JP7006542B2 - シラン変性共重合体の製造方法およびそれを含む組成物 - Google Patents

シラン変性共重合体の製造方法およびそれを含む組成物 Download PDF

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Description

本発明は、シラン変性共重合体の製造方法およびそれを含む組成物に関し、さらに詳述すると、酸無水物基および加水分解性シリル基を有し、ブタジエン単位を含む共重合体の製造方法、および当該共重合体を含む組成物に関する。
エポキシ基、アミノ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、イソシアナート基および酸無水物基などに代表される、有機材料との反応性を有する官能基と、加水分解性シリル基等の無機材料と反応する官能基とを併せ持つ有機ケイ素化合物は、一般的にシランカップリング剤と称され、通常では結合させにくい有機材料と無機材料とを結合させる媒介物として作用する。
このような特性を利用し、シランカップリング剤は、有機材料および無機材料の改質剤、両材料の接着に用いられる接着助剤、ならびに各種添加剤などとして幅広く用いられている。
特許文献1には、酸無水物基を有するシラン変性共重合体が、揮発性が低く密着性向上効果が高いことが示されている。しかし、このような酸無水物基を有するシラン変性共重合体は保存安定性が悪いという問題があった。
特開2018-039909号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、酸無水物基および加水分解性シリル基を有するとともに、ブタジエン単位を含み、保存安定性が良好なシラン変性共重合体の製造方法および当該共重合体を含む組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、α-シリル脂肪族エステル化合物を共存または反応させることにより、酸無水物基および加水分解性シリル基を有し、ブタジエン単位を含む所定の共重合体の保存安定性を改善できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
1. i)下記式(1)、式(3)および式(4)
Figure 0007006542000001
(式中、アスタリスク*は、隣接した構成単位への結合を示す。ただし、各構成単位の順序は任意である。)
で表される構成単位を含有する共重合体(B)と、下記式(5)
Figure 0007006542000002
(式中、R1は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、R2は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、mは、1~3の整数を表す。)
で表される有機ケイ素化合物(C)とを、白金化合物含有触媒の存在下でヒドロシリル化反応させて、下記式(1)、式(2)および式(3)
Figure 0007006542000003
(式中、アスタリスク*は、前記と同じ意味を表し、R1、R2およびmは、前記と同じ意味を表す。ただし、各構成単位の順序は任意である。)
で表される構成単位を含有する共重合体(A)を製造する工程と、
ii)前記工程i)で得られた共重合体(A)を、さらにα-シリル脂肪族エステル化合物(D)と反応させる工程を備えることを特徴とするシラン変性共重合体の製造方法、
2. 前記シラン変性共重合体の数平均分子量が、1,000以上である1のシラン変性共重合体の製造方法、
3. 前記α-シリル脂肪族エステル化合物(D)が、下記式(6)で表される1または2のシラン変性共重合体の製造方法、
Figure 0007006542000004
(式中、R3は、水素原子またはメチル基を表し、R4は、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、または非置換もしくは置換の炭素原子数6~20のアリール基を表し、R5は、互いに独立して、非置換または置換の炭素原子数1~4のアルキル基を表し、R6は、互いに独立して非置換または置換の炭素原子数1~4のアルキル基を表し、nは、1~3の整数を表す。)
4. さらに、前記工程ii)の後に、iii)留去工程を含む1~3のいずれかのシラン変性共重合体の製造方法、
5. 下記式(1)、式(2)および式(3)で表される構成単位を含有する共重合体(A)と、α-シリル脂肪族エステル化合物(D)とを含む組成物、
Figure 0007006542000005
(式中、アスタリスク*は、隣接した構成単位への結合を示し、R1は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、R2は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、mは、1~3の整数を表す。ただし、各構成単位の順序は任意である。)
6. 前記共重合体(A)の数平均分子量が、1,000以上である5の組成物、
7. 下記式(1)、式(2)および式(3)で表される構成単位を含有する共重合体(A)およびα-シリル脂肪族エステル化合物(D)の反応物であるシラン変性共重合体と、α-シリル脂肪族エステル化合物(D)とを含む組成物、
Figure 0007006542000006
(式中、アスタリスク*は、隣接した構成単位への結合を示し、R1は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、R2は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、mは、1~3の整数を表す。ただし、各構成単位の順序は任意である。)
8. 前記シラン変性共重合体の数平均分子量が、1,000以上である7の組成物、
9. 前記α-シリル脂肪族エステル化合物(D)が、下記式(6)で表される5~8のいずれかの組成物、
Figure 0007006542000007
(式中、R3は、水素原子またはメチル基を表し、R4は、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、非置換もしくは置換の炭素原子数5~20のシクロアルキル基、または非置換もしくは置換の炭素原子数6~20のアリール基を表し、R5は、互いに独立して、非置換または置換の炭素原子数1~4のアルキル基を表し、R6は、互いに独立して非置換または置換の炭素原子数1~4のアルキル基を表し、nは、1~3の整数を表す。)
を提供する。
本発明によれば、保存安定性が良好である酸無水物基および加水分解性シリル基を有し、ブタジエン単位を含むシラン変性共重合体を提供することができる。
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明に係るシラン変性共重合体の製造方法は、i)下記式(1)、式(3)および式(4)で表される構成単位を含有する共重合体(B)と、下記式(5)で表される有機ケイ素化合物(C)とを、白金化合物含有触媒の存在下でヒドロシリル化反応させて、下記式(1)、式(2)および式(3)で表される構成単位を含有する共重合体(A)を製造する工程と、ii)前記工程i)で得られた共重合体(A)を、さらにα-シリル脂肪族エステル化合物(D)と反応させる工程を備えることを特徴とする。
Figure 0007006542000008
(式(1)、(3)および(4)中、アスタリスク*は、隣接した構成単位への結合を示す。ただし、各構成単位の順序は任意である。式(5)中、R1は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、R2は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、mは、1~3の整数を表す。ただし、各構成単位の順序は任意である。)
Figure 0007006542000009
(式中、アスタリスク*、R1、R2およびmは、上記と同じ意味を表す。ただし、各構成単位の順序は任意である。)
上記式(1)、式(3)および式(4)で表される構成単位を含有する共重合体(B)である酸無水物変性ポリブタジエンは、市販品として入手することができ、Ricon130MA8、Ricon130MA13、Ricon130MA20、Ricon131MA5、Ricon131MA10、Ricon131MA17、Ricon131MA20、Ricon184MA6、Ricon156MA17(以上、CRAY VALLEY社製)が上市されている。
なお、共重合体(B)には、下記式(7)で表される構成単位が含まれていてもよく、その場合も、各構成単位の配列順は任意である。
Figure 0007006542000010
上記式(5)において、R1およびR2の炭素原子数1~10のアルキル基としては、直鎖状、環状、分枝状のいずれでもよく、その具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル基等が挙げられる。
一方、R1およびR2の炭素原子数6~10のアリール基の具体例としては、フェニル、α-ナフチル、β-ナフチル基等が挙げられる。
これらの中でも、R1としては、直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
2としては、直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
また、mは、1~3の整数であるが、2または3が好ましく、3がより好ましい。
式(5)で表される有機ケイ素化合物の具体例としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシメチルシラン等が挙げられる。
上記ヒドロシリル化反応に用いられる白金化合物含有触媒としては、特に限定されるものではなく、その具体例としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエンまたはキシレン溶液、テトラキストリフェニルホスフィン白金、ジクロロビストリフェニルホスフィン白金、ジクロロビスアセトニトリル白金、ジクロロビスベンゾニトリル白金、ジクロロシクロオクタジエン白金等や、白金-炭素、白金-アルミナ、白金-シリカ等の担持触媒などが挙げられる。
ヒドロシリル化の際の選択性の面から、0価の白金錯体が好ましく、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエンまたはキシレン溶液がより好ましい。
白金化合物含有触媒の使用量は特に限定されるものではないが、反応性や、生産性等の点から、式(5)で示される有機ケイ素化合物1molに対し、含有される白金原子が1×10-8~1×10-2molとなる量が好ましく、1×10-7~1×10-3molとなる量がより好ましい。
なお、上記反応は無溶媒でも進行するが、溶媒を用いることもできる。
使用可能な溶媒の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素系溶媒などが挙げられ、これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
上記ヒドロシリル化反応における反応温度は特に限定されるものではなく、0℃から加熱下で行うことができるが、0~200℃が好ましい。
適度な反応速度を得るためには加熱下で反応させることが好ましく、このような観点から、反応温度は40~110℃がより好ましく、40~90℃がより一層好ましい。
また、反応時間も特に限定されるものではなく、通常、1~60時間程度であるが、1~30時間が好ましく、1~20時間がより好ましい。
上記反応によって得られた共重合体(A)は、上記式(1)、式(2)および式(3)で表される構成単位を含有するものであるが、上述のとおり、上記式(7)で表される構成単位を含んでいてもよく、また、未反応の式(4)で表される構成単位を含んでいてもよい。この場合も、各構成単位の配列順は任意である。
上記共重合体(A)の数平均分子量は、特に限定されるものではないが、1,000以上が好ましく、2,000以上がより好ましい。
なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による標準ポリスチレン換算値である(以下、同様)。
上記で得られた共重合体(A)と反応させるα-シリル脂肪族エステル化合物(D)としては、特に限定されるものではないが、本発明では、特に、下記式(6)で表される化合物が好ましい。
Figure 0007006542000011
式(6)において、R3は、水素原子またはメチル基を表し、R4は、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、または非置換もしくは置換の炭素原子数6~20のアリール基を表し、R5は、互いに独立して、非置換または置換の炭素原子数1~4のアルキル基を表し、R6は、互いに独立して非置換または置換の炭素原子数1~4のアルキル基を表し、nは、1~3の整数を表す。
4の炭素原子数1~20のアルキル基としては、直鎖状、環状、分枝状のいずれでもよく、その具体例としては、メチル、エチル、n-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、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-デシル、ウンデシル、ドデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル基等の炭素原子数1~20の直鎖状または分岐状のアルキル基;シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル基等の炭素原子数5~20のシクロアルキル基などが挙げられる。
また、炭素原子数6~20のアリール基の具体例としては、フェニル、トリル、ナフチル基等が挙げられる。
なお、これらアルキル基、アリール基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部をハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等で置換されていてもよい。
これらの中でも、R4としては、エチル基、n-オクチル基が好ましい。
5およびR6の炭素原子数1~4のアルキル基としては、上記R4で例示した基のうち、炭素原子数1~4の基が挙げられるが、これらの中でも、R5およびR6のいずれも、メチル基、エチル基が好ましい。
α-シリル脂肪族エステル化合物(D)の具体例としては、α-トリメトキシシリルプロピオン酸メチル、α-トリメトキシシリルプロピオン酸エチル、α-トリメトキシシリルプロピオン酸プロピル、α-トリメトキシシリルプロピオン酸ブチル、α-トリメトキシシリルプロピオン酸ペンチル、α-トリメトキシシリルプロピオン酸ヘキシル、α-トリメトキシシリルプロピオン酸オクチル、α-トリメトキシシリルプロピオン酸デシル、α-トリメトキシシリルプロピオン酸シクロヘキシル、α-トリメトキシシリルプロピオン酸イソプロピル、α-トリメトキシシリルプロピオン酸フェニル、α-トリエトキシシリルプロピオン酸メチル、α-トリエトキシシリルプロピオン酸エチル、α-トリエトキシシリルプロピオン酸プロピル、α-トリエトキシシリルプロピオン酸ブチル、α-トリエトキシシリルプロピオン酸ペンチル、α-トリエトキシシリルプロピオン酸ヘキシル、α-トリエトキシシリルプロピオン酸オクチル、α-トリエトキシシリルプロピオン酸デシル、α-トリエトキシシリルプロピオン酸シクロヘキシル、α-トリエトキシシリルプロピオン酸イソプロピル、α-トリエトキシシリルプロピオン酸フェニル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸メチル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸エチル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸プロピル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸ブチル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸ペンチル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸ヘキシル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸オクチル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸デシル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸シクロヘキシル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸イソプロピル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸フェニル、α-メチルジエトキシシリルプロピオン酸メチル、α-メチルジエトキシシリルプロピオン酸エチル、α-メチルジエトキシシリルプロピオン酸プロピル、α-メチルジエトキシシリルプロピオン酸ブチル、α-メチルジエトキシシリルプロピオン酸ペンチル、α-メチルジエトキシシリルプロピオン酸ヘキシル、α-メチルジエトキシシリルプロピオン酸オクチル、α-メチルジエトキシシリルプロピオン酸デシル、α-メチルジエトキシシリルプロピオン酸シクロヘキシル、α-メチルジエトキシシリルプロピオン酸イソプロピル、α-メチルジエトキシシリルプロピオン酸フェニル、α-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸メチル、α-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸エチル、α-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸プロピル、α-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸ブチル、α-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸ペンチル、α-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸ヘキシル、α-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸オクチル、α-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸デシル、α-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸シクロヘキシル、α-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸イソプロピル、α-ジメチルメトキシシリルプロピオン酸フェニル、α-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸メチル、α-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸エチル、α-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸プロピル、α-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸ブチル、α-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸ペンチル、α-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸ヘキシル、α-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸オクチル、α-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸デシル、α-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸シクロヘキシル、α-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸イソプロピル、α-ジメチルエトキシシリルプロピオン酸フェニル、α-トリメチルシリルプロピオン酸メチル、α-トリメチルシリルプロピオン酸エチル、α-トリメチルシリルプロピオン酸プロピル、α-トリメチルシリルプロピオン酸ブチル、α-トリメチルシリルプロピオン酸ペンチル、α-トリメチルシリルプロピオン酸ヘキシル、α-トリメチルシリルプロピオン酸オクチル、α-トリメチルシリルプロピオン酸デシル、α-トリメチルシリルプロピオン酸シクロヘキシル、α-トリメチルシリルプロピオン酸イソプロピル、α-トリメチルシリルプロピオン酸フェニル、α-トリエチルシリルプロピオン酸メチル、α-トリエチルシリルプロピオン酸エチル、α-トリエチルシリルプロピオン酸プロピル、α-トリエチルシリルプロピオン酸ブチル、α-トリエチルシリルプロピオン酸ペンチル、α-トリエチルシリルプロピオン酸ヘキシル、α-トリエチルシリルプロピオン酸オクチル、α-トリエチルシリルプロピオン酸デシル、α-トリエチルシリルプロピオン酸シクロヘキシル、α-トリエチルシリルプロピオン酸イソプロピル、α-トリエチルシリルプロピオン酸フェニル等が挙げられる。これらの中でも捕捉反応性の高さおよび材料の入手のしやすさから、α-トリメトキシシリルプロピオン酸エチル、α-メチルジメトキシシリルプロピオン酸オクチルが好ましい。
α-シリル脂肪族エステル化合物(D)の使用量は特に限定されないが、共重合体(A)100質量部に対して0.001~10質量部が好ましく、0.01~5質量部がより好ましい。
共重合体(A)とα-シリル脂肪族エステル化合物(D)との反応は、共重合体(A)の製造後の反応液に直接α-シリル脂肪族エステル化合物(D)を添加して行っても、単離した共重合体(A)とα-シリル脂肪族エステル化合物(D)とを反応させてもよいが、製造工程の短縮化の観点から、前者の手法が好適である。
共重合体(A)とα-シリル脂肪族エステル化合物(D)の反応における反応温度は特に限定されるものではなく、0℃から加熱下で行うことができるが、0~120℃が好ましい。
また、反応時間も特に限定されるものではなく、通常、1~60時間程度であるが、1~20時間が好ましく、2~10時間がより好ましい。
共重合体(A)とα-シリル脂肪族エステル化合物(D)との反応後は、縮合によって生じた低沸成分等を留去するための留去工程を行うことが好ましく、これにより、引火点の高いシラン変性共重合体を得ることができる。
留去工程における温度は特に限定されるものではなく、0℃から加熱下で行うことができるが、30~200℃が好ましい。また、留去時間も特に限定されるものではなく、通常、1~60時間程度であるが、1~30時間が好ましく、2~20時間がより好ましい。また、減圧条件下で留去工程を行ってもよい。
共重合体(A)とα-シリル脂肪族エステル化合物(D)との反応によって得られたシラン変性共重合体も、共重合体(A)と同様、上記式(1)、式(2)および式(3)で表される構成単位を含有するものであるが、上述のとおり、上記式(7)で表される構成単位を含んでいてもよく、また、未反応の式(4)で表される構成単位を含んでいてもよい。この場合も、各構成単位の配列順は任意である。
シラン変性共重合体の数平均分子量は、特に限定されるものではないが、1,000以上が好ましく、2,000以上がより好ましい。
本発明の組成物は、上記で得られたシラン変性共重合体と、上述したα-シリル脂肪族エステル化合物(D)とを含むもの、または上記シラン変性共重合体の製造中間体である共重合体(A)と、上述したα-シリル脂肪族エステル化合物(D)とを含むものである。
すなわち、α-シリル脂肪族エステル化合物(D)と反応させて得られたシラン変性共重合体は、共重合体(A)よりも保存安定性がより向上するが、このシラン変性共重合体にさらにα-シリル脂肪族エステル化合物(D)配合することで、その保存安定性がより一層向上する。一方、α-シリル脂肪族エステル化合物(D)と反応させていない共重合体(A)においても、α-シリル脂肪族エステル化合物(D)を配合することで、その保存安定性が著しく向上する。
これらの組成物において、α-シリル脂肪族エステル化合物(D)の含有量は特に限定されないが、組成物の保存安定性をより高めることを考慮すると、シラン変性共重合体100質量部または共重合体(A)100質量部に対して0.01~5質量部が好ましく、0.01~3質量部がより好ましい。
組成物の調製方法には制限はなく、シラン変性共重合体または共重合体(A)と、α-シリル脂肪族エステル化合物(D)とを任意の順序で混合して調製することができる。
以上説明したシラン変性共重合体および組成物は、保存安定性に優れており、また樹脂に添加することで、良好な密着性向上効果を発揮し得る。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、下記において、「部」は質量部を意味する。分子量は、GPC測定により求めたポリスチレン換算の数平均分子量である。粘度は、回転粘度計を用いて測定した25℃における値である。
[1]シラン変性共重合体の製造
[実施例1-1]
撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび温度計を備えた1Lセパラブルフラスコに、Ricon130MA(Cray Vally社製、数平均分子量2,700、上記式(1)、(3)、(4)の構成単位で構成され、(1)/(3)/(4)=67/5/28(モル比))207g、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金原子として1×10-5mol)を納め、トリメトキシシラン122gを内温75~85℃で1時間かけて滴下した。その後、80℃で3時間熟成を行った。熟成終了後、α-トリメトキシシリルプロピオン酸エチル3gを内温50℃で投入し、さらに3時間内温45~50℃で熟成を行った。その後、減圧濃縮および濾過し、粘度6,000mPa・s、数平均分子量4,300の褐色濁液体を得た。数平均分子量の結果より、得られたシラン変性共重合体は、下記式(1)、(3)、(6)で表される構成単位で構成され、(1)/(3)/(6)=67/5/28であることが示唆された。得られたシラン変性共重合体を共重合体EX-1とする。
Figure 0007006542000012
(式中、アスタリスク*は、上記と同じ意味を表す。)
[実施例1-2]
撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび温度計を備えた1Lセパラブルフラスコに、Ricon130MA(Cray Vally社製、数平均分子量2,700、上記式(1)、(3)、(4)の構成単位で構成され、(1)/(3)/(4)=67/5/28)207g、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金原子として0.5×10-5mol)を納め、トリメトキシシラン61gを内温75~85℃で1時間かけて滴下した。その後、80℃で3時間熟成を行った。熟成終了後、α-トリメトキシシリルプロピオン酸エチル3gを内温50℃で投入し、さらに3時間内温45~50℃で熟成を行った。その後、減圧濃縮および濾過し、粘度5,700mPa・s、数平均分子量3,500の褐色濁液体を得た。数平均分子量の結果より、得られたシラン変性共重合体は、上記式(1)、(3)、(4)、(6)で表される構成単位で構成され、(1)/(3)/(4)/(6)=67/5/14/14であることが示唆された。得られたシラン変性共重合体を共重合体EX-2とする。
[実施例1-3]
撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび温度計を備えた1Lセパラブルフラスコに、Ricon130MA(Cray Vally社製、数平均分子量2,700、上記式(1)、(3)、(4)の構成単位で構成され、(1)/(3)/(4)=67/5/28)207g、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金原子として0.5×10-5mol)を納め、トリエトキシシラン82gを内温75~85℃で1時間かけて滴下した。その後、80℃で3時間熟成を行った。熟成終了後、α-トリメトキシシリルプロピオン酸エチル3gを内温50℃で投入し、さらに3時間内温45~50℃で熟成を行った。その後、減圧濃縮および濾過し、粘度5,200mPa・s、数平均分子量3,800の褐色濁液体を得た。数平均分子量の結果より、得られたシラン変性共重合体は、下記式(1)、(3)、(4)、(7)で表される構成単位で構成され、(1)/(3)/(4)/(7)=67/5/14/14であることが示唆された。得られたシラン変性共重合体を共重合体EX-3とする。
Figure 0007006542000013
(式中、アスタリスク*は、上記と同じ意味を表す。)
[2]共重合体(A)の製造
[比較例1-1]
撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび温度計を備えた1Lセパラブルフラスコに、Ricon130MA(Cray Vally社製、数平均分子量2,700、上記式(1)、(3)、(4)の構成単位で構成され、(1)/(3)/(4)=67/5/28(モル比、以下同様))207g、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金原子として1×10-5mol)を納め、トリメトキシシラン122gを内温75~85℃で1時間かけて滴下した。その後、80℃で3時間熟成を行った。熟成終了後、減圧濃縮および濾過し、粘度6,000mPa・s、数平均分子量4,300の褐色濁液体を得た。数平均分子量の結果より、得られた共重合体は、上記式(1)、(3)、(6)で表される構成単位で構成され、(1)/(3)/(6)=67/5/28であることが示唆された。得られた共重合体を共重合体CE-1とする。
[比較例1-2]
撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび温度計を備えた1Lセパラブルフラスコに、Ricon130MA(Cray Vally社製、数平均分子量2,700、上記式(1)、(3)、(4)の構成単位で構成され、(1)/(3)/(4)=67/5/28)207g、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金原子として0.5×10-5mol)を納め、トリメトキシシラン61gを内温75~85℃で1時間かけて滴下した。その後、80℃で3時間熟成を行った。熟成終了後、減圧濃縮および濾過し、粘度5,700mPa・s、数平均分子量3,500の褐色濁液体を得た。数平均分子量の結果より、得られた共重合体は、上記式(1)、(3)、(4)、(6)で表される構成単位で構成され、(1)/(3)/(4)/(6)=67/5/14/14であることが示唆された。得られた共重合体を共重合体CE-2とする。
[比較例1-3]
撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび温度計を備えた1Lセパラブルフラスコに、Ricon130MA(Cray Vally社製、数平均分子量2,700、上記式(1)、(3)、(4)の構成単位で構成され、(1)/(3)/(4)=67/5/28)207g、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金原子として0.5×10-5mol)を納め、トリエトキシシラン82gを内温75~85℃で1時間かけて滴下した。その後、80℃で3時間熟成を行った。熟成終了後、減圧濃縮および濾過し、粘度5,200mPa・s、数平均分子量3,800の褐色濁液体を得た。数平均分子量の結果より、得られた共重合体は、上記式(1)、(3)、(4)、(7)で表される構成単位で構成され、(1)/(3)/(4)/(7)=67/5/14/14であることが示唆された。得られた共重合体を共重合体CE-3とする。
[3]組成物の調製
[実施例2-1]
実施例1-1で得られた共重合体EX-1 100gとα-トリメトキシシリルプロピオン酸エチル1gを混合して組成物を調製した。得られた組成物を組成物-1とする。
[実施例2-2]
比較例1-1で得られた共重合体CE-1 100gとα-トリメトキシシリルプロピオン酸エチル1gを混合して組成物を調製した。得られた組成物を組成物-2とする。
[4]保存安定性試験
上記実施例1-1~1-3で得られたシラン変性共重合体、比較例1-1~1-3で得られた共重合体、および上記実施例2-1,2-2で得られた組成物の保存安定性試験を行った。
評価方法としては、各サンプル100gを100gガラス瓶に入れ密閉条件下で40℃の恒温室に放置した際の粘度変化を評価した。粘度変化率が低い程、保存安定性に優れる。結果を表1に示す。
Figure 0007006542000014
表1に示されるように、実施例1-1~1-3で得られたシラン変性共重合体および実施例2-1,2-2で得られた組成物は保存安定性に優れていることがわかる。
これらのシラン変性共重合体および組成物は、長期間保存が可能となり、また生産性向上も期待できる。
[5]引火点測定
上記実施例1-1~1-3で得られたシラン変性共重合体、比較例1-1~1-3で得られた共重合体、および上記実施例2-1,2-2で得られた組成物の引火点を測定した。結果を表2に示す。
Figure 0007006542000015
[6]密着性
[参考例1-1~1-3,2-1,2-2、比較参考例1-1~1-3]
上記実施例1-1~1-3で得られたシラン変性共重合体、比較例1-1~1-3で得られた共重合体、および上記実施例2-1,2-2で得られた組成物を用い、表3に示される各エポキシ樹脂組成物を調製し、その密着性を評価した。
具体的には、得られたエポキシ樹脂組成物をガラス板にバーコーターで厚さ10μmとなるように塗布し、150℃、1時間の条件で硬化させ、下記方法により評価した。組成物の配合量(部)および評価結果を表3に示す。
密着性試験方法:
碁盤目剥離試験/JIS K 5400に準拠して行った。
Figure 0007006542000016
エポキシ樹脂:YDPN638(新日鐵住金化学(株)製)
触媒:2-メチルイミダゾール

Claims (6)

  1. i)下記式(1)、式(3)および式(4)
    Figure 0007006542000017
    (式中、アスタリスク*は、隣接した構成単位への結合を示す。ただし、各構成単位の順序は任意である。)
    で表される構成単位を含有する共重合体(B)と、下記式(5)
    Figure 0007006542000018
    (式中、R1は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、R2は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、mは、1~3の整数を表す。ただし、各構成単位の順序は任意である。)
    で表される有機ケイ素化合物(C)とを、白金化合物含有触媒の存在下でヒドロシリル化反応させて、下記式(1)、式(2)および式(3)
    Figure 0007006542000019
    (式中、アスタリスク*は、前記と同じ意味を表し、R1、R2およびmは、前記と同じ意味を表す。ただし、各構成単位の順序は任意である。)
    で表される構成単位を含有する共重合体(A)を製造する工程と、
    ii)前記工程i)で得られた共重合体(A)を、さらにα-シリル脂肪族エステル化合物(D)と反応させる工程を備えることを特徴とするシラン変性共重合体の製造方法。
  2. 前記シラン変性共重合体の数平均分子量が、1,000以上である請求項1記載のシラン変性共重合体の製造方法。
  3. 前記α-シリル脂肪族エステル化合物(D)が、下記式(6)で表される請求項1または2記載のシラン変性共重合体の製造方法。
    Figure 0007006542000020
    (式中、R3は、水素原子またはメチル基を表し、R4は、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、または非置換もしくは置換の炭素原子数6~20のアリール基を表し、R5は、互いに独立して、非置換または置換の炭素原子数1~4のアルキル基を表し、R6は、互いに独立して非置換または置換の炭素原子数1~4のアルキル基を表し、nは、1~3の整数を表す。)
  4. 下記式(1)、式(2)および式(3)で表される構成単位を含有する共重合体(A)およびα-シリル脂肪族エステル化合物(D)の反応物であるシラン変性共重合体と、α-シリル脂肪族エステル化合物(D)とを含む組成物。
    Figure 0007006542000021
    (式中、アスタリスク*は、隣接した構成単位への結合を示し、R1は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、R2は、互いに独立して、炭素原子数1~10のアルキル基または炭素原子数6~10のアリール基を表し、mは、1~3の整数を表す。ただし、各構成単位の順序は任意である。)
  5. 前記シラン変性共重合体の数平均分子量が、1,000以上である請求項4記載の組成物。
  6. 前記α-シリル脂肪族エステル化合物(D)が、下記式(6)で表される請求項4または5記載の組成物。
    Figure 0007006542000022
    (式中、R3は、水素原子またはメチル基を表し、R4は、非置換もしくは置換の炭素原子数1~20のアルキル基、非置換もしくは置換の炭素原子数5~20のシクロアルキル基、または非置換もしくは置換の炭素原子数6~20のアリール基を表し、R5は、互いに独立して、非置換または置換の炭素原子数1~4のアルキル基を表し、R6は、互いに独立して非置換または置換の炭素原子数1~4のアルキル基を表し、nは、1~3の整数を表す。)
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