JP2800051B2 - オルガノポリシロキサンおよびその製造方法 - Google Patents

オルガノポリシロキサンおよびその製造方法

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JP2800051B2 JP1336065A JP33606589A JP2800051B2 JP 2800051 B2 JP2800051 B2 JP 2800051B2 JP 1336065 A JP1336065 A JP 1336065A JP 33606589 A JP33606589 A JP 33606589A JP 2800051 B2 JP2800051 B2 JP 2800051B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、新規な分子鎖片末端にノルボルネニル基を
含有するオルガノポリシロキサンに関する。
[従来の技術] ポリノルボルネンゴムの耐候性、表面撥水性、潤滑
性、生体適合性、ガス透過性等の改良を目的として、ポ
リノルボルネンゴムに、ジメチルポリシロキサン,メチ
ルフェニルポリシロキサン等のオルガノポリシロキサン
を添加する方法がとられていた。しかし、ポリノルボル
ネンゴムとオルガノポリシロキサンとの相溶性が小さい
ため、添加されたオルガノポリシロキサンがポリノルボ
ルネンゴムより滲み出す等の問題があった。
かかる問題点を解決するために、ポリノルボルネンゴ
ムの原料モノマーと該モノマーと重合可能なノルボルネ
ニル基等の官能基を有するオリゴシロキサンとを共重合
することにより耐候性、表面撥水性、潤滑性、生体適合
性、ガス透過性等の改良を施す方法が特開昭63−277211
号公報に開示されている。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、上記特開昭63−277211号公報に開示されたノ
ルボルネニル基含有のオリゴシロキサンを使用すれば、
ポリノルボルネンゴム中にシロキシ基を導入できるもの
の、ノルボルネニル基含有のオリゴシロキサンの製造に
は、取扱が困難な金属アミドを使用しなければならず、
大量合成するには問題があり、また得られたノルボルネ
ニル基含有のオリゴシロキサンのノルボルネニル基に
は、この製造方法に起因するシアノ基またはカルボエス
テル基を有し、このものを使用すると得られたポリノル
ボルネンゴムの耐湿性が低下する等の問題があった。
本発明者は上記問題点を解決するために鋭意研究した
結果、新規な分子鎖片末端にノルボルネニル基を含有す
るオルガノポリシロキサンを使用すれば、上記問題点は
一挙に解消されることを見出し本発明に到達した。
即ち、本発明の目的は新規な分子鎖片末端にノルボル
ネニル基を含有するオルガノポリシロキサンを提供する
ことにある。
[課題の解決手段とその作用] 本発明の目的は、式; (式中、R1およびR2は同種もしくは異種の一価炭化水素
基、R3は脂肪族不飽和基を含まない同種もしくは異種の
一価炭化水素基、R4は二価炭化水素基、nは0〜1000の
範囲の整数である。)で示されるオルガノポリシロキサ
ンにより達成される。
これを詳しく説明すると、上式中、R1は一価炭化水素
基であり、具体例としてはメチル基,エチル基,プロピ
ル基,ブチル基等のアルキル基;ビニル基,アリル基等
のアルケニル基;フェニル基,トリル基,キシリル基等
のアリール基;ベンジル基,フェネチル基等のアラルキ
ル基が挙げられる。またR2はR1と同様の同種もしくは異
種の一価炭化水素基であり、具体例としてはメチル基,
エチル基,プロピル基,ブチル基等のアルキル基;ビニ
ル基,アリル基等のアルケニル基;フェニル基,トリル
基,キシリル基等のアリール基;ベンジル基,フェネチ
ル基等のアラルキル基が挙げられる。またR3は脂肪族不
飽和基を含まない一価炭化水素基であり、具体例として
はメチル基,エチル基,プロピル基,ブチル基等のアル
キル基;フェニル基,トリル基,キシリル基等のアリー
ル基;ベンジル基,フェネチル基等のアラルキル基が挙
げられる。またR4は二価炭化水素基であり、具体例とし
てはエチレン基,プロピレン基,ブチレン基等のアルキ
レン基が挙げられる。これらの中でも合成上の容易さお
よび経済性から、R2、R3がメチル基であり、R4がエチレ
ン基であることが好ましい。ここでnは0〜1000の範囲
の整数である。これはnが1000を越えるとポリノルボル
ネンゴム原料モノマーに対する共重合性が低下するため
である。このnはポリシロキサン鎖の表面改質効果と主
成分であるポリノルボルネンゴムを構成する単量体との
共重合反応性との兼ね合いから0〜500が好ましく、特
に5〜200が好ましい。
本発明のオルガノポリシロキサンの製造方法は、式; (式中、R1およびR2は同種もしくは異種の一価炭化水素
基、Aは水素原子またはリチウム原子、mは0〜1000の
整数でありかつm+l=nを満たす整数である。)で示
されるオルガノポリシロキサン、および式; (式中、R2は同種もしくは異種の一価炭化水素基、R3
脂肪族不飽和基を含まない同種もしくは異種の一価炭化
水素基、R4は二価炭化水素基、Xはハロゲン原子、lは
0〜1000の整数でありかつm+l=nを満たす整数であ
る。)で示される有機ケイ素化合物と縮合反応させるこ
とにより製造される。
これを説明すると、上式(I)式で示されるR1および
R2は前記と同様の同種もしくは異種の一価炭化水素基で
あり、mは0〜1000の範囲内の整数であり、かつm+l
=nを満たす整数である。Aは水素原子またはリチウム
原子である。ここで分子鎖片末端にリチウム原子を有す
るα−リチオキシオルガノポリシロキサンは、環状ヘキ
サオルガノトリシロキサンをアルキルリチウム,アリー
ルリチウム等の有機リチウム化合物またはリチウムトリ
オルガノシラノレート,α−リチオオキシジオルガノポ
リシロキサン等のリチウム金属塩により非平衡重合する
ことにより得られる。また、分子鎖片末端にケイ素結合
水酸基を有するオルガノポリシロキサンは、α−リチオ
オキシオルガノポリシロキサンを酢酸,プロピオン酸等
の有機酸または塩酸,炭酸等の無機酸と反応させること
により合成できる。このようにして合成される分子鎖片
末端にリチウム原子またはケイ素結合水酸基を有するオ
ルガノポリシロキサンは、分子量及び分子量分布の制御
されたものである。
(II)式で示される有機ケイ素化合物の式中、R2は前
記同様の同種もしくは異種の一価炭化水素基であり、R3
は前記同様の脂肪族不飽和基を含まない同種もしくは異
種の一価炭化水素基、R4は前記同様の二価炭化水素基で
ある。またXは塩素,臭素,沃素等のハロゲン原子であ
る。式中lは0〜1000の整数であり、かつm+l=nを
満たす整数である。(II)式の有機ケイ素化合物は、5
−アルケニル−2−ノルボルネンとジメチルクロロシラ
ンまたは分子鎖片末端にケイ素原子結合水素基を有し、
他末端にケイ素原子結合塩素基を有するオリゴシロキサ
ンを、例えば周期律表第VIII属遷移金属錯体触媒存在下
に付加反応させることにより製造することができる。
(I)式で示されるオルガノポリシロキサンと(II)
式で示される有機ケイ素化合物との縮合反応は、前者に
対し後者を等モル以上、好ましくは1.1倍当量以上用い
るのがよい。この縮合反応は適当な溶媒の存在下で行う
のが好ましいが、無溶媒でも反応を行うことができる。
ここで使用できる溶媒としては、ベンゼン,トルエン,
キシレン等の芳香族系溶媒;ヘキサン,ヘプタン等の脂
肪族系溶媒;テトラヒドロフラン,ジエチルエーテル等
のエーテル系溶媒;アセトン,メチルエチルケトン等の
ケトン系溶媒;酢酸エチル,酢酸ブチル等のエステル系
溶媒;四塩化炭素,トリクロロエタン,クロロホルム等
の塩素化炭化水素系溶媒さらにはジメチルフォルムアミ
ド,ジメチルスルフォキシドが挙げられる。反応は室温
下でも行い得るが、通常は50〜200℃程度の温度で行
う。また、(I)式で示されるオルガノポリシロキサン
が、分子鎖片末端にケイ素結合水酸基を有するオルガノ
ポリシロキサンの場合には、縮合反応により副生する塩
化水素を補足するためにトリエチルアミン,トリプロピ
ルアミン,トリブチルアミン,N,N−ジメチルアニリン等
のアミン類;ピリジン,ピコリン,N,N−ジメチルアミノ
ピリジン,キノリン等の含窒素複素環式化合物を共存さ
せることが好ましい。
以上のような本発明のオルガノポリシロキサンは、ポ
リノルボルネンゴムの改質剤として有用であり、特に、
環状不飽和化合物との共重合(メタセシス開環共重合)
が可能であるので、シロキサン結合を含む各種の化合物
を得る上での原料として有効である。
[実施例] 次に実施例を示し、本発明を説明する。
参考例1 攪拌装置付きの4つ口フラスコに5−ビニル−2−ノ
ルボルネン50g(0.416モル)、ジメチルクロロシラン3
2.8g(0.3466モル)、白金とテトラメチルジビニルジシ
ロキサンとの錯体を、白金金属量が5−ビニル−2−ノ
ルボルネンとジメチルクロロシランの合計に対して20pp
mになるように投入した。70〜80℃で2時間加熱攪拌し
た後、減圧蒸留によって次式のクロロシラン62.5gを得
た。
参考例2 攪拌装置付きの4つ口フラスコにヘキサメチルシクロ
トリシロキサン180g、テトラヒドロフラン180gを投入し
均一に溶解するまで攪拌した。1.6Nのn−ブチルリチウ
ム48.5ml(0.0776モル)を投入し、窒素雰囲気下、室温
で2時間攪拌した。ガスクロマトグラフィー(以下GC)
により反応の進行を観察し、反応率が81%になったとこ
ろで酢酸5.6gを加えて重合を停止させた。ろ過、減圧蒸
留により溶剤と未反応成分を除去し生成物を得た。ゲル
パーミエーションクロマトグラフィー(以下GPC)、核
磁気共鳴分析(以下NMR)、赤外吸光分析(以下IR)に
より、得られた生成物は次式で示されるオルガノポリシ
ロキサンであることが確認された。
実施例1 攪拌装置付きの4つ口フラスコに参考例2で得られた
オルガノポリシロキサン(IV)100g(0.051モル)、ト
リエチルアミン9.29g(0.0918モル)、トルエン100mlを
投入し、参考例1で得られたクロロシラン(III)13.2g
(0.0612モル)を滴下し、40℃で24時間攪拌した。副生
した塩をろ過し、減圧蒸留により溶剤と未反応の原料を
除去し生成物を得た。GPC、NMR、IRにより、得られた生
成物は次式で示されるオルガノポリシロキサンであるこ
とが確認された。
実施例2 攪拌装置付きの4つ口フラスコにヘキサメチルシクロ
トリシロキサン150g、テトラヒドロフラン150gを投入し
均一に溶解するまで攪拌した。1.6Nのn−ブチルリチウ
ム50.7ml(0.0811モル)を投入し、窒素雰囲気下室温で
3時間攪拌した。GCにより反応の進行を観察し、反応率
が83%になったところで、参考例1で得られたクロロシ
ラン(III)19.2g(0.0892モル)、トリエチルアミン1
3.5g(0.1338モル)を投入して重合を停止させた。室温
で1時間攪拌した後、副生した塩をろ過し、減圧蒸留に
より溶剤と未反応の原料を除去し生成物を得た。GPC、N
MR、IRにより、得られた生成物は次式で示されるオルガ
ノポリシロキサンであることが確認された。
応用例1 攪拌装置付き4つ口フラスコに実施例1で得られたオ
ルガノポリシロキサン(V)2.4g(1ミリモル)、ノル
ボルネン4.6g(49ミリモル)、キシレン40g、テトラメ
チルスズ0.14g(0.8ミリモル)、2−オクテン0.11g
(1ミリモル)を入れ、攪拌しながら70℃に加熱した。
六塩化タングステン0.16g(0.4ミリモル)のキシレン5g
溶液を滴下すると、反応溶液の温度は80℃に上昇し、粘
度の上昇が認められた。反応溶液の温度を70℃に保って
加熱攪拌し、定期的にGCによりノルボルネンの残存量を
調べたところ、約2時間後にノルボルネンの消失が確認
されたので、反応溶液を大量のメタノールに投入して生
成物を析出させ、これをトルエンに再溶解し、数回水洗
した。硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下で加熱濃縮
し、濃縮物をメタノールに投入して生成物を析出させ、
加熱減圧乾燥して5.9gの生成物を得た。この生成物のス
チレン換算の数平均分子量は13471、重量平均分子量は2
6477であり、1HNMRよりノルボルネン40分子に対し実施
例1で得られたオルガノポリシロキサン(V)が1分子
の割合で反応した共重合体であることが判明した。
[発明の効果] 本発明のオルガノポリシロキサンは、新規な化合物で
ある。そしてその製造方法は、このような新規化合物を
容易に製造できるという特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例2で得られたオルガノポリシロキサンの
1HNMRによる分析結果であり、第2図は29SiNMRによる分
析結果である。第3図は応用例1で得られた共重合体の
1HNMRによる分析結果である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式; (式中、R1およびR2は同種もしくは異種の一価炭化水素
    基、R3は脂肪族不飽和基を含まない同種もしくは異種の
    一価炭化水素基、R4は二価炭化水素基、nは0〜1000の
    範囲の整数である。)で示されるオルガノポリシロキサ
    ン。
  2. 【請求項2】式; (式中、R1およびR2は同種もしくは異種の一価炭化水素
    基、Aは水素原子またはリチウム原子、mは0〜1000の
    範囲でありかつm+l=nを満たす整数である。)で示
    されるオルガノポリシロキサン、および式; (式中、R2は同種もしくは異種の一価炭化水素基、R3
    脂肪族不飽和基を含まない同種もしくは異種の一価炭化
    水素基、R4は二価炭化水素基、Xはハロゲン原子、lは
    0〜1000の範囲であり、かつm+l=nを満たす整数で
    ある。)で示される有機ケイ素化合物とを縮合反応させ
    ることを特徴とする、式; (式中、R1およびR2は同種もしくは異種の一価炭化水素
    基、R3は脂肪族不飽和基を含まない同種もしくは異種の
    一価炭化水素基、R4は二価炭化水素基、nは0〜1000の
    範囲の整数である。)で示されるオルガノポリシロキサ
    ンの製造方法。
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