JP2018070794A - ポリエーテル変性シロキサン及び増粘剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】式(1)で表され、Sx−(CH2)aCO部分の分子量/O(C2H4O)n(C3H6O)s部分の分子量の比が0.12以下である、ポリエーテル変性シロキサン。前記ポリエーテル変性シロキサンを有する水性液体用増粘剤。Sx−(CH2)aCOO−(C2H4O)n−(C3H6O)s−CO(CH2)a−Sx・・・(1)(nは50〜10000の整数;sは0≦s≦n/50を満たす整数;Sxは各々独立に直鎖/側着のオルガノ(ポリ)シロキサニル基)
【選択図】なし
Description
(上記式(1)中、nは50〜10000の整数であり、sは0≦s≦n/50を満たす整数であり、aは2〜40の整数であり、Sxは、互いに独立に、下記式(a)又は式(b)で表されるオルガノ(ポリ)シロキサニル基であり、
さらに本発明は、上記ポリエーテル変性シロキサンからなる増粘剤を提供する。さらには水性液体用の増粘剤を提供する。
(CH2CH2CH2O)
(CMeHCH2O)
(CH2CMeHO)
方法1:分子中にカルボキシル基を1つ有するシロキサンとポリオキシアルキレンの脱水縮合
方法2:分子中にエステル基を1つ有するシロキサンとポリオキシアルキレンの脱アルコール縮合
方法3:末端に炭素−炭素二重結合を有するカルボン酸又はそのエステルとポリオキシアルキレンとを脱水又は脱アルコール縮合させて得られる化合物と、分子中にSi−H基を1つ有するシロキサンとのヒドロシリル化
1:脱水縮合による製造方法
分子中にカルボキシル基を1つ有するシロキサンとは、例えば、下記式(2a)及び(2b)が挙げられる。
HO−(C2H4O)n(C3H6O)s−H
(3)
式(3)中、n及びsは上記した通りであり、(C3H6O)で表される構造は分岐を有していてよく、(C2H4O)と(C3H6O)の配列はブロックでもランダムでもよい。
分子中にエステル基を1つ有するシロキサンは、例えば下記式(2c)又は(2d)で表される。
ポリオキシアルキレンは例えば、上記式(3)で表される。
末端に炭素−炭素二重結合を有するカルボン酸とは、例えば、H2C=CH(CH)a’COOHで表すことができる。該化合物のエステルはH2C=CH(CH)a’COOAで表すことができる。a’は、a’=a−2を満たす値であり、Aは、メチル基、エチル基、ブチル基等のアルキル基、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル等のアリール基が挙げられる。ポリオキシアルキレンとしては上記式(3)で表した化合物が挙げられる。
式中、a’=a−2であり、a、n及びsは上記の通りである。該化合物と、分子中にSi−H基を1つ有するシロキサンとをヒドロシリル化することで上記式(1)で表される化合物を得ることができる。
・カルボキシ基含有シロキサンA:
Me3SiOSiMe2−(CH2)10COOH
分子量:333
・カルボキシ基含有シロキサンB:
(Me3SiO)2MeSi−(CH2)10COOH
分子量:407
・カルボキシ基含有シロキサンC:
BuMe2Si(OSiMe2)4−(CH2)10COOH
分子量:597
・カルボキシ基含有シロキサンD:
BuMe2Si(OSiMe2)9−(CH2)10COOH
分子量:968
・カルボキシ基含有シロキサンE:
BuMe2Si(OSiMe2)16−(CH2)10COOH
分子量:1487
・カルボキシ基含有シロキサンF:
BuMe2Si(OSiMe2)31−(CH2)10COOH
分子量:2599
・カルボキシ基含有シロキサンG:
BuMe2Si(OSiMe2)61−(CH2)10COOH
分子量:4824
カルボキシ変性シロキサンA 3.5モル当量、p−トルエンスルホニルクロライド 3.5モル当量、1−メチルイミダゾール 10.5モル当量をトルエン溶剤下を室温で30分混合した後、PEG6000(平均分子量6000)1.0モル当量を添加して80℃で20時間反応させた。その後、トルエンを80℃/10mmHgで留去し、得られた固体をよく砕き、エタノールを加えて1時間攪拌した。その後、ろ紙でろ過し、さらにエタノールで固体を洗浄することで、未反応の原料を除去した。最後にエタノールを30℃/10mmHgの減圧乾燥機で乾燥させ、白色固体の生成物を得た。GPCで分析し、ピークが単峰性であることを確認した。得られた化合物は下記構造を有する。
Sx−(CH2)10COO−(C2H4O)n−CO(CH2)10−Sx
(SxはMe3SiOSiMe2−であり、nはHO−(C2H4O)n−Hで示されるPEG6000において平均分子量が6000となる数である)
実施例1においてカルボキシ変性シロキサンAを、カルボキシ変性シロキサンB、C、D、E、F又はGに変えた以外は各々実施例1aを繰り返し、白色固体の生成物を得た。
実施例1において、PEG6000(平均分子量6000)をPEG20000(平均分子量20000)に変えた以外は実施例1を繰り返し、白色固体の生成物を得た。
実施例2aにおいて、カルボキシ変性シロキサンAを、カルボキシ変性シロキサンB、C、又はDに変えた以外は各々実施例2aを繰り返し、白色固体の生成物を得た。
実施例2aにおいて、カルボキシ変性シロキサンAを、カルボキシ変性シロキサンE、F又はGに変えた以外は各々実施例2aを繰り返し、白色固体の生成物を得た。
実施例1において、PEG6000(平均分子量6000)をPEG40000(平均分子量40000)に変えた以外は各々実施例1を繰り返し、白色固体の生成物を得た。
実施例3aにおいて、カルボキシ変性シロキサンAを、カルボキシ変性シロキサンB、C、D、又はEに変えた以外は各々実施例3aを繰り返し、白色固体の生成物を得た。
実施例3aにおいて、カルボキシ変性シロキサンAを、カルボキシ変性シロキサンF又はGに変えた以外は各々実施例3aを繰り返し、白色固体の生成物を得た。
Sx−(CH2)10COO−(C2H4O)n−CO(CH2)10−Sx
nは、原料でありHO−(C2H4O)n−Hで示されるPEG6000、PEG20000、PEG40000の各々において、平均分子量が6000、20000、又は40000となる数である。
Sxは上記したカルボキシ基含有シロキサンA〜G各々の残基である。例えばカルボキシ基含有シロキサンAを原料として製造された化合物においてはSxはMe3SiOSiMe2−である。
実施例及び比較例において得られた各化合物について
[Sx−(CH2)10CO部分の分子量]/[O(C2H4O)n部分の分子量]の比
を表1及び2に示す。
上記実施例及び比較例において得られた各ポリエーテル変性シロキサンの増粘性を下記に従い評価した。
ポリエーテル変性シロキサン/水=5g/95gを100mlガラス瓶にはかりとり、振とう機で3時間混合しした後、概観を目視で観察し、水が増粘しているかを確認した。下記指標に基づく結果を表1及び表2に示す。
A:大きく増粘した
B:わずかに増粘した
C:増粘しなかった
PEG20000(分子量20000) 1.0モル当量、BuMe2Si(OSiMe2)9−C3H6OC2H4OH 2.0モル当量、ヘキサメチレンジイソシアネート 2.08モル当量、及びジブチルジラウレートスズ 0.024モル当量をトルエン溶媒中で、80℃、8時間加熱した。その後、トルエンを80℃/10mmHgで留去し、得られた固体をよく砕き、エタノールを加えて1時間攪拌した。その後、ろ紙でろ過し、さらにエタノールで固体を洗浄することで、未反応の原料を除去した。最後にエタノールを30℃/10mmHgの減圧乾燥機で乾燥させ、白色固体の生成物を得た。GPC分析を行ったところ、多峰性のピーク形状となり、所望の分子量の化合物が得られなかった。
PEG20000(分子量20000) 1.0モル当量、下記一般式で表される、エポキシ基を有する化合物
Claims (7)
- 請求項1記載のポリエーテル変性シロキサンからなる増粘剤。
- 水性液体用である、請求項2記載の増粘剤。
- 請求項3記載の増粘剤を含む水溶液であって、前記増粘剤の量が、水と増粘剤の合計量に対して0.5〜50質量%となる量である、前記水溶液。
- 請求項3記載の増粘剤を含む水分散液であって、前記増粘剤の量が、水と増粘剤の合計量に対して0.5〜50質量%となる量である、前記水分散液。
- 請求項1記載のポリエーテル変性シロキサンを製造する方法において、Sx−(CH2)aCOOHとハロゲン化スルホニルとを反応させる工程、及び、前記工程の反応生成物とHO(C2H4O)n−(C3H6O)sHとを反応させて、上記一般式(1)で表されSx−(CH2)aCO部分の分子量/O(C2H4O)n(C3H6O)s部分の分子量の比が0.12以下であるポリエーテル変性シロキサンを得る工程を含む(前記各式中Sx、a、n、及びsは上記の通りである)、前記製造方法。
- ハロゲン化スルホニルがR'−SO2−Xで表される(R'は、アルキル基、アリール基、またはジアルキルアミノ基であり、Xはハロゲン原子である)、請求項6記載の製造方法。
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