JP2000128887A - アルコキシシランまたはアルコキシシラン主剤組成物中の残留ハロゲン含量を中和および減少する方法 - Google Patents
アルコキシシランまたはアルコキシシラン主剤組成物中の残留ハロゲン含量を中和および減少する方法Info
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Abstract
剤組成物の中和を含めて酸性残留ハロゲン含量の減少
を、できるだけ有効かつ生成物保護的に、商業上十分に
利用できる廉価な出発物質の使用下に実施するのを可能
にする方法を提供する。 【解決手段】 酸性ハロゲン化物の残留含量を有するア
ルコキシシランまたは相応するアルコキシシラン主剤組
成物を、アルコールの存在で金属マグネシウムで処理
し、引き続き存在する固体を分離する。
Description
またはアルコキシシラン主剤組成物中の残留ハロゲン含
量を中和および減少する方法に関する。
ン主剤組成物は、多数の領域において:たんに幾つかの
例を挙げれば、接着剤として、ポリマー中の架橋剤とし
て、離型剤として、染料およびラッカー中の添加剤とし
て、就中織物、皮革の表面の疎水性化のため、殊に建造
物およびファッサードの保護のため、書籍保存のため、
ガラス繊維のコーティングまたは充填剤および顔料のシ
ラン化のような表面の性質の特殊改質のため、またポリ
マー分散液およびエマルションの流動学的性質の改善の
ためにも使用される。
ハロゲンシラン、殊にクロロシランが使用される。たと
えば、クロロプロピルトリクロロシランとメタノールと
の反応により、HClの遊離下にクロロプロピルトリメ
トキシシランが得られる。生成物の蒸留による精製後
も、残留ハロゲン含量、つまり酸性ないしは加水分解可
能塩化物の残量がアルコキシシラン中に残留する。さら
に、たとえばアミノアルキルアルコキシシランの製造の
際クロロアルキルアルコキシシランのような未反応出発
物質により、いわゆる加水分解不可能塩素の残量も生成
物中に残留しうる。
シランを含有する生成物(EP0273867B1号、
DE2751714C2号参照)、ならびにたんに幾つ
かを挙げれば、たとえば明細書EP0049365A2
号、EP0518057A1号、EP0675128A
1号、EP0716127A2号またはEP07161
28A2号から明らかなようなアルコキシシラン主剤組
成物を、できるだけ少量のハロゲン化物含量、殊に酸性
ないしは加水分解可能塩化物を用いて製造することが記
載されている。重要な生成物の特性は色であり、ISO
6271によるできるだけ低いガードナー/APHA色
数を目指して努力されている。
ムメタノラートのようなアルカリアルコラートとの反応
ないしは中和およびその際生じた塩をアルコキシシラン
から分離することにより除去することは公知である(E
P0282846A2号、EP0741137A1
号)。かかる中和法は、この反応において著量の生成物
も分解するという欠点を有する。分解生成物は、就中シ
ロキサン、テトラアルコキシシラン、ナトリウムメチラ
ートおよびビニルトリメトキシシランの反応によるメト
キシエチルトリメトキシシラン、ナトリウムメチラート
およびクロロプロピルトリメトキシシランから形成した
メトキシプロピルトリメトキシシラン、ナトリウムメチ
ラートおよびクロロプロピルメチルジメトキシシランか
ら形成したメトキシプロピルメチルジメトキシシランの
ような付加生成物、またはアルカリメチラートおよびア
ルキルトリメトキシシランの反応の場合には高度に毒性
のテトラメトキシシランも形成する。
用の中和剤を使用する場合には、屡々処理したアルコキ
シシランの色数の低下も観察される。
7852A号には、マグネシウムアルコラートの使用に
より非常に純粋な生成物を提供すべきビニルトリエトキ
シシランおよびクロロプロピルトリメトキシシランの製
造方法が記載されている。その際、これらのアルコラー
トは非常に吸湿性の生成物として取り扱い難いことが不
利である。その上、マグネシウムアルコラートは粉末状
で存在し、団塊化する傾向があり、このことが再びこの
物質の正確な配量を困難にする。この欠点は、特に実地
で通常実施される加熱されたかまたは熱い生成物中への
配量に関する、それというのもシランまたは反応調製物
の他の揮発性成分はマグネシウムアルコラートに縮合し
て、これを消和し、それでもはや流動性の形に変えない
からである。
ートのアルコール溶液が使用することが試みられた。し
かしこれは、相当量のアルコールがこの中和工程に引き
込まれ、時間およびエネルギーを使用して再び分離しな
ければならない問題がある。さらに、マグネシウムアル
コラートは高価であり、工業的量では制限されて利用で
きるにすぎない。
残留塩素含量の減少を、アルコキシシランまたはアルコ
キシシラン主剤組成物の中和を含め、できるだけ有効か
つ生成物保護的に、商業上十分に利用できる廉価の出発
物質の使用下に実施することを可能にする方法を提供す
ることであった。
明により特許請求の範囲の記載により解決される。
アルコキシシランまたはアルコキシシラン主剤組成物の
中和は、少量のアルコールの存在で金属マグネシウムの
添加により、それ自体期待されるグリニャール合成の意
味での副反応が起きることなしに行われることが判明し
た。さらに意外にも、反応の特別な生成物保護作用は、
高めた温度および長い反応時間のような極端な条件下で
さえ新しい副生成物を生じない。中和工程後に生成物中
に存在する固体成分、つまり金属マグネシウムおよび生
じる塩化マグネシウムは、簡単な自体公知の方法で、た
とえば濾過により分離することができる。その際有利
に、残留ハロゲン含量、殊に残留塩化物含量が劇的に減
少している生成物が得られる。生成物中の、たとえば5
質量%までの少量のアルコールは一般に邪魔にならない
が、所望の限り、蒸留により除去することができる。
シシランまたはアルコキシシラン主剤組成物中の酸性残
留ハロゲン化物、殊に塩化物の中和および減少を簡単、
経済的、保護的および有効な仕方で可能にする方法を提
供することができる。
有利かつ意外な仕方で同時に、処理されたアルコキシシ
ランおよびアルコキシシラン主剤組成物の色数は低下し
ないことが観察される。
の残留含量を有するアルコキシシランまたは相応するア
ルコキシシラン主剤組成物をアルコールの存在で金属マ
グネシウムで処理し、引き続き存在する固体を分離する
ことを特徴とする、アルコキシシランまたはアルコキシ
シラン主剤組成物中の残留ハロゲン含量を中和および減
少する方法である。
水素、有機官能クロロ−ならびにクロロアルコキシシラ
ンを含めて、クロロシラン、クロロアルコキシシランの
ようないわゆる加水分解可能な、つまり酸性塩素化合物
である。
シランまたはアルコキシシラン主剤組成物にマグネシウ
ムをとくに削り屑または粉末の形で配量し、場合により
若干のアルコールを添加し、次に加熱するように実施さ
れる。
“エックハルト(Eckhart)100”または“ア
ルマメット(Almamet)150”型のEckha
rtNon Ferrum社(St.Georgen/
A)の商慣習のマグネシウム削り屑を使用することがで
きる。適当には、マグネシウム粉末または−削り屑が使
用され、その際平均粒度はとくに20μm〜15mm、
殊にとくに50μm〜10mm,全く殊にとくに100
μm〜1mmである。しかし、他のマグネシウム変形、
たとえばインゴットまたはリボンも適当である。
る。マグネシウムの添加前に、処理すべきアルコキシシ
ランにアルコール、たとえばメタノール、エタノール、
イソプロパノール、メトキシエタノールまたはブタノー
ルを添加することができる。適当には、本発明による方
法においてアルコキシシラン中には、処理すべきアルコ
キシシランのアルコキシドと一致するアルコールが存在
する。アルコキシシラン中に少量のアルコールが添加さ
れている限り、処理後再びアルコキシシランから除去で
きる溶剤、たとえば脂肪族または芳香族炭化水素、エー
テルまたはケトンを添加することができる。しかし、ア
ルコールを過剰に使用することもできる。
にとくに過剰のマグネシウムをマグネシウムアルコラー
トに反応するのに丁度十分である量であるのが有利であ
る。
のアルコールの含量は、その都度アルコキシシランに対
して、0.001および50質量%の間、とくに0.0
1および30質量%の間、殊にとくに0.1および20
質量%の間、全く殊にとくに0.3および10質量%の
間にある。
処理は0〜200℃、とくに10〜160℃、殊にとく
に20℃および相応するアルコキシシランの沸点の間の
温度範囲内で実施される。
加圧下に実施される。0.02〜100hPaの範囲が
有利である。
2分〜4時間、殊にとくに5〜60分の処理時間が有利
であり、その際良く十分に混合するのが同様に有利であ
りうる。
に本発明により処理したアルコキシシラン、たとえばビ
ニルトリメトキシシランを生成物混合物から蒸留により
分離することができる。本発明により処理した生成物
を、別個の蒸留にかけることもできる。適当には、固体
残滓を分離するため本発明による処理後に得られる生成
物混合物の濾過を実施することができる。しかし、分離
は遠心分離により行なうこともできる。
コキシシラン中の残留ハロゲン化物含量、殊に酸性塩化
物の含量は、<10質量ppm、とくに<1質量pp
m、つまり適当には検出限界にまでの値に調節される。
たとえば、本発明による方法の適用により約20000
質量ppmの酸性塩化物の含量を、<10質量ppmな
いし検出限界にまでの値に下げることができる。しかし
通例、本発明による方法においては少なくとも30%以
上の酸性ハロゲン化物の含量の減少が達成される。
はないが−次のアルコキシシランまたはアルコキシシラ
ン主剤組成物に適用することができる:ビニルトリメト
キシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル−トリ
ス(2−メトキシ−エトキシ)シラン、3−クロロプロ
ピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエト
キシシラン、3−クロロプロピル−メチル−ジメトキシ
シラン、3−クロロプロピル−メチル−ジエトキシシラ
ン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピル−
メチル−ジメトキシシラン、3−アミノプロピル−メチ
ル−ジエトキシシラン、N−アミノ−3−アミノプロピ
ル−メチル−ジメトキシシラン、N−アミノエチル−3
−アミノプロピル−メチル−ジエトキシシラン、3−メ
タクリルオキシプロピル−トリメトキシシラン、3−メ
タクリルオキシプロピル−トリエトキシシランならびに
3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8
−トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオ
クチルトリメトキシシラン、3,3,4,4,5,5,
6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロ−1,
1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラ
ン、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,
8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ−
1,1,2,2−テトラヒドロデシルトリメトキシシラ
ン、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,
8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ−
1,1,2,2−テトラヒドロデシルトリエトキシシラ
ンのようなペルフルオロアルキル−ないしはフルオロア
ルキル官能アルコキシシランならびにオリゴマーのオル
ガノアルコキシシロキサンの組成物、たとえばディナシ
ラン(DYNASYLAN(R))6490(ビニルトリ
メトキシシランから出発し、適切な縮合により製造され
る)、またはディナシラン(DYNASYLAN(R))
6498(ビニルトリエトキシシランから出発し、適切
な縮合により得られる)のようなオリゴマーのビニルシ
ロキサンを有する組成物、ならびに殊にEP05189
57A1号から推知できるような、たとえばディナシラ
ン(DYNASYLAN(R))6598のようなオリゴ
マーのビニル/アルキルシロキサンを有する組成物、な
らびにディナシラン(DYNASYLAN(R))928
1(DE19624032A1号参照)のようなオリゴ
マーのアルキルアルコキシシロキサンを有する組成物、
ならびに殊にEP0675128A1号、EP0716
127A2号およびEP0716128A2号から明ら
かなように、水溶性の大部分完全に加水分解されたオル
ガノポリシロキサンの組成物。
も、処理すべきアルコキシシランないしはアルコキシシ
ラン主剤組成物の、存在する良好な色数の維持をも可能
にする。
31ppmの全塩素含量および1ガードナーの色数を有
するビニルトリメトキシシラン3000gに、二重ジャ
ケットフラスコ中で30%のナトリウムメチラート溶液
30gを加える。 8ガードナーを有する暗黄色の溶液
が得られる。引き続き、混合物を蒸留を用い4時間の時
間にわたり蒸留する。得られる留出物中に、<1質量p
pmの加水分解可能塩化物の含量および600質量pp
mのテトラメトキシシラン含量が確かめられる。暗褐色
の蒸留残滓中に、就中主成分として分解生成物メトキシ
エチルトリメトキシシランが見出される。
び約3%の高沸点物の含量を有する3−クロロプロピル
トリメトキシシラン3388gに、二重ジャケットフラ
スコ中で30%のナトリウムメチラート溶液112gを
加える。引き続き、混合物を蒸留を用い10時間の時間
にわたり蒸留する。得られる留出物中に、212質量p
pmの加水分解可能塩化物の含量が確かめられる。残滓
量は、全量に対して、高沸点物11質量%に増加した。
約1%の高沸点物の含量を有する3−クロロプロピルメ
チルジメトキシシラン100gに、二重ジャケットフラ
スコ中でナトリウムメチラート粉末3gを加える。混合
物を、15時間の時間にわたり還流下に煮沸する。高沸
点物の含量を再び確かめる。15%の値が見出される。
よび約1%の高沸点物の含量を有する3−クロロプロピ
ルメチルジメトキシシラン100gに、二重ジャケット
フラスコ中でカリウム−tert−ブチラート5gを加
える。混合物を、15時間の時間にわたり還流下に煮沸
する。高沸点物の含量は17%に増加した。
2%の高沸点物の含量、約3%のエタノール含量および
<1ガードナーの色数を有する3−クロロプロピルトリ
エトキシシラン3500gに、二重ジャケットフラスコ
中で20%のナトリウムエチラート溶液168gを加
え、2時間の時間にわたり還流下に加熱する。引き続
き、混合物を濾過する。50質量ppmの加水分解可能
塩化物の含量が確かめられる。約12%に高沸点物の増
加は、GCクロマトグラフィーにより確認される。色数
は<4ガードナーである。
質量ppmの全塩素含量、約1.5質量%のジビニルテ
トラメトキシジシロキサンの含量、メタノール約3質量
%および1ガードナーの色数を有するビニルトリメトキ
シシラン3000gに、二重ジャケットフラスコ中でマ
グネシウム粉末5gを加える。マグネシウムは塩化マグ
ネシウムに反応する。組成物の色は、不変に1ガードナ
ーのままである。引き続き、混合物を蒸留を用い8時間
の時間にわたり蒸留する。得られる留出物中に、<1質
量ppmの加水分解可能塩化物の含量および<100質
量ppmのテトラメトキシシラン含量が確かめられる。
弱黄色の蒸留残滓は、ジビニルテトラメトキシジシロキ
サンの付加的量を含有しない。メトキシエチルトリメト
キシシランは見出されなかった。
3%の高沸点物の含量およびメタノール約3質量%の含
量を有する3−クロロプロピルトリメトキシシラン35
00gに、二重ジャケットフラスコ中でマグネシウム粉
末16.2gを加える(塩化物に対して、Mg100%
過剰に相当)。マグネシウムは塩化マグネシウムに反応
する。引き続き、混合物を蒸留を用い8時間の時間にわ
たり蒸留する。得られる留出物中に、38.3質量pp
mの加水分解可能塩化物の含量が確かめられる。高沸点
物の増加は確認することができなかった。
約3%の高沸点物の含量およびメタノール約9質量%の
含量を有する3−クロロプロピルメチルジメトキシシラ
ン3500gに、二重ジャケットフラスコ中でマグネシ
ウム削り屑(アルマメット(Almamet)150
型)66gを加える(塩化物に対して、Mg100%過
剰に相当)。マグネシウムは塩化マグネシウムに反応す
る。引き続き、混合物を蒸留を用い8時間の時間にわた
り蒸留する。得られる留出物中に、20質量ppmの加
水分解可能塩化物の含量が確かめられる。高沸点物の増
加は、確認することができなかった。
2%の高沸点物の含量、約3%のエタノール含量および
<1ガードナーの色数を有する3−クロロプロピルトリ
エトキシシラン3500gに、二重ジャケットフラスコ
中でマグネシウム削り屑(エックハルト(Eckhar
t)100型)17gを加え、2時間の時間にわたり還
流下に加熱する。マグネシウムは塩化マグネシウムに反
応する。引き続き、混合物を濾過する。50質量ppm
の加水分解可能塩化物の含量が確かめられる。高沸点物
の増加は、確認することができなかった。色数は、不変
に<1ガードナーである。
Claims (11)
- 【請求項1】 アルコキシシランまたはアルコキシシラ
ン主剤組成物中の残留ハロゲン含量を中和および減少す
る方法において、酸性ハロゲン化物の残留含量を有する
アルコキシシランまたは相応するアルコキシシラン主剤
組成物をアルコールの存在で金属マグネシウムで処理
し、引き続き存在する固体を分離することを特徴とする
アルコキシシランまたはアルコキシシラン主剤組成物中
の残留ハロゲン含量を中和および減少する方法。 - 【請求項2】 削り屑または粉末状のマグネシウムを使
用することを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 マグネシウムを過剰に使用することを特
徴とする請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】 処理すべきアルコキシシランにアルコー
ルを添加することを特徴とする請求項1から3までのい
ずれか1項記載の方法。 - 【請求項5】 アルコールの含量が、アルコキシシラン
に対して、0.001および50質量%の間にあること
を特徴とする請求項1から4までのいずれか1項記載の
方法。 - 【請求項6】 アルコキシシラン中のアルコールが、処
理すべきアルコキシシランのアルコキシドと一致するこ
とを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項記載
の方法。 - 【請求項7】 処理を0〜200℃の温度で実施するこ
とを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項記載
の方法。 - 【請求項8】 処理を加圧下に実施することを特徴とす
る請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項9】 処理を1分〜16時間の時間実施するこ
とを特徴とする請求項1から8までのいずれか1項記載
の方法。 - 【請求項10】 残留ハロゲン化物含量を、アルコキシ
シランに対して、<10質量ppmから検出限界にまで
の値に調節することを特徴とする請求項1から9までの
いずれか1項記載の方法。 - 【請求項11】 ハロゲンが塩素であることを特徴とす
る請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。
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