JP2864191B2 - Sulfonic acid-modified silicone - Google Patents

Sulfonic acid-modified silicone

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JP2864191B2
JP2864191B2 JP4274801A JP27480192A JP2864191B2 JP 2864191 B2 JP2864191 B2 JP 2864191B2 JP 4274801 A JP4274801 A JP 4274801A JP 27480192 A JP27480192 A JP 27480192A JP 2864191 B2 JP2864191 B2 JP 2864191B2
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modified silicone
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賢二 中嶋
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、界面活性剤及び塗膜の
改質剤等として有用なスルホン酸変性シリコーンに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sulfonic acid-modified silicone useful as a surfactant and a modifier for a coating film.

【0002】[0002]

【従来の技術】ジメチルシリコーンのいくつかのメチル
基をアミノアルキル基、エポキシ基、ポリエーテル基等
の親水性基で置き換えたシリコーンは、従来より界面活
性剤として用いられてきた。例えば、ポリエーテル変性
シリコーンはシリコーン界面活性剤として、有機系の界
面活性剤と比べてレベリング効果、柔軟効果、湿潤効
果、乳化効果、分散効果等に優れた特徴を持っているこ
とがよく知られている。
2. Description of the Related Art Silicones obtained by replacing some methyl groups of dimethyl silicone with hydrophilic groups such as aminoalkyl groups, epoxy groups and polyether groups have conventionally been used as surfactants. For example, it is well known that polyether-modified silicone has excellent characteristics such as leveling effect, softening effect, wetting effect, emulsifying effect, and dispersing effect as a silicone surfactant as compared with an organic surfactant. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、スルホン酸
変性シリコーンを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sulfonic acid-modified silicone.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、次式で
示されるスルホン酸変性シリコーンである
That is, the present invention provides a sulfonic acid-modified silicone represented by the following formula:

【0005】[0005]

【化2】 [ここで、各Rは独立に炭素数1〜3のアルキル基又
はフェニル基を示し、nは10〜3000の整数であ
り、Aは一価の金属、水素原子又は−H・X(ここ
で、Xはアンモニア又はアミンを示す)を示し、Rは
フェニレン基、炭素数1〜4のアルキル基で置換された
フェニレン基、炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルキレ
ン基又は次式で示される基
Embedded image [Where each R 1 is independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or
Represents a phenyl group , n represents an integer of 10 to 3000, A represents a monovalent metal, a hydrogen atom or —H.X 1 (where X 1 represents ammonia or an amine), and R represents
Phenylene group, substituted by an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
Phenylene group, linear or branched alkylene having 1 to 5 carbon atoms
Group or a group represented by the following formula

【化13】 ここで、pは1〜5の整数であり、qは0又は1であ
り、rは、qが0のとき1又は2であり、qが1のとき
3である)を示す]。
Embedded image ( Where p is an integer of 1 to 5, q is 0 or 1)
R is 1 or 2 when q is 0, and when q is 1
3 ).

【0006】ここで、炭素数1〜3のアルキル基とは、
メチル基、エチル基、プロピル基を示す。nの値は、1
0〜3000であり、好ましくは200〜2000であ
る。Aで表される一価の金属としては、好ましくはL
i、Na、Kが挙げられる。また、式−H・X中のX
がアミンである場合、これは、一般式NR で示さ
れ、ここで、Rは、それぞれ独立して、水素原子、好
ましくは1〜5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のア
ルキル基、あるいは好ましくは1〜5個の炭素原子を有
し、好ましくは3個以下のヒドロキシル基を有する直鎖
又は分岐のヒドロキシアルキル基を示す。該アミンとし
ては、例えばトリエタノールアミン、2−アミノ−2−
メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−
1,3−プロパンジオール、モノエタノールアミン等が
挙げられる。Rは、好ましくはフェニレン基、炭素数1
〜4のアルキル基で置換されたフェニレン基、炭素数1
〜5のアルキレン基及び
Here, the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms means
It represents a methyl group, an ethyl group, or a propyl group . The value of n is 1
It is 0-3000, preferably 200-2000. The monovalent metal represented by A is preferably L
i, Na, and K. Further, X in the formula -H · X 1
If 1 is an amine, which is represented by the general formula NR 3 3, wherein, R 3 are each independently a hydrogen atom, preferably a linear or branched having 1-5 carbon atoms An alkyl group or a straight-chain or branched hydroxyalkyl group preferably having 1 to 5 carbon atoms and preferably having 3 or less hydroxyl groups. Examples of the amine include triethanolamine, 2-amino-2-
Methyl-1-propanol, 2-amino-2-methyl-
Examples thereof include 1,3-propanediol and monoethanolamine. R is preferably a phenylene group, having 1 carbon atom
A phenylene group substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
5 to 5 alkylene groups and

【0007】[0007]

【化3】 である。また、該スルホン酸変性シリコーンの数平均分
子量(Mn)は好ましくは1000〜20万、特に好ま
しくは1万〜15万である。
Embedded image It is. The number average molecular weight (Mn) of the sulfonic acid-modified silicone is preferably 1,000 to 200,000, particularly preferably 10,000 to 150,000.

【0008】本発明のスルホン酸変性シリコーンは、片
末端にスルホン化剤と反応しうる基を持つシリコーンを
合成し、続いて該シリコーンをスルホン化することによ
り製造することができる。
[0008] The sulfonic acid-modified silicone of the present invention can be produced by synthesizing a silicone having a group capable of reacting with a sulfonating agent at one end, and then sulfonating the silicone.

【0009】ここで、片末端にスルホン化剤と反応しう
る基を持つシリコーンは、次式で示される。
The silicone having a group capable of reacting with a sulfonating agent at one terminal is represented by the following formula.

【0010】[0010]

【化4】 ここで、R、R1 、nは上記と同じであり、Xはスルホ
ン化剤と反応する基、例えばハロゲン原子、ビニル基、
又は芳香環に結合した水素原子等である。
Embedded image Here, R, R 1 , and n are the same as described above, and X is a group that reacts with a sulfonating agent, for example, a halogen atom, a vinyl group,
Or a hydrogen atom bonded to an aromatic ring.

【0011】上記の片末端にスルホン化剤と反応しうる
基を持つシリコーンは、片末端のSiに結合した水素を
持つシリコーンと、スルホン化剤と反応しうる基及びビ
ニル基を持つ化合物(ヒドロシリル化剤)とを白金系触
媒の存在下に付加反応させるヒドロシリル化反応により
製造する。
The above-mentioned silicone having a group capable of reacting with a sulfonating agent at one end includes a silicone having hydrogen bonded to Si at one end and a compound having a group capable of reacting with the sulfonating agent and a vinyl group (hydrosilyl). ) In the presence of a platinum-based catalyst.

【0012】ヒドロシリル化反応の原料として使用する
上記の片末端のSiに結合した水素を持つシリコーン
は、次式で示される。
The above-mentioned silicone having a hydrogen bonded to one terminal Si used as a raw material for the hydrosilylation reaction is represented by the following formula.

【0013】[0013]

【化5】 ここで、R1 、nは上記と同じである。Embedded image Here, R 1 and n are the same as above.

【0014】該片末端のSiに結合した水素を持つシリ
コーンは公知の方法によって製造される。例えば該シリ
コーンとしての片末端水素封止のポリメチルポリシロキ
サンは、オクタメチルシクロテトラシロキサン及びエン
ドキャップとしてペンタメチルジシロキサンの平衡化反
応で製造される。好ましくは該平衡化反応は、窒素等の
不活性ガス雰囲気下で、ヘキサン、ベンゼン等の炭化水
素系溶媒の存在下に、反応温度0〜100℃、反応時間
10〜100時間で終了する。また、原料として使用さ
れるオクタメチルシクロテトラシロキサン及びペンタメ
チルジシロキサンのモル比は、所望の目的物の分子量に
より適宜調節される。
The silicone having hydrogen bonded to Si at one terminal is produced by a known method. For example, the hydrogen-capped polymethylpolysiloxane as the silicone is produced by an equilibration reaction of octamethylcyclotetrasiloxane and pentamethyldisiloxane as an end cap. Preferably, the equilibration reaction is completed at a reaction temperature of 0 to 100 ° C. and a reaction time of 10 to 100 hours in an inert gas atmosphere such as nitrogen and in the presence of a hydrocarbon solvent such as hexane and benzene. The molar ratio of octamethylcyclotetrasiloxane and pentamethyldisiloxane used as raw materials is appropriately adjusted depending on the desired molecular weight of the target product.

【0015】一方、スルホン化剤と反応しうる基及びビ
ニル基を持つヒドロシリル化剤は次の一般式で示され
On the other hand, a hydrosilylating agent having a group capable of reacting with a sulfonating agent and a vinyl group is represented by the following general formula.

【0016】[0016]

【化6】 (ここで、Rは上記と同じであり、R2 はアリール基、
アルカリール基又はアラルキル基である。)、例えば
Embedded image (Where R is the same as above, R 2 is an aryl group,
It is an alkaryl group or an aralkyl group. ), For example

【0017】[0017]

【化7】 (ここで、pは、整数であり好ましくは1〜5であ
る。)等が挙げられる。該ヒドロシリル化剤の使用量
は、化学式(3)中のSiに結合した水素に対し当量比
で1.0〜5.0が好ましい。
Embedded image (Here, p is an integer, and preferably 1 to 5.). The amount of the hydrosilylating agent to be used is preferably 1.0 to 5.0 in equivalent ratio to hydrogen bonded to Si in the chemical formula (3).

【0018】また、白金系触媒としては、例えば塩化白
金酸のイソプロピルアルコール(IPA)溶液等が使用
され、その添加量はヒドロシリル化剤に対して1×10
-4〜1×10-5当量が好ましい。また、該ヒドロシリル
化反応に際しては、好ましくは、溶媒として例えばヘキ
サン、ベンゼン等の脂肪族炭化水素あるいは芳香族炭化
水素が使用される。該ヒドロシリル化反応の好ましい例
を挙げれば、該反応は、反応系を窒素等の不活性ガス雰
囲気下に置き、反応温度を0〜100℃として、反応時
間が5時間〜50時間程度で終了する。
As the platinum-based catalyst, for example, an isopropyl alcohol (IPA) solution of chloroplatinic acid is used.
-4 to 1 x 10-5 equivalents are preferred. In the hydrosilylation reaction, an aliphatic hydrocarbon such as hexane or benzene or an aromatic hydrocarbon is preferably used as a solvent. As a preferred example of the hydrosilylation reaction, the reaction is completed in a reaction system placed under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen at a reaction temperature of 0 to 100 ° C. and a reaction time of about 5 to 50 hours. .

【0019】次に、上記ヒドロシリル化反応によって製
造された片末端にスルホン化剤と反応しうる基を持つシ
リコーンをスルホン化してスルホン酸変性シリコーンを
製造する。
Next, the silicone having a group capable of reacting with a sulfonating agent at one end produced by the hydrosilylation reaction is sulfonated to produce a sulfonic acid-modified silicone.

【0020】ここで使用するスルホン化剤は、ヒドロシ
リル化反応で使用したヒドロシリル化剤の種類によって
異なり、スルホン化剤と反応する基としてハロゲン原子
を有するヒドロシリル化剤、例えば、化学式(4)又は
化学式(5)の化合物を使用した場合には、例えばNa
2 SO3 、NaHSO3 等が好ましい。スルホン化剤と
反応する基としてビニル基を有するヒドロシリル化剤、
例えば、化学式(6)又は化学式(7)の化合物を使用
した場合には、例えばNaHSO3 等が好ましい。スル
ホン化剤と反応する基としてフェニル基を有するヒドロ
シリル化剤、例えば、化学式(8)又は化学式(9)の
化合物を使用した場合には、例えばH2SO4 、HSO
3 Cl等が好ましい。該スルホン化剤の使用量は、化学
式(2)中のスルホン化剤と反応する基Xに対して当量
比で1〜5が好ましい。
The sulfonating agent used here varies depending on the type of the hydrosilylating agent used in the hydrosilylation reaction, and a hydrosilylating agent having a halogen atom as a group which reacts with the sulfonating agent, for example, a chemical formula (4) or a chemical formula (4) When the compound of (5) is used, for example, Na
2 SO 3 and NaHSO 3 are preferred. A hydrosilylating agent having a vinyl group as a group that reacts with the sulfonating agent,
For example, when a compound represented by the chemical formula (6) or the chemical formula (7) is used, for example, NaHSO 3 or the like is preferable. When a hydrosilylating agent having a phenyl group as a group that reacts with the sulfonating agent, for example, a compound of the formula (8) or (9) is used, for example, H 2 SO 4 , HSO
3 Cl and the like are preferred. The amount of the sulfonating agent to be used is preferably 1 to 5 in an equivalent ratio to the group X reacting with the sulfonating agent in the chemical formula (2).

【0021】スルホン化反応に際しては、溶媒として例
えば1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン、ジエチル
エーテル、テトラヒドロフラン又は炭素数5〜8の炭化
水素系溶媒(例えばヘキサン等)等、又はこれらの二種
類以上を混合して使用してもよい。好ましい反応条件を
例示すると、反応系を窒素等の不活性ガス雰囲気下に置
き、スルホン化剤と反応する基としてハロゲン原子を有
するヒドロシリル化剤を使用した場合は反応温度は50
〜300℃、反応時間は5〜30時間程度である。ビニ
ル基を有するヒドロシリル化剤あるいはフェニル基を有
するヒドロシリル化剤を使用した場合は共に反応温度は
0〜100℃、反応時間は5〜30時間程度である。
In the sulfonation reaction, for example, 1,4-dioxane, dimethoxyethane, diethyl ether, tetrahydrofuran, a hydrocarbon solvent having 5 to 8 carbon atoms (such as hexane), or two or more of these solvents are used. You may mix and use. As an example of preferable reaction conditions, when the reaction system is placed under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen and a hydrosilylating agent having a halogen atom as a group that reacts with the sulfonating agent is used, the reaction temperature is 50 ° C.
The reaction time is about 5 to 30 hours. When a hydrosilylating agent having a vinyl group or a hydrosilylating agent having a phenyl group is used, the reaction temperature is 0 to 100 ° C. and the reaction time is about 5 to 30 hours.

【0022】あるいは、本発明のスルホン酸変性シリコ
ーンは、化学式(3)の片末端のSiに結合した水素を
持つシリコーンを一工程でヒドロシリル化することによ
り製造することもできる。このためのヒドロシリル化剤
は次の一般式で示され
Alternatively, the sulfonic acid-modified silicone of the present invention can be produced by hydrosilylation of a silicone having hydrogen bonded to Si at one terminal of the chemical formula (3) in one step. Hydrosilylating agents for this are represented by the general formula:

【0023】[0023]

【化8】 (ここで、Rは上記と同じである。)、例えばEmbedded image (Where R is the same as above), for example

【0024】[0024]

【化9】 等が挙げられる。また、該化合物の使用量は、化学式
(3)中の片末端のSiに結合した水素に対し当量比で
1〜5.0が好ましい。白金系触媒としては、例えば塩
化白金酸のイソプロピルアルコール(IPA)溶液等が
使用され、その添加量は上記ヒドロシリル化剤に対して
1×10-4〜1×10-5当量が好ましい。該反応におい
ても、好ましくは、溶媒として例えば1,4−ジオキサ
ン、ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、テトラヒド
ロフラン、炭素数5〜8の脂肪族炭化水素(例えばヘキ
サン等)又は芳香族炭化水素等が使用され、これら二種
類以上を混合して使用してもよい。また、好ましい反応
条件を例示すれば、反応系を窒素等の不活性ガス雰囲気
下に置き、反応温度を0〜100℃とし、反応時間を1
〜20時間程度とする。
Embedded image And the like. The amount of the compound used is preferably 1 to 5.0 in terms of an equivalent ratio to hydrogen bonded to Si at one end in the chemical formula (3). As the platinum-based catalyst, for example, a solution of chloroplatinic acid in isopropyl alcohol (IPA) or the like is used, and its addition amount is preferably 1 × 10 −4 to 1 × 10 −5 equivalents to the hydrosilylation agent. Also in the reaction, preferably, for example, 1,4-dioxane, dimethoxyethane, diethyl ether, tetrahydrofuran, an aliphatic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms (such as hexane) or an aromatic hydrocarbon is used as a solvent, These two or more kinds may be used as a mixture. As an example of preferable reaction conditions, the reaction system is placed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, the reaction temperature is 0 to 100 ° C., and the reaction time is 1 hour.
About 20 hours.

【0025】スルホン酸基をアンモニウム塩又はアミン
塩にする方法は公知である。例えば、上記のようにして
製造した化学式(1)のAが一価の金属であるスルホン
酸変性シリコーンをヘキサン又はヘプタンに溶解し、こ
れに塩酸又は硫酸の水溶液を加えて、好ましくは反応温
度0〜50℃、好ましくは反応時間5分〜1時間で酸性
加水分解した後、シリコーン相を取り出し、これに上記
のアミンを加えるとアミン塩の形のスルホン酸変性シリ
コーンが生成する。
Methods for converting sulfonic acid groups into ammonium salts or amine salts are known. For example, the sulfonic acid-modified silicone in which A of the chemical formula (1) is a monovalent metal produced as described above is dissolved in hexane or heptane, and an aqueous solution of hydrochloric acid or sulfuric acid is added thereto. After acidic hydrolysis at 5050 ° C., preferably for a reaction time of 5 minutes to 1 hour, the silicone phase is removed and the above amine is added thereto to form a sulfonic acid-modified silicone in the form of an amine salt.

【0026】本発明で製造されたスルホン酸変性シリコ
ーンは界面活性剤及び塗膜の改質剤等として有用であ
る。
The sulfonic acid-modified silicone produced in the present invention is useful as a surfactant and a modifier for a coating film.

【0027】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0028】[0028]

【実施例】【Example】

【0029】[0029]

【実施例1】1リットルの丸底フラスコにオクタメチル
シクロテトラシロキサン250重量部、ペンタメチルジ
シロキサン0.37重量部、濃硫酸5重量部およびトル
エン300重量部を収め、窒素雰囲気下、室温で48時
間撹拌後、炭酸水素ナトリウムで中和し、低沸点物を蒸
留によって除き、ポリメチルハイドロジェンポリシロキ
サン214g(収率86%)を得た。
Example 1 A 1-liter round bottom flask was charged with 250 parts by weight of octamethylcyclotetrasiloxane, 0.37 parts by weight of pentamethyldisiloxane, 5 parts by weight of concentrated sulfuric acid, and 300 parts by weight of toluene, and placed at room temperature under a nitrogen atmosphere. After stirring for 48 hours, the mixture was neutralized with sodium hydrogen carbonate, and low-boiling substances were removed by distillation to obtain 214 g of polymethylhydrogenpolysiloxane (yield: 86%).

【0030】次に、このポリメチルハイドロジェンポリ
シロキサン180重量部をヘキサン360重量部に溶解
し、p−クロロメチルスチレン1.2重量部(ポリメチ
ルハイドロジェンポリシロキサン中の片末端のSiに結
合した水素に対して当量比は4.4である)と塩化白金
酸のIPA溶液(2×10-4モル/cc)0.001m
l(p‐クロロメチルスチレンに対して当量比は2.5
×10-5である)を収めた丸底フラスコに窒素雰囲気
下、50℃で攪拌しながら滴下した。24時間撹拌後、
濾過し、続いて低沸点物を蒸留によって除き、クロロメ
チルフェネチル基を有するシリコーン134g(収率7
4%)を得た。
Next, 180 parts by weight of this polymethylhydrogenpolysiloxane was dissolved in 360 parts by weight of hexane, and 1.2 parts by weight of p-chloromethylstyrene (bonded to Si at one end of the polymethylhydrogenpolysiloxane). The equivalent ratio is 4.4 with respect to the hydrogen prepared) and an IPA solution of chloroplatinic acid (2 × 10 -4 mol / cc) 0.001 m
l (equivalent ratio to p-chloromethylstyrene is 2.5
× 10 −5 ) was added dropwise to the flask with stirring at 50 ° C. under a nitrogen atmosphere. After stirring for 24 hours,
After filtration, low-boiling substances were removed by distillation, and 134 g of a silicone having a chloromethylphenethyl group was obtained (yield: 7).
4%).

【0031】更に、得られたクロロメチルフェネチル基
を有するシリコーン120重量部をヘキサン120重量
部に溶解し、亜硫酸ナトリウム・7水和物1.4重量部
(クロロメチルフェネチル基に対して当量比は4.6で
ある)を窒素雰囲気下オートクレーブ中に仕込み、20
0℃で24時間攪拌しながら反応させた。冷却後、生成
した塩及び未反応の亜硫酸ナトリウムを濾別、溶媒を蒸
留して除き乳白色のオイル100gを得た。このオイル
はIRスペクトル(図1に示す)上の1180cm-1
スルホン酸基に帰属される吸収によりスルホン酸変性シ
リコーンであることが確認された(化学式(1)のRが
Further, 120 parts by weight of the obtained silicone having a chloromethylphenethyl group was dissolved in 120 parts by weight of hexane, and 1.4 parts by weight of sodium sulfite heptahydrate (equivalent ratio with respect to the chloromethylphenethyl group was 1.4% by weight). 4.6) in an autoclave under a nitrogen atmosphere.
The reaction was carried out with stirring at 0 ° C. for 24 hours. After cooling, the produced salt and unreacted sodium sulfite were separated by filtration, and the solvent was distilled off to obtain 100 g of milky oil. This oil was confirmed to be a sulfonic acid-modified silicone by an absorption attributed to a sulfonic acid group at 1180 cm -1 on an IR spectrum (shown in FIG. 1) (where R in chemical formula (1) was

【0032】[0032]

【化10】 であり、AがNaであり、R1 がメチル基であり、n=
705であった)。
Embedded image A is Na, R 1 is a methyl group, and n =
705).

【0033】[0033]

【実施例2】オクタメチルシクロテトラシロキサン20
0重量部、ペンタメチルジシロキサン2.98重量部、
濃硫酸4重量部を使用した以外は、実施例1と同様にし
て、ポリメチルハイドロジェンポリシロキサン172g
(収率86%)を得た。
Example 2 Octamethylcyclotetrasiloxane 20
0 parts by weight, 2.98 parts by weight of pentamethyldisiloxane,
172 g of polymethyl hydrogen polysiloxane was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4 parts by weight of concentrated sulfuric acid was used.
(86% yield).

【0034】次に、このポリメチルハイドロジェンポリ
シロキサン160重量部をヘキサン140重量部に溶解
し、p−クロロメチルスチレン5重量部(ポリメチルハ
イドロジェンポリシロキサン中の片末端のSiに結合し
た水素に対して当量比は2.0である)と塩化白金酸の
IPA溶液(2×10-4モル/cc)0.01ml(p
‐クロロメチルスチレンに対して当量比は6.2×10
-5である)を収めた丸底フラスコに窒素雰囲気下、室温
で攪拌しながら滴下した。24時間撹拌後、濾過し、続
いて低沸点物を蒸留によって除き、クロロメチルフェネ
チル基を有するシリコーン127g(収率79%)を得
た。
Next, 160 parts by weight of this polymethylhydrogenpolysiloxane was dissolved in 140 parts by weight of hexane, and 5 parts by weight of p-chloromethylstyrene (hydrogen bonded to Si at one end in polymethylhydrogenpolysiloxane) The equivalent ratio is 2.0) and an IPA solution of chloroplatinic acid (2 × 10 −4 mol / cc) 0.01 ml (p
-Equivalent ratio to chloromethylstyrene is 6.2 × 10
-5 ) was added dropwise with stirring at room temperature under a nitrogen atmosphere. After stirring for 24 hours, the mixture was filtered, and then low-boiling substances were removed by distillation to obtain 127 g of a silicone having a chloromethylphenethyl group (yield 79%).

【0035】更に、得られたクロロメチルフェネチル基
を有するシリコーン100重量部をヘキサン80重量部
に溶解し、亜硫酸ナトリウム・7水和物5重量部(クロ
ロメチルフェネチル基に対して当量比は2.0である)
を窒素雰囲気下オートクレーブ中に仕込み、200℃で
24時間攪拌しながら反応させた。冷却後、生成した塩
及び未反応の亜硫酸ナトリウムを濾別、溶媒を蒸留して
除き乳白色のオイル82gを得た。このオイルはIRス
ペクトル(図2に示す)上の1180cm-1のスルホン
酸基に帰属される吸収によりスルホン酸変性シリコーン
であることが確認された(化学式(1)のRは化学式
(10)と同じであり、AがNaであり、R1 がメチル
基であり、n=218であった)。
Further, 100 parts by weight of the obtained silicone having a chloromethylphenethyl group is dissolved in 80 parts by weight of hexane, and 5 parts by weight of sodium sulfite heptahydrate (equivalent ratio to the chloromethylphenethyl group is 2. 0)
Was charged in an autoclave under a nitrogen atmosphere, and reacted while stirring at 200 ° C. for 24 hours. After cooling, the generated salt and unreacted sodium sulfite were separated by filtration, and the solvent was distilled off to obtain 82 g of a milky oil. This oil was confirmed to be a sulfonic acid-modified silicone by absorption attributed to a sulfonic acid group at 1180 cm -1 on an IR spectrum (shown in FIG. 2) (R in the chemical formula (1) was represented by the chemical formula (10) Same, A was Na, R 1 was a methyl group, n = 218).

【0036】[0036]

【実施例3】オクタメチルシクロテトラシロキサン25
0重量部、ペンタメチルジシロキサン0.59重量部、
濃硫酸4重量部を使用した以外は、実施例1と同様にし
て、ポリメチルハイドロジェンポリシロキサン227g
(収率91%)を得た。
Example 3 Octamethylcyclotetrasiloxane 25
0 parts by weight, 0.59 parts by weight of pentamethyldisiloxane,
227 g of polymethylhydrogenpolysiloxane in the same manner as in Example 1 except that 4 parts by weight of concentrated sulfuric acid was used.
(91% yield).

【0037】次に、このポリメチルハイドロジェンポリ
シロキサン160重量部をヘキサン200重量部に溶解
し、p−ジアリルベンゼン1.5重量部(ポリメチルハ
イドロジェンポリシロキサン中の片末端のSiに結合し
た水素に対して当量比は3.0である)と塩化白金酸の
IPA溶液(2×10-4モル/cc)0.005ml
(p‐ジアリルベンゼンに対して当量比は1.0×10
-4である)を収めた丸底フラスコに窒素雰囲気下、室温
で攪拌しながら滴下した。12時間撹拌後、濾過し、続
いて低沸点物を蒸留によって除き、3‐(p‐アリルフ
ェニル)プロピル基を有するシリコーン139g(収率
87%)を得た。
Next, 160 parts by weight of this polymethylhydrogenpolysiloxane was dissolved in 200 parts by weight of hexane, and 1.5 parts by weight of p-diallylbenzene (bonded to one terminal Si in the polymethylhydrogenpolysiloxane). The equivalent ratio to hydrogen is 3.0) and 0.005 ml of an IPA solution of chloroplatinic acid (2 × 10 −4 mol / cc)
(Equivalent ratio to p-diallylbenzene is 1.0 × 10
-4 ) was added dropwise with stirring at room temperature under a nitrogen atmosphere at room temperature. After stirring for 12 hours, the mixture was filtered and then low-boiling substances were removed by distillation to obtain 139 g (yield: 87%) of a silicone having a 3- (p-allylphenyl) propyl group.

【0038】更に、得られた3‐(p‐アリルフェニ
ル)プロピル基を有するシリコーン120重量部をヘキ
サン120重量部に溶解し、硫酸水素ナトリウム1重量
部(3‐(p‐アリルフェニル)プロピル基に対して当
量比は3.5である)を窒素雰囲気下、50℃で24時
間攪拌しながら反応させた。未反応の硫酸水素ナトリウ
ムを濾別、溶媒を蒸留して除き乳白色のオイル96gを
得た。このオイルはIRスペクトル(図3に示す)上の
1180cm-1のスルホン酸基に帰属される吸収により
スルホン酸変性シリコーンであることが確認された(化
学式(1)のRが
Further, 120 parts by weight of the obtained silicone having a 3- (p-allylphenyl) propyl group was dissolved in 120 parts by weight of hexane, and 1 part by weight of sodium hydrogen sulfate (3- (p-allylphenyl) propyl group) was dissolved. The reaction was carried out under a nitrogen atmosphere while stirring at 50 ° C. for 24 hours. Unreacted sodium hydrogen sulfate was separated by filtration, and the solvent was distilled off to obtain 96 g of milky white oil. This oil was confirmed to be a sulfonic acid-modified silicone by absorption attributable to a sulfonic acid group at 1180 cm -1 on an IR spectrum (shown in FIG. 3) (where R in chemical formula (1) was

【0039】[0039]

【化11】 であり、AがNaであり、R1 がメチル基であり、n=
389であった)。
Embedded image A is Na, R 1 is a methyl group, and n =
389).

【0040】[0040]

【実施例4】オクタメチルシクロテトラシロキサン20
0重量部、ペンタメチルジシロキサン1.18重量部、
濃硫酸5重量部を使用した以外は、実施例1と同様にし
てポリメチルハイドロジェンポリシロキサン162g
(収率81%)を得た。
Example 4 Octamethylcyclotetrasiloxane 20
0 parts by weight, 1.18 parts by weight of pentamethyldisiloxane,
162 g of polymethyl hydrogen polysiloxane in the same manner as in Example 1 except that 5 parts by weight of concentrated sulfuric acid was used.
(81% yield).

【0041】次に、トルエンとテトラヒドロフランの
1:1混合溶液100重量部とp‐スチレンスルホン酸
ナトリウム3.3重量部(ポリメチルハイドロジェンポ
リシロキサン中の片末端のSiに結合した水素に対して
当量比は2.6である)及び塩化白金酸のIPA溶液
(2×10-4モル/cc)0.005ml(p‐スチレ
ンスルホン酸ナトリウムに対して当量比は6.3×10
-5である)を収めた丸底フラスコに、上記得られたポリ
メチルハイドロジェンポリシロキサン150重量部とヘ
キサン100重量部の混合物を窒素雰囲気下50℃で攪
拌しながら滴下した。10時間攪拌後、濾過し、続いて
低沸点物を蒸留によって除き乳白色のオイル108gを
得た。このオイルはIRスペクトル(図4に示す)上の
1180cm-1のスルホン酸基に帰属される吸収により
スルホン酸変性シリコーンであることが確認された(化
学式(1)のRがp‐フェニレンであり、AがNaであ
り、R1 がメチル基であり、n=533であった)。
Next, 100 parts by weight of a 1: 1 mixed solution of toluene and tetrahydrofuran and 3.3 parts by weight of sodium p-styrenesulfonate (based on hydrogen bonded to Si at one end in polymethyl hydrogen polysiloxane) The equivalent ratio is 2.6) and 0.005 ml of an IPA solution of chloroplatinic acid (2 × 10 −4 mol / cc) (the equivalent ratio is 6.3 × 10 4 with respect to sodium p-styrenesulfonate).
-5 ) was added dropwise to a mixture of 150 parts by weight of the obtained polymethylhydrogenpolysiloxane and 100 parts by weight of hexane at 50 ° C. with stirring in a nitrogen atmosphere. After stirring for 10 hours, the mixture was filtered and then low-boiling substances were removed by distillation to obtain 108 g of milky oil. This oil was confirmed to be a sulfonic acid-modified silicone by an absorption attributed to a sulfonic acid group at 1180 cm -1 on an IR spectrum (shown in FIG. 4) (R in chemical formula (1) is p-phenylene. , A was Na, R 1 was a methyl group, and n = 533).

【0042】[0042]

【実施例5】実施例1で製造したスルホン酸変性シリコ
ーン50gをヘキサン50mlに溶解し、1N HCl
水溶液50mlと攪拌しながら室温で20分間反応させ
た。反応後シリコーン相を取り出し、トリエタノールア
ミン1gを加えて攪拌しながら30分間反応させた後、
未反応部分を留去して乳白色のオイル48gを得た。こ
のオイルはIRスペクトル(図5に示す)上の3350
cm-1付近にヒドロキシエチル基に帰属される吸収帯を
示すので、生成物がスルホン酸トリエタノールアミンと
の塩の形のスルホン酸変性シリコーンであることが確認
された。
Example 5 50 g of the sulfonic acid-modified silicone prepared in Example 1 was dissolved in 50 ml of hexane, and 1N HCl was added.
The reaction was carried out at room temperature for 20 minutes while stirring with 50 ml of the aqueous solution. After the reaction, the silicone phase was taken out, 1 g of triethanolamine was added, and the mixture was reacted with stirring for 30 minutes.
The unreacted portion was distilled off to obtain 48 g of milky white oil. This oil had a 3350 in the IR spectrum (shown in FIG. 5).
Since an absorption band attributable to a hydroxyethyl group is shown around cm −1 , it was confirmed that the product was a sulfonic acid-modified silicone in the form of a salt with triethanolamine sulfonic acid.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように本発明により、界面活性剤
及び塗膜の改質剤等として有用な新規なスルホン酸変性
シリコーンが提供される。
As described above, according to the present invention, a novel sulfonic acid-modified silicone useful as a surfactant and a modifier for a coating film is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で得られたスルホン酸変性シリコーン
の水洗後のIRスペクトルのチャート。
FIG. 1 is a chart of an IR spectrum of a sulfonic acid-modified silicone obtained in Example 1 after washing with water.

【図2】実施例2で得られたスルホン酸変性シリコーン
の水洗後のIRスペクトルのチャート。
FIG. 2 is a chart of an IR spectrum of a sulfonic acid-modified silicone obtained in Example 2 after washing with water.

【図3】実施例3で得られたスルホン酸変性シリコーン
の水洗後のIRスペクトルのチャート。
FIG. 3 is a chart of an IR spectrum of the sulfonic acid-modified silicone obtained in Example 3 after washing with water.

【図4】実施例4で得られたスルホン酸変性シリコーン
の水洗後のIRスペクトルのチャート。
FIG. 4 is a chart of an IR spectrum of the sulfonic acid-modified silicone obtained in Example 4 after washing with water.

【図5】実施例5で得られたスルホン酸変性シリコーン
の水洗後のIRスペクトルのチャート。
FIG. 5 is a chart of an IR spectrum of a sulfonic acid-modified silicone obtained in Example 5 after washing with water.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 次式で示されるスルホン酸変性シリコー
ン 【化1】 [ここで、各Rは独立に炭素数1〜3のアルキル基又
はフェニル基を示し、nは10〜3000の整数であ
り、Aは一価の金属、水素原子又は−H・X(ここ
で、Xはアンモニア又はアミンを示す)を示し、Rは
フェニレン基、炭素数1〜4のアルキル基で置換された
フェニレン基、炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルキレ
ン基又は次式で示される基 【化12】 ここで、pは1〜5の整数であり、qは0又は1であ
り、rは、qが0のとき1又は2であり、qが1のとき
3である)を示す]。
1. A sulfonic acid-modified silicone represented by the following formula: [Where each R 1 is independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or
Represents a phenyl group , n represents an integer of 10 to 3000, A represents a monovalent metal, a hydrogen atom or —H.X 1 (where X 1 represents ammonia or an amine), and R represents
Phenylene group, substituted by an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
Phenylene group, linear or branched alkylene having 1 to 5 carbon atoms
Or a group represented by the following formula : ( Where p is an integer of 1 to 5, q is 0 or 1)
R is 1 or 2 when q is 0, and when q is 1
3 ).
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