WO2004099290A1 - シリコーンワックス - Google Patents

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WO2004099290A1
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pentaerthritol
polybehenate
reacting
pentaerythritol
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PCT/JP2003/005905
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English (en)
French (fr)
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Shoji Ichinohe
Original Assignee
Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
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    • C08G77/04Polysiloxanes
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents

Definitions

  • the present invention relates to a silicone wax, and more particularly, to a silicone wax containing a pentaerythritol / polybehenate residue and suitable as an internal release agent for toner.
  • Long-chain aliphatic base as an internal release agent for toner used in PPC copiers, printers, etc.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-244398 describes an organopolysiloxane compound having a long-chain aliphatic group having 18 or more carbon atoms.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-338689 describes a waxy organopolysiloxane having a long-chain alkyl group or a long-chain alkyl group containing a heteroatom in a side chain.
  • the internal release agent for the toner is required to have a melting point of not less than a predetermined temperature, preferably not less than 60 ° C. If the melting point is low, the toner particles tend to aggregate during storage of the toner, which may impair the sharpness of the image.
  • the organopolysiloxane generally has a range of melting points from a low melting point to a high melting point based on the width of the molecular weight and the like, but the width is preferably narrow.
  • the organopolysiloxane disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-338686 has an endothermic maximum peak temperature of 40 to 150 ° C, particularly 60 to 100 ° C.
  • the wax has a wide range of melting points. For example, the latter wax contains about 1% of a fraction having a melting point of 35 ° C or lower even though the maximum peak of the melting point is 87 ° C.
  • the present inventors have found a wax obtained by a hydrosilylation reaction of an unsaturated ester of a higher fatty acid, an unsaturated ether of a higher alcohol, and the like with a SiH bond-containing silicone compound ( Japanese Patent Application No. 2 0 0 1 — 3 5 1 5 7 6).
  • the wax has a melting point of less than 60 ° C., except for silicone amide obtained by reacting behenic acid and amino-modified silicone at both ends.
  • the melting point of the silicone amide is 74 ° C., but the compatibility with the toner resin is not good. Therefore, the present invention has been made with the object of providing a silicone wax having a melting point of 60 ° C. or higher, a narrow melting point range, and excellent compatibility with a toner resin. Disclosure of the invention
  • the present invention provides the following SR formula I (1),
  • silicone wax represented by The above silicone wax is characterized in that R 2 is a group containing a pentaerythritol polybetanate residue.
  • Preferred embodiments of the above silicone wax are as follows:
  • the temperature at the end of the endothermic peak obtained while increasing the temperature at 10 ° C / min using a differential thermal analyzer is 60 to The above silicone wax having a temperature within a range of 100 ° C and a half-value width of the endothermic peak of 10 ° C or less.
  • the above silicone pack having a weight average molecular weight (in terms of polystyrene) of 2,000 to 8,000.
  • the present invention is the following method for producing a silicone wax.
  • a method for preparing a silicone wax comprising: (1) reacting (di) pentaerthritol, aryl chloride and behenic acid to produce (di) pentaerthritol polybehenate aryl ether; (2) a step of reacting the (di) pentaerthritol polybehenate aryl ether with an organohydrogenpolysiloxane in the presence of a catalyst;
  • a method for preparing a silicone wax comprising: '(1) a process of reacting (di) pentaerthritol with behenic acid to produce (di) pentaerthritol polybenate;
  • a method for preparing a silicone wax In these preparation methods, the purity of behenic acid is preferably 90% or more.
  • the 0H value when passing through pentaerthritol polybetanate, it is preferable that its 0H value is 45 to 65.
  • the 0H value is preferably 20 to 40.
  • R 1 is a group selected from the group consisting of alkyl group, a cycloalkyl group, Ariru group, Ararukiru group, and fluorine-substituted alkyl group of from 1 to 2 0 carbon atoms
  • R 2 is of the formula A group containing a pentaerythritol polybehenate residue represented by (2),
  • R 3 is a C3-C8 alkylene group or cycloalkylene group
  • R 4 is a C4-C20 fat containing at least one group selected from the group consisting of a carboxyl group, a carbonyloxy group and a hydroxyl group. Group or alicyclic group
  • R 1 examples include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a noninole group, and a decyl group, a cyclopentyl group, and a cycloalkyl group.
  • Organic groups represented by cycloalkyl groups such as xyl groups, aryl groups such as phenyl and tolyl groups, aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group, and fluorine-substituted alkyl groups such as trifluoropropyl group and heptadecafluorodecyl group Can be mentioned.
  • cycloalkyl groups such as xyl groups, aryl groups such as phenyl and tolyl groups, aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group, and fluorine-substituted alkyl groups such as trifluoropropyl group and heptadecafluorodecyl group.
  • aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group
  • fluorine-substituted alkyl groups such as trifluoropropyl group and heptadecafluorode
  • the (di) pentaerythritol polybehenate residue in the formula (2) or (3) is derived from (di) pentaerythritol polybehenate (hereinafter sometimes abbreviated as “polybehenate”).
  • polybehenate a behenic acid having a purity of preferably 90% or more, more preferably 95% or more, is used. The higher the purity, the smaller the width of the melting point, which is preferable.
  • the polybehenate can be made by the Esterich reaction of behenic acid with pentaerythritol or dipentaerythritol. Esterification can be carried out by a known method. For example, pentaerythritol and behenic acid undergo the following reaction.
  • n an integer from 1 to 6)
  • m 1-3, preferably 2 or 3
  • n 1-5, preferably 3-5. Therefore, as used herein, “poly” may also include “mono”.
  • the reaction is carried out with an organopolysiloxane having a monovalent reactive group so that the gelling reaction does not occur.
  • organopolysiloxane having a monovalent reactive group so that the gelling reaction does not occur.
  • the average value is obtained by actually measuring the hydroxyl value of the obtained polybetanate, and the reaction is performed while observing the average value. Adjust the conditions.
  • Pentaerythritol polybehenate having m in the above preferred range can be obtained, for example, by reacting 1 mol of pentaerythritol with about 3 mol or less of behenic acid.
  • the obtained pentaerythritol polybehenate is a mixture of pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol tonoletribehenate, and pentaerythritol dibehenate.
  • pentaerythritol polybehenate in the above n range can be obtained, for example, by reacting dipentaerythritol with about 5 mol or less of behenic acid.
  • the resulting dipentaerythritoletone polybehenate is a mixture of dipentaerythritoletone hexabehate, dipentaerythritoletone pentabenate, dipentaerythritoletone tetrabehenate, and dipentaerythritol tribehenate.
  • the (di) pentaerythritol polybenate residue is bonded to Si of the organopolysiloxane via any of the following groups X.
  • R 3 is a C3-C8, preferably C3-C6 alkylene or cycloalkylene group.
  • R 4 is a C 4 to C 20, preferably a C 6 to C 8 aliphatic or alicyclic carbon containing at least one group selected from the group consisting of a carboxyl group, a carbonyloxy group, and a hydroxyl group.
  • An arsenic group preferably the following groups.
  • R 5 is a C3-C8 alkylene group or cycloalkylene group
  • R 6 is
  • Alkylene group C3 -C8, and R 7 is oxygen-containing optionally substituted C 3 ⁇ C 8 A kylene or cycloalkylene group
  • pentaerythritol polybehenate is reacted with an organic chloride having a double bond at the terminal to synthesize (di) pentaerythritol polybehate arylether.
  • This is a method in which the bonding portion is reacted with an organohydrogenpolysiloxane under a platinum catalyst.
  • pentaerthritol polybehenate and aryl chloride react as follows.
  • the second method is to synthesize (di) pentaerythritol polyallyl ether containing a double bond at the terminal as follows,
  • the hydroxyl group remaining in the above polyallyl ether is reacted with behenic acid to prepare (di) pentaerythritol behenate polyallyl ether. And reacting the ether with an organohydrogenpolysiloxane under a platinum catalyst.
  • the organohydrogenpolysiloxane may have one SiH functional group at any of the terminal and the side chain, and is preferably represented by the following general formula (6).
  • Equation (6) R 1 and pqrs are the same as described in equation (1).
  • the reaction with monopolybetanate is carried out by a known method using a platinum-based catalyst without or in a solvent.
  • the reaction temperature is from 30 ° C to 150 ° C, more preferably from 60 ° C to 120 ° C.
  • the reaction molar ratio of one SiH group to the terminal double bond in the organohydridoenepolysiloxane is not particularly limited, but the molar ratio of the double bond is 1.05 to 1.2 times that of one SiH. It is preferable to do so.
  • the first method is a method in which (di) pentaerythritol polybehenate is reacted with an acid anhydride-modified organopolysiloxane.
  • the acid anhydride-modified organopolysiloxane can be synthesized by a known method.For example, in the presence of a platinum catalyst, an acid anhydride containing an unsaturated group such as arylsuccinic anhydride, 5-nonolevonorenene-2,3-dicarboxylic anhydride, etc.
  • organohydrogenpolysiloxane represented by the formula (6).
  • an organohydrogenpolysiloxane represented by the formula (6) For example, when using pentaerythritol polyvinylate and aryl succinic anhydride-modified organopolysiloxane, the following structure is obtained: (CH 2 C 0 C 2 1 H 4 3 ) m C (CH 2 C0CH (CH 2 C00H) CH 2 C3 ⁇ 4C3 ⁇ 4 ) 4 _ m _Si ⁇
  • a second method for preparing a compound in which X is —CO R 4 — is to react the remaining hydroxyl groups of (di) pentaerythritol polybehenate with at least an equimolar amount of a cyclic acid anhydride, and A carboxyl group is introduced into the molecule of the salt, and the carboxyl group is reacted with an excess mole of an epoxy compound containing a double bond, and the resulting alkenylyl (di) pentaerythritol polybenate is isolated.
  • the reaction is preferably carried out with an organohydrogenpolysiloxane represented by the formula (6) under a platinum catalyst.
  • the cyclic acid anhydride used is not particularly limited, but succinic anhydride is preferably used.
  • the double bond-containing epoxy compound aryl glycidyl ether and vinylcyclohexenoxide are preferably used.
  • the organohydrogenpolysiloxane may have the above-mentioned Si-H functional group at any of its terminal and side chain, and is preferably represented by the formula (6).
  • the reaction between the organohydrogenpolysiloxane and the terminal double bond (di) pentaerythritol polybehenate is as described above. For example, when pentaerythritol polybehenate, succinic anhydride, arylglycidyl ether, or organohydrogenpolysiloxane is used, the following structure is used.
  • the silicone wax obtained as described above has an endothermic peak at a temperature of 60 ° C to 100 ° C, which is measured using a differential thermal analyzer (DSC) while increasing the temperature at 10 ° C / min. It is preferably 70 ° C to 90 ° C, and the half width of the peak is 10 ° C or less, preferably 7 ° C or less.
  • the silicone wax has a weight average molecular weight (in terms of polystyrene) of from 1,000 to 8,000, more preferably from 2,000 to 7,000, most preferably from 3,000 to 6,000 as measured by GPC.
  • Pentaerythritol polybehenate (: []) was synthesized by an esterification reaction between pentaerythritol and behenic acid.
  • (I) has an OH value of 54.2 (pentaerythritol tribehenate alone has an OH value of 50.9), pentaerythritol tetrabehenate, and pentaerythritol tonolate. It was a mixture of behenate and pentaerythritol dibetoate.
  • Dipentaerythritol polypolybehenate (II) was synthesized by an esterification reaction between dipentaerythritol and behenic acid.
  • (II) is a mixture of dipentaerythritol hexabehate, dipentaerythritol tonole pentabenate, dipentaerythritol tonole tetrabehenate, and dipentaerythritol tolbenate, a mixture of dipentaerythritol hexabehate, dipentaerythritol tonole tetrabehenate, and dipentaerythritol tolebebenate Met.
  • the DSC endothermic peak value is obtained by weighing about 1 Omg of a sample into an aluminum pan using a DSC device, and using an empty aluminum pan as a reference, under air, from 100 ° C to 10 ° per minute. The temperature was measured up to 150 ° C while increasing the temperature at the rate of C, and the temperature at the tip of the obtained endothermic peak was determined. The half-width of the endothermic peak was determined as the temperature width between two points where a line parallel to the temperature scale (horizontal axis) was drawn at the height X 1/2 of the endothermic peak and crossed the peak. table 1
  • the silicone wax of the present invention has a melting point of 60 ° C. or more and a melting point width of 7 ° C. or less, and is suitable as an internal wax for toner.

Description

シリコーンヮックス 技術分野
本発明はシリコーンワックスに関し、詳細にはペンタエリスリトー^/ポリベへネート 残基を含み、 トナー用の内添離型剤として好適なシリコーンワックスに関するものであ る。
背景技術
PPC複写機、 プリンタ一等で使用されるトナー用の内添離型剤として、 長鎖脂肪族基 田
を有するシリコーンワックスが使用されている。例えば、特開平 7— 2 4 4 3 9 8号に は、炭素原子数が 1 8以上の長鎖脂肪族基を有するオルガノポリシロキサン化合物が記 載されている。また、特開 2 0 0 2— 3 3 8 6 8 9号には側鎖に長鎖アルキル基又はへ テ口原子含有長鎖アルキル基を有するワックス状オルガノポリシ口キサンが記載され ている。 トナー用の内添離型剤としては、融点が所定の温度以上、好ましくは 6 0 °C以上、 で あることが求められる。 融点が低いと、 トナーの保存の間、 トナー粒子の凝集が起こり 易く、 画像の鮮明さを損なう場合がある。 また、 オルガノポリシロキサンは、通常、 分子量の幅等に基いて低融点から高融点ま で、 融点に幅があるが、 該幅が狭いことが好ましい。 上記特開 2 0 0 2 - 3 3 8 6 8 9号に開示されるオルガノポリシロキサンは、吸熱最 大ピーク温度が 4 0〜: 1 5 0 °C、特に 6 0〜: 1 0 0 °Cである力 融点の幅が広く、例え ば後者のワックスは融点の最大ピークが 8 7 °Cであっても、融点が 3 5 °C以下である画 分が約 1%も含まれる。 融点の幅が狭いワックスとして、本発明者は、 高級脂肪酸の不飽和エステル、 高級ァ ルコールの不飽和エーテル等と S i H結合含有シリコーン化合物とのヒ ドロシリル化 反応により得られるワックスを見出した (特願 2 0 0 1— 3 5 1 5 7 6号)。 し力 し、 該ワックスは、ベヘン酸と両末端アミノ変性シリコーンを反応させたシリコーンアミド を除き、融点が 6 0 °C未満である。前記シリコーンアミドの融点は 7 4 °Cであるが、 ト ナー樹脂との相溶性が良くない。 そこで、 本発明は 60°C以上の融点を有し、 且つ、 該融点の幅が狭く、 さらにトナー 樹脂との相溶性に優れるシリコーンワックスを提供することを目的として為されたも のである。 発明の開示
即ち、 本発明は下記S R式I (1)、
a)
Figure imgf000004_0001
で表されるシリコーンワックスである。 上記シリコーンワックスは、 R2がペンタエ リスリトールポリべへネート残基を含む基であることを特徴とする。 上記シリコーンワックスの好ましい態様は下記である:
R4が下記のいずれかである上記シリコーンワックス。
-CH (CH2COOH)-R5- -R6COOCH2CH (OH)R7- 示差熱分析計を用いて 10°C/分で昇温しながら得られる吸熱ピーク先端の温度が 60〜100°Cの範囲内であり、該吸熱ピークの半値幅が 10 C以下である上記シリコ ーンワックス。
重量平均分子量 (ポリスチレン換算) が 2,000~8,000である上記シリコーンヮック ス。
又、 本発明はシリコーンワックスの下記製造方法である。
(1) (ジ) ペンタエルスリ トールとベヘン酸を反応させて(ジ)ペンタエルスリ トール ポリベへネートを生成する工程、
( 2 )該(ジ) ペンタエルスリ トールポリベへネートと酸無水物変性オルガノポリシ口 キサンを反応させる工程、
を含むシリコーンワックスを調製する方法。 (1) (ジ)ペンタエルスリ トール、ァリルクロライド、及ぴべヘン酸を反応させて(ジ) ペンタエルスリ トールポリべへネートァリルエーテルを生成する工程、 (2)該(ジ)ペンタエルスリ トールポリべへネートァリルエーテルとオルガノハイドロ ジエンポリシロキサンを触媒存在下で反応させる工程、
を含むシリコーンワックスを調製する方法。 ' (1) (ジ) ペンタエルスリ トールとベヘン酸を反応させて(ジ)ペンタエルスリ トール ポリベへネートを生成する工程、
(2) 該 (ジ) ペンタエルスリ トールポリべへネートと酸無水物を反応させてカルボキ シル基含有 (ジ) ペンタエルスリ トールポリべへネートを生成する工程、
(3) 該カルボキシル基含有 (ジ) ペンタエルスリ トールポリべへネートと二重結合含 有ェポキシ化合物を反応させてァルケニル化 (ジ) ペンタエリスリ トールポリべへネー トを生成する工程、
(4) 該ァルケ二ルイヒ (ジ) ペンタエリスリ トールポリベへネートとオルガノハイドロ ジエンポリシロキサンを、 触媒存在下で反応させる工程、
を含む、 シリコーンワックスを調製する方法。 これらの調製方法において、好ましくは、ベヘン酸の純度が 90%以上である。また、 ペンタエルスリ トールポリべへネートを経る場合、その 0H価が 45〜65であること が好ましい。 ジペンタエルスリ トールポリべへネートを経る場合、 その 0H価が 20〜 40であることが好ましい。 発明を実施するための最良の形態 本発明のシリコーンワックスは、 下記式 (1) で表されるものである。
Figure imgf000005_0001
式 (1) において、 R1は炭素数 1〜20のアルキル基、 シクロアルキル基、 ァリール 基、 ァラルキル基、 及びフッ素置換アルキル基からなる群より選択される基であり、 R2は下記式 (2) で表されるペンタエリスリ トールポリべへネート残基を含む基、
(CH2OCOC21H43) m C (CH20-X- ) 4_m (2) 1≤m< 4
又は、 下記式 (3) で表されるジペンタエリスリ トールポリべへネート残基を含む基 であり、
O (CH2C) 2 (CH2OCOC21H43) n (CH20 - X -) 6_n (3) 1≤ n< 6
式 (2) 及び (3) において— X—は、 下記のいずれかであり、
一 R3—、
— COR4
(ここで、 R3は C3〜C8のアルキレン基もしくはシクロアルキレン基であり、 R4は、 カルボキシル基、カルボニルォキシ基及び水酸基からなる群より選ばれる少なくとも 1 つの基を含む C4~C20の脂肪族もしくは脂環式基である)
p、 q、 r、 及び sは、 夫々、 0≤p≤200、 0≤ q≤200, 0≤ r≤3 0≤ s≤3 の数であり、 但し、 0≤p + q≤200、 及び、 l ^q + r + sである。 上記 R1の例としては、 メチル基、 ェチル基、 プロピル基、 プチル基、 ペンチル基、 へキシル基、 ヘプチル基、 ォクチル基、 ノニノレ基、 デシル基等のアルキル基、 シクロべ ンチル基、 シクロへキシル基等のシクロアルキル基、 フエニル基、 トリル基等のァリー ル基、 ベンジル基、 フエネチル基等のァラルキル基、 トリフロロプロピル基、 ヘプタデ カフロロデシル基等のフッ素置換アルキル基で表される有機基などを挙げることがで きる。 好ましくは、 メチル基、 フエニル基、 及びトリフロロプロピル基である。 式(2)又は(3) における (ジ)ペンタエリスリ トールポリべへネート残基は、 (ジ) ペンタエリスリ トールポリべへネート (以下 「ポリべへネート」 と略する場合がある) から導かれる。該ポリベへネートの調製には、好ましくはべヘン酸の純度が 90 %以上、 より好ましくは 95%以上のものが使用される。該純度が高いほど、融点の幅が狭くな り好ましい。 該ポリべへネートは、ベヘン酸とペンタエリスリ トール又はジペンタエリスリ トール とのエステルィヒ反応により作ることができる。 エステル化は、公知の方法により行うこ とができ、 例えばペンタエリスリ トールとベヘン酸は下記反応をする。
C (CH2OH) 4 + mC21H43COOH →
(CH2OH) 4_mC (CH2OCOC21H43) m (4)
(m=:!〜 4の整数) また、 ジペンタエリスリ トールとベヘン酸は下記反応をする。
O (CH2C) 2 (CH2OH) 6 + n C21H43COOH →
O (CH2C) 2 (CH2OH) 6_n (CH2OCOC21H43) n (5)
( n = 1〜 6の整数) (ジ) ペンタエリスリ トールポリべへネート残基において、 mは 1〜3、好ましくは 2又は 3であり、 nは 1〜5、 好ましくは 3〜5である。 従って、 本明細書において、 「ポリ」 は 「モノ」 も含み得る。 水酸基が分子中に残留していない場合、 即ち m= 4、 n = 6の場合、にはポリベへネートがオルガノポリシロキサンと結合することが出来ず、 そのまま残存するので、分子量の違いによる分画等の精製工程が必要となり、好ましく ない。また、水酸基が分子中に 2個以上ある場合には、ゲルィ匕反応が起こらないように、 1価の反応基を有するオルガノポリシロキサンと反応させるようにする。 なお、上述の ように m及び nは複数の値を取り得るので、実際には得られたポリベへネートの水酸基 価を測定することにより、その平均値が求められ、該平均値を見ながら反応条件等を調 整する。 上記好ましい範囲の mを有するペンタエリスリトールポリべへネートは、例えばペン タエリスリトール 1モルと、約 3モル以下のベヘン酸とを反応させることによって得る ことが出来る。 この時、得られるペンタエリスリトールポリべへネートは、ペンタエリ スリ トールテトラベへネート、 ペンタエリスリ トーノレトリベへネート、 ペンタエリスリ トールジベへネートの混合物となる。 同様に、上記 nの範囲のペンタエリスリ トールポリべへネートは、例えばジペンタエ リスリ トールと約 5モル以下のベヘン酸を反応して得ることが出来る。この時得られる ジペンタエリスリトーノレポリべへネートは、ジペンタエリスリ トーノレへキサベへネート、 ジペンタエリスリトーノレペンタベへネート、ジペンタエリスリ トーノレテトラべへネート、 ジペンタエリスリトールトリべへネートの混合物となる。 本発明のシリコーンワックスは、 上記 (ジ)ペンタエリスリ トールポリべへネート残 基が、 下記いずれかの基 Xを介してオルガノポリシロキサンの Siに結合されている。
一 R3—、
— C O R4
ここで、 R3は C3〜C8、 好ましくは C3〜C6のアルキレン基もしくはシクロアルキレ ン基である。 また、 R4は、 カルボキシル基、 カルボニルォキシ基、 及び水酸基からな る群より選ばれる少なくとも 1つの基を含む C 4〜C20、 好ましくは C 6〜C 8の脂肪族 もしくは脂環式炭ィヒ水素基であり、 好ましくは下記の基である。
- C H ( C H2C O O H) - R5- - R6C O O C H2C H (O H) R7
(ここで、 R5は C3〜C8のアルキレン基もしくはシクロアルキレン基であり、 R6
C3〜C8 のアルキレン基、 及び R7は酸素含有置換基を有していてもよい C3~C8 のアル キレン基もしくはシクロアルキレン基である)
Xが一 R 3—であるものは、 例えば下記の 2つの方法で作ることができる。
第 1の方法は、 (ジ) ペンタエリスリ トールポリべへネートと、 末端に二重結合部を 含む有機クロライドを反応させて (ジ)ペンタエルスリ トールポリべへネートァリルェ テルを合成し、 次いで、該エーテルの二重結合部を白金触媒下でオルガノハイドロジ エンポリシロキサンと反応させる方法である。
例えば、ペンタエルスリ トールポリべへネートとァリルクロライドは以下のように反 応する。
(CH2OH) 4_mC (CH2OCOC21H43) m+ (CH2 = CHCH2C 1 ) 4_m → し H2 = CHし t sO I2) 4— mC (CH2OCO 21 H43) m
第 2の方法は、 下記のようにして末端に二重結合部分を含む (ジ) ペンタエリスリ ト ルポリアリルエーテルを合成し、
C (CH2OH) 4+ (CH2 = CHCH2C 1 ) 4m
(CH2 = CHCH2OCH2) 4_mC (CH2OH) m 上記ポリアリルエーテル中に残存する水酸基とベヘン酸を反応させて (ジ) ペンタエ リスリ トールべへネートポリアリルエーテルを調製し、該エーテルを、 白金触媒下でォ ルガノハイドロジエンポリシロキサンと反応させる方法である。 オルガノハイドロジヱンポリシ.口キサンとしては、 一SiH官能基を、 末端及び側鎖の 何れに持つものでも良く、 好ましくは下記一般式 (6) で表されるものである。
Hr R1 H Hs
R—TSi(H iO)p(^( Si-R1 3s (6)
R1 R1
式 (6) において R1及び p q r sについては式 (1) について述べたのと同 様である。 該オルガノハイドロジエンポリシロキサンと末端二重結合化 (ジ)ペンタエリスリ ト 一ルポリベへネートとの反応は、 無溶剤あるいは溶剤中で、 白金系触媒を使用して公知 の方法により実施される。 反応温度は、 3 0 °C〜1 5 0 °C、 さらに好適には 6 0 °C〜1 2 0 °Cである。 また、 オルガノハイ ドロジエンポリシロキサン中の一 SiH基と末端二重結合の反応モ ル比は特に限定は無いが、 二重結合が一 SiHの 1. 05〜1. 2倍モルになるようにすること が好ましい。 次に、 Xが一 CO R4—であるものは例えば下記の 2つの方法で作ることができる。 第 1の方法は、 (ジ) ペンタエリスリ トールポリベへネートと、 酸無水物変性オルガ ノポリシロキサンを反応させる方法である。 酸無水物変 ½Ξオルガノポリシロキサンは、 公知の方法により合成でき、 例えば、 白金触媒存在下で、 ァリルコハク酸無水物、 5 - ノノレボノレネン- 2 , 3 -ジカルボン酸無水物等の不飽和基含有酸無水物を好ましくは式 ( 6 )で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンに付加反応することにより得 られる。 例えば、ペンタエリスリ トールポリベへネ一トとァリルコハク酸無水物変性オルガノ ポリシ口キサンを用いた場合、 下記構造、 (CH20C0C2 1H4 3) m C (CH 20C0CH (CH2C00H) CH2C¾C¾) 4 _m _Si〜
(ここで Si〜はオルガノポリシ口キサン部分を表す) が得られる。 酸無水物変 ½Ξオルガノポリシロキサン中の酸無水物結合部分と (ジ)ペンタエリスリ トールポリベへネート中の水酸基の反応モル比は、 酸無水物結合部分 Ζ水酸基 = 0 . 8 〜: 1 . 2で行なわれることが好ましい。 Xがー CO R4—であるものを調製する第 2の方法は、 (ジ)ペンタエリスリ トールポリ ベへネートの残存する水酸基に対し、当モル以上の環状酸無水物を反応させて該ベへネ ート分子内にカルボキシル基を導入し、 このカルボキシル基に対し、過剰モルの二重結 合含有ェポキシ化合物を反応させ、 得られたアルケニルイ匕 (ジ)ペンタエリスリ トール ポリベへネートを単離して、 白金触媒下、 好ましくは式 ( 6 ) で表されるオルガノハイ ドロジエンポリシロキサンと反応させる。 使用する環状酸無水物には、特に限定は無いが、好ましくはコハク酸無水物が使用さ れる。 また、 二重結合含有エポキシ化合物としては、 ァリルグリシジルエーテル、 ビニ ルシクロへキセンォキサイドが好適に使用される。 また、オルガノハイドロジエンポリ シロキサンとしては、 上記 Si - H官能基を、末端、側鎖何れに持つものでも良く、 好ま しくは式 (6) で表されるものである。該オルガノハイドロジエンポリシロキサンと末 端二重結合ィヒ (ジ)ペンタエリスリ トールポリべへネートとの反応は既に述べたとおり である。 例えばペンタエリスリ トールポリべへネート、 コハク酸無水物、ァリルグリシジルェ 一テル、 オルガノハイドロジエンポリシロキサンが使用された場合には、 下記構造
(CH20C0C21H43) m C (CH20C0 C2 H4 C00CH2CH(0H) CH20C3H7) 4m — Si〜
(ここで Si〜はオルガノポリシ口キサン部分を表す) が得られる。 以上のようにして得られるシリコーンワックスは、 示差熱分析計 (DSC) を用いて 1 0°C/分で昇温しながら測定される吸熱ピーク先端の温度が 60°C〜100°C、好まし くは 70 °C〜 90°Cであり、 且つ、該ピークの半値幅が 10 °C以下、好ましくは 7 °〇以 下である。 好ましくは、該シリコーンワックスは GPCにより測定される重量平均分子量(ポリ スチレン換算) 1,000〜8,000、 より好ましくは 2,000〜7,000、 最も好ましくは 3,000 〜6,000である。 実施例
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの ではない。
実施例 1
ペンタエリスリ トールとベヘン酸とのエステル化反応により、ペンタエリスリ トール ポリベへネート(:[ )を合成した。
(CH2OH) 4_mC (CH2OCOC21H43) m (I)
m= 2~4の混合物
(I)は、 OH価 54. 2 (ペンタエリスリ トールトリべへネート単品だと OH価 50. 9 である)であり、 ペンタエリスリ トールテトラべへネート、 ペンタエリスリ トーノレトリ ベへネート、 ペンタエリスリ トールジベへ ートの混合物であった。該ペンタエリスリ ト一ルポリベへネート( I ) 103. 5 g (水酸基換算 0. 1モル)、下記の酸無水物変个生 オルガノポリシロキサン 168. 7 g (酸無水物 0. 1モルに相当)、 トルエン 300 g、 酢酸力リ 0. 3 gをフラスコに仕込み、 トルェン還流下、 4時間反応させた。 トルェン を減圧下で加熱ストリップすることにより、シリコーン変性エステルワックス(A)を得 た。 該ワックス(A)の融点は 75 °Cであり、 た。 また、 融点より高い温度における外観 は透明であった。 このことから、 未反応物が少なく、 該ワックスは均一な組成を有して いることが分かった。 酸無水物変性オルガノポリシロキサン
R— R
Figure imgf000011_0001
R : C3H6-CHC = 0
CH2C = 0 実施例 2
ジペンタエリスリ トールとベヘン酸とのエステノレィ匕反応により、ジペンタエリスリ ト 一ルポリベへネート(II)を合成した。 (II)は、 OH価 31. 2 (ジペンタエリスリ トール ベへネート単品の OH価 30. 1)で、 ジペンタエリスリ トールへキサベへネート、 ジ ペンタエリスリ トーノレペンタベへネート、 ジペンタエリスリ トーノレテトラベへネート、 ジペンタエリスリ トールトリベへネートの混合物であった。
O (CH2C) 2 (CH2OH) 6_n (CH2 O C O C 2 x H43) n (I I) n = 3〜 6の混合物 実施例 1のペンタエリスリ トールポリべへネート(I) に替えて、ジペンタエリスリ トールポリベへネート(Π)を 186.4 g (水酸基換算 0. 1モル)使用した以外は実施 例 1と同様にして、 シリコーン変性エステルワックス(B)を得た。 ワックス(B)の融点 は 78 であり、 融点超の温度における外観は透明であった。 実施例 3
ペンタエリスリ トールポリべへネート(I)のァリノレイ匕物 (ΠΙ) を 107. 5 g (二重 結合 0. 1モル)、下記平均構造のメチルハイドロジエンポリシロキサン 143. 5 g ( S i HO.09モル)、 トルエン 300 g、 塩化白金酸の 0. 5 %トルエン溶液 0. 5 gをフ ラスコに仕込み、 トルェン還流下 4時間反応した。 トルェンを減圧下で加熱ストリップ することにより、 シリコーン変性エステルワックス(C)を得た。 ワックス(C)の融点は 73°Cであり、 融点超の温度における外観は透明であった。 ペンタエリスリ トールポリベへネート( I )のァリル化物:
(CH2 = CHCH2OCH2) 4_mC (C H2 O C O C 2 iH43) m (III) m= 2~4の混合物 メチルハイドロジェンポリシロキサン:
CH3 CH3 H CH3
CH3-S i O (S i O) 60 (S i O) 3S i -CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 実施例 4
実施例 1で調製したペンタエリスリ トールポリベへネート( I ) 103. 5 g (水酸基 換算 0. 1モル)、無水コハク酸 10. 0 g (0. 1モル)、 トルエン 300 g、酢酸力リ 0. 3 gをフラスコに仕込み、トルエン還流下、 3時間反応した。 次に、 4—ビュル一 1— シク口へキセンォキサイド 18. 6 g (0. 15モル)を投入し、引き続き 3時間反応した。 トルエンと過剰の薬剤を、減圧下で加熱ストリップすることにより、 ビュル官能性エス テルワックスを得た。 該ワックスにトノレエン 300 g、 塩化白金酸 0. 5%のトルエン 溶液 5 g、 下記式で示されるメチルハイドロジエンポリシロキサン 1 39. 2 g (S i HO.09モル)を仕込み、 トルェン還流下 4時間反応させた。 トルェンを減圧下で加 熱ストリップすることにより、 シリコーン変性エステルワックス(D)を得た。 ワックス (D)の融点は 73 Cであり、 融点超の温度における外観は透明であった。
Figure imgf000012_0001
I I I
H-S i O (S i O) 40 S i -H
I I I
Figure imgf000012_0002
比較例 ベヘン酸とグリセリンモノアリルエーテルの反応により誘導されたグリセリンモノ ァリルエーテルジベへネート [C21H43OCOCH2CH (OCOC21H43) CH20 CH2CH=CH2] 1707 g (2. 2モル) 、 同量のトルエン、 及び塩化白金酸の、 中和テトラメチルジビニルジシロキサン錯体ィ匕物 5 g ( 0 · 5%トルエン溶液) をフラ スコに仕込み、 80°Cで、平均構造式が下式で示されるメチルハイドロジェンポリシロ キサン 726 g (1. 0モノレ) を滴下した。
Figure imgf000013_0001
比較例 4
C22H45OCOCH2C (=CH2) COOC22H45なるベへニルアルコールとイタ コン酸との反応により誘導されたィタコン酸ィタコン酸ジベへニル 1641 g (2. 2 モル)と下記式で示される平均構造式の両末端メルカプト変性オルガノポリシロキサン 875 g (1. 0モル) を、 キシレン 800 g中で、 トリフエニルホスフィン 1 gを角 媒として 130°Cで 5時間反応させ、 溶剤をストリップによって除去することにより、 シリコーンワックス (H) を 2440 g (収率 97%) 得た。
H CH3
H 3 i 6—s cc l I i O S i -C,HfiSH
3
Figure imgf000014_0001
c s——
比較例 5
比較例 1で使用したグリセリンモノァリルエーテルジベへネート 1707g (2. 2 モル) に代えて、 平均構造式 C3。H6。なる ォレフィン (商品名ダイヤレン 30、三 菱ィ匕学 (株) 製) 924 g (2. 2モル) を使用したこと以外は、 '比較例 1と同様にし て、 シリコーンヮックス(J)を 1570 g (収率 95 %) 得た。 下記表 1に、得られたワックスの吸熱ピーク値と半値幅をまとめて示す。表中、 DS C吸熱ピーク値は、 DSC装置を用いて、試料約 1 Omgをアルミニウムパンに秤り入れ、 空のアルミニウムパンを参照として用い、空気下で、 一 100°Cより毎分 10°Cの割合 で昇温しながら 150°Cまで測定し、得られた吸熱ピーク先端の点の温度を求めた。ま た、 吸熱ピーク半値幅は、 吸熱ピークの高さ X 1/2の点で温度目盛り (横軸) に平行 な線を引きピークに交差した 2点間の温度幅として求めた。 表 1
シリコーンヮックス D S C吸熱ピ 吸熱ピーク半値幅
(A) 75°C 5°C (B) 78°C 7°C (C) 73°C 6。C (D) 73°C 6°C (E) 54°C 6°C (F) 45°C 4°C
(G) 74°C 3°C (H) 57°C 6。C (J) 61°C 15°C 産業上の利用可能性
表 1から分かるように、本発明のシリコーンワックスは融点が 6 0 °C以上であり、且 つ、 融点の幅が 7 °C以下であり、 トナー用内添ワックスとして好適である。

Claims

請求の範囲
1. 下記一般式 (1) で表されることを特徴とするシリコーンワックス。
Figure imgf000016_0001
[式 (1) において、 R1は炭素数 1〜20のアルキル基、 シクロアルキル基、 ァリール 基、 ァラルキル基、 及びフッ素置換アルキル基からなる群より選択される基であり、 R2は下記式 (2) で表されるペンタエリスリ トールポリべへネート残基を含む基、
(CH2OCOC21H43) m C (CH20 - X -) 4m (2) 1≤m< 4
又は、 下記式 (3) で表されるジペンタエリスリ トールポリべへネート残基を含む基 であり、
O (CH2C) 2 (CH2OCOC21H43) n (CH20— X—) 6n (3) 1≤n< 6
式 (2) 及び (3) において—X_は下記のいずれかであり、
一 R3—、
-COR4-
(ここで、 R3は C3〜C8のアルキレン基もしくはシクロアルキレン基であり、 R4は、 カルボキシル基、カルボニルォキシ基及び水酸基からなる群より選ばれる少なくとも 1 つの基を含む C 4〜C 20の脂肪族もしくは脂環式基である)
P、 q、 r、 及び sは、 夫々、 O p≤200、 0≤ q≤200 0≤ r≤3, 0≤ s≤3 の数であり、 但し、 O p + q≤200、 及び、 l≤q + r + sである]
2. R4が下記のいずれかであることを特徴とする請求項 1記載のシリコーンワックス。
-CH (CH2COOH)-R5-
-R6COOCH2CH (OH)R7- (ここで、 R5は C3〜C8のアルキレン基もしくはシクロアルキレン基であり、 R6は C3 〜C8のアルキレン基、 及び R7は酸素含有置換基を有していてもよい C3〜C8のアルキ レン基もしくはシクロアルキレン基である)
3.示差熱分析計を用いて 10°〇 分で昇温しながら得られる吸熱ピーク先端の温度が 60〜 100°Cの範囲内であり、該吸熱ピークの半値幅が 10°C以下であることを特徴 とする請求項 1または 2記載のシリコーンワックス。
4. 重量平均分子量 (ポリスチレン換算) が 2, 000〜8,000であることを特徴とする請 求項 1〜 3のいずれか 1項記載のシリコーンワックス。
5. (1) (ジ)ペンタエルスリ トールとベヘン酸を反応させて(ジ)ペンタエルスリ トー ルポリベへネートを生成する工程、
(2) 該 (ジ) ペンタエルスリ トールポリべへネートと酸無水物変性オルガノポリシ口 キサンを反応させる工程、
を含むシリコーンワックスを調製する方法。
6. (1) (ジ) ペンタエルスリ トール、 ァリルクロライド、 及びべヘン酸を反応させて (ジ)ペンタエルスリ ト一ルポリベへネートァリルエーテルを生成する工程、
(2)該(ジ)ペンタエルスリ ト一ルポリベへネートァリルエーテルとオルガノハイ ドロ ジエンポリシロキサンを触媒存在下で反応させる工程、
を含むシリコーンワックスを調製する方法。
•7. (1) (ジ)ペンタエルスリ トールとベヘン酸を反応させて(ジ)ペンタエルスリ トー ルポリベへネートを生成する工程、
(2) 該 (ジ) ペンタエルスリ トールポリべへネートと酸無水物を反応させてカルボ キシル基含有 (ジ) ペンタエルスリ トールポリべへネートを生成する工程、
(3) 該カルボキシル基含有 (ジ) ペンタエルスリ トールポリべへネートと二重結合 含有ェポキシ化合物を反応させてアルケニル化 (ジ) ペンタエリスリ トールポリべへネ ートを生成する工程、
(4) 該ァルケニル化 (ジ) ペンタエリスリ ト一ルポリベへネートとオルガノハイド ロジェンポリシロキサンを、 触媒存在下で反応させる工程、
を含む、 シリコーンワックスを調製する方法。 8.ベヘン酸の純度が 90 %以上であることを特徴とする請求項 5〜 7のいずれか 1項 記載の方法。
9.ペンタエルスリ トールポリべへネートの 0H価が 45〜65であることを特徴とす る請求項 5、 7及び 8のいずれか 1項記載の方法。
10.ジペンタエルスリ トールポリべへネートの 0H価が 20~40であることを特徴 とする請求項 5、 7及び 8のいずれか 1項記載の方法。
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