JPH06329804A - オルガノポリシロキサンの製造方法 - Google Patents

オルガノポリシロキサンの製造方法

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JPH06329804A
JPH06329804A JP14132293A JP14132293A JPH06329804A JP H06329804 A JPH06329804 A JP H06329804A JP 14132293 A JP14132293 A JP 14132293A JP 14132293 A JP14132293 A JP 14132293A JP H06329804 A JPH06329804 A JP H06329804A
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実 五十嵐
Susumu Sekiguchi
晋 関口
Yoshio Inoue
凱夫 井上
Masaharu Takahashi
政晴 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ヒドロキシ基含有オルガノシロキサンを、Pk
a が3以下の酸触媒を用いて重合し、得られたオルガノ
ポリシロキサンに、ヘキサオルガノジシラザンを添加す
ることにより、前記酸触媒の中和とオルガノポリシロキ
サンの分子鎖末端へのトリオルガノシリルの導入とを行
って高分子量のオルガノポリシロキサンを製造する。 【効果】 分子鎖両端がトリオルガノシリル基で封鎖さ
れた高分子量のオルガノポリシロキサンを容易に得るこ
とができる。しかも、製造工程中でのシロキサン結合の
切断が有効に抑制されており、得られるオルガノポリシ
ロキサン中の低分子シロキサン含有量は、極めて少な
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸触媒を用いての重合
により得られたオルガノポリシロキサンの分子鎖末端へ
の有機基の導入と酸触媒の中和とを同時に行うオルガノ
ポリシロキサンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、高分子量のオルガノポリシロキ
サンは、環状の低分子シロキサン等を酸あるいは塩基性
触媒を用いて重合させることにより製造されている。こ
れらの触媒としては、通常、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、テトラアルキルアンモニウムハイドロオキサ
イド或いはこれらのシリコネート、塩酸、硫酸等が広く
使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述した
触媒を用いての重合は、所謂平衡化反応であるため、出
発原料の環状シロキサンの結合を切断だけでなく、生成
する線状オルガノポリシロキサンのシロキサン結合の切
断をも生じる。このために、得られるオルガノポリシロ
キサン中には、比較的低分子量のオルガノポリシロキサ
ンが含まれるという問題がある。
【0004】従って、低分子シロキサンの生成が少ない
重合法が種々検討されている。例えば特開平3−179
027号公報には、ヒドロキシ基を有するオルガノシロ
キサンに、酸性化合物から成る触媒を作用させて縮合反
応を行うことにより、高分子量のオルガノポリシロキサ
ンが得られることが開示されており、これらの酸性化合
物を用いることにより、シロキサン結合を切断すること
なく、縮合反応が行われることが明らかにされている。
【0005】ところで、ヒドロキシ基を有するオルガノ
シロキサンに酸触媒を作用させて重合を行うと、得られ
るオルガノポリシロキサン中には、触媒として使用され
た酸が当然の如く含まれている。このような酸触媒がオ
ルガノポリシロキサン中に含まれていると、オルガノポ
リシロキサンのシロキサン結合の切断が生じ、好ましく
ない低分子環状シロキサンが生成するため、オルガノポ
リシロキサンの安定性が損なわれる。
【0006】従って前述した方法では、重合後に中和を
行うことが必要であるが、この中和工程でシロキサン結
合の切断を生じ、実際問題としては、低分子量のオルガ
ノポリシロキサンの生成を避けることが困難となってい
る。また、中和剤としてアルカリ金属の水酸化物等を用
いた場合には、オルガノポリシロキサンの末端は水酸基
で停止し、末端に有機基を導入する場合には、この中和
工程の他に別の処理工程が必要となってくる。
【0007】従って、本発明の課題は、低分子量のオル
ガノポリシロキサンの生成を可及的に抑制し、しかも触
媒の中和と分子鎖の末端への有機基の導入とを同時に行
うことにより高分子量のオルガノポリシロキサンを製造
する方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ヒドロ
キシ基含有オルガノシロキサンを、Pka が3以下の酸触
媒を用いて重合する工程、及び、前記工程で得られたオ
ルガノポリシロキサンに、下記一般式(1): R3 SiNHSiR3 (1) 式中、Rは、同一でも異なっていてもよく、非置換また
は置換の一価炭化水素基である、で表されるヘキサオル
ガノジシラザンを混合することにより、前記酸触媒の中
和と、前記工程で得られたオルガノポリシロキサンの分
子鎖末端への基Rの導入とを行う工程、から成ることを
特徴とするオルガノポリシロキサンの製造方法が提供さ
れる。
【0009】
【作用】即ち、本発明は、Pka が3以下の酸触媒を用い
てのヒドロキシ基含有オルガノシロキサンの縮重合生成
物に、ヘキサオルガノジシラザンを添加することによ
り、酸触媒の中和と分子鎖末端への有機基の導入とが、
シロキサン結合の切断を生じることなく有効に行われる
という新規知見に基づくものである。
【0010】
【発明の好適態様】出発原料 本発明方法において、出発原料としては、下記一般式
(2):
【化1】 式中、R1 及びR2 は、同一でも異なっていてもよく、
非置換または置換の一価炭化水素基であり、nは、2〜
3,000 の整数である、で表される分子鎖両末端にシラノ
ール基を有するオルガノポリシロキサンが使用される。
【0011】かかる一般式(2)において、R1 及びR
2 は非置換または置換の一価炭化水素基であるが、具体
的にはメチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル
基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、シクロヘキ
シル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基等
のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラ
ルキル基、及びこれらの基の水素原子の一部または全部
をハロゲン原子、シアノ基等で置換した基、例えばクロ
ロメチル基、トリフロロプロピル基、シアノエチル基、
α−シアノフェニルエチル基等を例示することができ
る。
【0012】また、nは重合度を表わす整数であり、2
〜3,000 であるが、経済性の観点から、好ましくは10〜
1,000 の整数である。
【0013】本発明においては、上記のオルガノポリシ
ロキサンの中でも、低分子シロキサン量を抑えるという
観点から、ストリップ等の除去操作により重合に関与し
ない環状シロキサンを極力除いたものが好適に使用され
る。
【0014】重合工程 本発明においては、上述した両末端がヒドロキシ基で封
鎖されているオルガノシロキサンの縮重合を、Pka (2
0℃)が3以下の酸触媒を用いて行う。酸触媒であって
も、Pka が3よりも大きい場合には、重縮合が速やかに
進行せず不適当である。Pka が3以下の酸触媒は、オル
ガノポリシロキサンの重合に従来から使用されている公
知のものであり、その代表的なものとして、以下のもの
を例示することができる。
【0015】CF3 COOH,FCH2 COOH,C3
7 COOH,C3 7 OCF(CF3 )COOH,C
3 7 OCF(CF3 )CF2 OCF(CF3 )COO
H,ClCH2 COOH,BrCH2 COOH,CH2
(COOH)2
【0016】本発明において、上述した酸触媒は、前述
した両末端がヒドロキシ基で封鎖されているオルガノシ
ロキサン100重量部当たり0.0001〜10重量部、好ま
しくは0.001 〜0.1重量部の量で使用される。
【0017】酸触媒を用いての縮重合は、前記オルガノ
シロキサンと酸触媒とを混合し、通常、25〜200℃
の温度に加熱することによって行われ、これによって、
シロキサン結合の切断を生じることなく、鎖長延長され
た高重合度のオルガノポリシロキサンが得られる。この
オルガノポリシロキサンの末端はシラノールとなってい
る。
【0018】中和及び末端封鎖工程 本発明によれば、上記の縮重合反応が終了した後、この
反応系に、前記一般式(1)、即ち、 R3 SiNHSiR3 (1) で表されるヘキサオルガノジシラザンを添加混合するこ
とにより、酸触媒の中和と同時に、生成した高重合度オ
ルガノポリシロキサンの末端シラノールの封鎖が行われ
る。即ち、前記工程で得られたオルガノポリシロキサン
の末端シラノールと上記ヘキサオルガノジシラザンと
は、下記式: 2・≡SiOH + R3 SiNHSiR3 ──> 2・≡SiOSiR3 +NH3 に従って反応し、末端シラノールがトリオルガノシリル
基で封鎖され、同時に、ここで発生したNH3 により,
酸触媒の中和が行われるものである。
【0019】前記一般式(1)において、Rは、非置換
または置換の一価炭化水素基であるが、その具体例とし
ては、前記一般式(2)のR1 について例示したものと
同様の基を挙げることができる。本発明において、特に
好ましい基は、アルキル基、ビニル基等である。
【0020】本発明において、上記のヘキサオルガノジ
シラザンは、酸触媒の中和とオルガノポリシロキサンの
末端封鎖とを行うものであるから、少なくとも酸触媒に
対して等モル以上の量を使用することが必要であり、特
に重合工程で得られたオルガノシロキサン100重量部
当たり0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜2重量部の量
で使用される。これよりも少量であると、末端封鎖を有
効に行うことが困難であり、また多量に使用されると、
経済的に不利となるばかりか、ストリップ工程に時間が
かかり、またシロキサン結合に切断が生じ、低分子量の
オルガノポリシロキサンが生成してしまう。
【0021】ヘキサオルガノジシラザンを用いての中和
及び末端封鎖は、通常、ヘキサオルガノジシラザンを反
応系に添加して均一に攪拌するのみで行われるが、必要
により、ヘキサオルガノジシラザンの沸点(通常、20
0℃よりも低い)以下の温度に加熱してもよい。これ以
上の温度に加熱すると、ヘキサオルガノジシラザンが飛
散して反応が有効に進行しないばかりか、シロキサン結
合に切断が生じ、低分子量のオルガノポリシロキサンが
生成するという不都合が生じる。
【0022】反応終了後は、加熱、減圧等により、過剰
にヘキサオルガノジシラザン等が除去され、目的とする
高分子量オルガノポリシロキサンが得られる。このオル
ガノポリシロキサンの末端は、トリオルガノシリル基、
即ち、R3 Si基で封鎖されている。
【0023】
【実施例】以下の例において、Dnは重合度を意味し、
例えばD3とは、重合度が3であることを示す。また粘
度は、25℃での測定値を示す。
【0024】実施例1 両末端がヒドロキシ基のポリジメチルシロキサン(粘度;720cSt) 2,000 g C3 7 OCF(CF3 )CF2 OCF(CF3 )COOH 2.0g を混合し、この混合物を100℃で2時間攪拌したとこ
ろ、両末端がヒドロキシ基で停止した数平均分子量3.9
×105 のポリジメチルシロキサンが得られた。このポ
リジメチルシロキサン中の低分子シロキサンの含有量を
ガスクロマトグラフィーで測定したところ、D3〜D2
0のものが950ppm であった。
【0025】得られたポリジメチルシロキサン100g
に対して、ヘキサメチルジシラザンを0.5g添加し、室
温下で2時間攪拌した。次いで、窒素ガス通気下で15
0℃に加熱保持し、過剰量のヘキサメチルジシラザンを
除去し、両末端がトリメチルシリル基で封鎖されたポリ
ジメチルシロキサンを得た。このポリジメチルシロキサ
ン中に含まれる低分子シロキサン(D3〜D20)は、
1030ppm であり、先の重合工程終了後と殆ど変化し
ておらず、この中和及び末端封鎖工程でシロキサン結合
の切断が殆ど生じていないことがわかる。
【0026】またヘキサメチルジシラザン処理前後のポ
リジメチルシロキサンを用いてそれぞれ10%濃度のト
ルエン溶液を調製し、その25℃での粘度の経時変化を
測定した。その結果を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】上記の結果から、ヘキサメチルジシラザン
処理前のポリジメチルシロキサンのトルエン溶液は粘度
が不安定であり、経時にともなって粘度が低下していく
ことが判る。これは、該ポリマー中に酸触媒が中和され
ずに存在しているため、シロキサン結合の切断が生じる
ためと考えられる。一方、本発明にしたがってヘキサメ
チルジシラザン処理が行われたものでは、粘度が安定に
保持されている。即ち、該ポリマー中に存在する酸触媒
は中和されているため、シロキサン結合の切断が生じな
いと考えられる。
【0029】さらにヘキサメチルジシラザン処理された
ポリジメチルシロキサンの10%トルエン溶液100g
に、テトラメトキシシラン0.5gと、テトラプロピルチ
タネト0.01gを添加したが、粘度の上昇は認めれなか
った。このことから、ポリマーの末端にはヒドロキシル
基が殆ど存在しておらず、トリメチルシリル基が導入さ
れていることが判る。
【0030】実施例2 実施例1で得られたヘキサメチルジシラザン処理前のポ
リジメチルシロキサン100gに、ヘキサメチルジシラ
ザン0.3gを添加し、60℃の温度を維持しながら1時
間攪拌を行った。次いで150℃に加熱し、窒素ガス通
気下で過剰量のヘキサメチルジシラザンを除去したとこ
ろ、両末端がトリメチルシリル基で封鎖されたポリジメ
チルシロキサン(数平均分子量3.9×105 )が得られ
た。このD3〜D20含有量は 1100ppmであった。
【0031】実施例3 実施例1において、ヘキサメチルジシラザンの代わりに
0.6gの1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメ
チルジシラザンを用いた以外は、実施例1と全く同様の
操作を行って量末端がビニルジメチルシリル基で封鎖さ
れたポリジメチルシロキサンを得た。このポリマーの数
平均分子量は、3.9×105 であり、ビニル基含有量は
0.0015 モル/100g、D3〜D20含有量は 1050ppmで
あった。
【0032】比較例1 実施例1で得られたヘキサメチルジシラザン処理前のポ
リジメチルシロキサン100gに、水酸化ナトリウム水
溶液1.0g(NaOH:0.05g) を添加し、室温で2時間攪拌
を行った。次いで、この反応系を150℃に加熱して水
を除去し、両末端がヒドロキシル基で封鎖されたポリジ
メチルシロキサンを得た。このポリマー中には、D3〜
D20の低分子シロキサンが 6300ppm含まれており、原
料に比して低分子シロキサン含有量が著しく増加してお
り、反応中にシロキサン結合の切断が生じていることが
判る。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、分子鎖両端がトリオル
ガノシリル基で封鎖された高分子量のオルガノポリシロ
キサンを容易に得ることができる。しかも、製造工程中
でのシロキサン結合の切断が有効に抑制されており、得
られるオルガノポリシロキサン中の低分子シロキサン含
有量は、極めて少ない。
フロントページの続き (72)発明者 井上 凱夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 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 高橋 政晴 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒドロキシ基含有オルガノシロキサンを、
    Pka が3以下の酸触媒を用いて重合する工程、及び、 前記工程で得られたオルガノポリシロキサンに、下記一
    般式(1): R3 SiNHSiR3 (1) 式中、Rは、同一でも異なっていてもよく、非置換また
    は置換の一価炭化水素基である、で表されるヘキサオル
    ガノジシラザンを混合することにより、前記酸触媒の中
    和と、該オルガノポリシロキサンの分子鎖末端への基R
    の導入とを行う工程、から成ることを特徴とするオルガ
    ノポリシロキサンの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1717260A1 (de) * 2005-04-21 2006-11-02 Wacker Chemie AG Verfahren zur Herstellung von Triorganosiloxygruppen aufweisenden Organopolysiloxanen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1717260A1 (de) * 2005-04-21 2006-11-02 Wacker Chemie AG Verfahren zur Herstellung von Triorganosiloxygruppen aufweisenden Organopolysiloxanen
US7504467B2 (en) 2005-04-21 2009-03-17 Wacker Chemie Ag Process for preparing organopolysiloxanes having triorganosiloxy groups

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