JPH0578490A - Aluminosiloxane polymer and method for producing the same - Google Patents
Aluminosiloxane polymer and method for producing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】常温での安定性が高く、使用が容易で、不純物
の含有量が少なく、加熱により容易に完全無機化する、
アルミノシロキサン重合体およびその製造方法を提供す
る。
【構成】ケイ素含有出発物質として、アルコキシ基の炭
素数が1〜4個のテトラアルコキシシランの部分加分解
物を含む溶液と、アルミニウム含有出発物質として、ア
セチルアセトネ−トアルミニウムジイソプロポキシド及
び/又はエチルアセトアセテ−トアルミニウムジイソプ
ロポキシドを含む溶液とを、Si/Alの原子数の比が
0.5以上20.0以下となるような割合で配合して、
反応させることを特徴とするアルミノシロキサン重合体
の製造方法。(57) [Summary] [Purpose] High stability at room temperature, easy to use, low content of impurities, and easy to become completely inorganic by heating,
Provided are an aluminosiloxane polymer and a method for producing the same. A solution containing, as a silicon-containing starting material, a partially decomposed product of a tetraalkoxysilane having an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and an aluminum-containing starting material, acetylacetonate aluminum diisopropoxide and And / or a solution containing ethyl acetoacetate aluminum diisopropoxide at a ratio such that the ratio of the number of Si / Al atoms is 0.5 or more and 20.0 or less,
A method for producing an aluminosiloxane polymer, which comprises reacting.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アルミノシロキサン重
合体の製造方法に関する。本発明により得られるアルミ
ノシロキサン重合体は、更に加水分解及び熱分解反応さ
せることによりアルミニウム原子、ケイ素原子、および
酸素原子からなる無機酸化物硬化体になり得るので、耐
熱性に優れた無機繊維をはじめ、無機コ−ティング剤、
無機接着剤、無機結合剤などの原料として用いられる。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing an aluminosiloxane polymer. The aluminosiloxane polymer obtained by the present invention can be an inorganic oxide cured product composed of an aluminum atom, a silicon atom, and an oxygen atom by further subjecting it to a hydrolysis and a thermal decomposition reaction. First, an inorganic coating agent,
It is used as a raw material for inorganic adhesives and inorganic binders.
【0002】[0002]
【従来の技術】アルミノシロキサン重合体を前駆体とす
るAl2 O3 −SiO2 系無機酸化物硬化体の製造方法
としては、テトラヒドロフラン(以下、THF)中に抽
出したケイ酸とエチルアセトアセテ−トアルミニウムジ
イソプロポキシドとの反応により得られたアルミノシロ
キサン重合体を前駆体とする方法が知られている。しか
しながら、上記の方法ではケイ酸のTHFへの抽出過程
を経るために工業的生産には適していない。即ち、ケイ
酸をTHFに抽出してケイ酸のTHF溶液を調製するた
めには、メタケイ酸ナトリウムの中和、THFによる抽
出、塩析、分液、乾燥、濾過などの過程を経ねばなら
ず、更にこの過程でアルミノシロキサン重合体の性能を
低下させる塩素イオンやナトリウムイオンの混入が避け
られず、これらがAl2 O3 −SiO2 系無機酸化物硬
化体の製造の工業化を困難にしている。またこの従来方
法では原料溶液成分中のSiとAl原子の数の比(以下
S/A比と表示する。)を4以上にすると容易に自己縮
合反応が進行して30分以内にゲル化するという現象が
起きることさえある。その他の、アルミノシロキサン重
合体を前駆体とするAl2 O3 −SiO2 系無機酸化物
硬化体の製造方法としては特公昭51−13768号公
報に開示されているように、有機アルミニウム化合物と
水との縮重合反応で製造した−Al−O−からなる主鎖
を有するポリアルミノキサンを原料とし、この溶液にS
iO2 源としてケイ酸エステルを加えた粘稠液を紡糸液
とし、乾式紡糸により前駆体繊維を形成した後、得られ
た前駆体繊維を空気中で1、000℃以上に加熱して有
機残基を取り、SiO2 成分を0〜60重量%含む連続
繊維を製造する方法が知られている。しかし、この方法
にはSiO2 の含有量を上げようとすると混合液の粘度
が低下し紡糸が困難になるという問題がある。 2. Description of the Related Art As a method for producing a hardened Al 2 O 3 --SiO 2 type inorganic oxide using an aluminosiloxane polymer as a precursor, silicic acid and ethyl acetoacetate extracted in tetrahydrofuran (hereinafter THF) are used. A method is known in which an aluminosiloxane polymer obtained by reaction with toaluminium diisopropoxide is used as a precursor. However, the above method is not suitable for industrial production because it undergoes an extraction process of silicic acid into THF. That is, in order to extract silicic acid into THF to prepare a THF solution of silicic acid, processes such as neutralization of sodium metasilicate, extraction with THF, salting out, liquid separation, drying, and filtration must be performed. In addition, in this process, it is inevitable that chlorine ions and sodium ions, which deteriorate the performance of the aluminosiloxane polymer, are unavoidable, which makes industrialization of the production of the Al 2 O 3 —SiO 2 type inorganic oxide cured product difficult. .. Further, in this conventional method, if the ratio of the number of Si and Al atoms in the raw material solution component (hereinafter referred to as S / A ratio) is 4 or more, the self-condensation reaction easily proceeds and gelation occurs within 30 minutes. The phenomenon may even occur. As another method for producing an Al 2 O 3 —SiO 2 type inorganic oxide cured product using an aluminosiloxane polymer as a precursor, as disclosed in JP-B-51-13768, an organic aluminum compound and water are used. As a raw material, polyaluminoxane having a main chain of —Al—O— produced by a condensation polymerization reaction with
A viscous liquid to which a silicate ester was added as an iO 2 source was used as a spinning solution, and a precursor fiber was formed by dry spinning, and the obtained precursor fiber was heated in air to 1,000 ° C. or higher to leave an organic residue. A method of producing a continuous fiber containing a SiO 2 component in an amount of 0 to 60% by weight is known. However, this method has a problem that when the content of SiO 2 is tried to be increased, the viscosity of the mixed solution is lowered and spinning becomes difficult.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の方法で製造した
アルミノシロキサン重合体溶液は可使時間が短すぎるた
め無機繊維、塗料、接着剤、結合剤などを作る工業用原
料として使いにくい、SiO2 の含有量の多い無機繊維
が製造できないという問題があった。従って、本発明の
目的は、常温での安定性が高く、使用が容易で、SiO
2 の含有率を広範囲に変化させることができる、溶媒に
可溶なアルミノシロキサン重合体およびその製造方法を
提供することにある。Aluminosilicate siloxane polymer solution [invention is a problem to be solved was prepared in a conventional manner of the inorganic fiber for pot life is too short, paint, adhesive, difficult to use as industrial raw materials to make, such as a binding agent, SiO 2 There is a problem in that it is not possible to produce inorganic fibers having a high content of. Therefore, the object of the present invention is to have high stability at room temperature, easy to use, and
It is an object of the present invention to provide a solvent-soluble aluminosiloxane polymer capable of varying the content ratio of 2 in a wide range and a method for producing the same.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】ケイ素含有出発物質とし
てアルコキシ基の炭素数が1〜4個のテトラアルコキシ
シラン(以下、TAOSと記載する。)の部分加水分解
物を含む溶液と、アルミニウム含有出発物質としてアセ
チルアセトネ−トアルミニウムジイソプロポキシド及び
/又はエチルアセトアセテ−トアルミニウムジイソプロ
ポキシドを含む溶液とを、上記2種の出発物質における
S/A比が0.5以上20.0以下となるような割合で
配合し、反応させることによって本発明者らは前記課題
を達成するアルミノシロキサン重合体の製造に成功した
ものである。A solution containing a partial hydrolyzate of a tetraalkoxysilane having an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms (hereinafter referred to as TAOS) as a silicon-containing starting material, and an aluminum-containing starting material. A solution containing acetylacetonate aluminum diisopropoxide and / or ethyl acetoacetate aluminum diisopropoxide as a substance, wherein the S / A ratio in the above two starting substances is 0.5 or more and 20.0 or more. The present inventors have succeeded in producing an aluminosiloxane polymer that achieves the above-mentioned object by blending and reacting in the following proportions.
【0005】以下本発明を詳細に説明する。本発明のア
ルミノシロキサン重合体の製造方法においては、ケイ素
含有出発物質としてアルコキシ基の炭素数が1〜4個の
TAOSの部分加水分解物を、アルミニウム含有出発物
質としてアセチルアセトネ−トアルミニウムジイソプロ
ポキシド及び/又はエチルアセトアセテ−トアルミニウ
ムジイソプロポキシドを使用する。前者のTAOSの部
分加水分解物は、一般式(1) Si(OR)4 …(1) (式中、Rは炭素数が1〜4個のアルキル基である。)
で示されるTAOSをメタノ−ル、エタノ−ルなどの有
機溶媒と水との混合溶媒中で水/TAOSのモル比が
1.5以上4.0未満となるような条件下に部分的に加
水分解することにより得るのが好ましい。この加水分解
時の反応液の温度は−50〜+50℃、特に−20〜+
25℃の範囲に設定するのが好ましい。また加水分解時
にTAOSに対して0.01〜0.1倍モル程度の塩
酸、酢酸又は硝酸を添加すると効果的に加水分解が行わ
れる。The present invention will be described in detail below. In the method for producing an aluminosiloxane polymer of the present invention, a partial hydrolyzate of TAOS having an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is used as a silicon-containing starting material, and acetylacetonate aluminum diisolate is used as an aluminum-containing starting material. Propoxide and / or ethyl acetoacetate aluminum diisopropoxide are used. The former partial hydrolyzate of TAOS is represented by the general formula (1) Si (OR) 4 (1) (wherein, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).
Is partially hydrolyzed under a condition that the water / TAOS molar ratio is 1.5 or more and less than 4.0 in a mixed solvent of water and an organic solvent such as methanol or ethanol. It is preferably obtained by decomposition. The temperature of the reaction liquid during this hydrolysis is -50 to + 50 ° C, especially -20 to +
It is preferably set in the range of 25 ° C. Further, when the hydrochloric acid, acetic acid or nitric acid is added in an amount of about 0.01 to 0.1 times the molar amount of TAOS during the hydrolysis, the hydrolysis is effectively performed.
【0006】TAOSの部分加水分解物は一般式(2) Si(OH)m (OR)4-m …(2) (式中、Rは一般式(1)における定義と同一であり、
m は1、2又は3の整数である。)で示される。後に詳
述するアルミニウム含有出発物質との反応を円滑に行い
所望の性質(組成、分子量、溶媒溶解性、自己縮合安定
性、曳糸性)を有するアルミノシロキサン重合体を効率
良く生成させるためには、反応条件を反応温度が0〜+
20℃で水/TAOSのモル比を約2.5〜3.5にし
て、一般式(3)に示すTAOSの部分加水分解物を多
量に含む溶液とするのが特に好ましい。一般式(3)The partial hydrolyzate of TAOS is represented by the general formula (2) Si (OH) m (OR) 4-m (2) (wherein R is the same as the definition in the general formula (1),
m is an integer of 1, 2 or 3. ). In order to smoothly carry out the reaction with an aluminum-containing starting material, which will be described in detail later, and to efficiently produce an aluminosiloxane polymer having desired properties (composition, molecular weight, solvent solubility, self-condensation stability, spinnability), , The reaction temperature is 0 to +
It is particularly preferable that the water / TAOS molar ratio is set to about 2.5 to 3.5 at 20 ° C. to prepare a solution containing a large amount of the partial hydrolyzate of TAOS represented by the general formula (3). General formula (3)
【0007】[0007]
【化1】 (式中、Rは一般式(1)における定義と同一であり、
n は1又は2以上の整数である。)[Chemical 1] (In the formula, R is the same as the definition in the general formula (1),
n is an integer of 1 or 2 or more. )
【0008】で示されるTAOSの部分加水分解物(n
=1)またはその低重合体(n≧2)を後述のアセチル
アセトネ−トアルミニュウムジイソプロポキシドあるい
はエチルアセトアセテ−トアルミニウムジイソプロポキ
シドと反応させるのが好ましい。 すなはち一般式
(3)で示される化合物においては、2個の水酸基のそ
れぞれが、後述のアルミニウム含有出発物質の2個の反
応部位と反応して鎖状物質を形成すると共に、残りの1
個の水酸基が、たとえば他の鎖状物質と水素結合を形成
することにより所望の物性(溶媒溶解性、自己縮合安定
性、溶液中の安定性、曳糸性)を有するアルミノシロキ
サン重合体が得られる。A partial hydrolyzate of TAOS (n
= 1) or a low polymer thereof (n ≧ 2) is preferably reacted with acetylacetonate aluminum diisopropoxide or ethyl acetoacetate aluminum diisopropoxide described below. That is, in the compound represented by the general formula (3), each of the two hydroxyl groups reacts with the two reaction sites of the aluminum-containing starting material described below to form a chain-like substance, and the remaining 1
An aluminosiloxane polymer having desired physical properties (solvent solubility, self-condensation stability, stability in solution, spinnability) can be obtained by forming hydrogen bonds with individual hydroxyl groups, for example, with other chain-like substances. Be done.
【0009】本発明のアルミノシロキサン重合体の製造
においてはケイ素含有出発物質として前記TAOSの部
分加水分解物を使用するが、アルミニウム含有出発物質
はアセチルアセトネ−トアルミニウムジイソプロポキシ
ドあるいはエチルアセトアセテ−トアルミニウムジイソ
プロポキシドに限定される。これらのアルミニウム含有
出発物質はあらかじめ調製済みのものを用いてもよい
が、アルミニウムトリイソプロポキシドを等モルのアセ
チルアセトンあるいはアセト酢酸エチルと、2−プロパ
ノ−ル等の溶媒中で反応させて得られたものを単離する
ことなくそのままケイ素含有出発物質との反応に用いて
もよい。ケイ素含有出発物質とアルミニウム含有出発物
質との反応においては両出発物質におけるS/A比が
0.5以上20.0以下となるように両者を配合する必
要がある。その理由はS/A比が0.5以下未満である
と重縮合反応が充分すすまないため紡糸可能な高粘性溶
液の調整が困難になり、S/A比が20.0を越える
と、溶媒中の安定性の良好なアルミノシロキサン重合体
が得にくい。これに対し、S/A比が0.5以上20.
0以下の範囲、好ましくは1.0〜4.0の範囲である
と曵糸性を示すアルミノシロキサン重合体が得られ、し
かも最終的に得られる無機繊維をはじめとする無機酸化
物硬化体が強度、耐熱性に優れたものとなるからであ
る。上記従来技術の方法では、S/A比を4以上にする
と、ゲル化を起こすという問題があったが、本発明の方
法ではS/A比が4以上20.0以下にしても所望のア
ルミノシロキサン重合体が得られるという利点がある。
反応は室温から溶媒の還流温度で0.5〜3時間、特に
1時間程度行うのが好ましい。In the production of the aluminosiloxane polymer of the present invention, the partial hydrolyzate of TAOS is used as the silicon-containing starting material, and the aluminum-containing starting material is acetylacetonate aluminum diisopropoxide or ethyl acetoacetate. Limited to toaluminium diisopropoxide. These aluminum-containing starting materials may be prepared in advance, but are obtained by reacting aluminum triisopropoxide with equimolar amounts of acetylacetone or ethyl acetoacetate in a solvent such as 2-propanol. It may be used as it is for the reaction with the silicon-containing starting material without isolation. In the reaction between the silicon-containing starting material and the aluminum-containing starting material, it is necessary to mix both the starting materials so that the S / A ratio is 0.5 or more and 20.0 or less. The reason for this is that if the S / A ratio is less than 0.5, the polycondensation reaction will not proceed sufficiently, making it difficult to prepare a highly viscous solution that can be spun, and if the S / A ratio exceeds 20.0, the solvent It is difficult to obtain an aluminosiloxane polymer having good stability. On the other hand, the S / A ratio is 0.5 or more and 20.
When it is in the range of 0 or less, preferably in the range of 1.0 to 4.0, an aluminosiloxane polymer exhibiting spinnability is obtained, and finally, an inorganic oxide cured product such as inorganic fiber is obtained. This is because it has excellent strength and heat resistance. In the above-mentioned conventional method, when the S / A ratio is 4 or more, gelation occurs, but in the method of the present invention, even if the S / A ratio is 4 or more and 20.0 or less, desired alumino There is an advantage that a siloxane polymer can be obtained.
The reaction is preferably carried out at room temperature to the reflux temperature of the solvent for 0.5 to 3 hours, particularly about 1 hour.
【0010】本発明の方法によれば、アセチルアセトネ
−トあるいはエチルアセトアセテ−ト基がアルミニウム
原子に側鎖基として配位し、主鎖がアルミノシロキサン
結合(Al−O−Si)からなる重合体が生成する。ア
セチルアセトネ−トアルミノシロキサン重合体のNMR
スペクトルでは約2.0ppm と約5.2ppm にアセチル
アセテ−ト基に基ずくピ−クが約3.5ppmにシラノ−
ル基に基ずくピ−クが観察され、一方エチルアセトアセ
テ−トアルミノシロキサン重合体のNMRスペクトルで
は約1.2ppm 、約1.8ppm 、約4.4ppm および約
4.7ppm にエチルアセトアセテ−ト基に基ずくピ−ク
が約3.5ppm にシラノ−ル基に基ずくピ−クが観察さ
れる。得られたアルミノシロキサン重合体は反応混合物
の溶液を濃縮することによって高粘性溶液は曵糸性を示
し、Al2 O3 −SiO2 系無機繊維の前駆体繊維の紡
糸液することができる。この紡糸液を原料として公知の
乾式紡糸方法により製造した前駆体繊維は600℃以上
の温度で焼成することにより、容易にAl2 O3 −Si
O2 系無機繊維とすることができる。また焼成前に水蒸
気処理することにより前駆体繊維中の有機官能基の脱
離、除去の促進を行うことができ短時間で高純度で高強
度なAl2 O3 −SiO2 系無機繊維を製造することが
できる。According to the method of the present invention, an acetylacetonate or ethylacetoacetate group is coordinated with an aluminum atom as a side chain group, and the main chain is composed of an aluminosiloxane bond (Al-O-Si). A polymer is formed. NMR of acetylacetonate aluminosiloxane polymer
In the spectrum, the peak based on the acetylacetate group is about 2.0 ppm and about 5.2 ppm, and the peak is about 3.5 ppm.
Peaks based on the vinyl group were observed, while the NMR spectra of the ethyl acetoacetate aluminosiloxane polymer showed ethylacetoacetate at about 1.2 ppm, about 1.8 ppm, about 4.4 ppm and about 4.7 ppm. A peak based on a silanol group is observed at about 3.5 ppm peak based on a phenol group. The obtained aluminosiloxane polymer has a highly viscous spinnability by concentrating the solution of the reaction mixture, and can be used as a spinning solution for precursor fibers of Al 2 O 3 —SiO 2 inorganic fibers. Precursor fibers produced by a known dry spinning method using this spinning solution as a raw material can easily be burned at a temperature of 600 ° C. or higher to easily produce Al 2 O 3 —Si.
It may be an O 2 inorganic fiber. Further, by performing steam treatment before firing, elimination and removal of organic functional groups in the precursor fiber can be promoted, and high-purity and high-strength Al 2 O 3 —SiO 2 -based inorganic fiber can be produced in a short time. can do.
【0011】また上記高粘性溶液を少量のアセトンに溶
解後、大量のヘキサンを加えて得られる沈澱を分離回収
して粉末状物質とすることもできる。この粉末状物質は
メタノ−ル、エタノ−ル、アセトン、クロロホルム等の
有機溶媒に可溶で、溶解したものは曵糸性を示し、これ
もAl2 O3 −SiO2 系無機繊維の前駆体繊維とな
り、保管、運搬に便利である。本発明の方法により得ら
れたアルミノシロキサン重合体溶液は、溶液を濃縮した
場合も粉末としてから有機溶媒に溶解した場合も粘度の
経時変化が少なく可使時間が長く長期の保存に耐え工業
的な利用に適している。また本発明の方法によって得ら
れたアルミノシロキサン重合体は、各種有機溶媒に可溶
であるので、例えばコ−ティング剤、接着剤、結合剤な
どとして使用する場合、乾燥が早くコ−ティングや接
着、結合のための時間が短くて良いという利点もある。Alternatively, the highly viscous solution may be dissolved in a small amount of acetone, and then a large amount of hexane may be added to separate and collect a precipitate to obtain a powdery substance. This powdery substance is soluble in an organic solvent such as methanol, ethanol, acetone, chloroform and the like, and the dissolved substance shows spinnability, which is also a precursor of Al 2 O 3 -SiO 2 inorganic fiber. It becomes a fiber and is convenient for storage and transportation. The aluminosiloxane polymer solution obtained by the method of the present invention has little change with time in viscosity when concentrated or dissolved in an organic solvent as a powder, and has a long working life and long-term storage, and is industrially usable. Suitable for use. Further, since the aluminosiloxane polymer obtained by the method of the present invention is soluble in various organic solvents, when it is used as a coating agent, an adhesive, a binder, etc., it dries quickly and is coated or bonded. There is also an advantage that the bonding time is short.
【0012】[0012]
【実施例】以下実施例にもとずき本発明を更に説明す
る。 実施例1 アルコキシシランとして、テトラエトキシシラン10.
4gをメタノ−ル50mlに混合した溶液に、水1.0
4g及び6規定塩酸0.95gとメタノ−ル50mlと
を混合した溶液を0℃で加えて部分加水分解反応を行っ
た。発熱終了後にアセチルアセトネ−トアルミニウムジ
イソプロポキシド(以後PAPという。)6.11gと
エチルアルコ−ル20mlの混合溶液を加えた。テトラ
エトキシシランとアセチルアセトネ−トアルミニウムジ
イソプロポキシドの使用量よりS/A比は4/1であっ
た。 溶媒の還流下で1時間反応させることにより反応
混合物を得た。この反応混合物から溶媒を溜去する過程
で粘稠な濃縮液が得られる、これにガラス棒を接触させ
た後、引き上げると曵糸性を示し、Al2 O3 −SiO
2 系無機繊維の前駆体となりうる事が明らかになった。The present invention will be further described based on the following examples. Example 1 Tetraethoxysilane 10.
1.0 g of water was added to a solution prepared by mixing 4 g of methanol with 50 ml of methanol.
A partial hydrolysis reaction was carried out by adding a solution prepared by mixing 4 g and 0.95 g of 6N hydrochloric acid and 50 ml of methanol at 0 ° C. After the heat generation was completed, a mixed solution of 6.11 g of acetylacetonate aluminum diisopropoxide (hereinafter referred to as PAP) and 20 ml of ethyl alcohol was added. The S / A ratio was 4/1 based on the amounts of tetraethoxysilane and acetylacetonate aluminum diisopropoxide used. A reaction mixture was obtained by reacting for 1 hour under reflux of the solvent. A viscous concentrate is obtained in the process of distilling off the solvent from this reaction mixture, and when it is brought into contact with a glass rod and then pulled out, it shows spinnability, and Al 2 O 3 --SiO 2
It was clarified that it can be a precursor of 2 type inorganic fibers.
【0013】別途上記濃縮液を1g分取し10mlのア
セトンに溶解した後、50mlのヘキサンを加えると沈
殿が生じた。この沈殿を回収し乾燥することにより0.
8gの粉末をえた。この粉末はメタノ−ル、エタノ−
ル、アセトン、クロロフルム等に可溶であり、ベンゼ
ン、ヘキサン等には不溶であった。メタノ−ルなどの可
溶性溶媒に溶解した溶液も曵糸性を示した。また溶媒に
溶解した溶液は粘度の経時変化が少なく、可使時間が長
いので、コ−ティング剤や接着剤、結合剤として好まし
く使用できることが明らかとなった。上記粉末のNMR
を測定したところ2.0ppm と5.2ppm にアセチルア
セトナ−ト基に基ずくピ−クが、3.5ppm にはシラノ
−ル基に基ずくピ−クが観察された。またこの粉末のI
Rスペクトルを測定したところ、3400cm-1にシラ
ノ−ル基、1580および1520cm-1にアセチルア
セトナ−ト基、1100〜1000cm-1にSi−O−
Si結合、1030cm-1にSi−O−Al結合に基づ
く吸収がそれぞれ観察された。Separately, 1 g of the above concentrated solution was taken, dissolved in 10 ml of acetone, and then 50 ml of hexane was added to cause precipitation. By recovering this precipitate and drying it,
8 g of powder was obtained. This powder is methanol, ethanol
Soluble in acetone, acetone, chloroflum, etc., but insoluble in benzene, hexane, etc. A solution dissolved in a soluble solvent such as methanol also showed spinnability. Further, it has been clarified that the solution dissolved in the solvent has little change in viscosity with time and has a long pot life, and thus can be preferably used as a coating agent, an adhesive or a binder. NMR of the above powder
As a result, peaks based on acetylacetonate groups were observed at 2.0 ppm and 5.2 ppm, and peaks based on silanol groups were observed at 3.5 ppm. Also I of this powder
It was measured R spectrum, silanolate to 3400 cm -1 - group, acetylacetonate in 1580 and 1520 cm -1 - DOO groups, Si-O-to 1100~1000Cm -1
Absorption based on Si bond and Si—O—Al bond was observed at 1030 cm −1 .
【0014】実施例2、3 実施例1に用いられたものと同じ原料を用い、H2 O/
TEOS及びTEOS/PAPのモル比を第1表のよう
に変えて部分加水分解反応及び重合反応を行ったほか
は、実施例1と同様にして反応混合液を得た。これらの
反応混合液から溶媒を溜去し、得られた液の曵糸性の尺
度として繊維長を示した。第1表より本発明の方法によ
り得られた実施例1、2、3のアルミノシロキサン重合
体は曵糸性があるのでAl2 O3 −SiO2 系無機繊維
の前駆体となることが判る。また安定性については紡糸
可能な高粘性溶液をガラス容器に密閉し室温中に6ケ月
放置し、外観、曵糸性の変化を調べた結果、外観の変化
はなく、粘度の経時変化が少なく、ノズル径0.1m
m、吐出圧10kg/cm2 、巻取速度100m/分の
条件で紡糸可能であった。Examples 2 and 3 Using the same raw materials as used in Example 1, H 2 O /
A reaction mixture was obtained in the same manner as in Example 1 except that TEOS and the molar ratio of TEOS / PAP were changed as shown in Table 1 to perform the partial hydrolysis reaction and the polymerization reaction. The solvent was distilled off from these reaction mixtures, and the fiber length was shown as a measure of the spinnability of the resulting solutions. It can be seen from Table 1 that the aluminosiloxane polymers of Examples 1, 2 and 3 obtained by the method of the present invention have spinnability and thus can be precursors of Al 2 O 3 —SiO 2 based inorganic fibers. Regarding the stability, the spinnable high-viscosity solution was sealed in a glass container and allowed to stand at room temperature for 6 months, and as a result of examining changes in appearance and spinnability, there was no change in appearance and there was little change in viscosity with time. Nozzle diameter 0.1m
m, discharge pressure 10 kg / cm 2 , and winding speed 100 m / min.
【0015】[0015]
【表1】 PAP:アセチルアセトネ−トアルミニウムジイソプロ
ポキシド (Al(C5 H7 O2 )(Oi C3 H7 )2 )[Table 1] PAP: acetylacetonate - DOO aluminum diisopropoxide (Al (C 5 H 7 O 2) (O i C 3 H 7) 2)
【0016】比較例1 4.0mol/lの塩酸250mlに1.5mol/l
のメタケイ酸ナトリウム溶液250mlを10℃で掻き
混ぜながら滴下した。滴下終了後30分間掻き混ぜた後
テトラヒドロフラン(THF)500mlを2時間かけ
て滴下した。この溶液にNaCl 150g加えて40
分攪拌後30分放置した。分離した有機物溶液に無水硫
酸ナトリウムを加えて脱水したのち更に−70℃に冷却
し、水と氷を濾別し370mlの0.85mol/lの
ケイ酸−THF溶液を得た。この溶液58.8ml(S
iO2 成分 0.05ml)にS/A比が4.0となる
ようPAP 3.05gを加え、メタノ−ル50ml中
で還流することにより反応混合液を得た。この溶液を高
粘度の紡糸可能に濃縮し、室温中に30分間放置したと
ころゲル化していた。Comparative Example 1 1.5 mol / l in 250 ml of 4.0 mol / l hydrochloric acid
250 ml of the sodium metasilicate solution of was added dropwise with stirring at 10.degree. After the dropwise addition was completed, the mixture was stirred for 30 minutes and then 500 ml of tetrahydrofuran (THF) was added dropwise over 2 hours. To this solution, add 150 g of NaCl to 40
After stirring for a minute, the mixture was left for 30 minutes. Anhydrous sodium sulfate was added to the separated organic matter solution for dehydration, and the mixture was further cooled to -70 ° C, and water and ice were separated by filtration to obtain 370 ml of a 0.85 mol / l silicic acid-THF solution. 58.8 ml of this solution (S
3.05 g of PAP was added to the iO 2 component (0.05 ml) so that the S / A ratio was 4.0, and the mixture was refluxed in 50 ml of methanol to obtain a reaction mixture. This solution was concentrated to a high viscosity so that it could be spun and left to stand at room temperature for 30 minutes, whereupon it gelled.
【0017】比較例2 ポリイソプロポキシアルミノキサン 1モルをエチルエ
−テル600mlに溶解し1モルの水で加水分解した。
このポリアルミノキサンをベンゼンに溶解し、更にこれ
にポリジメチルシロキサン94.5grを溶解した。濃
縮した粘稠液を紡糸液とし、乾式紡糸により実施例と同
様に100m/分の紡糸速度で前駆体繊維を製造しよう
としたが、繊維が容易に切断し長繊維として巻取ること
ができなかった。Comparative Example 2 1 mol of polyisopropoxyaluminoxane was dissolved in 600 ml of ethyl ether and hydrolyzed with 1 mol of water.
This polyaluminoxane was dissolved in benzene, and further 94.5 g of polydimethylsiloxane was dissolved therein. The concentrated viscous liquid was used as a spinning solution, and it was attempted to produce a precursor fiber by a dry spinning at a spinning speed of 100 m / min as in the example, but the fiber was easily cut and could not be wound as a long fiber. It was
【0018】[発明の効果]以上の通り本発明によれ
ば、 (イ)従来のケイ素含有出発物質とアルミニウム含有出
発物質の反応によるアルミノシロキサン重合体は反応の
制御が困難でランダム3次元網目構造となりゲル化し易
いが、本発明ではケイ素含有出発物質であるTAOSの
部分加水分解物とアルミニウム含有出発物質であるアセ
チルアセトネ−トアルミニウムジイソプロポキシドおよ
び/またはエチルアセトアセテ−トアルミニウムジイソ
プロポキシドを溶媒中で混合し、攪拌または加熱還流す
るだけの簡単な操作で反応を制御してゲル化しにくいア
ルミノシロキサン重合体が得られる。 (ロ)TAOSとアルミニウムトリイソプロポキシドの
共加水分解では各々のアルコキシドの加水分解速度の違
いにより単独縮合が起き、ブロックポリマ−になり不均
質な生成物になりやすいのに対し、本発明ではTAOS
を部分加水分解した後、アセチルアセトネ−トアルミニ
ウムジイソプロポキシドまたはエチルアセトアセテ−ト
アルミニュウムジイソプロポキシドとの脱アルコ−ル反
応により、アルミノシロキサン重合体を得るため、比較
的共重合性の高い、均質なアルミノシロキサンのブロッ
クランダム重合体が得られる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, (a) it is difficult to control the reaction of the conventional aluminosiloxane polymer by the reaction between the silicon-containing starting material and the aluminum-containing starting material, and the random three-dimensional network structure is obtained. However, in the present invention, a partial hydrolyzate of TAOS, which is a silicon-containing starting material, and acetylacetonate aluminum diisopropoxide and / or ethyl acetoacetate aluminum diisopropoxy, which is an aluminum-containing starting material, are used in the present invention. The reaction is controlled by a simple operation of mixing the solvent in a solvent and stirring or heating under reflux to obtain an aluminosiloxane polymer which is difficult to gel. (B) In the co-hydrolysis of TAOS and aluminum triisopropoxide, a single condensation occurs due to the difference in the hydrolysis rate of each alkoxide, and a block polymer tends to be formed, which tends to result in a heterogeneous product. TAOS
Is partially hydrolyzed and then dealcoholized with acetylacetonate aluminum diisopropoxide or ethyl acetoacetate aluminum diisopropoxide to obtain an aluminosiloxane polymer, which is relatively copolymerizable. A homogenous block random polymer of aluminosiloxane is obtained.
【0019】(ハ)本発明により得られたアルミノシロ
キサン重合体は主鎖のアルミノシロキサン結合のアルミ
ニウム原子に配位子が、そしてケイ素原子にはアルコキ
シ基がそれぞれ側鎖として結合しているので、従来のT
AOSとアルミニウムトリイソプロポキシドの共加水分
解により得られるアルミノシロキサン重合体またはケイ
酸を用いて得られるアルミノシロキサン重合体に比べ
て、曵糸性は有しながら自己縮合に対する安定性が高
い。(C) The aluminosiloxane polymer obtained by the present invention has a ligand bound to the aluminum atom of the aluminosiloxane bond in the main chain and an alkoxy group bound to the silicon atom as a side chain. Conventional T
Compared with an aluminosiloxane polymer obtained by co-hydrolysis of AOS and aluminum triisopropoxide or an aluminosiloxane polymer obtained by using silicic acid, it has high spinnability but high stability against self-condensation.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庄野 弘晃 福島県福島市伏拝字沼ノ上2−532 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroaki Shono 2-532 Numanoue, Fushijima, Fukushima City, Fukushima Prefecture
Claims (3)
基の炭素数が1〜4個のテトラアルコキシシランの部分
加分解物を含む溶液と、アルミニウム含有出発物質とし
て、アセチルアセトネ−トアルミニウムジイソプロポキ
シド及び/又はエチルアセトアセテ−トアルミニウムジ
イソプロポキシドを含む溶液とを、上記2種の出発物質
におけるSiとAlの原子の数の比が0.5以上20.
0以下となるような割合で配合して、上記ケイ素含有出
発物質とアルミニウム含有出発物質とを反応させること
を特徴とするアルミノシロキサン重合体の製造方法。1. A solution containing a partial decomposition product of a tetraalkoxysilane having an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms as a silicon-containing starting material, and acetylacetonate aluminum diisopropoxy as an aluminum-containing starting material. And / or a solution containing ethyl acetoacetate aluminum diisopropoxide, wherein the ratio of the numbers of Si and Al atoms in the above two starting materials is 0.5 or more.
A method for producing an aluminosiloxane polymer, characterized in that the silicon-containing starting material and the aluminum-containing starting material are reacted in such a proportion that they are blended in a proportion such that they are 0 or less.
コシキシシランの部分加水分解物が、アルコキシ基の炭
素数が1〜4個のテトラアルコキシシランを水/テトラ
アルコキシシランのモル比が1.5以上4.0未満とな
るような条件下で−50〜+50℃の温度で部分的に加
水分解することにより得られたものである請求項1に記
載のアルミノシロキサン重合体の製造方法。2. The partial hydrolyzate of tetraalkoxysilane as a silicon-containing starting material is a tetraalkoxysilane having an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms and a water / tetraalkoxysilane molar ratio of 1.5. The method for producing an aluminosiloxane polymer according to claim 1, which is obtained by partially hydrolyzing at a temperature of −50 to + 50 ° C. under a condition of being less than 4.0.
により得られたアルミノシロキサン重合体3. An aluminosiloxane polymer obtained by the method according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3768691A JPH0578490A (en) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | Aluminosiloxane polymer and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3768691A JPH0578490A (en) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | Aluminosiloxane polymer and method for producing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0578490A true JPH0578490A (en) | 1993-03-30 |
Family
ID=12504467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3768691A Pending JPH0578490A (en) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | Aluminosiloxane polymer and method for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0578490A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006241454A (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Samsung Total Petrochemicals Co Ltd | Polypropylene resin composition excellent in scratch-resistant characteristics |
| JP2009235376A (en) * | 2008-03-06 | 2009-10-15 | Nitto Denko Corp | Modified polyaluminosiloxane |
-
1991
- 1991-02-08 JP JP3768691A patent/JPH0578490A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006241454A (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Samsung Total Petrochemicals Co Ltd | Polypropylene resin composition excellent in scratch-resistant characteristics |
| JP2009235376A (en) * | 2008-03-06 | 2009-10-15 | Nitto Denko Corp | Modified polyaluminosiloxane |
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