JP2008540745A - 架橋したオルガノポリシロキサン分散液の製法 - Google Patents
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Abstract
Description
(AKT)aR2 bSi(OR3)4−(a+b) (II)
[式中、AKTは、一価のSi−(OR3)−結合の反応性を高める式−CR4 2−Yの基又は基当たり炭素原子2〜8個を有するアルケニル基を表し、R2は、基当たり炭素原子2〜18個を有する一価の、場合により置換された炭化水素基を表し、R3は基当たり炭素原子1〜8個を有するアルキル−又はアシル基を表し、R4は、水素原子又は炭素原子1〜4個を有するアルキル基、有利には水素原子を表し、Yはハロゲン、一置換された原子O及びS及び置換された原子N及びPの群から成る一官能基を表し、aは1又は2、有利には1であり、bは0、1又は2、有利には0又は1であるが、その際合計a+b≦3であるという条件である]のようなもの又はその部分加水分解物を使用する。
(R1O)R2SiO(SiR2O)eSiR2(OR1) (IV)
[式中、R及びR1はそれについて前記したものを表し、eは1〜1000の整数であるが、その際全て基R1の25〜100%、有利には50〜100%は水素原子であるという条件である]のシロキサン並びに一般式
[(R3SiO1/2)f(R2SiO2/2)g(R1SiO3/2)h(SiO4/2)k] (V)
[式中、Rはそれについて前記したものを表し、付加的に式(V)のRは、それについて前記した意味を有する(OR1)と同じであってもよいが、その際分子当たり少なくとも1個の基−OR1(その際R1は水素原子を表す)が含有されており、f、g、h及びkは0〜1000の整数及びh/(f+g+h+k)は有利には>0.2であるという条件である]のようなシロキサン(樹脂)を使用する。
第1表:本発明による及び本発明によらないシラン(2)の選択
1)Visko−Faktor
=(21℃で2時間後の混合物(1)及び(2)の粘度)/
(使用したシロキサン(1)の粘度)
*<30分間後に既に混合物は非常に高粘性であり、ブルックフィールド粘度測定装置の測定範囲外である。
1.アルキル硫酸塩、特にC原子8〜18個の鎖長を有するようなもの、疎水基にC原子8〜18個及び酸化エチレン(EO)又は酸化プロピレン(PO)単位1〜40個を有するアルキル−及びアルカリールエーテルスルフェート。
2.スルホン酸塩、特にC原子8〜18個を有するアルキルスルホン酸塩、C原子8〜18個を有するアルキルアリールスルホン酸塩、C原子4〜15個を有する一価のアルコール又はアルキルフェノールとのスルホ琥珀酸のトーライド、エステル及び半エステル;場合によりこれらのアルコール又はアルキルフェノールはEO単位1〜40個でエポキシル化されていてもよい。
3.アルキル−、アリール−、アルカリール−又はアラルキル基中にC原子8〜20個を有するカルボン酸のアルカリ−及びアンモニウム塩。
4.燐酸部分エステル及びそのアルカリ−及びアンモニウム塩、特に有機基にC原子8〜20個を有するアルキル−及びアルカリールホスフェート、アルキル−又はアルカリール基にC原子8〜20個及びEO単位1〜40個を有するアルキルエーテル−又はアルカリールエーテルホスフェート。
5.なお5〜50%、有利には8〜20%のビニルアセテート単位を有し、重合度500〜3000を有するポリビニルアルコール。
6.アルキルポリグリコールエーテル、有利にはEO−単位3〜40個及びC原子8〜20個のアルキル基を有するようなもの。
7.アルキルアリールポリグリコールエーテル、有利にはEO−単位5〜40個及びアルキル−及びアリール基にC原子8〜20個を有するようなもの。
8.酸化エチレン/酸化プロピレン(EO/PO)−ブロックコポリマー、有利にはEO−又はPO−単位8〜40個を有するようなもの。
9.C原子8〜22個のアルキル基を有するアルキルアミンと酸化エチレン又は酸化プロピレンの付加生成物。
10.C原子6〜24個を有する脂肪酸。
11.一般式R*−O−Zo[式中、R*は、C原子平均8〜24個を有する線状又は枝分れ、飽和又は不飽和アルキル基を表し、Zoは平均o=1〜10ヘキソース−又はペントース単位を有するオリゴグリコシド基又はその混合物を表す]のアルキルポリグリコシド。
12.天然物質又はその誘導体、例えばレシチン、ラノリン、サポニン、セルロース;そのアルキル基が各々炭素原子4個までを有する、セルロースアルキルエーテル及びカルボキシアルキルセルロース。
13.特に元素、O、N、C、S、P、Siを含有する線状オルガノ(ポリ)シロキサンを含む極性基、特にC原子24個までを有するアルコキシ基及び/又は40個までのEO−及び/又はPO基を有するようなもの。
14.C原子8〜24個を有する第一、第二及び第三脂肪族アミンの酢酸、硫酸、塩酸及び燐酸との塩。
15.四級アルキル−及びアルキルベンゼンアンモニウム塩、特にアルキル基がC原子6〜24個を有するようなもの、特にハロゲン化物、硫酸塩、燐酸塩及び酢酸塩。
16.アルキルピリジニウム−、アルキルイミダゾリニウム−及びアルキルオキサゾリニウム塩、特にアルキル鎖がC原子18個までを有するようなもの、特にハロゲン化物、硫酸塩、燐酸塩及び酢酸塩。
17.長鎖の置換されたアミノ酸、例えばN−アルキル−ジ−(アミノエチル−)グリシン又はN−アルキル−2−アミノプロピオン酸塩。
18.ベタイン、例えばC8−C18−アシル基を有するN−(3−アシルアミドプロピル)−N,N−ジメチルアンモニウム塩及びアルキル−イミダゾリウム−ベタイン。
例1
Ultra−Turrax T50乳化装置(Janke&Kunkel社)中で、水中85%の商標名Lutensol TO109(BASF社)で市販のイソトリデシルデカエトキシレート5g及び脱塩水8gから乳化剤混合物を製造し、これに、シロキサン(1a)として末端OH基1100質量%を含有するポリジメチルシロキサンジオール99.65g及びシラン(2)としてN−モルホリノメチル−トリエトキシシラン0.39gから成る、新たに製造した均質なシロキサン−ポリマー/シラン混合物100gを添加する。次いで完全脱塩水合計90.1gで少量ずつ希釈し、その後平均粒度309nmを有する乳白色のエマルジョンが得られる。エマルジョンの固体含量は50.7%、pH値は6.0である。エマルジョンは室温で6ヶ月貯蔵後でも均質で安定である。
例2から6
その他のエマルジョンを例2と同様にして製造するが、その際第2表に記載の量を使用する。
第2表:
固体含量は、装置:Mettler Toledo HR73を用いて150℃で一定質量になるまで測定する。
アミン数0.145、粘度4700mm2/秒(25℃で)及び末端基比OH/OMe=54/46を有する、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピル−メチルシロキシ−及びジメチルシロキシ単位から成るコポリマー。
シロキサン(1a)として下記を使用する:
末端OH基1100質量ppmの含量を有するポリジメチルシロキサンジオール。
N−モルホリノメチル−トリメトキシシラン
エマルジョンから製造したフィルムの弾性は、B1からB5へシラン(2)の量が増加するに伴って減少する。
例7
Ultra−Turrax T50乳化装置(Janke&Kunkel社)中でイソトリデシルデカエトキシレート(Lutensol TO 109、BASF社)2.5g及び水8gから乳化剤混合物を製造し、これに、ポリジメチルシロキサンジオール(1a)97.56g、シロキサン(1b)1.0g及びN−モルホリノメチル−トリエトキシシラン0.44gから成る、新たに製造した均質なシロキサン−/シラン混合物99gを添加する。次いで脱塩水合計8.9gで少量ずつ希釈し、その後ペースト状の安定した乳白色のエマルジョンが得られる。エマルジョンの固体含量は86.3%である。エマルジョンペーストは室温で8ヶ月間貯蔵後でも均質で安定である。
例8
Ultra−Turrax T50乳化装置(Janke&Kunkel社)中で、商標名Lutensol TO15(BASF社)で市販のイソトリデシルペンタデカエトキシレート4g及び水8gから乳化剤混合物を製造し、これに、シリコーン樹脂(29−Si−NMR:CH3SiO3/2 72.7モル%、(CH3)2SiO2/2 1.6モル%及び(CH3)3SiO1/2 25.7モル%;ZerewitinowによるOH含量:5.8質量%;粘度2640mm2/秒)97.5g及びシクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン3.0gから成る、新たに製造した均質なシロキサン−/シラン混合物100gを添加する。次いで水合計89.9gで少量ずつ希釈し、その後乳白色のエマルジョンが得られる。エマルジョンの固体含量は47.9%である。エマルジョンは室温で5ヶ月間貯蔵後でも均質で安定である。
例9
例1と同様にして下記成分を使用して分散液を製造する:
イソトリデシルデカエトキシレート(Lutensol TO 109、BASF社)5g;
完全脱塩水8g;
シロキサン(1c)(末端OH基740質量ppmの含量を有するポリジメチルシロキサンジオール)97.5g、N−モルホリノメチルトリエトキシシラン0.45g及び付加的に物質(5)としてN−(2−アミノエチル)(3−アミノプロピル)メチルジメトキシシラン2.5gから新たに製造したシロキサン−/シラン混合物100.65g;完全脱塩水90.1g。
例10
例1と同様にして下記成分を使用して分散液を製造する:
完全脱塩水43.9g中に分散させた、EP1433749A1により製造した部分疎水化した珪酸8.1g、
シロキサン(1b)1.0g、シロキサン(1a)97.56g、N−モルホリノメチルトリエトキシシラン0.44gから新たに製造したシロキサン−/シラン混合物99.0g、
完全脱塩水45.8g。
例11
例1と同様にして下記成分を使用して分散液を製造する:
イソトリデシルペンタエトキシレート(Lutensol TO 5、BASF社)
8.25g;
イソトリデシルデカエトキシレート(Lutensol TO 109、BASF社)
10.34g;
Tagat S(水中1:1)(Goldschmit AG社)16.5g
シロキサン(1a)720.2g、N−モルホリノメチルトリエトキシシラン3.98gから新たに製造した、シロキサン−/シラン混合物724.0g;
完全脱塩水596.5g。
例12
エマルジョンA:
例1と同様にして下記成分を使用して分散液を製造する:
イソトリデシルデカエトキシレート(Lutensol TO 109、BASF社)
5g;
完全脱塩水8g;
粘度98mm2/秒を有するトリメチルシリル−末端停止ポリジメチルシロキサン94g及びN−モルホリノメチルトリエトキシシラン6.0gから新たに製造した、シロキサン−/シラン混合物100.0g;
完全脱塩水90.0g。
エマルジョンB:
例1と同様にして下記成分を使用して分散液を製造する:
イソトリデシルデカエトキシレート(Lutensol TO 109、BASF社)
5g;
完全脱塩水8g;
シロキサン(1a)98.0g;
完全脱塩水90.0g。
例13
例12からのエマルジョン50質量部を例5からのエマルジョン8質量部と混合する。エマルジョン混合物の蒸発によって3日間/25℃の乾燥時間後に、弾性−粘着性の、良好に接着するフィルムが得られる。
例14
アミン含有の架橋したシリコーンのマイクロエマルジョンを製造するために、先ずジエチレングリコールモノブチルエーテル1.5g、Lutensol TO 5(BASF社)3.3g、Marlipal ST 1618/25(Sasol GmbH社、Marl)0.3g及び80%酢酸0.07gから均質な乳化剤混合物を調製する。この前混合物に、N−モルホリノメチルトリエトキシシラン0.055g、シロキサン(1b)8.0g及びシロキサン(1a)2.0gから製造した新鮮な溶液を混入し、次いで徐々に脱塩水14.5gで希釈する。希液性の透明なマイクロエマルジョンが得られる。
例15
架橋したシリコーンのマイクロエマルジョンを製造するために、例7によるエマルジョン4gを1,2−プロパンジオール1.5gと混合する。架橋したシリコーンの希液性のほぼ透明なエマルジョンが生じる。
例16
例7からのエマルジョン96質量部中に高熱法で製造した高分散親水性珪酸(BET表面積:150m2/g)4質量部を混入する。流動性粉末が生じる。4時間/25℃の乾燥時間後にこの混合物から弾性粉末が生じる。
例17
例7からのエマルジョン52質量部を水34質量部で希釈し、もう一つの成分(5)としてSBR−分散液(Synthomer Ltd.、Harlow、GBのTyp 85PI6)4.3質量部と混合する。
例18
例7からのエマルジョン8質量部を成分(5)として水中のポリビニルアルコールの10%溶液1質量部(PVAの加水分解度:88%、25℃における10%溶液の粘度:950mm2/秒)と混合する。
例19
例1と同様にして下記成分を使用して分散液を製造する:
イソトリデシルデカエトキシレート(Lutensol TO 109、BASF社)2.5g;
完全脱塩水8g;
シロキサン(1d)(末端OH基1900質量ppmの含量を有するポリジメチルシロキサンジオール)69.92g、N−モルホリノメチルトリエトキシシラン0.23g及び付加的に物質(5)として粘度102mm2/秒を有するトリメチルシリル末端停止ポリジメチルシロキサン30gから新たに製造したシロキサン−/シラン混合物70.15g;完全脱塩水90.0g。
例20
例1に記載したように繰り返すが、その際、シロキサン(1a)及びシラン(2)から成る混合物の代わりに、末端OH基1100質量ppmの含量を有する純粋なポリジメチルシロキサンジオール(例1に記載)69.6gけを3回に分けて、次いで粘度350mPa.s(25℃)のトリメチルシリル末端停止ポリジメチルシリコーンオイル30.00g中のN−モルホリノメチルトリエトキシシラン0.39gの溶液30.39gを2回に分けて添加する点は変えて行う。次いで同じく水で希釈する。
例21
シロキサン(1b)として、アミン数0.145、粘度4700mm2/秒(25℃)及びOH/OMeの末端基比=54/46を有する3−(2−アミノエチルアミノ)プロピル−メチルシロキシ−及びジメチルシロキシ単位から成るコポリマー約36質量%、乳化剤(4)として市販名Lutensol TO 109(BASF社)で市販の水中85%のイソトリデシルデカエトキシレート5%、更に酢酸(80%)0.2%及びその他の物質(5)としてイソチアゾリノンをベースとする市販の水性保存剤0.1%及び分散剤(3)として完全脱塩水で全量100%とした市販のエマルジョン(Finish CT 45E)100g中に、N−モルホリノメチルトリエトキシシラン0.4gを混入する。2時間持続時間後に混合物6gを直径5cmのペトリ皿に注ぐ。室温で30時間放置後に白色の弾性フィルム2.3gが生成する。
例22
シロキサン(1a)の連続的製造及び分散液の連続的製造:
シロキサン(1a)をEP626415A1の例3と同様にして連続的に製造し、乳化剤装置に連続的に導入する。温度約20℃でシロキサン(1a)97.6部に連続的にシロキサン(1b)1.0部、N−モルホリノメチル−トリエトキシシラン0.44部、イソトリデシルデカエトキシレート(Lutensol TO 109、BASF社)2.5部、完全脱塩水6部及びKathon(R)LXE(保存剤)0.2部を添加する。この混合物を直接連続的にZahnkranzmischer型の第1高剪断ミキサーに供給し、このミキサー中で粘性相を形成する。圧力及び温度をこのミキサー後に測定し、高品質のできる限り微細なエマルジョンが生成するように制御する。
比較例1(本発明によるものでない)
例1に記載したように繰り返すが、その際、例1で使用したシロキサン−ポリマー/シラン混合物の代わりに、末端OH基1100質量ppmの含量を有するポリジメチルシロキサンジオール99.65g及びN(2−アミノエチル)(3−アミノプロピル)トリメトキシシラン0.59gから成る新たに製造した均質なシロキサン−ポリマー/シラン混合物100gを添加する点は変えて行う。次いで同じく水で希釈し、その後平均粒度362nm及びpH7を有する乳白色の均質なエマルジョンが得られる。
比較例2(本発明によるものでない)
Ultra−Turrax乳化装置 T50(Janke&Kunkel社)中で、イソトリデシルデカエトキシレート(Lutensol TO109、BASF AG社)9.38g、Ricinusoelethoxylat G1300(Atlas社)3.90g及び水4.55gから難流動乳化剤混合物を製造し、これにた、末端OH基765質量%の含量を有するポリジメチルシロキサンジオール124.63g及びN−モルホリルメチル−メチルジエトキシシラン0.86gから成る、新たに製造した均質なポリマー/シラン混合物125.28gを添加する。次いで完全脱塩水合計106.65gで少量づつ希釈し、その後平均粒度275nmを有する安定なエマルジョンが得られる。エマルジョンのシリコーン含量は50%である。
Claims (21)
- 少なくとも1個のSi−結合アルコキシ−又はヒドロキシ基を有するオルガノポリシロキサン(1)を、Si−結合アルコキシ−又はアシルオキシ基を有する高反応性シラン(2)又はその部分加水分解物[これはシラン(2)中でSi−アルコキシ−又はSi−アシルオキシ基の反応性を高めるその他の基を有し、それによって(1)及び(2)から成る混合物の出発粘度を室温(21℃)で2時間の反応時間以内に室温(21℃)で少なくとも2倍にする]と、分散剤(3)、有利には水、及び乳化剤(4)及び場合により反応に直接関与しないその他の物質(5)の存在で、金属含有触媒は一緒に使用せずかつオルガノポリシロキサンが得られる分散液中で架橋しているという条件で、反応させることによる、架橋したオルガノポリシロキサンの分散液の製法。
- オルガノポリシロキサン(1)として、一般式
(R1O)R2SiO(SiR2O)eSiR2(OR1) (IV)
[式中、R及びR1は請求項1でそれについてに前記したものを表し、eは1〜1000の整数であるが、その際全て基R1の50〜100%は水素原子であるという条件である]のようなものを使用することを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。 - 高反応性シラン(2)として、一般式
(AKT)aR2 bSi(OR3)4−(a+b) (II)
[式中、AKTは、一価のSi−(OR3)−結合の反応性を高める式−CR4 2−Yの基又は基当たり炭素原子2〜8個を有するアルケニル基を表し、R2は、基当たり炭素原子1〜18個を有する一価の、場合により置換された炭化水素基を表し、R3は基当たり炭素原子1〜8個を有するアルキル−又はアシル基を表し、R4は、水素原子又は炭素原子1〜4個を有するアルキル基、有利には水素原子を表し、Yはハロゲン、一置換された原子O及びS及び置換された原子N及びPの群から成る一官能基を表し、aは1又は2であり、bは0、1又は2であるが、その際合計a+b≦3である]のものを使用することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。 - シラン(2)としてbが0であるトリアルコキシシランを使用することを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
- シラン(2)をオルガノポリシロキサン(1)中で−OR1(式中、R1は水素である)1当量当たり−OR30.6〜5当量が存在するような量で使用することを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
- 分散剤(3)として水を使用することを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- 分散液の製造に必要なオルガノポリシロキサン(1)を連続的に製造し、連続的に乳化装置に更に導入し、乳化する前に連続的にシラン(2)、乳化剤(4)及び少なくとも一部の水を分散剤(3)として混合し、この混合を直接かつ連続的に第1高剪断ミキサーに供給し、このミキサー中で粘性相を形成させるが、その際圧力及び温度をこのミキサー後に測定し、高価な品質の可能な限り微細な分散液が生成するように調整することを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1個のSi−結合アルコキシ−又はヒドロキシ基を有するオルガノポリシロキサン(1)を、Si−結合アルコキシ−又はアシルオキシ基を有する高反応性シラン(2)又はその部分加水分解物[これはシラン(2)中でSi−アルコキシ−又はSi−アシルオキシ基の反応性を高めるその他の基を有し、それによって(1)及び(2)から成る混合物の出発粘度を室温(21℃)で2時間の反応時間以内に少なくとも2倍にする]と、分散剤(3)、有利には水、及び乳化剤(4)及び場合により反応に直接関与しないその他の物質(5)の存在で、金属含有触媒は一緒に使用せずかつオルガノポリシロキサンが得られる分散液中で架橋しているという条件で、反応させることによって製造可能な、架橋したオルガノポリシロキサンの分散液。
- 分散剤(3)として水を使用することを特徴とする、請求項10又は11に記載の架橋したオルガノポリシロキサンの分散液。
- 請求項10から13までのいずれか1項に記載の分散液から分散剤(3)を除去することによって製造される成形体。
- 分散剤(3)が水であり、分散液を温度5〜150℃で乾燥させることを特徴とする、請求項14に記載の成形体。
- 硬質又はエラストマーの成形体であることを特徴とする、請求項14又は15に記載の成形体。
- 塗膜又は被覆であることを特徴とする、請求項14から16までのいずれか1項に記載の成形体。
- 独立フィルム及び成形体であることを特徴とする、請求項14から16までのいずれか1項に記載の成形体。
- 粉末であることを特徴とする、請求項14から16までのいずれか1項に記載の成形体。
- 請求項10から13のいずれか1項に記載の分散液を支持体上に塗布し、分散剤(3)を除去することを特徴とする、塗膜の製法。
- 請求項10から13のいずれか1項に記載の分散液を支持体上に塗布し、支持体又はその表面を含浸又は浸潤させ、分散剤(3)を除去することを特徴とする、支持体の含浸又は浸潤法。
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