PROCEDE DE PREPARATION DE POLYORGANOSILOXANES PROCESS FOR THE PREPARATION OF POLYORGANOSILOXANES
LINEAIRESLINEAR
Le domaine de la présente invention concerne le domaine des huiles silicones.The field of the present invention relates to the field of silicone oils.
Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de préparation de polyorganosiloxanes linéaires, de viscosité cinématique supérieure à 3000 mm2/s et comprenant des groupements terminaux éthyléniquement insaturé aux extrémités de la chaîne, par polymérisation et réarrangement de polysiloxanes monocycliques, en présence d'un bloqueur de type siloxane, d'un catalyseur alcalin et d'un accélérateur particulier qui est une diamine macrohétérobicyclique.More specifically, the present invention relates to a process for the preparation of linear polyorganosiloxanes, of kinematic viscosity greater than 3000 mm 2 / s and comprising terminal ethylenically unsaturated groups at the ends of the chain, by polymerization and rearrangement of monocyclic polysiloxanes, in the presence a siloxane blocker, an alkaline catalyst and a particular accelerator which is a macroheterobicyclic diamine.
La synthèse de ces huiles polyorganosiloxanes linéaires peut s'effectuer classiquement par polymérisation et réarangement de polysiloxanes cycliques en présence d'un bloqueur de type siloxane. Cette réaction de redistribution nécessite une longue durée de mise en œuvre du fait de la difficulté pour ouvrir la liaison siloxane du bloqueur afin que la polymérisation puisse s'effectuer. Pour ces opérations, il est d'usage d'utiliser des catalyseurs acides ou basiques.The synthesis of these linear polyorganosiloxane oils can be carried out conventionally by polymerization and rearrangement of cyclic polysiloxanes in the presence of a siloxane blocker. This redistribution reaction requires a long implementation time due to the difficulty in opening the siloxane bond of the blocker so that the polymerization can be carried out. For these operations, it is customary to use acidic or basic catalysts.
En tout état de cause, la polymérisation par ouverture de cycles de cyclosiloxanes à l'aide de systèmes catalytiques acides est très courante et la littérature comporte de nombreuses études dans lesquels les polymérisations sont initiées par des acides protoniques forts tels que H2SO , HCIO ou par des acides de LEWIS.In any event, the opening polymerization of cyclosiloxane rings using acid catalytic systems is very common and the literature includes numerous studies in which the polymerizations are initiated by strong protonic acids such as H 2 SO, HCIO or by LEWIS acids.
Lorsque le catalyseur est • alcalin, le schéma réactionnel suit une polymérisation de type anionique et nécessite, le plus souvent, un apport d'énergie d'activation, par exemple par augmentation de la température, car cette réaction n'est pas instantanée.When the catalyst is alkaline, the reaction scheme follows an anionic type polymerization and most often requires a supply of activation energy, for example by increasing the temperature, since this reaction is not instantaneous.
Dans le but d'accélérer la vitesse de polymérisation, diverses techniques ont été proposées. Par exemple, la demande de brevet français n° 2 353 589 décrit un procédé dans lequel la polymérisation en masse de siloxanes cycliques en présence de polysiloxanes linéaires, jouant le rôle de bloqueur de la réaction de polymérisation, est accélérée par la présence d'une faible quantité d'un système catalytique composé d'un catalyseur alcalin et d'un composé macrocyclique
mono- ou polycyclique choisi parmi des polyéthers monocycliques, des polythioéthers monocycliques, des polyamines monocycliques et bicycliques.In order to accelerate the rate of polymerization, various techniques have been proposed. For example, French patent application No. 2 353 589 describes a process in which the bulk polymerization of cyclic siloxanes in the presence of linear polysiloxanes, playing the role of blocker of the polymerization reaction, is accelerated by the presence of a small amount of a catalytic system composed of an alkaline catalyst and a macrocyclic compound mono- or polycyclic chosen from monocyclic polyethers, monocyclic polythioethers, monocyclic and bicyclic polyamines.
Cependant, pour ce type de procédé bien que la vitesse de polymérisation soit accélérée, il est difficile de stabiliser aussi rapidement que possible la viscosité en cours de polymérisation vers un palier de viscosité proche de la viscosité recherchée du produit final. Ce palier correspond à l'équilibre de polymérisation entre le polysiloxane monocyclique et le bloqueur de la réaction de polymérisation et est donc un critère. important de la réaction. Ce type de procédé présente donc des inconvénients pour une mise en oeuvre industrielle car la nécessaire stabilisation de la viscosité en cours de polymérisation vers un palier est lente. Par ailleurs des améliorations sont toujours souhaitables en termes économiques et en terme de conditions opératoires industrielles.However, for this type of process, although the polymerization speed is accelerated, it is difficult to stabilize the viscosity during polymerization as quickly as possible towards a viscosity plateau close to the desired viscosity of the final product. This level corresponds to the polymerization equilibrium between the monocyclic polysiloxane and the blocker of the polymerization reaction and is therefore a criterion. important to the reaction. This type of process therefore has drawbacks for industrial implementation because the necessary stabilization of the viscosity during polymerization to a plateau is slow. Furthermore, improvements are always desirable in economic terms and in terms of industrial operating conditions.
Les industries du domaine technique considéré sont donc dans l'attente d'un procédé permettant d'obtenir des polyorganosiloxanes linéaires de viscosité cinématique supérieure à 3000 mm2/s et comprenant des groupements terminaux éthyleniquement insaturé aux extrémités de la chaîne, avec un procédé utilisant un système catalytique alcalin permettant une cinétique de polymérisation rapide tout en étant performant quand à la rapidité d'obtention d'un palier de viscosité en cours de polymérisation.The industries in the technical field under consideration are therefore awaiting a process for obtaining linear polyorganosiloxanes with kinematic viscosity greater than 3000 mm 2 / s and comprising ethylenically unsaturated end groups at the ends of the chain, with a process using an alkaline catalytic system allowing rapid polymerization kinetics while being efficient when the speed of obtaining a viscosity plateau during polymerization.
L'objectif principal de la présente invention est donc de proposer un procédé de préparation de polyorganosiloxanes linéaires, de viscosité cinématique supérieure à 3000 mm2/s et comprenant des groupements terminaux éthyleniquement insaturé aux extrémités de la chaîne, utilisant un système catalytique efficace quand à l'obtention d'une cinétique de polymérisation rapide tout en permettant l'obtention rapide d'un palier de viscosité en cours de polymérisation correspondant à l'équilibre de polymérisation.The main objective of the present invention is therefore to propose a process for the preparation of linear polyorganosiloxanes, of kinematic viscosity greater than 3000 mm 2 / s and comprising ethylenically unsaturated end groups at the ends of the chain, using an effective catalytic system when at obtaining rapid polymerization kinetics while allowing rapid obtaining of a viscosity plateau during polymerization corresponding to the polymerization equilibrium.
Ces objectifs parmi d'autres sont atteints par la présente invention qui concerne un procédé de préparation d'organopolysiloxanes linéaires de viscosité cinématique supérieure à 3000 mm2/s et comprenant des groupements terminaux éthyleniquement insaturé aux extrémités de la chaîne par polymérisation et réarrangement d'au moins un type de polysiloxane monocyclique en présence d'un bloqueur ayant une fonction siloxane et d'un catalyseur à une température supérieure à 100°C, le procédé étant caractérisé en ce que le catalyseur est urr
système catalytique constitué d'un sel minéral alcalin (I) et d'une diamine macrohétérobicyclique de formule (II) :These objectives among others are achieved by the present invention which relates to a process for the preparation of linear organopolysiloxanes with kinematic viscosity greater than 3000 mm 2 / s and comprising ethylenically unsaturated end groups at the ends of the chain by polymerization and rearrangement of at least one type of monocyclic polysiloxane in the presence of a blocker having a siloxane function and of a catalyst at a temperature above 100 ° C., the process being characterized in that the catalyst is urr catalytic system consisting of an alkaline mineral salt (I) and a macroheterobicyclic diamine of formula (II):
(II)(II)
La diamine macrohétérobicyclique de formule (II) est aussi connue sous le nom chimique 4,7,13,16,21 ,24-Hexaoxa-1 ,10-diazabicyclo-[8, 8, 8]-hexacosane ou sous le nom usuel de Kryptofix® 222. La demanderesse a donc découvert de manière fortuite que l'utilisation de ce composé permettait non seulement d'accélérer la réaction de polymérisation mais aussi d'accélérer l'obtention d'un palier de viscosité en cours de réaction, ce palier reflétant l'équilibre de polymérisation entre le polysiloxane monocyclique et le bloqueur. Cet avantage n'est pas exposé dans l'art antérieur.The macroheterobicyclic diamine of formula (II) is also known under the chemical name 4,7,13,16,21, 24-Hexaoxa-1, 10-diazabicyclo- [8, 8, 8] -hexacosane or under the common name of Kryptofix ® 222. The Applicant has therefore discovered by chance that the use of this compound makes it possible not only to accelerate the polymerization reaction but also to accelerate the obtaining of a viscosity plateau during the reaction, this plateau reflecting the polymerization balance between the monocyclic polysiloxane and the blocker. This advantage is not explained in the prior art.
Selon un mode préférentiel, le nombre de mole a de la diamine macrohétérobicyclique de formule (II) est choisi de manière à ce que le ratio molaire a/b, b étant le nombre de mole du sel minéral alcalin (I), soit compris entre 0,7 et 1,20 et encore plus préférentiellement entre 1 et 1 ,15.According to a preferred embodiment, the number of moles a of the macroheterobicyclic diamine of formula (II) is chosen so that the molar ratio a / b, b being the number of moles of the alkaline mineral salt (I), is between 0.7 and 1.20 and even more preferably between 1 and 1.15.
Par viscosité dynamique, on entend dans le cadre de l'invention la viscosité de type Newtonienne, c'est-à-dire Ja viscosité dynamique, mesurée de manière connue en soi à une température donnée, à un gradient de vitesse de cisaillement suffisamment faible pour que la viscosité mesurée soit indépendante du gradient de vitesse. La viscosité est mesurée à l'aide d'un viscosimètre "Brookfield" selon les indications de la norme AFNOR NFT 76 106 de mai 1982.By dynamic viscosity is meant in the context of the invention the Newtonian type viscosity, that is to say the dynamic viscosity, measured in a manner known per se at a given temperature, at a sufficiently low shear rate gradient so that the viscosity measured is independent of the speed gradient. The viscosity is measured using a "Brookfield" viscometer according to the indications of standard AFNOR NFT 76 106 of May 1982.
Dans le système catalytique selon l'invention, le catalyseur alcalin (I) est constitué par un sel d'un métal alcalin ou alcalino-terreux. On peut notamment utiliser les silanolates d'un métal alcalin ou les siliconates d'un métal alcalin tels qu'un siliconate de potassium obtenu par chauffage d'un mélange constitué d'hexaméthyldisiloxane (M2), d'octaméthylcyclotétrasiloxane (D4) et d'hydroxyde
de potassium, des hydroxydes tels que LiOH, NaOH, KOH et CsOH. D'autres sels de métaux alcalins utiles selon l'invention sont décrits dans l'ouvrage « Chemistry and Technology of Silicones », édité en 1968 par Académie Press, à la page 227. On peut notamment utiliser les dérivés de ces métaux tels que les amidures et les alcoolates. De façon avantageuse, le catalyseur alcalin (I) est un siliconate de potassium obtenu par chauffage d'un mélange constitué d'hexaméthyidisiloxane (M ), d'octaméthylcyclotétrasiloxane (D4) et d'hydroxyde de potassium.In the catalytic system according to the invention, the alkaline catalyst (I) consists of a salt of an alkali or alkaline earth metal. It is possible in particular to use the silanolates of an alkali metal or the siliconates of an alkali metal such as a potassium siliconate obtained by heating a mixture consisting of hexamethyldisiloxane (M 2 ), octamethylcyclotetrasiloxane (D4) and d 'hydroxide potassium, hydroxides such as LiOH, NaOH, KOH and CsOH. Other alkali metal salts which are useful according to the invention are described in the work “Chemistry and Technology of Silicones”, published in 1968 by Académie Press, on page 227. It is in particular possible to use derivatives of these metals such as amides and alcoholates. Advantageously, the alkaline catalyst (I) is a potassium siliconate obtained by heating a mixture consisting of hexamethyidisiloxane (M), octamethylcyclotetrasiloxane (D4) and potassium hydroxide.
La mise en oeuvre du procédé est particulièrement avantageuse pour la préparation d' organopolysiloxanes linéaires de viscosité cinématique supérieure à 3000 mm2/s constituées de motifs siloxyles de formule générale :The implementation of the process is particularly advantageous for the preparation of linear organopolysiloxanes of kinematic viscosity greater than 3000 mm 2 / s consisting of siloxyl units of general formula:
(R°)nSiO(4. n )/2 (III) et de motifs siloxyles terminaux de formule :(R °) n SiO (4. N) / 2 (III) and terminal siloxy units of formula:
Z(R1)2SiO1/2 (IV)Z (R 1 ) 2 SiO 1/2 (IV)
formules dans lesquelles les divers symboles ont la signification suivante :formulas in which the various symbols have the following meaning:
- les symboles R° et R1 sont identiques ou différents entre eux et représentent un atome d'hydrogène, un radical alkyle en Cι-C12, linéaire ou ramifié, éventuellement substitué, un radical alcényle, un radical cycloalkyle en C5-C10, éventuellement substitué, un radical aryle en Cβ-Ciβ, éventuellement subsitué, un radical aralkyle, éventuellement substitué et/ou un radical alkaryle;- the symbols R ° and R 1 are identical or different between them and represent a hydrogen atom, an alkyl radical in Cι-C 12 , linear or branched, optionally substituted, an alkenyl radical, a cycloalkyl radical in C 5 -C 10 , optionally substituted, an aryl radical in Cβ-Ciβ, optionally substituted, an aralkyl radical, optionally substituted and / or an alkaryl radical;
- le symbole n est un nombre entier égal à 1 ou 2 ;- the symbol n is an integer equal to 1 or 2;
- le symbole Z représente des groupes hydrocarbonés éthyleniquement insaturé de 2 à 20 atomes liés à l'atome de Si de la formule (III) par une liaison Si-C et peut contenir un ou plusieurs hétéroatomes O ou N.- the symbol Z represents ethylenically unsaturated hydrocarbon groups of 2 to 20 atoms linked to the Si atom of formula (III) by an Si-C bond and may contain one or more O or N heteroatoms.
Dans le présent exposé, alkyle désigne un groupe hydrocarboné saturé, linéaire ou ramifié, de préférence en Cι-Cι2 (tel que méthyle, éthyle et propyle) ; alcényle désigne un groupe hydrocarboné à insaturation(s) éthylénique(s), linéaire ou ramifié, de préférence en C2-C8 (tel que vinyle, allyle et butadiényle) ; aryle désigne un groupe aromatique, mono- ou polycyclique, hydrocarboné de préférence en C6-Cιo (tel que phényle ou naphtyle) ; cycloalkyle désigne un groupe carbocyclique saturé, mono- ou polycyclique, de préférence en C3-C8 (tel
que cyclohexyle) ; cycloalcényle désigne un groupe cycloalkyle présentant une ou plusieurs insaturations, de préférence en Cβ-Cs (tel que cyclohexényle) ; aralkyle désigne par exemple benzyle ; alkaryle désigne par exemple tolyle ou xylyle. Plus généralement, alkaryle et aralkyle désignent des groupes dans lesquels les parties aryle et alkyle sont telles que définies ci-dessus.In the present description, alkyl denotes a saturated, linear or branched hydrocarbon group, preferably Cι-Cι 2 (such as methyl, ethyl and propyl); alkenyl denotes a linear or branched, preferably C 2 -C 8, ethylenically unsaturated (S) hydrocarbon group (such as vinyl, allyl and butadienyl); aryl denotes an aromatic, mono- or polycyclic group, preferably C 6 -C 10 hydrocarbon (such as phenyl or naphthyl); cycloalkyle denotes a saturated, mono- or polycyclic carbocyclic group, preferably C 3 -C 8 (such as cyclohexyl); cycloalkenyl denotes a cycloalkyl group having one or more unsaturations, preferably Cβ-Cs (such as cyclohexenyl); aralkyl denotes for example benzyl; alkaryl denotes for example tolyl or xylyl. More generally, alkaryl and aralkyl denote groups in which the aryl and alkyl parts are as defined above.
Dans le cadre de la présente invention, les polysiloxanes monocycliques, communément appelés « cyclosiloxanes », polymérisables ont pour formule (V) :In the context of the present invention, the monocyclic polysiloxanes, commonly called “cyclosiloxanes”, which can be polymerized have the formula (V):
(V) dans laquelle n' est un nombre entier supérieur ou égale à 3 et inférieur ou égale à 9, les radicaux R2 sont identiques ou différents entre eux et représentent un atome d'hydrogène, un radical alkyle en C-ι-Cι2, linéaire ou ramifié, éventuellement substitué, un radical alcényle, un radical cycloalkyle en C5-C10, éventuellement substitué, un radical aryle en Cδ-C18, éventuellement substitué, un radical aralkyle, éventuellement substitué et/ou un radical alkaryle.(V) in which n is an integer greater than or equal to 3 and less than or equal to 9, the radicals R 2 are identical or different from each other and represent a hydrogen atom, a C-ι-Cι alkyl radical 2 , linear or branched, optionally substituted, an alkenyl radical, a C 5 -C 10 cycloalkyl radical, optionally substituted, a C δ -C 18 aryl radical, optionally substituted, an aralkyl radical, optionally substituted and / or a radical alkaryl.
A titre illustratif, les radicaux R2 sont choisi parmi les groupes méthyle, vinyl, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, pentyle, t-butyle, phényle, diméthyl- 2,3-phényle, 0-, p-, ou m-tolyle et diméthyl-3,4-phényle.By way of illustration, the radicals R 2 are chosen from the methyl, vinyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, pentyl, t-butyl, phenyl, dimethyl-2,3-phenyl, 0-, p-, or m-tolyl and dimethyl-3,4-phenyl.
Préférentiellement, n' est supérieur ou égale à 4 et inférieur ou égale à 9. D'une manière avantageuse, les radicaux R2 représentent des groupes méthyles, vinyles, éthyles et/ou phényles.Preferably, n 'is greater than or equal to 4 and less than or equal to 9. Advantageously, the radicals R 2 represent methyl, vinyl, ethyl and / or phenyl groups.
Selon une caractéristique préférée du procédé selon l'invention, on polymérise dans le cadre de la présente invention l'octaméthylcyclotétrasiloxane (D ) ou un mélange de cyclosiloxanes monocycliques (V) comprenant, l'octaméthylcyclotétrasiloxane (D4).
A titre illustratif, on peut citer parmi les polysiloxanes monocycliques utiles dans le cadre de la présente invention:According to a preferred characteristic of the process according to the invention, octamethylcyclotetrasiloxane (D) or a mixture of monocyclic cyclosiloxanes (V) comprising, octamethylcyclotetrasiloxane (D 4 ) is polymerized in the context of the present invention. By way of illustration, mention may be made, among the monocyclic polysiloxanes useful in the context of the present invention:
- l'hexaméthylcyclotrisoloxane (D 3), l'octaphénylcyclotétrasiloxane, le tétraméthylcyclotétrasiloxane, le tétraméthyltétravinylcyclotétrasiloxane ; et- hexamethylcyclotrisoloxane (D 3 ), octaphenylcyclotetrasiloxane, tetramethylcyclotetrasiloxane, tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxane; and
- les composés [(CH3)2SiO]5 , [(CH3)2SiO]6, [(CH3)2SiO37, [(CH3)2Si O< ]8, [(CH3)2SiO]9, [(CH3)(C2H5)SiO]3, [(CH3)(C2H5)SiO]4, [(CH3)(C2H5)Si O]5, [(CH3)(C2H5)SiO]6, [(C2H5)2SiO]3, [(C2H5)2SiO]4l [(C2H5)2SiO]5, [(C6H5)2Si O]3, [(C2H5)(C6H5)SiO]3, [(C2H5)(C6H5)SiO]4, [(C2H5)(C6H5)SiO]2[(C2H5)2SiO], [(C2H5)(C6H5)SiO][(C2H5)2SiOj2.- the compounds [(CH 3 ) 2 SiO] 5 , [(CH 3 ) 2 SiO] 6 , [(CH 3 ) 2 SiO3 7 , [(CH 3 ) 2 Si O < ] 8 , [(CH 3 ) 2 SiO] 9 , [(CH 3 ) (C 2 H 5 ) SiO] 3 , [(CH 3 ) (C 2 H 5 ) SiO] 4 , [(CH 3 ) (C 2 H 5 ) Si O] 5 , [(CH 3 ) (C 2 H 5 ) SiO] 6, [(C 2 H 5 ) 2 SiO] 3 , [(C 2 H 5 ) 2 SiO] 4l [(C 2 H 5 ) 2 SiO] 5 , [(C 6 H 5 ) 2 Si O] 3 , [(C 2 H 5 ) (C 6 H 5 ) SiO] 3 , [(C 2 H 5 ) (C 6 H 5 ) SiO] 4 , [(C 2 H 5 ) (C 6 H 5 ) SiO] 2 [(C 2 H5) 2 SiO], [(C 2 H 5 ) (C 6 H 5 ) SiO] [(C 2 H 5 ) 2 SiOj 2 .
D'autres polysiloxanes monocycliques utilisables dans le cadre de la présente invention sont décrit dans l'ouvrage « Chemistry and Technology of Silicones », édité en 1968 par Académie Press, à la page 272.Other monocyclic polysiloxanes which can be used in the context of the present invention are described in the work "Chemistry and Technology of Silicones", published in 1968 by Académie Press, on page 272.
De façon préférentielle, le bloqueur ayant une fonction siloxane est défini par la formule (VI) :Preferably, the blocker having a siloxane function is defined by formula (VI):
(VI) dans laquelle :(VI) in which:
- les symboles R3 sont identiques ou différents entre eux et représentent un radical alkyle en C1-C12, linéaire ou ramifié, éventuellement substitué, un radical alcényle, un radical cycloalkyle en C5-C10, éventuellement substitué, un radical aryle en C6-Cι8, éventuellement substitué, un radical aralkyle, éventuellement substitué et/ou un radical alkaryle; et- the symbols R 3 are identical or different from each other and represent a C 1 -C 12 alkyl radical, linear or branched, optionally substituted, an alkenyl radical, a C 5 -C 10 cycloalkyl radical, optionally substituted, an aryl radical in C 6 -Cι 8 , optionally substituted, an aralkyl radical, optionally substituted and / or an alkaryl radical; and
- les symboles Z2 sont identiques ou différents entre eux et représentent des groupes hydrocarbonés éthyleniquement insaturé de 2 à 20 atomes liés à l'atome de Si de la formule (VI) par une liaison Si-C et pouvant contenir un ou plusieurs hétéroatomes O ou N.the symbols Z 2 are identical or different from each other and represent ethylenically unsaturated hydrocarbon groups of 2 to 20 atoms linked to the Si atom of formula (VI) by an Si-C bond and which may contain one or more O heteroatoms or N.
Dans un mode de réalisation préféré, les groupes hydrocarbonés éthyleniquement insaturé sont des groupements alcényles ou cycloalcényles
choisis parmi les groupements vinyle, 3-butényle, 5-hexényle, 9-décényle, 10- undécényle, 5,9-décadiényle, 6,11-dodecadiényle, cyclopentadiényle et dicyclopentadiényle.In a preferred embodiment, the ethylenically unsaturated hydrocarbon groups are alkenyl or cycloalkenyl groups chosen from vinyl, 3-butenyl, 5-hexenyl, 9-decenyl, 10-undecenyl, 5.9-decadienyl, 6,11-dodecadienyl, cyclopentadienyl and dicyclopentadienyl groups.
Selon une caractéristique préférée du procédé le bloqueur (VI) ayant une fonction siloxane est le tétraméthyldivinyldisiloxane.According to a preferred characteristic of the process, the blocker (VI) having a siloxane function is tetramethyldivinyldisiloxane.
D'autres bloqueurs ayant une fonction siloxane (V) utiles selon l'invention sont décrits dans l'ouvrage « Chemistry and Technology of Silicones », édité en 1968 par Académie Press, à la page 264.Other blockers having a siloxane function (V) useful according to the invention are described in the work “Chemistry and Technology of Silicones”, published in 1968 by Académie Press, on page 264.
Selon un mode préféré de l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : a) on introduit dans un réacteur x mole(s) de polysiloxane monocyclique de formule (V) et y mole(s) d'un bloqueur de formule (VI) ; x et y étant choisi de manière à ce que le ratio y/x soit compris entre 0,001 et 0,01 ; b) on chauffe et on maintient le mélange à une température Ti comprise entre 150 et 180°C; c) afin d'effectuer la polymérisation on ajoute le système catalytique constitué par une quantité de a mole(s) de la diamine macrohétérobicyclique de formule (II), avec a= 0,05 à 0,25 mmol/mole de polysiloxane monocyclique de formule (V), et de b mole(s) du sel minéral alcalin (I), a et b étant choisi de manière à ce que le ratio molaire a/b soit compris entre 0,7 et 1 ,20, et plus préférentiellement entre 1 et 1 ,15 ; d) lorsque l'on atteint la viscosité souhaitée, on neutralise le mélange par addition d'une solution acide (VII) après avoir éventuellement filtré et refroidit le mélange; e) éventuellement on distille le mélange afin d'éliminer les molécules de faible masse moléculaire, et f) on récupère l'huile résiduelle.According to a preferred embodiment of the invention, the method comprises the following steps: a) introducing into a reactor x mole (s) of monocyclic polysiloxane of formula (V) and y mole (s) of a blocker of formula (VI) ); x and y being chosen so that the ratio y / x is between 0.001 and 0.01; b) the mixture is heated and kept at a temperature Ti between 150 and 180 ° C; c) in order to carry out the polymerization, the catalytic system consisting of a quantity of a mole (s) of the macroheterobicyclic diamine of formula (II) is added, with a = 0.05 to 0.25 mmol / mole of monocyclic polysiloxane of formula (V), and of b mole (s) of the alkaline mineral salt (I), a and b being chosen so that the molar ratio a / b is between 0.7 and 1.20, and more preferably between 1 and 1.15; d) when the desired viscosity is reached, the mixture is neutralized by adding an acid solution (VII) after having optionally filtered and the mixture is cooled; e) optionally distilling the mixture in order to remove the molecules of low molecular mass, and f) recovering the residual oil.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le catalyseur alcalin (l) est un siliconate de potassium, préparé par chauffage d'un mélange constitué d'hexaméthyldisiloxane (M2), d'octaméthylcyclotétrasiloxane (D4) et d'hydroxyde de potassium.According to a particular embodiment of the invention, the alkaline catalyst (l) is a potassium siliconate, prepared by heating a mixture consisting of hexamethyldisiloxane (M 2 ), octamethylcyclotetrasiloxane (D4) and hydroxide potassium.
Des solutions acides (VII) utiles selon l'invention sont par exemples des solutions comprenant l'acide acétique, l'acide formique, l'acide propionique,
l'acide glycolique, l'acide valérique, l'acide butyrique, l'acide caproïque, l'acide caprilique, l'acide caprique, l'acide octanoïque, l'acide laurique, l'acide myristique, l'acide stéarique, l'acide palmitique, l'acide oléique, l'acide undécylénique, l'acide chlorhydrique, Hl, HBr, HCIO4, H2SO4, HNO3, H3PO4, l'acide triflique, acide paratoluène sulfonique, des esters silylés de l'acide triflique, les acides de Lewis, les acides acryliques, les acides polyacryliques, les acides polyméthacryliques les organohalosilanes fonctionnalisés, les organohalosilanes fonctionnalisés combinés avec un disilazane, le diméthylvinylsilylacétatβ ou des composés à base de phosphore tels que le pentoxyde de phosphore, le trichloroéthyle phosphite, le tris(méthylsily!)phosphate et l'acide phosphorique. Une solution à base de carboglace peut aussi être envisagée pour la solution acide (VU)Acid solutions (VII) useful according to the invention are, for example solutions comprising acetic acid, formic acid, propionic acid, glycolic acid, valeric acid, butyric acid, caproic acid, caprilic acid, capric acid, octanoic acid, lauric acid, myristic acid, stearic acid, palmitic acid, oleic acid, undecylenic acid, hydrochloric acid, Hl, HBr, HCIO4, H2SO4, HNO3, H3PO4, triflic acid, paratoluene sulfonic acid, silylated esters of triflic acid, Lewis acids, acrylic acids, polyacrylic acids, polymethacrylic acids functionalized organohalosilanes, functionalized organohalosilanes combined with a disilazane, dimethylvinylsilylacetateβ or phosphorus-based compounds such as phosphorus pentoxide, trichloroethyl phosphite, tris (methylsily!) phosphate and phosphoric acid. A dry ice solution can also be considered for the acid solution (VU)
Selon un autre mode de réalisation préférée, la solution acide (VII) est une solution silylée comprenant un mélange d'acide phosphorique, d'hexaméthyldisiloxane ( ) et d'octaméthylcyclotétrasiloxane (D4).According to another preferred embodiment, the acid solution (VII) is a silylated solution comprising a mixture of phosphoric acid, hexamethyldisiloxane () and octamethylcyclotetrasiloxane (D4).
Une étape supplémentaire peut être envisagée, par exemple, on peut ajouter en fin de procédé une étape standard de dévolatilisation afin d'éliminer les composés volatiles de faibles poids moléculaire, par exemple par distillation à 180°C sous une pression réduite.An additional step can be envisaged, for example, a standard devolatilization step can be added at the end of the process in order to remove volatile compounds of low molecular weight, for example by distillation at 180 ° C. under reduced pressure.
Les exemples suivants sont donnés à titre indicatif et ne peuvent être considérés comme une limite du domaine et de l'esprit de l'invention.The following examples are given for information only and cannot be considered as limiting the scope and spirit of the invention.
EXEMPLESEXAMPLES
Exemple 1: Préparation de pojyorganosiloxanes linéaires de viscosités cinématiques supérieures à 3000 mm2/s.Example 1: Preparation of linear pojyorganosiloxanes with kinematic viscosities greater than 3000 mm 2 / s.
On introduit à température ambiante dans un réacteur agité en acier inoxydable de 2 litres, 800 g (2,703 moles) d'octaméthylcyclotétrasiloxane (D4) et 1 ,630 g (9 mmoles) de tétraméthyldivinylsiloxane. On porte le mélange à 160°C sous une atmosphère inerte (courant d'azote) et lorsque l'on atteint cette température on ajoute le système catalytique comprenant 0,1052 g de siliconate de potassium (catalyseur), obtenu par chauffage d'un mélange constitué d'hexaméthyldisiloxane ( 2), d'octaméthylcyclotétrasiloxane (D4) et d'hydroxyde de potassium, cette solution étant équivalente à une solution à 15% en poids
d'hydroxyde de potassium, et une quantité variable de co-catalyseur. Puis, on porte la température du mélange à 170CC tout en contrôlant la viscosité du mélange à intervalle de temps régulier à l'aide d'un viscosimètre "Brookfield" selon les indications de la norme AFNOR NFT 76 106 de mai 1982. On mesure le temps écoulé pour atteindre le maximum de viscosité du mélange ainsi que le temps écoulé pour atteindre un palier stable de viscosité. Lorsque l'on obtient une stabilisation de la viscosité, le mélange est refroidit jusqu'à une température de 25 °C et on procède ensuite aux opérations usuelles de neutralisation (agent neutralisant : une solution silylée comprenant un mélange d'acide phosphorique, d'hexaméthyldisiloxane (M2) et d'octaméthylcyclotétrasiloxane (D4)), filtration et dévolatilisation pour éliminer le monomère en équilibre avec le polymère et les cyclosiloxanes légers (distillation à 180°C sous une pression réduite de 10 mm de mercure). On obtient des huiles -ω-divinylpolydiméthylsiloxane dont les viscosités sont comprises entre 45000 et 55000 mm2/s. a) résultats avec co-catalyseur = Kryptofix® 222 :800 g (2.703 mol) of octamethylcyclotetrasiloxane (D4) and 1.630 g (9 mmol) of tetramethyldivinylsiloxane are introduced at ambient temperature into a 2 liter stirred stainless steel reactor. The mixture is brought to 160 ° C. under an inert atmosphere (nitrogen flow) and when this temperature is reached the catalytic system comprising 0.1052 g of potassium siliconate (catalyst), obtained by heating a mixture consisting of hexamethyldisiloxane ( 2 ), octamethylcyclotetrasiloxane (D4) and potassium hydroxide, this solution being equivalent to a solution at 15% by weight potassium hydroxide, and a variable amount of co-catalyst. Then, the temperature of the mixture is brought to 170 ° C. while controlling the viscosity of the mixture at regular time intervals using a "Brookfield" viscometer as indicated in the AFNOR NFT 76 106 standard of May 1982. measures the time elapsed to reach the maximum viscosity of the mixture as well as the time elapsed to reach a stable level of viscosity. When viscosity stabilization is obtained, the mixture is cooled to a temperature of 25 ° C. and then the usual neutralization operations are carried out (neutralizing agent: a silylated solution comprising a mixture of phosphoric acid, hexamethyldisiloxane (M 2 ) and octamethylcyclotetrasiloxane (D4)), filtration and devolatilization to remove the monomer in equilibrium with the polymer and light cyclosiloxanes (distillation at 180 ° C under a reduced pressure of 10 mm of mercury). -Ω-Divinylpolydimethylsiloxane oils are obtained, the viscosities of which are between 45,000 and 55,000 mm 2 / s. a) results with co-catalyst = Kryptofix ® 222:
Ces résultats montrent que le Kryptofix® 222 permet de diminuer la durée pour atteindre le maximum de viscosité, qui correspond au moment où la concentration en cyclosiloxane ouvert est maximum, tout en diminuant la durée nécessaire pour obtenir un palier de la viscosité du mélange réactionnel, ce palier reflétant l'équilibre de polymérisation entre le polysiloxane monocyclique et le bloqueur.
These results show that Kryptofix ® 222 makes it possible to reduce the time to reach the maximum viscosity, which corresponds to the time when the concentration of open cyclosiloxane is maximum, while reducing the time necessary to obtain a plateau in the viscosity of the reaction mixture, this level reflecting the polymerization balance between the monocyclic polysiloxane and the blocker.