JP3457534B2 - シリケート化合物及び塗料添加剤 - Google Patents
シリケート化合物及び塗料添加剤Info
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- JP3457534B2 JP3457534B2 JP11093498A JP11093498A JP3457534B2 JP 3457534 B2 JP3457534 B2 JP 3457534B2 JP 11093498 A JP11093498 A JP 11093498A JP 11093498 A JP11093498 A JP 11093498A JP 3457534 B2 JP3457534 B2 JP 3457534B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規なシリケート
化合物及び塗料添加剤に関するものである。
化合物及び塗料添加剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】エチル
シリケートはオルトケイ酸（Ｈ4 ＳｉＯ4 ）のエチルエ
ステルであり、容易に水と反応して加水分解し、シラノ
ール基を生成し、このシラノール基同士が縮合反応を起
こすことより、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの結合を生成する。従っ
て、エチルシリケートは、純粋でかつ簡便なシリカ（Ｓ
ｉＯ2 ）源として用いられている。例えば、金属表面や
プラスチック表面に塗布し、シリカ被膜を形成するコー
ティング剤として用いられている。また、粉体粒子同士
を固めるバインダーとしても用いられている。また、シ
リコーンゴムやＣ−ＯＨ基を有する有機樹脂中に添加す
る架橋剤としても用いられている。
シリケートはオルトケイ酸（Ｈ4 ＳｉＯ4 ）のエチルエ
ステルであり、容易に水と反応して加水分解し、シラノ
ール基を生成し、このシラノール基同士が縮合反応を起
こすことより、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの結合を生成する。従っ
て、エチルシリケートは、純粋でかつ簡便なシリカ（Ｓ
ｉＯ2 ）源として用いられている。例えば、金属表面や
プラスチック表面に塗布し、シリカ被膜を形成するコー
ティング剤として用いられている。また、粉体粒子同士
を固めるバインダーとしても用いられている。また、シ
リコーンゴムやＣ−ＯＨ基を有する有機樹脂中に添加す
る架橋剤としても用いられている。
【０００３】さらには、上塗り塗料組成物に添加し、耐
汚染性に優れた塗膜を形成するための塗料添加剤として
も用いられている（国際公開ＷＯ９４／０６８７０）。
しかしながら、用途によっては、エチルシリケートの加
水分解性では不十分な場合があり、より加水分解性に優
れたシリケート化合物が求められている。
汚染性に優れた塗膜を形成するための塗料添加剤として
も用いられている（国際公開ＷＯ９４／０６８７０）。
しかしながら、用途によっては、エチルシリケートの加
水分解性では不十分な場合があり、より加水分解性に優
れたシリケート化合物が求められている。
【０００４】本発明の目的は、加水分解性に優れた新規
なシリケート化合物及び塗料添加剤を提供することにあ
る。
なシリケート化合物及び塗料添加剤を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のシリケート化合
物は、下記の一般式（１）で表されるシリケート化合物
である。
物は、下記の一般式（１）で表されるシリケート化合物
である。
【０００６】
【化２】
【０００７】（式中、ｎは２〜５０の整数であり、Ｒ1
のうちの少なくとも１つは、ブチルセロソルブから水酸
基を除いた残基であり、残りのＲ1はメチル基またはエ
チル基である。）
のうちの少なくとも１つは、ブチルセロソルブから水酸
基を除いた残基であり、残りのＲ1はメチル基またはエ
チル基である。）
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】本発明のシリケート化合物は、メチルシリ
ケートまたはエチルシリケートに、アルコール化合物と
してブチルセロソルブを反応させ、エステル交換反応に
より製造することができる。
ケートまたはエチルシリケートに、アルコール化合物と
してブチルセロソルブを反応させ、エステル交換反応に
より製造することができる。
【００１３】反応基質となるシリケート化合物として
は、上記一般式（１）中の残りのＲ1がメチル基である
場合、以下に示す構造式を有するメチルシリケートの縮
合物を用いることができる。
は、上記一般式（１）中の残りのＲ1がメチル基である
場合、以下に示す構造式を有するメチルシリケートの縮
合物を用いることができる。
【００１４】
【化３】
【００１５】（式中、ｎは２〜５０の整数である。）ま
た、上記一般式（１）中の残りのＲ1がエチル基である
場合には、以下に示す構造式で表されるエチルシリケー
トの縮合物を反応基質として用いることができる。
た、上記一般式（１）中の残りのＲ1がエチル基である
場合には、以下に示す構造式で表されるエチルシリケー
トの縮合物を反応基質として用いることができる。
【００１６】
【化４】
【００１７】（式中、ｎは２〜５０の整数である。）こ
れらのメチルシリケート類及びエチルシリケート類は、
例えば、商品名「ＥＳ−４０」、「ＥＳ−２８」（コル
コート社製）、及び商品名「ＭＳ−５１」、「ＭＳ−５
６」（三菱化学社製）などの市販品として入手すること
ができる。
れらのメチルシリケート類及びエチルシリケート類は、
例えば、商品名「ＥＳ−４０」、「ＥＳ−２８」（コル
コート社製）、及び商品名「ＭＳ−５１」、「ＭＳ−５
６」（三菱化学社製）などの市販品として入手すること
ができる。
【００１８】
【００１９】上記エステル交換反応の際の触媒として
は、必要に応じて酸または塩基を用いることができる。
酸としては、塩酸、硫酸、リン酸、スルホン酸などのブ
レンステッド酸や有機スズ化合物などのルイス酸が挙げ
られる。また塩基としては、トリエチルアミン、ジメチ
ルベンジルアミン、ジアザビシクロ [２．２．２．] オ
クタン、１，８−ジアザビシクロ [５．４．０] ウンデ
ンセン−７などの３級アミンなどを使用することができ
る。
は、必要に応じて酸または塩基を用いることができる。
酸としては、塩酸、硫酸、リン酸、スルホン酸などのブ
レンステッド酸や有機スズ化合物などのルイス酸が挙げ
られる。また塩基としては、トリエチルアミン、ジメチ
ルベンジルアミン、ジアザビシクロ [２．２．２．] オ
クタン、１，８−ジアザビシクロ [５．４．０] ウンデ
ンセン−７などの３級アミンなどを使用することができ
る。
【００２０】上記エステル交換反応の際の溶媒は、特に
使用しなくてもよいが、例えば、反応試剤であるアルコ
ール化合物をオルガノシリケートに対し過剰に用いるこ
とにより溶媒としてもよい。また、代表的な溶媒として
は、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレンなどの芳香
族炭化水素、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水
素、ＴＨＦ及びジオキサン等のエーテル類、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、酢
酸エチル及び酢酸ブチルなどのエステル類、ジメチルカ
ーボメート、アセトニトリル等が挙げられる。溶媒の種
類及び使用量は特に限定されるものではないが、反応基
質であるオルガノシリケートと反応試剤であるアルコー
ル化合物の合計重量に対して１０倍以下であることが好
ましい。
使用しなくてもよいが、例えば、反応試剤であるアルコ
ール化合物をオルガノシリケートに対し過剰に用いるこ
とにより溶媒としてもよい。また、代表的な溶媒として
は、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレンなどの芳香
族炭化水素、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水
素、ＴＨＦ及びジオキサン等のエーテル類、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、酢
酸エチル及び酢酸ブチルなどのエステル類、ジメチルカ
ーボメート、アセトニトリル等が挙げられる。溶媒の種
類及び使用量は特に限定されるものではないが、反応基
質であるオルガノシリケートと反応試剤であるアルコー
ル化合物の合計重量に対して１０倍以下であることが好
ましい。
【００２１】上記エステル交換反応におけるオルガノシ
リケートとアルコール化合物の割合は、アルコール化合
物がオルガノシリケート化合物に対し少なくと１モル以
上で、置換に必要な量及びそれ以上の量を使用すればよ
い。反応は、置換によって生成するメタノールやエタノ
ールをアゼオトロピックに留去して行ってもよい。
リケートとアルコール化合物の割合は、アルコール化合
物がオルガノシリケート化合物に対し少なくと１モル以
上で、置換に必要な量及びそれ以上の量を使用すればよ
い。反応は、置換によって生成するメタノールやエタノ
ールをアゼオトロピックに留去して行ってもよい。
【００２２】反応温度は特に限定されるものではない
が、一般に０℃〜２００℃である。反応時間も特に限定
されるものではないが、２４時間以内であることが好ま
しい。圧力は、一般に常圧であるが、必要に応じて、生
成するアルコールを留去するため減圧下に行ってもよ
い。
が、一般に０℃〜２００℃である。反応時間も特に限定
されるものではないが、２４時間以内であることが好ま
しい。圧力は、一般に常圧であるが、必要に応じて、生
成するアルコールを留去するため減圧下に行ってもよ
い。
【００２３】反応率は、生成したメタノールやエタノー
ルの量の測定、ＮＭＲスペクトルまたはＧＣ（ガスク
ロ）分析により行うことができる。以上のようにして得
られる生成物は、一般に無色〜薄黄色の油状物質であ
る。
ルの量の測定、ＮＭＲスペクトルまたはＧＣ（ガスク
ロ）分析により行うことができる。以上のようにして得
られる生成物は、一般に無色〜薄黄色の油状物質であ
る。
【００２４】本発明のシリケート化合物は、上述のよう
にメチルシリケート類及びエチルシリケート類に、アル
コール化合物としてのブチルセロソルブを反応させエス
テル交換反応により製造することができるが、本発明の
シリケート化合物は、このような製造方法に限定される
ものではなく、その他の製造方法により得られるもので
あってもよい。
にメチルシリケート類及びエチルシリケート類に、アル
コール化合物としてのブチルセロソルブを反応させエス
テル交換反応により製造することができるが、本発明の
シリケート化合物は、このような製造方法に限定される
ものではなく、その他の製造方法により得られるもので
あってもよい。
【００２５】本発明のシリケート化合物は、反応基質す
なわち原材料として用いるメチルシリケート類やエチル
シリケート類に比べ、優れた加水分解性を有する。従っ
て、より短時間で加水分解反応を生じ、所望の特性を発
揮することができる。
なわち原材料として用いるメチルシリケート類やエチル
シリケート類に比べ、優れた加水分解性を有する。従っ
て、より短時間で加水分解反応を生じ、所望の特性を発
揮することができる。
【００２６】
【００２７】また、本発明のシリケート化合物は、粉体
粒子同士を固めるバインダーとしても用いることができ
る。このような用途としては、例えば、鋳造用鋳型造形
剤に用いるバインダーがある。また、金属亜鉛粒子を含
有させた無機亜鉛塗料のバインダーとして用いることも
できる。このような塗料は、防錆塗料として用いること
ができる。
粒子同士を固めるバインダーとしても用いることができ
る。このような用途としては、例えば、鋳造用鋳型造形
剤に用いるバインダーがある。また、金属亜鉛粒子を含
有させた無機亜鉛塗料のバインダーとして用いることも
できる。このような塗料は、防錆塗料として用いること
ができる。
【００２８】また、本発明のシリケート化合物は、シリ
コーンゴムや樹脂中にＣ−ＯＨ基を有するエポキシ樹脂
等の有機樹脂中に添加し、架橋剤として用いることもで
きる。
コーンゴムや樹脂中にＣ−ＯＨ基を有するエポキシ樹脂
等の有機樹脂中に添加し、架橋剤として用いることもで
きる。
【００２９】また、国際公開ＷＯ９４／０６８７０に開
示されたオルガノシリケート及び／またはその縮合物と
同様に、塗料中に本発明のシリケート化合物を配合し、
塗膜表面に親水性を付与することにより、耐汚染性に優
れた塗膜を形成することができる。従って、本発明のシ
リケート化合物は、塗料添加剤としても用いることがで
きる。
示されたオルガノシリケート及び／またはその縮合物と
同様に、塗料中に本発明のシリケート化合物を配合し、
塗膜表面に親水性を付与することにより、耐汚染性に優
れた塗膜を形成することができる。従って、本発明のシ
リケート化合物は、塗料添加剤としても用いることがで
きる。
【００３０】また、本発明のシリケート化合物は、燃焼
させることにより、微粉末のシリカを生成することがで
きる。従って、高純度シリカの原料として用いることも
できる。
させることにより、微粉末のシリカを生成することがで
きる。従って、高純度シリカの原料として用いることも
できる。
【００３１】また、本発明のシリケート化合物は、樹脂
中に添加し、水分の脱水処理を行う脱水処理剤として用
いることもできる。さらには、ゾルゲル法によるガラス
合成の原料や、ポリオレフィン合成重合触媒としても利
用することができる。
中に添加し、水分の脱水処理を行う脱水処理剤として用
いることもできる。さらには、ゾルゲル法によるガラス
合成の原料や、ポリオレフィン合成重合触媒としても利
用することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】実施例１
エチルシリケートの縮合物（商品名「ＥＳ−４０」、コ
ルコート社製、平均分子量７４５、１分子当たりのエト
キシ基の数１２個）６０．０ｇ（０．０８１ｍｏｌ）
に、ブチルセロソルブ２８．７ｇ（０．２４ｍｏｌ）を
加え、１００℃から１４０℃まで６時間かけて昇温し
た。なお、触媒として、トリエチルアミンを０．２重量
％用いた。留出液をＧＣで分析したところ、エタノール
のみであった。この留出液の量から反応率を算出したと
ころ６５％であった。従って、ブチルセロソルブのエス
テル交換反応は、エチルシリケートＥＳ−４０の１分子
当たり２．０個であった。得られた生成物の２５℃の粘
度を測定したところ、４．５ｃｐｓであった。
ルコート社製、平均分子量７４５、１分子当たりのエト
キシ基の数１２個）６０．０ｇ（０．０８１ｍｏｌ）
に、ブチルセロソルブ２８．７ｇ（０．２４ｍｏｌ）を
加え、１００℃から１４０℃まで６時間かけて昇温し
た。なお、触媒として、トリエチルアミンを０．２重量
％用いた。留出液をＧＣで分析したところ、エタノール
のみであった。この留出液の量から反応率を算出したと
ころ６５％であった。従って、ブチルセロソルブのエス
テル交換反応は、エチルシリケートＥＳ−４０の１分子
当たり２．０個であった。得られた生成物の２５℃の粘
度を測定したところ、４．５ｃｐｓであった。
【００３３】
【００３４】
【００３５】加水分解性の評価
以上のようにして得られた実施例１のシリケート化合物
について加水分解性を評価した。加水分解性の評価は、
実施例１においては、４ｍｌのヴェッセル瓶に下記の配
合割合で、シリケート化合物、水、ジオキサン、２−エ
チルヘキサン酸、ジメチルラウリルアミンを入れ、室温
（約２０℃）でのゲル化時間を測定することにより行っ
た。
について加水分解性を評価した。加水分解性の評価は、
実施例１においては、４ｍｌのヴェッセル瓶に下記の配
合割合で、シリケート化合物、水、ジオキサン、２−エ
チルヘキサン酸、ジメチルラウリルアミンを入れ、室温
（約２０℃）でのゲル化時間を測定することにより行っ
た。
【００３６】（実施例１の配合割合）
シリケート化合物 １．６５ｇ
水 ０．４ｇ
ジオキサン １．８２ｇ
２−エチルヘキサン酸 ０．００５３ｇ
ジメチルラウリルアミン ０．００７９ｇ
計 ３．８８３２ｇ
【００３７】
【００３８】以上の配合割合においては、アルコキシ基
／水は１／１（モル比）、酸／アミンは１／１（モル
比）、酸及びアミンの合計量は全量に対し０．３４重量
％となるように配合されている。
／水は１／１（モル比）、酸／アミンは１／１（モル
比）、酸及びアミンの合計量は全量に対し０．３４重量
％となるように配合されている。
【００３９】なお、比較例１として、シリケート化合物
の原料であるエチルシリケートＥＳ−４０の加水分解性
を同様にして評価した。
の原料であるエチルシリケートＥＳ−４０の加水分解性
を同様にして評価した。
【００４０】
【００４１】本発明に従う実施例１のシリケート化合物
のゲル化時間は１２．０時間であり、比較例１のエチル
シリケートのゲル化時間１６．０時間に比べ短くなって
おり、加水分解性に優れていることがわかった。
のゲル化時間は１２．０時間であり、比較例１のエチル
シリケートのゲル化時間１６．０時間に比べ短くなって
おり、加水分解性に優れていることがわかった。
【００４２】溶解性の評価
実施例１のシリケート化合物について溶解性を評価し
た。溶解性は溶剤としてスワゾール３１０を用い、シリ
ケート化合物／スワゾール３１０の比が１／９となるよ
うにスワゾール３１０中にシリケート化合物を添加し、
攪拌混合したときに白濁するかどうかを目視で確認し
た。実施例１のシリケート化合物は、比較例１のエチル
シリケートと同様に、透明状態で混合することが確認で
きた。
た。溶解性は溶剤としてスワゾール３１０を用い、シリ
ケート化合物／スワゾール３１０の比が１／９となるよ
うにスワゾール３１０中にシリケート化合物を添加し、
攪拌混合したときに白濁するかどうかを目視で確認し
た。実施例１のシリケート化合物は、比較例１のエチル
シリケートと同様に、透明状態で混合することが確認で
きた。
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】実施例２〜５
表１に示すようなシリケート及びアルコールを用い、必
要に応じて溶媒及び触媒を用いて、上記実施例１と同様
にしてシリケート化合物を製造した。得られたシリケー
ト化合物の反応率、シリケート１分子当たりのアルコー
ル交換数及び２５℃の粘度を表１に示す。
要に応じて溶媒及び触媒を用いて、上記実施例１と同様
にしてシリケート化合物を製造した。得られたシリケー
ト化合物の反応率、シリケート１分子当たりのアルコー
ル交換数及び２５℃の粘度を表１に示す。
【００４７】なお、表１において、「ＥＳ−４８」、及
び「アンバーリスト１５Ｅ」は、以下に示す通りであ
る。 「ＥＳ−４８」：エチルシリケート高分子量タイプ、分
子量約１３００、コルコート社製 「アンバーリスト１５Ｅ」：スルホン酸型イオン交換樹
脂、オルガノ社製
び「アンバーリスト１５Ｅ」は、以下に示す通りであ
る。 「ＥＳ−４８」：エチルシリケート高分子量タイプ、分
子量約１３００、コルコート社製 「アンバーリスト１５Ｅ」：スルホン酸型イオン交換樹
脂、オルガノ社製
【００４８】
【表１】
【００４９】
【発明の効果】本発明のシリケート化合物は、メチルシ
リケートまたはエチルシリケートに比べ、優れた加水分
解性を有している。従って、塗料添加剤等の種々の用途
において、優れた特性を発揮するものである。
リケートまたはエチルシリケートに比べ、優れた加水分
解性を有している。従って、塗料添加剤等の種々の用途
において、優れた特性を発揮するものである。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−176304（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−71632（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−162470（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−121068（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−256687（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−169955（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−12583（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−226726（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−316205（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−255873（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−148822（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−112936（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−138523（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−324845（ＪＰ，Ａ)
国際公開90／006962（ＷＯ，Ａ１)
色材協会誌，73［７］（2000），ｐ.
336−338
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C08G 77/00 - 77/62
C07F 7/04 - 7/07
ＣＡ（ＳＴＮ)
ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (4)
- 【請求項１】 下記の一般式（１）で表されるシリケー
ト化合物。 【化１】 （式中、ｎは２〜５０の整数であり、Ｒ1のうちの少な
くとも１つは、ブチルセロソルブから水酸基を除いた残
基であり、残りのＲ1はメチル基またはエチル基であ
る。） - 【請求項２】 前記残りのＲ1がメチル基である請求項
１に記載のシリケート化合物。 - 【請求項３】 前記残りのＲ1がエチル基である請求項
１に記載のシリケート化合物。 - 【請求項４】 有機系塗料に対する添加剤であって、請
求項１〜３のいずれか１項に記載のシリケート化合物を
主成分とすることを特徴とする塗料添加剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093498A JP3457534B2 (ja) | 1997-04-24 | 1998-04-21 | シリケート化合物及び塗料添加剤 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-107738 | 1997-04-24 | ||
| JP10773897 | 1997-04-24 | ||
| JP11093498A JP3457534B2 (ja) | 1997-04-24 | 1998-04-21 | シリケート化合物及び塗料添加剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH115841A JPH115841A (ja) | 1999-01-12 |
| JP3457534B2 true JP3457534B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=26447745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11093498A Expired - Lifetime JP3457534B2 (ja) | 1997-04-24 | 1998-04-21 | シリケート化合物及び塗料添加剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3457534B2 (ja) |
-
1998
- 1998-04-21 JP JP11093498A patent/JP3457534B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 色材協会誌，７３［７］（２０００），ｐ．３３６−３３８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH115841A (ja) | 1999-01-12 |
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