JPH0429748A - ヒドロシリル化反応用触媒含有熱可塑性樹脂微粒子の製造方法 - Google Patents
ヒドロシリル化反応用触媒含有熱可塑性樹脂微粒子の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
微粒子の製造方法に関するものであり、詳しくは、熱可
塑性樹脂の軟化点未満では触媒活性が抑制され、該軟化
点以上の高温度では触媒活性が発現し、ヒドロシリル化
反応用触媒として有効に使用されるヒドロシリル化反応
用触媒含有熱可塑性樹脂微粒子の製造方法に関するもの
である。
少ない反応のひとつであり、有機ケイ素化合物の合成や
シリコーンエラストマー組成物の架橋に広く利用されて
いる。
応用触媒の存在下で反応が開始するため、ヒドロシリル
化反応系を室温にて一定時期まで未反応の状態に保持す
ることが非常に困難でありだ。この問題点は、特にヒド
ロシリル化反応で硬化するシリコーンエラストマー組成
物において重大な支障となっていた。
ル化反応用触媒と熱可塑性樹脂との混合物からなる粉体
をヒドロシリル化反応用触媒として使用する方法が提案
されている。
−37053号公報においては、ヒドロシリル化反応用
触媒と軟化点を持つシリコーン樹脂の混合物を粉砕し、
ヒドロシリル化反応用触媒活性の抑制されたシリコーン
樹脂粉体を得る方法およびこの粉体をシリコーンエラス
トマー組成物に添加混合する方法が提案されている。と
ころが、これらの方法は活性の比較的低い触媒に適用し
た場合には有効であったが、活性の高い触媒に適用した
場合には触媒活性抑制効果がほとんどないという問題点
があった。また、これらの方法に開示された粉砕性によ
っては、シリコーン樹脂粉体の形状が球状であるものを
得ることは困難であり、特に、粒子径を一定以下、具体
的には10μl以下にすることが困難であった。モのた
め、これらの方法で得られたシリコーン樹脂粉体は、ヒ
ドロシリル化反応系に均一に拡散せず、これをシリコー
ンエラストマー組成物の硬化用触媒として使用すると、
その架橋反応が完結しないという致命的欠点があった。
8号公報、特開昭64−47442号公報、特開昭64
−51140号公報、特開平2−4833号公報などで
提案されている。その内容は2つに整理できる。
塑性樹脂およびそれらと相溶する溶媒からなる溶液を、
界面活性剤水溶液で乳化し、その乳化液から溶媒を乾燥
除去することにより、ヒドロシリル化反応用触媒を含有
する熱可塑性樹脂粉体を得る方法である。第二は、上記
のような方法で得られたヒドロシリル化反応用触媒を含
む熱可塑性樹脂粉体を、ヒドロシリル化反応用触媒を溶
解するが熱可塑性樹脂は溶解しない溶媒で洗浄すること
によって、熱可塑性樹脂粉体表面およびその表面近傍に
残存するヒドロシリル化反応用触媒を除去した粉体を得
る方法である。第一の方法によって、平均粒子径が10
μ恥以下の微粒子状の粉体が製造でき、これによってシ
リコーンエラストマー組成物の架橋反応が完結できるよ
うになった。第二の方法によって、活性の高いヒドロシ
リル化反応用触媒でも触媒活性を制御できるようになっ
た。これらの提案によって、ヒドロシリル化反応系を室
温にて一定時期まで未反応の状態に保持すること、特に
、ヒドロシリル化反応で硬化するシリコーンエラストマ
ー組成物を全成分配合後に室温にて長期保存することが
技術的には可能となった。
体の製造に非常に手間がかかるため、工業的に実施する
ことが経済的に困難であるという問題が残っていた。ま
た、このような方法で製造した微粒子状粉体は凝集し易
いものであり、ヒドロシリル化反応系に均一に分散させ
ることが難しいという問題点があった。
本発明に到達した。本発明の目的は、熱可塑性樹脂の軟
化点未満では触媒活性が抑制され該軟化点以上の高温度
では触媒活性が発現し、ヒドロシリル化反応用触媒とし
て有効に作用するという特性を有するヒドロシリル化反
応用触媒含有熱可塑性樹脂黴粒子を生産性よく製造する
方法を提供することにある。
ヒドロシリル化反応用触媒と軟化点もしくはガラス転移
点が40〜200℃の熱可塑性樹脂を溶媒に溶解した溶
液を形成させ、次いで該溶液を熱気流中に噴霧し、前記
溶媒を揮発させると共に、噴霧状態で前記熱可塑性樹脂
を固化させることを特徴とする、ビトロシリル化反応用
触媒含有熱可塑性樹脂黴粒子の製造方法によって達成さ
れる。
反応用触媒は、ヒドロシリル化反応用触媒としての触媒
活性を有するものであればよく、その種類等については
特に限定されない。
金酸、アルコール変性塩化白金酸、白金とオレフィンと
の錯体、塩化白金酸とジケトンとの錯体、白金もしくは
塩化白金酸ととニルシロキサンとの錯体、アルミナ、シ
リカ、カーボンブラックなどに担持された白金、白金黒
などで例示される白金系触媒;テトラキス(トリフェニ
ルホスフィン)パラジウムなどのパラジウム系触媒;ロ
ジウム、ニッケル、コバルトなどの錯体触媒が例示され
る。これらの中でも触媒活性の高さの点から白金系触媒
が好ましく、特に白金とビニルシロキサンとの錯体が好
ましい。これらの触媒は単独で使用することができるが
、触媒を溶解する液体に溶解した触媒組成物として使用
することもできる。白金とビニルシロキサンとの錯体を
使用する場合には、常温で液状のポリシロキサン溶液と
して使用することが好ましい。
ス転移点が40〜200℃の範囲内にあることが必須で
あり、この条件を満たせばヒドロシリル化反応用触媒を
被毒することがない限り従来公知のすべての熱可塑性樹
脂が使用できる。ここで、軟化点は樹脂が自重または自
身の表面張力で流動開始する温度であり、この温度は熱
可塑性樹脂の粉砕粒子に一定速度で温度を加えなからI
Jl黴鋺により観察する方法によって容易に測定するこ
とができる。ガラス転移点はDSC(デファレンシャル
・スキャンニング・カロリメーター)を使用することに
より測定することができる。本発明では、軟化点とガラ
ス転移点のどちらかが40〜200℃の範囲にあれば使
用することができる。このような熱可塑性樹脂としては
、シリコーン樹脂、ポリシラン樹脂。
類などが例示される。
コーンエラストマー組成物の硬化用触媒として使用する
場合には、この熱可塑性樹脂はシリコーン樹脂とアクリ
ル樹脂が特に好ましい。
可塑性樹脂を、両者を溶解する溶媒に溶解し、該ヒドロ
シリル化反応用触媒と該熱可塑性樹脂が均一に混合した
溶液を形成させるのであるが、ここで使用される溶媒は
、ヒドロシリル化反応用触媒と熱可塑性樹脂の両者を溶
解することが可能なものであり、ヒドロシリル化反応用
触媒を被毒せず、熱気流中で揮発することが可能なもの
から選択すればよい。これらの中でも、ヒドロシリル化
反応用触媒を分解せず、熱可塑性樹脂をも分解させない
ためには、沸点が30〜250℃の範囲内にあるものが
望ましい。
ル化反応用触媒と熱可塑性樹脂を溶解する溶媒は、沸点
が50℃以上異なる2種類の溶媒からなる混合溶媒を使
用することが好ましく、低沸点溶媒を50体積%以上含
む混合溶媒が特に好ましい。尚、上記ヒドロシリル化反
応用触媒と熱可塑性樹脂が均一に混合した溶液において
、ヒドロシリル化反応用触媒と熱可塑性樹脂の混合比率
は、最終的に得られる熱可塑性樹脂微粒子中のヒドロシ
リル化反応用触媒の量によって決定される。例えば、ヒ
ドロシリル化反応用触媒として金属あるいは金属原子を
含む化合物を使用する場合には、最終的に得られる熱可
塑性樹脂中のヒトミシリル化反応触媒が金属原子として
0.01〜5重量%の範囲内にある比率であることが
好ましい。また溶媒の量はヒドロシリル化反応用触媒と
熱可塑性樹脂を均一に溶解でき、溶液とすることができ
る量であり、かつ、この溶液をq!鐸状態にできる量で
あればよい。
媒を揮発させると共に噴霧状態で熱可塑性樹脂を微粒子
状に固化することによって製造される。この噴霧方法は
、溶液を微粒子状液滴として噴霧できる方法であればよ
く特に限定されない。このl霧方法としては、高速回転
ディスクに溶液を滴下して遠心力で微粒子化して噴霧す
る方法、溶液を気体と共に噴射することによって噴霧す
る方法、溶液を超音波で微粒子化して噴霧する方法など
が例示される。これらの中で、一般に2流体ノズルとい
われている、IIJI霧ノズルを使用し、溶液を気体と
共にtigし、かつ、2方向から噴霧した微粒子を衝突
させてより細かい粒子にする方法が本発明では好ましい
。噴霧温度と熱気流の温度と気流速度は、得られる微粒
子が溶解・凝固せず、かつ、ヒドロシリル化反応用触媒
を分解しないよう、さらには経済性を勘案して決定され
るべきものであり、ここで特に限定することはできない
が、これらの温度は通常室温から熱可塑性樹脂の軟化点
までの範囲内、すなわち40〜200℃の範囲内である
。また、溶媒が可燃性で爆発の危険性がある場合や微粒
子の粉塵爆発を回避せねばならない場合には、空気より
も酸素濃度が低いガス、特に、酸素濃度が10体積%以
下のガスを使用することが望ましい。
乗って移動する間に溶媒が揮発し、微粒子状固形物とな
る。ここで、溶液噴霧後捕集までの間に、溶媒の揮発と
系外への放熱によって熱気流温度は低下する。捕集まで
の間に揮発した溶媒が凝集することがないように熱気流
の吹き出し温度と気流速度をill整する必要がある。
粒子を捕集する方法としては、サイクロン、フィルター
、液体への吹き込みなどの方法が使用可能である。また
、捕集条件の異なる2つ以上の捕集装置を使用すること
によって、大きすぎる微粒子や小さすぎる微粒子を除去
することが可能である。例えば、粒子径0,01〜10
μlの範囲の微粒子を得るためにはサイクロンで粒子径
10LtI1以上の微粒子を除去した後、バッグフィル
ターで目的の微粒子を捕集し、0.01μI以下の微粒
子は気流を液体に吹き込んで除去するという方法が、本
発明の方法においては望ましい。
用触媒含有熱可塑性樹脂′a粒子は、平均粒子径が0.
01〜10μmの範囲であることが好ましい。この粒子
径が0.01μmより小さいと生成した微粒子の回収率
が低下し、しかも触媒活性抑制能力も低下するし、この
粒子径が10μlより大きいと十分な触媒活性が発現で
きなくなる傾向にある。また、この微粒子の形状は、活
性抑制作用と活性発現作用の安定した熱可塑性微粒子を
再現性よく製造するためには球状であることが好ましい
。さらに、この微粒子中のヒドロシリル化反応用触媒の
含有量は、ヒドロシリル化反応用触媒として金属または
金属原子を含む化合物を使用する場合には、金X原子と
して 0.01〜5重量%の範囲内にあることが好まし
い。
塑性樹脂微粒子は、例えば、これをヒドロシリル化反応
系組成物の硬化用触媒として使用すれば、この組成物は
室温で長期間保管でき、しかも加熱によって速やかに反
応を開始できるので、特にヒドロシリル化反応で硬化す
る加熱硬化性シリコーンエラストマー組成物の硬化触媒
として有用である。
る。
酸水溶液(白金含有量33%)と16gの1,3−ジビ
ニルテトラメチルジシロキサンを35gのイソプロピル
アルコールに溶解した。
拌しながら70〜80℃で30分反応させた。
度45℃の条件下で揮発除去し、固形分を濾過すること
によって白金含有量8.5重量%のビニルシロキサン配
位白金錯体触媒の1,3−ジビニルテトラメチルジシロ
キサン溶液を調製した。
ルジクロロシランおよび110gのジフェニルジクロロ
シランを150gのトルエンで希釈した溶液を、430
gのトルエンと142gのメチルエチルケトンと 11
4gの水からなる液中に滴下して加水分解した。この反
応混合物を水洗して塩化水素を除去してから有機相を分
離し、さらに加熱してメチルエチルケトンを除去した。
する水を留去した後、酢酸で中和して水洗を繰返した。
た。この熱可塑性シリコーン樹脂のガラス転移点は65
℃、軟化点は85℃であった。
シリコーン樹脂900gとトルエン500gとジクロロ
メタン4600 gを投入し均一に混合した。次いで参
考例1で得られた白金ビニルシロキサン錯体組成物44
.4gを投入し、混合することにより白金ビニルシロキ
サン錯体と熱可塑性シリコーン樹脂の均一溶液を得た。
気流にしたスプレードライヤー槽(アシザワ・ニトロ・
アトマイザ−株式会社製)内に連続して噴腓した。ここ
で、窒素ガスの熱気流温度はスプレードライヤーの入口
で95℃であり、スプレードライヤーの出口で45℃で
あり、熱気流速度は1.3ms/winであった。1時
間の運転後でバッグフィルターによって450gの白金
ビニルシロキサン錯体組成物含有シリコーン樹脂微粒子
を捕集した。この微粒子の平均粒子径は1.1μlであ
り、5μm以上の微粒子の含有量は0.5重皿%であワ
た。またこの微粒子中の白金含有量は0.4重量%であ
った。またこの微粒子の形状を走査型電子IJl黴鏡に
より観察したところ、この微粒子は球状体であることが
確認された。
ラス転移点80℃、軟化点115℃のメチルメタクリレ
ート・ブチルメタクリレート共重合体(デュポン社製E
lvacite2013)を使用した以外は実施例1と
同様にして微粒子の製造を行った。1時間で510gの
白金ビニルシロキサン錯体組成物含有メチルメタクリレ
ート・ブチルメタクリレート共重合体微粒子を得た。こ
の微粒子の平均粒子径は2.5μmであり、10g1以
上の微粒子の含有量は2.0重量%であった。またこの
微粒子中の白金含有量は 0.39重量%であった。ま
たこの微粒子の形状を走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、この微粒子は球状体であることが確認された。
600gの代わりにジクロロメタン5100gを使用し
た以外は実施例1と同様にして、白金ビニルシロキサン
錯体組成物含有シリコーン樹脂微粒子を製造した。1時
間で420gの微粒子を得た。
上の微粒子の含有量は1.2重責%であった。
た。走査型電子顕微鏡による観察でこの微粒子は多孔質
の球状体であることが確認された。
600gの代わりにジクロロメタン5100gを使用し
た以外は実施例2と同様にして、白金ビニルシロキサン
錯体組成物含有メチルメタクリレート・ブチルメタクリ
レート共重合体微粒子を製造した。1時間で490gの
微粒子を得た。この微粒子の平均粒子径は2゜1μmで
あり、10g胆以上の微粒子の含有量は1.5重量%で
あった。
。走査型電子顕微鏡による観察でこの微粒子は表面に大
きな凹凸がある立方体ないし球体であることが確認され
た。
組成物と、320gの参考例2で得られた熱可塑性シリ
コーン樹脂および6600 gのジクロロメタンを混合
した溶液を調製した。この溶液を15gのポリビニルア
ルコールを含む水溶液に加えて、高剪断を加えることに
よってエマルシヨンを調製した。室温で48時間かけて
窒素を流しながら徐々にジクロロメタンを揮発させた後
、遠心分離によって固形の微粒子を得た。これを水で2
回洗浄し、さらにメタノールで2回、ヘキサメチルジシ
ロキサンで2回洗浄の後、40℃で2日間乾燥すること
により305gの微粒子を得た。この微粒子の平均粒子
径は1.0μlであり、5μm以上の微粒子の含有量は
0.5重量%であった。またこの微粒子中の白金含有量
は 0.38重量%であった。この微粒子を走査電子I
Jl′a鏡で観察したところ、この微粒子は球状体であ
ることが確認された。この微粒子を製造するに要した時
間は、エマルジyンのyI&!から乾燥終了までの合計
時間として実質4日であった。
られた白金どニルシロキサン錯体組成物含有熱可塑性樹
脂微粒子のヒドロシリル化反応用触媒としての性能評酒
を行フた。
ポリジメチルシロキサン100gに、ヘキサメチルジシ
ラザンで疎水化処理されたフユームドシリカ20gを十
分に混合した後、平均分子式がMe3SiO(MezS
iO) s (MeH5iO)r、SiMesで示され
るシロキサン2.8gとフェニルブチノール0.01
gを添加し、均一に混合した。次いでこの混合物にそれ
ぞれ実施例1〜4および比較例1で得られたヒドロシリ
ル化反応用触媒含有熱可塑性樹脂微粒子を、組成物中の
白金含有量が5PPXlとなる量混合して加熱硬化性オ
ルガノポリシロキサン組成物を得た。これらの組成物の
加熱硬化特性をキスラストメータ3型[東洋ボルドウィ
ン特製]により、150℃で測定した。ここで、加熱硬
化特性は硬化開始時間(It)とトルクが最大の90%
に達するまでの時間(T9゜)で求めた。
化特性を測定した。これらの測定結果は第1表に示す通
りであった。これらの測定結果から、本発明の製造方法
で得られたヒドロシリル化反応用触媒含有熱可塑性樹脂
微粒子を硬化触媒として使用した加熱硬化性オルガノポ
リシロキサン組成物は、いずれも長期間室温で貯蔵でき
、150℃では数分で硬化が完了することがi!認され
た。
粒子の製造方法は、ヒドロシリル化反応用触媒と軟化点
もしくはガラス転移点が40〜200℃の熱可塑性樹脂
を溶媒に溶解した溶液を形成させ、次いで該溶液を熱気
流中に噴霧し、前記溶媒を揮発させると共に、噴霧状態
で前記熱可塑性樹脂を固化させているので、熱可塑性樹
脂の軟化点未満では触媒活性が抑制され、該軟化点以上
の高温度では触媒活性が発現し、ヒドロシリル化反応用
触媒として有効に作用するという特性を有するヒドロシ
リル化反応用触媒含有熱可塑性樹脂微粒子を生産性よく
製造できるという特徴をする。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ヒドロシリル化反応用触媒と軟化点もしくはガラス
転移点が40〜200℃の熱可塑性樹脂を溶媒に溶解し
た溶液を形成させ、次いで該溶液を熱気流中に噴霧し、
前記溶媒を揮発させると共に、噴霧状態で前記熱可塑性
樹脂を微粒子状に固化させることを特徴とする、ヒドロ
シリル化反応用触媒含有熱可塑性樹脂微粒子の製造方法
。 2 ヒドロシリル化反応用触媒が白金化合物触媒である
、特許請求の範囲第1項記載のヒドロシリル化反応用触
媒含有熱可塑性樹脂微粒子の製造方法。 3 白金化合物触媒が白金アルケニルシロキサン錯体触
媒である、特許請求の範囲第2項記載のヒドロシリル化
反応用触媒含有熱可塑性樹脂微粒子の製造方法。 4 熱可塑性樹脂がシリコーン樹脂である、特許請求の
範囲第1項記載のヒドロシリル化反応用触媒含有熱可塑
性樹脂微粒子の製造方法。 5 熱可塑性樹脂がアクリル樹脂である、特許請求の範
囲第1項記載のヒドロシリル化反応用触媒含有熱可塑性
樹脂微粒子の製造方法。 6 溶媒の沸点が30〜250℃である、特許請求の範
囲第1項記載のヒドロシリル化反応用触媒含有熱可塑性
樹脂微粒子の製造方法。 7 溶媒が、沸点30〜200℃の低沸点溶媒と該低沸
点溶媒よりも沸点が50℃以上高い高沸点溶媒とからな
る、特許請求の範囲第6項記載のヒドロシリル化反応用
触媒含有熱可塑性樹脂微粒子の製造方法。 8 溶媒中の低沸点溶媒の割合が50重量%以上である
、特許請求の範囲第7項記載のヒドロシリル化反応用触
媒含有熱可塑性樹脂微粒子の製造方法。 9 熱気流温度が40〜200℃である、特許請求の範
囲第1項記載のヒドロシリル化反応用触媒含有熱可塑性
樹脂微粒子の製造方法。 10 熱気流の酸素濃度が10体積%以下である、特許
請求の範囲第1項記載のヒドロシリル化反応用触媒含有
熱可塑性樹脂微粒子の製造方法。 11 熱可塑性樹脂微粒子の平均粒子径が0.01〜1
0μmである、特許請求の範囲第1項記載のヒドロシリ
ル化反応用触媒含有熱可塑性樹脂微粒子の製造方法。 12 熱可塑性樹脂微粒子の平均粒子径が0.05〜5
μmの範囲であり、かつ、粒子径が5μm以上の粒子の
含有量が5重量%以下である、特許請求の範囲第1項記
載のヒドロシリル化反応用触媒含有熱可塑性樹脂微粒子
の製造方法。 13 熱可塑性樹脂微粒子中の白金化合物触媒の含有量
が白金原子として0.01〜5重量%である特許請求の
範囲第2項および第3項記載のヒドロシリル化反応用触
媒含有熱可塑性樹脂微粒子の製造方法。
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