JP3353608B2 - ポリシラン−ポリシロキサンコポリマーの製造方法 - Google Patents

ポリシラン−ポリシロキサンコポリマーの製造方法

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JP3353608B2 JP12253796A JP12253796A JP3353608B2 JP 3353608 B2 JP3353608 B2 JP 3353608B2 JP 12253796 A JP12253796 A JP 12253796A JP 12253796 A JP12253796 A JP 12253796A JP 3353608 B2 JP3353608 B2 JP 3353608B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機ポリシロキサ
ン中に有機ポリシランを含有させた新規ポリシラン−ポ
リシロキサンコポリマーの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ポリシロキサンの架橋物を得る方法としては、シラノー
ルを縮合させる方法、加水分解し易いアミノオキシ基、
アルコキシ基、オキシム基等をシロキサン鎖に結合さ
せ、空気中の水分にて反応させて縮重合させる方法、ケ
イ素原子上に水素原子を結合させた化合物とケイ素原子
上にビニル基やアリル基等の脂肪族不飽和炭化水素基を
結合させた化合物とを第8族化合物を触媒としてハイド
ロシリレーション反応で架橋させる方法、メタクリル酸
エステル基やアクリル酸エステル基を結合させたケイ素
化合物に紫外線等を照射させて光架橋する方法などが知
られている。
【0003】しかしながら、上記の縮重合による架橋方
法は、反応が遅く、かつ反応残基が系外に放出されるた
めに架橋物の初期の寸法安定性に乏しく、また、ハイド
ロシリレーションによる反応は、架橋後に反応残基が残
存するような組成では加熱雰囲気に置かれると硬さがよ
り硬くなるといった欠点があった。更に、アクリル酸エ
ステル基等を用いた光架橋方法では、反応部位の熱安定
性が低いため、温度の高い雰囲気において使用する場合
には、安定性が低いといった問題点があった。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、上記問題なくポリシロキサン架橋物を得ることがで
きるポリシラン−ポリシロキサンコポリマーの製造方法
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、アミノオキシ基含有有機ポリシランと、水酸基含有
有機ポリシロキサンとを混合反応させること、特にアミ
ノオキシ基を水酸基に対して過剰に存在させ、得られた
コポリマー中にアミノオキシ基が残存するように混合反
応させることにより、気密封止材料等として有効なポリ
シロキサン架橋物を与えるポリシラン−ポリシロキサン
コポリマーを得ることができることを知見した。またこ
の場合、SiH基含有ポリシランをヒドロキシルアミン
化合物と反応させて生成させたアミノオキシ基含有有機
ポリシランと水酸基含有有機ポリシロキサンとをヒドロ
キシルアミン化合物の存在下に反応させても、同様にポ
リシラン−ポリシロキサンコポリマーを得ることができ
ることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【0006】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明のポリシラン−ポリシロキサンコポリマーの
製造方法は、アミノオキシ基含有有機ポリシランと水酸
基含有有機ポリシロキサンとを混合反応させることを特
徴とするものである。
【0007】ここで、アミノオキシ基含有有機ポリシラ
ンとしては、下記の方法によって得られる一般式(1)
又は(2)で示すものを用いることができる。
【0008】
【化1】
【0009】ここで、R1〜R6は互いに同一又は異種の
非置換又は置換一価炭化水素基を示し、Qは水素原子、
塩素原子や臭素原子等のハロゲン原子、スルホン酸残基
等を示す。
【0010】R1〜R6の一価炭化水素基としては、炭素
数1〜20、特に1〜12のものが好ましく、アルキル
基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、ア
ラルキル基などやこれらの基の水素原子の一部又は全部
をハロゲン原子やシアノ基等で置換した基を挙げること
ができるが、R1,R2としては、水酸基含有シロキサン
と反応させた後、副生するR12NOHを除去すること
を考慮すると、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭
素数1〜6のアルキル基が好ましい。
【0011】また、x,zはそれぞれ0以上の整数、y
は1以上の整数であり、x+y=3〜10000、特に
5〜1000、x+z=3〜10000、特に5〜10
00を満足するものであることが好ましい。即ち、上記
アミノオキシ基含有有機ポリシランの分子量は特に制限
されないが、架橋反応で減量する重量を調整するための
量のみを考慮する場合には、架橋によって失われる官能
基に見合う量のシロキサンが生成するシリレン結合が組
み込まれるように総合的に配慮する必要があり、重合度
が3以上で10000以下のポリシラン、特に5以上1
000以下のポリシランを用いることが好ましく、この
範囲とするとベースポリマー(ブロックコポリマー)の
粘性を加工できる程度に保つためにも好適である。
【0012】ここで、上記式(1)のポリシランを得る
ために用いる式(1a)の置換基Qを含有するポリシラ
ンは、種々の方法で製造することが可能であり、例えば
Qが水素原子の場合、R5HSiX2なるハロゲン化有機
シランを成分とするウルツカップリング重合によって重
合する方法(ここでXは塩素、臭素のようなハロゲン原
子を表す。)、あるいはR5SiH3を含有するシランを
用いてTi、Zr、Hf等のメタロセンを触媒とするハ
ロッド(Harrod)等(J.Am.Chem.So
c.1986、108、4059)によって始められた
脱水素重反応による方法等によって製造することができ
る。また、Qがハロゲン原子、スルホン酸残基のような
酸残基の場合には、フェニル基を含有するポリシランに
相当する酸を作用させることによって製造することがで
きる。
【0013】また、上記式(2a)のポリシランは、特
開平5−262881号公報記載の製造方法によって製
造した末端ハロゲン化ポリシランや特開平6−4921
9号公報に記載された末端ヒドロポリシランなどが挙げ
られ、これらをヒドロキシアミンと反応させることによ
り、式(2)のポリシランを得ることができる。
【0014】なお、これらのアミノオキシ基含有ポリシ
ランの製造方法においては、特に置換基Qが水素原子の
ポリシランを用いると副生成物が少なく、好適である。
【0015】次に、アミノオキシ基含有ポリシランと反
応させる水酸基含有有機ポリシロキサンとしては、水酸
基を含有すれば如何なるシロキサンであってもよいが、
下記一般式(3)で示されるような両末端にのみ水酸基
を含むポリシロキサンが反応を制御するためには特に好
ましい。 HO(R78SiO)nH (3)
【0016】ここで、R7,R8は互いに同一又は異種の
非置換又は置換一価炭化水素基で、上記R1〜R6で例示
したものと同様のものを挙げることができる。また、ポ
リシロキサンの重合度nは特に制限されないが、得られ
るポリシラン−ポリシロキサンコポリマーの物理的強度
を考慮に入れると10以上5000以下が望ましい。5
000を超えるとポリシランとの相溶性が乏しくなり、
反応不良となりやすい上、ポリシランとの反応物の粘性
が高く、加工性が不良となる場合がある。10未満では
未反応のポリシラン成分のブリード等が問題となること
がある。
【0017】本発明において、上記アミノオキシ基含有
有機ポリシランと水酸基含有有機ポリシロキサンとを混
合反応させる際の割合は、特に制限されるものではない
が、アミノオキシ基と水酸基との比率(モル比)が1.
2以上、特に2以上20以下となる範囲が好ましい。上
記比率が1.2未満ではアミノオキシ基、水酸基が共に
残ってしまいやすく、経時での安定性に問題が残る。
【0018】上記アミノオキシ基含有有機ポリシランと
水酸基含有有機ポリシロキサンとの混合反応は、0〜1
50℃、特に20〜50℃で2〜24時間程度撹拌反応
させることが好適である。
【0019】この混合により、下記式 R12NO−+HO− → −O−+R12NOH に示すように脱アミノアルコール反応が生じ、有機ポリ
シランのアミノオキシ基部位のケイ素原子と有機ポリシ
ロキサンの水酸基部位のケイ素原子とが酸素原子を介し
て結合し、ポリシラン−ポリシロキサンコポリマーが得
られるものである。
【0020】この場合、上記アミノオキシ基含有ポリシ
ラン、特にアミノオキシ基側鎖のポリシランは水素側鎖
のポリシラン(上記式(1a)のポリシランにおいてQ
=Hであるもの)を式(4)のヒドロキシルアミン類で
処理することにより系内で製造することができるので、
この反応を利用することにより、SiH基含有ポリシラ
ンと水酸基含有ポリシロキサンとを触媒量のヒドロキシ
ルアミン類の存在下で反応させれば、同様にポリシラン
−ポリシロキサンコポリマーを製造することができる。
なお、この場合の反応条件は上述した場合と同様の条件
とすることができる。
【0021】このようにして得られたポリシラン−ポリ
シロキサンコポリマーは、アミノオキシ基が残存してい
る場合は、そのまま空気中の水分によって残存するアミ
ノオキシ基を加水分解させることによって架橋させるこ
とができ、また、上記加水分解反応に先立って予め残存
するアミノオキシ基をアルコール類と反応させてアルコ
キシ基に変換し、加水分解性を低減させておくこともで
きる。
【0022】また、架橋には、残存するアミノオキシ基
による空気中の水分による架橋反応以外にも、ポリシラ
ン中にケイ素原子と結合した水素原子(SiH基)を有
する場合には、ビニル基等の脂肪族不飽和結合を有する
ポリシロキサンとハイドロシリレーション反応によって
架橋させることもでき、更には、コポリマー中にビニル
基等の脂肪族不飽和結合を有する場合には、ケイ素原子
に結合した水素原子を有するポリシロキサン(オルガノ
ハイドロジェンポリシロキサン)を用いて、ハイドロシ
リレーション反応によって架橋させることもできる。な
おまた、アミノオシキ基含有有機ポリシランのポリシラ
ン部分が環状構造、長鎖構造又は分岐構造を有する場合
には、紫外線照射によって架橋させることもできる。こ
の場合、低圧水銀灯等により紫外線を含む光を照射する
と、ポリシラン鎖部分が酸化されてシロキサンとなるた
め、残存するアミノオキシ基又はアルコキシ基の脱離に
よる重量減少又は堆積減少を防止し得る上、膨張傾向ま
で期待できる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、そのまま空気中の水分
によって架橋させることができるし、また低圧水銀灯に
よる紫外線照射によっても架橋させることができ、紫外
線を含む光を照射することにより、ポリシラン鎖部分が
酸化され、シロキサンとなるため、残存するアミノオキ
シ基又はアルコキシ基の脱離による重量減少又は堆積減
少を防止し得る上、膨張傾向まで期待できるポリシラン
−ポリシロキサンコポリマーを得ることができ、このコ
ポリマーは気密封止材料として好適に用られる。
【0024】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではな
い。
【0025】〔実施例1〕平均分子量1100のフェニ
ルヒドロオリゴシラン(重合度=10)1.6gをトル
エン30mlに溶解させ、ジエチルヒドロキシアミン3
90mgを添加し、16時間室温にて撹拌反応させた
後、平均分子量10000の両末端水酸基含有ジメチル
シロキサン(重合度=135)を5g添加し、更に室温
にて2時間反応させ粘稠な溶液を得た。得られた溶液か
ら減圧下で溶剤を除去し、下記式で示される淡黄色のゴ
ム状のポリマーを得た。このポリマーは室温にて1昼夜
放置することによりトルエン及びテトラヒドロフランに
不溶となった。
【0026】
【化2】
【0027】〔実施例2〕実施例1と同様にフェニルヒ
ドロオリゴシランをトルエン中ジエチルヒドロキシアミ
ン、次いで末端水酸基含有ジメチルシロキサンと反応さ
せることにより粘稠な溶液を得た後、t−ブチルアルコ
ール5gを添加し、110℃にて30分間反応させた。
この溶液から減圧下で溶剤及び過剰なt−ブチルアルコ
ールを除去し、下記式で示される淡黄色のゴム状のポリ
マーを得た。このポリマーはGPCによりポリスチレン
換算37500の淡黄色の粘稠な液体であり、これは室
温に1週間放置した後もトルエンに可溶であった。
【0028】
【化3】
【0029】〔実施例3〕平均分子量1100のフェニ
ルヒドロオリゴシラン(重合度=10)1.6gをトル
エン30mlに溶解させ、更に平均分子量10000の
両末端水酸基含有ジメチルシロキサン(重合度=13
5)を5g添加し、均一に溶解させた。この溶液に室温
にてジエチルヒドロキシアミン100mgを添加し、2
4時間撹拌反応させた後、減圧下で溶剤を除去し、下記
式で示される淡黄色のゴム状のポリマーを得た。
【0030】
【化4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−302035(JP,A) 特開 平4−366170(JP,A) 特開 平9−241384(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 83/04 C08K 5/54 C08G 77/44,77/60

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アミノオキシ基含有有機ポリシランと水
    酸基含有有機ポリシロキサンとを混合反応させることを
    特徴とするポリシラン−ポリシロキサンコポリマーの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 アミノオキシ基含有有機ポリシランを水
    酸基含有有機ポリシロキサンと、アミノオキシ基と水酸
    基とのモル比が1.2:1以上の割合となるように反応
    させる請求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 アミノオキシ基含有有機ポリシランが、
    下記一般式(1)又は(2) (R34Si)x(R5(R12NO)Si)y (1) R12NO(R34Si)x(R56Si)zONR12 (2) (式中、R1〜R6は互いに同一又は異種の非置換又は置
    換一価炭化水素基であり、x,zは0以上の整数、yは
    1以上の整数で、x,yはx+y=3〜10000、x
    +z=3〜10000を満足させる整数である。) で示されるものであり、水酸基含有有機ポリシロキサン
    が下記一般式(3) HO(R78SiO)nH (3) (式中、R7,R8は互いに同一又は異種の非置換又は置
    換一価炭化水素基であり、n=10〜5000の整数で
    ある。) で示されるものである請求項1又は2記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 SiH基含有ポリシランをヒドロキシル
    アミン化合物と反応させて生成させたアミノオキシ基含
    有有機ポリシランと水酸基含有有機ポリシロキサンとを
    ヒドロキシルアミン化合物の存在下に反応させることを
    特徴とするポリシラン−ポリシロキサンコポリマーの製
    造方法。
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