JP2000053683A - 鎖状および環状シロキサンオリゴマ―の混合物、その製造方法および使用 - Google Patents
鎖状および環状シロキサンオリゴマ―の混合物、その製造方法および使用Info
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Abstract
び場合により他の有機官能基を有するシロキサンオリゴ
マーの混合物を提供する。 【解決手段】 一般式IおよびII: 【化1】 で表される鎖状および環状シロキサンオリゴマーの混合
物である。
Description
I:
に、不飽和有機官能基および場合によりその他の有機官
能基からなり、その際1個の珪素原子に多くても1個の
不飽和有機官能基が結合している]で表される鎖状およ
び環状シロキサンオリゴマーの混合物に関する。
その使用に関する。
混合物は、例えば有機官能性アルコキシランの意図的加
水分解または縮合により得られる。多官能性シロキサン
オリゴマーを製造する際の特別な問題は、個々のオルガ
ノアルコキシシランまたはオルガノクロロシランの激し
く異なる加水分解特性または縮合特性である。
H基を含有し、アクリル官能性のオルガノシランまたは
オルガノシロキサンの水を含有する溶液が記載される。
このオルガノシロキサンはほとんど完全に加水分解され
る。
ドイツ特許第19624032号明細書から鎖状および
/または環状ビニル官能性およびアルキル官能性シロキ
サンオリゴマーの混合物が記載され、該混合物はそのほ
かにアルコキシ基を有する。この混合物は、例えば無機
質表面および粉末状物質を疎水化するためにおよび熱可
塑性ポリオレフィンの架橋剤として使用される。
コキシ基のほかに不飽和有機官能基および場合によりそ
の他の有機官能基が存在する他のシロキサンオリゴマー
からなる混合物を提供することである。本発明の特別な
課題は、染料および塗料に結合剤として使用することが
できるシロキサンオリゴマーからなる混合物を提供する
ことである。
より、特許請求の範囲に記載された混合物およびその製
造方法により解決される。
プロピル基または3−アクリルオキシプロピル基および
メトキシ基、エトキシ基および/またはプロポキシ基お
よび場合により1〜18個の炭素原子を有するアルキル
基、フルオロアルキル基、イソアルキル基、シクロアル
キル基および/または6〜12個の炭素原子を有するア
リール基からなり、その際1個の珪素原子に多くても1
個の3−メタクリルオキシプロピル基または3−アクリ
ルオキシプロピル基が結合しており、一般式Iの化合物
に関するオリゴマー化度はmが2より大きく、25より
小さい範囲内にあり、一般式IIの化合物に関するオリ
ゴマー化度はnが2以上で8以下の範囲内にあり、Si
基のアルコキシ基に対するモル比からなる商が0.5以
上である]で表される鎖状および環状シロキサンオリゴ
マーの混合物が、成分Aとして3−メタクリルオキシプ
ロピルトリアルコキシシランまたは3−アクリルオキシ
プロピルトリアルコキシシランまたは3−メタクリルオ
キシプロピルメチルジアルコキシシランまたは3−アク
リルオキシプロピルメチルジアルコキシランおよび場合
により成分Bとして1〜18個の炭素原子を有するアル
キル−、フルオロアルキル−、イソアルキル−、シクロ
アルキル−またはフェニル−トリアルコキシシランまた
は1〜18個の炭素原子を有するアルキル−、フルオロ
アルキル−、イソアルキル−、シクロアルキル−または
フェニル−メチルジアルコキシシランまたは前記アルコ
キシシランの混合物および場合により成分Cとしてテト
ラアルコキシランを使用し、かつSi1モル当たり水
0.6〜1.0モルおよび使用されるアルコキシシランに
対して0.1〜5倍の重量のメタノールおよび/または
エタノールを添加して、触媒として有機または無機の酸
の存在で、触媒を有利には水の添加と同時にまたはその
後で反応混合物に添加し、10〜95℃の温度で意図的
に加水分解し、または縮合し、引き続き生成物混合物を
減圧下でおよび底部温度30〜110℃、有利には60
〜110℃で蒸留により処理することにより、意図的に
反応させることにより得られることが判明した。その
際、好ましくは触媒、遊離アルコールおよびモノマーの
加水分解されない出発物質の残りをほぼ定量的に生成物
から除去する。触媒として、例えば酢酸またはギ酸を使
用することができる。有利には本発明の方法に触媒とし
て塩化水素(HCl)を使用する。
ロキサンオリゴマーの混合物は、一般に均質な、透明
な、無色からわずかに黄色に着色した、低粘性の、保存
安定な液体であり、有利には100℃より高い引火点を
有する。
利には種々の官能性の[−Si(R)(R)O−]−単
位の統計的分布を有する本発明のシロキサンオリゴマー
を製造することができる。
オリゴマーの混合物は有利には染料および塗料に結合剤
としてまたは結合剤系を変性するために使用することが
できる。
マーの混合物の沸点は一般に200℃より高いことが有
利である。
I:
プロピル基または3−アクリルオキシプロピル基および
メトキシ基、エトキシ基および/またはプロポキシ基お
よび場合により1〜18個の炭素原子を有するアルキル
基、フルオロアルキル基、イソアルキル基、シクロアル
キル基および/または6〜12個の炭素原子を有するア
リール基からなり、その際1個の珪素原子に多くても1
個の3−メタクリルオキシプロピル基または3−アクリ
ルオキシプロピル基が結合しており、一般式Iの化合物
に関するオリゴマー化度はmが2より大きく、25より
小さい範囲内にあり、一般式IIの化合物に関するオリ
ゴマー化度はnが2以上で8以下の範囲内にあり、Si
基のアルコキシ基に対するモル比からなる商が0.5以
上である]で表される鎖状および環状シロキサンオリゴ
マーの混合物である。
マーの混合物は、存在するシロキサンオリゴマーの重量
に対して、有利には0.1重量%より多く、30重量%
より少ない、特に有利には5〜25重量%のアルコキシ
基含量を有する。
は(i)メタクリルオキシプロピル基および(ii)メ
トキシ基またはエトキシ基からなる。この混合物を製造
するために、好ましくは3−メタクリルオキシプロピル
トリメトキシシランまたは3−メタクリルオキシプロピ
ルトリエトキシシランを使用する。しかしながら混合物
を製造するために、3−メタクリルオキシプロピルトリ
メトキシシランおよびテトラメトキシシランからなる混
合物を使用することができる。
置換基Rは(i)3−メタクリルオキシプロピル基およ
び(ii)メトキシ基またはエトキシ基および(ii
i)メチル基、プロピル基、イソブチル基、オクチル
基、ヘキサデシル基またはフェニル基からなる。この混
合物を製造するために、若干の例を挙げると、3−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシランおよびn−プ
ロピル−トリメトキシシランからなる混合物、または3
−メタクリルオキシ−プロピルトリメトキシシランおよ
びオクチルトリメトキシシランからなる混合物、または
3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、オ
クチルトリメトキシシランおよびテトラメトキシシラン
からなる混合物、または3−メタクリルオキシプロピル
トリメトキシシランおよびn−プロピルトリメトキシシ
ランからなる混合物、または3−メタクリルオキシプロ
ピルトリメトキシシランおよびイソブチルトリメトキシ
シランからなる混合物、または3−メタクリルオキシプ
ロピルトリメトキシシランおよびトリデカフルオロ−
1,1,2,2−テトラヒドロオクチル−1−トリメト
キシシランからなる混合物、または3−メタクリルオキ
シプロピルトリメトキシシランおよびフェニルトリメト
キシシランからなる混合物から出発する。
オリゴマーの混合物の置換基Rは、(i)3−メタクリ
ルオキシプロピル基および(ii)メトキシ基またはエ
トキシ基および(iii)メチル基および(iiii)
プロピル基、イソブチル基、オクチル基、ヘキサデシル
基、フェニル基からなっていてもよい。この混合物を製
造するために、例えば3−メタクリルオキシプロピルト
リメトキシシランおよびn−プロピル−メチルジメトキ
シシランから、または3−メタクリルオキシプロピル−
メチルジメトキシシランおよびオクチルトリメトキシシ
ランから、または3−メタクリルオキシプロピル−メチ
ルジメトキシシランおよびn−プロピルメチルジエトキ
シシランから、または3−メタクリルオキシプロピルト
リメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシランお
よびメチルトリメトキシシランから、または3−メタク
リルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、オクチル
トリメトキシシランおよびテトラメトキシシランから、
または3−メタクリルオキシプロピル−メチルジメトキ
シシラン、n−プロピル−メチルジエトキシシランおよ
びテトラメトキシシランから出発することができる。
ンオリゴマーの混合物は3〜80mPas、特に有利に
は4〜40mPasの粘度を有する。
状シロキサンオリゴマーの系が挙げられる:3−メタク
リルオキシプロピル−/アルコキシ−シロキサン、3−
メタクリルオキシプロピル−/メチル−/アルコキシ−
シロキサン、3−メタクリルオキシプロピル−/プロピ
ル−/アルコキシ−シロキサン、3−メタクリルオキシ
プロピル−/イソブチル−/アルコキシ−シロキサン、
3−メタクリルオキシプロピル−/オクチル−/アルコ
キシ−シロキサン、3−メタクリルオキシプロピル−/
ヘキサデシル−/アルコキシ−シロキサン、3−メタク
リルオキシプロピル−/フェニル−/アルコキシ−シロ
キサン、3−メタクリルオキシプロピル−/ヘプタフル
オロヘキシル−/アルコキシ−シロキサン、3−メタク
リルオキシプロピル−/メチル−/フェニル−/アルコ
キシ−シロキサン、3−メタクリルオキシプロピル−/
メチル−/オクチル−/アルコキシ−シロキサン、3−
メタクリルオキシプロピル−/メチル−/プロピル−/
アルコキシ−シロキサン、3−メタクリルオキシプロピ
ル−/メチル−/オクチル−/アルコキシ−シロキサ
ン、3−メタクリルオキシプロピル−/メチル−/ヘプ
タフルオロヘキシル−/アルコキシ−シロキサン、3−
メタクリルオキシプロピル−/プロピル−/ヘプタフル
オロヘキシル−/アルコキシ−シロキサン、3−メタク
リルオキシプロピル−/オクチル−/ヘプタフルオロヘ
キシル−/アルコキシ−シロキサン、この場合にアルコ
キシ基は有利にはメトキシ基またはエトキシ基であり、
エトキシ基およびメトキシ基が並んで存在していてもよ
い。
環状シロキサンオリゴマーの混合物を意図的に加水分解
により製造する方法であり、その際、成分Aとして3−
メタクリルオキシプロピルトリアルコキシシランまたは
3−アクリルオキシプロピルトリアルコキシシランまた
は3−メタクリルオキシプロピルメチルジアルコキシシ
ランまたは3−アクリルオキシプロピルメチルジアルコ
キシランおよび場合により成分Bとして1〜18個の炭
素原子を有するアルキル−、フルオロアルキル−、イソ
アルキル−、シクロアルキル−またはフェニル−トリア
ルコキシシランまたは1〜18個の炭素原子を有するア
ルキル−、フルオロアルキル−、イソアルキル−、シク
ロアルキル−またはフェニル−メチルジアルコキシシラ
ンまたは前記アルコキシシランの混合物および場合によ
り成分Cとしてテトラアルコキシランを使用し、かつS
i1モル当たり水0.6〜1.0モルおよび使用されるア
ルコキシシランに対して0.1〜5倍の重量のメタノー
ルおよび/またはエタノールを添加して、触媒として
酸、有利にはHClの存在で、10〜95℃の温度で意
図的に加水分解し、かつ縮合し、引き続き生成物混合物
を減圧下でおよび底部温度30〜110℃で蒸留により
処理する。
る:一般に最初に成分A、場合により成分Bおよび場合
により成分Cを装入する。アルコキシシラン混合物に溶
剤または希釈剤、例えばメタノールまたはエタノールを
添加することができる。好ましくは更に反応のために計
算した量の水を添加する。触媒を水の添加と共にまたは
その後に、好ましくは十分に混合して、例えば撹拌して
導入することができる。水の添加または触媒の添加の前
または後に反応混合物を温め、反応後にこうして得られ
る生成物混合物を蒸留により処理することができる。
Cを、有利にはA:B:Cの比が1:0:0〜1:1
0:0、好ましくは1:0:0〜1:4:0、または
1:0:0〜1:0:10、好ましくは1:0:0〜
1:0:4、または1:0:0〜1:10:10、好ま
しくは1:0:0〜1:4:4のモル比で使用する。こ
の場合に、特に成分Bとしてアルキルアルコキシシラン
またはフェニルアルコキシシランまたはアルキルアルコ
キシシランおよびフルオロアルキルアルコキシシランか
らなる混合物またはアルキルアルコキシシランおよびフ
ェニルアルコキシシランからなる混合物を使用する。こ
のためにモノー、オリゴ−またはペルフルオロ化アルキ
ル基、特に1〜9個の炭素原子を有するアルキル基を有
するフルオロアルキル官能性アルコキシシランを使用す
ることができる。
または希釈剤として使用されるアルコールに相当してメ
トキシ基またはエトキシ基を有するアルコキシシランを
使用する。溶剤または希釈剤として好ましくはメタノー
ルまたはエタノールまたはメタノールおよびエタノール
の混合物を使用する。ほかのアルコールまたはアルコー
ル混合物を使用してもよい。
キシシランの加水分解および縮合を、有利には標準圧力
下で10〜85℃の温度で、特に有利には20〜50℃
で実施する。一般に反応を標準圧力下で実施する。反応
を減圧下でまたは過圧で実施することができる。好まし
くは反応混合物の蒸留による処理を開始する前に、反応
混合物を0.5〜3時間にわたり反応させる。
利には成分A、BおよびC0.5重量%未満および遊離
アルコール特に2重量%未満、特に有利には1重量%未
満を含有する。
マーの混合物は、有利には例示的に、しかし限定されず
に、以下の使用に供給することができる:従って本発明
の対象は、流動可能の、硬化可能のメタクリル酸エステ
ルを基礎とする、微粒の無機充填剤を多く充填した注型
樹脂中の添加剤としての本発明の鎖状および環状シロキ
サンオリゴマーの混合物の使用である。これにより、有
利な方法で、本発明の成分を添加しない同様の注型樹脂
に比べて注型樹脂の粘度の明らかな減少を達成すること
ができる。
よび架橋のための本発明の鎖状および環状シロキサンオ
リゴマーの混合物の使用である。
よび成形体の機械的強度および光学的特性を改良するた
めの本発明の鎖状および環状シロキサンオリゴマーの混
合物の使用である。
および変性するための、特にガラス繊維で強化したプラ
スチックの接着力を改良するための本発明の鎖状および
環状シロキサンオリゴマーの混合物の使用である。
ておよび透明塗料の成分としての本発明の鎖状および環
状シロキサンオリゴマーの混合物の使用である。本発明
の鎖状および環状シロキサンオリゴマーの混合物を使用
することにより、適用特性の明らかな改良、特に改良さ
れた耐候性、高い引掻強度および耐薬品性の改良を達成
することができる。
は80〜150℃の温度で熱処理によりおよび/または
放射線での処理により、例えばUV波またはマイクロ波
により、自体公知方法で硬化する被覆を製造するための
本発明の鎖状および環状シロキサンオリゴマーの混合物
の使用である。
表面を処理または被覆するための本発明の鎖状および環
状シロキサンオリゴマーの混合物の使用である。この処
理により表面特性を有利な方法で変性することができ
る。従って本発明の混合物は、特に疎水化剤および/ま
たは接着助剤として、例えば充填剤または顔料に、特に
雲母、アルミニウム、黄銅、銅顔料、真珠光沢顔料等に
使用することができる。
にはTiO2、カオリン、水酸化アルミニウム、CaC
O3、タルクおよび石英粉末またはクリストバライト粉
末をシラン処理するための本発明の鎖状および環状シロ
キサンオリゴマーの混合物の使用である。
る。
2リットル撹拌反応器に、3−メタクリルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン992gを装入し、引き続き室
温、標準圧力下で、37重量%水性HCl 0.2gと
予め混合した水57.6gおよびメタノール256gを
供給する。混合物を加熱して沸騰させ、弱い還流下に1
時間保持する。引き続き大部分のメタノールおよびHC
lを標準圧力下で2時間以内で蒸留する。その後真空を
設定して900ミリバールから約1ミリバールに低下し
た圧力および80℃未満の底部温度で残りのメタノー
ル、HClおよび出発物質を除去し、底部生成物をこの
条件下に2時間保持する。以下の特性を有するシロキサ
ンオリゴマー840gが得られる。
ー):0.3重量% 粘度:35mPas(DIN53015) 沸点:257℃(ASTMD−11209) 引火点:152℃(DIN51755) 密度:1.117g/ml(DIN51757) Cl含量:100mg/kg 平均分子量:650g/モル(ゲル浸透クロマトグラフ
ィー) 例2 真空装置、供給装置および蒸留装置を有するガラス製の
2リットル撹拌反応器に、3−メタクリルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン744gおよびプロピルトリメト
キシシラン492.9gを装入し、引き続き室温、標準
圧力下で、37重量%水性HCl 0.3gと予め混合
した水86.4gおよびメタノール192gを供給す
る。混合物を加熱して沸騰させ、弱い還流下に1時間保
持する。引き続き大部分のメタノールおよびHClを標
準圧力下で3時間以内で蒸留する。その後真空を設定し
て900ミリバールから約1ミリバールに低下した圧力
および95℃未満の底部温度で残りのメタノール、HC
lおよび出発物質を除去し、底部生成物をこの条件下に
2時間保持する。以下の特性を有するシロキサンオリゴ
マー1020gが得られる。 遊離メタノール(ガスクロマトグラフィー):0.6重
量% 粘度:14.3mPas(DIN53015) 沸点:277℃(ASTMD−11209) 引火点:110℃(DIN51755) 密度:1.083g/ml(DIN51757) Cl含量:200mg/kg 平均分子量:570g/モル(ゲル浸透クロマトグラフ
ィー)
Claims (22)
- 【請求項1】 一般式IおよびII: 【化1】 [式中、置換基Rは3−メタクリルオキシプロピル基ま
たは3−アクリルオキシプロピル基およびメトキシ基、
エトキシ基および/またはプロポキシ基および場合によ
り1〜18個の炭素原子を有するアルキル基、フルオロ
アルキル基、イソアルキル基、シクロアルキル基および
/または6〜12個の炭素原子を有するアリール基から
なり、その際1個の珪素原子に多くても1個の3−メタ
クリルオキシプロピル基または3−アクリルオキシプロ
ピル基が結合しており、一般式Iの化合物に関するオリ
ゴマー化度はmが2より大きく、25より小さい範囲内
にあり、一般式IIの化合物に関するオリゴマー化度は
nが2以上で8以下の範囲内にあり、Si基のアルコキ
シ基に対するモル比からなる商が0.5以上である]で
表される鎖状および環状シロキサンオリゴマーの混合
物。 - 【請求項2】 存在するシロキサンオリゴマーの重量に
対して0.1重量%より多く、30重量%より少ないア
ルコキシ基を含有する請求項1記載の鎖状および環状シ
ロキサンオリゴマーの混合物。 - 【請求項3】 置換基Rが(i)3−メタクリルオキシ
プロピル基および(ii)メトキシ基またはエトキシ基
からなる請求項1または2記載の鎖状および環状シロキ
サンオリゴマーの混合物。 - 【請求項4】 置換基Rが(i)3−メタクリルオキシ
プロピル基および(ii)メトキシ基またはエトキシ基
および(iii)メチル基、プロピル基、イソブチル
基、オクチル基、ヘキサデシル基またはフェニル基から
なる請求項1または2記載の鎖状および環状シロキサン
オリゴマーの混合物。 - 【請求項5】 置換基Rが(i)3−メタクリルオキシ
プロピル基および(ii)メトキシ基またはエトキシ基
および(iii)メチル基および(iiii)プロピル
基、イソブチル基、オクチル基、ヘキサデシル基または
フェニル基からなる請求項1または2記載の鎖状および
環状シロキサンオリゴマーの混合物。 - 【請求項6】 3〜80mPasの粘度を有する請求項
1から5までのいずれか1項記載の鎖状および環状シロ
キサンオリゴマーの混合物。 - 【請求項7】 100℃より高い引火点を有する請求項
1から6までのいずれか1項記載の鎖状および環状シロ
キサンオリゴマーの混合物。 - 【請求項8】 200℃より高い沸点を有する請求項1
から7までのいずれか1項記載の鎖状および環状シロキ
サンオリゴマーの混合物。 - 【請求項9】 請求項1から8までのいずれか1項記載
の鎖状および環状シロキサンオリゴマーの混合物を製造
する方法において、成分Aとして3−メタクリルオキシ
プロピルトリアルコキシシランまたは3−アクリルオキ
シプロピルトリアルコキシシランまたは3−メタクリル
オキシプロピルメチルジアルコキシシランまたは3−ア
クリルオキシプロピルメチルジアルコキシランおよび場
合により成分Bとして1〜18個の炭素原子を有するア
ルキル−、フルオロアルキル−、イソアルキル−、シク
ロアルキル−またはフェニルトリアルコキシシランまた
は1〜18個の炭素原子を有するアルキル−、フルオロ
アルキル−、イソアルキル−、シクロアルキル−または
フェニル−メチルジアルコキシシランまたはこれらの混
合物および場合により成分Cとしてテトラアルコキシラ
ンを使用し、かつSi1モル当たり水0.6〜1.0モル
および使用されるアルコキシシランに対して0.1〜5
倍の重量のメタノールおよび/またはエタノールを添加
して、触媒として酸の存在で10〜95℃の温度で意図
的に加水分解し、かつ縮合し、引き続き生成物混合物を
減圧下でおよび底部温度30〜110℃で蒸留により処
理することを特徴とする鎖状および環状シロキサンオリ
ゴマーの混合物を製造する方法。 - 【請求項10】 成分A、BおよびCを、成分A:B:
Cのモル比が1:0:0〜1:10:0または1:0:
0〜1:0:10または1:0:0〜1:10:10で
使用する請求項9記載の方法。 - 【請求項11】 溶剤または希釈剤として使用されるア
ルコールに相当してメトキシ基またはエトキシ基を有す
るアルコキシランを使用する請求項9または10記載の
方法。 - 【請求項12】 触媒として塩化水素を使用する請求項
9から11までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項13】 加水分解および縮合を標準圧力下で1
0〜85℃の温度で実施する請求項9から12までのい
ずれか1項記載の方法。 - 【請求項14】 蒸留処理後に存在する生成物が成分
A、BおよびC0.5重量%未満および遊離アルコール
2重量%未満を含有する請求項9から13までのいずれ
か1項記載の方法。 - 【請求項15】 流動可能の、硬化可能のメタクリル酸
エステルを基礎とする、微粒の無機充填剤を多く充填し
た注型樹脂中の添加剤としての請求項1から14までの
いずれか1項記載の鎖状および環状シロキサンオリゴマ
ーの混合物の使用。 - 【請求項16】 プラスチック物品および成形体の機械
的強度および光学的特性を改良するための請求項1から
14までのいずれか1項記載の鎖状および環状シロキサ
ンオリゴマーの混合物の使用。 - 【請求項17】 ガラス繊維の表面処理のための請求項
1から14までのいずれか1項記載の鎖状および環状シ
ロキサンオリゴマーの混合物の使用。 - 【請求項18】 有機樹脂の変性および架橋のための請
求項1から14までのいずれか1項記載の鎖状および環
状シロキサンオリゴマーの混合物の使用。 - 【請求項19】 塗料の結合剤としておよび透明塗料の
成分としての請求項1から14までのいずれか1項記載
の鎖状および環状シロキサンオリゴマーの混合物の使
用。 - 【請求項20】 40〜200℃の温度での熱処理によ
りおよび/または放射線での処理により、公知方法で硬
化する被覆を製造するための請求項1から14までのい
ずれか1項記載の鎖状および環状シロキサンオリゴマー
の混合物の使用。 - 【請求項21】 無機質または金属の表面を処理または
被覆するための請求項1から14までのいずれか1項記
載の鎖状および環状シロキサンオリゴマーの混合物の使
用。 - 【請求項22】 粉末状物質の表面処理のための請求項
1から14までのいずれか1項記載の鎖状および環状シ
ロキサンオリゴマーの混合物の使用。
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