JPS6017377B2 - Method for producing polymerizable organopolysiloxane - Google Patents

Method for producing polymerizable organopolysiloxane

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JPS6017377B2
JPS6017377B2 JP54097587A JP9758779A JPS6017377B2 JP S6017377 B2 JPS6017377 B2 JP S6017377B2 JP 54097587 A JP54097587 A JP 54097587A JP 9758779 A JP9758779 A JP 9758779A JP S6017377 B2 JPS6017377 B2 JP S6017377B2
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mol
methacrylic acid
reaction
acrylic acid
general formula
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稔 高見沢
凱夫 井上
俊文 猪ノ坂
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は重合性オルガノポリシロキサン、詳しくは一般
式〔式中、RIは一価炭化水素基、R2は水素原子また
はメチル基、Bは一価炭化水素基または式(ここにRI
およびR2は前記と同じ意味である)で示される基を表
わす。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a polymerizable organopolysiloxane, specifically a compound of the general formula [where RI is a monovalent hydrocarbon group, R2 is a hydrogen atom or a methyl group, and B is a monovalent hydrocarbon group or a compound of the formula ( R.I. here
and R2 have the same meanings as above).

aは0,1または2、mは1〜4の整数、nは1〜5の
整数である。〕で示されるオルガノポリシロキサンの製
造方法に関するものである。上記した一般式(1)で示
される重合性オルガノポリシロキサンは公知であり、従
来このオルガノポリシロキサンの製造方法としては、例
えば一般式で示される基を表す。
a is 0, 1 or 2, m is an integer of 1 to 4, and n is an integer of 1 to 5. ] The present invention relates to a method for producing an organopolysiloxane shown in the following. The polymerizable organopolysiloxane represented by the above general formula (1) is known, and conventional methods for producing this organopolysiloxane include, for example, a group represented by the general formula.

aは0,1または2、pは1〜4の整数、qは0〜5の
整数である)で示されるェボキシ結合含有オルガノシラ
ンまたはシロキサンとアクリル酸またはメタクリル酸と
を単に混合したのち加熱し反応を行う方法あるいは両者
を水酸化ナトリウム、水酸化リチウムもしくは水酸化カ
リウムなどのようなアルカリ性物質の存在下で必要に応
じて加熱し反応させる方法が知られている。しかしなが
ら前者の方法には、反応速度が遅く、かつ反応を良好に
進行させようとする場合には反応温度を130〜15ぴ
Cの高温とする必要があり、このような高温は副生成物
が生成し収率が低下するため上記したような一般式(1
)で示される重合性オルガノシロキサンの製造には不適
当であるという不利があった。
(a is 0, 1 or 2, p is an integer of 1 to 4, and q is an integer of 0 to 5) is simply mixed with an eboxy bond-containing organosilane or siloxane and acrylic acid or methacrylic acid, and then heated. A method for carrying out the reaction or a method for reacting the two by heating as necessary in the presence of an alkaline substance such as sodium hydroxide, lithium hydroxide, or potassium hydroxide is known. However, in the former method, the reaction rate is slow, and if you want the reaction to proceed well, it is necessary to set the reaction temperature to a high temperature of 130 to 15 picoC. Since the above-mentioned general formula (1
) had the disadvantage of being unsuitable for producing polymerizable organosiloxanes.

また、後者のアルカリ性物質を使用する方法は、該反応
を70〜10000の比較的低い反応温度で行わせるこ
とができるが、これには一般に反応に要する時間が長く
なり、しかも副生成物が多量に生成し、たとえ分子蒸留
などの処理を行って精製しても最終目的物を高純度、高
収率で得ることが困難であるといいう欠点があった。
In addition, in the latter method of using an alkaline substance, the reaction can be carried out at a relatively low reaction temperature of 70 to 10,000 °C, but this generally requires a long reaction time and also produces a large amount of by-products. The disadvantage is that it is difficult to obtain the final target product with high purity and high yield even if it is purified by treatments such as molecular distillation.

本発明は上記したような従来方法における不利および欠
点を除去した上記一般式(1)で示される重合性オルガ
ノポリシロキサンの新規な製造方法を提供しようとする
ものであって、これは一般式で示されるェポキシ結合含
有オルガノポリシロキサンとアクリル酸またはメタクリ
ル酸とをアクリル酸またはメタクリル酸のアルカリ金属
塩の存在下で反応させることを特徴とするものである。
The present invention aims to provide a new method for producing a polymerizable organopolysiloxane represented by the general formula (1), which eliminates the disadvantages and drawbacks of the conventional methods as described above. It is characterized in that the epoxy bond-containing organopolysiloxane shown above is reacted with acrylic acid or methacrylic acid in the presence of an alkali metal salt of acrylic acid or methacrylic acid.

含有オルガノポリシロキサンとアクリル酸またはメタク
リル酸とを反応させ上記した一般式(1)で示される重
合性オルガノポリシロキサンを製造する方法について鋭
意研究を重ねた結果、これには該反応をアクリル酸また
はメタクリル酸のアルカリ金属塩の存在下で行うことが
きわめて有効であることを見出し本発明を完成したもの
であって、これによれば、副生成物の生成もなく、また
高度な精製技術を採用することなく、高純度、高収率で
上記した一般式(1)で示される重合性オルガノポリシ
ロキサンを製造することができ、さらに前記反応を行う
にあたっては有機溶媒を使用する必要が全くないという
顕著な効果が与えられる。つぎに本発明方法をさらに詳
細に説明する。
As a result of extensive research into a method for producing the polymerizable organopolysiloxane represented by the general formula (1) above by reacting the containing organopolysiloxane with acrylic acid or methacrylic acid, we found that They discovered that it is extremely effective to carry out the process in the presence of an alkali metal salt of methacrylic acid, and completed the present invention.According to this, there is no generation of by-products, and advanced purification technology is adopted. The polymerizable organopolysiloxane represented by the above general formula (1) can be produced with high purity and high yield without any reaction, and furthermore, there is no need to use an organic solvent in carrying out the reaction. A noticeable effect is given. Next, the method of the present invention will be explained in more detail.

まず、本発明において始発原料として使用されるェポキ
シ結合含有オルガノポリシロキサンは上託した一般式(
0)で示されるものであって、該式中RIは一価炭化水
素基を表わし、これには例えばメチル基、エチル基、プ
ロピル基あるいはブチル基などのアルキル基、シクロベ
ンチル基あるいはシクロヘキシル基などのシクロアルキ
ル基、フェニル基、トリル基あるいはキシリル基などの
アリール基、またはこれらの基の水素原子が部分的にハ
ロゲン原子などで置換された基などがあげられる。なお
、本発明においては、上記RIが炭素原子数1〜4のア
ルキル基またはフェニル基から選択される基であること
が反応性あるいは収率などの点から望ましい。
First, the epoxy bond-containing organopolysiloxane used as a starting material in the present invention has the general formula (
0), in which RI represents a monovalent hydrocarbon group, which includes, for example, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group, and a cyclobentyl group or a cyclohexyl group. Examples include aryl groups such as cycloalkyl groups, phenyl groups, tolyl groups, and xylyl groups, and groups in which the hydrogen atoms of these groups are partially substituted with halogen atoms. In the present invention, it is desirable from the viewpoint of reactivity or yield that the RI is a group selected from an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group.

また、Aは一価炭化水素基または上託した式(ii}で
示される基を表わす。
Further, A represents a monovalent hydrocarbon group or a group represented by the specified formula (ii).

a,mおよびnは前述の通りである。a, m and n are as described above.

このようなェポキシ結合含有オルガノボリシロキサンは
従来から知られている方法により合成することができ、
該オルガノポリシロキサンとしては具体的には下記に示
すような化合物があげられる。
Such epoxy bond-containing organoborisiloxanes can be synthesized by conventionally known methods,
Specific examples of the organopolysiloxane include the compounds shown below.

つぎに、本発明において、使用されるアクリル酸または
メタクリル酸のアルカリ金属塩としては例えば下記のよ
うな化合物があげられる。
Next, examples of the alkali metal salts of acrylic acid or methacrylic acid used in the present invention include the following compounds.

本発明の方法は、上記した一般式(D)で示されるェポ
キシ結合含有オルガノポリシロキサンとアクリル酸また
はメタクリル酸とを、アクリル酸またはメタクリル酸の
アルカリ金属塩の存在下で反応させるのであるが、始発
原料である両者の使用割合は、一般式(0)で示される
ポリシロキサン中のェポキシ結合1個に対してアクリル
酸またはメタクリル酸を1.0〜3.0モルの範囲で使
用することがよく、とくにアクリル酸またはメタクリル
酸の使用量を1.3モル以上とすれば反応時間を短縮す
ることができるとともに未反応のポリシロキサンの残存
がみられず好都合である。
The method of the present invention involves reacting the epoxy bond-containing organopolysiloxane represented by the general formula (D) with acrylic acid or methacrylic acid in the presence of an alkali metal salt of acrylic acid or methacrylic acid. The ratio of the two starting materials used is 1.0 to 3.0 moles of acrylic acid or methacrylic acid per epoxy bond in the polysiloxane represented by general formula (0). In particular, if the amount of acrylic acid or methacrylic acid used is 1.3 mol or more, the reaction time can be shortened and no unreacted polysiloxane remains, which is advantageous.

該アクリル酸またはメタクリル酸の使用量が1.0モル
味満では反応を完結するのに要する時間が長くなるほか
味反応のポリシロキサンが残り目的物を高純度で得るこ
とが困難となり、他方、3.0モル以上使用してもとく
に前記したような問題はないが経済的に不利となる。ま
た、アクリル酸またはメタクリル酸のアルカIJ金属塩
の使用量は、一般式(0)で示されるポリシロキサン中
のヱポキシ結合1個に対して0.05〜0.20モルの
範囲で使用することが好ましい。
If the amount of acrylic acid or methacrylic acid used is 1.0 mol, the time required to complete the reaction will be longer, and the polysiloxane of the taste reaction will remain, making it difficult to obtain the target product with high purity. If 3.0 mol or more is used, there is no particular problem as mentioned above, but it is economically disadvantageous. Further, the amount of the alkali IJ metal salt of acrylic acid or methacrylic acid to be used is within the range of 0.05 to 0.20 mol per epoxy bond in the polysiloxane represented by general formula (0). is preferred.

さらに反応温度については70〜13000、好ましく
は90〜110qoの範囲とすることがよい。なお、本
発明においては重合禁止剤を使用することが好ましく、
具体的にはハイドロキノン、メトキシハイドロキノン、
4ーメトキシフエノ−ル、2,6ージ−teれ−ブチル
ー4−クレゾール、2,5−ジー企てt−ブチルハイド
ロキノンなどの一般に重合禁止剤として知られているも
のを使用することができ、この重合禁止剤の使用量はア
クリル酸またはメタクリル酸1モルに対して0.001
〜0.1モルは範囲とすれば充分である。他方、本発明
方法を実施するに際しては、溶媒とくにnーヘキサン、
ベンゼン、トルエンあるいはキシレンなどの非樋性溶媒
の使用は禁物であり、これらを使用した場合には収率の
低下あるいは不純物を増加させるほか、系全体をゲル化
させるおそれが生じる。本発明方法で得られる上記一股
式(1)で示される重合性オルガノポリシロキサンとし
ては例えば下記に示すようなものがあげられる。
Furthermore, the reaction temperature is preferably in the range of 70 to 13,000 qo, preferably 90 to 110 qo. In addition, in the present invention, it is preferable to use a polymerization inhibitor,
Specifically, hydroquinone, methoxyhydroquinone,
Generally known polymerization inhibitors such as 4-methoxyphenol, 2,6-di-butyl-4-cresol, and 2,5-di-butylhydroquinone can be used; The amount of polymerization inhibitor used is 0.001 per mole of acrylic acid or methacrylic acid.
A range of 0.1 mol to 0.1 mol is sufficient. On the other hand, when carrying out the method of the present invention, solvents, especially n-hexane,
The use of non-polluting solvents such as benzene, toluene, or xylene is prohibited; if they are used, the yield may decrease or impurities may increase, and the entire system may gel. Examples of the polymerizable organopolysiloxane represented by the above-mentioned single-pronged formula (1) obtained by the method of the present invention include those shown below.

上述のようにして得られる一般式(1)で示される重合
性オルガノポリシロキサンは反応性中間体として各種の
共重合体の製造に応用することができる。
The polymerizable organopolysiloxane represented by the general formula (1) obtained as described above can be applied as a reactive intermediate to the production of various copolymers.

例えば単独もしくは、アクリル酸、メタクリル酸あるい
はこれらの譲導体と公知の方法に準じて重合させること
ができ、このようにして得られる重合体はコーティング
剤、サィジング剤、縦水剤、雛形剤、隣脂改質剤あるい
は潤滑剤などに広く応用可能である。つぎに本発明の実
施例および比較例をあげる。
For example, it can be polymerized alone or with acrylic acid, methacrylic acid, or derivatives thereof according to known methods. It can be widely applied as a fat modifier or lubricant. Next, examples of the present invention and comparative examples will be given.

実施例 1内容積1そのセパラフラスコに、メタクリル
酸17滋(2モル)、メタクリル酸ナトリウム16.彼
(0.15モル)および4ーメトキシハイドロキノン1
8.舷(0.15モル)を仕込み、内温が90℃になる
まで加熱し、ついで式で示されるシロキサン35蟹(1
モル)を滴下した。
Example 1 Inner volume: 1 Into a separate flask, 17 g (2 mol) of methacrylic acid and 16 g of sodium methacrylate were added. he (0.15 mol) and 4-methoxyhydroquinone 1
8. Pour siloxane (0.15 mol) and heat until the internal temperature reaches 90°C, then add siloxane 35 crab (1
mol) was added dropwise.

滴下終了後、温度90〜95℃で2q時間反応させたと
ころ、反応生成物が得られた。つぎに上記で得た反応生
成物を溶剤で稀釈したのちアルカリ洗浄し、ついで重合
禁止剤および溶剤を除去したところ、粘度30.次S(
25℃)、屈折率1.4380(25℃)の下記式で示
される重合性オルガ/ポリシロキサンが得られ、このも
のの純度(ガスクロマトグラフイ‐分析による。
After completion of the dropwise addition, reaction was carried out at a temperature of 90 to 95° C. for 2 q hours, and a reaction product was obtained. Next, the reaction product obtained above was diluted with a solvent, washed with alkali, and then the polymerization inhibitor and solvent were removed, and the viscosity was 30. Next S (
A polymerizable olga/polysiloxane having a refractive index of 1.4380 (at 25°C) and having a refractive index of 1.4380 (at 25°C) was obtained, and its purity was determined by gas chromatography analysis.

以下同様)は職.4%であり、収率は87.5%であっ
た。実施例 2内容銭1そのセパラフラスコに、アクリ
ル酸13雌(1.8モル)、アクリル酸カリウム11g
(0.10モル)およびハイドロキノン5.鴇(0.0
5モル)を仕込み内温が860になるまで加熱し、つい
で式で示されるシロキサン24滋(1モル)を滴下した
) is a job. 4%, and the yield was 87.5%. Example 2 Contents 1 In the separate flask, acrylic acid 13 (1.8 mol), potassium acrylate 11 g
(0.10 mol) and hydroquinone5. Toshi (0.0
5 mol) was charged and heated until the internal temperature reached 860, and then 24 g (1 mol) of siloxane represented by the formula was added dropwise.

滴下終了後温度85〜90℃で2虫時間反応させたとこ
ろ、反応生成物が得られた。つぎに上記で得られた生成
物を実施例1と同様の方法で処理したところ、粘度21
.枕S(25℃)、屈折率1.4370(25℃)の下
記式で示される重合性オルガノポリシロキサンが得られ
、このものの純度は98.6%であり、収率は86.4
%であった。
After the dropwise addition was completed, the reaction was carried out at a temperature of 85 to 90° C. for 2 hours, and a reaction product was obtained. Next, the product obtained above was treated in the same manner as in Example 1, and the viscosity was 21.
.. A polymerizable organopolysiloxane having a refractive index of 1.4370 (25°C) and having a refractive index of 1.4370 (25°C) was obtained, the purity of which was 98.6%, and the yield was 86.4.
%Met.

実施例 3内容積1そのセパラフラスコにメタクリル酸
43咳(4.0モル)、メタクリル酸ナトリウム2を(
0.25モル)および4−メトキシフエノール37.衣
(0.3モル)を仕込み、内温が90℃になるまで加熱
し、ついで式で示されるシロキサン36雄(1モル)を
滴下した。
Example 3 Inner volume 1 In a separate flask, 43 methacrylic acid (4.0 mol) and 2 sodium methacrylate (
0.25 mol) and 4-methoxyphenol 37. A batter (0.3 mol) was charged and heated until the internal temperature reached 90°C, and then siloxane 36 (1 mol) represented by the formula was added dropwise.

滴下終了後、温度95qoで2幼時間反応させたところ
、反応生成物が得られた。
After the dropwise addition was completed, a reaction product was obtained by allowing the mixture to react at a temperature of 95 qo for 2 hours.

つぎに上記で得た生成物を実施例1と同様の方法で処理
したところ、粘度21次S(25℃)、屈折率1.46
70(2ず0)の下記分子式で示される重合性オルガノ
ポリシロキサンが得られ、このものの純度は98.7%
であり、収率は89.4%であった。
Next, when the product obtained above was treated in the same manner as in Example 1, it had a viscosity of 21st order S (25°C) and a refractive index of 1.46.
A polymerizable organopolysiloxane having the following molecular formula of 70(2z0) was obtained, and the purity of this product was 98.7%.
The yield was 89.4%.

実施例 4内容積1そのセパラフラスコに、メタクリル
酸17後(2.0モル)、メタクリル酸ナトリウ,ム1
6.彼(0.15モル)および4ーメトキシフエニール
18.鍵(0.15モル)を仕込み、内温が90ooに
なるまで加熱し、ついで式で示されるシロキサン33舷
(1モル)を滴下した。
Example 4 Inner volume 1 In a separate flask, methacrylic acid 17 (2.0 mol), sodium methacrylate, 1
6. He (0.15 mol) and 4-methoxyphenyl 18. A key (0.15 mol) was charged and heated until the internal temperature reached 90 oo, and then 33 molars (1 mol) of siloxane represented by the formula were added dropwise.

滴下終了後、温度90〜95qoで2曲時間反応させた
ところ、反応生成物が得られた。
After completion of the dropwise addition, reaction was carried out at a temperature of 90 to 95 qo for 2 hours, and a reaction product was obtained.

つぎに上記で得た生成物を実施例1と同様の方法で処理
したところ、粘度25.7cS(2500)、屈折率1
.4369(25qo)の下記分子式で示される重合性
オルガノポリシロキサンが得られ、このものの純度は9
8.9%であり、収率は別87%であった。
Next, when the product obtained above was treated in the same manner as in Example 1, it had a viscosity of 25.7 cS (2500) and a refractive index of 1.
.. A polymerizable organopolysiloxane having the following molecular formula of 4369 (25qo) was obtained, and the purity of this product was 9.
The yield was 8.9%, and the yield was another 87%.

比較例内容積IZのセパラフラスコに、メタクリル酸】
7滋(20モル)、水酸化ナトリウム能(0.15モル
)および4ーメトキシフエノール18.股(0.15モ
ル)を仕込み、内温が90qoになるまで加熱し、つい
で式で示されるシロキサン336g(1モル)を滴下し
た。
Comparative example: methacrylic acid in a Separa flask with internal volume IZ]
7. (20 mol), sodium hydroxide capacity (0.15 mol) and 4-methoxyphenol 18. The mixture was heated until the internal temperature reached 90 qo, and then 336 g (1 mol) of siloxane represented by the formula was added dropwise.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で示されるエポキシ結合含有オルガノポリシロキサンと
アクリル酸またはメタクリル酸とを、アクリル酸または
メタクリル酸のアルカリ金属塩の存在下で反応させるこ
とを特徴とする、一般式▲数式、化学式、表等がありま
す▼で示される重合性オルガノポリシロキサンの製造方
法。 ▲数式、化学式、表等があります▼
[Claims] 1. Epoxy bond-containing organopolysiloxane represented by the general formula ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc. ▼ and acrylic acid or methacrylic acid in the presence of an alkali metal salt of acrylic acid or methacrylic acid. A method for producing polymerizable organopolysiloxane represented by the general formula ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, which is characterized by a reaction. ▲Contains mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼
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