JPH04346993A - 新規なシラン化合物およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シランカップリング剤
などとして有用である耐水性、密着性、反応性などの諸
性能が優れた安価なシラン化合物、およびその製造法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】シラン化合物は、一般的には耐水性、密
着性などの諸性能が良好である。そのため、例えばガラ
ス表面などの無機基材と、塗料、プラスチックなどの有
機基材との層間接着強度を改良する、いわゆるシランカ
ップリング剤として種々の用途に使用されている。近時
、これらの適用条件の多様化、高度化にともない、種々
の新規なシラン化合物の開発が進められている。

【０００３】例えば、酸性雨によるコンクリ−ト、セメ
ントなどの劣化を有効に防止することのできる、耐水性
とともに特に反応性の優れたシランカップリング剤の開
発が近時切望されている。しかし、シラン化合物は、一
般の有機化合物に比べて製造方法が複雑であったり高価
格であるなどの問題があり、経済的かつ実用的なシラン
カップリング剤は必ずしも見い出されていない。また、
自己触媒的にアルコキシ基の酸加水分解を促進するシラ
ンカップリング剤は必ずしも見い出されていないのが現
状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高価格であ
り、反応性の低い、従来の高級アルキルアルコキシシラ
ン化合物の持つ欠点を解消し、しかも無機質との密着性
などのシラン化合物本来の諸性能を高度に維持するとと
もに、特に反応性に優れたシランカップリング剤として
好適なシラン化合物を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するために、アミノ基含有オルガノアルコキシシラン
化合物を改質しうる各種の疎水性化合物およびこれら化
合物の反応方法につき鋭意検討を行った。その結果、ア
ミノ基含有オルガノアルコキシシラン化合物と特定の疎
水性化合物たる置換コハク酸無水物を反応させてなる特
定のシラン化合物を使用した場合に初めて前記目的を達
成しうることを見い出した。本発明はかかる知見に基づ
き完成されたものである。

【０００６】すなわち本発明は、アミノ基を有するオル
ガノアルコキシシラン化合物（Ａ）に置換コハク酸無水
物（Ｂ）を反応させて得られるシラン化合物に関する。 更には、前記シラン化合物（Ａ）と前記置換コハク酸無
水物（Ｂ）とを、シラン化合物（Ａ）に含有されるアミ
ノ基の全合計数Ｘに対して置換コハク酸無水物（Ｂ）に
含有される酸無水物の数が１〜Ｘとなる割合で反応させ
ることを特徴とするシラン化合物の製造法に関する。

【０００７】本発明において用いる、アミノ基を有する
オルガノアルコキシシラン化合物（以下、シラン化合物
（Ａ）と称す）としては、例えば３−アミノプロピルト
リメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、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、Ｎ−２−アミノエチル−３−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、トリメトキシシリルプロピ
ルジエチレントリアミン、トリエトキシシリルプロピル
ジエチレントリアミン、Ｎ−（２−アミノエチル）アミ
ノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノ
エチル）アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−
アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプ
ロピルメチルジエトキシシランなど各種公知の化合物を
挙げることができる。これらは単独使用の他、適宜に２
種以上を併用しても良い。

【０００８】本発明において用いる置換コハク酸無水物
（以下、酸無水物（Ｂ）と称す）としては、特に制限は
されず、各種公知のものを任意に選択使用することがで
きる。原料の入手性などを考慮すれば、下記一般式で表
されるものが好適である。

【０００９】

【化１】

【００１０】酸無水物（Ｂ）の飽和または不飽和炭化水
素基であるＲとしては、例えばオクテニル、デセニル、
ウンデセニル、ドデセニル、トリデセニル、テトラデセ
ニル、ペンタデセニル、ヘキサデセニル、ヘプタデセニ
ル、オクタデセニル、エイコセニル、トリアコンテニル
基などのアルケニル基、オクチル、デシル、トリデシル
、ヘキサデシル、オクタデシル、エイコシル基などのア
ルキル基などを例示しうる。また、アルケニル基および
アルキル基は直鎖であっても分岐鎖状であってもよい。 アルケニル基の場合、不飽和結合は末端にあっても内部
にあってもよい。これらの置換コハク酸無水物は、単独
または混合して使用できる。また、α−オレフィン、内
部オレフィン、ビニリデン型オレフィン、ブチレンオリ
ゴマ−、プロピレンオリゴマ−などのオレフィン類と無
水マレイン酸から得られるものであってもさしつかえな
い。

【００１１】本発明のシラン化合物を製造するには、前
記シラン化合物（Ａ）と酸無水物（Ｂ）を特定割合で混
合撹拌しながら反応させれば良い。通常は、シラン化合
物（Ａ）の全アミノ基Ｘ当量に対して酸無水物の数が１
〜Ｘ当量、好ましくは１級アミノ基１当量に対し酸無水
物の数が１当量となる割合で、両者を通常２０℃〜６０
℃程度で滴下混合後５分〜１時間程度反応させる事によ
り容易に目的物を収得できる。なお、反応時の発熱を考
慮して、必要により冷却操作を行っても良いし、トルエ
ン、キシレンなどの適当な溶剤の存在下に反応させても
良い。

【００１２】上記方法により得られる本発明のシラン化
合物は、シラン化合物（Ａ）のアミノ基と酸無水物（Ｂ
）の酸無水物基の反応により生じたハ−フアミド基を有
する化合物である。両者の反応は、例えば次式で表すこ
とができる。

【００１３】

【化２】

【００１４】本発明のシラン化合物を適用するに当たり
、基材への塗布様式、塗布手段などは特に制限されるも
のではない。例えば該化合物をそのまま各種基材に塗布
しうるのはもとより、所望により溶剤に溶解させて塗布
しても良く、また適当な乳化剤を用いて水性分散状態に
して適用することもできる。更には、アルコキシ基の一
部を加水分解して使用しても良く、目的に応じて他の樹
脂または他のシラン化合物と併用使用しても良い。

【００１５】

【発明の効果】本発明により、安価で、しかも耐水性、
密着性、反応性などの諸性能の良好なシラン化合物、な
らびに該化合物を容易に収得することのできる製造法を
提供しうるという多大な効果が奏せられる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
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。

【００１７】実施例１ 反応容器にイソオクタデセニル無水コハク酸（化１にお
いてＲがイソオクタデセニル基であり、淡黄色液体のも
の）３５０ｇ（１モル）を仕込み、系内温度２５℃で３
−アミノプロピルトリエトキシシラン２２１ｇ（１モル
）を１時間かけて滴下した。なお、滴下時の発熱を除去
するため適宜撹拌下に冷却を行いながら系内温度を４０
℃に維持した。滴下後、４０〜５０℃で１５分撹拌した
後、内容物を取り出した。得られたシラン化合物は黄褐
色の液体であった。

【００１８】ＩＲ（ｎｅａｔ）：アミド基：３３００、
１６５０ｃｍ−１、カルボン酸基：３６００〜２５００
ｃｍ−１、１７２０ｃｍ−１、アルコキシ基：１０９０
ｃｍ−１上記より、ハ−フアミドが生成していることお
よび原料である置換コハク酸無水物由来の酸無水物基に
基づく吸収（１８６５、１７９０ｃｍ−１）が消失して
いることが明確である（図１および２参照）。

【００１９】ＨＬＣ：得られたシラン化合物はイソオク
タデセニル無水コハク酸より分子量が大きい単一成分で
あることが分かる（図３および４参照）。

【００２０】実施例２ テトラプロペニル無水コハク酸（化１においてＲが分岐
ドデセニル基であり、黄色液体のもの）２６６ｇ（１モ
ル）を実施例１と同様に反応させた。得られたシラン化
合物は黄色の液体であった。ＩＲは実施例１と同様の特
性吸収を示し、ハ−フアミド基の生成が認められた。

【００２１】実施例３ ｎ−オクテニル無水コハク酸（化１においてＲがｎ−オ
クテニル基であり、淡黄色液体のもの）２１０ｇ（１モ
ル）を実施例１と同様に反応させた。得られたシラン化
合物は黄色の液体であった。ＩＲは実施例１と同様の特
性吸収を示し、ハ−フアミド基の生成が認められた。

【００２２】実施例４ ３−ヘキサデセニル無水コハク酸（化１においてＲが３
−ヘキサデセニル基であり、黄色液体のもの）３２１ｇ
（１モル）を実施例１と同様に反応させた。得られたシ
ラン化合物は黄褐色の液体であった。ＩＲは実施例１と
同様の特性吸収を示し、ハ−フアミド基の生成が認めら
れた。

【００２３】実施例５ イソオクタデセニル無水コハク酸３５０ｇ（１モル）と
３−アミノプロピルトリメトキシシラン１７９ｇ（１モ
ル）を実施例１と同様に反応させた。得られたシラン化
合物は黄色液体であった。ＩＲは実施例１と同様の特性
を示し、ハ−フアミド基の生成が認められた。

【００２４】比較例１〜３として、順にイソオクタデセ
ニル無水コハク酸（淡黄色液体）、高級アルキルアルコ
キシシランであるオクタデシルトリエトキシシラン（沸
点１６５℃〜１６９℃の液体、危険物第４類第３石油類
）、および３−アミノプロピルトリエトキシシラン（沸
点２１７℃の液体）を使用した。

【００２５】（乳化液の調製）実施例１〜５の各種シラ
ン化合物および比較例１の置換コハク酸無水物ならびに
比較例２〜３の各種シラン化合物のそれぞれ４５重量部
に対し、リン酸エステル系乳化剤５重量部を混合し、水
を９５０重量部を加え、高速ホモジナイザ−にて固形分
濃度５重量％の乳化液を調製した。この液を固形分濃度
０．５重量％となるまで希釈した後、該希釈液をアプリ
ケ−タ−（１．５ＭＩＬ）を使用してガラス板に塗布し
た。その後、１１０℃の順風乾燥器で３０分乾燥させ、
供試基板Ａを得、耐水性および密着性の評価を行った。

【００２６】（エタノ−ル溶液の調製）実施例１〜５の
各種シラン化合物および比較例１の置換コハク酸無水物
ならびに比較例２〜３の各種シラン化合物のそれぞれ１
モルをエタノ−ル１６モルに溶解し、水１．５モルを混
合した。この液をアプリケ−タ−（１．５ＭＩＬ）を使
用してガラス板に塗布した。その後、１１０℃の順風乾
燥器で３０分乾燥させ、供試基板Ｂを得、反応性の評価
を行った。

【００２７】（性能評価方法） 乳化性　　　　固形分濃度５重量％の前記各種の乳化液
の乳化状態を目視観察し、以下の基準で評価した。 ○　　均一分散　　　　　　　　　　　　×　　分離耐
水性　　　　前記供試基板Ａに水滴を落とし、接触角を
測定した。また、供試基板をテトラヒドロフランで洗浄
した後、同様に接触角を測定し、以下の基準で評価した
。 ○　　７０度以上　　　　　　　　　　×　　７０度以
下密着性　　　　供試基板Ａをセロハン粘着テ−プで剥
離し、以下の基準で評価した。 ○　　剥離なし ×　　剥離あり、または、もとの液状のまま（未硬化）
反応性　　　　供試基板Ｂをセロハン粘着テ−プで剥離
し、以下の基準で評価した。 ○　　剥離なし ×　　剥離あり、または、もとの液状のまま（未硬化）
上記の評価結果は表１に示す。

【００２８】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で用いた置換コハク酸無水物のＩＲチ
ャ−トである。

【図２】実施例１で得られたシラン化合物のＩＲチャ−
トである。

【図３】実施例１で用いた置換コハク酸無水物のＨＬＣ
チャ−トである。

【図４】実施例１で得られたシラン化合物のＨＬＣチャ
−トである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アミノ基を有するオルガノアルコキシ
   シラン化合物（Ａ）に置換コハク酸無水物（Ｂ）を反応
   させて得られるシラン化合物。
2. 【請求項２】　　前記シラン化合物（Ａ）と前記置換コ
   ハク酸無水物とを、シラン化合物（Ａ）に含有されるア
   ミノ基の全合計数Ｘに対して置換コハク酸無水物（Ｂ）
   に含有される酸無水物の数が１〜Ｘとなる割合で反応さ
   せることを特徴とするシラン化合物の製造法。
3. 【請求項３】　　前記置換コハク酸無水物（Ｂ）が次式
   ：【化１】 で表される置換コハク酸無水物である請求項１記載のシ
   ラン化合物。
4. 【請求項４】　　前記置換コハク酸無水物（Ｂ）が次式
   ：【化１】で表される置換コハク酸無水物である請求項
   ２記載の製造法。