JP2864952B2 - 有機けい素化合物及びその製造方法 - Google Patents

有機けい素化合物及びその製造方法

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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、付加型硬化性シリコー
ンゴム組成物、特にフッ素基含有付加型室温硬化性シリ
コーンゴム組成物の添加剤として有用で、該組成物に添
加することにより、各種被着材に対する接着性を向上さ
せることができる有機けい素化合物及びこのような有機
けい素化合物を得るための製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、付加型硬化性シリコーンゴム組成物は種々の用途に
用いられており、例えば接着剤などとして用いられてい
る。
【0003】しかしながら、従来より、かかる付加型硬
化性シリコーンゴム組成物の接着性を更に向上させるこ
とが望まれ、このシリコーンゴム組成物の接着性を向上
させるために添加する添加剤の開発が要望されている。
【0004】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
付加型硬化性シリコーンゴム組成物に添加することによ
ってこのシリコーンゴムの接着性を向上させることがで
きる新規有機けい素化合物及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を行った結果、例えば下記
一般式(2)で表されるビニル基含有シクロトリシロキ
サンと下記一般式(3)で表される含フッ素シクロシロ
キサンとの混合物又はこれに下記一般式(4)で表され
る環状シロキサンを加えた混合物を下記一般式(5)で
表されるジシロキサンの存在下に開環重合させることに
より、下記一般式(6)で表されるシロキサン化合物を
合成し、次いで該シロキサン化合物に下記一般式(7)
で表されるトリアルコキシシランを付加反応させること
により、下記一般式(1)で示される新規な有機けい素
化合物を得ることができ、また、得られた式(1)の有
機けい素化合物は、付加型硬化性シリコーンゴム組成
物、特にフッ素基含有付加型室温硬化性シリコーンゴム
組成物に添加することにより、各種被着材に対する接着
性を向上させることができるので、かかる組成物の添加
剤として有用であることを知見し、本発明をなすに至っ
た。
【0006】
【化3】 (式中、R,R,R,R,R及びRはそれ
ぞれ独立の非置換又は置換の一価炭化水素基、R及び
はそれぞれ独立の二価炭化水素基、Rfはパーフル
オロアルキル基又はパーフルオロポリエーテル基、k、
p及びmは1以上の整数、nは0以上の整数を表す。)
【0007】
【化4】
【0008】従って、本発明は上記一般式(1)で示さ
れる有機けい素化合物、及び、上記一般式(2)で表さ
れるビニル基含有シクロトリシロキサンと上記一般式
(3)で表される含フッ素シクロシロキサンとの混合物
又はこれに上記一般式(4)で表される環状シロキサン
を加えた混合物を上記一般式(5)で表されるジシロキ
サンの存在下に開環重合させることにより、上記一般式
(6)で表されるシロキサン化合物を合成し、次いで該
シロキサン化合物に上記一般式(7)で表されるトリア
ルコキシシランを付加反応させることを特徴とする上記
一般式(1)で示される有機けい素化合物の製造方法を
提供する。
【0009】以下、本発明を更に詳しく説明すると、本
発明の有機けい素化合物は下記一般式(1)で示される
ものである。
【0010】
【化5】
【0011】ここで、R,R,R,R,R
びRはそれぞれ独立の非置換又は置換の一価炭化水素
基であり、特に限定されるものではないが、例えばメチ
ル基,エチル基等の低級アルキル基などを挙げることが
できる。R及びRはそれぞれ独立の二価炭化水素基
であり、特に限定されるものではないが、Rとしては
例えば炭素数1〜4の低級アルキレン基などを挙げるこ
とができる。また、Rは低級アルキレン基又は2つの
基の間に酸素を介在させた低級アルキレン基であっても
よく、例えば下記式で示されるものが挙げられる。
【0012】
【化6】 (式中、aは1〜4の整数である。)
【0013】Rfはパーフルオロアルキル基又はパーフ
ルオロポリエーテル基であり、例えば下記式で示される
ものが挙げられる。
【0014】
【化7】 (式中、b及びcは1〜5の整数、dは1〜12の整数
である。)
【0015】また、式(1)においてk、p、mは1以
上、nは0以上の整数である。即ち、本発明の式(1)
で示される有機けい素化合物は、1分子中にけい素原子
に結合したビニル基とけい素原子に結合したアルコキシ
基含有有機基を1個以上含むものである。
【0016】この場合、好ましくはkは1〜10、特に
2〜7、pは1〜15、特に3〜8、mは1〜5、特に
1〜3、nは0〜15、特に0〜8である。
【0017】上記式(1)で示される有機けい素化合物
は、下記一般式(2)で表されるビニル基含有シクロト
リシロキサンと下記一般式(3)で表される含フッ素シ
クロシロキサンとの混合物又はこれに下記一般式(4)
で表される環状シロキサンを加えた混合物を下記一般式
(5)で表されるシロキサン化合物の存在下に開環重合
させることにより、下記一般式(6)で表されるシロキ
サン化合物を合成し、次いで該シロキサン化合物に下記
一般式(7)で表されるトリアルコキシシランを付加反
応させることにより合成される。
【0018】
【化8】
【0019】上記式において、R1、R4〜R8、Rf、
k、p、m、n、g及びhは上記と同様の意味を示す。
【0020】式(2)で示されるビニル基含有シクロト
リシロキサンと式(3)で示される含フッ素シクロシロ
キサンと式(4)で示される環状シロキサンと式(5)
で示されるジシロキサンとのモル比は、式(2):式
(3):式(4):式(5)=1〜8:1〜5:0〜
5:1とすることが好ましい。上記開環重合反応は、こ
れらの混合物を50〜150℃の温度に加熱し、8〜2
4時間保つことによって行うことができる。
【0021】上記開環重合の際には触媒を用いることが
好ましく、触媒としては塩基性触媒、CF3SO3H等の
強酸性触媒のいずれをも使用することができる。これら
の触媒は、開環重合によって得られた生成物を中和又は
水洗することにより除去することができ、この場合、塩
基性触媒を用いた場合は、酸性化合物を添加し、強酸性
触媒を用いた場合は塩基性触媒を添加することによって
中和することができる。
【0022】このようにして得られた式(6)のシロキ
サン化合物と式(7)のトリアルコキシシランとを触媒
の存在下で付加反応させることにより、一般式(1)の
有機けい素化合物を合成することができる。
【0023】この場合、式(7)のトリアルコキシシラ
ンの使用量は、式(6)のシロキサン化合物中のビニル
基k+pモルに対しkモルとされ、pモルのビニル基を
残存させる。
【0024】反応は60〜150℃、好ましくは80〜
120℃の温度で、6〜12時間かけて行うことができ
る。また、この反応の際には触媒を用いることが好まし
く、触媒としては周期律表第VIII族元素又はその化
合物を用いることができ、例えば塩化白金酸、アルコー
ル変性塩化白金酸(米国特許第3,220,972
号)、塩化白金酸とオレフィンとの錯体(米国特許第
3,159,601号、同第3,775,452号)、
白金黒又はパラジウムなどをアルミナ、シリカ、カーボ
ンなどに担体に担持させたもの、ロジウムとオレフィン
との錯体、クロロトリス(トリフェニルフォスフィン)
ロジウム(ウィルキソン触媒)などを用いることができ
る。これらの錯体はアルコール系、エーテル系、炭化水
素系の溶剤に溶解して用いることが好ましく、反応終了
後、触媒は活性炭等の吸着剤を用いて除去することがで
きる。
【0025】なお、式(6)の化合物と式(7)のトリ
アルコキシシランとを反応させる際には、式(6)の化
合物を加熱し、上記触媒を加えて十分に撹拌した後、式
(7)のトルアルコキシシランを添加することが好まし
い。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、1分子中にけい素原子
に結合したビニル基とけい素原子に結合したアルコキシ
基含有有機基を1個以上含む有機けい素化合物を高収率
で合成することができ、得られた有機けい素化合物は付
加型硬化性シリコーンゴム組成物、特にフッ素基含有付
加型室温硬化性シリコーンゴム組成物の添加剤として有
用で、該組成物に添加することにより、各種被着材に対
する接着性を向上させることができる。
【0027】
【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
【0028】[実施例1]温度計、撹拌装置、冷却管、
滴下ロートを備えた100mlのフラスコ中に窒素を導
入し、フラスコ中の空気を窒素で置換した後、下記式
(8)で示すビニル基含有シクロトリシロキサン23.
2g(0.09モル)、下記式(9)で示す含フッ素シ
クロトリシロキサン39.2g(0.06モル)、末端
停止剤として下記式(10)で示すジシロキサン4.9
g(0.03モル)を仕込み、十分に撹拌した後、CF
3SO3H0.005gを滴下した。
【0029】
【化9】
【0030】CF3SO3Hを滴下した後、80℃まで加
熱し、8時間熟成させた。熟成後、水洗によって触媒を
除去し、次いで硫酸ナトリウムで脱水し、化合物51.
2gを得た。
【0031】次に、この化合物20.0gを上記と同様
の装置に仕込み、60℃に加熱した後、塩化白金酸のイ
ソプロピルアルコール溶液(白金濃度0.5%)0.3
gを添加し、十分に撹拌した後、HSi(OCH3
3.9g(0.032モル)を10分間かけて滴下し
た。4時間熟成させた後、放冷し、活性炭1.0gを投
下し、3時間撹拌し、瀘過し、化合物23.3gを得
た。
【0032】下記に示す分析結果から、この化合物は下
記平均組成式(11)で示す構造を有する有機けい素化
合物であることが確認された。
【0033】
【化10】 (赤外線吸収スペクトル) 2850cm-1 (SiO−CH3) 1600cm-1 (Si−CH=CH2) 1100〜1400cm-1 (C−F) 1000〜1100cm-1 (SiO) 図1に得られた化合物の赤外線吸収スペクトルのチャー
トを示す。 (1H−NMRスペクトル) TMS基準 δ=0.20ppm (Si−C3 ,m,
75H) δ=3.57ppm (Si−OC3
s,36H) δ=5.67〜6.27ppm (SiC=C2
m,15H) δ=0.50〜1.50ppm (Si−C2 ,m,
16H) δ=1.60〜2.67ppm (C−C2 −CF2
m,4H) (19F−NMRスペクトル)CF3COOH基準
【0034】
【化11】 a:φ=−49.5ppm(4F) b:φ=−46.4ppm(4F) c:φ=−45.3ppm(16F) d:φ=−39.5ppm(4F) e:φ=−4.7ppm(6F)
【0035】[実施例2]実施例1と同様の装置に上記
式(8)のビニル基含有シクロトリシロキサン25.8
g(0.10モル)、下記式(12)で示す含フッ素シ
クロトリシロキサン34.3g(0.05モル)、下記
式(13)で示すシクロトリシロキサン11.1g
(0.05モル)、実施例1で用いたものと同様の式
(10)の末端停止剤8.1g(0.05モル)を仕込
み、撹拌後、CF3SO3H0.007gを滴下した。
【0036】
【化12】
【0037】CF3SO3Hを滴下した後、実施例1と同
様の操作を行い、化合物76.3gを得た。
【0038】次に、この化合物25.0gを上記と同様
の装置に仕込み、60℃に加熱した後、塩化白金酸のイ
ソプロピルアルコール溶液(白金濃度0.5%)0.2
gを添加し、十分に撹拌した後、HSi(OCH3
33.8g(0.032モル)を10分間かけて滴下し
た。4時間熟成させた後、放冷し、活性炭1.0gを投
下し、3時間撹拌し、瀘過し、化合物28.1gを得
た。
【0039】下記に示す分析結果から、この化合物は下
記平均組成式(14)で示す構造を有する有機けい素化
合物であることが確認された。
【0040】
【化13】 (赤外線吸収スペクトル) 2850cm-1 (SiO−CH3) 1600cm-1 (Si−CH=CH2) 1100〜1400cm-1 (C−F) 1000〜1100cm-1 (SiO) 図2に得られた化合物の赤外線吸収スペクトルのチャー
トを示す。 (1H−NMRスペクトル) TMS基準 δ=0.19ppm (Si−C3 ,m,
69H) δ=3.59ppm (Si−OC3
s,18H) δ=5.63〜6.22ppm (SiC=C2
m,12H) δ=0.48〜1.51ppm (Si−C2 ,m,
10H) δ=1.63〜2.70ppm (C−C2 −CF2
m,2H) (19F−NMRスペクトル)CF3COOH基準 φ=−3.53ppm(−CF(C3 )CF2,3F) φ=−4.99ppm(C3 CF22 −,5F) φ=−6.86ppm(−CF(CF3)CF2−,2
F) φ=−10.91ppm(−C2 CF2CH2− ,2
F) φ=−43.15ppm(−CF22 CH2−,2
F) φ=−52.70ppm(CF32 CF2− ,2
F) φ=−63.33ppm(−C (CF3)CF2−,1
F)
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1で得られた有機けい素化合物
との赤外吸収スペクトルのチャートである。
【図2】本発明の実施例2で得られた有機けい素化合物
との赤外吸収スペクトルのチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 健一 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社 シリコーン電 子材料技術研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 77/24 C08G 77/385

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示される有機けい素
    化合物。 【化1】 (式中、R,R,R,R,R及びRはそれ
    ぞれ独立の非置換又は置換の一価炭化水素基、R及び
    はそれぞれ独立の二価炭化水素基、Rfはパーフル
    オロアルキル基又はパーフルオロポリエーテル基、k、
    p及びmは1以上の整数、nは0以上の整数を表す。)
  2. 【請求項2】 下記一般式(2)で表されるビニル基含
    有シクロトリシロキサンと下記一般式(3)で表される
    含フッ素シクロシロキサンとの混合物又はこれに下記一
    般式(4)で表される環状シロキサンを加えた混合物を
    下記一般式(5)で表されるジシロキサンの存在下に開
    環重合させることにより、下記一般式(6)で表される
    シロキサン化合物を合成し、次いで該シロキサン化合物
    に下記一般式(7)で表されるトリアルコキシシランを
    付加反応させることを特徴とする請求項1記載の一般式
    (1)で示される有機けい素化合物の製造方法。 【化2】 (式中、Rは上記と同様の意味を示す。) (式中、Rf、R〜Rは上記と同様の意味を示す。
    gは2又は3である。) (式中、Rは上記と同様の意味を示す。hは3又は4
    である。) (式中、Rは上記と同様の意味を示す。) (式中、R、R〜R、Rf、k、p、m及びnは
    上記と同様の意味を示す。) HSi(OR …(7) (式中、Rは上記と同様の意味を示す。)
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