JP5533978B2 - オルガノポリシロキサンの製造方法 - Google Patents
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〔請求項1〕
(A)(a)下記一般式(1)で表わされる環状オルガノシロキサン又は下記一般式(2)で表わされる鎖状のオルガノシロキサンと、
(R 1 R 2 SiO) m (1)
R 3 R 4 R 5 SiO−(R 6 R 7 SiO) n −SiR 8 R 9 R 10 (2)
(式中、R 1 〜R 10 は同一でも異なってもよく、水素原子又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の1価炭化水素基である。mは3以上の整数、nは0以上の整数である。)
(b)下記一般式(3)で表わされる1分子中に少なくとも1つのアルコキシシリル基を有するシラン化合物又はその部分加水分解縮合物
R 11 R 12 R 13 R 14 Si (3)
(式中、R 11 は加水分解性基として炭素数1〜10のアルコキシ基、R 12 ,R 13 ,R 14 は水素原子、水酸基、炭素数1〜10のハロゲン原子で置換されていてもよい1価炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基から選ばれる基である。)
(但し、(a)、(b)成分の少なくとも一方はヒドロシリル基を含有する。)を超強酸性触媒としてトリフルオロメタンスルホン酸及び/又はフルオロスルホン酸の存在下、実質的に水の非存在下において反応を行い、加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンを得る工程、
(B)得られた加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンを含む反応液に(a)成分と(b)成分の混合物100質量部に対し、0.001〜1質量部で超強酸性触媒の添加量に対して1〜10倍量のMg 6 Al 2 (OH) 16 CO 3 ・4H 2 Oのみを添加して、一回の中和及び/又は吸着操作で前記超強酸性触媒を中和及び/又は吸着する工程、
及び
(C)前記超強酸性触媒の中和物及び/又は吸着物を除去して、
加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンを得る工程、及び
(D)加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンと、下記一般式(4)で表される不飽和結合を有する少なくとも一種の有機化合物とを付加反応させる工程
CH2=CH−R15 (4)
(式中、R15は水素原子、又は主鎖が酸素原子で中断されてもよい炭素数1〜40のアルキル基もしくはアルケニル基又はCH 2 =CHとの間に炭素数1〜6のアルキル基が介在してもよいエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基から選ばれる反応性基である。)
を含むことを特徴とするオルガノポリシロキサンの製造方法。
〔請求項2〕
(a)成分と(b)成分との質量割合が1:0.01〜1:50である請求項1記載のオルガノポリシロキサンの製造方法。
〔請求項3〕
周期表2族及び/又は13族の元素を含む無機塩基性中和剤及び/又は吸着剤の添加量が、超強酸性触媒の添加量に対して1〜10倍量である請求項1又は2記載のオルガノポリシロキサンの製造方法。
〔請求項4〕
一般式(4)で表される有機化合物が、下記一般式(5)〜(10)から選ばれる請求項1〜3のいずれか1項記載のオルガノポリシロキサンの製造方法。
CH2=CH−CaH2a+1 (5)
(式中、aは正の整数である。)
CH2=CH−CH2−O−(CbH2bO)cR16 (6)
(式中、bは2又は3、cは自然数であり、R16は水素原子又はCH3基である。)
本発明のアルコキシ基等の加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンの製造方法は、
(A)(a)1分子中に加水分解性基を含有しない少なくとも1種のオルガノシロキサンと、
(b)1分子中に少なくとも1個の加水分解性基を含有するオルガノシラン又はオルガノシロキサン
(但し、(a)、(b)成分の少なくとも一方はヒドロシリル基を含有する。)を超強酸性触媒の存在下、実質的に水の非存在下において平衡化反応を行い、加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンを得る工程、
(B)得られたオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含む反応液に周期表2族及び/又は13族の元素を含む塩基性中和剤及び/又は吸着剤を添加して前記超強酸性触媒を中和及び/又は吸着する工程、及び
(C)前記超強酸性触媒の中和物及び/又は吸着物を除去する工程
を含む。
ここで、上記工程(A)は、実質的に水の非存在下において平衡化反応を行うものであり、また、工程(B)、(C)も当然に実質的に水の非存在下において処理を行うものである。なお、実質的に水の非存在下とは、系全体中、水の含有量が0.5質量%以下、特に0.05質量%以下であることを示す。
(R1R2SiO)m (1)
R3R4R5SiO−(R6R7SiO)n−SiR8R9R10 (2)
(ここで、R1〜R10は同一でも異なってもよく、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1〜10の1価炭化水素基である。mは3以上の整数、nは0以上の整数である。)
また、mは3以上、好ましくは3〜10、特に好ましくは3〜6の整数、nは0以上、好ましくは0〜50、特に好ましくは0〜10の整数である。
R11R12R13R14Si (3)
(式中、R11は炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基、R12,R13,R14は水素原子、水酸基、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜8の置換基を有していてもよい1価炭化水素基、又は炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基から選ばれる。)
上記(a)成分と(b)成分の混合割合としては、質量比で好ましくは(a):(b)=1:0.01〜1:50、より好ましくは1:0.02〜1:40、特に好ましくは1:0.1〜1:10である。
この場合、得られた加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、その一分子中にヒドロシリル基(SiH基)を少なくとも1個、好ましくは2個以上、更に好ましくは3個以上有し、この加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンにおける加水分解性基の数は1以上、好ましくは2以上である。
CH2=CH−R15 (4)
(式中、R15は水素原子又は有機基である。)
CH2=CH−CaH2a+1 (5)
(式中、aは正の整数であり、好ましくは1〜40の整数である。)
CH2=CH−CH2−O−(CbH2bO)cR16 (6)
(式中、bは2又は3、cは自然数、好ましくは1〜30であり、R16は水素原子又はCH3基である。)
撹拌機、温度計、及びジムロート冷却管を備えた1リットルの3つ口フラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン296g、テトラメチルテトラヒドロシクロテトラシロキサン48g及びテトラメトキシシラン15.2gを仕込んだ後、トリフルオロメタンスルホン酸0.18g(500ppm)を添加し、撹拌下、50℃で、10時間反応させた。
反応を終了し、室温に戻した後、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2Oで示される固体塩基性中和剤(商品名キョーワード500:協和化学製)1.08gを系内に添加し、2時間撹拌して、トリフルオロメタンスルホン酸の中和処理を行った後、ろ過精製を行った。
ここで、ろ過精製後のサンプルに関し、GPC測定を行った。表1にその結果を示す。
また、リトマス試験紙にて液性を確認したところ、中性を示し、中和が完結していた。
更に、サンプルのIR測定を行ったところ、−OCH3基のピークが確認され、−OH基のピークは存在しなかった。そこで、サンプル中の−OCH3基含有率を調べるため、29Si−NMRの測定を行った結果、−OCH3基は全体の7.6mol%の割合で含有されていると推定された。
ここで、反応前後におけるサンプル中の≡SiH含有量を次の方法により測定した。
サンプル1gをブタノール10gで希釈し、撹拌を加えながら、20質量%NaOH水溶液を20g加えた。このときに発生する水素ガス(≡SiH+H2O → ≡Si−OH+H2↑)の量から、サンプル中≡SiH含有量を算出した。そして、次の式により、ハイドロシリレーションの反応率を算出した。
反応率=[(反応前の≡SiH結合含有量)−(反応後の≡SiH結合含有量)]/(反応前の≡SiH結合含有量)×100(%)
表2に、その結果を示す。
トリフルオロメタンスルホン酸にかえて、メタンスルホン酸を0.18g(500ppm)加えた他は、実施例の場合と全く同様にして反応させた。
ここで、ろ過精製後のサンプルに関し、GPC測定を行った。表3にその結果を示す。
トリフルオロメタンスルホン酸にかえて、メタンスルホン酸を11g(3質量%)加えた他は、実施例の場合と全く同様にして反応させた。
ここで、ろ過精製後のサンプルに関し、GPC測定を行った。表4にその結果を示す。
次に、リトマス試験紙にて液性を確認したところ、酸性を示した。そこで、水洗によるメタンスルホン酸の除去を試みた。系内に水140gを加え、室温で2時間撹拌後、静置により廃酸分離を行った。その結果として、水洗の過程において、サンプルの粘度が次第に上昇し、ついにはゲル化が起こった。
メタンスルホン酸の存在下、水を加えたことにより、アルコキシ基の加水分解縮合が起こったためと考えられる。
中和剤をMg6Al2(OH)16CO3・4H2Oにかえて、NaHCO3を10倍量(10.8g)加えた他は、実施例の場合と全く同様にして操作を行った。
ここで、ろ過精製後のサンプルに関し、リトマス試験紙にて液性を確認したところ、酸性を示し、中和が完結していなかった。
Claims (4)
- (A)(a)下記一般式(1)で表わされる環状オルガノシロキサン又は下記一般式(2)で表わされる鎖状のオルガノシロキサンと、
(R 1 R 2 SiO) m (1)
R 3 R 4 R 5 SiO−(R 6 R 7 SiO) n −SiR 8 R 9 R 10 (2)
(式中、R 1 〜R 10 は同一でも異なってもよく、水素原子又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の1価炭化水素基である。mは3以上の整数、nは0以上の整数である。)
(b)下記一般式(3)で表わされる1分子中に少なくとも1つのアルコキシシリル基を有するシラン化合物又はその部分加水分解縮合物
R 11 R 12 R 13 R 14 Si (3)
(式中、R 11 は加水分解性基として炭素数1〜10のアルコキシ基、R 12 ,R 13 ,R 14 は水素原子、水酸基、炭素数1〜10のハロゲン原子で置換されていてもよい1価炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基から選ばれる基である。)
(但し、(a)、(b)成分の少なくとも一方はヒドロシリル基を含有する。)を超強酸性触媒としてトリフルオロメタンスルホン酸及び/又はフルオロスルホン酸の存在下、実質的に水の非存在下において反応を行い、加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンを得る工程、
(B)得られた加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンを含む反応液に(a)成分と(b)成分の混合物100質量部に対し、0.001〜1質量部で超強酸性触媒の添加量に対して1〜10倍量のMg 6 Al 2 (OH) 16 CO 3 ・4H 2 Oのみを添加して、一回の中和及び/又は吸着操作で前記超強酸性触媒を中和及び/又は吸着する工程、
及び
(C)前記超強酸性触媒の中和物及び/又は吸着物を除去して、
加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンを得る工程、及び
(D)加水分解性基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンと、下記一般式(4)で表される不飽和結合を有する少なくとも一種の有機化合物とを付加反応させる工程
CH2=CH−R15 (4)
(式中、R15は水素原子、又は主鎖が酸素原子で中断されてもよい炭素数1〜40のアルキル基もしくはアルケニル基又はCH 2 =CHとの間に炭素数1〜6のアルキル基が介在してもよいエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基から選ばれる反応性基である。)
を含むことを特徴とするオルガノポリシロキサンの製造方法。 - (a)成分と(b)成分との質量割合が1:0.01〜1:50である請求項1記載のオルガノポリシロキサンの製造方法。
- 周期表2族及び/又は13族の元素を含む無機塩基性中和剤及び/又は吸着剤の添加量が、超強酸性触媒の添加量に対して1〜10倍量である請求項1又は2記載のオルガノポリシロキサンの製造方法。
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