JP2020105330A - シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]以下の工程(I)、(II)および(III)を含む、シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法により達成される。
工程(I):
(a)炭素数2〜20のアルケニル基を分子内に少なくとも2つ有するオルガノポリシロキサン、
(b)ケイ素原子結合水素原子を分子内に少なくとも2つ有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、および
(c)加水分解性シラン
を含む混合物を、水中に乳化する工程
工程(II):
工程(I)で得た乳化物を(d)ヒドロシリル化反応触媒の存在下で硬化させ、球状のシリコーンエラストマー粒子を得る工程
工程(III):
工程(II)と同時または工程(II)の後に、シリコーンエラストマー粒子の表面を(c)加水分解性シランの縮合反応物であるシリコーン樹脂により被覆する工程
[2]上記の工程(I)における(c)加水分解性シランが、
(c1)R2Si(OA)2 (式中、Rは1価有機基であり、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シラン、
RSi(OA)3 (式中、Rは1価有機基であり、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シラン、および
Si(OA)4 (式中、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シランから選ばれる2種類以上の加水分解性シランの混合物、または
(c2)RSi(OA)3 (式中、Rは1価有機基であり、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シラン
である、[1]に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法。
[3]上記の工程(I)における(c)加水分解性シランが、
(c1−1)R1 2Si(OA)2 (式中、R1は炭素原子数1〜20のアルキル基または炭素原子数6〜20のアリール基であり、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シラン、および、
Si(OA)4 (式中、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シランを物質量比が8:2〜3:7の範囲内で含む、加水分解性シランの混合物である、[1]または[2]に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法。
[4](a)成分のアルケニル基含有量(Alk)と(b)成分のケイ素原子結合水素原子含有量(H)のモル比が
H/Alk= 0.7 〜 1.5
の範囲にある、[1]〜[3]のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法。
[5]さらに、工程(III)で得たシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子(凝集物を含む)を含む水系分散体から、水分を除去する工程を有する、[1]〜[4]のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法。
[6]さらに、工程(III)で得たシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子(凝集物を含む)を機械的手段を用いて解砕して、レーザー回折散乱法により測定される平均一次粒子径が0.5〜20μmであるシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を得る工程を有する、[1]〜[5]のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法。
[7][1]〜[6]のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法を含む、有機樹脂添加剤の製造方法。
[8][1]〜[6]のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法を含む、塗料原料またはコーティング剤原料の製造方法。
[9][1]〜[6]のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法を含む、化粧料原料の製造方法。
本発明にかかるシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法は、(a)炭素数2〜20のアルケニル基を分子内に少なくとも2つ有するオルガノポリシロキサン、
(b)ケイ素原子結合水素原子を分子内に少なくとも2つ有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、および(d)加水分解性シランを含む混合物を、水中に乳化し、(c)ヒドロシリル化反応触媒の存在下で硬化させ、球状のシリコーンエラストマー粒子を得、これと同時または球状のシリコーンエラストマー粒子を形成させた後に、シリコーンエラストマー粒子の表面を(d)加水分解性シランの縮合反応物であるシリコーン樹脂により被覆する方法が挙げられる。なお、シリコーンエラストマー粒子自体、それを与えるシリコーンエラストマー粒子形成用架橋性組成物の詳細、加水分解性シランの詳細については、後述する。
以下の工程(I)、(II)および(III)を含む製造方法により好適に得ることができる。
工程(I):
(a)炭素数2〜20のアルケニル基を分子内に少なくとも2つ有するオルガノポリシロキサン、
(b)ケイ素原子結合水素原子を分子内に少なくとも2つ有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、および
(d)加水分解性シラン
を含む混合物を、水中に乳化する工程
工程(II):
工程(I)で得た乳化物を(c)ヒドロシリル化反応触媒の存在下で硬化させ、球状のシリコーンエラストマー粒子を得る工程
工程(III):
工程(II)と同時または工程(II)の後に、シリコーンエラストマー粒子の表面を(d)加水分解性シランの縮合反応物であるシリコーン樹脂により被覆する工程
本発明のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法は、上記の方法であるが、水分の除去等により得られたシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子が凝集している場合は、ジェットミル、ボールミル、ハンマーミル等の粉砕機で機械力を用いて解砕する工程を有してよくかつ好ましい。さらに、特定の粒子径以下となるように、ふるいを用いて分級されていてもよい。特に凝集物を含むシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を機械力を用いて解砕してから利用することにより、粗大粒子を含まない均一な機能性粒子を得ることができ、各種有機樹脂への分散性、応力緩和特性、化粧料に配合した場合の使用感等が改善される。
本発明のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法は、その平均一次粒子径において特に限定されるものではないが、有機樹脂の応力緩和を目的として添加される有機樹脂添加剤の場合、レーザー回折散乱法により測定される平均一次粒子径が0.5〜20μmであることが好ましく、0.5〜15μmであることがより好ましい。なお、シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の粒子径は、被覆前のシリコーンエラストマー粒子、被覆量および上記の解砕/分級工程に応じて制御される。
本発明のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を上記の製造方法により得た場合、シリコーン樹脂によるシリコーンエラストマー粒子の表面の被覆状態が均一かつ滑らかになり、シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の二次凝集が効果的に抑制され、経時的な凝集粒子径の増大等の取扱作業性の問題を生じにくい。さらに、当該製造方法は、シリコーンエラストマー粒子形成用架橋性組成物および加水分解性シランを含む混合物を乳化して水性分散体を形成し、硬化反応およびシリコーン樹脂による表面被覆を同一容器(すなわち、ワンポッド)中で行うため、被覆前のシリコーンエラストマー粒子を単離して反応溶液を形成させ、加水分解性シランを反応溶液中に滴下する従来のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製法に比べて、短時間かつ高効率で製造を行うことができる利点がある。
まず、シリコーンエラストマー粒子は、その粒子内に少なくとも二つのケイ素原子が炭素数2〜20のシルアルキレン基により架橋された構造を有する。このようなシルアルキレン架橋構造は、異なるシロキサン分子間で、炭素数2〜20のアルケニル基とケイ素原子結合水素原子のヒドロシリル化反応が進行することにより形成されることが好ましい。本発明において、シリコーンエラストマー粒子を構成するシロキサン中のケイ素原子と他のケイ素原子間を架橋するシルアルキレン基は、炭素数2〜16のシルアルキレン基であることが好ましく、この炭素数は2〜8の範囲がより好ましく、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基またはヘキシレン基であることが特に好ましい。
上記のシリコーンエラストマー粒子は、分子内に少なくとも二つのケイ素原子が炭素数4〜20のシルアルキレン基により架橋された構造を有するものであり、以下の成分を含む架橋性組成物をヒドロシリル化反応により硬化させて得ることができる。
(a)炭素数2〜20のアルケニル基を分子内に少なくとも2つ有するオルガノポリシロキサン、
(b)ケイ素原子結合水素原子を分子内に少なくとも2つ有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、および
(c)ヒドロシリル化反応触媒
(ViMe2SiO)4Si,(HexMe2SiO)4Siで表される分岐型のオルガノポリシロキサンであってもよく、式中のViはビニル基、Meはメチル基、Hexはヘキセニル基を表すものである。
本発明のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子は、シリコーンエラストマー粒子の表面の一部又は全部が、シリコーン樹脂、好適には、R2SiO2/2(Rは一価有機基)で表されるDシロキサン単位、RSiO3/2(Rは一価有機基)で表されるTシロキサン単位およびSiO4/2で表されるQシロキサン単位から選ばれる2種類のシロキサン単位からなるシリコーン樹脂(すなわち、DQ,DTおよびTQシリコーン樹脂)または、RSiO3/2(Rは一価有機基)で表されるTシロキサン単位からなるシリコーン樹脂、特に好適には、DQシリコーン樹脂により被覆されてなることを特徴とする。
i)R2SiO2/2(Rは一価有機基)で表されるDシロキサン単位、およびSiO4/2で表されるQシロキサン単位からなるDQシリコーン樹脂、
ii)R2SiO2/2(Rは一価有機基)で表されるDシロキサン単位、およびRSiO3/2(Rは一価有機基)で表されるTシロキサン単位からなるDTシリコーン樹脂、および
iii)RSiO3/2(Rは一価有機基)で表されるTシロキサン単位、およびSiO4/2で表されるQシロキサン単位からなるTQシリコーン樹脂
から選ばれる1種類以上のシリコーン樹脂、または
iv)RSiO3/2(Rは一価有機基)で表されるTシロキサン単位からなるTシリコーン樹脂
である。
本発明にかかるシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子は、上記の製造工程を採用することで、シリコーンエラストマー粒子表面が、シリコーン樹脂により均一かつ滑らかに被覆され、シリコーン樹脂表面の突起や凹凸が極めて少ない被覆状態を実現することができる。特に球状のシリコーンエラストマー粒子において、シリコーン樹脂による被覆状態が均一であると、滑らかな粒子表面が粒子間の二次凝集を抑制し、二次粒子径の増大を抑制する一方、表面摩擦を生じにくくなるため、応力緩和性や潤滑性、さらに、化粧料に配合した場合の良好な感触を実現することができる。
本発明にかかるシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子は、有機樹脂に対する均一分散性および所望により応力緩和特性等に優れ、かつ、配合時に飛散/容器への付着が起こり難いので取り扱い作業性に著しく優れるため、本発明にかかるシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造工程を含む有機樹脂、塗料、コーティング剤の原料の製造方法は有用である。
本発明にかかるシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を含む有機樹脂として、硬化性有機樹脂組成物または熱可塑性樹脂が好適に例示される。このうち、硬化性樹脂は半導体基板等の電子材料に適する。より具体的には、硬化性有機樹脂組成物として、フェノール樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、キシレン樹脂、キシレン−ホルムアルデヒド樹脂、ケトン−ホルムアルデヒド樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、イミド樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アニリン樹脂、スルホン−アミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、これらの樹脂の共重合樹脂が例示され、これらの硬化性樹脂を二種以上組み合わせることもできる。特に、硬化製樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、およびシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。このエポキシ樹脂としては、グリシジル基や脂環式エポキシ基を含有する化合物であればよく、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ポリビニルフェノール型エポキシ樹脂、ジフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジフェニルサルホン型エポキシ樹脂、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、クレゾール・ナフトール共縮合型エポキシ樹脂、ビスフェニルエチレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、スピロクマロン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、テルペン型エポキシ樹脂、フェノールシクロヘキサン型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂、イミド基含有エポキシ樹脂、マレイミド基含有エポキシ樹脂、アリル基変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂が例示される。また、このフェノール樹脂としては、ポリビニルフェノール型、フェノールノボラック型、ナフトール型、テルペン型、フェノールジシクロペンタジエン型、フェノールアラルキル型、ナフトールアラルキル型、トリフェノールアルカン型、ジシクロペンタジエン型、クレゾール・ナフトール共縮合型、キシレン・ナフトール共縮合型が例示される。また、シリコーン樹脂としては、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂中のシラノール基、あるいはケイ素原子結合アルコキシ基とを反応させてなるエポキシ変性シリコーン樹脂が例示される。このような硬化性樹脂の硬化機構としては、熱硬化型、紫外線、あるいは放射線等の高エネルギー線硬化型、湿気硬化型、縮合反応硬化型、付加反応硬化型が例示される。また、このような硬化性樹脂の25℃における性状は限定されず、液状、あるいは加熱により軟化する固体状のいずれであってもよい。
本発明にかかるシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を含む塗料・コーティング剤として、常温硬化型、常温乾燥型、加熱硬化型が例示され、また、その性状により、水性、油性、粉状が例示され、さらに、ビヒクルの樹脂により、ポリウレタン樹脂塗料、ブチラール樹脂塗料、長油性フタル酸樹脂塗料、アルキッド樹脂塗料、アミノ樹脂とアルキッド樹脂からなるアミノアルキッド樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、フェノール樹脂塗料、シリコーン変性エポキシ樹脂塗料、シリコーン変性ポリエステル樹脂塗料、シリコーン樹脂塗料が例示される。
本発明にかかるシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子は、化粧料原料としても有用であり、その表面の一部又は全部がシリコーン樹脂により被覆されているので、従来公知のシリコーンエラストマー粒子やシリコーン複合粒子に比べて吸油特性および他の化粧料原料(特に油性原料)への均一分散性に優れ、肌や髪上に塗布した場合、化粧料の油っぽさ、べたつきを抑制し、滑らかな広がりと柔らかい感触を付与し、使用感に優れるという利点を有する。さらに、本発明のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子は、飛散しにくく、容器に付着しにくいことから取扱作業性および配合安定性に優れるものである。
シリコーンエラストマー粒子の原料である、硬化性シリコーン組成物を加熱オーブンにて150℃で1時間加熱して、シート状に硬化させた。この硬さをJIS K 6253に規定されるJIS A 硬度計により測定した。
白金触媒を添加する前のエマルジョンを、レーザー回折式粒度分布測定器(ベックマン・コールター社のLS−230)により測定し、そのメジアン径(累積分布の50%に相当する粒径、50%粒径)を平均粒子径とした。
エタノールを分散媒として、レーザー回折式粒度分布測定器(堀場製作所のLA−750)で硬化シリコーン粒子の粒径を測定し、エタノール中での硬化シリコーン粒子のメジアン径(累積分布の50%に相当する粒径、D90、μm)や算術分散度(粒径分布の分散度合いを示す、SD、μm2)の値を得た。測定試料は、300mLのカップに硬化シリコーン粒子(1g)とエタノール(100mL)を攪拌羽および超音波振動機を用いて分散した。
エポキシ樹脂溶液(固形分59.2%)35gに、シリコーン粒子7gを添加し、ホモディスパーで攪拌し、ブルックフィールドE-型粘度計で混合物の粘度を測定した。
なお、エポキシ樹脂溶液は以下の処方で調製した。
難燃型エポキシ樹脂(DIC社製、商品名「EPICLON 1121N−80M」)434.8g
他官能エポキシ樹脂(三菱化学社製、商品名「jER154」)122.3g
2−ブタノン 89.4g
2−メトキシエタノール 158.6g
以下の式において、ViはCH2=CH−で表されるビニル基、MeはCH3−で表されるメチル基、HexはCH2=CH−C4H8−で表されるヘキセニル基をそれぞれ示す。
[化1−1]
Me2HexSiO−(Me2SiO)57−(MeHexSiO)3−SiHexMe2、
アルケニル基含有率は、2.7wt%。粘度は100mPa・s。
[化1−2]
(Me2ViSiO)4Si、
アルケニル基含有率は、23.25wt%。粘度は3mPa・s。
[化1−3]
Me2ViSiO−(Me2SiO)141−(MeViSiO)2−SiViMe2、
アルケニル基含有率は、1.08wt%。粘度は370mPa・s。
[化2−1]
(Me3SiO1/2)2(Me2SiO2/2)7(HMeSiO2/2)11(MeSiO3/2)1、
ケイ素原子結合水素原子含有量は、0.825wt%。粘度は15mPa・s。
[化2−2]
Me3SiO1/2−(Me2SiO2/2)39−(HMeSiO2/2)12−SiMe3。
ケイ素原子結合水素原子含有量は、0.309wt%。粘度は47mPa・s。
[化1−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンと、[化2−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンを質量比89:11で、室温で均一に混合した。テトラエトキシシラン14質量部、ジメチルジメトキシシラン10質量部を加え、更に混合した。次に、この組成物をポリオキシエチレンソルビタンラウレート3.0質量部と純水20質量部からなる25℃の水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した。その平均一次粒子径は1.4μmであった。その後、純水350質量部を加えて希釈してエマルジョンを調製した。次に、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(本組成物中、白金金属が質量単位で10ppmとなる量)をポリオキシエチレンソルビタンラウレートと純水で水分散液として、エマルジョンに加えて攪拌した後、このエマルジョンを50℃で1時間静置してヒドロシリル化反応を行った後、28%アンモニア水20質量部を添加した。このときの液のpHは11であった。更に1時間静置してシランの縮合反応を行い、シリコーン樹脂で被覆されたシリコーンゴム粒子の均一な水系サスペンジョンを調製した。次に、この水系サスペンジョンを小型スプレードライヤー(アシザワニロ社製)で乾燥し、シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を得た。得られたシリコーンエラストマー粒子のJIS−A硬度は68であり、その平均二次粒子径は2.2μmであった。
[化1−2]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンと、[化2−2]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンを質量比25:75で、室温で均一に混合した。テトラエトキシシラン9質量部、ジメチルジメトキシシラン4質量部を加え、更に混合した。次に、この組成物をポリオキシエチレンソルビタンラウレート3.0質量部と純水20質量部からなる25℃の水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した。その平均一次粒子径は1.4μmであった。その後、純水350質量部を加えて希釈してエマルジョンを調製した。次に、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(本組成物中、白金金属が質量単位で10ppmとなる量)をポリオキシエチレンソルビタンラウレートと純水で水分散液として、エマルジョンに加えて攪拌した後、このエマルジョンを50℃で3時間静置してヒドロシリル化反応を行った後、28%アンモニア水20質量部を添加した。このときの液のpHは11であった。更に1時間静置してシランの縮合反応を行い、シリコーン樹脂で被覆されたシリコーンゴム粒子の均一な水系サスペンジョンを調製した。次に、この水系サスペンジョンを小型スプレードライヤー(アシザワニロ社製)で乾燥し、シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を得た。得られたシリコーンエラストマー粒子のJIS−A硬度は83であり、その平均二次粒子径は3.2μmであった。
[化1−3]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンと、[化2−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンを質量比96:4で、室温で均一に混合した。テトラエトキシシラン14質量部、ジメチルジメトキシシラン10質量部を加え、更に混合した。次に、この組成物をポリオキシエチレンソルビタンラウレート3.0質量部と純水20質量部からなる25℃の水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した。その平均一次粒子径は1.1μmであった。その後、純水350質量部を加えて希釈してエマルジョンを調製した。次に、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(本組成物中、白金金属が質量単位で10ppmとなる量)をポリオキシエチレンソルビタンラウレートと純水で水分散液として、エマルジョンに加えて攪拌した後、このエマルジョンを50℃で3時間静置してヒドロシリル化反応を行った後、28%アンモニア水20質量部を添加した。このときの液のpHは11であった。更に1時間静置してシランの縮合反応を行い、シリコーン樹脂で被覆されたシリコーンゴム粒子の均一な水系サスペンジョンを調製した。次に、この水系サスペンジョンを小型スプレードライヤー(アシザワニロ社製)で乾燥し、シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を得た。得られたシリコーンエラストマー粒子のJIS−A硬度は50であり、その平均二次粒子径は4.0μmであった。
[化1−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンと、[化2−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンを質量比89:11で、室温で均一に混合した。テトラエトキシシラン14質量部、ジフェニルジメトキシシラン7質量部を加え、更に混合した。次に、この組成物をポリオキシエチレンアルキル(C12―14)エーテル3質量部と純水20質量部からなる25℃の水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した。その平均一次粒子径は0.9μmであった。その後、純水350質量部を加えて希釈してエマルジョンを調製した。次に、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(本組成物中、白金金属が質量単位で10ppmとなる量)をポリオキシエチレンアルキル(C12―14)エーテルと純水で水分散液として、エマルジョンに加えて攪拌した後、このエマルジョンを50℃で1時間静置してヒドロシリル化反応を行った後、28%アンモニア水20質量部を添加した。このときの液のpHは11であった。更に1時間静置してシランの縮合反応を行い、シリコーン樹脂で被覆されたシリコーンゴム粒子の均一な水系サスペンジョンを調製した。次に、この水系サスペンジョンを小型スプレードライヤー(アシザワニロ社製)で乾燥し、シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を得た。得られたシリコーンエラストマー粒子のJIS−A硬度は68であり、その平均二次粒子径は1.6μmであった。
[化1−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンと、[化2−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンを質量比89:11で、室温で均一に混合した。次に、この組成物をポリオキシエチレンアルキル(C12―14)エーテル3質量部と純水20質量部からなる25℃の水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した。その平均一次粒子径は1.5μmであった。その後、純水350質量部を加えて希釈してエマルジョンを調製した。次に、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(本組成物中、白金金属が質量単位で10ppmとなる量)をポリオキシエチレンアルキル(C12―14)エーテルと純水で水分散液として、エマルジョンに加えて攪拌した後、このエマルジョンを50℃で1時間静置してシリコーンゴム粒子の均一な水系サスペンジョンを調製した。次に、この水系サスペンジョンを小型スプレードライヤー(アシザワニロ社製)で乾燥し、シリコーンエラストマー粒子を得た。得られたシリコーンエラストマー粒子のJIS−A硬度は68であり、その平均二次粒子径は3.1μmであった。
[化1−2]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンと、[化2−2]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンを質量比25:75で、室温で均一に混合した。次に、この組成物をポリオキシエチレンアルキル(C12―14)エーテル3.0質量部と純水20質量部からなる25℃の水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した。その平均一次粒子径は1.3μmであった。その後、純水350質量部を加えて希釈してエマルジョンを調製した。次に、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(本組成物中、白金金属が質量単位で10ppmとなる量)をポリオキシエチレンアルキル(C12―14)エーテルと純水で水分散液として、エマルジョンに加えて攪拌した後、このエマルジョンを50℃で3時間静置してシリコーンゴム粒子の均一な水系サスペンジョンを調製した。次に、この水系サスペンジョンを小型スプレードライヤー(アシザワニロ社製)で乾燥し、シリコーンエラストマー粒子を得た。得られたシリコーンエラストマー粒子のJIS−A硬度は83であり、その平均二次粒子径は4.6μmであった。
[化1−3]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンと、[化2−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンを質量比96:4で、室温で均一に混合した。次に、この組成物をポリオキシエチレンアルキル(C12―14)エーテル3.0質量部と純水20質量部からなる25℃の水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した。その平均一次粒子径は1.5μmであった。その後、純水350質量部を加えて希釈してエマルジョンを調製した。次に、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(本組成物中、白金金属が質量単位で10ppmとなる量)をポリオキシエチレンアルキル(C12―14)エーテルと純水で水分散液として、エマルジョンに加えて攪拌した後、このエマルジョンを50℃で3時間静置してシリコーンゴム粒子の均一な水系サスペンジョンを調製した。次に、この水系サスペンジョンを小型スプレードライヤー(アシザワニロ社製)で乾燥し、シリコーンエラストマー粒子を得た。得られたシリコーンエラストマー粒子のJIS−A硬度は50であり、その平均二次粒子径は56.7μmであった。
[化1−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンと、[化2−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンを質量比89:11で、室温で均一に混合した。次に、この組成物をポリオキシエチレンアルキル(C12―14)エーテル3.0質量部と純水20質量部からなる25℃の水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した。平均一次粒子径は1.0μmであった。その後、純水350質量部を加えて希釈してエマルジョンを調製した。次に、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(本組成物中、白金金属が質量単位で10ppmとなる量)をポリオキシエチレンアルキル(C12―14)エーテルと純水で水分散液として、エマルジョンに加えて攪拌した後、このエマルジョンを50℃で1時間静置して、シリコーンゴム粒子の均一な水系サスペンジョンを調製した。得られたシリコーンエラストマー粒子のJIS−A硬度は68であり、その平均一次粒子径は1.0μmであった。
[化1−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンと、[化2−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンを質量比89:11で、室温で均一に混合した。ジメチルジメトキシシラン3重量部とメチルトリメトキシシラン16質量部を加え、更に混合した。次に、この組成物をポリオキシエチレンソルビタンラウレート3質量部と純水20質量部からなる25℃の水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した。その平均一次粒子径は1.3μmであった。その後、純水350質量部を加えて希釈してエマルジョンを調製した。次に、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(本組成物中、白金金属が質量単位で10ppmとなる量)をポリオキシエチレンソルビタンラウレートと純水で水分散液として、エマルジョンに加えて攪拌した後、このエマルジョンを50℃で1時間静置してヒドロシリル化反応を行った後、28%アンモニア水20質量部を添加した。このときの液のpHは11であった。更に1時間静置してシランの縮合反応を行い、シリコーン樹脂で被覆されたシリコーンゴム粒子の均一な水系サスペンジョンを調製した。次に、この水系サスペンジョンを小型スプレードライヤー(アシザワニロ社製)で乾燥し、シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を得た。得られたシリコーンエラストマー粒子のJIS−A硬度は68であり、その平均二次粒子径は2.5μmであった。
[化1−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンと、[化2−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンを質量比89:11で、室温で均一に混合した。メチルトリメトキシシラン16質量部とテトラエトキシシラン7質量部を加え、更に混合した。次に、この組成物をポリオキシエチレンソルビタンラウレート3質量部と純水20質量部からなる25℃の水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した。その平均一次粒子径は1.0μmであった。その後、純水350質量部を加えて希釈してエマルジョンを調製した。次に、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(本組成物中、白金金属が質量単位で10ppmとなる量)をポリオキシエチレンソルビタンラウレートと純水で水分散液として、エマルジョンに加えて攪拌した後、このエマルジョンを50℃で1時間静置してヒドロシリル化反応を行った後、28%アンモニア水20質量部を添加した。このときの液のpHは11であった。更に1時間静置してシランの縮合反応を行い、シリコーン樹脂で被覆されたシリコーンゴム粒子の均一な水系サスペンジョンを調製した。次に、この水系サスペンジョンを小型スプレードライヤー(アシザワニロ社製)で乾燥し、シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を得た。得られたシリコーンエラストマー粒子のJIS−A硬度は68であり、その平均二次粒子径は1.6μmであった。
[化1−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンと、[化2−1]の平均式で示されるポリオルガノシロキサンを質量比89:11で、室温で均一に混合した。メチルトリメトキシシラン20質量部を加え、更に混合した。次に、この組成物をポリオキシエチレンソルビタンラウレート3質量部と純水20質量部からなる25℃の水溶液中に分散し、さらにコロイドミルにより均一に乳化した。その平均一次粒子径は1.0μmであった。その後、純水350質量部を加えて希釈してエマルジョンを調製した。次に、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(本組成物中、白金金属が質量単位で10ppmとなる量)をポリオキシエチレンソルビタンラウレートと純水で水分散液として、エマルジョンに加えて攪拌した後、このエマルジョンを50℃で1時間静置してヒドロシリル化反応を行った後、28%アンモニア水20質量部を添加した。このときの液のpHは11であった。更に1時間静置してシランの縮合反応を行い、シリコーン樹脂に被覆されたシリコーンゴム粒子の均一な水系サスペンジョンを調製した。次に、この水系サスペンジョンを小型スプレードライヤー(アシザワニロ社製)で乾燥し、シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を得た。得られたシリコーンエラストマー粒子のJIS−A硬度は68であり、その平均二次粒子径は2.6μmであった。
*ジフェニル基を含むDシロキサン単位
本発明にかかる製造方法により、平均二次粒子径が比較的小さく、エポキシ樹脂との混合粘度も低く抑えられたシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を合成することが出きた(実施例1〜7)。一方、本発明と異なり、予めシリコーンエラストマー粒子を合成してからシリコーン樹脂による被覆を行った比較例4においては、平均二次粒子径が増大して凝集しやすくなり、かつ、エポキシ樹脂との混合粘度も大幅に増大した。特に、実施例1と比較例4を電子顕微鏡写真(図1、図2)で対比した場合、実施例1の被覆状態が均一かつ滑らかであるのに対し、比較例4は突起、凹凸が多く見られ、粒子表面の状態が明らかに異なるものである。
本発明の製造方法により得られたシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子は、前記の特許文献2(特開2011−105663号公報)、特許文献3(特開2011−168634号公報)、特許文献4(特開2011−102354号公報)、特許文献5(国際特許公開 WO2017/191798)および特開2014−122316号公報において提案されているシリコーン粒子(シリコーンゴムパウダー等)またはシリコーン複合粒子を含む化粧料組成物の各処方例について、これらのシリコーン系粒子の一部又は全部を置き換えて使用することができる。
Claims (9)
- 以下の工程(I)、(II)および(III)を含む、シリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法。
工程(I):
(a)炭素数2〜20のアルケニル基を分子内に少なくとも2つ有するオルガノポリシロキサン、
(b)ケイ素原子結合水素原子を分子内に少なくとも2つ有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、および
(d)加水分解性シラン
を含む混合物を、水中に乳化する工程
工程(II):
工程(I)で得た乳化物を(c)ヒドロシリル化反応触媒の存在下で硬化させ、球状のシリコーンエラストマー粒子を得る工程
工程(III):
工程(II)と同時または工程(II)の後に、シリコーンエラストマー粒子の表面を(c)加水分解性シランの縮合反応物であるシリコーン樹脂により被覆する工程 - 上記の工程(I)における(c)加水分解性シランが、
(d1)R2Si(OA)2 (式中、Rは1価有機基であり、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シラン、
RSi(OA)3 (式中、Rは1価有機基であり、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シラン、および
Si(OA)4 (式中、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シランから選ばれる2種類以上の加水分解性シランの混合物、または
(d2)RSi(OA)3 (式中、Rは1価有機基であり、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シラン
である、請求項1に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法。 - 上記の工程(I)における(d)加水分解性シランが、
(d1−1)R1 2Si(OA)2 (式中、R1は炭素原子数1〜20のアルキル基または炭素原子数6〜20のアリール基であり、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シラン、および、
Si(OA)4 (式中、Aは独立に、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基またはフェニル基)で表される加水分解性シランを物質量比が8:2〜3:7の範囲内で含む、加水分解性シランの混合物である、請求項1または請求項2に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法。 - (a)成分のアルケニル基含有量(Alk)と(b)成分のケイ素原子結合水素原子含有量(H)のモル比が
H/Alk= 0.7 〜 1.5
の範囲にある、請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法。 - さらに、工程(III)で得たシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子(凝集物を含む)を含む水系分散体から、水分を除去する工程を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法。
- さらに、工程(III)で得たシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子(凝集物を含む)を機械的手段を用いて解砕して、レーザー回折散乱法により測定される平均一次粒子径が0.5〜20μmであるシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子を得る工程を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法を含む、有機樹脂添加剤の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法を含む、塗料原料またはコーティング剤原料の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂被覆シリコーンエラストマー粒子の製造方法を含む、化粧料原料の製造方法。
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