JPH0345106B2 - - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
Description
産業上の利用分野
本発明は、α、ω−ジヒドロキシポリオルガノ
シロキサン、シコネート類および縮合触媒として
(有機)金属化合物を主体とする水性シリコーン
分散液に関し、この際前述のシリコーン分散液は
溶剤成分の蒸発した後にエラストマーに硬化する
ことができる。 米国特許第4221688号〔発行日1980年9月9日、
発明者ジヨンソン(R.D.Johnson)他、出願人ダ
ウ・コーニング社(Dow Corning
Corporation)〕から、ヒドロキシル化ポリジオ
ルガノシロキサン、コロイド状二酸化ケイ素およ
び有機アミンまたは水酸化ナトリウムを主体とす
る水性シリコーン分散液を製造することは公知で
ある。これらの分散液は、9〜11.5のPH範囲で貯
蔵安定であり、少なくとも1〜3日の貯蔵後に使
用可能となる。西ドイツ国特許出願公開第
3029789号明細書〔公開日1981年2月19日(1979
年8月6日の米国特許出願第64152号に相当)、発
明者ザーム(J.C.Saam)、出願人ダウ・コーニン
グ社(Dow Corning Corporation)〕には、ケイ
酸アルカリをヒドロキシル末端基を有するポリジ
オルガノシロキサンの陰イオン安定水性エマルシ
ヨンに添加することにより得られる水性シリコー
ン分散液が記載されている。実施例により製造さ
れた分散液は、10.1〜11.2の範囲内のPH値を有す
る。 発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、長期貯蔵せずに使用可能な水
性シリコーン分散液を製造することであつた。本
発明の他の課題は、たとえば中和点付近の比較的
低いPH範囲で安定である水性シリコーン分散液を
製造することであつた。さらに、本発明のもう1
つの課題は、水の蒸発した後にエラストマーに硬
化し、その際エラストマー被膜またはシールは、
硬化する前に塗布された下層上に良好に付着する
ようなシリコーンを主体とする水性被覆系および
封止剤を開発することであつた。 問題点を解決するための手段 かかる課題は、本発明により、出発物質(a)末端
単位にヒドロキシル基を有するポリジオルガノシ
ロキサン(b)(有機)金属化合物の使用下に製造可
能で、付加的に出発物質として少なくとも1種の
(c)シリコネートを使用することを特徴とする水性
分散液を調整することにより解決される。 有利には、本発明による分散液中で、付加的に
出発物質として(d)シリコーン樹脂を使用する。 本発明による分散液の出発物質として使用でき
る、末端単位にヒドロキシル基を有するポリジオ
ルガノシロキサンは、特に式: HO−〔SiR2O〕o−H () 〔式中Rは、場合によつてはハロゲン原子、アミ
ノ基、エーテル基、エステル基、エポキシ基、メ
ルカプト基、シアノ基または(ポリ)グリコール
基によつて換された、同じかまたは異なる1〜18
個の炭素原子を有する炭化水素基を表わし、その
際ポリグリコール基はオキシエチレン単位およ
び/またはオキシプロピレン単位から構成されて
おり、nは少なくとも200の整数である〕で示さ
れるようなものである。 式によるポリジオルガノシロキサンは、環状
ないしは線状のヒドロキシ末端位の低分子ポリオ
ルガノシロキサンの重合ないしは縮合により、直
接に乳化されるかまたはエマルシヨン中ではじめ
て製造される。この方法は専門業界では公知であ
る。上記の式により示されていないが、式()
中で、多かれ少なかれ避けがたい不純物としてシ
ロキサン単位の10%までが式:R3SiO3/2、
RSiO3/2〔式中Rは前述のものである〕の単位によ
り置換されていてもよい。 炭化水素基Rの例は、メチル−、エチル−、n
−プロピル−、イソプロピル−、n−ブチル−、
s−ブチル−、t−ブチル−、n−ペンチル−、
ネオ−ペンチル−、イソ−ペンチル−、ヘキシル
−、ヘプチル−、オクチル−、デシル−、ドデシ
ル−およびオクデシル基のようなアルキル基;ビ
ニル−およびアリル基のようなアルケニル基;フ
エニル−、ナフチル基のようなアリール基;ベン
ジル基、α−およびβ−フエニルエチル基のよう
なアルアルキル基;o−、m−およびp−トリル
基、キシリル基のようなアルカリール基;ビフエ
ニリル基のようなアルアリール基である。 置換炭化水素基Rの例は、ハロゲン置換基、た
とえば3−クロプロピル基、3,3,3−トリフ
ルオロピロピル基、クロルフエニル基、1−トリ
フルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエチ
ル基のようなヘキサフルオロプロピル基;2−
(ペルフルオロヘキシルエチル)−基、1,1,
2,2−テトラフルオロエチルオキシプロピル
基、1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリ
フルオロエチルオキシプロピル基、ペルフルオロ
−イソ−プロピルオキシエチル基、ペルフルオロ
−イソ−プロピルオキシプロピル基;N−(2−
アミノエチル)−3−アミノプロピル基、3−ア
ミノプロピル基および3−(シクロヘキシルアミ
ノ)プロピル基のようなアミノ基により置換され
た基;3−メトキシプロピル基および3−エトキ
シプロピル基のようなエーテル官能基;2−シア
ノエチル基のようなシアノ官能基;メタクリルオ
キシプロピル基のようなエステル官能基;グリシ
ドオキシプロピル基のようなエポキシ官能基;3
−メルカプトプロピル基のような硫黄官能基であ
る。 基Rとして有利なのは、1〜10個の炭素原子を
有する炭化水素基である。 有利には、基Rの少なくとも80%、特に少なく
とも90%はメチル基である。 有利には、式()での数nの平均値は、式
()のポリジオルガノシロキサンが、それぞれ
25℃で測定して、1000mPa.s、特に10000mPa.s
よりも多い粘度を有するように選択されている。 本発明による分散液に対する出発物質としてな
らびに縮合触媒として使用できる(有機)金属化
合物は、特にカルボン酸塩および金属Pb、Zn、
Zr、Ti、Sb、Fe、Cd、Sn、Ba、CaおよびMn
のハロゲン化物である。特に有利には、1〜18個
の炭素原子を有するカルボン酸の(有機)スズ化
合物、ならびに(有機)スズハロゲン化物、特に
オルガノスズ−ナフテネート、−オクトエート、−
ヘキソエート、−ラウレート、−アセテート、−ブ
ロミドおよび−クロリドである。 このような(有機)スズ化合物の例は、オクタ
ン酸スズ()、ジブチルスズジラウレート、オ
クチルスズトリアセテート、ジオクチルスズジオ
クトエート、ジオクチルスズジアセテート、ジデ
シルスズジアセテート、ジブチルスズジアセテー
ト、ジブチルスズジブロミド、ジオクチルスズジ
ラウレート、トリオクチルスズアセテートであ
る。特に有利なのは、ジオルガノスズジカルボキ
シレート、特にジブチルスズジラウレート、ジオ
クチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテ
ートおよびジオクチルスズジアセテートである。 本発明による分散液の出発物質として使用可能
なシリコネートは、特に式: R′−Si(O M )n(OH)3-n () 〔式中R′はRの全ての意味を有することがで
き;有利にはR′は場合により1〜10個のC原子
を有するハロゲン化またはアミン含有炭化水素
基、特に1〜6個のC原子またはアミノアルキル
基を表わし、mは0.1から3までの数値の整数ま
たは分数であり;Mはアルカリ金属陽イオン、ア
ンモニウム基またはホスホニウム基を表わす〕で
示されるようなものおよび/または脱水により生
じるそれらの縮合生成物である。 基R′の例は、基Rの例として前述したような
基である。 有利な基R′の例は炭化水素基Rの例として上
述した基である、ただしドデシル−、オクタデシ
ル−、ナフチル−およびビフエニリル基、ならび
に3,3,3−トリフルオロプロピル基、ヘキサ
フルオロプロピル基、1−トリフルオロメチル−
2,2,2−トリフルオロエチル基、2−(ペル
フルオロヘキシル)エチル基、3−クロルプロピ
ル基のようなハロゲン置換基およびアミノ置換基
を除く。特に有利な基R′の例としては、メチル
−、エチル−、n−プロピル−、イソプロピル
−、n−ブチル−、s−ブチル−、t−ブチル
−、n−ヘキシル基、ならびに他のヘキシル基の
ようなアルミキル基;ビニル−およびアリル基の
ようなアルケニル基;ならびにフエニル基:N−
(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基、3
−アミノプロピル基および3−(シクロヘキシル
アミノ)プロピル基である。 有利には、数値mは0.5〜3、特に1〜3の値
を有する。 基Mの例は、リチウム、ナトリウム、カリウ
ム、ルビジウム、およびセシウムのようなアルカ
リ金属の陽イオンならびに式: NR″4 ()または PR″4 () 〔式中R″は同じかまたは異なる基、つまり1〜
6個のC原子を有する炭化水素基を表わす〕で示
される基である。 基Mとして有利なのはNa+、K+およびNR4
である。 一種のシリコネートであつてもよく、少なくと
も2種のこのようなシリコネートの混合物を使用
することもできる。 本発明による分散液は、一般に乳化剤によつて
安定化される。陽イオン活性、陰イオン活性、両
性ならびに非イオン乳化剤を使用することができ
る。これらの乳化剤ならびにその配合は、専門家
には周知である。1種の乳化剤、たとえば陰イオ
ン活性乳化剤、または少なくとも2種類の乳化剤
の混合物、たとえば少なくとも1種の陰イオン活
性乳化剤と1種の非イオン性乳化剤との混合物を
使用することもできる。乳化剤は、そのまま分散
すべきないしは分散液として安定化すべき混合物
に添加することもでき、乳化剤は前駆物質、たと
えば本来の乳化剤の相応する酸、塩基または塩か
ら分散すべきないしは分散液として安定化すべき
混合物中で化学反応によつて形成させることもで
きる。 有利には、少なくとも1種の陰イオン活性乳化
剤が本発明による分散液中に添加されている。 陰イオン活性乳化剤は、有利には、界面活性の
スルホン酸および塩が記載されている米国特許第
3294725号明細書により、末端単位にヒドロキシ
ル基を有するジオルガノシロキサンを構成するた
めのエマルシヨン重合の際に使用される表面活性
スルホン酸の塩である。スルホン酸のアルカリ金
属塩またはアンモニウム塩が有利であり、特にカ
リウム塩が有利である。 スルホン酸の例としては、脂肪族置換ベンゾー
ルスルホン酸、脂肪族置換ナフタリンスルホン
酸、脂肪族スルホン酸、シリルアルキルスルホン
酸および脂肪族置換ジフエニルエーテルスルホン
酸が挙げられる。他の陰イオン乳化剤、たとえば
スルホリンノール酸アルカリ塩、脂肪酸のスルホ
ン置換グリセリンエステル、1価のスルホン置換
アルコールエステルの塩、アミノスルホン酸のア
ミド、たとえばオレイルメチルタウリドのナトリ
ウム塩、スルホン置換芳香族炭化水素のアルカリ
金属塩、たとえばα−ナフタリンモノスルホン酸
ナトリウム、ナフタリンスルホン酸とホルムアル
デヒドとの縮合生成物、およびアンモニウムラウ
リルスルフエート、トリエタノールアミンラウリ
ルスルフエートおよびナトリウム−ラウリルエー
テルフエートのような硫酸塩を使用することもで
きる。 非イオン乳化剤は、有利には陰イオン活性乳化
剤に対して付加的に使用される。この種の非イオ
ン乳化剤の例は、サポニン類、ドデカン酸エステ
ルのテトラエチレンオキシドのような脂肪酸とエ
チレンオキシドとの付加生成物、側鎖を有するフ
エノール性化合物とエチレンオキシドとの付加生
成物、たとえばイソドデシルフエノールとエチレ
ンオキシドとの付加生成物、および重合化エチレ
ンイミンのようなイミン誘導体、ポリエチレング
リコール−(10)−イソトリデシルエーテルのような
アルコールとエチレンオキシドとの付加生成物が
使用される。 陽イオン活性乳化剤の例は脂肪アミン、第四級
アンモニウム化合物、ピリジン、モルホリンおよ
びイミドアゾリンの第四級化合物である。 両性乳化剤の例は、N−アルキル−ジ−(マミ
ノエチル−)グリシン、N−アルキル−2−アミ
ノプロピオネートのような長鎖置換アミノ酸、な
らびに(3−アシルアミノプロピル)−ジメチル
グリシンおよびアルキルイミダゾリウムベタイン
のようなベタインである。 始めに述べた本発明の課題の解決には必要では
ないが、本発明による分散液中で上述した成分に
加えて出発物質としてシリコーン樹脂を使用する
ことができ、有利には使用すべきである。シリコ
ーン樹脂の添加は、本発明による分散液から溶剤
成分が蒸発した後に得られるエラストマーの強度
を改善する。 有利にはシリコーン樹脂として式: 〔式中R″は式()および()におけると同
じものを表わしかつxは0.5〜1.6、特に0.75〜1.4
の平均値を有する数を表わす〕で示される単位を
有するようなものがすぐれている。 前記の式()により表わされていないが、シ
リコーン樹脂は、その製造に由来して、10重量%
までのSi結合ヒドロキシル基および/またはアル
コキシ基を含有することができる。 式()の有利な基R″はメチル基、エチル基、
ビニル基およびフエニル基、特にメチル基であ
る。 有利には本発明による分散液の製造の際に、末
端単位にヒドロキシル基を有するポリジオルガノ
シロキサン100重量部に対してシリコネート0.01
〜20重量部、特に0.5〜6重量部;(有機)金属化
合物0.01〜10重量部、特に0.15〜7重量部、なら
びにシリコーン樹脂0〜150重量部、特に0〜70
重量部が使用される。 本発明による分散液の安定化のために有利な乳
化剤量は、そのつどの分散液の組成に強く依存す
る。水成分を除いた分散液の重量に対して、一般
に乳化剤1〜20重量%で十分である。 本発明によるシリコーン分散液は、分散液ない
しはこれから得られるエラストマー生成物の特性
を変えるための付加的成分を含有することができ
る。本発明による分散液から溶剤成分の蒸発後
に、分散液が塗布されている下層上での付着の改
善のために、付着促進剤を添加することができ
る。この点において特に有利であると立証された
のは、アミノ官能性シラン、たとえばN−(2−
アミノエチル)−3−アミノプロピルトリアルコ
キシシラン(その際アルコキシ基はメトキシ−、
エトキシ、n−プロポキシ−またはイソプロポキ
シ基である)の使用である。 本発明による分散液中に含有されていてもよい
他の物質は、α、ω−トリメチルシロキシポリジ
メチルシロキサンのような可塑剤、抑泡剤、有機
溶剤、チキソトロープ剤および分散剤ならびに充
填剤である。チキソトロープ剤の例は、カルボキ
シメチルセルロースおよびポリビニルアルコール
である。分散剤の例はポリアクリル酸塩およびポ
リリン酸塩である。前記のチキソトロープ剤およ
び分散剤は一部は乳化作用を有するので、乳化剤
として使用できる。有機溶剤の例は、炭化水素、
たとえば種々の沸点範囲の石油エーテル、n−ペ
ンタン、n−ヘキサン、ヘキサン異性体混合物、
トルオール、キシロールであり;有機溶剤は有利
には、分散液の重量に対して最高5重量%までを
使用するか、特に全く使用しない。充填剤の例は
補強充填剤、つまり少なくとも50mm2/gのBET
表面積を有する充填剤、たとえば熱分解法ケイ
酸、沈降ケイ酸、酸化アルミニウムおよびカーボ
ンブラツクであり;非補強性充填剤、つまり50
m2/gより小さいBET表面積を有する充填剤、
たとえば粘土、石英粉、白亜、雲母、酸化亜鉛、
二酸化チタン等である。充填剤は、末端単位にヒ
ドロキシル基を有するオルガノポリシロキサン
100重量部に対して最高でも150重量部の量で使用
される。 本発明による分散液中の可能な成分としてない
しは分散液の出発物質として上述した各物質群の
うちのそれぞれ1つの成分はこれらの群の1つの
物質であつてもよいが、少なくとも2つの異なる
これら物質からなる混合物を使用することもでき
る。それで、たとえば末端単位にヒドロキシル基
を有する少なくとも2種のオルガノシロキサンか
らなる混合物を使用することができる。 本発明による分散液は、有利には5〜13、特に
6〜11、有利には7〜8.5(それぞれ分散液中へ浸
漬した市販のガラス電極を用いて測定)のPH価を
有する。 本発明による分散液中では、80重量%より上の
固形物含量が得られた。ここで固形物含量とは、
分散液の総重量に対する、水、および使用されて
いる場合には、有機溶剤を除く分散液の全ての成
分重量割合を表わす。有利には、本発明による分
散液は20〜85重量%の固形物含量を有する。低い
固形物含量はもちろん可能であるが、経済的には
ほとんど無意味である。有利には、本発明による
分散液の出発物質として使用される、末端単位に
ヒドロキシル基を有するポリジオルガノシロキサ
ン、ならびに、使用される場合には、シリコーン
樹脂を、それぞれ残りの成分と混合する前に、水
中に乳化ないしは分散させる。これは、有機金属
化合物に対しても有利である。 実施例 下記の例中で、量の数値は、別記されてない場
合に、重量に関するものである。乳化剤とては、
とりわけポリエチレングリコール−(10)−イソトリ
デシルエーテル(以下“E”として記載)を使用
した。別記されていない限り、下記の例は
0.10MPaの圧力でかつ室温、つまり約22℃ないし
は反応物を室温で一緒にする際に付加的な加熱ま
たは冷却ないしの生じる温度で実施した。 A:末端単位にヒドロキシル基を有するポリジオ
ルガノシロキサンのエマルシヨン: (1) 25℃で100mm2・s-1の粘度のα,ω−ジヒドロ
キシポリジメチルシロキサン1400g、E30
g、ドデシルベンゾールスルホン酸30gおよ
び水540gから製造されたエマルシヨンを、
室温で20時間貯蔵した後にジエチルアミンで
中和した。油相の粘度は、25℃で約1000000
mm2・s-1であつた。 (2) (1)によるエマルシヨンを、ジエチルアミン
の代わりにジエタノールアミンで中和して製
造した。 (3) (1)によるエマルシヨンを、ジエチルアミン
の代わりに40%のカリウムメチルシリコネー
ト水溶液で中和して製造した。 (4)(1)によるエマルシヨンを、ジエチルアミンの代
わりに50重量%のKOH水溶液で中和して製
造した。 B:(有機)金属化属分の物散液: ジブチルスズジラウレート50g、E5gおよ
び水45gから、エマルシヨンを製造した。 C:シリコーン樹脂分散液: 式:H3SiO3/2単位からなる低分子シリコーン
樹脂50g、ドデシルベンゾールスルホン酸塩3
gおよび水47gから調製されたエマルシヨン
を、ドデシルベンゾールスルホン酸1gで酸性
化しかつ室温で1週間放置し、引続きN−メチ
ルエタノールアミンで中和した。 D:可塑剤エマルシヨン 25℃で100mm2・s-1の粘度のα,ω−ビス−ト
リメチルシロキシポリジメチルシロキサン700
g、E30gおよび水270gから、エマルシヨン
を調製した。 例 1 A(2)により製造されたエマルシヨン20g、ジブ
チルスズジラウレートエマルシヨンB0.2gおよ
び40重量%のカリウムメチルシリコネート水溶液
0.1gの混合物を、室温で1日貯蔵した。こうし
て製造された分散液のPH値は8.0であつた。この
分散液の一部を、ガラス板上に塗布した。1日の
うちに、柔軟な乾燥エラストマーフイルムが生
じ、これは4日後に46のシヨアー00硬度を有して
いた。 例 2 例1を繰り返すが、混合物中に付加的にCによ
り製造されたシリコーン樹脂分散液5gを装入し
た。こうして製造された分散液のPH値は8.5であ
つた。この分散液の一部をガラス板上へ塗布し
た。1日のうちに、柔軟な乾燥エラストマーフイ
ルムが生じ、このものは4日後に52のシヨアー00
硬度を有していた。 例 3 (a) A(1)により製造されたエマルシヨン100g、
ジブチルスズジラウレートエマルシヨンB1g、
シリコーン樹脂分散液C25gおよび40重量%の
カリウムメチルシリコネート水溶液0.5gを混
合することにより製造した分散液中へ沈降白亜
60gを装入した。室温で少なくとも6ケ月貯蔵
可能な、8.5のPH値を有する。クリーム状の安
定なペーストが得られた。このペーストは、ビ
ードまたは厚さ2mmのシートとして塗布してか
ら1日のうちに乾燥エラストマーに硬化した。 (b) (a)により製造されたペーストに、付加的に可
塑剤エマルシヨンD10gを添加した。こうして
得られたペーストのPH値は8.0であつた。 (c) (a)により製造されたペーストに、付加的にN
−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルト
リメトキシシラン1gを添加した。こうして製
造されたペーストのPH値は8.5であつた。この
ペーストを湿つたコンクリート、未加工木材、
ラツカー塗布木材および他の多くの基材上へ塗
布した後に硬化したエラストマーは、それぞれ
の基材に対して優れた付着を有していた。次の
表1は、(a)、(b)および(c)で製造されたペースト
を2mmの厚さのシートとして塗布することによ
り得られ、室温で1週間貯蔵した後のエラスト
マーの物理的特性を示す。
シロキサン、シコネート類および縮合触媒として
(有機)金属化合物を主体とする水性シリコーン
分散液に関し、この際前述のシリコーン分散液は
溶剤成分の蒸発した後にエラストマーに硬化する
ことができる。 米国特許第4221688号〔発行日1980年9月9日、
発明者ジヨンソン(R.D.Johnson)他、出願人ダ
ウ・コーニング社(Dow Corning
Corporation)〕から、ヒドロキシル化ポリジオ
ルガノシロキサン、コロイド状二酸化ケイ素およ
び有機アミンまたは水酸化ナトリウムを主体とす
る水性シリコーン分散液を製造することは公知で
ある。これらの分散液は、9〜11.5のPH範囲で貯
蔵安定であり、少なくとも1〜3日の貯蔵後に使
用可能となる。西ドイツ国特許出願公開第
3029789号明細書〔公開日1981年2月19日(1979
年8月6日の米国特許出願第64152号に相当)、発
明者ザーム(J.C.Saam)、出願人ダウ・コーニン
グ社(Dow Corning Corporation)〕には、ケイ
酸アルカリをヒドロキシル末端基を有するポリジ
オルガノシロキサンの陰イオン安定水性エマルシ
ヨンに添加することにより得られる水性シリコー
ン分散液が記載されている。実施例により製造さ
れた分散液は、10.1〜11.2の範囲内のPH値を有す
る。 発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、長期貯蔵せずに使用可能な水
性シリコーン分散液を製造することであつた。本
発明の他の課題は、たとえば中和点付近の比較的
低いPH範囲で安定である水性シリコーン分散液を
製造することであつた。さらに、本発明のもう1
つの課題は、水の蒸発した後にエラストマーに硬
化し、その際エラストマー被膜またはシールは、
硬化する前に塗布された下層上に良好に付着する
ようなシリコーンを主体とする水性被覆系および
封止剤を開発することであつた。 問題点を解決するための手段 かかる課題は、本発明により、出発物質(a)末端
単位にヒドロキシル基を有するポリジオルガノシ
ロキサン(b)(有機)金属化合物の使用下に製造可
能で、付加的に出発物質として少なくとも1種の
(c)シリコネートを使用することを特徴とする水性
分散液を調整することにより解決される。 有利には、本発明による分散液中で、付加的に
出発物質として(d)シリコーン樹脂を使用する。 本発明による分散液の出発物質として使用でき
る、末端単位にヒドロキシル基を有するポリジオ
ルガノシロキサンは、特に式: HO−〔SiR2O〕o−H () 〔式中Rは、場合によつてはハロゲン原子、アミ
ノ基、エーテル基、エステル基、エポキシ基、メ
ルカプト基、シアノ基または(ポリ)グリコール
基によつて換された、同じかまたは異なる1〜18
個の炭素原子を有する炭化水素基を表わし、その
際ポリグリコール基はオキシエチレン単位およ
び/またはオキシプロピレン単位から構成されて
おり、nは少なくとも200の整数である〕で示さ
れるようなものである。 式によるポリジオルガノシロキサンは、環状
ないしは線状のヒドロキシ末端位の低分子ポリオ
ルガノシロキサンの重合ないしは縮合により、直
接に乳化されるかまたはエマルシヨン中ではじめ
て製造される。この方法は専門業界では公知であ
る。上記の式により示されていないが、式()
中で、多かれ少なかれ避けがたい不純物としてシ
ロキサン単位の10%までが式:R3SiO3/2、
RSiO3/2〔式中Rは前述のものである〕の単位によ
り置換されていてもよい。 炭化水素基Rの例は、メチル−、エチル−、n
−プロピル−、イソプロピル−、n−ブチル−、
s−ブチル−、t−ブチル−、n−ペンチル−、
ネオ−ペンチル−、イソ−ペンチル−、ヘキシル
−、ヘプチル−、オクチル−、デシル−、ドデシ
ル−およびオクデシル基のようなアルキル基;ビ
ニル−およびアリル基のようなアルケニル基;フ
エニル−、ナフチル基のようなアリール基;ベン
ジル基、α−およびβ−フエニルエチル基のよう
なアルアルキル基;o−、m−およびp−トリル
基、キシリル基のようなアルカリール基;ビフエ
ニリル基のようなアルアリール基である。 置換炭化水素基Rの例は、ハロゲン置換基、た
とえば3−クロプロピル基、3,3,3−トリフ
ルオロピロピル基、クロルフエニル基、1−トリ
フルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエチ
ル基のようなヘキサフルオロプロピル基;2−
(ペルフルオロヘキシルエチル)−基、1,1,
2,2−テトラフルオロエチルオキシプロピル
基、1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリ
フルオロエチルオキシプロピル基、ペルフルオロ
−イソ−プロピルオキシエチル基、ペルフルオロ
−イソ−プロピルオキシプロピル基;N−(2−
アミノエチル)−3−アミノプロピル基、3−ア
ミノプロピル基および3−(シクロヘキシルアミ
ノ)プロピル基のようなアミノ基により置換され
た基;3−メトキシプロピル基および3−エトキ
シプロピル基のようなエーテル官能基;2−シア
ノエチル基のようなシアノ官能基;メタクリルオ
キシプロピル基のようなエステル官能基;グリシ
ドオキシプロピル基のようなエポキシ官能基;3
−メルカプトプロピル基のような硫黄官能基であ
る。 基Rとして有利なのは、1〜10個の炭素原子を
有する炭化水素基である。 有利には、基Rの少なくとも80%、特に少なく
とも90%はメチル基である。 有利には、式()での数nの平均値は、式
()のポリジオルガノシロキサンが、それぞれ
25℃で測定して、1000mPa.s、特に10000mPa.s
よりも多い粘度を有するように選択されている。 本発明による分散液に対する出発物質としてな
らびに縮合触媒として使用できる(有機)金属化
合物は、特にカルボン酸塩および金属Pb、Zn、
Zr、Ti、Sb、Fe、Cd、Sn、Ba、CaおよびMn
のハロゲン化物である。特に有利には、1〜18個
の炭素原子を有するカルボン酸の(有機)スズ化
合物、ならびに(有機)スズハロゲン化物、特に
オルガノスズ−ナフテネート、−オクトエート、−
ヘキソエート、−ラウレート、−アセテート、−ブ
ロミドおよび−クロリドである。 このような(有機)スズ化合物の例は、オクタ
ン酸スズ()、ジブチルスズジラウレート、オ
クチルスズトリアセテート、ジオクチルスズジオ
クトエート、ジオクチルスズジアセテート、ジデ
シルスズジアセテート、ジブチルスズジアセテー
ト、ジブチルスズジブロミド、ジオクチルスズジ
ラウレート、トリオクチルスズアセテートであ
る。特に有利なのは、ジオルガノスズジカルボキ
シレート、特にジブチルスズジラウレート、ジオ
クチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテ
ートおよびジオクチルスズジアセテートである。 本発明による分散液の出発物質として使用可能
なシリコネートは、特に式: R′−Si(O M )n(OH)3-n () 〔式中R′はRの全ての意味を有することがで
き;有利にはR′は場合により1〜10個のC原子
を有するハロゲン化またはアミン含有炭化水素
基、特に1〜6個のC原子またはアミノアルキル
基を表わし、mは0.1から3までの数値の整数ま
たは分数であり;Mはアルカリ金属陽イオン、ア
ンモニウム基またはホスホニウム基を表わす〕で
示されるようなものおよび/または脱水により生
じるそれらの縮合生成物である。 基R′の例は、基Rの例として前述したような
基である。 有利な基R′の例は炭化水素基Rの例として上
述した基である、ただしドデシル−、オクタデシ
ル−、ナフチル−およびビフエニリル基、ならび
に3,3,3−トリフルオロプロピル基、ヘキサ
フルオロプロピル基、1−トリフルオロメチル−
2,2,2−トリフルオロエチル基、2−(ペル
フルオロヘキシル)エチル基、3−クロルプロピ
ル基のようなハロゲン置換基およびアミノ置換基
を除く。特に有利な基R′の例としては、メチル
−、エチル−、n−プロピル−、イソプロピル
−、n−ブチル−、s−ブチル−、t−ブチル
−、n−ヘキシル基、ならびに他のヘキシル基の
ようなアルミキル基;ビニル−およびアリル基の
ようなアルケニル基;ならびにフエニル基:N−
(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル基、3
−アミノプロピル基および3−(シクロヘキシル
アミノ)プロピル基である。 有利には、数値mは0.5〜3、特に1〜3の値
を有する。 基Mの例は、リチウム、ナトリウム、カリウ
ム、ルビジウム、およびセシウムのようなアルカ
リ金属の陽イオンならびに式: NR″4 ()または PR″4 () 〔式中R″は同じかまたは異なる基、つまり1〜
6個のC原子を有する炭化水素基を表わす〕で示
される基である。 基Mとして有利なのはNa+、K+およびNR4
である。 一種のシリコネートであつてもよく、少なくと
も2種のこのようなシリコネートの混合物を使用
することもできる。 本発明による分散液は、一般に乳化剤によつて
安定化される。陽イオン活性、陰イオン活性、両
性ならびに非イオン乳化剤を使用することができ
る。これらの乳化剤ならびにその配合は、専門家
には周知である。1種の乳化剤、たとえば陰イオ
ン活性乳化剤、または少なくとも2種類の乳化剤
の混合物、たとえば少なくとも1種の陰イオン活
性乳化剤と1種の非イオン性乳化剤との混合物を
使用することもできる。乳化剤は、そのまま分散
すべきないしは分散液として安定化すべき混合物
に添加することもでき、乳化剤は前駆物質、たと
えば本来の乳化剤の相応する酸、塩基または塩か
ら分散すべきないしは分散液として安定化すべき
混合物中で化学反応によつて形成させることもで
きる。 有利には、少なくとも1種の陰イオン活性乳化
剤が本発明による分散液中に添加されている。 陰イオン活性乳化剤は、有利には、界面活性の
スルホン酸および塩が記載されている米国特許第
3294725号明細書により、末端単位にヒドロキシ
ル基を有するジオルガノシロキサンを構成するた
めのエマルシヨン重合の際に使用される表面活性
スルホン酸の塩である。スルホン酸のアルカリ金
属塩またはアンモニウム塩が有利であり、特にカ
リウム塩が有利である。 スルホン酸の例としては、脂肪族置換ベンゾー
ルスルホン酸、脂肪族置換ナフタリンスルホン
酸、脂肪族スルホン酸、シリルアルキルスルホン
酸および脂肪族置換ジフエニルエーテルスルホン
酸が挙げられる。他の陰イオン乳化剤、たとえば
スルホリンノール酸アルカリ塩、脂肪酸のスルホ
ン置換グリセリンエステル、1価のスルホン置換
アルコールエステルの塩、アミノスルホン酸のア
ミド、たとえばオレイルメチルタウリドのナトリ
ウム塩、スルホン置換芳香族炭化水素のアルカリ
金属塩、たとえばα−ナフタリンモノスルホン酸
ナトリウム、ナフタリンスルホン酸とホルムアル
デヒドとの縮合生成物、およびアンモニウムラウ
リルスルフエート、トリエタノールアミンラウリ
ルスルフエートおよびナトリウム−ラウリルエー
テルフエートのような硫酸塩を使用することもで
きる。 非イオン乳化剤は、有利には陰イオン活性乳化
剤に対して付加的に使用される。この種の非イオ
ン乳化剤の例は、サポニン類、ドデカン酸エステ
ルのテトラエチレンオキシドのような脂肪酸とエ
チレンオキシドとの付加生成物、側鎖を有するフ
エノール性化合物とエチレンオキシドとの付加生
成物、たとえばイソドデシルフエノールとエチレ
ンオキシドとの付加生成物、および重合化エチレ
ンイミンのようなイミン誘導体、ポリエチレング
リコール−(10)−イソトリデシルエーテルのような
アルコールとエチレンオキシドとの付加生成物が
使用される。 陽イオン活性乳化剤の例は脂肪アミン、第四級
アンモニウム化合物、ピリジン、モルホリンおよ
びイミドアゾリンの第四級化合物である。 両性乳化剤の例は、N−アルキル−ジ−(マミ
ノエチル−)グリシン、N−アルキル−2−アミ
ノプロピオネートのような長鎖置換アミノ酸、な
らびに(3−アシルアミノプロピル)−ジメチル
グリシンおよびアルキルイミダゾリウムベタイン
のようなベタインである。 始めに述べた本発明の課題の解決には必要では
ないが、本発明による分散液中で上述した成分に
加えて出発物質としてシリコーン樹脂を使用する
ことができ、有利には使用すべきである。シリコ
ーン樹脂の添加は、本発明による分散液から溶剤
成分が蒸発した後に得られるエラストマーの強度
を改善する。 有利にはシリコーン樹脂として式: 〔式中R″は式()および()におけると同
じものを表わしかつxは0.5〜1.6、特に0.75〜1.4
の平均値を有する数を表わす〕で示される単位を
有するようなものがすぐれている。 前記の式()により表わされていないが、シ
リコーン樹脂は、その製造に由来して、10重量%
までのSi結合ヒドロキシル基および/またはアル
コキシ基を含有することができる。 式()の有利な基R″はメチル基、エチル基、
ビニル基およびフエニル基、特にメチル基であ
る。 有利には本発明による分散液の製造の際に、末
端単位にヒドロキシル基を有するポリジオルガノ
シロキサン100重量部に対してシリコネート0.01
〜20重量部、特に0.5〜6重量部;(有機)金属化
合物0.01〜10重量部、特に0.15〜7重量部、なら
びにシリコーン樹脂0〜150重量部、特に0〜70
重量部が使用される。 本発明による分散液の安定化のために有利な乳
化剤量は、そのつどの分散液の組成に強く依存す
る。水成分を除いた分散液の重量に対して、一般
に乳化剤1〜20重量%で十分である。 本発明によるシリコーン分散液は、分散液ない
しはこれから得られるエラストマー生成物の特性
を変えるための付加的成分を含有することができ
る。本発明による分散液から溶剤成分の蒸発後
に、分散液が塗布されている下層上での付着の改
善のために、付着促進剤を添加することができ
る。この点において特に有利であると立証された
のは、アミノ官能性シラン、たとえばN−(2−
アミノエチル)−3−アミノプロピルトリアルコ
キシシラン(その際アルコキシ基はメトキシ−、
エトキシ、n−プロポキシ−またはイソプロポキ
シ基である)の使用である。 本発明による分散液中に含有されていてもよい
他の物質は、α、ω−トリメチルシロキシポリジ
メチルシロキサンのような可塑剤、抑泡剤、有機
溶剤、チキソトロープ剤および分散剤ならびに充
填剤である。チキソトロープ剤の例は、カルボキ
シメチルセルロースおよびポリビニルアルコール
である。分散剤の例はポリアクリル酸塩およびポ
リリン酸塩である。前記のチキソトロープ剤およ
び分散剤は一部は乳化作用を有するので、乳化剤
として使用できる。有機溶剤の例は、炭化水素、
たとえば種々の沸点範囲の石油エーテル、n−ペ
ンタン、n−ヘキサン、ヘキサン異性体混合物、
トルオール、キシロールであり;有機溶剤は有利
には、分散液の重量に対して最高5重量%までを
使用するか、特に全く使用しない。充填剤の例は
補強充填剤、つまり少なくとも50mm2/gのBET
表面積を有する充填剤、たとえば熱分解法ケイ
酸、沈降ケイ酸、酸化アルミニウムおよびカーボ
ンブラツクであり;非補強性充填剤、つまり50
m2/gより小さいBET表面積を有する充填剤、
たとえば粘土、石英粉、白亜、雲母、酸化亜鉛、
二酸化チタン等である。充填剤は、末端単位にヒ
ドロキシル基を有するオルガノポリシロキサン
100重量部に対して最高でも150重量部の量で使用
される。 本発明による分散液中の可能な成分としてない
しは分散液の出発物質として上述した各物質群の
うちのそれぞれ1つの成分はこれらの群の1つの
物質であつてもよいが、少なくとも2つの異なる
これら物質からなる混合物を使用することもでき
る。それで、たとえば末端単位にヒドロキシル基
を有する少なくとも2種のオルガノシロキサンか
らなる混合物を使用することができる。 本発明による分散液は、有利には5〜13、特に
6〜11、有利には7〜8.5(それぞれ分散液中へ浸
漬した市販のガラス電極を用いて測定)のPH価を
有する。 本発明による分散液中では、80重量%より上の
固形物含量が得られた。ここで固形物含量とは、
分散液の総重量に対する、水、および使用されて
いる場合には、有機溶剤を除く分散液の全ての成
分重量割合を表わす。有利には、本発明による分
散液は20〜85重量%の固形物含量を有する。低い
固形物含量はもちろん可能であるが、経済的には
ほとんど無意味である。有利には、本発明による
分散液の出発物質として使用される、末端単位に
ヒドロキシル基を有するポリジオルガノシロキサ
ン、ならびに、使用される場合には、シリコーン
樹脂を、それぞれ残りの成分と混合する前に、水
中に乳化ないしは分散させる。これは、有機金属
化合物に対しても有利である。 実施例 下記の例中で、量の数値は、別記されてない場
合に、重量に関するものである。乳化剤とては、
とりわけポリエチレングリコール−(10)−イソトリ
デシルエーテル(以下“E”として記載)を使用
した。別記されていない限り、下記の例は
0.10MPaの圧力でかつ室温、つまり約22℃ないし
は反応物を室温で一緒にする際に付加的な加熱ま
たは冷却ないしの生じる温度で実施した。 A:末端単位にヒドロキシル基を有するポリジオ
ルガノシロキサンのエマルシヨン: (1) 25℃で100mm2・s-1の粘度のα,ω−ジヒドロ
キシポリジメチルシロキサン1400g、E30
g、ドデシルベンゾールスルホン酸30gおよ
び水540gから製造されたエマルシヨンを、
室温で20時間貯蔵した後にジエチルアミンで
中和した。油相の粘度は、25℃で約1000000
mm2・s-1であつた。 (2) (1)によるエマルシヨンを、ジエチルアミン
の代わりにジエタノールアミンで中和して製
造した。 (3) (1)によるエマルシヨンを、ジエチルアミン
の代わりに40%のカリウムメチルシリコネー
ト水溶液で中和して製造した。 (4)(1)によるエマルシヨンを、ジエチルアミンの代
わりに50重量%のKOH水溶液で中和して製
造した。 B:(有機)金属化属分の物散液: ジブチルスズジラウレート50g、E5gおよ
び水45gから、エマルシヨンを製造した。 C:シリコーン樹脂分散液: 式:H3SiO3/2単位からなる低分子シリコーン
樹脂50g、ドデシルベンゾールスルホン酸塩3
gおよび水47gから調製されたエマルシヨン
を、ドデシルベンゾールスルホン酸1gで酸性
化しかつ室温で1週間放置し、引続きN−メチ
ルエタノールアミンで中和した。 D:可塑剤エマルシヨン 25℃で100mm2・s-1の粘度のα,ω−ビス−ト
リメチルシロキシポリジメチルシロキサン700
g、E30gおよび水270gから、エマルシヨン
を調製した。 例 1 A(2)により製造されたエマルシヨン20g、ジブ
チルスズジラウレートエマルシヨンB0.2gおよ
び40重量%のカリウムメチルシリコネート水溶液
0.1gの混合物を、室温で1日貯蔵した。こうし
て製造された分散液のPH値は8.0であつた。この
分散液の一部を、ガラス板上に塗布した。1日の
うちに、柔軟な乾燥エラストマーフイルムが生
じ、これは4日後に46のシヨアー00硬度を有して
いた。 例 2 例1を繰り返すが、混合物中に付加的にCによ
り製造されたシリコーン樹脂分散液5gを装入し
た。こうして製造された分散液のPH値は8.5であ
つた。この分散液の一部をガラス板上へ塗布し
た。1日のうちに、柔軟な乾燥エラストマーフイ
ルムが生じ、このものは4日後に52のシヨアー00
硬度を有していた。 例 3 (a) A(1)により製造されたエマルシヨン100g、
ジブチルスズジラウレートエマルシヨンB1g、
シリコーン樹脂分散液C25gおよび40重量%の
カリウムメチルシリコネート水溶液0.5gを混
合することにより製造した分散液中へ沈降白亜
60gを装入した。室温で少なくとも6ケ月貯蔵
可能な、8.5のPH値を有する。クリーム状の安
定なペーストが得られた。このペーストは、ビ
ードまたは厚さ2mmのシートとして塗布してか
ら1日のうちに乾燥エラストマーに硬化した。 (b) (a)により製造されたペーストに、付加的に可
塑剤エマルシヨンD10gを添加した。こうして
得られたペーストのPH値は8.0であつた。 (c) (a)により製造されたペーストに、付加的にN
−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルト
リメトキシシラン1gを添加した。こうして製
造されたペーストのPH値は8.5であつた。この
ペーストを湿つたコンクリート、未加工木材、
ラツカー塗布木材および他の多くの基材上へ塗
布した後に硬化したエラストマーは、それぞれ
の基材に対して優れた付着を有していた。次の
表1は、(a)、(b)および(c)で製造されたペースト
を2mmの厚さのシートとして塗布することによ
り得られ、室温で1週間貯蔵した後のエラスト
マーの物理的特性を示す。
【表】
例 4
A(3)により製造されたエマルシヨン100g、ジ
ブチルスズジラウレートエマルシヨンB1gおよ
びシリコーン樹脂分散液25gを混合して製造した
分散液中へ、石英粉60gを装入した。PH値6.0を
有する、クリーム状の安定なペーストが得られ
た。このペーストは、ビードまたは厚さ2mmのシ
ートとして塗布してから1日のうちに柔軟な乾燥
エラストマーに硬化した。 比較例 例3(a)を繰り返すが、カリウムシリコネート水
溶液の代わりに、カリウム水ガラス0.5g(固形
物含量40重量%)を使用した。このペーストは、
ビードまたは厚さ2mmのシートとして塗布してか
ら1日後にまだ硬化しなかつた。 例3(a)および比較例により製造したペースト
を、それぞれ製造してから4日後、種々の基材に
ビードとして塗布し、短時間押圧し、引き続き室
温で9日完全に硬化した。こうして製造されたエ
ラストマーは、とれぞれ幅約10mmおよび高さ約7
mmであつた。付着力の試験のため、エラストマー
を基材から剥離することを試みた。結果は次の表
2に表わされている。表中の記号は次のものを表
わす: “−”:付着亀裂(全エラストマーを基材か
ら剥離できる) “+”:凝集亀裂(エラストマーの内部の亀
裂)
ブチルスズジラウレートエマルシヨンB1gおよ
びシリコーン樹脂分散液25gを混合して製造した
分散液中へ、石英粉60gを装入した。PH値6.0を
有する、クリーム状の安定なペーストが得られ
た。このペーストは、ビードまたは厚さ2mmのシ
ートとして塗布してから1日のうちに柔軟な乾燥
エラストマーに硬化した。 比較例 例3(a)を繰り返すが、カリウムシリコネート水
溶液の代わりに、カリウム水ガラス0.5g(固形
物含量40重量%)を使用した。このペーストは、
ビードまたは厚さ2mmのシートとして塗布してか
ら1日後にまだ硬化しなかつた。 例3(a)および比較例により製造したペースト
を、それぞれ製造してから4日後、種々の基材に
ビードとして塗布し、短時間押圧し、引き続き室
温で9日完全に硬化した。こうして製造されたエ
ラストマーは、とれぞれ幅約10mmおよび高さ約7
mmであつた。付着力の試験のため、エラストマー
を基材から剥離することを試みた。結果は次の表
2に表わされている。表中の記号は次のものを表
わす: “−”:付着亀裂(全エラストマーを基材か
ら剥離できる) “+”:凝集亀裂(エラストマーの内部の亀
裂)
【表】
ガラス + −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 出発物質(a)末端単位にヒドロキシル基を有す
るポリジオルガノシロキサン、(b)(有機)金属化
合物を使用して製造可能な水性シリコーン分散液
において、付加的に出発物質として(c)少なくとも
1種の、式: R′−Si(OM)n(OH)3-n () 〔式中R′は、場合によりハロゲン原子、アミノ
基、エーテル基、エステル基、エポキシ基、メル
カプト基、シアノ基または(ポリ)グリコール基
により置換された1〜18個の炭素原子を有する同
じかまたは異なる炭化水素基を表わし、その際ポ
リグリコール基はオキシエチレン−および/また
はオキシプロピレン単位から構成されており、m
は0.1〜3の数値の整数または分数であり;Mは
アルカリ金属陽イオン、アンモニウム基またはホ
スホニウム基を表わす〕で示されるシリコネート
および/または脱水により生成したその縮合生成
物を使用することを特徴とする水性シリコーン分
散液。 2 付加的に出発物質として(d)シリコーン樹脂を
含有する、特許請求の範囲第1項記載の水性シリ
コーン分散液。 3 出発物質(a)末端単位にヒドロキシル基を有す
るポリジオルガノシロキサン、(b)(有機)金属化
合物、付加的に(c)少なくとも1種の、式: R′−Si(O M )n(OH)3-n () 〔式中R′は、場合によりハロゲン原子、アミノ
基、エーテル基、エステル基、エポキシ基、メル
カプト基、シアノ基または(ポリ)グリコール基
により置換された1〜18個の炭素原子を有する同
じかまたは異なる炭化水素基を表わし、その際ポ
リグリコール基はオキシエチレン−および/また
はオキシプロピレン単位から構成されており、m
は0.1〜3の数値の整数または分数であり;Mは
アルカリ金属陽イオン、アンモニウム基またはホ
スホニウム基を表わす〕で示されるシリコネート
および/または脱水により生成したその縮合生成
物を使用して製造可能な水性シリコーン分散液の
製造法において、上記(a)のポリジオルガノシロキ
サン、(b)固形または水分散液または水溶液として
の(有機)金属化合物、(c)式()で示されるシ
リコネートおよび/または脱水により生成するそ
の縮合生成物、ならびに場合により(d)シリコーン
樹脂の水分散液を混合することを特徴とする水性
シリコーン分散液の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863637836 DE3637836A1 (de) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | Waessrige silicondispersionen |
DE367836.4 | 1986-11-06 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63132962A JPS63132962A (ja) | 1988-06-04 |
JPH0345106B2 true JPH0345106B2 (ja) | 1991-07-10 |
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---|---|
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EP (1) | EP0266729B1 (ja) |
JP (1) | JPS63132962A (ja) |
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AU (2) | AU594523B2 (ja) |
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DE102008003155A1 (de) | 2008-01-03 | 2009-07-09 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Härtbare Zusammensetzungen enthaltend wässrige Dispersionen von Organopolysiloxanen |
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US8980377B1 (en) | 2011-04-22 | 2015-03-17 | Eduard A. Stefanescu | Clay-based concrete sealer |
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