JP2924978B2 - 成形されたオルガノシロキサン―共重縮合体、その製法及び水性又は有機性溶液からの溶解金属を除去する方法及びガス状の有機化合物及び水蒸気の吸着法 - Google Patents

成形されたオルガノシロキサン―共重縮合体、その製法及び水性又は有機性溶液からの溶解金属を除去する方法及びガス状の有機化合物及び水蒸気の吸着法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明の目的は、三級のオルガノシロキサンアミンと
1種又は数種のシロキサン成分との共重縮合体であり、
これはすでに開発されたオルガノシロキサンアミン−共
重縮合体(西独特許出願第P3837418号明細書、1988年11
月4日付)に比べ巨視的球形の方法−並びに適用技術的
利点を有する。同時に、そのつどの適用に理想的な球の
大きさでだけでなく、適当な物理的特性を有する新規の
生成物をそれによって製造することができる方法に関す
る。更にこの成形されたオルガノシロキサンアミン−共
重縮合体の使用法に関する。
[従来の技術] すでに、西ドイツ国特許第312014号明細書に記載され
た、特に有機ポリマーを基礎とする類似系又は同様に特
殊に変性された無機ポリマー系に比較して特に良好な化
学的かつ物理的特性を特徴とする不溶性のオルガノシロ
キサンアミンが公知である。このオルガノシロキサンア
ミンは、弱塩基性のイオン交換体として、吸着剤とし
て、作用物質担体として、不均一化された錯触媒(Komp
lexkatalysatoren)の担体として又は塩基触媒化反応に
おける不均一塩基として使用され得る。
これらの生成物のマトリックスは化学的及び物理的特
性に関してある程度は注文通りに(Massgeschneidert)
製造することができかつ従って例として挙げた適用の要
求に適合させ得る。技術的使用の要求に応じるために、
更にこの新規ポリマーについては、この生成物を塊状又
は粉末状の形でばかりでなく、有利な球形で製造するこ
とを可能にする成形特性が開発された。この成形された
オルガノシロキサンアミンは西ドイツ国特許出願第P380
0563.8号明細書に記載されている。オルガノシロキサン
アミンの種々の適用の際に、異なる官能性の基をポリマ
ーマトリックス中で一緒に組合せることが特に有利であ
ると実証された後に、更に相応するオルガノシロキサン
アミン−共重縮合体が開発されかつ西ドイツ国特許出願
第P3837418.8号明細書に記載された。様々の官能性の組
合せによって相乗効果、すなわち単一成分の作用の総和
を越える作用を生み出すことができ、この際同時に、場
合により架橋剤と組合せて、ポリマー系中の様々の官能
性の配置の種々の変化によって、他の可能性が解明され
る。勿論その間にも、これらの生成物が従来比較的に不
明確な幾何学的な形でのみ製造され、所望の物理的及び
形態学的特性を有する使用技術的に有利な球形では製造
され得なかったことは、この共重縮合体にとっても不利
なことであると実証された。
[発明が解決しようとする課題] 従って本発明の課題は、西ドイツ国特許出願第P38374
18.8号明細書に記載された種類のオルガノシロキサンア
ミン−共重縮合体を球形でかつ所望の物理的特性を有し
て再製可能に製造することである。
[課題を解決するための手段] この課題は本発明により、請求項1から4までに記載
されている成形されたオルガノシロキサンアミン−共重
縮合体の開発によって解決される。
式(I)及び式(II)による両成分の割合は、本発明
による生成物の形態学的、物理学的又は化学的特性での
又は本発明による製法における問題が生じることなく、
極めて著しく変化可能でありかつ請求項2に挙げた範囲
であってよい。
実際に選択すべき割合は、第1に、そのつどの共重縮
合体の所定の使用及びそのために要求される化学的及び
物理的特性に依り、要するに、例えば式(II)による官
能性の基への高い密度が所望されるか否かに依り決ま
る。
成形されたオルガノシロキサンアミン−共重縮合体の
モノマー構成要素は原則的に公知の化合物、例えば次の
式の化合物である: N[(CH2)3Si(OC2H5)33 S[(CH2)3Si(OCH3)32 HN[(CH2)10Si(OC2H5)32 C6H5−P[(CH2)2Si(OCH3)32 S4[CH2−C6H4−Si(OCH3H7)32 Si(OC2H5)4,Ti(OC3H7)4 (付加的に三級アミン官能基を有するN,N′−二置換の
及びN,N,N′−/N,N′,N′−三置換のオルガニルオキシ
シリル−官能性のチオ尿素は、平行して出願された西ド
イツ国特許出願第P3925356.2号明細書(89166 SO)、19
89年7月31日付中に、物質及び製造可能性に関して記載
されている)。
これから得られるポリマー単位の組成は次の式によっ
て記載することができる: N[(CH2)3SiO3/23 S[(CH2)3SiO3/22 HN[(CH2)10SiO3/22 C6H5−P[(CH2)10SiO3/22 S4[CH2−C6H4−SiO3/22 SiO4/2,TiO4/2 成形された共重縮合体は、自体同じ化学的組成で完全
に異なった形で、いわゆる統計的共重縮合体(“ランダ
ム(Random)−共重縮合体”)として又はブロック−共
重縮合体として又は同様にいわゆる混合共重縮合体とし
て存在することができる(請求項3)。本発明によれ
ば、成形された共重縮合体は、式(I)、(II)及び
(IV)による単位に関する本発明による成形法の実施に
おいて3種類の挙げられた形の各々で存在することがで
きる。これは、式(I)及び(II)による単位及び場合
により同様に式(IV)による単位を含有する純粋な統計
的共重縮合体の場合に、出発生成物の分子比に相応する
成分の統計的分配が単位(I)及び(II)の場合に各々
存在する式(III)及び(III′)による珪素原子団及び
架橋剤原子団の官能性を考慮下に与えられていることを
意味する。いわゆるブロック−共重縮合体の場合には、
式(I)及び(II)及び場合により(IV)による同じ単
位のブロックの生成がある。最後にいわゆる混合共重縮
合体は統計的共重縮合体並びにブロック−共重縮合体の
構造を示す。この際式(I)又は式(II)又は式(IV)
による単位は統計的共重縮合体として並びにブロック−
共重縮合体として存在し得る。
出発物質の入手性及び物質的特性に関する特別な利点
は請求項4記載のコポリマーで達成される。
また本発明の目的は、請求項5から18までに記載した
本発明による共重縮合体の製法である。統計的共重縮合
体が球形で得られうる方法は、請求項5に記載されてい
る。
原則的には、この方法の出発物質としてアルコキシシ
リルアミン化合物の代りに相応するハロゲニド−又はフ
エノキシ化合物を使用することもできるが、その使用は
利点をもたらさず、むしろ例えばクロリドの場合には、
加水分解の際に遊離される塩酸による困難を引きおこ
す。
出発物質及び場合により架橋剤の加水分解は、十分に
水と混合可能な、しかし出発物質を溶解する溶剤中で実
施されねばならない。この際、出発物質のモノマー前駆
物質でのもしくは場合により使用される架橋剤の金属原
子でのアルコキシ原子団に相応するアルコールを使用す
るのが有利である。メタノール、エタノール、n−及び
i−プロパノール、n−及びi−ブタノール又はn−ペ
ンタノールが特に好適である。このようなアルコールの
混合物を加水分解の際に溶剤として使用することもでき
る(請求項6)。アルコールの代りに、十分に水と混合
可能である他の極性溶剤を使用してもよいが、これは方
法技術的理由から加水分解で離脱されたアルコールとで
成り立つ溶剤混合物の故にあまり重要ではない。
加水分解を化学量論的に必要な量以上の過剰量の水を
用いて実施するのが有利である(請求項7)。加水分解
に必要な水量は、そのつど使用されるアミノオルガノシ
ランもしくは架橋剤の加水分解速度に、水量が増加すれ
ばする程、加水分解はより速やかに行なわれるように、
依存する;勿論上限は発現する分離及び2相系の生成に
より前もって与えられうる。原則的には均一溶液での加
水分解が有利である。前記の両観点に基づき実際には架
橋剤を含むオルガノシランよりも重量的にやや少ない水
を使用する。
加水分解の時間は出発物質及び/又は架橋剤の加水分
解傾向及び温度に依存する。加水分解即応性及びそれに
伴う加水分解速度は特に珪素−もしくはチタン−、ジル
コニウム−、アルミニウム−位のアルコキシ基の種類に
依存し、この際メトキシ基が最も速やかに加水分解しか
つ炭化水素基の鎖長が上昇すればする程遅延する。更に
全工程、加水分解及び重縮合は同様にアミノオルガノシ
ランの塩基性度に依存する。アミンは周知のように、そ
れが自触媒作用をすることによって、縮合促進剤として
働らく。従って加水分解及び重縮合は塩基、殊にアンモ
ニア、又は無機又は有機酸、しかし同様に常用の縮合触
媒、例えば二酢酸ジブチル錫の添加によって促進され得
る。
従って、溶剤中に溶解されかつ水と共に架橋された出
発物質を更に撹拌しながら一定の温度に保つ必要性は、
ゲル化によって判る重縮合の速度が温度依存性であるこ
とに帰因する。
加水分解−もしくはゲル化相で使用すべき温度は個々
の場合に経験によって決定される。この際、それに続く
次の方法段階、いわゆる成形相のために、固体を含有し
ない、液体浸透化のゼリー状の塊状物が保たれたままで
あることに留意する。
粘着性の液体浸透化のゲル状物質(この中で縮合反応
が更に進行する)が球状粒子へ移ると共に進行する成形
相は、ほとんど水に不溶の、しかし反応混合物を十分に
溶かす所定量の溶剤とゲル化(開始)した反応混合物と
の混合と共に開始する。
適当な溶剤は例えば4〜18個のC−原子を有する直鎖
又は分枝鎖のアルコール又はフエノール、直鎖又は分枝
鎖の対称性又は非対称性のジアルキルエーテル並びにジ
−又はトリエーテル(例えばエチレングリコールジメチ
ルエーテル)、塩素化又は弗素化炭化水素、1個又は数
個のアルキル基で置換された芳香族体又は芳香族体混合
物、例えばトルオール又はキシロール、ほとんど水と混
合不可能な対称及び非対称ケトンである。
しかしながらゲル化(ゲル化開始)された反応混合物
に、4〜12個のC−原子を有する直鎖又は分枝鎖のアル
コール、トリオール又はo−、m−、p−キシロールを
単独で又は混合して、添加するのが有利である(請求項
8)。
この溶剤添加は、反応混合物との均質化による希釈及
び従って粘性増加と共に進行する縮合反応の明らかな遅
延をひき起す。
成形相で使用されるこの溶剤の量の配分は、特に、成
形されたオルガノシロキサンアミン化合物のためにその
つどどんな粒度が求められるかに依り決まる。大ざっぱ
な原則として、粗粒子(=より大きな直径の粒子)には
僅少量の、微粒子(より小さな直径の粒子)には多量の
溶剤を使用すべきであるということがあてはまりうる。
更に粒度への影響は、反応混合物及びほとんど水に不
溶性の溶剤よりなる粘性均質液が成形相で分散剤として
添加される他の水の中で分散される強度にも及ぶ。強力
な撹拌は、通常、より小さな粒子の生成を促進する。
(この時シロキサンを含有する)有機相の水性分散液の
安定化のために、公知の分散助剤の1種、例えば長鎖の
カルボン酸又はその塩又はポリアルキレングリコールを
通常の濃度で使用することができる。
本発明による方法の1変法により、ゲル化開始時に又
はその後に添加されるべき、ほとんど水に不溶の溶剤の
一部又は同様に全量を、すでに加水分解段階において、
そこで使用される溶剤のほかに、使用する(請求項
9)。部分添加の場合には、残りをゲル化開始後に添加
する。
全量添加の極端な場合には、分散剤、水をゲル化開始
時又はその後に添加することができる。この変法は、使
用オルガノシラン−及び場合による架橋剤混合物が著し
く高い加水分解−及び重縮合傾向を示す場合に、有利に
使用される。
水相内でのシロキサン含有有機相の分散が行なわれか
つ分散相から球形の固体が生成される有利な温度は、通
例総混合物の還流温度である。しかし原則的にゲル化段
階におけると同じ温度を使用することもできる。分散段
階及び後反応の総時間は通例0.5〜10時間である。
ゲル化並びに成形も、標準圧又はそのつど適用される
温度における反応混合物の成分の部分圧の総和に相応す
る過圧で、実施されうる(請求項10)。
本発明により成形された架橋されたか又は架橋されて
いないオルガノシロキサンアミンの製造の際に、アルコ
キシ基の種類に依存するのでもあるが、ゲル化すべき混
合物の1種以上の成分が異なる加水分解−及び重縮合特
性を有するということが起こりうる。この場合に、本発
明の態様は、1種以上の架橋剤(VIII)及び/又は有機
官能性シラン(VI)を一緒にアミノオルガノシラン
(V)とゲル化させないで、アミノオルガノシランを場
合により架橋剤(VIII)又はオルガノシラン(VI)と一
緒に差当り別々にゲル化し、充分に水に不溶の溶剤と共
に均質化し、次いではじめて架橋剤又はオルガノシラン
をこの均質液に添加することを意図している。
しかしゲル化されたアミノオルガノシラン及び場合に
より架橋剤又はオルガノシランに、同時に溶剤及びなお
欠けているシラン成分を添加することもできる。
液状の分散剤から球状に成形された湿潤生成物を分離
することは、常法により、例えば傾瀉、濾別又は遠心分
離によって行なうことができる。
しかしこのために、液相を反応器から除去し、その中
に残った固体を低沸点抽出剤、有利に液沸点アルコール
を用いて、成形相の殆んど比較的高沸点溶剤を低沸点抽
出剤と少なくとも部分的に交換することによって成形物
質の後の乾燥を容易にするために、1回又は数回処理す
ることもできる。
乾燥は原則的には室温〜250℃で、場合により保護ガ
ス下で又は真空中で実施することができる。
硬化及び安定化のために乾燥した成形固体を150〜300
℃の温度で熱処理することができる。
乾燥したもしくは熱処理した生成物を常用の装置中で
種々の粒度画分に分級することができる。後処理方法、
抽出、乾燥、熱処理及び分級のうち、事情に依り、1つ
又はもう1つの方法を省略することができる。分級は液
体で湿潤した、乾燥した又は熱処理した生成物で実施す
ることができる。
統計的な、場合により架橋化の共重縮合体のモノマー
成分の異なった加水分解−及び重縮合特性を等しくする
ために、請求項12に記載した製造変法により、式(V)
及び(VI)によるモノマー成分及び1種又は数種の場合
により存在する式(VIII)による架橋剤を先ず予備縮合
させることができる。このために、式(V)によるアミ
ノシラン、式(VI)によるモノマー成分及び式(VIII)
による1種又は数種の架橋剤を、モノマー成分を溶かす
溶剤なしで又はその使用下で、有利にアルコキシ基に相
応する1〜5個のC−原子を有するアルコールの使用下
で、完全な加水分解には十分でない量の水の存在で、殊
にこのために必要な量の1〜100モル%の存在で、5分
間〜48時間に渡って、室温〜200℃で予備縮合させる。
この際この予備縮合効果を促進するために、存在するア
ミノオルガノシランに付加的になおもう1種の縮合触
媒、例えば無機又は有機酸又は塩基又は金属含有の縮合
触媒、例えば二酢酸ジブチル錫を添加することができ;
アンモニアを使用するのが有利である(請求項13)。予
備縮合を行なった後に、完全な加水分解及び重縮合を記
載のように実施する。
本発明によるもう1つの変法に依れば、式(I)及び
(II)の同じ単位及び場合により式(IV)の1種又は数
種の単位のブロックが生成しているいわゆるブロック−
共重縮合体が得られる。この方法は請求項14に記載され
ている。
この際、実施すべき予備縮合は、同様に酸性又は塩基
性又は同じく金属含有縮合触媒の少量の添加によって促
進でき;アンモニアが有利に使用される(請求項15)。
予備縮合に使用される水量は、いかなるオリゴマー化
度、すなわちいかなる大きさのブロックが達成されるべ
きかにかかっている。予備縮合により多量の水を使用す
る場合には、当然より少量の水の使用の際よりも大きな
単位が生じる。予備縮合の時間は、すでに前記のよう
に、一般にモノマー成分の加水分解可能性及び温度に依
存する。
本発明によるもう1つの変法に依れば、式(I)及び
/又は式(II)の同じ単位及び/又は式(IV)の1種又
は数種の単位のブロックが部分的に生成しているいわゆ
る混合共重縮合体が得られるが、その場合、常に少なく
とも1種のモノマー成分は予備縮合されず、かつ少なく
とも1種のモノマー成分は予備縮合される。この方法は
請求項16に記載されている。一般式(V)、(VI)及び
場合により(VIII)の所定のモノマーにうち、少なくと
も1種のモノマー又は数種のモノマーを相互に無関係に
前記のように予備縮合しかつ引続き1種又は数種の残っ
ている非縮合化のモノマーと合一しかつ次いでそれ以上
の水並びに場合により他の溶剤の添加後に総混合物の完
全な加水分解及び重縮合を実施することが定められてい
る。この際生成される重縮合体のそれ以上の処理は、他
の記載された方法の際と同様に次いで行なわれる。
本発明による方法の特に重要な1実施態様は、なお溶
剤及び水で湿潤したもしくは湿った球形の物質を1時間
〜1週間の間、50〜300℃、殊に100〜200℃の温度で温
度処置することであり、この際、必要に応じて過圧を適
用する。“蒸気処理”もしくは浸出条件(digerierende
n Bedingung)下でのこの処置は、同様に主に成形され
た物質の機械的強度及び多孔性の改善に有効であり、か
つ最後に存在する液状及び固体の生成物相を含有する製
造過程の分散液中で、又は水中で単独で実施することも
できる。
得られるが、乾燥されていない成形されたオルガノシ
ロキサン−共重縮合体の後処理の前記の実施形は、同様
に、球の形で生成された固体を少なくとも成分水もしく
は製造過程で最後に存在する蒸気又は液体としての液相
の存在で、1時間〜1週間の間50〜300℃、殊に100〜20
0℃の温度で、場合により過圧下で、温度処置すること
よりなる(請求項17)。この際、酸性、塩基性又は金属
含有の触媒の存在が有利でありうる。特に有利な実施態
様は、アンモニアの使用を意図している(請求項18)。
新規の成形されたオルガノシロキサンアミン−共重縮
合体は、特に定量的加水分解収率、元素分析に基づきか
つ個々の官能性の測定によって特徴付けられている。異
なった製法により得られる共重縮合体の間では純粋に光
学的に差異はない。前処理に応じて、球状で成形された
本発明による共重縮合体は、粒径0.01〜3.0、殊に0.05
〜2.0mm、比表面積0〜1000、殊に0〜700m2/g、比孔隙
率0〜6.0ml/g及び嵩密度50〜1000g/l、殊に100〜800g/
lを有する。使用可能な孔径は、0〜1000nm以上の範囲
にある。
成形された生成物の化学的安定性は、成形されない生
成物のそれと匹敵し、すなわち個々の官能性に依り、こ
れは空気中で明らかに150℃以上でありかつ保護ガス雰
囲気下で200℃以上である。
最も広汎な意味における作用物質担体としての成形さ
れた共重縮合体の一般的使用可能性に加えて、本発明の
もう1つの目的は、静力学的又は動力学的原理に依る液
状の水性又は有機性の相からの溶解金属の除去のため
の、共重縮合体[この際、Xは錯化性基: を表わす]の使用にある(請求項19)。
全ての本発明による共重縮合体の使性可能性がガス状
の有機化合物及び/又は水蒸気、殊に有機溶剤の吸着的
結合のための使用である(請求項20)。
殊に比孔隙率、孔径及び表面積特性がこの吸着作用を
決定する。
これらの因子は一方では本発明による製法及び後処理
法を介して並びに他方では同様に化学的組成を介して、
例えばポリシロキサン骨格中への疎水性化作用の架橋剤
基の組込みによって影響され得る。吸着された有機化合
物又は水の回収は、温度を高めることによって及び/又
は加熱空気の吹込み処理によって直ちに可能である。
本発明を次の実施例につき詳説する。
[実施例] 例1 HN[(CH2)3Si(OC2H5)32385.8g(0.906モル)及びN
[(CH2)3Si(OC2H5)33114.2g(0.18モル)をエタノー
ル500ml中で一緒にした。混合物を二重ジャケットを備
えた3l−反応器中で70℃に加熱しかつ先ずオクタノール
−1 500ml及び次いで脱塩水150mlを加えた。次いで撹拌
下に(200U/分)40℃に冷却しかつゲル化が開始するま
での間更にこの温度で撹拌した。ゲル化が開始した後に
更にオクタノール300ml及び脱塩水800ml(その中にポリ
エチレングリコール2.5gを溶解しておいた)を添加しか
つ使用錨形撹拌機の回転速度を500U/分に高めた。引続
き3時間還流下に撹拌し、次いで冷却し、エタノール合
計1で抽出しかつ次いで最初4時間90℃で、4時間11
0℃でかつ16時間130℃で窒素流中で乾燥させた。
式: N[(CH2)3SiO3/23 ・5HN[(CH2)3SiO3/22 のポリマー単位よりなる成形されたオルガノシロキサン
アミン−共重縮合体合計237.5g(理論値の99.8%)が得
られ、そのうち97%は粒度0.1〜1.6mmを有した。
比表面積 485m2/g 比総孔隙率 2.2ml/g 嵩密度 346g/l 例2 (C6H5)P[(CH2)3Si(OCH3)32 76.9g(0.18モ
ル)、N[(CH2)3Si(OC2H5)33 223.1g(0.35モル)及
びSi(OC2H5)4 73.8g(0.35モル)をエターノル350ml中
で合一した。混合物を半月状撹拌羽根を有するKPG−撹
拌機、還流冷却器及び内部温度計を備えた3l−反応容器
中で75℃に加熱した。澄明な溶液に90℃に熱した脱塩水
130mlを加え、次いで15分間還流下に撹拌しかつ次いで7
0℃に冷却した。徐々に撹拌しながら(250U/分)、澄明
な粘性溶液を、ゲル化が開始するまで、この温度に保っ
た。ゲル化開始の約1分間後にトルオール600mlを加え
かつ均質化完結後に50℃に加温した脱塩水700mlを添加
した。引続き2時間700U/分で還流温度で撹拌し、次い
で冷却しかつ次いで全体の反応混合物を鋼製オートクレ
ーブ中に移しかつ24時間150℃で自己圧(Eigendruck)
でゆっくり撹拌した。引続き冷却しかつ液相から成形固
体を濾別した。N2−雰囲気下で90℃で6時間の乾燥及び
130℃で12時間の乾燥後に、式: N[(CH2)3SiO3/23 ・0.5(C6H5)P[(CH2)3SiO3/22 ・SiO4/2 のポリマー単位よりなる対称性の球形の生成物178g(論
理値の99.6%)が得られ、そのうち97%は粒度0.2〜1.5
mmを有した。
比表面積 456m2/g 比総孔隙率 2.6ml/g 嵩密度 423g/l 例3 S[(CH2)3SiO(OC2H5)32 912.1g(2.06モル)にエ
ターノル500mlを加えかつ撹拌機、還流冷却器及び内部
温度計を備えた10l−クイックフィット(Quickfit)装
置中で還流温度に加熱した。加熱温度の達成後に溶液に
脱塩水50mlを加えた。先ず1時間還流下に撹拌した。次
いでN[(CH2)3Si(OC2H5)33 260.0g(0.41モル)、Si
(OC2H5)4 429.2g(2.06モル)及びエタノール1200ml並
びに更に水450mlを加えた。更に25分間還流下に撹拌
し、次いで76℃に冷却しかつゲル化が開始するまで徐々
に更に撹拌した。ゲル化の開始後にヘキサノール−1
(2500ml)及び更に10分間後に脱塩水3.0l(その中にポ
リビニルアルコール7.5gを溶かしておいた)を加えた。
更に1時間還流下に撹拌し、次いで反応混合物を冷却し
かつ次いで成形固体を濾別した。これに2%のNH3−溶
液3.0lを加え、次いで鋼製オートクレーブ中に移しかつ
48時間130℃で撹拌した。次いで冷却し、固体を濾別
し、合計してエタノール5.0lで洗浄しかつ次いで6時間
80℃でかつ18時間130℃でN2−保護ガス雰囲気下で乾燥
した。式: N[(CH2)3SiO3/23 ・5S[(CH2)3SiO3/22・5SiO4/2 の単位よりなる混合共重縮合体合計692g(論理値の99
%)が得られた。球形の生成物は96%以上が粒度0.3〜
1.8mmで存在した。
比表面積 636m2/g 比総孔隙率 3.2ml/g 嵩密度 366g/l 例4 HN[(CH2)3Si(OC2H5)32 280.1g(0.66モル)、N
[(CH2)3Si(OC2H5)33 82.9g(0.13モル)、Si(OC2H5)
4 137.1g(0.66モル)及び(CH3)2Si(OC2H5)2 195.7g
(1.32モル)をエタノール700ml中で合一した。撹拌
機、還流冷却器及び滴下ロートを備えた6l−ガラス製容
器中で混合物を還流温度に加熱しかつ次いで水200mlを
加えた。溶液を直ちに50℃に冷却しかつゲル化が開始す
るまでこの温度で保った。ゲル化開始後にオクタノール
−1(1400ml)及び次いで脱塩水1500ml(この中にポリ
ビニルアルコール2.5gを溶かしておいた)を加えた。例
3と同様にして更に加工及び後処理した後に、式: N[(CH2)3SiO3/23 ・5HN[(CH2)3SiO3/22 ・5SiO4/2・10(CH3)2SiO2/2 のポリマー単位よりなるポリマー生成物306g(理倫値の
98.5%)が得られた。球形生成物の95%は、分級の実施
後に粒度0.3〜1.6mmを有した。
比表面積 436m2/g 比総孔隙率 1.6ml/g 嵩密度 476g/l 例5 N[(CH2)3Si(OC2H5)33 78.8g(0.125モル)に脱塩
水5mlを加えかつ1時間80℃で撹拌した。それに平行し
て、チオ尿素誘導体: 121.2g(0.25モル)を同様に水5mlの添加後に1時間に
渡って80℃で予備縮合させた。
両予備縮合物をこの時間後のエタノール200ml中で一
緒にし、かつ更に水50mlの添加後に10分間還流下に撹拌
し、次いで70℃に冷却しかつ更にゲル化が開始するまで
撹拌した(200U/分)。ゲル化開始の30秒間後に、オク
タノール−1(300ml)及び5分間後に脱塩水300mlを加
えた。反応混合物を更に2時間600U/分で撹拌し、次い
で冷却し、液相から球形固体を濾別し、例3と同様にオ
ートクレーブ中で熟成させかつ次いで抽出した。保護ガ
ス雰囲気下で90℃で8時間の乾燥及び140℃で16時間の
乾燥後、式: N[(CH2)3SiO3/23 ・2S=C[NH−(CH2)3SiO3/22 の単位よりなるブロック−共重縮合体102gが得られた。
成形生成物の94%は、粒度0.2〜1.6mmを有した。
比表面積 456m2/g 比総孔隙率 2.2ml/g 嵩密度 446g/l 例6 N[(CH2)3Si(OC2H5)33 78.8g(0.125モル)及び 121.2g(0.25モル)を合せ、脱塩水5mlを加えかつ先ず
6時間70℃で撹拌した。引続きエタノール200ml並びに
更に水30mlを加えかつ5分間還流下に撹拌した。次いで
70℃に冷却しかつゲル化が開始するまで更に撹拌した。
ゲル化開始後にデカノール600ml及びその直後に水400ml
を加えた。1時間600U/分で撹拌し(半月形撹拌機)か
つ次いで例3と同様にして更に行なった。乾燥及び分級
後に、式: の単位よりなるオルガノシロキサンアミン−共重縮合体
100.5gが得られた。球形生成物は、97%以上まで粒度0.
2〜1.2mmで存在した。
比表面積 496m2/g 比総孔隙率 2.2ml/g 嵩密度 486g/l 例7 N[(CH2)3Si(OC2H5)33 78.8g(0.125モル)及び
式: の異性体混合物118.7g(0.25モル)を例6と同様にし
て、デカノールの代りにジイソプロピルエーテルの使用
下でかつ熱的後処理を省略してオートクレーブ中で反応
させた。式: N[(CH2)3SiO3/23 ・2C5H4[(CH2)3SiO3/22 の単位から成る共重縮合体98.0gが得られ、この際98%
が粒度0.3〜1.8mmで存在した。
比表面積 56m2/g 比総孔隙率 0.5ml/g 嵩密度 610g/l 例8 N[(CH2)3Si(OCH3)33 1007.6g(2.0モル)をエタ
ノール500ml中に溶かした。溶液に水30mlを加えかつ1
時間還流下に撹拌した。引続き、 769.2g(2.0モル)、Si(OC3H7)4 528.9g(2.0モル)並
びに水700mlを加えかつもう1度5分間還流下に撹拌し
た。次いで60℃に冷却しかつゲル化が開始するまで徐々
に更に撹拌した。ゲル化開始の直後に2−エチルヘキサ
ノール2.8l及び次いで水2.5lを加えた。例3と同様にし
て更に方法を行なった後に、勿論1n HCl中での熟成後及
びNH3での中和後に、式: N[(CH2)3SiO3/23 ・O=C[NH−(CH2)3−SiO3/22 ・SiO2 の単位よりなるポリマー成形生成物1190gを得た。成形
物質の95%は粒度0.1〜1.2mmで存在した。
比表面積 466m2/g 比総孔隙率 1.8ml/g 嵩密度 490g/l 例9 N[(CH2)3Si(OCH3)33 50.4g(0.1モル)及びHN
[(CH2)10Si(OCH3)32 107.6g(0.2モル)を合せかつ
水5mlの添加後に24時間60℃で撹拌下で予備縮合させ
た。引続き予備縮合物にイソプロパノール200ml及び更
に水40mlを加えた。ゲル化が開始するまで、溶液を引続
き更に還流下で撹拌した。ゲル化開始後にオクタノール
300ml及び更に30分間後に水300mlを加えた。懸濁液を3
時間還流下に撹拌し、次いで固体を液相から濾別しかつ
合計してイソプロパノール1で洗浄した。N2−雰囲気
下で100℃で8時間の乾燥、130℃で8時間の乾燥及び16
0℃で16時間の熱処理後に、式: N[(CH2)3SiO3/23 ・2NH[(CH2)10SiO3/22 のポリマー単位よりなるポリマー生成物106.0gが得られ
た。成形生成物の95%は粒度0.3〜2.4mmで存在した。
比表面積 約1m2/g 嵩密度 752g/l 例10 644.1g(1.0モル)、 61.3g(0.1モル)及びAl(OC4H9)3 24.6g(0.1モル)に1
n HCl−水溶液2mlを加えかつ24時間80℃で撹拌した。引
続きエタノール700ml及び水200mlを加えかつもう1度10
分間還流下に撹拌した。
オクタノールの代りにキシロール(工業的混合物)の
使用下に、例3と同様にして更に方法を行なった後に、
式: のポリマー単位よりなるポリマー生成物345gが得られ
た。成形生成物の98%は粒度0.3〜2.2mmで存在した。
比表面積 398m2/g 比孔隙率 1.6ml/g 嵩密度 486g/l 例11 N[(CH2)5−Si(OC2H5)33 71.4g(0.1モル)、S=
C[NH−CH2−Si(OC2H5)32 42.9g(0.1モル)、(C
2H5)Ti(OC2H5)3 21.2g(0.01モル)並びにSi(OC2H5)4 2
08.3g(1.0モル)を例10と同様にして予備縮合しかつ例
3と同様に更に処理した。式: N[(CH2)5SiO3/23 ・S=C[NH−CH2−SiO3/22 ・(C2H5)TiO3/2・10SiO2 のポリマー単位よりなるポリマー生成物125gを得て、こ
の際99%は粒度0.2〜2.4mmで存在した。
比表面積 296m2/g 例12 N[(CH2)3Si(OC2H5)33 126.0g(0.2モル)及び
式: のジメチルアミノエチル−置換のチオ尿素111.2g(0.2
モル)をエタノール250ml中に溶かしかつ脱塩水80mlを
加えた。澄明な溶液を還流温度に加熱し、10分間還流下
に撹拌しかつ次いで70℃に冷却した。溶液を更にこの温
度で300U/分でゲル化が生じるまで撹拌した。ゲル化の
開始後に先ずオクタノール500ml及び次いで水600mlを加
えた。更に2時間還流下で撹拌し、次いで冷却しかつ濾
別した固体に2%のNH3水溶液500mlを加えかつ例3にお
けるように更に処理し、加工しかつ乾燥させた。式: のポリマー単位よりなるポリマー生成物125.0gを得て、
この際成形生成物の98%は粒度0.3〜1.8mmで存在した。
比表面積 526m2/g 比孔隙率 1.86ml/g 嵩密度 416g/l 例13 N[(CH2)3Si(OC2H5)33 126.0g(0.2モル)及び
式: のジメチルアニノエチル−置換のチオ尿素111.2g(0.2
モル)から、例12と同様にして、式: のポリマー単位から成るポリマー生成物125.3gを得た。
成形生成物の97%は粒度0.3〜1.8mmで存在した。
比表面積 496m2/g 比孔隙率 1.93ml/g 嵩密度 401g/l 例14 N[(CH2)3Si(OC2H5)33 630.1g(1.0モル)、S
[(CH2)3Si(OC2H5)32 44.3g(0.1モル)及びZr(OC
4H9)4 19.2g(0.05モル)から、例10と同様にして、
式: N[(CH2)3SiO3/23 ・0.1S[(CH2)3SiO3/22 ・0.05ZrO4/2 のポリマー単位よりなるポリマー生成物320.0gを得た。
成形された生成物の95%は粒度0.2〜2.4mmで存在した。
比表面積 426m2/g 比孔隙率 1.75ml/g 嵩密度 452g/l 例15 例1に依り製造した、粒度0.1〜0.2mmの成形されたオ
ルガノポリシロキサン−共重縮合体5gを、Cu(I)50mg
が溶解されている水100ml中に懸濁させた。懸濁液を3
時間90℃で撹拌しかつ次いで固体を液相から濾別しかつ
H2O 50mlで後洗浄した。液相の分析により溶解残量Cu
(I)合計2mgが判明し、すなわちCu(I)の96%が結
合されていた。
例16 例3で製造した、粒度0.3〜1.8mmのスルファン基(Su
lfangruppen)−含有共重縮合体50mlを水中で洗浄しか
つ次いで内径20mmのガラス製カラムに移した。Hg(NO3)2
としての水銀10mgが溶解されている水200mlをカラムに
1時間以内で装入した。水50mlでの後洗浄後に、流通液
体の分析を行ない、これは残余−水銀含量5μgを示し
た。
例17 例2で製造された、粒度0.2〜0.3mmの共重縮合体5g
を、PdCl2としてのパラジウム3mgが溶解されている水50
ml中に懸濁させた。懸濁液を3時間室温で撹拌し、次い
で固体を濾別し、水30mlで洗浄した。分析を実施して、
残余−Pd−含量50μgが示された。
例18 例5で製造された、粒度0.2〜0.3mmの共重縮合体5g
で、Na2PtCl4としての白金5mgが溶解されているエタノ
ール性溶液50mlを3時間に渡って還流温度で例17と同様
にして処理した。分析を実施して、残量白金0.1mgを示
した。
例19 例18と同じ実験で、例12で製造したポリシロキサン5g
を使用してかつ白金の代りにロジウム(RhCl3・3H2Oと
して溶解された)を使用して、残量ロジウム0.1mgを示
した。
例20 例1で製造した共重縮合体5gを洗浄ビン中に前もって
装入した。洗浄ビンをケース中で20℃に恒温しかつ飽和
値90%のm−キシロールで負荷されている空気流100ml/
時を装入した。ポリマーの重量増加の規則的な調整によ
り、m−キシロール−吸収を監視した。平衡状態で65%
の重量増加を確認した。
例21 例3で製造した共重縮合体5gを洗浄ビン中に前もって
装入した。洗浄ビンをケース中で20℃に恒温しかつ1.1.
1−トリクロルエタンで90%まで負荷されている空気流
を例20と同様にして装入した。平衡状態で95%の重量増
加を確認した。
例22 イソプロパノール及び例8で製造したポリシロキサン
の使用下で、例20においてと同様の方法で、58%の重量
増加を示した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08G 77/28 C08G 77/28 77/58 77/58 C08J 3/12 CFH C08J 3/12 CFHZ (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 77/26,77/28 C08G 77/54,77/58

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式Iの単位: 及び式IIの単位: [式中R1〜R5は同じ又は異なっていて、かつ一般式III: の基を表わし、この際R6は窒素原子もしくは2結合性の
    基Xに直接結合していて、1〜10個のC−原子を有する
    直鎖又は分枝鎖のアルキレン基、5〜8個のC−原子を
    有するシクロアルキレン基又は一般式: の単位であり、この際nは1〜6の数でありかつ窒素位
    もしくはX−位のメチレン基の数を示しかつmは0〜6
    の数であり、この際珪素原子に結合された酸素原子の遊
    離の価標は珪酸骨格におけるように、 式: の基の珪素原子によって及び/又は架橋性の架橋員: の1個又は数個中の原子M又はAlを介して飽和されてい
    て、Mは珪素−、チタン−又はジルコニウム原子であり
    かつR′は1〜5個のC−原子を有する直鎖又は分枝鎖
    のアルキル基又はフエニル基でありかつ一般式(III)
    及び(III′)の基からの珪素原子対架橋員(IV)中の
    原子M及びAlの割合は、1:0〜1:20であり、かつ式(I
    I)において、 であり、この際R″はH又は1〜5個のC−原子を有す
    る直鎖又は分枝鎖のアルキル基又は基:(CH2)n−NR2
    であり、この際nは1〜6の数を表わしかつRはR″
    と同じものを表わす]よりなる成形されたオルガノシロ
    キサン−共重縮合体において、直径0.01〜3.0mm、比表
    面積0〜1000m2/g、比孔隙率0〜6.0ml/g並びに嵩密度5
    0〜1000g/lを有する巨視的球形粒子を特徴とする、成形
    されたオルガノポリシロキサン−共重縮合体。
  2. 【請求項2】式(I)による単位対式(II)による単位
    の割合は、0.03:99.97〜99.99:0.01モル%である、請求
    項1記載の成形されたオルガノシロキサン−共重縮合
    体。
  3. 【請求項3】いわゆる統計的共重縮合体、ブロック−共
    重縮合体又は混合された共重縮合体として存在する、請
    求項1又は2記載の成形されたオルガノシロキサン−共
    重縮合体。
  4. 【請求項4】R1〜R5は一般式: の基を表わす、請求項1から3までのいずれか1項記載
    の成形されたオルガノシロキサン−共重縮合体。
  5. 【請求項5】請求項1から4項までのいずれか1項記載
    の成形された統計的オルガノシロキサンアミン−共重縮
    合体を製造するために、一般式(V): の三級アミノオルガノシランを、有機官能性のシラン: [式中R7〜R11は同じ又は異なっていて、一般式(VI
    I): −R6−Si(OR123 (VII) の基を表わし、この際R6は式(III)におけるものと同
    じものを表わし、R12は1〜5個のC−原子を有する直
    鎖又は分枝鎖のアルキル基を表わしかつXは式(II)に
    おけるものと同じものを表わす]と一緒に、製造すべき
    共重縮合体の所望の化学量論的組成に相応して、一般式
    (VIII): M′(OR)2-4R′0-2もしくは M′(OR)2-3R′0-1 (VIII) [式中M′は珪素−、チタン−、ジルコニウム−又はア
    ルミニウム原子を表わし、R′は1〜5個のC−原子を
    有する直鎖又は分枝鎖のアルキル基又はフエニル基であ
    りかつRは1〜5個のC−原子を有する直鎖又は分枝鎖
    のアルキル基を表わしかつ一般式(VII)の基からの珪
    素原子対架橋剤(VIII)中の原子M′の割合は1:0〜1:2
    0である]の1種又は数種の架橋剤の添加後に、十分に
    水と混合可能な、しかし式(V)によるアミノオルガノ
    シラン及び式(VI)による有機官能性シラン並びに式
    (VIII)による架橋剤を溶解する溶剤中に溶かしかつこ
    の溶液に撹拌下で少なくとも完全な加水分解及び縮合に
    十分な量の水を添加し、次いでこの反応混合物を更に撹
    拌下に、室温〜200℃の範囲にある一定の温度で、次の
    条件でゲル化させ、すなわちゲル化開始時に又はその1
    時間までの後に、ほとんど水に不溶性の、しかしゲル化
    (ゲル化開始)された反応混合物を溶かす溶剤10〜2000
    重量%(アミノオルガノシラン(V)、有機官能性シラ
    ン(VI)及び架橋剤(VIII)の総量に対して)を加えか
    つ均質化し、粘性の均質物に直ちに又は3時間までの間
    に、水10〜2000重量%(アミノオルガノシラン(V)、
    有機官能性シラン(VI)及び架橋剤(VIII)の総量に対
    して)を添加し、この時にシロキサンを含有する有機相
    を液体の2相系に分散しかつ球の形で生成する固体を室
    温〜200℃でそのために十分な反応時間後に液相から分
    離しかつ次いで、室温〜250℃で乾燥しかつ1〜100時間
    150℃〜300℃の温度で熱処理し、かつ/又は分級するこ
    とを特徴とする成形されたオルガノシロキサン−共重縮
    合体の製法。
  6. 【請求項6】加水分解時の溶剤として、メタノール、エ
    タノール、n−及びi−プロパノール、n−およびi−
    ブタノール又はn−ペンタノールを、単独で又は混合し
    て使用する、請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】加水分解を過剰量の水を用いて実施する、
    請求項5又は6記載の方法。
  8. 【請求項8】ゲル化された(ゲル化開始)反応混合物
    に、4〜12個のC−原子を有する直鎖又は分枝鎖のアル
    コール、トルオール又はo−、m−、p−キシロール
    を、単独で又は混合して、添加する、請求項5から7ま
    でのいずれか1項記載の方法。
  9. 【請求項9】ゲル化開始時又はその後に添加すべき、ほ
    とんど水に不溶性の溶剤の一部又は全量を加水分解段階
    ですでに、そこで使用される溶剤と共に、使用する、請
    求項5から8までのいずれか1項記載の方法。
  10. 【請求項10】ゲル化及び成形を標準圧又はそのつど適
    用される温度における反応混合物の成分の部分圧の総和
    に相応する過圧で実施する、請求項5から9までのいず
    れか1項記載の方法。
  11. 【請求項11】式(V)によるアミノオルガノシランを
    単独で又は架橋剤(VIII)及び/又は有機官能性シラン
    (VI)と一緒に、別々にゲル化し、ほとんど水に不溶性
    の溶剤で均質化しかつ次いで共重縮合体のためのなお不
    足しているV、VIII又はVIを均質物に添加する、請求項
    5から10までのいずれか1項記載の方法。
  12. 【請求項12】成形された統計的共重縮合体の収得のた
    めに、式(V)によるアミノオルガノシラン、有機官能
    性シラン(VI)及び1種又は数種の式(VIII)による架
    橋剤を、5分間から48時間の時間に渡って、モノマー成
    分を溶解する溶剤の使用なしで又はその使用下で、有利
    にアルコキシ基に相応する1〜5個のC−原子を有する
    アルコールの使用下で、完全な加水分解には不十分の量
    の水の存在で、室温〜200℃で予備縮合させかつ次いで
    それ以上の水の添加後に更に請求項5記載の方法のよう
    に行なう、請求項5から10までのいずれか1項記載の方
    法。
  13. 【請求項13】予備縮合を酸性、塩基性又は金属含有の
    縮合触媒の存在で、有利にアンモニアの存在で実施す
    る、請求項12記載の方法。
  14. 【請求項14】一般式(V)の三級アミノオルガノシラ
    ン及び式(VI)の有機官能性シラン[式中R7〜R11並び
    にXは請求項5記載のものと同じものを表わす]及び1
    種又は数種の一般式(VIII)の架橋剤を、そのつど相互
    に無関係で、溶剤の使用なしで又はその使用下で、完全
    な加水分解には不十分な量の水の存在で、5分間から48
    時間の時間に渡って、室温〜200℃で、先ず予備縮合さ
    せかつ引続いて合一しかつ次いでそれ以上の水の添加後
    に(従って少なくとも完全な加水分解及び重縮合のため
    に化学量論的に必要な量の水が存在している)、完全な
    加水分解及び重縮合を実施する、請求項1から4までの
    いずれか1項記載の成形されたブロック−共重縮合体の
    製法。
  15. 【請求項15】予備縮合を酸性、塩基性又は金属含有の
    縮合触媒の存在で、有利にアンモニアの存在で、実施す
    る請求項14記載の方法。
  16. 【請求項16】式(V)、(VI)及び(VIII)による所
    定のモノマー成分のうち少なくとも1種を、相互に無関
    係で、5分間〜48時間、溶剤なしで又はその使用下で、
    完全な加水分解には不十分な量の水の存在で、室温〜20
    0℃で、予備縮合させかつ次いで1種もしくは数種の非
    予備縮合化のモノマーと合一しかつ最後にそれ以上の水
    の添加後に完全な加水分解及び重縮合を請求項5記載に
    より実施する、請求項1から4までのいずれか1項記載
    の成形された混合共重縮合体の製法。
  17. 【請求項17】球の形で生成された固体を少なくとも成
    分水の存在で液相で1時間〜1週間までの間50℃〜300
    ℃で温度処理し、この際必要により過圧を適用する請求
    項5から16までのいずれか1項記載の方法により得られ
    るが乾燥されていない成形されたオルガノシロキサン−
    共重縮合体の後処理法。
  18. 【請求項18】後処理を酸性、塩基性又は金属含有の触
    媒の存在で、有利にアンモニアの存在で実施する請求項
    17記載の方法。
  19. 【請求項19】請求項1から4までのいずれか1項記載
    の本発明による成形されたオルガノシロキサンアミン−
    共重縮合体[式中Xは を表わし、この際R″は請求項1記載のものと同じもの
    を表わす]を使用する、水性又は有機性溶液からの溶解
    金属の除去法。
  20. 【請求項20】請求項1から4までのいずれか1項記載
    の本発明による成形されたオルガノシロキサンアミノ−
    共重縮合体を使用する、ガスの有機化合物及び/又は水
    蒸気の吸着法。
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