JP3375366B2 - 反応性ポリシロキサンおよびその製造方法 - Google Patents
反応性ポリシロキサンおよびその製造方法Info
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Description
キサンおよびその製造方法に関する。より詳しくは、式
SiO4/2 で表されるポリシロキサン単位を核とし、反
応性の高いケイ素−窒素結合を有するポリシロキサンお
よびその製造方法に関する。
キサン単位からなるポリシロキサンはよく知られてお
り、多くの分野で使用されている。その代表的な製造方
法としては、水ガラス等の水溶性珪酸塩を酸性条件下で
加水分解し、トリメチルクロロシラン等で重合停止する
方法(米国特許第2676182号、同第281460
1号)、アルキルシリケートと加水分解性トリアルキル
シランの混合物を共加水分解する方法(米国特許第28
57356号、特開平3−139526号公報)、ある
いはトリアルキルシラン類を加水分解した溶液にアルキ
ルシリケートもしくはその部分加水分解縮合物を添加す
る方法(特開昭61−195129号公報)が知られて
いる。これらの方法はいずれも酸性条件下の加水分解工
程を含むため、得られるポリシロキサンに水分に対して
不安定な官能基(例えばSi−ハロゲン基、Si−アミ
ノ基)を付与することは非常に困難である。これまで
に、一官能性シロキサン単位と四官能性シロキサン単位
からなり、容易に求核置換反応を行うような反応性ポリ
シロキサンは報告されていない。本発明者らは、先にそ
のような新規反応性ポリシロキサンおよびその製造方法
を提案した(特願平4−42565号)。
能性シロキサン単位と四官能性シロキサン単位からな
り、容易に求核置換反応を行うような新規で有用な反応
性ポリシロキサン、特にSi−アミノ官能性シロキサン
を提供することにある。
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達し
た。すなわち本発明は、式(I)〔SiO4/2 〕x 〔R1 2
(R2 R3 N)SiO1/2 〕y 〔R1 2R4 SiO1/2 〕
z 〔RO1/2 〕w (式中、R1 は1分子中独立に炭素数
1〜8のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニ
ル基、またはアリール基であり、R2 、R3 、R4 は1
分子中独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、ハ
ロゲン化アルキル基、アルケニル基、またはアリール基
であり、R 2 及びR 3 が同時に水素原子となることはな
く、Rは水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であ
り、2≦x≦500、2≦y+z+w≦150、2≦
y、0≦z、0≦w≦15、0.3≦(y+z+w)/
x≦3、0≦w/(y+z+w)≦0.1である。)で
示される反応性ポリシロキサンに関する。
にx個のSiO4/2 単位を有するものであり、xは2以
上、特に4以上が好ましい。xの上限に制限はないが、
一般的にxが500を越える場合には、結果として得ら
れる反応性ポリシロキサンの有機溶媒に対する溶解度が
著しく低下するため、取扱いが非常に困難となる。作業
性を考慮するとxは300以下であることが好ましく、
150以下がより好ましい。
単位の個数は(y+z+w)で表され、2以上150以
下である。この値がこれ以上大きい分子を合成すること
は困難である。一官能性シロキサン単位と四官能性シロ
キサン単位の比(y+z+w)/xの値は、0.3以上
3以下である。(y+z+w)/xの値が小さくなるほ
どポリシロキサンの分子量は増大するが、この値が0.
3未満の場合には、有機溶媒に対する溶解度が著しく低
下するため好ましくない。一方、3を越える場合には、
四官能性シロキサン単位を導入した効果が現れないため
これも好ましくない。
基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、またはアリ
ール基から選ばれる基であるが、経済性の観点からはメ
チル基、ビニル基、フェニル基から選ばれた基であるこ
とが好ましい。
る反応性ポリシロキサンに必須の構成要素ではない。従
って、zの値は0でもよい。この単位の存在により、本
発明による反応性ポリシロキサンのケイ素原子に結合し
たアミノ基の数が規定される。すなわち、一官能性シロ
キサン単位と四官能性シロキサン単位の比は(y+z+
w)/xで決まるが、この値が1に等しい場合には、z
の値を大きくするほどケイ素原子に結合したアミノ基の
数は小さくなる。zの値は、(y+z+w)の値が15
0より大きい分子の合成が困難であることから上限があ
る。
アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、ま
たはアリール基から選ばれる基であり、R1 と同一でも
かまわない。経済性の観点からは水素原子、メチル基、
ビニル基、フェニル基から選ばれた基であることが好ま
しい。
キサンの合成条件によっては、〔RO1/2 〕単位が残存
しうる。その数は、1分子中15個以下であり、その比
率は、〔SiO4/2 〕単位以外の構成単位の合計に対し
て10モル%以下である。
R3 N)SiO1/2 〕y 〔R1 2R4SiO1/2 〕z 〔R
O1/2 〕w においてz+w=0の場合は、〔Si
O4/2 〕x〔R1 2(R2 R3 N)SiO1/2 〕y (式(I
I) )で示される反応性ポリシロキサンとなる。
造方法について説明する。本発明の反応性ポリシロキサ
ンは以下の二種類の方法により製造される。第一の出発
物質は、〔SiO4/2 〕x 〔R1 2HSiO1/2 〕y 〔R
1 2R4 SiO1/2 〕z 〔RO 1/2 〕z で示される水素官
能性ポリシロキサンであり、この化合物を脱水素縮合反
応触媒の存在下、R2 R3 NHで示されるアミノ化合物
と反応させることにより製造することができる。
R2 、R3 は、それぞれ水素原子、炭素数1〜8のアル
キル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、または
アリール基から選ばれる基である。これらは互いに同一
であってもよいが、R2 、R 3 が同時に水素原子となる
ことはない。アミン化合物の具体例としては、プロピル
アミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミ
ン、アリルアミン、ブテニルアミン、ペンテニルアミ
ン、ヘキセニルアミン、アニリン等の第一アミン化合
物、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミ
ン、ジヘキシルアミン、ジアリルアミン、ジブテニルア
ミン等の第二アミン化合物が挙げられるが、反応の制御
性、経済性を考慮すると、ジエチルアミン、ジプロピル
アミン、ジアリルアミンが好ましい。
もしくは不存在下パラジウムカーボン、酢酸パラジウ
ム、プラチナカーボン等の遷移金属化合物、フッ化ルビ
ジウム、フッ化セシウム等のフッ素化合物を触媒とする
ことにより、進行する。ここで使用可能な有機溶媒とし
ては、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、ヘプタン、ジク
ロロメタン、クロロフォルム、四塩化炭素、ジエチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ア
セトン、メチルエチルケトン等が挙げられるがこれらに
限定されるものではない。これらの内の一種または二種
以上を併用することができる。
媒融点以上還流温度以下が好ましく、還流温度で行うこ
とがより好ましい。
x 〔R1 2XSiO1/2 〕y 〔R1 2R4 SiO1/2 〕
z 〔RO1/2 〕w で示されるハロゲン官能性ポリシロキ
サン(ここにR 1 、R 4 、R、x、y、z及びwは上記
と同じ意味を表し、Xはハロゲン原子である。)であ
り、この化合物をR2 R3 NH(ここに、R 2 及びR 3
は上記と同じ意味を表す)で示されるアミノ化合物と反
応させることにより製造することができる。この方法に
おいては特別な触媒は必要なく、第一の製造方法で述べ
たような溶媒の存在下もしくは不存在下、適切な反応温
度で行われる。
物質のハロゲン化反応により製造されるが、ハロゲン化
反応の転換率は通常100%未満であり、又、アミノ化
反応も通常100%未満である。従って最終生成物であ
る反応性ポリシロキサンには、未反応のSi−H基また
はSi−X基が残存することが多い。
の製造方法における出発原料として用いる水素官能性ポ
リシロキサンは従来公知の方法によって製造できる。例
えば、ジアルキルシラン類を酸性条件下で加水分解した
溶液に、アルキルシリケートもしくはその部分加水分解
縮合物を添加することにより得ることができる。一方、
第二の製造方法における出発原料として用いられるハロ
ゲン官能性ポリシロキサンは、上述した水素官能性ポリ
シロキサンをハロゲン含有化合物、例えば四塩化炭素と
ラジカル開始剤の存在下反応させる等、特願平4−42
565号に記載のハロゲン化反応により製造される。
下に実施例を挙げて説明するが、これら実施例は本発明
を限定するものではない。
g、メチルアルコール50gおよびテトラメチルジシロ
キサン201.5gを1リットルの三口フラスコに仕込
み、0℃に冷却した。この混合物にテトラメトキシシラ
ン507.4gを4時間かけて添加した。添加終了後、
同温で1時間攪拌し反応を終了した。
去した後、残渣を水洗、乾燥し〔SiO4/2 〕22〔Me
2 HSiO1/2 〕20(ここに、Meはメチル基を表す。
以下同じ。)に相当するポリマーが358g(収率90
%)得られた。蒸気圧浸透圧法により測定した分子量は
2700であった。
g、メチルアルコール50g、テトラメチルジシロキサ
ン161.2gおよびヘキサメチルジシロキサン48.
7gを1リットルの三口フラスコに仕込み、30℃に保
った。この混合物にテトラメトキシシラン507.4g
を4時間かけて添加した。添加終了後、同温で1時間攪
拌し反応を終了した。
去した後、残渣を水洗、乾燥し〔SiO4/2 〕22〔Me
2 HSiO1/2 〕16〔Me3 SiO1/2 〕4 に相当する
ポリマーが370g(収率91%)得られた。蒸気圧浸
透圧法により測定した分子量は2700であった。
SiO1/2 〕20で表される水素官能性ポリシロキサン2
0gを四塩化炭素100ml に溶解し、ベンゾイルパー
オキサイド3.0gを加えた。この混合物を40時間加
熱還流した後、反応溶媒を留去した。残渣にn−ヘキサ
ンを加え不溶物を濾別し、n−ヘキサンを留去すること
により、〔SiO4/2 〕22〔Me2 ClSiO1/2 〕20
に相当するポリマーが25g(収率99%)得られた。
性ポリシロキサン20g、ジエチルアミン12gをテト
ラヒドロフラン200ml に溶解し、パラジウムカーボ
ン3.0gを加えた。この混合物を20時間加熱還流し
た後、反応溶媒を留去した。残渣にn−ヘキサンを加え
不溶物を濾別し、n−ヘキサンを留去することにより、
〔SiO4/ 2 〕22〔Me2(Et2 N)SiO1/2 〕
20(ここにEtはエチル基を表す。以下同じ。)に相当
するポリマーが30.3g(収率98%)得られた。
痕跡程度。1 H NMR(CDC13 δ=7.24基準、pp
m):0.08(s,Si(NEt2 ) Me2),1.
08(t,NEt2),2.60(q,NEt2)。
性ポリシロキサン20g、ジエチルアミン9.6gをテ
トラヒドロフラン200ml に溶解し、パラジウムカー
ボン2.6gを加えた。この混合物を20時間加熱還流
した後、反応溶媒を留去した。残渣にn−ヘキサンを加
え不溶物を濾別し、n−ヘキサンを留去することによ
り、〔SiO 4/2 〕22〔Me2(Et2 N)SiO1/2 〕
16〔Me3 SiO1/2 〕4 に相当するポリマーが28.
1g(収率98%)得られた。
痕跡程度。1 H NMR(CDC13 δ=7.24基準、pp
m):0.09(s,Si(NEt2 ) Me2),0.
12(s,SiMe3),1.08(t,NEt2),
2.60(q,NEt2)。
の代わりにフッ化セシウム0.2gを使用した以外は、
実施例1と同様に反応を行い〔SiO4/2 〕22〔Me
2(Et2 N)SiO 1/2 〕20に相当するポリマーが3
0.5g(収率99%)得られた。
痕跡程度。1 H NMR(CDC13 δ=7.24基準、pp
m):0.08(s,Si(NEt2 ) Me2),1.
08(t,NEt2),2.60(q,NEt2)。
の代わりにフッ化セシウム0.2gを使用した以外は、
実施例2と同様に反応を行い〔SiO4/2 〕22〔Me
2(Et2 N)SiO 1/2 〕16〔Me3 SiO1/2 〕4 に
相当するポリマーが28.3g(収率99%)得られ
た。
痕跡程度。1 H NMR(CDC13 δ=7.24基準、pp
m): 0.09(s,Si(NEt2 ) Me2), 0.12(t,Si(Me3), 1.08(t,NEt2), 2.60(q,NEt2)。
官能性ポリシロキサン25g、ジエチルアミン24gを
テトラヒドロフラン200ml に溶解した。この混合物
を20時間加熱還流した後、反応溶媒を留去した。残渣
にn−ヘキサンを加え不溶物を濾別し、n−ヘキサンを
留去することにより、〔SiO4/2 〕22〔Me2(Et2
N)SiO 1/2 〕20に相当するポリマーが29.5g
(収率97%)得られた。
基準、ppm): 0.08(s,Si(NEt2 ) Me2),1.08
(t,NEt2),2.60(q,NEt2)。
I)で表される反応性ポリシロキサンは新規な化合物であ
り、シリコーンエラストマーの出発原料として、あるい
は、補強剤となるSiO4/2 で表されるポリシロキサン
単位を核とし、ジオルガノシロキサン単位を枝とする分
岐ポリシロキサンの製造原料として有用である。また、
シリコーン流体の流動特性を改良するための添加剤とし
ても有用である。
Claims (7)
- 【請求項1】 式(I)〔SiO4/2 〕x 〔R1 2(R2 R
3 N)SiO1/2 〕 y 〔R1 2R4 SiO1/2 〕z 〔RO
1/2 〕w (式中、R1 は1分子中独立に炭素数1〜8の
アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、ま
たはアリール基であり、R2 、R3 、R4 は1分子中そ
れぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、ハ
ロゲン化アルキル基、アルケニル基、またはアリール基
であり、R2 及びR3 が同時に水素原子となることはな
く、Rは水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であ
り、2≦x≦500、2≦y+z+w≦150、2≦
y、0≦z、0≦w≦15、z+w≧0、0.3≦(y
+z+w)/x≦3、0≦w/(y+z+w)≦0.1
である。)で示される反応性ポリシロキサン。 - 【請求項2】 式(II) 〔SiO4/2 〕x 〔R1 2(R2
R3 N)SiO1/2〕y (式中、R1 は1分子中独立に
炭素数1〜8のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ア
ルケニル基、またはアリール基であり、R2 、R3 は1
分子中それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8のアルキ
ル基、ハロゲン化アルキル基、もしくはアルケニル基、
またはアリール基であり、R2 及びR3 が同時に水素原
子となることはなく、2≦x≦500、2≦y≦15
0、0.3≦y/x≦3である。)で示される反応性ポ
リシロキサン。 - 【請求項3】 R1 がメチル基、フェニル基または3,
3,3−トリフルオロプロピル基である請求項1、また
は2に記載の反応性ポリシロキサン。 - 【請求項4】 〔SiO4/2 〕x 〔R1 2HSiO1/2 〕
y 〔R1 2R4 SiO 1/2 〕z 〔RO1/2 〕w で示される
水素官能性ポリシロキサン(ここで、R1 、R4 、R、
x、y、z及びwは上記と同じ意味を表す。)を脱水素
反応触媒の存在下R2 R3 NH(ここに、R2 及びR3
は上記と同じ意味を表す。)で示される第一アミン又は
第二アミン化合物と反応させることを特徴とする請求項
1に記載の反応性ポリシロキサンの製造方法。 - 【請求項5】 〔SiO4/2 〕x 〔R1 2HSiO1/2 〕
y で示される水素官能性ポリシロキサン(ここで、
R1 、x及びyは上記と同じ意味を表す。)を脱水素反
応触媒の存在下R2 R3 NH(ここに、R2 及びR3 は
上記と同じ意味を表す。)で示される第一アミン又は第
二アミン化合物と反応させることを特徴とする請求項2
に記載の反応性ポリシロキサンの製造方法。 - 【請求項6】 〔SiO4/2 〕x 〔R1 2XSiO1/2 〕
y 〔R1 2R4 SiO1/2〕z 〔RO1/2 〕w で示される
ハロゲン官能性ポリシロキサン(ここで、R1 、R4 、
R、x、y、z及びwは上記と同じ意味を表し、Xはハ
ロゲン原子である。)を、R2 R3 NH(ここに、R2
及びR3 は上記と同じ意味を表す。)で示される第一ア
ミン又は第二アミン化合物と反応させることを特徴とす
る請求項1に記載の反応性ポリシロキサンの製造方法。 - 【請求項7】 〔SiO4/2 〕x 〔R1 2XSiO1/2 〕
y で示されるハロゲン官能性ポリシロキサン(ここで、
R1 、x及びyは上記と同じ意味を表し、Xはハロゲン
原子である。)をR2 R3 NH(ここに、R2 及びR3
は上記と同じ意味を表す。)で示される第一アミン又は
第二アミン化合物と反応させることを特徴とする請求項
2に記載の反応性ポリシロキサンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04945693A JP3375366B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 反応性ポリシロキサンおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04945693A JP3375366B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 反応性ポリシロキサンおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06256521A JPH06256521A (ja) | 1994-09-13 |
| JP3375366B2 true JP3375366B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=12831647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04945693A Expired - Lifetime JP3375366B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 反応性ポリシロキサンおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3375366B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP04945693A patent/JP3375366B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06256521A (ja) | 1994-09-13 |
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