JPH10510571A - 重合体の光及び熱安定化に有用な立体障害環状アミン官能基を含有する新規なシリコーン化合物 - Google Patents
重合体の光及び熱安定化に有用な立体障害環状アミン官能基を含有する新規なシリコーン化合物Info
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- JPH10510571A JPH10510571A JP8518359A JP51835996A JPH10510571A JP H10510571 A JPH10510571 A JP H10510571A JP 8518359 A JP8518359 A JP 8518359A JP 51835996 A JP51835996 A JP 51835996A JP H10510571 A JPH10510571 A JP H10510571A
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、次式(I)
{ここで、R1はC1〜C4炭化水素基を表わし、Xは次式(II)
Description
【発明の詳細な説明】
重合体の光及び熱安定化に有用な立体障害環状アミン官能基
を含有する新規なシリコーン化合物
本発明は、第一の主題として、Si−A−C結合(ここで、Aは低炭素縮合の
有機珪素残基である。)を介して珪素原子に結合した立体障害環状アミン官能基
を1分子当たり少なくとも1個含む新規なシリコーン化合物に関する。また、本
発明は、第一の主題として、1分子当たり、Si−A−C結合(ここで、Aは低
炭素縮合の有機珪素残基である。)を介して珪素原子に結合した立体障害環状ア
ミン官能基を少なくとも1個及び相溶化性Si−C結合を介して珪素に結合した
その他の相溶化性官能基を少なくとも1個含む新規な混成シリコーン化合物に関
する。また、本発明は、第二の主題として、このようなシリコーン化合物の製造
法に関する。さらに、本発明は、第三の主題として、重合体の紫外線(UV)、
大気酸素及び熱の作用下での耐分解性を向上させるためにこれらの化合物を重合
体に使用することに関する。
事実、有機重合体、特にポリオレフィン及びポリアルカジエンは、外部作因、
特に空気と太陽紫外線の総合作用に付されたときに分解する。
この分解は、一般に、重合体に少量の安定化剤を導入することによって制限さ
れる。
これらのUV安定剤のうちでも、立体障害環状アミン、特に2,2,6,6−
テトラメチルピペリジンが現在最も有効なものである。
しかし、実際には、これらのUV安定剤の使用と関係する主な問題点の一つは
、重合体内のそれらの易動性を含むそれらの有効性と、安定化すべき重合体との
優れた相溶性を有する高分子量の分子の使用を含むそれらの作用の持久性との間
の良好な妥協を得ることである。
従来技術では、立体障害ピペリジル官能基を有するポリオルガノシロキサンに
頼ることが提案された。この従来技術を例示する文献として、特開平1−962
59号、ヨーロッパ公開第0,338,393号、ヨーロッパ公開第0,343
,717号、ヨーロッパ公開第0,358,190号、ヨーロッパ公開第0,3
88,321号及びヨーロッパ公開第0,491,659号が挙げられる。
しかし、本出願人の知る限りでは、この技術分野の文献のいずれも、一方で、
それぞれの立体障害環状アミン官能基がSi−A−C結合(ここで、Aは低炭素
縮合の有機珪素残基である。)を介して珪素原子に結合した構造を有し、他方で
、重合体の紫外線、大気酸素及び熱の作用下での耐分解性を向上させるのに有用
な性質を付与されたポリオルガノシロキサンを記載していない。
さらに詳しくは、本発明は、第一の主題として、次式(I)
{ここで、
・記号R1は同一であっても異なっていてもよく、1〜4個の炭素原子を有する
線状又は分岐状のアルキル基及びフェニル基から選ばれる1価の炭化水素基を表
わし、
・記号Xは次式(II)
(ここで、
・記号Rは同一であっても異なっていてもよく、1〜4個の炭素原子を有する
線状若しくは分岐状のアルキル基、フェニル基又はフェニルアルキル基(線状若
しくは分岐状のアルキル基は1〜3個の炭素原子を有する。)から選ばれ、
・Uは−O−又は−NR’−(R’は水素原子又は1〜6個の炭素原子を有す
る線状若しくは分岐状のアルキル基から選ばれる。)を表わし、
・記号Zは、8〜30個の炭素原子を含有する環状炭化水素鎖内に第二又は第
三アミン官能基を含有する1価の基(その遊離原子価は炭素原子上にある。また
、環窒素原子に関してα及びα’位置にある2個の環炭素原子は水素原
子を含有しない。)を表わし、
・xは0及び1から選ばれる数であり、
・yは0、1及び2から選ばれる数であり、
・zは1、2及び3から選ばれる数であり、
・y+zの和は常に3に等しい。)
の1価の基を表わし、
・aは0、1及び2から選ばれる数である。}
の少なくとも1個のシロキシ官能性単位を含めて、1分子当たり少なくとも3個
のシロキシ単位を含むポリオルガノシロキサンに関する。
さらに、このポリオルガノシロキサンは、随意として、次式(III)
{ここで、
・記号R1は式(I)について上で示したものと同じ意味を有し、
・記号Wは、4個以上の炭素原子を有する線状若しくは分岐状のアルキル基、式
−R2−COO−R3(ここで、R2は5〜20個の炭素原子を有する線状若しく
は分岐状のアルキレン基を表わし、R3は1〜12個の炭素原子を有する線状若
しくは分岐状のアルキル基を表わす。)の基、式−R4−O−(R5−O)c−R6
(ここで、R4は3〜15個の炭素原子を有する線状若しくは分岐状のアルキレ
ン基を表わし、R5は1〜3個の炭素原子を有する線状若しくは分岐状のアルキ
レン基を表わし、cは0〜10の数であり、R6は水素原子、1〜12個の炭素
原子を有する線状若しくは分岐状のアルキル基又は式−CO−R7(ここで、R7
は1〜11個の炭素原子を有する線状若しくは分岐状のアルキル基を表わす。)
のアシル基を表わす。)の基から選ばれる相溶化性官能基を含有する1価の基を
表わし、
・bは0、1及び2から選ばれる数である。}
の少なくとも1個のその他のシロキシ官能性単位を有する。
本発明のポリオルガノシロキサンのさらに可能なシロキシ単位は、次式(IV)
{ここで、
・記号R1は式(I)について上で示したものと同じ意味を有し、
・dは0、1、2及び3から選ばれる数であり、
・eは0及び1から選ばれる数であり、
・d+eの和は3よりも大きくない。}
のシロキシ単位に相当する。
式(I)のシロキシ単位は、2個以上であるときは、互いに同一であっても異
なっていてもよい。同じことが式(III)及び式(IV)のシロキシ単位について言
える。
本発明の説明において、下記の定義を適用するものとする。
−“環状アミン官能基”:珪素原子に結合させる2価[式(II)においてz=1
のとき]、3価[z=2のとき]又は4価[z=3のとき]のオルガノ珪素結合
単位を有しない1価の基Z。
−“相溶化性官能基”:珪素原子に直接結合される(この場合には、Si−C結
合が形成される。)随意の1価の基W。
−“混成オルガノポリシロキサン(又は重合体)”:アミン官能基と相溶化性官
能基の双方を有する重合体。
さらに、記号a、b、d及びeが取り得る意味を考慮すれば、本発明に従うポ
リオルガノシロキサンは、線状、環状又は分岐状(樹脂)構造或いはこれらの構
造の混合物を有し得ることを理解されたい。それが線状の重合体に関するときは
、このものは随意として50モル%までの分岐[“T”(BSiO3/2)及び(
又は)“Q”(SiO4/2)型の単位](Bは1価の有機残基である。)を有す
ることができる。
また、それがポリオルガノシロキサン樹脂に関するときは、このものは少なく
とも二つの型の異なったシロキシ単位、即ち、[“M”(B3SiO1/2)及び
(又は)“T”単位並びに随意として“D”(B2SiO2/2)単位]からなる。
“M”単位の数/“Q”及び(又は)“T”単位の数の比は、一般に4/1〜0
.5/1であり、“D”単位の数/“Q”及び(又は)“T”単位の数の比は、
一般に0〜100/1の間である。
式(I)、並びに随意としての式(III)及び式(IV)の単位の数は、有利には
、本発明に従うポリオルガノシロキサンが、
−少なくとも0.5モル%、好ましくは8〜90モル%のアミン官能基、及び
−少なくとも0.5モル%、好ましくは8〜90モル%の相溶化性官能基
を含有するようなものである。示したモル%値は、100個の珪素原子当たりの
官能基のモル数を表わす。
好ましいR1基は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル又はn−ブ
チルである。さらに好ましくはR1基の少なくとも80モル%はメチルである。
好ましい環状アミン官能基を含有する基Xは、式(II)において記号R、U、
x、y及びzが前記の意味を有し且つ記号Zが次式(V)
{ここで、
・R8基は互いに同一であっても異なっていてもよく、1〜3個の炭素原子を有
する線状又は分岐状のアルキル基、フェニル基及びベンジル基から選ばれ、
・R9は水素原子、1〜12個の炭素原子を有する線状又は分岐状のアルキル基
、アルキルカルボニル基(ここで、アルキル残基は1〜8個の炭素原子を有する
線状又は分岐状の残基である。)、フェニル基、ベンジル基及びO・基から選ば
れ、
・fは0及び1から選ばれる数である。}
の基である上記の式(II)の基Xから選ばれる。
さらに好ましくは、環状アミン官能基を含有する基Xは、
・R基がメチル及び(又は)フェニル基であり、
・Uが−O−又は−NR’−基(R’は水素又はメチル基である。)であり、
・ZがR8基はメチル基であり、R9基は水素原子又はメチル基である上記の式(
V)の環状アミン官能基であり、
・fは1に等しい数であり、
・xは0に等しいが、y及びzは式(II)について前記した意味を有する
前記の式(II)の基Xから選ばれる。
好ましい随意の相溶化性官能基Wは、5〜18個の炭素原子を有する線状又は
分岐状のアルキル基、式−R2−COO−R3(ここで、R2は8〜12個の炭素
原子を有する線状又は分岐状のアルキレン基を表わし、R3は1〜6個の炭素原
子を有するの線状又は分岐状のアルキル基を表わす。)の基、式−R4−O−(
R5−O)c−R6(ここで、R4は3〜6個の炭素原子を有する線状又は分岐状の
アルキレン基を表わし、R5は2〜3個の炭素原子を有する線状又は分岐状のア
ルキレン基を表わし、cは0〜6の数であり、R6は水素原子、1〜6個の炭素
原子を有する線状若しくは分岐状のアルキル基又は式−CO−R7(ここで、R7
は1〜5個の炭素原子を有する線状若しくは分岐状のアルキル基を表わす。)の
アシル基を表わす。)の基から選ばれる。
さらに好ましくは、相溶化性官能基Wは、n−オクチル、n−ウンデシル、n
−ドデシル、n−トリデシル、又はメチル若しくはエチルデカメチレンカルボキ
シレート基から選ばれる。
本発明は、その主題として、さらに詳しくは、
−次の平均式(VI)
{ここで、
・記号R1、X及びWは式(I)及び(III)に関して上で示した一般的な意味を有
し、
・記号YはR1、X、W及び水素原子から選ばれる1価の基を表わし、
・mは0〜180の間の整数又は分数であり、
・nは0〜180の間の整数又は分数であり、
・pは0〜30の間の整数又は分数であり、
・qは0〜100の間の整数又は分数であり、
・ただし、下記の条件に従う:
−mが0以外であり及び随意としてnが0以外であるならば、m+n+p+q
の和は5〜200の範囲内にあり、比率100m/m+n+p+q+2≧0.5
であり、比率100n/m+n+p+q+2≧0.5であり、この比率は上の比
率と同一であっても異なっていてもよく、
−m=0であり及び随意としてnが0以外であるならば、Y置換基の少なくと
も1個はX基を表わし、n+p+qの和は5〜100の範囲内にあり、比率10
0n/n+p+q+2≧0.5であり、
−mが0以外であり且つn=0であるならば、m+p+qの和は5〜100の
範囲内にあり、比率100m/m+p+q+2≧0.5であり、随意としてY置
換基の少なくとも1個はW基を表わし、
−m=0であり且つn=0であるならば、p+qの和は5〜100の範囲内に
あり、Y置換基の1個はX基であり、随意として他のY置換基はW基であってよ
い。}
の統計的な序列又はブロックの線状の随意に混成のポリジオルガノシロキサン共
重合体、及び
−次の平均式(VII)
{ここで、
・記号R1、X及びWは式(I)及び(III)に関して上で示した一般的な意味を有
し、
・rは1〜9の間の整数又は分数であり、
・sは0〜9の間の整数又は分数であり、
・tは0〜1.5の間の整数又は分数であり、
・uは0〜5の間の整数又は分数であり、
・r+s+t+uの和は3〜10の範囲内にある。}
の環状の随意に混成のポリジオルガノシロキサン共重合体
を目的とする。
式(VI)の重合体は、好ましいもの(いわゆるLP1重合体)又はさらに好ま
しいもの(いわゆるLP2重合体)を含み、
・記号YがR1を表わし、
・mが1〜90の間の整数又は分数であり、
・nが1〜90の間の整数又は分数であり、
・pが0〜15の間の整数又は分数であり、
・qが0〜50の間の整数又は分数であり、
・m+n+p+qの和が10〜100の間の整数又は分数であり、
・比率100m/m+n+p+q+2が8〜90の範囲内にあり、
・ただし、次の条件に従う:nが0以外であるならば、比率100n/m+n+
p+q+2が8〜90の範囲内にあり、この比率は上の比率と同一であっても異
なっていてもよく、
・基R1、X及びWが、それぞれについて上に示した好ましい定義(LP1重合
体の場合)又はさらに好ましい定義(LP2重合体の場合)を同時に有する
ものである。
式(VII)の重合体は、好ましいもの(いわゆるCP1重合体)又は非常に好ま
しいもの(いわゆるCP2重合体)を含み、
・rが1〜4.5の間の整数又は分数であり、
・sが0〜4.5の間の整数又は分数であり、
・tが0〜0.75の間の整数又は分数であり、
・uが0〜2.5の間の整数又は分数であり、
・r+s+t+uの和が3〜5の間の整数又は分数であり、
・基R1、X及びWが、それぞれについて上に示した好ましい定義(CP1重合
体の場合)又はさらに好ましい定義(CP2重合体の場合)を同時に有する
ものである。
式(VI)の重合体は、その非常に好ましいもの(いわゆるELP1重合体)又
はさらに非常に好ましいもの(いわゆるELP2重合体)を含み、記号nが1〜
90である前記のLP1又はLP2重合体である。
式(VII)の重合体は、その非常に好ましいもの(いわゆるECP1重合体)又
はさらに非常に好ましいもの(いわゆるECP2重合体)を含み、記号sが1〜
90である前記のCP1又はCP2重合体である。
本発明の随意に混成のオルガノポリシロキサンは、
・アミン官能基Zを含有する基X及び相溶化性官能基Wを含まない相当するオル
ガノヒドロポリシロキサン(H)、
・連鎖末端がエチレン性不飽和である化合物(Ψ)(これからアミン官能基Zを
含有する基Xが導かれる。)
・随意として、連鎖末端がエチレン性不飽和である化合物(Ξ)(これから相溶
化性官能基Wが導かれる。)
から有利に得ることができ、この方法は本発明の第二の主題をなす。
従って、本発明の随意に混成のポリオルガノシロキサンは、アミン官能基Zを
含有する基X及び官能基Wを含まない相当するオルガノヒドロポリシロキサン(
H)と、アミン官能基Zを含有する基Xを導く連鎖末端がエチレン性不飽和であ
る有機化合物(Ψ)と、随意としての、官能基Wを導く連鎖末端がエチレン性不
飽和である化合物(Ξ)とから出発して、
−アミン官能基のみを含有する重合体の場合には、付加(ヒドロシリル化)反応
によって、或いは
−アミン官能基を含有し且つ相溶化性官能基を含有する混成の重合体の場合には
、二つの同時的な又は逐次的な付加(ヒドロシリル化)反応によって、
得ることができる。
これらのヒドロシリル化反応は、白金族の金属を基材とした触媒の存在下に2
0〜200℃程度、好ましくは60〜120℃程度の温度で行うことができる。
特に、米国特許第3,715,334号、同3,814,730号、同3,15
9,601号又は同3,159,662号に記載の白金誘導体及び錯体を挙げる
ことができる。
触媒の使用量は、反応混合物に関して金属として表わして、1〜300ppm
程度である。
“(Ψ)のモル数”を定義する場合に、ヒドロシリル化によって(H)と反応
することができるオレフィン性不飽和は単位実態とみなされる。同様に、“(Ξ
)のモル数”を定義する場合に、ヒドロシリル化によって(H)と反応すること
ができるオレフィン性不飽和は単位実態とみなされる。
使用できる反応体の量は、一般に、1〜5程度、好ましくは1〜2程度である
[(Ψ)+随意の(Ξ)]/SiH[(H)の]のモル比に相当する。
ヒドロシリル化反応は、塊状で、或いは好ましくは、トルエン、キシレン、メ
チルシクロヘキサン、テトラヒドロフラン、ヘプタン、オクタン又はイソプロパ
ノールのような揮発性有機溶媒中で行うことができる。反応混合物は、さらに、
特に、モノカルボン酸のアルカリ金属塩、例えば酢酸ナトリウムからなる緩衝剤
を含有することができる。
反応終了後、得られる粗製の随意に混成のポリオルガノシロキサンは、特に、
イオン交換樹脂を充填したカラムに通し及び(又は)過剰に導入した反応体及び
随意に使用した溶媒を100〜180℃で減圧下に単に蒸発させることによって
精製することができる。
例えば、式(VI)の線状混成ポリジオルガノシロキサンの製造のために使用さ
れるオルガノヒドロポリシロキサン(H)は、次式(VIII)
{ここで、
・記号R1及びqは式(VI)に関して上で示した一般的な又は好ましい意味を有
し、
・記号Y’はR1又は水素原子を表わし、
・vはm+n+pに等しい整数又は分数であり、
・ただし、次の条件に従う:v=0であるならば、qは5〜100の範囲内にあ
る数であり、Y’基の少なくとも1個は水素原子を表わす。}
を有するものである。
例えば、式(VII)の環状混成ポリジオルガノシロキサンの製造のために使用
されるオルガノヒドロポリシロキサン(H)は、次式(IX)
{ここで、
・記号R1及びuは式(VII)に関して上で示した一般的な又は好ましい意味を有し
、
・wはr+s+tに等しい整数又は分数であり、
・u+wの和は3〜10の範囲内にある。}
を有するものである。
式(VIII)及び式(IX)のこのようなオルガノヒドロポリシロキサン(H)は
、文献で知られており、また市場で入手できる。
環状アミン官能基を含有する基Xを導く不飽和有機化合物(Ψ)は、好ましく
は、次式(X)
(ここで、記号R、U、R8、R9、f、x、y及びzは式(II)及び式(V)に
関して上で示した一般的な又は好ましい意味を有する。)
を有するものである。
化合物(Ψ)としては、特定の例として、次式
(ここで、R9は水素原子又はメチル基である。)
を挙げることができる。
式(X)の環状アミン官能基を含有する不飽和有機化合物(Ψ)は、本出願人
の知るかぎりでは、新規な化合物である。この化合物は、
・次式(XI)
(ここで、U、R8、R9及びfは式(II)及び式(V)に関して上で示した一般
的な又は好ましい意味を有する。)
のアルコール又はアミノ誘導体(U=−O−の場合には、出発物質は環状アミン
のアルコールであり、U=−NR’−の場合には、出発物質は環状アミンのアミ
ノ誘導体である。)を
・次式(XII)
(ここで、x、y及びzは式(II)に関して上で示した意味を有する。)
のクロルシランと
反応させることによって容易に合成することができる。
式(XI)の反応体の特定の例としては、例えば、4−ヒドロキシ−2,2,6
,6−テトラメチルピペリジン及び4−ヒドロキシ−1,2,2,6,6−ペン
タメチルピペリジンが挙げられる。
式(XII)の反応体の特定の例としては、CH2=CH−Si(CH3)2Cl、C
H2=CH−Si(CH3)Cl2及びCH2=CH−SiCl3 が挙げられる。
式(XI)のアルコール又はアミノ誘導体と式(XII)のクロルシランとの反応は
、一般に、第三脂肪族アミン型の塩基、例えばトリエチルアミンの存在下に行わ
れ、反応は不活性極性溶媒、例えばテトラヒドロフラン中で室温(23℃)〜反
応混合物の還流温度までの範囲の温度で行われる。使用すべき≡Si−Cl官能
基の量は、一般に、アルコール又はNHR’官能基の量に等しい。放出され得る
HClの理論量に関して過剰の第三アミノ塩基を使用するのが好ましい。反応の
終了後、得られる化合物(Ψ)は、慣用の技術、例えば減圧蒸留及び(又は)適
当な溶媒からの再結晶化により精製される。
W官能基を導く不飽和化合物(Ξ)は、白金族の金属を基材とした触媒の存在
下にヒドロシリル化反応で反応することができる連鎖末端に位置したエチレン性
不飽和を有する化合物である。
化合物(Ξ)として、例えば、1−オクテン、1−ウンデセン、1−ドデセン
、1−トリデセン、又はウンデセン酸メチル若しくはエチルが挙げられる。
本発明に従う随意に混成のポリオルガノシロキサンは、有機重合体の光、酸化
及び熱による分解を防止する際の安定剤として使用することができる。これは本
発明の第三の主題をなす。
このような有機重合体の例としては、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリア
ミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン
、ポリエーテルケトン、アクリル重合体、これらの共重合体及びこれらの混合物
が挙げられる。
これらの重合体のうちで、本発明の化合物は、ポリオレフィン及びポリアルカ
ジエン、例えばポリプロピレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン
、低密度ポリエチレン、ポリブタジエン、これらの共重合体及びこれらの混合物
について特に有効な作用を有する。
本発明の混成化合物のシロキサン連鎖中に存在する種々のシロキシ単位の相対
数の広い変化の可能性を考慮すれば、これらのポリオルガノシロキサン化合物は
、解決すべき種々の問題に容易に適応できるものである。
本発明のさらに他の主題は、有効量の少なくとも1種の随意に混成のポリオル
ガノシロキサン化合物によって光、熱及びUVの有害な作用に対して安定化され
た有機重合体含有組成物にある。
これらの組成物は、一般に、安定化すべき重合体100g当たり0.04〜2
0ミリ当量の立体障害アミン官能基を含有する。
本発明に従って安定化された重合体組成物は、好ましくは、重合体100g当
たり0.20〜4ミリ当量の立体障害アミン官能基を含有する。
例示として、安定化された重合体組成物は、一般に、重合体に関して0.01
重量%〜5重量%の随意に混成のポリオルガノシロキサン化合物を含有する。
随意に混成のポリオルガノシロキサン化合物の添加は、重合体の製造中に又は
その後に行うことができる。
これらの組成物は、さらに、それらが含有する重合体と共に一般に使用される
添加剤及び安定剤の全てを含有することができる。しかして、次の安定剤及び添
加剤:酸化防止剤、例えば、アルキル化モノフェノール、アルキル化ヒドロキノ
ン、ヒドロキシル化ジフェニルスルフィド、アルキリデンビスフェノール、ベン
ジル化合物、アシルアミノフェノール、3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロピオン酸のエステル若しくはアミド又は3−(3,5−
ジシクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸のエステル;光安定
剤、例えば、置換されていてよい安息香酸エステル、アクリル酸エステル、ニッ
ケル化合物又はオキザルアミド;ホスファイト及びホスホナイト;金属失活剤;
過酸化物分解性化合物;ポリアミド安定剤;成核剤;充填剤及び補強剤;又はそ
の他の添加剤、例えば、可塑剤、顔料、蛍光増白剤又は難燃剤を使用することが
可能である。
このように安定化され重合体組成物は、種々の形態で、例えば、成形物品、シ
ート、繊維、細胞状物質(フォーム)、形材又は被覆製品の形態で、或いは塗料
、ワニス、接着剤又はセメント用の被膜形成剤(結合剤)として適用することが
できる。
下記の実施例は本発明を例示するものである。
これらの実施例において、シリコーンオイル100g当たりのミリ当量(me
q)で表わされるアミン官能基Zの理論濃度は、含まれるアミン官能基の全てが
グラフト化されたならばシリコーンオイルが有するであろう濃度を意味するもの
と理解されたい。例1
珪素含有結合単位を含む混成オルガノポリシロキサンの製造例
A.ジメチルビニル(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシ)
シランの製造
中央攪拌機系を備え、内部を乾燥窒素雰囲気下に保持した250cm3の反応
器に31.45g(0.2モル)の4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジン、81g(0.8モル)の無水トリエチルアミン(水酸化カリウ
ムで乾燥した。)及び70gの無水テトラヒドロフランを導入する。混合物を攪
拌し、65℃の温度にもたらす。次いで、24.13g(0.2モル)のジメチ
ルビニルクロルシランを50分間で流入させ、混合物を同じ温度でさらに3時間
攪拌させる。
形成されたトリエチルアミン塩酸塩をセルロースフィルターで濾過し、35g
のテトラヒドロフランですすぐ。過剰のトリエチルアミン及びテトラヒドロフラ
ンをまず濾液から大気圧下に蒸留し、次いで90℃で減圧(4.66×102P
a)で蒸留を行って28g(0.116モル)の重量で99%純度のジメチルビ
ニル(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシ)シランを単離し
た(純度は気相クロマトグラフィーにより決定した。)。
B.混成ポリオルガノシロキサンの製造
中央攪拌機系を備え、内部を乾燥窒素雰囲気下に保持した100cm3の反応
器に26gのトルエンを導入する。混合物を攪拌し、100℃の温度にもたらし
、次いで4.2nm3(4.2μl)の白金錯体のジビニルテトラメチルジシロ
キサン(配位子としてのジビニルテトラメチルジシロキサンに結合した白金を1
1.9重量%含有する。カルステッド触媒)を導入する。次いで、5gのポリメ
チルヒドロシロキサンオイル(即ち、0.0792モルのSi−H官能基){こ
のオイルの特性は
・Mn=3160g、
・1580meqH/100g、
・平均構造式
である。}及び11.48g(0.0475モル)の重量で99%純度のジメチ
ルビニル(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシ)シランを同
時に80分間にわたり流入させる。最初の添加の開始から2時間後に、ヒドロシ
ラン官能基の転化率は60%(モル数で)であった。次いで、10.08g(0
.057モル)の重量で95%純度の1−ドデセンを20分間で流入させる。最
初の添加から4時間後に、ヒドロシラン官能基の転化率は68%(モル数で)で
あった。次いで、再び、2.1nm3(2.1μl)のカルステッド触媒を添加
する。最初の添加の開始から21時間後に、ヒドロシラン官能基の転化率は82
.3%であった。次いで、再び、4.2nm3(4.2μl)のカルステッド触
媒を添加する。最初の添加の開始から24時間後に、ヒドロシラン官能基の転化
率は85.6%であった。
反応混合物に再び4.04g(0.023モル)95%純度の1−ドデセンを
流入させる。最初の添加の開始から29時間後に、ヒドロシラン官能基の転化率
は88%(モル数で)であった。
次いで得られた生成物を1.33×102Paの減圧下に110℃で2時間蒸
発させ、17gの透明淡褐色オイルが回収された。このオイルの特性は次の通り
である。
・Mn=12774g、
・239.3meqのアミン官能基Z/100g(この塩基性値は、得られたオ
イルを0.02N過塩素酸溶液により滴定することによって測定される。)、
・オイルの平均構造式:
・Z官能基の割合:57.7%(珪素原子100個当たりの官能基のモル数で)
、
・W官能基の割合:26.9%。例2
珪素含有結合単位を含む別の混成オルガノポリシロキサンの製造例
A.ジメチルビニル(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシ)
シランの製造
中央攪拌機系を備え、内部を乾燥窒素雰囲気下に保持した500cm3の反応
器に87.7g(0.558モル)の4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジン、210.7g(2.086モル)の無水トリエチルアミン(
水酸化カリウムで乾燥した。)及び187.15gの無水テトラヒドロフランを
導入する。混合物を攪拌し、57℃の温度にもたらす。次いで、42.4g(0
.3モル)のメチルビニルジクロルシランを55分間で流入させる。混合物の温
度を72℃に上昇させる。添加終了後、反応混合物を60℃でさらに8時間攪拌
させる。
過剰のトリエチルアミン及びテトラヒドロフランを蒸留し、次いで混合物をセ
ルロースフィルターにより濾過してトリエチルアミン塩酸塩を除去し、81g(
0.19モル)の重量で90%純度のメチルビニルビス(2,2,6,6−テト
ラメチル−4−ピペリジルオキシ)シランを単離した(純度は気相クロマトグラ
フィーにより決定された。)。次いで、減圧(7.98×102Pa)で15
7℃で蒸留を続けて54.3gの(0.135モル)の同じ重量で95%純度の
化合物を得た。
B.混成ポリオルガノシロキサンの製造
中央攪拌機系を備え、内部を乾燥窒素雰囲気下に保持した100cm3の反応
器に44.8gのトルエンを導入する。混合物を攪拌し、100℃の温度にもた
らし、次いで4.2nm3(4.2μl)の白金錯体のジビニルテトラメチルジ
シロキサン(配位子としてのジビニルテトラメチルジシロキサンに結合した白金
を11.9重量%含有する。カルステッド触媒)を導入する。次いで、5.4g
のポリメチルヒドロシロキサンオイル(即ち、0.085モルのSi−H官能基
){このオイルの特性は
・Mn=3160g、
・1580meqH/100g、
・平均構造式
である。}及び20.9g(0.052モル)の重量で95%純度のメチルビニ
ルビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシ)シランを同時
に80分間にわたり流入させる。添加の開始から3.5時間後に、ヒドロシラン
官能基の転化率は51.6%(モル数で)であった。添加の開始から4時間10
分後に、13.9g(0.078モル)の重量で95%純度の1−ドデセンを1
5分間で流入させる。最初の添加の開始から18間後に、ヒドロシラン官能基の
転化率は92%であった。次いで、再び、5.7nm3(5.7μl)のカルス
テッド触媒を添加する。最初の添加の開始から42時間後に、ヒドロシラン官能
基の転化率は97%であった。
次いで得られた生成物を7.98×102Paの減圧下に180℃で2時間蒸
発させ、25.8gの透明淡褐色オイルが回収された。このオイルの特性は次の
通りである。
・Mn=18050g、
・352.6meqのアミン官能基Z/100g(この塩基性値は、得られたオ
イルを0.02N過塩素酸溶液により滴定することによって測定される。)、
・オイルの平均構造式:
・Z官能基の割合:60.6%(珪素原子100個当たりの官能基のモル数で)
、
・W官能基の割合:32.7%。例3
ポリプロピレン(PP)の光安定化
組成物の製造
−100重量部のPP(エルテックスRPHV001P、等級10)、0.2重
量部の市販の酸化防止剤(以下の定義を参照)、0.1重量部のステアリン酸カ
ルシウム及び0.2重量部の安定剤を160℃で3分間混合する。
−190℃でプラテンプレスで圧縮する(1分間接触させ、250×105Pa
で1分間保持し、同じ圧力で1分間冷却する。)。
これにより200μmの厚みを有する実質的に円形状の円板試料を得たが、こ
れらの円板試料から試験片を切断した。
*対照例組成物a:安定剤=チマソルブ944(下記の式を参照)。これは安定
剤100g当たり341meqのピペリジル官能基を含有する。
*組成物b及びc:安定剤=それぞれ例1(B)及び2(B)に記載のシリコー
ンオイル。
使用した市販の酸化防止剤の定義:ペンタエリスリチルテトラキス[3−(4
’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ(t−ブチル)フェニル)プロピオネート](
商品名イルガノクッスR1010として市販されている。)とトリス[2,4−
ジ(t−ブチル)フェニル]ホスファイト(商品名イルガフォスR168として
市販されている。)との重量で50/50混合物。
チマソルブ944の式:
3種の組成物をUV−Aの下で試験する。
UV−Aの下での分解はUV−Bの下での分解よりも非常に遅いので、安定化
試験は、試験片の破損が起こった後の時間(T)を比較することだけで行う。各
組成物について3個の試験片を試験した。
得られた結果を以下の表に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 次式(I) {ここで、 ・記号R1 は同一であっても異なっていてもよく、1〜4個の炭素原子を有する 線状又は分岐状のアルキル基及びフェニル基から選ばれる1価の炭化水素基を表 わし、 ・記号Xは次式(II) (ここで、 ・記号Rは同一であっても異なっていてもよく、1〜4個の炭素原子を有する 線状若しくは分岐状のアルキル基、フェニル基又はフェニルアルキル基(線状若 しくは分岐状のアルキル基は1〜3個の炭素原子を有する。)から選ばれ、 ・Uは−O−又は−NR’−(R’は水素原子又は1〜6個の炭素原子を有す る線状若しくは分岐状のアルキル基から選ばれる。)を表わし、 ・記号Zは、8〜30個の炭素原子を含有する環状炭化水素鎖内に第二又は第 三アミン官能基を含有する1価の基(その遊離原子価は炭素原子上にある。また 、環窒素原子に関してα及びα’位置にある2個の環炭素原子は水素原子を含有 しない。)を表わし、 ・xは0及び1から選ばれる数であり、 ・yは0、1及び2から選ばれる数であり、 ・zは1、2及び3から選ばれる数であり、 ・y+zの和は常に3に等しい。) の1価の基を表わし、 ・aは0、1及び2から選ばれる数である。} の少なくとも1個のシロキシ官能性単位を含めて、1分子当たり少なくとも3個 のシロキシ単位を含むことを特徴とする、ポリオルガノシロキサン。 2. R1基がメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル又はn−ブチルで あることを特徴とする、請求項1に記載のポリオルガノシロキサン。 3. 環状アミン官能基を含有する基Xが、式(II)において記号R、U、x、 y及びzが前記の意味を有し且つ記号Zが次式(V) {ここで、 ・R8基は互いに同一であっても異なっていてもよく、1〜3個の炭素原子を有 する線状又は分岐状のアルキル基、フェニル基及びベンジル基から選ばれ、 ・R9は水素原子、1〜12個の炭素原子を有する線状又は分岐状のアルキル基 、アルキルカルボニル基(ここで、アルキル残基は1〜8個の炭素原子を有する 線状又は分岐状の残基である。)、フェニル基、ベンジル基及びO・基から選ば れ、 ・fは0及び1から選ばれる数である。} の基である上記の式(II)の基Xから選ばれることを特徴とする、請求項1又は 2に記載のポリオルガノシロキサン。 4. さらに、次式(III) {ここで、 ・記号R1は式(I)について上で示したものと同じ意味を有し、 ・記号Wは、4個以上の炭素原子を有する線状若しくは分岐状のアルキル基、式 −R2−COO−R3(ここで、R2は5〜20個の炭素原子を有する線状若しく は分岐状のアルキレン基を表わし、R3は1〜12個の炭素原子を有する線状若 しくは分岐状のアルキル基を表わす。)の基、式−R4−O−(R5−O)c−R6 (ここで、R4は3〜15個の炭素原子を有する線状若しくは分岐状のアルキレ ン基を表わし、R5は1〜3個の炭素原子を有する線状若しくは分岐状のアルキ レン基を表わし、cは0〜10の数であり、R6は水素原子、1〜12個の炭素 原子を有する線状若しくは分岐状のアルキル基又は式−CO−R7(ここで、R7 は1〜11個の炭素原子を有する線状若しくは分岐状のアルキル基を表わす。) のアシル基を表わす。)の基から選ばれる相溶化性官能基を含有する1価の基を 表わし、 ・bは0、1及び2から選ばれる数である。} の少なくとも1個のその他の官能性単位を含むことを特徴とする、請求項1〜3 のいずれかに記載のポリオルガノシロキサン。 5. 相溶化性官能基Wが、5〜18個の炭素原子を有する線状又は分岐状のア ルキル基、式−R2−COO−R3(ここで、R2は8〜12個の炭素原子を有す る線状又は分岐状のアルキレン基を表わし、R3は1〜6個の炭素原子を有する の線状又は分岐状のアルキル基を表わす。)の基、式−R4−O−(R5−O)c −R6(ここで、R4は3〜6個の炭素原子を有する線状又は分岐状のアルキレン 基を表わし、R5は2〜3個の炭素原子を有する線状又は分岐状のアルキレン基 を表わし、cは0〜6の数であり、R6は水素原子、1〜6個の炭素原子を有す る線状若しくは分岐状のアルキル基又は式−CO−R7(ここで、R7は1〜5個 の炭素原子を有する線状若しくは分岐状のアルキル基を表わす。)のアシル基を 表わす。)の基から選ばれることを特徴とする、請求項4に記載のポリオルガノ シロキサン。 6. さらに、次式(IV) {ここで、 ・記号R1は式(I)について上で示したものと同じ意味を有し、 ・dは0、1、2及び3から選ばれる数であり、 ・eは0及び1から選ばれる数であり、 ・d+eの和は3よりも大きくない。} のその他のシロキシ単位を含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記 載のポリオルガノシロキサン。 7. 次のポリオルガノシロキサン: −次の平均式(VI) {ここで、 ・記号R1、X及びWは式(I)及び(III)に関して上で示した一般的な意味を有 し、 ・記号YはR1、X、W及び水素原子から選ばれる1価の基を表わし、 ・mは0〜180の間の整数又は分数であり、 ・nは0〜180の間の整数又は分数であり、 ・pは0〜30の間の整数又は分数であり、 ・qは0〜100の間の整数又は分数であり、 ・ただし、下記の条件に従う: −mが0以外であり及び随意としてnが0以外であるならば、m+n+p+q の和は5〜200の範囲内にあり、比率100m/m+n+p+q+2≧0.5 であり、比率100n/m+n+p+q+2≧0.5であり、この比率は上の比 率と同一であっても異なっていてもよく、 −m=0であり及び随意としてnが0以外であるならば、Y置換基の少なくと も1個はX基を表わし、n+p+qの和は5〜100の範囲内にあり、比率10 0n/n+p+q+2≧0.5であり、 −mが0以外であり且つn=0であるならば、m+p+qの和は5〜100の 範囲内にあり、比率100m/m+p+q+2≧0.5であり、随意としてY置 換基の少なくとも1個はW基を表わし、 −m=0であり且つn=0であるならば、p+qの和は5〜100の範囲内に あり、Y置換基の1個はX基であり、随意として他のY置換基はW基であってよ い。} の統計的な序列又はブロックの線状の随意に混成のポリジオルガノシロキサン共 重合体、及び −次の平均式(VII) {ここで、 ・記号R1、X及びWは式(I)及び(III)に関して上で示した一般的な意味を有 し、 ・rは1〜9の間の整数又は分数であり、 ・sは0〜9の間の整数又は分数であり、 ・tは0〜1.5の間の整数又は分数であり、 ・uは0〜5の間の整数又は分数であり、 ・r+s+t+uの和は3〜10の範囲内にある。} の環状の随意に混成のポリジオルガノシロキサン共重合体 から選ばれることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載のポリオルガノ シロキサン。 8. 式(VI)において、 ・記号YがR1を表わし、 ・mが1〜90の間の整数又は分数であり、 ・nが1〜90の間の整数又は分数であり、 ・pが0〜15の間の整数又は分数であり、 ・qが0〜50の間の整数又は分数であり、 ・m+n+p+qの和が10〜100の間の整数又は分数であり、 ・比率100m/m+n+p+q+2が8〜90の範囲内にあり、 ・比率100n/m+n+p+q+2が8〜90の範囲内にあり、この比率は上 の比率と同一であっても異なっていてもよく、 ・基R1、X及びWが、前記の請求項2、3及び5に記載のそれぞれについて上 に示した定義を同時に有する ことを特徴とする、請求項7に記載の混成線状ELP1ポリオルガノシロキサン 。 9. 式(VII)において、 ・rが1〜4.5の間の整数又は分数であり、 ・sが1〜4.5の間の整数又は分数であり、 ・tが0〜0.75の間の整数又は分数であり、 ・uが0〜2.5の間の整数又は分数であり、 ・r+s+t+uの和が3〜5の間の整数又は分数であり、 ・基R1、X及びWが、前記の請求項2、3及び5に記載のそれぞれについて上 に示した定義を同時に有する ことを特徴とする、請求項7に記載の混成環状ECP1ポリオルガノシロキサン 。 10. 請求項1〜9のいずれかに記載の随意に混成のポリオルガノシロキサン を製造するにあたり、アミン官能基Zを含有する基X及び官能基Wを含まない相 当するオルガノヒドロポリシロキサン(H)と、アミン官能基Zを含有する基X を導く連鎖末端がエチレン性不飽和である有機化合物(Ψ)と、随意としての、 官能基Wを導く連鎖末端がエチレン性不飽和である化合物(Ξ)とから出発して 、 −アミン官能基のみを含有する重合体の場合には、付加(ヒドロシリル化)反応 によって、或いは −アミン官能基を含有し且つ相溶化性官能基を含有する混成重合体の場合には、 二つの同時的な又は逐次的な付加(ヒドロシリル化)反応によって、 行うことからなること、並びに関係する反応体の量が1〜5程度である[(Ψ) +随意の(Ξ)]/SiH[(H)の]のモル比に相当することを特徴とする、 随意に混成のポリオルガノシロキサンの製造方法。 11. 環状アミン官能基を含有する基Xを導く不飽和有機化合物(Ψ)が次式 (X) (ここで、記号R、U、R8、R9、f、x、y及びzは式(II)及び式(V)に 関して上で示した一般的な又は好ましい意味を有する。) を有するものであることを特徴とする、請求項10に記載の方法。 12. 式(X)の不飽和有機化合物(Ψ)が、 ・次式(XI) (ここで、U、R8、R9及びfは式(II)及び式(V)に関して上で示した一般 的な又は好ましい意味を有する。) のアルコール又はアミノ誘導体(U=−O−の場合には、出発物質は環状アミン のアルコールであり、U=−NR’−の場合には、出発物質は環状アミンのアミ ノ誘導体である。)を ・次式(XII) (ここで、x、y及びzは式(II)に関して上で示した意味を有する。) のクロルシランと 反応させることによって製造されることを特徴とする、請求項11に記載の方法 。 13. 請求項10に記載の方法を実施するための手段としての次式(X) (ここで、記号R、U、R8、R9、f、x、y及びzは式(II)及び式(V)に 関して上で示した一般的な又は好ましい意味を有する。) の新規な不飽和化合物。 14. 請求項1〜9のいずれかに記載の随意に混成のポリオルガノシロキサン の有効量を含む有機重合体の光、酸化及び熱分解を防止するための安定剤。 15. 安定化すべき重合体がポリオレフィン、ポリウレタン、ポリアミド、ポ リエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエ ーテルケトン、アクリル重合体、これらの共重合体及びこれらの混合物から選ば れることを特徴とする、請求項14に記載の安定剤。 16. 安定化すべき重合体及び請求1〜9のいずれかに記載の随意に混成のポ リオルガノシロキサンの有効量を含むことを特徴とする、光、酸化及び熱分解に 対して安定化された有機重合体含有組成物。 17. 安定化すべき有機重合体100g当たり、0.04〜20ミリ当量の立 体障害アミン官能基を導入する量の請求項1〜9のいずれかに記載の随意に混成 のポリオルガノシロキサンを含むことを特徴とする、請求項16に記載の組成物 。 18. 安定化すべき重合体がポリオレフィン、ポリウレタン、ポリアミド、ポ リエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエ ーテルケトン、アクリル重合体、これらの共重合体及びこれらの混合物から選ば れることを特徴とする、請求項16又は17に記載の組成物。
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