JP2015515521A - 両親媒性樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマー - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2012年3月28日に出願された米国仮出願第61/616,689号の利益を主張し、その全体は、それが本明細書に完全に記載されているように参照することにより組み込まれる。
i)式B−[AB]nを有する繰返し単位の直鎖状ブロックであって、
式中、
Bは、平均で10〜400個の式[R1 2SiO2/2のジシロキシ単位を有するジオルガノポリシロキサンであり、
Aは、少なくとも1つのポリエーテル基を含む二価の有機基であり、
nは≧1である、直鎖状ブロックと、
ii)少なくとも500g/molの分子量を有する非直鎖状ブロックに配列された、式[R2SiO3/2]の繰返し単位の樹脂性ブロックであって、
式中、
R1は、独立してC1〜C30ヒドロカルビルであり、
R2は、独立してC1〜C20ヒドロカルビルであり、
各直鎖状ブロックは、二価のC2〜C12ヒドロカルビレン基によって、少なくとも1つの非直鎖状ブロックに連結された、樹脂性ブロックと、を含み、
このオルガノシロキサンブロックコポリマーは少なくとも20,000g/モルの分子量を有する。
−R1 2SiO(R1 2SiO)xSiR1 2[[R5(CmH2mO)yR5][R1 2SiO(R1 2SiO)x]R1 2Si]n−を有し、
式中、xは≧0であり、mは2〜4であり、yは≧3であり、nは≧1であり、
R1は、独立して、1〜30個の炭素を含有する一価の炭化水素基であり、
R5が、2〜30個の炭素を含有する二価の炭化水素である。
I)
a)式
R3R1 2SiO(R1 2SiO)xSiR1 2[[R5(CmH2mO)yR5][R1 2SiO(R1 2SiO)x]R1 2Si]n−R3
の直鎖状オルガノシロキサンであって、式中、xは≧0であり、mは2〜4であり、yは≧3であり、nは≧1であり、
R1は、独立してC1〜C30ヒドロカルビルであり、
R5は、2〜30個の炭素を含有する二価の炭化水素であり、
R3は、独立して、H又はR4であり、
R4は、少なくとも1つの脂肪族不飽和結合を有するC2〜C12のヒドロカルビルである、直鎖状オルガノシロキサンと、
b)平均式
[R2 2R3SiO1/2]a[R2R3SiO2/2]b[R3SiO3/2]c[R2SiO3/2]d[SiO4/2]e
を有するオルガノシロキサン樹脂であって、式中、添字a、b、c、d、及びeは、オルガノシロキサン樹脂中に存在する各シロキシ単位のモル分率を表し、範囲は次の通りであり、aは、0〜0.7まで様々であってよく、
bは、0〜0.3まで様々であってよく、
cは、0〜0.8まで様々であってよく、
dは、0〜0.9まで様々であってよく、
eは、0〜0.7まで様々であってよく、
但し、a+b+c>0、c+d+e≧0.6、及びa+b+c+d+e≒1であり、
かつ少なくとも1つのR3置換基は、直鎖状オルガノシロキサン又はオルガノシロキサン樹脂のうちのいずれかでHであり、1つのR3置換基は、他方のオルガノシロキサンでR4である、オルガノシロキサン樹脂と、
c)ヒドロシリル化触媒と、を反応させ、
樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーを形成する工程を含み、
工程Iにおいて使用されるa)及びb)の量が、10〜90モル%のジシロキシ単位[R1 2SiO2/2]、及び10〜70モル%の[R2SiO3/2]又は[SiO4/2]シロキシ単位の樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーをもたらすように選択され、
工程Iで添加される直鎖状オルガノシロキサンの少なくとも95重量パーセントが、樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーに組み込まれる。
II)樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーの平均分子量(Mw)を少なくとも50%増加させるのに十分なだけ、樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーの[R2SiO3/2]及び/又は[SiO4/2]シロキシ単位を架橋させるように、工程I)からの樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーを反応させる工程を更に含む。
i)式B−[AB]nを有する繰返し単位の直鎖状ブロックであって、
式中、
Aは、少なくとも1つのポリエーテル基を含む二価の有機基であり、
Bは、平均で10〜400個の式[R1 2SiO2/2のジシロキシ単位を有するジオルガノポリシロキサンであり、
nは≧1である、直鎖状ブロックと、
ii)少なくとも500g/molの分子量を有する非直鎖状ブロックに配列された、式[R2SiO3/2]の繰返し単位の樹脂性ブロックであって、
式中、
R1は、独立してC1〜C30ヒドロカルビルであり、
R2は、独立してC1〜C20ヒドロカルビルであり、
各直鎖状ブロックは、二価のC2〜C12ヒドロカルビレン基によって、少なくとも1つの非直鎖状ブロックに連結された、樹脂性ブロックと、を含み、
このオルガノシロキサンブロックコポリマーは少なくとも20,000g/モルの分子量を有する。
−H2CHC(CH3)CH2−、−H2CCH2C(CH3)2−、−H2CCH2CH2CH2−、
−H2CCH2CH2CH2CH2−、及び−H2CCH2CH2CH2CH2CH2−を含むがこれらに限定されないアルキレン基、並びにフェニレン基(例えば、2つの開放性原子価(open valence)を有するフェニル基)を含むがこれに限定されないアリーレン基、又はアルキレン基とアリーレン基の組み合わせ(例えば、アルキレン基がアリーレンに接続され、アルキレン基及びアリーレン基がそれぞれ開放性原子価を有するアルキレン−アリーレン基)を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ヒドロカルビレン基は、C2〜C12ヒドロカルビレン基である。いくつかの実施形態では、C2〜C12ヒドロカルビレン基は、−CH2CH2−である。
R1 2SiO(R1 2SiO)xSiR1 2[[R5(CmH2mO)yR5][R1 2SiO(R1 2SiO)x]R1 2Si]n−
によって表すことができるシリコーンポリエーテルコポリマーを含み、式中、各xは、独立して、≧0(例えば、1超、2超、4超、8超、25超、50超、100超、約2〜約100、約2〜約50、約10〜約100、約10〜約50、約25〜約100、約50〜約100、又は約25〜約75)であり、各mは、独立して、2〜4であり、各yは、独立して、≧4であり、nは≧1であり、R1は、本明細書で定義される通りであり、各R5は、独立して、2〜30個の炭素原子を含有する二価の炭化水素である。
I)
a)式
R3R1 2SiO(R1 2SiO)xSiR1 2[[R5(CmH2mO)yR5][R1 2SiO(R1 2SiO)x]R1 2Si]n−R3を有する直鎖状オルガノシロキサンであって、
式中、
各xは、独立して、≧0であり、各mは、独立して、2〜4であり、各yは、独立して、≧4であり、nは≧1であり、
各R1は、各発生で、独立して、C1〜C30ヒドロカルビルであり、
各R5は、各発生で、独立して、2〜30個の炭素原子を含有する二価の炭化水素であり、
各R3は、各発生で、独立して、H又はR4であり、各R4は、各発生で、独立して、少なくとも1つの脂肪族不飽和結合を有するC2〜C12ヒドロカルビル基である、直鎖状オルガノシロキサンと、
b)平均式
[R2 2R3SiO1/2]a[R2R3SiO2/2]b[R3SiO3/2]c[R2SiO3/2]d[SiO4/2]eを有するオルガノシロキサン樹脂であって、
式中、
各R2は、各発生で、独立して、C1〜C20ヒドロカルビルであり、
各R3は、各発生で、独立して、H又はR4であり、各R4は、各発生で、独立して、少なくとも1つの脂肪族不飽和結合を有するC2〜C12ヒドロカルビル基であり、
添字a、b、c、d、及びeは、オルガノシロキサン樹脂中に存在する各シロキシ単位のモル分率を表し、範囲は次の通りであり、
aは、約0〜約0.7又は約0〜約0.3であり、
bは、約0〜約0.3又は約0〜約0.2であり、
cは、約0〜約0.8又は約0〜約0.3であり、
dは、約0〜約0.9又は約0.4〜約0.9であり、
eは、約0〜約0.7又は約0〜約0.4であり、
但し、a+b+c>0、c+d+e≧0.6、及びa+b+c+d+e≒1であり、
かつ少なくとも1つのR3置換基は、直鎖状オルガノシロキサン又はオルガノシロキサン樹脂のうちのいずれかでHであり、少なくとも1つのR3置換基は、他方のオルガノシロキサンでR4である、オルガノシロキサン樹脂と、
c)ヒドロシリル化触媒と、を
有機溶媒中で反応させ、
樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーを形成する工程であって、
工程Iに使用されるa)及びb)の量は、10〜90モル%のジシロキシ単位[R1 2SiO2/2]、並びに10〜70モル%の[R2SiO3/2]、及び/又は[SiO4/2]シロキシ単位を有する樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーをもたらすように選択され、
工程Iで添加される直鎖状オルガノシロキサンの少なくとも95重量%が樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーの中に組み込まれる、工程と、
II)任意に、樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーの重量平均分子量(Mw)を少なくとも50%増加させるのに十分なだけ、樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーの[R2SiO3/2]及び/又は[SiO4/2]シロキシ単位を架橋させるように、工程I)からの樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーを反応させる工程とを含む、樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するためのプロセスを提供する。
本発明のプロセスに有用なポリオキシアルキレンは、各終端(すなわち、アルファ及びオメガ位置)に不飽和炭化水素基を有する任意のポリオキシアルキレン基であり得る。ポリオキシアルキレンは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、1,2−エポキシヘキサン、1,2−エポキシオクタン(epoxyoctance)、シクロヘキセンオキシド又はエキソ−2,3−エポキシノルボルネン(epoxynorborane)などの環状エポキシドの重合により得ることができる。
H2C=C(R6)CH2O(EO)y’(PO)y”CH2C(R6)=CH2を有するものから選択することができ、
式中、
y’は≧1であり、あるいは、y’は0〜60(例えば、約4〜60、約4〜約30、約4〜約15、約1〜約10、約1〜約20、約1〜約30、約10〜約60、約20〜約60、約30〜約60、約10〜約50、約〜、又は約30〜60)であり、
y”は≧0であり、あるいはy”は0〜60(例えば、約0〜約10、約0〜約20、約0〜約30、約0〜約15、約10〜約60、約20〜約60、約30〜約60、約10〜約50、約〜、又は約30〜約60)であり、
但し、y’+y”≧4(例えば、y’+y”は、約4〜約60、約5〜約30、約4〜約30、約4〜約15、約5〜約50、約10〜約50、約15〜約50、約20〜約50、約20〜約60、約40〜約60、又は約30〜約60の範囲であり得る)であり、
R6は、水素、又は1〜6個の炭素原子(例えば、約2〜約4個の炭素原子、約1〜約5個の炭素原子、又は約3〜約6個の炭素原子)を含有するアルキル基であり、
EOは、−CH2CH2O−であり、
POは、−CH2CH(Me)O−又は−CH2CH2CH2O−である。
H2C=CHCH2O(EO)y’CH2CH=CH2、
H2C=C(Me)CH2O(EO)y’CH2C(Me)=CH2、
H2C=CHCH2O(EO)y’(PO)y”CH2CH=CH2、及び
H2C=C(Me)CH2O(EO)y’(PO)y”CH2C(Me)=CH2が挙げられ、
式中、
y’は≧1である、あるいは、y’は0〜60(例えば、約4〜60、約4〜約30、約4〜約15、約1〜約10、約1〜約20、約1〜約30、約10〜約60、約20〜約60、約30〜約60、約10〜約50、約〜、又は約30〜60)であり、
y”は≧0であり、あるいはy”は0〜60(例えば、約0〜約10、約0〜約20、約0〜約30、約0〜約15、約10〜約60、約20〜約60、約30〜約60、約10〜約50、約〜、又は約30〜約60)であり、
Meはメチルであり、
EOは、−CH2CH2O−であり、
POは、−CH2CH(Me)O−又は−CH2CH2CH2O−である。
本発明のプロセスに有用なSi−H終端オルガノポリシロキサンは、式M’DM’によって表すことができ、式中、「M’」は、式R1 2HSiO1/2のシロキサン単位を意味し、「D」は、式R1 2SiO2/2のシロキサン単位を意味し、式中、各R1は、各発生で、C1〜C30ヒドロカルビル基である。いくつかの実施形態では、Si−H終端オルガノポリシロキサンは、平均式Me2HSiO(Me2SiO)xSiHMe2を有するジメチル水素シロキシ終端ポリジメチルシロキサンであり、式中、xは≧10(例えば、1超、2超、4超、8超、25超、50超、100超、約2〜約100、約2〜約50、約10〜約100、約10〜約50、約25〜約100、約50〜約100、又は約25〜約75)である。Si−H終端オルガノポリシロキサン及びそれらを調製するための方法は、当該技術分野において周知である。
各終端に不飽和有機基を有するSi−H終端オルガノポリシロキサン及びポリオキシエチレンは、当該技術分野において既知であるヒドロシリル化触媒の存在下で反応する。ヒドロシリル化反応は当該技術分野において周知であり、≡Si−H基を含有するポリシロキサンと、不飽和、例えば、ビニル基を含有する化合物との間の反応を伴う。いくつかの実施形態では、反応は、ポリシロキサンを含有する≡Si−Hと、不飽和を含有する化合物との間の反応をもたらすために触媒を使用する。ヒドロシリル化触媒は、白金、ロジウム、イリジウム、パラジウム、又はルテニウムから選択される任意の好適な第VIII族金属系触媒であり得る。ヒドロシリル化反応を触媒するのに有用である触媒を含有する第VIII族金属は、ケイ素結合水素原子の不飽和炭化水素基を含むケイ素結合部分との反応を触媒することが知られている任意の触媒であり得る。いくつかの実施形態では、ヒドロシリル化をもたらすために触媒として使用するための第VIII族金属は、白金金属、白金化合物、及び白金錯体などの白金系触媒である。
ヒドロシリル化反応は、そのままで、又は溶媒の存在下で行うことができる。溶媒は、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、又はn−プロパノール)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、又はメチルイソブチルケトン)、芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエン、又はキシレン)、脂肪族炭化水素(例えば、ヘプタン、ヘキサン、又はオクタン)、グリコールエーテル(例えば、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールn−ブチルエーテル、プロピレングリコールn−プロピルエーテル、又はエチレングリコールn−ブチルエーテル)、ハロゲン化炭化水素(例えば、ジクロロメタン、1,1,1−トリクロロエタン、又は塩化メチレン)、クロロホルム、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、揮発油、石油スピリット、又はナフサであり得る。前述の溶媒のうちの1つ以上の組み合わせも想定される。
樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するためのプロセスにおいて成分b)として好適なオルガノシロキサン樹脂は、平均式[R2 2R3SiO1/2]a[R2R3SiO2/2]b[R3SiO3/2]c[R2SiO3/2]d[SiO4/2]eを有し、式中、各R2及び3は上記に定義される通りであり、添字a、b、c、d、及びeは、オルガノシロキサン樹脂中に存在する各シロキシ単位のモル分率を表し、範囲は次の通りであり、aは、約0〜約0.7又は約0〜約0.3であり、bは、約0〜約0.3又は約0〜約0.2であり、cは、約0〜約0.8又は約0〜約0.3であり、dは、約0〜約0.9又は約0.4〜約0.9であり、eは、約0〜約0.7又は約0〜約0.4であり、但し、a+b+c>0、c+d+e≧0.6、及びa+b+c+d+e≒1である。
[H(CH3)2SiO1/2]a[(C6H5)SiO3/2]d、
[H(CH3)2SiO1/2]a[(CH3)2SiO2/2]b[(C6H5)SiO3/2]d、
[H(CH3)2SiO1/2]a[(C6H5)2SiO2/2]b[(C6H5)SiO3/2]d、
[H(CH3)2SiO1/2]a[(C6H5)(CH3)SiO2/2]b[(C6H5)SiO3/2]d、
[H(CH3)2SiO1/2]a[(C6H5)SiO3/2]d[SiO4/2]e、
[H(CH3)2SiO1/2]a[(CH3)2SiO2/2]b[SiO4/2]e、及び
[H(CH3)2SiO1/2]a[SiO4/2]eが挙げられるがこれらに限定されず、
式中、添字a、b、c、d、及びeは、本明細書において定義される通りである。そのようなSi−H官能性オルガノシロキサン樹脂を使用する場合、成分a)として選択された直鎖状オルガノシロキサンは、終端不飽和基を含有するであろう(すなわち、成分a)の式のR3はR4基であろう)。
[Vi(CH3)2SiO1/2]a[(C6H5)SiO3/2]d、
[Vi(CH3)2SiO1/2]a[(CH3)2SiO2/2]b[(C6H5)SiO3/2]d、
[Vi(CH3)2SiO1/2]a[(C6H5)2SiO2/2]b[(C6H5)SiO3/2]d、
[Vi(CH3)2SiO1/2]a[(C6H5)(CH3)SiO2/2]b[(C6H5)SiO3/2]d、
[Vi(CH3)2SiO1/2]a[(C6H5)SiO3/2]d[SiO4/2]e、
[Vi(CH3)2SiO1/2]a[(CH3)2SiO2/2]b[SiO4/2]e、及び
[Vi(CH3)2SiO1/2]a[SiO4/2]eが挙げられ、
式中、添字a、b、c、d、及びeは、本明細書において定義される通りであり、「Vi」は、ビニル基を含む部分(すなわち、H2C=CH−基)を広く指す。これらのオルガノシロキサン樹脂を使用する場合、成分a)として選択された直鎖状オルガノシロキサンは、終端Si−H基を含有するはずである(すなわち、成分a)の式のR3は、Hであろう)。
1Lの4首丸底フラスコに、150dpのSi−H終端ポリジメチルシロキサン(PDMS;Dow Corning;115.2g、0.0206molsのSi−H)、トルエン(Fisher Scientific、221.6g)、及びトルエン中70.9重量%のビニル官能性シルセスキオキサン樹脂の溶液(63.2gの溶液、44.81gの固体、0.0557モルのビニル)を充填した。樹脂は、MVi 0.14TPr 0.26TPh 0.59の構造、及び2470のMwを有した。このフラスコに、撹拌パドル、温度計、及び水冷凝縮器を装備させた。窒素封入を行った。トルエンに溶解した2540ppmのPt(IV)の溶液(1.18g)を室温で添加した。反応混合物を還流で(110℃)1時間加熱した。室温付近に冷却し、次いで、トルエン中10重量%のテトラメチルジシロキサン(Dow Corning)の溶液(2.59g、0.00386molsのSi−H)を添加した。反応混合物を還流で(110℃)2時間加熱した。キャストフィルム(溶液を型枠に注ぎ、室温で一晩溶媒を蒸発させることにより作製)は光学的に透明であった。
実施例2(54重量%のPDMS、18重量%のEO、28重量%のシルセスキオキサン−Tg、8℃)
1Lの4首丸底フラスコに、Si−H終端PDMS(Dow Corning、86.88g、0.128モルのSi−H)、ジメチアリル終端ポリエチレンオキシド(Clariant DMAL 500、28.32g、0.114モルのVi)、トルエン(Fisher Scientific、172.8g)、及びトルエンに溶解された1重量%のトコフェロールの溶液(2.32g)(混合トコフェロール95−DSM Nutritional Products Inc.)を充填した。このフラスコに、撹拌パドル、温度計、及び水冷凝縮器を装備させた。窒素封入を行った。トルエンに溶解した2350ppmのPt(IV)の溶液(0.93g)を室温で添加した。反応混合物を室温で2.5時間混合した。トルエン中65.0重量%のビニル官能性シルセスキオキサン樹脂の溶液(68.92gの溶液、44.80gの固体、0.0548モルのビニル)を、追加のトルエン(43.08g)と共に室温で添加した。樹脂は、MVi 0.14TPr 0.26TPh 0.59の構造、及び1870のMwを有した。反応混合物を還流で(110℃)1時間加熱した。室温付近に冷却し、次いで、トルエン中50重量%のテトラメチルジシロキサン(Dow Corning)の溶液(4.39g、0.0327モルのSi−H)を添加した。反応混合物を還流で(110℃)2時間加熱した。キャストフィルム(溶液を型枠に注ぎ、室温で一晩溶媒を蒸発させることにより作製)は光学的に透明であった。
1Lの4首丸底フラスコに、Si−H終端PDMS(Dow Corning、86.88g、0.128モルのSi−H)、ジメチアリル終端ポリエチレンオキシド(Clariant DMAL 500、28.32g、0.114molsのVi)、トルエン(Fisher Scientific、172.8g)、及びトルエンに溶解された1重量%のトコフェロールの溶液(2.32g)(混合トコフェロール95−DSM Nutritional Products Inc.)を充填した。このフラスコに、撹拌パドル、温度計、及び水冷凝縮器を装備させた。窒素封入を行った。トルエンに溶解した2160ppmのPt(IV)の溶液(1.01g)を室温で添加した。反応混合物を室温で2.5時間混合した。トルエン中70.4重量%のビニル官能性シルセスキオキサン樹脂の溶液(63.64gの溶液、44.80gの固体、0.0542モルのビニル)を、追加のトルエン(48.36g)と共に室温で添加した。樹脂は、MVi 0.14TPr 0.16TPh 0.69の構造、及び2130のMwを有した。反応混合物を還流で(110℃)1時間加熱した。室温付近に冷却し、次いで、トルエン中25重量%のテトラメチルジシロキサン(Dow Corning)の溶液(5.40g、0.0201モルのSi−H)を添加した。反応混合物を還流で(110℃)2時間加熱した。キャストフィルム(溶液を型枠に注ぎ、室温で一晩溶媒を蒸発させることにより作製)は光学的に透明であった。
500mLの3首丸底フラスコに、Si−H終端PDMS(Dow Corning、23.73g、0.0349モルのSi−H)、ジメチアリル終端ポリエチレンオキシド(NOF AA−800、12.29g、0.0306molsのVi)、トルエン(Fisher Scientific、171.4g)、及びトルエンに溶解された1重量%のトコフェロールの溶液(0.83g)(混合トコフェロール95−DSM Nutritional Products Inc.)を充填した。このフラスコに、撹拌パドル、温度計、及び水冷凝縮器を装備させた。窒素封入を行った。トルエン中1670ppmのPt(IV)の溶液(0.93g)を室温で添加した。反応混合物を室温で2時間混合した。トルエン中70.1重量%のビニル官能性シルセスキオキサン樹脂の溶液(19.97gの溶液、14.00gの固体、0.0182モルのビニル)を追加のトルエン(8.97g)と共に室温で添加した。樹脂は、MVi 0.15TPh 0.75Q0.08の構造、及び2460のMwを有した。反応混合物を65℃で3.5時間加熱した。次に、トルエン中10重量%のテトラメチルジシロキサン(Dow Corning)の溶液(4.62g、0.00688モルのSi−H)を添加した。反応混合物を65℃で1時間加熱した。
500mLの3首丸底フラスコに、Si−H終端PDMS(Dow Corning、57.97g、0.0859molsのSi−H)、ジメチアリル終端ポリエチレンオキシド(Clariant DMAL 500、19.03g、0.0765モルのVi)、トルエン(Fisher Scientific、115.50g)、及びトルエンに溶解された1重量%のトコフェロールの溶液(1.54g)(混合トコフェロール95−DSM Nutritional Products Inc.)を充填した。このフラスコに、撹拌パドル、温度計、及び水冷凝縮器を装備させた。窒素封入を行った。トルエン中2370ppmのPt(IV)の溶液(0.61g)を室温で添加した。反応混合物を30℃で3.25時間混合した。分析用に12.7gの試料を取り出した。トルエン中63.8重量%のビニル官能性シルセスキオキサン樹脂の溶液(43.89gの溶液、28.00gの固体、0.024モルのビニル)を、追加のトルエン(26.11g)と共に室温で添加した。樹脂は、MVi 0.096TPr 0.269TPh 0.538Q0.091の構造、及び5060のMwを有した。反応混合物を110℃で1時間加熱した。次に、トルエン中25重量%のテトラメチルジシロキサン(Dow Corning)の溶液(2.20g、0.00819モルのSi−H)を添加した。反応混合物を110℃で2時間加熱した。
500mLの4首丸底フラスコに、Si−H終端PDMS(Dow Corning、11.5dpのPDMS、23.77g、0.0567モルのSi−H)、ジメチアリル終端ポリエチレンオキシド(Clariant DMAL 500、12.56g、0.0505モルのVi)、トルエン(Fisher Scientific、54.50g)、及びトルエンに溶解された1重量%のトコフェロールの溶液(0.73g)(混合トコフェロール95−DSM Nutritional Products Inc.)を充填した。このフラスコに、撹拌パドル、温度計、及び水冷凝縮器を装備させた。窒素封入を行った。トルエン中1850ppmのPt(IV)の溶液(0.37g)を室温で添加した。反応混合物を30℃で2.5時間混合した。分析用に7.56gの試料を取り出した。トルエン中63.8重量%のビニル官能性シルセスキオキサン樹脂の溶液(78.37gの溶液、50.00gの固体、0.0429モルのビニル)を、追加のトルエン(46.63g)と共に室温で添加した。樹脂は、MVi 0.096TPr 0.269TPh 0.538Q0.091の構造、及び5060のMwを有した。反応混合物を110℃で1時間加熱した。次に、トルエン中25重量%のテトラメチルジシロキサン(Dow Corning)の溶液(4.05g、0.0151モルのSi−H)を添加した。反応混合物を110℃で2時間加熱した。
シリコーンポリエーテル試料に一般的に使用されるTHFを溶離剤として使用し、試料を分析した。分子量平均は、ポリスチレン標準に対してであり、統合の分割としてピーク間で垂直に降下する個々のピーク領域について判定された。クロマトグラフィー装置は、真空脱ガス装置を装備したWaters 2695 Separations Moduleと、Waters 2410示差屈折率計からなった。分離は、2つの(300mm×7.5mm)Polymer Laboratories PLgel 5μm mixed−Cカラム(分子量分離範囲200〜2,000,000ute、PLgel 5μmガードカラム(50mm×7.5mm)が先行する)により行われた。溶離剤として1.0mL/分で流動する認定級のTHFを使用して分析を行い、カラム及び検出器は両方とも35℃に加熱された。試料は、約0.5% w/v固体のTHF中で調製され、約3時間時折振盪しながら溶媒和され、分析前に0.45μmのPTFEシリンジフィルタを通して濾過された。100μLの注入量が使用され、データは25分間収集された。データ収集及び分析は、ThermoLabsystems Atlasクロマトグラフィーソフトウェア及びPolymer Laboratories Cirrus GPCソフトウェアを使用して行われた。分子量平均は、580〜2,300,000の分子量範囲を網羅するポリスチレン標準を使用して作成された較正曲線(第3次)に対して判定された。
両親媒性樹脂−直鎖状物は、8mmのステンレススチール穿孔プローブを使用して調製された。レオロジーは、ARES S/N816602レオロジー計器を使用して生成された材料から測定された。以下のプログラム設定が使用された。
周波数:1ラド/秒
歪み制限:最小−0.002262%、最大−226.2446%
自動歪:入
初期温度:25.0℃
最終温度(区域1):70.0℃
歪み(区域1):8%
最終温度(区域2):200.0℃
歪み(区域2):10%
ランプ速度:2.0℃/分
時間/測定:2秒
試薬及び両親媒性樹脂−直鎖状物の熱分析は、TA InstrumentsのDSC Q2000 V24.2 Build 107計器を使用して行われた。Mettler Toledo AB135−S/FACT5箇所天秤を使用して測定されたおよそ0.5g重量の試料を、アルミニウム気密DSC皿中で調製し、同じ種類の皿中の既知の重量の参照試料と比較した。以下のプログラム設定が使用された。
質量流動制御設定:試料#1−ヘリウム、流速−25mL/分
較正設定:0)LM Tzero He 25mL/分
Mettler Toledo AE−100 50箇所天秤を使用して約0.5gを計量することにより両親媒性樹脂−直鎖状試料を調製した。初期重量を記録した。次いで、各角がネジ蓋ネジ山の開始レベルにあるように、2インチ×2インチの正方形のワイヤメッシュを歯科用ミキサーカップサイズの中に挿入した。試料をメッシュの上に設置し、カップを脱イオン水でネジ山のレベルまで充填した。次いで、カップを密封し、24時間放置した。試料を取り出し、目に見える表面上のあらゆる水を取り除き、再度計量した。試料の1グラム当たりの試料の水吸収の重量パーセントを計算するために、この最終重量を使用した。
両親媒性樹脂−直鎖状物の試料を0.3〜0.4mmの厚さに成型した。これらのフィルムを45mm直径の円形に切断した。内径35mm(A)のPayneカップを0.5gの脱イオン水で充填し、フィルムを装着した。Mettler Toledo AG204 6箇所天秤を使用して初期重量のpayneカップ全体の装備を計量し、温度設定18℃及び相対湿度設定52%の一定環境空間に設置した。フィルムを通して蒸発する水蒸気の量を判定するために、26時間の期間にわたって2時間間隔でこれらのカップを再度計量した。これらの測定値をグラフにし、以下の計算式を使用して最終水蒸気透過率(WVPR)を判定するために、線(B)の傾斜を使用した。
Claims (15)
- 樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーであって、
i)式B−[AB]nを有する繰返し単位の直鎖状ブロックであって、
式中、
Bが、平均で10〜400個の式[R1 2SiO2/2]のジシロキシ単位を有するジオルガノポリシロキサンであり、
Aが、少なくとも1つのポリエーテル基を含む二価の有機基であり、
nが≧1である、直鎖状ブロックと、
ii)少なくとも500g/molの分子量を有する非直鎖状ブロックに配列された、式[R2SiO3/2]の繰返し単位の樹脂性ブロックであって、
式中、
R1が独立してC1〜C30ヒドロカルビルであり、
R2が独立してC1〜C20ヒドロカルビルであり、
各直鎖状ブロックが、二価のC2〜C12ヒドロカルビレン基によって、少なくとも1つの非直鎖状ブロックに連結された、樹脂性ブロックと、を含み、
前記オルガノシロキサンブロックコポリマーが、少なくとも20,000g/モルの分子量を有する、樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマー。 - 前記直鎖状ブロックが、式
−R1 2SiO(R1 2SiO)xSiR1 2[[R5(CmH2mO)yR5][R1 2SiO(R1 2SiO)x]R1 2Si]n−を有し、
式中、xが≧0であり、mが2〜4であり、yが≧3であり、nが≧1であり、
R1が独立して、1〜30個の炭素を含有する一価の炭化水素基であり、
R5が、2〜30個の炭素を含有する二価の炭化水素である、請求項1に記載の樹脂−直鎖状オルガノシロキサン。 - R1がメチルであり、R5が、エチレン、プロピレン、又はイソブチレンであり、mが2である、請求項2に記載の樹脂−直鎖状オルガノシロキサン。
- R2がフェニルである、請求項2又は3に記載の樹脂−直鎖状オルガノシロキサン。
- 樹脂直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するためのプロセスであって、
I)
a)式
R3R1 2SiO(R1 2SiO)xSiR1 2[[R5(CmH2mO)yR5][R1 2SiO(R1 2SiO)x]R1 2Si]n−R3
の直鎖状オルガノシロキサンであって、
式中、xが≧0であり、mが2〜4であり、yが≧3であり、nが≧1であり、
R1が独立してC1〜C30ヒドロカルビルであり、
R5が、2〜30個の炭素を含有する二価の炭化水素であり、
R3が独立して、H又はR4であり、
R4が、少なくとも1つの脂肪族不飽和結合を有するC2〜C12のヒドロカルビルである、直鎖状オルガノシロキサンと、
b)平均式
[R2 2R3SiO1/2]a[R2R3SiO2/2]b[R3SiO3/2]c[R2SiO3/2]d[SiO4/2]e
を有するオルガノシロキサン樹脂であって、
式中、添字a、b、c、d、及びeが、前記オルガノシロキサン樹脂中に存在する各シロキシ単位のモル分率を表し、範囲は次の通りであり、
aは、0〜0.7まで様々であってよく、
bは、0〜0.3まで様々であってよく、
cは、0〜0.8まで様々であってよく、
dは、0〜0.9まで様々であってよく、
eは、0〜0.7まで様々であってよく、
但し、a+b+c>0、c+d+e≧0.6、及びa+b+c+d+e≒1であり、
かつ少なくとも1つのR3置換基が、前記直鎖状オルガノシロキサン又はオルガノシロキサン樹脂のうちのいずれかでHであり、1つのR3置換基が、他方のオルガノシロキサンでR4である、オルガノシロキサン樹脂と、
c)ヒドロシリル化触媒と、を反応させ、
樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーを形成する工程を含み、
工程Iにおいて使用されるa)及びb)の量が、10〜90モル%のジシロキシ単位[R1 2SiO2/2]、及び10〜70モル%の[R2SiO3/2]又は[SiO4/2]シロキシ単位を有する前記樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーをもたらすように選択され、
工程Iで添加される前記直鎖状オルガノシロキサンの少なくとも95重量パーセントが、前記樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーに組み込まれる、プロセス。 - 溶媒を更に含む、請求項5に記載のプロセス。
- II)前記樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーの平均分子量(Mw)を少なくとも50%増加させるのに十分なだけ、前記樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーの前記[R2SiO3/2]及び/又は[SiO4/2]シロキシ単位を架橋させるように、工程I)からの前記樹脂−直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマーを反応させる工程を更に含む、請求項5に記載のプロセス。
- R1がメチルであり、R5が、エチレン、プロピレン、又はイソブチレンであり、mが2である、請求項5〜7に記載のプロセス。
- R2がフェニルである、請求項5〜8に記載のプロセス。
- 請求項5〜9によって調製される、樹脂直鎖状オルガノシロキサンブロックコポリマー。
- 請求項1〜4又は10のいずれか一項に記載の樹脂直鎖状オルガノシロキサンを含む、固形組成物。
- 前記固形が、25℃で少なくとも1KPaの貯蔵弾性率(G’)を有する、請求項11に記載の固形組成物。
- 少なくとも30g/m2・日の水蒸気透過率を有する、請求項12に記載の固形組成物。
- 硬化性である、請求項11に記載の組成物。
- 請求項14に記載の組成物の硬化生成物。
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