JP2841158B2 - 高重合度ジオルガノポリシロキサン分散液の製造方法 - Google Patents

高重合度ジオルガノポリシロキサン分散液の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化粧品原料、離型剤、
コーティング剤等の材料として有用である高重合度オル
ガノポリシロキサン分散液の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高重合度ジオルガノポリシロキサンの分
散液は、従来より、化粧品原料、離型剤、コーティング
剤等に使用されている。通常、重合度3000以上の高重合
度ジオルガノポリシロキサンは、ガム状であり、前記分
散液は、そのガム状の高重合度ジオルガノポリシロキサ
ンを揮発性有機溶剤又は揮発性液状ジオルガノポリシロ
キサンに分散させることにより製造されているが、均一
の分散液を得るためには、長時間(通常、約10時間以
上)攪拌する必要がある。従って、そのような製造法で
は効率的でないため、生産性を向上させることが要望さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、短時間で効率よく重合度3000以上の高重合度ジオル
ガノポリシロキサンの分散液を製造する方法を提供する
ことにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討を
重ねた結果、揮発性溶剤中で末端シラノール基停止ジオ
ルガノポリシロキサン、特定のジアミノシラン及び特定
の末端封鎖剤を縮合すると、高重合度ジオルガノポリシ
ロキサンが前記溶剤中に分散された状態で得られること
を見いだして本発明を完成した。
【0005】本発明は、揮発性溶剤中で、 (A) 下記一般式(1) : HO[( R1 ) 2 SiO] n H (1) (式中、複数のR1 は同一でも異なってもよく、炭素原
子数1〜8の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、
nは2〜1000の整数である。)で表される末端シラノー
ル基停止ジオルガノポリシロキサン、及び (B) 下記一般式(2) : (R2 ) 2 Si[N(R3 ) 2 ] 2 (2) (式中、複数のR2 は同一でも異なってもよく、炭素原
子数1〜8の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、
複数のR3 は同一でも異なってもよく、炭素原子数1〜
8の1価炭化水素基である。)で表されるジアミノシラ
ン、その部分加水分解生成物又はそれらの混合物前記
(A) 成分のシラノール基1モルに対し、一般式(2) に含
まれる-N(R3 ) 2 基が 0.5〜5モルとなる量、を、 (C) 下記一般式(3) : (R4 ) 3 SiOH (3) (式中、複数のR4 は同一でも異なってもよく、炭素原
子数1〜8の置換又は非置換の1価炭化水素基であ
る。)で表されるシラノール、下記一般式(4) : (R4 ) 3 Si N(R3 ) 2 (4) (式中、複数のR4 は同一でも異なってもよく前記のと
おりであり、複数のR3は同一でも異なってもよく前記
のとおりである。)で表されるアミノシラン、及び下記
一般式(5) : [ (R4 ) 3 Si] 2 NH (5) (式中、複数のR4 は同一でも異なってもよく前記のと
おりである。)で表されるジシラザンからなる群から選
ばれる少なくとも1種の末端封鎖剤の存在下で縮合させ
る工程を有し、これにより前記溶剤中に分散された重合
度 3000 以上の高重合度ジオルガノポリシロキサンを製
造することからなる、高重合度ジオルガノポリシロキサ
ンの分散液の製造方法を提供するものである。
【0006】(A) 末端シラノール基停止ジオルガノポリ
シロキサン (A) 成分の末端シラノール基停止ジオルガノポリシロキ
サン(A) は、上記一般式(1) で表される。上記一般式
(1) 中のR1 は、具体的には、例えば、メチル基、エチ
ル基、プロピル基等のアルキル基;例えば、ビニル基、
アリル基等のアルケニル基;例えば、フェニル基、トリ
ル基等のアリール基;これらの基の水素原子の一部又は
全部を、例えば、ハロゲン原子、シアノ基等の置換基で
置換したクロロメチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル
基、2-シアノエチル基等の基等が例示される。
【0007】また、上記末端シラノール基停止ジオルガ
ノポリシロキサンの25℃における粘度は、通常、5〜10
0,000 cSt である。
【0008】(B) ジアミノシラン (B) 成分は、(A) 成分のシラノール基と反応する−N( R
3 ) 2 基を2個有する上記一般式(2) で表されるジアミ
ノシラン及び/又はその部分加水分解生成物であり、得
られるジオルガノポリシロキサンの重合度を増大させる
ためのものである。この(B) 成分には、(A) 成分のシラ
ノール基との縮合で副生するNH(R3 ) 2等が揮発性であ
るので反応系外へ除去が容易であるという利点がある。
【0009】上記一般式(2) 中のR2 及びR3 として
は、具体的には、例えば、上記一般式(1) 中のR1 とし
て例示した基が挙げられる。
【0010】上記一般式(2) で表されるジアミノシラン
としては、例えば、ジメチルビス(ジメチルアミノ)シ
ラン、ジメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、ジメチ
ルビス(ジn−ブチルアミノ)シラン、メチルビニルビ
ス(ジメチルアミノ)シラン、メチルビニルビス(ジエ
チルアミノ)シラン、メチルビニルビス(ジn−ブチル
アミノ)シラン、メチルトリフルオロプロピルビス(ジ
エチルアミノ)シラン等が挙げられる。これらの中で好
ましいものは、ジメチルビス(ジメチルアミノ)シラ
ン、ジメチルビス(ジエチルアミノ)シラン、メチルビ
ニルビス(ジメチルアミノ)シラン及びメチルビニルビ
ス(ジエチルアミノ)シランである。
【0011】また、上記一般式(2) で表されるジアミノ
シランの部分加水分解生成物は、例えば下記一般式(8)
: (R2 ) 2 [N(R3 ) 2 ] SiO- [(R3 ) 2 SiO] s -Si[N(R3 ) 2 ](R 2 ) 2 (8) (式中、複数のR2 は同一でも異なってもよく前記のと
おりである。複数のR3は同一でも異なってもよく前記
のとおりである。また、sは0以上の整数であり、好ま
しくは、1〜100 の整数である。)で表される。
【0012】上述し(B) 成分の中でも好ましいものは、
ジメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ジメチルビス
(ジエチルアミノ)シラン、メチルビニルビス(ジメチ
ルアミノ)シラン及びメチルビニルビス(ジエチルアミ
ノ)シランの部分加水分解生成物である。
【0013】(B) 成分の使用量は、上記(A) 成分のシラ
ノール基1モル当たり、-N(R3 ) 2基が 0.5〜5モルと
なる量であり、好ましくは、 0.8〜3.0 モルとなる量で
ある。(B) 成分の使用量が(A) 成分のシラノール基1モ
ル当たり-N(R3 ) 2 基が 0.5モル未満となる量である場
合、重合度3000以上の高重合度ジオルガノポリシロキサ
ンが得られなくなり、-N(R3 ) 2 基が5モルを越える量
である場合、高重合度ジオルガノポリシロキサンを安定
して製造することが困難となり、しかも経済的にも不利
である。
【0014】(C) 末端封鎖剤 (C) 成分の末端封鎖剤は、縮合により得られる高重合度
ジオルガノポリシロキサンの分子量を制御するためのも
のであり、(C) 成分としては、上記一般式(3)で表され
るシラノール、上記一般式(4) で表されるアミノシラン
及び上記一般式(5) で表されるジシラザンからなる群か
ら選ばれる少なくとも1種を使用する。
【0015】上記一般式(3) 〜(5) 中のR4 としては、
具体的には、例えば、上記一般式(1) 中のR1 として例
示した基が挙げられる。
【0016】上記一般式(3) で表されるシラノールとし
ては、例えば、トリメチルシラノール、メチルジフェニ
ルシラノール、トリビニルシラノール等が挙げられる。
また、上記一般式(4) で表されるアミノシランとして
は、例えば、トリメチル(ジメチルアミノ)シラン、ト
リメチル(ジエチルアミノ)シラン、ジメチルビニル
(ジメチルアミノ)シラン、ジメチルビニル(ジエチル
アミノ)シラン等が挙げられる。更に、上記一般式(5)
で表されるジシラザンとしては、例えば、ヘキサメチル
ジシラザン、テトラメチルジビニルジシラザン、ヘキサ
ビニルジシラザン等が挙げられる。
【0017】揮発性溶剤 上記製造方法において使用する揮発性溶剤としては、例
えば、揮発性有機溶剤及び揮発性シロキサンが挙げられ
る。
【0018】前記揮発性有機溶剤としては、具体的に
は、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族
炭化水素;例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素;例えば、
ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類;
例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピ
ルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;例えば、テ
トラヒドロフラン等の複素環式化合物等が例示され、そ
の中でも、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素及び
ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素が好ましい。
【0019】前記揮発性シロキサンは、環状、直鎖状、
分枝状のいずれの構造でもよい。環状揮発性シロキサン
としては、例えば、下記一般式(6) : [(R 5 ) 2 SiO] p (6) (式中、複数のR5 は同一でも異なってもよく、水素原
子、又は炭素原子数1〜8の炭化水素基、例えばアルキ
ル基、アルケニル基もしくはアリール基であり、pは3
〜15の整数である。)で表される化合物が挙げられる。
【0020】上記一般式(6) 中のR5 で表される炭素原
子数1〜8の炭化水素基としてはR1 について例示した
ものが挙げられ、好ましくは、アルキル基であり、更に
好ましくはメチル基である。好適な環状シロキサンは、
オクタメチルシクロテトラシロキサン及びデカメチルシ
クロペンタシロキサンである。
【0021】直鎖状揮発性シロキサンとしては、例え
ば、下記一般式(7) : (R6 ) 3 Si[( R5 ) 2 SiO] q Si( R6 ) 3 (7) (式中、複数のR6 は同一でも異なってもよく、水素原
子、又は炭素原子数1〜8の炭化水素基、例えばアルキ
ル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、qは
1〜13の整数である。また、複数のR5 は同一でも異な
ってもよく、前記のとおりである。)で表される化合物
が挙げられる。
【0022】上記一般式(7) 中のR6 は、好ましくは、
アルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。好
適な直鎖状シロキサンは、ヘキサメチルジシロキサン及
びオクタメチルテトラシロキサンである。
【0023】また、分枝状揮発性シロキサンとしては、
例えば、上記のような直鎖状揮発性シロキサンの側鎖に
アルキルシロキシ基が導入されたシロキサンが挙げら
れ、具体的には、例えばトリス(トリメチルシロキシ)
メチルシラン、テトラ(トリメチルシロキシ)シラン等
が例示される。
【0024】反応条件 上記揮発性溶剤中での上記(A) 〜(C) 成分の反応は、通
常 100〜200 ℃で行われ、通常、 0.5〜3時間で重合度
が3000以上の高重合度ジオルガノポリシロキサンが製造
される。
【0025】該高重合度ジオルガノポリシロキサンの重
合度は、得られる分散液が良好な流動性を示す点で、30
00〜20000 が好ましく、5000〜12000 がより好ましい。
また、生成する高重合度ジオルガノポリシロキサンは、
上記揮発性溶剤中に分散された状態にある。即ち、該ジ
オルガノポリシロキサンの生成と同時に目的とする高重
合度ジオルガノポリシロキサンの分散液が製造される。
【0026】上記の縮合反応における上記揮発性溶剤中
の(A) 成分の濃度は、特に制限されず、通常、5〜90重
量%の範囲である。
【0027】上記の縮合により生成するジアルキルアミ
ン等の縮合副生物は揮発性であるので、減圧でストリッ
ピングするか、又は水蒸気を吹き込むことにより、容易
に系外に除去することができる。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。実施例1 1Lのフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサ
ン 700g、25℃における粘度が5000cSt の両末端シラノ
ール基停止ジメチルポリシロキサン 300g及びトリメチ
ルシラノール 0.1gを仕込み、均一に混合した。続い
て、前記フラスコに、ジメチルビス(ジメチルアミノ)
シラン 2.3g添加して、室温で10分間撹拌した後、該フ
ラスコ内の温度を 150℃に昇温し、150 ℃で1時間反応
を行った。このようにして得られた分散液は、25℃にお
ける粘度が 39000cSt の無色透明の液体であった。
【0029】この分散液をゲルパーミエーションクロマ
トグラフィーで分析した結果、重量平均分子量486000
(重合度6570)の高重合度ジメチルポリシロキサンが含
有されていることが確認された。
【0030】また、上記分散液を、 150℃・10mmHgの条
件下でストリッピングして、揮発分を分析した結果、上
記分散液には、該オクタメチルシクロテトラシロキサン
が71重量%含有されていたことが確認された。従って、
該オクタメチルシクロテトラシロキサンは反応していな
いということが分かった。
【0031】実施例2 1Lのフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサ
ン 850g及び25℃における粘度が 700cSt である両末端
シラノール基停止ジメチルポリシロキサン 150gを仕込
み、均一に混合した。続いて、前記フラスコに、ジメチ
ルビス(ジメチルアミノ)シラン 2.5gとトリメチル
(ジメチルアミノ) シラン 0.2gを添加して、室温で10
分間撹拌した後、該フラスコ内の温度を 150℃に昇温
し、 150℃で1時間反応を行った。このようにして得ら
れた分散液は、25℃における粘度が、4200cSt の無色透
明の液体であった。
【0032】この分散液をゲルパーミエーションクロマ
トグラフィーで分析した結果、重量平均分子量448000
(重合度6050)の高重合度ジメチルポリシロキサンが含
有されていることが確認された。
【0033】また、上記分散液を、 150℃・10mmHgの条
件下でストリッピングして、揮発分を分析した結果、上
記分散液には、該オクタメチルシクロテトラシロキサン
が86重量%含有されていたことが確認された。従って、
該オクタメチルシクロテトラシロキサンは反応していな
いということが分かった。
【0034】実施例3 1Lのフラスコに、トルエン 850g、及び、25℃におけ
る粘度が1200cSt でありジフェニルシキロサン単位を5
モル%含有する両末端シラノール基停止ジメチルジフェ
ニルポリシロキサン 150gを仕込み均一に混合した。続
いて、前記フラスコに、ジメチルビス(ジエチルアミ
ノ)シラン 3.5g、及び、トリメチル (ジエチルアミ
ノ) シラン 0.3gを添加して室温で10分間攪拌した後、
該スラスコ内の温度を 150℃に昇温し、 150℃で1時間
反応を行った。このようにして得られた分散液は、25℃
における粘度が5500cSt の無色透明の液体であった。
【0035】この分散液をゲルパーミエーションクロマ
トグラフィーで分析した結果、重量平均分子量43500(重
合度5400) の高重合度ジメチルジフェニルポリシロキサ
ンが含有されていることが確認された(揮発分84%)。
【0036】また、上記分散液を、 150℃・10mmHgの条
件下でストリッピングして、揮発分を分析した結果、上
記分散液には、揮発分が84重量%含有されていたことが
確認された。
【0037】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、重合度3000
以上の高重合度ジオルガノポリシロキサンの分散液を短
時間で効率よく製造することができるので、生産性が向
上する。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 揮発性溶剤中で、 (A) 下記一般式(1) : HO[( R1 ) 2 SiO] n H (1) (式中、複数のR1 は同一でも異なってもよく、炭素原
    子数1〜8の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、
    nは2〜1000の整数である。)で表される末端シラノー
    ル基停止ジオルガノポリシロキサン、及び (B) 下記一般式(2) : (R2 ) 2 Si[N(R3 ) 2 ] 2 (2) (式中、複数のR2 は同一でも異なってもよく、炭素原
    子数1〜8の置換又は非置換の1価炭化水素基であり、
    複数のR3 は同一でも異なってもよく、炭素原子数1〜
    8の1価炭化水素基である。)で表されるジアミノシラ
    ン、その部分加水分解生成物又はそれらの混合物前記
    (A) 成分のシラノール基1モルに対し、一般式(2) に含
    まれる-N(R3 ) 2 基が 0.5〜5モルとなる量、を、 (C) 下記一般式(3) : (R4 ) 3 SiOH (3) (式中、複数のR4 は同一でも異なってもよく、炭素原
    子数1〜8の置換又は非置換の1価炭化水素基であ
    る。)で表されるシラノール、下記一般式(4) : (R4 ) 3 Si N(R3 ) 2 (4) (式中、複数のR4 は同一でも異なってもよく前記のと
    おりであり、複数のR3は同一でも異なってもよく前記
    のとおりである。)で表されるアミノシラン、及び下記
    一般式(5) : [ (R4 ) 3 Si] 2 NH (5) (式中、複数のR4 は同一でも異なってもよく前記のと
    おりである。)で表されるジシラザンからなる群から選
    ばれる少なくとも1種の末端封鎖剤の存在下で縮合させ
    る工程を有し、これにより前記溶剤中に分散された重合
    度 3000 以上の高重合度ジオルガノポリシロキサンを製
    造することからなる、高重合度ジオルガノポリシロキサ
    ンの分散液の製造方法。
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