JP2018062563A - Composition containing silicone, film prepared therewith, and production method therefor - Google Patents

Composition containing silicone, film prepared therewith, and production method therefor Download PDF

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弘越 上硲
Hiroetsu Kamisako
弘越 上硲
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition that can make a film that has high hydrophilicity and is not lost by washing.SOLUTION: The composition contains silicone having a specific repeating unit, and an organic silicon compound having the following structure .SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、シリコーンを含む組成物、それを用いて作製した膜、並びにそれらの製法に関する。   The present invention relates to a composition containing silicone, a film produced using the same, and a method for producing them.

シリコーン又はシロキサンと呼ばれる化合物群は、高耐久性等の特徴を有することから各種分野で使用されている。しかし、シリコーン又はシロキサンは疎水性が高いため、親水性が要求される用途に用いる場合には親水化処理をする必要がある。   A group of compounds called silicone or siloxane is used in various fields because it has characteristics such as high durability. However, since silicone or siloxane has high hydrophobicity, it needs to be subjected to a hydrophilic treatment when used in applications requiring hydrophilicity.

従来行われてきたシリコーン又はシロキサンの親水性化手法は、一般的に、2種類に分けられる。   Conventionally made hydrophilic methods of silicone or siloxane are generally classified into two types.

第1の手法は、シリコーン又はシロキサンに直接親水性基を導入する手法である。例えば、特許文献1では、アミノアルキルアルコキシシランをポリマー化し、ポリマー中のアミノ基に親水性基を付与し、親水性表面を有するシリコーンエラストマースタンプを製造する方法が開示されている。また、特許文献2では、プラズマ重合によってシリコーンゴム表面に水酸基を導入し、親水性基を付加させる手法が開示されている。   The first method is a method of directly introducing a hydrophilic group into silicone or siloxane. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing a silicone elastomer stamp having a hydrophilic surface by polymerizing an aminoalkylalkoxysilane, adding a hydrophilic group to an amino group in the polymer. Patent Document 2 discloses a technique of introducing a hydroxyl group to the surface of silicone rubber by plasma polymerization and adding a hydrophilic group.

第2の手法は、シリコーン又はシロキサンを構成するモノマーとして親水性基を有するモノマーを使用する手法である。例えば、特許文献3では、エステル体の加水分解反応により、カルボキシレートを有するアミノ酸変性シラン化合物及びその製造方法が開示されている。また、特許文献4及び5では、スルトン又はラクトンの、アルコキシシリルアルキルアミンによる開環反応により、親水性シロキサンモノマーを合成する方法が開示されている。
また、特許文献6ではスルホン酸を有するシリコーンを合成する方法が開示されている。
The second method is a method using a monomer having a hydrophilic group as a monomer constituting silicone or siloxane. For example, Patent Document 3 discloses an amino acid-modified silane compound having a carboxylate by an ester hydrolysis reaction and a method for producing the same. Patent Documents 4 and 5 disclose a method for synthesizing a hydrophilic siloxane monomer by a ring-opening reaction of sultone or lactone with alkoxysilylalkylamine.
Patent Document 6 discloses a method for synthesizing silicone having sulfonic acid.

特許3496831号公報Japanese Patent No. 34968831 特開2013−087238号公報JP 2013-087238 A 特開2012−180334号公報JP 2012-180334 A 国際公開2011/063625号パンフレットInternational Publication No. 2011-063625 Pamphlet 国際公開1995/010523号パンフレットInternational Publication No. 1995/010523 Pamphlet 特開2015−140313号公報JP2015-140313A

しかしながら、特許文献1乃至6に記載の方法によって得られた親水性ポリマーは、基材との接合については必ずしも充分とは言えないものである。特に、親水性ポリマーをガラス基材上に製膜した膜であって、且つ、直接水が掛かる用途において、膜の耐久性が低く、長期の使用に向かないことがある。   However, the hydrophilic polymers obtained by the methods described in Patent Documents 1 to 6 are not necessarily sufficient for bonding with the base material. In particular, in a film in which a hydrophilic polymer is formed on a glass substrate and is directly splashed with water, the film has low durability and may not be suitable for long-term use.

上述した課題に鑑みて、本発明は、高親水性で且つ洗浄で失われることのない膜を製膜できる、シリコーンを含む組成物及びその製法、該組成物を用いて作製した膜を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention provides a composition containing silicone, a process for producing the same, and a film produced using the composition, which can form a highly hydrophilic film that is not lost by washing. For the purpose.

本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意検討した結果、スルホン酸基を含有するシリコーンとエポキシ基を含有する有機ケイ素化合物とを含む組成物から、高親水性であり、且つ、洗浄で失われることのない膜を製膜できることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention are highly hydrophilic from a composition containing a silicone containing a sulfonic acid group and an organosilicon compound containing an epoxy group, and The inventors have found that a film that is not lost by washing can be formed, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
下記式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンと、
(上記式(1)中、R1及びR2は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基であり、mは、各々独立して、1〜20の整数であり、nは、各々独立して、2〜20の整数であり、Xは、各々独立して、水素原子、スルホン酸と有機塩を形成する基、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、又は遷移金属原子である。)
下記式(2)で表されるエポキシ基を含有する有機ケイ素化合物とを含む、組成物。
(上記式(2)中、R3〜R6は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基(Ry)、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、又は、下記式(3)で表されるRxである。ただし、R3〜R6は、1つ以上がRxであり、1つ以上がRyである。
(上記式(3)中、R7は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のオキシアルキレン基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリーレン基である。R8〜R10は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基である。また、R8〜R10は、一緒になって環を形成していてもよく、R7はR8〜R10のいずれかと一緒になって環を形成していてもよい。lは、0〜20の整数である。))
[2]
さらに溶媒を含む[1]に記載の組成物。
[3]
加熱した、[1]又は[2]に記載の組成物。
[4]
[1]〜[3]のいずれかに記載の組成物を含む膜。
[5]
[1]又は[2]に記載の組成物を、基材上に塗布し、膜を作製する方法。
That is, the present invention is as follows.
[1]
Silicone having a repeating unit represented by the following formula (1);
(In the above formula (1), R 1 and R 2 each independently have a hydrogen atom, a hydroxyl group, a C 1-20 alkyl group which may have a substituent, or a substituent. May be an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an unsaturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Each is independently an integer of 1 to 20, n is each independently an integer of 2 to 20, and X is independently a hydrogen atom or a sulfonic acid. And a group forming an organic salt, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a transition metal atom.)
The composition containing the organosilicon compound containing the epoxy group represented by following formula (2).
(In said formula (2), R < 3 > -R < 6 > has a C1-C20 alkyl group and substituent which may have a hydrogen atom, a hydroxyl group, and a substituent each independently. Or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms (R y ), an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or R x represented by the following formula (3). , R 3 to R 6 are one or more of R x and one or more of R y .
(In the above formula (3), R 7 is an optionally substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an optionally substituted oxyalkylene group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituent. An arylene group having 6 to 20 carbon atoms which may have a group, and R 8 to R 10 each independently have 1 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a hydroxyl group or a substituent. Or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 8 to R 10. May be combined to form a ring, and R 7 may be combined with any of R 8 to R 10 to form a ring, and l is an integer of 0 to 20. ))
[2]
The composition according to [1], further comprising a solvent.
[3]
The composition according to [1] or [2], which is heated.
[4]
[1] A film comprising the composition according to any one of [3].
[5]
The method of apply | coating the composition as described in [1] or [2] on a base material, and producing a film | membrane.

本発明の組成物は、基材に表面に強固に塗膜でき、表面親水性の高い基材を提供することができる。   The composition of the present invention can provide a strong coating on the surface of a substrate, and can provide a substrate having high surface hydrophilicity.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. Is possible.

本実施形態の組成物は、下記式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンと、
下記式(2)で表されるエポキシ基を含有する有機ケイ素化合物と、を含む、組成物である。
本実施形態の組成物は、基材の表面に強固に塗膜でき、表面親水性の高い基材という効果を奏する。
The composition of the present embodiment includes a silicone having a repeating unit represented by the following formula (1),
And an organosilicon compound containing an epoxy group represented by the following formula (2).
The composition of this embodiment can be firmly applied to the surface of the substrate, and has the effect of a substrate having high surface hydrophilicity.

〔シリコーン〕
本実施形態におけるシリコーンは、下記式(1)で表される繰り返し単位を有する。シリコーンは、下記式(1)で表される繰り返し単位を含んでいる限り、特に限定されず、下記式(1)で表される繰り返し単位のみからなる単独重合体であっても、下記式(1)で表される繰り返し単位と他の繰り返し単位とを含む共重合体であってもよい。
〔silicone〕
The silicone in this embodiment has a repeating unit represented by the following formula (1). Silicone is not particularly limited as long as it contains a repeating unit represented by the following formula (1), and even if it is a homopolymer consisting only of a repeating unit represented by the following formula (1), It may be a copolymer containing the repeating unit represented by 1) and other repeating units.

(上記式(1)中、R1及びR2は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基であり、mは、各々独立して、1〜20の整数であり、nは、各々独立して、2〜20の整数であり、Xは、各々独立して、水素原子、スルホン酸と有機塩を形成する基、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、又は遷移金属原子である。) (In the above formula (1), R 1 and R 2 each independently have a hydrogen atom, a hydroxyl group, a C 1-20 alkyl group which may have a substituent, or a substituent. May be an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an unsaturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Each is independently an integer of 1 to 20, n is each independently an integer of 2 to 20, and X is independently a hydrogen atom or a sulfonic acid. And a group forming an organic salt, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a transition metal atom.)

上記式(1)中、R1及びR2で表される炭素数1〜20のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、テキシル基、n−へプチル基、n−オクチル基、n−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、2−ヘキシル基、2−オクチル基、2−デシル基、2−ドデシル基、2−ヘキサデシル基、2−オクタデシル基等の直鎖又は分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロオクタデシル基等の環状アルキル基が挙げられる。 In the above formula (1), the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 and R 2 is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n- Butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, texyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-ethylhexyl group, n- Linear or branched alkyl group such as nonyl group, n-decyl group, 2-hexyl group, 2-octyl group, 2-decyl group, 2-dodecyl group, 2-hexadecyl group, 2-octadecyl group; cyclopropyl group , Cyclic alkyl groups such as cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group, cyclohexadecyl group, cyclooctadecyl group, etc. Is mentioned.

上記式(1)中、R1及びR2で表される炭素数1〜20のアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基が挙げられる。 In the above formula (1), the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 and R 2 is not particularly limited. For example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, Examples include a hexyloxy group, an octyloxy group, a decyloxy group, a dodecyloxy group, a hexadecyloxy group, and an octadecyloxy group.

上記式(1)中、R1及びR2で表される炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、エテニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ドデセニル基が挙げられる。 In the above formula (1), the unsaturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 and R 2 is not particularly limited, and examples thereof include an ethenyl group, an allyl group, a butenyl group, and a pentenyl group. Hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, decenyl group, dodecenyl group.

上記式(1)中、R1及びR2で表される炭素数6〜20のアリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基が挙げられる。 In the above formula (1), the aryl group having 6 to 20 carbon atoms represented by R 1 and R 2 is not particularly limited, and examples thereof include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a cumenyl group, and a naphthyl group. It is done.

上記式(1)中、アルキル基、アルコキシ基、不飽和鎖式炭化水素基、及びアリール基の置換基としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボニル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、アゾ基、アジ基、チオール基、スルホ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アシル基、エポキシ基、及びアルデヒド基からなる群より選択される1種又は2種以上が挙げられる。   In the above formula (1), the substituent of the alkyl group, alkoxy group, unsaturated chain hydrocarbon group, and aryl group is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxy group, a halogen atom, a carbonyl group, an amino group, and an imino group. 1 type (s) or 2 or more types selected from the group which consists of group, a cyano group, an azo group, an azide group, a thiol group, a sulfo group, a nitro group, a hydroxy group, an acyl group, an epoxy group, and an aldehyde group is mentioned.

上記式(1)中、mは、1〜20の整数であり、好ましくは1〜10であり、より好ましくは1〜4である。mが20以下であることにより、シリコーンの水溶性、親水性、プロトン供与性、酸性度、導電性、接着性、又は防曇性がより向上する傾向にある。   In said formula (1), m is an integer of 1-20, Preferably it is 1-10, More preferably, it is 1-4. When m is 20 or less, the water solubility, hydrophilicity, proton donating property, acidity, conductivity, adhesiveness, or antifogging property of silicone tends to be further improved.

上記式(1)中、nは、2〜20の整数であり、好ましくは2〜10であり、より好ましくは2〜4であり、さらに好ましくは2である。nが20以下であることにより、シリコーンの水溶性、親水性、プロトン供与性、酸性度、導電性、接着性、又は防曇性がより向上する傾向にある。   In said formula (1), n is an integer of 2-20, Preferably it is 2-10, More preferably, it is 2-4, More preferably, it is 2. When n is 20 or less, the water solubility, hydrophilicity, proton donating property, acidity, conductivity, adhesiveness, or antifogging property of silicone tends to be further improved.

上記式(1)中、Xは、水素原子、スルホン酸と有機塩を形成する基、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、遷移金属原子である。Xは、スルホン酸とイオン結合を形成する。   In the above formula (1), X is a hydrogen atom, a group that forms an organic salt with a sulfonic acid, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a transition metal atom. X forms an ionic bond with sulfonic acid.

スルホン酸と有機塩を形成する基としては、特に限定されないが、例えば、アンモニウムイオン、プロトン化された第1級、第2級若しくは第3級アミン、及び第4級アンモニウムイオンが挙げられる。   The group that forms an organic salt with a sulfonic acid is not particularly limited, and examples thereof include ammonium ions, protonated primary, secondary or tertiary amines, and quaternary ammonium ions.

アルカリ金属原子としては、特に限定されないが、例えば、Li、Na、及びKが挙げられる。   Although it does not specifically limit as an alkali metal atom, For example, Li, Na, and K are mentioned.

アルカリ土類金属原子としては、特に限定されないが、例えば、Be、Mg、及びCaが挙げられる。   Although it does not specifically limit as an alkaline-earth metal atom, For example, Be, Mg, and Ca are mentioned.

遷移金属原子としては、特に限定されないが、例えば、Cu、Ag、Au、Pd,Pt、Ru、Tc、Cr、Mo、Nb、Sc、Y、Zr、V、Mn、Fe、Co、及びNiが挙げられる。   The transition metal atom is not particularly limited, and examples thereof include Cu, Ag, Au, Pd, Pt, Ru, Tc, Cr, Mo, Nb, Sc, Y, Zr, V, Mn, Fe, Co, and Ni. Can be mentioned.

本実施形態におけるシリコーンが共重合体である場合において、他の繰り返し単位としては、特に限定されないが、例えば、上記式(1)で表される繰り返し単位以外の繰り返し単位であって、下記式(7)で表される繰り返し単位が挙げられる。   In the case where the silicone in the present embodiment is a copolymer, the other repeating unit is not particularly limited. For example, the repeating unit is a repeating unit other than the repeating unit represented by the above formula (1), and the following formula ( And the repeating unit represented by 7).

(上記式(7)中、R18は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基、又は炭素数6〜20のアリール基である。) (In the above formula (7), each R 18 is independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an optionally substituted carbon atom. An alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an unsaturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.)

上記式(7)中、R18で表される炭素数1〜20のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、テキシル基、n−へプチル基、n−オクチル基、n−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、2−ヘキシル基、2−オクチル基、2−デシル基、2−ドデシル基、2−ヘキサデシル基、2−オクタデシル基等の直鎖又は分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロオクタデシル基等の環状アルキル基が挙げられる。 In the above formula (7), the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 18 is not particularly limited. For example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, Isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, texyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-ethylhexyl group, n-nonyl group, linear or branched alkyl group such as n-decyl group, 2-hexyl group, 2-octyl group, 2-decyl group, 2-dodecyl group, 2-hexadecyl group, 2-octadecyl group; cyclopropyl group, cyclobutyl group , Cyclic alkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group, cyclohexadecyl group, cyclooctadecyl group, etc. It is.

上記式(7)中、R18で表される炭素数1〜20のアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基が挙げられる。 In the above formula (7), the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 18 is not particularly limited. For example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group Octyloxy group, decyloxy group, dodecyloxy group, hexadecyloxy group, and octadecyloxy group.

上記式(7)中、R18で表される炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、エテニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ドデセニル基が挙げられる。 In the above formula (7), the unsaturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 18 is not particularly limited. For example, ethenyl group, allyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group , Heptenyl group, octenyl group, decenyl group, dodecenyl group.

上記式(7)中、R18で表される炭素数6〜20のアリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基が挙げられる。 In the above formula (7), the aryl group having 6 to 20 carbon atoms represented by R 18 is not particularly limited, and examples thereof include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a cumenyl group, and a naphthyl group.

上記式(7)中、アルキル基、アルコキシ基、不飽和鎖式炭化水素基、及びアリール基の置換基としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボニル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、アゾ基、アジ基、チオール基、スルホ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アシル基、エポキシ基、及びアルデヒド基からなる群より選択される1種又は2種以上が挙げられる。   In the above formula (7), the substituent of the alkyl group, alkoxy group, unsaturated chain hydrocarbon group, and aryl group is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxy group, a halogen atom, a carbonyl group, an amino group, and an imino group. 1 type (s) or 2 or more types selected from the group which consists of group, a cyano group, an azo group, an azide group, a thiol group, a sulfo group, a nitro group, a hydroxy group, an acyl group, an epoxy group, and an aldehyde group is mentioned.

本実施形態におけるシリコーンが共重合体である場合において、上記式(1)で表される繰り返し単位の含有率は、得ようとするシリコーンの水溶性、親水性、プロトン供与性、酸性度、導電性、接着性、又は防曇性の各種性質に応じて適宜決定することができる。上記式(1)で表される繰り返し単位の含有率が多いほど、シリコーンの水溶性、親水性、プロトン供与性、酸性度、導電性、接着性、又は防曇性は向上し、上記式(1)で表される繰り返し単位の含有率が少ないほど、シリコーンの水溶性、親水性、プロトン供与性、酸性度、導電性、接着性、又は防曇性は低下する傾向にある。   In the case where the silicone in the present embodiment is a copolymer, the content of the repeating unit represented by the above formula (1) is determined based on the water solubility, hydrophilicity, proton donating property, acidity, conductivity of the silicone to be obtained. Can be appropriately determined according to various properties such as property, adhesiveness, or antifogging property. As the content of the repeating unit represented by the above formula (1) increases, the water solubility, hydrophilicity, proton donating property, acidity, conductivity, adhesiveness, or antifogging property of the silicone is improved. As the content of the repeating unit represented by 1) is smaller, the water solubility, hydrophilicity, proton donating property, acidity, conductivity, adhesiveness, or antifogging property of silicone tends to decrease.

本来、シリコーンは疎水性の化合物である。しかしながら、本実施形態におけるシリコーンは、水溶性、親水性、プロトン供与性、酸性度、導電性、接着性、又は防曇性がより向上したものとなる。そのため、本実施形態におけるシリコーンを含む組成物はより多くの用途に使用することができる。   Naturally, silicone is a hydrophobic compound. However, the silicone in this embodiment has improved water solubility, hydrophilicity, proton donating property, acidity, conductivity, adhesiveness, or antifogging property. Therefore, the composition containing silicone in the present embodiment can be used for more applications.

また、本実施形態におけるシリコーンは、防曇性及び防汚性を有するコート剤、高いプロトン移動性及びイオン交換性を有する安定な電解質膜、導電性インク等の添加剤、整髪剤、自動車、建材、電子部品等のコーティング剤、粘着性に優れたシート、塗料添加剤、各種オイル、ゴム製品の添加材、シランカップリング剤、ガラス製品、シリカや金属を含む非水性粒子、金属等の各種材料又はこれらの親水化剤として好適に用いることができる。   Further, the silicone in the present embodiment includes a coating agent having antifogging and antifouling properties, a stable electrolyte membrane having high proton mobility and ion exchange properties, additives such as conductive ink, hairdressing agents, automobiles, and building materials. Coating materials for electronic parts, sheets with excellent adhesion, paint additives, various oils, additives for rubber products, silane coupling agents, glass products, non-aqueous particles containing silica and metals, various materials such as metals Or it can use suitably as these hydrophilizing agents.

式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンは、かかる式(1)中R1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基であることが好ましく、
メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、テキシル基、n−へプチル基、n−オクチル基、n−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、2−ヘキシル基、2−オクチル基、2−デシル基、2−ドデシル基、2−ヘキサデシル基、2−オクタデシル基であることがより好ましい。
式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンは、かかる式(1)中R2は、水素原子であることが好ましい。
In the silicone having a repeating unit represented by the formula (1), R 1 in the formula (1) is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent,
Methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, texyl group, n- Heptyl group, n-octyl group, n-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, 2-hexyl group, 2-octyl group, 2-decyl group, 2-dodecyl group, 2-hexadecyl group, 2 -More preferred is an octadecyl group.
In the silicone having a repeating unit represented by the formula (1), R 2 in the formula (1) is preferably a hydrogen atom.

式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンは、数平均分子量が100〜10000000であることが好ましく、1000〜8000000であることがより好ましく、2000〜6000000であることがさらに好ましい。
式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンは、式(1)で表される繰り返し単位数が1〜10000であることが好ましく、5〜1000であることがより好ましく、10〜500であることがさらに好ましい。
The silicone having a repeating unit represented by the formula (1) preferably has a number average molecular weight of 100 to 10000000, more preferably 1000 to 8000000, and further preferably 2000 to 6000000.
In the silicone having a repeating unit represented by the formula (1), the number of repeating units represented by the formula (1) is preferably 1 to 10,000, more preferably 5 to 1,000, and 10 to 500. More preferably it is.

〔エポキシ基を含有する有機ケイ素化合物〕
本実施形態の組成物は、下記式(2)で表されるエポキシ基を含有する有機ケイ素化合物を含む。
[Organic silicon compound containing epoxy group]
The composition of this embodiment contains the organosilicon compound containing the epoxy group represented by following formula (2).

(上記式(2)中、R3〜R6は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基(Ry)、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、又は、下記式(3)で表されるRxである。ただし、R3〜R6は、1つ以上がRxであり、1つ以上のRyである。 (In said formula (2), R < 3 > -R < 6 > has a C1-C20 alkyl group and substituent which may have a hydrogen atom, a hydroxyl group, and a substituent each independently. Or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms (R y ), an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or R x represented by the following formula (3). , R 3 to R 6 are one or more of R x and one or more of R y .

(RxはR3〜R6のいずれかを示す。上記式(3)中、R7は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のオキシアルキレン基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリーレン基である。R8〜R10は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基である。また、R8〜R10は、一緒になって環を形成していてもよく、R7はR8〜R10のいずれかと一緒になって環を形成していてもよい。lは、0〜20の整数である。) (R x represents any of R 3 to R 6. In the above formula (3), R 7 has an optionally substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms and a substituent. Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 8 to R 10 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, The C1-C20 alkyl group which may have a substituent, the C1-C20 alkoxy group which may have a substituent, or the C6-C6 which may have a substituent. And R 8 to R 10 may be combined together to form a ring, and R 7 is combined with any of R 8 to R 10 to form a ring. L is an integer from 0 to 20.)

上記式(2)中、Ryで表される炭素数1〜20のアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基が挙げられる。 In the above formula (2), the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R y is not particularly limited. For example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group Octyloxy group, decyloxy group, dodecyloxy group, hexadecyloxy group, and octadecyloxy group.

上記式(2)及び(3)中、R3、R4、R5、R6、R8、R9、及びR10で表される炭素数1〜20のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、テキシル基、n−へプチル基、n−オクチル基、n−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、2−ヘキシル基、2−オクチル基、2−デシル基、2−ドデシル基、2−ヘキサデシル基、2−オクタデシル基等の直鎖又は分岐状アルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロオクタデシル基等の環状アルキル基が挙げられる。 In the above formula (2) and (3), the alkyl group of R 3, R 4, R 5 , R 6, R 8, R 9, and having 1 to 20 carbon atoms represented by R 10, not particularly limited For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, texyl. Group, n-heptyl group, n-octyl group, n-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, 2-hexyl group, 2-octyl group, 2-decyl group, 2-dodecyl group, 2- Straight or branched alkyl groups such as hexadecyl group, 2-octadecyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group, cyclohexadecyl group Group, cyclic alkyl group such as a cycloalkyl octadecyl group.

上記式(2)及び(3)中、R3、R4、R5、R6、R8、R9、及びR10で表される炭素数1〜20のアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基が挙げられる。 In the above formulas (2) and (3), the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 8 , R 9 , and R 10 is not particularly limited. Are, for example, methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, octyloxy, decyloxy, dodecyloxy, hexadecyloxy and octadecyloxy.

上記式(2)及び(3)中、R3、R4、R5、R6、R8、R9、及びR10で表される炭素数6〜20のアリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基が挙げられる。 In the above formulas (2) and (3), the aryl group having 6 to 20 carbon atoms represented by R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 8 , R 9 , and R 10 is not particularly limited. Are, for example, phenyl group, tolyl group, xylyl group, cumenyl group and naphthyl group.

上記式(3)中、R7で表される炭素数1〜20のアルキレン基としては、特に限定されないが、例えば、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、n−へキシレン基、n−ヘプチレン基、n−オクチレン基、n−ドデシレン基が挙げられる。 In the above formula (3), the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 7, is not particularly limited, for example, methylene group, ethylene group, n- propylene, n- butylene, to n- A xylene group, an n-heptylene group, an n-octylene group, and an n-dodecylene group may be mentioned.

上記式(3)中、R7で表される炭素数1〜20のオキシアルキレン基としては、特に限定されないが、例えば、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシn−プロピレン基、オキシイソプピレン基、オキシn−ブチレン基、オキシn−ペンチレン基、オキシn−へキシレン基、オキシn−ヘプチレン基、オキシn−オクチレン基、オキシn−デカレン基が挙げられる。 In the above formula (3), the oxyalkylene group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 7 is not particularly limited, and examples thereof include an oxymethylene group, an oxyethylene group, an oxy n-propylene group, and an oxyisopropylene group. Oxy n-butylene group, oxy n-pentylene group, oxy n-hexylene group, oxy n-heptylene group, oxy n-octylene group and oxy n-decalene group.

上記式(3)中、R7で表される炭素数6〜20のアリーレン基としては、特に限定されないが、例えば、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、クメニレン基、ナフチレン基が挙げられる。
上記式(2)及び(3)中、アルキル基、アルコキシ基、アルキレン基、アリール基、オキシアルキレン基及びアリーレン基の置換基としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボニル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、アゾ基、アジ基、チオール基、スルホ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アシル基、エポキシ基、及びアルデヒド基からなる群より選択される1種又は2種以上が挙げられる。
In the above formula (3), the arylene group having 6 to 20 carbon atoms represented by R 7 is not particularly limited, and examples thereof include a phenylene group, a tolylene group, a xylylene group, a cumenylene group, and a naphthylene group.
In the above formulas (2) and (3), the substituent of the alkyl group, alkoxy group, alkylene group, aryl group, oxyalkylene group, and arylene group is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxy group, a halogen atom, and a carbonyl group. , One or more selected from the group consisting of amino group, imino group, cyano group, azo group, azide group, thiol group, sulfo group, nitro group, hydroxy group, acyl group, epoxy group, and aldehyde group Is mentioned.

式(3)中、R8〜R10が一緒になって環を形成する場合、及び、R7がR8〜R10のいずれかと一緒になって環を形成する場合、かかる環としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロオクタデシル基等の環状アルキル基を挙げることができる。 In the formula (3), when R 8 to R 10 are combined to form a ring, and R 7 is combined with any of R 8 to R 10 to form a ring, Examples thereof include cyclic alkyl groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group, cyclohexadecyl group, and cyclooctadecyl group.

式(2)で表されるエポキシ基を含有する有機ケイ素化合物は、かかる式(2)中R3〜R6は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基(Ry)であることが好ましく、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基であることがより好ましい。
式(3)中、R7は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のオキシアルキレン基であることが好ましい。
また、R7はR8〜R10のいずれかと一緒になって環を形成していていることが好ましく、
かかる環としては、上述の環状アルキル基が好ましい。
式(3)中lは、0〜10の整数であることが好ましく、1〜5の整数であることがより好ましい。
In the organosilicon compound containing an epoxy group represented by the formula (2), R 3 to R 6 in the formula (2) are optionally substituted alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms (R y ), preferably methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, octyloxy, decyloxy, dodecyloxy, hexadecyloxy, octadecyloxy Is more preferable.
In the formula (3), R 7 is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an oxyalkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. .
R 7 preferably forms a ring together with any of R 8 to R 10 ,
As such a ring, the above-mentioned cyclic alkyl group is preferable.
In formula (3), l is preferably an integer of 0 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5.

また、上記式(2)におけるRxの数は1つ以上であれば特に制限は無く、式(2)で表される有機ケイ素化合物は2以上のRxを含んでいてもよい。
これらの内、上記式(3)で表されるRx一つあたりの炭素数は2〜14であることが好ましく、2〜12であることがより好ましく、2〜10であることがさらに好ましい。炭素数が多くなるほど、式(2)で表される有機ケイ素化合物自体の疎水性が増すため、炭素数の上限値が14であることが好ましい。
同様にエポキシ部を含まない置換基、すなわち、Rx以外の置換基一つあたりの炭素数についても1〜14であることが好ましく、1〜12であることがより好ましく、1〜10であることがさらに好ましい。
The number of R x in the above formula (2) is not particularly limited as long as it is 1 or more, and the organosilicon compound represented by the formula (2) may contain 2 or more R x .
Among these, the number of carbon atoms per R x represented by the above formula (3) is preferably 2 to 14, more preferably 2 to 12, and further preferably 2 to 10. . Since the hydrophobicity of the organosilicon compound itself represented by the formula (2) increases as the number of carbon atoms increases, the upper limit value of the carbon number is preferably 14.
Similarly, the number of carbon atoms per substituent other than the epoxy moiety, that is, the number of carbon atoms per substituent other than R x is preferably 1 to 14, more preferably 1 to 12, and more preferably 1 to 10. More preferably.

式(2)で表されるエポキシ基を含有する有機ケイ素化合物は、公知の方法により合成してもよく、市販品を用いてもよい。また、式(2)で表されるエポキシ基を含有する有機ケイ素化合物としては、具体的には、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトシキシラン、2−(2,3−エポキシシクロペンチル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、2−(2,3−エポキシシクロペンチル)メチルトリメトキシシラン、2−(2,3−エポキシシクロペンチル)プロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリプロポキシシラン、3−グリシドキシメチルトリメトシキシラン、3−グリシドキシエチルトリメトシキシラン、3−グリシジルトリメトシキシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランを挙げることができる。これらの有機ケイ素化合物の中でも好ましくは、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトシキシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランであり、より好ましくは2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトシキシランである。   The organosilicon compound containing an epoxy group represented by the formula (2) may be synthesized by a known method, or a commercially available product may be used. Specific examples of the organosilicon compound containing an epoxy group represented by the formula (2) include 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane. 2- (2,3-epoxycyclopentyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, 2- (2 , 3-epoxycyclopentyl) methyltrimethoxysilane, 2- (2,3-epoxycyclopentyl) propyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ) Ethyltripropoxysilane, 3-glycidoxymethyl Limethoxysilane, 3-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 3-glycidyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane Can be mentioned. Among these organosilicon compounds, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, and 3-glycidoxy are preferable. Propylmethyldimethoxysilane and 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane are preferable, and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane are more preferable.

本実施形態における式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンは、下記式(4)で示されるスルホン酸基を含有する有機ケイ素化合物を、オリゴマー化、ポリマー化した化合物である。   The silicone having a repeating unit represented by the formula (1) in the present embodiment is a compound obtained by oligomerizing and polymerizing an organosilicon compound containing a sulfonic acid group represented by the following formula (4).

(上記式(4)中、R11、R12、R13、及びR14は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基であり、R11、R12、及びR13の少なくとも1つが前記アルコキシ基であり、mは1〜20の整数であり、nは2〜20の整数であり、Xは水素原子、スルホン酸と有機塩を形成する基、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、又は遷移金属原子である。) (In the above formula (4), R 11 , R 12 , R 13 , and R 14 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, a C 1-20 alkyl group optionally having a substituent, It may have a C1-C20 alkoxy group which may have a substituent, a C1-C20 unsaturated chain hydrocarbon group which may have a substituent, or a substituent A good aryl group having 6 to 20 carbon atoms, wherein at least one of R 11 , R 12 and R 13 is the alkoxy group, m is an integer of 1 to 20 and n is an integer of 2 to 20 X is a hydrogen atom, a group that forms an organic salt with sulfonic acid, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a transition metal atom.)

上記式(4)中、R11、R12、R13、及びR14で表される炭素数1〜20のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、テキシル基、n−へプチル基、n−オクチル基、n−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、イソプロピル基、2−ヘキシル基、2−オクチル基、2−デシル基、2−ドデシル基、2−ヘキサデシル基、2−オクタデシル基等の直鎖又は分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロオクタデシル基等の環状アルキル基が挙げられる。 In the above formula (4), the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 11 , R 12 , R 13 , and R 14 is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and n-propyl. Group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, texyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, isopropyl group, 2-hexyl group, 2-octyl group, 2-decyl group, 2-dodecyl group, 2-hexadecyl group, 2-octadecyl group, etc. Chain or branched alkyl group; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group, cyclohexadecyl group, cycl And cyclic alkyl groups such as octadecyl.

上記式(4)中、R11、R12、R13、及びR14で表される炭素数1〜20のアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基が挙げられる。 In the above formula (4), the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 11 , R 12 , R 13 , and R 14 is not particularly limited, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, Examples include butoxy, pentyloxy, hexyloxy, octyloxy, decyloxy, dodecyloxy, hexadecyloxy, and octadecyloxy groups.

上記式(4)中、R11、R12、R13、及びR14で表される炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、エテニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ドデセニル基が挙げられる。 In the above formula (4), the unsaturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 11 , R 12 , R 13 , and R 14 is not particularly limited. Group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, decenyl group, dodecenyl group.

上記式(4)中、R11、R12、R13、及びR14で表される炭素数6〜20のアリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基が挙げられる。 In the above formula (4), the aryl group having 6 to 20 carbon atoms represented by R 11 , R 12 , R 13 , and R 14 is not particularly limited, and examples thereof include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, Examples thereof include cumenyl group and naphthyl group.

上記式(4)中、アルキル基、アルコキシ基、不飽和鎖式炭化水素基、及びアリール基の置換基としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボニル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、アゾ基、アジ基、チオール基、スルホ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アシル基、エポキシ基、及びアルデヒド基からなる群から選択される1種又は2種以上が挙げられる。   In the above formula (4), the substituent of the alkyl group, alkoxy group, unsaturated chain hydrocarbon group, and aryl group is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxy group, a halogen atom, a carbonyl group, an amino group, and an imino group. 1 type (s) or 2 or more types selected from the group which consists of group, a cyano group, an azo group, an azide group, a thiol group, a sulfo group, a nitro group, a hydroxy group, an acyl group, an epoxy group, and an aldehyde group is mentioned.

上記式(4)中、R11、R12、及びR13の少なくとも1つはアルコキシ基である。R11、R12、及びR13のうち1つがアルコキシ基であることにより、式(4)で表される化合物は二量体を形成しうる。また、R11、R12、及びR13のうち2つがアルコキシ基であることにより、式(4)で表される化合物は直鎖の高分子を形成しうる。また、R11、R12、及びR13のうち3つがアルコキシ基であることにより、式(4)で表される化合物は架橋状高分子を形成しうる。 In the above formula (4), at least one of R 11 , R 12 and R 13 is an alkoxy group. When one of R 11 , R 12 , and R 13 is an alkoxy group, the compound represented by the formula (4) can form a dimer. In addition, when two of R 11 , R 12 , and R 13 are alkoxy groups, the compound represented by the formula (4) can form a linear polymer. In addition, when three of R 11 , R 12 and R 13 are alkoxy groups, the compound represented by the formula (4) can form a crosslinked polymer.

上記式(4)中、mは、1〜20の整数であり、好ましくは1〜10であり、より好ましくは1〜4である。mが20以下であることにより、シリコーンの水溶性、親水性、プロトン供与性、酸性度、導電性、接着性、又は防曇性がより向上する傾向にある。   In said formula (4), m is an integer of 1-20, Preferably it is 1-10, More preferably, it is 1-4. When m is 20 or less, the water solubility, hydrophilicity, proton donating property, acidity, conductivity, adhesiveness, or antifogging property of silicone tends to be further improved.

上記式(4)中、nは、2〜20の整数であり、好ましくは2〜10であり、より好ましくは2〜4であり、さらに好ましくは2である。nが20以下であることにより、シリコーンの水溶性、親水性、プロトン供与性、酸性度、導電性、接着性、又は防曇性がより向上する傾向にある。   In said formula (4), n is an integer of 2-20, Preferably it is 2-10, More preferably, it is 2-4, More preferably, it is 2. When n is 20 or less, the water solubility, hydrophilicity, proton donating property, acidity, conductivity, adhesiveness, or antifogging property of silicone tends to be further improved.

上記式(4)中、Xは、水素原子、スルホン酸と有機塩を形成する基、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、遷移金属原子である。   In the above formula (4), X is a hydrogen atom, a group that forms an organic salt with sulfonic acid, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a transition metal atom.

スルホン酸と有機塩を形成する基としては、特に限定されないが、例えば、アンモニウムイオン、プロトン化された第1級、第2級若しくは第3級アミン、及び第4級アンモニウムイオンが挙げられる。   The group that forms an organic salt with a sulfonic acid is not particularly limited, and examples thereof include ammonium ions, protonated primary, secondary or tertiary amines, and quaternary ammonium ions.

アルカリ金属原子としては、特に限定されないが、例えば、Li、Na、及びKが挙げられる。   Although it does not specifically limit as an alkali metal atom, For example, Li, Na, and K are mentioned.

アルカリ土類金属原子としては、特に限定されないが、例えば、Be、Mg、及びCaが挙げられる。   Although it does not specifically limit as an alkaline-earth metal atom, For example, Be, Mg, and Ca are mentioned.

遷移金属原子としては、特に限定されないが、例えば、Cu、Ag、Au、Pd,Pt、Ru、Tc、Cr、Mo、Nb、Sc、Y、Zr、V、Mn、Fe、Co、及びNiが挙げられる。   The transition metal atom is not particularly limited, and examples thereof include Cu, Ag, Au, Pd, Pt, Ru, Tc, Cr, Mo, Nb, Sc, Y, Zr, V, Mn, Fe, Co, and Ni. Can be mentioned.

後述するアミノ基を含有する有機ケイ素化合物(B)と比較して、アミノ基を含有する有機ケイ素化合物(B)のアミノ基に−(CH2n−SO3Xが付加した本実施形態におけるスルホン酸基を含有する式(4)で表される化合物の重合により得られるシリコーンは、水溶性、親水性、プロトン供与性、酸性度、導電性、接着性、又は防曇性がより向上しうる。 Compared to organic silicon compound containing an amino group described below (B), the amino group of the organosilicon compound containing an amino group (B) - in (CH 2) n the embodiment -SO 3 X was added Silicone obtained by polymerization of a compound represented by formula (4) containing a sulfonic acid group has improved water solubility, hydrophilicity, proton donating property, acidity, conductivity, adhesiveness, or antifogging property. sell.

また、式(4)で表される化合物のオリゴマー及びポリマー、すなわち、式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンを用いることにより、スルホン酸基が導入された安定な重合体及び共重合体を得ることができる。このような重合体及び共重合体は、高い水溶性、高い親水性、高いプロトン供与性、高い酸性度、高い導電性、高い接着性、又は高い防曇性を有する。さらに、式(4)で表される化合物と、その他のモノマーを共重合させることにより、共重合体の水溶性、親水性、プロトン供与性、酸性度、導電性、接着性、又は防曇性をコントロールすることもできる。   Further, by using an oligomer and a polymer of the compound represented by the formula (4), that is, a silicone having a repeating unit represented by the formula (1), a stable polymer and a copolymer having a sulfonic acid group introduced therein can be used. Coalescence can be obtained. Such polymers and copolymers have high water solubility, high hydrophilicity, high proton donating properties, high acidity, high conductivity, high adhesion, or high antifogging properties. Further, by copolymerizing the compound represented by the formula (4) and other monomers, the water solubility, hydrophilicity, proton donating property, acidity, conductivity, adhesiveness, or antifogging property of the copolymer. Can also be controlled.

本実施形態におけるモノマー、すなわち、式(4)で表される化合物は、防曇性及び防汚性を有するコート剤、高いプロトン移動性及びイオン交換性を有する安定な電解質膜、導電性インク等の添加剤、整髪剤、自動車、建材、電子部品等のコーティング剤、粘着性に優れたシート、塗料添加剤、各種オイル、ゴム製品の添加材、シランカップリング剤、ガラス製品、シリカや金属を含む非水性粒子、金属等の各種材料又はこれらの親水化剤として好適に用いることができる。   The monomer in the present embodiment, that is, the compound represented by the formula (4) is a coating agent having antifogging properties and antifouling properties, a stable electrolyte membrane having high proton mobility and ion exchange properties, conductive ink, and the like. Additives, hair styling agents, coating agents for automobiles, building materials, electronic parts, etc., sheets with excellent adhesive properties, paint additives, various oils, additives for rubber products, silane coupling agents, glass products, silica and metals It can be suitably used as various materials such as non-aqueous particles, metals, etc., or hydrophilizing agents.

(式(4)で表される化合物の製造方法)
式(4)で表される化合物の製造方法は、ビニル基及びスルホン酸基を有するビニルスルホン酸類(A)の前記ビニル基と、アミノ基を有する有機ケイ素化合物(B)の前記アミノ基と、を反応させる反応工程を有する。
(Method for producing compound represented by formula (4))
The method for producing the compound represented by the formula (4) includes the vinyl group of the vinyl sulfonic acid (A) having a vinyl group and a sulfonic acid group, the amino group of the organosilicon compound (B) having an amino group, It has the reaction process which reacts.

上記反応工程は、ビニルスルホン酸類(A)と有機ケイ素化合物(B)とを混合し、加熱することで得ることができる。反応温度は、特に限定されないが、好ましくは60℃以上反応液の沸点以下であり、より好ましくは70℃以上反応液の沸点以下であり、さらに好ましくは80℃以上反応液の沸点以下である。反応工程における反応温度が60℃以上であることにより、ビニルスルホン酸類(A)のビニル基と、アミノ基含有化合物(B)のアミノ基との付加反応速度がより向上する傾向にある。   The said reaction process can be obtained by mixing and heating vinylsulfonic acid (A) and organosilicon compound (B). The reaction temperature is not particularly limited, but is preferably 60 ° C. or higher and lower than the boiling point of the reaction solution, more preferably 70 ° C. or higher and lower than the boiling point of the reaction solution, and further preferably 80 ° C. or higher and lower than the boiling point of the reaction solution. When the reaction temperature in the reaction step is 60 ° C. or higher, the addition reaction rate between the vinyl group of the vinyl sulfonic acid (A) and the amino group of the amino group-containing compound (B) tends to be further improved.

反応工程は、溶媒中で行なっても、有機溶媒と水との二相状態で行なっても、無溶媒で行なってもよい。使用し得る溶媒としては、特に限定されないが、例えば、1−ブタノール、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒、水、イオン性流体等が挙げられる。使用する溶媒の沸点は、好ましくは80℃以上であり、より好ましくは100℃以上であり、さらに好ましくは150℃以上である。   The reaction step may be performed in a solvent, in a two-phase state of an organic solvent and water, or may be performed without a solvent. Although it does not specifically limit as a solvent which can be used, For example, organic solvents, such as 1-butanol, N, N- dimethylformamide, a dimethylsulfoxide, water, an ionic fluid, etc. are mentioned. The boiling point of the solvent used is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and further preferably 150 ° C. or higher.

反応工程後、得られた反応液に含まれるモノマーは、単離しても、単離せずに次段階の反応に用いてもよい。また、反応工程後、式(4)で表される化合物のスルホン酸基のH原子をスルホン酸と有機塩を形成する基、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、遷移金属原子に置換してもよい。置換方法は、特に制限されず、公知の方法により行なうことができる。   After the reaction step, the monomer contained in the obtained reaction solution may be isolated or may be used for the next step without isolation. In addition, after the reaction step, the H atom of the sulfonic acid group of the compound represented by formula (4) is replaced with a group that forms an organic salt with sulfonic acid, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a transition metal atom Also good. The substitution method is not particularly limited, and can be performed by a known method.

反応工程において、ビニルスルホン酸類(A)の添加量に対する有機ケイ素化合物(B)の添加量は、好ましくは0.1〜100倍であり、より好ましくは1〜50倍であり、さらに好ましくは1.5〜20倍である。ビニルスルホン酸類(A)の添加量に対する有機ケイ素化合物(B)の添加量が上記範囲内であることにより、反応効率がより向上する傾向にある。   In the reaction step, the addition amount of the organosilicon compound (B) with respect to the addition amount of the vinyl sulfonic acids (A) is preferably 0.1 to 100 times, more preferably 1 to 50 times, and still more preferably 1 .5 to 20 times. When the addition amount of the organosilicon compound (B) is within the above range with respect to the addition amount of the vinyl sulfonic acids (A), the reaction efficiency tends to be further improved.

(ビニルスルホン酸類(A))
ビニルスルホン酸類(A)は、ビニル基及びスルホン酸基を有する限り特に限定されない。スルホン酸基は、−SO3Hで表される基である。このようなビニルスルホン酸類(A)を用いることにより、ビニルスルホン酸塩を原料として用いる場合と比較して、得られるスルホン酸基含有化合物中に不純物として含まれる金属の含有量を低減することができる。また、イオン交換樹脂又は電気透析による脱塩工程が不要となるため、製造コストを抑えることができ、イオン交換樹脂又は電気透析によるスルホン酸基含有化合物の収率の低下も抑えることができる。
(Vinyl sulfonic acids (A))
The vinyl sulfonic acid (A) is not particularly limited as long as it has a vinyl group and a sulfonic acid group. The sulfonic acid group is a group represented by —SO 3 H. By using such vinyl sulfonic acids (A), it is possible to reduce the content of metals contained as impurities in the resulting sulfonic acid group-containing compound as compared with the case of using vinyl sulfonate as a raw material. it can. Moreover, since the desalting process by an ion exchange resin or electrodialysis becomes unnecessary, manufacturing cost can be suppressed and the fall of the yield of the sulfonic acid group containing compound by an ion exchange resin or electrodialysis can also be suppressed.

ビニルスルホン酸類(A)としては、特に限定されないが、下記式(5)で表されるビニルスルホン酸類が好ましく、このなかでも反応性の観点から、ビニルスルホン酸がより好ましい。このようなビニルスルホン酸類(A)を用いることにより、スルホン酸密度の高い式(4)で表される化合物を得ることができる。なお、ビニルスルホン酸類(A)は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   Although it does not specifically limit as vinyl sulfonic acid (A), The vinyl sulfonic acid represented by following formula (5) is preferable, and a vinyl sulfonic acid is more preferable from a reactive viewpoint among these. By using such vinyl sulfonic acids (A), a compound represented by the formula (4) having a high sulfonic acid density can be obtained. In addition, vinylsulfonic acid (A) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

(上記式(5)中、R15、R16、及びR17は、各々独立して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基である。) (In said formula (5), R <15> , R < 16 > and R <17> are respectively independently a hydrogen atom, a C1-C20 alkyl group, or a C1-C20 unsaturated chain hydrocarbon group. .)

上記式(5)中のR15、R16、及びR17において、炭素数1〜20のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、テキシル基、n−へプチル基、n−オクチル基、n−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、2−ヘキシル基、2−オクチル基、2−デシル基、2−ドデシル基、2−ヘキサデシル基、2−オクタデシル基等の直鎖又は分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロオクタデシル基等の環状アルキル基等が挙げられる。 In R 15 , R 16 and R 17 in the above formula (5), the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, texyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-ethylhexyl group, linear or branched alkyl group such as n-nonyl group, n-decyl group, 2-hexyl group, 2-octyl group, 2-decyl group, 2-dodecyl group, 2-hexadecyl group, 2-octadecyl group; Rings such as propyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, cyclodecyl, cyclododecyl, cyclohexadecyl, cyclooctadecyl, etc. Alkyl group and the like.

また、上記式(5)中のR15、R16、及びR17において、炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、エテニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ドデセニル基等が挙げられる。 In R 15 , R 16 , and R 17 in the above formula (5), the unsaturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include ethenyl group, allyl group, and butenyl. Group, pentenyl group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, decenyl group, dodecenyl group and the like.

(有機ケイ素化合物(B))
有機ケイ素化合物(B)は、アミノ基及びケイ素原子を有する限り特に限定されない。アミノ基は、ビニルスルホン酸類(A)のビニル基に付加する。ケイ素原子は、アルコキシシラン基、シラノール基等として含有されることが好ましい。なお、有機ケイ素化合物(B)は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(Organic silicon compound (B))
The organosilicon compound (B) is not particularly limited as long as it has an amino group and a silicon atom. The amino group is added to the vinyl group of the vinyl sulfonic acids (A). The silicon atom is preferably contained as an alkoxysilane group, silanol group or the like. In addition, an organosilicon compound (B) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

有機ケイ素化合物(B)としては、特に限定されないが、例えば、下記式(6)で示される化合物が挙げられる。   Although it does not specifically limit as an organosilicon compound (B), For example, the compound shown by following formula (6) is mentioned.

(上記式(6)中、R11'、R12'、R13'、R14'、及びR14''は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基であり、R11'、R12'、及びR13'の少なくとも1つが前記アルコキシ基であり、m’は1〜20の整数である。) (In the above formula (6), R 11 ′ , R 12 ′ , R 13 ′ , R 14 ′ , and R 14 ″ may each independently have a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a substituent. An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, an unsaturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, at least one of R 11 ′ , R 12 ′ and R 13 ′ is the alkoxy group, and m ′ is 1 to 20 (It is an integer.)

上記式(6)中、R11'、R12'、R13'、R14'、及びR14''で表される炭素数1〜20のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、テキシル基、n−へプチル基、n−オクチル基、n−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、2−ヘキシル基、2−オクチル基、2−デシル基、2−ドデシル基、2−ヘキサデシル基、2−オクタデシル基等の直鎖又は分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロオクタデシル基等の環状アルキル基が挙げられる。 In the above formula (6), the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 11 ′ , R 12 ′ , R 13 ′ , R 14 ′ and R 14 ″ is not particularly limited. Methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, texyl group, n- Heptyl group, n-octyl group, n-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, 2-hexyl group, 2-octyl group, 2-decyl group, 2-dodecyl group, 2-hexadecyl group, 2 -Linear or branched alkyl group such as octadecyl group; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group, cyclohexadecyl group, cyclooctyl group Examples thereof include cyclic alkyl groups such as a tadecyl group.

上記式(6)中、R11'、R12'、R13'、R14'、及びR14''で表される炭素数1〜20のアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基が挙げられる。 In the above formula (6), the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 11 ′ , R 12 ′ , R 13 ′ , R 14 ′ and R 14 ″ is not particularly limited. Examples include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, decyloxy group, dodecyloxy group, hexadecyloxy group, and octadecyloxy group.

上記式(6)中、R11'、R12'、R13'、R14'、及びR14''で表される炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、エテニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ドデセニル基が挙げられる。 In the above formula (6), the unsaturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 11 ′ , R 12 ′ , R 13 ′ , R 14 ′ and R 14 ″ is particularly limited. Although not, for example, ethenyl group, allyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, decenyl group, dodecenyl group can be mentioned.

上記式(6)中、R11'、R12'、R13'、R14'、及びR14''で表される炭素数6〜20のアリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基が挙げられる。 In the above formula (6), the aryl group having 6 to 20 carbon atoms represented by R 11 ′ , R 12 ′ , R 13 ′ , R 14 ′ , and R 14 ″ is not particularly limited. A phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a cumenyl group, and a naphthyl group are mentioned.

上記式(6)中、アルキル基、アルコキシ基、不飽和鎖式炭化水素基、及びアリール基の置換基としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボニル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、アゾ基、アジ基、チオール基、スルホ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アシル基、エポキシ基、及びアルデヒド基からなる群より選択される1種又は2種以上が挙げられる。   In the above formula (6), the substituent of the alkyl group, alkoxy group, unsaturated chain hydrocarbon group, and aryl group is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxy group, a halogen atom, a carbonyl group, an amino group, and an imino group. 1 type (s) or 2 or more types selected from the group which consists of group, a cyano group, an azo group, an azide group, a thiol group, a sulfo group, a nitro group, a hydroxy group, an acyl group, an epoxy group, and an aldehyde group is mentioned.

上記式(6)中、R11'、R12'、及びR13'の少なくとも1つはアルコキシ基である。R11'、R12'、及びR13'の少なくとも1つがアルコキシ基であることにより、重合性を有する式(4)で表される化合物を得ることができる。 In the above formula (6), at least one of R 11 ′ , R 12 ′ and R 13 ′ is an alkoxy group. When at least one of R 11 ′ , R 12 ′ and R 13 ′ is an alkoxy group, a compound represented by the formula (4) having polymerizability can be obtained.

上記式(6)中、m’は1〜20の整数であり、好ましくは1〜10であり、より好ましくは1〜4である。m’が20以下であることにより、シリコーンの水溶性、親水性、プロトン供与性、酸性度、導電性、接着性、又は防曇性がより向上する傾向にある。   In said formula (6), m 'is an integer of 1-20, Preferably it is 1-10, More preferably, it is 1-4. When m ′ is 20 or less, the water solubility, hydrophilicity, proton donating property, acidity, conductivity, adhesion, or antifogging property of silicone tends to be further improved.

上記有機ケイ素化合物(B)としては、特に限定されないが、例えば、3−(トリメトキシシリル)−1−プロパンアミン、3−(ジメトキシメチルシリル)−1−プロパンアミン、3−(メトキシジメチルシリル)−1−プロパンアミン、3−(エチルジメトキシシリル)−プロパンアミン、3−(ジエチルメトキシシリル)−プロパンアミン、3−(トリエトキシシリル)−プロパンアミン、3−(ジエトキシメチルシリル)−プロパンアミン、3−(エトキシジメチルシリル)−プロパンアミン、3−(ジエトキシエチルシリル)−プロパンアミン、3−(エトキシジエチルシリル)−プロパンアミン、3−(トリプロポキシシリル)−1−プロパンアミン、3−(メチルジプロポキシシリル)−1−プロパンアミン、3−(ジメチルプロポキシシリル)−1−プロパンアミン、1−(3−アミノプロピル)−シラントリオール、1−(3−アミノプロピル)−1−メチル−シランジオール、1−(3−アミノプロピル)−1−ジメチル−シラノールが挙げられる。   The organosilicon compound (B) is not particularly limited. For example, 3- (trimethoxysilyl) -1-propanamine, 3- (dimethoxymethylsilyl) -1-propanamine, 3- (methoxydimethylsilyl) -1-propanamine, 3- (ethyldimethoxysilyl) -propanamine, 3- (diethylmethoxysilyl) -propanamine, 3- (triethoxysilyl) -propanamine, 3- (diethoxymethylsilyl) -propanamine 3- (ethoxydimethylsilyl) -propanamine, 3- (diethoxyethylsilyl) -propanamine, 3- (ethoxydiethylsilyl) -propanamine, 3- (tripropoxysilyl) -1-propanamine, 3- (Methyldipropoxysilyl) -1-propanamine, 3- (dimethyl (Lopoxysilyl) -1-propanamine, 1- (3-aminopropyl) -silanetriol, 1- (3-aminopropyl) -1-methyl-silanediol, 1- (3-aminopropyl) -1-dimethyl-silanol Is mentioned.

〔シリコーンの製造方法〕
本実施形態におけるシリコーンの製造方法は、式(4)で表されるモノマーを重合し、又は、式(4)で表されるモノマーと、該モノマー以外の有機ケイ素化合物とを共重合する重合工程を有する。
[Method for producing silicone]
The method for producing silicone in the present embodiment is a polymerization step in which the monomer represented by the formula (4) is polymerized, or the monomer represented by the formula (4) and an organosilicon compound other than the monomer are copolymerized. Have

重合工程においては、モノマーを水中で加熱すること、又は、モノマーと酸を混合することによりシリコーンを得ることが可能である。用い得る酸としては、特に限定されないが、例えば、塩酸、メタンスルホン酸、本実施形態におけるモノマーが挙げられる。   In the polymerization step, it is possible to obtain silicone by heating the monomer in water or mixing the monomer and acid. Although it does not specifically limit as an acid which can be used, For example, hydrochloric acid, methanesulfonic acid, and the monomer in this embodiment are mentioned.

重合工程は、溶媒中で行なっても、有機溶媒と水との二相状態で行なっても、無溶媒で行なってもよい。使用し得る溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ブタノール等の有機溶媒、水、イオン性流体等が挙げられる。   The polymerization step may be performed in a solvent, in a two-phase state of an organic solvent and water, or may be performed in the absence of a solvent. Although it does not specifically limit as a solvent which can be used, For example, organic solvents, such as butanol, water, an ionic fluid, etc. are mentioned.

重合工程における重合温度は、特に限定されないが、好ましくは80℃以上反応液の沸点以下であり、より好ましくは90℃以上反応液の沸点以下であり、さらに好ましくは95℃以上反応液の沸点以下である。重合工程における重合温度が80℃以上であることにより、重合速度がより向上する傾向にある。   The polymerization temperature in the polymerization step is not particularly limited, but is preferably 80 ° C. or higher and lower than the boiling point of the reaction solution, more preferably 90 ° C. or higher and lower than the boiling point of the reaction solution, and still more preferably 95 ° C. or higher and lower than the boiling point of the reaction solution. It is. When the polymerization temperature in the polymerization step is 80 ° C. or higher, the polymerization rate tends to be further improved.

また、上記モノマーの製造方法における反応工程、及び、シリコーンの製造方法における重合工程は、多段階で行なっても、単一容器中において単段階で行ってもよい。特に、ビニルスルホン酸類(A)と有機ケイ素化合物(B)とを混合し、水中で加熱することにより、付加反応と重合反応を同時に行うことができ、単段階でシリコーンを得ることができる。   In addition, the reaction step in the monomer production method and the polymerization step in the silicone production method may be performed in multiple stages or in a single stage in a single container. In particular, by mixing the vinyl sulfonic acid (A) and the organosilicon compound (B) and heating in water, an addition reaction and a polymerization reaction can be performed simultaneously, and silicone can be obtained in a single stage.

上記式(4)で表されるモノマー以外の有機ケイ素化合物としては、特に限定されないが、例えば、下記式(8)で表される化合物が挙げられる。   Although it does not specifically limit as an organosilicon compound other than the monomer represented by the said Formula (4), For example, the compound represented by following formula (8) is mentioned.

(上記式(8)中、R18'、R18''、R18'''、及びR18''''、は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基、又は炭素数6〜20のアリール基であり、R18'、R18''、R18'''、及びR18''''の少なくとも1つが前記アルコキシ基である。) (In the above formula (8), R 18 ′ , R 18 ″ , R 18 ′ ″ and R 18 ″ ″ each independently have a hydrogen atom, a hydroxyl group or a substituent. Or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an unsaturated chain hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and at least one of R 18 ′ , R 18 ″ , R 18 ′ ″ and R 18 ″ ″ is the alkoxy group.)

上記式(8)中、R18'、R18''、R18'''、及びR18''''で表される炭素数1〜20のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、テキシル基、n−へプチル基、n−オクチル基、n−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、2−ヘキシル基、2−オクチル基、2−デシル基、2−ドデシル基、2−ヘキサデシル基、2−オクタデシル基等の直鎖又は分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロオクタデシル基等の環状アルキル基が挙げられる。 In the above formula (8), the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 18 ′ , R 18 ″ , R 18 ′ ″ and R 18 ″ ″ is not particularly limited. , Methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, texyl group, n -Heptyl group, n-octyl group, n-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, 2-hexyl group, 2-octyl group, 2-decyl group, 2-dodecyl group, 2-hexadecyl group, Linear or branched alkyl group such as 2-octadecyl group; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group, cyclohexadecyl group, cyclooctadecyl group Examples thereof include a cyclic alkyl group such as a syl group.

上記式(8)中、R18'、R18''、R18'''、及びR18''''で表される炭素数1〜20のアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基が挙げられる。 In the above formula (8), the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 18 ′ , R 18 ″ , R 18 ′ ″ and R 18 ″ ″ is not particularly limited. Methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, decyloxy group, dodecyloxy group, hexadecyloxy group, and octadecyloxy group.

上記式(8)中、R18'、R18''、R18'''、及びR18''''で表される炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、エテニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ドデセニル基が挙げられる。 In the above formula (8), the unsaturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 18 ′ , R 18 ″ , R 18 ′ ″ and R 18 ″ ″ is particularly preferable. Although not limited, for example, an ethenyl group, an allyl group, a butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group, a heptenyl group, an octenyl group, a decenyl group, and a dodecenyl group can be mentioned.

上記式(8)中、R18'、R18''、R18'''、及びR18''''で表される炭素数6〜20のアリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基が挙げられる。 In the above formula (8), the aryl group having 6 to 20 carbon atoms represented by R 18 ′ , R 18 ″ , R 18 ′ ″ and R 18 ″ ″ is not particularly limited. , Phenyl group, tolyl group, xylyl group, cumenyl group, and naphthyl group.

上記式(8)中、アルキル基、アルコキシ基、不飽和鎖式炭化水素基、及びアリール基の置換基としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボニル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、アゾ基、アジ基、チオール基、スルホ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アシル基、エポキシ基、及びアルデヒド基からなる群から選択される1種又は2種以上が挙げられる。   In the above formula (8), the substituent of the alkyl group, alkoxy group, unsaturated chain hydrocarbon group, and aryl group is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxy group, a halogen atom, a carbonyl group, an amino group, and an imino group. 1 type (s) or 2 or more types selected from the group which consists of group, a cyano group, an azo group, an azide group, a thiol group, a sulfo group, a nitro group, a hydroxy group, an acyl group, an epoxy group, and an aldehyde group is mentioned.

上記式(8)中、R18'、R18''、R18'''、及びR18''''の少なくとも1つは前記アルコキシ基である。R18'、R18''、R18'''、及びR18''''のうち1つがアルコキシ基であることにより、二量体のシリコーンを形成しうる。また、R18'、R18''、R18'''、及びR18''''のうち2つがアルコキシ基であることにより、直鎖のシリコーンを形成しうる。また、R18'、R18''、R18'''、及びR18''''のうち3つ又は4つがアルコキシ基であることにより、架橋状高分子のシリコーンを形成しうる。 In the above formula (8), at least one of R 18 ′ , R 18 ″ , R 18 ′ ″ and R 18 ″ ″ is the alkoxy group. One of R 18 ′ , R 18 ″ , R 18 ′ ″ , and R 18 ″ ″ can be an alkoxy group to form a dimeric silicone. Further, when two of R 18 ′ , R 18 ″ , R 18 ′ ″ , and R 18 ″ ″ are alkoxy groups, a linear silicone can be formed. In addition, when three or four of R 18 ′ , R 18 ″ , R 18 ′ ″ , and R 18 ″ ″ are alkoxy groups, a crosslinked polymer silicone can be formed.

〔組成物の組成〕
本実施形態の組成物において、式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンとエポキシ基を含有する有機ケイ素化合物(2)の混合比は、前記式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンを100質量部に対して、前記エポキシ基を含有する有機ケイ素化合物(2)が、0.1〜30質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることがより好ましく、2〜15質量部がさらに好ましい。
[Composition of composition]
In the composition of the present embodiment, the mixing ratio of the silicone having the repeating unit represented by the formula (1) and the organosilicon compound containing the epoxy group (2) is the repeating unit represented by the formula (1). The organosilicon compound (2) containing the epoxy group is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silicone having -15 mass parts is further more preferable.

本実施形態の組成物は、塗膜形成の作業性の観点から、さらに溶媒を含むことが好ましい。また、本実施形態の組成物は、溶媒を含むとき、溶液であることが好ましい。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類、アセトン、エチルメチルケトン等のケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、水等を挙げることができる。これらの溶媒の中でも水及びアルコールが好ましく、エタノールがより好ましい。
本実施形態の組成物が溶媒を含むとき、該組成物における溶媒の量は、前記式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンを100質量部に対して、1,000〜10,000質量部であることが好ましく、1,500〜8,000質量部であることがより好ましく、2,000〜6,000質量部がさらに好ましい。
It is preferable that the composition of this embodiment contains a solvent further from a viewpoint of workability | operativity of coating-film formation. Moreover, when the composition of this embodiment contains a solvent, it is preferable that it is a solution. Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and isopropanol, ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, nitriles such as acetonitrile and benzonitrile, dichloromethane, chloroform, Listed are halogenated hydrocarbons such as dichloroethane, water and the like. Among these solvents, water and alcohol are preferable, and ethanol is more preferable.
When the composition of this embodiment contains a solvent, the quantity of the solvent in this composition is 1,000-10,000 with respect to 100 mass parts of silicone which has a repeating unit represented by said Formula (1). It is preferably a part by mass, more preferably 1,500 to 8,000 parts by mass, and even more preferably 2,000 to 6,000 parts by mass.

また、式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーン(1)とエポキシ基を含有する有機ケイ素化合物(2)を含む組成物に適当な添加剤を混ぜることが好ましい。添加剤としては、例えば、式(9)で表わされる有機ケイ素化合物が挙げられる。   Moreover, it is preferable to mix a suitable additive with the composition containing the silicone (1) which has a repeating unit represented by Formula (1), and the organosilicon compound (2) containing an epoxy group. As an additive, the organosilicon compound represented by Formula (9) is mentioned, for example.

(上記式(9)中、R19、R20、R21、及びR22は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基である。) (In said formula (9), R <19> , R <20> , R < 21 > and R <22> are respectively independently a C1-C20 alkoxy group which may have a hydrogen atom, a hydroxyl group, and a substituent. is there.)

上記式(9)中、R19、R20、R21、及びR22で表される炭素数1〜20のアルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基が挙げられる。
上記式(9)中、アルコキシ基の置換基としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボニル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、アゾ基、アジ基、チオール基、スルホ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アシル基、エポキシ基、及びアルデヒド基からなる群より選択される1種又は2種以上が挙げられる。
これらの内、アルコキシ基は、炭素数が1〜10のものが好ましく、1〜5のものがより好ましく、1〜3のものがさらに好ましい。
In the above formula (9), the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 19 , R 20 , R 21 , and R 22 is not particularly limited, but for example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, Examples include butoxy, pentyloxy, hexyloxy, octyloxy, decyloxy, dodecyloxy, hexadecyloxy, and octadecyloxy groups.
In the above formula (9), the substituent of the alkoxy group is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxy group, a halogen atom, a carbonyl group, an amino group, an imino group, a cyano group, an azo group, an azide group, a thiol group, and a sulfo group. 1 type (s) or 2 or more types selected from the group which consists of group, a nitro group, a hydroxy group, an acyl group, an epoxy group, and an aldehyde group is mentioned.
Among these, the alkoxy group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and still more preferably 1 to 3 carbon atoms.

式(9)で表わされる有機ケイ素化合物としては、具体的には、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシランを好適に挙げることができる。   Specific examples of the organosilicon compound represented by the formula (9) include tetraethoxysilane and tetramethoxysilane.

式(9)で表わされるような有機ケイ素化合物を添加剤として加えることで、基板に結合しているエポキシ基を含有する有機ケイ素化合物(2)と、式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーン(1)との間に入って結合を形成することができ、より多くの前記シリコーン(1)を基盤上に定着させることができる。
本実施形態の組成物が上記添加剤を含むとき、該組成物における上記添加剤の添加量は、前記式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーン100質量部に対して、0.1〜100質量部であることが好ましく、1〜50質量部であることがより好ましく、2〜20質量部がさらに好ましい。
By adding an organosilicon compound represented by the formula (9) as an additive, an organosilicon compound (2) containing an epoxy group bonded to the substrate and a repeating unit represented by the formula (1) It is possible to form a bond with the silicone (1), and more silicone (1) can be fixed on the substrate.
When the composition of this embodiment contains the said additive, the addition amount of the said additive in this composition is 0.1 with respect to 100 mass parts of silicone which has a repeating unit represented by the said Formula (1). It is preferable that it is -100 mass parts, It is more preferable that it is 1-50 mass parts, 2-20 mass parts is further more preferable.

本実施形態の組成物は、加熱によって該組成物中の各成分が反応し共有結合を形成する。本実施形態の組成物は、基材に塗膜して、膜とすることができる。   In the composition of this embodiment, each component in the composition reacts by heating to form a covalent bond. The composition of this embodiment can be coated on a substrate to form a film.

〔組成物の塗膜方法〕
本実施形態の組成物は、基材への塗工において好適に使用することができる。代表的な塗工方法としては、特に限定されないが、例えば、キャスティング法あるいはスピンコート法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などが挙げられる。
本実施形態の組成物は、基材上に塗布し、乾燥することによって成膜することができる。本実施形態の組成物を基材上に塗布して成膜する際の乾燥の条件としては、例えば、温度を20〜250℃とし、0.01秒から1週間の間、乾燥する条件を挙げることができる。
[Coating method of composition]
The composition of this embodiment can be used suitably in the coating to a base material. Typical coating methods are not particularly limited, but include, for example, a casting method or a spin coating method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a roll coating method, a wire bar coating method, a dip coating method, and a spray. Examples thereof include a coating method, a screen printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, and an inkjet printing method.
The composition of this embodiment can be formed into a film by apply | coating on a base material and drying. Examples of drying conditions when the composition of the present embodiment is applied to a substrate to form a film include a temperature of 20 to 250 ° C. and a drying condition of 0.01 seconds to 1 week. be able to.

〔組成物の基材への接着方法〕
乾燥した膜を加熱すると、エポキシ基を含有する有機ケイ素化合物(2)が有するアルコキシ基が、基材と水素結合または共有結合を形成し、残りのアルコキシ基及び/又はエポキシ基が、シリコーン(1)とも共有結合を形成する。この時の加熱条件としては、例えば、反応温度を20〜250℃とし、0.01秒から1週間の間、加熱する条件を挙げることができる。また、反応温度は、基材との共有結合の形成反応、及び、シリコーン(1)との共有結合の形成反応の2つの反応を進行させる観点から、30℃〜200℃がより好ましく、40℃〜150℃がさらに好ましい。反応時間は、同様の観点から、1秒〜1日がより好ましく、10秒〜5時間がさらに好ましい。
この工程は上述した塗膜時の乾燥工程と合わせて行ってもよく、その場合の加熱条件は例えば20〜250℃で、0.01秒から1週間である。また、反応温度は、上記の2つの反応を進行させる観点から、30℃〜200℃がより好ましく、40℃〜150℃がさらに好ましい。反応時間は、同様の観点から、1秒〜1日がより好ましく、10秒〜5時間がさらに好ましい。
[Method of bonding composition to substrate]
When the dried film is heated, the alkoxy group of the organosilicon compound (2) containing an epoxy group forms a hydrogen bond or a covalent bond with the base material, and the remaining alkoxy group and / or epoxy group is converted into silicone (1 ) And a covalent bond. As heating conditions at this time, for example, the reaction temperature may be 20 to 250 ° C., and heating may be performed for 0.01 seconds to 1 week. In addition, the reaction temperature is more preferably 30 ° C. to 200 ° C., from the viewpoint of proceeding two reactions of a covalent bond forming reaction with the base material and a covalent bond forming reaction with the silicone (1), and 40 ° C. -150 degreeC is further more preferable. From the same viewpoint, the reaction time is preferably 1 second to 1 day, more preferably 10 seconds to 5 hours.
This step may be performed in combination with the above-described drying step at the time of coating, and the heating condition in that case is 20 to 250 ° C., for example, from 0.01 second to 1 week. In addition, the reaction temperature is more preferably 30 ° C. to 200 ° C., and further preferably 40 ° C. to 150 ° C., from the viewpoint of causing the above two reactions to proceed. From the same viewpoint, the reaction time is preferably 1 second to 1 day, more preferably 10 seconds to 5 hours.

〔基材〕
基材としては、エポキシ基を含有する有機ケイ素化合物(2)が水素結合または共有結合を形成できる基材であれば特に制限されず、例えば、ヒドロキシル基、カルボニル基、カルボキシル基、スルホン酸、アミノ基、アミド結合からなる群より選択される1種又は2種以上の基を有している基材、表面がシロキサンで被覆されている基材、上記の基を基材の表面の加工により得ている基材を挙げることができる。上記の基を基材の表面の加工により得る方法としては、例えば、金属等の表面を酸化させてヒドロキシル基を存在させる方法等が挙げられる。
エポキシ基を含有する有機ケイ素化合物(2)が、該化合物が有するアルコキシ基部分の反応によりガラスのSi−OHと水素結合または共有結合を形成できることから、基材はガラスであることが好ましい。
〔Base material〕
The substrate is not particularly limited as long as the organosilicon compound (2) containing an epoxy group can form a hydrogen bond or a covalent bond. For example, a hydroxyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid, amino A substrate having one or more groups selected from the group consisting of a group and an amide bond, a substrate whose surface is coated with siloxane, and obtaining the above groups by processing the surface of the substrate Can be mentioned. Examples of the method for obtaining the above group by processing the surface of the substrate include a method in which a hydroxyl group is present by oxidizing the surface of a metal or the like.
Since the organosilicon compound (2) containing an epoxy group can form a hydrogen bond or a covalent bond with Si-OH of the glass by reaction of the alkoxy group part of the compound, the substrate is preferably glass.

本実施形態の組成物から成膜された膜は、高い親水性を持ち、優れた防曇性、防汚性を示す。
親水性の程度は膜が形成された基材表面に滴下した水滴の接触角を測定することで評価することができる。接触角は親水性の程度を表す指標であり、接触角が小さいほど親水性に優れる。本実施形態の膜の接触角は、50°より小さいことが好ましく、40°より小さいことがより好ましく、20°以下であることがさらに好ましい。
また、本実施形態の膜によって基材の表面に多数のスルホン酸を導入できることから、本実施形態の組成物は、高いプロトン供与性を持つ物質、帯電防止能を持つ導電性物質、強い接着性を持つ物質を提供することができる。
接触角は、例えば、膜が形成された基材表面に滴下した水滴の写真を撮影し、写真から接触角を測定することができる。
The film formed from the composition of this embodiment has high hydrophilicity and exhibits excellent antifogging properties and antifouling properties.
The degree of hydrophilicity can be evaluated by measuring the contact angle of a water droplet dropped on the surface of a substrate on which a film is formed. The contact angle is an index representing the degree of hydrophilicity, and the smaller the contact angle, the better the hydrophilicity. The contact angle of the film of this embodiment is preferably smaller than 50 °, more preferably smaller than 40 °, and further preferably 20 ° or less.
In addition, since a large number of sulfonic acids can be introduced onto the surface of the substrate by the film of the present embodiment, the composition of the present embodiment is a material having a high proton donating property, a conductive material having an antistatic ability, and a strong adhesive property. A substance with can be provided.
The contact angle can be measured, for example, by taking a photograph of a water droplet dropped on the surface of the substrate on which the film is formed, and measuring the contact angle from the photograph.

以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited in any way by the following examples.

〔製造例1:シリコーンの調製〕
茄子型フラスコ中、ビニルスルホン酸5.19g(48.0mmol)を495mLの蒸留水に溶解させ、ビニルスルホン酸に対して5当量の3−(ジエトキシメチルシリル)−プロパンアミンを添加した。35時間還流させた後、減圧乾燥した。これにより、ビニルスルホン酸が3−(ジエトキシメチルシリル)−プロパンアミンのアミノ基に導入されたメチルシロキサンモノマーと、3−(ジエトキシメチルシリル)−プロパンアミンモノマーと、を1:4のモル比で含むシリコーンを無色液体として得た。
[Production Example 1: Preparation of silicone]
In an insulator-type flask, 5.19 g (48.0 mmol) of vinyl sulfonic acid was dissolved in 495 mL of distilled water, and 5 equivalents of 3- (diethoxymethylsilyl) -propanamine was added to vinyl sulfonic acid. After refluxing for 35 hours, it was dried under reduced pressure. As a result, a methylsiloxane monomer in which vinylsulfonic acid was introduced into the amino group of 3- (diethoxymethylsilyl) -propanamine and 3- (diethoxymethylsilyl) -propanamine monomer were converted to a 1: 4 mole. A silicone containing ratio was obtained as a colorless liquid.

〔実施例1〕
製造例1で作製したシリコーンをエタノールで溶かすことにより、シリコーン成分5wt%の溶液とした。この溶液2.48g、3−グリシドキシプロピルトリメトシキシラン0.006g、エタノール2.52gを混合することで組成物溶液とした。この組成物溶液をガラス基板上に滴下し、100℃で30分間加熱乾燥を行った。得られた膜を水で湿らせたキムワイプにて拭った後、再度100℃で5分間加熱乾燥を行った。
[Example 1]
By dissolving the silicone produced in Production Example 1 with ethanol, a solution containing 5 wt% silicone component was obtained. 2.48 g of this solution, 0.006 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 2.52 g of ethanol were mixed to obtain a composition solution. This composition solution was dropped on a glass substrate and dried by heating at 100 ° C. for 30 minutes. The obtained film was wiped with Kimwipe moistened with water, and then again dried by heating at 100 ° C. for 5 minutes.

〔実施例2〕
製造例1で作製したシリコーンをエタノールで溶かすことにより、シリコーン成分5wt%の溶液とした。この溶液2.47g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン0.006g、エタノール2.52gを混合することで組成物溶液とした。この組成物溶液をガラス基板上に滴下し、100℃で30分間加熱乾燥を行った。得られた膜を水で湿らせたキムワイプにて拭った後、再度100℃で5分間加熱乾燥を行った。
[Example 2]
By dissolving the silicone produced in Production Example 1 with ethanol, a solution containing 5 wt% silicone component was obtained. 2.47 g of this solution, 0.006 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 2.52 g of ethanol were mixed to obtain a composition solution. This composition solution was dropped on a glass substrate and dried by heating at 100 ° C. for 30 minutes. The obtained film was wiped with Kimwipe moistened with water, and then again dried by heating at 100 ° C. for 5 minutes.

〔実施例3〕
製造例1で作製したシリコーンをエタノールで溶かすことにより、シリコーン成分5wt%の溶液とした。この溶液2.17g、3−グリシドキシプロピルトリメトシキシラン0.011g、テトラエトキシシラン0.011g、エタノール2.81gを混合することで混合組成物溶液とした。この組成物溶液をガラス基板上に滴下し、100℃で30分間加熱乾燥を行った。得られた膜を水で湿らせたキムワイプにて拭った後、再度100℃で5分間加熱乾燥を行った。
Example 3
By dissolving the silicone produced in Production Example 1 with ethanol, a solution containing 5 wt% silicone component was obtained. 2.17 g of this solution, 0.011 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 0.011 g of tetraethoxysilane, and 2.81 g of ethanol were mixed to obtain a mixed composition solution. This composition solution was dropped on a glass substrate and dried by heating at 100 ° C. for 30 minutes. The obtained film was wiped with Kimwipe moistened with water, and then again dried by heating at 100 ° C. for 5 minutes.

〔実施例4〕
製造例1で作製したシリコーンをエタノールで溶かすことにより、シリコーン成分5wt%の溶液とした。この溶液2.17g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン0.011g、テトラエトキシシラン0.011g、エタノール2.81gを混合することで組成物溶液とした。この組成物溶液をガラス基板上に滴下し、100℃で30分間加熱乾燥を行った。得られた膜を水で湿らせたキムワイプにて拭った後、再度100℃で5分間加熱乾燥を行った。
Example 4
By dissolving the silicone produced in Production Example 1 with ethanol, a solution containing 5 wt% silicone component was obtained. A composition solution was prepared by mixing 2.17 g of this solution, 0.011 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 0.011 g of tetraethoxysilane, and 2.81 g of ethanol. This composition solution was dropped on a glass substrate and dried by heating at 100 ° C. for 30 minutes. The obtained film was wiped with Kimwipe moistened with water, and then again dried by heating at 100 ° C. for 5 minutes.

〔比較例1〕
製造例1で作製したシリコーンをエタノールで溶かすことにより、シリコーン成分5wt%の溶液とした。この溶液ガラス基板上に滴下し、100℃で30分間加熱乾燥を行った。得られた膜を水で湿らせたキムワイプにて拭った後、再度100℃で5分間加熱乾燥を行った。
[Comparative Example 1]
By dissolving the silicone produced in Production Example 1 with ethanol, a solution containing 5 wt% silicone component was obtained. The solution was dropped onto the glass substrate and heat-dried at 100 ° C. for 30 minutes. The obtained film was wiped with Kimwipe moistened with water, and then again dried by heating at 100 ° C. for 5 minutes.

親水性の評価は接触角の測定にて実施した。100℃で30分間乾燥して膜を作製した直後に1回目の評価を実施し、水で湿らせたキムワイプにて拭い、再度100℃で5分間加熱乾燥を行った後、2回目の評価を実施した。   The hydrophilicity was evaluated by measuring the contact angle. Immediately after producing a film by drying at 100 ° C. for 30 minutes, the first evaluation was performed, wiped with a Kimwipe moistened with water, and again heat-dried at 100 ° C. for 5 minutes. Carried out.

接触角が20°以下の場合を○、20°より大きい場合を×として判断した。また、比較例2として何も塗っていないガラス板についても接触角を測定した。接触角は、膜が形成された基材表面に滴下した水滴の写真を撮影し、写真から接触角を測定した。   The case where the contact angle was 20 ° or less was judged as “◯”, and the case where it was larger than 20 ° was judged as “X”. Moreover, the contact angle was measured also about the glass plate which has not applied anything as the comparative example 2. As for the contact angle, a photograph of a water droplet dropped on the surface of the substrate on which the film was formed was taken, and the contact angle was measured from the photograph.

本実施形態の組成物は、防曇性及び防汚性を有するコート剤、高いプロトン移動性及びイオン交換性を有する安定な電解質膜、導電性インク等の添加剤、整髪剤、自動車、建材、電子部品等のコーティング剤、粘着性に優れたシート、塗料添加剤、各種オイル、ゴム製品の添加材、シランカップリング剤、ガラス製品、シリカや金属を含む非水性粒子、金属等の各種材料又はこれらの親水化剤として産業上の利用可能性を有する。   The composition of this embodiment is a coating agent having antifogging and antifouling properties, a stable electrolyte membrane having high proton mobility and ion exchange properties, additives such as conductive ink, hairdressing agents, automobiles, building materials, Coating agents for electronic parts, sheets with excellent adhesion, paint additives, various oils, additives for rubber products, silane coupling agents, glass products, non-aqueous particles containing silica and metals, various materials such as metals, or These hydrophilizing agents have industrial applicability.

Claims (5)

下記式(1)で表される繰り返し単位を有するシリコーンと、
(上記式(1)中、R1及びR2は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の不飽和鎖式炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基であり、mは、各々独立して、1〜20の整数であり、nは、各々独立して、2〜20の整数であり、Xは、各々独立して、水素原子、スルホン酸と有機塩を形成する基、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、又は遷移金属原子である。)
下記式(2)で表されるエポキシ基を含有する有機ケイ素化合物とを含む、組成物。
(上記式(2)中、R3〜R6は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基(Ry)、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、又は、下記式(3)で表されるRxである。ただし、R3〜R6は、1つ以上がRxであり、1つ以上がRyである。
(上記式(3)中、R7は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のオキシアルキレン基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリーレン基である。R8〜R10は、各々独立して、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基である。また、R8〜R10は、一緒になって環を形成していてもよく、R7はR8〜R10のいずれかと一緒になって環を形成していてもよい。lは、0〜20の整数である。))
Silicone having a repeating unit represented by the following formula (1);
(In the above formula (1), R 1 and R 2 each independently have a hydrogen atom, a hydroxyl group, a C 1-20 alkyl group which may have a substituent, or a substituent. May be an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an unsaturated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Each is independently an integer of 1 to 20, n is each independently an integer of 2 to 20, and X is independently a hydrogen atom or a sulfonic acid. And a group forming an organic salt, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a transition metal atom.)
The composition containing the organosilicon compound containing the epoxy group represented by following formula (2).
(In said formula (2), R < 3 > -R < 6 > has a C1-C20 alkyl group and substituent which may have a hydrogen atom, a hydroxyl group, and a substituent each independently. Or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms (R y ), an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or R x represented by the following formula (3). , R 3 to R 6 are one or more of R x and one or more of R y .
(In the above formula (3), R 7 is an optionally substituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an optionally substituted oxyalkylene group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituent. An arylene group having 6 to 20 carbon atoms which may have a group, and R 8 to R 10 each independently have 1 to 20 carbon atoms which may have a hydrogen atom, a hydroxyl group or a substituent. Or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 8 to R 10. May be combined to form a ring, and R 7 may be combined with any of R 8 to R 10 to form a ring, and l is an integer of 0 to 20. ))
さらに溶媒を含む請求項1に記載の組成物。   The composition according to claim 1, further comprising a solvent. 加熱した、請求項1又は2に記載の組成物。   The composition according to claim 1 or 2, which is heated. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物を含む膜。   The film | membrane containing the composition of any one of Claims 1-3. 請求項1又は2に記載の組成物を、基材上に塗布し、膜を作製する方法。   The method of apply | coating the composition of Claim 1 or 2 on a base material, and producing a film | membrane.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2020196304A1 (en) * 2019-03-26 2021-10-21 日本電気株式会社 Formation management device, formation management method, program

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