JPH0615618B2 - Fluorine-containing polysilethylene siloxane - Google Patents
Fluorine-containing polysilethylene siloxaneInfo
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- JPH0615618B2 JPH0615618B2 JP17873290A JP17873290A JPH0615618B2 JP H0615618 B2 JPH0615618 B2 JP H0615618B2 JP 17873290 A JP17873290 A JP 17873290A JP 17873290 A JP17873290 A JP 17873290A JP H0615618 B2 JPH0615618 B2 JP H0615618B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、文献未載の新規なポリシルエチレンシロキサ
ンに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a novel polysilethylene siloxane which has not been published in the literature.
(従来技術) ジメチルポリシロキサンは、耐熱性、耐寒性及び耐候性
に優れ、またゴム弾性、離型性、電気特性等の特性に優
れており、各種ゴム材、コーテイング材等の主成分とし
て、建材、輸送機器、家電、事務機等の広範な分野にお
いて使用されている。このようなジメチルポリシロキサ
ンの特性は、主鎖であるシロキサン結合の結合エネルギ
ーが大きく、イオン結合性を有しており、またシロキサ
ン分子の分子間凝集力が小さいということに由来してい
る。(Prior Art) Dimethylpolysiloxane is excellent in heat resistance, cold resistance, and weather resistance, and also has excellent properties such as rubber elasticity, releasability, and electrical characteristics. As a main component of various rubber materials and coating materials, It is used in a wide range of fields such as building materials, transportation equipment, home appliances, and office machines. Such characteristics of dimethylpolysiloxane are derived from the fact that the bond energy of the siloxane bond, which is the main chain, is large, it has ionic bondability, and the intermolecular cohesive force of siloxane molecules is small.
(発明が解決しようとする課題) 然しながら、ジメチルポリシロキサンは、酸、アルカリ
等のイオン性試薬により主鎖の開裂を生じ易く、また機
械的強度特性が不満足である、有機用材に 膨潤し易い
等の欠点を有している。(Problems to be Solved by the Invention) However, dimethylpolysiloxane is liable to cause cleavage of the main chain due to ionic reagents such as acids and alkalis, mechanical strength characteristics are unsatisfactory, and swelling easily to organic materials. Has the drawback of.
この欠点を改善するために、側鎖にトリフロプロピル基
を有するフルオロシリコーンが開発され(米国特許第3,
179,619 号)、有機溶剤に対する膨潤性の問題がある程
度改善されるに至ったが、特に極性溶剤に対する膨潤性
は満足する程度に改善されておらず、また酸、アルカリ
等に対する耐性、機械的強度の問題は依然として解決さ
れていない。To remedy this drawback, fluorosilicones with triflopropyl groups in the side chains have been developed (US Pat. No. 3,
179,619), the problem of swelling property with respect to organic solvents has been improved to some extent, but the swelling property with respect to polar solvents has not been improved to a satisfactory degree, and resistance to acid, alkali, etc., and mechanical strength The problem is still unsolved.
従って本発明は、上述したジメチルポリシロキサンの有
する欠点が解消された新規な含フッ素ポリシロキサン化
合物を提供することを目的とするものである。Therefore, an object of the present invention is to provide a novel fluorine-containing polysiloxane compound in which the above-mentioned drawbacks of dimethylpolysiloxane are eliminated.
(課題を達成するための手段) 本発明のポリシルエチレンシロキサンは、下記一般式
〔I〕、 式中、 Rは、炭素原子数1〜8の一価炭化水素基を示し、複数
のRは互いに同一でも異なる基であってもよい、 Rfは、パーフルオロアルキルエチル基であり、 nは、10〜1,000 の整数である、 で表される。(Means for Achieving the Object) The polysilethylene siloxane of the present invention has the following general formula [I]: In the formula, R represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, plural Rs may be the same or different from each other, Rf is a perfluoroalkylethyl group, and n is It is an integer from 10 to 1,000 and is represented by.
即ち本発明は、シロキサン主鎖にシルエチレン結合を導
入することにより、機械的強度及び酸、アルカリ等の薬
剤に対する耐性を向上させ、また側鎖に1個のパーフル
オロアルキルエチル基を導入することにより、有機溶
剤、機械油等に対する膨潤性を低下させ、さらに離型
性、撥水・撥油性を向上させることに成功したものであ
る。That is, the present invention improves mechanical strength and resistance to chemicals such as acid and alkali by introducing a silethylene bond into the siloxane main chain, and also introduces one perfluoroalkylethyl group into the side chain. Thus, the swelling property with respect to an organic solvent, machine oil, etc. is reduced, and further, the mold releasability and the water / oil repellency are improved.
上記一般式〔I〕において、基Rは、炭素原子数1〜8
の一価炭化水素基であるが、好ましくは、メチル基、エ
チル基、プロピル基等の炭素原子数が8以下の低級アル
キル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニ
ル基、アリル基、イソプロペノキシ基等のアルケニル
基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンゾル
基、2-フェニルエチル基等のアラルキル基などを例示す
ることができる。これら複数のRは、互いに同一の基で
あってもよいし、異なる基であってもよい。本発明にお
いて、最も好適なRは、低級アルキル基、特にメチル基
である。In the above general formula [I], the group R has 1 to 8 carbon atoms.
The monovalent hydrocarbon group is preferably a lower alkyl group having 8 or less carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group, a vinyl group, an allyl group, an isopropenoxy group. Examples thereof include an alkenyl group such as, an aryl group such as a phenyl group and a tolyl group, an aralkyl group such as a benzol group, and a 2-phenylethyl group. The plurality of Rs may be the same group or different groups. In the present invention, the most preferred R is a lower alkyl group, especially a methyl group.
また基Rfは、パーフルオロアルキルエチル基であり、具
体的には、下記式、 −CH2CH2CmF2m+1 で表される基であり、該式中、mは1〜10の整数である
ことが好ましい。このようなパーフルオロアルキルエチ
ル基としては、例えば CH3CH2CH2−,(CF3CFCH2CH2−,
C4F9CH2CH2−,C6F12CH2CH2−, C8F17CH2CH2−, C10
F21CH2CH2− 等を挙げることができる。The group Rf is a perfluoroalkylethyl group, specifically, a group represented by the following formula, —CH 2 CH 2 C m F 2m + 1 , in which m is 1 to 10. It is preferably an integer. Examples of such a perfluoroalkylethyl group include CH 3 CH 2 CH 2 —, (CF 3 CFCH 2 CH 2 —,
C 4 F 9 CH 2 CH 2 −, C 6 F 12 CH 2 CH 2 −, C 8 F 17 CH 2 CH 2 −, C 10
F 21 CH 2 CH 2 − and the like can be mentioned.
また一般式〔I〕において、nは10〜1,000 の整数であ
り、このようなnの値に関連して、本発明のポリシルエ
チレンシロキサンは、25℃における粘度が25〜500,000
cSt 、好ましくは1000〜100,000cStの範囲にあり、液状
ポリマーとして好ましいものである。Further, in the general formula [I], n is an integer of 10 to 1,000, and in relation to such a value of n, the polysilethylene siloxane of the present invention has a viscosity of 25 to 500,000 at 25 ° C.
It is in the range of cSt, preferably 1000 to 100,000 cSt, which is preferable as a liquid polymer.
製造方法 本発明のポリシルエチレンシロキサンは、種々の方法で
合成可能であるが、代表的には、下記一般式〔II〕、 式中、R及びRfは前記の通りである、 で表されるジクロルシランを加水分解することによって
合成する方法、及び下記式〔III〕、 式中、R及びRfは前記の通りである、 で表される5員環状シルエチレンシロキサンを開環重合
することによって合成する方法を挙げることができる。Production Method The polysilethylene siloxane of the present invention can be synthesized by various methods, but typically, the following general formula [II], In the formula, R and Rf are as described above, a method of synthesizing by dichlorosilane represented by, and the following formula [III], In the formula, R and Rf are as described above, and a method of synthesizing the 5-membered cyclic silethylene siloxane represented by by ring-opening polymerization can be mentioned.
この開環重合は、一般に、重合触媒の存在下において10
〜200 ℃の温度に加熱して行われる。用いる重合触媒
としては、リチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカ
リ金属の水酸化物及びシラノレートが好適に使用され、
この他、通常のジメチルポリシロキサンの開環重合に使
用される酸触媒、アルカリ触媒等も使用することができ
る。かかる重合触媒は、その種類によっても異なるが、
一般に5員環状シルエチレンシロキサン 100重量部当た
り、 0.001〜5重量部の割合で使用することが好まし
い。This ring-opening polymerization is generally carried out in the presence of a polymerization catalyst at 10
It is performed by heating to a temperature of ~ 200 ° C. As the polymerization catalyst used, lithium, potassium, hydroxides of alkali metals such as sodium and silanolates are preferably used,
In addition to these, an acid catalyst, an alkali catalyst, etc. which are commonly used for ring-opening polymerization of dimethylpolysiloxane can also be used. Such a polymerization catalyst varies depending on its type,
Generally, it is preferable to use 0.001 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of 5-membered cyclic silethylene siloxane.
ポリシルエチレンシロキサン かくして得られる本発明のポリシルエチレンシロキサン
は、前記一般式〔I〕で表されるように、主鎖にシルエ
チレン結合とシロキサン結合とを有し、且つ両末端にシ
ラノール基を有している。このポリシルエチレンシロキ
サンは、耐薬品性、撥水性、電気特性等の特性に優れ且
つ高強度、高伸長なエラストマーの主成分として極めて
有用な液状ポリマーである。例えば、通常のシリコーン
化合物に適用される架橋反応により、本発明のポリシル
エチレンシロキサンを硬化させることにより、上記特性
を有するゴム硬化物を得ることができる。Polysilethylene Siloxane The thus obtained polysilethylene siloxane of the present invention has a silethylene bond and a siloxane bond in the main chain and has silanol groups at both ends, as represented by the above general formula [I]. Have This polysilethylene siloxane is a liquid polymer which is excellent in chemical resistance, water repellency, electrical characteristics and the like, and is extremely useful as a main component of an elastomer having high strength and high elongation. For example, a rubber cured product having the above-mentioned properties can be obtained by curing the polysilethylene siloxane of the present invention by a crosslinking reaction applied to a usual silicone compound.
かかるポリマーは、高機能性のゴム材料として、あるい
はコーティング材用の素材として極めて有用である。Such a polymer is extremely useful as a highly functional rubber material or a raw material for a coating material.
(実施例) 実施例1 冷却管、撹拌羽根、温度計を備えた 300ml4つ口フラス
コに、 下記式、 で表される環状シロキサン 72.6g (0.3モル) アセトニトリル 5g 及び、 純水 54mg(0.003モル) を仕込み、混合撹拌しながら90℃に加熱した。(Example) Example 1 A 300 ml four-necked flask equipped with a cooling tube, a stirring blade and a thermometer was charged with the following formula, The cyclic siloxane represented by 72.6 g (0.3 mol) 5 g of acetonitrile and 54 mg (0.003 mol) of pure water were charged, and the mixture was heated to 90 ° C. with stirring.
次に、この混合液中に、Si/K比(原子比)が 5,000に
なるような量のカリウム−シラノレートを添加したとこ
ろ、3分後に発熱し、内温が 110℃まで上昇し、アセト
ニトリルの還流が激しくなり、その後、徐々に粘度が上
昇した。90℃で3時間熟成を行った後、中和剤としてテ
トラクロルエタン1gを添加し、さらに90℃で3時間熟
成を行った。Next, when potassium-silanolate was added to this mixed solution in an amount such that the Si / K ratio (atomic ratio) was 5,000, heat was generated after 3 minutes, the internal temperature rose to 110 ° C, and The reflux became violent, and then the viscosity gradually increased. After aging at 90 ° C for 3 hours, 1 g of tetrachloroethane was added as a neutralizing agent, and further aging at 90 ° C for 3 hours.
次に、室温まで冷却し、反応液を加圧過し、液をエ
バポレーターにより、100℃、3mmHgで2時間、減圧ス
トリップしてオイル状物68gを得た。Next, it was cooled to room temperature, the reaction solution was pressurized, and the solution was vacuum stripped at 100 ° C. for 3 hours at 3 mmHg by an evaporator to obtain 68 g of an oily substance.
このオイルについて、GPC、OH基定量、1H-NMR、19F-
NMR による分析を行ったところ、次のような結果であっ
た。About this oil, GPC, OH group determination, 1 H-NMR, 19 F-
When analyzed by NMR, the following results were obtained.
GPC; 測定機器 東ソー(株)製 HLC−8020 測定条件 カラム:G2500+G4000(各1本) 溶媒 :フロン-113 流量 :1ml/min 検出器:示差屈折計 温度 :35℃ 第1図にそのチャートを示す。GPC; Measuring instrument Tosoh Corp. HLC-8020 Measuring conditions Column: G2500 + G4000 (1 each) Solvent: Freon-113 Flow rate: 1 ml / min Detector: Differential refractometer Temperature: 35 ° C The chart is shown in Fig. 1. .
このチャートから明らかな通り、単分散のパターンが示
された。As is clear from this chart, a monodisperse pattern was shown.
OH基定量; 4.13×10-5モル/g1 H-NMR;CCl4中、内部標準CHCl3 δ(ppm) 0.10 (s,Si-CH3,9H) 0.45 (s,Si-CH2CH2-Si,4H) 0.80 (t,Si-CH2,2H) 2.11 (t,CF3-CH2,2H)19 F-NMR;CF3COOH 8.81ppm CF3-CH2 以上の結果から、上記オイルは、下記式、 で表されるポリマーであることが確認された。OH group quantification; 4.13 × 10 -5 mol / g 1 H-NMR; internal standard CHCl 3 δ (ppm) 0.10 (s, Si-CH 3 , 9H) 0.45 (s, Si-CH 2 CH 2 in CCl 4 -Si, 4H) 0.80 (t, Si-CH 2, 2H) 2.11 (t, CF 3 -CH 2, 2H) 19 F-NMR; CF 3 COOH 8.81ppm CF 3 from -CH 2 above results, the oil Is the following formula, It was confirmed that the polymer was represented by
実施例2 冷却管、撹拌羽根、温度計を備えた 300ml4つ口フラス
コに、 下記式、 で表される環状シロキサン 118.4g (0.2モル) アセトニトリル 10g 及び、 純水 36mg (0.002モル) を仕込み、混合撹拌しながら90℃に加熱した。Example 2 A 300 ml four-necked flask equipped with a cooling tube, a stirring blade and a thermometer was charged with the following formula, The cyclic siloxane represented by 118.4 g (0.2 mol) acetonitrile 10 g and pure water 36 mg (0.002 mol) were charged, and the mixture was heated to 90 ° C. with stirring.
次に、この混合液中に、Si/Li比が4,000になるような
量のリチウム−シラノレートを添加し、次いで実施例1
と同様の操作を行って粘性のあるオイル状物 108gを得
た。Next, to this mixture was added lithium-silanolate in an amount such that the Si / Li ratio was 4,000, then Example 1
The same operation as above was performed to obtain 108 g of a viscous oily substance.
このオイルについて、GPC、OH基定量、赤外線スペク
トル、1H-NMR、19F-NMR による分析を行ったところ、次
のような結果であった。When this oil was analyzed by GPC, OH group quantification, infrared spectrum, 1 H-NMR and 19 F-NMR, the following results were obtained.
GPC; 測定機器 東ソー(株)製 HLC−8020 測定条件 カラム:G2500+G4000(各1本) 溶媒 :フロン-113 流量 :1ml/min 検出器:示差屈折計 温度 :35℃ そのチャートを第2図に示す。GPC; Measuring instrument Tosoh Corp. HLC-8020 Measuring conditions Column: G2500 + G4000 (1 each) Solvent: Freon-113 Flow rate: 1 ml / min Detector: Differential refractometer Temperature: 35 ° C The chart is shown in Fig. 2. .
このチャートから明らかな通り、単分散のパターンが示
された。As is clear from this chart, a monodisperse pattern was shown.
OH基定量; 1.10×10-5モル/g1 H-NMR;CCl4中、内部標準 CHCl3 δ(ppm) 0.22 (s,Si-CH3,9H) 0.63 (s,Si-CH2CH2-Si,4H) 0.88 (t,Si-CH2,2H) 2.12 (t,CF2-CH2,2H) 赤外線吸収スペクトル; 第3図にチャートを示す。OH group determination; 1.10 × 10 -5 mol / g 1 H-NMR; internal standard CHCl 3 δ (ppm) 0.22 (s, Si-CH 3 , 9H) 0.63 (s, Si-CH 2 CH 2 in CCl 4 shows a chart in Figure 3; -Si, 4H) 0.88 (t , Si-CH 2, 2H) 2.12 (t, CF 2 -CH 2, 2H) IR absorption spectrum.
C−F:1130〜1260cm-1 19 F-NMR;CF3COOH標準 a:−49.42 ppm b:−47.77 ppm c:−39.87 ppm d:−5.32 ppm 以上の結果から、上記オイルは、下記式、 で表されるポリマーであることが確認された。CF: 1130 to 1260 cm -1 19 F-NMR; CF 3 COOH standard a: −49.42 ppm b: −47.77 ppm c: −39.87 ppm d: −5.32 ppm From the above results, the above oil was It was confirmed that the polymer was represented by
(発明の効果) 本発明によれば、酸、アルカリ等に対して優れた耐性を
有し且つ機械的強度にも優れたゴム硬化物を形成するこ
とが可能な新規含フッ素ポリシルエチレンシロキサン化
合物が得られた。(Effect of the Invention) According to the present invention, a novel fluorine-containing polysilethylene siloxane compound capable of forming a rubber cured product having excellent resistance to acids, alkalis and the like and also having excellent mechanical strength was gotten.
第1図は、実施例1で合成されたポリマーのGPCチャ
ートを示す図であり、 第2図は、実施例2で合成されたポリマーのGPCチャ
ートを示す図であり、 第3図は、実施例2で合成されたポリマーの赤外線吸収
スペクトルを示す図である。1 is a diagram showing a GPC chart of the polymer synthesized in Example 1, FIG. 2 is a diagram showing a GPC chart of the polymer synthesized in Example 2, and FIG. It is a figure which shows the infrared absorption spectrum of the polymer synthesize | combined in Example 2.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 健一 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社シリコーン電子材料技術研 究所内 (72)発明者 菅沼 秀司 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社シリコーン電子材料技術研 究所内 (56)参考文献 特開 昭58−92594(JP,A) 特公 昭46−37743(JP,B1) 米国特許3041363(US,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenichi Fukuda, Kenichi Fukuda 2-13-1, Isobe, Annaka City, Gunma Prefecture Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Research Laboratory (72) Hideji Suganuma Annaka, Gunma Prefecture 2-13-1 Ichiisobu Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicon Silicon Electronic Materials Research Laboratory (56) Reference JP-A-58-92594 (JP, A) JP-B-46-37743 (JP, B1) US Patent 3041363 (US, A)
Claims (1)
のRは互いに同一でも異なる基であってもよい、 Rfは、パーフルオロアルキルエチル基であり、 nは、10〜1,000 の整数である、 で表される含フッ素ポリシルエチレンシロキサン。1. The following general formula [I]: In the formula, R represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, plural Rs may be the same or different from each other, Rf is a perfluoroalkylethyl group, and n is A fluorine-containing polysilethylene siloxane represented by the formula, which is an integer of 10 to 1,000.
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JP17873290A JPH0615618B2 (en) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | Fluorine-containing polysilethylene siloxane |
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Family Applications (1)
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