JP7306334B2 - パーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、及びその製造方法 - Google Patents
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Description
<1>
下記式(1)で表されるパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン。
[式(1)中、
Rfは下記式(2)
で表されるパーフルオロポリエーテルブロックであり、
W1はそれぞれ独立に下記式(A)
で表される2価のオルガノポリシロキサンブロックであり、
W2はそれぞれ独立に下記式(B)
で表される1価のオルガノポリシロキサンブロックであって、
ただし、前記式(A)のハイドロジェンシロキサン単位の数iと前記式(B)のハイドロジェンシロキサン単位の数kは同時に0とならないものであり、
Qは酸素原子及び窒素原子の少なくとも一つを含んでいてもよい2価の連結基であり、上記式(1)中、QはRfの末端の炭素原子、W1の末端のケイ素原子又はW2の末端のケイ素原子のいずれかと結合しており、
gは0以上の数である。]
<2>
数平均分子量が2,000~500,000であり、1分子中のオルガノポリシロキサン含有量が35%以上である、<1>に記載のパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン。
<3>
Rfで表されるパーフルオロポリエーテルブロックが下記式(10)で表される基である、<1>又は<2>に記載のパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン。
<4>
(a)下記式(11)で表されるパーフルオロポリエーテル-オルガノポリシロキサンブロック共重合体と、
(b)オルガノハイドロジェンポリシロキサンと、
(c)酸触媒と
を混合する、(a)と(b)のシロキサン間の交換反応工程を有する、式(1)で表されるパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの製造方法。
[式(11)中、
Rfは下記式(2)
で表されるパーフルオロポリエーテルブロックであり、
W3はそれぞれ独立に下記式(C)
で表される2価オルガノポリシロキサンブロックであり、
W4はそれぞれ独立に下記式(D)
で表される1価のオルガノポリシロキサンブロックであり、
Qは酸素原子及び窒素原子の少なくとも一つを含んでいてもよい2価の連結基であり、上記式(11)中、QはRfの末端の炭素原子、W3の末端のケイ素原子又はW4の末端のケイ素原子のいずれかと結合しており、
eは0以上の数である。]
[式(1)中、
Rfは下記式(2)
で表されるパーフルオロポリエーテルブロックであり、
W1はそれぞれ独立に下記式(A)
で表される2価のオルガノポリシロキサンブロックであり、
W2はそれぞれ独立に下記式(B)
で表される1価のオルガノポリシロキサンブロックであって、
ただし、前記式(A)のハイドロジェンシロキサン単位の数iと前記式(B)のハイドロジェンシロキサン単位の数kは同時に0とならない。
Qは酸素原子及び窒素原子の少なくとも一つを含んでいてもよい2価の連結基であり、上記式(1)中、QはRfの末端の炭素原子、W1の末端のケイ素原子又はW2の末端のケイ素原子のいずれかと結合しており、
gは0以上の数である。]
<5>
(b)成分が、1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン及び1,3,5,7,9-ペンタメチルシクロペンタシロキサンから選択される少なくとも一種である、<4>に記載のパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの製造方法。
<6>
式(11)において、eが0である、<4>又は<5>に記載のパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの製造方法。
<7>
交換反応工程において、(a)成分、(b)成分及び(c)成分に、さらに(d)オルガノハイドロジェンシロキシ単位を有さないオルガノポリシロキサンを添加して行うものであって、前記交換反応工程が、前記(a)、(b)及び(d)のシロキサン間の交換反応である<4>~<6>のいずれか1項に記載のパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの製造方法。
<8>
(c)酸触媒が、硫酸、メタンスルホン酸、及びトリフルオロメタンスルホン酸から選ばれる少なくとも1種である、<4>~<7>のいずれか1項に記載のパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの製造方法。
さらには、本発明のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、オルガノハイドロジェンシロキシ単位含有量の制御が容易であるため、硬化物の力学物性の制御も可能である。
また、前記式(A)のハイドロジェンシロキサン単位の数iと前記式(B)のハイドロジェンシロキサン単位の数kは同時に0とならない、すなわち、式(1)のオルガノハイドロジェンポリシロキサンにおいて、ケイ素原子に結合する水素原子は必ず存在することを特徴とし、i+k=2~200であることが好ましい。
-CrF2rO-
ここで、rは1以上、好ましくは1~4の整数である。
-CF2O-
-CF2CF2O-
-CF2CF2CF2O-
-CF(CF3)CF2O-
-CF2CF2CF2CF2O-
-C(CF3)2O-
[測定条件]
展開溶媒:トルエン
流量:0.6mL/min
検出器:示差屈折率検出器(RI)
カラム:TSK Guardcolumn SuperH-H
TSKgel SuperH5000(6.0mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperH4000(6.0mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperH3000(6.0mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperH2000(6.0mmI.D.×15cm×1)
(いずれも東ソー社製)
カラム温度:40℃
試料注入量:50μL(濃度0.3重量%のトルエン溶液)
詳細には、W4を誘導するための片方の末端にヒドロシリル基を1つ有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、及び、W3及び/又はW4を誘導するための、両末端にヒドロシリル基を1つずつ有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの少なくとも1つと、下記式(12)で表されるRfの両側に不飽和基を有する基Q’を備えた化合物を、白金触媒の存在下でヒドロシリル化させる。
前記式(12)において、Q’は、例えば、下記で示す不飽和基を含む基である。
前記式(11)において、W4はそれぞれ独立に下記式(D)で表される1価のオルガノポリシロキサンブロックである。
中でも、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、及びドデカメチルシクロヘキサシロキサンが好ましい。
反応容器に、特許第4,900,854号に準じて合成した下記式(11-1)で示されるパーフルオロポリエーテル-オルガノポリシロキサンブロック共重合体12.6gと、1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン1gと、1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン14gを入れて、25℃で5分攪拌し、トリフルオロメタンスルホン酸37mgを追加して、さらに25℃で18時間攪拌した。次いで、トリフルオロメタンスルホン酸を中和する目的で、吸着剤であるキョーワード500(協和化学工業社製)280mgを加えて、25℃で2時間攪拌した。得られた混合物を濾過し、溶媒である1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン及び生じた低分子シロキサンを減圧留去して、白色半透明の液状生成物11.1gを得た。
1H-NMR(CDCl3,400MHz):δppm 0.07(153H,m),0.54(9H,m),0.89(6H,t,J=6.8Hz),1.32(8H,m),1.62(5H,m),3.55(5H,m),3.77(5H,m),4.69(4H,s).
反応容器に、下記式(11-2)で示されるパーフルオロポリエーテル-オルガノポリシロキサンブロック共重合体9.9gと、1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン1.2gと、オクタメチルシクロテトラシロキサン3.0gと、1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン14gを入れて、25℃で5分攪拌し、トリフルオロメタンスルホン酸37mgを追加して、さらに25℃で18時間攪拌した。次いで、トリフルオロメタンスルホン酸を中和する目的で、吸着剤であるキョーワード500(協和化学工業社製)280mgを加えて、25℃で2時間攪拌した。得られた混合物を濾過し、溶媒である1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン及び生じた低分子シロキサンを減圧留去して、白色半透明の液状生成物11.0gを得た。
1H-NMR(CDCl3,400MHz):δppm 0.07(90H,m),0.54(4H,m),1.62(4H,m),3.55(4H,m),3.77(4H,m),4.69(6H,s).
下記式(g-1)のα,ω-ジビニルポリシロキサン10gに対して、上記の方法で得たオルガノハイドロジェンポリシロキサン1gを加えて十分攪拌し、その混合液を目視で観察して、下記の基準により溶解性を評価した。
評価基準
分類0:混合液が二相に分離している。
分類1:混合液が白色半透明で均一である。
分類2:混合液が無色透明で均一である。
上記実施例又は比較例で得られたオルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いてシリコーンエラストマー組成物を調製した。
表2に示すように、(f)成分~(h)成分及び反応制御剤として1,1-ジメチルプロピニルオキシトリメチルシランを混合して、組成物を得た。なお、表2において、組成物成分の配合量の単位は質量部であり、H/Viは組成物中のアルケニル基に対する組成物中のヒドロシリル基のモル比を表すものである。
上記組成物を、各々、15cm×20cm×2mmの金型枠の中に投入し、該組成物を十分に脱気した後、金板を乗せて挟み、120℃で2時間加熱して、(f)オルガノハイドロジェンポリシロキサンと(g)ビニルポリシロキサンをヒドロシリル化反応により架橋して、シート状のシリコーンエラストマーを得た。
上記の方法で得たシリコーンエラストマーを目視により観察した結果を表2に示す。なお、表2において、「A」は透明であることを、「B」は光を当てる角度を変化させると濁りを感じることを、「C」は不均一部や白濁部があることを表す。
Claims (7)
- 下記式(1)で表されるパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン。
[式(1)中、
Rfは下記式(10)
で表されるパーフルオロポリエーテルブロックであり、
W1はそれぞれ独立に下記式(A)
で表される2価のオルガノポリシロキサンブロックであり、
W2はそれぞれ独立に下記式(B)
で表される1価のオルガノポリシロキサンブロックであって、
ただし、前記式(A)のハイドロジェンシロキサン単位の数iと前記式(B)のハイドロジェンシロキサン単位の数kは同時に0とならないものであり、
Qは酸素原子及び窒素原子の少なくとも一つを含んでいてもよい2価の連結基であり、上記式(1)中、QはRfの末端の炭素原子、W1の末端のケイ素原子又はW2の末端のケイ素原子のいずれかと結合しており、
gは0以上の数である。] - 数平均分子量が2,000~500,000であり、1分子中のオルガノポリシロキサン含有量が35%以上である、請求項1に記載のパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン。
- (a)下記式(11)で表されるパーフルオロポリエーテル-オルガノポリシロキサンブロック共重合体と、
(b)オルガノハイドロジェンポリシロキサンと、
(c)酸触媒と
を混合する、(a)と(b)のシロキサン間の交換反応工程を有する、式(1)で表されるパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの製造方法。
[式(11)中、
Rfは下記式(10)
で表されるパーフルオロポリエーテルブロックであり、
W3はそれぞれ独立に下記式(C)
で表される2価オルガノポリシロキサンブロックであり、
W4はそれぞれ独立に下記式(D)
で表される1価のオルガノポリシロキサンブロックであり、
Qは酸素原子及び窒素原子の少なくとも一つを含んでいてもよい2価の連結基であり、上記式(11)中、QはRfの末端の炭素原子、W3の末端のケイ素原子又はW4の末端のケイ素原子のいずれかと結合しており、
eは0以上の数である。]
[式(1)中、
Rfは下記式(10)
で表されるパーフルオロポリエーテルブロックであり、
W1はそれぞれ独立に下記式(A)
で表される2価のオルガノポリシロキサンブロックであり、
W2はそれぞれ独立に下記式(B)
で表される1価のオルガノポリシロキサンブロックであって、
ただし、前記式(A)のハイドロジェンシロキサン単位の数iと前記式(B)のハイドロジェンシロキサン単位の数kは同時に0とならない。
Qは酸素原子及び窒素原子の少なくとも一つを含んでいてもよい2価の連結基であり、上記式(1)中、QはRfの末端の炭素原子、W1の末端のケイ素原子又はW2の末端のケイ素原子のいずれかと結合しており、
gは0以上の数である。] - (b)成分が、1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン及び1,3,5,7,9-ペンタメチルシクロペンタシロキサンから選択される少なくとも一種である、請求項3に記載のパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの製造方法。
- 式(11)において、eが0である、請求項3又は4に記載のパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの製造方法。
- 交換反応工程において、(a)成分、(b)成分及び(c)成分に、さらに(d)オルガノハイドロジェンシロキシ単位を有さないオルガノポリシロキサンを添加して行うものであって、前記交換反応工程が、前記(a)、(b)及び(d)のシロキサン間の交換反応である請求項3~5のいずれか1項に記載のパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの製造方法。
- (c)酸触媒が、硫酸、メタンスルホン酸、及びトリフルオロメタンスルホン酸から選ばれる少なくとも1種である、請求項3~6のいずれか1項に記載のパーフルオロポリエーテルブロックを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの製造方法。
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