ES2235341T3 - Procedimiento para la puesta en servicio de los medios operativos electricos de un sistema de iluminacion. - Google Patents
Procedimiento para la puesta en servicio de los medios operativos electricos de un sistema de iluminacion.Info
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Abstract
Un fluido de alquilsilsesquioxano ramificado, neutro, incoloro e inodoro de fórmula general: Me3SiO-(Me3SiORSiO)x-SiMe3 en donde Me es metilo, R comprende un sustituyente de hidrocarburo alifático monovalente que tiene de 6 a 14 átomos de carbono y x es de >1 a 6, teniendo dicho fluido una pureza mayor del 99% y estando libre de funcionalidades alcoxisilano, clorosilano, silanol, de hexametildisiloxano y de compuestos orgánicos y/o inorgánicos libres.
Description
Fluidos de alquilsilsesquioxano ramificado de
alta pureza.
La presente invención se refiere a fluidos que
contienen alquilsilsesquioxano ramificado y a un método para su
preparación. Más concretamente, la presente invención se refiere a
fluidos de octilsilsesquioxano ramificado neutros y que están libres
de impurezas.
Tal como se emplea en la presente descripción, la
abreviatura Me significa metilo y la abreviatura Ph significa
fenilo.
Los polímeros de silicona que contienen fenilo y
con altos índices de refracción son conocidos por tener algunas
propiedades similares al dimetilsiloxano, compatibilidad orgánica y
estabilidad química a medios fuertes.
Los fluidos de fenilsilsesquioxano son útiles
para incorporarse en formulaciones cosméticas, sin reacciones
químicas, para proporcionar las ventajas de la silicona sin
emulsificación. Un ejemplo de dicho uso se describe en la Patente US
No. 5.039.518 de Barone et al. La Patente US No. 3.012.052
describe también fenilsilsesquioxanos de fórmula
R_{3}SiO-[R'-Si-OSiR_{3}O]_{n}-SiR_{3}
en donde R es alquilo y R' es arilo, especialmente fenilo, como
aceites valiosos para fines técnicos.
En la Patente US No. 5.679.822 presentada con
anterioridad, se ha descrito un avance importante en el estado de la
técnica de los fluidos de fenilsilsesquioxano ramificado, en donde
los compuestos se preparan sin silanol detectable (SiOH), sin
alcoxisilano (SiOR) en donde R es un sustituyente de hidrocarburo
monovalente, sin clorosilano detectable y sin la presencia de
compuestos orgánicos e inorgánicos.
Los polímeros de silicona que contienen alquilo
tienen normalmente índices de refracción algo más bajos que sus
correspondientes análogos de silicona que contienen fenilo; sin
embargo, aquellos exhiben de hecho compatibilidad orgánica y
estabilidad química en medios fuertes. No se conocen polímeros de
alquilsilsesquioxano ramificado en donde el grupo alquilo oscile
entre hexilo y tetradecilo. Además, no se conoce la utilidad de
estos compuestos en aplicaciones tales como las descritas en la
Patente US No. 5.039.518.
Además, es bien sabido que los polímeros de
fenilsilsesquioxano se descomponen en benceno y fenoles después del
uso de los productos cosméticos en los cuales se incorporan. Dichos
compuestos son perjudiciales para el medio ambiente. En
consecuencia, el desarrollo de un sustituto de los polímeros de
fenilsilsesquioxano que no presente el inconveniente medioambiental
de la descomposición en benceno y fenol, solucionaría una necesidad
ya antigua de la técnica. Dicha necesidad es satisfecha por los
compuestos de alquilsilsesquioxano de la presente invención, los
cuales se descomponen en dióxido de carbono y agua que son
respetuosos con el medio ambiente.
Ha de observarse aquí que el monómero de
hexilsilsesquioxano fue descrito en J. Chem. Soc. (Dalton
Transactions) 3127 (1994) como sintetizado por la hidrosililación
catalizada con platino de hexeno-1 mediante
HSi(OSiMe_{3})_{3}.
No se ha ofrecido ningún rendimiento o pureza alguna para esta reacción. Igualmente, la Patente Británica No. 1.426.783 describe un monómero de hexilsilsesquioxano y un monómero de tetradecilsilsesquioxano preparados por un proceso de síntesis en ausencia de agua añadida, con bajo rendimiento y con un subproducto de cloruro de amilo terciario. En J. Chem. Soc. Perkin Trans. II 1989, páginas 1111 - 1115, se describen estudios de resonancia de espín electrónico empleando alquil-tris(trimetilsiloxi)silanos de fórmula (Me_{3}SiO)_{3}-Si-R. En Collection Czechoslav. Chem. Commun., Vol. 43, 1978, páginas 3373 - 3379, se estudian alquilsilsesquioxanos de fórmula R-Si[OSi(CH_{3})_{3}]_{3} con respeto a la basicidad con oxígeno y el efecto electrónico variable del grupo trimetilsiloxi. De este modo, ninguno de los procedimientos del estado de la técnica describen la preparación de alquilsilsesquioxanos poliméricos, ni describen procedimientos para producir el alquilsilsesquioxano con una alta pureza.
No se ha ofrecido ningún rendimiento o pureza alguna para esta reacción. Igualmente, la Patente Británica No. 1.426.783 describe un monómero de hexilsilsesquioxano y un monómero de tetradecilsilsesquioxano preparados por un proceso de síntesis en ausencia de agua añadida, con bajo rendimiento y con un subproducto de cloruro de amilo terciario. En J. Chem. Soc. Perkin Trans. II 1989, páginas 1111 - 1115, se describen estudios de resonancia de espín electrónico empleando alquil-tris(trimetilsiloxi)silanos de fórmula (Me_{3}SiO)_{3}-Si-R. En Collection Czechoslav. Chem. Commun., Vol. 43, 1978, páginas 3373 - 3379, se estudian alquilsilsesquioxanos de fórmula R-Si[OSi(CH_{3})_{3}]_{3} con respeto a la basicidad con oxígeno y el efecto electrónico variable del grupo trimetilsiloxi. De este modo, ninguno de los procedimientos del estado de la técnica describen la preparación de alquilsilsesquioxanos poliméricos, ni describen procedimientos para producir el alquilsilsesquioxano con una alta pureza.
La presente invención proporciona un fluido de
alquilsilsesquioxano ramificado de fórmula general
Me_{3}SiO-(Me_{3}SiORSiO)_{x}-SiMe_{3}
en donde Me es metilo, R es un sustituyente de hidrocarburo
monovalente de cadena lineal o ramificada con 6 a 14 átomos de
carbono y x es de 1 a 6 y en donde el fluido de alquilsilsesquioxano
está libre de alcoxisilanos, clorosilanos y funcionalidades silano,
así como libre de compuestos orgánicos e inorgánicos.
La presente invención proporciona también un
método para la producción de fluidos de alquilsilsesquioxano
ramificado, cuyo procedimiento comprende las etapas de (i)
hidrolizar una mezcla de trimetilclorosilano puro y
alquiltriclorosilano puro con agua suficiente para producir una
mezcla de reacción de un compuesto de silicona intermedio de la
reacción y una capa acuosa con un contenido en ácido clorhídrico no
superior al 25% en peso, a una temperatura de hasta 90ºC; (ii) lavar
el ácido residual de la capa acuosa; (iii) separar azeotrópicamente
agua del compuesto de silicona intermedio de la reacción; y (iv)
trimetilsililar los grupos silanol del compuesto de silicona
intermedio de la reacción, en presencia de al menos una cantidad
estequiométrica de hexametildisiloxano y un catalizador ácido.
La figura 1 muestra, en forma de un gráfico de
barras, una comparación sensorial de un alquilsilsesquioxano
ramificado de la presente invención con un fenilsilsesquioxano
análogo.
La figura 2 muestra, en forma de un gráfico de
barras, una comparación sensorial de una mezcla polimérica de
alquilsilsesquioxanos ramificados de la presente invención con una
mezcla polimérica análoga de fenilsilsesquioxanos.
La presente invención proporciona un nuevo fluido
de alquilsilsesquioxano ramificado de fórmula general:
Me_{3}SiO-(Me_{3}SiORSiO)_{x}SiMe_{3}
en donde Me es metilo, R es un
sustituyente de hidrocarburo monovalente de cadena lineal o
ramificada con 6 a 14 átomos de carbono y x es de 1 a 6, cuyo fluido
se caracteriza porque está completamente libre de cantidades
detectables de silanol, alcoxisilano, clorosilano y otras impurezas
orgánicas e
inorgánicas.
Por ejemplo, R puede comprender un grupo alquilo
que tiene de 6 a 14 átomos de carbono tales como, pero no de forma
limitativa, hexilo, n-hexilo,
i-hexilo, heptilo, n-octilo,
i-octilo, nonilo, decilo, dodecilo, tetradecilo y
similares, o bien puede comprender cualquier otro sustituyente de
hidrocarburo monovalente conocido para los expertos en la materia.
Además, queda aquí contemplado que cada R puede ser el mismo o
diferente sustituyente de hidrocarburo monovalente.
Los fluidos de alquilsilsesquioxano ramificado de
la presente invención se pueden preparar mediante un nuevo
procedimiento en dos etapas. En la primera etapa, una mezcla de
trimetilclorosilano y triclorosilano sustituido con hidrocarburo
monovalente, tal como un alquiltriclorosilano, con preferencia
n-octiltriclorosilano, en una relación molar de 5:1
a 1:1, se hidroliza con un exceso estequiométrico de agua destilada
para producir una capa acuosa con un contenido no superior al 25% en
peso, preferentemente menor del 18% en peso, de ácido
clorhídrico.
El trimetilclorosilano y el triclorosilano
sustituido con hidrocarburo monovalente, empleados como reactantes,
son comercialmente disponibles o bien se pueden producir por métodos
conocidos para el experto en la materia. En una modalidad preferida,
en el procedimiento de la presente invención se emplean reactantes
completamente puros. En una modalidad especialmente preferida, se
emplea n-octiltriclorosilano como el reactante de
triclorosilano sustituido con hidrocarburo monovalente.
La reacción de co-hidrólisis de
la primera etapa del método de la presente invención se puede
efectuar en un intervalo de temperaturas que va desde la temperatura
ambiente a 90ºC, con preferencia desde la temperatura ambiente a
80ºC y más preferentemente desde la temperatura ambiente a 60ºC. El
reactor está también preferentemente equipado con un condensador de
agua fría, capaz de prevenir la pérdida de cualquier especie
silánica volátil, incluyendo, pero no de forma limitativa,
trimetilclorosilano.
Una vez finalizada la reacción de
co-hidrólisis, la capa ácida se separa de la capa de
silicona.
La capa de silicona se lava hasta quedar libre de
ácido residual, por cualquiera de los métodos conocidos para los
expertos en la materia. La capa de silicona se calienta entonces a
100ºC, a cuya temperatura se co-volatilizan agua y
hexametildisiloxano. El agua libre se separa entonces
azeotrópicamente de la capa de silicona.
El hexametildisiloxano volatilizado se retorna a
la capa de silicona una vez que se ha separado la totalidad del agua
libre.
En esta etapa del procedimiento, la composición
química de la capa de silicona se puede describir por la siguiente
fórmula general:
Me_{3}SiO
(Me_{3}SiORSiO)_{x}(HORSiO)_{y}
SiMe_{3}
en donde Me es metilo, R es un
alquilo sustituido con hidrocarburo monovalente que tiene 6 a 14
átomos de carbono, x es de 0 a 6 e y es de 0 a 6. Esta incluye
especies en donde ambos x e y son 0, es decir, especies de fórmula
Me_{3}SiOSiMe_{3}, o hexametildisiloxano, que está presente como
resultando de la homo-hidrólisis de
trimetilclorosilano, como caso opuesto a la
co-hidrólisis de trimetilclorosilano y
alquiltriclorosilano. El hexametildisiloxano es un reactante
necesario para la segunda etapa del procedimiento de la presente
invención.
En la segunda etapa del procedimiento de la
presente invención, la capa de silicona, a temperatura ambiente, se
cataliza con un catalizador ácido, tal como 0,1% en peso de ácido
trifluormetanosulfónico. Otros catalizadores contemplados para
utilizarse en la presente invención son cualquiera de los ácidos que
no contienen cloro, tal como ácido sulfúrico y ácido nítrico.
La capa de silicona es entonces agitada y
calentada hasta 50ºC durante un tiempo suficiente para reemplazar
todos los grupos SiOH (silanol) residuales por grupos SiOSiMe_{3}.
El término de esta reacción puede ser controlado fácilmente mediante
cromatografía en capa gaseosa, como es bien conocido para los
expertos en la materia.
Finalizada la reacción, el catalizador ácido se
neutraliza con una base o un sal, y la sal formada se filtra de la
mezcla de reacción. Para neutralizar el ácido se puede emplear una
amplia variedad de bases y sales. Ejemplos de sales útiles en la
práctica de la presente invención son sulfato de magnesio, carbonato
de calcio, bicarbonato de calcio y similares. El material de
silicona restante se somete entonces a extracción para separar
cualquier hexametildisiloxano residual y proporcionar los fluidos
que contienen alquilsilsesquioxano ramificado de alta pureza de la
presente invención.
En una modalidad especialmente preferida, se
puede producir una amplia variedad de fluidos de
n-octilsilsesquioxano ramificado, trimetilsililado,
de acuerdo con la presente invención, con índices de refracción que
van desde por debajo de 1,4100 (25ºC) hasta por encima de 1,4400
(25ºC), con viscosidades correspondientes que van desde 5x10^{-6}
m^{2}/s (5,0 cs) (25ºC) hasta más de 5x10^{-4} m^{2}/s (500
cs) (25ºC) por variación de la reacción molar de trimetilclorosilano
a n-octiltriclorosilano.
En una modalidad especialmente preferida, el
hexametildisiloxano residual separado en la etapa de extracción de
la segunda etapa del procedimiento de la presente invención, se
puede reciclar a la mezcla de reacción inicial. En dicha modalidad,
la cantidad de trimetilclorosilano en la mezcla de reacción inicial
se reduce por la cantidad de hexametildisiloxano reciclado, con el
correspondiente descenso en la cantidad de agua destilada necesaria
en la hidrólisis y para mantener constante la concentración de ácido
clorhídrico en la capa ácida. De esta manera, la presente invención
proporciona además un procedimiento que esencialmente es un
procedimiento de residuos cero con respecto a compuestos químicos de
organosilicio.
Los siguientes ejemplos ilustran la presente
invención. Sin embargo, los mismos no deberán ser considerados de
modo alguno como limitativos del alcance de las reivindicaciones
adjuntas.
Por medio de un embudo de adición, se añadió
lentamente, con agitación, una mezcla de 271,3 g (2,5 moles) de
trimetilclorosilano puro y 247,5 g (1,0 mol) de
n-octiltriclorosilano a un matraz de fondo redondo
de 3 cuellos y de 2 litros, equipado con agitador mecánico,
termómetro, entrada de gas nitrógeno, condensador y manto de
calentamiento, que contiene 964 g (53,5 moles) de agua destilada. Se
controló la velocidad de adición de la mezcla de clorosilanos para
prevenir que la temperatura de la mezcla de reacción no superara los
60ºC. Finalizada la adición, el contenido del matraz se dejó enfriar
a 40ºC. La capa acuosa inferior se retiró del matraz, se
introdujeron 1000 g de agua destilada y se agitó y mezcló
rápidamente con la capa superior de silicona para reducir su
contenido en ácido. Se detuvo el agitador y se dejaron separar las
dos capas, tras lo cual se retiró de nuevo la capa ácida inferior.
Esta operación de lavado con agua se repitió dos veces más hasta que
el pH de la capa superior se encontrara por encima de 6. La capa de
silicona se calentó entonces a 100ºC causando ello la
co-destilación de hexametildisiloxano y agua. De
esta manera, el agua se separó azeotrópicamente del fluido de
silicona hasta que no se formó más agua. El hexametildisiloxano se
retornó al matraz. Se añadieron al matraz 3,3 g de ácido sulfúrico
con agitación. El contenido del matraz se calentó entonces a 50ºC y
se mantuvo a esa temperatura durante 1 hora. Después de enfriar a
temperatura ambiente, se analizó una muestra del fluido de silicona
por GC, lo cual reveló la ausencia de especies conteniendo SiOH. El
ácido del sistema fue neutralizado mediante lavado del producto con
1000 g de una solución acuosa de bicarbonato sódico, seguido por
lavado con agua destilada para separar sales. La capa de silicona,
que en este momento pesaba 350 g (95% de la teoría), se calentó
entonces a 100ºC a una presión de vacío de 3999,6 Pa (30 mm Hg) para
separar agua y hexametildisiloxano.
El producto inodoro, incoloro, limpio, pesaba 315
g (86% de la teoría) y tenía un índice de refracción de 1,420
(25ºC), una densidad de 0,875 g/ml y una viscosidad de 0,0203 Pas
(20,3 cP) (25ºC). El análisis por cromatografía en capa gaseosa de
este material reveló 51% de
tris(trimetilsiloxi)-n-octilsilano,
23% de
tetraquis(trimetilsiloxi)-1,3-di-n-octildisiloxano,
11% de
pentaquis(trimetilsiloxi)-1,3,5-tri-n-octiltrisiloxano
y 15% de oligómeros superiores.
Por medio de un embudo de adición, se añadió
lentamente, con agitación, una mezcla de 108,5 g (1,0 mol) de
trimetilclorosilano puro y 247,5 g (1,0 mol) de
n-octiltriclorosilano a un matraz de fondo redondo
de 3 cuellos y de 2 litros, equipado con agitador mecánico,
termómetro, entrada de gas nitrógeno, condensador y manto de
calentamiento, que contiene 701 g (38,9 moles) de agua destilada. Se
controló la velocidad de adición de la mezcla de clorosilanos para
prevenir que la temperatura de la mezcla de reacción no superara los
60ºC. Finalizada la adición, el contenido del matraz se dejó enfriar
a 40ºC. La capa acuosa inferior se retiró del matraz, se
introdujeron 700 g de agua destilada y se agitó y mezcló rápidamente
con la capa superior de silicona para reducir su contenido en ácido.
Se detuvo el agitador y se dejaron separar las dos capas, tras lo
cual se retiró de nuevo la capa ácida inferior. Esta operación de
lavado con agua se repitió dos veces más hasta que el pH de la capa
superior se encontrara por encima de 6. La capa de silicona se
calentó entonces a 100ºC causando ello la
co-destilación de hexametildisiloxano y agua. De
esta manera, el agua se separó azeotrópicamente del fluido de
silicona hasta que no se formó más agua. El hexametildisiloxano se
retornó al matraz. Se añadieron al matraz 2 g de ácido sulfúrico con
agitación. El contenido del matraz se calentó entonces a 50ºC y se
mantuvo a esa temperatura durante 1 hora. Después de enfriar a
temperatura ambiente, se analizó una muestra del fluido de silicona
por GC, lo cual reveló la ausencia de especies conteniendo SiOH. El
ácido del sistema fue neutralizado mediante lavado del producto con
1000 g de una solución acuosa de bicarbonato sódico, seguido por
lavado con agua destilada para separar sales. La capa de silicona,
que en este momento pesaba 245 g (99% de la teoría), se calentó
entonces a 100ºC a una presión de vacío de 3999,6 Pa (30 mm Hg) para
separar agua y hexametildisiloxano.
El producto inodoro, incoloro, limpio, pesaba 230
g (94% de la teoría) y tenía un índice de refracción de 1,433
(25ºC), una densidad de 0,853 g/ml y una viscosidad de 0,0349 Pas
(34,9 cP) (25ºC). El análisis por cromatografía en capa gaseosa de
este material reveló 43% de
tris(trimetilsiloxi)-n-octilsilano,
20% de
tetraquis(trimetilsiloxi)-1,3-di-n-octildisiloxano,
17% de
pentaquis(trimetilsiloxi)-1,3,5-tri-n-octiltrisiloxano
y 20% de oligómeros superiores.
Por medio de un embudo de adición, se añadió
lentamente, con agitación, una mezcla de 272 g (2,5 moles) de
trimetilclorosilano puro y 124 g (0,5 moles) de
n-octiltriclorosilano a un matraz de fondo redondo
de 3 cuellos y de 2 litros, equipado con agitador mecánico,
termómetro, entrada de gas nitrógeno, condensador y manto de
calentamiento, que contiene 465 g (25,8 moles) de agua destilada. Se
controló la velocidad de adición de la mezcla de clorosilanos para
prevenir que la temperatura de la mezcla de reacción no superara los
60ºC. Finalizada la adición, el contenido del matraz se dejó enfriar
a 40ºC. La capa acuosa inferior se retiró del matraz, se
introdujeron 500 g de agua destilada y se agitó y mezcló rápidamente
con la capa superior de silicona para reducir su contenido en ácido.
Se detuvo el agitador y se dejaron separar las dos capas, tras lo
cual se retiró de nuevo la capa ácida inferior. Esta operación de
lavado con agua se repitió dos veces más hasta que el pH de la capa
superior se encontrara por encima de 6. La capa de silicona se
calentó entonces a 100ºC causando ello la
co-destilación de hexametildisiloxano y agua. De
esta manera, el agua se separó azeotrópicamente del fluido de
silicona hasta que no se formó más agua. El hexametildisiloxano se
retornó al matraz. Se añadieron al matraz 1,0 g de ácido sulfúrico
con agitación. El contenido del matraz se calentó entonces a 50ºC y
se mantuvo a esa temperatura durante 1 hora. Después de enfriar a
temperatura ambiente, se analizó una muestra del fluido de silicona
por GC, lo cual reveló la ausencia de especies conteniendo SiOH. El
ácido del sistema fue neutralizado mediante lavado del producto con
500 g de una solución acuosa de bicarbonato sódico, seguido por
lavado con agua destilada para separar sales. La capa de silicona,
que en este momento pesaba 260 g (86% de la teoría), se calentó
entonces a 100ºC a una presión de vacío de 3999,6 Pa (30 mm Hg) para
separar agua y hexametildisiloxano.
El producto inodoro, incoloro, limpio, pesaba 128
g (42% de la teoría) y tenía un índice de refracción de 1,415
(25ºC), una densidad de 0,875 g/ml y una viscosidad de 0,0203 Pas
(20,3 cP) (25ºC). El análisis por cromatografía en capa gaseosa de
este material reveló 60% de
tris(trimetilsiloxi)-n-octilsilano,
25% de
tetraquis(trimetilsiloxi)-1,3-di-n-octildisiloxano,
9% de
pentaquis(trimetilsiloxi)-1,3,5-tri-n-octiltrisiloxano
y 4% de oligómeros superiores.
La muestra de 128 g del producto del Ejemplo 3,
se destiló bajo vacío para proporcionar 70 g (55%) de
tris(trimetilsiloxi)-n-octilsilano,
p.e. 99ºC a 133,3 Pa (1 mm), índice de refracción de 1,410 (25ºC),
densidad de 0,84 g/ml (25ºC) y viscosidad de 0,0032 Pas (3,2 cP)
(25ºC). El análisis GC de este producto indicó una pureza > 97%,
estando constituido el resto por
tetraquis(trimetilsiloxi)-1,3-di-n-octildisiloxano.
Se llevó a cabo una caracterización sensorial en
4 muestras de organosilicona de acuerdo con el protocolo de ASTM
Método E 1490-2, titulado "Sensory Evaluation of
Materials and Products". El número de personas entrenadas en el
ensayo fue de 15 y los materiales empleados fueron los
siguientes:
- 1.
- Tris(trimetilsiloxi)-n-octilsilano, pureza > 97%.
- 2.
- Tris(trimetilsiloxi)fenilsilano, pureza > 99%.
- 3.
- Una mezcla de Me_{3}SiO(Me_{3}SiO-n-octil-SiO)_{x}SiMe_{3} con x=1,2,3 y viscosidad de 0,02 Pas (20 cP) (25ºC) del Ejemplo 1.
- 4.
- Una mezcla de Me_{3}SiO(Me_{3}SiOPhSiO)_{x}SiMe_{3} con x=1,2,3 y viscosidad de 0,02 Pas (20 cP) (25ºC) preparada por un procedimiento análogo al del Ejemplo 1, pero empleando feniltriclorosilano en lugar de n-octiltriclorosilano.
Después del ensayo, los resultados fueron
tabulados y promediados. Los resultados para los compuestos 1 y 2 se
comparan en la figura 1, mientras que los resultados para las
mezclas poliméricas 3 y 4 se comparan en la figura 2.
Dentro del error experimental asociado con este
tipo de ensayo, puede llagarse a la conclusión de que el perfil
sensorial de los compuestos indicados anteriormente como 1 y 2 es
idéntico. En este mismo contexto, el perfil sensorial de las mezclas
poliméricas indicadas anteriormente con 3 y 4 es también idéntico.
Considerando las diferencias entre la sustitución aromática versus
alifática en dichos pares de materiales, los resultados son
sorprendentes.
Claims (19)
1. Un fluido de alquilsilsesquioxano ramificado,
neutro, incoloro e inodoro de fórmula general:
Me_{3}SiO-(Me_{3}SiORSiO)_{x}-SiMe_{3}
en donde Me es metilo, R comprende
un sustituyente de hidrocarburo alifático monovalente que tiene de 6
a 14 átomos de carbono y x es de >1 a 6, teniendo dicho fluido
una pureza mayor del 99% y estando libre de funcionalidades
alcoxisilano, clorosilano, silanol, de hexametildisiloxano y de
compuestos orgánicos y/o inorgánicos
libres.
2. Un fluido de alquilsilsesquioxano ramificando
según la reivindicación 1, en donde x es de >1 a 3.
3. Un fluido de alquilsilsesquioxano ramificando
según la reivindicación 1, en donde R comprende un sustituyente de
hidrocarburo alifático monovalente con 8 átomos de carbono.
4. Un fluido de alquilsilsesquioxano ramificando
según la reivindicación 3, en donde R es n-octilo y
x es de >1 a 3.
5. Un fluido de alquilsilsesquioxano ramificando
según la reivindicación 1, que no contiene funcionalidades
detectables de alcoxisilano, clorosilano, silanol, ni
hexametildisiloxano ni compuestos inorgánicos libres.
6. Procedimiento para la producción de un fluido
de alquilsilsesquioxano ramificado de fórmula general:
Me_{3}SiO-(Me_{3}SiORSiO)_{x}-SiMe_{3}
en donde Me es metilo, R comprende
un sustituyente de hidrocarburo alifático monovalente que tiene de 6
a 14 átomos de carbono y x es de >1 a 6, teniendo dicho fluido
una pureza mayor del 99% y estando libre de funcionalidades
alcoxisilano, clorosilano, silanol, de hexametildisiloxano y de
compuestos orgánicos y/o inorgánicos libres, cuyo procedimiento
comprende las etapas
de:
(a)
- (i)
- hidrolizar una mezcla de trimetilclorosilano puro y alquiltriclorosilano puro que tiene de 6 a 14 átomos de carbono con agua en una cantidad suficiente para producir una capa acuosa con menos de 25% en peso de ácido clorhídrico, mantener la temperatura de la mezcla de reacción de hidrólisis por debajo de 90ºC, para formar un compuesto de silicona intermedio de la reacción;
- (ii)
- lavar el ácido residual del compuesto de silicona intermedio de la reacción; y
- (iii)
- separar azeotrópicamente agua del compuesto de silicona, intermedio de la reacción, lavado, para producir un compuesto de silicona, intermedio de la reacción, seco; y
(b) trimetilsililar los grupos silanol del
compuesto de silicona, intermedio de la reacción, seco, con al menos
una cantidad estequiométrica de hexametildisiloxano en presencia de
un catalizador ácido.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en
donde dicha etapa de trimetilsililación se efectúa con un exceso
doble de la cantidad estequiométrica de hexametildisiloxano.
8. Procedimiento según la reivindicación 6, en
donde dicha etapa de hidrólisis se efectúa a una temperatura por
debajo de 60ºC.
9. Procedimiento según la reivindicación 6, en
donde dicha etapa de hidrólisis se efectúa con agua destilada en una
cantidad suficiente para producir una capa acuosa con 15 a 18% en
peso de ácido clorhídrico.
10. Procedimiento según la reivindicación 6, en
donde el hexametildisiloxano está presente tanto al comienzo como al
final de la etapa de trimetilsililación.
11. Procedimiento según la reivindicación 6, en
donde dicho catalizador ácido comprende ácido
trifluormetanosulfónico o ácido sulfúrico.
12. Procedimiento según la reivindicación 6, en
donde dicho catalizador ácido se neutraliza y la sal se filtra
después del término de la reacción de trimetilsililación.
13. Procedimiento según la reivindicación 10, en
donde el exceso de hexametildisiloxano presente al término de la
etapa de trimetilsililación se separa del producto mediante
rectificación bajo vacío.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en
donde dicho hexametildisiloxano separado se recicla a la mezcla de
reacción de hidrólisis.
15. Procedimiento según la reivindicación 6, en
donde dicha etapa de lavado se realiza con el fin de proporcionar un
compuesto de silicona, intermedio de la reacción, que tiene un pH de
al menos 6.
16. Procedimiento según la reivindicación 6, en
donde dicho alquiltriclorosilano comprende
n-octiltriclorosilano.
17. Un fluido de alquilsilsesquioxano ramificado
producido por el procedimiento según la reivindicación 6.
18. Un fluido de
n-octilsilsesquioxano ramificado producido por el
procedimiento según la reivindicación 16.
19. Una formulación cosmética que comprende un
fluido de alquilsilsesquioxano ramificado según la reivindicación
4.
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| US08/893,439 US5932231A (en) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | High purity branched alkylsilsesquioxane fluids |
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