JP7735972B2 - アルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物およびその製造方法、並びにこれを含む組成物、硬化物および被覆基材 - Google Patents
アルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物およびその製造方法、並びにこれを含む組成物、硬化物および被覆基材Info
- Publication number
- JP7735972B2 JP7735972B2 JP2022155678A JP2022155678A JP7735972B2 JP 7735972 B2 JP7735972 B2 JP 7735972B2 JP 2022155678 A JP2022155678 A JP 2022155678A JP 2022155678 A JP2022155678 A JP 2022155678A JP 7735972 B2 JP7735972 B2 JP 7735972B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound
- aza
- silacyclopentane
- group
- methyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/14—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers in which at least two but not all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/18—Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
- C07F7/1804—Compounds having Si-O-C linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/10—Compounds having one or more C—Si linkages containing nitrogen having a Si-N linkage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
- C08G77/18—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to alkoxy or aryloxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/22—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
- C08G77/26—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen nitrogen-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/48—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which at least two but not all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
- C08G77/54—Nitrogen-containing linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
- C09D183/08—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen, and oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/0803—Compounds with Si-C or Si-Si linkages
- C07F7/081—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te
- C07F7/0812—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring
- C07F7/0816—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring said ring comprising Si as a ring atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/22—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
- C08G77/28—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen sulfur-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/549—Silicon-containing compounds containing silicon in a ring
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
Description
このような含窒素オルガノキシシラン化合物としては、アミノプロピルトリメトキシシラン等の1級アミノ基を有するオルガノキシシラン化合物、N-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等の2級アミノ基を有するオルガノキシシラン化合物、ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン等の3級アミノ基を有するオルガノキシシラン化合物等が知られている。これらの中でも、特に2級アミノ基を有するオルガノキシシラン化合物は、分子内のアミノ基とアルコキシシラン部位で分子内環化させることにより、環状シラザン化合物へと誘導できる。
しかし、特許文献2記載の化合物は、窒素-アルコキシシリル基間のスペーサーにシロキサン結合を含むため、表面移行性が高く、例えば、基材に塗布した場合に、アミノ基と基材の相互作用や結合形成等が十分に行われず、基材に対して密着できない、または密着性が低いという課題がある。
1. 下記一般式(1)で表されるアルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物、
2. 下記一般式(2)
で表されるビス(アルコキシシリルアルキル)アミノシラン化合物を分子内脱アルコール環化させる1のアルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物の製造方法、
3. 下記一般式(3)
で表される環状シラザン化合物と、下記一般式(4)
で表されるアルコキシシラン化合物を反応させる1のアルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物の製造方法、
4. 1の環状シラザン化合物を含む硬化性組成物、
5. 4の硬化性組成物の硬化物、
6. 基材と、その上に形成された被膜とを有する被覆基材であって、前記被膜が、4の硬化性組成物から形成されたものである被覆基材
を提供する。
[1]アルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物
本発明のアルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物(以下、「化合物(1)」という。)は、下記一般式(1)で表される。
R1、R2、R5およびR6の1価炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-へプチル、n-オクチル、デシル基等の直鎖状アルキル基;イソプロピル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ネオペンチル、テキシル、2-エチルヘキシル基等の分岐鎖状アルキル基;シクロペンチル、シクロヘキシル基等の環状アルキル基;ビニル、アリル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル基等のアルケニル基;フェニル、トリル基等のアリール基;ベンジル、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
これらの中でも、原料の調達容易性の観点から、直鎖状アルキル基、アルケニル基が好ましい。
mは、0または1であり、nは、0、1または2である。
R3の2価炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、テトラメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、デシレン基等の直鎖状アルキレン基;メチルトリメチレン、メチルテトラメチレン基等の分岐鎖状アルキレン基;シクロヘキシレン、メチレンシクロヘキシレンメチレン基等の環状アルキレン基;ブテニレン、ヘキセニレン、オクテニレン基等の直鎖状アルケニレン基;イソブテニレン基等の分岐鎖状アルケニレン基;フェニレン等のアリーレン基;メチレンフェニレン、メチレンフェニレンメチレン基等のアラルキレン基等が挙げられる。
これらの中でも、原料の調達容易性の観点から、直鎖状アルキレン基が好ましい。
R3がエステル結合を含む場合の2価炭化水素基としては、例えば、下記一般式(5)で表される置換基が挙げられ、R3がウレア結合を含む場合の2価炭化水素基としては、下記一般式(6)で表される置換基が挙げられる。
一般式(6)において、R9は、水素原子または炭素数1~10、好ましくは1~6、より好ましくは1~3の非置換の1価炭化水素基である。R9の1価炭化水素基としては、R1と同様の置換基が挙げられ、特に原料調達の容易性から、水素原子が好ましい。
次に、化合物(1)の製造方法について説明する。
本発明の化合物(1)は、例えば、下記一般式(2)で表されるビス(アルコキシシリルアルキル)アミノシラン化合物(以下、「化合物(2)」という。)を分子内脱アルコール環化させる方法(以下、「製造方法A」という。)と、下記一般式(3)で表される環状シラザン化合物(以下、「化合物(3)」という。)と、下記一般式(4)で表されるアルコキシシラン化合物(以下、「化合物(4)」という。)を反応させる方法(以下、「製造方法B」という。)により得ることができる。
まず、製造方法Aについて説明する。
製造方法Aとしては、上記化合物(2)を、好ましくは触媒の存在下で加熱して分子内環化させ、生じたアルコール成分を系外に除去する第一の方法のほか、上記化合物(2)を、好ましくは触媒の存在下で加熱して分子内環化させ、生じたアルコール成分をシラザン化合物で捕捉する第二の方法等が挙げられる。
酸性化合物の具体例としては、酢酸、プロピオン酸、ヘキサン酸、オクタン酸、コハク酸、安息香酸、トリフルオロ酢酸等のカルボン酸;メタンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸等のスルホン酸;O-ベンズスルホンイミド、ジベンゼンスルホンイミド等のスルホンイミド等のブレンステッド酸、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化マグネシウム、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホナート等のルイス酸等が挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
反応温度は、好ましくは0~200℃、より好ましくは40~200℃である。
反応時間は、好ましくは30~600分間、より好ましくは60~300分間、より一層好ましくは60~150分間である。
第一の方法の反応は、常圧下でも進行するが、生じたアルコールを速やかに除去するために減圧下で行うことが好ましい。
第二の方法における反応温度は、好ましくは80~200℃、より好ましくは110~200℃である。
反応時間は、好ましくは60~600分間、より好ましくは120~300分間である。
第二の方法の反応は、減圧下でも進行するが、反応温度をできるだけ高く設定するために、常圧下で行うことが好ましい。
これらのシラザン化合物の使用量は、生成するアルコール成分1モル対して、シラザン化合物中のケイ素のモル数が好ましくは0.5~10モル、より好ましくは0.8~2モルである。
第二の方法の反応は、無溶媒でも進行するが、溶媒を用いることもできる。用いられる溶媒としては、第一の方法と同様の溶媒が挙げられる。
次に、上記化合物(3)と、上記化合物(4)を反応させる方法である製造方法Bについて説明する。
一般式(3)において、R7は、末端に不飽和結合またはアミノ基を有する炭素数1~18、好ましくは1~10、より好ましくは2~8の1価炭化水素基である。
不飽和結合を有する1価炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、アリル、ブテニル、ヘキセニル、オクテニル基等の直鎖状アルケニル基;イソブテニル基等の分岐鎖状アルケニル基;スチリル(ビニルフェニル)、アリルフェニル基等の芳香族炭化水素基を含むアルケニル基等が挙げられる。
一方、アミノ基を有する1価炭化水素基としては、アミノエチル、アミノプロピル、アミノヘキシル、アミノオクチル基等の直鎖状アミノアルキル基;アミノフェニル基等のアミノアリール基等が挙げられる。
これらの中でも、原料の調達容易性の観点から、直鎖状アルケニル基や、直鎖状アミノアルキル基が好ましい。
まず、Aが水素原子である場合、すなわち、下記一般式(7)で表されるハイドロジェンシラン化合物(以下、「化合物(7)」という。)を用いた製造方法Bについて説明する。なお、この場合、化合物(3)中のR7は、必ず末端に不飽和結合を有する炭素数1~18の1価炭化水素基である。
この白金化合物の具体例としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のトルエンまたはキシレン溶液、テトラキストリフェニルホスフィン白金、ジクロロビストリフェニルホスフィン白金、ジクロロビスアセトニトリル白金、ジクロロビスベンゾニトリル白金、ジクロロシクロオクタジエン白金、白金-活性炭等が挙げられる。
白金化合物の使用量は特に限定されないが、生産性の点から、上記化合物(3)中に含まれる不飽和結合1モルに対して、好ましくは0.000001~0.2モル、より好ましくは0.00001~0.1モルである。
反応時間も特に限定されないが、生成物の安定性の観点から、好ましくは1~40時間、より好ましくは1~20時間である。
なお、上記反応は、触媒の失活や、化合物(3)や化合物(7)の加水分解を防ぐために、窒素またはアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
溶媒の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、イソオクタン、イソドデカン等の炭素数5~20の脂肪族炭化水素系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭素数6~10の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられ、特に触媒の溶解性の観点から、トルエン、キシレンが好ましい。これらの溶媒は1種を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
R8の2価炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、その具体例としては、メチレン、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、デシレン基等の直鎖状アルキレン基;メチルトリメチレン、メチルテトラメチレン等の分岐鎖状アルキレン基;シクロヘキシレン、メチレンシクロヘキシレンメチレン等の環状アルキレン基;プロペニレン、ブテニレン、ヘキセニレン、オクテニレン等の直鎖状アルケニレン基;イソブテニレン基等の分岐鎖状アルケニレン基;フェニレン等のアリーレン基;メチレンフェニレン、メチレンフェニレンメチレン等のアラルキレン基等が挙げられる。これらの中でも、原料の調達容易性の観点から、直鎖状アルキレン基が好ましい。
このラジカル発生剤の具体例としては、tert-ブチルヒドロペルオキシド、ジtert-ブチルペルオキシド、過酸化ベンゾイル等有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス2-メチルブチロニトリル等のアゾ化合物等が挙げられ、特にアゾ化合物が好ましい。
ラジカル発生剤の使用量は特に限定されないが、生産性の観点から、化合物(3)に含まれる不飽和結合1モルに対して、好ましくは0.0001~0.2モル、より好ましくは0.001~0.1モルである。
また、反応時間も特に限定されないが、生成物の安定性の観点から、好ましくは1~40時間、より好ましくは1~20時間である。
なお、上記反応は、触媒の失活や、不飽和結合を化合物(3)や化合物(8)の加水分解を防ぐために、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
溶媒の具体例としては、Aが水素原子である場合と同様の溶媒が挙げられる。
反応時間も特に限定されないが、生成物の安定性の観点から、好ましくは1~40時間、より好ましくは1~20時間である。
なお、上記反応は、触媒の失活や、不飽和結合を化合物(3)や化合物(9)の加水分解を防ぐために、窒素またはアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
溶媒の具体例としては、Aが水素原子である場合と同様の溶媒が挙げられる。
また、得られた化合物(1)は、その使用において支障がないのであれば、原料である化合物(2)や化合物(3)との混合物であってもよい。
次に、本発明に係る硬化性組成物および硬化物について説明する。
本発明の硬化性組成物は、化合物(1)を含むものであり、必要に応じて、溶媒、加水分解性シリコーン化合物、硬化触媒等を含んでいてもよい。
硬化性組成物中の化合物(1)の配合量は特に限定されないが、好ましくは1~100質量%、より好ましくは20~100質量%、より一層好ましくは30~100質量%である。
溶媒を用いる場合、その配合量は特に限定されないが、作業性の観点から、好ましくは10~99質量%、より好ましくは20~80質量%、より一層好ましくは30~60質量%である。
また、加水分解性基含有シラン化合物の部分加水分解縮合物は、加水分解性基含有シラン化合物1種の部分加水分解縮合物でもよく、2種以上からなる部分加水分解縮合物でもよい。
加水分解性基含有シリコーン化合物を用いる場合、その配合量は特に限定されないが、硬化性の観点から、好ましくは0~89質量%、より好ましくは20~60質量%、より一層好ましくは30~50質量%である。
チタン化合物の具体例としては、オルトチタン酸テトラブチル、オルトチタン酸テトラメチル、オルトチタン酸テトラエチル、オルトチタン酸テトラプロピル、オルトチタン酸テトライソプロピル等のオルトチタン酸テトラアルキル、それらの部分加水分解縮合物、チタニウムアシレート等が挙げられる。
アルミ化合物の具体例としては、三水酸化アルミニウム、アルミニウムアルコラート、アルミニウムアシレート、アルミニウムアシレートの塩、アルミノシロキシ化合物、アルミニウム金属キレート化合物等が挙げられる。
亜鉛化合物の具体例としては、オクチル酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸亜鉛等が挙げられる。
スズ化合物の具体例としては、ジオクチルチンジオクテート、ジオクチルチンジラウレート等が挙げられる。
なお、硬化触媒は、硬化性組成物に後から加えてもよく、上述した必要に応じて用いられる溶媒や加水分解性基含有シリコーン化合物に溶かして加えて配合してもよい。
硬化性組成物に溶媒が含まれている場合、硬化前に予め溶媒を揮発させても、させなくてもよく、また揮発させながら硬化させてもよい。
この際の温度は基材に悪影響を与えない限り特に制限はないが、反応性を保つために、好ましくは0~250℃、より好ましくは20~180℃、より一層好ましくは20~150℃である。
また、空気中の水分と反応することから、相対湿度は、好ましくは15~100%、より好ましくは25~80%である。
ガラスとしては、Eガラス、Cガラス、石英ガラス等の一般的に用いられる種類のガラスを用いることができ、ガラス繊維でもよい。ガラス繊維はその集合物でもよく、例えば、繊維径が3~30μmのガラス系(フィラメント)の繊維束、撚糸、織物等でもよい。
なお、基材の形状は、特に限定されないが、板状、シート状、繊維状、粉末状のいずれでもよい。
また、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム等の粉末状の材料においては、基材とともに硬化性組成物を直接ミキサーやミルで混合する混合法を採用してもよい。
得られた反応液を蒸留し、沸点170℃/0.5kPaの留分66gを得た(収率58%)。得られた留分のIRおよび1H-NMR分析を行った。結果を図1および図2に示す。
得られた反応液を蒸留し、沸点177℃/0.2kPaの留分110gを得た(収率75%)。得られた留分のIRおよび1H-NMR分析を行った。結果を図3および4に示す。
得られた反応液を蒸留し、沸点140-150℃/0.4kPaの留分54gを得た(収率69%)。得られた留分のIRおよび1H-NMR分析を行った。結果を図5および6に示す。
得られた反応液を蒸留し、沸点163℃/0.4kPaの留分29.6gを得た(収率22%)。得られた留分のIRおよび1H-NMR分析を行った。結果を図9および10に示す。
実施例2-1~2-4および比較例2で使用した化合物を下記に示す。
(1)環状シラザン化合物
実施例1-1~1-4で合成した環状シラザン化合物1~4(化合物1~4と表記)
下記式で示される2,2-ジメトキシ-N-トリメトキシシリルプロピル-1-アザ-2-シラシクロペンタン(比較化合物と表記)
1,3-ジメトキシ-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン
KR-400:メチル基とメトキシ基を有する加水分解性シリコーン化合物と硬化触媒を含有する組成物(信越化学工業(株)製)
KR-401N:メチル基とフェニル基とメトキシ基を有する加水分解性シリコーン化合物(信越化学工業(株)製)
KC-89S:メチル基とメトキシ基を有する加水分解性シリコーン化合物(信越化学工業(株)製)
(3)溶媒
ジプロピレングリコールジメチルエーテル(東京化成工業(株)製)
(4)硬化触媒
D-25:チタン化合物(信越化学工業(株)製)
アルミ板(7cm×15cm)上に、バーコーターにより各硬化性組成物をウエット厚さ30μmとなるように塗布した後、25℃、50%相対湿度の環境下にて静置して硬化被膜が形成された試験片を作製した。得られた試験片について、耐クラック性を下記の手法により評価した。結果を表1に示す。
硬化被膜で被覆された試験片を室温で1日静置し、被膜にひび割れや剥離が発生するか確認し、それらが発生するまでの時間を測定した。
また、硬化後の試験片を150℃の環境下にて2時間加熱し、5分置きに塗膜にひび割れや剥離が発生するか確認し、それらが発生するまでの時間を測定した。変化がなかった場合は、「○」とした。結果を表1に示す。
実施例1-1~1-4で得られた化合物1~4および比較化合物のそれぞれと、下記に示す加水分解性シリコーン化合物を下記表2に示す比率で配合し、硬化性組成物を作製した。
得られた組成物をSUS430板(7cm×15cm)上に、バーコーターによりウエット厚さ30μmとなるように塗布した後、25℃、50%相対湿度の環境下にて、硬化させて硬化被膜を作製した。
次いで、試験片を150℃の環境下にて2時間加熱し、5分置きに塗膜にひび割れや剥がれが発生するか確認し、それらが発生するまでの時間を測定した。変化がなかった場合は、「○」とした。結果を表2に示す。
実施例1-1~1-5で得られた化合物1~5および比較化合物のそれぞれと、加水分解性シリコーン化合物および硬化触媒を下記表3に示す比率で配合し、硬化性組成物を作製した。
得られた組成物をポリカーボネート板(7cm×15cm、アズワン製)上にバーコーターによりウエット厚さ30μmとなるように塗布した後、25℃、50%相対湿度の環境下にて、硬化させて硬化被膜を作製した。
次いで、試験片を25℃、50%相対湿度の環境下で静置し、硬化被膜を作製した。硬化確認後、さらに2日間室温で静置して試験片を作製した。
得られた試験片について、クロスカット試験(JIS K 5600に準拠)を行い、表面の状態を0~5で判定した。数字が小さいほど密着性が良いことを示す。結果を表3に示す。
Claims (6)
- 下記一般式(1)で表されるアルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物。
(式中、R1、R2、R5およびR6は、それぞれ独立して炭素数1~10の非置換の1価炭化水素基を表し、R3は、硫黄原子、エステル結合またはウレア結合を含んでいてもよい炭素数4~20の2価炭化水素基を表し、R4は、水素原子または炭素数1~10の非置換の1価炭化水素基を表し、mは、0または1であり、nは、0、1または2である。) - 下記一般式(2)
(式中、R1~R6、mおよびnは、前記と同じ意味を表す。)
で表されるビス(アルコキシシリルアルキル)アミノシラン化合物を分子内脱アルコール環化させる請求項1記載のアルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物の製造方法。 - 下記一般式(3)
(式中、R1、R2およびmは、前記と同じ意味を表し、R7は、末端に不飽和結合またはアミノ基を有する炭素数1~18の1価炭化水素基を表す。)
で表される環状シラザン化合物と、下記一般式(4)
(式中、R5、R6およびnは、前記と同じ意味を表し、Aは、水素原子、炭素数1~8のメルカプトアルキル基または炭素数1~8のイソシアナトアルキル基を表す。)
で表されるアルコキシシラン化合物を反応させる請求項1記載のアルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物の製造方法。 - 請求項1記載の環状シラザン化合物を含む硬化性組成物。
- 請求項4記載の硬化性組成物の硬化物。
- 基材と、その上に形成された被膜とを有する被覆基材であって、前記被膜が、請求項4記載の硬化性組成物から形成されたものである被覆基材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021158811 | 2021-09-29 | ||
| JP2021158811 | 2021-09-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023050184A JP2023050184A (ja) | 2023-04-10 |
| JP7735972B2 true JP7735972B2 (ja) | 2025-09-09 |
Family
ID=83506476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022155678A Active JP7735972B2 (ja) | 2021-09-29 | 2022-09-29 | アルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物およびその製造方法、並びにこれを含む組成物、硬化物および被覆基材 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US12071562B2 (ja) |
| EP (1) | EP4159740B1 (ja) |
| JP (1) | JP7735972B2 (ja) |
| KR (1) | KR20230046258A (ja) |
| CN (1) | CN115873030A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001354678A (ja) | 2000-06-16 | 2001-12-25 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | 有機ケイ素化合物、およびその製造方法 |
| JP2015160811A (ja) | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 信越化学工業株式会社 | 環状シラザン化合物の製造方法 |
| JP2018506505A (ja) | 2014-12-10 | 2018-03-08 | ジェレスト テクノロジーズ, インコーポレイテッド | 接着性を有する高速湿分硬化性混成シロキサン/シルセスキオキサン−ウレタン及びシロキサン/シルセスキオキサン−エポキシ系 |
| JP2023049215A (ja) | 2021-09-29 | 2023-04-10 | 信越化学工業株式会社 | 硬化性組成物、硬化物および被覆基材 |
| JP7596996B2 (ja) | 2021-09-29 | 2024-12-10 | 信越化学工業株式会社 | 環状シラザン化合物の製造方法 |
| JP7683444B2 (ja) | 2021-09-29 | 2025-05-27 | 信越化学工業株式会社 | アルコキシシリルアルキルアミノプロピル変性ポリシロキサン化合物の製造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4659798A (en) * | 1985-06-24 | 1987-04-21 | Union Carbide Corporation | Novel room temperature vulcanizable polydiorganosiloxane compositions |
| US4804771A (en) * | 1987-03-31 | 1989-02-14 | Union Carbide Corporation | Novel n-silyl substituted 1-sila-2-azacyclopentanes |
| DE10049183C1 (de) * | 2000-10-05 | 2002-01-17 | Consortium Elektrochem Ind | Cyclische Silazane |
| US20050080284A1 (en) * | 2003-09-29 | 2005-04-14 | Affymetrix, Inc. | Cyclic silicon compounds |
| DE102004040314A1 (de) * | 2004-08-19 | 2006-02-23 | Wacker-Chemie Gmbh | Cyclische Organosiliciumverbindungen und deren Verwendung |
| US8450512B1 (en) * | 2009-09-08 | 2013-05-28 | Genesee Polymers Corporation | Aminoorgano functional silanes and siloxanes and methods of production |
| JP2021511347A (ja) * | 2018-01-22 | 2021-05-06 | ランダ ラブズ (2012) リミテッド | 織物着色方法 |
| JP7144775B2 (ja) * | 2019-07-17 | 2022-09-30 | 信越化学工業株式会社 | 紫外線硬化型オルガノポリシロキサン組成物 |
| JP2021158811A (ja) | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 株式会社ミツバ | 回転電機およびロータの製造方法 |
-
2022
- 2022-09-20 US US17/948,288 patent/US12071562B2/en active Active
- 2022-09-28 KR KR1020220123558A patent/KR20230046258A/ko active Pending
- 2022-09-28 CN CN202211195407.5A patent/CN115873030A/zh active Pending
- 2022-09-29 EP EP22198564.1A patent/EP4159740B1/en active Active
- 2022-09-29 JP JP2022155678A patent/JP7735972B2/ja active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001354678A (ja) | 2000-06-16 | 2001-12-25 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | 有機ケイ素化合物、およびその製造方法 |
| JP2015160811A (ja) | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 信越化学工業株式会社 | 環状シラザン化合物の製造方法 |
| JP2018506505A (ja) | 2014-12-10 | 2018-03-08 | ジェレスト テクノロジーズ, インコーポレイテッド | 接着性を有する高速湿分硬化性混成シロキサン/シルセスキオキサン−ウレタン及びシロキサン/シルセスキオキサン−エポキシ系 |
| JP2023049215A (ja) | 2021-09-29 | 2023-04-10 | 信越化学工業株式会社 | 硬化性組成物、硬化物および被覆基材 |
| JP7596996B2 (ja) | 2021-09-29 | 2024-12-10 | 信越化学工業株式会社 | 環状シラザン化合物の製造方法 |
| JP7683444B2 (ja) | 2021-09-29 | 2025-05-27 | 信越化学工業株式会社 | アルコキシシリルアルキルアミノプロピル変性ポリシロキサン化合物の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4159740B1 (en) | 2025-10-29 |
| US12071562B2 (en) | 2024-08-27 |
| EP4159740A1 (en) | 2023-04-05 |
| CN115873030A (zh) | 2023-03-31 |
| JP2023050184A (ja) | 2023-04-10 |
| US20230108908A1 (en) | 2023-04-06 |
| KR20230046258A (ko) | 2023-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3730538B1 (en) | Bissilylamino group-containing organic polysilazane compound, method for producing same, and composition containing same and cured product | |
| JP7797818B2 (ja) | 硬化性組成物、硬化物および被覆基材 | |
| JP5790480B2 (ja) | 酸無水物基含有オルガノシロキサン及びその製造方法 | |
| JP7359100B2 (ja) | 両末端アミン変性パーフルオロポリエーテル化合物およびその製造方法並びにこれを含む撥液性組成物、硬化物および被覆基材 | |
| JP7371592B2 (ja) | アルコキシシリル基を有するポリシロキサザン化合物およびその製造方法、並びにこれを含む組成物および硬化物 | |
| JP7230878B2 (ja) | 密着性組成物、被覆基材および硬化物 | |
| JP7735972B2 (ja) | アルコキシシリル基を有する環状シラザン化合物およびその製造方法、並びにこれを含む組成物、硬化物および被覆基材 | |
| US11708460B2 (en) | Alkoxysilyl group-containing organic silazane compound, method for producing same, composition containing same and cured product | |
| WO2024247753A1 (ja) | オルガノキシシリルアルキルアミノ基で置換されたシリル基を有するビスシリル化合物およびその製造方法、並びにこれを含む組成物および硬化物 | |
| JP2022099205A (ja) | 1,1,1-トリメトキシ-3,3-ジメチルジシロキサンとその製造方法 | |
| JP2011162496A (ja) | シリル基で保護されたアミノ基を有する有機ケイ素化合物及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220929 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240821 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250724 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250729 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250811 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7735972 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |