JP2020059799A - Silicone oil composition, gelation time control additive, silicone oil and method for designing silicone oil composition - Google Patents

Silicone oil composition, gelation time control additive, silicone oil and method for designing silicone oil composition Download PDF

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Abstract

To provide a silicone oil composition that has a gelation time controlled to promote or suppress gelation under a high temperature condition without limitation on silicone oil, or a gelation time control additive therefor.SOLUTION: A silicone oil composition contains silicone oil containing a siloxane structure, and a gelation time control additive defined by the following formula (2). In the gelation time control additive, the number of moles of added polyoxyalkylene units is controlled according to the silicone oil, and a requested gelation time of the silicone oil at a predetermined heating temperature. R(-(O-R-)-OH)(2) [in formula (2), Ris a univalent to trivalent saturated or unsaturated hydrocarbon functional group with 3-60 carbon atoms, Ris a divalent hydrocarbon with 2-4 carbon atoms. r is an integer of 3-200, s is an integer of 1-3].SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、シリコーンオイル組成物、ゲル化時間調整添加剤、シリコーンオイルおよびシリコーンオイル組成物の設計方法に関し、より詳細には、シリコーンオイルに対する制約なしに、高温条件でのゲル化を促進、抑制するようにゲル化時間を効率的に調整されたシリコーンオイルまたはシリコーンオイル組成物、ならびにその設計方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a silicone oil composition, a gelling time adjusting additive, a silicone oil and a method for designing a silicone oil composition, and more specifically, promoting and suppressing gelation under high temperature conditions without restriction on silicone oil. As described above, the present invention relates to a silicone oil or a silicone oil composition whose gelation time is efficiently adjusted, and a method for designing the same.

シリコーンオイルは、一般的に無色透明の液体で、鉱油、植物油などの有機系オイルと比較して、耐熱性、耐寒性に優れており化学的に不活性であり、温度による粘度の変化が少なく、表面張力が小さいので、電気特性、離型性、撥水性、消泡性、潤滑性などに優れた特徴を発揮しており、電気・機械・化学工業などの分野で幅広く使用されている。
この点において、シリコーンオイルは使用環境が高温、低温の場合に、温度による粘度の変化が少ないのが技術的に優位な点であるが、例えばその温度が、160〜300℃にまで高温に至ると、増粘が進み、ゲル化する。上記の工業分野において、160〜300℃のような高温下でシリコーンオイルを使用する場合、このゲル化が、シリコーンオイルに求められる機能の観点から、促進される方向にも、抑制される方向にも、操作できるよう、ゲル化の時間を調整できることが理想とされてきた。
Silicone oils are generally colorless and transparent liquids, which are superior in heat resistance and cold resistance to organic oils such as mineral oil and vegetable oil, are chemically inert, and have little change in viscosity with temperature. Since it has a low surface tension, it exhibits excellent characteristics such as electrical properties, releasability, water repellency, defoaming properties, lubricity, etc., and is widely used in the fields of electrical, mechanical, chemical industries, etc.
In this respect, silicone oil is technically advantageous in that the viscosity changes little with temperature when the use environment is high or low, but for example, the temperature reaches a high temperature of 160 to 300 ° C. Then, thickening progresses and gels. In the above industrial fields, when silicone oil is used at a high temperature such as 160 to 300 ° C., this gelation may be accelerated or suppressed from the viewpoint of the function required of silicone oil. However, it has been ideal that the gelation time can be adjusted so that it can be operated.

この点、特許文献1において、シリコーンオイルを繊維用途に利用する場合においては、高温下におけるゲル化抑制に着目されている。
より詳細には、炭素繊維製造用にアクリル繊維を前駆体繊維として使用し、耐炎化及び焼成の各処理を経ることにより、高性能な炭素繊維を製造する際、160〜300℃程度の耐炎化処理時に、単繊維同士の融着を防止するために、フィラメントを耐熱性に優れたシリコーン油剤で被覆することが行われるところ、特に、熱架橋性の高いアミノ変性シリコーン油剤を用いる際には、繊維上または乾燥ローラー上で皮膜化または粘着剤化しやすいことから、アミノ変性シリコーンと、界面活性剤と、1級アミノ基とオキシアルキレン基とを有する化合物と、を併用することで、繊維に対する浸透性を向上する一方、アミノ変性シリコーンのゲル化の抑制が可能であると記載されている。
In this regard, in Patent Document 1, when silicone oil is used for fiber applications, attention is focused on gelation suppression at high temperatures.
More specifically, when using an acrylic fiber as a precursor fiber for carbon fiber production and subjecting it to flameproofing and firing treatments, when producing high-performance carbon fiber, flameproofing at about 160 to 300 ° C is performed. During the treatment, in order to prevent fusion of the single fibers, it is performed to coat the filament with a silicone oil agent having excellent heat resistance, particularly when using an amino-modified silicone oil agent having high heat crosslinkability, Since it is easy to form a film or an adhesive on the fiber or on the drying roller, the amino-modified silicone, the surfactant, and the compound having a primary amino group and an oxyalkylene group are used in combination to permeate the fiber. It is described that the gelation of the amino-modified silicone can be suppressed while improving the property.

しかし、特許文献1には、以下の技術的課題が存する。
第1に、特徴の成分である1級アミノ基とオキシアルキレン基とを有する化合物により、経時的にシリコーン量低減が引き起こされる点である。これにより、アミノ変性シリコーン油剤が本来果たすべき機能が経時的に損なわれる。
第2に、シリコーン油剤がアミノ変性に限られる点である。より詳細には、1級アミノ基とオキシアルキレン基とを有する化合物は、界面活性剤の存在下、熱架橋性の高いアミノ変性シリコーン油剤に対して、ゲル化を抑制することが可能であり、非反応性シリコーン油剤に対して、同様なことが可能であるとの記載はない。
第3に、1級アミノ基とオキシアルキレン基とを有する化合物は、界面活性剤のもとでのみゲル化の抑制を果たすに過ぎず、乳化を必要としない用途においても界面活性剤が必要となる点である。これはシリコーン油剤中の成分数を増加させるため、シリコーンオイル油剤の品質不安定化や油剤の製造コストの増加を伴う場合がある。
第4に、1級アミノ基とオキシアルキレン基とを有する化合物によりゲル化の抑制は達成されるが、アミノ変性シリコーン油剤の加熱によるゲル化時間は調整できない点である。
However, Patent Document 1 has the following technical problems.
First, the characteristic amount of the compound having a primary amino group and an oxyalkylene group causes a reduction in the amount of silicone over time. As a result, the function originally intended for the amino-modified silicone oil agent is impaired over time.
Secondly, the silicone oil agent is limited to amino modification. More specifically, the compound having a primary amino group and an oxyalkylene group is capable of suppressing gelation with respect to an amino-modified silicone oil agent having a high thermal crosslinkability in the presence of a surfactant, There is no mention that the same can be done for non-reactive silicone fluids.
Thirdly, the compound having a primary amino group and an oxyalkylene group only serves to suppress gelation only under a surfactant, and the surfactant is required even in applications where emulsification is not required. That is the point. Since this increases the number of components in the silicone oil agent, the quality of the silicone oil oil agent may become unstable and the manufacturing cost of the oil agent may increase.
Fourthly, the gelation is suppressed by the compound having the primary amino group and the oxyalkylene group, but the gelling time by heating the amino-modified silicone oil agent cannot be adjusted.

この点、特許文献2では、シリコーンオイルを付着する繊維束について開示する。詳細には、界面活性剤を例とする非シリコーン系油剤のシリコーン系油剤に対する割合を減らすことにより、高温下での熱分解残渣に起因する繊維間の熱融着を抑制する点について開示する。しかし、高温下における油剤のゲル化、ましてやゲル化時間に直接注目するものでない。 In this regard, Patent Document 2 discloses a fiber bundle to which silicone oil is attached. Specifically, it is disclosed that the heat fusion between the fibers caused by the thermal decomposition residue at a high temperature is suppressed by reducing the ratio of the non-silicone oil agent such as a surfactant to the silicone oil agent. However, it does not directly pay attention to the gelation of the oil under high temperature, let alone the gelation time.

この点、特許文献3では、特許文献2同様の効果を目的として、シリコーンオイルの粘度を制限するエマルジョン組成物について開示する。しかし、特許文献3は、高温下におけるゲル化時間に直接注目するものでない。 In this regard, Patent Document 3 discloses an emulsion composition for limiting the viscosity of silicone oil for the same effect as Patent Document 2. However, Patent Document 3 does not directly pay attention to the gelation time at high temperature.

なお、特許文献3において、乳化機能を発揮するポリオキシエチレンアルキルエーテルについては、用途に伴うその他の効果を奏するものであって、高温下におけるゲル化時間に効果を奏する点については、なんらの言及もなされていない。 In Patent Document 3, the polyoxyethylene alkyl ether exhibiting an emulsifying function has other effects depending on the application, and is effective for gelation time at high temperature. Not even done.

WO2018/003347WO2018 / 003347 特開2016−199824JP, 2016-199824, A 特許第6017109号Patent No. 6017109

本発明の課題は、シリコーンオイル組成物、ゲル化時間調整添加剤、シリコーンオイルおよびシリコーンオイル組成物の設計方法に関し、より詳細には、シリコーンオイルに対する制約なしに、高温条件でのゲル化を促進、抑制するようにゲル化時間を調整したシリコーンオイル組成物、またはそのためのゲル化時間調整添加剤を提供することにある。
さらに本発明の課題は、シリコーンオイルに対する制約なしに、高温下において、シリコーンオイルの機能を発現するために重要な構造要因を優先的に決定し、さらにゲル化を促進、抑制するようゲル化時間を効率的に調整できるシリコーンオイルまたはシリコーンオイル組成物の設計方法を提供することにある。
The object of the present invention relates to a silicone oil composition, a gelling time adjusting additive, a silicone oil and a method for designing a silicone oil composition, and more specifically, to promote gelation under high temperature conditions without restriction on silicone oil. Another object of the present invention is to provide a silicone oil composition in which the gelling time is adjusted so as to suppress it or a gelling time adjusting additive therefor.
Further, the subject of the present invention is to preferentially determine the important structural factors for expressing the function of the silicone oil at high temperature without restriction on the silicone oil, and to further promote and suppress the gelation time. It is an object of the present invention to provide a method for designing a silicone oil or a silicone oil composition capable of efficiently adjusting the above.

本発明者らは鋭意検討した結果、特に160〜300℃の高温下におけるシリコーンオイルのゲル化時間は、その高温下においてシリコーンオイルが果たすべき機能を左右するアミノ当量、常温における粘度および両末端反応性官能基率の3つの構造要因に大きく影響され、かつ、ポリオキシアルキレンユニットを含有する添加剤によって、変化することに着目した。そこで本発明において、シリコーンオイルに併用するゲル化時間調整添加剤のポリオキシアルキレンユニットの付加モル数にしたがってゲル化時間を調整し、それがシリコーンオイルの機能を発現するために重要な構造要因を優先的に決定したうえで行えることを見出し、本発明に到達した。 As a result of intensive studies by the present inventors, the gelling time of silicone oil at a high temperature of 160 to 300 ° C. determines the amino equivalent, the viscosity at room temperature and the reaction at both ends which influence the function of the silicone oil at that high temperature. It was noted that it was greatly affected by the three structural factors of the sexual functional group ratio and that it was changed by the additive containing the polyoxyalkylene unit. Therefore, in the present invention, the gelling time is adjusted according to the number of added moles of the polyoxyalkylene unit of the gelling time adjusting additive used in combination with the silicone oil, which is an important structural factor for expressing the function of the silicone oil. The present invention has been achieved by finding out what can be done after making a priority decision.

すなわち本発明において提供される組成物は、下記式(1)により規定されるシリコーンオイルと、下記式(2)により規定されるゲル化時間調整添加剤とを有するシリコーンオイル組成物であって、ゲル化時間調整添加剤は、シリコーンオイル、およびシリコーンオイルの所定加熱温度下における要求ゲル化時間に応じて、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が調整されている、ことを特徴とするシリコーンオイル組成物である。
なお要求ゲル化時間とは、シリコーンオイルの使用環境において、シリコーンオイルまたはシリコーンオイル組成物が有することになる温度におけるゲル化時間をいう。
That is, the composition provided in the present invention is a silicone oil composition having a silicone oil defined by the following formula (1) and a gelling time adjusting additive defined by the following formula (2): The gelling time adjusting additive is a silicone oil and a silicone oil composition characterized in that the number of moles of addition of the polyoxyalkylene unit is adjusted according to the required gelling time of the silicone oil at a predetermined heating temperature. It is a thing.
The required gelling time means the gelling time at the temperature that the silicone oil or the silicone oil composition will have in the environment in which the silicone oil is used.

Figure 2020059799
Figure 2020059799

式(1)中、R〜Rは、同一もしくは異なる炭素数1〜14の1価の飽和または不飽和炭化水素官能基、水酸基、窒素含有基、硫黄含有基、水素のいずれかである。p、qはともに1以上の任意の整数を満たす。 In the formula (1), R 1 to R 6 are any of the same or different monovalent saturated or unsaturated hydrocarbon functional groups having 1 to 14 carbon atoms, a hydroxyl group, a nitrogen-containing group, a sulfur-containing group, and hydrogen. . Both p and q satisfy an arbitrary integer of 1 or more.

(化2)
(−(O−R−)−OH) (2)
(Chemical formula 2)
R 7 (- (O-R 8 -) r -OH) s (2)

式(2)中、Rは、1〜3価の飽和または不飽和炭化水素官能基であって、炭素数が3〜60 であり、R は、2価の炭化水素であって、炭素数が2〜4である。rは、3〜200の整数であり、sは、1〜3の整数である。 In the formula (2), R 7 is a saturated or unsaturated hydrocarbon functional group having a valence of 1 to 3, a carbon number of 3 to 60, and R 8 is a hydrocarbon having a valence of 2, The number is 2-4. r is an integer of 3 to 200, and s is an integer of 1 to 3.

すなわち本発明のゲル化時間調整添加剤は、シリコーンオイルに添加される、下記式(2)により規定されるゲル化時間調整添加剤であって、シリコーンオイル、およびシリコーンオイルの所定加熱温度下における要求ゲル化時間に応じて、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が調整されている、ことを特徴とするゲル化時間調整添加剤である。 That is, the gelling time adjusting additive of the present invention is a gelling time adjusting additive which is added to silicone oil and is defined by the following formula (2). The gelling time adjusting additive is characterized in that the number of added moles of the polyoxyalkylene unit is adjusted according to the required gelling time.

(化2)
(−(O−R−)−OH) (2)
(Chemical formula 2)
R 7 (- (O-R 8 -) r -OH) s (2)

式(2)中、Rは、1〜3価の飽和または不飽和炭化水素官能基であって、炭素数が3〜60 であり、R は、2価の炭化水素であって、炭素数が2〜4である。rは、3〜200の整数であり、sは、1〜3の整数である。 In the formula (2), R 7 is a saturated or unsaturated hydrocarbon functional group having a valence of 1 to 3, a carbon number of 3 to 60, and R 8 is a hydrocarbon having a valence of 2, The number is 2-4. r is an integer of 3 to 200, and s is an integer of 1 to 3.

すなわち本発明のシリコーンオイルの設計方法は、
シリコーンオイルの用途から、要求加熱温度、要求ゲル化時間、およびシリコーンオイルの種類を選択する段階と、
要求加熱温度の下で、アミノ当量、常温における粘度および両末端反応性官能基率の3つの構造要因とゲル化時間との間の近似式を求める段階と、
要求加熱温度の下で近似式に基づき、シリコーンオイルに要求される機能から選択されるアミノ当量、常温における粘度、両末端反応性官能基率のいずれか2つから、残りの1つを決める段階と、
残り1つがシリコーンオイルに要求される機能を満たさない場合に、上記近似式を用いて、前記段階を繰り返す段階と、
を有することを特徴とする、ゲル化時間が調整されたシリコーンオイルの設計方法である。
That is, the method for designing the silicone oil of the present invention is
Selecting the required heating temperature, required gelling time, and type of silicone oil from the application of silicone oil,
Determining an approximate expression between the gelation time and three structural factors of amino equivalent, viscosity at normal temperature, and ratio of reactive functional groups at both ends under the required heating temperature;
A step of determining the remaining one from any two of the amino equivalent selected from the functions required for the silicone oil, the viscosity at room temperature, and the ratio of reactive functional groups at both ends under the required heating temperature based on an approximate expression. When,
When the remaining one does not satisfy the function required for the silicone oil, using the above approximate expression, repeating the above steps, and
A method for designing a silicone oil having a controlled gelation time, which comprises:

すなわち本発明のシリコーンオイル組成物の設計方法は、
シリコーンオイルの用途から、要求加熱温度、要求ゲル化時間、およびシリコーンオイルの種類を選択する段階と、
要求加熱温度の下で、アミノ当量、常温における粘度および両末端反応性官能基率の3つの構造要因とゲル化時間との間の近似式を求める段階と、
要求加熱温度の下で求めた近似式に基づき、シリコーンオイルに要求される機能から選択されるアミノ当量、常温における粘度、両末端反応性官能基率のいずれか2つから、残りの1つを決める段階と、
残り1つがシリコーンオイルに要求される機能を満たさない場合に、上記近似式を用いて、前記段階を繰り返す段階と、
要求加熱温度における要求ゲル化時間に応じてポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が調整されているゲル化時間調整添加剤を添加する段階と、
を有することを特徴とする、ゲル化時間が調整されたシリコーンオイル組成物の設計方法である。
That is, the method for designing the silicone oil composition of the present invention,
Selecting the required heating temperature, required gelling time, and type of silicone oil from the application of silicone oil,
Determining an approximate expression between the gelation time and three structural factors of amino equivalent, viscosity at normal temperature, and ratio of reactive functional groups at both ends under the required heating temperature;
Based on the approximate formula obtained under the required heating temperature, one of the amino equivalents selected from the functions required for the silicone oil, the viscosity at room temperature, and the reactive functional group ratio at both ends is used to determine the remaining one. The decision stage,
When the remaining one does not satisfy the function required for the silicone oil, using the above approximate expression, repeating the above steps, and
A step of adding a gelling time adjusting additive in which the number of added moles of polyoxyalkylene units is adjusted according to the required gelling time at the required heating temperature,
And a method for designing a silicone oil composition having a controlled gelation time.

発明の作用Action of the invention

本発明によれば、反応型、非反応型シリコーンオイルに関わらず、シリコーンオイルの用途に応じたシリコーンオイルの所定加熱温度下における要求ゲル化時間のもとで、シリコーンオイルのゲル化時間を、ゲル化時間調整添加剤のポリオキシアルキレンユニットの付加モル数により調整することにより、シリコーンオイルに対する制約なしに、高温下において、ゲル化を促進、抑制できるシリコーンオイル組成物、またはそのためのゲル化時間調整添加剤を提供できる。
本発明によれば、下記式(1)に規定されるシリコーンオイルの用途から、要求加熱温度、要求ゲル化時間、およびシリコーンオイルの種類を選択する段階と、
要求加熱温度の下で、アミノ当量、常温における粘度および両末端反応性官能基率の3つの構造要因とゲル化時間との間の近似式を求める段階と、
要求加熱温度の下で求めた近似式に基づき、シリコーンオイルに要求される機能から選択されるアミノ当量、常温における粘度、両末端反応性官能基率のいずれか2つから、残りの1つを決める段階と、
残り1つがシリコーンオイルに要求される機能を満たさない場合に、上記近似式を用いて、前記段階を繰り返す段階と、
を有することを特徴とする、ゲル化時間が調整されたシリコーンオイルの設計方法、または、
シリコーンオイルの用途から、要求加熱温度、要求ゲル化時間、およびシリコーンオイルの種類を選択する段階と、
要求加熱温度の下で、アミノ当量、常温における粘度および両末端反応性官能基率の3つの構造要因とゲル化時間との間の近似式を求める段階と、
要求加熱温度の下で求めた近似式に基づき、シリコーンオイルに要求される機能から選択されるアミノ当量、常温における粘度、両末端反応性官能基率のいずれか2つから、残りの1つを決める段階と、
残り1つがシリコーンオイルに要求される機能を満たさない場合に、上記近似式を用いて、前記段階を繰り返す段階と、
要求加熱温度における要求ゲル化時間に応じてポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が調整されているゲル化時間調整添加剤を添加する段階と、
を有することを特徴とする、ゲル化時間が調整されたシリコーンオイル組成物の設計方法により、シリコーンオイルに対する制約なしに、高温下において、シリコーンオイルの機能を発現するために重要な構造要因を優先的に決定し、さらにゲル化を促進、抑制するようゲル化時間を効率的に調整できるシリコーンオイル、またはシリコーンオイル組成物の設計方法を提供できる。
According to the present invention, regardless of the reactive or non-reactive silicone oil, the gelling time of the silicone oil is calculated based on the required gelling time at a predetermined heating temperature of the silicone oil according to the use of the silicone oil, By adjusting the number of moles of polyoxyalkylene units of the gelling time adjusting additive, the silicone oil composition capable of promoting or suppressing gelation under high temperature without restriction on silicone oil, or gelling time therefor A conditioning additive can be provided.
According to the present invention, the required heating temperature, the required gelling time, and the type of silicone oil are selected from the applications of the silicone oil defined by the following formula (1):
Determining an approximate expression between the gelation time and three structural factors of amino equivalent, viscosity at normal temperature, and ratio of reactive functional groups at both ends under the required heating temperature;
Based on the approximate formula obtained under the required heating temperature, one of the amino equivalents selected from the functions required for the silicone oil, the viscosity at room temperature, and the reactive functional group ratio at both ends is used to determine the remaining one. The decision stage,
When the remaining one does not satisfy the function required for the silicone oil, using the above approximate expression, repeating the above steps, and
Or a method for designing a silicone oil with a controlled gelation time, or
Selecting the required heating temperature, required gelling time, and type of silicone oil from the application of silicone oil,
Determining an approximate expression between the gelation time and three structural factors of amino equivalent, viscosity at normal temperature, and ratio of reactive functional groups at both ends under the required heating temperature;
Based on the approximate formula obtained under the required heating temperature, one of the amino equivalents selected from the functions required for the silicone oil, the viscosity at room temperature, and the reactive functional group ratio at both ends is used to determine the remaining one. The decision stage,
When the remaining one does not satisfy the function required for the silicone oil, using the above approximate expression, repeating the above steps, and
A step of adding a gelling time adjusting additive in which the number of added moles of polyoxyalkylene units is adjusted according to the required gelling time at the required heating temperature,
By the method for designing a silicone oil composition having a controlled gelation time, the structure factor that is important for developing the function of the silicone oil at high temperature is given priority without restriction on the silicone oil. It is possible to provide a method of designing a silicone oil or a silicone oil composition, which can be efficiently determined and gelling time can be efficiently adjusted so as to accelerate and suppress gelation.

Figure 2020059799
Figure 2020059799

式(1)中、R〜Rは、同一もしくは異なる炭素数1〜14の1価の飽和または不飽和炭化水素官能基、水酸基、窒素含有基、硫黄含有基、水素のいずれかである。p、qはともに1以上の任意の整数を満たす。 In the formula (1), R 1 to R 6 are any of the same or different monovalent saturated or unsaturated hydrocarbon functional groups having 1 to 14 carbon atoms, a hydroxyl group, a nitrogen-containing group, a sulfur-containing group, and hydrogen. . Both p and q satisfy an arbitrary integer of 1 or more.

(化2)
(−(O−R−)−OH) (2)
(Chemical formula 2)
R 7 (- (O-R 8 -) r -OH) s (2)

式(2)中、Rは、1〜3価の飽和または不飽和炭化水素官能基であって、炭素数が3〜60 であり、R は、2価の炭化水素であって、炭素数が2〜4である。rは、3〜200の整数であり、sは、1〜3の整数である。 In the formula (2), R 7 is a saturated or unsaturated hydrocarbon functional group having a valence of 1 to 3, a carbon number of 3 to 60, and R 8 is a hydrocarbon having a valence of 2, The number is 2-4. r is an integer of 3 to 200, and s is an integer of 1 to 3.

以下、本発明について具体的に説明する。本発明は、ゲル化時間を調整されたシリコーンオイル組成物と、ゲル化時間調整添加剤、シリコーンオイルおよびシリコーンオイル組成物の設計方法に関する。本発明の組成物を構成する各成分と、シリコーンオイルおよびシリコーンオイル組成物の設計方法とについて、以下に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described. The present invention relates to a gelling time-adjusted silicone oil composition, a gelling time adjusting additive, a silicone oil, and a method for designing a silicone oil composition. Each component constituting the composition of the present invention and a method for designing a silicone oil and a silicone oil composition will be described below.

本発明の組成物は、上記式(1)によりあらわされるシリコーンオイルを含有することを特徴とする。 The composition of the present invention is characterized by containing a silicone oil represented by the above formula (1).

上記式(1)中、R〜Rが窒素含有基である場合、その窒素含有基は具体的に下記の一般式(3)で示すことができる。 When R 1 to R 6 are nitrogen-containing groups in the above formula (1), the nitrogen-containing groups can be specifically represented by the following general formula (3).

Figure 2020059799
Figure 2020059799

式(3)中、R〜R10は炭素数1〜5の飽和炭化水素基であり、R11〜R12は水素または炭素数1〜10の飽和炭化水素基であって直鎖状又は分岐状又は環状である。tは0か1のどちらかを満たす整数であるが、組成物の製造の観点から1であることが好ましい。この条件を満たす官能基には例えば、−CH−CH−CH−NH(CH)、−CH−CH−CH−N(CH、−CH−CH−NH−CH−CH−NH、−CH−CH−CH−NH(CH)、−CH−CH−CH−NH−CH−CH−NH、−CH−CH−CH−NH−CH−CH−N(CH、−CH−CH−CH−NH−CH−CH−NH(CHCH)、−CH−CH−CH−NH−CH−CH−N(CHCH、−CH−CH−CH−NH−CH−CH−NH(cyclo−C11)、等が挙げられる。 In formula (3), R 9 to R 10 are saturated hydrocarbon groups having 1 to 5 carbon atoms, and R 11 to R 12 are hydrogen or saturated hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms and are linear or It is branched or annular. t is an integer satisfying either 0 or 1, but is preferably 1 from the viewpoint of production of the composition. This satisfies functional groups for example, -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH (CH 3), - CH 2 -CH 2 -CH 2 -N (CH 3) 2, -CH 2 -CH 2 - NH-CH 2 -CH 2 -NH 2 , -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH (CH 3), - CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH-CH 2 -CH 2 -NH 2, -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH-CH 2 -CH 2 -N (CH 3) 2, -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH-CH 2 -CH 2 -NH (CH 2 CH 3), - CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH- CH 2 -CH 2 -N (CH 2 CH 3) 2, -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH-CH 2 -CH 2 -NH (cyclo-C 6 H 11 ), and the like.

本発明におけるゲル化時間調整添加剤は、本発明の組成物において、シリコーンオイルのゲル化時間を調整する役割を果たす。その構造式は上記式(2)で表される。 The gelling time adjusting additive in the present invention plays a role of adjusting the gelling time of the silicone oil in the composition of the present invention. The structural formula is represented by the above formula (2).

式(2)中、Rは1〜3価の飽和または不飽和の炭化水素官能基であって、炭素数3〜60であり、内部に分岐の構造があっても、エステル結合、エーテル結合、水酸基があってもよく、具体的に、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等のアルコキシ基、オレート基、水添もしくは非水添ひまし油等の水酸基を有する脂肪酸エステル基が挙げられる。 In the formula (2), R 7 is a saturated or unsaturated hydrocarbon functional group having a valence of 1 to 3, a carbon number of 3 to 60, and an ester bond or an ether bond even if there is a branched structure inside. , May have a hydroxyl group, specifically, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, and other alkoxy groups, oleate And fatty acid ester groups having a hydroxyl group such as hydrogenated or non-hydrogenated castor oil.

式(2)中、Rは、2価の炭化水素であって、炭素数が2〜4のアルキレン基であり、例えば、エチレン基、プロピレン基が挙げられる。 In formula (2), R 8 is a divalent hydrocarbon and is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and examples thereof include an ethylene group and a propylene group.

式(2)中、pは3〜200の整数を満たし、qは1〜3の整数を満たす。pが3以上かつ200以下であると、160〜300℃の高温下においてゲル化時間調整添加剤の揮散が抑えられ、シリコーンオイル組成物のゲル化時間に対する調整機能を引き出すことができる。 In formula (2), p satisfies an integer of 3 to 200 and q satisfies an integer of 1 to 3. When p is 3 or more and 200 or less, volatilization of the gelling time adjusting additive is suppressed at a high temperature of 160 to 300 ° C., and the adjusting function for the gelling time of the silicone oil composition can be brought out.

上記式(2)を満たすような化合物としては、種々のポリオキシアルキレンユニットを含む有機化合物が挙げられ、例えば、ポリオキシエチレンドデシルエーテル等の脂肪族アルコールのポリオキシアルキレン付加物、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル等のポリオキシアルキレンの脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン(水添)ひまし油等が挙げられる。 Examples of the compound satisfying the above formula (2) include organic compounds containing various polyoxyalkylene units, and examples thereof include polyoxyalkylene adducts of aliphatic alcohols such as polyoxyethylene dodecyl ether and polyoxyethylene olein. Examples thereof include fatty acid esters of polyoxyalkylenes such as acid esters, polyoxyethylene (hydrogenated) castor oil, and the like.

上記式(1)により規定されるシリコーンオイルの設計方法が、
シリコーンオイルの用途から、要求加熱温度、要求ゲル化時間、およびシリコーンオイルの種類を選択する段階と、
要求加熱温度の下で、アミノ当量、常温における粘度および両末端反応性官能基率の3つの構造要因とゲル化時間との間の近似式を求める段階と、
要求加熱温度の下で求めた近似式に基づき、シリコーンオイルに要求される機能から選択されるアミノ当量、常温における粘度、両末端反応性官能基率のいずれか2つから、残りの1つを決める段階と、
残り1つがシリコーンオイルに要求される機能を満たさない場合に、上記近似式を用いて、前記段階を繰り返す段階と、
を有することを特徴とする、ゲル化時間が調整されたシリコーンオイルの設計方法である。
The method of designing the silicone oil defined by the above formula (1) is
Selecting the required heating temperature, required gelling time, and type of silicone oil from the application of silicone oil,
Determining an approximate expression between the gelation time and three structural factors of amino equivalent, viscosity at normal temperature, and ratio of reactive functional groups at both ends under the required heating temperature;
Based on the approximate formula obtained under the required heating temperature, one of the amino equivalents selected from the functions required for the silicone oil, the viscosity at room temperature, and the reactive functional group ratio at both ends is used to determine the remaining one. The decision stage,
When the remaining one does not satisfy the function required for the silicone oil, using the above approximate expression, repeating the above steps, and
A method for designing a silicone oil having a controlled gelation time, which comprises:

上記式(1)により規定されるシリコーンオイルと、上記式(2)により規定されるゲル化時間調整添加剤と、を含有するシリコーンオイル組成物の設計方法が、
シリコーンオイルの用途から、要求加熱温度、要求ゲル化時間、およびシリコーンオイルの種類を選択する段階と、
要求加熱温度の下で、アミノ当量、常温における粘度および両末端反応性官能基率の3つの構造要因とゲル化時間との間の近似式を求める段階と、
要求加熱温度の下で求めた近似式に基づき、シリコーンオイルに要求される機能から選択されるアミノ当量、常温における粘度、両末端反応性官能基率のいずれか2つから、残りの1つを決める段階と、
残り1つがシリコーンオイルに要求される機能を満たさない場合に、上記近似式を用いて、前記段階を繰り返す段階と、
要求加熱温度における要求ゲル化時間に応じてポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が調整されているゲル化時間調整添加剤を添加する段階と、
を有することを特徴とする、ゲル化時間が調整されたシリコーンオイル組成物の設計方法である。
A method for designing a silicone oil composition containing a silicone oil defined by the above formula (1) and a gelling time adjusting additive defined by the above formula (2),
Selecting the required heating temperature, required gelling time, and type of silicone oil from the application of silicone oil,
Determining an approximate expression between the gelation time and three structural factors of amino equivalent, viscosity at normal temperature, and ratio of reactive functional groups at both ends under the required heating temperature;
Based on the approximate formula obtained under the required heating temperature, one of the amino equivalents selected from the functions required for the silicone oil, the viscosity at room temperature, and the reactive functional group ratio at both ends is used to determine the remaining one. The decision stage,
When the remaining one does not satisfy the function required for the silicone oil, using the above approximate expression, repeating the above steps, and
A step of adding a gelling time adjusting additive in which the number of added moles of polyoxyalkylene units is adjusted according to the required gelling time at the required heating temperature,
And a method for designing a silicone oil composition having a controlled gelation time.

上記シリコーンオイルおよびシリコーンオイル組成物の設計方法は、途中までは互いに同様の段階を踏むことを特徴としているが、一方で、シリコーンオイルの3つの構造要因と、ゲル化時間と、を最適化するために、最終的にゲル化時間調整添加剤を使用しなくてもよい場合と、使用する必要がある場合とに分けられるという相違点が存する。そこで初めに、シリコーンオイルおよびシリコーンオイル組成物の設計方法で、共通している段階について以下に記載する。
上記シリコーンオイルおよびシリコーンオイル組成物の設計方法の上記の各段階は、順序を問わないが、要求される機能、使用環境に鑑み、最も好ましくは以下のような設計方法を例示できる。
The above-mentioned method of designing a silicone oil and a silicone oil composition is characterized by taking steps similar to each other up to the middle, while optimizing the three structural factors of the silicone oil and the gelation time. Therefore, there is a difference in that it is finally divided into a case where the gelling time adjusting additive is not used and a case where it is necessary to use it. Therefore, first, the steps common to the methods for designing silicone oils and silicone oil compositions will be described below.
The above-mentioned steps of the method for designing the silicone oil and the silicone oil composition may be performed in any order, but in view of the required function and use environment, the most preferable design method is as follows.

シリコーンオイルおよびシリコーンオイル組成物の設計において、初めの段階では、シリコーンオイルの用途から、要求加熱温度、および要求ゲル化時間に応じて、シリコーンオイルの種類を選択することが好ましい。ここでは、160〜300℃の高温下においてシリコーンオイルを使用するような用途において、上記温度範囲内で具体的な加熱温度を決定し、さらにシリコーンオイルの要求ゲル化時間を決定することが前提となる。これらを決めたうえで、使用すべきシリコーンオイルを決定する。
例えば、160〜300℃の高温下でのシリコーンオイルの用途において、然るべき加熱温度とゲル化時間が決まり、その上でシリコーンオイルに求められる機能の観点から、必ずアミノ変性基を有しているシリコーンオイルを使用したい場合には、アミノ変性基を有するシリコーンオイルを、使用するシリコーンオイルの種類として特定する。
In the design of the silicone oil and the silicone oil composition, it is preferable to select the type of the silicone oil in the initial stage depending on the application of the silicone oil, the required heating temperature, and the required gelling time. Here, in the application where silicone oil is used at a high temperature of 160 to 300 ° C., it is premised that the specific heating temperature is determined within the above temperature range and the required gelling time of the silicone oil is further determined. Become. After determining these, the silicone oil to be used is determined.
For example, in the use of silicone oil at a high temperature of 160 to 300 ° C., the appropriate heating temperature and gelling time are determined, and from the viewpoint of the function required for the silicone oil, the silicone always has an amino-modified group. When it is desired to use an oil, a silicone oil having an amino-modified group is specified as the type of silicone oil to be used.

次に近似式を求める段階に移ることが好ましい。この段階では、160〜300℃の温度範囲内で加熱温度、および使用するシリコーンオイルの種類が決定していることを前提とし、シリコーンオイルのアミノ当量、常温における粘度、両末端反応性官能基率の3つを変数とした、近似式を導出する。   Next, it is preferable to move to the step of obtaining an approximate expression. At this stage, it is premised that the heating temperature within the temperature range of 160 to 300 ° C. and the type of silicone oil to be used are determined, and the amino equivalent of the silicone oil, the viscosity at room temperature, and the reactive functional group ratio at both ends. An approximate expression is derived with the three variables as variables.

その近似式は、シリコーンオイルのアミノ当量、常温における粘度および両末端反応性官能基率の数値範囲に特に指定を受けず求めることができ、160〜300℃の温度範囲内の、ある所定加熱温度下において、同系統の複数のシリコーンオイルから得られたゲル化時間の実測値と、アミノ当量、常温における粘度および両末端反応性官能基率の3つの構造要因とを利用して下記式(1)のような形の式として求められることを特徴とする。 The approximate expression can be obtained without any particular designation in the numerical ranges of the amino equivalent of silicone oil, the viscosity at room temperature, and the ratio of reactive functional groups at both ends, and a certain heating temperature within a temperature range of 160 to 300 ° C. Below, the following formula (1) is used by utilizing the actual measurement value of gelation time obtained from a plurality of silicone oils of the same system and three structural factors of amino equivalent, viscosity at normal temperature and reactive functional group ratio at both ends. ) Is obtained as an expression of the form such as.

(式1)
G=α・A/(B・C) (1)
(Equation 1)
G = α · A a / (B b · C c ) (1)

式(1)中、Gはゲル化時間、Aはアミノ当量、Bは常温における粘度、Cは両末端反応性官能基率を指す。αはGの測定値によって決まる比例定数である。a、b、c、αは測定したゲル化時間が算出されるようにフィッティングするために必要な指数ならびに比例定数であり、シリコーンオイルの置かれる温度下において決まる実数であって、a≧0、b≧0、c≧0、α>0を満たす実数である。 In the formula (1), G indicates gelation time, A indicates amino equivalent, B indicates viscosity at room temperature, and C indicates both-end reactive functional group ratio. α is a proportional constant determined by the measured value of G. a, b, c and α are exponential and proportional constants required for fitting so that the measured gelation time is calculated, and are real numbers determined under the temperature at which the silicone oil is placed, and a ≧ 0, It is a real number that satisfies b ≧ 0, c ≧ 0, and α> 0.

上記式(1)は、ゲル化時間と構造要因とに関する以下の現象を基に導出された近似式であることを特徴とする。
160〜300℃の高温下においては、シリコーンオイルのゲル化時間は、そのシリコーンオイルが有するアミノ当量、常温における粘度、および両末端反応性官能基率に依存する現象が散見された。より詳細には、シリコーンオイルの有するアミノ当量が大きい、あるいは常温における粘度および/または両末端反応性官能基率が小さくなるにつれて、上記高温下におけるシリコーンオイルのゲル化時間が長くなっていくという現象が散見されていた。この事例に鑑みて、アミノ当量に対しては、それを底として指数が正である指数関数を、常温における粘度と両末端反応性官能基率とに対しては、それらを各々別に底として指数が負である指数関数を設定し、それら3つの指数関数の積を計算したところ、数種のシリコーンオイルに関して、各々に対応するゲル化時間の実測値が求まった。
この上記近似式(1)は、アミノ変性基を持たないシリコーンオイルである場合も求めることができるが、その場合、上記式(1)の右辺の項のAは1とし、シリコーンオイルの常温における粘度、両末端反応性官能基率のみを用いて近似式を求める。ただし、アミノ変性基を持つシリコーンオイルと持たないシリコーンオイルでは、同一の所定加熱温度下であっても上記式(1)中のb、c、および比例定数αが異なる場合がある。
各種シリコーンオイルを上記温度範囲の高温下に配置したときのゲル化時間を測定すると、それらはゲル化時間が短い群と長い群に大別することができる。
The above formula (1) is characterized by being an approximate formula derived on the basis of the following phenomena relating to the gelation time and the structural factor.
At a high temperature of 160 to 300 ° C., it was observed that the gelling time of the silicone oil depends on the amino equivalent of the silicone oil, the viscosity at room temperature, and the ratio of reactive functional groups at both ends. More specifically, a phenomenon in which the gelling time of the silicone oil at high temperatures increases as the amino equivalent of the silicone oil increases or the viscosity at room temperature and / or the reactive functional groups at both ends decrease. Was scattered around. In view of this case, for amino equivalents, an exponential function whose index is positive with respect to that is used as a base, and for the viscosity at room temperature and the ratio of reactive functional groups at both ends, the exponential function is used with each as a base. When an exponential function having a negative value was set and the product of these three exponential functions was calculated, the actual gelation time corresponding to each of several silicone oils was obtained.
This approximate expression (1) can be obtained even in the case of a silicone oil having no amino-modifying group. In that case, A a of the term on the right side of the above expression (1) is set to 1 and the silicone oil is kept at room temperature. An approximate expression is obtained using only the viscosity and the reactive functional group ratio at both ends. However, the silicone oil having an amino-modified group and the silicone oil having no amino-modified group may have different b and c in the above formula (1) and a proportional constant α even under the same predetermined heating temperature.
When the gelling time when various silicone oils are placed at a high temperature within the above temperature range is measured, they can be roughly classified into a group having a short gelling time and a group having a long gelling time.

上記近似式(1)を求め、次は要求加熱温度の下で求めた近似式に基づき、シリコーンオイルに要求される機能から選択されるアミノ当量、常温における粘度、両末端反応性官能基率のいずれか2つから、残りの1つを決める段階に移ることが好ましい。この段階においては、最初の段階において決定していた要求ゲル化時間を上記近似式(1)に当てはめながら、3つに規定される構造要因のうち2つを当てはめ、残りの1つを決定する。最適とされる構造要因は、シリコーンオイルの用途によるが、数値範囲として設定されていることが多い。その場合は、その数値範囲内にある任意の値を近似式に当てはめていき、最後に決定した残りの1つの構造要因を決める。この残りの1つも数値範囲で規定されている場合には、その数値範囲に、最後に決定した構造要因があるかを確かめ、数値範囲で規定されていない場合(ある数値に規定されている場合)には、その数値と一致するかを確かめる。いずれの場合も、残り1つがシリコーンオイルに要求される機能を満たさない場合は、上記近似式を用いて、再び、2つの構造要因を適正な数値範囲内にある任意の数値を選び上記近似式(1)に当てはめ、残りの1つが適正値かを調べることを繰り返す段階に移る。 The above approximate expression (1) is obtained, and then, based on the approximate expression obtained under the required heating temperature, the amino equivalents selected from the functions required for the silicone oil, the viscosity at room temperature, and the reactive functional groups at both ends are calculated. It is preferable to move from any two to the step of determining the other one. In this stage, while applying the required gelling time determined in the first stage to the above approximate expression (1), two of the three structural factors defined are applied and the remaining one is determined. . The optimum structural factor depends on the use of the silicone oil, but is often set as a numerical range. In that case, an arbitrary value within the numerical range is applied to the approximate expression, and the remaining one structural factor finally determined is determined. If the remaining one is also specified by a numerical range, check whether the last determined structural factor exists in that numerical range, and if it is not specified by a numerical range (if specified by a certain numerical value, ) To see if it matches that number. In any case, if the remaining one does not satisfy the function required for the silicone oil, the above-mentioned approximate expression is used again by selecting arbitrary numerical values within the appropriate numerical ranges for the two structural factors using the above-mentioned approximate expression. Apply to (1) and move to the stage of repeating checking whether the remaining one is a proper value.

上記段階を経て、残りの一つが、要求ゲル化時間を上記近似式(1)から求めようと繰り返し検討してもなお、シリコーンオイルの用途から決まる適正な数値範囲から外れてしまう、または適正値から外れてしまう場合には、それら構造要因すべてが適正の数値範囲ないしは適正値を満たすシリコーンオイルを選択する。そのシリコーンオイルの構造要因から上記近似式(1)によって得られるゲル化時間は、要求ゲル化時間から乖離するため、シリコーンオイル組成物として、ゲル化時間調整添加剤を使用する段階に移り、ゲル化時間を要求ゲル化時間に調整する段階に移る。   After the above steps, the other one is out of the proper numerical range determined by the application of the silicone oil, even if it is repeatedly examined to obtain the required gelling time from the above approximate expression (1), or an appropriate value. If it is out of the range, select a silicone oil in which all of these structural factors satisfy the appropriate numerical range or appropriate values. The gelling time obtained by the above approximate expression (1) due to the structural factor of the silicone oil deviates from the required gelling time. Therefore, the step of using the gelling time adjusting additive as the silicone oil composition is performed. Move to the step of adjusting the gelling time to the required gelling time.

すなわち、上記シリコーンオイル組成物の設計方法は、シリコーンオイルの構造要因を優先的に決め、シリコーンオイルを設計した結果、上記近似式(1)に当てはめ得られたゲル化時間が、要求ゲル化時間から乖離した場合に実施すべき設計方法である。この設計方法によって、すべて構造要因を最適にするとゲル化時間が要求ゲル化時間から乖離してしまう場合でも、ゲル化時間調整添加剤のポリオキシアルキレンユニットの付加モル数によってゲル化時間のみを調整できるため、優先的に決めた構造要因を最適にしつつも、ゲル化時間を要求ゲル化時間へ調整することができるようになる。
シリコーンオイルおよびシリコーンオイル組成物の設計方法における各段階は、その順序を問わずに行うことができる。また、ゲル化時間調整添加剤を設計する段階は、シリコーンオイルの設計を同時に行ってもよいし、逐次的に行っても構わない。ただし、例示した設計方法によれば、シリコーンオイルに対する制約なしに、高温下において、シリコーンオイルの機能を発現するために重要な構造要因を優先的に決定でき、さらにゲル化を促進、抑制するようゲル化時間を効率的に調整できる。なぜなら、本発明で提供するゲル化時間調整添加剤はゲル化時間のみに作用し、シリコーンオイルの機能発現に与える影響は無視できることが多いためである。
なお、上記例示で示した近似式(1)は、シリコーンオイルの設計段階を効率的に行うために、有用な関係式であることを本発明において見出した。
That is, in the method for designing the silicone oil composition, the structural factors of the silicone oil are preferentially determined, and as a result of designing the silicone oil, the gelling time obtained by applying the above approximate expression (1) is the required gelling time. This is the design method that should be implemented when there is a deviation from By this design method, even if the gelling time deviates from the required gelling time when all the structural factors are optimized, only the gelling time is adjusted by the number of moles of polyoxyalkylene unit of the gelling time adjustment additive. Therefore, it becomes possible to adjust the gelling time to the required gelling time while optimizing the structural factor that is preferentially determined.
Each step in the method for designing a silicone oil and a silicone oil composition can be performed in any order. In the step of designing the gelling time adjusting additive, the silicone oil may be designed at the same time or sequentially. However, according to the illustrated design method, it is possible to preferentially determine the important structural factors for expressing the function of the silicone oil at high temperature without restricting the silicone oil, and to further promote and suppress the gelation. The gelation time can be adjusted efficiently. This is because the gelling time adjusting additive provided in the present invention acts only on the gelling time, and the effect on the function expression of the silicone oil can often be ignored.
It has been found in the present invention that the approximate expression (1) shown in the above example is a useful relational expression in order to efficiently carry out the design stage of silicone oil.

シリコーンオイル組成物の設計方法において選択されるゲル化時間調整添加剤は、その添加剤の有するポリオキシアルキレンユニットの付加モル数に対してシリコーンオイルが示す、下記の傾向に基づいて選択される。
160〜300℃の高温下におけるシリコーンオイル組成物のゲル化時間に与えるゲル化時間調整添加剤の有するポリオキシアルキレンユニットの付加モル数の影響は、シリコーンオイル単独でのゲル化時間によって異なる2通りの挙動を示す。すなわち、所定加熱温度でのゲル化時間が短い群に属するシリコーンオイルでは、ゲル化時間調整添加剤の有するポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が小さい場合には、シリコーンオイル組成物のゲル化時間は、シリコーンオイルに対するゲル化時間よりも長くなり、その変化量がユニットの付加モル数が小さくなるにつれ大きくなっていく傾向にある。逆にゲル化時間調整添加剤の有するポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が大きい場合には、シリコーンオイル組成物のゲル化時間は、シリコーンオイルに対するゲル化時間よりも短くなり、その変化量がユニットの付加モル数が大きくなるにつれ大きくなっていく傾向にある。一方、所定加熱温度でのゲル化時間が長い群に属するシリコーンオイルでは、ゲル化時間調整添加剤の有するポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が小さい場合にはシリコーンオイル組成物のゲル化時間は、シリコーンオイルに対するゲル化時間よりも短くなり、その変化量はユニットの付加モル数が小さくなるにつれ大きくなっていく傾向にある。逆にゲル化時間調整添加剤の有するポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が大きい場合には、シリコーンオイル組成物のゲル化時間は、シリコーンオイルに対するゲル化時間よりも長くなり、その変化量はユニットの付加モル数が大きくなるにつれ大きくなっていく傾向にある。
従って、ゲル化時間調整添加剤の選択は、適正とされる構造要因を満たすシリコーンオイルにおいて、上記近似式によって得られるゲル化時間と、要求ゲル化時間との比較を前提とし、例えばゲル化時間調整添加剤のポリオキシアルキレンの付加モル数とゲル化時間との関係に基づく下記の指針にしたがって行われる。
The gelling time adjusting additive selected in the method for designing a silicone oil composition is selected based on the following tendency of the silicone oil with respect to the number of moles of polyoxyalkylene units added to the additive.
The effect of the number of moles of polyoxyalkylene units added by the gelling time adjusting additive on the gelling time of the silicone oil composition at a high temperature of 160 to 300 ° C. depends on the gelling time of the silicone oil alone. Shows the behavior of. That is, in the silicone oil belonging to the group where the gelling time at a predetermined heating temperature is short, the gelling time of the silicone oil composition is small when the number of added moles of the polyoxyalkylene unit contained in the gelling time adjusting additive is small. The gelation time for silicone oil becomes longer, and the amount of change tends to increase as the number of moles added to the unit decreases. On the contrary, when the number of added moles of the polyoxyalkylene unit possessed by the gelling time adjusting additive is large, the gelling time of the silicone oil composition becomes shorter than the gelling time of the silicone oil, and the change amount thereof is a unit. It tends to increase as the number of added moles of increases. On the other hand, in the silicone oil belonging to the group where the gelling time at the predetermined heating temperature is long, the gelling time of the silicone oil composition is small when the number of added moles of the polyoxyalkylene unit contained in the gelling time adjusting additive is small. The gelling time is shorter than that for silicone oil, and the amount of change tends to increase as the number of added moles of the unit decreases. On the contrary, when the number of added moles of the polyoxyalkylene unit possessed by the gelling time adjusting additive is large, the gelling time of the silicone oil composition becomes longer than the gelling time of the silicone oil, and the amount of change is a unit. It tends to increase as the number of added moles of increases.
Therefore, the selection of the gelling time adjusting additive is based on the assumption that the gelling time obtained by the above approximate expression and the required gelling time are compared with each other in the silicone oil satisfying the appropriate structural factors. It is carried out according to the following guidelines based on the relationship between the number of moles of polyoxyalkylene added as the adjusting additive and the gelation time.

所定加熱温度下でのゲル化時間が短い群に属するシリコーンオイルである場合、160〜300℃の高温下におけるシリコーンオイルのゲル化時間の近似式によって得られるゲル化時間が要求ゲル化時間より短いならば、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が小さいゲル化時間調整添加剤を選択し、近似式によって得られるゲル化時間が要求ゲル化時間より長いならば、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が大きいゲル化時間調整添加剤を選択する。いずれの場合も、近似式によって得られるゲル化時間が要求ゲル化時間から大きく乖離する場合には、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が3〜200の下限あるいは上限に近いゲル化時間調整添加剤を選択し、そうでない場合には、ポリオキシアルキレンンユニットの付加モル数が前記範囲の中間に近いゲル化時間調整添加剤を選択するという指針によって、シリコーンオイルの要求ゲル化時間に応じたゲル化時間調整添加剤の選択がなされる。
一方、所定加熱温度下でのゲル化時間が長い群に属するシリコーンオイルである場合、160〜300℃の高温下におけるシリコーンオイルのゲル化時間の近似式によって得られるゲル化時間が要求ゲル化時間より短いならば、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が大きいゲル化時間調整添加剤を選択し、近似式によって得られるゲル化時間が要求ゲル化時間より長いならば、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が小さいゲル化時間調整添加剤を選択する。いずれの場合も、近似式によって得られるゲル化時間が要求ゲル化時間から大きく乖離する場合には、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が前記範囲の下限あるいは上限に近いゲル化時間調整添加剤を選択し、そうでない場合にはポリオキシアルキレンンユニットの付加モル数が前記範囲の中間に近いゲル化時間調整添加剤を選択するという指針によって、シリコーンオイルの要求ゲル化時間に応じたゲル化時間調整添加剤の選択がなされる。
In the case of a silicone oil belonging to a group having a short gelling time at a predetermined heating temperature, the gelling time obtained by an approximate expression of the gelling time of the silicone oil at a high temperature of 160 to 300 ° C. is shorter than the required gelling time. If so, select a gelling time adjusting additive having a small addition mole number of the polyoxyalkylene unit, and if the gelling time obtained by the approximate expression is longer than the required gelling time, the addition mole number of the polyoxyalkylene unit is Choose a larger gel time adjusting additive. In any case, when the gelling time obtained by the approximate expression largely deviates from the required gelling time, the gelling time adjusting additive in which the number of added moles of the polyoxyalkylene unit is close to the lower limit or the upper limit of 3 to 200 If not, and if not, the gelling time according to the required gelling time of the silicone oil is selected according to the guideline of selecting a gelling time adjusting additive in which the number of added moles of the polyoxyalkylenene unit is close to the middle of the above range. The choice of aging time adjusting additives is made.
On the other hand, in the case of a silicone oil belonging to a group having a long gelling time at a predetermined heating temperature, the gelling time obtained by an approximate expression of the gelling time of the silicone oil at a high temperature of 160 to 300 ° C. is the required gelling time. If it is shorter, the gelling time adjusting additive with a large addition mole number of polyoxyalkylene units is selected.If the gelling time obtained by the approximate expression is longer than the required gelling time, the addition mole number of polyoxyalkylene units is increased. Select a low number gelling time adjusting additive. In any case, when the gelling time obtained by the approximate expression deviates greatly from the required gelling time, the number of moles of addition of the polyoxyalkylene unit is close to the lower limit or the upper limit of the above range. The gelling time corresponding to the required gelling time of the silicone oil is selected according to the guideline of selecting the gelling time adjusting additive in which the number of added moles of the polyoxyalkylenene unit is close to the middle of the above range. A selection of conditioning additives is made.

上記指針によってポリオキシアルキレンユニットの付加モル数を調整したゲル化時間調整添加剤をシリコーンオイルに添加する際、その添加剤は添加剤/シリコーンオイル=10/10〜99質量部添加されていることが好ましく、10/10〜90質量部添加されていることがより好ましい。添加剤/シリコーンオイルの質量比がこの範囲に含まれない場合、ゲル化時間を調整するというゲル化時間調整添加剤としての効果が発揮されない。 When a gelling time adjusting additive in which the number of added moles of polyoxyalkylene units is adjusted according to the above guidelines, is added to silicone oil, the additive must be added as additive / silicone oil = 10/10 to 99 parts by mass. Is preferred, and more preferably 10/10 to 90 parts by mass is added. If the mass ratio of the additive / silicone oil is not within this range, the effect of adjusting the gelling time as a gelling time adjusting additive will not be exhibited.

上記方法により設計されるシリコーンオイル組成物は、ゲル化時間調整添加剤がシリコーンオイルに直接添加される場合と、水中に乳化した水中油型エマルジョンとする場合とに分けられる。
エマルジョンの場合、ゲル化時間調整添加剤は界面活性剤である必要があり、エマルジョン100質量部中に、ゲル化時間調整添加剤が1〜10質量部、シリコーンオイルが10〜50質量部含有されていることが好ましい。各々がこの質量部範囲を満たさない場合、エマルジョンとして高い乳化安定性を保つことができない。
またこのとき、各々を乳化・分散させる方法については特に限定されず、公知の手法を採用することが可能である。その手法としては、例えば、エマルジョンを構成する各成分を混合し、ホモジナイザー、ホモミキサーなどを用いて機械せん断力を与える環境下で、水を徐々に投入し、転相乳化する方法などが挙げられる。
The silicone oil composition designed by the above method is classified into the case where the gelling time adjusting additive is directly added to the silicone oil and the case where the oil-in-water emulsion is emulsified in water.
In the case of an emulsion, the gelling time adjusting additive needs to be a surfactant, and 1 to 10 parts by mass of the gelling time adjusting additive and 10 to 50 parts by mass of silicone oil are contained in 100 parts by mass of the emulsion. Preferably. If each does not satisfy this mass part range, high emulsion stability cannot be maintained as an emulsion.
At this time, the method of emulsifying / dispersing each is not particularly limited, and a known method can be adopted. Examples of the method include a method of mixing each component constituting the emulsion, gradually adding water under an environment of applying a mechanical shearing force using a homogenizer, a homomixer, etc., and performing phase inversion emulsification. .

本発明のシリコーンオイル組成物は、本発明の趣旨に反しない限り、他の化合物を添加することができる。他の化合物としては、酸性リン酸エステル、フェノール系、アミン系、硫黄系、リン系、キノン系等の酸化防止剤;高級アルコール、スルホン酸塩、アミン塩型カチオン系界面活性剤等の制電剤;防腐剤;高温でのアミノ基含有のシリコーンオイルの黄変を抑制することを目的とした無水酢酸化合物、などが挙げられる。 Other compounds can be added to the silicone oil composition of the present invention as long as they do not violate the spirit of the present invention. Other compounds include antioxidants such as acidic phosphoric acid ester, phenol-based, amine-based, sulfur-based, phosphorus-based, and quinone-based antioxidants; antistatic agents such as higher alcohols, sulfonates, amine salt-type cationic surfactants, etc. Agents; antiseptics; acetic anhydride compounds for the purpose of suppressing yellowing of amino group-containing silicone oils at high temperatures.

また本発明のシリコーンオイル組成物は、ゲル化時間の短い群に属するシリコーンオイルと、長い群に属するシリコーンオイルとを混合する場合でない限りにおいて、アミノポリエーテル変性シリコーン、アマイド変性シリコーン、アマイドポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、アルコキシ変性シリコーンなどのシリコーンオイルを含んでもよく、1種類のシリコーンオイルを用いてもよいし、複数を併用してもよい。 Further, the silicone oil composition of the present invention is an aminopolyether-modified silicone, an amide-modified silicone, an amide polyether unless a silicone oil belonging to the group having a short gel time and a silicone oil belonging to the group having a long gel time are mixed. Silicone oils such as modified silicones, alkyl-modified silicones, and alkoxy-modified silicones may be included, and one type of silicone oil may be used, or a plurality of types may be used in combination.

シリコーンオイルおよびシリコーンオイル組成物の設計時に決める構造要因およびゲル化時間の4つの要素のうち、特に重要視される要素を、シリコーンオイルの用途別に、以下に記載する。160〜300℃の高温下でシリコーンオイルを使用する用途は、例えば、ゴム、プラスティック成形、アルミダイキャスト用途における離型剤や、高温および高摩擦状態にさらされる機械可動部の潤滑剤、熱媒、アラミド・ポリイミド繊維処理剤、炭素繊維処理剤等が挙げられ、各用途において、重要視される要素が異なる。また各々で最適とされる構造要因の数値範囲または数値も異なる。 Among the four factors of the structural factor and gelation time that are determined when designing the silicone oil and the silicone oil composition, the factors that are particularly important are described below for each application of the silicone oil. Applications of using silicone oil at high temperatures of 160 to 300 ° C. include, for example, mold release agents in rubber, plastic molding, and aluminum die casting applications, lubricants for machine moving parts exposed to high temperature and high friction conditions, and heat transfer media. , Aramid / polyimide fiber treating agent, carbon fiber treating agent, etc., and important factors are different in each application. Also, the numerical range or numerical value of the structural factor that is optimum for each is different.

ゴム、プラスティック成形用途では、シリコーンオイルは100〜250℃の温度範囲内において使用されることが通常であって、粘度が最も重要であり、350mm/sから1000mm/sが好ましい。350mm/sより低い場合も1000mm/sより高い場合も離型性が低下する。その次にはゲル化時間が重要であり、型に塗布したシリコーン組成物が加熱によって速やかにゲル化することで均質な離型効果を得ることができる。 For rubber and plastic molding applications, silicone oil is usually used within a temperature range of 100 to 250 ° C., viscosity is the most important, and 350 mm 2 / s to 1000 mm 2 / s is preferable. The releasability is lowered when the pressure is lower than 350 mm 2 / s or higher than 1000 mm 2 / s. Next, gelation time is important, and the silicone composition applied to the mold is rapidly gelated by heating, so that a uniform releasing effect can be obtained.

アルミダイキャスト用途では、シリコーンオイルは300℃の所定加熱温度下において使用されることが通常であって、粘度が最も重要であり、10000mm/s付近が好ましい。粘度が低い場合はシリコーンオイルの分解による揮散が顕著であり、粘度が高い場合は乳化が困難であり、それぞれ十分な離型効果が得られづらい。ゲル化時間も注目されており、ここでは速やかにゲル化することで均質な離型効果を狙う場合と、長時間に渡って流動性を保たせることでゲルによる操業性低下を防止する場合とがあり、目的に応じて使い分けが行われている。 For use in aluminum die-casting, silicone oil is usually used at a predetermined heating temperature of 300 ° C., viscosity is the most important, and a viscosity of about 10,000 mm 2 / s is preferable. When the viscosity is low, the volatilization due to the decomposition of the silicone oil is remarkable, and when the viscosity is high, the emulsification is difficult and it is difficult to obtain a sufficient releasing effect. The gelation time has also attracted attention.Here, there are cases of aiming for a uniform release effect by rapid gelation, and cases of preventing the deterioration of operability due to gel by keeping the fluidity for a long time. There is a proper use depending on the purpose.

アラミド、ポリイミド等の繊維処理用途では、シリコーンオイルは100〜200℃の温度範囲内において使用されることが通常であって、アミノ当量が最も重要であり、高アミノ当量では繊維に高い柔軟性を付与することができるが経時での黄変が問題となる。低アミノ当量では柔軟性を付与できるとともに黄変が抑えられる。アミノ当量の次には両末端反応性官能基率が重要であり、両末端反応性官能基率が高いほど高い反発性と滑り性が得られるため、目的に応じて適正な両末端反応性官能基率を選択する。次にはゲル化時間が重要であり、ゲル化時間が速いと繊維に付与したシリコーン組成物の揮散が抑えられるため高品位の繊維を製造することができる。一方、ゲル化時間が遅いとローラーなどに転移したシリコーン組成物がゲル化することなく流動性を保つため、設備保護洗浄の頻度を少なく保ち生産性を上げることができる。粘度も重要であり、高い粘度であるほど滑り性が向上するため目的に応じて適正な粘度を選択する。 For fiber treatment applications such as aramid and polyimide, silicone oil is usually used within a temperature range of 100 to 200 ° C., and amino equivalent is most important. It can be applied, but yellowing over time poses a problem. With a low amino equivalent, flexibility can be imparted and yellowing can be suppressed. Next to the amino equivalent, the ratio of reactive functional groups at both ends is important. The higher the ratio of reactive functional groups at both ends, the higher the resilience and slipperiness. Select a radix. Next, the gelation time is important, and when the gelation time is fast, volatilization of the silicone composition applied to the fibers is suppressed, so that high-quality fibers can be produced. On the other hand, when the gelation time is slow, the silicone composition transferred to the roller or the like maintains fluidity without gelation, and thus the frequency of equipment protection cleaning can be kept low and productivity can be increased. Viscosity is also important, and the higher the viscosity, the better the slipperiness. Therefore, an appropriate viscosity is selected according to the purpose.

炭素繊維処理用途では、シリコーンオイルは200〜300℃の温度範囲内で使用されることが通常であって、アミノ当量が最も重要であり、炭素繊維へシリコーン組成物を強固に付着させるために700g/molから6000g/molの範囲が好ましい。次に粘度が重要であり、シリコーン組成物を炭素繊維上で均一に塗布するために50mm/sから5000mm/sが好ましい。次にゲル化時間が重要であり、ゲル化時間が速いと繊維に付与したシリコーン組成物の揮散が抑えられるため高品位の繊維を製造することができる。一方、ゲル化時間が遅いとローラーなどに転移したシリコーン組成物がゲル化することなく流動性を保つため、設備保護洗浄の頻度を少なく保ち生産性を上げることができる。このゲル化時間は、速い場合と遅い場合との各々の長所をバランスよく保つべく、シリコーン組成物の本来のゲル化時間から、ゲル化時間を長くする、すなわちゲル化を抑制するなどの技術が存していることが好ましい。より具体的には、シリコーンオイルの200〜300℃付近の高温下でのゲル化を抑制することにより、ローラー等に転移したオイルが流動状態を保つ時間をより長くできるので、設備保護洗浄の頻度を少なく保ち生産性を上げることができるという例を挙げることができる。 In carbon fiber treatment applications, silicone oil is usually used within a temperature range of 200 to 300 ° C., the amino equivalent is the most important, and 700 g is used to firmly attach the silicone composition to the carbon fiber. The range from / mol to 6000 g / mol is preferred. Next, the viscosity is important, and 50 mm 2 / s to 5000 mm 2 / s is preferable in order to apply the silicone composition uniformly on the carbon fiber. Next, the gelation time is important, and when the gelation time is fast, volatilization of the silicone composition applied to the fibers is suppressed, so that high-quality fibers can be produced. On the other hand, when the gelling time is slow, the silicone composition transferred to the roller or the like maintains fluidity without gelation, and therefore the frequency of equipment protection cleaning can be kept low and productivity can be increased. This gelling time is longer than the original gelling time of the silicone composition, that is, a technique such as suppressing gelation is used in order to maintain a good balance between the advantages of fast and slow. It is preferable to exist. More specifically, by suppressing the gelling of silicone oil at a high temperature of around 200 to 300 ° C., the time for which the oil transferred to the roller or the like remains in a fluid state can be kept longer, so the frequency of equipment protection cleaning Can be raised and productivity can be increased.

上記用途においては、各々シリコーンオイルの構造要因とゲル化時間の中で重きを置くべき要素が異なり、その優先すべき要因が各々、ある数値範囲に決められているが、上記近似式(1)が、その数値範囲のすべてにおいて適用することができる。 In the above applications, the structural factors of the silicone oil and the factors to be emphasized in the gelation time are different, and the factors to be prioritized are each set in a certain numerical range. Can be applied in all of its numerical ranges.

以下に本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。また、すべての粘度の数値は特に記載のない限り、25℃での粘度である。実施例に用いた各成分、近似式の導出とゲル化時間の測定方法は以下の通りである。
各実施例、比較例における組成物の質量比、および評価結果は表1に示す。
Examples of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to the following examples. Further, all numerical values of viscosity are viscosities at 25 ° C. unless otherwise specified. The components used in the examples, the derivation of the approximate expression and the method for measuring the gelation time are as follows.
Table 1 shows the mass ratios of the compositions in each Example and Comparative Example, and the evaluation results.

<構成成分の内容>
A−1:アミノ変性シリコーン、粘度5000mm/s、アミノ当量7000g/mol、両末端反応性官能基率100%
A−2:アミノ変性シリコーン、粘度800mm/s、アミノ当量5000g/mol、両末端反応性官能基率5%
A−3:ポリジメチルシロキサン、粘度6000mm/s、両末端反応性官能基率100%
B−1:界面活性剤の構造を有し、炭素数13、ポリオキシアルキレンユニット6のゲル化時間調整添加剤
B−2:界面活性剤の構造を有し、炭素数16、ポリオキシアルキレンユニット25のゲル化時間調整添加剤
B−3:界面活性剤の構造を有し、炭素数57、ポリオキシアルキレンユニット200のゲル化時間調整添加剤
<Contents of constituents>
A-1: Amino-modified silicone, viscosity 5000 mm 2 / s, amino equivalent 7000 g / mol, both end reactive functional group ratio 100%
A-2: Amino-modified silicone, viscosity 800 mm 2 / s, amino equivalent 5000 g / mol, both ends reactive functional group ratio 5%
A-3: Polydimethylsiloxane, viscosity 6000 mm 2 / s, both end reactive functional group ratio 100%
B-1: a surfactant having a structure of 13 carbon atoms, a gelling time adjusting additive of a polyoxyalkylene unit 6 B-2: a surfactant having a structure of 16 carbon atoms, a polyoxyalkylene unit 25 gelation time adjusting additive B-3: gelling time adjusting additive having a surfactant structure and having 57 carbon atoms and polyoxyalkylene unit 200

<近似式の導出>
上記成分(A−1、2)を含む複数のアミノ変性シリコーンを用いることにより、上記近似式(1)のa、b、c、およびαを求めた。具体的に、下記のゲル化時間の測定方法を採用することで各成分のゲル化時間を測定し(ただし250℃の場合のみ)、その測定結果と各々の成分の常温における粘度、両末端反応性官能基率、アミノ当量から上記式(1)のa、b、c、およびαを求めた。
<Derivation of approximate expression>
By using a plurality of amino-modified silicones containing the above components (A-1, 2), a, b, c, and α in the above approximate expression (1) were obtained. Specifically, the gelling time of each component was measured by adopting the following gelling time measuring method (only in the case of 250 ° C.), the measurement result, the viscosity of each component at room temperature, and the reaction at both ends. The a, b, c, and α of the above formula (1) were determined from the ratio of the functional group and the amino equivalent.

<ゲル化時間の定義>
ゲル化時間は、シリコーンオイルが160〜300℃の温度範囲のうち、特に200、250℃という高温下でのシリコーンオイルのタックフリータイムとみなした。
<Definition of gelation time>
The gelling time was regarded as the tack-free time of the silicone oil at a high temperature of 200 and 250 ° C. in the temperature range of 160 to 300 ° C. of the silicone oil.

<ゲル化時間の測定方法>
実施例ならびに比較例の各組成物を、200℃、250℃の各試験条件について、複数準備し、複数回試験を行うことにより、ゲル化時間を測定した。ゲル化時間の見極めはタックフリータイムを測定することにより行った。タックフリータイムは試料を金属製の棒に触れさせて、試料が付着しなくなる時間とした。
<Measurement method of gelation time>
The gelation time was measured by preparing a plurality of each composition of Examples and Comparative Examples for each test condition of 200 ° C. and 250 ° C. and performing a plurality of tests. The gelation time was determined by measuring the tack free time. The tack free time was defined as the time when the sample was not attached to the sample by touching the sample with a metal rod.

<実施例1>
上記のA−1とB−1をA−1/B−1=1.8g/0.2gとなるよう、アルミ製カップ内でスパチュラ―を用いて混合し、シリコーンオイル組成物を作製した。これを200℃と250℃で静置し、経時的に棒で接触させることによりゲル化時間を測定した。
<Example 1>
The above-mentioned A-1 and B-1 were mixed with a spatula in an aluminum cup so that A-1 / B-1 = 1.8 g / 0.2 g to prepare a silicone oil composition. The gelation time was measured by allowing this to stand at 200 ° C. and 250 ° C. and contacting it with a rod over time.

<実施例2>
実施例2は上記の実施例1のB−1をB−2に変更したものである。
<Example 2>
In the second embodiment, B-1 in the first embodiment is changed to B-2.

<実施例3>
実施例3は上記の実施例1のB−1をB−3に変更したものである。
<Example 3>
In the third embodiment, B-1 of the first embodiment is changed to B-3.

<実施例4>
実施例4は上記の実施例1のA−1をA−2に変更したものである。
<Example 4>
In the fourth embodiment, A-1 in the first embodiment is changed to A-2.

<実施例5>
実施例5は上記の実施例4のB−1をB−2に変更したものである。
<Example 5>
In the fifth embodiment, B-1 of the above-mentioned fourth embodiment is changed to B-2.

<実施例6>
実施例6は上記の実施例4のB−1をB−3に変更したものである。
<Example 6>
In the sixth embodiment, B-1 in the above-mentioned fourth embodiment is changed to B-3.

<実施例7>
実施例7は上記の実施例1のA−1をA−3に変更したものである。
<Example 7>
Example 7 is a modification of Example 1 from A-1 to A-3.

<実施例8>
実施例8は上記の実施例7のB−1をB−2に変更したものである。
<Example 8>
In the eighth embodiment, B-1 of the above-mentioned seventh embodiment is changed to B-2.

<実施例9>
実施例9は上記の実施例7のB−1をB−3に変更したものである。
<Example 9>
Example 9 is a modification of Example 1 from B-1 to B-3.

<実施例10>
上記近似式(1)中に指定した変数は、250℃のときa=1、b=0.5、c=0.5、α=3を満たした。
ある用途において、250℃でアミノ変性シリコーンを使用する必要があり、その要求される機能の観点から粘度は5000mm/s、両末端反応性官能基率は100%、ゲル化時間は250℃で30分である必要があった。
これを踏まえ、上記式(1)の近似式を用いて、残りの構造要因であるアミノ当量を求めたところ、6000g/molであった。このアミノ当量は、シリコーンオイルに期待されていた機能を発揮するに十分な数値範囲内であることが分かったため、あえてゲル化時間を調整する必要はなかった。
<Example 10>
The variables specified in the above approximate expression (1) satisfied a = 1, b = 0.5, c = 0.5, and α = 3 at 250 ° C.
In some applications, it is necessary to use amino-modified silicone at 250 ° C., from the viewpoint of the required function, the viscosity is 5000 mm 2 / s, the reactive functional group ratio at both ends is 100%, and the gelling time is 250 ° C. It had to be 30 minutes.
Based on this, the amino equivalent, which is the remaining structural factor, was calculated using the approximate expression of the above formula (1), and it was 6000 g / mol. Since it was found that this amino equivalent was within a numerical range sufficient to exhibit the function expected of the silicone oil, it was not necessary to adjust the gel time.

<実施例11>
上記近似式(1)中に指定した変数は、250℃のときa=1、b=0.5、c=0.5、α=3を満たした。
250℃でアミノ変性シリコーンを使用する必要があり、要求される機能の観点から粘度は800mm/s、両末端反応性官能基率は5%、アミノ当量が7000〜8000g/mol、ゲル化時間は250℃で250分以下である必要があった。
これを踏まえ、上記式(1)の近似式を用いてアミノ当量の最適化を試みたところ、5000g/molであった。このアミノ当量は7000〜8000g/molにないため、ゲル化時間調整添加剤を使用すべきと判断された。
そこで、上記3つの構造要因を満たすよう、アミノ当量7000g/molのアミノ変性シリコーンを再度選択し、要求ゲル化時間と、このシリコーンオイルから近似式(1)で得られるゲル化時間320分との差に鑑みて、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が25のゲル化時間調整添加剤をアミノ変性シリコーンオイル10質量部に対して8質量部添加したシリコーンオイル組成物を作製すると、その組成物のゲル化時間は要求ゲル化時間である225分に調整できた。
<Example 11>
The variables specified in the above approximate expression (1) satisfied a = 1, b = 0.5, c = 0.5, and α = 3 at 250 ° C.
It is necessary to use amino-modified silicone at 250 ° C., the viscosity is 800 mm 2 / s, the reactive functional group ratio at both ends is 5%, the amino equivalent is 7,000 to 8000 g / mol, and the gelation time is from the viewpoint of the required function. Had to be 250 ° C. or less for 250 minutes or less.
Based on this, when the optimization of the amino equivalent was tried using the approximate expression of the above formula (1), it was 5000 g / mol. Since this amino equivalent is not in the range of 7000 to 8000 g / mol, it was judged that a gelling time adjusting additive should be used.
Therefore, an amino-modified silicone having an amino equivalent of 7000 g / mol is again selected so as to satisfy the above three structural factors, and the required gelling time and the gelling time of 320 minutes obtained from this silicone oil by the approximate expression (1) are set. In view of the difference, when a silicone oil composition is prepared by adding 8 parts by mass of a gelling time adjusting additive having a polyoxyalkylene unit addition mole number of 25 to 10 parts by mass of an amino-modified silicone oil, the composition The gelling time could be adjusted to the required gelling time of 225 minutes.

<実施例12>
ある用途において、アミノ変性シリコーンを使用する必要があり、その要求される機能の観点からオイルA−2を使う必要があり、250℃でのゲル化時間は180分である必要がある。
成分(B)のゲル化時間調整のための添加剤として、B−1とB−2をA−2に対しそれぞれ3質量部、7質量部添加したところ、ゲル化時間は175分となった。
<Example 12>
In some applications it is necessary to use amino-modified silicones, to use oil A-2 in view of its required function and to have a gel time at 250 ° C of 180 minutes.
As an additive for adjusting the gelation time of the component (B), 3 parts by mass and 7 parts by mass of B-1 and B-2 were respectively added to A-2, and the gelation time was 175 minutes. .

<実施例13>
ある用途において、アミノ変性シリコーンを使用する必要があり、その要求される機能の観点からオイルA−2を使う必要があり、250℃でのオイルのゲル化時間は250分である必要がある。
成分(B)のゲル化時間調整のための添加剤として、B−2とB−3をA−2に対しそれぞれ7質量部、3質量部添加したところ、ゲル化時間は248分となった。
<Example 13>
In some applications, it is necessary to use amino-modified silicones, from the standpoint of their required functionality, to use oil A-2, and to gel the oil at 250 ° C for 250 minutes.
As an additive for adjusting the gelation time of the component (B), 7 parts by mass and 3 parts by mass of B-2 and B-3 were respectively added to A-2, and the gelation time was 248 minutes. .

<比較例1>
上記のA−1 2.0gをアルミ製カップ内で、200℃と250℃で加熱し、ゲル化時間を測定した。
<Comparative Example 1>
2.0 g of the above A-1 was heated at 200 ° C. and 250 ° C. in an aluminum cup, and the gelation time was measured.

<比較例2>
比較例2は比較例1のA−1をA−2としたものである。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2, A-1 in Comparative Example 1 was changed to A-2.

<比較例3>
比較例3は比較例1のA−1をA−3としたものである。
<Comparative example 3>
In Comparative Example 3, A-1 of Comparative Example 1 was changed to A-3.

<比較例4>
ある用途において、250℃でアミノ変性シリコーンを使用する必要があり、その要求される機能の観点から粘度は5000mm/s、両末端反応性官能基率は100%である必要がある。さらに、その用途においてオイルのゲル化時間は35分である必要がある。この用途においてはアミノ当量の最適値は分かっていなかった。
目的のオイルのゲル化時間に到達するには、アミノ当量を試行錯誤的に設定するしか方法がなかった。
<Comparative example 4>
In some applications, it is necessary to use the amino-modified silicone at 250 ° C., from the viewpoint of the required function, the viscosity needs to be 5000 mm 2 / s and the reactive functional group ratio at both ends needs to be 100%. Moreover, the gel time of the oil should be 35 minutes for that application. The optimum value of amino equivalent was not known for this application.
The only way to reach the desired gel time of the oil was to set the amino equivalent by trial and error.

<比較例5>
ある用途において、250℃でアミノ変性シリコーンを使用する必要があり、その要求される機能の観点から粘度は800mm/s、両末端反応性官能基率は5%である必要がある。さらに、その用途においてオイルのゲル化時間は225分である必要がある。
上記近似式(1)から得られたアミノ当量は5000g/molであったが、このアミノ当量は7000〜9000g/molである必要があった。しかし、アミノ当量7000〜9000g/mol、粘度800mm/s、両末端反応性官能基率5%、という最適な構造要因を有するシリコーンオイルを選択し、上記近似式(1)を用いて数回、構造要因を、上記に規定された数値ないしは数値範囲内で検討しても、得られるゲル化時間は要求ゲル化時間に合わず、また、そのシリコーンオイルにゲル化時間調整添加剤を添加しなかったため、ゲル化時間を要求ゲル化時間へ調整するには、アミノ当量、粘度、および両末端反応性官能基率のいずれかを犠牲にするしか方法がなかった。
<Comparative Example 5>
In some applications, it is necessary to use the amino-modified silicone at 250 ° C., the viscosity is 800 mm 2 / s, and the both end reactive functional group ratio is 5% from the viewpoint of the required function. In addition, the gel time of the oil should be 225 minutes for that application.
Although the amino equivalent obtained from the above approximate expression (1) was 5000 g / mol, this amino equivalent had to be 7,000 to 9000 g / mol. However, a silicone oil having an optimal structural factor of amino equivalent of 7,000 to 9000 g / mol, viscosity of 800 mm 2 / s, and reactive functional groups at both ends of 5% is selected, and several times using the above approximate expression (1). Even if the structural factors were examined within the numerical values or numerical ranges defined above, the obtained gelling time did not match the required gelling time, and the gelling time adjusting additive was not added to the silicone oil. Therefore, the only way to adjust the gelling time to the required gelling time is to sacrifice any of the amino equivalent weight, the viscosity, and the reactive functional group ratio at both ends.

Figure 2020059799
Figure 2020059799

表1の実施例1〜9から分かるように、シリコーンオイル単体で得られたゲル化時間は、それに併用するゲル化時間調整添加剤によって複数通りに変化させることができ、そのゲル化時間をゲル化時間調整添加剤のポリオキシアルキレンユニットの付加モル数によって、ゲル化の抑制方向にも、促進方向にも、複数通りに調整できるようなシリコーンオイル組成物を得ることができる。
これに対し、表1の比較例1〜3から分かるように、界面活性剤の構造を有する場合を例としたゲル化時間調整添加剤を含有しない場合は、1通りのゲル化時間しか得られない。
As can be seen from Examples 1 to 9 in Table 1, the gelling time obtained with the silicone oil alone can be changed in a plurality of ways by the gelling time adjusting additive used in combination therewith. It is possible to obtain a silicone oil composition that can be adjusted in a plurality of ways, both in the direction of suppressing gelation and in the direction of promoting gelation, depending on the number of moles of polyoxyalkylene units added of the addition agent for adjusting gelation time.
On the other hand, as can be seen from Comparative Examples 1 to 3 in Table 1, only one gelling time is obtained when the gelling time adjusting additive, which has a structure of a surfactant, is not contained. Absent.

実施例1〜9から分かるように、例えば、シリコーンオイルを250℃の高温下で使用するような用途において、シリコーンオイルが期待される機能の観点から成分(A−2)のような構造要因を有するシリコーンオイルを使用したい場合があったとする。このとき、その用途におけるシリコーンオイルの要求ゲル化時間が、シリコーンオイル単体において得られるゲル化時間の225分に近い場合には、成分(A−2)を単独で使用することが可能であるし、シリコーンオイル単独の場合に比して短いゲル化時間を要求する場合(例えば120分付近)には、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が小さいゲル化時間調整添加剤である成分(B−1)を、長いゲル化時間を要求する場合(例えば340分付近)またはシリコーンオイル単独の場合に比してゲル化時間を数分程度変更させたい場合(例えば200分付近)には、実施例12に示されるように、各々成分(B−1、2)のゲル化時間調整添加剤を併用することで、ゲル化時間を調整できる。 As can be seen from Examples 1 to 9, for example, in applications in which silicone oil is used at a high temperature of 250 ° C., structural factors such as the component (A-2) are considered from the viewpoint of the function expected of the silicone oil. Suppose you want to use your own silicone oil. At this time, when the required gelling time of the silicone oil in the application is close to the gelling time of 225 minutes obtained with the silicone oil alone, the component (A-2) can be used alone. When a gelling time shorter than that of the silicone oil alone is required (for example, about 120 minutes), the component (B-1) which is a gelling time adjusting additive having a small number of added moles of polyoxyalkylene units is used. In Example 12, when a long gelation time is required (for example, around 340 minutes) or when it is desired to change the gelation time by several minutes (for example, around 200 minutes) as compared with the case of using silicone oil alone, As shown in, the gelation time can be adjusted by using the gelation time adjustment additive of each of the components (B-1, 2) together.

実施例10、11から分かるように、あるシリコーンオイルの用途において、要求ゲル化時間のもとで、シリコーンオイルに求められる機能から当てはめた2つの構造要因から、上記近似式(1)によって残り1つを決定した場合に、その残り1つが適正な数値範囲に当てはまればゲル化時間調整添加剤を使用しなくてもよいし、当てはまらないならゲル化時間調整添加剤を使用して、シリコーンオイルの構造要因を最適に維持したまま、ゲル化時間を要求ゲル化時間に調整するシリコーンオイルおよびシリコーンオイル組成物を設計することができる。しかし、比較例4、5から分かるように、上記近似式(1)およびゲル化時間調整添加剤のどちらか一方でも使用しないと、シリコーンオイルを効率的に設計できず、構造要因を最適にしつつゲル化時間が調整されたシリコーンオイル組成物を設計することはできない。 As can be seen from Examples 10 and 11, in the use of a certain silicone oil, the remaining 1 is obtained by the above approximate expression (1) from the two structural factors applied from the function required of the silicone oil under the required gelling time. When one of the two is determined to be within the appropriate numerical range, the gelling time adjusting additive may not be used, and if not, the gelling time adjusting additive may be used to remove the silicone oil. It is possible to design a silicone oil and a silicone oil composition in which the gelling time is adjusted to the required gelling time while maintaining the structural factors to be optimum. However, as can be seen from Comparative Examples 4 and 5, the silicone oil cannot be efficiently designed without using any one of the approximate expression (1) and the gelling time adjusting additive, and the structural factors are optimized. It is not possible to design silicone oil compositions with controlled gel times.

本発明のシリコーンオイル組成物は、高温条件でのシリコーンオイルのゲル化を促進、抑制するようにゲル化時間を効率的に調整された組成物であるため、ゴム、プラスティック成形、アルミダイキャスト用途における離型剤、高温および高摩擦状態にさらされる機械可動部の潤滑剤、熱媒、アラミド・ポリイミド繊維処理剤、炭素繊維処理剤等、シリコーンオイルを高温下において使用する用途で好適に用いることができ、有用である。また、シリコーンオイルの高温下でのゲル化時間を調整することにより、従来存在していなかった産業上の新しい用途の展開ができる可能性がある。   Since the silicone oil composition of the present invention is a composition in which the gelling time is efficiently adjusted so as to promote and suppress the gelling of the silicone oil under high temperature conditions, it can be used for rubber, plastic molding, and aluminum die casting. Release agents, lubricants for moving parts of machinery exposed to high temperature and high friction conditions, heat media, aramid / polyimide fiber treatment agents, carbon fiber treatment agents, etc. It is possible and useful. Further, by adjusting the gelling time of silicone oil under high temperature, it is possible to develop new industrial uses that have not existed in the past.

Claims (4)

下記式(1)により規定されるシリコーンオイルと、下記式(2)により規定されるゲル化時間調整添加剤と、を含有するシリコーンオイル組成物であって、ゲル化時間調整添加剤は、シリコーンオイル、およびシリコーンオイルの所定加熱温度下における要求ゲル化時間に応じて、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が調整されている、ことを特徴とするシリコーンオイル組成物。
Figure 2020059799
(式(1)中、R〜Rは、同一もしくは異なる炭素数1〜14の1価の飽和または不飽和炭化水素官能基、水酸基、窒素含有基、硫黄含有基、水素のいずれかである。p、qはともに1以上の任意の整数を満たす。)
(化2)
(−(O−R−)−OH) (2)
(式(2)中、Rは、1〜3価の飽和または不飽和炭化水素官能基であって、炭素数が3〜60 であり、R は、2価の炭化水素であって、炭素数が2〜4である。rは、3〜200の整数であり、sは、1〜3の整数である。)
A silicone oil composition comprising a silicone oil defined by the following formula (1) and a gelling time adjusting additive defined by the following formula (2), wherein the gelling time adjusting additive is a silicone A silicone oil composition, wherein the number of moles of polyoxyalkylene units added is adjusted according to the required gelling time of the oil and the silicone oil at a predetermined heating temperature.
Figure 2020059799
(In the formula (1), R 1 to R 6 are the same or different monovalent saturated or unsaturated hydrocarbon functional groups having 1 to 14 carbon atoms, a hydroxyl group, a nitrogen-containing group, a sulfur-containing group, or hydrogen. Yes, both p and q satisfy an arbitrary integer of 1 or more.)
(Chemical formula 2)
R 7 (- (O-R 8 -) r -OH) s (2)
(In the formula (2), R 7 is a 1-3-valent saturated or unsaturated hydrocarbon functional group having 3 to 60 carbon atoms, and R 8 is a divalent hydrocarbon, The carbon number is 2 to 4. r is an integer of 3 to 200 and s is an integer of 1 to 3.)
シリコーンオイルに添加される、下記式(2)により規定されるゲル化時間調整添加剤であって、シリコーンオイル、およびシリコーンオイルの所定加熱温度下における要求ゲル化時間に応じて、ポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が調整されている、ことを特徴とするゲル化時間調整添加剤。
(化2)
(−(O−R−)−OH) (2)
(式(2)中、Rは、1〜3価の飽和または不飽和炭化水素官能基であって、炭素数が3〜60 であり、R は、2価の炭化水素であって、炭素数が2〜4である。rは、3〜200の整数であり、sは、1〜3の整数である。)
A gelling time adjusting additive, which is added to silicone oil and is defined by the following formula (2), wherein a polyoxyalkylene unit is added according to the required gelling time of silicone oil and a predetermined heating temperature of silicone oil. A gelling time adjusting additive characterized in that the number of added moles of is adjusted.
(Chemical formula 2)
R 7 (- (O-R 8 -) r -OH) s (2)
(In the formula (2), R 7 is a 1-3-valent saturated or unsaturated hydrocarbon functional group having 3 to 60 carbon atoms, and R 8 is a divalent hydrocarbon, The carbon number is 2 to 4. r is an integer of 3 to 200 and s is an integer of 1 to 3.)
下記式(1)により規定されるシリコーンオイルの設計方法であって、
シリコーンオイルの用途から、要求加熱温度、要求ゲル化時間、およびシリコーンオイルの種類を選択する段階と、
要求加熱温度の下で、アミノ当量、常温における粘度および両末端反応性官能基率の3つの構造要因とゲル化時間との間の近似式を求める段階と、
要求加熱温度の下で求めた近似式に基づき、シリコーンオイルに要求される機能から選択されるアミノ当量、常温における粘度、両末端反応性官能基率のいずれか2つから、残りの1つを決める段階と、
残り1つがシリコーンオイルに要求される機能を満たさない場合に、上記近似式を用いて、前記段階を繰り返す段階と、
を有することを特徴とする、ゲル化時間が調整されたシリコーンオイルの設計方法。
Figure 2020059799
(式(1)中、R〜Rは、同一もしくは異なる炭素数1〜14の1価の飽和または不飽和炭化水素官能基、水酸基、窒素含有基、硫黄含有基、水素のいずれかである。p、qはともに1以上の任意の整数を満たす。)
A method for designing a silicone oil defined by the following formula (1),
Selecting the required heating temperature, required gelling time, and type of silicone oil from the application of silicone oil,
Determining an approximate expression between the gelation time and three structural factors of amino equivalent, viscosity at normal temperature, and ratio of reactive functional groups at both ends under the required heating temperature;
Based on the approximate formula obtained under the required heating temperature, one of the amino equivalents selected from the functions required for the silicone oil, the viscosity at room temperature, and the reactive functional group ratio at both ends is used to determine the remaining one. The decision stage,
When the remaining one does not satisfy the function required for the silicone oil, using the above approximate expression, repeating the above steps, and
A method for designing a silicone oil having a controlled gelation time, which comprises:
Figure 2020059799
(In the formula (1), R 1 to R 6 are the same or different monovalent saturated or unsaturated hydrocarbon functional groups having 1 to 14 carbon atoms, a hydroxyl group, a nitrogen-containing group, a sulfur-containing group, or hydrogen. Yes, both p and q satisfy an arbitrary integer of 1 or more.)
下記式(1)により規定されるシリコーンオイルと、下記式(2)より規定されるゲル化時間調整添加剤と、を含有するシリコーンオイル組成物の設計方法であって、
シリコーンオイルの用途から、要求加熱温度、要求ゲル化時間、およびシリコーンオイルの種類を選択する段階と、
要求加熱温度の下で、アミノ当量、常温における粘度および両末端反応性官能基率の3つの構造要因とゲル化時間との間の近似式を求める段階と、
要求加熱温度の下で近似式に基づき、シリコーンオイルに要求される機能から選択されるアミノ当量、常温における粘度、両末端反応性官能基率のいずれか2つから、残りの1つを決める段階と、
残り1つがシリコーンオイルに要求される機能を満たさない場合に、上記近似式を用いて、前記段階を繰り返す段階と、
要求加熱温度における要求ゲル化時間に応じてポリオキシアルキレンユニットの付加モル数が調整されているゲル化時間調整添加剤を添加する段階と、
を有することを特徴とする、ゲル化時間が調整されたシリコーンオイル組成物の設計方法。
Figure 2020059799
(式(1)中、R〜Rは、同一もしくは異なる炭素数1〜14の1価の飽和または不飽和炭化水素官能基、水酸基、窒素含有基、硫黄含有基、水素のいずれかである。p、qはともに1以上の任意の整数を満たす。)
(化2)
(−(O−R−)−OH) (2)
(式(2)中、Rは、1〜3価の飽和または不飽和炭化水素官能基であって、炭素数が3〜60 であり、R は、2価の炭化水素であって、炭素数が2〜4である。rは、3〜200の整数であり、sは、1〜3の整数である。)
A method for designing a silicone oil composition comprising a silicone oil defined by the following formula (1) and a gelling time adjusting additive defined by the following formula (2),
Selecting the required heating temperature, required gelling time, and type of silicone oil from the application of silicone oil,
Determining an approximate expression between the gelation time and three structural factors of amino equivalent, viscosity at normal temperature, and ratio of reactive functional groups at both ends under the required heating temperature;
A step of determining the remaining one from any two of the amino equivalent selected from the functions required for the silicone oil, the viscosity at room temperature, and the ratio of reactive functional groups at both ends under the required heating temperature based on an approximate expression. When,
When the remaining one does not satisfy the function required for the silicone oil, using the above approximate expression, repeating the above steps, and
A step of adding a gelling time adjusting additive in which the number of added moles of polyoxyalkylene units is adjusted according to the required gelling time at the required heating temperature,
A method for designing a silicone oil composition having a controlled gelation time, which comprises:
Figure 2020059799
(In the formula (1), R 1 to R 6 are the same or different monovalent saturated or unsaturated hydrocarbon functional groups having 1 to 14 carbon atoms, a hydroxyl group, a nitrogen-containing group, a sulfur-containing group, or hydrogen. Yes, both p and q satisfy an arbitrary integer of 1 or more.)
(Chemical formula 2)
R 7 (- (O-R 8 -) r -OH) s (2)
(In the formula (2), R 7 is a 1-3-valent saturated or unsaturated hydrocarbon functional group having 3 to 60 carbon atoms, and R 8 is a divalent hydrocarbon, The carbon number is 2 to 4. r is an integer of 3 to 200 and s is an integer of 1 to 3.)
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