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JP7378411B2 - ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーおよびその合成のための加水分解反応方法 - Google Patents

ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーおよびその合成のための加水分解反応方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第119条(e)に基づき2018年3月19日に出願された米国仮特許出願62/644838号の利益を主張する。米国仮特許出願第62/644838号は、参照により本明細書に組み込まれる。
ポリオレフィン(A)-ポリオルガノシロキサン(B)ブロックコポリマーおよびそれらの合成方法が本明細書に記載されている。より具体的には、構造ポリオレフィン-ポリオルガノシロキサン(AB)、ポリオレフィン-ポリオルガノシロキサン-ポリオレフィン(ABA)、ポリオルガノシロキサン-ポリオレフィン-ポリオルガノシロキサン(BAB)を有するブロックコポリマー、および(AB)構造を含むコポリマー(下付き文字nは、反復ポリオレフィン-ポリオルガノシロキサンセグメントの数を表す)が、本明細書に記載されている。
ポリオレフィンおよびポリオルガノシロキサンのブロックコポリマーには、摩擦管理のために完成したプラスチック部品の表面を改質する能力、改善された耐摩損性および耐摩耗性、ならびにサイクルタイム短縮のためにメルトフローを増加する加工助剤としての特性を含む、ブロック構造の特性の組み合わせにより、様々な用途がある。さらに、これらのブロックコポリマーは、熱可塑性エラストマー、特にABAトリブロックおよび(AB)構造のエラストマーとして使用され得る。
The Dow Chemical Companyのチェーンシャトリング技術は、マルチブロックオレフィンブロックコポリマー(OBC)およびブロックシーケンス分布が制御されたOBCを形成するための有用なメカニズムを提供する。さらに、チェーンシャトリング技術は、比較的特異な末端官能性ポリオレフィンの合成を可能にし得る。この技術には、ジエチル亜鉛等の金属アルキルチェーンシャトリング剤(CSA)の存在下でのオレフィンの重合が含まれる。大過剰のチェーンシャトリング剤が利用された場合、CSAからのアルキル基から開始した鎖の大部分は、一端がCSAによって官能化された鎖の大部分をもたらし、一方で他方は金属カチオンに結合している。これらのポリメリル金属をさらに官能化して、金属カチオン鎖末端に由来する鎖末端官能性ポリオレフィンを生成することができ、または複合体を加水分解して、CSAから成長した反対の末端に官能基を残すことができる。
これらのケイ素含有官能基を、連結基を介してポリオルガノシロキサンに結合することが望ましい。連結基は、対称鎖末端、不活性鎖末端、または直交反応性官能基に結合した鎖末端であってもよい。ポリオルガノシロキサンおよびポリオレフィンは、(モノ)末端官能性またはジ末端官能性であってもよい。したがって、得られる生成物は、ジブロック(AB)ポリマー、トリブロック(ABAもしくはBAB)ポリマー、マルチブロック(AB)ポリマー、またはそれらの混合物であってもよい。
以前に報告されたSi-H官能性ポリオルガノシロキサンをアルケニル終端ポリオレフィンと反応させる試みでは、触媒により内部位置に二重結合の望ましくない異性化が生じ、それによって不活性化されてヒドロシリル化され、変換が制限された。これは、未反応のホモポリマーを含むコポリマーをもたらし、その工業的利用性を制限していた。
ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー(コポリマー)は、単位式:
(式中、各Rは、独立して選択された二価ヒドロカルビル基であり、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Rは、水素原子および終端脂肪族不飽和を含まない一価ヒドロカルビル基から独立して選択され、各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンあり、各Rは、独立して選択された2価ポリオレフィンであり、各R10は、Rおよびアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基から独立して選択され、各下付き文字aは、独立して1または2であり、各下付き文字bは、独立して0または正の数であり;下付き文字wは、0~2であり、下付き文字xは、0または正の数であり、下付き文字yは、0または正の数であり、下付き文字zは、0~2であり、数量(w+y)≧1であり、数量(x+z)≧1であり、ただし、下付き文字w=0の場合、下付き文字z>0であり、下付き文字z=0の場合、下付き文字w>0である)を含む。
ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するための方法は、
1)
A)1分子当たり1~2個の終端シリル基を有するポリオレフィンであって、終端シリル基は式
(式中、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、下付き文字aは、1または2である)を有するポリオレフィン(シリル終端ポリオレフィン)、
B)ヒドロシリル化反応を生じることができる1~2個の終端ケイ素結合終端脂肪族不飽和有機基を有する実質的に線形のポリジオルガノシロキサン;および
C)ヒドロシリル化反応触媒を含む出発材料を組み合わせることを含む。
ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するための方法は、
1)
A)1分子当たり1~2個の終端シリル基を有するポリオレフィン、
B)1~2個の、終端脂肪族不飽和を有する終端有機基を有するポリジオルガノシロキサン、および
C)ヒドロシリル化反応触媒を含む出発材料を組み合わせることを含む。
出発材料は、D)溶媒、E)ヒドロシリル化反応阻害剤、F)少なくとも1個のケイ素結合水素原子を有するアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物、ならびにD)、E)およびF)の2つ以上の組み合わせからなる群から選択される1つまたは複数の追加的な出発材料を、任意選択でさらに含んでもよい。
ステップ1)は、50℃~200℃、代替として100℃~120℃の温度で周囲圧力で混合する等の任意の便利な手段によって実行されてもよい。ステップ1)は、溶液処理(すなわち、他の出発材料をD)溶媒に溶解および/もしくは分散させて加熱する)、または溶融押出し(例えば、処理中に溶媒を使用しない場合、もしくは溶媒を除去する場合)等の任意の便利な手段で実行され得る。
この方法は、1つまたは複数の追加のステップを任意選択でさらに含んでもよい。例えば、この方法は、2)ステップ1)の後にポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを回収することをさらに含んでもよい。回収は、ストリッピングおよび/または蒸留等の任意の便利な手段により、不要な材料、例えば触媒、阻害剤(使用される場合)、副生成物および/または未反応出発材料に対し行うことができる。代替として、回収は、非溶媒中のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーの沈殿により行うことができ、それにより任意選択で水洗により不要な材料を除去することができる。
A)シリル終端ポリオレフィン
出発材料A)は、1分子当たり1~2個の終端シリル基を有するポリオレフィン(シリル終端ポリオレフィン)である。終端シリル基は、式(A1):
(式中、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各下付き文字aは、独立して1または2である)を有する。Rの好適な一価ヒドロカルビル基は、1~20個の炭素原子、代替として1~12個の炭素原子、代替として1~8個の炭素原子、代替として1~4個の炭素原子、代替として1~2個の炭素原子を有してもよい。代替として、Rのヒドロカルビル基は、アルキル基、アルケニル基およびアリール基からなる群から選択されてもよく、代替としてアルキルおよびアリールからなる群から選択されてもよく;代替としてアルキルであってもよい。アルキル基は、メチル、エチル、プロピル(例えば、イソ-プロピルおよび/またはn-プロピル)、ブチル(例えば、イソブチル、n-ブチル、tert-ブチル、および/またはsec-ブチル)、ペンチル(例えば、イソペンチル、ネオペンチル、および/またはtert-ペンチル)、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、およびデシル、ならびにシクロペンチルおよびシクロヘキシル等のシクロアルキル基を含む6個以上の炭素原子の分岐飽和一価ヒドロカルビル基によって例示される。アルケニル基は、ビニル、アリル、ブテニル(n-ブテニル、イソブテニルおよびt-ブテニルを含む)、ならびにヘキセニル(それらの直鎖および分岐異性体を含む)によって例示されるが、これらに限定されない。アリール基は、シクロペンタジエニル、フェニル、トリル、キシリル、アントラセニル、ベンジル、1-フェニルエチル、2-フェニルエチル、およびナフチルによって例示される。単環式アリール基は、5~9個の炭素原子、代替として6~7個の炭素原子、および代替として5~6個の炭素原子を有してもよい。多環式アリール基は、10~17個の炭素原子、代替として10~14個の炭素原子、および代替として12~14個の炭素原子を有してもよい。代替として、各Rは、アルキルおよびアリール、代替としてメチルおよびフェニルからなる群から独立して選択され得る。代替として、各Rは、メチルであってもよい。
代替として、シリル終端ポリオレフィンは、単位式(A2):
[(Ret(R
(式中、下付き文字aおよびRは、上記の通りであり、下付き文字fは、0~1であり、下付き文字tおよびuは、0<t≦1、0≦u≦1となるような相対値を有し、下付き文字gは、1以上であり、各Retは、エチレン単位を表し、各Rは、エチレン以外のオレフィン単位を表す)を有し得る。Rは、アルファ-オレフィンまたは環状オレフィンであってもよい。アルファ-オレフィンの例は以下に記載され、エチレン、プロピレン、およびオクテンを含む。環状オレフィンの例は以下に記載され、エチリデンノルボルネン、ノルボルネン、ビニルノルボルネン、シクロヘキセン、およびシクロペンテンを含む。代替として、下付き文字gは、1~500、代替として10~400、代替として18~360であってもよい。代替として、下付き文字gは、シリル終端ポリオレフィンに500~50,000g/mol、代替として500~10,000g/molのMnを与えるのに十分な値を有し得る。
代替として、シリル終端ポリオレフィンは、単位式(A3):
(式中、下付き文字a、f、g、tおよびu、ならびにRは、上記の通りである)を有し得る。各Rは、独立して、2~20個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基である。Rの一価ヒドロカルビル基は、アルキル、アルケニルまたはアリール、代替としてアルキルであってもよい。代替として、Rは、2~12個の炭素原子、および代替として2~6個の炭素原子のアルキル基であってもよい。代替として、各Rは、ヘキシル基である。
出発材料A)であるシリル終端ポリオレフィンは、1分子当たり1個の終端シリル基を有してもよい(すなわち、下付き文字f=1)。ポリマー鎖の一端にシリル基を有するこのシリル終端ポリオレフィンの例は、ジメチル、水素シリル終端ポリエチレン;ジメチル、水素シリル終端ポリ(エチレン/オクテン)コポリマー;メチル、ジ水素シリル終端ポリエチレン;メチル、ジ水素シリル終端ポリ(エチレン/オクテン)コポリマー;ジフェニル水素シリル終端ポリエチレン;ジフェニル水素シリル終端ポリ(エチレン/オクテン)コポリマー;フェニルジ水素シリル終端ポリエチレン;フェニルジ水素シリル終端ポリ(エチレン/オクテン)コポリマー;クロロフェニル水素シリル終端ポリエチレン;またはクロロフェニル水素シリル終端ポリ(エチレン/オクテン)コポリマーを含む。このシリル終端ポリオレフィンは、共に参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月19日に出願された同時係属中の米国特許出願シリアル番号62/644635、および2018年3月19日に出願された米国特許出願シリアル番号62/644624記載されているプロセスによって調製され得る。
1分子当たり1個の終端シリル基を有するシリル終端ポリオレフィンは、1)a)ポリメリル金属、任意選択でb)窒素含有ヘテロ環、およびc)ハロシランを含む出発材料を組み合わせ、それによりシリル終端ポリオレフィンを含む生成物を形成することを含むプロセスによって調製され得る。出発材料は、任選択でd)溶媒をさらに含んでもよい。プロセスは、任意選択で、2)生成物を水で洗浄すること、および3)生成物を回収することから選択される1つまたは複数の追加のステップをさらに含んでもよい。a)ポリメリル金属は、i)オレフィンモノマー、ii)触媒、およびiii)式R M(式中、Mは、元素周期表の1族2族、12族または13族からの金属原子であり、各Rは、独立して、1~20炭素原子の1価ヒドロカルビル基であり、下付き文字Nは、1からMに選択された金属の最大原子価である)のチェーンシャトリング剤を含む出発材料を組み合わせることを含むプロセスによって調製され得る。ある特定の実施形態において、Mは、カルシウム(Ca)、マグネシウムおよび亜鉛(Zn)を含むがこれらに限定されない二価金属であってもよく、この実施形態では、下付き文字N=2である。ある特定の実施形態において、Mは、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、およびガリウム(Ga)を含むがこれらに限定されない三価金属であってもよく、この実施形態では、下付き文字N=3である。代替として、Mは、ZnまたはAlのいずれかであってもよく、代替として、Znであってもよい。1~20個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基は、(本明細書で定義されるような)アルキル基であってもよく、代替として、エチル、プロピル、オクチル、およびそれらの組み合わせにより例示される。
適切なオレフィンモノマーは、例えば、米国特許第7,858,706号の欄16、5~36行目および米国特許第8,053,529号の欄12、7~41行目に開示されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。適切なオレフィンモノマーの例は、2~30個の炭素原子、代替として2~20個の炭素原子の直鎖または分枝鎖アルファ-オレフィン、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、および1-エイコセン;3~30個、代替として3~20個の炭素原子のシクロオレフィン、例えばシクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデセン、および2-メチル-1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレンを含む。代替として、出発材料i)は、エチレンと、任意選択で、プロピレンまたは1-オクテン等のエチレン以外の1種以上のオレフィンモノマーとを含んでもよい。代替として、オレフィンモノマーは、エチレンおよび1-オクテンであってもよい。代替として、オレフィンモノマーは、エチレンであってもよい。適切な触媒(および任意選択の共触媒)は、例えば、米国特許第7,858,706号の欄19、45行目から欄51、29行目、および米国特許第8,053,529号の欄16、37行目から欄48、17行目に開示されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。適切な連鎖移動剤は、トリアルキルアルミニウムおよびジアルキル亜鉛化合物、例えばトリエチルアルミニウム、トリ(イソプロピル)アルミニウム、トリ(イソブチル)アルミニウム、トリ(n-ヘキシル)アルミニウム、トリ(n-オクチル)アルミニウム、トリエチルガリウム、およびジエチル亜鉛を含む。適切なチェーンシャトリング剤は、米国特許第7,858,706号の欄16、37行目から欄19、44行目および米国特許第8,053,529号の欄12、49行目から欄14、40行目に開示されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。
シリル終端ポリオレフィンを調製するのに有用なポリメリル金属は、Arriolaらへの米国特許第7,858,706号の欄52、2行目から欄57、21行目、およびCarnahanらへの米国特許第8,053,529号に開示されているような既知のプロセス条件および装置を使用して調製され得る。
例えば、ポリメリル金属がポリメリル-亜鉛であり、ハロシランがクロロシランである場合、任意選択の窒素含有複素環が付加され得る。任意選択の窒素含有複素環は、
、ならびにb1)、b2)およびb3)の2つ以上の混合物からなる群から選択される一般式を有し得、式b1)、b2)、およびb3)中、Rは、一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Dは、アミノ官能性ヒドロカルビル基または式-NR11 基であり、式中、各R11は、一価ヒドロカルビル基であり、R13は、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、R14は、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、R15は、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、R16は、水素原子または1価ヒドロカルビル基であり、R17は、水素原子または1価ヒドロカルビル基である。R~RおよびR13~R17の適切なヒドロカルビル基は、1~12個の炭素原子、代替として1~8個の炭素原子、代替として1~4個の炭素原子、および代替として1~2個の炭素原子を有してもよい。代替として、R~RおよびR13~R17のヒドロカルビル基は、アルキル基であってもよい。アルキル基は、メチル、エチル、プロピル(その分岐および直鎖異性体を含む)、ブチル(その分岐および直鎖異性体を含む)、およびヘキシルによって;代替としてメチルによって例示される。代替として、各R~R10は、水素およびメチルからなる群から選択されてもよい。代替として、各R13~R17は、水素であってもよい。プロセスにおいて塩基性添加剤として使用される窒素含有複素環は、
ピリジンN-オキシド、ならびにb4)、b5)およびb6)の2つ以上の混合物からなる群から選択され得る。
窒素含有複素環が使用される場合、得られた生成物は、例えば、本明細書に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するための方法において、シリル終端ポリオレフィンを使用する前に水洗により窒素含有複素環を除去することにより回収され得る。理論に束縛されることを望まないが、窒素含有複素環の存在は、ヒドロシリル化反応に有害となり得ると考えられているため、水洗による除去は、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを生成するための方法における反応性を改善し得る。
ハロシランは、式H12 SiX(4-J-K)を有し得、式中、各R12は、水素および1~18個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基から独立して選択され、各Xは、独立してハロゲン原子であり、下付き文字Jは、1~3であり、下付き文字Kは、0~2であり、ただし数量(J+K)≦3である。好適なハロシランの例は、ジハロシラン、例えばメチル水素ジクロロシラン、メチル水素ジヨードシラン、メチル水素クロロヨードシラン、エチル水素ジクロロシラン、エチル水素ジブロモシラン、エチル水素ジヨードシラン、エチル水素クロロヨードシラン、プロピル水素ジクロロシラン、プロピル水素ジブロモシラン、プロピル水素ジヨードシラン、プロピル水素クロロヨードシラン、フェニル水素ジクロロシラン、フェニル水素ジヨードシラン、フェニル水素ジブロモシラン、およびそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。適切なハロシランの例は、モノハロシラン、例えばジメチル水素クロロシラン、ジメチル水素ブロモシラン、ジメチル水素ヨードシラン、ジエチル水素クロロシラン、ジエチル水素ヨードシラン、ジプロピル水素クロロシラン、ジプロピル水素ブロモシラン、ジプロピル水素ヨードシラン、ジフェニル水素クロロシラン、ジフェニル水素ヨードシラン、ジフェニル水素ブロモシラン、およびそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。代替として、ハロシランは、c1)ジメチル水素クロロシラン、c2)ジフェニル水素クロロシラン、c3)フェニルジ水素クロロシラン、c4)フェニル水素ジクロロシラン、c5)ジメチル水素ヨードシラン、ならびにc1)、c2)、c3)、c4)およびc5)の混合物からなる群から選択され得る。
出発材料(d)溶媒は、シリル終端ポリオレフィンを作製するためのプロセスのステップ1)で任意選択で使用されてもよい。溶媒は、芳香族溶媒またはイソパラフィン系炭化水素溶媒等の炭化水素溶媒であってもよい。適切な溶媒は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ベンゼン、トルエン、キシレン、Isopar(商標)E、Isopar(商標)G、Isopar(商標)H、Isopar(商標)L、Isopar(商標)Mを含むがそれらに限定されないイソパラフィン系流体、Exxsol(商標)Dまたは異性体を含むがそれらに限定されない脱芳香族流体、およびそれらの2つ以上の混合物の群から選択される、非極性脂肪族または芳香族炭化水素溶媒を含むが、それらに限定されない。代替として、溶媒は、トルエンおよび/またはIsopar(商標)Eであってもよい。
代替として、出発材料A)であるシリル終端ポリオレフィンは、1分子当たり2個のシリル終端基を有し得る(すなわち、下付き文字f=0である式(A2)および(A3)において、シリル終端ポリオレフィンはテレケリックである)。そのようなテレケリックシリル終端ポリオレフィンは、参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月19日に出願された同時係属中の米国特許出願シリアル番号62/644808に開示されているような方法によって調製され得る。
テレケリックシリル終端ポリオレフィンは、例えば、1)a’)ケイ素終端有機金属およびc)ハロシラン(上記の通り)を含む出発材料を組み合わせ、それによりシリル終端ポリオレフィンを含む生成物を得ることを含むプロセスによって調製され得る。さらなる実施形態において、このプロセスの出発材料は、b)窒素含有複素環(上記の通り)をさらに含んでもよい。このプロセスの出発材料は、任意選択でd)溶媒(上記の通り)をさらに含んでもよい。
プロセスは、任意選択で、1つまたは複数の追加のステップをさらに含んでもよい。例えば、プロセスは、2)テレケリックシリル終端ポリオレフィンを回収することをさらに含んでもよい。回収は、沈殿および濾過等の任意の適切な手段によって、任意選択で水洗を伴って実行され、それによって不要な材料が除去さえ得る。
各出発材料の量は、各出発材料の特定の選択を含む様々な要因に依存する。しかしながら、ある特定の実施形態において、出発材料a’)のモル当量当たり、モル過剰の出発材料c)が使用されてもよい。例えば、出発材料c)の量は、出発材料a’)のモル当量当たり2~3モル当量であってもよい。出発材料b)が使用される場合、出発材料b)の量は、出発材料a’)のモル当量当たり2モル当量であってもよい。
d)溶媒の量は、出発材料a’)、c)、および存在する場合はb)の選択を含む様々な要因に依存する。しかしながら、d)溶媒の量は、ステップ1)で使用されるすべての出発材料の合計重量に基づいて65%~95%であってもよい。
出発材料a’)は、式(II)または(III):
(式中、
MAは、Zn、Mg、およびCaからなる群から選択される2価金属であり;
MBは、Al、B、およびGaからなる文から選択される3価金属であり;
各Zは、独立して選択された1~20個の炭素原子の二価ヒドロカルビル基であり、
mは、1~100,000の数であり、
各Jは、独立して、水素原子または1~20個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基であり、
各R、R、およびRは、水素原子、1~10個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基、ビニル基、アルコキシ基、またはM、DおよびT単位から選択される1つ以上のシロキシ単位からなる群から独立して選択され、
式中、各Rは、独立して、水素原子、1~10個の炭素原子の1価ヒドロカルビル基、または環状、ビニル基、もしくはアルコキシ基であり;
、R、およびRの2つまたは3つ全てが、それぞれ独立してDおよびT単位から選択される1つ以上のシロキシ単位である場合、R、R、およびRの2つまたは3つ全てが、任意選択で互いに結合して環構造を形成し得る)を有するケイ素終端有機金属であってもよい。
ある特定の実施形態において、式(II)および(III)の下付き文字mは、1~75,000、1~50,000、1~25,000、1~10,000、1~5,000、1~2,500、および/または1~1,000の数である。
式(II)のある特定の実施形態において、MAはZnである。式(III)のある特定の実施形態において、MBはAlである。式(II)のさらなる実施形態において、Jはエチル基である。式(III)のさらなる実施形態において、Jは水素原子である。
このプロセスの前に、ケイ素終端有機金属は、共に参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月19日に出願された同時係属中の米国特許出願番号62/644654および62/644664の開示に従って調製され得る。
例えば、ある特定の実施形態において、ケイ素終端有機金属は、(a)ビニル終端ケイ素系化合物、(b)チェーンシャトリング剤、(c)プロ触媒、(d)活性剤、(e)任意選択の溶媒、および(f)任意選択のスカベンジャーを含む出発材料を組み合わせ、それによりケイ素終端有機金属を含む生成物を得ることを含むプロセスによって調製され得る。
代替として、ケイ素終端有機金属は、高温で出発材料を組み合わせることを含むプロセスによって調製されてもよく、出発材料は、(a)ビニル終端ケイ素系化合物、(b)チェーンシャトリング剤、および任意選択で(e)溶媒を含む。このプロセスは、60℃~200℃、代替として80℃~180℃、および代替として100℃~150℃の温度で行われてもよい。このプロセスは、30分から200時間の期間にわたって行われてもよい。
ある特定の実施形態において、(a)ビニル終端ケイ素系化合物は、式(IV):
(IV)(式中、Z、R、R、およびRは、上述した通りである)を有し得る。
ある特定の実施形態において、(b)チェーンシャトリング剤は、式R M(式中、R、Mおよび下付き文字Nは、上記の通りである)を有し得る。
ある特定の実施形態において、(c)プロ触媒は、活性剤と組み合わされた場合、不飽和モノマーの重合が可能な任意の化合物または化合物の組み合わせであってもよい。適切なプロ触媒は、WO2005/090426、WO2005/090427、WO2007/035485、WO2009/012215、WO2014/105411、WO2017/173080、米国特許出願公開第2006/0199930号、第2007/0167578号、第2008/0311812号、ならびに米国特許第7,355,089B2号、第8,058,373B2号および第8,785,554B2号に開示されているものを含むが、これらに限定されない。窒素含有複素環およびハロシランは、1分子当たり1個の終端シリル基を有するシリル終端ポリオレフィンを作製するために使用される出発材料b)およびc)について上述した通りである。
ある特定の実施形態において、(d)活性化剤は、プロ触媒を活性化して活性触媒組成物または系を形成することができる任意の化合物または化合物の組み合わせであってもよい。適切な活性剤は、ブレンステッド酸、ルイス酸、カルボカチオン種、またはWO2005/090427および米国特許第8,501,885B2号に開示されているものを含むがそれらに限定されない、当技術分野で知られている任意の活性剤を含むが、それらに限定されない。例示的実施形態において、共触媒は、[(C16-1833-37CHNH]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート塩である。
ある特定の実施形態において、(e)任意選択の溶媒は、出発材料(d)として上に開示されるか、または以下に記載されるような任意の溶媒であってもよい。
さらなる実施形態において、上記のプロセスによって調製されたケイ素終端有機金属の後に、後続の重合ステップが行われてもよい。具体的には、上記のプロセスによって調製されたケイ素終端有機金属は、米国特許第7,858,706号および米国特許第8,053,529号に開示されているものを含むがこれらに限定されない、当技術分野で知られている重合プロセス条件下で少なくとも1つのオレフィンモノマー、本明細書で定義されるプロ触媒、本明細書で定義される活性剤、ならびに溶媒および/またはスカベンジャー等の任意選択の材料と組み合わせることができる。そのような重合ステップは、本質的に、式(I)の下付き文字nならびに式(II)および(III)の下付き文字mを増加させる。重合ステップでの使用に適したオレフィンモノマーの例は、上記の通りである。
以下で説明されるように、ケイ素終端有機金属はまた、6-ブロモ-1-ヘキセン、THF、およびクロロジメチルシラン(MeHSiCl)を含む出発材料を組み合わせてヘキサ-5-エン-1-イルジメチルシランを形成し、続いてヘキサ-5-エン-1-イルジメチルシラン、トリエチルボラン、ボラン-ジメチルスルフィド錯体、およびジエチル亜鉛を組み合わせて、ケイ素終端有機金属を形成することにより調製され得る。
代替として、ケイ素終端有機金属は、適切な出発材料、すなわちオレフィンモノマー、触媒、チェーンシャトリング剤、触媒、プロ触媒、活性剤、および溶媒(その適切な例は本明細書に記載されている)を変えることにより、以下の参考例10に記載されるようなプロセスを使用するバッチ反応器で調製され得る。出発材料を組み合わせるステップ1)は、周囲圧力で50℃~200℃、代替として100℃~120℃の温度で混合する等の任意の適切な手段によって行うことができる。加熱は、不活性な乾燥条件下で行うことができる。ある特定の実施形態において、出発材料を組み合わせるステップ1)は、30分~20時間、代替として1時間~10時間の期間行うことができる。さらなる実施形態において、出発材料を組み合わせるステップ1)は、溶液処理(すなわち、(d)溶媒中の出発材料の溶解および/もしくは分散ならびに加熱)、または溶融押出し(例えば、(d)溶媒が使用されない、もしくは処理中に除去される場合)により行うことができる。
次いで、出発材料(a’)について上記のように調製されたケイ素終端有機金属は、上記のような(c)ハロシラン、および任意選択で(b)窒素含有複素環、および/または(d)溶媒と組み合わされ、それによりテレケリックシリル終端ポリオレフィンが生成させ得る。
代替として、出発材料A)として使用するのに適したシリル終端ポリオレフィンは、溶液重合プロセスで調製されてもよく、ポリオレフィンポリマーは、a)i)オレフィンモノマー、ii)触媒、およびiii)上記の鎖シャトリング剤を組み合わせて、iv)ポリメリル金属を調製することと;b)iv)ポリメリル金属、v)ハロシラン、および任意選択でv)窒素含有複素環を組み合わせることとを含む方法によって作製され、ステップa)およびb)は溶液中で行われる。溶液中では、得られたシリル終端ポリオレフィンは、反応混合物の総重量の10%~20%を構成し得る。残りは、典型的には未反応のオレフィンモノマーおよび非反応性溶媒を含む。商業プロセスは、典型的には連続反応器内で行われ、新鮮なオレフィンモノマーおよび触媒が連続的に供給されて、ポリオレフィンへの定常状態の変換が達成され、これらの供給およびポリオレフィンへの変換に見合った速度でポリオレフィンが除去される。これらのシステムでは、オレフィンモノマーは完全にはポリオレフィンに変換されない。例えば、エチレンおよびアルファ-オレフィンの共重合の場合、反応器からの流出物は、典型的には未反応のモノマー、10%のエチレンおよび50%超のアルファ-オレフィンを含む。重合後、溶媒および未反応のモノマーを脱揮プロセスにより除去して、固体のシリル終端ポリオレフィンを残すことができる。シリル終端ポリオレフィンの脱揮後、シリル終端ポリオレフィン、ポリジオルガノシロキサン、および触媒を含む出発材料は、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを作製するための上記の方法のステップ1)で組み合わされてもよい。
出発材料A)は、1つのシリル終端ポリオレフィンであってもよく、または以下の特性:構造、粘度、平均分子量、オレフィンブロック、および配列の少なくとも1つが異なる2つ以上のシリル終端ポリオレフィンを含んでもよい。代替として、出発材料A)は、シリル終端ポリオレフィンの混合物を含んでもよく、分子当たり1個の終端シリル基を有するシリル終端ポリオレフィン(モノ終端シリル終端ポリオレフィン)およびテレケリックシリル終端ポリオレフィンの両方が、出発材料Aの混合物で使用される。
本明細書に記載されるコポリマーを作製するための方法のステップ1)で使用される出発材料A)の量は、モノ終端シリル終端ポリオレフィンおよびテレケリックシリル終端ポリオレフィンの混合物が使用されるかどうか、形成されるポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーの所望の構造、ならびに出発材料B)の選択を含む様々な要因に依存するが、出発材料A)の量は、ステップ1)で組み合わされたすべての出発材料の合計重量に基づいて5%~95%であってもよい。代替として、出発材料A)の量は、同じ基準で、10%~60%、および代替として10%~40%であってもよい。
コポリマーを作製するための方法において、出発材料B)は、ヒドロシリル化反応を生じることができる1~2個の終端ケイ素結合終端脂肪族不飽和有機基を有するポリジオルガノシロキサンである。ポリジオルガノシロキサンは、実質的に線形であるか、代替として線形である。
出発材料B)は、式(B1)のポリジオルガノシロキサンを含んでもよい。
式(B1)中、各Rは、独立に選択された、終端脂肪族不飽和を有する一価有機基である。各Rは、独立して、水素原子または終端脂肪族不飽和を含まない一価有機基である。各Rは、RおよびRから独立して選択される。下付き文字bは、0または正の数である。代替として、下付き文字bは、少なくとも2の平均値を有する。代替として、下付き文字bは、2~2000であってもよい。代替として、下付き文字bは、10~1,000であってもよい。代替として、下付き文字bは、30~500であってもよい。
の終端脂肪族不飽和を有する基は、ビニル、アリル、ブテニル(n-ブテニル、イソ-ブテニルおよびt-ブテニルを含む)およびヘキセニル(その直鎖および分岐鎖異性体を含む)によって例示されるがそれらに限定されないアルケニルであってもよい。代替として、Rの終端脂肪族不飽和を有する基は、エチニル、プロピニルおよびブチニル(その分岐および直鎖異性体を含む)によって例示されるがそれらに限定されないアルキニル基であってもよい。代替として、各Rは、アルケニル基であってもよい。代替として、各Rは、ビニル、アリルおよびヘキセニルからなる群から選択されてもよい。代替として、各Rは、ビニルまたはアリルであってもよい。代替として、各Rは、ビニルであってもよい。
の適切な一価有機基は、一価ヒドロカルビル基および一価ハロゲン化ヒドロカルビル基を含む。一価ヒドロカルビル基の例は、例えばRについて上記したもの等のアルキル、およびRについて上記したもの等のアリールを含むが、それらに限定されない。一価ハロゲン化炭化水素基の例は、クロロメチルおよびクロロプロピル基等の塩素化アルキル基;フルオロメチル、2-フルオロプロピル、3,3,3-トリフルオロプロピル、4,4,4-トリフルオロブチル、4,4,4,3,3-ペンタフルオロブチル、5,5,5,4,4,3,3-ヘプタフルオロペンチル、6,6,6,5,5,4,4,3,3-ノナフルオロヘキシルおよび8,8,8,7,7-ペンタフルオロオクチル等のフッ化アルキル基;2,2-ジクロロシクロプロピル、2,3-ジクロロシクロペンチル等の塩素化シクロアルキル基;ならびに、2,2-ジフルオロシクロプロピル、2,3-ジフルオロシクロブチル、3,4-ジフルオロシクロヘキシル、3,4-ジフルオロ-5-メチルシクロヘプチル等のフッ素化シクロアルキル基を含むが、それらに限定されない。他の一価有機基の例は、グリシドキシアルキル等の酸素原子で置換されたヒドロカルビル基、およびアミノアルキル等の窒素原子で置換された炭化水素基、ならびにシアノエチルおよびシアノプロピル等のシアノ官能基を含むが、それらに限定されない。代替として、各Rは、アルキルおよびアリール、代替としてメチルおよびフェニルによって例示される一価ヒドロカルビル基である。
一実施形態において、各Rは、上記のようなR基である。代替として、各Rは、上記のようなR基である。代替として、ポリジオルガノシロキサンの混合物は、出発材料B)として使用されてもよく、Rのいくつかの例はRであり、Rの他の例はRである。出発材料B)は、1つのポリジオルガノシロキサンであってもよく、または以下の特性:構造、粘度、平均分子量、シロキサン単位、および配列の少なくとも1つが異なる2つ以上のポリオルガノシロキサンを含んでもよい。
出発材料B)は、
i)α,ω-ジメチルビニルシロキシ終端ポリジメチルシロキサン;
ii)α-ジメチルビニルシロキシ終端ω-トリメチルシロキシ終端ポリジメチルシロキサン;
iii)α、ω-ジメチルビニルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルフェニルシロキサン);
iv)α-ジメチルビニルシロキシ終端、ω-トリメチルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルフェニルシロキサン);
v)α、ω-(フェニル、メチル、ビニル-シロキシ)終端ポリジメチルシロキサン;
vi)α,ω-ジメチルヘキセニルシロキシ終端ポリジメチルシロキサン;
vii)α-ジメチルヘキセニルシロキシ終端ω-トリメチルシロキシ終端ポリジメチルシロキサン;
viii)i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、およびvii)の2つ以上の組み合わせ等のポリジオルガノシロキサンを含んでもよい。
出発材料B)としての使用に適したポリジオルガノシロキサンを調製する方法、例えば対応するオルガノハロシランの加水分解および縮合、または環状ポリジオルガノシロキサンの平衡化等は、当技術分野において周知である。
本明細書に記載の方法のステップ1)で使用される出発材料B)の量は、モノ終端およびテレケリックポリジオルガノシロキサンの混合物が使用されるかどうか、形成されるポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーの所望の構造、ならびに出発材料A)およびB)の選択を含む様々な要因に依存するが、出発材料B)の量は、ステップ1)で組み合わされたすべての出発材料の合計重量に基づいて5%~95%であってもよい。代替として、出発材料B)の量は、同じ基準で、10%~60%、および代替として10%~40%であってもよい。
C)触媒
コポリマーを作製する方法において、出発材料C)は、ヒドロシリル化反応触媒である。ヒドロシリル化反応触媒は、当技術分野において知られており、市販されている白金族金属触媒を含む。そのようなヒドロシリル化触媒は、白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム、およびイリジウムから選択される金属であってもよい。代替として、ヒドロシリル化触媒は、そのような金属の化合物、例えば、クロリドトリス(トリフェニルホスファン)ロジウム(I)(Wilkinsonの触媒)、[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ジクロロジロジウムもしくは[1,2-ビス(ジエチルホスフィノ)エタン]ジクロロジロジウム等のロジウムジホスフィンキレート、塩化白金酸(Speierの触媒)、塩化白金酸六水和物、二塩化白金、および上述の化合物の低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体またはマトリックスもしくはコアシェル型構造にマイクロカプセル化した白金化合物であってもよい。低分子量オルガノポリシロキサンとの白金の錯体には、白金との1,3-ジエテニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(Karstedtの触媒)が含まれる。これらの錯体は樹脂マトリックス中にマイクロカプセル化することができる。代替として、ヒドロシリル化触媒は、白金との1,3-ジエテニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体を含んでもよい。例示的なヒドロシリル化触媒は、米国特許第3,159,601号、同第3,220,972号、同第3,296,291号、同第3,419,593号、同第3,516,946号、同第3,814,730号、同第3,989,668号、同第4,784,879号、同第5,036,117号、および同第5,175,325号、ならびにEP0347895Bに記載されている。マイクロカプセル化ヒドロシリル化触媒およびそれらの調製方法は、米国特許第4,766,176号および同第5,017,654号に例示されているように、当技術分野において知られている。
本明細書に記載の方法のステップ1)で使用される触媒の量は、出発材料A)およびB)の選択、ならびにケイ素結合水素原子および終端脂肪族不飽和基のそれぞれの含有量、阻害剤が存在するかどうか、ならびにステップ1)中の温度を含む様々な要因に依存するが、触媒の量は、A)およびB)を含む出発材料のヒドロシリル化反応を触媒するのに十分であり、代替として、触媒の量は、ステップ1)で組み合わされた全ての出発材料の合計重量に基づいて1ppm~1000ppmの白金族金属を提供するのに十分であり、代替として同じ基準で5ppm~100ppmの白金族金属を提供するのに十分である。
D)溶媒
出発材料D)は、上記のコポリマーを作製するための方法の間に任意選択で添加されてもよい。溶媒は、a)メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールもしくはn-プロパノール等のアルコール;b)アセトン、メチルエチルケトンもしくはメチルイソブチルケトン等のケトン;c)ベンゼン、トルエンもしくはキシレン等の芳香族炭化水素;d)ヘプタン、ヘキサンもしくはオクタン等の脂肪族炭化水素;e)プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールn-ブチルエーテル、プロピレングリコールn-プロピルエーテルもしくはエチレングリコールn-ブチルエーテル等のグリコールエーテル;f)ジクロロメタン、1,1,1-トリクロロエタンもしくは塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素;g)クロロホルム;h)ジメチルスルホキシド;i)ジメチルホルムアミド;j)アセトニトリル;k)テトラヒドロフラン;l)ホワイトスピリット;m)ミネラルスピリット;n)ナフサ、o)ExxonMobil Chemical Companyから市販されているIsopar(商標)E等のイソパラフィン;またはa)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、h)、i)、j)、k)、l)、m)、n)およびo)の2つ以上の組み合わせにより例示される有機溶媒であってもよい。
溶媒の量は、本明細書に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを作製するための方法のステップ1)における使用に選択された溶媒の種類ならびに選択された他の出発材料の量および種類を含む様々要因に依存する。しかしながら、存在する場合、溶媒の量は、ステップ1)で組み合わされたすべての出発材料の合計重量に基づいて1%~99%、代替として2%~50%の範囲であってもよい。溶媒は、例えば、混合および送達を補助するために、A)、B)、およびC)を含む出発材料を組み合わせる間に添加されてもよい。代替として、本明細書に記載の方法のステップ1)で他の出発材料と組み合わせる前に、出発材料の1つ以上が溶媒に溶解されてもよい。
E)阻害剤
同じ出発材料を含むが阻害剤を省略した反応と比較して出発材料の反応速度を変えるために、上記の方法のステップ1)において出発材料E)阻害剤が添加されてもよい。ヒドロシリル化反応の阻害剤は、(E1)アセチレンアルコール、例えばメチルブチノール、エチニルシクロヘキサノール、ジメチルヘキシノールおよび3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール、1-ブチン-3-オール、1-プロピン-3-オール、2-メチル-3-ブチン-2-オール、3-メチル-1-ブチン-3-オール、3-メチル-1-ペンチン-3-オール、3-フェニル-1-ブチン-3-オール、4-エチル-1-オクチン-3-オール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールおよび1-エチニル-1-シクロヘキサノール、ならびにそれらの2つ以上の組み合わせ;(E2)シクロアルケニルシロキサン、例えば1,3,5,7-テトラメチル-1,3,5,7-テトラビニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7-テトラメチル-1,3,5,7-テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン、およびそれらの2つ以上の組み合わせにより例示されるメチルビニルシクロシロキサン;(E3)エン-イン化合物、例えば3-メチル-3-ペンテン-1-イン、3,5-ジメチル-3-ヘキセン-1-イン、およびそれらの2つ以上の組み合わせ;(E4)トリアゾール、例えばベンゾトリアゾール;(E5)ホスフィン;(E6)メルカプタン;(E7)ヒドラジン;(E7)アミン、例えばテトラメチルエチレンジアミン;(E8)フマレート、例えばフマル酸ジアルキル、フマル酸ジアルケニル、フマル酸ジアルコキシアルキル、およびそれらの2つ以上の組み合わせ;(E9)マレエート、例えばマレイン酸ジアリル;(E10)ニトリル;(E11)エーテル;(E12)一酸化炭素;(E13)アルコール、例えばベンジルアルコール;(E14)シリル化アセチレン系化合物;ならびに(E1)~(E14)の2つ以上の組み合わせにより例示される。
シリル化アセチレン化合物は、例えば上述のもの等のシリル化アセチレン化合物を含まない、または有機アセチレンアルコールを含む反応生成物と比較して、ステップ1)において生成された反応生成物の着色(黄変)を低減または最小限化するために使用され得る。シリル化アセチレン化合物は、(3-メチル-1-ブチン-3-オキシ)トリメチルシラン、((1,1-ジメチル-2-プロピニル)オキシ)トリメチルシラン、ビス(3-メチル-1-ブチン-3-オキシ)ジメチルシラン、ビス(3-メチル-1-ブチン-3-オキシ)シランメチルビニルシラン、ビス((1,1-ジメチル-2-プロピニル)オキシ)ジメチルシラン、メチル(トリス(1,1-ジメチル-2-プロピニルオキシ))シラン、メチル(トリス(3-メチル-1-ブチン-3-オキシ))シラン、(3-メチル-1-ブチン-3-オキシ)ジメチルフェニルシラン、(3-メチル-1-ブチン-3-オキシ)ジメチルヘキセニルシラン、(3-メチル-1-ブチン-3-オキシ)トリエチルシラン、ビス(3-メチル-1-ブチン-3-オキシ)メチルトリフルオロプロピルシラン、(3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オキシ)トリメチルシラン、(3-フェニル-1-ブチン-3-オキシ)ジフェニルメチルシラン、(3-フェニル-1-ブチン-3-オキシ)ジメチルフェニルシラン、(3-フェニル-1-ブチン-3-オキシ)ジメチルビニルシラン、(3-フェニル-1-ブチン-3-オキシ)ジメチルヘキセニルシラン、(シクロヘキシル-1-エチン-1-オキシ)ジメチルヘキセニルシラン、(シクロヘキシル-1-エチン-1-オキシ)ジメチルビニルシラン、(シクロヘキシル-1-エチン-1-オキシ)ジフェニルメチルシラン、(シクロヘキシル-1-エチン-1-オキシ)トリメチルシラン、およびこれらの組み合わせにより例示される。代替として、阻害剤は、メチル(トリス(1,1-ジメチル-2-プロピニルオキシ))シラン、((1,1-ジメチル-2-プロピニル)オキシ)トリメチルシラン、またはそれらの組み合わせにより例示される。阻害剤として有用なシリル化アセチレン化合物は、酸受容体の存在下で上述のアセチレンアルコールをクロロシランと反応させることによってアセチレンアルコールをシリル化する等の、当技術分野において知られている方法により調製され得る。
出発材料に添加される阻害剤の量は、出発材料の所望のポットライフ、ステップ1)に選択される温度、使用される特定の阻害剤、ならびに使用される他の出発材料の選択および量を含む様々な要因に依存する。しかしながら、存在する場合、阻害剤の量は、全ての出発材料の合計重量基づいて、0%超~1%、代替として0%超~5%、代替として0.001%~1%、代替として0.01%~0.5%、および代替として0.0025%~0.025%の範囲であってもよい。
出発材料F)アルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物
出発材料F)は、少なくとも1個のケイ素結合水素原子を有するアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物である。適切なアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物の例は、単位式(F1)
(HR SiO1/2dd(R SiO1/2ee(HRSiO2/2ff(R SiO2/2gg(RSiO3/2hh(HSiO3/2ii(SiO4/2jjのアルコキシ官能性有機水素シロキサンオリゴマーによって例示され、式中、RおよびRは、上記の通りであり;各下付き文字aaは、独立して0、1、または2;代替として、0または1であり;各下付き文字bbは、独立して0、1、または2であり;下付き文字cc>0であり;各Rは、独立して2~18個の炭素原子の二価ヒドロカルビル基であり;下付き文字dd≧0であり、下付き文字eeは、5≧ee≧0であるような値を有し、下付き文字ff≧0であり、下付き文字gg≧0であり、下付き文字hh>0であり、下付き文字ii≧0、および下付き文字jj≧0であり、数量(cc+dd+ee+ff+gg+hh+ii+jj)≦50である。Rの適切な二価ヒドロカルビル基は、エチレン、プロピレン、ブチレンもしくはヘキシレン等のアルキレン基;フェニレン等のアリーレン基、または
等のアルキルアリーレン基によって例示される。代替として、各Rは、式-C-の基である。そのようなアルコキシ官能性オルガノ水素シロキサンオリゴマーの例は、すべて2017年6月26日に提出され、またすべて参照により本明細書に組み込まれる、Weyenbergへの米国特許第3,175,993号ならびに同時係属の米国仮特許出願第62/524636号、同第62/524637号、および同第62/524639号の方法によって調製され得る。
代替として、出発材料F)は、式(F2)を有してもよく、
式中、R、R、および下付き文字aaは、上記の通りであり、下付き文字Dは、0~20、代替として1~10である。
代替として、出発材料F)は、式(F3)
を有してもよく、式中、R、R、および下付き文字aaは、上記の通りである。
代替として、出発材料F)は、式(F4)、(F5)、またはその両方を含んでもよく、
、R、および下付き文字aaは、上記の通りである。
代替として、出発材料F)は、単位式(F6)
(R SiO2/2(RHSiO2/2
を有してもよく、式中、R、R、R、および下付き文字aaは、上記の通りであり、下付き文字Eは、0以上であり、下付き文字Fは、1以上であり、下付き文字Gは、1以上であり、4≦(E+F+G)≦50である。
本明細書に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーの単位式(I)において、基R10は、出発材料F)のケイ素結合水素原子と出発材料B)の終端脂肪族不飽和有機基とのヒドロシリル化反応生成物として形成する。出発材料F)が含まれる場合、出発材料B)は、テレケリックポリジオルガノシロキサンを含む。出発材料B)およびF)の量は、出発材料B)のテレケリックポリジオルガノシロキサンおける1モル当量の終端脂肪族不飽和基に対して最大1.05モル当量の出発材料F)が存在するように選択され得る(F:Bモル比)。あるいは、例えば、BAB構造を有するトリブロックコポリマーが形成される場合、F:Bモル比は、1.05:1から1:1であってもよい。一実施形態では、出発材料A)、B)、C)、およびF)は、工程1)で同時に組み合わせることができる。代替として、出発材料A)、B)およびC)は、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーの終端で出発材料B)からの1分子当たり1個の脂肪族不飽和基が、出発材料A)からのSiHと未反応のままであるような量で組み合わされてもよく、その後、出発材料F)上のSiHが出発材料B)からの残りの脂肪族不飽和基と反応するように、出発材料F)が添加される。このようにして、アルコキシ-シリルヒドロカルビレン官能性終端基を含むBAB構造を有するコポリマー、またはB(AB)n構造を有するコポリマーが調製され得る。
コポリマー
上記のように調製されたポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、単位式(I):
を含み、式中、R、R、R10、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りである。
各Rは、二価ヒドロカルビル基である。上記の単位式(I)に示されるように、R基は、コポリマーのポリオレフィンブロックおよびポリオルガノシロキサンブロックを連結している。各Rは、出発材料A)シリル終端ポリオレフィンのケイ素結合水素原子と、出発材料B)ポリジオルガノシロキサンの終端脂肪族不飽和有機基(R)との反応生成物である。Rの適切な二価ヒドロカルビル基は、Rについて上述した基によって例示される。代替として、各Rは、式-C4-または-C6-の基である。
各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンブロックである。
各Rは、単位式H[(Ret(Rを有してもよく、式中、Ret、R、ならびに下付き文字t、uおよびgは、上記の通りである。代替として、各Rは、単位式(II):H[(CHCH(CHRCHを有してもよく、式中、Rならびに下付き文字t、uおよびgは、上記の通りである。代替として、水素終端ポリオレフィンブロックは、水素終端エチレンポリマーブロックであってもよい。代替として、二価ポリオレフィンブロックは、水素終端エチレン-オクテンコポリマーブロックであってもよい。
各Rは、独立して選択された二価ポリオレフィンブロックである。各Rは、単位式[(Ret(Rを有してもよく、式中、Ret、R、ならびに下付き文字t、uおよびgは、上記の通りである。代替として、各Rは、単位式(III):[(CHCH(CHRCHを有してもよく、式中、Rならびに下付き文字t、uおよびgは、上記の通りである。代替として、二価ポリオレフィンブロックは、二価エチレンポリマーブロックであってもよい。代替として、二価ポリオレフィンブロックは、二価エチレン-オクテンコポリマーブロックであってもよい。
各R10は、Rおよびアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基から独立して選択される。一実施形態において、各R10は、Rである(すなわち、出発材料F)がポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するために使用されない場合)。代替として、R10の少なくともいくつかの例は、
の一方または両方;ならびに
(R SiO2/2(RSiO2/2
から選択される式を有してもよく、式中、R、R、R、R、ならびに下付き文字aa、D、E、FおよびGは、上記の通りである。
上記の単位式(I)中、下付き文字wは、0~2である。下付き文字xは、0または正の数である。下付き文字yは、0または正の数である。下付き文字zは、0~2である。数量(w+y)≧1である。数量(x+z)≧1である。下付き文字w=0の場合、下付き文字zは>0である。下付き文字z=0の場合、下付き文字w>0である。
一実施形態において、単位式(I)中、下付き文字x=0であり、下付き文字y=0であり、下付き文字w=1であり、下付き文字z=1である。この実施形態では、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、AB構造を有する。この実施形態において、コポリマーは、式(IV):
を有し、式中、R、R、R、R、R10、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りである。
別の実施形態において、単位式(I)中、下付き文字w=2であり、下付き文字z=0であり、下付き文字x≧1であり、下付き文字y≧0である。この実施形態では、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは式(V):
を有し、式中、R、R、R、R、R、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りであり;下付き文字cは、0または正の数である。代替として、下付き文字cは、1~1,000;代替として2~1,000;代替として1~100、および代替として2~100であってもよい。代替として、式(V)中、下付き文字c>0であり、すなわち単位式(I)の場合、下付き文字w=2であり、下付き文字x>1であり、下付き文字y>1であり、下付き文字z=0である。代替として、下付き文字c=0の場合、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、(ABA)構造を有する。
代替の実施形態において、単位式(I)中、下付き文字w=2であり、下付き文字x=1であり、下付き文字y=0であり、下付き文字z=0であり、コポリマーは(ABA)構造を有する。このコポリマーは、式(VI):
を有し、式中、R、R、R、R、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りである。このコポリマーは、出発材料A)が、1分子当たり1個のシリル終端基を有し、出発材料B)が、1分子当たり2個の、終端脂肪族不飽和を有する終端有機基を有する(テレケリック)上述の方法で作製され得る。
代替の実施形態において、単位式(I)中、下付き文字z=2であり、下付き文字w=0であり、下付き文字x≧0であり、下付き文字y≧1であり、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、式(VII):
を有し、式中、R、R、R、R、R10、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りであり;下付き文字dは、0または正の数である。代替として、下付き文字dは、1~1,000;代替として2~1,000;代替として1~100、および代替として2~100であってもよい。代替として、式(VII)中、下付き文字d>0であり、すなわち単位式(I)の場合、下付き文字w=0であり、下付き文字x>1であり、下付き文字y>1であり、下付き文字z=2である。代替として、下付き文字d=0であり、コポリマーは(BAB)構造を有する。
代替の実施形態において、単位式(I)中、下付き文字w=0であり、下付き文字x=1であり、下付き文字y=0であり、下付き文字z=2であり、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、式(VIII):
を有し、式中、R、R、R、R、R10、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りである。このコポリマーは、出発材料B)が、1分子当たり1個の、終端脂肪族不飽和を有する終端有機基を有し、出発材料A)がテレケリックである上記の方法で作製され得る。
代替として、式(I)および(IV)~(VIII)のいずれか1つは、以下の1つ以上を有し得る:各Rはメチルであり、各Rはメチルであり、各Rは-C4-である。この実施形態において、各Rは、水素終端ポリエチレンまたは水素終端ポリ(エチレン/オクテン)であってもよく、各Rは、ポリエチレンまたはポリ(エチレン/オクテン)であってもよい。
これらの実施例は、本発明のいくつかの実施形態を例示するためのものであり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。
この実施例1では、AB構造を有するポリエチレン-ポリジメチルシロキサンジブロックコポリマーを以下のように調製した:
1分子当たり少なくとも1つの式-Si(CHHの終端基を有する1.6kDa(200mg)のポリエチレン、ならびに5,500~6,500のMwを有する900mgのモノビニル終端ポリジメチルシロキサン(Gelestから市販されている)を、100℃で3mLのトルエンに溶解した。次いで、1mLのWilkinsonの触媒の原液(5.8mg、0.05当量)を添加し、得られた黄色溶液を21時間撹拌してから、メタノールに沈殿させた。得られたジブロックコポリマーをトルエンに再溶解し、メタノールに再沈殿させてから、濾過し、100℃で1時間真空乾燥して、ワックス状コポリマー850mgを得た。H NMRスペクトルは、ジブロックコポリマーへの50%の変換と一致しており、4.04ppmでのSiH共鳴の消失によって示されるように、明らかな残留SiH官能性はなかった。
この実施例2では、ABA構造を有するポリエチレン-ポリジメチルシロキサントリブロックコポリマーを以下のように調製した。容器内で、124のDPおよび1.6mol%のビニル基を有する4.43重量部のα、ω-ビニル終端ポリジメチルシロキサン、1分子当たり1個の式-Si(CHHの終端基を有し、1,050のMnを有する1重量部のポリエチレン、および21.72重量部のトルエンを組み合わせた。容器を105℃の外部ヒーターで加熱し、反応混合物に320ppmの白金を供給するのに十分な量のKarstedtの触媒を容器に加えた。105℃での加熱を4時間続けた。SiHのIR分析は、検出可能なSiHが存在しないことで反応が完了したことを示した。得られた反応生成物を、120℃の油浴温度および1~2mmHgの圧力のロータリーエバポレーターを使用してストリッピングして乾燥させた。30分後、トルエン溶媒の大部分が除去された。120℃では、得られたコポリマーは濁った粘性液体であった。室温では、コポリマーは半透明から不透明なワックスであった。
この実施例3では、ポリエチレン-ポリジメチルシロキサン-ポリエチレントリブロックコポリマーを以下のように調製した。このコポリマーは、以下のそれぞれのブロック数平均分子量を有していた:1030g/mol PE-9,200g/mol PDMS-1030g/mol PE。このコポリマーの調製に使用した試薬は、次の通りである。
・ビニル終端PDMS、DP=124、FW=74.47g/mol Si;1.60mol%M(Vi);および4654g/molビニル。
・Mono-SiMeH終端ポリエチレン(Mn=1030)
・トルエン-Fisher Scientific ACSグレード
・Pt Karstedtの触媒
合成手順:100mL丸底フラスコに、ビニル終端PDMS(6.78g、0.00146mol Vi)、モノ-SiMeH終端ポリエチレン(1.50g、0.00146mol SiH)、およびトルエン(33.12g)を加えた。存在する可能性のある水を除去するために、溶液を15分間加熱還流した。溶液中のKarstedtの触媒(300ppmのPtを含む溶液)を、固形物に対して20ppmのPtの量で添加した。アルミブロックヒーターを使用した。還流で24時間加熱した後、IR分析は、SiH吸収の消失から推定されるように反応が完了したことを示した。ロータリーエバポレーター(ロトベーパー(rotovapor))を使用して、120℃のオイルバス温度および1mmHgで生成物をストリッピングし、乾燥させた。得られた生成物は、120℃でわずかに濁った低粘度の液体であり、室温では硬い半透明のワックスであった。
以下の特徴(g/molでのMn)を有するABA構造を有するさらなるトリブロックコポリマーを、実施例3の手順に基づいて作製した。
ポリエチレン-ポリジメチルシロキサン-ポリエチレントリブロック/ポリエチレン-ポリジメチルシロキサンジブロックコポリマーの混合物も調製し、その特性の詳細を表1Bに示す。これらの混合物は、モノSiMeH終端PEとテレケリックビニル終端ポリジメチルシロキサン(Vi-PDMS-Vi)とを、2対1のビニル対SiHの化学量論モル比で反応させることにより調製した。1つのそのようなコポリマー、特に表1bBの実施例22をここで詳述する。手順は以下の通りである。13,402g/molのMnおよび6,701g/molのビニル当量を有する10gのテレケリックビニル終端PDMSを、1,429g/molのMnを有する1.07gのモノSiH終端ポリエチレンおよび44.3gのトルエンと共に、100mL丸底フラスコに投入した。アルミブロックヒーターで105℃まで加熱した。溶液が均一になったら、固形分に基づいて10ppmのPt(Karstedtの触媒、636ppmのPtを含む0.17gの溶液)を添加した。混合物を105℃で合計2.5時間保持した。SiHの赤外線分析により、この時間後に反応が完了したことが確認された。次いで、ロトベーパー(rotovapor)を使用して、120℃のオイルバス温度、1~2mmHgの真空で生成物を溶媒ストリッピングした。30分後、溶媒は除去され、生成物はこの温度では低粘度の濁った液体であった。室温まで冷却すると、生成物は半透明の柔らかいワックスになった。
追加のジブロック/トリブロックコポリマー混合物を、実施例11の手順に基づいて、出発材料の量を変えることにより作製したが、これらは表1Bに記載されている。
参考例1-GPC試験方法
上記のように調製されたコポリマー試料(および以下の参考例に記載されたように調製されたシリル終端ポリオレフィン試料)を、160℃に維持されたPolymerChar GPC-IRで分析した。各試料を、1x Plgel 20μm 50x7.5mmガードカラムおよび4x Plgel 20μm Mixed A LS 300x7.5mmカラムを通して、300ppmのブチル化ヒドロキシルトルエン(BHT)で安定化された1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)で、1mL/分の流速で溶出した。16mgのコポリマー試料を量り取り、機器により8mLのTCBで希釈した。分子量については、ポリスチレン(PS)標準(Agilent PS-1およびPS-2)の従来の較正を、この温度でTCB中のPSおよびPEについての既知のMark-Houwink係数を用いてホモポリエチレン(PE)に調整された見かけの単位と共に使用した。内部フローマーカーとしてデカンを使用し、保持時間をこのピークに調整した。コモノマーの組み込みについては、既知の組成のコポリマーを使用して、組み込みのための較正曲線を作成した。
上記の実施例1~29で使用されるシリル終端ポリオレフィンを、以下の参考例に記載されるように調製した。
参考例2-HMeSiClによるジポリエチレン亜鉛のシリル化手順
ジポリエチレン亜鉛およびIsopar(Mw=1580Da、10mM)をバイアルに入れた。内容物が透明で均質になるまでバイアルを120℃で加熱した。ジメチル水素クロロシランおよびNMIをバイアルに加えた。バイアルを90℃で3時間加熱した。次いで、ヨウ素(I)を添加し、未反応のジポリエチレン亜鉛をクエンチした。得られた生成物をH NMRで評価した。HMeSiClのモル当量および生成物への変換の結果を、以下の参考表2に示す。
参考表2
参考例2は、比較的揮発性の高いクロロシランが使用された場合、追加当量のクロロシランで改善されたシリル化が達成可能であることを示した。
参考例3-HPhSiClによるジポリエチレン亜鉛のシリル化手順
ジメチル水素クロロシランの代わりにジフェニル水素クロロシランを使用したことを除いて、参考例2を繰り返した。結果を以下の参考表3に示す。
参考表3
参考例3は、添加剤としてNMIを使用してジポリエチレン亜鉛の完全なシリル化が可能であることを示した。
参考例4-HPhSiClによるジポリエチレン亜鉛のシリル化手順
ジポリエチレン亜鉛およびIsopar(Mw=1580Da、10mM)をバイアルに入れた。内容物が透明で均質になるまでバイアルを120℃で加熱した。フェニル、二水素、クロロシランおよび添加剤NMIまたはNMIとTMEDAとのブレンドをバイアルに加えた。バイアルを一定時間加熱した。次いで、ヨウ素(I)を添加し、未反応のジポリエチレン亜鉛をクエンチした。得られた生成物をH NMRで評価した。クロロシランのモル当量、添加剤のモル当量、加熱時間および温度、ならびに生成物への変換の結果を、以下の参考表4に示す。
参考表4
参考例5は、フェニル、二水素、クロロシランによる完全なシリル化が、エントリ6に記載された条件で観察されることを示した。少なくとも1当量のNMIがヒドロシリル化を完了することができた。エントリ5の比較目的で、NMIおよび別のアミン塩基のブレンドを添加剤として使用した。
参考例5
ジポリエチレン亜鉛およびIsopar(Mw=1080Da、10mM)をバイアルに入れた。内容物が透明で均質になるまでバイアルを120℃で加熱した。フェニル、二水素、クロロシランおよび添加剤をバイアルに加えた。バイアルを100℃で1時間加熱した。次いで、ヨウ素(I)を添加し、未反応のジポリエチレン亜鉛をクエンチした。得られた生成物をH NMRで評価した。添加剤および生成物への変換の結果を、以下の参考表5に示す。
参考表5
参考例5は、4-ジメチルアミノピリジンおよびピリジン-N-オキシドを添加剤として使用して試験した条件下で完全なシリル化が観察されることを示した。この例はまた、エントリ2およびエントリ3に示されるように、添加剤を含まない比較対照(エントリ8)よりも多くのシリルポリマーが形成されるため、N-メチルピリドンおよびDMPUを添加剤として使用してシリル化を促進できることも示した。
参考例6
HMeSiClの代わりにフェニル水素ジクロロシラン(HPhSiCl)を使用して、また添加剤として2当量の代わりに1.2当量のNMIを使用して、参照例2を繰り返した。結果を以下の参考表6に示す。
参考例6は、フェニル水素ジクロロシランの量が低減された場合でも、置換が2つのSi-Cl結合の1つだけで起こることを示した。
参考例7
ジポリエチレン亜鉛およびIsopar(Mw=1205Da、10mM)をバイアルに入れた。内容物が透明で均質になるまでバイアルを120℃で加熱した。ジメチル水素ヨードシランおよびNMIをバイアルに加えた。バイアルを110℃で3時間加熱した。次いで、ヨウ素(I)を添加し、未反応のジポリエチレン亜鉛をクエンチした。得られた生成物をH NMRで評価した。HMeSilのモル当量および生成物への変換の結果を、以下の参考表7に示す。
参考表7
参考例7は、NMIがクロロシラン以外のハロシラン(例えばヨードシラン)によるシリル化も促進することを示した。NMIがない場合、ヨードシランは、この例で試験された条件下でジポリエチレン亜鉛と完全に反応するのに十分に求電子性ではなかった。
参考例8
フェニル二水素クロロシランによるエチレン/オクテンポリメリル亜鉛のシリル化を、以下のように行った。グローブボックス内で、20mLのバイアルにコポリメリル亜鉛(Mn=1940Da、30.66%オクテン、Isopar(商標)E中の3.10%ポリマー、14.95g、0.117mmol、0.500当量)を投入した。混合物を攪拌し、混合物が透明で均質になるまで110℃に加熱した。NMI(22.5μL、0.282mmol、1.20当量)を添加し、続いてクロロフェニルシラン(37.6μL、0.282mmol、1.20当量)を添加した。混合物を1時間攪拌した。溶液の一部を除去し、変換分析のために過剰のヨウ素でクエンチした。ポリマー溶液を過剰のメタノールに注ぎ込むと、ポリマーが沈殿した。ポリマーを濾過により単離し、真空オーブン内で乾燥させた。
参考例8は、エチレン/オクテンコポリメリル亜鉛によるシリル化がNMIを使用して可能であることを示した。
参考例9
この参考例9は、上記のように調製された850g/molのMnモノ-SiH終端ポリエチレンを精製するために使用される水洗浄方法を示す。上記のように調製された0.90gのモノ-SiHポリエチレンを、磁気攪拌棒を含む100mL丸底フラスコ内でトルエン中10%に希釈した。フラスコを85℃のアルミブロックに入れることで溶液を加熱した。モノ-SiH終端ポリエチレンは溶解した。脱イオン水(6g)を添加し、5分間混合した。次いで攪拌を停止し、プラスチックピペットを使用して水層(底部)を除去した。優れた分離が達成された。どちらの相も透明であり、洗浄水のpHはアルカリ性であった。
以下のプロセスを85℃で7回行った。脱イオン水(4g)を添加し、5分間混合した。水相を除去した。得られたトルエンおよびモノ-SiH終端ポリオレフィンの溶液をTeflon(商標)シートに注ぎ、一晩乾燥させた。最終的な水洗液のpHはわずかに酸性の側にあり、イミダゾールが正常に除去されたことを示している。
参考例10-シリル終端有機金属の一般的な調製手順
2LのPARR回分反応器内で重合を行った。反応器を電気加熱マントルで加熱し、冷却水を含有する内部蛇行冷却コイルにより冷却した。反応器および加熱/冷却システムの両方を、CAMILE TGプロセスコンピューターによって制御および監視した。反応器の底部には、反応器の内容物をステンレス鋼のダンプポット内に排出するダンプ弁が取り付けられていた。ポットとタンクの両方を窒素でパージして、ダンプポットを30ガロンのブロータンクと通気させた。重合または触媒補給のために使用した全ての溶媒は、重合に影響を及ぼし得るあらゆる不純物を除去するために溶媒精製カラムを通した。1-オクテン、Isopar(商標)Eおよびトルエンを、A2アルミナを含む第1のカラム、Q5を含む第2のカラムの2つのカラムに通過させた。エチレンを、A204アルミナおよび4Åモレキュラーシーブを含む第1のカラム、Q5反応物を含む第2のカラムの2つのカラムに通過させた。移動に使用した窒素を、A204アルミナ、4Åモレキュラーシーブ、およびQ5を含む単一のカラムに通過させた。
所望の反応器負荷に応じて、所望量のIsopar(商標)Eおよび/またはトルエン溶媒および/または1-オクテンを、ショットタンクを介してロードカラムに加えた。ロードカラムは、ロードカラムを載せた電子天秤を使用して、ロード設定点まで充填した。液体供給物の添加後、反応器を重合温度設定点まで加熱した。エチレンが使用される場合、反応圧力設定点を維持するための反応温度になったときに、エチレンを反応器に添加した。エチレン添加量を、マイクロ-モーション流量計で監視した。
スカベンジャー、MMAO-3A(Akzo Nobelから市販されている)は、不活性なグローブボックス内で取り扱い、シリンジに引き込み、触媒ショットタンクに圧力で移した。これに続いて、各5mLのトルエンで3回すすいでから、反応器内に注入した。チェーンシャトリング剤は、不活性なグローブボックス内で取り扱い、シリンジに引き込み、触媒ショットタンクに圧力で移した。これに続いて、各各5mLのトルエンで3回すすいでから、反応器内に注入した。プロ触媒および活性剤を適量の精製トルエンと混合して所望のモル濃度の溶液を得た。触媒および活性化剤は、不活性なグローブボックス内で取り扱い、シリンジに引き込み、触媒ショットタンクに圧力で移した。これに続いて、各5mLのトルエンで3回すすいだ。触媒添加直後に運転タイマーを開始した。エチレンを使用した場合、次いでそれをCAMILEにより添加して反応器内の反応圧力設定点を維持した。これらの重合は、10分間実行するか、目標とするエチレンの取り込みを行った。次いで、攪拌機を停止し、下部のダンプ弁を開いて、反応器の内容物を、金属表面に吸収された余分な水分を追い出すために使用前に130℃オーブン内に60分超の間保管した清浄なダンプポット内に排出した。反応器の内容物がダンプポット内に排出されたら、ボール弁を介して、窒素不活性化の通常の流れをアルゴンに切り替えた。アルゴンを計算された期間流し、ポット内のガス量を5回交換させた。アルゴンの不活性化が完了したら、ダンプポットを固定具から降ろし、入口弁および出口弁が付いた二次蓋をポットの上部にシールした。次いで、供給ラインおよび入口/出口弁を介して、追加の5回のガス交換のためにポットをアルゴンで不活性化した。完了したら、弁を閉じた。次いで、内容物を外気と接触させることなく、ポットをグローブボックスに移した。
参考例11-参考例10の一般的手順による試料の調製
ホモポリエチレン試料を、参考例10の一般的手順に従って、次の条件を使用して調製した:120℃、23gの最初のエチレン添加、600gのトルエン、10μmolのMMAO-3A、プロ触媒に対し1.2当量の活性剤。使用するプロ触媒の量は、所望の効率に達するように調整した。重合中にエチレンを供給し、必要に応じて反応器を冷却することによって、反応器圧力および温度を一定に保った。重合は、活性剤としてビス(水素化獣脂アルキル)メチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、プロ触媒としてビス(N-イソブチル-6-メシチルピリジン-2-アミン)ジメチルハフニウム、およびチェーンシャトリング剤としてビス(8-(ジメチルシリル)オクチル)亜鉛を用いて行った。H-NMR Mn:鎖当たり1586、GPC Mn:鎖当たり1310。
ポリ(エチレン/オクテン)コポリマー試料を、参考例10の一般的手順に従って、次の条件を使用して調製した:120℃、23gの最初のエチレン添加、397gのIsopar(商標)E、115gの1-オクテン、10μmolのMMAO-3A、プロ触媒に対し1.2当量の活性剤。使用するプロ触媒の量は、所望の効率に達するように調整した。重合中にエチレンを供給し、必要に応じて反応器を冷却することによって、反応器圧力および温度を一定に保った。重合は、活性剤としてビス(水素化獣脂アルキル)メチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、プロ触媒として[N-[2,6-ビス(1-メチルエチル)フェニル]-α-[2-(1-メチルエチル)-フェニル]-6-(1-ナフタレニル-C2)-2-ピリジンメタンアミナト]ジメチルハフニウムの調製物、およびチェーンシャトリング剤としてビス(8-(ジメチルシリル)ヘキシル)亜鉛を用いて行った。GPC Mn:鎖当たり25,020、コモノマーの取り込み:48%1-オクテン。
参考例12-テレケリックシリル終端ポリオレフィンの調製
窒素で満たされたグローブボックス内で、Isopar(商標)E(H-NMR Mn=鎖当たり1586、GPC Mn=鎖当たり1310)中の4.6%のポリメリル亜鉛の懸濁液が入った1L瓶を、2つの1L丸底フラスコに大体均等に分割した。フラスコ1は355g(16.3gのポリメリル亜鉛)を含み、フラスコ2は379.7g(17.5gのポリメリル亜鉛)を含んでいた。溶液が均質になるまで、両方のフラスコをグローブボックス内で110℃に加熱した。
溶液が均質になったら、以下の出発材料を加えた。フラスコ1に、0.91gのNMI(11.1mmol、0.88mL、鎖当たり1.1当量)および2.2gの87%純度のジメチル水素ヨードシラン(17.5mmol、鎖当たり1.1当量)を加えた。フラスコ2に、0.97gのNMI(11.87mmol、0.95mL、鎖当たり1.1当量)および2.37g(11.87mmol、鎖当たり1.1当量)の87%純度のジメチル水素ヨードシランを加えた。フラスコを110℃で45分間加熱した後、NMR分析のためにアリコートを取り出して、C-Zn種の消失を確認した。これを確認し、合計1.5時間加熱した後、瓶内の溶液を室温まで冷却した。次いで、溶液をそれぞれメタノール(1L)の撹拌ビーカーに注ぎ込んだ。沈殿物を使い捨てのプラスチック製フリットフィルターに収集し、40℃の真空オーブン内で一晩乾燥させた。
次いで、沈殿物を2つの1L丸底フラスコに移し、110℃で200mLのトルエンに溶解した。次いで、80mLの脱イオン水をフラスコに加え、還流冷却器および窒素のブランケットと共に激しく撹拌した。少なくとも10分間の攪拌後、攪拌を停止し、2つの相を分離させた。ピペットを使用して、水層を可能な限り除去して廃棄した。このプロセスをさらに3回繰り返し、合計4回洗浄した。4回目の洗浄後、フラスコを室温まで冷却し、メタノールの攪拌溶液(各1L)から沈殿させた。沈殿物をメタノールで洗浄してから、40℃の真空オーブン内で一晩乾燥させた。
30.55gのテレケリックHMeSi終端ポリエチレンが単離された(90%収率)。不活性(dead)鎖のパーセンテージを説明した後の鎖末端を含む官能化材料のH-NMRにより測定されたMnは、1427であった。官能化鎖のポリエチレンセグメントのみのMnは、1307であった。三重項多重度を伴う0.97ppmの信号は、13.5%の不活性(dead)鎖末端に対応するメチル終端鎖末端に起因していた。GPC Mn=1280、Mw=1670、およびD=1.28。
実施例30-参考例13のテレケリックシリル終端ポリオレフィンを用いた(AB)n構造を含むポリエチレン-ポリジメチルシロキサンブロックコポリマーの調製
この例では、モノ-SiMeH官能化ポリエチレンおよびテレケリック-SiMeH終端ポリエチレン(GPCによるMn=1390、NMRによる1948)の混合物0.300g(SiH官能基により0.154mmol、1当量)を、窒素充填グローブボックス内で20mLのシンチレーションバイアル内に入れた。0.72gのテレケリック、テレケリックビニル終端ポリジメチルシロキサン(DMS-V21、Gelestから市販されている;NMRによるMn5038)をグローブボックス内で直接バイアルに量り入れた。バイアルを100℃に加熱し、飛散しないように穏やかに攪拌した。ポリエチレンは溶融したが、完全に均質にはならなかった。次いで、トルエン中のKarstedtの触媒の0.1%Pt希釈液0.039mLを添加し、反応物を100℃で攪拌した。2時間後、少量のアリコートをH-NMR分析のために取り出したが、これはSiH信号の完全な消失を示した。反応物を室温に冷却し、グローブボックスから取り出し、室温に冷却し、イソプロパノールから沈殿させて、過剰なPDMSを除去した。0.835gの材料が単離された。最終生成物のH-NMRでは、SiHの完全な消費が確認された。少量のビニル基が見られたが、これはPDMSが幾分残っていることを示す。ポリエチレン/ポリジメチルシロキサン信号の加重平均を取ることによるGPCの推定は、約5(ポリエチレン/ポリジメチルシロキサン)単位の重合度を示す。
実施例31-参考例13のテレケリックシリル終端ポリオレフィンを用いたBAB構造を含むポリエチレン-ポリジメチルシロキサンブロックコポリマーの調製
この例では、0.300g(SiH官能基により0.154mmol、1当量)の81.5%-SiMeH官能化テレケリックポリエチレン(GPCによるMn 1390、NMRによる1948)を、窒素充填グローブボックス内で20mLのシンチレーションバイアルに入れた。2.49g(0.329mmol、2.1当量)のモノビニル終端PDMS(Gelestから市販されているMCR-V21、MnはNMRで7570と決定)をグローブボックス内で直接バイアルに直接量り入れた。1.5mLのトルエンを添加し、バイアルを100℃に加熱し、飛散しないように穏やかに攪拌した。ポリエチレンは溶融したが、完全に均質にはならなかった。最初に、トルエン中のKarstedt触媒の0.1%Pt希釈液0.039mLを添加し、反応混合物を100℃で1時間撹拌した。触媒を添加すると、反応混合物はより透明になった。しかしながら、SiHの39%が残っていたため、追加の0.017mLのKarstedtの触媒溶液を添加した。反応混合物を85℃で一晩撹拌した。得られた混合物をグローブボックスから取り出し、室温まで冷却し、イソプロパノールから沈殿させて、過剰なPDMSを除去した。柔らかい性質のため、移動および沈殿中にかなりの材料が失われた。0.991gが単離され、H-NMRは、反応がSiHピークの消失により95%の変換に達したことを示した。81.5%の官能化ポリエチレンが統計的にポリジメチルシロキサンと反応したと仮定すると、この材料は56.9%のトリブロック、41.1%のジブロック、および2.0%の未反応ポリエチレンであると計算される。
実施例32
250mLのガラス瓶に、15.5g(2.71mmol、1当量)のSiH終端ポリ(エチレン-co-オクテン)(H-NMRによるM5731g/mol、M 4690g/mol、M 12.710g/mol、PDI 2.71、GPCにより12.8mol%オクテン)を加え、窒素で満たされたグローブボックス内に入れた。次いで、5.46g(1.08mmol、0.4当量)のジビニルPDMS(Gelest DMS-V21、NMRによるM 5038)をこのポリオレフィンの上に直接秤量した。瓶に125mLのトルエンを加え、110℃に加熱して溶解した。次いで、18.5mgのPtMeCOD(2mol%)を固体として瓶に加え、透明な無色の溶液を一晩攪拌した。
15時間後、H-NMRのためにアリコートを取り出した。ポリオレフィンおよびシリコーンの化学量論に基づいて、主要な脂肪族ピークを出発材料からの既知の値に統合すると、約98%の変換が計算された。ビニル基またはSiH基は、NMRにより検出できなかった。
反応物を手で温かく感じるまで冷却し、スチールパンに入れて週末にかけて乾燥させた。20.4gの生成物が収集された。高温液体クロマトグラフィー分析により、試料はH-NMRデータと一致して1.5wt%未満のシリコーンを含むことが示された。トリブロック中65.1%のポリオレフィン。
実施例33
250mLの瓶に、9.1g(0.608mmol、1当量)のSiH終端ポリ(エチレン-co-オクテン)(H-NMRによるM 14978g/mol、M:14246g/mol、M:32784、GPCにより15.2mol%のオクテン)を加え、窒素で満たされたグローブボックス内に入れた。次いで、4.16g(0.24mmol、0.4当量)のジビニルPDMS(DMS-V31、Gelest、NMRによるM 17135g/mol)をこのポリオレフィンの上に直接秤量した。瓶に160mLのトルエンを加え、90℃に加熱して溶解した。次いで、トルエンに溶解したPtMeCOD触媒の5mg/mL溶液0.81mL(2mol%)を反応物に加え、瓶を90℃で一晩撹拌した。
18時間後、アリコートを取り出し、NMRのために乾燥させた。H-NMRは、観察され得るSiHがそれ以上存在しないことを示した。ポリオレフィンおよびシリコーンの化学量論に基づいて、主要な脂肪族ピークを出発材料からの既知の値に統合すると、約64%の変換が計算された。ビニル基に対応する0.29個のプロトンを観察することができた。
次いで、反応物を手で温かく感じるまで冷却し、グローブボックスから取り出した。次いで、瓶を金属パンに注ぎ込み、ドラフト内で乾燥させた。その後、パンを真空オーブンに入れ、55℃で一晩乾燥させた。12.76gの全材料が単離された。高温液体クロマトグラフィーは、試料が約7.4wt%の遊離PDMS、または約37.2%のトリブロックおよび47.6%のジブロックコポリマーであることを示した。トリブロック中63.6%のポリオレフィン。
産業上の利用可能性
本明細書において説明される方法の重要な際立った特徴は、Si-H官能基がポリオレフィン上に存在し、これにより、有害な異性化反応を生じることができず、終端脂肪族不飽和(シリル基ではない)を有するポリオレフィンがSiH官能基を有するポリオルガノシロキサンと反応した以前の系よりも高い変換を可能にする、ポリオルガノシロキサンの終端に終端脂肪族不飽和を有するケイ素結合基とのヒドロシリル化反応が可能になることである。本明細書に記載の方法によるブロックコポリマーの生成は、以下の例示的なスキームに示されるSi-C-C-Si(赤)連結によって示される。
上記の例示的なスキームは、ビニル終端ポリジメチルシロキサンとのヒドロシリル化を介したカップリングによるポリエチレンブロックポリジメチルシロキサンの合成を示している。
用語の定義と用法
特に明細書の文脈による指定がない限り、すべての量、比、および百分率は、重量基準である。組成物中の全出発材料の量は、合計で100重量%になる。発明の簡単な概要および要約は、参照により本明細書に組み込まれる。特に明細書の文脈による指定がない限り、冠詞「a」、「an」、および「the」はそれぞれ1つまたは複数を指す。範囲の開示は、範囲自体およびその中に包含されるもの、並びに終点も含む。例えば、1~20の範囲の開示は、終点を含む1~20の範囲だけでなく、1、2、3、4、6、10、および20を個別に含み、またその範囲に包含される任意の他の数も含む。さらに、例えば、1~20の範囲の開示は、1~3、2~6、10~20、および2~10、ならびにその範囲に包含される任意の他の部分集合を含む。同様に、マーカッシュグループの開示には、グループ全体およびその中に包括される任意の個別のメンバーおよびサブグループも含まれる。例えば、マーカッシュグループの水素原子、アルキル基、アルケニル基、またはアリール基の開示には、個別に要素のアルキル;下位群の水素、アルキルおよびアリール;下位群の水素およびアルキル;ならびにその群に包含される任意の他の個々の要素および下位群が含まれる。
「元素周期表」とは、CRC Press、Inc.によって1987年に発行された、CRC Handbook of Chemistry and Physics、68th Editionに掲載されている元素周期表を指す。また、族(複数可)へのいかなる言及も、族の番号付けのためのIUPACシステムを使用する、この元素周期表に反映される族(複数可)を意味する。
「含む(comprise)」という用語、およびその派生語(例えば、含む(comprising)、含む(comprises))は、それらが本明細書に開示されているか否かにかかわらず、任意の追加の成分、出発材料、ステップまたは手順の存在を除外することを意図するものではない。
「ヒドロカルビル」という用語は、分岐鎖状または非分岐鎖状、飽和または不飽和、環式または非環式の基を含む、水素および炭素原子のみを含有する基を意味する。一価ヒドロカルビル基は、シクロアルキル基を含むアルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基、シクロアルケニル基、シクロアルカジエニル基、アリール基、およびアルキニル基を含む。
「テレケリック」という用語は、反応性ポリマーを指し、反応性ポリマーが鎖末端に反応性官能基を有することを意味し、ポリマー鎖末端は、同じまたは異なる反応性官能基を有し得る。本明細書で使用される場合、A)シリル終端ポリオレフィンおよびB)ポリジオルガノシロキサンのいずれか一方もしくは両方がテレケリックであってもよく、またはどちらもテレケリックでなくてもよい。
明細書全体にわたり、以下の略語が使用される:
発明の実施形態
第1の実施形態において、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するための方法は、
1)
A)1分子当たり1~2個の終端シリル基を有するシリル終端ポリオレフィンであって、終端シリル基は式
(式中、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各下付き文字aは、独立して1または2である)を有する、シリル終端ポリオレフィン;
B)ヒドロシリル化反応を生じることができる1~2個の終端ケイ素結合終端脂肪族不飽和有機基を有するポリジオルガノシロキサン;および
C)ヒドロシリル化反応触媒を含む出発材料を組み合わせることを含む。
第2の実施形態において、第1の実施形態の方法で、A)シリル終端ポリオレフィンは、単位式:
(式中、下付き文字fは、0~1であり、下付き文字tおよびuは、0<t≦1、0≦u≦1であるような相対値を有し、下付き文字g≧1であり、各Rは、独立して、2~20個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基である)を有する。
第3の実施形態において、第2の実施形態の方法で、下付き文字gは、1~500である。
第4の実施形態において、第3の実施形態の方法で、下付き文字gは、10~400である。
第5の実施形態において、第4の実施形態の方法で、下付き文字gは、18~360である。
第6の実施形態において、第1~第5の実施形態のいずれか1つの方法で、シリル終端ポリオレフィンは、シリル終端ポリエチレンまたはシリル終端ポリ(エチレン/オクテン)コポリマーである。
第7の実施形態において、前述の実施形態のいずれか1つの方法で、出発材料B)は、式(B1):
(式中、各Rは、独立して選択された終端脂肪族不飽和を有する一価有機基であり、各Rは、水素原子および終端脂肪族不飽和を含まない一価有機基からなる群から独立して選択され、各Rは、RおよびRから独立して選択され、下付き文字b≧0である)のポリジオルガノシロキサンを含む。
第8の実施形態において、第7の実施形態の方法で、各Rは、アルケニル基、代替としてビニル基である。
第9の実施形態において、第7または第8の実施形態の方法で、各Rは、アルキルおよびアリール、代替としてメチルおよびフェニルから選択される。
第10の実施形態において、第7または第8の実施形態の方法で、下付き文字bは、2~2000である。
第11の実施形態において、第1~第10の実施形態のいずれか1つの方法で、条件A)~D)のいずれか1つが満たされ、
条件A)は、シリル終端ポリオレフィンが、1分子当たり1個の終端シリル基を有することであり、
条件B)は、シリル終端ポリオレフィンが、1分子当たり2個の終端シリル基を有することであり、
条件C)は、ポリオルガノシロキサンが、1分子当たり1個の、終端脂肪族不飽和を有する終端有機基を有することであり。
条件D)は、ポリオルガノシロキサンが、1分子当たり2個の、終端脂肪族不飽和を有する終端有機基を有することである。
第12の実施形態において、第11の実施形態の方法で、条件E)~I)のいずれか1つが満たされ、
条件E)は、条件A)および条件C)の両方を意味し、
条件F)は、条件A)および条件D)の両方を意味し、
条件G)は、条件B)および条件C)の両方を意味し、
条件H)は、A)、B)、およびD)の3つすべてを意味し、
条件I)は、B)、C)、およびD)の3つすべてを意味する。
条件H)が満たされる場合、1分子当たり1個の終端シリル基を有するシリル終端ポリオレフィン、および1分子当たり2個の終端シリル基を有するシリル終端ポリオレフィンの両方が使用される。この実施形態において得られるコポリマーは、(AB)構造を有し得る。条件I)が満たされる場合、1分子当たり1個の、終端脂肪族不飽和を有する終端有機基を有するポリオルガノシロキサン、および1分子当たり2個の、終端脂肪族不飽和を有する終端有機基を有するポリオルガノシロキサンの両方が使用される。この実施形態において得られるコポリマーは、(AB)構造を有し得る。代替として、条件D)、H)、およびI)のいずれか1つが満たされる場合、少なくとも1個のケイ素結合水素原子を有するアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物を出発材料に含めることができ、アルコキシ官能性ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンが合成され得る。
第13の実施形態において、第1~第12の実施形態のいずれか1つで、出発材料は、D)溶媒、E)ヒドロシリル化反応阻害剤、F)少なくとも1個のケイ素結合水素原子を有するアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物、ならびにD)、E)およびF)の2つ以上の組み合わせからなる群から選択される1つ以上の追加の出発材料をさらに含む。
第14の実施形態において、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、単位式(I):
(式中、各Rは、独立して選択された二価ヒドロカルビル基であり、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Rは、水素原子および終端脂肪族不飽和を含まない一価ヒドロカルビル基から独立して選択され、各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンブロックであり、各Rは、独立して選択された2価ポリオレフィンブロックであり、各R10は、Rおよびアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基から独立して選択され、各下付き文字aは、独立して1または2であり、各下付き文字bは、独立して0または正の数であり;下付き文字wは、0~2であり、下付き文字x≧0であり、下付き文字y≧0であり、下付き文字zは、0~2であり、数量(w+y)≧1であり、数量(x+z)≧1であり、ただし、下付き文字w=0の場合、下付き文字z>0であり、下付き文字z=0の場合、下付き文字w>0である)を含む。
第15の実施形態において、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、式(IV):
(式中、各Rは、独立して選択された二価ヒドロカルビル基であり、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Rは、水素原子および終端脂肪族不飽和を含まない一価ヒドロカルビル基から独立して選択され、各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンブロックであり、各R10は、独Rおよびアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基から独立して選択され、各下付き文字aは、独立して1または2であり、下付き文字b≧0である)を有する。
第16の実施形態において、第15の実施形態の式(IV)のコポリマーで、各Rは、-C4-であり、各Rは、メチルであり、各Rは、メチルであり、各Rは、水素終端ポリエチレンおよび水素終端ポリ(エチレン/オクテン)から選択され、各Rは、ポリエチレンおよびポリ(エチレン/オクテン)から選択され、各下付き文字a=1であり、各下付き文字bは、2~2,000である。
第17の実施形態において、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、式(V):
(式中、各Rは、独立して選択された二価ヒドロカルビル基であり、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Rは、水素原子および終端脂肪族不飽和を含まない一価ヒドロカルビル基から独立して選択され、各Rは、独立して選択した水素終端ポリオレフィンブロックであり、各Rは、独立して選択された2価ポリオレフィンブロックであり、各下付き文字aは、独立して1または2であり、各下付き文字b≧0であり、下付き文字cは、1~1,000である)を有する。
第18の実施形態において、第17の実施形態の式(V)のコポリマーで、各Rは、-C4-であり、各Rは、メチルであり、各Rは、メチルであり、各Rは、水素終端ポリエチレンおよび水素終端ポリ(エチレン/オクテン)から選択され、各Rは、ポリエチレンおよびポリ(エチレン/オクテン)から選択され、各下付き文字a=1であり、各下付き文字bは、2~2,000であり、下付き文字cは、1~100である。
第19の実施形態において、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、式(VI):
(式中、各Rは、独立して選択された二価ヒドロカルビル基であり、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Rは、水素原子および終端脂肪族不飽和を含まない一価ヒドロカルビル基から独立して選択され、各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンブロックであり、各Rは、独立して選択された2価ポリオレフィンブロックであり、各下付き文字aは、独立して1または2であり、下付き文字b≧0である)を有する。
第20の実施形態において、第19の実施形態の式(VI)のコポリマーで、各Rは、-CH-CH2-であり、各Rは、メチルであり、各Rは、メチルであり、各Rは、水素終端ポリエチレンおよび水素終端ポリ(エチレン/オクテン)から選択され、各下付き文字a=1であり、各下付き文字bは、2~2,000である。
第21の実施形態において、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、式(VII):
(式中、各Rは、独立して選択された二価ヒドロカルビル基であり、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Rは、水素原子および終端脂肪族不飽和を含まない一価ヒドロカルビル基から独立して選択され、各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンブロックであり、各Rは、独立して選択された二価ポリオレフィンブロックであり、各R10は、Rおよびアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基から独立して選択され、各下付き文字aは、独立して1または2であり、各下付き文字b≧0であり、下付き文字dは、1~1,000である)を有する。
第22の実施形態において、第21の実施形態の式(VII)のコポリマーで、各Rは、-C4-であり、各Rは、メチルであり、各Rは、メチルであり、各Rは、水素終端ポリエチレンおよび水素終端ポリ(エチレン/オクテン)から選択され、各Rは、ポリエチレンおよびポリ(エチレン/オクテン)から選択され、各下付き文字a=1であり、各下付き文字bは、2~2,000であり、下付き文字dは、1~100である。
第23の実施形態において、ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、式(VIII):
(式中、各Rは、独立して選択された二価ヒドロカルビル基であり、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Rは、水素原子および終端脂肪族不飽和を含まない一価ヒドロカルビル基から独立して選択され、各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンブロックであり、各Rは、独立して選択された2価ポリオレフィンブロックであり、各R10は、Rおよびアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基から独立して選択され、各下付き文字aは、独立して1または2であり、各下付き文字b≧0である)を有する。
第24の実施形態において、第23の実施形態の式(VIII)のコポリマーで、各Rは、-C4-であり、各Rは、メチルであり、各Rは、メチルであり、各Rは、ポリエチレンおよびポリ(エチレン/オクテン)から選択され、各下付き文字a=1であり、各下付き文字bは、2~2,000である。
第25の実施形態において、前述の実施形態のいずれかにおいてポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するために使用されるシリル終端ポリオレフィンは、
(1)
a)ポリメリル金属、
b)窒素含有複素環、および
c)ハロシラン、および
任意選択でd)溶媒を含む出発材料を組み合わせ、それによりシリル終端ポリオレフィンを含む生成物を形成することと;2)生成物を水で洗浄し、それにより出発材料b)を含む不要な材料を除去することと;
3)シリル終端ポリオレフィンを回収することとを含む方法により調製される。

Claims (16)

  1. 単位式:
    (式中、各Rは、独立して選択された二価ヒドロカルビル基であり、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Rは、水素原子および終端脂肪族不飽和を含まない一価ヒドロカルビル基から独立して選択され、各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンブロックであり、各Rは、独立して選択された2価ポリオレフィンブロックであり、各R10は、Rおよびアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基から独立して選択され、各下付き文字aは、独立して1または2であり、各下付き文字bは、独立して0または正の数であり;下付き文字wは、0~2であり、下付き文字xは、0または正の数であり、下付き文字yは、0または正の数であり、下付き文字zは、0~2であり、数量(w+y)≧1であり、数量(x+z)≧1であり、ただし、下付き文字w=0の場合、下付き文字z>0であり、下付き文字z=0の場合、下付き文字w>0である)を含むポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー。
  2. 下付き文字w=1であり、下付き文字x=0であり、下付き文字y=0であり、下付き文字z=1であり、前記ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーが、式(IV):
    を有する、請求項1に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー。
  3. 下付き文字w=2であり、下付き文字z=0であり、下付き文字x≧1であり、下付き文字y≧0であり、前記ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーが、式(V):
    (式中、下付き文字c≧0である)を有する、請求項1に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー。
  4. 下付き文字w=2であり、下付き文字x=1であり、下付き文字y=0であり、下付き文字z=0であり、下付き文字c=0であり、前記ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーが、式(VI):
    を有する、請求項1または請求項3に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー。
  5. 下付き文字z=2であり、下付き文字w=0であり、下付き文字x≧0であり、下付き文字y≧1であり、前記ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーが、式(VII):
    (式中、下付き文字d≧0である)を有する、請求項1に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー。
  6. 下付き文字w=0であり、下付き文字x=であり、下付き文字y=であり、下付き文字z=2であり、下付き文字d=0であり、前記ポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーが、式(VIII):
    を有する、請求項1または請求項5に記載のコポリマー。
  7. (i)各Rが、単位式H[(CHCH(CHRCHを有する、
    (ii)各Rが、単位式[(CHCH(CHRCHを有する、または
    (iii)(i)および(ii)の両方であり、式中、下付き文字tおよびuは、0<t≦1、0≦u≦1であるような相対値を有し、下付き文字g≧であり、各Rは、独立して選択された1~20個の炭素原子の1価ヒドロカルビル基である、請求項1から6のいずれか一項に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー。
  8. 各Rが、ヘキシル基である、請求項7に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー。
  9. 各Rが、メチルであり、各Rが、メチルであり、各Rが、-C-および-C-から選択される、請求項1から8のいずれか一項に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー。
  10. 10の少なくとも1つが
    (式中、各Rは、独立して、2~18個の炭素原子の二価ヒドロカルビル基であり、各下付き文字aaは、独立して、0、1、または2であり、下付き文字Dは、0~20である)から選択される式を有するアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基を表す、請求項1から9のいずれか一項に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー。
  11. 請求項1に記載のポリオレフィン-ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するための方法であって
    1)
    A)1分子当たり1~2個の終端シリル基を有するシリル終端ポリオレフィンであって、前記終端シリル基は、式
    を有し、式中、各R は、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各下付き文字aは、独立して1または2である、シリル終端ポリオレフィンと;
    B)ヒドロシリル化反応を生じることができる1~2個の終端ケイ素結合終端脂肪族不飽和有機基を有する線形のポリジオルガノシロキサン;および
    C)ヒドロシリル化反応触
    含む
    出発材料を組み合わせるステップ
    を含む方法。
  12. A)前記シリル終端ポリオレフィンが、単位式(A1)
    (式中、下付き文字fは、0~1であり、下付き文字tおよびuは、0<t≦1、0≦u≦1であるような相対値を有し、下付き文字g≧1であり、各Rは、独立して、2~20個の炭素原子の1価ヒドロカルビル基である)を有する、請求項11に記載の方法。
  13. 出発材料B)が、式(B1):
    (式中、各Rは、独立して選択された終端脂肪族不飽和を有する有機基であり、各Rは、水素原子および終端脂肪族不飽和を含まない一価有機基からなる群から独立して選択され、各Rは、RおよびRから独立して選択され、下付き文字b≧0である)のポリジオルガノシロキサンを含む、請求項11または請求項12に記載の方法。
  14. 条件A)からD)のいずれか1つが満たされ、
    条件A)は、シリル終端ポリオレフィンが、1分子当たり1個の終端シリル基を有することであり、
    条件B)は、シリル終端ポリオレフィンが、1分子当たり2個の終端シリル基を有することであり、
    条件C)は、ポリオルガノシロキサンが、1分子当たり1個の、終端脂肪族不飽和を有する終端有機基を有することであり、
    条件D)は、ポリオルガノシロキサンが、1分子当たり2個の、終端脂肪族不飽和を有する終端有機基を有することである、請求項11から13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 条件E)からI)のうちの1つが満たされ、
    条件E)は、条件A)および条件C)の両方を意味し、
    条件F)は、条件A)および条件D)の両方を意味し、
    条件G)は、条件B)および条件C)の両方を意味し、
    条件H)は、A)、B)、およびD)の3つすべてを意味し、
    条件I)は、B)、C)、およびD)の3つすべてを意味する、請求項14に記載の方法。
  16. プレ1)前記シリル終端ポリオレフィンを調製するステップであって、
    i)
    a)ポリメリル金属と、
    c)ハロシランと
    を含む出発物質を組み合わせ、それによって、前記シリル終端ポリオレフィンを含む生成物を形成させること
    を含む方法によるステップをさらに含む、請求項11~15のいずれか一項に記載の方法。
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