JPH09110988A - ジオルガニルオキシオルガニルシリルまたはトリオルガニルオキシシリル末端基を有するポリ(ジオルガノシロキサン)の製造法、該ポリ(ジオルガノシロキサン)を含む交叉結合可能な混合物、およびその利用法 - Google Patents
ジオルガニルオキシオルガニルシリルまたはトリオルガニルオキシシリル末端基を有するポリ(ジオルガノシロキサン)の製造法、該ポリ(ジオルガノシロキサン)を含む交叉結合可能な混合物、およびその利用法Info
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Abstract
(ジオルガノシロキサン)を少なくとも1種のアルコキ
シシランと触媒の存在下において反応させジオルガニル
オキシオルガニルシリルまたはトリオルガニルオキシシ
リル末端基をもったポリ(ジオルガノシロキサン)を製
造する方法を提供する。 【解決手段】 該反応において、触媒として少なくとも
1種の燐酸エステルまたはその塩を使用する。この反応
は迅速に進行し、終結した場合、触媒を容易に失活さ
せ、生成物の劣化および/または転位を防ぐことができ
る。
Description
ルガノシロキサン)を少なくとも1種のアルコキシシラ
ンと少なくとも1種の触媒活性をもった燐酸エステルの
存在下において反応させることによりジオルガニルオキ
シオルガニルシリルまたはトリオルガニルオキシシリル
末端基を有するポリ(ジオルガノシロキサン)を製造す
る方法、該ジオルガニルオキシオルガニルシリルまたは
トリオルガニルオキシシリル末端基を有するポリ(ジオ
ルガノシロキサン)を含む交叉結合可能な混合物、およ
びその使用法に関する。
含む組成物の製造に関しては幾つかの方法が既に知られ
ている。これらの重合体は特に以後RTV−1(室温に
おいて加硫できる単一成分)アルコキシ系と称する単一
成分のシリコーン・ペーストの製造に使用されている。
これらのペースト系は水分を排除すれば貯蔵することが
でき、大気中の水分に触れるとアルコールを離脱して硬
化し、エラストマーになる。
載されている。
ノシロキサン)を触媒の存在下においてアルコキシシラ
ンと反応させる。
ノシロキサン)を混合官能基をもったアルコキシシラン
と反応させる。
してアミン(ヨーロッパ特許A−21 859号、同A
−69 256号)、カルボン酸の金属塩と混合したア
ミン(米国特許第3 161 614号)、ルイス酸と
混合したアミン(ヨーロッパ特許A−137 883
号)、カルバミン酸アンモニウム、好ましくは(C
H3)2NH2OCON(CH3)2(ドイツ特許第3 5
23 206号)、およびヒドロキルアミン誘導体(ヨ
ーロッパ特許A−70 786号)である。
は反応時間が長く、また高温が必要である。さらに触媒
はかなりの量使用しなければならないので、これをアル
コキシシラン末端重合体から除去することは一般に困難
であるか、全く不可能でさえある。
することによりこれらの欠点を克服し得ることが知られ
ている(ドイツ特許公開明細書第4 022 661
号、ヨーロッパ特許A−457 693号)。しかし水
酸化物またはアルコキシドのイオンによってアルコキシ
シランが極度に賦活されるために、望ましくない副反応
が生じ、これによって重合体の劣化反応または転位反応
が起こる。従って所望の末端基をもった反応が終結次
第、できるだけ速やかに触媒を失活させる必要がある。
合官能基をもったアルコキシシランは、純粋なトリオル
ガニルオキシまたはジオルガニルオキシオルガノシラン
とは異なり、触媒を使用しないでもα,ω−ジヒドロキ
シポリ(ジオルガノシロキサン)に対し十分な反応性を
もっている。従って例えばドイツ特許第1 24764
6号においては、アルコキシアミドシランが、米国特許
第3 296 165号においてはアルコキシアセトキ
シシランが、またヨーロッパ特許A−98369号にお
いてはアルコキシオキシムシランが使用されている。し
かしこれらの混合官能基をもったアルコキシシランの製
造コストは高く、開裂生成物を重合体または対応するR
TV−1組成物から除去することは困難かまたは不可能
である。
おいては適当な触媒を存在させα,ω−ジヒドロキシポ
リ(ジオルガノシロキサン)をアルコキシシランと反応
させる方法が好適である。
リ(ジオルガノシロキサン)をアルコキシシランと反応
させ、室温においても短時間でジオルガニルオキシオル
ガニルシリルまたはトリオルガニルオキシシリル末端基
をもったポリ(ジオルガノシロキサン)を製造し得る方
法を提供することである。
エステルの存在下においてα,ω−ジヒドロキシポリ
(ジオルガノシロキサン)をアルコキシシランと反応さ
せると、室温においても数分以内でアルコキシ末端ポリ
(ジオルガノシロキサン)が得られることが見出され
た。
ルカリ金属水酸化物とのエステルはポリ(ジオルガノシ
ロキサン)に劣化作用を及ぼすと記載されている(ドイ
ツ特許第26 53 499号)が、本発明の触媒の存
在下においてはα,ω−ジヒドロキシポリ(ジオルガノ
シロキサン)をアルコキシシランと反応させ、ジオルガ
ニルオキシオルガニルシリルまたはトリオルガニルオキ
シシリル末端重合体を得ることができ、製造工程中望ま
しくない重合体の劣化が起こることはない。驚くべきこ
とには、室温における穏やかな条件下においてもこの反
応によって短時間で所望の生成物が得られることが見出
された。
加えて本発明の燐酸エステルを失活させる。しかしこの
ことは、本発明の燐酸エステルの作用で生成物を劣化さ
せるような転位反応が起こる場合にだけ必要である。
とも1種の燐酸エステルを使用し、α,ω−ジヒドロキ
シポリ(ジオルガノシロキサン)を少なくとも1種のア
ルコキシシランと反応させ、ジオルガニルオキシオルガ
ニルシリルまたはトリオルガニルオキシシリル末端基を
もつポリ(ジオルガノシロキサン)を製造する方法が提
供される。
ドロキシポリ(ジオルガノシロキサン)が適している。
例えばオルガニル基はC1〜C18アルキル基、好ましく
はメチル基である。このメチル基は部分的にビニル、フ
ェニル、C2〜C8アルキルまたはハロアルキル基で置換
されていることができる。ポリ(ジオルガノシロキサ
ン)は実質的に直鎖であるが、或る割合で分岐作用をも
ったオルガノシリル単位を含んでいることができる。ポ
リ(ジオルガノシロキサン)はさらに部分的に未反応の
基、例えばトリメチルシロキシ基で置換されていること
ができる。本発明の好適具体化例においては、α,ω−
ジヒドロキシポリ(ジオルガノシロキサン)は粘度が
0,1〜1000Pa.s、好ましくは10〜500P
a.sである。
シシランは式(I) R2 nSi(OR1)4-n (I) 但し式中R1は随時置換基をもったC1〜C6アルキル、
C2〜C8アルコキシまたはC5〜C7脂環式の炭化水素
基、R2は随時置換基をもったC1〜C10アルキル、C2
〜C10アルケニル、フェニルまたは置換基をもったフェ
ニル基であり、nは0,1または2である、のアルコキ
シシランまたはこれらのアルコキシシランを2種以上含
む混合物である。
キシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキ
シシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエト
キシシラン、ビニルトリイソプロピルシラン、および/
またはビニルトリメトキシシランである。
ラン、例えば X−CH2−CH2−CH2−Si(OR1)3 (II) も適している。ここでXはHS−、H2N−、R2N−、
H2NCH2CH2NH−、Cl−または他の置換基であ
る。
アルキルアルコキシシランは本発明の触媒が存在しない
でもα,ω−ジヒドロキシポリ(ジオルガノシロキサ
ン)と反応するが、本発明の触媒を存在させた方が反応
時間を短縮し、反応温度を低下させることができ、生成
物を更に処理する際に利点が得られる。
本発明方法に使用することができる。
ロキサン)およびアルコキシシランはそのSiOH含量
に関し少なくとも等モル量で使用することが好ましい。
本発明の目的に対して使用される触媒は式(III) O=P(OR3)3-m(OH)m (III) 但し式中mは0、1または2、好ましくは1であり、R
3は、分子内において同一または相異なる、随時置換基
をもった直鎖または分岐したC1〜C30アルキル、C2〜
C30アルケニルまたはアルコキシアルキル、C5〜C14
シクロアルキルまたはアリール基であるか、或いはトリ
オルガニルシリルまたはジオルガニルアルコキシシリル
である、のオルト燐酸エステルの少なくとも1種、およ
び/またはポリ燐酸エステルの少なくとも1種であるこ
とが好ましい。 オルト燐酸エステルおよび/またはポリ燐酸エステルの
他にオルト燐酸も存在することができる。
ステルは随時置換した直鎖または分岐したC4〜C30ア
ルキル基R3を少なくとも1個有するオルト燐酸エステ
ルである。
級または2級エステル、例えば燐酸ジブチル、燐酸ジ−
(2−エチルヘキシル)、燐酸ジヘキサデシル、燐酸ジ
イソノニル、燐酸モノイソデシル、燐酸モノ−(2−エ
チルヘキシル)および燐酸ジ−(トリメチルシリル)、
並びに3級エステル、例えば燐酸トリス−(トリメチル
シリル)、燐酸トリブチルおよび燐酸トリオクチルであ
り、これらは単一品または混合物であることができる。
ポリ燐酸エステルおよび/またはオルト燐酸エステルの
混合物を使用することもできる。オルト−およびポリ燐
酸エステルの酸性塩または中性塩、例えばアルカリ金属
塩も適している。
ドロキシポリ(ジオルガノシロキサン)およびアルコキ
シシランに依存する。全混合物に関し0.1〜5%、特
に0.5〜2%の濃度で使用することが好ましい。 本発明の好適具体化例においては、アルコキシ末端重合
体が一度生成されたら、適当な化合物を加えて酸性燐酸
エステルを失活させ、重合体の望ましくない劣化を防ぐ
ことが好ましい。 失活を行うには中和、錯化、または他の反応によること
ができる。
基または弱塩基、例えばアルカリ金属の水酸化物または
アルカリ金属のシラノレートまたはアルコレート、水酸
化テトラアルキルアンモニウム、またはアミンが適して
いる。このような物質の例としては水酸化ナトリウム、
カリウムメタノレート、水酸化テトラメチルアンモニウ
ム、トリエチルアミンおよびヘキサメチルジシラザンが
挙げられる。金属の酸化物、硫化物、珪酸塩、炭酸塩お
よび水素炭酸塩も適している。この場合沈澱および/ま
たは粉砕白亜が好適に使用される。
反応停止の程度および反応性に依存して、本発明方法は
温度最高100℃、好ましくは15〜60℃、特に好ま
しくは18〜40℃、極めて好ましくは室温において行
われる。この場合反応時間は少なくとも3分、好ましく
は5〜30分である。
オルガニルシリルまたはトリオルガニルシリル末端基を
有するポリ(ジオルガノシロキサン)を含む交叉結合可
能な混合物が提供される。この混合物は本発明方法を用
い、触媒、および随時充填剤、可塑剤および他の添加剤
を使用して製造され、且つ失活させたものである。
ば補強用充填剤、例えば焼成シリカおよびカーボンブラ
ック、半補強剤、例えば沈澱白亜および沈澱シリカ、非
補強用充填剤、例えば粉砕した天然白亜、シリカ粉末、
水に不溶な金属の珪酸塩、炭酸塩、酸化物および硫酸塩
であり、これらの充填剤は随時表面を変性されている。
トリメチルシロキシ末端基をもち粘度が0.1〜5P
a.sのポリジメチルシロキサンである。
合により交叉結合するポリシロキサン組成物に通常使用
される任意の従来法の触媒である。有機チタン化合物お
よび有機錫化合物が特に好適である。特に好適な錫化合
物は例えばジオルガノ錫ジカルボキシレート、例えばラ
ウリン酸ジブチル錫およびマレイン酸ジオクチル錫、並
びに珪酸エステル中に酸化ジオルガノ錫を含む溶液であ
る。好適なチタン化合物は例えばチタン酸アルキル、例
えばチタン酸テトライソプロピル、チタン酸テトラブチ
ルおよびキレート化ししたチタン化合物、例えばチタン
酸ジイソブチル−ビス−アセト酢酸エチルエステであ
る。
接着促進剤、顔料および殺菌剤である。好適な接着促進
剤は式 X−CH2−CH2−CH2−Si(OR1)3 但しXは −NH−CH2−CH2−NH2
H、−OHまたは−Clであり、R1は上記意味を有す
る、の有機官能基をもったシランである。
させたα,ω−ジヒドロキシポリ(ジオルガノシロキサ
ン)を他の必要な成分と均一に混合することにより製造
される。
ニルオキシオルガニルシリルまたはトリオルガニルシリ
ル末端基をもつポリ(ジオルガノシロキサン)を他の必
要な成分と均一に混合することにより製造される。
遊星混合機、高速混合機、バタフライ混合機または連続
操作混合スクリューのような装置の中で製造することが
できる。
ルガニルオキシオルガニルシリルまたはトリオルガニル
オキシシリル末端基をもつポリ(ジオルガノシロキサ
ン)をRTV−1組成物の製造に使用する方法に関す
る。
らの実施例は本発明を限定するものではない。
例からの生成物を次のようにして検査した。
粘度の測定。
すべき混合物2重量部をチタン酸テトライソプロピル
0.1重量部と混合する。チタン酸エステル添加後粘度
が急激に上昇しそれに伴って混合物が著しくゲル化すれ
ば、使用したα,ω−ジヒドロキシポリジオルガノシロ
キサンのSiOH基の変化が不十分であることを示すも
のと考える。このような挙動が観測されず大気中の水分
に触れると材料が硬化してエラストマーになる場合に
は、末端基による反応停止は完了したものと結論する。
法 下記実施例にしたがって1リットルの遊星混合機の中で
RTV組成物を製造した。製造終了後、組成物をプラス
チックスのカートリッジに移す。さらに試験を行うため
の材料を密封したカートリッジから採取した。
ガラス板の上で試験した。この目的のためにペーストを
厚さ2mmの層にして40×60mmの区域に塗布し
た。24時間後、材料の層を切り取り、手で剥ぎ取り、
この層がガラスの表面に対して硬化したかどうかを決定
するために下側の面を触って検査した。
厚さでシート状に引き伸ばし、温度23℃、相対湿度5
0%で14日間硬化させた後DIN53 504に従っ
て試験して決定した。かたさはDIN53 505号に
より14日後に試験した。
が50Pa.sのポリジメチルシロキサン100.0重
量部を1.0重量部のメチルトリメトキシシランと混合
し、0.72重量部の燐酸ジ−2−エチルヘキシルを加
える。この混合物の粘度は製造後49.3Pa.sであ
った。11分間待ち、交叉結合試験を行った。ゲル化は
観測されなかった。0.23重量部のトリエチルアミン
を加え、2.5時間後に再び粘度を決定し、49.3P
a.sの値を得た。この結果から末端基による反応停止
は完了したものと結論される。
重量部を使用した。初期粘度の測定値は52.1Pa.
sであった。12分間待った後、交叉結合試験は陰性で
あった。即ちゲル化は観測されなかった。トリエチルア
ミンで中和した後、69分後に60.4Pa.s、さら
に2日後に58.6Pa.sの値が観測された。この結
果末端基による反応停止がうまく行われ、望ましくない
重合体の劣化は起こっていない(粘度の低下はない)こ
とが確認された。
1.1重量部のビニルトリメトキシシランを、触媒とし
て0.72重量部の燐酸ジ−2−エチルヘキシルを使用
した。初期粘度の測定値は51.1Pa.sであった。
8分間待った後、交叉結合試験は陰性であった。0.3
6重量部のヘキサメチルジシラザンで中和した後、1日
後の粘度は51.1Pa.sであった。
リエトキシシランと0.72重量部の燐酸ジ−2−エチ
ルヘキシルを使用した。9分間待った後、交叉結合試験
は陰性であった。即ちゲル化は観測されなかった。次い
で0.36重量部のヘキサメチルジシラザンで中和し
た。
た。交叉結合試験において混合物は非常に強くゲル化し
た。この結果末端基による反応停止不十分であると結論
される。この試験は、本発明の触媒を使用しない場合、
アルコキシシロキサンはα,ω−ジヒドロキシポリ(ジ
オルガノシロキサン)と反応しないことを示している。
た。11分間待った後、交叉結合試験においてゲル化は
見出だされなかった。初期粘度の測定値は49.3P
a.sであった。1時間後、粘度は0.2Pa.sであ
った。この試験は、燐酸ジ−2−エチルヘキシルを中和
しない場合、著しい重合体の劣化がおこることを示して
いる。この材料はもはや硬化せず、RTV−1組成物の
製造には不適切である。
TV−1組成物を製造し得ることを示す。
における粘度が80Pa.sのポリジメチルシロキサン
55重量部を−OSi(CH3)3末端基をもち25℃に
おける粘度が100mPa.sのポリジメチルシロキサ
ン29.0重量部と共に遊星混合機に導入する。次いで
アルコキシシロキサンおよび触媒を表1記載の量で加
え、10分間待った後交叉結合試験を行った。実施され
た試験のいずれにおいてもゲク化は観測されなかった。
このことから末端基による反応停止はうまくいったと結
論される。次いで表1記載のアミンを加えて中和を行
い、次にBET表面積が150m2/gの疎水性シリカ
9.5重量部を混入し、チタン酸テトライソプロピル
0.75重量部を加えた。この方法で製造された組成物
を使用してさらに試験を行った。
してエラストマーを生じる。上記方法を用いてさらに試
験を行い表1の結果を得た。
ためのものであり、本発明を限定するものではなく、当
業界の専門家にとっては本発明の精神および範囲内の他
の具体化例は明白であろう。
る。
シポリ(ジオルガノシロキサン)を少なくとも1種のア
ルコキシシランと触媒の存在下において反応させジオル
ガニルオキシオルガニルシリルまたはトリオルガニルオ
キシシリル末端基をもったポリ(ジオルガノシロキサ
ン)を製造する方法において、触媒として少なくとも1
種の燐酸エステルまたはその塩を使用する改良方法。
ノシロキサン)の粘度は0.1〜1000Pa.sであ
る上記第1項記載の方法。
シシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエト
キシシラン、ビニルトリイソプロピルオキシシラン、ビ
ニルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、およ
びテトラメトキシシランから成る群から選ばれる少なく
とも1種である上記第1項記載の方法。
3は、分子内において同一または相異なる、随時置換基
をもった直鎖または分岐したC1〜C30アルキル、C2〜
C30アルケニルまたはアルコキシ、C5〜C14シクロア
ルキルまたはアリール基であるか、或いはトリオルガニ
ルシリルまたはジオルガニルアルコキシシリルである、
のオルト燐酸エステルの少なくとも1種、および(b)
ポリ燐酸のエステルから成る群から選ばれる少なくとも
1種である上記第1項記載の方法。
エチルヘキシル)、燐酸ジヘキサデシル、燐酸ジイソノ
ニル、燐酸モノイソデシル、燐酸モノ−(2−エチルヘ
キシル)、燐酸ジ−(トリメチルシリル)、オルト燐酸
の3級エステル、およびその塩から成る群から選ばれる
少なくとも1種である上記第1項記載の方法。
量で使用される上記第1項記載の方法。
成物を劣化させる転位反応が起こる前に、触媒を失活さ
せる上記第1項記載の方法。
ガノシロキサン)の粘度は0.1〜1000Pa.sで
あり、アルコキシシランはメチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリイソプロピルオキシシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、テトラエトキシシラン、およびテトラ
メトキシシランから成る群から選ばれる少なくとも1種
であり、触媒は全混合物に関し0.1〜5%の量で使用
され、所望の反応が実質的に終結した際、生成物を劣化
させる転位反応が起こる前に、触媒を失活させる上記第
1項記載の方法。
叉結合可能な混合物。
交叉結合可能な混合物。
剤と混合してRTV−1組成物を製造する方法におい
て、交叉結合可能な混合物は上記第9項記載の混合物か
ら成る改良法。
剤と混合してRTV−1組成物を製造する方法におい
て、交叉結合可能な混合物は上記第10項記載の混合物
から成る改良法。
Claims (7)
- 【請求項1】 少なくとも1種のα,ω−ジヒドロキシ
ポリ(ジオルガノシロキサン)を少なくとも1種のアル
コキシシランと触媒の存在下において反応させジオルガ
ニルオキシオルガニルシリルまたはトリオルガニルオキ
シシリル末端基をもったポリ(ジオルガノシロキサン)
を製造する方法において、触媒として少なくとも1種の
燐酸エステルまたはその塩を使用するとこを特徴とする
改良方法。 - 【請求項2】 所望の反応が実質的に終結した際、生成
物を劣化させる転位反応が起こる前に、触媒を失活させ
ることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 該α,ω−ジヒドロキシポリ(ジオルガ
ノシロキサン)の粘度は0.1〜1000Pa.sであ
り、アルコキシシランはメチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、
ビニルトリイソプロピルオキシシラン、ビニルトリメト
キシシラン、テトラエトキシシラン、およびテトラメト
キシシランから成る群から選ばれる少なくとも1種であ
り、触媒は全混合物に関し0.1〜5%の量で使用さ
れ、所望の反応が実質的に終結した際、生成物を劣化さ
せる転位反応が起こる前に、触媒を失活させることを特
徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 請求項1記載の方法で製造されたことを
特徴とする交叉結合可能な混合物。 - 【請求項5】 請求項3項記載の方法で製造されたこと
を特徴とする交叉結合可能な混合物。 - 【請求項6】 交叉結合可能な混合物を通常の添加剤と
混合してRTV−1組成物を製造する方法において、交
叉結合可能な混合物は請求項4記載の混合物から成る改
良法。 - 【請求項7】 交叉結合可能な混合物を通常の添加剤と
混合してRTV−1組成物を製造する方法において、交
叉結合可能な混合物は請求項5項記載の混合物から成る
改良法。
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| DE19533915.0 | 1995-09-13 |
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