JPH05132623A - ハイドロシリレーシヨン触媒の製造方法 - Google Patents

ハイドロシリレーシヨン触媒の製造方法

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JPH05132623A
JPH05132623A JP4099615A JP9961592A JPH05132623A JP H05132623 A JPH05132623 A JP H05132623A JP 4099615 A JP4099615 A JP 4099615A JP 9961592 A JP9961592 A JP 9961592A JP H05132623 A JPH05132623 A JP H05132623A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ない触媒量で、早い硬化と優れた剥離性を
示すコーティング組成物を提供する。 【構成】 (A)一般式 Rh(R2S)33で表される
ロジウム錯体と、(B)有機水素ポリシロキサンを、
(C)ビニルおよびアリル基から選ばれるケイ素に結合
した基を有するオルガノシロキサンの存在下に反応させ
る。その際(B)によりもたらされたケイ素に結合した
水素原子の、(A)によりもたらされたRh原子に対す
る比が、0.5:1〜6:1の範囲である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、改良されたハイドロ
シリレーション触媒に関するものである。本発明はま
た、この触媒を含有する組成物およびその組成物の基材
コーティングのための使用に関するものである。
【0002】
【従来の技術および課題】オレフィン性不飽和基に ≡
SiH を付加させる反応に、触媒として、白金族の金
属、その化合物および錯体を使用することは、よく知ら
れている。例えば、英国特許第1041237号に記載されて
いるように、これらの触媒の例は、カーボンに担持され
た白金、塩化白金酸、塩化白金の錯体、およびロジウム
の不飽和有機化合物、および錯体等がある。これらの触
媒の1つの重要な商業的な用途は、紙やプラスチック等
の基材に剥離性(不粘着性)を付与することである。こ
のタイプのコーティング組成物は英国特許第1476314号
に開示されている。すなわちその組成物は、(1)いく
つかの有機置換基がビニル基であるポリジオルガノポリ
シロキサン、(2)有機水素ポリシロキサン、および
(3)一般式RhX3(SR23またはRh2(CO)4
2(ここに、RおよびXは特定の値を有する)のロジ
ウム錯体の1つ以上を包含する、ケイ素に結合したビニ
ル基に≡SiH基を付加させるための触媒、を包含す
る。このロジウム錯体は、より広く使用されている白金
触媒に比較すると、ある有利性が見られる。例えば、十
分に長い可使時間(bath life)を有し、それによりイ
ンヒビターの添加量を減らすことができ、また硬化した
状態では、強い接着剤でも安定して(ムラなく)剥離さ
せることができる。しかしながら、ロジウムを触媒とし
たコーティング組成物は、一般に、市販の白金触媒より
も長い硬化時間を必要とする。コーティング業界の傾向
としては、コーティングされた基材の時間当たりの量を
増加させることを望んでいる。さらに、入手可能ではあ
るが、ロジウムのコストは比較的に高い。そこで、適用
される組成物の硬化時間が短くなり、十分な硬化に必要
なロジウム触媒の量が減少することが必要とされてい
る。
【0003】
【課題を解決するための手段】そこで本発明によれば、
以下のことを包含することを特徴とするハイドロシリレ
ーション反応における使用に適した触媒の製造方法が提
供される: (A)一般式 Rh(R2S)33 〔ここに、Rは炭素数8以下のアルキル基、フェニル基
または R'3SiQ− (ここに、Q は炭素数1〜6の2
価の脂肪族炭化水素基、それぞれのR' は炭素数1〜8
のアルキル基、炭素数6〜8のアリール基および(CH
33Si−であり、1つ以上のR' は(CH33Si−
ではない)であり、かつXはClまたはBrである〕で表
されるロジウム錯体と、(B)有機水素ポリシロキサン
(この中で、有機置換基は炭素数1〜8のアルキル基、
フェニル基から選ばれ、全有機基の少なくとも70%は
メチル基である)を、(C)ビニルおよびアリル基から
選ばれるケイ素に結合した基を有し、残余の有機基は炭
素数1〜6のアルキル基およびフェニル基であり、ケイ
素に結合した全ての置換基の少なくとも50%はメチル
基であるような、オルガノシロキサンの存在下に反応さ
せ、(B)によりもたらされたケイ素に結合した水素原
子の、(A)によりもたらされたRh原子に対する比
が、0.5:1〜6:1の範囲である。
【0004】イオウ含有のロジウム錯体(A)は知られ
ている。R置換基がケイ素を含有しないものは、例え
ば、ジャーナル オブ ザ ケミカル ソサイアティ(Jour
nal ofthe Chemical Society)(1971年899頁)、同1965
年2627頁に記載されている。RがR'3SiQ−基を有す
る錯体は、英国特許第144826号に記載されている。ロジ
ウム錯体(A)においてそれぞれのRは、例えば、メチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、フェニル、
(CH)3SiCH2−または(CH32(C65)Si
CH2CH2−であるが、好ましくはイソプロピルまたは
n-ブチルである。置換基Xは好ましくは塩素である。錯
体(A)の使用可能な例は、RhCl3(Et2S)3、Rh
Cl3(Bu2S)3、RhCl3(PhEtS)3およびRhCl3
〔SEtCH2Si(CH3)33およびRhCl3〔SEtCH
2Si(CH333、ここで、Et、BuおよびPhは、そ
れぞれエチル、ブチル、およびフェニールを示す。
【0005】触媒の調製のために使用する反応剤(B)
としては、分子中に少なくとも1つのケイ素に結合した
水素を有する有機水素ポリシロキサンが用いられ、この
中で、有機置換基は炭素数8までののアルキル基、フェ
ニル基から選ばれる。ケイ素に結合する全ての有機基の
少なくとも70%、好ましくは100%はメチル基であ
る。この有機水素ポリシロキサンは、ホモポリマーまた
はコポリマーであってもよく、例えばポリメチル水素シ
ロキサン、末端トリメチルシロキシポリメチル水素シロ
キサン、およびジメチルシロキサン、メチル水素シロキ
サンおよびトリメチルシロキシの共重合体であってもよ
い。
【0006】しかしながら、反応剤(B)として、水素
がケイ素原子に結合して鎖の末端を占めている有機水素
ポリシロキサンが好ましく、もっとも好ましくは、ジメ
チルシロキサン単位およびジメチル水素シロキサン単位
〔(CH32HSiO−〕の共重合体である。反応性の
大きいことからすれば、有機水素ポリシロキサンは比較
的に短い鎖長、例えば4〜50ケイ素原子を有するのが
好ましい。
【0007】オルガノシロキサン(C)としては、ビニ
ルまたはアリルから選ばれる1分子当たり少なくとも2
つのケイ素に結合した基を有する、いかなる環状または
実質的に線状のオルガノシロキサンも用いられる。残余
のケイ素結合した基は、例えばメチル、エチル、プロピ
ル、ヘキシルまたはフェニルであり、ケイ素に結合する
全ての基の少なくとも50%はメチル基である。実用性
のあるオルガノシロキサン(C)の例としては、メチル
ビニルシクロテトラシロキサン、テトラメチルジビニル
ジシロキサン、ジメチルシロキサンとメチルアリルシロ
キサンとの共重合体、ジメチルシロキサン、メチルアリ
ルシロキサンおよびトリメチルシロキサンとの共重合
体、ジメチルシロキサンとフェニルメチルビニルシロキ
サンとの共重合体がある。
【0008】ハイドロシリレーション反応により、市場
での早すぎる硬化を防止するために、この3つの必須成
分の少なくとも1つを他の2つから隔離して収納して供
給する。その場合、オレフィン性不飽和有機シロキサン
成分は触媒とともに1つのパッケージに収納されること
ができ、有機水素シロキサン架橋成分は残りのオレフィ
ン性不飽和オルガノシロキサンとは別に収納される。そ
こで、製造上の便宜から、好適なケースとして、オルガ
ノシロキサン(C)として、ビニルまたはビニルを含有
するオルガノシロキサン(これは、後に続くハイドロシ
リレーション硬化に1つの役割を果たす)を採用するの
が好ましい。
【0009】本発明の触媒調製プロセスは、単純に
(A)、(B)および(C)を通常の周囲温度、通常は
約15〜25℃で混合することにより行われる。そのよ
うな温度で最大程度の反応を達成させるために、反応混
合物を数時間、通常は少なくとも2時間、使用に先立っ
て「熟成」させることが好ましい。しかしながら、もし
望むならば、反応混合物をより高い温度にすることによ
り、反応速度を増大することができる。好ましくはその
ような温度は約70℃を越えてはいけない。(B)と
(C)を関与させるハイドロシリレーション反応が、所
望の(A)と(B)との間の反応と競合するようになる
からである。反応成分を混合するために、溶媒、例えば
トルエン、キシレン等が使用され得る。
【0010】反応に使用される(A)および(B)の相
対的な比率は、ロジウムの1原子当たり、0.5:1〜
6.0:1、好ましくは0.9:1〜2.0:1のケイ素
結合した反応性水素を提供するような割合である。使用
されるビニルまたはアリル−オルガノシロキサン(C)
の比率は厳密ではないが、好ましくはロジウム1原子当
たり少なくとも2ビニルまたはアリル基を提供するよう
にするのがよい。上記したように、オルガノシロキサン
(C)は、硬化プロセスでベースポリマーとして働く、
少なくとも一部の不飽和オルガノシロキサン(以下、X
という)を含有していてよい。このような場合、ビニル
および/またはアリル基はロジウム原子の多数倍存在し
ているであろう。
【0011】本発明の方法により製造されるロジウム触
媒は、ケイ素に結合した水素を、有機および有機ケイ素
化合物に存在するオレフィン性不飽和基に付加させる反
応(ハイドロシリレーション)に触媒的な効果がある。
したがって、本発明に包含されることは、(X)オレフ
ィン性不飽和を含む有機または有機ケイ素化合物、
(Y)ケイ素に結合した少なくとも1つの水素を有する
オルガノシリコン、および(Z)本発明により製造され
た触媒、を包含する組成物である。これらの組成物にお
いて、(X)は例えばペンテン−1,ヘキセン−1、ヘ
プテン−1、ブタジエン、スチレン、ポリ(オキシアル
キレン)のアリルエーテル、(CH32(CH2=C
H)SiCl、およびケイ素に結合したビニル、アリルお
よびヘキセニルおよび上記の反応剤(C)として例示さ
れたものを含む。ケイ素に結合した水素の少なくとも1
つを含むオルガノシリコン化合物は、シラン、シロキサ
ンまたはポリシロキサンのオリゴマーである。そのよう
なオルガノシリコン化合物は、HSi(OC253
(CH3)HSi(OCH32、(C25)HSiCl2
よび上記(B)として例示された有機水素シロキサンで
あり、例えばポリメチル水素シロキサンおよびジメチル
シロキサンとジメチル水素シロキサンとの共重合体であ
る。(X)および(Y)ともにオルガノシリコン分野で
は良く知られた物質である。(X)、(Y)および
(Z)を含有する組成物は、種々の応用に好適である。
例えば、コーティング材料、ポット成形材料、および電
気絶縁材料等である。これらは、しかし、柔軟な基材、
例えば紙、プラスチック(例えばポリプロピレン)フィ
ルムにコーティングして、非接着性および/または撥水
性とするのに好適である。したがって、好適な組成物
は、硬化して架橋したエラスチックなフィルムを生ずる
ようなものであり、ここに、(X)は、少なくとも2つ
のケイ素結合した炭素数2〜6のオレフィン性不飽和基
を含み、残余の有機置換基の少なくとも90%がメチル
である、ポリジオルガノシロキサンであり、(Y)は、
少なくとも2つのケイ素結合水素を有しするメチル水素
ポリシロキサンであり、(X)の分子当たりケイ素結合
不飽和基および(Y)の分子当たりケイ素結合水素原子
の和が少なくとも5である。
【0012】(X)、(Y)および(Z)を含有する組
成物は、基材上に、任意の技術、例えば浸漬、ドクター
ブレード、グラビアロールまたは平版ロールにより適用
される。これらは、基材上に溶液あるいは有機または水
のディスパージョンで適用され、あるいは例えば英国特
許第1476314号に開示されるような、無溶媒の状態で適
用される。
【0013】必要に応じ、このコーティング組成物は、
硬化反応を抑制し、使用可能な時間を長くする化合物、
例えばアセチレンアルコール、カルボン酸エステル等を
含有してもよい。一般にはしかし、そのような抑制剤は
不必要である。この組成物はまた、場合により、硬化コ
ーティングの剥離特性を改変するための成分、例えば
(CH2=CH)(CH32SiO0.05 単位、(CH33
SiO0.05単位およびSiO2単位の樹脂共重合体を含有
してもよい。
【0014】以下に実施例により本発明を説明する。実
施例において、部は重量部であり、Bu はn−ブチル
基、Me はメチル基である。
【実施例】
実施例 1 次の各成分を混合して組成物を調製した: ジメチルシロキサン、メチルビニルシロキサンおよび ジメチルビニルシロキサンの共重合体(25℃での粘度350mm2/s) 98.1 部 メチルビニルシクロテトラシロキサン 1 部 RhCl3(Bu2S)3 0.026部 トルエン 0.814部 この組成物の同一量(100g)のそれぞれに、HMe2
SiO(Me2SiO)16SiMe2H を、トルエン中の10
%溶液として加え、一連の組成物A〜Eを調製した。こ
こで、有機水素シロキサンにより提供されるケイ素結合
水素のRh に対する比率は、それぞれ1:1、1.5:
1、2.0:1、2.5:1、および5.0:1であっ
た。比較のために、同様の配合(対照)が調製された。
ここでは、水素シロキサン成分は削除された。この組成
物を60℃に30分間加熱し、周囲条件(20℃)で6
0日保存した。粘度約30mm2/s(25℃)のポリ
(メチル水素)シロキサン架橋剤を、それぞれの組成物
に、組成物20部に対し架橋剤0.8部の割合で撹拌し
ながら添加した。それぞれの組成物はそれからグラシン
紙の表面に、約1.0g/cm2のレベルでブレードコー
トした。コーティングした紙を120℃の加熱器に入
れ、種々の曝露時間における表面の塗り付けと剥離特性
(smear andrelease properties)を試験して、120
℃における最低硬化時間を測定した。次の表1の結果が
得られた。
【0015】
【表1】
【0016】コーティングされた紙のそれぞれのサンプ
ルは、硬化後直ちに、テサ(Tesa)7476(エラストマ
ー)およびテサ4970(アクリル)試験テープでラミネー
トされた。このラミネートを室温(20℃)で5日間保
存し、それから剥離性能試験を行った。この試験では、
試験テープを300mm/分の速度で引きはがすのに要
する力を測定した。結果は表2のとおりである。
【0017】
【表2】
【0018】実施例 2 実施例1と同様にして、対照、A、BおよびDの組成物
を調製した。これらの組成物のそれぞれに、ジメチルシ
ロキサン、メチル水素シロキサンおよびトリメチルシロ
キサンの共重合体(25℃での粘度:30mm2/分)の
1.2gを架橋剤として添加した。これらの組成物をグ
ラシン紙にコーティングし、硬化速度および剥離力を実
施例1と同様にして測定した。結果は表3のとおりであ
る。
【0019】
【表3】
【0020】実施例 3 実施例1と同様にして、対照およびAの組成物のそれぞ
れにポリメチル水素シロキサンを含有するコーティング
組成物を調製した。この2つの組成物の異なった温度に
おける硬化速度を、示差熱分析(Mettler TA 3000, TC
10 TA プロセッサーおよびDSC 30 セル)で測定した。
この測定により、組成物を容れた小カップおよび空の小
カップの熱の流れの差異を測定して、反応のエンタルピ
ーが決定された。このエンタルピー値から、組成物が9
9%反応するに要する時間が決定された。種々の温度で
の反応時間は表4のとおりである。
【0021】
【表4】
【0022】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、少
ないRh触媒量で、早い硬化と優れた剥離性を示すコー
ティング組成物を提供することができる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下のことを包含することを特徴とする
    ハイドロシリレーション反応における使用に適した触媒
    の製造方法: (A)一般式 Rh(R2S)33 〔ここに、Rは炭素数8以下のアルキル基、フェニル基
    または R'3SiQ− (ここに、Q は炭素数1〜6の2
    価の脂肪族炭化水素基、それぞれのR' は炭素数1〜8
    のアルキル基、炭素数6〜8のアリール基および(CH
    33Si−であり、1つ以上のR' は(CH33Si−
    ではない)であり、かつXはClまたはBrである〕で表
    されるロジウム錯体と、(B)有機水素ポリシロキサン
    (この中で、有機置換基は炭素数1〜8のアルキル基、
    フェニル基から選ばれ、全有機基の少なくとも70%は
    メチル基である)を、(C)ビニルおよびアリル基から
    選ばれるケイ素結合した基を有し、残余の有機基は炭素
    数1〜6のアルキル基およびフェニル基であり、ケイ素
    結合した全ての置換基の少なくとも50%はメチル基で
    あるような、オルガノシロキサンの存在下に反応させ、 (B)によりもたらされたケイ素結合した水素原子の、
    (A)によりもたらされたRh原子に対する比が、0.
    5:1〜6:1の範囲である。
  2. 【請求項2】 それぞれのRがイソプロピルまたはブチ
    ルであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 (B)がジメチルシロキサン単位および
    ジメチル水素シロキサン単位を有することを特徴とす
    る、請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 反応が70℃以下で進行することを特徴
    とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 (B)によりもたらされたケイ素結合し
    た水素原子の、(A)によりもたらされたRh原子に対
    する比が、0.9:1〜2:1の範囲であることを特徴
    とする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の方
    法。
  6. 【請求項6】 次のX、YおよびZを包含する組成物: (X)有機または有機ケイ素化合物から選ばれるオレフ
    ィン性不飽和化合物; (Y)少なくとも1つのケイ素結合した水素原子を有す
    る有機ケイ素化合物; (Z)請求項1ないし5のいずれか1項に記載の方法に
    より得られた触媒。
  7. 【請求項7】 Xは、少なくとも2つの炭素数2〜6の
    オレフィン性不飽和基を有し、残余のケイ素結合した置
    換基の少なくとも90%がメチル基であり、 Y は、少なくとも2つのケイ素結合した水素原子を有
    するメチル水素ポリシロキサンであり、 Xの1分子当たりのケイ素結合した不飽和基とYの1分
    子当たりのケイ素結合した水素原子の和が少なくとも5
    である、 ことを特徴とする、請求項6に記載の組成物。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の組成物を基材に適用
    し、この組成物を硬化することを特徴とする、基材の処
    理方法。
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