JPH01246289A - アクリル官能性ハロシランの調製方法及び安定化方法 - Google Patents

アクリル官能性ハロシランの調製方法及び安定化方法

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JPH01246289A
JPH01246289A JP64000039A JP3989A JPH01246289A JP H01246289 A JPH01246289 A JP H01246289A JP 64000039 A JP64000039 A JP 64000039A JP 3989 A JP3989 A JP 3989A JP H01246289 A JPH01246289 A JP H01246289A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクリル官能性ハロシランの調製方法に係る。
さらに詳しく述べると、本発明は白金ハイドロシル化触
媒と安定化量のフェノチアジンの存在においてハロシラ
ンとアクリル官能性有機化金物を反応させ、かつ反応混
合物を酸素含有不活性気体と接触させる方法に係る。本
発明は、さらに、上記反応混合物を酸素含有気体と接触
させて安定化する方法も係る。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕アクリ
ル基を含有する有機化合物は処理、貯蔵及び中間体とし
ての使用の際に熱から保護する必要があることが知られ
ている。このような保護は一般にその有機化合物に少量
の安定化化合物を添加して提供される。例えば、Shi
mizuらの米国特許筒4,021,310号明細書は
蒸留中のアクリル酸又はアクリル酸エステルの重合を禁
止する方法を開示している。この方法では、蒸留を(A
)ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、ク
レゾール、フェノール、t−ブチルカテコール、ジフェ
ニルアミン、フェノチアジン及びメチレンブルーから選
ばれた少なくとも1種の化合物、(B)銅ジメチルジメ
オカルバメート、銅ジエチルジチオ力ルルバメート、銅
ジブチルジチオカルバメート及び銅すリシレートから選
択される少なくとも1種の化合物、及び(C)酸素分子
の存在において実施する。この特許明細書はこの方法が
アクリル官能性ハロシランはいうに及ばず、いがなるケ
イ素化合物の安定化に対しても適用可能であることを示
唆していない。
同様に、アクリル官能性ハロシランはその調製及びその
後の蒸留による純化の際に熱重合に特に敏感であること
も知られている。さらに、安全性の考慮から火事や爆発
の可能性の観点がらアクリル官能性ハロシランの調製及
び蒸留の際には酸素の量は低く保つことがよく指示され
る。この観点にもとづいて、アクリル官能性ハロシラン
の安定剤として作用するなめに酸素の存在を必要としな
いフェノチアジンのような化合物が従来用いられている
。これは米国特許筒4,558,111号明細書に例示
される。この特許明細書において、Te1entin。
は有機アクリレートと少なくとも1個のケイ素結合水素
原子を有するハロシラン又はハロシロキサンとを反応さ
せてアクリル官能性ハロシラン又はハロシロキサンを製
造する方法を開示している。
この反応はハイドロシル化触媒と有機アクリレートの熱
遊離ラジカル重合を防止するのに有効な量の禁止剤の存
在において起きる。この開示は少なくとも7種類の禁止
剤を記載し、かつフェノチアジンを禁止剤として用い反
応フラスコを窒素でパージして異なるクロロシランの調
製を説明している。
白金ハイドロシル化触媒と安定化量のフェノチアジンの
存在において特定のアクリル官能性ハロシランを調製す
ると、Tolentinoの特許明細書に教示されてい
るような窒素パージの使用は熱重合と後のゲル化に対す
る保護に殆んど役立たないことを見い出した。
〔課題を解決するための手段及び作用効果〕予想に反し
て、少量の酸素をパージガス中に含めると、所望の安定
性が実現されることが見い出された。従って、本発明は
、白金ハイドロシル化触媒と安定化量のフェノチアジン
の存在において、式^−R’CH=CH,を有する不飽
和有機化合物を式P HSi −(X)3−P にれらの式中、Aはアクリロ
キシ基又はメタクリロキシ基であり、R′は炭素原子1
〜11個の二価炭化水素基、アリール基、又はアリール
基含有アルキレン基であり、Rは炭素原子1〜6個のア
ルキル基、又はフェニル基であり、Xは塩素基又は臭素
基であり、pはo、1又は2である。〕を有するハロシ
ランと反応させ、かつ反応混合物を少なくとも0.1体
積%含む気体と接A、R’  、R,X、pは上記定義
の通りである)を有するアクリル官能性ハロシランを調
製する方法に係る。
本発明は、同様に、上記のアクリル官能性ハロシラン、
ハロシラン、白金ハイドロシル化触媒及びフェノチアジ
ンの混合物を酸素含有気体組成物と接触させて安定化す
る方法に係る。
1つの側面において、本発明は分子中にアクリロキシ又
はメタクリロキシ基から選ばれる官能性部位を有するア
クリル官能性ハロシランの調製方法に係る。本発明の方
法では、安定化量のフェノチアジンをアクリル官能性ハ
ロシランの調製中に添加し、かつ酸素含有不活性気体を
反応混合物と接触させてその熱重合傾向を低減させる。
本発明は、同様に、再びフェノチアジンと酸素含有不活
性気体の組合せを用いてアクリル官能性ハロシランの安
定化に係る。
本発明の方法により有利に調製されかつ/又は安定化さ
れるアクリル官能性ハロシランは一般式A  R’CH
2CH2Si  (X)3−P  C式中、Aはアクリ
ロキシ基又はメタクリロキシ基より選ばれる基であり、
メタクリロキシ基が好ましい。〕で表わされる。上記式
中、R′は炭素原子1〜11個の飽和二価炭化水素基で
ある。R′の特定例はメチレン、エチレン、プロピレン
、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、2−エチ
ルヘキシレン、ブチレン及びオクチレンのようなアルキ
レン基である。
選択的に、R′はフェニレン及びナフタレンのようなア
リール基、又は−(C,H,)−C1h−のようなアリ
ール含有アルキレン基でもよい。R′はメチレン基であ
ることが好ましい。Rは1〜6個の炭素原子を有するア
ルキル基又はフェニル基から選ばれる。Rはメチル基(
以下Meとして略記する)であることが好ましい。Xは
塩素基又は臭素基から選ばれ、塩素基が好ましい。pの
値は0.1又は2であり、0が好ましい。Aがメタクリ
ロキシ基であることが好ましい。
アクリロキシ基ではメタクリロキシ基を含有するアクリ
ル官能性ハロシランの特定例には、3−メタクリロキシ
プロピルトリクロロシラン、3−メタクリロキシプロピ
ルジメチルクロロシラン、3はメタクリロキシプロピル
メチルジクロロシラン、3−アクリロキシプロピルトリ
クロロシラン及び(CN)3SiCII□C112(C
sH4)  C12QC(0)C12QC(0)C(が
ある。
本発明の目的のために、アクリル官能性ハロシランは、
Tolentinoが記載しているように白金ハイドロ
シル化触媒及び安定化量のフェノチアジンの存在におい
て、式A−R’Cl=CH2を有する不飽和p 有機化合物を弐〇Si  (X)3−Pを有するハロシ
ランと反応させて調製する。これらの式中、各記号は先
に定義した通りである0本発明の目的において、白金ハ
イドロシル化触媒はクロロ白金酸又はその錯体から選ぶ
ことができ、これらは公知である。
好ましい触媒はジビニルテトラメチルジシロキサンのク
ロロ白金酸錯体から本質的になり、これは阿i11in
gへの米国特許第3,419,593号明細書に記載さ
れた方法で調製できる。しかしながら、Tolenti
noが指示した例と異なり、アクリル官能性ハロシラン
のゲル化なしての調製は酸素分子を含む不活性ガスに上
記反応混合物を接触させたときたけ実現されることを思
い出した。特定の理論や反応機構によって制約されるこ
とは意図しないが、フェノチアジンは酸素の不存在にお
いて純粋なアクリル官能性ハロシランの良好な安定化剤
であるが、上記反応で用いるその他の化合物の存在にお
いてはその有効性がいくらか失なわれるものと考えられ
る。これはハロシランが化学量論的に過剰に存在する場
合に特にそうである。このような過剰は、不飽和有機化
合物、フェノチアジン及びハイドロシル化触媒の混合物
にハロシランを滴下するTolentinoの上記特許
明細書に記載された方法においても局所的にまた小規模
には存在する。
こうして、本発明の1つの側面は、反応混合物が少なく
とも0.1体積%の酸素を含みかつ残りは公知の普通に
用いられる不活性気体である気体組成物と接触させるよ
うにして上記反応を実施する方法にある。本明細書で用
いる用語「不活性」は気体が反応混合物のどの成分とも
反応しないことを意味する。適当な不活性気体の特定例
は窒素、ヘリウム、アルゴン及び二酸化炭素である。不
活性気体が窒素であることが好ましい。不活性気体及び
酸素混合した不活性気体は実質的に水分を含まないもの
でなければならないことは当業者には理解されよう。と
いうのは水はハロシラン又はアクリル官能性ハロシラン
と反応するであろうからである。安全性の観点から、上
記の反応はできるだけ低濃度の酸素で行なうことが一般
的に好ましい、というのはハロシランは極めて揮発性が
高く、引火性及び爆発の可能性があるからである。従っ
て、気体組成物は安全性さえ許すならば普通の(乾燥)
空気であることができる。しかしながら、用いる気体組
成物の酸素濃度の好ましい範囲は約2〜4体積%、最も
好ましくは2体積%の酸素である。本発明の目的におい
て、酸素含有気体組成物を反応混合物と接触させる仕方
は臨界的ではなく、反応容器を気体混合物でパージした
り、反応混合物を基体混合物で覆ったり、又は好ましく
は気体組成物を反応混合物を通してスパージしたりする
ことができる。当業者には明らかなように、この反応は
バッチ式、連結式のいずれでもよい。
もう1つの側面において、本発明は、不飽和有機化合物
、ハロシラン、白金ハイドロシル化触媒及び安定化量の
フェノチアジンの存在においてアクリル官能性ハロシラ
ンを安定化する方法を提供する。このような混合物(こ
こでは粗アクリル官能性ハロシランと指体する)は上記
のアクリル官能性ハロシランの調製の結果として得られ
、そこでは少なくとも痕跡量の上記各成分が反応終了後
に存在する。この安定化方法は単純に混合物を上記の気
体組成物と接触させることからなる。再び、気体組成物
が約2〜4体積%の酸素、最も好ましくは2%の酸素と
上記の不活性気体から選んだ残部からなることが好まし
い。前記の如く、気体組成物と粗アクリル官能性ハロシ
ランとの接触はパージ、被覆(プランケラティング)、
スパージによって行なうことができ、スパージが好まし
い。
本発明のこの側面は粗アクリル官能性ハロシランを熱重
合を起こさせる温度にさらす処理にさらに用いる場合に
有用である。例えば、この方法は貯蔵安定性の粗アクリ
ル官能性ハロシラン組成物を提供して後の処理に備える
場合に有用である。
好ましい用途は、粗アクリル官能性ハロシランからの低
沸点成分(例えばトリクロロシラン)の除去、及び1■
アクリル官能性ハロシランの蒸留による純粋なアクリル
官能性ハロシランの製造であり、これらはいずれも一般
に減圧下で行なわれる。これらの用途では、粗アクリル
官能性ハロシランを加熱する前に酸素含有気体組成物で
飽和させることが不可欠である。さらに、フェノチアジ
ンの効用なしで酸素が存在するとアクリル官能性ハロシ
ランのゲル化が起きるので、これらの処理を行なうため
に用いる装置の蒸気空間にはフェノチアジンが存在する
ことが重要である。アクリル官能性ハロシランの調製方
法の場合のように、当業者はこのような処理がバッチ式
、連1是式のいずれでも行なうことができることを認め
るであろう。
本発明のアクリル官能性ハロシランの調製方法及び安定
化方法において、用いるフェノチアジン及び酸素の安定
化量は所望の安定性の程度、特定のアクリル官能性ハロ
シラン、及び存在する過剰のハロシラン(又は過剰の不
飽和有機化合!t!I)の量に依存する。当業者は本発
明の開示にもとづいてルーチン的な実験を行ない所与の
条件下で添加すべきフェノチアジンと酸素の適当な量を
容易に決定するであろう。
例えば、ガンマ−メタクリロキシプロピルトリクロロシ
ランをトリクロロシランとアリルメタクリレートから調
製する場合には、2体積%の酸素と98体積%の窒素か
らなる気体組成物で反応混合物をスパージしながらアリ
ルメタクリレ−1への重量を基準に約100〜2000
ppmのフェノチアジンを用いることが好ましい。これ
らのパラメータの組は上記混合物を窒素中2体積%酸素
で覆って熱重合から保護して貯蔵するのに十分でもある
。上記混合物の揮発物除去による残留トリクロロシラン
、アリルメタクリレート及び低沸点副生成物の約20〜
25n+mHgでの除去、及び生成物のガンマ−メタク
リロキシプロピルトリクロロシランの約1〜10mmH
gでのバッチ式蒸留も、同様に、上記気体組成物をポッ
ト中にスバージして有利に実施される。
連続蒸留の場合には、気体組成物を供給ライン中にスパ
ージすれば混合物を十分に安定化する。しかしながら、
上記の如く、揮発物除去及び蒸留処理では用いる装置の
蒸気空間中にフェノチアジンが存在するようにしなけれ
ばならない。
〔実施例〕 以下の例は本発明の方法をさらに説明するが、本発明の
範囲を限定するものではない。例ではすべての部及びパ
ーセントは特にことわらない限り重量基準である。粘度
はことわらない限り25°Cでの値である。
例1〜5 蒸留したガンマ−メタクリロキシプロピルトリクロロシ
ラン300gに約150ppmのフェノチアジンを添加
して液体混合物を調製した。この混合物にWilliB
の米国特許筒3,419,593号明細書の方法で調製
した4、26%の白金を含むジビニルテトラメチルジシ
ロキサンのクロロ白金酸錯体0.11mNを添加した。
こうして、得られる組成物の白金濃度はケイ素原子のモ
ル当り2X10−5モルの白金であると計算された。
25 X 200mmのPYREX試験管にゴム製スト
ッパを取付け、これを通してガス入口を試験管の底まで
延長した。第2の試験管をゴム製ストッパを貫通してガ
ス出口をガスバブラに接続した。上記液体混合物の40
m1の部分を試験管に導入し、そして表1に示した純粋
窒素又は酸素含有窒素のいずれかの乾燥気体組成物を入
口管に供給した。気体組成物は上記混合物を通してスバ
ージし、出口管を通して排出し、気体バブラは約10O
n+mHgの背圧を与えて周囲空気の侵入を防いでいる
。こうして液体混合物を数分間スパージし、試験管に1
59ppmのフェノチアジンを含んだアリルメタクリレ
ートニトリクロロシランの1=2モル比ブレンド51を
添加した。こうして全混合物は過剰のトリクロロシラン
を含有し、ガンマ−メタクリロキシプロピルトリクロロ
シランの調製時の中間組成物を似ねた。数分後、試験管
を油浴に部分的に沈め、かつ気体組成物を液体混合物を
通してスパージを続けた。この手順を表1に示した異な
るスパージ気体組成物及び浴温を用いて繰り返した。全
混合物の22時間後及び43時間後の粘度並びにゲル化
時間を表1に示す。
表1より、本発明の方法はフェノチアジン、白金触媒、
アリールメタクリレート及び過剰のトリクロロシランの
存在におけるガンマ−メタクリロキシプロピルトリクロ
ロシランの安定性の著しい改良を提供することが見られ
る。
例6〜10 例1〜5の手順を繰り返したが、但し、ガンマ−メタク
リロキシプロピルトリクロロシラン、フェノチアジン及
び白金触媒を気体組成物でスパージした後、210pp
mのフェノチアジンを含むアリルメタクリレ−1〜ニト
リクロロシランの2=1モル比ブレンド5mlを試験管
に添加した。全混合物は従って過剰のアリルメタクリレ
ートを含有した。
窒素又は酸素含有窒素によるスバージを表1に示した温
度で再び行ない、このような全混合物の粘度とゲル時間
を表1に示した。
表2から、過剰のアリルメタクリレートが存在する場合
には窒素単独中での安定性はいくらか良好であるが、本
発明の方法はフェノチアジン、白金触媒、アリールメタ
クリレート及びトリクロロシランの存在におけるガンマ
ーメタクリロキシグロビルトリクロロシランの安定性の
著しい改良をやはり提供することが見られる。
匠比ヱは 例1〜5の手順を繰り返したが、フェノチアジンの量を
11075ppに増やした。再び、1190ppmのフ
ェノチアジンを含んだアリルメタクリレートニトリクロ
ロシランの1:2モル比ブレンド5社を液体混合物40
m1に添加して過剰のトリクロロシランを含む全混合物
を提供した。窒素又は2vo1%の酸素を含む窒素のい
ずれかのスバージガスを用いた安定度試験の結果を表3
に示す。
表3より、フェノチアジン含分の増加は窒素だけをスパ
ージガスとして用いた場合には混合物がゲル化しなかっ
たので安定性を改良したことが見られる。しかしながら
、2vo1%の酸素を含む気体でスバージするよりそれ
よりかなり低い粘度になっている。従って、本発明の方
法に従ってスパージガスが酸素を含む場合、このような
混合物を安定化するためにより少量のフェッチアジを用
いることができる。
泗14 温度計、撹拌機、スパージ管、追加ロート及び凝縮器を
装備した11三首フラスコを窒素でよくパージした。凝
縮器は1インチH,の背圧を与えるトラップに接続して
系に空気が入ることを防いだ。
次いでフラスコに、前の例で用いた4、26%白金を含
む触媒0.288gとフェノチアジン0.113g(2
98ppm)を含んだアリルメタクリレート378.6
g(3,0モル)を添加した。次いで追加ロートにトリ
クロロシラン426.9g(3,15モル)を投入し、
2vo1%の酸素と98vo1%の窒素からなるスパー
ジガスを入れた。
このスパージを420cc/minの速度で1時間続け
た。
次いで、このスパージ速度を85cc/ff1inに下
げ、フラスコの中味を112℃に加熱した。反応混合物
の温度を112〜122℃に保ちながら1時間にわたっ
てトリクロロシランを添加した。先行例のように、白金
濃度はケイ素原子のモル当り2X10−’モルの白金で
あると計算された。
添加を終えた後、反応混合物は2.58cSの粘度を有
した。反応混合物を酸素含有スパージを用いて2時間1
14〜127℃に加熱後、粘度は僅かに2.94cSに
増加した。この時点で、反応混合物の一部をさらにゲル
形成について評価した。この試験は2gのベグタン中に
6滴の反応混合物を落とすことからなる、アクリレート
ポリマーはペプタンに不溶解性であるので、沈澱がない
ことは反応及びその後の加熱によってポリマーが殆んど
又は全く生成しなかったことを示す。
追加ロートと凝縮器を8インチVigrenxカラムに
取かえ、反応混合物をパージガスなしで4〜5mmHg
の圧力で蒸留した。この蒸留により98%の純度のガン
マ−メタクリロキシプロピルトリクロロシラン680.
5gを得、フラスコ中には僅かに19.16gの粘性残
留物が残った。これは86.7%の回収率であった。
鮭11仕Ju1 例14の手順を繰り返したが、但し窒素ガスだけを用い
てフラスコをパージし、反応混合物をスパージした。ト
リクロロシランの追加は約1時間かかり、その後反応混
合物の粘度測定によると15.19cSであり、へ1タ
ン相溶性試験(例14参照)はポリマーの生成を指示し
た。さらに120℃で1時間加熱したところ、反応混合
物は83.5cSの粘度を有した。この時点で、反応混
合物中にポリマーの固形粒子を視ることができ、この粒
子は追加加熱により粒径が増大するのが認められた。
表  1 例1120   窒素           3例2 
 120   4%0□    4.05   −  
 ゲルなし022例3   tzo    z%Q23
.68   4.07   ゲルなし043例4  1
00   4%0□    3.80   4.05 
  ゲルなし043例5  100   2%0□  
  3.76   4.02   ゲルなし043表 
 2 例6120   窒素           廊2例7
  120   4%0□    3.97   − 
  ゲルなし022例8  120   2%0□  
  3.56   4.23   ゲルなし043例9
  100   4%0□    3.46   3.
91   ゲルなし043例10  100   2%
0□     3.47   3.79    ゲルな
し043表  3 例11 120   窒素   8.22  9.32
例12  120   2%0□    3.84  
 4.45例13  100   2%023.62 
  4.24手続補正書(方式) 平成1年2月llf日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 アクリル官能性ハロシランの調製方法及び安定化方法3
、補正をする者 事件との関係     特許出願人 名称 ダウ コーニング コーポレーション4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番lO号6、
補正の対象 明細書 7、補正の内容 明細書の浄書(内容に変更なし) 8、添附書類の目録 浄書明細書      1通 手続補正書(自発) 平成1年り月/4日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、事件の表示 昭和64年←キ牛汁仲忰舌尋特許願’!−3’l+2、
発明の名称 アクリル官能性ハロシランの調製方法及び安定化方法 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 名称タウ コーニング コーポレーション4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光
虎ノ門ビル 電話504−0721   −5、補正の
対象 (1)明細書の「特許請求の範囲」の欄(2)明細書の
「発明の詳細な説明」の欄6、補正の内容 (1)特許請求の範囲を別紙の通りに補正する。
(2)明細書第6頁第9行の「%」と「含む」の間に「
の酸素を1を加入する。
7、添付書類の目録 特許請求の範囲          1通2、特許請求
の範囲 1. 白金ハイドロシル化触媒と安定化量のフェノチア
ジンの存在において、弐A−R’ CH=CH,を1?
p 有する不飽和有機化合物を式H5i  (X)3−P 
にれらの式中、Aはアクリロキシ基又はメタクリロキシ
基であり、R′は炭素原子1〜11個の二価炭化水素基
、アリール基、又はアリール含有アルキレン基であり、
Rは炭素原子1〜6個のアルキル基、又はフェニル基で
あり、Xは塩素基又は臭素基であり、pは0.1又は2
である。〕を有するハロシランと反応させ、かつ反応混
合物を少なくとも0.1体積%皇醒案至含む気体と接触
させる、−数式 A  R’ C)IzCHz  Si  (X)3−p
(式中、A、R’、R。
X、pは上記定義の通りである)を有するアクリル官能
性ハロシランを調製する方法。
2、前記気体が約2〜4体積%の酸素を含む請求の範囲
第1項記載の方法。
3、 式A  R’ CHzCHz−ゑi  (X):
l−9を有するアクリル官能性ハロシラン、式A−t?
’ CH=CH2を有すp る不飽和有機化合物、式)1si  (X)3−  を
有するハロシラン、白金ハイドロシル化触媒、及び安定
化量のフェノチアジンからなる混合物を少なくとも0.
1体積%の酸素を含む気体と接触させることからなる、
上記混合物の安定化方法。
4、前記気体が約2〜4体積%の酸素を含む請求項3記
載の方法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、白金ハイドロシル化触媒と安定化量のフェノチアジ
    ンの存在において、式A−R′CH=CH_2を有する
    不飽和有機化合物を式▲数式、化学式、表等があります
    ▼〔これらの式中、Aはアクリロキシ基又はメタクリロ
    キシ基であり、R′は炭素原子1〜11個の二価炭化水
    素基、アリール基、又はアリール含有アルキレン基であ
    り、Rは炭素原子1〜6個のアルキル基、又はフェニル
    基であり、Xは塩素基又は臭素基であり、pは0、1又
    は2である。〕を有するハロシランと反応させ、かつ反
    応混合物を少なくとも0.1体積%含む気体と接触させ
    る、一般式▲数式、化学式、表等があります▼(式中、
    A,R′,R, X,pは上記定義の通りである)を有するアクリル官能
    性ハロシランを調製する方法。 2、前記気体が約2〜4体積%の酸素を含む請求の範囲
    第1項記載の方法。 3、式▲数式、化学式、表等があります▼を有するアク リル官能性ハロシラン、式A−R′CH=CH_2を有
    する不飽和有機化合物、式▲数式、化学式、表等があり
    ます▼を有するハロ シラン、白金ハイドロシル化触媒、及び安定化量のフェ
    ノチアジンからなる混合物を少なくとも0.1体積%の
    酸素を含む気体と接触させることからなる、上記混合物
    の安定化方法。 4、前記気体が約2〜4体積%の酸素を含む請求項3記
    載の方法。
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