JPH11171999A - Production of silicate oligomer - Google Patents

Production of silicate oligomer

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Publication number
JPH11171999A
JPH11171999A JP34499497A JP34499497A JPH11171999A JP H11171999 A JPH11171999 A JP H11171999A JP 34499497 A JP34499497 A JP 34499497A JP 34499497 A JP34499497 A JP 34499497A JP H11171999 A JPH11171999 A JP H11171999A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicate oligomer
temperature
monomer
tetraalkoxysilane
oligomer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP34499497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Takazawa
彰裕 高澤
Seiichiro Tanaka
誠一朗 田中
Takeshi Sawai
毅 沢井
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Publication of JPH11171999A publication Critical patent/JPH11171999A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an efficient method for stably producing an excellent silicate oligomer. SOLUTION: This method for producing a silicate oligomer by carrying out hydrolysis condensation of a tetraalkoxysilane comprises a step for keeping the tetraalkoxysilane at a temperature above the boiling point of the tetraalkoxysilane while blowing an inert gas at the space velocity of 1-30 for >=4 hr.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、種々の用途に有用
なシリケートオリゴマーの製造に関する。より詳しく
は、テトラアルコキシシランを加水分解縮合して低縮合
物であるオリゴマーを製造する方法に関するものであ
る。
[0001] The present invention relates to the production of silicate oligomers useful for various applications. More specifically, the present invention relates to a method for producing an oligomer which is a low condensate by hydrolytic condensation of tetraalkoxysilane.

【0002】[0002]

【従来技術】Si(OR)4で表されるテトラアルコキ
シシランは古くから知られている化合物であり、水と反
応して加水分解及びこれに引き続く縮合反応により低縮
合物であるオリゴマーを形成することが知られている。
また近年、テトラアルコキシシランのオリゴマーは、単
独で、あるいは他の有機化合物や無機化合物と配合して
様々な用途に用いられ得るものとして注目されている。
2. Description of the Related Art Tetraalkoxysilane represented by Si (OR) 4 is a compound which has been known for a long time, and reacts with water to form an oligomer which is a low condensate by hydrolysis and a subsequent condensation reaction. It is known.
In recent years, oligomers of tetraalkoxysilane have attracted attention as being capable of being used alone or in combination with other organic compounds or inorganic compounds for various uses.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テトラ
アルコキシシランのオリゴマー形成反応は、加水分解に
よる−OHの生成、及びこれに引き続く−OH同士の脱
水反応や、−ORとの脱アルコール反応が複雑に絡み合
い、その制御が難しく、得られるオリゴマーは反応条件
によっては貯蔵安定性が悪く、貯蔵時に増粘したり、他
の成分と配合した際に増粘やゲル化をもたらす場合があ
る。また、反応条件によっては、モノマーが残存して容
易には除去できないこともある。特に、テトラアルコキ
シシランとしてテトラメトキシシランを用いる場合に
は、モノマーであるテトラメトキシシランは角膜に対し
ての傷害も報告されており、環境安全上も問題がある。
However, the oligomer formation reaction of tetraalkoxysilane involves the formation of -OH by hydrolysis, followed by a dehydration reaction between -OH and a dealcoholation reaction with -OR. Entanglement and control thereof are difficult, and the resulting oligomer has poor storage stability depending on the reaction conditions, and may thicken during storage, or may thicken or gel when blended with other components. Further, depending on the reaction conditions, the monomer may remain and cannot be easily removed. In particular, when tetramethoxysilane is used as the tetraalkoxysilane, tetramethoxysilane, which is a monomer, has been reported to cause damage to the cornea, and has a problem in terms of environmental safety.

【0004】さらに、これらシリケートオリゴマーの製
造においては、縮合反応工程が十分でないとシラノール
基が残存し、シリケートオリゴマーの貯蔵中に粘度の増
加や分子量の増加、最悪の場合はゲル化にいたってしま
うことがあることが本発明者らの検討により判明した。
又、角膜に損傷を起こす恐れがあるテトラメトキシシラ
ンモノマーを原料として用いた場合には、上述のように
モノマーの残存量を低減することが望ましい。そこで本
発明者らは、先に特開平7−48454号公報におい
て、モノマーの少ないテトラメトキシシランオリゴマ
ー、特開平8−3174号公報、特開平8−3175号
公報、特開平8−3176号公報において、特定の金属
不純物やOH基の少ない優れた特性を有するテトラメト
キシシランオリゴマーを提案している。
Further, in the production of these silicate oligomers, if the condensation reaction step is not sufficient, silanol groups will remain, resulting in an increase in viscosity and molecular weight during storage of the silicate oligomer, and in the worst case, gelation. It has been found out by the present inventors that this has occurred in some cases.
When a tetramethoxysilane monomer that may cause damage to the cornea is used as a raw material, it is desirable to reduce the residual amount of the monomer as described above. Therefore, the present inventors have previously described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-48454 a tetramethoxysilane oligomer having a small amount of monomer, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. H8-3174, H8-3175, and H8-3176. Have proposed tetramethoxysilane oligomers having excellent characteristics with few specific metal impurities and OH groups.

【0005】しかしながら、本発明者らが、このような
低シラノール・低モノマー含有量のシリケートオリゴマ
ーの工業的生産に関して更に検討を行ったところ、単に
液温をモノマーの沸点以上に上げるだけでは、5〜10
時間という長時間にわたって保持しても、製品中のモノ
マー残存量を効率よく低減させることが困難であり、非
常に長時間の保持が必要であることが判明した。一方、
モノマー除去の時間短縮を図るために液温をより高温と
すると、製品であるオリゴマー自体が揮発してしまい、
歩留まりが悪くなってしまうという問題があった。例え
ば特開平8−3174号等においては、還流状態で加熱
した後130℃での加熱により2時間かけてメタノール
を除去し、更に150℃まで昇温してSV50で窒素を
吹き込んでモノマーを除去するという煩雑な条件を要し
ている。このような加熱条件の場合、工業的製造に適用
するには溶媒及び副生したメタノールの除去及びモノマ
ーの除去において中圧蒸気での加熱を要するので、費用
がかかる上煩雑である。また、このような条件では製品
であるオリゴマーも、モノマーに同伴して除去されてし
まうことがあることが判った。
However, the present inventors have further studied the industrial production of such silicate oligomers having a low silanol and low monomer content. -10
It has been found that it is difficult to efficiently reduce the amount of the residual monomer in the product even if it is held for a long time, and it is necessary to hold for a very long time. on the other hand,
If the liquid temperature is increased to shorten the monomer removal time, the product oligomer itself will volatilize,
There was a problem that the yield became poor. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-3174, methanol is removed by heating at 130 ° C. for 2 hours after heating under reflux, and then further heated to 150 ° C., and nitrogen is blown at SV50 to remove monomers. The complicated conditions are required. Under such heating conditions, in order to apply to industrial production, heating with medium pressure steam is required for removing the solvent and by-product methanol and for removing the monomer, which is costly and complicated. Further, it has been found that under such conditions, the oligomer as a product may be removed together with the monomer.

【0006】このように、シリケートオリゴマー中のモ
ノマー成分の除去及び低シラノール化を図り、歩留まり
よくシリケートオリゴマーを工業的に生産することは困
難であったため、高特性のシリケートオリゴマーを短時
間且つ歩留まり良く量産できる方法が強く望まれてい
た。
As described above, it has been difficult to industrially produce a silicate oligomer with a good yield by removing the monomer component in the silicate oligomer and reducing the silanol content, so that a silicate oligomer having high characteristics can be produced in a short time and with a good yield. A method capable of mass production was strongly desired.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らが更
に鋭意検討を続けたところ、シリケートオリゴマーの製
造に際し、テトラアルコキシシランモノマーの沸点以上
の温度とし、イナートガスをSV=1〜30で吹き込み
ながら3時間以上保持すれば、テトラアルコキシシラン
モノマー及びシラノール基量を速やかに低減させること
が出来ることを見いだし、本発明に到達した。すなわち
本発明は、テトラアルコキシシランを加水分解縮合して
シリケートオリゴマーを得るに際し、液温度をテトラア
ルコキシシランモノマーの沸点以上とし、イナートガス
をSV=1〜30で吹き込みながら4時間以上保持する
工程を含むことを特徴とするシリケートオリゴマーの製
造方法に存する。
Means for Solving the Problems Accordingly, the inventors of the present invention have conducted further intensive studies. In the production of the silicate oligomer, the temperature was set to the boiling point of the tetraalkoxysilane monomer or higher, and an inert gas was blown at SV = 1 to 30. While maintaining for 3 hours or more, it was found that the amount of the tetraalkoxysilane monomer and silanol group could be rapidly reduced, and the present invention was reached. That is, the present invention includes a step of maintaining the liquid temperature at or above the boiling point of the tetraalkoxysilane monomer and maintaining the inert gas at SV = 1 to 30 for at least 4 hours while hydrolyzing and condensing the tetraalkoxysilane to obtain a silicate oligomer. And a method for producing a silicate oligomer.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、テトラアルコキシシランを加水分解、縮合し
てなるシリケートオリゴマーの製造に関するものであ
る。本発明において原料となるテトラアルコキシシラン
とは、以下に示す化学式の物をいう。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
The present invention relates to the production of a silicate oligomer obtained by hydrolyzing and condensing a tetraalkoxysilane. In the present invention, the tetraalkoxysilane as a raw material refers to a compound having the following chemical formula.

【0009】[0009]

【化1】Si(OR)4 ここでRはアルキル基、好ましくは炭素数1〜6のアル
キル基である。特に好ましくは炭素数1〜4のアルキル
基、更に好ましくはメチル基である。Rとして相異なる
基を有していてもよい。これらのアルコキシシラン、特
にR=メチル基であるアルコキシシランは、後述するよ
うに加水分解縮合反応によるシリケートオリゴマー及び
これを塗布してなる塗膜の特性、例えば塗膜の硬度、耐
擦傷性、耐溶剤性、耐汚染性等が非常に優れている。す
なわち、Rとしてメチル基を有するテトラメトキシシラ
ンの場合、加水分解縮合反応が最も速やかに進行するも
のであり、得られるテトラメトキシシランオリゴマー
は、他のテトラエトキシシランやテトラブトキシシラン
等のオリゴマーに比べシリカ換算含有量が高く、各種の
塗料への添加した際の耐汚染性、耐候性、耐擦傷性等の
付与効果が高く、また更に加水分解してガラス質の材料
を得ることが容易であるといったように、優れた特性を
有している。
## STR1 ## Si (OR) 4 wherein R is an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Especially preferably, it is a C1-C4 alkyl group, More preferably, it is a methyl group. R may have different groups. These alkoxysilanes, especially alkoxysilanes in which R is a methyl group, are used for the properties of the silicate oligomer and the coating film obtained by applying the silicate oligomer by the hydrolysis condensation reaction as described later, for example, the hardness, scratch resistance, and coating resistance of the coating film. Excellent in solvent properties, stain resistance, etc. That is, in the case of tetramethoxysilane having a methyl group as R, the hydrolysis-condensation reaction proceeds most rapidly, and the obtained tetramethoxysilane oligomer is compared to other oligomers such as tetraethoxysilane and tetrabutoxysilane. High content in terms of silica, high effect of imparting stain resistance, weather resistance, abrasion resistance, etc. when added to various paints, and it is easy to obtain a glassy material by further hydrolysis. And so on.

【0010】これらのテトラアルコキシシランを加水分
解、縮合してオリゴマーとする。加水分解及び縮合反応
は、テトラアルコキシシランに、水及び必要に応じて溶
媒及び触媒を添加して反応させることにより行われる。
オリゴマーの物性は一般に加水分解率、すなわちテトラ
アルコキシシランと反応させた水の量をテトラアルコキ
シシランの有するアルコキシ基に対して1/2モル倍
(理論上100%加水分解縮合するに必要な量)を10
0%として表した百分率、により異なる。したがって、
目的とするオリゴマーの特性に応じて水の量を適宜選択
して、加水分解縮合反応を行えばよい。通常、加水分解
率25〜70%、特に好ましくは35〜60%の範囲で
水の量を選択する。加水分解率25%未満では歩留まり
が十分ではなく、またシリカ換算含有量も十分ではな
い。一方、加水分解率が70%を超えると、得られるシ
リケートオリゴマーは非常にゲル化しやすく取り扱いが
困難となる。
[0010] These tetraalkoxysilanes are hydrolyzed and condensed to form oligomers. The hydrolysis and condensation reactions are carried out by adding water and, if necessary, a solvent and a catalyst to tetraalkoxysilane to cause a reaction.
The physical properties of the oligomer are generally the hydrolysis rate, that is, the amount of water reacted with tetraalkoxysilane is 1 / mole times the alkoxy group of tetraalkoxysilane (the amount theoretically required for 100% hydrolysis and condensation). 10
Depends on the percentage, expressed as 0%. Therefore,
The amount of water may be appropriately selected according to the properties of the target oligomer, and the hydrolysis and condensation reaction may be performed. Usually, the amount of water is selected within a range of a hydrolysis rate of 25 to 70%, particularly preferably 35 to 60%. If the hydrolysis rate is less than 25%, the yield is not sufficient, and the content in terms of silica is not sufficient. On the other hand, if the hydrolysis rate exceeds 70%, the obtained silicate oligomer is very likely to gel and handling becomes difficult.

【0011】水の添加方法は特に限定されないが、テト
ラアルコキシシランの加水分解反応による発熱を伴うた
め、撹拌下かつ系内を冷却しながら徐々に添加すること
が好ましい。この時の水の添加温度は、縮合反応により
生成するアルコールの沸点以下が好ましく、特に好まし
くは50℃以下、更に好ましくは45℃以下が好まし
い。50℃を超えると得られるシリケートオリゴマーが
白濁したものになり易い。これは温度が高いことにより
局部的な縮合反応が起こり、極端に高分子量の縮合体が
生成するためではないかと推定される。
The method of adding water is not particularly limited. However, since heat is generated by the hydrolysis reaction of the tetraalkoxysilane, it is preferable to gradually add the water while stirring and cooling the inside of the system. The temperature at which water is added at this time is preferably equal to or lower than the boiling point of the alcohol generated by the condensation reaction, particularly preferably equal to or lower than 50 ° C, and more preferably equal to or lower than 45 ° C. When the temperature exceeds 50 ° C., the obtained silicate oligomer tends to be cloudy. It is presumed that this is because a high temperature causes a local condensation reaction to occur and an extremely high molecular weight condensate is produced.

【0012】溶媒の存在下に加水分解縮合反応を行うこ
ともできる。溶媒としては、C1〜C5のアルコールが
好ましく、更に好ましくは原料のテトラアルコキシシラ
ンのアルコキシ基と同じ炭素数のアルコールを使用する
のが良い。例えば、用いるアルコールとしては、アルコ
キシシランのアルコキシ基がメトキシ基の場合はメタノ
ール、エトキシ基の場合はエタノール、プロポキシ基の
場合はプロパノール、更にブトキシ基の場合はブタノー
ルというように、縮合反応により副生するアルコールと
同一のものを用いることが好ましい。溶媒の添加量は、
テトラアルコキシシランと添加する水とが均一に溶解す
るのに必要な量以上であれば十分である。通常、テトラ
アルコキシシランに対し0.1〜10.0モル倍、好ま
しくは0.5〜5.0モル倍の量の溶媒を使用する。
The hydrolysis-condensation reaction can be carried out in the presence of a solvent. As the solvent, an alcohol having C1 to C5 is preferable, and an alcohol having the same carbon number as the alkoxy group of the tetraalkoxysilane as the raw material is more preferably used. For example, as the alcohol to be used, methanol is used when the alkoxy group of the alkoxysilane is a methoxy group, ethanol when the alkoxy group is an ethoxy group, propanol when the alkoxy group is a propoxy group, and butanol when the alkoxy group is a butoxy group. It is preferable to use the same alcohol as the alcohol. The amount of solvent added
It is sufficient if the amount of tetraalkoxysilane and water to be added is at least the amount required for uniform dissolution. Usually, the solvent is used in an amount of 0.1 to 10.0 times, preferably 0.5 to 5.0 times the mole of tetraalkoxysilane.

【0013】加水分解及び縮合に際して、触媒を用いる
こともできる。例えば、蓚酸、マレイン酸、蟻酸、酢酸
等の有機酸や塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、又は、各種
の硼素化合物、チタン化合物、アルミニウム化合物、錫
化合物等の有機金属化合物、又は金属錯体等の公知の加
水分解縮合触媒を適宜用いることが可能である。尚、加
水分解縮合反応は、前述のように水を加えた後、室温で
一定時間以上放置して熟成してもよいし、短時間で反応
させる等の目的で加熱して、生成するアルコール又は反
応時に用いる溶媒の沸点付近で還流条件下で行ってもよ
い。
In the hydrolysis and condensation, a catalyst may be used. For example, organic acids such as oxalic acid, maleic acid, formic acid, and acetic acid; inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid; or various organometallic compounds such as boron compounds, titanium compounds, aluminum compounds, and tin compounds; or metal complexes. It is possible to use a known hydrolysis-condensation catalyst as appropriate. In addition, the hydrolysis condensation reaction, after adding water as described above, may be left to ripen at room temperature for a certain period of time or more, or may be heated for the purpose of allowing the reaction to proceed in a short time, such as alcohol or The reaction may be carried out under reflux conditions around the boiling point of the solvent used in the reaction.

【0014】生成アルコールの沸点付近で全還流を行う
場合は2〜5時間程度の反応時間で十分である。本発明
における縮合反応は、以下に示す反応である。 ≡SiOH + ≡SiOR → ≡Si−O−Si≡
+ ROH ≡SiOH + ≡SiOH → ≡Si−O−Si≡
+ H2O この縮合反応は、テトラアルコキシシランの加水分解に
より生成したシラノール基を脱アルコール又は脱水縮合
反応で減少させ、シロキサン結合を形成するものであ
り、系外に副生アルコール等を抜き出すことにより容易
に進行する。従って、副生アルコールの沸点付近の温度
から徐々に昇温して行けばよい。そして、テトラアルコ
キシシランのモノマーの沸点以上の温度にまで昇温し
て、以下に説明する温度保持を行う。モノマーの沸点以
上の温度にまで昇温しないと、モノマー濃度の低減が困
難である上、シラノール基の残存量の速やかな低減も困
難であることが本発明者らの検討により明らかとなっ
た。本発明によるシラノール量の速やかな低減によりシ
リケートオリゴマーを安定なものとすることができ、更
に、原料としてテトラメトキシシランを用いた場合、角
膜に傷害を与える恐れがある未反応のテトラメトキシシ
ランモノマー残存量が低減され、安全性が向上する。
When performing total reflux near the boiling point of the produced alcohol, a reaction time of about 2 to 5 hours is sufficient. The condensation reaction in the present invention is a reaction shown below. {SiOH +} SiOR → {Si-O-Si}
+ ROH ≡SiOH + ≡SiOH → ≡Si-O-Si≡
+ H 2 O In this condensation reaction, silanol groups generated by hydrolysis of tetraalkoxysilane are reduced by a dealcoholization or dehydration condensation reaction to form siloxane bonds, and by-product alcohol and the like are extracted out of the system. Progresses more easily. Therefore, the temperature may be gradually raised from a temperature near the boiling point of the by-product alcohol. Then, the temperature is raised to a temperature equal to or higher than the boiling point of the tetraalkoxysilane monomer, and the temperature is maintained as described below. The present inventors have found that unless the temperature is raised to a temperature equal to or higher than the boiling point of the monomer, it is difficult to reduce the monomer concentration, and it is also difficult to quickly reduce the remaining amount of silanol groups. The silicate oligomer can be made stable by the rapid reduction of the amount of silanol according to the present invention. Further, when tetramethoxysilane is used as a raw material, unreacted tetramethoxysilane monomer which may damage the cornea remains The volume is reduced and safety is improved.

【0015】本発明により、モノマーの沸点以上の温度
とすることにより未反応のモノマー成分が低減し、且つ
縮合反応を効率的に進めることができるためシラノール
基含有量を速やかに低減させることができるのであるの
であるが、この際に特定量のイナートガスを液中へ吹き
込むことが必要である。本反応においては、かかるイナ
ートガス吹き込みという操作を行わず単に液温をモノマ
ーの沸点以上としただけでは、モノマーの除去が非常に
困難であり、また縮合反応を速やかに進行させシラノー
ル基含有量を十分に低減させることが難しいことが本発
明者らの検討により明らかとなったのである。この理由
は十分には明らかではないが、おそらく、モノマー及び
オリゴマー間の相互作用その他未だ解明されていない理
由によるものと考えられる。
According to the present invention, the unreacted monomer component can be reduced by setting the temperature to a temperature higher than the boiling point of the monomer, and the condensation reaction can proceed efficiently, so that the silanol group content can be rapidly reduced. At this time, it is necessary to blow a specific amount of inert gas into the liquid. In the present reaction, it is very difficult to remove the monomer simply by raising the liquid temperature to the boiling point of the monomer without performing the operation of blowing the inert gas, and the condensation reaction is allowed to proceed promptly and the silanol group content is sufficiently increased. It has been clarified from the study by the present inventors that it is difficult to reduce the temperature. The reason for this is not fully understood, but is probably due to interactions between monomers and oligomers and other unexplained reasons.

【0016】尚、原料として複数種類のテトラアルコキ
シシランを用いてオリゴマー化を行った場合は、「モノ
マーの沸点以上」とは、全てのテトラアルコキシシラン
のモノマーの沸点以上をいう。本発明によりモノマーの
沸点以上の温度で特定量のイナートガスの吹き込みを行
うことにより、系外へ副生アルコール、溶媒等の成分が
効率的に系外へ抜き出され、より効率的に反応が進行す
ると考えられる。この際吹き込むイナートガスは窒素、
ヘリウム、アルゴン等が挙げられるが特にこれらに限定
されるわけではない。このように本発明においては、液
温度をテトラアルコキシシランモノマーの沸点以上と
し、イナートガスをSV=1〜30で吹き込みながら、
4時間以上保持する工程を含むことを特徴とするのであ
るが、上記の説明により明らかなように、このイナート
ガス吹き込み工程は上述の如きテトラアルコキシシラン
の加水分解に引き続いて徐々に液温を昇温させてテトラ
アルコキシシランモノマーの沸点以上とした後行うのが
好適である。
When oligomerization is carried out using a plurality of types of tetraalkoxysilanes as raw materials, "above the boiling point of the monomer" means above the boiling point of all the tetraalkoxysilane monomers. By blowing a specific amount of inert gas at a temperature equal to or higher than the boiling point of the monomer according to the present invention, components such as by-product alcohol and solvent are efficiently extracted to the outside of the system, and the reaction proceeds more efficiently. It is thought that. The inert gas blown at this time is nitrogen,
Examples include helium and argon, but are not particularly limited thereto. As described above, in the present invention, the liquid temperature is set to be equal to or higher than the boiling point of the tetraalkoxysilane monomer, and while the inert gas is blown at SV = 1 to 30,
It is characterized by including a step of holding for 4 hours or more. As is clear from the above description, this inert gas blowing step gradually raises the liquid temperature following the hydrolysis of tetraalkoxysilane as described above. It is preferable to carry out the reaction after the temperature is raised to the boiling point of the tetraalkoxysilane monomer or higher.

【0017】吹き込みガス量はSV=1〜30とし、且
つ合計して4時間以上保持することが必要である。4時
間未満ではモノマー低減及びシラノール含有量低減の効
果は十分ではない。ここで言うSVとはSpace Velocity
であるが、本発明においては、原料の全仕込液重量から
比重1として全仕込液体積(m3)を計算し、仕込液単
位体積(1m3)に対して何Nm3のガスを単位時間当
たり吹き込むかにより表すものとする。従ってSVの単
位はHr-1となる。本発明では通常、反応過程で副生し
てくるアルコール成分を留去しながら反応を押し進め、
液温を徐々に昇温して行きモノマーの沸点以上の温度ま
で到達させる。このような工程を採る場合、イナートガ
スの吹き込みは、副生アルコール分の留出がある程度収
まってから行うのが好ましい。好ましくは液温が生成ア
ルコールの沸点又は使用溶剤の沸点以上、更に好ましく
はテトラアルコキシシランモノマーの沸点以上になった
ときにイナートガスの吹き込みを開始するのが好まし
い。それ以前にガスを吹き込むと、コンデンサーで凝集
しきれないアルコール成分が大量に出てくる可能性があ
りあまり好ましくない。
It is necessary that the amount of blown gas be SV = 1 to 30, and that the total amount be kept at least 4 hours. If the time is less than 4 hours, the effects of reducing the monomer and reducing the silanol content are not sufficient. SV here is Space Velocity
However, in the present invention, the total charged liquid volume (m 3 ) is calculated as the specific gravity 1 from the total charged liquid weight of the raw material, and the number of Nm 3 of gas per unit time is calculated with respect to the charged liquid unit volume (1 m 3 ). It shall be expressed by whether it is blown or not. Therefore, the unit of SV is Hr -1 . In the present invention, usually, the reaction is promoted while distilling off the alcohol component by-produced in the reaction process,
The liquid temperature is gradually raised to reach a temperature higher than the boiling point of the monomer. In the case of employing such a process, it is preferable that the inert gas is blown after the distillation of the by-product alcohol is stopped to some extent. Preferably, the injection of the inert gas is started when the liquid temperature becomes equal to or higher than the boiling point of the produced alcohol or the boiling point of the solvent used, more preferably equal to or higher than the boiling point of the tetraalkoxysilane monomer. If the gas is blown before that, there is a possibility that a large amount of alcohol component that cannot be coagulated by the condenser may come out, which is not preferable.

【0018】SVが30より大きくなると、吹き込みガ
スによって同伴されたシリケートオリゴマーが系外へ出
て行き、配管内の汚染やコンデンサーへの付着等が発生
し、歩留まりが低下するという問題が大きく、大量生産
が困難である。更に、大流量のガスを流すための設備が
必要で、タンク又はポンプなどの付帯設備を大型化する
必要が出てくる。ガス量が増えることによってコンデン
サーやそれに付随する熱交換機等の能力も大きくする必
要があるので経済的にも非常に不利である。
If the SV is larger than 30, the silicate oligomer entrained by the blown gas goes out of the system, causing contamination in the pipes and adhesion to the condenser, etc., resulting in a serious problem of lowering the yield. Difficult to produce. Further, equipment for flowing a large amount of gas is required, and it is necessary to increase the size of auxiliary equipment such as a tank or a pump. Since the capacity of the condenser and the associated heat exchanger and the like need to be increased due to the increase in the amount of gas, it is very disadvantageous economically.

【0019】逆にSVが1未満では縮合反応を効率よく
進行させるのが困難であり、またモノマー成分の切れが
非常に悪い。望ましくは2≦SV≦30の範囲で、更に
好ましくは3≦SV≦25の範囲とする。イナートガス
を吹き込みながら、液温をテトラアルコキシシランモノ
マーの沸点以上に保持する時間は合計で4時間以上必要
である。これより短いと、得られるシリケートオリゴマ
ーの分子量が安定化せず、液の保存中に物性が変化する
ことがある。特に、シラノール基の残存が無視できず貯
蔵安定性に問題を生じるものと推定される。またモノマ
ー除去効果も十分ではない。好ましくは4〜20時間、
更に好ましくは5〜15時間の保持時間がよい。
Conversely, if the SV is less than 1, it is difficult to efficiently advance the condensation reaction, and the cutting of the monomer component is very poor. Desirably, the range is 2 ≦ SV ≦ 30, and more preferably, the range is 3 ≦ SV ≦ 25. A total of 4 hours or more is required to maintain the liquid temperature at or above the boiling point of the tetraalkoxysilane monomer while blowing the inert gas. If it is shorter than this, the molecular weight of the obtained silicate oligomer will not be stabilized, and the physical properties may change during storage of the liquid. In particular, it is presumed that the remaining silanol groups cannot be ignored and cause a problem in storage stability. Also, the effect of removing monomers is not sufficient. Preferably 4-20 hours,
More preferably, the holding time is 5 to 15 hours.

【0020】こうして本発明のイナートガスの吹き込み
操作を行い製品であるシリケートオリゴマーを得るので
あるが、好ましくは系内のテトラアルコキシシランモノ
マーの残存量が1wt%以下、更に好ましくは0.5w
t%以下となるまで続ける。上述したように、特にテト
ラメトキシシランのモノマー残存は環境安全上好ましく
ないが上記の範囲まで低減すれば雰囲気への揮発が実質
的に無視できること、またシラノール基が残存している
とシリケートオリゴマーの液での貯蔵安定性が悪く保存
中に増粘や分子量増加が起こるがモノマー残存量が上記
の範囲となるまで本発明によりイナートガス吹き込みを
行えばシラノール基も十分に低減されるためである。
In this way, the silicate oligomer as a product is obtained by performing the inert gas blowing operation of the present invention. Preferably, the residual amount of the tetraalkoxysilane monomer in the system is 1 wt% or less, more preferably 0.5 watt.
Continue until t% or less. As described above, in particular, the residual monomer of tetramethoxysilane is not preferable in terms of environmental safety, but if it is reduced to the above range, volatilization to the atmosphere can be substantially ignored, and if the silanol group remains, the liquid of the silicate oligomer can be reduced. This is because the storage stability is poor and the viscosity increases and the molecular weight increases during storage, but if the inert gas is blown according to the present invention until the residual amount of the monomer falls within the above range, the silanol group is sufficiently reduced.

【0021】こうして得られたシリケートオリゴマーは
単独での液状態での保存安定性が極めて優れており、ま
た有機樹脂等各種の成分と配合した場合にも優れた特性
を発揮する。シリケートオリゴマーをそのまま塗料添加
剤、バインダーその他各種の用途に用いたり、加水分解
液として造膜組成物、バインダーその他各種の用途に好
適に用いることができる。
The silicate oligomer thus obtained has excellent storage stability in a liquid state by itself, and also exhibits excellent properties when blended with various components such as an organic resin. The silicate oligomer can be used as it is for paint additives, binders and other various applications, or can be suitably used as a hydrolyzing solution for film-forming compositions, binders and other various applications.

【0022】尚、テトラアルコキシシランとしてテトラ
メトキシシランを用い、シリケートオリゴマーの有する
アルコキシ基が全てメトキシ基である場合には、各種の
塗料への配合等、目的によっては、配合される塗料中の
樹脂成分との相溶性や反応性等による貯蔵安定性の低
下、塗料あるいは塗膜中での挙動に改善を要する場合が
ある。このような場合には、メトキシ基以外の有機基特
にアルコキシ基をシリケートオリゴマーに導入すること
により対処することができる。かかる目的には所望の導
入基であるR’O−を有するR’OHで表される化合物
を、シリケートオリゴマーの有するメトキシ基等のアル
コキシ基とエステル交換させることにより導入を行うの
が簡便である。導入の時期はプロセスの利便性等に鑑み
適宜選択することができ、本発明によるテトラアルコキ
シシランモノマーの沸点以上でのガス吹き込み工程の前
に導入しても、あるいは上記ガス吹き込み工程の後であ
っても差し支えない。 実施例1 〔シリケートオリゴマー1の合成〕テトラメトキシシラ
ン(三菱化学(株)製)2699.05gをジャケット
付きの4.5リットルセパラブルフラスコに仕込み、次
いでメタノールを851.2g仕込んだ。ここに、0.
1N塩酸水35.4gと脱気脱塩水322.0gとを混
合したものを徐々に撹拌下で滴下していった。この時、
加水分解による発熱で液温が上昇するが、25±3℃の
範囲で液温をコントロールした。塩酸水の滴下が終わる
と、ジャケットを加温し、内温を約65℃としたところ
で還流が始まった。この状態で4時間全還流を続けた。
When tetramethoxysilane is used as the tetraalkoxysilane and the alkoxy groups of the silicate oligomer are all methoxy groups, depending on the purpose such as blending in various paints, the resin in the blended paint may be used. In some cases, storage stability may be reduced due to compatibility with or reactivity with components, and behavior in a paint or coating film may need to be improved. Such a case can be dealt with by introducing an organic group other than a methoxy group, particularly an alkoxy group, into the silicate oligomer. For this purpose, it is convenient to carry out the introduction by transesterifying a compound represented by R'OH having a desired introduction group R'O- with an alkoxy group such as a methoxy group of the silicate oligomer. . The timing of introduction can be appropriately selected in view of the convenience of the process and the like, and may be introduced before the gas blowing step at the boiling point or higher of the tetraalkoxysilane monomer according to the present invention, or after the gas blowing step. No problem. Example 1 [Synthesis of silicate oligomer 1] In a 4.5-liter separable flask equipped with a jacket, 2699.05 g of tetramethoxysilane (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was charged, and then 851.2 g of methanol was charged. Here, 0.
A mixture of 35.4 g of 1N hydrochloric acid and 322.0 g of degassed and demineralized water was gradually added dropwise with stirring. At this time,
Although the liquid temperature rises due to the heat generated by the hydrolysis, the liquid temperature was controlled within the range of 25 ± 3 ° C. When the addition of the aqueous hydrochloric acid was completed, the jacket was heated, and the reflux started when the internal temperature was reduced to about 65 ° C. In this state, total reflux was continued for 4 hours.

【0023】一旦ジャケットオイルの循環を停止してそ
のまま放置し、液温を60℃以下まで冷却したところで
ブタノールを692.11g仕込んだ。その後、再び昇
温して内温65℃で1時間全還流した後、副生したメタ
ノールの留去を開始し、液の温度を150℃迄徐々に昇
温していきながら、メタノールの留去を続けた。液温が
150℃に到達した時点から窒素ガスをSV=10で吹
き込みを開始した。吹き込みを開始してから8時間15
0℃で保持した後、自然冷却して2043gのシリケー
トオリゴマー1を得た。 実施例2 〔シリケートオリゴマー2の合成〕0.5リットルのガ
ラスコルベンに、テトラメトキシシラン(三菱化学
(株)製)201.8g、メタノール63.7gを仕込
み、0.1N塩酸水と脱気脱塩水との混合液27.5g
を撹拌下でゆっくりと滴下した。10分間撹拌を続けた
ところ内温は34℃で安定した。昇温を開始して内温が
約65℃となったところで全還流をかけ、5時間保持し
た。
Once the circulation of the jacket oil was stopped and left as it was, and the liquid temperature was cooled to 60 ° C. or lower, 692.11 g of butanol was charged. Thereafter, the temperature was raised again, and the mixture was completely refluxed at an internal temperature of 65 ° C. for 1 hour. Then, the methanol produced as a by-product was distilled off, and the temperature of the liquid was gradually raised to 150 ° C. while distilling off the methanol. Continued. When the liquid temperature reached 150 ° C., nitrogen gas was blown at SV = 10. 8 hours 15 after starting to blow
After maintaining at 0 ° C., the mixture was naturally cooled to obtain 2043 g of silicate oligomer 1. Example 2 [Synthesis of Silicate Oligomer 2] 201.8 g of tetramethoxysilane (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and 63.7 g of methanol were charged into a 0.5 liter glass corbene, and degassed with 0.1N hydrochloric acid. 27.5 g of a mixed solution with salt water
Was slowly added dropwise with stirring. When stirring was continued for 10 minutes, the internal temperature was stabilized at 34 ° C. When the internal temperature reached about 65 ° C. after the start of the temperature rise, total reflux was applied and maintained for 5 hours.

【0024】その後、副生したメタノールをゆっくりと
留去しながら内温を150℃まで徐々に昇温していっ
た。内温が150℃に到達した時点から窒素ガスをSV
=7.5で吹き込み開始した。150℃で窒素ガスを吹
き込みながら7時間保持した後、自然冷却してシリケー
トオリゴマー2102gを得た。 実施例3 〔シリケートオリゴマー3の合成〕4.5リットルのジ
ャケット付きセパラブルフラスコに、メタノール716
gのおよそ半分をまず仕込み、テトラメトキシシラン2
270g(三菱化学(株)製)にメタノール716gを
仕込んだ。ここに、4.1wt%塩酸水2.66gと脱
気脱塩水269.0gとを混合したものを約1時間かけ
て撹拌しながら仕込んだ。昇温を開始して内温を約65
℃となったところで全還流をかけ、これを2時間保持し
た。
Thereafter, the internal temperature was gradually raised to 150 ° C. while slowly removing by-produced methanol. When the internal temperature reaches 150 ° C, the nitrogen gas is
Blowing started at 7.5. After maintaining at 150 ° C. for 7 hours while blowing nitrogen gas, the mixture was naturally cooled to obtain 2102 g of a silicate oligomer. Example 3 [Synthesis of silicate oligomer 3] In a 4.5-liter separable flask with a jacket, methanol 716 was added.
g is charged first, then tetramethoxysilane 2
270 g (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was charged with 716 g of methanol. A mixture of 2.66 g of 4.1 wt% aqueous hydrochloric acid and 269.0 g of degassed and demineralized water was charged with stirring for about 1 hour. Start heating and reduce internal temperature to approx.
When the temperature reached ℃, the whole reflux was applied, and this was maintained for 2 hours.

【0025】その後、副生したメタノールを約6時間か
けて留去し、その後内温を150℃まで徐々に昇温して
いった。内温が150℃に到達した時点から窒素ガスを
SV=9.2で吹き込みを開始した。150℃で窒素ガ
スを吹き込みながら7時間保持した後、自然冷却してシ
リケートオリゴマー3を得た。 実施例4 〔シリケートオリゴマー4の合成〕テトラメトキシシラ
ン(三菱化学(株)製)228.9gを500mlのガ
ラスコルベンに仕込み、次いでメタノール72.2gを
仕込んだ。ここに、0.1N塩酸水3.0gと脱気脱塩
水17.7gとを混合したものを徐々に撹拌下で滴下し
ていった。この時、加水分解による発熱で液温が上昇す
るが、25±3℃の範囲で液温をコントロールした。塩
酸水の滴下が終わると、オイルバスでコルベンを加温
し、内温を約65℃としたところで還流が始まった。こ
の状態で4時間全還流を続けた。その後、生成メタノー
ルの留去を開始し、液の温度を125℃迄徐々に昇温し
ていきながら、メタノールの留去を続けた。
Thereafter, methanol as a by-product was distilled off over about 6 hours, and then the internal temperature was gradually raised to 150 ° C. From the time when the internal temperature reached 150 ° C., the blowing of nitrogen gas was started at SV = 9.2. After holding at 150 ° C. for 7 hours while blowing nitrogen gas, the mixture was naturally cooled to obtain silicate oligomer 3. Example 4 [Synthesis of silicate oligomer 4] Tetramethoxysilane (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) (228.9 g) was charged into a 500 ml glass corbene, and then methanol (72.2 g) was charged. A mixture of 3.0 g of 0.1N hydrochloric acid and 17.7 g of degassed and demineralized water was gradually added dropwise with stirring. At this time, the liquid temperature rises due to heat generated by hydrolysis, but the liquid temperature was controlled within the range of 25 ± 3 ° C. When the addition of the hydrochloric acid solution was completed, the kolben was heated in an oil bath, and reflux started when the internal temperature was set to about 65 ° C. In this state, total reflux was continued for 4 hours. Thereafter, distillation of the produced methanol was started, and the distillation of methanol was continued while gradually increasing the temperature of the liquid to 125 ° C.

【0026】内温が125℃に達した時点から、窒素ガ
スをSV=15で吹き込み開始した。吹き込みを開始し
てから5時間125℃で保持した後、自然冷却してシリ
ケートオリゴマー4を168.0g得た。 比較例1 〔シリケートオリゴマー5の合成〕液の最終温度が15
0℃でありこの温度で5時間保持したこと及び窒素ガス
の吹き込みを行わなかったこと以外は実施例4と同様の
操作を行いシリケートオリゴマー5を171.2g得
た。 比較例2 〔シリケートオリゴマー6の合成〕液の最終温度が10
0℃でありこの温度で5時間保持したこと及び窒素ガス
の吹き込みは行わなかったこと以外は実施例4と同様の
操作を行いシリケートオリゴマー6を176.1g得
た。 比較例3 〔シリケートオリゴマー7(a)、7(b)、7(c)
及び7(d)の合成〕テトラメトキシシラン(三菱化学
(株)製)533.91gを1リットルのガラスコルベ
ンに仕込み、次いでメタノールを168.27g仕込ん
だ。これに、0.1N塩酸水を7.0gと脱気脱塩水6
2.5gとを混合したものを徐々に撹拌下で滴下してい
った。この時、加水分解による発熱で液温が上昇する
が、25±3℃の範囲で液温をコントロールした。塩酸
水の滴下が終わると、オイルバスでコルベンを加温し、
内温を約65℃としたところで還流が始まった。この状
態で4時間全還流を続けた後、生成メタノールの留去を
開始し、液の温度を125℃迄徐々に昇温していきなが
ら、メタノールの留去を続け、液温が125℃に到達し
た時点から窒素ガスをSV=15で吹き込みを開始し
た。
From the time when the internal temperature reached 125 ° C., nitrogen gas was blown in at SV = 15. After maintaining the temperature at 125 ° C. for 5 hours after the start of blowing, the mixture was naturally cooled to obtain 168.0 g of silicate oligomer 4. Comparative Example 1 [Synthesis of silicate oligomer 5] The final temperature of the solution was 15
The same operation as in Example 4 was carried out except that the temperature was 0 ° C., the temperature was maintained for 5 hours, and the blowing of nitrogen gas was not carried out, whereby 171.2 g of silicate oligomer 5 was obtained. Comparative Example 2 [Synthesis of silicate oligomer 6] The final temperature of the solution was 10
The same operation as in Example 4 was carried out except that the temperature was 0 ° C., the temperature was maintained at this temperature for 5 hours, and the blowing of nitrogen gas was not carried out, whereby 176.1 g of silicate oligomer 6 was obtained. Comparative Example 3 [silicate oligomers 7 (a), 7 (b), 7 (c)
Synthesis of 7 (d)] 533.91 g of tetramethoxysilane (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was charged into a 1-liter glass corvene, and then 168.27 g of methanol was charged. To this, 7.0 g of 0.1N hydrochloric acid water and 6 g of degassed
The mixture of 2.5 g was gradually added dropwise with stirring. At this time, the liquid temperature rises due to heat generated by hydrolysis, but the liquid temperature was controlled within the range of 25 ± 3 ° C. After the addition of hydrochloric acid water, heat the Kolben in an oil bath,
Reflux started at an internal temperature of about 65 ° C. After continuing total reflux for 4 hours in this state, distillation of produced methanol was started, and while gradually increasing the temperature of the liquid to 125 ° C, distillation of methanol was continued, and the liquid temperature was raised to 125 ° C. From that point, nitrogen gas blowing was started at SV = 15.

【0027】125℃に到達し、窒素ガスの吹き込みを
始めた時点から0、1、3、5時間目にそれぞれ試料を
サンプリングし、その後自然冷却した。0時間目、1時
間目、3時間目、5時間目及び冷却後の最終製品のサン
プルを各々シリケートオリゴマー7(a)、シリケート
オリゴマー7(b)、シリケートオリゴマー7(c)、
シリケートオリゴマー7(d)及びシリケートオリゴマ
ー(e)とする。 実施例5 〔ガスクロマトグラフィー分析〕シリケートオリゴマー
1〜6についてモノマー残存量を調べるため、ガスクロ
マトグラフィー分析を行った。 〔測定条件〕 装 置 :島津GC−14A 使用カラム :J&W社ガラスキャピラリーカラムDB5(0.53mm×30m) 温 度 :カラム(初期):40℃ カラム(昇温速度):10℃/min カラム(最終温度):250℃ 注入口 :270℃ 検出器(TCD) :270℃ 検出器曹 :270℃ TCD電流 :75mA キャリアガス :試料側 8ml/min 対照側 60ml/min 使用内標 :メタキシレン 実施例1で得られたシリケートオリゴマー1中のテトラ
メトキシシランモノマーの濃度は検出下限以下(0.2
重量%以下)であり、雰囲気中への揮散が問題となる上
限をはるかに下回っていた。
Samples were sampled at 0, 1, 3, and 5 hours after the temperature reached 125 ° C. and the blowing of nitrogen gas was started, and then the sample was naturally cooled. Samples of the final products at 0 hour, 1 hour, 3 hours, 5 hours, and after cooling were respectively silicate oligomer 7 (a), silicate oligomer 7 (b), silicate oligomer 7 (c),
These are referred to as silicate oligomer 7 (d) and silicate oligomer (e). Example 5 [Gas Chromatographic Analysis] Gas chromatographic analysis was carried out to examine the residual amount of the silicate oligomers 1 to 6. [Measurement conditions] Apparatus: Shimadzu GC-14A Column used: J & W glass capillary column DB5 (0.53 mm × 30 m) Temperature: Column (initial): 40 ° C. Column (heating rate): 10 ° C./min Column (final temperature) ): 250 ° C. Inlet: 270 ° C. Detector (TCD): 270 ° C. Detector soda: 270 ° C. TCD current: 75 mA Carrier gas: sample side 8 ml / min Control side 60 ml / min Internal standard: meta-xylene In Example 1. The concentration of the tetramethoxysilane monomer in the obtained silicate oligomer 1 was not more than the lower detection limit (0.2
Wt% or less), which was far below the upper limit at which volatilization into the atmosphere was problematic.

【0028】実施例2で得られたシリケートオリゴマー
2中のテトラメトキシシランモノマーの濃度は検出下限
以下(0.2重量%以下)であり、雰囲気中への揮散が
問題となる上限をはるかに下回っていた。実施例3で得
られたシリケートオリゴマー3中のテトラメトキシシラ
ンモノマーの濃度は検出下限以下(0.2重量%以下)
であり、雰囲気中への揮散が問題となる上限をはるかに
下回っていた。
The concentration of the tetramethoxysilane monomer in the silicate oligomer 2 obtained in Example 2 is below the lower limit of detection (less than 0.2% by weight), which is far below the upper limit at which volatilization into the atmosphere is a problem. I was The concentration of the tetramethoxysilane monomer in the silicate oligomer 3 obtained in Example 3 was not more than the lower detection limit (not more than 0.2% by weight).
And it was far below the upper limit where volatilization into the atmosphere was a problem.

【0029】実施例4で得られたシリケートオリゴマー
4中のテトラメトキシシランモノマーの濃度は検出下限
以下(0.2重量%以下)であり、雰囲気中への揮散が
問題となる上限をはるかに下回っていた。比較例1で得
られたシリケートオリゴマー5中のテトラメトキシシラ
ンモノマーの濃度は1.77wt%であり、雰囲気中へ
の揮散が無視できない濃度であり、製品として望ましい
ものではなかった。イナートガス吹き込みを行わない
と、液温をテトラメトキシシランモノマーの沸点以上に
長時間保持してもシリケートオリゴマー中のテトラメト
キシシランモノマーが十分に低減されておらず、雰囲気
中への揮散が問題となり、蒸気による暴露が懸念され
る。
The concentration of the tetramethoxysilane monomer in the silicate oligomer 4 obtained in Example 4 is below the lower limit of detection (less than 0.2% by weight), which is far below the upper limit at which volatilization into the atmosphere is a problem. I was The concentration of the tetramethoxysilane monomer in the silicate oligomer 5 obtained in Comparative Example 1 was 1.77 wt%, which was a concentration that could not be ignored in the atmosphere and was not desirable as a product. If the inert gas is not injected, the tetramethoxysilane monomer in the silicate oligomer is not sufficiently reduced even if the liquid temperature is maintained for a long time at or above the boiling point of the tetramethoxysilane monomer. Exposure to vapor is a concern.

【0030】比較例2で得られたシリケートオリゴマー
6中のテトラメトキシシランモノマーの濃度は1.67
wt%であり、雰囲気中への揮散が無視できない濃度で
あり、製品として望ましいものではなかった。イナート
ガス吹き込みを行わないと、シリケートオリゴマー中の
テトラメトキシシランモノマーが十分に低減されておら
ず、雰囲気中への揮散が問題となり、蒸気による暴露が
懸念される。 実施例6 シリケートオリゴマーの貯蔵安定性を確認するため、粘
度測定及び分子量測定を、各々以下の条件により行っ
た。 〔粘度測定条件〕 装 置 :(株)東京計器製 E型粘度計 測定温度 :25℃ 試 料 :1.2ml 〔分子量測定に用いたGPC分析条件〕 装 置 :Waters製 高温GPC 150C カ ラ ム :PLgel 500Å(5μ)2本+100Å(5μ)1本 温 度 :カラム40℃,注入口30℃,ポンプ30℃ 溶 媒 :酢酸エチル 1.0ml/min 検 出 器 :RI検出器 −32×1 RIU/FS 試 料 :酢酸エチルで5重量%に希釈し、100μl注入 チャート速度 :5mm/min データ処理 :東ソー製 CP−8000 実施例1で得られたシリケートオリゴマー1の粘度は3
3.9cpであり、重量平均分子量Mwは1635であ
った。
The concentration of the tetramethoxysilane monomer in the silicate oligomer 6 obtained in Comparative Example 2 was 1.67.
wt%, which is a concentration that cannot be ignored in volatilization into the atmosphere, and was not desirable as a product. If the inert gas is not blown, the amount of tetramethoxysilane monomer in the silicate oligomer is not sufficiently reduced, so that volatilization into the atmosphere becomes a problem, and there is concern about exposure to steam. Example 6 In order to confirm the storage stability of a silicate oligomer, a viscosity measurement and a molecular weight measurement were performed under the following conditions. [Viscosity measurement conditions] Apparatus: E-type viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. Measurement temperature: 25 ° C Sample: 1.2 ml [GPC analysis conditions used for molecular weight measurement] Apparatus: Waters high temperature GPC 150C column : 2 pieces of PLgel 500μ (5μ) + 1 piece of 100Å (5μ) Temperature: Column 40 ° C, Injection port 30 ° C, Pump 30 ° C Solvent: Ethyl acetate 1.0ml / min Detector: RI detector -32 × 1 RIU / FS sample: diluted to 5% by weight with ethyl acetate and injected with 100 μl Chart speed: 5 mm / min Data processing: CP-8000 manufactured by Tosoh The viscosity of silicate oligomer 1 obtained in Example 1 is 3
It was 3.9 cp and the weight average molecular weight Mw was 1,635.

【0031】さらに、シリケートオリゴマー1を密閉ガ
ラス瓶に入れ、50℃で1ヶ月、3ヶ月後の粘度と重量
平均分子量を確認した。その結果、34.1cp、Mw
=1645、34.3cp、Mw=1650でありほと
んど変化はなく、貯蔵安定性が非常に良好であった。実
施例2で得られたシリケートオリゴマー2の粘度は28
2cpであり、重量平均分子量Mwは2377であっ
た。
Further, the silicate oligomer 1 was put in a closed glass bottle, and the viscosity and the weight average molecular weight after one month and three months at 50 ° C. were confirmed. As a result, 34.1 cp, Mw
= 1645, 34.3 cp, Mw = 1650, there was almost no change, and the storage stability was very good. The viscosity of the silicate oligomer 2 obtained in Example 2 is 28
The weight average molecular weight Mw was 2377.

【0032】さらに、シリケートオリゴマー2を密閉ガ
ラス瓶に入れ、50℃で1ヶ月、3ヶ月後の粘度と分子
量を確認した。その結果、284cp、Mw=238
5、285cp、Mw=2388とほとんど変化はなく
貯蔵安定性は非常に良好であった。実施例3で得られた
シリケートオリゴマー3の粘度は33.9cpであり、
重量平均分子量Mwは1198であった。
Further, the silicate oligomer 2 was put in a closed glass bottle, and the viscosity and the molecular weight after one month and three months at 50 ° C. were confirmed. As a result, 284 cp, Mw = 238
5, 285 cp, Mw = 2388, almost no change, and the storage stability was very good. The viscosity of the silicate oligomer 3 obtained in Example 3 was 33.9 cp,
The weight average molecular weight Mw was 1198.

【0033】さらに、シリケートオリゴマー3を密閉ガ
ラス瓶に入れ、50℃で1ヶ月、3ヶ月後の粘度と分子
量を確認した。その結果、33.8cp、Mw=120
0、34.0cp、Mw=1198でありほとんど変化
はなく貯蔵安定性は非常に良好であった。実施例4で得
られたシリケートオリゴマー4の粘度は5.6cpであ
り、重量平均分子量Mwは557であった。
Further, the silicate oligomer 3 was placed in a closed glass bottle, and the viscosity and the molecular weight after 1 month and 3 months at 50 ° C. were confirmed. As a result, 33.8 cp, Mw = 120
0, 34.0 cp, Mw = 1198, there was almost no change, and the storage stability was very good. The viscosity of the silicate oligomer 4 obtained in Example 4 was 5.6 cp, and the weight average molecular weight Mw was 557.

【0034】さらに、シリケートオリゴマー4を密閉ガ
ラス瓶に入れ、50℃で1ヶ月、3ヶ月後の分子量を各
々確認した。その結果、各々559、560とほとんど
変化はなく貯蔵安定性は非常に良好であった。比較例1
で得られたシリケートオリゴマー5の重量平均分子量M
wは539であった。
Further, the silicate oligomer 4 was put in a closed glass bottle, and the molecular weights after one month and three months at 50 ° C. were confirmed. As a result, there was almost no change to 559 and 560, respectively, and the storage stability was very good. Comparative Example 1
Weight average molecular weight M of the silicate oligomer 5 obtained by
w was 539.

【0035】シリケートオリゴマー5を密閉ガラス瓶に
入れ、50℃で1ヶ月、3ヶ月後分子量を確認した。そ
の結果、542、552と経時変化が確認され貯蔵安定
性はが十分ではなかった。比較例2で得られたシリケー
トオリゴマー6の重量平均分子量Mwは522であっ
た。
The silicate oligomer 5 was placed in a closed glass bottle, and the molecular weight was confirmed after 1 month and 3 months at 50 ° C. As a result, changes with time were confirmed as 542 and 552, and storage stability was not sufficient. The weight average molecular weight Mw of the silicate oligomer 6 obtained in Comparative Example 2 was 522.

【0036】シリケートオリゴマー6を密閉ガラス瓶に
入れ、50℃で1ヶ月、3ヶ月後の分子量を確認した。
その結果、538、558と経時変化が確認され貯蔵安
定性は十分ではなかった。比較例3で得られたシリケー
トオリゴマー7(a)、7(b)、7(c)、7(d)
及び7(e)をの各粘度は22.2cp、42.2c
p、60.0cp、77.4cp及び79.5cpであ
った。また、これらシリケートオリゴマー7(a)、7
(b)、7(c)、7(d)及び7(e)の各重量平均
分子量は860、1129、1439、1702及び1
725であった。このように、イナートガス吹き込み時
間が3時間未満ではシリケートオリゴマーの物性は安定
ではなく、製品として望ましくないことが判る。
The silicate oligomer 6 was placed in a closed glass bottle, and the molecular weight was confirmed after 1 month and 3 months at 50 ° C.
As a result, changes over time were confirmed as 538 and 558, and the storage stability was not sufficient. Silicate oligomers 7 (a), 7 (b), 7 (c), 7 (d) obtained in Comparative Example 3
And 7 (e) have a viscosity of 22.2 cp, 42.2 c
p, 60.0 cp, 77.4 cp and 79.5 cp. In addition, these silicate oligomers 7 (a), 7
The weight average molecular weights of (b), 7 (c), 7 (d) and 7 (e) are 860, 1129, 1439, 1702 and 1
725. As described above, when the inert gas blowing time is less than 3 hours, the physical properties of the silicate oligomer are not stable, and it is understood that the silicate oligomer is not desirable as a product.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明の製造方法により、短時間で低シ
ラノール、低モノマー残存量で安全性及び保存性に優れ
たシリケートオリゴマーを、効率的な運転で得ることが
できる。
According to the production method of the present invention, a silicate oligomer having a low silanol, a low residual amount of monomer and excellent in safety and storage stability can be obtained in a short time by efficient operation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】テトラアルコキシシランを加水分解縮合し
てシリケートオリゴマーを得るに際し、液温度をテトラ
アルコキシシランモノマーの沸点以上とし、イナートガ
スをSV=1〜30で吹き込みながら4時間以上保持す
る工程を含むことを特徴とするシリケートオリゴマーの
製造方法。
1. A method for producing a silicate oligomer by hydrolytic condensation of tetraalkoxysilane, comprising the step of keeping the liquid temperature at or above the boiling point of the tetraalkoxysilane monomer and maintaining the inert gas at SV = 1 to 30 for at least 4 hours. A method for producing a silicate oligomer.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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