JPH06220199A - オルガノポリシロキサンおよびその製造方法 - Google Patents

オルガノポリシロキサンおよびその製造方法

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JPH06220199A
JPH06220199A JP3127593A JP3127593A JPH06220199A JP H06220199 A JPH06220199 A JP H06220199A JP 3127593 A JP3127593 A JP 3127593A JP 3127593 A JP3127593 A JP 3127593A JP H06220199 A JPH06220199 A JP H06220199A
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epoxy
organic group
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Akira Kasuya
明 粕谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 分子鎖末端および/または分子鎖側鎖に特殊
なアミノ基含有有機基を有するオルガノポリシロキサン
およびその製造方法を提供する。 【構成】 一般式: 【化1】 [式中、R1は同種もしくは異種の一価炭化水素基であ
り、Aは一価炭化水素基、水酸基、エポキシ基含有有機
基および一般式: 【化2】 (式中、R2は水酸基含有二価有機基であり、R3は式中
の窒素原子に直接結合の芳香族環を有する二価有機基で
あり、R4は水素原子または一価炭化水素基である。)
で示されるアミノ基含有有機基よりなる群から選択され
る基であり、但し、分子中、Aのうち少なくとも1個は
該アミノ基含有有機基であり、またmは0または正数で
あり、nは0または正数である。]で示されるオルガノ
ポリシロキサンおよびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オルガノポリシロキサ
ンおよびその製造方法に関し、詳しくは、分子鎖末端お
よび/または分子鎖側鎖に少なくとも1個の特殊なアミ
ノ基含有有機基を有するオルガノポリシロキサンおよび
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】分子鎖末端または分子鎖側鎖にアミノア
ルキル基,N−(アミノアルキル)−アミノアルキル基
等のアミノ基含有有機基を有するオルガノポリシロキサ
ンは、エポキシ樹脂,フェノール樹脂,ポリイミド樹脂
等の有機樹脂の物理特性改質剤として利用されている。
このようなオルガノポリシロキサンとしては、分子鎖側
鎖にN−(3−アミノプロピル)−3−アミノプロピル
基を有するジメチルポリシロキサン(特公平4−338
90号公報参照)が提案され、また特殊なアミノ基含有
有機基を有するオルガノポリシロキサンとしては、分子
鎖両末端に3−アミノ−2−ヒドロキシプロペノキシプ
ロピル基を有するジシロキサン(特開昭64−1679
3号公報参照)が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、分子鎖末端お
よび/または分子鎖側鎖に一般式:
【化5】 (式中、R2は水酸基含有二価有機基であり、R3は式中
の窒素原子に直接結合の芳香族環を有する二価有機基で
あり、R4は水素原子または一価炭化水素基である。)
で示されるアミノ基含有有機基を有するオルガノポリシ
ロキサンは知られていなかった。
【0004】本発明者は、上記問題を解決するため鋭意
研究した結果、本発明に到達した。
【0005】すなわち、本発明の目的は、分子鎖末端お
よび/または分子鎖側鎖に、少なくとも1個の一般式:
【化6】 (式中、R2は水酸基含有二価有機基であり、R3は式中
の窒素原子に直接結合の芳香族環を有する二価有機基で
あり、R4は水素原子または一価炭化水素基である。)
で示される特殊なアミノ基含有有機基を有するオルガノ
ポリシロキサンおよびその製造方法を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用】本発明
は、一般式:
【化7】 [式中、R1は同種もしくは異種の一価炭化水素基であ
り、Aは一価炭化水素基、水酸基、エポキシ基含有有機
基および一般式:
【化8】 (式中、R2は水酸基含有二価有機基であり、R3は式中
の窒素原子に直接結合の芳香族環を有する二価有機基で
あり、R4は水素原子または一価炭化水素基である。)
で示されるアミノ基含有有機基よりなる群から選択され
る基であり、但し、分子中、Aのうち少なくとも1個は
該アミノ基含有有機基であり、またmは0または正数で
あり、nは0または正数である。]で示されるオルガノ
ポリシロキサン、および、 (A)一般式:
【化9】 (式中、R1は同種もしくは異種の一価炭化水素基であ
り、Bは一価炭化水素基、水酸基およびエポキシ基含有
有機基よりなる群から選択される基であり、但し、分子
中、Bのうち少なくとも1個は該エポキシ基含有有機基
であり、またmは0または正数であり、nは0または正
数である。)で示されるエポキシ基含有オルガノポリシ
ロキサンと (B)一般式:
【化10】 (式中、R3は式中の窒素原子に直接結合の芳香族環を
有する二価有機基であり、R4は水素原子または一価炭
化水素基である。)で示されるジアミン化合物とを反応
させることを特徴とするオルガノポリシロキサンの製造
方法に関する。
【0007】はじめに、本発明のオルガノポリシロキサ
ンについて詳細に説明する。
【0008】本発明のオルガノポリシロキサンは、一般
式:
【化11】 で示される。上式中、R1は同種もしくは異種の一価炭
化水素基であり、R1の一価炭化水素基として具体的に
は、メチル基,エチル基,プロピル基,ブチル基,ペン
チル基等のアルキル基;フェニル基,トリル基,キシリ
ル基等のアリール基;ビニル基,アリル基,ブテニル
基,ペンテニル基,ヘキセニル基等のアルケニル基;ベ
ンジル基,フェネチル基等のアラルキル基;3,3,3
−トリフロロプロピル基等の置換アルキル基が例示され
る。
【0009】また、上式中、Aは一価炭化水素基、水酸
基、エポキシ基含有有機基および一般式:
【化12】 で示されるアミノ基含有有機基よりなる群から選択され
る基であり、但し、分子中、Aのうち少なくとも1個は
該アミノ基含有有機基である。Aの一価炭化水素基とし
て具体的には、メチル基,エチル基,プロピル基,ブチ
ル基,ペンチル基等のアルキル基;フェニル基,トリル
基,キシリル基等のアリール基;ビニル基,アリル基,
ブテニル基,ペンテニル基,ヘキセニル基等のアルケニ
ル基;ベンジル基,フェネチル基等のアラルキル基;
3,3,3−トリフロロプロピル基等の置換アルキル基
が例示される。Aのエポキシ基含有有機基として具体的
には、2−グリシドキシエチル基,3−グリシドキシプ
ロピル基,4−グリシドキシブチル基,2−(3,4−
エポキシシクロヘキシル)エチル基,2,3−エポキシ
プロピル基が例示される。また、Aのアミノ基含有有機
基は、一般式:
【化13】 で示される。上式中、R2は水酸基含有二価有機基であ
り、R2の水酸基含有二価有機基として具体的には、3
−(2−ヒドロキシプロピレンオキシ)プロピレン基,
2−(3−ヒドロキシシクロヘキサニレン)エチレン
基,2−ヒドロキシプロピレン基が例示され、好ましく
は3−(2−ヒドロキシプロピレンオキシ)プロピレン
基である。また、上式中、R3は式中の窒素原子に直接
結合の芳香族環を有する二価有機基であり、R3の二価
有機基として具体的には、フェニレン基,ビフェニレン
基,ナフチレン基,キシリレン基,式:
【化14】 または式:
【化15】 で示される二価有機基が例示され、好ましくは、フェニ
レン基,式:
【化16】 および式:
【化17】 で示される二価有機基である。また、上式中、R4は水
素原子または一価炭化水素基であり、R4の一価炭化水
素基として具体的には、メチル基,エチル基,プロピル
基,ブチル基,ペンチル基等のアルキル基;フェニル
基,トリル基,キシリル基等のアリール基;ビニル基,
アリル基,ブテニル基,ペンテニル基,ヘキセニル基等
のアルケニル基;ベンジル基,フェネチル基等のアラル
キル基;3,3,3−トリフロロプロピル基等の置換ア
ルキル基が例示され、R4として好ましくは水素原子で
ある。このようなアミノ基含有有機基として具体的に
は、式:
【化18】 または式:
【化19】 、式:
【化20】 または式:
【化21】 、式:
【化22】 または式:
【化23】 、式:
【化24】 または式:
【化25】 、式:
【化26】 および式:
【化27】 で示されるアミノ基含有有機基が例示される。
【0010】また、本発明のオルガノポリシロキサンに
おいて、式中、mは0または正数であり、nは0または
正数であり、これらの上限は特に限定されないが、本発
明のオルガノポリシロキサンを有機樹脂の物理特性およ
び化学特性の改質剤として使用するためには、その分子
量が1,000〜1,000,000の範囲であること
が好ましい。
【0011】次に、本発明の製造方法について詳細に説
明する。
【0012】本発明の製造方法は、(A)一般式:
【化28】 (式中、R1は同種もしくは異種の一価炭化水素基であ
り、Bは一価炭化水素基、水酸基およびエポキシ基含有
有機基よりなる群から選択される基であり、但し、分子
中、Bのうち少なくとも1個はエポキシ基含有有機基で
あり、またmは0または正数であり、nは0または正数
である。)で示されるエポキシ基含有オルガノポリシロ
キサンと(B)一般式:
【化29】 (式中、R3は式中の窒素原子に直接結合の芳香族環を
有する二価有機基であり、R4は水素原子または一価炭
化水素基である。)で示されるジアミン化合物とを反応
させることを特徴とする。
【0013】(A)成分は、本発明の製造方法において主
原料であり、一般式:
【化30】 で示されるオルガノポリシロキサンである。上式中、R
1は同種もしくは異種の一価炭化水素基であり、R1の一
価炭化水素基として具体的には、メチル基,エチル基,
プロピル基,ブチル基,ペンチル基等のアルキル基;フ
ェニル基,トリル基,キシリル基等のアリール基;ビニ
ル基,アリル基,ブテニル基,ペンテニル基,ヘキセニ
ル基等のアルケニル基;ベンジル基,フェネチル基等の
アラルキル基;3,3,3−トリフロロプロピル基等の
置換アルキル基が例示される。また、上式中、Bは一価
炭化水素基、水酸基およびエポキシ含有有機基よりなる
群から選択される基であり、但し、分子中の少なくとも
1個は該エポキシ基含有有機基である。Bの一価炭化水
素基として具体的には、メチル基,エチル基,プロピル
基,ブチル基,ペンチル基等のアルキル基;フェニル
基,トリル基,キシリル基等のアリール基;ビニル基,
アリル基,ブテニル基,ペンテニル基,ヘキセニル基等
のアルケニル基;ベンジル基,フェネチル基等のアラル
キル基;3,3,3−トリフロロプロピル基等の置換ア
ルキル基が例示される。Bのエポキシ含有有機基として
具体的には、2−グリシドキシエチル基,3−グリシド
キシプロピル基,4−グリシドキシブチル基,2−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基,2,3
−エポキシプロピル基が例示される。
【0014】また、(A)成分の式中、mは0または正数
であり、nは0または正数であり、これらの上限は特に
限定されないが、本発明の製造方法により得られるオル
ガノポリシロキサンを有機樹脂の物理特性および化学特
性の改質剤として使用するためには、その分子量が1,
000〜1,000,000の範囲であることが好まし
い。
【0015】本発明の製造方法において、(A)成分の調
製方法は特に限定されず、(A)成分の製造方法として具
体的には、分子鎖末端および/または分子鎖側鎖にケイ
素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンと
エポキシ基と脂肪族不飽和炭化水素結合を有する化合物
とをヒドロシリル化反応用触媒の存在下で付加反応する
方法、分子鎖末端および/または分子鎖側鎖に脂肪族不
飽和炭化水素基を有するオルガノポリシロキサンを過酸
化物の存在下で酸化する方法、ケイ素原子結合水素原子
を有するアルコキシシランとエポキシ基と脂肪族不飽和
炭化水素結合を有する化合物とをヒドロシリル化反応用
触媒の存在下で付加反応後、得られたアルコキシシラン
を加水分解する方法、前記方法により得られたエポキシ
基含有オルガノシロキサンもしくはオルガノポリシロキ
サンと環状シロキサンを塩基性触媒または酸性触媒の存
在下で重合する方法が例示される。エポキシ基含有オル
ガノシロキサンもしくはオルガノポリシロキサンと環状
シロキサンを塩基性触媒または酸性触媒の存在下で重合
することにより得られた(A)成分のオルガノポリシロキ
サン中には、若干の水酸基を有していてもよいが、この
水酸基が(A)成分と(B)成分の反応を阻害したり、また得
られた本発明のオルガノポリシロキサンの保存安定性を
著しく低下させる場合には、水酸基をトリオルガノクロ
ロシランやヘキサオルガノジシラザン等で処理すること
ができる。
【0016】(B)成分は、本発明の製造方法において、
(A)成分中のエポキシ基含有有機基と反応することによ
り、得られるオルガノポリシロキサン中に特殊なアミノ
基含有有機基を導入するための成分であり、一般式:
【化31】 で示されるジアミン化合物である。上式中、R3は式中
の窒素原子の直接結合の芳香族環を有する二価有機基で
あり、R3の二価有機基として具体的には、フェニレン
基,ビフェニレン基,ナフチレン基,キシリレン基,
式:
【化32】 、式:
【化33】 で示される二価有機基が例示される。また、上式中、R
4は水素原子または一価炭化水素基であり、R4の一価炭
化水素基として具体的には、メチル基,エチル基,プロ
ピル基,ブチル基,ペンチル基等のアルキル基;フェニ
ル基,トリル基,キシリル基等のアリール基;ビニル
基,アリル基,ブテニル基,ペンテニル基,ヘキセニル
基等のアルケニル基;ベンジル基,フェネチル基等のア
ラルキル基;3,3,3−トリフロロプロピル基等の置
換アルキル基が例示され、R4として好ましくは水素原
子である。
【0017】このような(B)成分のジアミン化合物とし
て具体的には、4,4’−ジアミノジフェニルスルホ
ン,3,5−ジアミノ安息香酸,4,4’−ジアミノジ
フェニルアミン,4,4’−ジアミノジフェニルエーテ
ル,1,5−ジアミノナフタレン,1,8−ジアミノナ
フタレン,2,3−ジアミノナフタレン,1,2−ジア
ミノ−4−ニトロベンゼン,4,4’−ジアミノビフェ
ニル,2,4−ジアミノフェノール,m−フェニレンジ
アミン,o−フェニレンジアミン,p−フェニレンジア
ミン,3,3’−ジメチルナフチジン,N,N−ジメチ
ル−p−フェニレンジアミン,N,N’−ジメチル−6
−(メチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2,4−
ジアミン,p−アミノベンゼンスルフォンアミド,3,
3’,5,5’−テトラメチルベンジジン,6−クロロ
−N−(1,1−ジメチルエチル)−N’−エチル−
1,3,5−トリアジン−2,4−ジアミン,N−
(1,1−ジメチルエチル)−N’−エチル−6−(メ
チルチオ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジアミ
ン,N−(1,1−ジメチルエチル)−N’−エチル−
6−メトキシ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジア
ミン,6−クロロ−N,N,N’−トリエチル−1,
3,5−トリアジン−2,4−ジアミン,4−ニトロ−
o−フェニレンジアミン,4,4’−メチレンジアニリ
ン,2,2−ジアミノフェニルプロパン,3,6−ジア
ミノアクリジン,4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベ
ンゾフェノンが例示され、特に入手が容易であり、また
取扱が比較的安全であることから、4,4’−メチレン
ジアニリン,4,4’−ジアミノジフェニルスルホンで
あることが好ましい。
【0018】本発明の製造方法において、(B)成分の配
合量は特に限定されないが、(A)成分のエポキシ基含有
オルガノポリシロキサン中のエポキシ基含有有機基1個
に対して(B)成分中が1.5モル倍以上であることが好
ましく、さらに好ましくは2.0モル倍以上である。こ
れは、(B)成分の配合量は、(A)成分のエポキシ基含有オ
ルガノポリシロキサン中のエポキシ基含有有機基に対し
て1.5モル倍より少ない量であると、(B)成分の一部
が(A)成分の架橋剤として作用するため、得られたオル
ガノポリシロキサンが著しいく増粘したりゲル化してし
まうという問題が生じる可能性があるからである。
【0019】本発明の製造方法において、(A)成分のエ
ポキシ基含有オルガノポリシロキサンと(B)成分のジア
ミン化合物との反応温度は特に限定されないが、反応温
度が100℃以下で、かつ無触媒では反応の進行が遅い
ので、反応温度が100℃以上であるか、またはフェノ
ール類等の反応触媒を使用することが好ましい。また、
反応の雰囲気は、特に限定されないが、加熱する場合に
は、減圧下もしくは不活性ガス雰囲気下で反応を行うこ
とが好ましい。
【0020】本発明のオルガノポリシロキサンの製造方
法において、有機溶剤を使用することができる。これ
は、(B)成分の内、ある種のジアミン化合物は室温で固
体であり、また(A)成分のエポキシ基含有オルガノポリ
シロキサンに対して相溶性が悪い場合には、予め(B)成
分のジアミン化合物を有機溶剤に溶解して使用すること
が好ましい。使用できる有機溶剤は、(A)成分中のエポ
キシ基と(B)成分中のアミノ基との反応を阻害しないも
のであれば特に限定されず、このような有機溶剤として
具体的には、トルエン,キシレン等の芳香族系溶剤;ア
セトン,メチルエチルケトン,メチルイソブチルケトン
等のケトン系溶剤;ヘキサン,ヘプタン,オクタン等の
脂肪族炭化水素系溶剤;ジフェニルエーテル,ジイソプ
ロピルエーテル等のエーテル系溶剤;安息香酸メチル,
酢酸エチル等のエステル系溶剤が例示される。
【0021】本発明の製造方法において、製造後に過剰
の(B)成分のジアミノ化合物を除去する必要がある場合
には、(B)成分を結晶化して濾別する方法または溶媒抽
出等の方法により除去することができる。
【0022】本発明のオルガノポリシロキサンは、分子
鎖末端および/または分子鎖側鎖に特殊なアミノ基含有
有機基を有する新規なオルガノポリシロキサンであるの
で、本発明のオルガノポリシロキサンは、エポキシ樹
脂,フェノール樹脂,フェノール−ノボラック樹脂,ア
ニリン樹脂,キシレン樹脂,アクリル樹脂等の有機樹脂
の物理的および化学的特性を改良して、有機樹脂に潤滑
性,耐熱性,難燃性,撥水性,可撓性を付与するため改
質剤として利用することができる。
【0023】
【実施例】本発明を実施例により詳細に説明する。な
お、実施例中、粘度の値は、25℃において測定した値
である。
【0024】
【実施例1】攪拌装置、温度計を備えた500ミリリッ
トルの四つ口フラスコに、300gの式:
【化34】 で示されるジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキ
サン共重合体と57gの4,4’−メチレンジアニリン
(別称:ジアミノジフェニルメタン)を加え、窒素雰囲
気下、150℃で2時間加熱攪拌した。その後、冷却
し、未反応の4,4’−メチレンジアニリンを結晶化し
て濾別した。得られた生成物を赤外線分光分析、13C−
核磁気共鳴スペクトル分析(以下、NMR)および元素
分析により分析した結果、次の構造式で示されるジメチ
ルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体であ
ることが判明した。なお、この共重合体は、このままで
はエポキシ樹脂に対する相溶性がなかったが、これをエ
ポキシ樹脂と150℃で6時間加熱攪拌することにより
室温で均一な樹脂を得ることができた。
【0025】
【化35】
【0026】
【実施例2】攪拌装置、温度計を備えた500ミリリッ
トルの四つ口フラスコに、300gの式:
【化36】 で示されるジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキ
サン共重合体と73gの4,4’−ジアミノジフェニル
スルホンを加え、2mmHgの減圧下、190℃で12時間
加熱攪拌した。その後、冷却し、未反応の4,4’−ジ
アミノジフェニルスルホンを結晶化して濾別した。得ら
れた生成物を赤外線分光分析、13C−NMRおよび元素
分析により分析した結果、分子中の全3−グリシドキシ
プロピル基の内、約20%が4,4’−ジアミノジフェ
ニルスルホンと反応しており、次の構造式で示されるジ
チルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体を
含有する混合物であることが確認された。なお、この共
重合体は、このままではエポキシ樹脂に対する相溶性が
なかったが、これをエポキシ樹脂と150℃で6時間加
熱攪拌することにより室温で均一な樹脂を得ることがで
きた。
【0027】
【化37】
【0028】
【実施例3】攪拌装置、温度計を備えた500ミリリッ
トルの四つ口フラスコに、300gの式:
【化38】 で示される分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖
されたジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン
・メチル(3−グリシドキシプロピル)シロキサン共重
合体と56gの4,4’−メチレンジアニリン(別称:
ジアミノジフェニルメタン)を加え、2mmHgの減圧下、
160℃で6時間加熱攪拌した。その後、冷却し、未反
応の4,4’−メチレンジアニリンを結晶化して濾別し
た。得られた生成物を赤外線分光分析、13C−NMRお
よび元素分析により分析した結果、次の構造式を有する
オルガノポリシロキサン共重合体であることが確認され
た。なお、この共重合体は、このままではエポキシ樹脂
に対する相溶性がなかったが、これをエポキシ樹脂と1
50℃で6時間加熱攪拌することにより室温で均一な樹
脂を得ることができた。
【0029】
【化39】
【0030】
【発明の効果】本発明のオルガノポリシロキサンは、分
子鎖末端および/または分子鎖側鎖に特殊なアミノ基含
有有機基を有する新規なオルガノポリシロキサンであ
り、また本発明の製造方法はこのような新規なオルガノ
ポリシロキサンを製造することができるという特徴を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で調製したジメチルシロキサン・メチ
ルフェニルシロキサン共重合体の赤外線スペクトルチャ
ートである。
【図2】実施例1で調製したジメチルシロキサン・メチ
ルフェニルシロキサン共重合体の13C−核磁気共鳴スペ
クトルチャートである。
【図3】実施例2で調製したジメチルシロキサン・メチ
ルフェニルシロキサン共重合体の赤外線スペクトルチャ
ートである。
【図4】実施例2で調製したジメチルシロキサン・メチ
ルフェニルシロキサン共重合体の13C−核磁気共鳴スペ
クトルチャートである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式: 【化1】 [式中、R1は同種もしくは異種の一価炭化水素基であ
    り、Aは一価炭化水素基、水酸基、エポキシ基含有有機
    基および一般式: 【化2】 (式中、R2は水酸基含有二価有機基であり、R3は式中
    の窒素原子に直接結合の芳香族環を有する二価有機基で
    あり、R4は水素原子または一価炭化水素基である。)
    で示されるアミノ基含有有機基よりなる群から選択され
    る基であり、但し、分子中、Aのうち少なくとも1個は
    該アミノ基含有有機基であり、またmは0または正数で
    あり、nは0または正数である。]で示されるオルガノ
    ポリシロキサン。
  2. 【請求項2】 (A)一般式: 【化3】 (式中、R1は同種もしくは異種の一価炭化水素基であ
    り、Bは一価炭化水素基、水酸基およびエポキシ基含有
    有機基よりなる群から選択される基であり、但し、分子
    中、Bのうち少なくとも1個は該エポキシ基含有有機基
    であり、またmは0または正数であり、nは0または正
    数である。)で示されるエポキシ基含有オルガノポリシ
    ロキサンと (B)一般式: 【化4】 (式中、R3は式中の窒素原子に直接結合の芳香族環を
    有する二価有機基であり、R4は水素原子または一価炭
    化水素基である。)で示されるジアミン化合物とを反応
    させることを特徴とする、請求項1記載のオルガノポリ
    シロキサンの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005534737A (ja) * 2002-07-30 2005-11-17 コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション 改良されたバイオ医療品組成物

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