JP6930917B2 - 硬化性シロキサン組成物 - Google Patents

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Description

この出願は、2015年2月25日付けの米国特許仮出願第62/120,540号の優先権を主張し、この出願の全内容は、参照によって全体を本願に取り込むものとする。
本発明は、ポリシロキサンに向けられており、より特定的には、反応性ポリシロキサン及び硬化性組成物におけるそれらの使用、ならびにそれらを含む用途用品に向けられている。
ポリシロキサンは周知の材料であり、ポリシロキサン成分を含有する硬化した組成物を形成するため、他の材料と反応し又は架橋し又は硬化する反応性成分として、長い間にわたって使用されてきている。ポリシロキサン成分を含有する硬化した組成物は、多種多様の用途に使用される。しかしながら、このようなポリシロキサン成分が使用される場合、それらはしばしば、他の成分との相溶性に乏しく、結果的に透明度が劣る(ヘイズ)ことになるが、これは透明な組成物が望ましい場合には、特に問題である。
反応性ポリシロキサンは調製されてきているが、多くのものはジメチルシロキシ繰り返し単位のポリシロキサン鎖を含んでおり、これが組成物中において、ポリシロキサンを他の有機ポリマーや他の成分と非相溶性のものとしてしまう。ジメチルシロキシ繰り返し単位の鎖によって、ポリシロキサンは多くの場合に塗装性に劣る。反応性ポリシロキサンは、ペンダントポリ(アルキレンオキシド)基のような側鎖基を備えて調製されて、他の成分との相溶性の改善が図られている。しかしながら、こうしたペンダント基は多くの場合、反応性ポリシロキサンの部分モル体積を変化させ、比較トラッキング指数、引張弾性率、および/または低温耐衝撃性のような物性が失われる結果を招く。従って、他の物性に損失を生ずることなしに、例えばヘイズによって判定されるような、組成物の他の成分に対する反応性ポリシロキサンの性能が改善された、反応性ポリシロキサンに対する必要性がある。
本願の一つの非限定的な実施形態においては、一般構造式(I)を有するポリシロキサンが提供される:
Figure 0006930917

式中、R、R及びRの各々は独立して、約20までの炭素原子、例えば1から約20の炭素原子、より特定的には2から約16の炭素原子を含有する直鎖又は分岐鎖の脂肪族基、6から約18の炭素原子を含有し、任意選択的に少なくとも一つのヘテロ原子を含有する未置換の又は置換されたアリール基、及び約20までの炭素原子を含有する環式脂肪族基;Rの各々は独立して、1から約6の炭素原子の二価のアルキル基、約18までの炭素原子を含有する未置換の又は置換されたアリール基、約18までの炭素原子を含有する未置換の又は置換された環式脂肪族基、約18までの炭素原子を含有する未置換の又は置換されたアシル基、約8までの炭素原子を含有するエステル基、約8までの炭素原子を含有するエーテル基、または約8までの炭素原子を含有するアシル基;Zの各々は独立して、2から25の炭素原子を含有する二価の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基、2から25の炭素原子を含有する二価の直鎖、分岐鎖または環状のアルケニル基、及び約20までの炭素原子の二価の未置換の又は置換されたアリール基から選択され;Mの各々は独立して、水素、ヒドロキシ基、2から約12の炭素原子のアルケニル基、2から約12の炭素原子のアルキニル基、アミノ基、1から約8の炭素原子を含有するアルコキシ基、2から約10の炭素原子を含有するアルコキシアルキル基、下端点が1、2又は3であることができ、約8までの炭素原子を含有するオキシモアルキル基、下端点が1又は2であることができ、約8までの炭素原子を含有するエノキシアルキル基、下端点が1又は2であることができ、約8までの炭素原子を含有するアミノアルキル基、下端点が1又は2であることができ、約8までの炭素原子を含有するカルボキシアルキル基、下端点が1又は2であることができ、約8までの炭素原子を含有するアミド脂肪族基、下端点が6又は7であることができ、約12までの炭素原子を含有するアミドアリール基、下端点が2又は3であることができ、約8までの炭素原子を含有するカルバメートアルキル基、少なくとも2そして8までの炭素原子を含有するエポキシ基、少なくとも3又は4の炭素原子そして12までの炭素原子を含有する無水基、1から約8までの炭素原子を含有するカルボキシル基、カルボニル基、1から約8までの炭素原子を含有するアシル基、アミド基、イオン性基、1または2から約8までの炭素原子を含有するイミン基、イソシアネート基、ニトリル基、(メタ)アクリル基、(メタ)アクリロイル基、1から約8の炭素原子を含有するアルコキシシリル基、2から約8の炭素原子を含有するアルコキシアルキルシリル基、1から約8の炭素原子を含有するアシルオキシシリル基、1から約8の炭素原子を含有するヒドロキシアルキルシリル基、またはチオール基;そして下付文字xは1から250の整数、下付文字yは0から100、下付文字n’は1より大きな整数、そして下付文字mは1から5の整数である。
本願のさらに別の実施形態においては、(a)上記した通りの一般式(I)のポリシロキサンであって、Mがアルケニル基又はアルキニル基であるもの、及び(b)一般式(II)のポリシロキサン:
Figure 0006930917

を含む硬化性組成物が提供され、式中、R、R、R、x及びyは上記で定義した通りであり、Rは水素、1から4の炭素原子のアルキル基又はフェニル基であるが、但しyが0又は1のときRは水素である。
本願のさらになお別の実施形態においては、(a)一般式(I)のポリシロキサンであってR、R、R、R、Z、x、y、及びmの各々が上記で定義した通りであり、そしてMの各々が独立して、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、オキシモアルキル基、エノキシアルキル基、アミノアルキル基、カルボキシアルキル基、アミドアルキル基、アミドアリール基、カルバメートアルキル基、エポキシ基、無水物基、カルボキシル基、カルボニル基、アシル基、アミド基、イオン性基、アミド基、イミン基、イソシアネート基、ニトリル基、アクリル基、アクリロイル基又はチオール基から選択され、ここでこれらの基が本願の他の部分で定義された範囲の炭素原子を有し、そしてn’が1より大きいもの、及び(b)光硬化開始剤、そして任意選択的に(c)光硬化性反応性成分、シラン系架橋剤、フィラー、接着促進剤、溶媒、硬化促進剤、硬化遅延剤、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるさらなる反応性成分を含む、硬化性組成物が提供される。
本発明は、反応性ポリシロキサン化合物に関する。かかるポリシロキサン化合物はそれを用いて、コポリマー、例えばポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーを作成し、または改良された物理的及び化学的性質を有する硬化性組成物を作成するために使用可能である。本願におけるポリシロキサン化合物及びコポリマーは、より高い重合度を有することが見出されており、これが得られるポリマー組成物における改良された物性をもたらす。そうした改良点の幾つかの非限定的な例は、熱安定性、高い熱変形温度、比較トラッキング指数、難燃性、屈折率、低温耐衝撃性、透明性を犠牲にしない可撓性、低い溶融粘度、酸素バリア特性、UV耐性、及び接着性、例えば改善された塗装性の任意の一つまたはより多くであることができる。
実施例以外において、または特に明記しない限り、材料の量、反応条件、時間の長さ、材料の定量化された特性、その他を表している明細書及び特許請求の範囲の全ての数値は、用語「約」がその表現に用いられているか否かを問わず、全ての場合において用語「約」によって修飾されているものとして理解されるべきである。
本願で挙げられている全ての数値範囲は、その範囲内の全ての部分範囲、及びそうした範囲または部分範囲の種々の端点の任意の組み合わせを、それらが実施例または明細書の他の個所で記載されているかを問わず、含むものであることが理解されよう。
また本願において、明細書の実施例の項目で詳述された、任意の特定的な属または種によって記述されたところの、本願発明の成分のいずれのものも、一つの実施形態においては、その成分に関して明細書の他の個所で記載された範囲の任意の端点のそれぞれの代替的な定義を規定するものとして使用することが可能であり、したがって一つの非限定的な実施形態においては、他の個所に記載された範囲の端点を置き換えるものとして使用可能であることが理解されよう。
さらに、構造的、組成的、及び/または機能的に関連する化合物、材料または物質の群に属するものとして、明細書に明示的または黙示的に開示され、及び/または請求の範囲に挙げられた、任意の化合物、材料または物質は、その群の個別の代表例、及びそれらのすべての組み合わせを含むものであることが理解されよう。
物質、成分、または構成要素に対する参照は、一つまたはより多くの他の物質、成分、または構成要素との、本開示による最初の接触、現場での形成、ブレンドまたは混合の直前の時点で存在するものについて行われる。反応生成物、得られた混合物、その他として特定される物質、成分、または構成要素は、その固有性、性質、または特徴を、接触、現場形成、ブレンド、または混合操作が、本願の開示にしたがって、常識と関連技術の当業者(例えば化学者)の通常の知識を適用して実行されるならば、その過程における化学反応または変化を通じて獲得する。化学反応物質または出発物質から化学生成物または最終物質への変化は、それが生ずる速度は別にして、連続的に進展するプロセスである。したがって、そうした変化プロセスが進行するにつれ、出発物質と最終物質の混合物がありうるし、また中間種もありうるが、それらはその動力学的寿命に応じて、この技術の当業者に知られた現在の分析技術で容易に検出され、または検出困難でありうる。
本願の明細書及び特許請求の範囲において、化学名または化学式で参照される反応物質及び成分は、単数または複数のいずれで参照されようと、化学名または化学種で参照される別の物質(例えば別の反応物質または溶媒)と接触する前に存在するものとして特定されうる。得られる混合物、溶液、または反応媒体において生ずる、予備的及び/または遷移的な化学変化、変形、または反応は、存在するのであれば、中間種、マスターバッチ、その他として特定されうるものであり、また反応生成物または最終物質の有用性とは異なる有用性を有してよい。特定された反応物質及び/または成分を、本開示にしたがって要求される条件下で共存させることにより、他の後続する変化、変形、または反応が生じうる。そうした他の後続する変化、変形または反応においては、共存させられる反応物質、構成要素、または成分が、反応生成物または最終物質を特定しうる。
本願の一つの実施形態においては、上記した(そして本願の他の個所で用いられる)通りの一般式(I)において、R、R及びRの各々は独立して、約20までの炭素原子、より特定的には約12までの炭素原子、より特定的には約8までの炭素原子を含有する直鎖又は分岐鎖の脂肪族基であり、ここで一つのより特定的な実施形態においては、かかる範囲の下端点は1、2、3、4または5の任意の一つであることができ、幾つかの実施形態において分岐鎖の脂肪族基は、上述した炭素原子長の不飽和基、または上述した炭素原子長の分岐鎖炭化水素ラジカルであることができる;6から約18の炭素原子、より特定的には約6から約12の炭素原子、そして最も特定的には6から約10の炭素原子を含有する未置換の又は置換されたアリール基であり、任意選択的に少なくとも一つのヘテロ原子、例えば、O、NまたはSを含有し、そして幾つかの実施形態においてこのアリール基は上述した炭素原子長の架橋した環状アリール基であることができる;及び約20までの炭素原子、より特定的には約12までの炭素原子、より特定的には約8までの炭素原子を含有する環状脂肪族基であり、ここで一つのより特定的な実施形態においては、かかる範囲の下端点は1、2、3、4または5の任意の一つであることができる。
さらなる実施形態においては、上記した(そして本願の他の個所で用いられる)通りの一般式(I)は、以下のように定義することができる。すなわちRの各々が独立して、1から約6の炭素原子、より特定的には1から約4の炭素原子を含有し、そして最も特定的にはメチルまたはエチルであり、また一つの非限定的な実施形態においては2から約6の炭素原子である二価のアルキル基である;約18炭素原子、より特定的には約12までの炭素原子、そして最も特定的には約10までの炭素原子を含有する未置換の又は置換されたアリール基であり、ここでかかる範囲の下端点は6、7、8、9または10の任意の一つであることができる;約8までの炭素原子、より特定的には約6までの炭素原子、そして最も特定的には約3までの炭素原子を含有するエステル基であり、ここでかかる範囲の下端点は2または3の任意の一つであることができる;約8までの炭素原子、より特定的には約6までの炭素原子、そして最も特定的には約3までの炭素原子を含有するエーテル基であり、ここでかかる範囲の下端点は2または3の任意の一つであることができる;あるいは約8炭素原子、より特定的には約6までの炭素原子、そして最も特定的には約3までの炭素原子を含有するアシル基であり、ここでかかる範囲の下端点は1または2の任意の一つであることができる。
別の実施形態においては、上記した(そして本願の他の個所で用いられる)通りの一般式(I)は、以下のように定義することができる。すなわちZの各々が独立して、25までの炭素原子、より特定的には約20までの炭素原子、さらにより特定的には約16までの炭素原子、そしてさらになおより特定的には約12までの炭素原子、そして最も特定的には約10までの炭素原子、例えば8の炭素原子を含有する二価の直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基であり、ここで一つの実施形態において、かかる範囲は1、2、3、4または5の任意の一つである下端点を有することができる;25までの炭素原子、より特定的には約20までの炭素原子、さらにより特定的には約16までの炭素原子、そしてさらになおより特定的には約12までの炭素原子、そして最も特定的には約10までの炭素原子、例えば8の炭素原子を含有する二価の直鎖、分岐鎖、又は環状のアルケニル基であり、ここで一つの実施形態において、かかる範囲は2、3、4または5の任意の一つである下端点を有することができる;あるいは約20までの炭素原子、より特定的には約18までの炭素原子、そして最も特定的には約12までの炭素原子の二価の未置換の又は置換されたアリール基であり、ここでかかる範囲の下端点は幾つかの非限定的な実施形態において、6、7、8、9または10の任意の一つであることができる。
一つの別の実施形態においては、上記した(そして本願の他の個所で用いられる)通りの一般式(I)において、下付文字xは1から250、より特定的には約1から約100、さらにより特定的には1から約50、さらになおより特定的には1から約25、より特定的には1から約15、そして最も特定的には1から約10の整数である。一つの実施形態においては、下付文字「x」についての上記の範囲は、2、3、4、または5の任意の一つである下端点を有することができる。別の実施形態においては、上記した(そして本願の他の個所で用いられる)通りの一般式(I)において、下付文字yは0から40の整数、より特定的には1から約30、さらにより特定的には1から約20、さらになおより特定的には1から約10、そして最も特定的には1から約8であり、ここで当該範囲は一つの実施形態において、2、3、4または5の任意の一つである下端点を有することができる。別の実施形態においては、下付文字mは1から5、より特定的には1から2、3または4の任意の一つである。
本願の一つの実施形態において、上記したとおりの一般式(I)のポリシロキサンは、シロキサンブロックの間に導入された、1より大きく、より特定的には≧2、そして最も特定的には≧1.2である、下付文字n’によって定義される重合度を有する。これらの重合度の範囲は、一つの非限定的な実施形態においては、4、5、8、10、12、15、20、35、50、75、100、250、500、1000、2500、5000、及び10,000の任意の一つである上端点を有しうることが理解されよう。この重合度は、それを含むコポリマーの物性を選択する際の融通性を提供しうる。
一つの非限定的な実施形態においては、R及びRの各々は、1から6の炭素原子、より特定的には非限定的な例がメチル及びエチルであるような、1から4の炭素原子のアルキル、より特定的にはメチルであることができる。一つの実施形態においては、R及びRの各々はメチルである。さらに幾つかの実施形態においては、R基の各々は、非限定的な例がフェニルであるような、6から8の炭素原子のアリール基であることができる。一つの実施形態においては、R基の各々はフェニルである。また、本願のより特定的な実施形態において、下付文字xは15から30、より特定的には18から26であることができ、そして幾つかのさらにより特定的な実施形態において、xは19から25であることができ、その非限定的な例は20、22及び24のごときである。幾つかの実施形態においては、yは0または4のいずれかであることができる。本願のより特定的な実施形態においては、Zの定義は6から10の炭素原子、より特定的には7から9の炭素原子の二価のアルキレン基であることができ、ここでのZの非限定的な例は二価のオクチレン基のごときである。
本願において理解されるように、一つの非限定的な実施形態においては、R、R、R、R、Z、M、x、y、n’、及びmの任意の一つまたはより多くのものの任意の定義は、本願においてそうした変数または下付文字を含んで表される任意の式中においても、同じ定義を有することができる。
本願で使用するところでは、「炭化水素ラジカル」という術語は、非環式炭化水素ラジカル、脂環式炭化水素ラジカル、及び芳香族炭化水素ラジカルを含む。
本願で使用するところでは、炭化水素ラジカルに関して、「一価の」という用語は、そのラジカルがラジカル当たり一つの共有結合を形成可能であることを意味し、「二価の」という用語は、そのラジカルがラジカル当たり二つの共有結合を形成可能であることを意味し、そして「三価の」という用語は、そのラジカルがラジカル当たり三つの共有結合を形成可能であることを意味する。一般に、一価のラジカルは、飽和炭化水素化合物から一つの水素原子を概念的に取り去ることによってその化合物から誘導されたものとして表すことができ、二価のラジカルは、飽和炭化水素化合物から二つの水素原子を概念的に取り去ることによってその化合物から誘導されたものとして表すことができ、そして三価のラジカルは、飽和炭化水素化合物から三つの水素原子を概念的に取り去ることによってその化合物から誘導されたものとして表すことができる。例えば、エチルラジカル、すなわち−CHCHラジカルは一価のラジカルであり;ジメチレンラジカル、すなわち−(CH−ラジカルは二価のラジカルであり、そしてエタントリイルラジカル、すなわち(−)CHCH−ラジカルは三価のラジカルであり、これらの各々は、一またはより多くの水素原子を飽和炭化水素であるエタンから概念的に取り去ることによって誘導されるものとして表すことができる。
本願で使用するところでは、「非環式炭化水素ラジカル」という術語は、直鎖または分岐鎖の炭化水素ラジカルを意味し、好ましくはラジカル当たり1から60の炭素原子を含有し、飽和または不飽和であってよく、また任意選択的に一またはより多くの原子、または例えばカルボキシル、シアノ、ヒドロキシ、ハロまたはオキシのような官能基で置換または中断されていてよい。これらの官能基がエポキシドまたはオキシラン部分のカチオン性硬化機構に干渉するものでない限り、適切な一価の非環式炭化水素ラジカルには、例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヒドロキシアルキル、シアノアルキル、カルボキシアルキル、アルキルオキシ、オキサアルキル、アルキルカルボニルオキサアルキレン、カルボキシアミドおよびハロアルキル、例えばメチル、エチル、sec−ブチル、tert−ブチル、オクチル、デシル、ドデシル、セチル、ステアリル、エテニル、プロペニル、ブチニル、ヒドロキシプロピル、シアノエチル、ブトキシ、2,5,8−トリオキサデカニル、カルボキシメチル、クロロメチルおよび3,3,3−フルオロプロピルのごときを含んでよい。
適切な二価の非環式炭化水素ラジカルには、例えば、直鎖または分岐鎖のアルキレンラジカル、例えばメチレン、ジメチレン、トリメチレン、デカメチレン、エチルエチレン、2−メチルトリメチレン、2,2−ジメチルトリメチレンのごとき、および直鎖または分岐鎖のオキシアルキレンラジカル、例えばメチレンオキシプロピレンのごときが含まれる。
適切な三価の非環式炭化水素ラジカルには、例えば、1,1,2−エタントリイル、1,2,4−ブタントリイル、1,2,8−オクタントリイル、1,2,4−シクロヘキサントリイルのようなアルカントリイルラジカル、及び例えば、1,2,6−トリイル−4−オキサヘキサンのようなオキサアルカントリイルラジカルが含まれる。
本願で使用するところでは、用語「アルキル」は、飽和した直鎖又は分岐鎖の一価の炭化水素ラジカルを意味する。好ましい実施形態において、一価のアルキル基は、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、デシル、ドデシルといったような、基当たりに1から60の炭素を含有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基から選択される。
本願で使用するところでは、用語「アルケニル」は、例えば、エテニル、2−プロペニル、3−ブテニル、5−ヘキセニル、7−オクテニル、及びエテニルフェニルといったような、好ましくはラジカル当たりに2から10の炭素原子を含有し、直鎖または分岐鎖で末端不飽和の一価の炭化水素ラジカルを意味する。
本願で使用するところでは、「脂環式炭化水素ラジカル」という術語は、一またはより多くの飽和炭化水素環を含有するラジカルを意味し、特定的には環当たり、ラジカル当たりで4から12の炭素原子を含有し、任意選択的に一またはより多くの環上で一またはより多くの、それぞれ好ましくはアルキルラジカル当たり2から6の炭素原子を含有するアルキルラジカル、ハロラジカル、または他の官能基で置換されてよく、そして二またはより多くの環を含有する一価の脂環式炭化水素ラジカルの場合には、縮合環であってよい。適切な一価の脂環式炭化水素ラジカルには、例えば、シクロヘキシルおよびシクロオクチルが含まれる。適切な二価の脂環式炭化水素ラジカルには、飽和または不飽和の二価の単環式炭化水素ラジカル、例えば、1,4−シクロへキシレンのごときが含まれる。適切な三価の脂環式炭化水素ラジカルには、例えば、シクロアルカントリイルラジカル、例えば1−ジメチレン−2,4−シクロヘキシレン、1−メチルエチレン−3−メチル−3,4−シクロヘキシレンのごときが含まれる。
本願で使用するところでは、「芳香族炭化水素ラジカル」という術語は、ラジカル当たり一またはより多くの芳香環を含有する炭化水素ラジカルを意味し、これは任意選択的に、芳香環上で一またはより多くの、それぞれ好ましくはアルキルラジカル当たり2から6の炭素原子を含有するアルキルラジカル、ハロラジカル、または他の官能基で置換されてよく、そして二またはより多くの環を含有する一価の芳香族炭化水素ラジカルの場合には、縮合環であってよい。適切な一価の芳香族炭化水素ラジカルには、例えば、フェニル、トリル、2,4,6−トリメチルフェニル、1,2−イソプロピルメチルフェニル、1−ペンタレニル、ナフチル、アントリル、オイゲノールおよびアリルフェノール、並びにアラルキルラジカル、例えば2−フェニルエチルのごときが含まれる。適切な二価の芳香族炭化水素ラジカルには、例えば、二価の単環式アレーン、例えば1,2−フェニレン、1,4−フェニレン、4−メチル−1,2−フェニレン、フェニルメチレンのごときが含まれる。適切な三価の芳香族炭化水素ラジカルには、例えば、三価の単環式アレーン、例えば1−トリメチレン−3,5−フェニレンのごときが含まれる。
一つの実施形態において、本発明は硬化性ポリシロキサン組成物に関する。この硬化性ポリシロキサン組成物は、所望とする性質及び用途について、エラストマー、シーラント、接着剤、及びコーティングを提供する。
本願の一つの非限定的な実施形態においては、本願で記載した通りの一般式(I)のポリシロキサン化合物は、逐次重合によって作成可能である。例えば一つの実施形態においては、一般構造式(III)によって表されるヒドリド末端ポリシロキサンであって:
Figure 0006930917

式中、R、R及びR、x及びyの各々が本願で定義した通りであるようなヒドリド末端ポリシロキサンを、ジエンまたはアルキンとヒドロシリル化することを含む方法が提供される。ジエンは一つの実施形態において、2から25の炭素原子、またはより特定的には変数Zの二価のアルキル基について本願で規定した任意の範囲の炭素原子を含有する、直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基を含むジエンを包含することができる。代替的には、ジエンは、2から25の炭素原子、またはより特定的には変数Zの二価のアルケニル基について本願で規定した任意の範囲の炭素原子の、直鎖、分岐鎖、又は環状のアルケニル基を含むことができる。
この式(III)のジエンとのヒドロシリル化は、貴金属触媒、例えば白金触媒の使用を伴うといった、在来のヒドロシリル化条件の下に行うことができ、そして幾つかの非限定的な実施形態においては80℃から約110℃の温度において、約5から約8時間の長さにわたって実施することができる。
多くの種類の貴金属触媒、例えば白金触媒が既知であり、そうした白金触媒は、本発明におけるヒドロシリル化反応に使用してよい。光学的透明度が必要な場合、好ましい白金触媒は、反応混合物中に可溶な白金化合物の触媒である。こうした白金化合物は、参照によって全体を本願に取り込む米国特許第3,159,601号に記載されたような、式(PtClオレフィン)およびH(PtClオレフィン)を有する白金化合物から選択することができる。本発明の組成物で使用可能な、さらなる白金含有材料は、参照によって全体を本願に取り込む米国特許第3,159,662号に記載された、塩化白金のシクロプロパン錯体である。白金含有材料はさらに、塩化白金酸から形成された錯体であることができ、参照によって全体を本願に取り込む米国特許第3,220,972号に記載されるように、この錯体は白金のグラム当たり2モルまでが、アルコール、エーテル、アルデヒドおよびこれらの混合物からなるクラスから選択される。本願で最も特定的に使用される触媒は、カルステッド(Karstedt)に付与された米国特許第3,715,334号;第3,775,452号;および第3,814,730号に記載されており、それらの内容は参照によって全体を本願に取り込むものとする。この技術に関する付加的な背景は、Advances in Organometallic Chemistry、第17巻407〜447ページ、F.G.A.StoneおよびR.West編、アカデミックプレス発行(1979年ニューヨーク)中の、スピア(J.L.Spier)による「遷移金属によるヒドロシリル化均一触媒」に見出すことができ、その内容は参照によって全体を本願に取り込むものとする。
一つの実施形態において、本願で使用してよい貴金属触媒は、非限定的な例であるロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、および白金触媒、およびこれらの組み合わせのごときである。
本願の一つの実施形態において、白金触媒は、可溶性の錯体の形態にある。
他の一つの実施形態において、白金触媒は、塩化白金、塩化白金酸、ビス(アセチルアセトネート)白金、(η−シクロペンタジエニル)トリアルキル白金、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される。
この技術の当業者は、貴金属触媒の有効量を容易に決定することができる。触媒は非常に広い範囲内で存在することができるが、通常は約0.1から約10,000ppm、より特定的には約1から約100ppmの範囲内にある。
式(III)をジエンとヒドロシリル化する方法は、構造式(IV)によって表されるヒドリド末端ポリシロキサンをもたらすことができる:
Figure 0006930917

式中、R、R、R、Z、x、y及びn’の各々は定義した通りである。
一つの実施形態においては、この方法は次いでさらに、式(IV)のヒドリド末端ポリシロキサンを一般式(V)の不飽和化合物とヒドロシリル化することを含むことができる:
Figure 0006930917

式中、R4*は、アリル基またはビニル基のような、2から6の炭素原子、より特定的には2から4の炭素原子を含有するアルケニル基、15までの炭素原子を含有するアリルアシル基、15までの炭素原子を含有するビニルアシル基、15までの炭素原子のアリルカルボニルオキシ基、約18までの炭素原子のアリルフェニル基、8から約18の炭素原子のビニルフェニル基、8までの炭素原子のアリルエーテル基、8までの炭素原子のビニルエーテル基から選択され、ここでかかるR4*基の一つ又はより多くは任意選択的に、ヒドロキシル基、1から4の炭素原子のアルコキシ基、O、N、又はSのようなヘテロ原子の一つまたはより多くを含むことができ;Mは式(I)について上記で定義した通りであり、そして下付文字mは1から5の整数及び本願に記載した通りであり、そして下付文字m=1のとき、上述した基R4*は末端基であり、そして下付文字mが>1のとき、上述した基R4*は少なくとも一つの二価の基と一つの末端基を含み、式(I)のポリシロキサン化合物を得る。一般式(V)の化合物の幾つかの非限定的な例には、オイゲノール、アリルアセテート、アリルアセトアセテート、アリルアルコール、アリルアルコールプロポキシレート、アリルアミン、アリルアミンヒドロクロリド、アリルベンジルエーテル、アリルブチルエーテル、アリルブチレート、アリルシアニド、アリルクロロアセテート、アリルシクロヘキサンプロピオネート、アリルメチルカルバメート、アリルメチルカーボネート、アリルメチルスルホン、2−アリルオキシベンズアルデヒド、アリルオキシエタノール、4−アリルオキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、3−アリルオキシ−2ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸ナトリウム塩、3−アリルオキシ−1,2−プロパンジオール、アリルフェニルエーテル、アリルホスホン酸、アリルスルホン酸、アリルホスホン酸塩、アリルスルホン酸塩、アリルプロピルエーテル、アリルトリフルオロアセテート、tert−ブチルN−アリルカルバメート、トリメチロールプロパンアリルエーテル、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルアルコール、ビニルアミン、ビニルアセトアセテート、ビニル4−tert−ブチルベンゾエート、ビニルクロロホルメート、ビニルクロロホルメート、ビニルシンナメート、ビニルデカノエート、ビニルネオデカノエート、ビニルネオノナノエート、ビニルピバレート、ビニルプロピオネート、ビニルステアレート、ビニルトリフルオロアセテート、ビニルバレレート、p−ビニルフェノール、o−ビニルフェノール、p−アリルフェノール、o−アリルフェノール、ビニルシアナート、ビニルチオシアナート、スチレン、α−メチルスチレン、アリルフェノール、ビニルフェニルアミン、アリルフェニルアミン、モノマーであるビニルニトロ、ビニル酢酸、ビニルカルボキシ、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルスルフィド、アリル(メタ)アクリレート、イソシアネート、チオシアネート、及びこれらの混合物が含まれる。これらのヒドロシリル化は、上記で記載したのと同じ条件において生じうる。
一つの非限定的な実施形態においては、ヒドロシリル化の代わりに、一般式(I)のポリシロキサンはまた、アニオン重合、フリーラジカル重合、開環メタセシス重合(ROMP)、非環式ジエンメタセシス(ADMET)、及び配位重合の任意の一つまたはより多くによって調製可能であり、この一般式(I)のポリシロキサンはまた、本願で記載するコポリマーにおける構造単位として使用可能である。
本願の一つの非限定的な実施形態においては、式(I)の反応性ポリシロキサンの調製方法が提供され、これは以下の反応スキームによって描写される:
Figure 0006930917

Figure 0006930917

Figure 0006930917

式中、R、R、R、R、R4*、M、Z、m、n’、x及びyは上記で定義した通りであり、そしてZは化学結合又は16までの炭素原子を含有する二価の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基である。
上記の反応スキームにおけるヒドロシリル化工程は、上記した条件の下に行うことができる。
本願の一つの実施形態においては、ポリシロキサン(I)を作成するためのここに記載の方法において、式(IV)の化合物を式(V)の化合物とヒドロシリル化した後、この方法はさらに、式(I)のシロキサンを反応生成物の混合物から精製することを含むことができる。濾過、抽出、蒸留及びその他といった、任意の在来の精製方法を使用可能である。反応生成物の混合物を精製する幾つかのより特定的な方法は、薄膜蒸留、予蒸発、気液分離、充填床カラム蒸留、回転薄膜蒸発、及び蒸発器−ストリッパー精製を含むことができる。
一般式(I)のポリシロキサン化合物は、ポリマー組成物、例えばポリカーボネート組成物に用いられる、一つまたはより多くの重合したアルキル、アルケニルまたはアリールスペーサを分子内に有しないポリシロキサンのような、在来のポリシロキサン化合物に対して、改良された特性を有している。一つの非限定的な実施形態において、一般式(I)のポリシロキサンはこのような他のシロキサンに対し、屈折率、分解温度、高い分子量、低い多分散性、単峰型分布、及びガラス転移温度の少なくとも一つにおける改善において、改良点を有することができる。
一つの実施形態において、一般式(I)のポリシロキサンは、1.40から約2.25、より特定的には約1.42から約1.98の屈折率;約350から約520℃、及びより特定的には約375から約500℃の分解温度;約3.5から約12kDa、より特定的には約4.0から約10.0kDaの高い分子量、この分子量は重量平均分子量である;約1.10から約3.0、より特定的には約1.20から約2.5の低い多分散性;そして−60から約−130℃のガラス転移温度の一つまたはより多くを有することができる。一つの実施形態において、重量平均分子量は、ASTMD5296−11、高性能サイズ排除クロマトグラフィ(SEC)によるポリスチレンの平均分子量及び分子量分布の標準試験法にしたがって測定される。
本願の一つの実施形態においては、本願に記載した一般式(I)のポリシロキサンの少なくとも一つを含有する硬化性組成物が提供される。一つのさらなる実施形態においては、一般式(I)のポリシロキサンの少なくとも一つを含有する硬化性組成物はさらに、本願に記載した一般式(II)のポリシロキサン、および/または架橋剤または連鎖延長剤を含むことができる。一つの実施形態において、架橋剤または連鎖延長剤は、シランまたはシロキサンの架橋剤または連鎖延長剤である。一つのより特定的な実施形態において、シランまたはシロキサンの架橋剤または連鎖延長剤は、アルコキシシラン、アルコキシシロキサン、オキシモシラン、オキシモシロキサン、エノキシシラン、エノキシシロキサン、アミノシラン、カルボキシシラン、カルボキシシロキサン、アルキルアミドシラン、アルキルアミドシロキサン、アリールアミドシラン、アリールアミドシロキサン、アルコキシアミノシラン、アルカリールアミノシロキサン、アルコキシカルバメートシラン、アルコキシカルバメートシロキサン、及びこれらの二またはより多くの組み合わせから選択される。
一つの実施形態によれば、架橋剤成分は、テトラエチルオルソシリケート(TEOS);メチルトリメトキシシラン(MTMS);ビニルトリメトキシシラン;メチルビニルジメトキシシラン;ジメチルジメトキシシラン;ジメチルジエトキシシラン;ビニルトリエトキシシラン;テトラ(n−プロピル)オルソシリケート;トリス(メチルエチルケトオキシモ)ビニルシラン;トリス(メチルエチルケトオキシモ)メチルシラン;トリス(アセトアミド)メチルシラン;ビス(アセトアミド)ジメチルシラン;トリス(N−メチルアセトアミド)メチルシラン;ビス(N−メチルアセトアミド)ジメチルシラン;(N−メチルアセトアミド)メチルジアルコキシシラン;トリス(ベンズアミド)メチルシラン;トリス(プロペンオキシ)メチルシラン;アルキルジアルコキシアミドシラン;アルキルアルコキシビスアミドシラン;メチルエトキシビス(N−メチルベンズアミド)シラン;メチルエトキシジベンズアミドシラン;メチルジメトキシ(エチルメチルケトオキシモ)シラン;ビス(エチルメチルケトオキシモ)メチルメトキシシラン;(アセトアルドオキシモ)メチルジメトキシシラン;(N−メチルカルバメート)メチルジメトキシシラン;(N−メチルカルバメート)エチルジメトキシシラン;(イソプロペンオキシ)メチルジメトキシシラン;(イソプロペンオキシ)トリメトキシシラン;トリス(イソプロペンオキシ)メチルシラン;(ブト−2−エン−2−オキシ)メチルジメトキシシラン;(1−フェニルエテンオキシ)メチルジメトキシシラン;2−((1−カルボエトキシ)プロペンオキシ)メチルジメトキシシラン;ビス(N−メチルアミノ)メチルメトキシシラン;(N−メチルアミノ)ビニルジメトキシシラン;テトラキス(N,N−ジエチルアミノ)シラン;メチルジメトキシ(N−メチルアミノ)シラン;メチルトリス(シクロヘキシルアミノ)シラン;メチルジメトキシ(N−エチルアミノ)シラン;ジメチルビス(N,N−ジメチルアミノ)シラン;メチルジメトキシ(N−イソプロピルアミノ)シランジメチルビス(N,N−ジエチルアミノ)シラン;エチルジメトキシ(N−エチルプロピオンアミド)シラン;メチルジメトキシ(N−メチルアセトアミド)シラン;メチルトリス(N−メチルアセトアミド)シラン;エチルジメトキシ(N−メチルアセトアミド)シラン;メチルトリス(N−メチルベンズアミド)シラン;メチルメトキシビス(N−メチルアセトアミド)シラン;メチルジメトキシ(ε−カプロラクタモ)シラン;トリメトキシ(N−メチルアセトアミド)シラン;メチルジメトキシ(O−エチルアセトイミダモ)シラン;メチルジメトキシ(O−プロピルアセトイミダモ)シラン;メチルジメトキシ(N,N’,N’−トリメチルウレイド)シラン;メチルジメトキシ(N−アリル−N’,N’−ジメチルウレイド)シラン;メチルジメトキシ(N−フェニル−N’,N’−ジメチルウレイド)シラン;メチルジメトキシ(イソシアネート)シラン;ジメトキシジイソシアネートシラン;メチルジメトキシ−イソチオシアネートシラン;メチルメトキシジイソチオシアネートシラン;メチルトリアセトキシシラン;メチルメトキシジアセトキシシラン;メチルエトキシジアセトキシシラン;メチルイソプロポキシジアセトキシシラン;メチル(n−プロポキシ)ジアセトキシシラン;メチルジメトキシアセトキシシラン;メチルジエトキシアセトキシシラン;メチルジイソプロポキシアセトキシシラン;メチルジ(n−プロポキシ)アセトキシシラン;またはこれらの縮合物;またはこれらの二またはより多くの組み合わせから選択される。
本願の一つの非限定的な実施形態においては、本願で記載した一般式(I)の少なくとも一つのポリシロキサンと、本願で記載した一般式(II)のポリシロキサンとを含む硬化性組成物が提供され、ここで式(II)のR、R、R、R、x、y、及びmの各々は、本願の式(I)において定義した通りであり、式(I)における両方のM基は2から約12の炭素原子のアルケニル基である。式(I)における両方のM基が2から約12の炭素原子のアルケニル基である非限定的な例のごときものである。式(I)におけるM基はアルケニルである場合、2から約12の炭素原子の同じまたは異なるアルケニル基であることができ、本願において実施形態とされる。本願に記載されるかかる硬化性組成物はさらに、本願に記載の触媒、接着促進剤、フィラー、硬化促進剤、及び溶媒の少なくとも一つを含むことができる。一つの非限定的な実施形態において、式(I)は本願に記載の通りであることができ、そこにおいてMの各々はヒドロキシ基であり、また接着促進剤は本願に記載の如くである。
一つのより特定的な実施形態において、一般式(I)の少なくとも一つのポリシロキサンを含有する硬化性組成物はさらに、硬化触媒および/または開始剤を含むことができる。一つの実施形態において、硬化触媒は、金属、金属キレート、アミン、酸、塩基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される。
さらに一つのより特定的な実施形態において、一般式(I)の少なくとも一つのポリシロキサンを含有する硬化性組成物はさらに、接着促進剤;フィラー、及びこれらの混合物からなる群より選択される任意成分を含むことができる。接着促進剤の幾つかの非限定的な例は、アミノ基含有シラン又は異なるアミノ基含有シランの混合物を含むようなものであることができる。アミノ基含有シランの接着促進剤は、加水分解性基(以下ではケイ素原子に結合した加水分解性基と言う)及びアミノ基に結合したケイ素原子を含有する基を有する化合物である。その特定的な例には、上記したと同じ、加水分解性基を備えたシリル基が含まれる。こうした基の中で、メトキシ基及びエトキシ基が特に適切である。加水分解性基の数は、2又はより多くであってよく、そして特に適切であるのは、3またはより多くの加水分解性基を有する化合物である。
適切な接着促進剤の幾つかの非限定的な例には、N−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス(ガンマ−トリメトキシシリルプロピル)アミン、N−フェニル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリアミノ官能性トリメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、ガンマ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、ベータ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチル−ジメトキシシラン、エポキシリモニルトリメトキシシラン、イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、ベータ−シアノ−エチル−トリメトキシシラン、ガンマ−アクリルオキシプロピル−トリメトキシ−シラン、ガンマ−メタクリルオキシプロピル−メチルジメトキシシラン、アルファ、オメガ−ビス−(アミノアルキル−ジエトキシシリル)−ポリジメチルシロキサン(Pn=1〜7)、アルファ、オメガ−ビス−(アミノアルキル−ジエトキシシリル)−オクタ−メチルテトラシロキサン、4−アミノ−3,3,−ジメチル−ブチル−トリ−メトキシシラン、及びN−エチル−3−トリ−メトキシ−シリル−2−メチルプロパンアミン、3−(ジエチル−アミノプロピル)−トリメトキシシラン、これらの二またはより多くの組み合わせ、その他が含まれる。特に適切な接着促進剤には、ビス(アルキルトリアルコキシシリル)アミン及びトリス(アルキルトリアルコキシシリル)アミンが含まれ、これにはビス(3−プロピルトリメトキシシリル)アミン及びトリス(3−プロピルトリメトキシシリル)アミンが含まれるが、これらに限定されるものではない。
幾つかのより特定的な接着促進剤の非限定的な例には、アミノアルキルトリアルコキシシラン、アミノアルキルアルキルジアルコキシシラン、ビス(アルキル−トリアルコキシシリル)アミン、トリス(アルキルトリアルコキシシリル)アミン、トリス(アルキルトリアルコキシシリル)−シアヌレート、トリス(アルキルトリアルコキシシリル)イソシアヌレート、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものが含まれうる。
フィラーは、補強用フィラーまたは非補強用フィラー、またはこれらの組み合わせであることができる。一つの実施形態において、フィラーは、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、クレイ、カーボンブラック、炭酸カルシウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される。
別のより特定的な実施形態において、一般式(I)の少なくとも一つのポリシロキサンを含有する硬化性組成物はさらに、UV安定剤、酸化防止剤、硬化加速剤、チキソトロープ剤、可塑剤、水分捕捉剤、顔料、染料、界面活性剤、溶媒、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された任意選択成分を含むことができる。
本願の一つの他の実施形態においては、(a)一般式(I)のポリシロキサンであって、Mの各々が独立して、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、オキシモアルキル基、エノキシアルキル基、アミノアルキル基、カルボキシアルキル基、アミドアルキル基、アミドアリール基、カルバメートアルキル基、エポキシ基、無水物基、カルボキシル基、カルボニル基、アシル基、アミド基、イオン性基、アミド基、アゾ基、イミン基、イソシアネート基、ニトリル基、ナイトレート基、ニトロ基、ニトロソ基、アクリル基、アクリロイル基、またはチオール基から選択され、xが1から250、yが0から100、n’が1より大きく、そしてmが1から5であるもの、(b)光硬化開始剤、および任意選択的に、(c)光硬化性反応成分、シラン系架橋剤、フィラー、接着促進剤、溶媒、硬化促進剤、硬化遅延剤、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、さらなる反応性成分を含む、硬化性組成物が提供される。
本願の一つの実施形態においては、一般式(I)のポリシロキサン、本願に記載した如きそのコポリマー、コポリマーとさらなるポリマーの組成物、または本願に記載した硬化性組成物の任意の一つを使用して、物品を形成することが可能である。物品は、本願に記載した改良された物理的および/または化学的性質によって利益を受ける、任意の物品であることができる。こうした物品によって利益を受ける幾つかのテクノロジーには、自動車、電子及び医療テクノロジーが含まれる。一つの実施形態において、物品は、一般式(I)のポリシロキサン、本願に記載したそのコポリマー、またはコポリマーと本願に記載したさらなるポリマーの組成物の任意の一つを成型し、成形し、または形成して物品を得ることによって作成可能である。
本願の一つの実施形態においてはまた、本願に記載した任意の硬化性組成物を硬化するプロセスによって作成した、硬化組成物が提供される。かかる硬化は、例えば付加硬化、縮合硬化、および/または紫外線硬化といった、本願に記載した任意の適切な方法によって行うことが可能である。硬化した組成物は、固体、流体、液体、またはゴムの任意の一つであることができる。このような硬化組成物は、エラストマー、シーラント、接着剤、コーティング、及びこれらの組み合わせの任意の一つにおいて使用可能である。
一つの実施形態において、比較トラッキング指数はASTM D5288−14、種々の電極材料を使用した電気材料のトラッキング指数を測定するための標準試験法を用いて測定される。別の実施形態において、ヘイズはASTM D1003−13、ヘイズ及び光透過率の標準試験法に従って測定される。さらに別の実施形態において、本発明の反応性ポリシロキサンを含有する組成物の物性は、ASTM D638−14、プラスチックの引張特性の標準試験法に従って測定される。
本発明は特定の実施形態に関して記載してきたが、本発明の範囲から逸脱することなしに、種々の変更を行ってよく、またその要素について均等物を置換してよいことが、本技術の当業者には理解されよう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなしに、本発明の教示に対して多くの修正を行って、特定の状況または材料に対処してよい。したがって本発明は、本発明を実施するために考慮された最良の形態として開示された、特定の実施形態に限定されることが意図されているものではなく、本発明は添付の請求の範囲に内に含まれるすべての実施形態を包含するものである。
実施例1
ヒドリド末端封止ハイブリッドシロキサンポリマーの合成
還流コンデンサー、滴下ロート、及びメカニカルスターラーを備えた1Lの3口丸底フラスコに、窒素雰囲気下で50mLのトルエン及び1,7−オクタジエン(13.35グラム、0.121mol)を仕込んだ。この溶液に対して、0.29グラムのKarstedt触媒(2wt%のPtで15ppm)を添加した。設定した機器全体をオイルバス中で、反応温度が70℃に維持されるように保った。滴下ロート中のヒドリド末端封止シロキサン(MD35、350グラム、0.128モル、シリコーン単位M及びDはMの各々で必要とされる一つのH基を除いてメチル基を含む)を、1時間の期間にわたって滴下して添加した。次いで反応温度を80℃に昇温し、1,7−オクタジエンが全て消費されるまで反応を継続した。ヒドロシリル化重合の完了後、未反応の出発物質、揮発性化合物、及び溶媒を減圧下にストリッピングした。最終生成物は黄色の液体として定量的収率で得られ、活性炭で脱色することにより、所望とする生成物を無色の液体として定量的収率で得た。スペクトル分析及びクロマトグラフィー分析を通じて、このコポリマーの化学構造及び組成を推定した。
Figure 0006930917

式中、xは35でありn’は7.75である。
実施例2
ビニル末端封止ハイブリッドシロキサンポリマーの合成
還流コンデンサー、滴下ロート、及びメカニカルスターラーを備えた500mLの3口丸底フラスコに、窒素雰囲気下で25mLのトルエン及び1,7−オクタジエン(7.5グラム、0.067モル)を仕込んだ。この溶液に対して、0.14グラムのKarstedt触媒(2wt%のPtで15ppm)を添加した。設定した機器全体をオイルバス中で、反応温度が70℃に維持されるように保った。滴下ロート中のヒドリド末端封止シロキサン(MD35、175グラム、0.064モル、シリコーン単位M及びDはMの各々で必要とされる一つのH基を除いてメチル基を含む)を、1時間の期間にわたって滴下して添加した。次いで反応温度を80℃に昇温し、ヒドリドが全て消費されるまで反応を継続した。ヒドロシリル化重合の完了後、未反応の出発物質、揮発性化合物、及び溶媒を減圧下にストリッピングした。最終生成物は黄色の液体として定量的収率で得られ、活性炭で脱色することにより、所望とする生成物を無色の液体として定量的収率で得た。スペクトル分析及びクロマトグラフィー分析を通じて、このコポリマーの化学構造及び組成を推定した。
Figure 0006930917

式中、xは23.6でありn’は8である。
実施例3
メトキシシラン末端封止ハイブリッドシロキサンポリマーの合成
還流コンデンサー、滴下ロート、及びメカニカルスターラーを備えた500mLの3口丸底フラスコに、窒素雰囲気下で50mLのトルエン及び1,7−オクタジエン(6.65グラム、0.061モル)を仕込んだ。この溶液に対して、0.14グラムのKarstedt触媒(2wt%のPtで15ppm)を添加した。設定した機器全体をオイルバス中で、反応温度が70℃に維持されるように保った。滴下ロート中のヒドリド末端封止シロキサン(MD35、175グラム、0.064モル、シリコーン単位M及びDはMの各々で必要とされる一つのH基を除いてメチル基を含む)を、1時間の期間にわたって滴下して添加した。次いで反応温度を80℃に昇温した。1,7−オクタジエンが全て消費された時点で、25mLのイソプロピルアルコール中のビニルトリメトキシシラン(0.5gram、0.003モル)を添加し、ヒドリドが全て消費されるまで反応を継続した。ヒドロシリル化重合の完了後、未反応の出発物質、揮発性化合物、及び溶媒を減圧下にストリッピングした。最終生成物は黄色の液体として定量的収率で得られ、活性炭で脱色することにより、所望とする生成物を無色の液体として定量的収率で得た。スペクトル分析及びクロマトグラフィー分析を通じて、このコポリマーの化学構造及び組成を推定した。
Figure 0006930917

式中、xは18.1でありn’は5.75である。
実施例4
メタクリレート末端封止ハイブリッドシロキサンポリマーの合成
還流コンデンサー、滴下ロート、及びメカニカルスターラーを備えた500mLの3口丸底フラスコに、窒素雰囲気下で50mLのトルエン及び1,7−オクタジエン(6.65グラム、0.061モル)を仕込んだ。この溶液に対して、0.14グラムのKarstedt触媒(2wt%のPtで15ppm)を添加した。設定した機器全体をオイルバス中で、反応温度が70℃に維持されるように保った。滴下ロート中のヒドリド末端封止シロキサン(MD35、175グラム、0.064モル、シリコーン単位M及びDはMの各々で必要とされる一つのH基を除いてメチル基を含む)を、1時間の期間にわたって滴下して添加した。次いで反応温度を80℃に昇温した。1,7−オクタジエンが全て消費された時点で、5mLのトルエン中のアリルメタクリレート(0.5gram、0.003モル)を添加し、ヒドリドが全て消費されるまで反応を継続した。ヒドロシリル化重合の完了後、未反応の出発物質、揮発性化合物、及び溶媒を減圧下にストリッピングした。最終生成物は黄色の液体として定量的収率で得られ、活性炭で脱色することにより、所望とする生成物を無色の液体として定量的収率で得た。スペクトル分析及びクロマトグラフィー分析を通じて、このコポリマーの化学構造及び組成を推定した。
Figure 0006930917

式中、xは11.2でありn’は2.2である。
実施例
エポキシ末端封止ハイブリッドシロキサンポリマーの合成
還流コンデンサー、滴下ロート、及びメカニカルスターラーを備えた500mLの3口丸底フラスコに、窒素雰囲気下で50mLのトルエン及び1,7−オクタジエン(6.65グラム、0.061モル)を仕込んだ。この溶液に対して、0.14グラムのKarstedt触媒(2wt%のPtで15ppm)を添加した。設定した機器全体をオイルバス中で、反応温度が70℃に維持されるように保った。滴下ロート中のヒドリド末端封止シロキサン(MD35、175グラム、0.064モル、シリコーン単位M及びDはMの各々で必要とされる一つのH基を除いてメチル基を含む)を、1時間の期間にわたって滴下して添加した。次いで反応温度を80℃に昇温した。1,7−オクタジエンが全て消費された時点で、5mLのトルエン中のアリルグリシジルエーテル(0.4gram、0.003モル)を添加し、ヒドリドが全て消費されるまで反応を継続した。ヒドロシリル化重合の完了後、未反応の出発物質、揮発性化合物、及び溶媒を減圧下にストリッピングした。最終生成物は黄色の液体として定量的収率で得られ、活性炭で脱色することにより、所望とする生成物を無色の液体として定量的収率で得た。スペクトル分析及びクロマトグラフィー分析を通じて、このコポリマーの化学構造及び組成を推定した。
Figure 0006930917

式中、xは14でありn’は3.65である。
実施例6
無水物末端封止ハイブリッドシロキサンポリマーの合成
還流コンデンサー、滴下ロート、及びメカニカルスターラーを備えた500mLの3口丸底フラスコに、窒素雰囲気下で50mLのトルエン及び1,7−オクタジエン(6.65グラム、0.061モル)を仕込んだ。この溶液に対して、0.14グラムのKarstedt触媒(2wt%のPtで15ppm)を添加した。設定した機器全体をオイルバス中で、反応温度が70℃に維持されるように保った。滴下ロート中のヒドリド末端封止シロキサン(MD35、175グラム、0.064モル、シリコーン単位M及びDはMの各々で必要とされる一つのH基を除いてメチル基を含む)を、1時間の期間にわたって滴下して添加した。次いで反応温度を80℃に昇温した。1,7−オクタジエンが全て消費された時点で、5mLのトルエン中の5−ノルボルネン−endo−2,3−ジカルボン酸無水物(0.55グラム、0.003モル)を添加し、ヒドリドが全て消費されるまで反応を継続した。ヒドロシリル化重合の完了後、未反応の出発物質、揮発性化合物、及び溶媒を減圧下にストリッピングした。最終生成物は黄色の液体として定量的収率で得られ、活性炭で脱色することにより、所望とする生成物を無色の液体として定量的収率で得た。スペクトル分析及びクロマトグラフィー分析を通じて、このコポリマーの化学構造及び組成を推定した。
Figure 0006930917

式中、xは17.5でありn’=4.5である。
実施例7〜17及び比較例1
硬化配合物
実施例2で合成されたビニル末端封止ハイブリッドシロキサンポリマー及び実施例1で合成されたヒドリド末端封止ハイブリッドシロキサンを個別に、異なる比率において、商業的に入手可能な液状シリコーンゴム(LSR 2050、Momentive社)のエラストマー配合物の成分A及び成分Bのそれぞれと、ブレンダー中において混合し、180℃において10分間、与圧下に圧縮成形によって硬化して、エラストマーシートを得た。それぞれのシートについて、%透過率、ヘイズ、黄色度(YI)及び%伸びを分析した(表1)。
Figure 0006930917

Claims (21)

  1. 一般構造式(I)を有するポリシロキサン:
    Figure 0006930917

    式中、R、R及びRの各々は独立して、20までの炭素原子を含有する直鎖又は分岐鎖の脂肪族基、6から18の炭素原子を含有し、任意選択的に少なくとも一つのヘテロ原子を含有する未置換の又は置換されたアリール基、及び20までの炭素原子を含有する環式脂肪族基;Rの各々は独立して、1から6の炭素原子の二価のアルキレン基、18までの炭素原子を含有する未置換のアリーレン基、18までの炭素原子を含有する置換されたアリーレン基、18までの炭素原子を含有する未置換の環式脂肪族基、18までの炭素原子を含有する置換された環式脂肪族基、8までの炭素原子を含有するエステル基を炭素鎖中に含む二価の炭化水素基、8までの炭素原子を含有するエーテル基を炭素鎖中に含む二価の炭化水素基、または8までの炭素原子を含有するアシル基を炭素鎖中に含む二価の炭化水素基、からなる群から選ばれた炭化水素基;Zの各々は独立して、2から25の炭素原子を含有する二価の直鎖、分岐鎖または環状のアルキレン基、2から25の炭素原子を含有する二価の直鎖、分岐鎖または環状のアルケニレン基、及び20までの炭素原子の二価の未置換のアリーレン基又は20までの炭素原子の二価の置換されたアリーレン基から選択され;Mの各々は独立して、ヒドロキシ基、アミノ基、1から8の炭素原子を含有するアルコキシ基、2から10の炭素原子を含有するアルコキシアルキル基、8までの炭素原子を含有するオキシモアルキル基、8までの炭素原子を含有するエノキシアルキル基、8までの炭素原子を含有するアミノアルキル基、8までの炭素原子を含有するカルボキシアルキル基、8までの炭素原子を含有するアミド脂肪族基、12までの炭素原子を含有するアミドアリール基、8までの炭素原子を含有するカルバメートアルキル基、エポキシ基、無水物基、8までの炭素原子を含有するカルボキシル基、カルボニル基、8までの炭素原子を含有するアシル基、アミド基、イオン性基、8までの炭素原子を含有するイミン基、イソシアネート基、ニトリル基、(メタ)アクリル基、(メタ)アクリロイル基、アルコキシシリル基、アルコキシアルキルシリル基、アシルオキシシリル基、ヒドロキシアルキルシリル基、またはチオール基;そして下付文字xは1から250の整数、下付文字yは0から100の整数、下付文字n’は1より大きな整数、そして下付文字mは1である。
  2. 請求項1のポリシロキサン化合物(I)の調製方法であって:
    一般構造式(III)を有するヒドリド末端ポリシロキサンであって:
    Figure 0006930917

    式中、R、R、R、x及びyが請求項1に定義した通りであるものを、一般式:
    CH=CH−Z−CH=CH
    ここで、Zは、化学結合又は16までの炭素原子を有する二価の直鎖、分岐鎖または環状のアルキレン基、
    である、ジエンとヒドロシリル化して、構造式(IV)によって表されるヒドリド末端ポリシロキサンであって:
    Figure 0006930917

    式中、R、R、R、Z、x、y及びn’が請求項1に定義した通りであるものを得、
    続いて式(IV)のヒドリド末端ポリシロキサンを一般式(V)の不飽和化合物であって:
    Figure 0006930917

    式中、R4*は2から6の炭素原子を含有するアルケニル基、8までの炭素原子を含有するアリルアシル基、8までの炭素原子を含有するビニルアシル基、8までの炭素原子のアリルカルボニルオキシ基、18までの炭素原子のアリルフェニル基、18までの炭素原子のビニルフェニル基、アリルエーテル官能基を含み8までの炭素原子を有する一価のヒドロカルビル基、またはビニルエーテル官能基を含み8までの炭素原子を有する一価のヒドロカルビル基、から選択され、ここでR4*の一つまたはより多くは任意選択的に、ヒドロキシル基、1から4の炭素原子のアルコキシ基、またはヘテロ原子の一つまたより多くを含むことができ;Mは請求項1において定義した通りであり、そして下付文字mは1であるものでヒドロシリル化することを含む方法。
  3. 請求項1による第一のポリシロキサンを少なくとも一つ含有する、硬化性組成物。
  4. 架橋剤又は連鎖延長剤をさらに含む、請求項3の硬化性組成物。
  5. 架橋剤がシラン架橋剤またはシロキサン架橋剤であり、連鎖延長剤がシラン連鎖延長剤またはシロキサン連鎖延長剤である、請求項4の硬化性組成物。
  6. 架橋剤または連鎖延長剤の各々が、アルコキシシラン、アルコキシシロキサン、オキシモシラン、オキシモシロキサン、エノキシシラン、エノキシシロキサン、アミノシラン、カルボキシシラン、カルボキシシロキサン、アルキルアミドシラン、アルキルアミドシロキサン、アリールアミドシラン、アリールアミドシロキサン、アルコキシアミノシラン、アルカリールアミノシロキサン、アルコキシカルバメートシラン、アルコキシカルバメートシロキサン、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項4の硬化性組成物。
  7. 硬化触媒および/または開始剤をさらに含む、請求項3の硬化性組成物。
  8. 接着促進剤;フィラー;及びこれらの混合物からなる群より選択される成分をさらに含む、請求項3の硬化性組成物。
  9. UV安定剤、酸化防止剤、硬化加速剤、チキソトロープ剤、可塑剤、水分捕捉剤、顔料、染料、界面活性剤、溶媒、またはこれらの組み合わせをさらに含む、請求項3の硬化性組成物。
  10. 硬化触媒が、金属、金属キレート、アミン、酸、塩基、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項7の硬化性組成物。
  11. 接着促進剤がアミノ基含有シランまたは異なるアミノ基含有シランの混合物を含む、請求項8の硬化性組成物。
  12. 接着促進剤が、アミノアルキルトリアルコキシシラン、アミノアルキルアルキルジアルコキシシラン、ビス(アルキル−トリアルコキシシリル)アミン、トリス(アルキルトリアルコキシシリル)アミン、トリス(アルキルトリアルコキシシリル)シアヌレート、トリス(アルキルトリアルコキシシリル)イソシアヌレート、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項8の硬化性組成物。
  13. フィラーが、補強性フィラーまたは非補強性フィラーまたはこれらの組み合わせを含む、請求項8の硬化性組成物。
  14. フィラーが、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、クレイ、カーボンブラック、炭酸カルシウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項8の硬化性組成物。
  15. 式(I)において、Mの各々がヒドロキシ基、アルコキシシリル基、アルコキシアルキルシリル基、アシルオキシシリル基またはヒドロキシアルキルシリル基であり、架橋剤または連鎖延長剤が、アルコキシシラン、アルコキシシロキサン、オキシモシラン、オキシモシロキサン、エノキシシラン、エノキシシロキサン、アミノシラン、カルボキシシラン、カルボキシシロキサン、アルキルアミドシラン、アルキルアミドシロキサン、アリールアミドシラン、アリールアミドシロキサン、アルコキシアミノシラン、アルカリールアミノシロキサン、アルコキシカルバメートシラン、アルコキシカルバメートシロキサン、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項4の硬化性組成物。
  16. 触媒、接着促進剤、フィラー、硬化促進剤、または溶媒の少なくとも一つをさらに含む、請求項15の硬化性組成物。
  17. (a)一般式(I)のポリシロキサンであって
    Figure 0006930917

    式中、R、R及びRの各々は独立して、20までの炭素原子を含有する直鎖又は分岐鎖の脂肪族基、6から18の炭素原子を含有し、任意選択的に少なくとも一つのヘテロ原子を含有する未置換の又は置換されたアリール基、及び20までの炭素原子を含有する環式脂肪族基;Rの各々は独立して、1から6の炭素原子の二価のアルキレン基、18までの炭素原子を含有する未置換のアリーレン基及び18までの炭素原子を含有する置換されたアリーレン基、または、8までの炭素原子を含有するエステル基を炭素鎖中に含む二価の炭化水素基、8までの炭素原子を含有するエーテル基を炭素鎖中に含む二価の炭化水素基、または8までの炭素原子を含有するアシル基を炭素鎖中に含む二価の炭化水素基、からなる群から選ばれた炭化水素基;Zの各々は独立して、2から25の炭素原子を含有する二価の直鎖、分岐鎖または環状のアルキレン基、2から25の炭素原子を含有する二価の直鎖、分岐鎖または環状のアルケニレン基、20までの炭素原子の二価の未置換アリーレン基、または、20までの炭素原子の二価の置換されたアリーレン基から選択され;Mの各々は独立して、エポキシ基、アクリル基またはアクリロイル基から選択され、xは1から250の整数、yは0から100の整数、n’は1より大きな整数、そしてmは1であるもの、
    (b)光硬化開始剤、および任意選択的に、
    (c)光硬化性反応性成分、シラン架橋剤、フィラー、接着促進剤、溶媒、硬化促進剤、硬化遅延剤、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるさらなる反応性成分
    を含む、硬化性組成物。
  18. 請求項1のポリシロキサンを含む物品。
  19. 請求項3の硬化性組成物を含有し、硬化性組成物が硬化されている、エラストマー、シーラント、接着剤、コーティングまたはこれらの組み合わせ。
  20. 請求項4の硬化性組成物を含有し、硬化性組成物が硬化されている、エラストマー、シーラント、接着剤、コーティングまたはこれらの組み合わせ。
  21. 請求項17の硬化性組成物を含有し、硬化性組成物が硬化されている、エラストマー、シーラント、接着剤、コーティングまたはこれらの組み合わせ。
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