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JP3445659B2 - シラノール含有量の低いトリオルガノ末端停止シリコーン流動体の改良された合成法 - Google Patents

シラノール含有量の低いトリオルガノ末端停止シリコーン流動体の改良された合成法

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JP3445659B2
JP3445659B2 JP16047694A JP16047694A JP3445659B2 JP 3445659 B2 JP3445659 B2 JP 3445659B2 JP 16047694 A JP16047694 A JP 16047694A JP 16047694 A JP16047694 A JP 16047694A JP 3445659 B2 JP3445659 B2 JP 3445659B2
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    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
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    • C08G77/08Preparatory processes characterised by the catalysts used
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は線状オルガノポリシロキ
サンの製造方法に関し、詳しくは、末端トリオルガノシ
ロキシ単位及び低いSi結合ヒドロキシル基含有量を持
つ線状オルガノポリシロキサンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】当該技術分野の現状に於いては、トリオ
ルガノシロキシ末端停止ポリジオルガノシロキサン流動
体は、環状ジオルガノシロキサン、線状シラノール末端
停止ポリジオルガノシロキサン或いは環状ジオルガノシ
ロキサンと線状シラノール末端停止ポリジオルガノシロ
キサンの混合物に、ヘキサオルガノジシロキサンのよう
なある種の適当な連鎖停止剤を酸性或いは塩基性平衡化
触媒の存在下に反応させて製造される(平衡化という用
語は、線状オルガノシロキサンポリマー対環状オルガノ
シロキサンオリゴマー比が一定の値になり且つ維持され
る時に存在する現象を述べるために使用される)。例え
ば、(a)Voronkov,M.G.;Milesh
kevich,V.P.;Yuzhelevskii,
Yu.A.編集による「Siloxane Bon
d」,Consultant Bureau,New
York及びLondon,1978及び(b)Nol
lによる「The Chemistry and Te
chnology of silicones」,Ac
ademia Press,New York(196
8)を参照されたい。このような反応は、(主に)トリ
オルガノシロキシ末端停止線状ジオルガノシロキサンと
環状ジオルガノシロキサンの混合物を生じる。典型的な
例は、環状ジメチルシロキサン、シラノール末端停止ポ
リジメチルシロキサン及び(好ましくは)ヘキサメチル
ジシロキサンの混合物の酸性或いは塩基性触媒を使用す
る平衡化によるトリメチルシロキシ末端停止ジメチルシ
リコーン流動体の製造である。シラノール含有量が低い
製品を製造するために、効率のよいシラノール縮合と水
の除去がこの種の反応では必要である。若干の特許があ
り、例えば、(a)Siciliano,George
R.の米国特許第3,853,933号はシロキサン
を平衡化するために二個の酸処理カーボンブラック充填
固定床の真空下での使用を記載し、(b)Otting
er,S.等の米国特許第4,792,596号はシロ
キサン重合を行うために固定触媒床の使用を記載してい
る。最近の特許である、Elms,R.A.の米国特許
第4,831,174号には、5乃至1520トルの圧
力下に酸処理クレーの二個の固定床を通してインプット
を通過させることによって、100乃至150℃で急速
に(滞留時間30分或いはそれ以下)平衡化されたシラ
ノール含有量の高い反応混合物が記載されている。生じ
る平衡化生成物はシラノール含有量が低い(実施例によ
れば約100乃至300ppmのSi−OH)。最後
に、一連のWacher Chemie特許、例えば、
米国特許第2,830,967(1958)号、 第
3,186,967(1965)号、第3,706,7
75(1972)号、第4,725,643(198
8)号及び第4,975,510(1990)号は、シ
ラノールの効率的な縮合のための、リン或いはリン酸の
有機窒素誘導体各種或いは線状塩化ホスホニトリル類の
使用を開示している。
【0003】最近、塩化ホスホニトリルのようなある種
の触媒で、MD(x)M(式中、Mはトリメチルシロキ
シ基、Dはジメチルシロキシ基、MD(x)Mはx単位
を持つトリメチルシロキシ末端停止ポリジメチルシロキ
サンである)及びMD(y)Mのような二種の線状シロ
キサンが不均化されて新しいMD(z)M(式中、zは
xとyの間にある)を生成し得ることが発見された。更
に、その反応条件下では、環状/線状平衡化は効率が悪
いこと、即ち、環状シロキサンは反応が遅く、線状物か
らの環状シロキサン形成も遅いこと、が発見された。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】もし、環状シロキサン
が線状(主にシラノール末端停止)ポリシロキサン及び
トリオルガノシロキシ連鎖停止剤源(ポリジメチルシロ
キサン流動体の場合には、好ましくはヘキサメチルジシ
ロキサン、MM)と組み合わせて使用可能で、好ましく
は16重量%以下の環状シロキサンを含むトリオルガノ
シロキシ末端停止ポリジアルキルシロキサン混合物を生
成すべく迅速に反応すれば、製造方法としては好都合で
あろう。この製造方法から生じる線状物が、低い分岐度
(三官能性)で且つ低度のシラノール含有量を持つこと
も特に好まれるであろう。生じる混合物は、次にストリ
ッピング工程に付され、主として約10乃至1000c
Pの範囲内にある粘度を持つ流動体が製造される。いず
れの工程で揮発した揮発性シロキサンも集めて次の流動
体合成用出発原料として循環され得る。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような目的は、線状
塩化ホスホニトリル(LPNC)のような触媒のシラノ
ール縮合及びシロキサン不均化能と酸処理クレー等のよ
うな触媒の固定床の環状/線状平衡化能を組み合わせる
本発明の二段合成法によって達成される。この方法は、
後に例示するように、各種の態様で実施され得る。例え
ば、ある態様では、適当な連鎖停止剤を含むシロキサン
反応混合物を触媒の固定床を通して送り、次にアウトプ
ットを線状塩化ホスホニトリルで処理して、シラノール
縮合及びシロキサン不均化を完了する。或いは、工程順
を逆にして、連鎖停止剤はいずれか一方或いは両方の工
程に添加され得る。
【0006】以後に記載される方法は、多数のトライア
ルを経て、10トル未満の真空を使用すれば低粘度流動
体に対しては25分という短いサイクルタイムで使用可
能なことが認められた。より高粘度の流動体を及び10
トルを越える圧力の場合には、反応は単に幾分長い(お
よそ40乃至45分)だけである。運転温度は、90℃
と低い。生じる混合物は、重量で僅か200ppm或い
はそれ以下、最も多くの場合には100ppm未満、の
Si−OH含有量を持つ。
【0007】斯くて、平衡化を経て環状物を利用しつ
つ、出発原料のジオルガノポリシロキシジオールのシラ
ノール含有量を迅速に且つ効率的に減少させ、トリオル
ガノシロキシ末端基を提供する方法が発見された。
【0008】
【実施例】本発明によれば、運転温度80乃至150℃
で高いシラノール含有量の反応混合物から低シラノール
含有量の平衡化生成物を迅速に形成する方法が提供され
る。この方法は二段階から成る。一つの段階で、ジオル
ガノジハロシランの加水分解生成物或いはジオルガノジ
ハロシランの加水分解生成物と適当な連鎖停止剤、例え
ば短鎖トリオルガノシロキシ末端停止ポリジオルガノシ
ロキサン、の混合物が、平衡化触媒、例えば酸処理クレ
ー、イオン交換樹脂、酸処理カーボンブラック或いは任
意のこれらの混合物、の固定床を含む反応ゾーンに、例
えば110℃で10分間という短い滞留時間で導入され
る。固定床段階の主要目的は、環状物と線状物の平衡を
達成し、任意に、もし連鎖停止剤が存在すれば、ポリマ
ー鎖にトリオルガノシロキシ末端基を導入することであ
る。他の段階では、触媒量の縮合/不均化触媒、例えば
LPNC等が、連鎖停止剤と共に或いは連鎖停止剤を使
用しないで、シラノール縮合とシロキサン不均化を実施
するために使用される。この処理は、水の除去及びシラ
ノール含有量の非常に低いレベルまでの低減を容易なら
しめるために、好ましくは真空下で行われる。90℃で
は、数分の内にこの段階は本質的に完了する。二つの段
階の順序に拘らず、本発明の方法は、低いシラノール含
有量の流動体平衡化生成物を生じ、その中の好ましいL
PNC触媒は、中和のような慣用の手段によって後に不
活性化され得るが、好ましくは、200℃に加熱し揮発
物をストリッピング処理して、非常に低いシラノール含
有量を持つ最終生成物を製造する。
【0009】具体的には、本発明は、その最も広い面
で、200重量ppm未満の含有量の残留Si結合ヒド
ロキシル基を持つ線状トリオルガノシロキシ末端停止オ
ルガノポリシロキサン流動体の製造方法において、
(1)好ましくは約14−16重量%より大きい環状物
含有量を持ち好ましくは約1000重量ppmより大き
いシラノール含有量を持つ線状ポリジオルガノシロキサ
ンジオールと環状ポリシロキサンの混合物を、第一段階
反応生成物が得られるまで、(a)平衡化触媒の固定
床、(a’)短鎖トリオルガノシロキシ末端停止ポリジ
オルガノシロキサンから成る連鎖停止剤の存在下の平衡
化触媒の固定床或いは(a”)縮合/不均化触媒及び短
鎖トリオルガノシロキシ末端停止ポリジオルガノシロキ
サンから成る連鎖停止剤、を含む反応ゾーンに供給し、
(2)その後、(b)第二段階として工程(a)の第一
段階反応生成物を縮合/不均化触媒及び短鎖トリオルガ
ノシロキシ末端停止ポリジオルガノシロキサンから成る
連鎖停止剤を含む反応ゾーンに供給するか、(b’)第
二段階として工程(a’)の第一段階反応生成物を縮合
/不均化触媒を含む反応ゾーンに供給するか或いは
(b”)第二段階として工程(a”)の第一段階反応生
成物を平衡化触媒の固定床を含む反応ゾーンに供給す
る、工程から成り、斯くて約14−16重量%以下の環
状物含有量及び約200重量ppm未満の低シラノール
含有量を持つトリオルガノシロキシ末端停止線状ポリジ
オルガノシロキサンと環状ポリジオルガノシロキサンの
混合物を製造することから本質的に成る方法を提供す
る。
【0010】好ましい態様の中で、本発明が意図するの
は次のものである:(i)上述の方法であって、(1)好
ましくは約14−16重量%より大きい環状物含有量を
持ち好ましくは約1000重量ppmより大きいシラノ
ール含有量を持つ線状ポリジオルガノシロキサンジオー
ルと環状ポリジオルガノシロキサンの混合物を、第一段
階反応生成物が得られるまで、(a)平衡化触媒の固定
床を含む反応ゾーンに供給し、(2)その後、(b)第
二段階として工程(a)の第一段階反応生成物を短鎖ト
リオルガノシロキシ末端停止ポリジオルガノシロキサン
から成る連鎖停止剤の存在下に縮合/不均化触媒を含む
反応ゾーンに供給する工程から成り、斯くて約14−1
6重量%以下の環状物含有量及び約200重量ppm未
満の低シラノール含有量を持つトリオルガノシロキシ末
端停止線状ポリジオルガノシロキサンと環状ポリジオル
ガノシロキサンの混合物を製造することから本質的に成
る方法; (ii)上述の方法であって、(1)好ましくは約14−
16重量%より大きい環状物含有量を持ち好ましくは約
1000重量ppmより大きいシラノール含有量を持つ
線状ポリジオルガノシロキサンジオールと環状ポリジオ
ルガノシロキサンの混合物を、第一段階反応生成物が得
られるまで、(a’)短鎖トリオルガノシロキシ末端停
止ポリジオルガノシロキサンから成る連鎖停止剤の存在
下に平衡化触媒の固定床を含む反応ゾーンに供給し、
(2)その後、(b’)第二段階として工程(a’)の
第一段階反応生成物を縮合/不均化触媒を含む反応ゾー
ンに供給する工程から成り、斯くて約14−16重量%
以下の環状物含有量及び約200重量ppm未満の低シ
ラノール含有量を持つトリオルガノシロキシ末端停止線
状ポリジオルガノシロキサンと環状ポリジオルガノシロ
キサンの混合物を製造することから本質的に成る方法; (iii)上述の方法であって、(1)好ましくは約14−
16重量%より大きい環状物含有量を持ち好ましくは約
1000重量ppmより大きいシラノール含有量を持つ
線状ポリジオルガノシロキサンジオールと環状ポリジオ
ルガノシロキサンの混合物を、第一段階反応生成物が得
られるまで、(a”)縮合/不均化触媒及び短鎖トリオ
ルガノシロキシ末端停止ポリジオルガノシロキサンから
成る連鎖停止剤を含む反応ゾーンに供給し、(2)その
後、(b”)第二段階として工程(a”)の第一段階反
応生成物を平衡化触媒の固定床を含む反応ゾーンに供給
する工程から成り、斯くて約14−16重量%以下の環
状物含有量及び約200重量ppm未満の低シラノール
含有量を持つトリオルガノシロキシ末端停止線状ポリジ
オルガノシロキサンと環状ポリジオルガノシロキサンの
混合物を製造することから本質的に成る方法;及び (iv)上に最初に述べた方法であって、平衡化触媒が、酸
処理クレー、イオン交換樹脂或いはその混合物から選ば
れる酸性或いは塩基性平衡化触媒から成る方法;縮合/
不均化触媒が、ハロゲン化ホスホニトリル、直鎖オリゴ
マー状ハロゲン化ホスホニトリル、その水、アルコー
ル、カルボン酸或いはそれらの反応性誘導体との反応生
成物、ハロゲン化ホスホニトリル−反応性オルガノポリ
シロキサンの組み合わせ、ハロゲン化ホスホニトリル−
反応性オルガノシラサンの組み合わせ、或いは任意のこ
れらの混合物から選ばれる触媒から成る方法;縮合/不
均化触媒中のハロゲン化物が独立して塩化物或いは臭化
物から成る方法;連鎖停止剤がヘキサメチルジシロキサ
ンである方法;及び、シラノール末端封鎖ポリシロキサ
ンが線状及び環状物を含むジオルガノシランの加水分解
生成物から成り、連鎖停止剤がヘキサメチルジシロキサ
ンから成り、縮合用触媒が酸処理クレーから成り、そし
て、好ましくは環状物含有量の増加のない約200pp
m未満のシラノール含有量の低分子量トリメチルシロキ
シ末端停止油を製造するために第二段階の縮合反応が9
0℃で直鎖オリゴマー状LPNC触媒の存在下に実施さ
れる方法である。
【0011】触媒としての塩化ホスホニトリルの存在下
に縮合反応によってオルガノポリシロキサンの粘度を増
加するために従来使用されたか或いは使用できたであろ
う各末端単位に一個のSi結合ヒドロキシル基を持つ線
状オルガノポリシロキサンが、本発明の方法に使用でき
る。好ましいオルガノポリシロキサンの例は、式HO
(SiR2 O)m Hを持ち、式中、Rは同一或いは異種
の一価炭化水素基、ハロゲン化一価炭化水素基或いは水
素であるが、水素が直接結合している各ケイ素原子に一
個の炭化水素基が結合していて、mは少なくとも2の値
を持つ整数である。
【0012】式には一般に示されてはいないが、式Si
2 Oを持つ単位は、式RSiO3/ 2 及びR3 SiO
1/2 を持つシロキサン単位のような他のシロキサン基で
置き換えられてもよく、式中、Rは上記のものと同じで
あるか或いはSiO4/2 であるか或いは少なくとも二個
のこのような単位の混合である。SiR2 O単位以外の
シロキサン単位は一般に不純物として存在する。上記の
式中でRで示される基は、好ましくは基当たり1乃至1
8個の炭素原子を含む。Rで示される炭化水素基の例
は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n
−ブチル及びsec−ブチル並びにオクタデシルのよう
なアルキル基、ビニルやアリルのような炭素−炭素二重
結合を持つ脂肪族基、フェニル及びナフチルのようなア
リール基、トリル基のようなアルカリール基及びベンジ
ルのようなアラルキル基である。
【0013】Rで示されるハロゲン化炭化水素基は、
3,3,3−トリフルオロプロピルのようなハロアルキ
ル基及びo−、p−及びm−クロロフェニルのようなハ
ロアリール基である。本発明の方法は、好ましくは、各
末端基に一個のSiに結合したヒドロキシル基を持ち全
ての有機基がメチル基であるジオルガノポリシロキサン
を使用する。
【0014】オルガノポリシロキサン出発原料は、所望
の粘度をもともと持っていてもよく、或いは従来の技術
によってLPNC触媒の存在下に所望の粘度を獲得して
もよい。好ましい態様に於いて使用され得るホスファゼ
ンPNC触媒は、Berichte der Deut
chen Chemischen Gesellsch
aft、第57巻(1924)1345頁に記載されて
いるように五塩化リン400重量部を塩化アンモニウム
130重量部と反応させて得られるもののような塩化ホ
スホニトリル、Nitzsche等の米国特許第3,8
39,388号に記載されているように五塩化リン2モ
ルを塩化アンモニウム1モルと反応させて得られるもの
のような塩化ホスホニトリル、並びに以下に例示される
方法によって製造されるオリゴマー状直鎖ホスファゼン
を含む。勿論、例えば塩化物のようなホスホニトリルの
ハロゲン化物の少なくとも二つのタイプの混合物も使用
され得る。また、誘導体も意図されていて、水、アルコ
ール、酸、反応性官能基を持つオルガノシロキサン或い
はオルガノシラン、これらの任意の混合物のような化合
物との上記の化合物の反応生成物で例示される誘導体も
使用され得る。
【0015】ホスファゼン触媒、例えば塩化ホスホニト
リルは、各末端単位に一個のSi結合ヒドロキシル基を
持つ出発物質たる線状オルガノポリシロキサンの重量を
基準にして、好ましくは約1乃至40重量ppm、より
好ましくは約5乃至20重量ppmの範囲の量で使用さ
れる。各末端単位に一個のSi結合ヒドロキシル基を持
つ線状オルガノポリシロキサンの縮合は、両段階とも好
ましくは約90乃至140℃の範囲内の温度で行われ
る。
【0016】縮合反応中に形成される水の除去を容易に
するために、各末端単位に一個のSi結合ヒドロキシル
基を持つ線状オルガノポリシロキサンと連鎖停止剤との
反応が約700トル未満の圧力下で行われるのがが好ま
しいが、所望でれば、反応はもっと高い圧力下で行われ
てもよい。各末端単位に一個のSi結合ヒドロキシル基
を持つ線状オルガノポリシロキサン、環状ポリジオルガ
ノシロキサン及び任意成分としての短鎖トリオルガノシ
ロキシ末端停止ポリジオルガノシロキサン連鎖停止剤の
混合物への塩化ホスホニトリル添加間の時間的間隔は特
に重要ではない。
【0017】本発明の方法に使用されるヘキサオルガノ
ジシロキサンは、好ましくは式 (R1 3 Si)2 O を持ち、式中、R1 は同一或いは異種の一価炭化水素基
或いはハロゲン化一価炭化水素基である。好ましくはR
1 基は基当たり1乃至18個の炭素原子を含む。前記の
Rで示される有機基の具体例もR1 基に適用可能であ
る。
【0018】もし、連鎖停止剤がヘキサメチルジシロキ
サンであれば、それは約0.5乃至10重量%、好まし
くは約0.6乃至7重量%の量で使用される。本発明の
方法は、回分式或いは半連続式或いは連続式に実施でき
るが、好ましくは半連続式或いは連続式に実施される。
実施方法の一つの方式として、線状ポリジオルガノポリ
シロキサンジオール、好ましくは約14重量%を越える
環状ポリジオルガノシロキサン及び連鎖停止剤(好まし
くはヘキサオルガノジシロキサン)の混合物が、酸処理
クレー粒(Engelhard社よりフィルトロール
(Filtrol)(登録商標)24の商品名で市販さ
れている)のような触媒の固定床を、好ましくは110
℃で10分の滞留時間で通過させられる。この結果とし
て生じる、M−及びSiOH−連鎖停止線状シロキサン
と約14−16%或いはそれ以下の環状物の混合物は、
塩化ホスホニトリルのような縮合/不均化触媒で真空下
に処理されてシラノール縮合/シロキサン不均化を完了
する。
【0019】90℃、3トルで縮合反応は通常5分以内
で終了する(ある温度での反応時間の長さは真空度に依
存する)。生じる混合物は、線状トリオルガノシロキシ
末端停止ポリジオルガノシロキサン、好ましくは16重
量%未満の環状ポリジオルガノシロキサン及び揮発分除
去前に不活性化及び/又は除去され得る溶解性触媒から
成る。
【0020】後述の方法では、固定床の目的は、主とし
て環状シロキサンを線状物にすることである(但し、次
に述べる方法の固定床では或る程度のシラノール縮合が
起こる)。実施方法の第二の方式として、線状ポリジオ
ルガノシロキサンジオールと好ましくは14−16重量
%を越える環状ポリジオルガノシロキサンから成る混合
物が、酸で活性化されたクレー粒のような触媒の固定床
を通過させられる。この結果として生じる、より高い分
子量の線状ポリシロキサンジオール(シラノール縮合と
平衡化が起きる)と約14重量%の環状シロキサンから
成る粘度が上昇した混合物は、線状塩化ホスホニトリル
のような縮合/不均化触媒、適当な連鎖停止剤及び真空
で処理してよい。もし、ヘキサメチルジシロキサンが連
鎖停止剤として使用されれば、真空下の縮合の後で大気
圧下でMMを添加するか(MM不在下での縮合に対して
は機械的な目的のために少量のMD(x)M連鎖停止剤
を縮合反応中に添加し縮合物の粘度を制限することが必
要かも知れない)、或いはMMを大気圧下でポリマーに
添加し次いで真空下で縮合を行うのが好ましい。この結
果として生じる混合物は、M−連鎖停止線状シロキサ
ン、約16重量%未満の環状シロキサン及び揮発分除去
前に不活性化及び/又は除去され得る残留触媒から成
る。
【0021】実施方法の第三の方式として、LPNC触
媒等による縮合/不均化に次いで固定床での平衡化を行
う。線状ポリジオルガノシロキサンジオールと好ましく
は約14%を越える環状ポリジオルガノシロキサンの混
合物が、線状塩化ホスホニトリルのような縮合/不均化
触媒、M連鎖停止剤及び真空で処理される。もし、連鎖
停止剤がヘキサメチルジシロキサンであれば、混合物が
反応を完結するために触媒と真空で処理され、次いで大
気圧下でMMを添加し不均化することが好ましい。この
結果として生じる、線状トリオルガノシロキシ末端停止
ポリジオルガノシロキサン、好ましくは約14重量%を
越える環状物及び溶解性触媒から成る混合物は、酸処理
クレー粒のような触媒の固定床を通過させられる。生じ
る混合物は線状トリオルガノシロキシ末端停止ポリジオ
ルガノシロキサン及び約14%の環状ポリジオルガノシ
ロキサンから成る。
【0022】本発明に従って製造された線状トリオルガ
ノシロキシ末端停止オルガノポリシロキサンは、従来の
方法で製造された低シラノール含有量の線状トリオルガ
ノシロキシ末端停止オルガノポリシロキサン用にこれま
でに知られたあらゆる目的に適用可能である。これらの
線状トリオルガノシロキシ末端停止オルガノポリシロキ
サンは、例えば、ラジカル形成剤或いはSi結合水素へ
のSiC結合ビニル基の付加で架橋されるオルガノポリ
シロキサン被覆物の配合及び付着防止被覆物の配合に於
ける潤滑化剤として使用可能である。
【0023】以下の例は本発明を説明するが、特許請求
の範囲はこれに限定されない。別に指定がなければ、全
ての部は重量による。全ての粘度はOstwaldチュ
ーブを使用して25℃で測定された。分子量のデータ
は、ゲル浸透クロマトグラフィーによって得られた(屈
折率検出、ポリスチレン標準による補正)。これらの例
の若干のもので使用される塩化ホスホニトリルの触媒合
成は、関連して先に述べた文献に記載されているし、ま
た、本願と同時に出願された係属中の米国特許出願
(出願人処理番号:339-2341;60SI-1594)に
も記載されている。実施例1: 二段階反応:酸処理粒状クレー触媒の固定床の中のヘキ
サメチルジシロキサンの存在下でのクロロシラン加水分
解生成物の縮合及びそれに続く直鎖オリゴマー状LPN
C触媒による縮合/不均化(a)線状塩化ホスホニトリル触媒の製造 :100ml
フラスコに五塩化リン20.5g、塩化アンモニウム
2.7g及びテトラクロロエタン50gを仕込んだ。混
合物を撹拌し、8時間還流した。反応終了後に、反応混
合物を石油エーテルの中に注いだ。沈殿を塩化メチレン
の中に溶解し、石油エーテルで再度沈殿させた。真空下
に痕跡量の溶媒を除去した後に、標記の生成物(LPN
C)の淡黄色結晶14gが得られた。
【0024】(b)段階1:平衡化、縮合及び連鎖停
止:線状ポリジメチルシロキサンジオール64重量%、
環状ポリジメチルシロキサン約34.4重量%及びヘキ
サメチルジシロキサン1.6重量%(反応混合物のシラ
ノール含有量約9000ppm)の混合物を、酸処理ク
レー(Engelhard社のフィルトロール−24)
を充填した110℃に加熱されたステンレススチール製
圧力容器を通過させた。この固定床に於けるシロキサン
供給物の滞留時間は約10分であった。
【0025】(c)段階2:縮合と不均化:反応器から
出た生成物(粘度80cP、揮発分13.8%)を丸底
フラスコに仕込み、実施例1(a)の触媒15ppm
(塩化メチレン中の2.3重量%溶液)で90℃で7ト
ルの圧力下で処理した。3分後に、トリメチルシロキシ
末端停止ポリジメチルシロキサン/環状ジメチルシロキ
サン平衡化物は、粘度218cP、揮発分12%、シラ
ノール含有量80ppmであった。
【0026】実施例1に示されたデータは、シラノール
含有量が9000ppmから僅か80ppmへと著しく
低下し、環状副生物の顕著な形成がないので、製造され
た生成物は注目に値することを示している。これらの事
実は、LPNC触媒はこれらの条件下では効率的な平衡
化を促進しないという表示である。同一条件下で上記の
工程を繰り返すと、粘度280cP、揮発分10%の混
合物を生じた。実施例2: 五塩化リン2モルを塩化アンモニウム1モル
と塩酸の発生が終了するまで反応させることによる、N
itzsche等の米国特許第3,839,388号の
方法によって製造された塩化ホスホニトリル触媒を使用
して、実施例1の工程が繰り返されると、実質的に同じ
結果が得られるであろう。実施例3: 二段階反応:酸処理された粒状クレー触媒の固定床中で
のクロロシラン加水分解生成物の縮合と平衡化及びそれ
に続くヘキサメチルジシロキサンの存在下での直鎖オリ
ゴマー状LPNC触媒による縮合/不均化 ポリジメチルシロキサンジオール/環状ポリジメチルシ
ロキサン混合物(環状物約35重量%、30cP、80
00ppmのSiOH)を酸処理クレー粒(フィルトロ
ール−24、温度120℃、滞留時間約10分)を充填
した床を通過させた。得られた混合物(818cP、揮
発分約14%)をフラスコに入れ、ヘキサメチルジシロ
キサン(1.6重量%)及び実施例1(a)の触媒30
ppm(塩化メチレン中の3.0重量%溶液)を用いて
90℃で処理した。30分後に、フラスコ及び内容物を
真空下(50トル)に7分間置いた。その混合物(18
1cP)は更に10分間真空下に置かれたが、縮合の完
結を示して、粘度の顕著な上昇は認められなかった:1
86cP、揮発分10.6%、100ppm未満のSi
OH。実施例4: 二段階反応:ヘキサメチルジシロキサンの存在下での直
鎖オリゴマー状LPNC触媒によるクロロシラン加水分
解生成物の縮合/不均化及びそれに続く酸処理された粒
状クレー触媒の固定床中での縮合と平衡化 ポリジメチルシロキサンジオール/環状ポリジメチルシ
ロキサン混合物(環状物約35重量%、30cP、80
00ppmのSiOH)を丸底フラスコに仕込み、90
℃に加熱してから実施例1(a)の触媒20ppm(塩
化メチレン中の2.3重量%溶液)で処理し、その後、
7トルの真空下に10分間置いた。生じた重質油に、真
空下に消失した揮発性シロキサンに置き代わるのに十分
な量の、オクタメチルシクロテトラシロキサン(約10
重量%)を混合した。混合物を90℃でヘキサメチルジ
シロキサン(4.5重量%)及び実施例1(a)の触媒
の第二の部分(20ppm)で処理した。15分後に、
フラスコの内容物(27cP、揮発分35%)を温度1
10℃の酸処理クレー(フィルトロール−24)の固定
床を通過させ(滞留時間約10分)、揮発分14.2%
とSiOH約200ppmを持つ39cPの混合物を得
た。実施例5: 工程(b)に於ける線状LPNC触媒の代わ
りにナトリウム或いはカリウムシラノレートを使用し
て、実施例1の工程が繰り返されると、反応の終点で触
媒が中和されねばならないこと及び形成された副生物が
揮発性環状物と共に留去されねばならないことを除け
ば、実質的に同じ結果が得られるであろう。
【0027】上に述べた特許、刊行物及び試験方法は本
明細書中に参考文献として取り入れられている。上記の
詳述に照らして、同業者には本発明の多くの変形が自明
であろう。例えば、ヘキサメチルジシロキサン及びドデ
カメチルテトラシロキサンの代わりに、ジビニルテトラ
メチルシロキサンが連鎖停止剤として使用できる。LP
NCの代わりに、その臭化物類似体が使用できる。ケイ
素に結合したメチル基の小部分を、エチル、フェニル、
トリフルオロ、ビニル及び類似の一種或いはそれ以上の
基で置き換えることができる。ハロゲン化溶媒の代わり
に、触媒は、もし必要ならば分散剤を使用してトルエン
等のような炭化水素媒体中で製造できる。このような自
明の修正は添付の特許請求の範囲内に完全に入るものと
する。
【0028】以上を要約すると、本発明によれば、約2
00重量ppm未満のシラノール含有量を持つ線状トリ
オルガノシロキシ末端停止ポリジオルガノシロキサン
が、各末端単位に一個のSi結合ヒドロキシル基と好ま
しくは約1000重量ppmより大きいシラノール含有
量を持つ線状のより高い分子量のポリジオルガノシロキ
サンジオールを、分離した二段階、即ち、一つは通常の
平衡化触媒の固形の固定床を使用するもの、他の一つは
例えばハロゲン化ホスホニトリル、そのオリゴマー或い
はその水、アルコール、酸、シロキサン或いはシランと
の反応生成物である縮合/不均化触媒を使用するもの、
で該ポリジオルガノシロキサンがシラノール基の所望の
低い含有量、例えば200重量ppmより低い値、に到
達するまで縮合させることによって、製造される。二つ
の段階は、どの順で実施してもよく、そのいずれか或い
は両方に、通常の単官能性連鎖停止剤が存在し得る。こ
の方法は、好ましくは環状副生物含有量を増加させな
い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パトリシア・パイク・アンダーソン アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、 ウイリアムズタウン、マニング・ストリ ート、7番 (72)発明者 ドナルド・スリック アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリ フトン・パーク、ヘイスタック・ロー ド、48番 (56)参考文献 特開 昭63−260926(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 77/00 - 77/62

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 残留Si結合ヒドロキシル基含有量が2
    00重量ppm未満の線状トリオルガノシロキシ末端停
    止オルガノポリシロキサン流動体の製造方法において、 (1)環状物含有量が14重量%より大きくシラノール
    含有量が1000重量ppmより大きい線状ポリジオル
    ガノシロキサンジオールと環状ポリジオルガノシロキサ
    ンの混合物を、第一段階反応生成物が得られるまで、 (a)平衡化触媒の固定床、 (a’)短鎖トリオルガノシロキシ末端停止ポリジオル
    ガノシロキサンから成る連鎖停止剤の存在下の平衡化触
    媒の固定床、或いは (a”)縮合/不均化触媒及び短鎖トリオルガノシロキ
    シ末端停止ポリジオルガノシロキサンから成る連鎖停止
    剤、 を含む反応ゾーンに供給し、 (2)その後、 (b)第二段階として工程(a)の第一段階反応生成物
    を縮合/不均化触媒及び短鎖トリオルガノシロキシ末端
    停止ポリジオルガノシロキサンから成る連鎖停止剤を含
    む反応ゾーンに供給するか、 (b’)第二段階として工程(a’)の第一段階反応生
    成物を縮合/不均化触媒を含む反応ゾーンに供給する
    か、或いは (b”)第二段階として工程(a”)の第一段階反応生
    成物を平衡化触媒の固定床を含む反応ゾーンに供給し、 もって環状物含有量16重量%以下でシラノール含有量
    200重量ppm未満のトリオルガノシロキシ末端停止
    線状ポリジオルガノシロキサンと環状ポリジオルガノシ
    ロキサンの混合物を製造する、ことから成る製造方法。
  2. 【請求項2】 残留Si結合ヒドロキシル基含有量が2
    00重量ppm未満の線状トリオルガノシロキシ末端停
    止オルガノポリシロキサン流動体の製造方法において、 (1)環状物含有量が14重量%より大きくシラノール
    含有量が1000重量ppmより大きい線状ポリジオル
    ガノシロキサンジオールと環状ポリジオルガノシロキサ
    ンの混合物を、第一段階反応生成物が得られるまで、 (a)平衡化触媒の固定床を含む反応ゾーンに供給し、 (2)その後、 (b)第二段階として工程(a)の第一段階反応生成物
    を縮合/不均化触媒及び短鎖トリオルガノシロキシ末端
    停止ポリジオルガノシロキサンから成る連鎖停止剤を含
    む反応ゾーンに供給し、 もって環状物含有量16重量%以下でシラノール含有量
    200重量ppm未満のトリオルガノシロキシ末端停止
    線状ポリジオルガノシロキサンと環状ポリジオルガノシ
    ロキサンの混合物を製造する、ことから成る製造方法。
  3. 【請求項3】 残留Si結合ヒドロキシル基含有量が2
    00重量ppm未満の線状トリオルガノシロキシ末端停
    止オルガノポリシロキサン流動体の製造方法において、 (1)環状物含有量が14重量%より大きくシラノール
    含有量が1000重量ppmより大きい線状ポリジオル
    ガノシロキサンジオールと環状ポリジオルガノシロキサ
    ンの混合物を、第一段階反応生成物が得られるまで、 (a’)平衡化触媒の固定床及び短鎖トリオルガノシロ
    キシ末端停止ポリジオルガノシロキサンから成る連鎖停
    止剤を含む反応ゾーンに供給し、 (2)その後、 (b’)第二段階として工程(a’)の第一段階反応生
    成物を縮合/不均化触媒を含む反応ゾーンに供給し、 もって環状物含有量16重量%以下でシラノール含有量
    200重量ppm未満のトリオルガノシロキシ末端停止
    線状ポリジオルガノシロキサンと環状ポリジオルガノシ
    ロキサンの混合物を製造する、ことから成る製造方法。
  4. 【請求項4】 残留Si結合ヒドロキシル基含有量が2
    00重量ppm未満の線状トリオルガノシロキシ末端停
    止オルガノポリシロキサン流動体の製造方法において、 (1)環状物含有量が14重量%より大きくシラノール
    含有量が1000重量ppmより大きい線状ポリジオル
    ガノシロキサンジオールと環状ポリジオルガノシロキサ
    ンの混合物を、第一段階反応生成物が得られるまで、 (a”)縮合/不均化触媒及び短鎖トリオルガノシロキ
    シ末端停止ポリジオルガノシロキサンから成る連鎖停止
    剤を含む反応ゾーンに供給し、 (2)その後、 (b”)第二段階として工程(a”)の第一段階反応生
    成物を平衡化触媒の固定床を含む反応ゾーンに供給し、 もって環状物含有量16重量%以下でシラノール含有量
    200重量ppm未満のトリオルガノシロキシ末端停止
    線状ポリジオルガノシロキサンと環状ポリジオルガノシ
    ロキサンの混合物を製造する、ことから成る製造方法。
  5. 【請求項5】 前記平衡化触媒が、酸処理クレー、イオ
    ン交換樹脂、酸処理カーボンブラック或いは任意のこれ
    らの混合物から選ばれる酸性或いは塩基性平衡化触媒か
    ら成る請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記縮合/不均化触媒が、ハロゲン化ホ
    スホニトリル、直鎖オリゴマー状ハロゲン化ホスホニト
    リル、その水、アルコール、カルボン酸或いはそれらの
    反応性誘導体との反応生成物、ハロゲン化ホスホニトリ
    ル−反応性オルガノポリシロキサンの組み合わせ、ハロ
    ゲン化ホスホニトリル−反応性オルガノシランの組み合
    わせ、或いは任意のこれらの混合物から選ばれる触媒か
    ら成る請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記縮合/不均化触媒中のハロゲン化物
    が独立して塩化物或いは臭化物から成る請求項6記載の
    方法。
  8. 【請求項8】 前記連鎖停止剤がヘキサメチルジシロキ
    サンである請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 シラノール末端封鎖ポリシロキサンが、
    線状及び環状物を含むジオルガノジクロロシランの加水
    分解生成物から成り、連鎖停止剤がヘキサオルガノジシ
    ロキサンから成り、縮合/平衡化触媒が酸処理クレーか
    ら成り、そして、実質的に環状物含有量の増加のない2
    00重量ppm未満のシラノール含有量の低分子量トリ
    オルガノシロキシ末端停止油を製造するために、縮合/
    不均化が第二段階で90℃で直鎖オリゴマー状線状塩化
    ホスホニトリル触媒の存在下に実施される請求項1記載
    の方法。
  10. 【請求項10】 ヘキサメチルジシロキサンが連鎖停止
    剤として使用され、触媒が直鎖オリゴマー状線状塩化ホ
    スホニトリル化合物から成り、そして、第二段階縮合
    (2)が90℃で実施される請求項1記載の方法。
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