリコーンは、SiH基含有のシランまたはシロキサンと脂肪族不飽和結合を有するエポキシ化合物またはポリエーテルとのヒドロシリル化反応により調製される。その際、加熱減圧により未反応の原料や使用した溶媒等の低沸物を除去するための精製が行われるが、得られる有機変性シリコーンの増粘やゲル化を生じるという問題があった。 Organically modified silicones such as epoxy-modified silanes or siloxanes, polyether-modified silanes or siloxanes are used as resin modifiers, cosmetic raw materials and the like. Such an organically modified silicone is prepared by a hydrosilylation reaction between a SiH group-containing silane or siloxane and an epoxy compound or polyether having an aliphatic unsaturated bond. At that time, purification to remove unreacted raw materials and low-boiling substances such as a solvent used by heating under reduced pressure is performed, but there is a problem that the resulting organically modified silicone is thickened or gelled.
このため、ヒドロシリル化反応工程後の加熱減圧による精製工程での有機変性シリコーンの増粘やゲル化を抑制するために、該精製工程前にベンゾチアゾールを添加すること(特許文献1参照)や第三級アミンを添加すること(特許文献2参照)が提案されている。 For this reason, in order to suppress the thickening and gelation of the organically modified silicone in the purification step by heating and decompression after the hydrosilylation reaction step, benzothiazole is added before the purification step (see Patent Document 1) or It has been proposed to add a tertiary amine (see Patent Document 2).
しかし、これらの方法によっても、ヒドロシリル化反応工程後の加熱減圧による精製工程での有機変性シリコーンの増粘やゲル化を十分に抑制することはできなかった。
本発明の目的は、SiH基含有のシランまたはシロキサンと脂肪族不飽和結合を有する有機化合物とのヒドロシリル化反応工程後の加熱減圧による精製工程における増粘あるいはゲル化を抑制できる有機変性シリコーンの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to produce an organically modified silicone capable of suppressing thickening or gelation in a purification step by heating and decompression after a hydrosilylation reaction step between a SiH group-containing silane or siloxane and an organic compound having an aliphatic unsaturated bond It is to provide a method.
本発明の有機変性シリコーンの製造方法は、(A)SiH基含有のシランまたはシロキサンと(B)脂肪族不飽和結合を有する有機化合物とのヒドロシリル化反応工程後、加熱減圧による精製工程を行う有機変性シリコーンの製造方法であって、該精製工程前の反応混合物に(C)水酸化テトラアルキルアンモニウムもしくはそのシラノレート、またはアミノアルコールを添加することを特徴とする。 In the method for producing an organically modified silicone of the present invention, (A) SiH group-containing silane or siloxane and (B) a hydrosilylation reaction step between an organic compound having an aliphatic unsaturated bond and a purification step by heating under reduced pressure are performed. A method for producing a modified silicone, characterized in that (C) a tetraalkylammonium hydroxide or a silanolate thereof, or an amino alcohol is added to the reaction mixture before the purification step.
本発明の有機変性シリコーンの製造方法は、SiH基含有のシランまたはシロキサンと脂肪族不飽和結合を有する有機化合物とのヒドロシリル化反応工程後の加熱減圧による精製工程における増粘あるいはゲル化を抑制できるという特徴がある。 The method for producing an organically modified silicone of the present invention can suppress thickening or gelation in a purification step by heating and decompression after a hydrosilylation reaction step between a SiH group-containing silane or siloxane and an organic compound having an aliphatic unsaturated bond. There is a feature.
(A)成分のシランまたはシロキサンはSiH基を含有することを特徴とする。(A)成分のシランとしては、トリメチルシラン、ジメチルエチルシラン、ジメチルイソプロピルシラン、ジメチルフェニルシラン等のオルガノシラン;トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、フェニルジメトキシシラン等のアルコキシシラン;トリクロロシラン、メチルジクロロシラン、フェニルジクロロシラン等のハロシランが例示される。 The silane or siloxane component (A) is characterized by containing a SiH group. (A) As component silane, organosilane such as trimethylsilane, dimethylethylsilane, dimethylisopropylsilane, dimethylphenylsilane; trimethoxysilane, triethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, phenyldimethoxysilane, etc. Examples of alkoxysilanes include halosilanes such as trichlorosilane, methyldichlorosilane, and phenyldichlorosilane.
また、(A)成分のシロキサンとしては、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、分岐鎖状、環状、樹枝状等の分子構造を有するシロキサンが例示され、また、SiH基以外のケイ素原子結合の基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基等の脂肪族不飽和結合を有さない置換もしくは非置換の一価炭化水素基が例示される。このようなシロキサンとしては、次式で表されるシロキサンが例示される。なお、式中、Rは脂肪族不飽和結合を有さない置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、前記と同様の基が例示される。また、式中、mは0以上の整数であり、nは1以上の整数であり、pは1以上の整数であり、qは0以上の整数であり、かつp+qは3以上の整数である。 Examples of the component (A) siloxane include linear, partially branched linear, branched, cyclic, and dendritic siloxanes, and silicon atoms other than SiH groups. Examples of the bonding group include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group; an aryl group such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a naphthyl group; an aralkyl group such as a benzyl group and a phenethyl group; a chloromethyl group, 3 -A substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having no aliphatic unsaturated bond such as a halogenated alkyl group such as a chloropropyl group and a 3,3,3-trifluoropropyl group is exemplified. Examples of such siloxane include siloxanes represented by the following formula. In the formula, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having no aliphatic unsaturated bond, and examples thereof are the same groups as described above. In the formula, m is an integer of 0 or more, n is an integer of 1 or more, p is an integer of 1 or more, q is an integer of 0 or more, and p + q is an integer of 3 or more. .
(B)成分の有機化合物は脂肪族不飽和結合を有することを特徴とする。(B)の有機化合物としては、炭素数16以上のオレフィン、パーフロロアルキル基含有オレフィン、アリール基含有オレフィン、水酸基含有オレフィン、アルケニル基含有エポキシ化合物、アルケニル基含有ポリーテルが例示される。このような(B)成分の有機化合物としては、次式で表される化合物が例示される。なお、式中、xは0以上の整数であり、yは0以上の整数であり、かつx+yは1以上の整数である。 The organic compound as the component (B) has an aliphatic unsaturated bond. Examples of the organic compound (B) include olefins having 16 or more carbon atoms, perfluoroalkyl group-containing olefins, aryl group-containing olefins, hydroxyl group-containing olefins, alkenyl group-containing epoxy compounds, and alkenyl group-containing polyters. Examples of such an organic compound of component (B) include compounds represented by the following formula. In the formula, x is an integer of 0 or more, y is an integer of 0 or more, and x + y is an integer of 1 or more.
CH2=CH(CH2)13CH3
CH2=CH(CH2)14CH3
CH2=CH(CH2)15CH3
CH2=CH(CH2)16CH3
CH2=CHCH2CF3
CH2=CHCH2C3F7
CH2=CHCH2C4F9
CH2=CHCH2O(C2H4O)x(C3H6O)yCH3
CH 2 = CH (CH 2 ) 14 CH 3
CH 2 = CH (CH 2 ) 15 CH 3
CH 2 = CH (CH 2 ) 16 CH 3
CH 2 = CHCH 2 CF 3
CH 2 = CHCH 2 C 3 F 7
CH 2 = CHCH 2 C 4 F 9
CH 2 = CHCH 2 O (C 2 H 4 O) x (C 3 H 6 O) y CH 3
(B)の有機化合物としては、アルケニル基含有エポキシ化合物、アルケニル基含有ポリーテルが好ましく、特に、4−ビニル−1,2−エポキシシクロヘキサンであることが好ましい。 As the organic compound (B), an alkenyl group-containing epoxy compound and an alkenyl group-containing polytel are preferable, and 4-vinyl-1,2-epoxycyclohexane is particularly preferable.
(B)成分の添加量は、一般に、(A)成分中のSiH基のモル数に対して(B)成分中の脂肪族不飽和結合が1〜3モルの範囲内となる量であることが好ましく、さらには、1〜1.5モルの範囲内となる量であることが好ましい。 The amount of component (B) added is generally such that the aliphatic unsaturated bond in component (B) falls within the range of 1 to 3 moles relative to the number of moles of SiH groups in component (A). It is preferable that the amount be in the range of 1 to 1.5 mol.
(A)成分と(B)成分のヒドロシリル化反応工程は、ヒドロシリル化反応用触媒の存在下、室温から150℃程度の温度、好ましくは40℃〜120℃程度の温度で行うことができる。このヒドロシリル化反応用触媒としては、白金系触媒、ルテニウム系触媒、ロジウム系触媒、パラジウム系触媒、オスミウム系触媒、イリジウム系触媒が例示され、触媒活性の高さから、特に、白金系触媒が好適である。この白金系触媒としては、塩化白金酸;金属白金;アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の坦体に金属白金を坦持させたもの;白金のビニルシロキサン錯体、白金のホスフィン錯体、白金のホスファイト錯体、白金アルコラート触媒が例示される。このヒドロシリル化反応用触媒の添加量は、原料の合計質量に対して、触媒中の金属原子が0.0001〜0.1質量%程度となる量であることが好ましい。 The hydrosilylation reaction step of the component (A) and the component (B) can be performed in the presence of a hydrosilylation reaction catalyst at a temperature from room temperature to about 150 ° C, preferably from about 40 ° C to 120 ° C. Examples of the hydrosilylation reaction catalyst include platinum-based catalysts, ruthenium-based catalysts, rhodium-based catalysts, palladium-based catalysts, osmium-based catalysts, and iridium-based catalysts. In particular, platinum-based catalysts are preferred because of their high catalytic activity. It is. Examples of the platinum-based catalyst include: chloroplatinic acid; metal platinum; a metal platinum supported on a carrier such as alumina, silica, carbon black, etc .; platinum vinylsiloxane complex, platinum phosphine complex, platinum phosphite complex And platinum alcoholate catalysts. The amount of the hydrosilylation catalyst added is preferably such that the metal atoms in the catalyst are about 0.0001 to 0.1% by mass with respect to the total mass of the raw materials.
このヒドロシリル化反応工程において、必要に応じて溶媒を用いてもよい。使用可能な溶媒としては、エーテル;アセタール、シクロヘキサノン等のケトン;エステル;フェノール;エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール;ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;ハロゲン化炭化水素;ジメチルポリシロキサンが例示される。 In this hydrosilylation reaction step, a solvent may be used as necessary. Usable solvents include ethers; ketones such as acetal and cyclohexanone; esters; phenols; alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol; aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Hydrocarbon; dimethylpolysiloxane is exemplified.
このヒドロシリル化反応工程の完了は、(A)成分中のSiH基の反応率を求めることにより決定することができる。この反応率は90%以上であることが好ましく、特に、95%以上であることが好ましい。この(A)成分中のSiH基の反応率を求める方法としては、例えば、反応混合物の一部を採取し、これにKOHのアルコール水溶液を加え、水素ガスの発生量を測定する方法が挙げられる。 Completion of this hydrosilylation reaction step can be determined by determining the reaction rate of SiH groups in component (A). This reaction rate is preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more. Examples of the method for obtaining the reaction rate of the SiH group in the component (A) include a method in which a part of the reaction mixture is collected, an aqueous alcohol solution of KOH is added thereto, and the amount of hydrogen gas generated is measured. .
本発明の製造方法は、反応混合物に(C)水酸化テトラアルキルアンモニウムもしくはそのシラノレート、またはアミノアルコールを添加することにより、次いで行う加熱減圧での精製工程における増粘あるいはゲル化を抑制することを特徴とする。(C)成分の水酸化テトラアルキルアンモニウムとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウムが例示される。(C)成分のテトラアルキルアンモニウムシラノレートは、前記の水酸化テトラアルキルアンモニウムと、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等の環状シロキサンあるいはジメチルポリシロキサン、ジメチルシロキサンオリゴマー等の鎖状シロキサンとの反応物として調製され、例えば、特公昭46−210602号公報に開示されているような方法で調製することができる。(C)成分のシラノレートとしては、テトラメチルアンモニウムシラノレートが好ましい。また、(C)成分のアミノアルコールとしては、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ペンタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N−(2−アミノエチル)−エタノールアミンが例示され、好ましくは、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミンである。 In the production method of the present invention, (C) tetraalkylammonium hydroxide or its silanolate, or amino alcohol is added to the reaction mixture to suppress thickening or gelation in the subsequent purification step under heating and reduced pressure. Features. Examples of the (C) component tetraalkylammonium hydroxide include tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide. The tetraalkylammonium silanolate of component (C) is composed of the above tetraalkylammonium hydroxide and a cyclic siloxane such as octamethylcyclotetrasiloxane and decamethylcyclopentasiloxane, or a chain siloxane such as dimethylpolysiloxane and dimethylsiloxane oligomer. For example, it can be prepared by a method as disclosed in Japanese Patent Publication No. 46-210602. As the silanolate of component (C), tetramethylammonium silanolate is preferable. In addition, as the amino alcohol of component (C), ethanolamine, propanolamine, butanolamine, pentanolamine, N-methylethanolamine, N, N-dibutylethanolamine, N-methyldiethanolamine, N, N-diethylethanol Examples include amine, N, N-dimethylethanolamine, and N- (2-aminoethyl) -ethanolamine, and ethanolamine, propanolamine, and butanolamine are preferable.
(C)成分の添加量は特に限定されないが、反応混合物あるいは反応混合物と溶媒の合計100質量部に対して少なくとも0.001質量部であることが好ましく、特に、少なくとも0.01質量部であることが好ましい。(C)成分の添加後、反応混合物を加熱混合することが好ましい。また、その際の混合時間に限定は無く、必要に応じて減圧下で加熱してもよい。 The amount of component (C) to be added is not particularly limited, but it is preferably at least 0.001 part by weight, particularly at least 0.01 part by weight based on 100 parts by weight of the reaction mixture or the reaction mixture and the solvent. It is preferable. (C) It is preferable to heat-mix the reaction mixture after addition of a component. Moreover, there is no limitation in the mixing time in that case, You may heat under reduced pressure as needed.
次いで、本発明の製造方法では、加熱減圧下で蒸留により未反応の原料や使用した溶媒等の低沸物を除去することにより有機変性シリコーンを精製する。この精製工程は従来公知の方法により行なうことができる。 Next, in the production method of the present invention, the organically modified silicone is purified by removing low boiling points such as unreacted raw materials and used solvents by distillation under heating and reduced pressure. This purification step can be performed by a conventionally known method.
本発明の有機変性シリコーンの製造方法を実施例、比較例により詳細に説明する。なお、粘度は25℃における値である。 The production method of the organically modified silicone of the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. The viscosity is a value at 25 ° C.
[実施例1]
温度計、攪拌機、窒素ガス流入口、および冷却管を設けた1000mlの四つ口セパラブルフラスコに、式:
In a 1000 ml four-necked separable flask equipped with a thermometer, stirrer, nitrogen gas inlet, and condenser, the formula:
[実施例2]
実施例1において、テトラメチルアンモニウムシラノレートの代わりにブタノールアミン0.3g(反応原料および溶媒の合計100質量部に対して0.06質量部)を用いた以外は実施例1と同様にして有機変性シリコーンを調製した。得られた有機変性シリコーンにゲル状物の発生は観察されず、ろ過後の有機変性シリコーンの粘度は460mm2/sであった。
[Example 2]
In Example 1, instead of tetramethylammonium silanolate, 0.3 g of butanolamine (0.06 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the reaction raw materials and the solvent) was used. Modified silicone was prepared. Generation | occurrence | production of a gel-like thing was not observed in the obtained organic modified silicone, and the viscosity of the organic modified silicone after filtration was 460 mm < 2 > / s.
[比較例1]
実施例1において、テトラメチルアンモニウムシラノレートの代わりにトリエチルアミン0.3g(反応原料および溶媒の合計100質量部に対して0.06質量部)を加えた以外は実施例1と同様にして有機変性シリコーンを調製した。この製造方法では、低揮発成分を留去するころより若干の増粘が確認された。ろ過後の有機変性シリコーンの粘度は582mm2/sであった。
[Comparative Example 1]
In Example 1, organic modification was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.3 g of triethylamine (0.06 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the reaction raw materials and the solvent) was added instead of tetramethylammonium silanolate. Silicone was prepared. In this production method, a slight increase in viscosity was confirmed compared to when the low volatile component was distilled off. The viscosity of the organically modified silicone after filtration was 582 mm 2 / s.
[比較例2]
実施例1において、テトラメチルアンモニウムシラノレートを加えない以外は実施例1と同様にして有機変性シリコーンを調製した。この製造方法では、低揮発成分を留去するころより温度計の周りにゲル状物が付着し始めたことが確認された。ろ過後の有機変性シリコーンの粘度は780mm2/sであった。
[Comparative Example 2]
An organically modified silicone was prepared in the same manner as in Example 1 except that tetramethylammonium silanolate was not added. In this manufacturing method, it was confirmed that the gel-like substance began to adhere around the thermometer from the time when the low-volatile component was distilled off. The viscosity of the organically modified silicone after filtration was 780 mm 2 / s.
本発明の有機変性シリコーンの製造方法は、ヒドロシリル化反応工程後の加熱減圧による精製工程での増粘あるいはゲル化を抑制できるので、エポキシ変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン等の各種有機変性シリコーンの製造方法に適用できる。
Since the method for producing an organically modified silicone of the present invention can suppress thickening or gelation in a purification step by heating and decompression after the hydrosilylation reaction step, production of various organically modified silicones such as epoxy-modified silicone and polyether-modified silicone Applicable to the method.
Claims (5)
The method for producing an organically modified silicone according to claim 1, wherein the component (C) is ethanolamine, propanolamine, or butanolamine.
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JP2013010807A (en) * | 2011-06-02 | 2013-01-17 | Nitto Denko Corp | Silicone resin composition, silicone resin sheet, optical semiconductor element device, and production method of silicone resin sheet |
KR101870449B1 (en) * | 2011-06-02 | 2018-06-22 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | Silicone resin composition, silicone resin sheet, optical semiconductor element device, and producing method of silicone resin sheet |
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