JP2021531324A - 精製された出発原料を用いたアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーの調製使用方法及びオリゴマーの使用 - Google Patents

精製された出発原料を用いたアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーの調製使用方法及びオリゴマーの使用 Download PDF

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Abstract

アルコキシ官能性ハイドロジェンシロキサンオリゴマーの調製方法は、ヒドロシリル化反応物及び促進剤の存在下で、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーと脂肪族不飽和アルコキシシランとを反応させる工程を含む。得られた反応生成物を蒸留し、処理剤で処理し、再び蒸留してアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを生成する。アルコキシ官能性ハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、脂肪族不飽和一価炭化水素基を有するポリオルガノシロキサンと反応して、ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンを形成することができる。ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、縮合反応硬化性組成物中に配合することができる。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第119条(e)に基づき、2019年9月11日出願の米国仮特許出願62/898565号の利益を主張するものである。米国仮特許出願第62/898565号は、参照により本明細書に組み込まれる。
アルコキシ官能性ハイドロジェンシロキサンオリゴマーの調製方法が開示される。アルコキシ官能性ハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、脂肪族不飽和一価炭化水素基を有するポリオルガノシロキサンと反応して、ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンを形成することができ、これは縮合反応硬化性組成物において有用である。
ビス(トリメトキシシリルエチル)ジメチルシロキシ−n−プロピルシランは、白金によって触媒されるトリス(ジメチルシロキシ)−n−プロピルシランとビニルトリメトキシシランとのヒドロシリル化によって調製され、これにより、ビス(トリメトキシシリルエチル)ジメチルシロキシ−n−プロピルシランが40%の収率で得られ、1:1及び1:3の付加物が主な副生成物として得られた。β−異性体:α−異性体(β:α)比は70:30であった。
ジメチルアセトキシシランは、40%〜75%のビス(トリメトキシシリルエチル)ジメチルシロキシ−n−プロピルシランの収率及び70%〜88%のβ−異性体の位置選択性の両方を改善するために、ヒドロシリル化反応促進剤として提案されている。
しかしながら、この方法には、ポリメトキシ官能性ポリジメチルシロキサンを調製する際に、最終生成物中のケイ素原子にアセトキシ基が結合しているという欠点があった。アセトキシ基は、酢酸が放出されて縮合反応を触媒する際に、ポリメトキシ官能性ポリジメチルシロキサンの粘度を、保存時に経時的に増加させ得る。
発明が解決しようとする課題
β−異性体に対して高い収率及び高い選択性を有する、アセトキシを含まないアルコキシ官能性ハイドロジェンシロキサンオリゴマーを提供することが、業界で必要とされている。
アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む生成物を調製する方法であって、方法が、
1)
(A)単位式(I):(HR SiO1/2(R SiO1/2(HRSiO2/2(R SiO2/2(RSiO3/2(HSiO3/2(SiO4/2[式中、下付き文字e、f、g、h、i、j、及びkは、5≧e≧0、5≧f≧0、10≧g≧0、5≧h≧0であり、下付き文字iが0又は1であり、5≧j≧0であり、下付き文字kが0又は1であるような値を有し、ただし、数値(e+g+j)≧2、数値(e+f+g+h+i+j+k)≦50であり、各Rは、独立して、1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基及び1〜18個の炭素原子を有する一価ハロゲン化炭化水素基からなる群から選択される]のポリオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーと、
(B)式(II):
Figure 2021531324
[式中、Rは、上述のとおりであり、Rは、2〜18個の炭素原子を有する脂肪族不飽和一価炭化水素基であり、各Rは、独立して、1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基であり、下付き文字cは、0又は1である]の脂肪族不飽和アルコキシシランと、
を含む出発原料を、
(C)白金族金属触媒;及び
(D)式(III):
Figure 2021531324
[式中、各Rは、独立して、1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基又は1〜18個の炭素原子を有する一価ハロゲン化炭化水素基であり、Rは、1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基である]のヒドロ(アシルオキシ)官能性ケイ素化合物の存在下で反応させ、それによってアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む反応生成物を調製する工程と、
2)工程1)の反応生成物を蒸留して、蒸留反応生成物を調製する工程と、
3)工程2)の蒸留反応生成物を、
(E)収着剤と、
(F)式(IV):HOR[式中、Rは、水素原子又は1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基である]の化合物と、を含む処理剤で処理し、それによってアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む生成物を調製する工程と、
4)工程3)の生成物を蒸留し、それによってアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを回収する工程と、
を含む、方法。
アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、単位式(V):
Figure 2021531324
[式中、
、R、並びに下付き文字c、f、h、i、及びkは、上述のとおりであり、下付き文字bは、0〜2であり、m>0であり、数値(m+n+o+p)=(e+g+j)であり、各Dは、独立して、2〜18個の炭素原子を有する二価炭化水素基である]を有する。
アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンを調製する方法において有用である。ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンを調製する方法は、
(1)
(a)上記の方法によって調製されたアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーと、
(b)1分子当たり、平均して少なくとも1個の脂肪族不飽和一価炭化水素基を有するポリオルガノシロキサンと、
(c)ヒドロシリル化反応触媒と、を含む出発原料を反応させる工程、
を含む。
ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、縮合反応硬化性組成物を調製する方法において有用である。縮合反応硬化性組成物を調製する方法は、
(i)上述の方法によって調製されたポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンと、
(ii)縮合反応触媒と、
を含む出発原料を混合する工程、を含む。
アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む生成物を調製する上記の方法では、以下の出発原料が使用される。出発原料(A)はポリオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーであり、出発原料(B)は脂肪族不飽和アルコキシシランであり、出発原料(C)はヒドロシリル化反応触媒であり、出発原料(D)は、ヒドロ(アシルオキシ)官能性ケイ素化合物であり、出発原料(E)は収着剤であり、出発原料(F)は式HOR[式中、Rは、水素原子又は一価炭化水素基である]の化合物である。
(A)ポリオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマー
上述の方法において有用である成分(A)は、単位式(I):
(HR SiO1/2(R SiO1/2(HRSiO2/2(R SiO2/2(RSiO3/2(HSiO3/2(SiO4/2[式中、下付き文字e、f、g、h、i、j、及びkは、5≧e≧0、5≧f≧0、10≧g≧0、5≧h≧0であり、下付き文字iが0又は1であり、5≧j≧0であり、下付き文字kが0又は1であるような値を有し、ただし、数値(e+g+j)≧2、数値(e+f+g+h+i+j+k)≦50であり、各Rは、独立して、1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基又は1〜18個の炭素原子を有する一価ハロゲン化炭化水素基である]のポリオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーである。あるいは、Rの一価炭化水素基は、1〜12個の炭素原子、あるいは1〜10個の炭素原子を有する。
に好適な一価炭化水素基としては、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基及び6〜10個の炭素原子を有するアリール基が挙げられるが、これらに限定されない。Rに好適なアルキル基は、メチル、エチル、プロピル(例えば、イソプロピル及び/又はn−プロピル)、ブチル(例えば、イソブチル、n−ブチル、tert−ブチル及び/又はsec−ブチル)、ペンチル(例えば、イソペンチル、ネオペンチル及び/又はtert−ペンチル)、ヘキシル、並びに6個の炭素原子を有する分枝状飽和炭化水素基によって例示されるが、これらに限定されない。Rに好適なアリール基は、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ベンジル、及びジメチルフェニルによって例示されるが、これらに限定されない。Rに好適な一価ハロゲン化炭化水素基としては、1〜6個の炭素原子を有するハロゲン化アルキル基又は6〜10個の炭素原子を有するハロゲン化アリール基が挙げられるが、これらに限定されない。Rに好適なハロゲン化アルキル基は、1個以上の水素原子がF又はClなどのハロゲン原子で置換された上述のアルキル基によって例示されるが、これらに限定されない。例えば、フルオロメチル、2−フルオロプロピル、3,3,3−トリフルオロプロピル、4,4,4−トリフルオロブチル、4,4,4,3,3−ペンタフルオロブチル、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフルオロペンチル、6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフルオロヘキシル、及び8,8,8,7,7−ペンタフルオロオクチル、2,2−ジフルオロシクロプロピル、2,3−ジフルオロシクロブチル、3,4−ジフルオロシクロヘキシル、及び3,4−ジフルオロ−5−メチルシクロヘプチル、クロロメチル、クロロプロピル、2−ジクロロシクロプロピル、及び2,3−ジクロロシクロペンチルは、好適なハロゲン化アルキル基の例である。Rに好適なハロゲン化アリール基は、1個以上の水素原子がF又はClなどのハロゲン原子で置換された上述のアリール基によって例示されるが、これらに限定されない。例えば、クロロベンジル及びフルオロベンジルは、好適なハロゲン化アリール基である。あるいは、各Rは、独立して、メチル、エチル、又はプロピルである。Rの各例は、同じであっても又は異なっていてもよい。あるいは、各Rは、メチル基である。好適なヒドリドシランの例としては、トリメチルシラン及びトリメトキシシランが挙げられる。
上述の方法の工程1)では、アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む反応生成物を生成する。アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、単位式(V):
Figure 2021531324
[式中、
、R、並びに下付き文字c、f、h、i、及びkは、上述のとおりであり、下付き文字bは、0〜2であり、下付き文字m>0であり、下付き文字m、n、o、及びpは、数値(m+n+o+p)=(e+g+j)であるような値を有し、各Dは、独立して、2〜18個の炭素原子を有する二価炭化水素基である]を有する。下付き文字e、g、及びjは、式(I)で上述したとおりである。本明細書に記載の方法は、このアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーが、β−付加化合物に対して高い選択性を有して、すなわち、各Dが直鎖状であり、対応するα−付加化合物(非直鎖状であるDの1つ以上の例を有する)なしに、又は促進剤を含まない既存の方法よりも少ない量のα−付加化合物とともにのいずれかで生成されるという利点を提供する。
代替的実施形態では、成分(A)は、式(VI):
Figure 2021531324
[式中、各Rは、独立して、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、6〜10個の炭素原子を有するアリール基、1〜6個の炭素原子を有するハロゲン化アルキル基、又は6〜10個の炭素原子を有するハロゲン化アリール基であり、下付き文字aは、最大20の整数である]のα,γ−水素末端オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーである。あるいは、下付き文字aは、0〜20であり、あるいは下付き文字aは、0〜10であり、あるいは、下付き文字aは、0〜5であり、あるいは下付き文字aは、0又は1である。あるいは、下付き文字aは、2〜10であってもよく、あるいは、下付き文字aは、2〜5である。好適なオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーの例としては、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルトリシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチルトリシロキサン、及び1,1,3,3−テトラエチルジシロキサンが挙げられる。あるいは、成分(A)は、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンであってもよい。
式(VI)のオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーが本方法で使用される場合、生成物は、式(VII):
Figure 2021531324
[式中、R並びに下付き文字a及びcは、上述のとおりであり、Dは、2〜18個の炭素原子を有する二価炭化水素基であり、ただし、Dの>90モル%は、直鎖状二価炭化水素基である]の生成されたアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む。
代替的実施形態では、成分(A)オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、単位式(VIII):(HR SiO1/2(R SiO2/2(RSiO3/2)[式中、下付き文字qは、0〜3である]を有する。この単位式のポリオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、式(IX):
Figure 2021531324
[式中、Rは、上述のとおりである]を有してもよい。このようなオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーの例としては、式(X)(MeHSiO1/2(PrSiO3/2)[式中、Meは、メチル基を表し、Prは、プロピル基を表す]のシロキサンが挙げられる。
上述の方法において成分A)に使用されるオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーが、単位式(XII)を有するとき、生成物は、式(XIII)のアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含み、式(XIII)は:
Figure 2021531324
[式中、R及び下付き文字cは、上述のとおりであり、各Dは、独立して、2〜18個の炭素原子を有する二価炭化水素基であり、ただし、Dの>90モル%は、直鎖状二価炭化水素基である]である。
本発明の代替的実施形態では、成分(A)オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、単位式(XIV):(HR SiO1/2(R SiO2/2(HRSiO2/2[式中、Rは、上述のとおりであり、下付き文字qは、0〜3であり、下付き文字rは、0〜3である]を有してもよい。この実施形態では、オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、式(XV):
Figure 2021531324
[式中、Rは、上述のとおりである]を有してもよい。このようなオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーの例としては、1,1,3,5,5−ペンタメチルトリシロキサンが挙げられる。この実施形態では、生成物は、式(XVI)、式(XVII)のアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマー、又はこれらの組み合わせを含み、ここで、式(XVI)は、
Figure 2021531324
であり、式(XVII)は、
Figure 2021531324
であり、式中、R及び下付き文字cは、上述のとおりである。
代替的実施形態では、成分(A)オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、環式である。環式オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、単位式(XVIII):(R SiO2/2(RHSiO2/2[式中、Rは、上述のとおりであり、下付き文字sは、≧3であり、下付き文字vは、≧0である]を有してもよい。あるいは、下付き文字sは、3〜14、あるいは3〜9、あるいは3〜6、あるいは3〜5、あるいは4であってもよい。あるいは、下付き文字vは、0〜14、あるいは0〜9、あるいは0〜6、あるいは0〜5、あるいは0であってもよい。この環式オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーが成分(A)として使用されるとき、生成物は、単位式(XIX):
Figure 2021531324
[式中、R、R、D、並びに下付き文字c及びvは、上述のとおりであり、下付き文字tは、0以上であり、下付き文字uは、1以上であり、数値(t+u)=sである]のアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含んでもよい。
オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマー及びその調製のための方法は、当該技術分野において既知である。例えば、オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーは、例えば、オルガノヒドロシリルクロリドの加水分解及び縮合によって、調製されてもよい。
(B)脂肪族不飽和アルコキシシラン
上述の方法において有用な成分(B)は、式(II)
Figure 2021531324
[式中、各Rは、独立して、一価炭化水素基又は一価ハロゲン化炭化水素基(上述のように)であり、各Rは、独立して、脂肪族不飽和炭化水素基であり、各Rは、独立して、一価炭化水素基であり、下付き文字cは、0又は1である]の脂肪族不飽和アルコキシシランである。Rの脂肪族不飽和炭化水素基は、アルケニル基又はアルキニル基であってもよい。好適なアルケニル基としては、ビニル、アリル、プロペニル、ブテニル、及びヘキセニル、あるいはビニル、アリル、又はヘキセニル、あるいはビニルが挙げられる。Rの一価炭化水素基は、Rについて上述した一価炭化水素基であってもよい。
成分(B)は、脂肪族不飽和アルコキシシラン、例えば、ジアルケニルジアルコキシシランなどのジアルコキシシラン;アルケニルトリアルコキシシランなどのトリアルコキシシラン;又はこれらの組み合わせであり得る。好適な脂肪族不飽和アルコキシシランの例としては、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ヘキセニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ヘキセニルメチルジメトキシシラン、ヘキセニルトリエトキシシラン、及びこれらの組み合わせが挙げられ、あるいはビニルトリメトキシシランが挙げられる。脂肪族不飽和シランは当技術分野において既知であり、市販されている。例えば、ビニルトリメトキシシランは、XIAMETER(商標)OFS−6300シランとして市販されており、ビニルトリエトキシシランは、XIAMETER(商標)OFS−6518シランとして市販されており、両方ともDow Silicones Corporation(Midland,Michigan,USA)製である。
成分(A)及び成分(B)は、成分(B):成分(A)が>1:1〜1:1の相対モル量で存在する。あるいは、(B):(A)比は、5:1〜1:1、あるいは2:1〜1:1、あるいは1.5:1〜1:1の範囲であってもよい。理論に束縛されるものではないが、成分(B)の成分(A)に対するモル過剰は、生成物中の収率に好都合に影響を及ぼすことができると考えられる。
(C)ヒドロシリル化反応触媒
本明細書に記載の方法及び組成物において有用な成分(C)は、ヒドロシリル化反応触媒である。ヒドロシリル化反応触媒は、当該技術分野において既知であり、市販されている。ヒドロシリル化反応触媒としては、白金族金属触媒が挙げられる。このようなヒドロシリル化反応触媒は、(C−1)白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム、及びイリジウムから選択される金属であり得る。あるいは、ヒドロシリル化反応触媒は、(C−2)このような金属の化合物、例えば、クロリドトリス(トリフェニルホスファン)ロジウム(I)(Wilkinsonの触媒)、[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ジクロロジロジウム又は[1,2−ビス(ジエチルホスピノ(diethylphospino))エタン]ジクロロジロジウムなどのロジウムジホスフィンキレート、塩化白金酸(Speierの触媒)、塩化白金酸六水和物、二塩化白金であってもよい。あるいは、ヒドロシリル化反応触媒は、(C−3)白金族金属化合物と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体、又は(C−4)マトリックス若しくはコアシェル型構造中にマイクロカプセル化された白金族金属化合物であってもよい。白金と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体としては、1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの白金錯体(Karstedtの触媒)が挙げられる。あるいは、ヒドロシリル化触媒は、(C−5)樹脂マトリックス中にマイクロカプセル化された錯体を含んでもよい。例示的なヒドロシリル化反応触媒は、米国特許第3,159,601号、同3,220,972号、同3,296,291号、同3,419,593号、同3,516,946号、同3,814,730号、同3,989,668号、同4,784,879号、同5,036,117号、及び同5,175,325号、並びに欧州特許第0347895(B)号に記載されている。マイクロカプセル化されたヒドロシリル化反応触媒及びその調製方法は、米国特許第4,766,176号及び同5,017,654号に例示されているとおり、当該技術分野において既知である。あるいは、本明細書で使用されるヒドロシリル化反応触媒は、白金触媒であってもよい。白金触媒は市販されており、例えば、SYS−OFF(商標)4000Catalyst及びSYL−OFF(商標)2700が、Dow Silicones Corporation(Midland,Michigan,USA)から入手可能である。
上述の方法の工程(1)で使用される成分(C)の量は、様々な因子に応じて異なり、この因子には、成分(A)に選択された特定のオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマー、成分(B)に選択された特定のアルコキシシラン、及び成分(A)に選択されたオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを蒸散させることなく混合物を加熱することができる温度が挙げられる。しかしながら、成分(C)の量は、成分(A)及び(B)の総重量に基づいて、1重量百万分率(ppm)〜100ppm、あるいは5ppm〜80ppm、あるいは5ppm〜20ppmの質量量の白金族金属を提供するのに十分であり得る。本方法は、任意選択的に、触媒の不活性化又は除去を更に含んでもよい。しかしながら、適切な触媒担持では、触媒の不活化又は除去の工程を省略してもよい。
(D)ヒドロ(アシルオキシ)官能性ケイ素化合物
上記の方法において有用な成分(D)は、式(III):
Figure 2021531324
[式中、各Rは、独立して、1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基又は1〜18個の炭素原子を有する一価ハロゲン化炭化水素基であり、Rは、1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基である]のヒドロ(アシルオキシ)官能性ケイ素化合物である。あるいは、Rは、1〜6個の炭素原子を有してもよい。あるいは、Rは、メチル、エチル、n−プロピル、及びイソプロピルからなる群から選択されてもよい。あるいは、Rは、1〜6個の炭素原子を有してもよい。あるいは、Rは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、及びフェニルからなる群から選択されてもよい。式(D−1)の例示的なヒドロ(アシルオキシ)官能性ケイ素化合物及びその調製方法は、例えば、米国特許第6,175,031号に開示されている。あるいは、ヒドロ(アシルオキシ)官能性ケイ素化合物は、ジメチルアセトキシシラン、ジエチルアセトキシシラン、メチルフェニルアセトキシシラン、メチルイソプロピルアセトキシシラン、及びジフェニルアセトキシシランからなる群から選択されてもよく、あるいは、ジメチルアセトキシシランであってもよい。ヒドロ(アシルオキシ)官能性ケイ素化合物の量は、出発原料(A)の量に基づいて、>0〜40モル%、あるいは>0〜20モル%である。
成分(E)収着剤
成分(E)は収着剤である。本出願の目的のために、用語「収着剤」及びその誘導体は、吸収及び/又は吸着、あるいは吸着、あるいは吸収することができる材料を意味する。あるいは、収着剤は、吸収及び吸着の両方が可能な材料を含み得る。収着剤は、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ土類金属重炭酸塩、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、NaCO、NaHCO、KCO、KHCO、(NHCO、NHHCO、及びこれらの2つ以上の組み合わせからなる群から選択されてもよい。アルカリ金属炭酸塩の例としては、CaCOが挙げられる。この収着剤は、成分(A)の重量に基づいて、1重量%〜10重量%、あるいは1重量%〜5重量%で充填されてもよい。
あるいは、収着剤は、アルミナ及び活性炭からなる群から選択されてもよい。アルミナは、例えば、Sigma−Aldrich(St.Louis,Missouri,USA)製の酸化アルミニウム(活性化、塩基性、Brockmann I)であってもよい。活性炭は、歴青炭系活性炭、例えば、Calgon Carbon Corporation(Pittsburgh,Pennsylvania,USA)から市販されているFiltrasorb(商標)600、又はCabot Corporation(Boston,Massachusetts,USA)から市販されているDarco(商標)12x40などの亜炭系活性炭であってもよい。この収着剤は、成分(A)の重量に基づいて、1重量%〜10重量%、あるいは1重量%〜5重量%で充填されてもよい。
あるいは、収着剤はイオン交換樹脂であってもよい。好適なイオン交換樹脂は、当該技術分野において既知であり、市販されている。例えば、イオン交換樹脂は、DuPont de Nemours Inc.(Wilmington,Delaware,USA)から市販されているAMBERLITE(商標)IRA−67などの弱塩基アニオン交換樹脂及びAmberlyst A21であってもよい。この収着剤は、成分(A)の重量に基づいて、1重量%〜10重量%で充填されてもよい。
あるいは、収着剤は、式(XX):NR 10 (3−x−y)[式中、R、R、及びR10は、各々独立して、水素原子及び1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基からなる群から選択され、下付き文字xは0〜3であり、下付き文字yは0〜3であり、数値(x+y)≦3である]を有してもよい。あるいは、収着剤は、アンモニア(NH)であってもよい。この収着剤は、成分(A)の重量に基づいて、0.1重量%〜5重量%、あるいは同じ基準で、0.1重量%〜0.3重量%で充填されてもよい。
あるいは、収着剤は、式(XXI):
Figure 2021531324
[式中、R11は、水素原子及び1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基からなる群から選択され、R12は、1〜18個の炭素原子を有する二価炭化水素基である]を有してもよい。式(XXI)の収着剤の例としては、ピペリジン、1−メチルピペリジン、ピロリジン、1−メチルピロリジンが挙げられる。この収着剤は、成分(A)の重量に基づいて、0.1重量%〜5重量%で充填されてもよい。
あるいは、収着剤は、炭酸カルシウム、塩基性アルミナ、活性炭、イオン交換樹脂、アンモニア、及びこれらの2つ以上の組み合わせからなる群から選択されてもよい。固形収着剤について、これらは、成分(A)の重量に基づいて、0重量%〜10重量%、あるいは同じ基準で、0.1重量%〜5%重量の量で使用されてもよい。
成分(F)化合物
成分(F)は、式(XXII):HOR[式中、Rは、水素原子又は1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基である]の化合物である。あるいは、Rは、水素原子又は1〜18個の炭素原子、あるいは1〜12個の炭素原子、あるいは1〜6個の炭素原子を有するアルキル基である。あるいは、各Rは、水素及びメチルからなる群から選択される。化合物は、水及びメタノールからなる群から選択されてもよい。成分(F)の量は、成分(A)の重量に基づいて、0.5重量%〜2重量%、あるいは0.5重量%〜0.7重量%であってもよい。
方法の工程1)
アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを製造する方法における工程1)は、上記のような成分(A)、(B)、(C)、及び(D)を含む成分を混合することを含む。本明細書に記載の方法の工程1)は、1気圧以上の圧力で行われてもよい。あるいは、本方法は、1気圧〜1.5気圧で行われてもよい。工程1)は、0℃〜150℃、あるいは50℃〜150℃、あるいは60℃〜150℃、あるいは50℃〜100℃で行われてもよい。工程1)における加熱の温度は、選択される圧力を含む様々な要因によるが、反応が実用的になるように十分に早く進行することを確実にするために、少なくとも70℃で行われてもよい。加熱中の温度の上限は重要ではなく、選択される成分に依存する。すなわち、上限は、成分が方法を行うために選択された反応器から蒸発しないような値である必要がある。あるいは、加熱は、70℃〜150℃、あるいは70℃〜100℃であってもよい。
上述の方法の工程1)における成分は、混合物を形成し、この混合物は、均質であっても又は不均質であってもよい。1つ以上の追加成分、すなわち、上述の成分(A)、(B)、(C)、及び(D)に加えての成分が、任意選択的に、本方法において使用されてもよい。追加成分は、存在する場合、(G)溶媒であってもよい。
成分(G)は、本明細書に記載の方法の工程1)で使用される混合物に加えられてもよい溶媒である。成分(A)、(B)、(C)、及び/又は(D)のうちの1つ以上は、溶媒中に提供されてもよい。例えば、成分(C)触媒は、工程1)で混合物に加えられる溶媒中に溶解されてもよい。溶媒は、反応物質及び触媒の接触、混合物の流れ、及び/又は触媒などの特定の成分の導入を促進することができる。本明細書で使用される溶媒は、混合物の成分の流動化を促進するがこれらの成分のいずれとも本質的に反応しないものである。溶媒は、混合物中の成分の溶解性及び揮発性に基づいて選択されてもよい。「溶解性」は、溶媒が混合物の成分を溶解させるのに十分であることを指す。「揮発性」は、溶媒の蒸気圧を指す。溶媒が揮発性すぎる(蒸気圧が高すぎる)場合、溶媒は加熱中に溶液中に残存することができない。しかしながら、溶媒が十分に揮発性でない(蒸気圧が低すぎる)場合、溶媒は、生成物から除去することが困難な場合があるか、又はアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーから単離することが困難な場合がある。
溶媒は、有機溶媒であってもよい。有機溶媒は、飽和炭化水素又は芳香族炭化水素などの炭化水素化合物であり得る。好適な飽和炭化水素としては、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、及びドデカンが挙げられる。好適な芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、若しくはキシレン、又はこれらの組み合わせが挙げられる。成分(G)は、1種の溶媒であってもよい。あるいは、成分(G)は、2種以上の異なる溶媒を含んでもよい。
溶媒の量は、選択される特定の溶媒並びに混合物のために選択される他の成分の量及び種類といった様々な要因に応じて異なってもよい。しかしながら、溶媒の量は、混合物の重量に基づいて、0〜99重量%、又は存在する場合、1〜99重量%、あるいは2〜50重量%の範囲であってもよい。
工程2)工程1)の反応生成物を蒸留する工程
工程1)の反応生成物を、工程2)で蒸留する。蒸留は、減圧下、150℃〜250℃で行われてもよい。圧力は、0〜5mmHg、あるいは0〜2mmHgまで低下させてもよい。蒸留は、任意の未反応出発原料及び使用する場合は溶媒の全て又は一部分を除去し得る。
工程3)生成物を処理する工程
アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む生成物を調製する方法は、3)工程2)の蒸留反応生成物を、(E)収着剤と、(F)式(XXII):HOR[式中、Rは、水素原子又は1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基である]の化合物と、を含む処理剤で処理する工程を更に含む。処理は、任意の好都合な手段によって行われてもよく、例えば、処理剤は、工程2)で調製された蒸留反応生成物に、RT(室温)で混合しながら加えられてもよい。工程2)の生成物を、室温で撹拌しながら成分(E)及び(F)と組み合わせてもよい。工程3)での処理のための時間は、収着剤の選択に応じて1時間〜24時間であってもよい。例えば、収着剤が室温で固体である場合、処理を10時間〜24時間行ってもよい。あるいは、収着剤がアンモニア又はアミン収着剤である場合、処理を1時間〜3時間行ってもよい。
本方法は、工程4):工程3)の生成物を蒸留し、それによってアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを回収する工程を更に含む。蒸留は、任意の好都合な手段で、例えば、室温で、若しくは加熱及び/若しくは真空下で、又はこれらの組み合わせによって行われてもよい。選択される条件は、成分(F)及び式RCOOH[式中、Rは上記のとおりである]のものなどの任意の副生成物を除去するのに十分である。例えば、促進剤ジメチルアセトキシシランについて、工程4)における条件は、25℃で30mmHgであった。
工程4)の蒸留生成物は、β−付加化合物アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含み、これは、脂肪族不飽和官能基を含有する、オリゴマー及びより長鎖のポリマーを含むポリオルガノシロキサンの官能化に有用である。例えば、式(IV)のアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマー中のSiH基と、ポリオルガノシロキサン中のケイ素に結合した脂肪族不飽和基(脂肪族不飽和末端基を有するポリジオルガノシロキサンなど)とのヒドロシリル化反応により、アルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンを生成することができる。脂肪族不飽和末端基を有するポリオルガノシロキサンは、単位式(XXIII):(R1718SiO1/2(R1718SiO2/2(R17SiO3/2(SiO4/2[式中、各R17は、独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、ハロゲン化アルキル基、又はハロゲン化アリール基(Rについて上述したものなど)であり、各R18は、独立して、ビニル、アリル、ブテニル、及びヘキセニルなどのアルケニル基によって例示されるアルケニル基並びにエチニル及びプロピニルなどのアルキニル基などの脂肪族不飽和炭化水素基である]を有してもよい。下付き文字eは、0以上の整数であり、下付き文字fは、0以上の整数であり、下付き文字gは、0以上の整数であり、下付き文字hは、0以上の整数であり、ただし、数値(f+g)>1である。あるいは、ポリオルガノシロキサンは、ポリジオルガノシロキサンであってもよい。脂肪族不飽和末端基を有するポリジオルガノシロキサンは、式(XXIV):R17 18SiO(R17 SiO)SiR17 18を有してもよい。
式(XVIII)において、R17及びR18は、上述のとおりである。下付き文字dは、0でも又は正の数であってもよい。あるいは、Rについて上述したとおり、各R17は、アルキル基又はアリール基であってもよい。あるいは、下付き文字dは、少なくとも2の平均値を有する。あるいは、下付き文字dは、2〜2000の範囲の値を有してもよい。
式(XXIV)の化合物は、i)ジメチルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン、ii)ジメチルビニルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルフェニルシロキサン)、iii)ジメチルビニルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/ジフェニルシロキサン)、iv)フェニル、メチル、ビニル−シロキシ末端ポリジメチルシロキサン、又はv)ジメチルヘキセニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサンなどのポリジオルガノシロキサンを含んでもよい。アルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、β−付加化合物アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む生成物と上述の式(XXIV)のポリジオルガノシロキサンとを組み合わせることによって生成されてもよい。
ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンを調製するためのヒドロシリル化反応は、
(a)上述のβ−付加化合物アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む生成物と、
(b)上述の、1分子当たり、少なくとも1個の脂肪族不飽和ケイ素結合基を有するポリオルガノシロキサンと、
(c)工程1)で使用されるヒドロシリル化反応触媒と同じであっても、又は異なっていてもよい、ヒドロシリル化触媒と、
を含む出発原料を組み合わせることを含む方法により行われてもよい。
上述のヒドロシリル化により生成されるポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、式:
(XXV):R17 19SiO(R17 SiO)SiR17 19[式中、R17及び下付き文字dは、上述のとおりであり、各R19は、ポリアルコキシ官能基である]を有してもよい。式(XXV)において、R19の>90モル%は、β−付加体であってもよい。あるいは、式(XXV)において、R19の>90モル%〜100モル%は、β−付加基であってもよい。あるいは、式(XXV)において、R19の92%〜<100%は、β−付加基であってもよい。
例えば、(b)脂肪族不飽和末端基を有するポリオルガノシロキサンが、式(XXVI):
Figure 2021531324
[式中、下付き文字nは、1〜2,000である]のポリジオルガノシロキサンである場合、ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、式(XXVII):
Figure 2021531324
[式中、各Dは、独立して、二価炭化水素基であり、式中、R、R、D、及び下付き文字cは、上述のとおりである]を有してもよい。
あるいは、ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、式(XXVIII):
Figure 2021531324
[式中、各Dは、独立して、二価炭化水素基であり、式中、R、R、D、及び下付き文字cは、上述のとおりである]を有してもよい。
上述のように調製されたポリアルコキシ官能性ポリジメチルシロキサンなどのポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、アルコキシ基の反応性を利用する任意の用途で使用することができる。
例えば、上述のように調製されたポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、シーラント組成物などの縮合反応硬化性組成物において有用である。好適な縮合反応硬化性組成物は、出発原料を混合することによって調製されてもよく、この出発原料は、
(i)上述のように調製されたアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンと、
(ii)縮合反応触媒と、を含む。理論に束縛されるものではないが、(i)ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンを含む縮合反応硬化性組成物は、異なるポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンを含有する類似の縮合反応硬化性組成物(分枝状異性体含有量がより高い従来の末端封鎖剤を使用して調製される)よりも速く硬化すると考えられる。
出発原料(ii)は、縮合反応触媒である。好適な縮合反応触媒としては、スズ触媒及びチタン触媒が挙げられる。好適なスズ触媒としては、スズの価数が+4又は+2のいずれかである有機化合物、すなわち、スズ(IV)化合物又はスズ(II)化合物が挙げられる。スズ(IV)化合物の例としては、カルボン酸の第二スズ塩(二ラウリン酸ジブチルスズ、二ラウリン酸ジメチルスズ、ジ−(n−ブチル)スズビス−ケトネート、二酢酸ジブチルスズ、マレイン酸ジブチルスズ、ジブチルスズジアセチルアセトネート、ジブチルスズジメトキシド、カルボメトキシフェニルスズトリス−ウベレート、二オクタン酸ジブチルスズ、二ギ酸ジブチルスズ、イソブチルスズトリセロエート、二酪酸ジメチルスズ、ジメチルスズジ−ネオデコノエート、ジブチルスズジ−ネオデコノエート、酒石酸トリエチルスズ、二安息香酸ジブチルスズ、三−2−エチルヘキサン酸ブチルスズ、二酢酸ジオクチルスズ、オクチル酸スズ、オレイン酸スズ、酪酸スズ、ナフテン酸スズ、二塩化ジメチルスズなど)、これらの組み合わせ、及び/又はこれらの部分加水分解生成物が挙げられる。スズ(IV)化合物は、当該技術分野において既知であり、例えば、The Dow Chemical Companyの事業部門であるAcima Specialty Chemicals(Switzerland,Europe)から、Metatin(商標)740及びFascat(商標)4202などとして市販されている。スズ(II)化合物の例としては、有機カルボン酸のスズ(II)塩(二酢酸スズ(II)、二オクタン酸スズ(II)、二エチルヘキサン酸スズ(II)、二ラウリン酸スズ(II)など)、カルボン酸の第一スズ塩(オクタン酸第一スズ、オレイン酸第一スズ、酢酸第一スズ、ラウリン酸第一スズ、ステアリン酸第一スズ、ナフテン酸第一スズ、ヘキサン酸第一スズ、コハク酸第一スズ、カプリル酸第一スズなど)、及びこれらの組み合わせが挙げられる。例示的なチタン触媒としては、テトラ−n−ブチルチタネート テトライソプロピルチタネート、テトラ−2−エチルヘキシルチタネート、テトラフェニルチタネート、トリエタノールアミンチタネート、オルガノシロキシチタン化合物などのチタンエステル、並びにチタンエチルアセトアセテート及びビス(アセトアセトニル)−ジイソプロポキシチタン(IV)などのジカルボニルチタン化合物が挙げられる。組成物を室温加硫シーラント組成物として配合するとき、チタン触媒を使用してもよい。縮合反応触媒の量は、出発原料(i)の量、並びに組成物に加えられる任意の追加出発原料の種類及び量を含む様々な因子に応じて異なるが、縮合反応触媒の量は、出発原料(i)の重量に基づいて、0.2〜6重量部、あるいは0.5〜3重量部であってもよい。
縮合反応硬化性組成物は、成分(i)及び(ii)とは区別される1つ以上の追加成分を更に含んでもよい。好適な追加成分は、(iii)充填剤、(iv)充填剤処理剤、(v)架橋剤、(vi)表面改質剤、(vii)乾燥剤、(viii)増量剤、可塑剤、又はこれらの組み合わせ、(ix)殺生物剤、(x)難燃剤、(xi)鎖延長剤、(xii)末端封鎖剤、(xiii)非反応性結合剤、(xiv)劣化防止添加剤、(xv)水放出剤、(xvi)顔料、(xvii)レオロジー添加剤、(xviii)賦形剤(例えば、溶媒及び/又は希釈剤)、(xix)粘着付与剤、(xx)腐食防止剤、及びこれらの2つ以上の組み合わせによって例示される。縮合反応硬化性組成物に使用するこれらの追加成分及びこれらの量は、例えば、米国特許第9,156,948号に開示されているものによって例示される。
組成物に加えられてもよい出発原料(iii)は、充填剤である。充填剤は、補強充填剤、増量充填剤、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。例えば、組成物は、任意選択的に、成分(iii−1)補強充填剤を更に含んでもよく、これは、存在する場合には、組成物の重量に基づいて、0.1〜95重量%、あるいは1〜60重量%の範囲の量で加えられてもよい。出発原料(iii−1)の正確な量は、組成物の反応生成物の形態、及び、他の充填剤が加えられるかどうか、といった様々な因子に応じて異なる。好適な補強充填剤の例としては、沈降性炭酸カルシウム及び補強シリカ充填剤(例えば、ヒュームドシリカ、シリカエアロゲル、シリカキセロゲル及び沈殿シリカ)が挙げられる。好適な沈降性炭酸カルシウムとしては、SolvayからのWinnofil(商標)SPM、及びSpecialty Minerals,Inc.からのUltrapflex(商標)が挙げられる。ヒュームドシリカは、当該技術分野において既知であり、例えば、Cabot Corporation(Massachusetts,U.S.A.)によってCAB−O−SIL(商標)という名称で販売されているヒュームドシリカとして市販されている。
組成物は、任意選択的に、組成物の重量に基づいて、0.1重量%〜95重量%、あるいは1重量%〜60重量%、あるいは1重量%〜20重量%の範囲の量の増量充填剤である出発原料(iii−2)を更に含んでもよい。増量充填剤の例としては、破砕石英、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、粉砕炭酸カルシウム、酸化亜鉛、タルク、珪藻土、酸化鉄、粘土、雲母、白亜、二酸化チタン、ジルコニア、砂、カーボンブラック、グラファイト又はこれらの組み合わせが挙げられる。増量充填剤は、当該技術分野において既知であり、例えば、U.S.Silica(Berkeley Springs,WV)によってMIN−U−SIL(商標)の名称で販売されている粉砕石英として市販されている。増量炭酸カルシウムの例としては、ImerysからのCS−11、HuberからのG3T、及びOmyaからのOmyacarb 2Tが挙げられる。
組成物は、任意選択的に、処理剤である出発原料(iv)を更に含んでもよい。出発原料(iv)の量は、選択される処理剤の種類、処理される粒子の種類及び量、粒子が組成物への添加前に処理されるかどうか、又は粒子がin situで処理されるかどうか、といった因子に応じて変動する可能性がある。しかしながら、出発原料(iv)は、組成物の重量に基づいて、0.01〜20重量%、あるいは0.1〜15重量%、あるいは0.5〜5重量%の範囲の量で使用されてもよい。粒子、例えば、充填剤、物理的乾燥剤、特定の難燃剤、特定の顔料、及び/又は、特定の水放出剤は、存在する場合には、任意選択的に、出発原料(iv)で表面処理されてもよい。粒子は、組成物に加えられる前に又はin situで、出発原料(iv)で処理されてもよい。出発原料(iv)は、アルコキシシラン、アルコキシ官能性オリゴシロキサン、環式ポリオルガノシロキサン、ジメチルシロキサン若しくはメチルフェニルシロキサンなどのヒドロキシル官能性オリゴシロキサン、又は脂肪酸を含んでもよい。脂肪酸の例としては、ステアリン酸カルシウムなどのステアリン酸塩が挙げられる。
出発原料(iv)として使用できるいくつかの代表的なオルガノケイ素充填剤処理剤としては、シリカ充填剤、例えば、オルガノクロロシラン、オルガノシロキサン、ヘキサアルキルジシラザンなどのオルガノジシラザン、並びにC13Si(OCH、C17Si(OC、C1021Si(OCH、C1225Si(OCH、C1429Si(OC、及びCCHCHSi(OCHなどのオルガノアルコキシシランを処理するために通常使用される組成物が挙げられる。使用できるその他の処理剤としては、アルキルチオール、脂肪酸、チタネート、チタネートカップリング剤、ジルコネートカップリング剤、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
あるいは、出発原料(iv)は、式(XXIX):R13 Si(OR14(4−p)[式中、下付き文字pは、1〜3の範囲の値を有してもよく、あるいは下付き文字pは、3である]を有するアルコキシシランを含んでもよい。各R13は、独立して、1〜50個の炭素原子、あるいは8〜30個の炭素原子、あるいは8〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基などの一価有機基である。R13は、ヘキシル、オクチル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル及びオクタデシルなどのアルキル基;並びにベンジル及びフェニルエチルなどの芳香族基よって例示される。R13は、飽和でも不飽和でもよく、分枝状でも非分枝状でもよい。あるいは、R13は、飽和及び非分枝状であってもよい。
各R14は、独立して、1〜4個の炭素原子、あるいは1〜2個の炭素原子を有する飽和炭化水素基である。出発原料(iv)は、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、フェニルエチルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、及びこれらの組み合わせによって例示される。
アルコキシ官能性オリゴシロキサンはまた、処理剤として使用されてもよい。例えば、好適なアルコキシ官能性オリゴシロキサンとしては、式(XXX):(R20O)Si(OSiR21 22(4−q)のものが挙げられる。この式中、下付き文字qは、1、2、又は3であり、あるいは下付き文字qは、3である。各R20は、アルキル基であってもよい。各R21は、独立して、1個〜10個の炭素原子を有する飽和又は不飽和一価炭化水素基から選択されてもよい。各R22は、独立して、少なくとも10個の炭素原子を有する飽和又は不飽和一価炭化水素基から選択されてもよい。好適なアルコキシ官能性オリゴシロキサン及びその調製方法は、例えば、米国特許第6,376,635号に開示されている。
あるいは、水素結合可能なポリオルガノシロキサンが、処理剤として有用である。充填剤の表面を処理するためのこの戦略は、相溶化部分を充填剤表面に結び付けるための手段として、密集したか若しくは分散したかのいずれかである、又は両方である複数の水素結合を利用する。水素結合可能なポリオルガノシロキサンは、1分子当たり、平均して少なくとも1個の水素結合可能なケイ素結合基を有する。上記基は、複数のヒドロキシル官能性を有する有機基又は少なくとも1個のアミノ官能基を有する有機基から選択されてもよい。水素結合可能なポリオルガノシロキサンは、主に水素結合によってポリオルガノシロキサンが充填剤へ付着することを意味する。ポリオルガノシロキサンは、充填剤と共有結合を形成不可能であってもよい。ポリオルガノシロキサンは、縮合可能なシリル基(例えば、ケイ素が結合したアルコキシ基、シラザン、及びシラノール)を含まなくてもよい。水素結合可能なポリオルガノシロキサンは、糖−シロキサンポリマー、アミノ官能性ポリオルガノシロキサン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。あるいは、水素結合可能なポリオルガノシロキサンは、糖−シロキサンポリマーであってもよい。
出発原料(v)は、架橋剤である。出発原料(v)は、加水分解性基を有するシラン架橋剤、又はその部分若しくは完全加水分解生成物を含んでもよい。出発原料(v)は、出発原料(i)のアルコキシ基と反応性である置換基を、1分子当たり、平均して2個より多く有する。出発原料(v)に好適なシラン架橋剤の例は、一般式(XXXI):R14 Si(R13(4−k)[式中、各R14は、独立して、アルキル基などの一価炭化水素基であり;各R13は、加水分解性置換基、例えば、ハロゲン原子、アセトアミド基、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ)、アルコキシ基、アミド基、アミノ基、アミノキシ基、ヒドロキシル基、オキシモ基、ケトキシモ基、又はメチルアセトアミド基であり、下付き文字kの各例は、0、1、2、又は3であってもよい]を有してもよい。出発原料(v)について、下付き文字kは、2より大きい平均値を有する。あるいは、下付き文字kは、3〜4の範囲の値を有してもよい。あるいは、各R13は、独立して、ヒドロキシル、アルコキシ、アセトキシ、アミド、又はオキシムから選択されてもよい。あるいは、出発原料(v)は、アシロキシシラン、アルコキシシラン、ケトキシモシラン、及びオキシモシランから選択されてもよい。
出発原料(v)は、アルコキシシランを含んでもよく、例えば、ジアルキルジアルコキシシランなどのジアルコキシシラン;アルキルトリアルコキシシランなどのトリアルコキシシラン;テトラアルコキシシラン;又はその部分若しくは完全加水分解生成物によって例示されるもの、又はこれらの別の組み合わせを含んでもよい。好適なトリアルコキシシランの例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、及びこれらの組み合わせが挙げられ、あるいはメチルトリメトキシシランが挙げられる。好適なテトラアルコキシシランの例としては、テトラエトキシシランが挙げられる。組成物中で使用されるアルコキシシランの量は、出発原料(i)100重量部当たり0.5〜15重量部の範囲であってもよい。
出発原料(v)は、アセトキシシランなどのアシルオキシシランを含んでもよい。アセトキシシランとしては、テトラアセトキシシラン、オルガノトリアセトキシシラン、ジオルガノジアセトキシシラン、又はこれらの組み合わせが挙げられる。アセトキシシランは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、及び三級ブチルなどのアルキル基;ビニル、アリル、又はヘキセニルなどのアルケニル基;フェニル、トリル、又はキシリルなどのアリール基;ベンジル又は2−フェニルエチルなどのアラルキル基;並びに3,3,3−トリフルオロプロピルなどのフッ素化アルキル基を含有してもよい。例示的なアセトキシシランとしては、テトラアセトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、プロピルトリアセトキシシラン、ブチルトリアセトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、オクチルトリアセトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、フェニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ジフェニルジアセトキシシラン、テトラアセトキシシラン、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。あるいは、出発原料(v)は、オルガノトリアセトキシシラン、例えば、メチルトリアセトキシシランとエチルトリアセトキシシランとを含む混合物を含んでもよい。硬化性シリコーン組成物中で使用されるアセトキシシランの量は、出発原料(i)100重量部当たり0.5〜15重量部、あるいは、出発原料(i)100重量部当たり3〜10重量部の範囲のアセトキシシランであってもよい。
組成物中で使用されてもよいアルコキシ基とアセトキシ基との両方を含有する出発原料(v)に好適なシランの例としては、メチルジアセトキシメトキシシラン、メチルアセトキシジメトキシシラン、ビニルジアセトキシメトキシシラン、ビニルアセトキシジメトキシシラン、メチルジアセトキシエトキシシラン、メチルアセトキシジエトキシシラン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
出発原料(v)に好適なアミノ官能性アルコキシシランは、HN(CHSi(OCH、HN(CHSi(OCHCH、HN(CHSi(OCH、HN(CHSi(OCHCH、CHNH(CHSi(OCH、CHNH(CHSi(OCHCH、CHNH(CHSi(OCH、CHNH(CHSi(OCHCH、HN(CHNH(CHSi(OCH、HN(CHNH(CHSi(OCHCH、CHNH(CHNH(CHSi(OCH、CHNH(CHNH(CHSi(OCHCH、CNH(CHNH(CHSi(OCH、CNH(CHNH(CHSi(OCHCH、HN(CHSiCH(OCH、HN(CHSiCH(OCHCH、HN(CHSiCH(OCH、HN(CHSiCH(OCHCH、CHNH(CHSiCH(OCH、CHNH(CHSiCH(OCHCH、CHNH(CHSiCH(OCH、CHNH(CHSiCH(OCHCH、HN(CHNH(CHSiCH(OCH、HN(CHNH(CHSiCH(OCHCH、CHNH(CHNH(CHSiCH(OCH、CHNH(CHNH(CHSiCH(OCHCH、CNH(CHNH(CHSiCH(OCH、CNH(CHNH(CHSiCH(OCHCH、及びこれらの組み合わせによって例示される。
出発原料(v)に好適なオキシモシランとしては、メチルトリオキシモシラン、エチルトリオキシモシラン、プロピルトリオキシモシラン、及びブチルトリオキシモシランなどのアルキルトリオキシモシラン;メトキシトリオキシモシラン、エトキシトリオキシモシラン、及びプロポキシトリオキシモシランなどのアルコキシトリオキシモシラン;又はプロペニルトリオキシモシラン若しくはブテニルトリオキシモシランなどのアルケニルトリオキシモシラン;ビニルオキシモシランなどのアルケニルオキシモシラン;ビニルメチルジオキシモシラン、ビニルエチルジオキシモシラン、ビニルメチルジオキシモシラン、若しくはビニルエチルジオキシモシランなどのアルケニルアルキルジオキシモシラン;又はこれらの組み合わせが挙げられる。
出発原料(v)に好適なケトキシモシランとしては、メチルトリス(ジメチルケトキシモ)シラン、メチルトリス(メチルエチルケトキシモ)シラン、メチルトリス(メチルプロピルケトキシモ)シラン(methyltris(methylpropylketoximo)silane)、メチルトリス(メチルイソブチルケトキシモ)シラン、エチルトリス(ジメチルケトキシモ)シラン(ethyltris(dimethylketoximo)silane)、エチルトリス(メチルエチルケトキシモ)シラン(ethyltris(methylethylketoximo)silane)、エチルトリス(メチルプロピルケトキシモ)シラン(ethyltris(methylpropylketoximo)silane)、エチルトリス(メチルイソブチルケトキシモ)シラン(ethyltris(methylisobutylketoximo)silane)、ビニルトリス(ジメチルケトキシモ)シラン、ビニルトリス(メチルエチルケトキシモ)シラン、ビニルトリス(メチルプロピルケトキシモ)シラン(vinyltris(methylpropylketoximo)silane)、ビニルトリス(メチルイソブチルケトキシモ)シラン、テトラキス(ジメチルケトキシモ)シラン(tetrakis(dimethylketoximo)silane)、テトラキス(メチルエチルケトキシモ)シラン、テトラキス(メチルプロピルケトキシモ)シラン(tetrakis(methylpropylketoximo)silane)、テトラキス(メチルイソブチルケトキシモ)シラン(tetrakis(methylisobutylketoximo)silane)、メチルビス(ジメチルケトキシモ)シラン(methylbis(dimethylketoximo)silane)、メチルビス(シクロヘキシルケトキシモ)シラン(methylbis(cyclohexylketoximo)silane)、トリエトキシ(エチルメチルケトキシム)シラン(triethoxy(ethylmethylketoxime)silane)、ジエトキシジ(エチルメチルケトキシム)シラン(diethoxydi(ethylmethylketoxime)silane)、エトキシトリ(エチルメチルケトキシム)シラン、メチルビニルビス(メチルイソブチルケトキシモ)シラン(methylvinylbis(methylisobutylketoximo)silane)、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
あるいは、出発原料(v)は、ポリマーであってもよい。例えば、出発原料(v)は、ビス(トリエトキシシリル)ヘキサン)、1,4−ビス[トリメトキシシリル(エチル)]ベンゼン、及びビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィドといった、ジシランを含んでもよい。
出発原料(v)は、1つの単一の架橋剤、又は、以下の特性のうちの少なくとも1つにおいて異なる2つ以上の架橋剤を含む組み合わせであってもよい:加水分解性置換基、及びケイ素に結合した他の有機基、並びに、ポリマー架橋剤が使用される場合には、シロキサン単位、構造、分子量及び配列。
出発原料(vi)は、接着促進剤である。出発原料(vi)に好適な接着促進剤は、アルコキシシランなどの炭化水素オキシシラン、アルコキシシランとヒドロキシ官能性ポリオルガノシロキサンとの組み合わせ、アミノ官能性シラン、メルカプト官能性シラン、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。接着促進剤は、当該技術分野において既知であり、式(XXXII):R24 25 Si(OR264−(t+u)[式中、各R24は、独立して、少なくとも3個の炭素原子を有する一価有機基であり;R25は、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基又はアクリレート基などの接着促進基を有するSiC結合置換基を少なくとも1個含有し;各R26は、独立して、飽和炭化水素基であり;下付き文字tは、0〜2の範囲の値を有し;下付き文字uは、1又は2のいずれかであり、(t+u)の合計は3以下である]を有するシランを含んでもよい。R26の飽和炭化水素基は、例えば、1〜4個の炭素原子、あるいは1〜2個の炭素原子を有するアルキル基であってもよい。R26は、メチル、エチル、プロピル、及びブチルによって例示される。あるいは、接着促進剤は、上記シランの部分縮合体を含んでもよい。あるいは、接着促進剤は、アルコキシシランとヒドロキシ官能性ポリオルガノシロキサンとの組み合わせを含んでもよい。
あるいは、接着促進剤は、不飽和又はエポキシ官能性化合物を含んでもよい。接着促進剤は、不飽和又はエポキシ官能性アルコキシシランを含んでもよい。例えば、官能性アルコキシシランは、式(XXXIII):R27 Si(OR28(4−v)[式中、下付き文字vは、1、2、又は3であり、あるいは下付き文字vは、1である]を有し得る。各R27は、独立して、一価有機基であり、ただし、少なくとも1つのR27は、不飽和有機基又はエポキシ官能性有機基である。R27のエポキシ官能性有機基は、3−グリシドキシプロピル及び(エポキシシクロヘキシル)エチルによって例示される。R27の不飽和有機基は、3−メタクリロイルオキシプロピル、3−アクリロイルオキシプロピル、及びビニル、アリル、ヘキセニル、ウンデシレニルなどの不飽和一価炭化水素基によって例示される。各R28は、独立して、1〜4個の炭素原子、あるいは1〜2個の炭素原子を有する飽和炭化水素基である。R28は、メチル、エチル、プロピル、及びブチルによって例示される。
好適なエポキシ官能性アルコキシシランの例としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、(エポキシシクロヘキシル)エチルジメトキシシラン、(エポキシシクロヘキシル)エチルジエトキシシラン及びこれらの組み合わせが挙げられる。好適な不飽和アルコキシシランの例としては、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、ヘキセニルトリメトキシシラン、ウンデシレニルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
あるいは、接着促進剤は、上述のようなヒドロキシ末端ポリオルガノシロキサンとエポキシ官能性アルコキシシランとの反応生成物、又はヒドロキシ末端ポリオルガノシロキサンとエポキシ官能性アルコキシシランとの物理的ブレンドなどのエポキシ官能性シロキサンを含んでもよい。接着促進剤は、エポキシ官能性アルコキシシランとエポキシ官能性シロキサンとの組み合わせを含んでもよい。例えば、接着促進剤は、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランと、ヒドロキシ末端メチルビニルシロキサンと3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応生成物との混合物、又は3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとヒドロキシ末端メチルビニルシロキサンとの混合物、又は3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとヒドロキシ末端メチルビニル/ジメチルシロキサンコポリマーとの混合物によって例示される。
あるいは、接着促進剤は、HN(CHSi(OCH、HN(CHSi(OCHCH、HN(CHSi(OCH、HN(CHSi(OCHCH、CHNH(CHSi(OCH、CHNH(CHSi(OCHCH、CHNH(CHSi(OCH、CHNH(CHSi(OCHCH、HN(CHNH(CHSi(OCH、HN(CHNH(CHSi(OCHCH、CHNH(CHNH(CHSi(OCH、CHNH(CHNH(CHSi(OCHCH、CNH(CHNH(CHSi(OCH、CNH(CHNH(CHSi(OCHCH、HN(CHSiCH(OCH、HN(CHSiCH(OCHCH、HN(CHSiCH(OCH、HN(CHSiCH(OCHCH、CHNH(CHSiCH(OCH、CHNH(CHSiCH(OCHCH、CHNH(CHSiCH(OCH、CHNH(CHSiCH(OCHCH、HN(CHNH(CHSiCH(OCH、HN(CHNH(CHSiCH(OCHCH、CHNH(CHNH(CHSiCH(OCH、CHNH(CHNH(CHSiCH(OCHCH、CNH(CHNH(CHSiCH(OCH、CNH(CHNH(CHSiCH(OCHCH、N−(3−(トリメトキシシリル)プロピル)エチレンジアミン、及びこれらの組み合わせによって例示されるアミノ官能性アルコキシシランなどアミノ官能性シランを含んでもよい。
あるいは、接着促進剤は、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン又は3−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどのメルカプト官能性アルコキシシランを含んでもよい。
出発原料(vi)の正確な量は、選択される接着促進剤の種類、並びに、組成物及びその反応生成物の最終用途を含む様々な因子に応じて異なる。しかしながら、出発原料(vi)は、存在する場合、組成物の重量に基づいて、0.01〜50重量部、あるいは0.01〜10重量部、あるいは0.01〜5重量部の範囲の量で組成物に加えられてもよい。出発原料(vi)は、1種の接着促進剤であってもよい。あるいは、出発原料(vi)は、以下の特性のうちの少なくとも1つが異なる2つ以上の異なる接着促進剤を含んでもよい:構造、粘度、平均分子量、ポリマー単位、及び配列。
上述の縮合反応硬化性組成物の成分を選択する際には、本明細書に記載の特定の出発原料が2つ以上の機能を有する場合があるため、出発原料の種類は重複することがある。例えば、特定のアルコキシシランは、充填剤処理剤として、接着促進剤として、及び架橋剤として有用である場合がある。
あるいは、架橋剤、充填剤、及び接着促進剤は各々、組成物中に存在してもよい。この実施形態では、架橋剤は、メチルトリメトキシシランなどのアルキルトリアルコキシシランを含んでもよく、充填剤は、炭酸カルシウムなどの増量充填剤を含んでもよく、接着促進剤は、N−(3−(トリメトキシシリル)プロピル)エチレンジアミン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、又はその両方などの架橋剤以外のアルコキシシランを含んでもよい。
上記の組成物は、例えば、混合などの任意の好都合な手段によって全成分を組み合わせることにより、1部型組成物として調製されてもよい。例えば、任意選択的に、(i)アルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンと、存在する場合、(iii)充填剤の全て又は一部とを組み合わせて(例えば、予混合して)、触媒(ii)、及び存在する場合、(v)架橋剤を含むプレミックスと、これを、混合することにより、1部型組成物を作製することができる。劣化防止添加剤及び顔料といった他の添加剤は、任意の所望される段階にて混合物に加えられてもよい。最終混合工程は実質的に無水条件下で行うことができ、得られた組成物は一般に使用準備が整うまで実質的に無水条件下で、例えば、密封容器で保管される。
あるいは、組成物は、架橋剤が存在する場合、複数部型(例えば、2部型)組成物として調製されてもよい。この例では、触媒及び架橋剤は別個の部として保管され、これらの部は、組成物の使用直前に組み合わされる。例えば、2部型硬化性組成物は、混合などの任意の便利な手段によりアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサン及び架橋剤を含む成分を組み合わせて第1の(硬化剤)部を形成することによって、調製されてもよい。第2の(ベース)部は、混合などの任意の便利な手段により触媒及びアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンを含む出発原料を組み合わせることによって、調製されてもよい。これらの出発原料は、1部型又は複数部型組成物のどちらが選択されるかといった様々な因子に応じて、周囲条件又は無水条件下で周囲温度又は高温にて組み合わせることができる。ベース部と硬化剤部とは、使用直前に、混合などの任意の便利な手段により、組み合わせることができる。ベース部と硬化剤部とは、1:1〜10:1の範囲のベース:硬化剤の相対量で組み合わせることができる。
出発原料の混合に使用される装置は、特に限定されない。適切な混合装置の例は、選択される各成分の種類及び量に応じて選択されてもよい。例えば、反応によりガム又はゲルを形成する組成物などの比較的低粘度の組成物には、撹拌バッチケトルが使用されてもよい。あるいは、例えば、より粘稠な組成物及び、粒子を比較的多量に含有する組成物には、二軸押出成形機などの押出成形機といった連続調合装置が使用されてもよい。本明細書に記載の組成物の調製に使用されてもよい例示的な方法としては、例えば、米国特許出願公開第2009/0291238号及び同第2008/0300358号に開示されているものが挙げられる。
上述のように作製されるこれらの組成物は、水分への曝露から組成物を保護する容器内での保管時に安定であることができるが、これらの組成物は、大気の水分に曝露されると縮合反応を介して反応する場合がある。
これらの実施例は、本発明のいくつかの実施形態を説明することを意図しており、本特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を限定するかのように解釈するべきではない。以下の実施例では、アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーの調製に関する実施例を不活性条件下(すなわち、出発原料を加える前にフラスコを窒素でパージした)で行った。
ビス(トリメトキシシリルエチル)−ジメチルシロキシ−n−プロピルシラン(EHM)の合成
Figure 2021531324
Figure 2021531324
この参考例1では、蒸留したEHMを以下のように調製した:トリス(ジメチルシロキシ)−n−プロピルシラン(2.51mol)、ジメチルアセトキシシラン(0.502mol)、及び白金触媒(15.8μmol Pt)を反応器に充填し、混合し、70℃まで加熱した。ビニルトリメトキシシラン(5.40mol)を反応器内の混合物に160分かけて徐々に加え、反応器内の液体温度を75℃〜90℃に維持した。得られた反応生成物を真空下で蒸留により精製し、塔頂留出物種として回収した。蒸留した粗EHMをH NMRによって特性決定し、以下の表1に示されるβ/α比、アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)、及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を決定した。
Figure 2021531324
この実施例2では、参考例1で調製した蒸留EHMを以下のようにCaCO/HOで処理した:蒸留したEHM(3g)をCaCO(0.15g)及びHO(0.03g)と混合した。混合物を25℃で24時間撹拌し、濾過し、真空下で乾燥させた。アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を、H NMRによって測定した。処理後、アセトキシレベルは72%減少して261ppmになり、Si−Hレベルは<1%減少した。
この比較例3では、参考例1で調製した蒸留EHMを以下のようにCaCO(ただし、HOは添加しない)で処理した:蒸留したEHM(3g)をCaCO(0.15g)と混合した。混合物を25℃で24時間撹拌し、濾過し、真空下で乾燥させた。アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を、H NMRによって測定した。処理後、アセトキシレベルは32%だけ減少して634ppmになり、Si−Hレベルは<1%減少した。
この実施例4では、参考例1で調製した蒸留EHMを、塩基性アルミナ及びHOで以下のように処理した:蒸留したEHM(3g)を塩基性アルミナ(0.15g)及びHO(0.03g)と混合した。混合物を25℃で24時間撹拌し、濾過し、真空下で乾燥させた。アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を、H NMRによって測定した。処理後、アセトキシレベルは87%減少して121ppmになり、Si−Hレベルは<1%減少した。
この比較例5では、参考例1で調製した蒸留EHMを以下のように塩基性アルミナ(ただし、HOは添加しない)で処理した:蒸留したEHM(3g)を塩基性アルミナ(0.15g)と混合した。混合物を25℃で24時間撹拌し、濾過し、真空下で乾燥させた。アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を、H NMRによって測定した。処理後、アセトキシレベルは48%だけ減少して485ppmになり、Si−Hレベルは<1%減少した。
この実施例6では、参考例1で調製した蒸留EHMを、活性炭及びHOで以下のように処理した:蒸留したEHM(3g)を活性炭(0.15g)及びHO(0.03g)と混合した。混合物を25℃で24時間撹拌し、濾過し、真空下で乾燥させた。アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を、H NMRによって測定した。処理後、アセトキシレベルは86%減少して130ppmになり、Si−Hレベルは<1%減少した。
この比較例7では、参考例1で調製した蒸留EHMを以下のように活性炭(ただし、HOは添加しない)で処理した:蒸留したEHM(3g)を活性炭(0.15g)と混合した。混合物を25℃で24時間撹拌し、濾過し、真空下で乾燥させた。アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を、H NMRによって測定した。処理後、アセトキシレベルは29%だけ減少して662ppmになり、Si−Hレベルは<1%減少した。
この実施例8では、参考例1で調製した蒸留EHMを、アンバーライトIRA−67及びHOで以下のように処理した:蒸留したEHM(3g)をアンバーライトIRA−67(0.15g)及びHO(0.03g)と混合した。混合物を25℃で24時間撹拌し、濾過し、真空下で乾燥させた。アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を、H NMRによって測定した。処理後、アセトキシレベルは76%減少して224ppmになり、Si−Hレベルは<1%減少した。
この比較例9では、参考例1で調製した蒸留EHMを、乾燥イオン交換樹脂で以下のように処理した:蒸留したEHM(3g)を乾燥アンバーライトIRA−67(0.15g)と混合した。混合物を25℃で24時間撹拌し、濾過し、真空下で乾燥させた。アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を、H NMRによって測定した。処理後、アセトキシレベルは3%だけ減少して904ppmになり、Si−Hレベルは<1%減少した。
この実施例10では、参考例1で調製した蒸留EHMを、以下のようにNH/水(アンモニア水溶液)で処理した:蒸留したEHM(3g)をアンモニア水溶液(29%NH、30μL)と混合した。混合物を25℃で24時間撹拌し、濾過し、真空下で乾燥させた。アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を、H NMRによって測定した。処理後、アセトキシレベルは72%減少して261ppmになり、Si−Hレベルは<1%減少した。
この実施例11では、参考例1で調製した蒸留EHMを、アンモニア/メタノール溶液で以下のように処理した:蒸留したEHM(3g)をアンモニア/メタノール溶液(7N、32μL)と混合した。混合物を25℃で24時間撹拌し、濾過し、真空下で乾燥させた。アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を、H NMRによって測定した。処理後、アセトキシレベルは83%減少して158ppmになり、Si−Hレベルは<1%減少した。
この比較例12では、参考例1で調製した蒸留EHMを以下のようにHO(のみ)で処理した:蒸留したEHM(3g)をHO(0.03g)と混合した。混合物を25℃で24時間撹拌し、濾過し、真空下で乾燥させた。アセトキシレベル(アセチル/プロピルモル比)及びSi−Hレベル(Si−H/プロピルモル比)を、H NMRによって測定した。処理後、アセトキシレベルは84%減少して149ppmになり、Si−Hレベルは、有意に5%減少した。結果を以下の表2に示す。
Figure 2021531324
この比較例13では、ポリメトキシ官能性ポリジメチルシロキサンを以下のように調製した:Max 300 Long Speedmixerのカップに、Dow Silicones Corporation(Midland,Michigan,USA)から入手可能なSILASTIC(商標)SFD−128(DP=800〜1000を有するビス−ビニルジメチルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン)450.00g、及び参考例1で調製したEHM 7.31g(80%変換率)を加えた。得られた混合物を、600.2 Vac−P Flaktek Speedmixer上で2000rpm設定にて30秒間ブレンドした。次に、1.73g(3ppm)の3−0313 INT Pt触媒をカップに加え、2000rpmにて90秒間混合した。得られたポリメトキシ官能性ポリジメチルシロキサンポリマーを室温で静置して、キャッピング反応を完了させ、翌日分析した。粘度は、25mmのパラレルコーン及びプレートを使用して、ARES一定歪みレオメーターで、0.1〜10(s−1)の定常速度掃引で測定した。粘度の結果を以下の表に示す。
この実施例14では、Max 300 Long Speedmixerのカップに、SILASTIC(商標)SFD−128を450.00g、及び実施例10からのEHMコンバータ 7.31g(80%変換率)を加えた。得られた混合物を、600.2 Vac−P Flaktek Speedmixer上で2000rpm設定にて30秒間ブレンドした。次に、DOWSIL(商標)SFD−120で希釈した1.73g(3ppm)のKarstedt触媒をカップに加え、2000rpmにて90秒間混合した。得られたポリメトキシ官能性ポリジメチルシロキサンポリマーを室温で静置して、キャッピング反応を完了させ、翌日分析した。粘度は、25mmのパラレルコーン及びプレートを使用して、ARES一定歪みレオメーターで、0.1〜10(s−1)の定常速度掃引で測定した。粘度の結果を以下の表3に示す。
Figure 2021531324
比較例13及び実施例14は、本明細書に記載の方法に従って処理されたポリメトキシ官能性ポリジメチルシロキサンが、より良好な安定性を有することを示した(50℃で3週間エージングした後の粘度上昇がより少ないことで示す)。
産業上の利用可能性
上記の実施例は、本明細書に記載の方法が、良好な収率及び選択性を有するアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを生成することができることを示した。上記実施例14及び比較例13は、ポリオルガノシロキサンが、本明細書に記載の方法により調製したアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーで末端封鎖された場合、得られた末端封鎖ポリオルガノシロキサンは、本方法の工程2)及び3)の蒸留及び処理なしで調製した比較ポリメトキシ官能性ポリジメチルシロキサンと比較してわずかな粘度上昇で示されるように、より良好な安定性を有することを更に示した。
用語の定義及び用法
本明細書の文脈によって別段の指示がない限り、本明細書における全ての量、比率、及び百分率は、重量によるものであり;冠詞「a」、「an」、及び「the」は、それぞれ1つ以上を指し;単数形は複数形を含む。発明の概要及び要約書は、参照により本明細書に組み込まれる。「含むこと(comprising)」又は「含む(comprise)」という用語は、本明細書において、それらの最も広い意味で、「含むこと(including)」、「含む(include)」、「から本質的になる(consist(ing)essentially of)」、及び「からなる(consist(ing)of)」)という見解を意味し、包含するように使用されている。実例を列記する「例えば(for example)」「例えば(e.g.,)」、「例えば(such as)」及び「が挙げられる(including)」の使用は、列記されている例のみに限定しない。したがって、「例えば(for example)」又は「例えば(such as)」は、「例えば、それらに限定されないが(for example,but not limited to)」又は「例えば、それらに限定されないが(such as,but not limited to)」を意味し、他の類似した、又は同等の例を包含する。
「収率」は、限定試薬(脂肪族不飽和アルコキシシラン)の量に基づいて、生成されるアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーのモル量/最大限のアルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーのモル量を意味する。「選択性」は、アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンの直鎖状異性体/分枝状異性体(異性体は同じ分子量を有する)の比を意味する。
本明細書で使用される略語は、表4の定義を有する。
Figure 2021531324

Claims (14)

  1. アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む生成物を調製する方法であって、前記方法が、

    (A)単位式:(HR SiO1/2(R SiO1/2(HRSiO2/2(R SiO2/2(RSiO3/2(HSiO3/2(SiO4/2[式中、下付き文字e、f、g、h、i、j、及びkは、5≧e≧0、5≧f≧0、10≧g≧0、5≧h≧0であり、下付き文字iが0又は1であり、5≧j≧0であり、下付き文字kが0又は1であるような値を有し、ただし、数値(e+g+j)≧2、数値(e+f+g+h+i+j+k)≦50であり、各Rは、独立して、1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基及び1〜18個の炭素原子を有する一価ハロゲン化炭化水素基からなる群から選択される]のポリオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーと、
    (B)式:
    Figure 2021531324
    [式中、Rは、上述のとおりであり、Rは、2〜18個の炭素原子を有する脂肪族不飽和一価炭化水素基であり、各Rは、独立して、1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基であり、下付き文字cは、0又は1である]の脂肪族不飽和アルコキシシランと、を含む成分を、
    (C)ヒドロシリル化反応触媒と、
    (D)式:
    Figure 2021531324
    [式中、各Rは、独立して、1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基又は1〜18個の炭素原子を有する一価ハロゲン化炭化水素基であり、Rは、1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基である]のヒドロ(アシルオキシ)官能性ケイ素化合物の存在下で反応させ、それによって前記アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む反応生成物を調製する工程と、
    2)工程1)の前記生成物を蒸留して、蒸留反応生成物を調製する工程と、
    3)工程2)の前記蒸留反応生成物を、
    (E)収着剤と、
    (F)式HOR[式中、Rは、水素原子又は1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基である]の化合物と、を含む処理剤で処理し、それによって前記アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを含む生成物を調製する工程と、
    4)工程3)の前記生成物を蒸留し、それによって前記アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーを回収する工程と、
    を含む、方法。
  2. (E)前記収着剤が、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ土類金属重炭酸塩、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、及びこれらの2つ以上の組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
  3. (E)前記収着剤が、アルミナ及び活性炭からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
  4. (E)前記収着剤がイオン交換樹脂である、請求項1に記載の方法。
  5. (E)前記収着剤が、式NR 10 (3−x−y)[式中、R、R、及びR10は、各々独立して、水素原子及び1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基からなる群から選択され、下付き文字xは0〜3であり、下付き文字yは0〜3であり、数値(x+y)≦3である]、及び式
    Figure 2021531324
    [式中、R11は、水素原子及び1〜18個の炭素原子を有する一価炭化水素基からなる群から選択され、R12は、1〜18個の炭素原子を有する二価炭化水素基である]からなる群から選択されるアンモニウム化合物である、請求項1に記載の方法。
  6. (E)前記収着剤が、炭酸カルシウム、塩基性アルミナ、活性炭、イオン交換樹脂、アンモニア、及びこれらの2つ以上の組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
  7. (F)式HORの前記化合物が、水又はメタノールである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーが、単位式:
    Figure 2021531324
    [式中、R、R、並びに下付き文字c、f、h、i、及びkは、上述のとおりであり、下付き文字bは、0〜2であり、m>0であり、数値(m+n+o+p)=(e+g+j)であり、各Dは、独立して、2〜18個の炭素原子を有する二価炭化水素基であり、ただし、工程1)で生成された全てのD基の>90モル%は、直鎖状である]を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. (A)前記ポリオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーが、単位式:
    (HR SiO1/2(R SiO2/2(RSiO3/2)[式中、下付き文字qは、0〜3である]を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。段落[0010]における式は、請求項1に記載のものである。従属請求項9のこの実施形態は、より狭いものであり、段落[0015]における式に対応する。
  10. (A)前記ポリオルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーが、式:
    Figure 2021531324
    を有する、請求項9に記載の方法。
  11. アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーが:
    Figure 2021531324
    [式中、各Dは、独立して、2〜18個の炭素原子を有する二価炭化水素基であり、ただし、Dの>90モル%は、直鎖状二価炭化水素基である]を含む式を有する、請求項10に記載の方法。
  12. ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンを調製する方法であって、前記方法が、
    (1)
    (a)請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法によって調製された前記アルコキシ官能性オルガノハイドロジェンシロキサンオリゴマーと、
    (b)1分子当たり、平均して少なくとも1個の脂肪族不飽和一価炭化水素基を有するポリオルガノシロキサンと、
    (c)ヒドロシリル化反応触媒と、を含む出発原料を反応させる工程、を含む方法。
  13. 出発原料(b)が、式:
    Figure 2021531324
    [式中、下付き文字nは、1〜2,000である]のポリジオルガノシロキサンである、請求項12に記載の方法。
  14. 前記ポリアルコキシ官能性ポリオルガノシロキサンが、
    Figure 2021531324
    [式中、各Dは、独立して、二価炭化水素基である]からなる群から選択される式を有する、請求項13に記載の方法。
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