JPH0470335B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0470335B2 JPH0470335B2 JP61221520A JP22152086A JPH0470335B2 JP H0470335 B2 JPH0470335 B2 JP H0470335B2 JP 61221520 A JP61221520 A JP 61221520A JP 22152086 A JP22152086 A JP 22152086A JP H0470335 B2 JPH0470335 B2 JP H0470335B2
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- JP
- Japan
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- ammonia
- methyltrialkoxysilane
- prepolymer
- layer
- partially hydrolyzed
- Prior art date
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- Silicon Polymers (AREA)
Description
[発明の技術分野]
本発明は、ポリメチルシルセスキオキサン粉末
およびその製造方法に係わり、さらに詳しくは粒
子径の粒度分布がせまく、さらに接触帯電量の極
めて大きい真球状ポリメチルシルセスキオキサン
粉末およびその製造方法に関する。
[発明の技術的背景とその問題点]
従来より、メチルトリクロロシラン等の3官能
性シランを加水分解・縮合することにより、ポリ
メチルシルセスキオキサンが得られることは知ら
れている。例えば、ベルギー国特許第572412号公
報には、メチルトリクロロシランを噴霧中で加水
分解させるか、または多量の水中に攪拌しながら
滴下して加水分解させ、固体状のポリメチルシル
セスキオキサンを得る方法が記載されている。
しかしこの方法では、加水分解反応時の発熱が
大きく、多量の塩化水素が副生するので装置が腐
蝕されるという問題のほか、生成するポリメチル
シルセスキオキサンに副生塩化水素と未加水分解
のメチルトリクロロシランが残り、比較的多量の
塩素原子が残存するという欠点があつた。さらに
この方法では多量の水を使用することから生産効
率が悪いという欠点もあつた。
上記の欠点をなくす方法として、特開昭54−
72300号公報には、塩素量が0.1〜5.0重量%であ
り、メチルトリアルコキシシランおよび/または
その部分加水分解物を、アルカリ土類金属水酸化
物またはアルカリ金属炭酸塩を含む水溶液中で、
加水分解・縮合させる方法が開示されている。
しかし、この方法では生成するポリメチルシル
セスキオキサン粉末にアルカリ土類金属やアルカ
リ金属が比較的多量に残存するので、各種合成樹
脂用充填材等に利用する場合、吸湿しやすいとい
う問題があつた。またこの方法では、原料のメチ
ルトリアルコキシシランおよび/またはその部分
加水分解物の塩素量を0.1〜5.0重量%に調整しな
ければならないという難点もあつた。
本発明者は、先にメチルトリアルコキシシラン
および/またはその部分加水分解縮合物を、該シ
ランおよび/またはその部分加水分解縮合物中に
存在する塩素原子を中和するのに充分な量に触媒
量を加えた量のアンモニアまたはアミンの水溶液
下で加水分解・縮合させることによつて、前述の
問題点を解決し、自由流動性に優れたポリメチル
シルセスキオキサン粉末を得ることに成功した
(特開昭60−13813号公報)。この方法により有機
粉末としてのポリメチルシルセスキオキサンの新
たな有用性が見出されたが、さらに有機粉体とし
ての粒子形状等の品質付与が必要とされ、その改
善が望まれていた。
[発明の目的]
本発明は粒子形状の均一性、極めて大きな接触
帯電量を有する等の品質特性を付与したポリメチ
ルシルセスキオキサン粉末とその製造方法を提供
することを目的とする。
[発明の構成]
本発明者は、このような品質特性に優れたポリ
メチルシルセスキオキサンを得るべく、鋭意研究
を重ねた結果、メチルトリアルコキシシランをア
ンモニアまたはアミンの水溶液下で加水分解・縮
合反応を行なう際に、適切な攪拌条件を設定する
ことによりこのようなポリメチルシルセスキオキ
サン粉末が得られることを見出し、ここに発明を
なすに至つた。
すなわち本発明は、(a)メチルトリアルコキシシ
ランおよび/またはその部分加水分解縮合物、ま
たはメチルトリアルコキシシランおよび/または
その部分加水分解縮合物と有機溶剤との混合溶液
と、(b)アンモニアまたはアミンの水溶液、およ
び/またはアンモニアまたはアミンの水と有機溶
剤との混合溶媒による溶液とを、2層状態で反応
させてプレポリマーとし、生成したプレポリマー
が高分子量化するまで沈殿させない攪拌条件下で
攪拌を続けて得られる、粒子の形状が各々独立し
たほぼ真球状であり、粒度分布が平均粒子径の±
30%であり、かつ接触帯電量が−200〜−
2000μC/gである真球状ポリメチルシルセスキ
オキサン粉末、並びに(a)メチルトリアルコキシシ
ランおよび/またはその部分加水分解縮合物、ま
たはメチルトリアルコキシシランおよび/または
その部分加水分解縮合物と有機溶剤との混合溶液
と、(b)アンモニアまたはアミンの水溶液、およ
び/またはアンモニアまたはアミンの水と有機溶
剤との混合溶媒による溶液とを、両者を実質的に
混合することなく、前者が上層に、後者が下層に
なるよう2層状態にする工程と、前記(a),(b)両液
を、上下2層状態を維持しつつ両層の界面で生成
して分離したプレポリマーが沈殿することなく下
層に浮遊状態で存在する攪拌条件で上層が消失す
るまで攪拌を続ける工程と、上層が消失した後、
前記分離したプレポリマーが浮遊状態で存在する
攪拌条件で攪拌を続けて、前記プレポリマーを沈
殿させても癒着しない分子量となるまで高分子量
化する工程とを有することを特徴とする真球状ポ
リメチルシルセスキオキサン粉末の製造方法であ
る。
本発明における原料のメチルトリアルコキシシ
ランおよびその部分加水分解縮合物は、例えば公
知の方法によりメチルトリクロロシランを適当な
アルコールでアルコキシ化したものでよい。この
メチルトリアルコキシシランは、アルコキシ化反
応に使用するアルコールの種類により、メチルト
リメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、
メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキ
シシラン等が得られ、またメチルトリアルコキシ
シランを完全に加水分解するのに要する理論量よ
り少量の水を存在させることにより得られるメチ
ルトリアルコキシシランの部分加水分解縮合物を
用いてもよい。これらのメチルトリアルコキシシ
ランのうち、生産効率からメチルトリメトキシシ
ランを用いることが好ましい。
本発明においては、アルコキシ化反応によつて
得られたメチルトリアルコキシシランまたはその
部分加水分解縮合物中に副生する塩化水素または
未反応のメチルクロロシランとして存在する塩素
原子の量は、特に限定されるものではない。
本発明におけるアンモニアまたはアミン類は、
メチルトリアルコキシシラン中に残存する塩素原
子の中和剤であり、かつメチルトリアルコキシシ
ランの加水分解・縮合反応の触媒である。このア
ミン類としては、モノメチルアミン、ジメチルア
ミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、エチ
レンジアミン等が例示される。
本発明に用いるアンモニアまたはアミン類とし
ては、毒性が少なく、除去が容易で、しかも安価
なことからアンモニアが有利であり、一般に市販
されているアンモニア水溶液(濃度28%)を使用
することができる。
これらのアンモニアおよびアミン類の使用量
は、メチルトリアルコキシシランまたはその部分
加水分解縮合物中に存在する塩素原子を中和する
のに充分な量に触媒量を加えた量であるが、除去
等の点で必要最小限にとどめるべきである。アン
モニアおよびアミン類の使用量が少なすぎると、
アルコキシシラン類の加水分解、さらには縮合反
応が進行せず目的物が得られない。
アンモニアまたはアミン類は、水溶液または水
と有機溶剤との混合液の水溶液として用いられ
る。この有機溶剤としては、メタノール、エタノ
ール、プロピルアルコール、n−ブタノール、
iso−ブタノールのようなアルコール類;ジメチ
ルケトン、メチルエチルケトン、アセトンのよう
なケトン類;脂肪族炭化水素系溶剤;トルエン、
キシレンのような芳香族炭化水素系溶剤等が例示
される。トルエン、キシレンのような芳香族炭化
水素系溶剤を使用する場合は、メチルトリアルコ
キシシランおよび/またはその部分加水分解縮合
物と均一に混合して用いる。
有機溶剤の配合量は特に規制されないが、水と
有機溶剤の合計量の100重量部に対し20重量部以
下であることが好ましい。
アンモニアおよびアミン類の水溶液の使用量
は、メチルトリアルコキシシランまたはその部分
加水分解縮合物のアルコキシ基、もしくは未反応
のクロロシランの塩素原子を加水分解するのに必
要な理論量の2倍以上の水を含む量があればよ
い。特に上記アミン類の水溶液の使用量に上限は
ない。しかし、水溶液の使用量が多くなると、反
応工程上不利であり、反応時間も長くなる。逆に
あまり使用量が少なくなりすぎると、副生するア
ルコールにより加水分解反応が阻害されて反応時
間が長くかかり、またほぼ真球状である本発明の
目的物は得られない。
本発明におけるほぼ真球状のポリメチルシルセ
スキオキサン粉末を得るための加水分解・縮合反
応は、以下のようにして行なう。
すなわち、攪拌羽根のついた容器中に、アンモ
ニアまたはアミン類の水溶液あるいはアンモニア
またはアミン類の水と有機溶剤との混合液(以下
アルカリ溶液と記す。)とメチルトリアルコキシ
シランおよび/またはその部分加水分解縮合物と
を、下層にアルカリ溶液層、上層がメチルトリア
ルコキシシランおよび/またはその部分加水分解
縮合物層の2層状態となるように仕込む。次い
で、この2層の溶液を適度な攪拌速度で攪拌しな
がら界面でメチルトリアルコキシシランとアルカ
リ溶液との加水分解・縮合反応を徐々に行なう。
反応が進行するにつれ、球状粒子(プレポリマ
ー)が生成され、下層のアルカリ溶液層に移行
し、下層は乳白色に変化する。
この反応における攪拌条件は、攪拌羽根の形
状、アルカリ溶液の組成などにより変わるが、目
的物の真球状かつ粒度分布の狭い粒子を得るため
には、2〜100r.p.m程度の速度で行なうことが好
ましく、さらに好ましくは5〜50r.p.mである。
攪拌速度が大きすぎると、反応前のメチルトリア
ルコキシシランおよび/またはその部分加水分解
縮合物が、アルカリ溶液中に巻き込まれ、アルカ
リ溶液中で加水分解・縮合反応が急速に起こるた
め、粒子(プレポリマー)が癒着してしまう。た
だし、攪拌速度があまり小さいと、界面反応によ
つて生成する粒子(プレポリマー)が、下層のア
ルカリ溶液中で分散しにくく、沈降して凝集し塊
状になりやすいため、上記下限値以上の速度で攪
拌することが好ましい。
また、この加水分解・縮合反応の温度は特に規
制されないが、メチルトリアルコキシシランの沸
点以下になるように調整すべきである。例えばメ
チルトリメトキシシランの場合は、50℃以下で行
なうことが好ましい。
上記条件により、上層のメチルトリアルコキシ
シランの層が消失するまで反応を行ない、さらに
攪拌を続けて生成した粒子(プレポリマー)を癒
着しない程度まで高分子量化する。この攪拌の時
間および温度は、その製造量等により変わるが、
1〜10時間程度が妥当で、また必要に応じて約50
℃程度に昇温してもよい。
次いで、デイスパージヨンを金網を通して抜き
取り、遠心分離法あるいは遠心濾過法等により脱
水を行ない、得られたペースト状物を100〜220℃
で加熱乾燥後、ジエツトミル粉砕機などを用いて
解砕を行なうことにより、少なくとも95%以上の
ものがほぼ真球状で、接触帯電量が、−200〜−
2000μC/gであるポリメチルシルセスキオキサ
ン粉末が得られる。
[発明の効果]
本発明の製造方法により、はじめて真球状ポリ
メチルシルセスキオキサン粉末を得ることができ
る。本発明で得られる真球状ポリメチルシルセス
キオキサン粉末は、合成樹脂の充填剤および添加
剤として、例えば合成樹脂フイルム、紙などのす
べり性の付与や離形性付与剤として用いられる。
特に粒径分布が極めて狭いことから、前述の効果
をもたせる塗料などにおいてその薄膜の厚さが厳
しく管理されるような用途に適している。
また接触帯電量が大きいことから、異種粉体の
帯電量の調整が少量の添加で可能となる。
[実施例]
以下、本発明の実施例について説明する。な
お、実施例中の部はすべて重量部を示す。
まず、水と28%の濃度のアンモニア水溶液を第
1表に示す割合で容器内で攪拌し、アンモニア水
溶液A1〜A4を得た。なお、表中の配合量を示す
数字は部を表わす。(以下同じ。)
[Technical Field of the Invention] The present invention relates to a polymethylsilsesquioxane powder and a method for producing the same, and more specifically, to polymethylsilsesquioxane powder having a narrow particle size distribution and an extremely large amount of contact charge. This invention relates to powder and its manufacturing method. [Technical background of the invention and its problems] It has been known that polymethylsilsesquioxane can be obtained by hydrolyzing and condensing trifunctional silanes such as methyltrichlorosilane. For example, Belgian Patent No. 572412 discloses that methyltrichlorosilane is hydrolyzed in a spray or dropped into a large amount of water with stirring to be hydrolyzed to obtain solid polymethylsilsesquioxane. The method is described. However, with this method, there is a problem that the heat generated during the hydrolysis reaction is large and a large amount of hydrogen chloride is produced as a by-product, which corrodes the equipment. The drawback was that methyltrichlorosilane remained, and a relatively large amount of chlorine atoms remained. Furthermore, this method also had the disadvantage of poor production efficiency due to the use of a large amount of water. As a way to eliminate the above drawbacks, JP-A-54-
Publication No. 72300 discloses that methyltrialkoxysilane and/or its partial hydrolyzate is mixed in an aqueous solution containing an alkaline earth metal hydroxide or an alkali metal carbonate, and the amount of chlorine is 0.1 to 5.0% by weight.
A method for hydrolyzing and condensing is disclosed. However, in this method, relatively large amounts of alkaline earth metals and alkali metals remain in the polymethylsilsesquioxane powder produced, so when used as fillers for various synthetic resins, there is a problem that it easily absorbs moisture. Ta. This method also has the disadvantage that the amount of chlorine in the raw material methyltrialkoxysilane and/or its partial hydrolyzate must be adjusted to 0.1 to 5.0% by weight. The present inventor first prepared a catalyst using methyltrialkoxysilane and/or its partially hydrolyzed condensate in an amount sufficient to neutralize the chlorine atoms present in the silane and/or its partially hydrolyzed condensate. By hydrolysis and condensation in an aqueous solution of ammonia or amine in a large amount, the above-mentioned problems were solved and a polymethylsilsesquioxane powder with excellent free-flowing properties was successfully obtained. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 13813/1983). Through this method, new usefulness of polymethylsilsesquioxane as an organic powder was discovered, but it was also necessary to impart qualities such as particle shape as an organic powder, and improvement thereof was desired. [Objective of the Invention] An object of the present invention is to provide a polymethylsilsesquioxane powder having quality characteristics such as uniformity of particle shape and extremely large amount of contact charge, and a method for producing the same. [Structure of the Invention] In order to obtain polymethylsilsesquioxane with such excellent quality characteristics, the present inventor has conducted extensive research, and as a result, methyltrialkoxysilane was hydrolyzed in an aqueous solution of ammonia or amine. The present inventors have discovered that such polymethylsilsesquioxane powder can be obtained by setting appropriate stirring conditions during the condensation reaction, and have now accomplished the invention. That is, the present invention provides (a) methyltrialkoxysilane and/or a partially hydrolyzed condensate thereof, or a mixed solution of methyltrialkoxysilane and/or a partially hydrolyzed condensate thereof and an organic solvent, and (b) ammonia or An aqueous solution of an amine and/or a solution of ammonia or an amine in a mixed solvent of water and an organic solvent is reacted in a two-layer state to form a prepolymer, and the resulting prepolymer is stirred under stirring conditions that do not precipitate until the molecular weight reaches a high molecular weight. The particles obtained by continuous stirring at
30%, and the contact charge amount is -200 to -
A true spherical polymethylsilsesquioxane powder having a density of 2000 μC/g, and (a) methyltrialkoxysilane and/or a partially hydrolyzed condensate thereof, or methyltrialkoxysilane and/or a partially hydrolyzed condensate thereof and an organic solvent. and (b) an aqueous solution of ammonia or amine, and/or a solution of ammonia or amine in a mixed solvent of water and an organic solvent, without substantially mixing the two, with the former in the upper layer, A step of forming a two-layer state with the latter being the lower layer, and a step of forming the above-mentioned (a) and (b) liquids at the interface of both layers while maintaining the upper and lower two-layer state, and precipitating the separated prepolymer. The process of continuing stirring until the upper layer disappears under stirring conditions where the upper layer is suspended in the lower layer, and after the upper layer disappears,
A true spherical polymethyl characterized by comprising the step of continuing stirring under stirring conditions in which the separated prepolymer exists in a suspended state, and increasing the molecular weight to a molecular weight that will not cause coalescence even if the prepolymer is precipitated. This is a method for producing silsesquioxane powder. The raw material methyltrialkoxysilane and its partially hydrolyzed condensate in the present invention may be, for example, methyltrichlorosilane alkoxylated with a suitable alcohol by a known method. This methyltrialkoxysilane is classified into methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriethoxysilane,
Partial hydrolytic condensation of methyltripropoxysilane, methyltributoxysilane, etc., obtained by the presence of a smaller amount of water than the theoretical amount required to completely hydrolyze methyltrialkoxysilane. You may also use objects. Among these methyltrialkoxysilanes, methyltrimethoxysilane is preferably used from the viewpoint of production efficiency. In the present invention, the amount of chlorine atoms present as by-product hydrogen chloride or unreacted methylchlorosilane in the methyltrialkoxysilane obtained by the alkoxylation reaction or its partially hydrolyzed condensate is particularly limited. It's not something you can do. Ammonia or amines in the present invention are
It is a neutralizing agent for the chlorine atoms remaining in methyltrialkoxysilane, and a catalyst for the hydrolysis/condensation reaction of methyltrialkoxysilane. Examples of the amines include monomethylamine, dimethylamine, monoethylamine, diethylamine, and ethylenediamine. As the ammonia or amines used in the present invention, ammonia is advantageous because it has low toxicity, is easy to remove, and is inexpensive, and a commercially available aqueous ammonia solution (concentration 28%) can be used. The amount of ammonia and amines used is the amount sufficient to neutralize the chlorine atoms present in methyltrialkoxysilane or its partially hydrolyzed condensate, plus a catalytic amount. Therefore, it should be kept to the minimum necessary. If the amount of ammonia and amines used is too low,
Hydrolysis of alkoxysilanes and further condensation reactions do not proceed, making it impossible to obtain the desired product. Ammonia or amines are used as an aqueous solution or a mixed solution of water and an organic solvent. Examples of this organic solvent include methanol, ethanol, propyl alcohol, n-butanol,
Alcohols such as iso-butanol; ketones such as dimethyl ketone, methyl ethyl ketone, and acetone; aliphatic hydrocarbon solvents; toluene,
Examples include aromatic hydrocarbon solvents such as xylene. When an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene or xylene is used, it is mixed uniformly with methyltrialkoxysilane and/or its partially hydrolyzed condensate. Although the amount of the organic solvent is not particularly limited, it is preferably 20 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total amount of water and organic solvent. The amount of ammonia and amine aqueous solution to be used is at least twice the theoretical amount of water required to hydrolyze the alkoxy groups of methyltrialkoxysilane or its partially hydrolyzed condensate, or the chlorine atoms of unreacted chlorosilane. It is sufficient if there is an amount that includes. In particular, there is no upper limit to the amount of the aqueous solution of the amines mentioned above. However, when the amount of the aqueous solution used increases, it is disadvantageous in terms of the reaction process and the reaction time becomes longer. On the other hand, if the amount used is too small, the hydrolysis reaction will be inhibited by the alcohol by-produced, resulting in a long reaction time, and the object of the present invention having a substantially perfect spherical shape will not be obtained. The hydrolysis/condensation reaction for obtaining substantially spherical polymethylsilsesquioxane powder in the present invention is carried out as follows. That is, in a container equipped with a stirring blade, an aqueous solution of ammonia or amines or a mixture of ammonia or amines in water and an organic solvent (hereinafter referred to as an alkaline solution) and methyltrialkoxysilane and/or its partially hydrated solution are placed. The decomposed condensate and the decomposition condensate are prepared in a two-layered state, with the alkaline solution layer in the lower layer and the methyltrialkoxysilane and/or its partially hydrolyzed condensate layer in the upper layer. Next, the two-layer solution is stirred at an appropriate stirring speed to gradually carry out a hydrolysis/condensation reaction between the methyltrialkoxysilane and the alkaline solution at the interface.
As the reaction progresses, spherical particles (prepolymer) are produced and migrate to the lower alkaline solution layer, and the lower layer turns milky white. The stirring conditions for this reaction vary depending on the shape of the stirring blade, the composition of the alkaline solution, etc., but in order to obtain the target particles that are perfectly spherical and have a narrow particle size distribution, it is recommended to carry out the stirring at a speed of about 2 to 100 rpm. Preferably, it is more preferably 5 to 50 rpm.
If the stirring speed is too high, the methyltrialkoxysilane and/or its partially hydrolyzed condensate before reaction will be drawn into the alkaline solution, and the hydrolysis/condensation reaction will occur rapidly in the alkaline solution, causing particles (precipitates) to form. polymer) will adhere to each other. However, if the stirring speed is too low, the particles (prepolymer) generated by the interfacial reaction will be difficult to disperse in the alkaline solution in the lower layer, and will tend to settle, aggregate, and form lumps. It is preferable to stir with Further, the temperature of this hydrolysis/condensation reaction is not particularly limited, but should be adjusted to be below the boiling point of methyltrialkoxysilane. For example, in the case of methyltrimethoxysilane, the temperature is preferably 50°C or lower. Under the above conditions, the reaction is carried out until the upper methyltrialkoxysilane layer disappears, and stirring is continued to increase the molecular weight of the particles (prepolymer) produced to the extent that they do not coalesce. The time and temperature of this stirring will vary depending on the amount of production, etc.
About 1 to 10 hours is reasonable, and about 50 hours if necessary.
The temperature may be raised to about ℃. Next, the dispersion is extracted through a wire mesh, dehydrated by centrifugal separation or centrifugal filtration, and the resulting paste is heated at 100 to 220°C.
After heating and drying, the powder is crushed using a jet mill, etc., so that at least 95% of the particles are almost perfectly spherical and the amount of contact charge is -200 to -.
A polymethylsilsesquioxane powder with a concentration of 2000 μC/g is obtained. [Effects of the Invention] By the production method of the present invention, truly spherical polymethylsilsesquioxane powder can be obtained for the first time. The true spherical polymethylsilsesquioxane powder obtained in the present invention is used as a filler and additive for synthetic resins, for example, as an agent for imparting slipperiness and mold release properties to synthetic resin films, paper, etc.
In particular, since the particle size distribution is extremely narrow, it is suitable for applications where the thickness of the thin film is strictly controlled, such as in paints that provide the above-mentioned effects. Furthermore, since the amount of contact charge is large, the amount of charge of different powders can be adjusted by adding a small amount. [Examples] Examples of the present invention will be described below. Note that all parts in the examples indicate parts by weight. First, water and an ammonia aqueous solution having a concentration of 28% were stirred in a container at the ratio shown in Table 1 to obtain ammonia aqueous solutions A1 to A4. Note that the numbers indicating the blending amounts in the table represent parts. (same as below.)
【表】
実施例 1
温度計、還流器および攪拌機のついた4ツ口フ
ラスコにアンモニア水溶液A1を4000部とり、
100r.p.mで10分間攪拌して均一なアンモニア水溶
液にした。このアンモニア水溶液に、塩素原子換
算量で10ppmのメチルトリメトキシシラン600部
を、5r.p.mで攪拌機を回しながらアンモニア水溶
液中に混ざらないようにすみやかに加え、上層に
メチルトリメトキシシラン層、下層にアンモニア
水溶液層の2層状態になるようにした。次いで攪
拌機の攪拌速度を20r.p.mにして2層状態を保ち
ながらメチルトリメトキシシランとアンモニア水
溶液との界面において加水分解・縮合反応を進行
させた。反応が進むにつれ、反応物は下層に徐々
に沈降し、下層は反応物(プレポリマー)が浮遊
して白濁し、上層のメチルトリメトキシシラン層
は、徐々に層が薄くなり、約3時間で目視で消失
した。さらに温度を50〜60℃に保ち、同条件で3
時間攪拌を行つて高分子量化させた後、25℃に冷
却した。次いで析出した生成物を100メツシユの
金網で濾過後、遠心分離により脱水してケーキ状
にし、このケーキ層を200℃の乾燥器中で乾燥さ
せた。これをラボジエツトを用いて解砕して、白
色粉末を得た。
このようにして得たポリメチルシルセスキオキ
サン粉末を、電子顕微鏡で観察したところ、粒子
径のX軸とY軸の比が1.0〜1.2であるほぼ真球状
であり、平均粒子径が約1.9μm(1.7〜2.1μm)の
ものであつた。また接触帯電量を接触帯電量測定
器(東芝ケミカル(株)製)にてブローオフ法により
測定したところ、その結果は−1000μC/gであ
つた。
実施例 2〜5
第2表に示す配合および反応時の攪拌速度以外
は実施例1と同一条件で、メチルトリメトキシシ
ランの加水分解・縮合反応を行ない、第2表に示
すポリメチルシルセスキオキサン粉末を得た。
比較例 1〜3
本発明との比較のため、比較例1として、メチ
ルトリメトキシシラン層とアンモニア水溶液層と
が混合するように攪拌速度を大きくして、第2表
に示す配合によりメチルトリメトキシシランの加
水分解・縮合反応を行つた。また比較例2とし
て、反応途中の生成物が下層の底に沈降し推積す
るように攪拌速度を小さくして、第2表に示す配
合によりメチルトリメトキシシランの加水分解・
縮合反応を行つた。次いで実施例と同一条件で乾
燥、解砕して得た比較例1,2の各ポリメチルシ
ルセスキオキサン粉末の特性は、第2表に示すと
おりである。
さらに比較例3として、以下に示す条件および
方法(特開昭60−13813号公報に実施例1として
記載された方法)でポリメチルシルセスキオキサ
ン粉末を作製した。
まず、1の4ツ口フラスコに水500部と28%
濃度のアンモニア水溶液50部とを仕込み、攪拌し
て均一なアンモニア水溶液(A5)とした後、
30r.p.m.で攪拌しながら塩素原子換算量で5ppm
のメチルトリメトキシシラン200部を約40分かけ
て徐々に滴下した。
次に、反応系を84℃で還流させ、この温度で約
1時間反応を続けた。反応終了後冷却し、フラス
コ内に析出した生成物を捕集し、実施例と同一条
件で乾燥、解砕してポリメチルシルセスキオキサ
ン粉末を得た。このポリメチルシルセスキオキサ
ン粉末の特性は、第2表に示すとおりである。[Table] Example 1 Add 4000 parts of ammonia aqueous solution A1 to a 4-necked flask equipped with a thermometer, reflux device, and stirrer,
The mixture was stirred at 100 rpm for 10 minutes to obtain a uniform ammonia aqueous solution. To this ammonia aqueous solution, quickly add 600 parts of methyltrimethoxysilane with a chlorine atom equivalent of 10 ppm while running a stirrer at 5 rpm so as not to mix it into the ammonia aqueous solution. A two-layered ammonia solution layer was formed. Next, the stirring speed of the stirrer was set to 20 rpm to allow the hydrolysis/condensation reaction to proceed at the interface between methyltrimethoxysilane and ammonia aqueous solution while maintaining a two-layer state. As the reaction progresses, the reactant gradually settles to the lower layer, and the lower layer becomes cloudy with the reactant (prepolymer) floating, and the upper methyltrimethoxysilane layer gradually becomes thinner, and the layer becomes cloudy in about 3 hours. It disappeared visually. Furthermore, the temperature was kept at 50 to 60℃, and 3
After stirring for a period of time to increase the molecular weight, the mixture was cooled to 25°C. Next, the precipitated product was filtered through a 100-mesh wire mesh, dehydrated by centrifugation to form a cake, and this cake layer was dried in a dryer at 200°C. This was crushed using a lab jet to obtain a white powder. When the polymethylsilsesquioxane powder thus obtained was observed with an electron microscope, it was found to be almost perfectly spherical with a particle size ratio of 1.0 to 1.2, and an average particle size of about 1.9. It was μm (1.7 to 2.1 μm). Further, the contact charge amount was measured by the blow-off method using a contact charge amount measuring device (manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd.), and the result was -1000 μC/g. Examples 2 to 5 Hydrolysis and condensation reactions of methyltrimethoxysilane were carried out under the same conditions as in Example 1 except for the formulation shown in Table 2 and the stirring speed during the reaction. Sun powder was obtained. Comparative Examples 1 to 3 For comparison with the present invention, as Comparative Example 1, the stirring speed was increased so that the methyltrimethoxysilane layer and the ammonia aqueous solution layer were mixed, and methyltrimethoxysilane was prepared according to the formulation shown in Table 2. Hydrolysis and condensation reactions of silane were carried out. In addition, as Comparative Example 2, the stirring speed was reduced so that the products in the middle of the reaction settled and accumulated at the bottom of the lower layer, and the formulation shown in Table 2 was used to hydrolyze methyltrimethoxysilane.
A condensation reaction was carried out. The properties of the polymethylsilsesquioxane powders of Comparative Examples 1 and 2 obtained by drying and crushing under the same conditions as in the Examples are shown in Table 2. Furthermore, as Comparative Example 3, polymethylsilsesquioxane powder was produced under the conditions and method shown below (method described as Example 1 in Japanese Patent Application Laid-Open No. 13813/1982). First, add 500 parts of water and 28% to a 4-necked flask.
After preparing 50 parts of concentrated ammonia aqueous solution and stirring to make a uniform ammonia aqueous solution (A5),
5ppm in terms of chlorine atoms while stirring at 30rpm
200 parts of methyltrimethoxysilane was gradually added dropwise over about 40 minutes. Next, the reaction system was refluxed at 84°C, and the reaction was continued at this temperature for about 1 hour. After the reaction was completed, it was cooled, and the product precipitated in the flask was collected, dried and crushed under the same conditions as in Examples to obtain polymethylsilsesquioxane powder. The properties of this polymethylsilsesquioxane powder are shown in Table 2.
【表】
*2:個々の粒子形状は不定形。
実施例 6〜8
第3表に示す量のA2のアンモニア水溶液と有
機溶剤を実施例1で用いたフラスコにとり100r.
p.mで10分間攪拌して均一にした後、実施例1と
同様にしてメチルトリメトキシシラン600部を加
え、攪拌速度を15r.p.mとする以外は実施例1と
同一条件で反応させ、第3表に示すそれぞれほぼ
真球状のポリメチルシルセスキオキサン粉末を得
た。
実施例 9
有機溶剤としてトルエンをあらかじめメチルト
リメトキシシランと混合して用いた以外は、実施
例6と同一条件で反応させ、第3表に示すほぼ真
球状のポリメチルシルセスキオキサン粉末を得
た。[Table] *2: Individual particle shape is irregular.
Examples 6 to 8 Aqueous ammonia solution and organic solvent of A2 in the amounts shown in Table 3 were placed in the flask used in Example 1 and heated at 100 r.
After stirring for 10 minutes at Almost spherical polymethylsilsesquioxane powders shown in the table were obtained. Example 9 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 6, except that toluene was mixed with methyltrimethoxysilane in advance as an organic solvent, and almost perfectly spherical polymethylsilsesquioxane powder shown in Table 3 was obtained. Ta.
第1図は本発明の一実施例の拡大図である。 FIG. 1 is an enlarged view of one embodiment of the present invention.
Claims (1)
はその部分加水分解縮合物、またはメチルトリア
ルコキシシランおよび/またはその部分加水分解
縮合物と有機溶剤との混合溶液と、(b)アンモニア
またはアミンの水溶液、および/またはアンモニ
アまたはアミンの水と有機溶剤との混合溶媒によ
る溶液とを、2層状態で反応させてプレポリマー
とし、生成したプレポリマーが高分子量化するま
で沈殿させない攪拌条件下で攪拌を続けて得られ
る、粒子の形状が各々独立したほぼ真球状であ
り、粒度分布が平均粒子径の±30%であり、かつ
接触帯電量が−200〜−2000μC/gである真球状
ポリメチルシルセスキオキサン粉末。 2 (a)メチルトリアルコキシシランおよび/また
はその部分加水分解縮合物、またはメチルトリア
ルコキシシランおよび/またはその部分加水分解
縮合物と有機溶剤との混合溶液と、(b)アンモニア
またはアミンの水溶液、および/またはアンモニ
アまたはアミンの水と有機溶剤との混合溶媒によ
る溶液とを、両者を実質的に混合することなく、
前者が上層に、後者が下層になるよう2層状態に
する工程と、 前記(a),(b)両液を、上下2層状態を維持しつつ
両層の界面で生成して分離したプレポリマーが沈
殿することなく下層に浮遊状態で存在する攪拌条
件で上層が消失するまで攪拌を続ける工程と、 上層が消失した後、前記分離したプレポリマー
が浮遊状態で存在する攪拌条件で攪拌を続けて、
前記プレポリマーを沈殿させても癒着しない分子
量となるまで高分子量化する工程と を有することを特徴とする真球状ポリメチルシル
セスキオキサン粉末の製造方法。[Scope of Claims] 1 (a) methyltrialkoxysilane and/or a partially hydrolyzed condensate thereof, or a mixed solution of methyltrialkoxysilane and/or a partially hydrolyzed condensate thereof and an organic solvent; (b) An aqueous solution of ammonia or amine and/or a solution of ammonia or amine in a mixed solvent of water and an organic solvent is reacted in a two-layer state to form a prepolymer, and the resulting prepolymer is stirred without precipitation until it reaches a high molecular weight. The particles are obtained by continuous stirring under the following conditions, and each particle has an independent, almost perfect spherical shape, a particle size distribution of ±30% of the average particle diameter, and a contact charge amount of -200 to -2000 μC/g. True spherical polymethylsilsesquioxane powder. 2 (a) methyltrialkoxysilane and/or a partially hydrolyzed condensate thereof, or a mixed solution of methyltrialkoxysilane and/or a partially hydrolyzed condensate thereof and an organic solvent; (b) an aqueous solution of ammonia or an amine; and/or a solution of ammonia or amine in a mixed solvent of water and an organic solvent without substantially mixing the two;
A step of forming a two-layer state in which the former is the upper layer and the latter is the lower layer, and a step in which both the liquids (a) and (b) are generated and separated at the interface between the two layers while maintaining the upper and lower two-layer state. a step of continuing stirring until the upper layer disappears under stirring conditions such that the polymer does not precipitate and exists in a suspended state in the lower layer; and after the upper layer disappears, continuing stirring under stirring conditions such that the separated prepolymer exists in a suspended state. hand,
A method for producing a truly spherical polymethylsilsesquioxane powder, comprising the step of increasing the molecular weight until the prepolymer has a molecular weight that does not coalesce even if the prepolymer is precipitated.
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