JP5253197B2 - 両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンの製造方法 - Google Patents
両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンの製造方法 Download PDFInfo
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(A)両末端にシラノール基を有するジオルガノポリシロキサンと
(B)下記一般式(1):
(R1O)aR2 4-a-Si (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数1〜8の非置換又はアルコキシ基置換1価炭化水素基であり、R2は炭素原子数1〜13の1価炭化水素基であり、aは2〜4の整数である。)
で表されるヒドロカルビルオキシシランとを
(C)アンモニア、沸点が20℃以下であるアミンまたはこれらの組み合わせ
の存在下で縮合反応に供して反応混合物を得、
得られた反応混合物を減圧加熱することにより該反応混合物から(C)成分、アルコールおよび未反応の(B)成分を分離除去する
ことを特徴とする下記一般式:
(R1O)a-1R2 4-a-Si-O-
(式中、R1、R2およびaは前記のとおりである。)
で表される末端構造を有する両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンの製造方法を提供する。
(A)成分は、両末端にシラノール基を有するジオルガノポリシロキサンであり、両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンの基本骨格をなすものである。(A)成分は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。(A)成分の好ましい例としては、下記一般式(2):
HO-R3 2SiO(R4 2SiO)nSiR3 2-OH (2)
(式中、R3は独立に非置換または置換の炭素原子数1〜6の1価炭化水素基であり、R4は独立に非置換または置換の炭素原子数1〜13の1価炭化水素基であり、nは10以上の整数である。)
で表されるジオルガノポリシロキサンが挙げられる。
(B)成分は、下記一般式(1):
(R1O)aR2 4-a-Si (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数1〜8の非置換又はアルコキシ基置換1価炭化水素基であり、R2は炭素原子数1〜13の1価炭化水素基であり、aは2〜4の整数である。)
で表されるヒドロカルビルオキシシランである。この(B)成分は、(A)成分である両末端にシラノール基を有するジオルガノポリシロキサンに対する末端変性剤として作用し、目的とする両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンを得るための成分である。(B)成分は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
(C)成分は、アンモニア、沸点が20℃以下であるアミンまたはこれらの組み合わせであり、(A)成分と(B)成分との縮合反応の触媒として用いられる成分である。(C)成分は、縮合反応で得られた反応混合物から減圧加熱によって容易に分離除去することができる。(C)成分は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本発明の製造方法は、まず、(A)成分と(B)成分とを(C)成分の存在下で縮合反応に供して、両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンを含む反応混合物を得る縮合反応工程を有する。
本発明の製造方法は、上記縮合反応工程の後に、該縮合反応で得られた反応混合物を減圧加熱することにより該反応混合物から(C)成分、アルコールおよび未反応の(B)成分を不純物として分離除去する両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンの精製工程を有する。ここで、アルコールは、(C)成分をアルコール溶液以外の形態で仕込んだ場合は、前記縮合反応により生成したアルコールを意味し、(C)成分の一部または全部をアルコール溶液の形態で仕込んだ場合は、前記縮合反応により生成したアルコールと(C)成分とともに仕込んだアルコールとを意味する。(C)成分、アルコールおよび未反応の(B)成分のおのおのが減圧加熱後の反応混合物中に残存する量を測定し、これらの量がいずれも検出限界以下であった場合に、これらの不純物が分離除去されたと判断する。減圧加熱後の反応混合物における(C)成分の残存量は、三菱化学製 全硫黄分析装置TS−100に付属の全窒素検出器ND-100等の全窒素検出器により測定することができ、検出限界としては、例えば、1ppmが挙げられる。また、減圧加熱後の反応混合物におけるアルコールおよび(B)成分であるヒドロカルビルオキシシランの残存量は、常法に従いガスクロマトグラフィーにより測定することができ、検出限界としては、例えば、100ppmが挙げられる。
本発明の製造方法により、下記一般式:
(R1O)a-1R2 4-a-Si-O-
(式中、R1、R2およびaは前記のとおりである。)
で表される末端構造を有する両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンを得ることができる。特に、(A)成分として上記一般式(2)で表されるジオルガノポリシロキサンを用いた場合には、下記一般式:
(R1O)a-1R2 4-a-Si-O-R3 2SiO(R4 2SiO)nSiR3 2-O-Si-R2 4-a(OR1)a-1
(式中、R1〜R4、aおよびnは前記のとおりである。)
で表される両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンを得ることができる。
温度計、攪拌機、窒素導入管、排ガス管及び外部に凝縮器を備えた500mL のTKハイビスミックスf-03型(プライミクス社製)に、粘度が50,000mPa・sの両末端がシラノール基で封鎖されたジメチルポリシロキサン280g、テトラメトキシシラン5.8g及びジメチルアミンの11質量%メタノール溶液(東京化成製)2.0gを仕込み、窒素封入下、35rpmで室温にて1時間混合した。その後、1時間かけて徐々に、装置内を内圧1,330Paまで減圧するとともに温度120℃まで加熱した後、前記と同一の内圧および温度の条件下で2時間、揮発分を分離除去した。その後、装置内を大気圧に戻すとともに室温まで冷却し、不揮発分99.9質量%の無色透明な精製液を得た。得られた精製液中のジメチルアミン濃度は検出限界(1ppm)以下であった。また、精製液において、過剰に添加したテトラメトキシシランの濃度及び触媒であるジメチルアミンとともに添加されたメタノールと縮合反応により副生されたメタノールとの合計の濃度は、いずれも検出限界(100ppm)以下であった。
実施例1において、ジメチルアミンの11質量%メタノール溶液2.0gの代わりにメチルアミンの40質量%メタノール溶液(和光純薬工業製)0.4gを用い、仕込んだ原料の混合時間を1時間から6時間に変更した以外は実施例1と同様にして、不揮発分99.9質量%の無色透明な精製液を得た。得られた精製液中のメチルアミン濃度は検出限界(1ppm)以下であった。また、精製液において、過剰に添加したテトラメトキシシランの濃度及び触媒であるメチルアミンとともに添加されたメタノールと縮合反応により副生されたメタノールとの合計の濃度は、いずれも検出限界(100ppm)以下であった。
実施例1において、ジメチルアミンの11質量%メタノール溶液2.0gの代わりにイソプロピルアミン(和光純薬工業製)0.3gを用い、仕込んだ原料の混合時間を1時間から2時間に変更した以外は実施例1と同様にして、不揮発分99.9質量%の無色透明な精製液を得た。得られた精製液中のイソプロピルアミン濃度は検出限界(1ppm)以下であった。また、精製液において、過剰に添加したテトラメトキシシランの濃度及び縮合反応により副生されたメタノールの濃度は、いずれも検出限界(100ppm)以下であった。
実施例1において、ジメチルアミンの11質量%メタノール溶液2.0gの代わりにイソプロピルアミン(和光純薬工業製)0.3gを用い、仕込んだ原料の混合時間を1時間から6時間に変更した以外は実施例1と同様にして、不揮発分99.9質量%の無色透明な精製液を得た。得られた精製液中のイソプロピルアミン濃度は検出限界(1ppm)以下であった。また、精製液において、過剰に添加したテトラメトキシシランの濃度及び縮合反応により副生されたメタノールの濃度は、いずれも検出限界(100ppm)以下であった。
温度計、攪拌機、窒素導入管及び排ガス管を備えた100Lのゲートミキサーに、粘度が50,000mPa・sの両末端がシラノール基で封鎖されたジメチルポリシロキサン70kg、テトラメトキシシラン1,450g及びジメチルアミンの11質量%メタノール溶液(東京化成製)500gを仕込み、窒素封入下、室温にて2時間混合した。その後、ギアポンプによりこの混合液を120℃に温度制御された2重管を経て、薄膜蒸発器(減圧加熱条件は、温度180℃、内圧270Pa)に54kg/hrの供給速度で連続的に1時間かけて供給し、揮発分を分離除去して、不揮発分99.9質量%の無色透明な精製液を得た。薄膜蒸発器としては伝熱面積0.4m2の凝縮器を内蔵したワイプレン12−4型(神鋼環境ソリューション製)を使用した。得られた精製液中のジメチルアミン濃度は検出限界(1ppm)以下であった。また、精製液において、過剰に添加したテトラメトキシシランの濃度及び触媒であるジメチルアミンとともに添加されたメタノールと縮合反応により副生されたメタノールとの合計の濃度は、いずれも検出限界(100ppm)以下であった。
実施例3において、減圧加熱条件を温度180℃、内圧270Paから温度180℃、内圧670Paに変更し、薄膜蒸発器への混合液の供給速度を54kg/hrから26kg/hrに変更し、薄膜蒸発器としてワイプレン12−4型の代わりに伝熱面積0.1m2の外部の凝縮器と接続されたエバリアクター(関西化学機械製作所製)を使用した以外は実施例3と同様にして、不揮発分99.9質量%の無色透明な精製液を得た。得られた精製液中のジメチルアミン濃度は検出限界(1ppm)以下であった。また、精製液において、過剰に添加したテトラメトキシシランの濃度及び触媒であるジメチルアミンとともに添加されたメタノールと縮合反応により副生されたメタノールとの合計の濃度は、いずれも検出限界(100ppm)以下であった。
実施例3において、減圧加熱条件を温度180℃、内圧270Paから温度210℃、内圧670Paに変更し、薄膜蒸発器への混合液の供給速度を54kg/hrから15kg/hrに変更し、薄膜蒸発器としてワイプレン12−4型の代わりに伝熱面積0.1m2の外部の凝縮器と接続されたハイビスカスエバポレーター(三井造船製)を使用した以外は実施例3と同様にして、不揮発分99.8質量%の無色透明な精製液を得た。得られた精製液中のジメチルアミン濃度は検出限界(1ppm)以下であった。また、精製液において、過剰に添加したテトラメトキシシランの濃度及び触媒であるジメチルアミンとともに添加されたメタノールと縮合反応により副生されたメタノールとの合計の濃度は、いずれも検出限界(100ppm)以下であった。
実施例3において、ジメチルポリシロキサンの添加量を70kgから50kgに変更し、テトラメトキシシランの添加量を1,450gから1,040gに変更し、ジメチルアミンの11質量%メタノール溶液500gの代わりにイソプロピルアミン(和光純薬工業製)50gを用い、減圧加熱条件を温度180℃、内圧270Paから温度180℃、内圧400Paに変更し、薄膜蒸発器への混合液の供給速度を54kg/hrから10kg/hrに変更し、薄膜蒸発器としてワイプレン12−4型の代わりに伝熱面積0.1m2の外部の凝縮器と接続されたハイビスカスエバポレーター(三井造船製)を使用した以外は実施例3と同様にして、不揮発分99.5質量%の無色透明な精製液を得た。得られた精製液中のイソプロピルアミン濃度は12ppmであった。また、精製液において、過剰に添加したテトラメトキシシランの濃度は400ppmであり、縮合反応により副生されたメタノールの濃度は検出限界(100ppm)以下であった。
Claims (5)
- (A)両末端にシラノール基を有するジオルガノポリシロキサンと
(B)下記一般式(1):
(R1O)aR2 4-a-Si (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数1〜8の非置換又はアルコキシ基置換1価炭化水素基であり、R2は炭素原子数1〜13の1価炭化水素基であり、aは2〜4の整数である。)
で表されるヒドロカルビルオキシシランとを
(C)アンモニア、沸点が20℃以下であるアミンまたはこれらの組み合わせ
の存在下で縮合反応に供して反応混合物を得、
得られた反応混合物を減圧加熱することにより該反応混合物から(C)成分、アルコールおよび未反応の(B)成分を分離除去する
ことを特徴とする下記一般式:
(R1O)a-1R2 4-a-Si-O-
(式中、R1、R2およびaは前記のとおりである。)
で表される末端構造を有する両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンの製造方法。 - 前記減圧加熱が薄膜蒸発器により行われる請求項1に係る製造方法。
- 前記(A)成分が下記一般式(2):
HO-R3 2SiO(R4 2SiO)nSiR3 2-OH (2)
(式中、R3は独立に非置換または置換の炭素原子数1〜6の1価炭化水素基であり、R4は独立に非置換または置換の炭素原子数1〜13の1価炭化水素基であり、nは10以上の整数である。)
で表されるジオルガノポリシロキサンであり、
前記両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンが下記一般式:
(R1O)a-1R2 4-a-Si-O-R3 2SiO(R4 2SiO)nSiR3 2-O-Si-R2 4-a(OR1)a-1
(式中、R1〜R4、aおよびnは前記のとおりである。)
で表される
請求項1または2に係る製造方法。 - 前記(C)成分がアンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミンまたはこれらの2種以上の組み合わせである請求項1〜3のいずれか1項に係る製造方法。
- 前記(C)成分がジメチルアミンである請求項1〜4のいずれか1項に係る製造方法。
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JP2009010330A JP5253197B2 (ja) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | 両末端ヒドロカルビルオキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンの製造方法 |
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