JPH04122731A - Fine polyorganosilsesquioxane particle and its production - Google Patents

Fine polyorganosilsesquioxane particle and its production

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JPH04122731A
JPH04122731A JP2243148A JP24314890A JPH04122731A JP H04122731 A JPH04122731 A JP H04122731A JP 2243148 A JP2243148 A JP 2243148A JP 24314890 A JP24314890 A JP 24314890A JP H04122731 A JPH04122731 A JP H04122731A
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units
polymethylsilsesquioxane
core
fine particles
perfluoroalkylsilsesquioxane
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博 吉岡
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Abstract

PURPOSE:To facilitate the formation of the title particle excellent in abrasion resistance, water repellency and lubricity by forming a surface part comprising perfluoro-alkylenesilsesquioxane units around a core comprising polymethylsilsesquioxane units. CONSTITUTION:Methyltrialkoxysilane or its partial hydrolyzate is hydrolyzed in an aqueous alkali solution to form a core comprising polymethylsilsesquioxane units. A perfluoroalkyl-trialkoxysilane is added to the aqueous medium in which the cores are dispersed and hydrolyzed. In this way, a surface part comprising perfluoroalkylsilsesquioxane units is formed around the cores to obtain polyorganosilsesquioxane particles. When combined with a water repellent, an oil repellent or the like, the obtained particles can be used as a nonadhesive coating material, a cosmetic material, an additive to a polishing agent or the like.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリメチルシルセスキオキサン単位からなる
核部とパーフロロアルキルシルセスキオキサン単位から
なる表層部を有するポリオルガノゾルセスキオキサン微
粒子及びその製造方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention relates to a polyorganosolsesquioxane having a core portion consisting of polymethylsilsesquioxane units and a surface layer portion consisting of perfluoroalkylsilsesquioxane units. This invention relates to fine particles and their manufacturing method.

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来よ
り、ポリメチルシルセスキオキサン単位からなる微粉体
は公知であり(特公昭4〇−16917号、同56−3
9808号、特公平2−22767号、特開昭63−7
7940号、同63−295637号公報)、これは流
動性、撥水性が良好で、有機樹脂との相溶性に優れるた
め、有機樹脂の充填材、撥水剤、粉末消化剤の吸湿防止
剤、化粧品添加剤等として有用なものである。
[Prior art and problems to be solved by the invention] Fine powders consisting of polymethylsilsesquioxane units have been known (Japanese Patent Publications No. 40-16917, No. 56-3).
No. 9808, Special Publication No. 2-22767, Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-7
No. 7940, No. 63-295637), which has good fluidity, water repellency, and excellent compatibility with organic resins, so it can be used as a filler for organic resins, a water repellent, a moisture absorption inhibitor for powdered extinguishing agents, It is useful as a cosmetic additive, etc.

また、かかるポリメチルシルセスキオキサン微粉体の表
面を有機官能性シラン等で処理して更に種々の機能を付
与させることも知られている(特開昭63−10185
7号、特開平1−268609号公報)。この場合、こ
れら公知の表面処理方法としては、ポリメチルシルセス
キオキサン微粉体を表面処理剤中に加えて吸着させる方
法、ポリメチルシルセスキオキサン微粉体と表面処理剤
との混合物を粉砕しながら処理する方法、表面処理剤の
有機溶媒溶液中にポリメチルシルセスキオキサン微粒子
を加えて処理する方法、有機溶媒溶液中にポリメチルシ
ルセスキオキサン微粒子を分散させた後、表面処理剤を
加えて吸着させる方法が採用され、これによってポリメ
チルシルセスキオキサン微粉体の表面に機能性官能基が
固定される。
It is also known that the surface of such polymethylsilsesquioxane fine powder is treated with an organofunctional silane or the like to impart various functions (Japanese Patent Laid-Open No. 10185-1985).
No. 7, Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-268609). In this case, these known surface treatment methods include adding polymethylsilsesquioxane fine powder to a surface treatment agent and adsorbing it, and pulverizing a mixture of polymethylsilsesquioxane fine powder and surface treatment agent. A method in which polymethylsilsesquioxane fine particles are added to an organic solvent solution of a surface treatment agent, a method in which polymethylsilsesquioxane fine particles are dispersed in an organic solvent solution, and then a surface treatment agent is added to the surface treatment agent. In addition, an adsorption method is employed, whereby functional groups are fixed on the surface of the polymethylsilsesquioxane fine powder.

しかし、これらの方法は、ポリメチルシルセスキオキサ
ン微粉体の不活性表面に表面処理剤を単に作用させるも
ので、ポリメチルシルセスキオキサン微粉体表面に表面
処理剤中の反応基1例えばアルコキシシリル基が吸着は
するが、両者の間に化学結合は起こり難い。従って、こ
のように表面処理剤がポリメチルシルセスキオキサン微
粉体に吸着している状態に留まっているため1種々の劣
化条件、例えば有機溶媒、薬品類、有機ポリマーとの接
触による抽出条件下や種々の固体との接触による摩擦条
件下などにおいては、表面処理層が脱落するおそれがあ
る。
However, in these methods, a surface treatment agent is simply applied to the inert surface of the polymethylsilsesquioxane fine powder, and reactive groups 1 in the surface treatment agent, such as alkoxy Although the silyl group is adsorbed, it is difficult to form a chemical bond between the two. Therefore, since the surface treatment agent remains adsorbed to the polymethylsilsesquioxane fine powder, it is susceptible to various deterioration conditions, such as extraction conditions due to contact with organic solvents, chemicals, and organic polymers. There is a risk that the surface treatment layer will fall off under conditions such as friction caused by contact with other solid objects.

これに対し、かかる表面処理層の脱落という問題を解決
し得るものとして、ケイ素原子に結合する炭化水素が炭
素数6以下のポリオルガノゾルセスキオキサン微粉体を
用いることが提案されている(特開平1−217039
号公報)。しかし、この提案においては、本質的に有機
官能基の脱落は起こり得ないものであるが、ケイ素原子
に結合する置換基が大になるに従い、微粉体中の架橋密
度が小となるため、微粉体の強度が低下するという問題
を有する。
On the other hand, as a solution to the problem of the surface treatment layer falling off, it has been proposed to use polyorganosolsesquioxane fine powder in which the hydrocarbon bonded to the silicon atom has 6 or less carbon atoms (particularly Kaihei 1-217039
Publication No.). However, in this proposal, although it is essentially impossible for organic functional groups to fall off, as the number of substituents bonded to silicon atoms increases, the crosslinking density in the fine powder decreases. The problem is that the strength of the body decreases.

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ポリメチル
シルセスキオキサン微粒子核部に表層部が化学結合し1
表層部が脱落し難く、また強度も高い上、低エネルギー
表面で、流動性、分散性、耐久性に優れたポリオルガノ
ゾルセスキオキサン微粒子及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and the surface layer is chemically bonded to the core of polymethylsilsesquioxane fine particles.
The object of the present invention is to provide polyorganosolsesquioxane fine particles whose surface layer part does not easily fall off, have high strength, have a low energy surface, and have excellent fluidity, dispersibility, and durability, and a method for producing the same.

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明者は、上
記目的を達成し、特に粒子特性に優れ、かつパーフロロ
アルキル基の持つ優れた低エネルギー表面を有する粒子
を得るべく鋭意研究を行なった結果、メチルトリアルコ
キシシラン又はその部分加水分解締金物をアンモニア、
アミン類またはアルカリ金属水酸化物等のアルカリ水溶
液中で加水分解させて真球状のポリメチルシルセスキオ
キサン微粒子核部を形成させ、その表面の活性が残され
た状態において直ちにパーフロロアルキルトリアルコキ
シシランを加えて加水分解縮合を行なうことにより、上
記核部と化学的に結合したパーフロロアルキルシルセス
キオキサン単位からなる表層部が形成されることを見い
出すと共に、このようにして得られる微粒子は核部がポ
リメチルシルセスキオキサン単位からなり、表層部がパ
ーフロロアルキルシルセスキオキサン単位からなるもの
で、上述したように核部と表層部が化学結合しているの
で、表層部のパーフロロアルキルシリル基の核部からの
脱落が生じ難く、このため表層部のパーフロロアルキル
シルセスキオキサンの特性が有効に発揮され、低エネル
ギー表面性能に優れ、撥水性、撥油性、潤滑性、非粘着
性、分散性、流動性等に優れた効果を有し、耐久性が高
いことを知見し、本発明をなすに至ったものである。
[Means and effects for solving the problem] The present inventor has conducted intensive research in order to achieve the above-mentioned object and to obtain particles with particularly excellent particle properties and an excellent low-energy surface possessed by perfluoroalkyl groups. As a result, methyltrialkoxysilane or its partially hydrolyzed fasteners were treated with ammonia,
It is hydrolyzed in an alkaline aqueous solution of amines or alkali metal hydroxides to form true spherical cores of polymethylsilsesquioxane fine particles, and the perfluoroalkyl trialkoxy immediately remains in a state where the surface activity remains. It was discovered that by adding silane and performing hydrolytic condensation, a surface layer consisting of perfluoroalkylsilsesquioxane units chemically bonded to the core was formed, and the fine particles obtained in this way were The core part consists of polymethylsilsesquioxane units, and the surface part consists of perfluoroalkylsilsesquioxane units, and as mentioned above, the core part and the surface part are chemically bonded, so the surface part It is difficult for the fluoroalkylsilyl group to fall off from the core, so the properties of the perfluoroalkylsilsesquioxane in the surface layer are effectively exhibited, and it has excellent low-energy surface performance, water repellency, oil repellency, lubricity, It was discovered that it has excellent effects in non-adhesiveness, dispersibility, fluidity, etc., and is highly durable, which led to the creation of the present invention.

従って、本発明は、ポリメチルシルセスキオキサン単位
からなる核部と、パーフロロアルキルシルセスキオキサ
ン単位からなる表層部を有するポリオルガノゾルセスキ
オキサン微粒子、及び、メチルトリアルコキシシラン又
はその部分加水分解締金物をアルカリ水溶液中で加水分
解させてポリメチルシルセスキオキサン単位からなる核
部を形成させた後、この核部が分散する水媒体中にパー
フロロアルキルトリアルコキシシランを加えて加水分解
縮合を行ない、上記核部上にパーフロロアルキルシルセ
スキオキサン単位からなる表層部を形成することを特徴
とするポリオルガノゾルセスキオキサン微粒子の製造方
法を提供する。
Therefore, the present invention provides polyorganosolsesquioxane fine particles having a core part made of polymethylsilsesquioxane units and a surface part made of perfluoroalkylsilsesquioxane units, and methyltrialkoxysilane or a portion thereof. After hydrolyzing the hydrolyzed fastener in an alkaline aqueous solution to form a core made of polymethylsilsesquioxane units, perfluoroalkyltrialkoxysilane is added to the aqueous medium in which this core is dispersed and hydrated. Provided is a method for producing polyorganosolsesquioxane fine particles, which comprises performing decomposition and condensation to form a surface layer portion made of perfluoroalkylsilsesquioxane units on the core portion.

以下、本発明について更に詳しく説明する。The present invention will be explained in more detail below.

本発明のポリオルガノゾルセスキオキサン微粒子は、上
述したように、核部がポリメチルシルセスキオキサン単
位(CH,5i02単位)からなり、表層部がパーフロ
ロアルキルシルセスキオキサン単位からなるものである
。この場合、パーフロロアルキルシルセスキオキサン単
位としては、R’CH,CH25iOユ(Rfはパーフ
ロロアルキル基であり、特に炭素数4〜10のパーフロ
ロアルキル基であることが好ましい)単位であることが
好適である。
As described above, the polyorganosolsesquioxane fine particles of the present invention have a core portion consisting of polymethylsilsesquioxane units (CH, 5i02 units) and a surface layer portion consisting of perfluoroalkylsilsesquioxane units. It is. In this case, the perfluoroalkylsilsesquioxane unit is a R'CH, CH25iO unit (Rf is a perfluoroalkyl group, particularly preferably a perfluoroalkyl group having 4 to 10 carbon atoms). It is preferable that

このポリオルガノゾルセスキオキサン微粒子は実質的に
ほぼ真球状であり得るが、勿論楕円球状等の形態であっ
ても差支えない、また、その平均粒子径は通常0.05
〜20声である。
The polyorganosolsesquioxane fine particles can have a substantially true spherical shape, but of course they can also have an ellipsoidal shape, and the average particle diameter is usually 0.05.
~20 voices.

かかるポリオルガノゾルセスキオキサン微粒子を得る場
合は、まず第1段階としてポリメチルシルセスキオキサ
ン微粒子の核部を形成する。この形成方法としては、ポ
リメチルシルセスキオキサン微粒子を製造する公知の方
法を採用することができるが、特にメチルトリアルコキ
シシラン又はその部分加水分解縮合物をアルカリ水溶液
中で加水分解させる方法が採用される。
When obtaining such polyorganosolsesquioxane fine particles, the first step is to form the core of the polymethylsilsesquioxane fine particles. As a method for forming this, known methods for producing polymethylsilsesquioxane fine particles can be adopted, but in particular, a method in which methyltrialkoxysilane or its partially hydrolyzed condensate is hydrolyzed in an aqueous alkaline solution is adopted. be done.

この場合、原料のメチルトリアルコキシシラン及びその
部分加水分解縮合物としては、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシ
シラン、メチルトリブトキシシラン等やこれらの部分加
水分解縮合物が例示されるが、中でも入手の容易さ及び
生産効率の面からメチルトリメトキシシラン又はその部
分加水分解縮合物を用いることが好ましい。
In this case, examples of the raw material methyltrialkoxysilane and its partially hydrolyzed condensates include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltributoxysilane, and their partially hydrolyzed condensates. However, it is preferable to use methyltrimethoxysilane or a partially hydrolyzed condensate thereof in terms of availability and production efficiency.

一方、アルカリは、アルコキシシリル基の加水分解縮合
反応の触媒として作用するもので、これにはモノメチル
アミン、ジメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチル
アミン、モノエタノールアミン、ジェタノールアミン、
エチレンジアミン等のアミン類、アンモニア及び水酸化
ナトリウム。
On the other hand, alkali acts as a catalyst for the hydrolytic condensation reaction of alkoxysilyl groups, including monomethylamine, dimethylamine, monoethylamine, diethylamine, monoethanolamine, jetanolamine,
Amines such as ethylenediamine, ammonia and sodium hydroxide.

水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物が例示される
。これらの触媒の量は、原料のメチルトリアルコキシシ
ラン中に微量残存する=SiCQまたは塩化水素を中和
するに足る量以上であればよく、また最終的に除去され
る必要があるため、必要最小限量で用いることが好まし
いが、量が少なすぎるとゲル化が起こり易い上、アルコ
キシシリル基の加水分解縮合反応が進行しづらく、目的
物が得られない場合が生じる。このため、アルカリ量は
以上の点から適宜選定され、例えばアンモニアの場合は
原料メチルトリアルコキシシラン類に対して0.1〜1
.5モル、水酸化カリウムの場合は0.01〜0.1モ
ルの範囲が好ましい。また。
Examples include alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide. The amount of these catalysts should be at least an amount sufficient to neutralize the trace amount of SiCQ or hydrogen chloride remaining in the raw material methyltrialkoxysilane, and since it must be removed eventually, the necessary minimum amount is sufficient. Although it is preferable to use a limited amount, if the amount is too small, gelation tends to occur, and the hydrolytic condensation reaction of the alkoxysilyl group is difficult to proceed, so that the desired product may not be obtained. For this reason, the amount of alkali is appropriately selected from the above points. For example, in the case of ammonia, it is 0.1 to 1
.. 5 mol, and in the case of potassium hydroxide, a range of 0.01 to 0.1 mol is preferable. Also.

アルカリ水溶液の水の量は、原料メチルトリアルコキシ
シラン類のアルコキシシリル基1モル当り2モルの水が
理論量ではあるが、加水分解反応によって生成するアル
コールがアルコキシシリル基の加水分解縮合反応を阻害
することから、通常は、後工程に悪影響を与えない範囲
内で大過剰の水を用いることが好適である。
The theoretical amount of water in the alkaline aqueous solution is 2 moles of water per mole of alkoxysilyl groups in the raw material methyltrialkoxysilanes, but the alcohol produced by the hydrolysis reaction inhibits the hydrolytic condensation reaction of the alkoxysilyl groups. Therefore, it is usually preferable to use a large excess of water within a range that does not adversely affect subsequent steps.

ポリメチルシルセスキオキサン微粒子の核部を形成する
ための加水分解、縮合反応は、上記アルカリ水溶液に撹
拌下においてメチルトリアルコキシシラン又はその部分
加水分解縮合物を滴下し、更に撹拌下に熟成反応を行な
うことにより達成することが好ましいが、この場合上記
滴下時間は通常0.5〜5時間、特1〜3時間であり、
また滴下後の熟成時間は通常0.5〜3時間、特に1〜
2時間である。更に、反応温度、特に熟成時の温度は一
10〜50℃が好ましく、より好ましくは0〜30℃で
ある。熟成時間が長過ぎたり、また熟成時の温度が高過
ぎたりして過度に熟成すると、得られたポリメチルシル
セスキオキサンの微粒子核部表面から活性なシラノール
基が消失し、第2段階で形成する表層部がこの核部と化
学結合し得ない場合が生じる。
The hydrolysis and condensation reactions for forming the core of polymethylsilsesquioxane fine particles are carried out by adding methyltrialkoxysilane or a partially hydrolyzed condensate thereof dropwise to the above aqueous alkali solution under stirring, followed by an aging reaction under stirring. It is preferable to achieve this by performing the following steps, but in this case, the above-mentioned dropping time is usually 0.5 to 5 hours, particularly 1 to 3 hours,
The aging time after dropping is usually 0.5 to 3 hours, especially 1 to 3 hours.
It is 2 hours. Further, the reaction temperature, especially the temperature during ripening, is preferably -10 to 50°C, more preferably 0 to 30°C. If the ripening time is too long or the temperature during ripening is too high, the active silanol groups will disappear from the surface of the core part of the fine particles of the obtained polymethylsilsesquioxane, and in the second step There are cases where the surface layer to be formed cannot chemically bond with the core.

次に、本発明においては、第1段階にて上述したように
ポリメチルシルセスキオキサンの微粒子核部を形成した
後、つづいて第2段階にてパーフロロアルキルトリアル
コキシシランの加水分解縮合反応を行ない、微粒子核表
面上にパーフロロアルキルシルセスキオキサンの表層部
を形成する。
Next, in the present invention, after the fine particle core of polymethylsilsesquioxane is formed as described above in the first step, the hydrolytic condensation reaction of perfluoroalkyltrialkoxysilane is performed in the second step. A surface layer of perfluoroalkylsilsesquioxane is formed on the surface of the fine particle core.

この場合、この表層部の形成は、上記微粒子核部と表層
部との間がシロキサン結合により強固に接合しているこ
とが要求されるため、微粒子核部表面の活性なシラノー
ル基が消失する前に第2段階の反応を行なうことが必要
である。このため、第2段階の表面層形成反応は、微粒
子核状態となり、表面に活性なシラノールが存在するポ
リメチルシルセスキオキサンの上記アルカリ水溶液分散
液中に撹拌下にパーフロロアルキルトリアルコキシシラ
ンを滴下し、加水分解縮合反応させることが望ましい。
In this case, the formation of this surface layer requires a strong bond between the fine particle core and the surface layer through siloxane bonds, so that the active silanol groups on the surface of the fine particle core disappear. It is necessary to carry out a second stage reaction. Therefore, in the second stage of the surface layer formation reaction, the perfluoroalkyltrialkoxysilane is added to the aqueous alkali dispersion of polymethylsilsesquioxane in the state of fine particle nuclei, with active silanol present on the surface, under stirring. It is preferable to add the mixture dropwise to cause a hydrolytic condensation reaction.

使用されるパーフロロアルキルトリアルコキシシランと
しては、R’CH2CH25i(OR)3(式中R/は
パーフロロアルキル基、Rはアルキル基を示すが、特に
Rfは炭素数4〜10のパーフロロアルキル基、Rはメ
チル基またはエチル基が好ましい。)で示されるものが
有効に使用される。このようなパーフロロアルキルトリ
アルコキシシランとしては、CF3CF2CF2CF2
C2H45i(OCH,)、。
The perfluoroalkyltrialkoxysilane used is R'CH2CH25i(OR)3 (in the formula, R/ represents a perfluoroalkyl group and R represents an alkyl group, and in particular Rf represents a perfluoroalkyl group having 4 to 10 carbon atoms. (R is preferably a methyl group or an ethyl group.) are effectively used. Such perfluoroalkyltrialkoxysilanes include CF3CF2CF2CF2
C2H45i(OCH,).

CF3CF2CF2CF2C2H,5i(OC2H5)
31CF3 CF2 CF2 CF2 CF2 CF2
 C2H4S l(OCH3)31CF3CF2CF2
CF2CF2CF2C2H4Si(OC2H9)3゜C
F=CF 2CF 2CF 2CF 2CF 2CF 
2CF 2CzH4S i(OCH3)3゜CF3CF
2CF2CF2CF2CF2CF2CF2C2H45i
(○C2H,)、。
CF3CF2CF2CF2C2H,5i(OC2H5)
31CF3 CF2 CF2 CF2 CF2 CF2
C2H4S l(OCH3)31CF3CF2CF2
CF2CF2CF2C2H4Si (OC2H9) 3°C
F=CF 2CF 2CF 2CF 2CF 2CF
2CF 2CzH4S i(OCH3)3゜CF3CF
2CF2CF2CF2CF2CF2CF2C2H45i
(○C2H,).

CF、CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2C
F2CF2C2H4Si (ocH3)3 TCF3 
CF2 CF2 CF2 CF2 CF2 CF2 C
F2 CF2 CF2 C2”4 Sl(”2 Hs 
)i +等が例示される。
CF, CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2C
F2CF2C2H4Si (ocH3)3 TCF3
CF2 CF2 CF2 CF2 CF2 CF2 C
F2 CF2 CF2 C2"4 Sl("2 Hs
) i + etc. are exemplified.

パーフロロアルキルトリアルコキシシランの使用量は、
最終目的物の用途により異なるが、各材料のCH,Si
O! 単位に対するパーフロロアルキルシルセスキオキ
サン単位の重量比において3:1〜50:1の範囲とす
ることが好ましく、これを超える比率では、得られた粒
子の強度が弱くなる場合が生じ、またこれより少ない比
率では、パーフロロアルキル基による低エネルギー性能
が十分発揮できなくなる場合がある。
The amount of perfluoroalkyltrialkoxysilane used is
CH, Si of each material varies depending on the use of the final target product.
O! The weight ratio of perfluoroalkylsilsesquioxane units to units is preferably in the range of 3:1 to 50:1; if the ratio exceeds this, the strength of the obtained particles may become weak; If the ratio is smaller, the low energy performance of the perfluoroalkyl group may not be sufficiently exhibited.

パーフロロアルキルトリアルコキシシランをポリメチル
シルセスキオキサンのアルカリ水溶液分散液に滴下する
場合、パーフロロアルキルトリアルコキシシランはその
ままそれ単独で滴下してもよいが、より均一性を持たす
目的で、パーフロロアルキルトリアルコキシシラン及び
水の両方に溶解する溶媒にパーフロロアルキルトリアル
コキシシランを溶解させ、これを滴下することが好まし
い。このような溶媒としては、メタノール、エタノール
、イソプロパツール、アセトン、メチルエチルケトンな
どが例示される。
When perfluoroalkyltrialkoxysilane is added dropwise to an alkaline aqueous dispersion of polymethylsilsesquioxane, perfluoroalkyltrialkoxysilane may be added dropwise as is, but for the purpose of achieving more uniformity, It is preferred that perfluoroalkyltrialkoxysilane is dissolved in a solvent that dissolves in both fluoroalkyltrialkoxysilane and water, and then added dropwise. Examples of such solvents include methanol, ethanol, isopropanol, acetone, and methyl ethyl ketone.

上記パーフロロアルキルトリアルコキシシランの滴下時
間は通常5分〜5時間、特に15分〜3時間であり、滴
下温度は一10〜50℃、特に0〜30℃とすることが
でき、また、滴下後、5〜10時間撹拌を行なうことに
より目的物を得ることができるが、より低エネルギーの
高性能粒子を得るためには、加水分解縮合反応をできる
限り完結させることが好ましく、このためには滴下後7
0〜100℃の温度範囲で1〜10時間にわたり加熱を
行なうことが好ましい。更に、副生じたアルコール類あ
るいはパーフロロアルキルトリアルコキシシラン滴下の
際の希釈溶媒を加熱熟成段階において系外に除去するこ
とが、反応を完結させる点で有効である。
The dropping time of the perfluoroalkyltrialkoxysilane is usually 5 minutes to 5 hours, especially 15 minutes to 3 hours, and the dropping temperature can be -10 to 50°C, especially 0 to 30°C. After that, the desired product can be obtained by stirring for 5 to 10 hours, but in order to obtain high-performance particles with lower energy, it is preferable to complete the hydrolysis-condensation reaction as much as possible. After dripping 7
Preferably, heating is carried out at a temperature range of 0 to 100°C for 1 to 10 hours. Furthermore, it is effective in completing the reaction to remove the by-product alcohols or the diluting solvent during the perfluoroalkyltrialkoxysilane dropwise addition from the system during the heating and aging step.

以上のように反応を行なった場合、反応が進行するに従
って、生成したポリオルガノゾルセスキオキサン微粒子
が反応液から析出し、表面に浮いた状態となるため、こ
れを補集し、水で洗浄し、更に必要があればメタノール
、エタノール、アセトン等の有機溶媒で洗浄し、乾燥し
て、目的のポリオルガノゾルセスキオキサン微粒子を得
ることができる。この場合、この微粒子は表面がパーフ
ロロアルキル基で覆われているため、凝集性が殆んどな
く、このため上記乾燥後の段階でも凝集の少ない一次粒
子が得られるが、必要に応してジェットミル粉砕機等を
使用して解砕を行なうこともできる。
When the reaction is carried out as described above, as the reaction progresses, the generated polyorganosolsesquioxane fine particles precipitate from the reaction solution and float on the surface, so they are collected and washed with water. However, if necessary, the target polyorganosolsesquioxane fine particles can be obtained by washing with an organic solvent such as methanol, ethanol, acetone, etc. and drying. In this case, the surfaces of these fine particles are covered with perfluoroalkyl groups, so they have almost no agglomeration, and therefore primary particles with little aggregation can be obtained even in the step after drying, but if necessary, Crushing can also be carried out using a jet mill or the like.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように1本発明方法によれば、メチルポリ
シルセスキオキサン単位からなる核部とパーフロロアル
キルシルセスキオキサン単位からなる表層部との2重構
造を有するポリオルガノゾルセスキオキサン微粒子を簡
単な操作で効率よく得ることができると共に、この微粒
子は核部と表層部とが化学結合により強固に接合してい
るため。
As explained above, according to the method of the present invention, a polyorganosolsesquioxane having a double structure of a core part made of methylpolysilsesquioxane units and a surface part made of perfluoroalkylsilsesquioxane units Fine particles can be obtained efficiently with simple operations, and the core and surface layer of these fine particles are strongly bonded by chemical bonds.

表層部の脱落が防止されたもので、耐久性に優れ、有機
物質との染色による抽出条件あるいは固体物質との接触
による摩耗条件に耐えることができる。
The surface layer is prevented from falling off, and it has excellent durability and can withstand extraction conditions due to dyeing with organic substances or abrasion conditions due to contact with solid substances.

また、低エネルギー表面を有する微粒子であることによ
り、撥水性、撥油性、潤滑性、非粘着性、分散性、流動
性に優れる。
In addition, since the particles have a low energy surface, they have excellent water repellency, oil repellency, lubricity, non-adhesiveness, dispersibility, and fluidity.

従って、本発明のポリオルガノゾルセスキオキサン微粒
子は、例えば撥水・撥油剤、バインダー樹脂との組み合
せによる非粘着性コーティング剤(これは具体的に感熱
記録用フィルムのコーティング剤、磁気テープのバック
コート剤、防汚染塗料、貼り紙防止塗料、紙用コーティ
ング剤、カーコート剤などが挙げられる)、化粧品用材
料、つや出し剤添加剤、電子写真の負帯電性のトナー添
加剤等として有用なものである。
Therefore, the polyorganosolsesquioxane fine particles of the present invention can be used as a non-adhesive coating agent (specifically, a coating agent for heat-sensitive recording films, a backing agent for magnetic tape, etc.) in combination with a water/oil repellent agent or a binder resin. It is useful as a coating agent, an anti-staining paint, an anti-sticking paint, a paper coating agent, a car coating agent, etc.), a cosmetic material, a polishing agent additive, a negatively charged toner additive for electrophotography, etc. be.

以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に制限さ九るものではない
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained by showing examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

〔実施例1〕 撹拌羽根、温度計、滴下ロート、還流冷却器を付したガ
ラス製IQの反応器中に水550gと28%アンモニア
水50gとを仕込み、150rpmの回転数で撹拌を行
ないながら温度を20°Cに保った。これに136gの
メチルトリメトキシシランを滴下ロートを通じて1時間
半にわたって滴下し、更に1時間熟成を行ない、ポリメ
チルシルセスキオキサン微粒子を得た。つづいて直ちに
28.4gのCF、(CF2)、CH2CH2Si(O
CH3)と40gのメタノールとの混合物を滴下ロート
を通じて30分にわたって滴下し、更に1時間熟成を行
なった。この間中1回転数は150rpm、温度は20
℃に保った。次に、撹拌回転数は150rpmを保ちな
がら、油浴を用いて加熱を行ない、内温が90℃になる
迄エステルアダプターを通してメタノールを留去し、更
に90℃で3時間熟成反応を行なった。生成した微粒子
は水溶液の上層に浮いた形で分離したため、これを捕集
し、イオン交換水で3回、メタノールで2回、最終的に
アセトンで1回洗浄した後、風乾して白色微粒子86.
4gを得た。
[Example 1] 550 g of water and 50 g of 28% ammonia water were placed in a glass IQ reactor equipped with a stirring blade, a thermometer, a dropping funnel, and a reflux condenser, and the temperature was maintained while stirring at a rotation speed of 150 rpm. was maintained at 20°C. To this, 136 g of methyltrimethoxysilane was added dropwise through a dropping funnel over a period of 1.5 hours, and the mixture was further aged for 1 hour to obtain fine particles of polymethylsilsesquioxane. Next, 28.4 g of CF, (CF2), CH2CH2Si(O
A mixture of CH3) and 40 g of methanol was added dropwise through the dropping funnel over 30 minutes, and the mixture was further aged for 1 hour. During this period, the number of revolutions was 150 rpm, and the temperature was 20
It was kept at ℃. Next, while maintaining the stirring rotation speed at 150 rpm, heating was carried out using an oil bath, methanol was distilled off through an ester adapter until the internal temperature reached 90°C, and an aging reaction was further carried out at 90°C for 3 hours. The generated fine particles were separated floating on the upper layer of the aqueous solution, so they were collected, washed three times with ion-exchanged water, twice with methanol, and finally once with acetone, and air-dried to form white fine particles 86. ..
4g was obtained.

この微粒子を電子顕微鏡で観察したところ、殆んどの粒
子は独立した球状を呈するものであることが確認された
。また1粒径測定器(CoulterElectron
ics INC,製Coulter Counter 
Model TA−n)を用いて粒度分布を調べたとこ
ろ、平均粒径2.1μsであった。更に、FTIR分析
により表層がパーフロロアルキルシリル基であることが
確認された。
When these fine particles were observed under an electron microscope, it was confirmed that most of the particles were independent and spherical. In addition, 1 particle size measuring device (Coulter Electron
Coulter Counter manufactured by ics INC.
When the particle size distribution was examined using Model TA-n), the average particle size was 2.1 μs. Further, FTIR analysis confirmed that the surface layer was a perfluoroalkylsilyl group.

この微粒子を赤外吸収スペクトルサンプル調製用の錠剤
成型機を用いて錠剤化し、この表面にイオン交換水液滴
をおいて接触角を測定したところ、148°の値を得た
。また、25mQ透明ガラスビン中にオレイン酸15g
及び微粒子1gを入れ、激しく振とうさせた後、放置し
たところ、微粒子はオレイン酸とは完全に相分離してオ
レイン酸の上層に浮いた状態となり、この粒子が優れた
撥油性を示すことが確認された。
These fine particles were formed into tablets using a tablet molding machine for preparing infrared absorption spectrum samples, and when a droplet of ion-exchanged water was placed on the surface of the particles and the contact angle was measured, a value of 148° was obtained. Also, 15g of oleic acid in a 25mQ transparent glass bottle.
When 1 g of fine particles were added, shaken vigorously, and left to stand, the fine particles completely phase separated from the oleic acid and floated on the upper layer of oleic acid, indicating that these particles exhibited excellent oil repellency. confirmed.

〔実施例2〜4〕 表−1に示した原料を使用し、実施例1と同様な方法に
よって核部がポリメチルシルセスキオキサン、表層部が
パーフロロアルキルシルセスキオキサンからなるポリオ
ルガノゾルセスキオキサン微粒子を得た。
[Examples 2 to 4] Using the raw materials shown in Table 1 and using the same method as in Example 1, a polyorganoid having a core portion of polymethylsilsesquioxane and a surface layer of perfluoroalkylsilsesquioxane was prepared. Solsesquioxane fine particles were obtained.

また、得られた微粒子の水との接触角、オレイン酸との
濡れ性を実施例1と同様にして測定した。
Further, the contact angle with water and the wettability with oleic acid of the obtained fine particles were measured in the same manner as in Example 1.

結果を表−2に示す。The results are shown in Table-2.

〔比較例〕[Comparative example]

特公平2−22767号公報の記載に従って得たポリメ
チルシルセスキオキサン微粒子100gに高速撹拌下に
おいてCF、(CF、)、CH2CH25i(○CH,
)。
CF, (CF, ), CH2CH25i (○CH,
).

30gとメタノール30gの混合物を滴下し、更に撹拌
下に90℃に加熱してメタノールを除去し、パーフロロ
アルキルシラン処理微粒子を得た。
A mixture of 30 g of methanol and 30 g of methanol was added dropwise thereto, and methanol was removed by heating to 90° C. with stirring to obtain perfluoroalkylsilane-treated fine particles.

得られた微粒子及びこれをアセトンにて洗浄し、乾燥し
て得た微粒子について、実施例1と同様にして水との接
触角、オレイン酸との濡れ性を調べた。結果を表−2に
示す。
The contact angle with water and the wettability with oleic acid were examined in the same manner as in Example 1 for the obtained fine particles and the fine particles obtained by washing them with acetone and drying them. The results are shown in Table-2.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ポリメチルシルセスキオキサン単位からなる核部と
、パーフロロアルキルシルセスキオキサン単位からなる
表層部を有するポリオルガノゾルセスキオキサン微粒子
。 2、メチルトリアルコキシシラン又はその部分加水分解
縮合物をアルカリ水溶液中で加水分解させてポリメチル
シルセスキオキサン単位からなる核部を形成させた後、
この核部が分散する水媒体中にパーフロロアルキルトリ
アルコキシシランを加えて加水分解縮合を行ない、上記
核部上にパーフロロアルキルシルセスキオキサン単位か
らなる表層部を形成することを特徴とするポリオルガノ
ゾルセスキオキサン微粒子の製造法。
[Scope of Claims] 1. Polyorganosolsesquioxane fine particles having a core portion consisting of polymethylsilsesquioxane units and a surface layer portion consisting of perfluoroalkylsilsesquioxane units. 2. After hydrolyzing methyltrialkoxysilane or its partially hydrolyzed condensate in an alkaline aqueous solution to form a core consisting of polymethylsilsesquioxane units,
The method is characterized in that a perfluoroalkyltrialkoxysilane is added to an aqueous medium in which the core is dispersed, and hydrolytic condensation is carried out to form a surface layer composed of perfluoroalkylsilsesquioxane units on the core. A method for producing polyorganosolsesquioxane fine particles.
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