(57)【要約】  本発明は、一般式Ｉ      ＲｘＳｉＯ（４−ｘ）／２            （Ｉ）［式中、ｘは１、２又は３であり、置換基Ｒは以下（ｉ）以下    【化１】2007503455.tif 000007から選択される有機官能基、ここで、Ｒ’は、１〜１８個の炭素原子を有する直鎖、分枝鎖又は環式アルキル基又は６〜１２個の炭素原子を有するアリール基である（ｉｉ）ヒドロキシル、メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、イソプロポキシ、ｎ−プロポキシ、イソブトキシ及び／又はｎ−ブトキシ基、及び（ｉｉｉ）適当であれば、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル、アルケニル、イソアルキル、シクロアルキル又はフルオロアルキル基であるが、但し、ケイ素原子１個当たり１個以下の有機官能基（ｉ）が結合しており、ケイ素に対する成分（ｉｉ）のモル比の商が１〜２であり、かつ一般式Ｉの化合物のためのオリゴマー化度が２〜５０の範囲内である］の、鎖状、分枝状及び／又は環式シロキサンを含有する混合物に関する。本発明は更に前記のシロキサン混合物の特別な製造法及びその使用にも関する。
2007503455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式Ｉ
ＲｘＳｉＯ（４−ｘ）／２            （Ｉ）
［式中、
ｘは１、２又は３であり、
置換基Ｒは以下
（ｉ）以下
【化１】
2007503455.tif 000006
から選択される有機官能基、ここで、Ｒ’は、１〜１８個の炭素原子を有する直鎖、分枝鎖又は環式アルキル基又は６〜１２個の炭素原子を有するアリール基である
（ｉｉ）ヒドロキシル、メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、イソプロポキシ、ｎ−プロポキシ、イソブトキシ及び／又はｎ−ブトキシ基、及び
（ｉｉｉ）適当であれば、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル、アルケニル、イソアルキル、シクロアルキル又はフルオロアルキル基
であるが、但し、ケイ素原子１個当たり１個以下の有機官能基（ｉ）が結合しており、ケイ素に対する成分（ｉｉ）のモル比の商が１〜２であり、かつ一般式Ｉの化合物のためのオリゴマー化度が２〜５０の範囲内である］
の、鎖状、分枝状及び／又は環式シロキサンを含有する混合物。
【請求項２】
アルコキシ基含分が、存在するシロキサン混合物の質量に対して０．００１質量％を上回り、かつ６０質量％未満である、請求項１記載のシロキサン混合物。
【請求項３】
置換基Ｒが、以下
（ｉ）１−アミノメチル、Ｎ−（２−アミノエチル）−１−アミノメチル、Ｎ，Ｎ−ジ（２−アミノエチル）−１−アミノメチル、Ｎ−［Ｎ’−（２−アミノエチル）−２−アミノエチル）］−１−アミノメチル、Ｎ−メチル−１−アミノメチル、Ｎ−（ｎ−ブチル）−１−アミノメチル、Ｎ−シクロヘキシル−１−アミノメチル、ウレイドメチル又はＮ−フェニル−１−アミノメチル基
（ｉｉ）ヒドロキシル、メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、プロポキシ及び／又はブトキシ基
及び適当であれば、
（ｉｉｉ）メチル、エチル、ビニル、プロピル、イソブチル、オクチル、ヘキサデシル、モノフルオロアルキル、オリゴフルオロアルキル、ペルフルオロアルキル又はフェニル基
から選択されている、請求項１又は２記載のシロキサン混合物。
【請求項４】
沸点が＞２００℃である、請求項１から３までのいずれか１項記載のシロキサン混合物。
【請求項５】
引火点が＞１００℃である、請求項１から４までのいずれか１項記載の鎖状、分枝状及び環式シロキサンオリゴマーの混合物。
【請求項６】
意図的な加水分解及び共縮合により請求項１から５までのいずれか１項記載のシロキサン混合物を製造するための方法において、成分Ａとして、少なくとも１種の１−有機メチル官能性トリアルコキシシラン又は１−有機メチル官能性メチルジアルコキシシランを用いて、かつ所望であれば、成分Ｂとして、１〜１８個の炭素原子を有する少なくとも１種のアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−及び／又はフルオロアルキル−トリアルコキシシラン及び／又はフェニルトリアルコキシシラン及び／又は１〜１８個の炭素原子を有するアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−及び／又はフルオロアルキル−メチルジアルコキシシラン及び／又はフェニルメチルジアルコキシシランを用いて、かつ適当であれば、成分Ｃとしてテトラアルコキシシランを用いて、成分Ａ、適当であればＢ及び適当であればＣを、連続して、又は混合して、Ｓｉ１モル当たり０．５〜１．８モルの水、及び使用するアルコキシシランに対して０．１〜１０倍の質量の、（ｉｉ）のアルコキシ基に相当する少なくとも１種のアルコールを用いて、１０〜９５℃の温度で意図的に加水分解及び縮合し、次いで、導入したアルコール及び反応の過程で遊離されたアルコールを大気圧又は減圧下で、１２０℃以下の液相温度での蒸留により生成物混合物から除去することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のシロキサン混合物の製造法。
【請求項７】
成分Ａ、Ｂ及びＣを１：０：０〜１：１０：０又は１：０：０〜１：０：１０又は１：０：０〜１：１０：１０のＡ：Ｂ：Ｃのモル比で使用する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
溶剤及び／又は希釈剤として使用するアルコールに相応するメトキシ又はエトキシ基を有するアルコキシシランを使用する、請求項６又は７記載の方法。
【請求項９】
加水分解及び縮合を大気圧下で６０〜８０℃の温度で実施する、請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
生成物混合物の蒸留後処理を５０〜１２０℃の範囲内の温度で大気圧及び／又は減圧下で実施する、請求項６から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
蒸留後処理の後に得られる生成物が、使用する成分Ａ、Ｂ及びＣ５質量％未満及び遊離アルコール５質量％未満を含有する、請求項６から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
接着剤及びシーラントにおける接着促進剤としての、有機樹脂を変性及び架橋するための、インク及び塗料におけるバインダーとしての、ガラス繊維を被覆するための、充填された熱可塑性コンパウンドにおける接着促進剤としての、無機表面、有機表面及び金属表面を処理するための、表面を撥水性にするための、粉末状物質の表面変性のための、充填剤及び顔料のシラン処理のための、又はフォームシーラントを製造するための、請求項１から１１までのいずれか１項記載のシロキサン混合物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規の有機官能性シロキサンを含有するシラン混合物に関する。
【０００２】
本発明は更に、前記の混合物の製造法及び前記の混合物の使用に関する。
【０００３】
１−有機メチルクロロシラン及び１−有機メチルアルコキシシランは久しく公知である。例えば１−アミノメチルシランは、クロロメチルシランとアンモニア又は有機アミンとを反応させることにより得ることができる。従って、１つの可能な反応は、クロロメチルアルコキシシランとアンモニア又はエチレンジアミンとを反応させ、（次いで、生成された塩負荷を除去して）それぞれ１−アミノメチルアルコキシシラン又はＮ−（２−アミノエチル）−１−アミノメチルアルコキシシランを得る反応である。
【０００４】
更に、有機シロキサン又はその混合物は、例えば有機官能性クロロシラン又はアルコキシシランの意図的な加水分解又は縮合により得られる。多価官能性シロキサンオリゴマーの製造に関する特別な問題は、個々の有機アルコキシシラン及び有機クロロシランの大幅に異なる加水分解又は縮合特性である。
【０００５】
ＥＰ０７１６１２８Ａ２、ＥＰ０７１６１２７Ａ２及びＥＰ０６７５１２８Ａ１には、３−アミノプロピル官能性及びＯＨ官能性の有機シラン及び有機シロキサンの水溶液が開示されている。この有機シラン系において、加水分解は事実上完全である。
【０００６】
ＥＰ０５１８０５７Ａ１及びＤＥ１９６２４０３２Ａ１には、アルコキシ基をも含有する鎖状及び環式のビニル官能性及びアルキル官能性シロキサンオリゴマーの混合物が記載されている。そのような混合物は例えば鉱物表面及び粉末状材料を撥水性にするために、熱可塑性ポリオレフィンのための架橋剤として、及び接着剤及びシーラントにおける接着促進剤として使用される。
【０００７】
更に、ＤＥ１９８３４９９０には、３−アクリロイルオキシプロピル又は３−メタクリロイルオキシプロピル基を含有する、鎖状及び環式のシロキサンオリゴマーの混合物が記載されている。この種のシロキサンオリゴマーは、例えば、鉱物又は粉末状物質、例えば二酸化チタン、タルク、クレー、シリカ、石英、カオリン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ベントナイト、モンモリロナイト、雲母（白雲母）、炭酸カルシウム（チョーク、ドロマイト）の表面処理又は変性のために使用することができる。前記のシロキサンオリゴマーは、例えばカオリン充填ゴムコンパウンドにおける、接着剤及びシーラントにおける、インク及び塗料における、及び建設工業における接着促進剤としても使用される。
【０００８】
本発明の対象の１つは、有機官能性シロキサンを含有する他の混合物を提供することであった。
【０００９】
前記の課題は、特許請求の範囲に記載された本発明に従って達成される。
【００１０】
意想外にも、成分Ａとして、少なくとも１種の１−有機官能性トリアルコキシシラン又は１−有機官能性メチルアルコキシシランを用いて、かつ適当であれば、成分Ｂとして、１〜１８個の炭素原子を有する少なくとも１種のアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−又はフルオロアルキル−トリアルコキシシラン及び／又はフェニルトリアルコキシシラン及び／又は１〜１８個の炭素原子を有するアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−又はフルオロアルキル−メチルジアルコキシシラン及び／又はフェニルメチルジアルコキシシランを用いて、かつ適当であれば、成分Ｃとしてテトラアルコキシシランを用いて、成分Ａ、適当であればＢ及び適当であればＣを、連続して、又は混合して、Ｓｉ１モル当たり０．５〜１．８モル、有利に０．８〜１．２モルの水を用いて、かつ使用するアルコキシシランに対して０．１〜１０倍、有利に０．５〜５倍の質量の、メタノール及び／又はエタノール及び／又は（ｉｉ）のアルコキシ基に相当する少なくとも１種のアルコールを用いて、１０〜１２０℃、有利に２５〜９０℃、更に有利に３５〜８０℃の温度で意図的に加水分解及び／又は縮合し、次いで、大気圧下又は減圧下で、１２０℃以下の液相温度での蒸留により生成物混合物を後処理することにより、一般式
ＲｘＳｉＯ（４−ｘ）／２            （Ｉ）
［式Ｉ中、
ｘは１、２又は３であり、
置換基Ｒは以下
（ｉ）以下
【００１１】
【化１】
2007503455.tif 000003
【００１２】
【化２】
2007503455.tif 000004
から選択される有機官能基、ここで、Ｒ’は、１〜１８個の炭素原子を有する直鎖、分枝鎖又は環式アルキル基又は６〜１２個の炭素原子を有するアリール基である
（ｉｉ）ヒドロキシル、メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、イソプロポキシ、ｎ−プロポキシ、イソブトキシ及び／又はｎ−ブトキシ基、及び
（ｉｉｉ）適当であれば、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル、アルケニル、イソアルキル、シクロアルキル又はフルオロアルキル基、又は６〜１２個の炭素原子を有するアリール基
であるが、但し、ケイ素原子１個当たり１個以下の有機官能基（ｉ）が結合しており、ケイ素に対する成分（ｉｉ）のモル比の商が１〜２、有利に１．２〜１．６であり、かつ一般式Ｉの化合物のためのオリゴマー化度が２〜５０、有利に２〜３０の範囲内である］
の、鎖状、分枝状及び環式シロキサンの混合物を得ることができることが見い出された。粗製生成物の後処理の間に、適当であれば有機酸又は無機酸を添加し、系を安定化させることができる。後処理には、有利に、遊離アルコール及び加水分解しなかったモノマー出発材料の全ての残留物の生成物からの除去が伴う。それに応じて、比較可能な先行技術の系と比較して、有機成分、殊に揮発性が高くかつ引火点が低い加水分解アルコールの含分が一層低く、従ってＶＯＣ問題の解決において殊に有利である、１−有機官能性シロキサン混合物を提供することができる。ここで、加水分解及び／又は縮合を意図的に、系に対して非本質的である添加剤、例えば加水分解及び／又は縮合触媒なしに実施することができることは驚異的であり、従って同様に殊に有利である。
【００１３】
このようにして得られる本発明のシロキサン混合物は、一般に均質な、透明からわずかに乳白色の、無色からわずかに黄色に着色した、低粘性の保存安定な液体であり、有利には製品安全性を改善するために＞１００℃の引火点を有する。
【００１４】
上記の製造法により、有利には種々の官能性の、即ち請求項１の意味での多価官能性［−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ）Ｏ−］単位の統計的分布を有する本発明のシロキサン混合物を有利に製造することができる。
【００１５】
本発明の系は更に、表面上でのより効果的な湿潤性によって、比較可能な系と区別される。
【００１６】
本発明の混合物の沸点が一般に＞２００℃の温度であることも有利である。
【００１７】
本発明の系は、有利に濃縮された形で、及びアルコール性又は水性配合物の形で、又は水及びアルコールを含有する配合物の形で適用することができる。
【００１８】
従って本発明は、一般式Ｉ
ＲｘＳｉＯ（４−ｘ）／２            （Ｉ）
［式中、
ｘは１、２又は３であり、
置換基Ｒは以下
（ｉ）以下
【００１９】
【化３】
2007503455.tif 000005
から選択される有機官能基、ここで、Ｒ’は、１〜１８個の炭素原子を有する直鎖、分枝鎖又は環式アルキル基又は６〜１２個の炭素原子を有するアリール基である
（ｉｉ）ヒドロキシル、メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、イソプロポキシ、ｎ−プロポキシ、イソブトキシ及び／又はｎ−ブトキシ基、及び
（ｉｉｉ）適当であれば、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル、アルケニル、イソアルキル、シクロアルキル又はフルオロアルキル基、又は６〜１２個の炭素原子を有するアリール基
であるが、但し、ケイ素原子１個当たり１個以下の有機官能基（ｉ）が結合しており、ケイ素に対する成分（ｉｉ）のモル比の商が１〜２であり、かつ一般式Ｉの化合物のためのオリゴマー化度が２〜５０の範囲内である］
の、鎖状、分枝状及び／又は環式シロキサンを含有する混合物を提供する。
【００２０】
本発明のシロキサン混合物は有利に、存在するシロキサンの質量に対して０．００１質量％を上回り、かつ６０質量％未満の、更に有利に０．１〜５０質量％、殊に有利に０．５〜４０質量％のアルコキシ基含分を有する。
【００２１】
本発明の混合物において、置換基Ｒは有利に以下（ｉ）１−アミノメチル、Ｎ−（２−アミノエチル）−１−アミノメチル、Ｎ，Ｎ−ジ（２−アミノエチル）−１−アミノメチル、Ｎ−［Ｎ’−（２−アミノエチル）−２−アミノエチル）］−１−アミノメチル、Ｎ−メチル−１−アミノメチル、Ｎ−（ｎ−ブチル）−１−アミノメチル、Ｎ−シクロヘキシル−１−アミノメチル、ウレイドメチル又はＮ−フェニル−１−アミノメチル基、及び（ｉｉ）メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、プロポキシ及び／又はブトキシ基、及び適当であれば、（ｉｉｉ）メチル、ビニル、エチル、プロピル、イソブチル、オクチル、ヘキサデシル又はフェニル基から成る。
【００２２】
以下に、鎖状及び環式シロキサンオリゴマーの若干の有利な系を示す例を挙げる：１−アミノメチル−／トリデカフルオロテトラヒドロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル−／ヒドロキシ−、メトキシ−又はエトキシ−シロキサン、ここで、アルコキシ基は有利にメトキシ又はエトキシ基（エトキシ及びメトキシ基は相互に並んで存在してよい）及びまたヒドロキシル基である。
【００２３】
本発明は更に、意図的な加水分解及び共縮合により本発明の鎖状及び環式シロキサンオリゴマーの混合物を製造するための方法において、成分Ａとして、少なくとも１種の１−有機メチル官能性トリアルコキシシラン又は１−有機メチル官能性メチルジアルコキシシランを用いて、かつ所望であれば、成分Ｂとして、１〜１８個の炭素原子を有する少なくとも１種のアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−及び／又はフルオロアルキル−トリアルコキシシラン及び／又はフェニルトリアルコキシシラン及び／又は１〜１８個の炭素原子を有するアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−及び／又はフルオロアルキル−メチルジアルコキシシラン及び／又はフェニルメチルジアルコキシシランを用いて、かつ適当であれば、成分Ｃとしてテトラアルコキシシランを用いて、成分Ａ、適当であればＢ及び適当であればＣを、連続して、又は混合して、Ｓｉ１モル当たり０．５〜１．８モルの水、及び使用するアルコキシシランに対して０．１〜１０倍の質量の、（ｉｉ）のアルコキシ基に相当する少なくとも１種のアルコールを用いて、１０〜９５℃の温度で意図的に加水分解及び縮合し、次いで、導入したアルコール及び反応の過程で遊離されたアルコールを大気圧又は減圧下で、１２０℃以下の液相温度での蒸留により生成物混合物から除去することを特徴とする、本発明の鎖状及び環式シロキサンオリゴマーの混合物を製造するための方法に関する。
【００２４】
本発明の混合物を製造するための出発化合物又はその組み合わせの非排他的な例には以下のものが含まれる：
−成分Ａに関して：
１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−アミノエチル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−アミノエチル−Ｎ−アミノエチル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−メチル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−ｎ−ブチル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−シクロヘキシル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−フェニル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−アミノエチル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−アミノエチル−Ｎ−アミノエチル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−メチル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−ｎ−ブチル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−シクロヘキシル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−フェニル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、１−グリシジルオキシメチルトリアルコキシシラン、１−メタクリロイルオキシメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−ウレイドメチルトリアルコキシシラン。
【００２５】
−成分Ｂに関して：
メチルトリアルコキシシラン、エチルトリアルコキシシラン、ｎ−プロピルトリアルコキシシラン、イソブチルトリアルコキシシラン、ｎ−オクチルトリアルコキシシラン、イソブチルトリアルコキシシラン、ｎ−オクチルトリアルコキシシラン、イソオクチルトリアルコキシシラン、ヘキサデシルトリアルコキシシラン、フェニルトリアルコキシシラン、ビニルトリアルコキシシラン。
【００２６】
−成分Ｃに関して：
テトラアルコキシシラン、ここで、メトキシ、エトキシ及びプロポキシは有利に上記のアルコキシ基である。
【００２７】
本発明の方法は一般に以下の様に実施される：
通常まず第一に、成分Ａ、使用する場合には成分Ｂ及び使用する場合には成分Ｃを反応容器中に装入する。溶剤及び／又は希釈剤、例えばメタノール又はエタノールをアルコキシシラン混合物に添加することができる。有利に完全に混合、例えば撹拌しながら反応のために計量した水を添加することも適当である。水の添加の前又は後に、反応混合物を加熱し、次いで反応させ、生じる生成物混合物を上記のような蒸留により後処理することができる。生成物混合物の蒸留後処理を、有利に５０〜１２０℃の範囲内の温度で、大気圧及び／又は減圧下で実施する。ここで、所望であれば、若干例を挙げると、塩酸、硫酸、ギ酸、酢酸及びクエン酸を含む群からの酸を添加することが可能である。
【００２８】
本発明の方法において、成分Ａ、Ｂ及びＣを有利に１：０：０〜１：１０：０、有利に１：０：０〜１：４：０、又は１：０：０〜１：０：１０、有利に１：０：０〜１：０：４、又は１：０：０〜１：１０：１０、有利に１：０：０〜１：４：４のＡ：Ｂ：Ｃのモル比で使用する。
【００２９】
本発明の方法において、溶剤及び／又は希釈剤として使用するアルコールに相応するメトキシ又はエトキシ基を有するアルコキシシランを使用することは更に有利である。溶剤及び／又は希釈剤としても、メタノール又はエタノール又はメタノールとエタノールとの混合物を使用するのが有利である。しかしながら他のアルコール又はアルコール混合物を使用することも可能である。
【００３０】
本発明の方法において、使用するアルコキシシランの加水分解及び縮合を、有利に大気圧下で１０〜９５℃、更に有利に６０〜８０℃の温度で実施する。反応は通常大気圧下で行われる。また、反応を減圧下又は過圧下で実施することもできる。反応混合物は有利に、生成物混合物の蒸留後処理を開始する２〜８時間前に反応される。
【００３１】
蒸留後処理の後、本発明の生成物は有利に成分Ａ、Ｂ及びＣ５質量％未満及び殊に遊離アルコール５質量％未満、有利に１質量％未満を含有する。
【００３２】
本発明の鎖状、分枝状及び環式シロキサンの混合物は、有利に以下の例示的な、しかしながら制限を与えない使用が可能である。
【００３３】
従って本発明は、例えば、粉末状物質の表面変性のための、微粉末無機充填剤及び顔料のシラン処理のための、及び無機表面、有機表面及び金属表面、例えばコンクリート、アルミニウム、鋼及びプラスチック（２つの例を挙げると、ＰＶＣ及びＰＭＭＡを含む）を処理するための、組成物としての、本発明の鎖状、分枝状及び環式シロキサンの混合物の使用を提供する。本発明の鎖状及び環式シロキサンオリゴマーの混合物は、例えば表面の疎水化のために有利に使用されることができる。
【００３４】
本発明は更に、改善された機械的強度及び改善された電気絶縁特性を得ることを目的とした、充填された熱可塑性コンパウンド、例えばＨＦＦＲ（ハロゲン不含の難燃剤）コンパウンドにおける接着促進剤としての、本発明の鎖状及び環式シロキサンオリゴマーの混合物の使用を提供する。
【００３５】
本発明は更に、改善された使用特性、殊に制御された硬化特性、改善された機械的強度及び改善された耐湿性を達成することを目的とした、フォームシーラントを含む接着剤及びシーラントにおける接着促進剤としての、本発明の鎖状、分枝状及び環式シロキサンの混合物の使用を提供する。
【００３６】
本発明は更に、有機樹脂を変性及び架橋するための、改善された使用特性を有するインク及び塗料におけるバインダーとしての、及びガラス繊維で強化されたプラスチックにおけるガラス繊維の改善された接着性を目的とし、かつ改善された機械的強度を得ることを目的としてガラス繊維を被覆するための、本発明の鎖状、分枝状及び環式シロキサンの混合物の使用を提供する。
【００３７】
標準として使用されるモノマー有機アルコキシシランに対する、本発明のシロキサン混合物の特に有利な特性には、高められた沸点、高められた引火点、低下された蒸気圧、適用中に放出される加水分解アルコールの低下された量（ＶＯＣ）、及び殊に、殊に意図的な適用を可能にする化学的な「多面的機能」が含まれる。
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月25日(2005.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規の有機官能性シロキサンを含有するシラン混合物に関する。
【０００２】
本発明は更に、前記の混合物の製造法及び前記の混合物の使用に関する。
【０００３】
１−有機メチルクロロシラン及び１−有機メチルアルコキシシランは久しく公知である。例えば１−アミノメチルシランは、クロロメチルシランとアンモニア又は有機アミンとを反応させることにより得ることができる。従って、１つの可能な反応は、クロロメチルアルコキシシランとアンモニア又はエチレンジアミンとを反応させ、（次いで、生成された塩負荷を除去して）それぞれ１−アミノメチルアルコキシシラン又はＮ−（２−アミノエチル）−１−アミノメチルアルコキシシランを得る反応である。
【０００４】
更に、有機シロキサン又はその混合物は、例えば有機官能性クロロシラン又はアルコキシシランの意図的な加水分解又は縮合により得られる。多価官能性シロキサンオリゴマーの製造に関する特別な問題は、個々の有機アルコキシシラン及び有機クロロシランの大幅に異なる加水分解又は縮合特性である。
【０００５】
ＥＰ０７１６１２８Ａ２、ＥＰ０７１６１２７Ａ２及びＥＰ０６７５１２８Ａ１には、３−アミノプロピル官能性及びＯＨ官能性の有機シラン及び有機シロキサンの水溶液が開示されている。この有機シラン系において、加水分解は事実上完全である。
【０００６】
ＥＰ０５１８０５７Ａ１及びＤＥ１９６２４０３２Ａ１には、アルコキシ基をも含有する鎖状及び環式のビニル官能性及びアルキル官能性シロキサンオリゴマーの混合物が記載されている。そのような混合物は例えば鉱物表面及び粉末状材料を撥水性にするために、熱可塑性ポリオレフィンのための架橋剤として、及び接着剤及びシーラントにおける接着促進剤として使用される。
【０００７】
更に、ＤＥ１９８３４９９０には、３−アクリロイルオキシプロピル又は３−メタクリロイルオキシプロピル基を含有する、鎖状及び環式のシロキサンオリゴマーの混合物が記載されている。この種のシロキサンオリゴマーは、例えば、鉱物又は粉末状物質、例えば二酸化チタン、タルク、クレー、シリカ、石英、カオリン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ベントナイト、モンモリロナイト、雲母（白雲母）、炭酸カルシウム（チョーク、ドロマイト）の表面処理又は変性のために使用することができる。前記のシロキサンオリゴマーは、例えばカオリン充填ゴムコンパウンドにおける、接着剤及びシーラントにおける、インク及び塗料における、及び建設工業における接着促進剤としても使用される。
【０００８】
本発明の対象の１つは、有機官能性シロキサンを含有する他の混合物を提供することであった。
【０００９】
前記の課題は、特許請求の範囲に記載された通りに本発明により達成される。
【００１０】
意想外にも、成分Ａとして、少なくとも１種の１−有機官能性トリアルコキシシラン又は１−有機官能性メチルアルコキシシランを用いて、かつ適当であれば、成分Ｂとして、１〜１８個の炭素原子を有する少なくとも１種のアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−又はフルオロアルキル−トリアルコキシシラン及び／又はフェニルトリアルコキシシラン及び／又は１〜１８個の炭素原子を有するアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−又はフルオロアルキル−メチルジアルコキシシラン及び／又はフェニルメチルジアルコキシシランを用いて、かつ適当であれば、成分Ｃとしてテトラアルコキシシランを用いて、成分Ａ、適当であればＢ及び適当であればＣを、連続して、又は混合して、Ｓｉ１モル当たり０．５〜１．８モル、有利に０．８〜１．２モルの水を用いて、かつ使用するアルコキシシランに対して０．１〜１０倍、有利に０．５〜５倍の質量の、メタノール及び／又はエタノール及び／又は（ｉｉ）のアルコキシ基に相当する少なくとも１種のアルコールを用いて、１０〜１２０℃、有利に２５〜９０℃、更に有利に３５〜８０℃の温度で意図的に加水分解及び／又は縮合し、次いで、大気圧下又は減圧下で、１２０℃以下の液相温度での蒸留により生成物混合物を後処理することにより、一般式
ＲｘＳｉＯ（４−ｘ）／２            （Ｉ）
［式Ｉ中、
ｘは１、２又は３であり、
置換基Ｒは以下
（ｉ）以下
【００１１】
【化１】
2007503455.tif 000008
【００１２】
【化２】
2007503455.tif 000009
から選択される有機官能基、ここで、Ｒ’は、１〜１８個の炭素原子を有する直鎖、分枝鎖又は環式アルキル基である
（ｉｉ）ヒドロキシル、メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、イソプロポキシ、ｎ−プロポキシ、イソブトキシ及び／又はｎ−ブトキシ基、及び
（ｉｉｉ）適当であれば、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル、アルケニル、イソアルキル、シクロアルキル又はフルオロアルキル基、又は６〜１２個の炭素原子を有するアリール基
であるが、但し、ケイ素原子１個当たり１個以下の有機官能基（ｉ）が結合しており、ケイ素に対する成分（ｉｉ）のモル比の商が１〜２、有利に１．２〜１．６であり、かつ一般式Ｉの化合物のためのオリゴマー化度が２〜５０、有利に２〜３０の範囲内である］
の、鎖状、分枝状及び環式シロキサンの混合物を得ることができることが見い出された。粗製生成物の後処理の間に、適当であれば有機酸又は無機酸を添加し、系を安定化させることができる。後処理には、有利に、遊離アルコール及び加水分解しなかったモノマー出発材料の全ての残留物の生成物からの除去が伴う。それに応じて、比較可能な先行技術の系と比較して、有機成分、殊に揮発性が高くかつ引火点が低い加水分解アルコールの含分が一層低く、従ってＶＯＣ問題の解決において殊に有利である、１−有機官能性シロキサン混合物を提供することができる。ここで、加水分解及び／又は縮合を意図的に、系に対して非本質的である添加剤、例えば加水分解及び／又は縮合触媒なしに実施することができることは驚異的であり、従って同様に殊に有利である。
【００１３】
このようにして得られる本発明のシロキサン混合物は、一般に均質な、透明からわずかに乳白色の、無色からわずかに黄色に着色した、低粘性の保存安定な液体であり、有利には製品安全性を改善するために＞１００℃の引火点を有する。
【００１４】
上記の製造法により、有利には種々の官能性の、即ち請求項１の意味での多価官能性［−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ）Ｏ−］単位の統計的分布を有する本発明のシロキサン混合物を有利に製造することができる。
【００１５】
本発明の系は更に、表面上でのより効果的な湿潤性によって、比較可能な系と区別される。
【００１６】
本発明の混合物の沸点が一般に＞２００℃の温度であることも有利である。
【００１７】
本発明の系は、有利に濃縮された形で、及びアルコール性又は水性配合物の形で、又は水及びアルコールを含有する配合物の形で適用することができる。
【００１８】
従って本発明は、一般式Ｉ
ＲｘＳｉＯ（４−ｘ）／２            （Ｉ）
［式中、
ｘは１、２又は３であり、
置換基Ｒは以下
（ｉ）以下
【００１９】
【化３】
2007503455.tif 000010
から選択される有機官能基、ここで、Ｒ’は、１〜１８個の炭素原子を有する直鎖、分枝鎖又は環式アルキル基である
（ｉｉ）ヒドロキシル、メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、イソプロポキシ、ｎ−プロポキシ、イソブトキシ及び／又はｎ−ブトキシ基、及び
（ｉｉｉ）適当であれば、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル、アルケニル、イソアルキル、シクロアルキル又はフルオロアルキル基、又は６〜１２個の炭素原子を有するアリール基
であるが、但し、ケイ素原子１個当たり１個以下の有機官能基（ｉ）が結合しており、ケイ素に対する成分（ｉｉ）のモル比の商が１〜２であり、かつ一般式Ｉの化合物のためのオリゴマー化度が２〜５０の範囲内である］
の、鎖状、分枝状及び／又は環式シロキサンを含有する混合物を提供する。
【００２０】
本発明のシロキサン混合物は有利に、存在するシロキサンの質量に対して０．００１質量％を上回り、かつ６０質量％未満の、更に有利に０．１〜５０質量％、殊に有利に０．５〜４０質量％のアルコキシ基含分を有する。
【００２１】
本発明の混合物において、置換基Ｒは有利に以下（ｉ）１−アミノメチル、Ｎ−（２−アミノエチル）−１−アミノメチル、Ｎ，Ｎ−ジ（２−アミノエチル）−１−アミノメチル、Ｎ−［Ｎ’−（２−アミノエチル）−２−アミノエチル）］−１−アミノメチル、Ｎ−メチル−１−アミノメチル、Ｎ−（ｎ−ブチル）−１−アミノメチル、Ｎ−シクロヘキシル−１−アミノメチル、ウレイドメチル又はＮ−フェニル−１−アミノメチル基、及び（ｉｉ）メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、プロポキシ及び／又はブトキシ基、及び適当であれば、（ｉｉｉ）メチル、ビニル、エチル、プロピル、イソブチル、オクチル、ヘキサデシル又はフェニル基から成る。
【００２２】
以下に、鎖状及び環式シロキサンオリゴマーの若干の有利な系を示す例を挙げる：１−アミノメチル−／トリデカフルオロテトラヒドロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル−／ヒドロキシ−、メトキシ−又はエトキシ−シロキサン、ここで、アルコキシ基は有利にメトキシ又はエトキシ基（エトキシ及びメトキシ基は相互に並んで存在してよい）及びまたヒドロキシル基である。
【００２３】
本発明は更に、意図的な加水分解及び共縮合により本発明の鎖状及び環式シロキサンオリゴマーの混合物を製造するための方法において、成分Ａとして、少なくとも１種の１−有機メチル官能性トリアルコキシシラン又は１−有機メチル官能性メチルジアルコキシシランを用いて、かつ所望であれば、成分Ｂとして、１〜１８個の炭素原子を有する少なくとも１種のアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−及び／又はフルオロアルキル−トリアルコキシシラン及び／又はフェニルトリアルコキシシラン及び／又は１〜１８個の炭素原子を有するアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−及び／又はフルオロアルキル−メチルジアルコキシシラン及び／又はフェニルメチルジアルコキシシランを用いて、かつ適当であれば、成分Ｃとしてテトラアルコキシシランを用いて、成分Ａ、適当であればＢ及び適当であればＣを、連続して、又は混合して、Ｓｉ１モル当たり０．５〜１．８モルの水、及び使用するアルコキシシランに対して０．１〜１０倍の質量の、（ｉｉ）のアルコキシ基に相当する少なくとも１種のアルコールを用いて、１０〜９５℃の温度で意図的に加水分解及び縮合し、次いで、導入したアルコール及び反応の過程で遊離されたアルコールを大気圧又は減圧下で、１２０℃以下の液相温度での蒸留により生成物混合物から除去することを特徴とする、本発明の鎖状及び環式シロキサンオリゴマーの混合物を製造するための方法を提供する。
【００２４】
本発明の混合物を製造するための出発化合物又はその組み合わせの非排他的な例には以下のものが含まれる：
−成分Ａに関して：
１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−アミノエチル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−アミノエチル−Ｎ−アミノエチル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−メチル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−ｎ−ブチル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−シクロヘキシル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−フェニル−１−アミノメチルトリアルコキシシラン、１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−アミノエチル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−アミノエチル−Ｎ−アミノエチル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−メチル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−ｎ−ブチル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−シクロヘキシル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、Ｎ−フェニル−１−アミノメチルメチルジアルコキシシラン、１−グリシジルオキシメチルトリアルコキシシラン、１−メタクリロイルオキシメチルトリアルコキシシラン、Ｎ−ウレイドメチルトリアルコキシシラン。
【００２５】
−成分Ｂに関して：
メチルトリアルコキシシラン、エチルトリアルコキシシラン、ｎ−プロピルトリアルコキシシラン、イソブチルトリアルコキシシラン、ｎ−オクチルトリアルコキシシラン、イソブチルトリアルコキシシラン、ｎ−オクチルトリアルコキシシラン、イソオクチルトリアルコキシシラン、ヘキサデシルトリアルコキシシラン、フェニルトリアルコキシシラン、ビニルトリアルコキシシラン。
【００２６】
−成分Ｃに関して：
テトラアルコキシシラン、ここで、メトキシ、エトキシ及びプロポキシは有利に上記のアルコキシ基である。
【００２７】
本発明の方法は一般に以下の様に実施される：
通常まず第一に、成分Ａ、使用する場合には成分Ｂ及び使用する場合には成分Ｃを反応容器中に装入する。溶剤及び／又は希釈剤、例えばメタノール又はエタノールをアルコキシシラン混合物に添加することができる。有利に完全に混合、例えば撹拌しながら反応のために計量した水を添加することも適当である。水の添加の前又は後に、反応混合物を加熱し、次いで反応させ、生じる生成物混合物を上記のような蒸留により後処理することができる。生成物混合物の蒸留後処理を、有利に５０〜１２０℃の範囲内の温度で、大気圧及び／又は減圧下で実施する。ここで、所望であれば、若干例を挙げると、塩酸、硫酸、ギ酸、酢酸及びクエン酸を含む群からの酸を添加することが可能である。
【００２８】
本発明の方法において、成分Ａ、Ｂ及びＣを有利に１：０：０〜１：１０：０、有利に１：０：０〜１：４：０、又は１：０：０〜１：０：１０、有利に１：０：０〜１：０：４、又は１：０：０〜１：１０：１０、有利に１：０：０〜１：４：４のＡ：Ｂ：Ｃのモル比で使用する。
【００２９】
本発明の方法において、溶剤及び／又は希釈剤として使用するアルコールに相応するメトキシ又はエトキシ基を有するアルコキシシランを使用することは更に有利である。溶剤及び／又は希釈剤としても、メタノール又はエタノール又はメタノールとエタノールとの混合物を使用するのが有利である。しかしながら他のアルコール又はアルコール混合物を使用することも可能である。
【００３０】
本発明の方法において、使用するアルコキシシランの加水分解及び縮合を、有利に大気圧下で１０〜９５℃、更に有利に６０〜８０℃の温度で実施する。反応は通常大気圧下で行われる。また、反応を減圧下又は過圧下で実施することもできる。反応混合物は有利に、生成物混合物の蒸留後処理を開始する２〜８時間前に反応される。
【００３１】
蒸留後処理の後、本発明の生成物は有利に成分Ａ、Ｂ及びＣ５質量％未満及び殊に遊離アルコール５質量％未満、有利に１質量％未満を含有する。
【００３２】
本発明の鎖状、分枝状及び環式シロキサンの混合物は、有利に以下の例示的な、しかしながら制限を与えない使用が可能である。
【００３３】
従って本発明は、例えば、粉末状物質の表面変性のための、微粉末無機充填剤及び顔料のシラン処理のための、及び無機表面、有機表面及び金属表面、例えばコンクリート、アルミニウム、鋼及びプラスチック（２つの例を挙げると、ＰＶＣ及びＰＭＭＡを含む）を処理するための、組成物としての、本発明の鎖状、分枝状及び環式シロキサンの混合物の使用を提供する。本発明の鎖状及び環式シロキサンオリゴマーの混合物は、例えば表面の疎水化のために有利に使用されることができる。
【００３４】
本発明は更に、改善された機械的強度及び改善された電気絶縁特性を得ることを目的とした、充填された熱可塑性コンパウンド、例えばＨＦＦＲ（ハロゲン不含の難燃剤）コンパウンドにおける接着促進剤としての、本発明の鎖状及び環式シロキサンオリゴマーの混合物の使用を提供する。
【００３５】
本発明は更に、改善された使用特性、殊に制御された硬化特性、改善された機械的強度及び改善された耐湿性を達成することを目的とした、フォームシーラントを含む接着剤及びシーラントにおける接着促進剤としての、本発明の鎖状、分枝状及び環式シロキサンの混合物の使用を提供する。
【００３６】
本発明は更に、有機樹脂を変性及び架橋するための、改善された使用特性を有するインク及び塗料におけるバインダーとしての、及びガラス繊維で強化されたプラスチックにおけるガラス繊維の改善された接着性を目的とし、かつ改善された機械的強度を得ることを目的としてガラス繊維を被覆するための、本発明の鎖状、分枝状及び環式シロキサンの混合物の使用を提供する。
【００３７】
標準として使用されるモノマー有機アルコキシシランに対する、本発明のシロキサン混合物の特に有利な特性には、高められた沸点、高められた引火点、低下された蒸気圧、適用中に放出される加水分解アルコールの低下された量（ＶＯＣ）、及び殊に、殊に意図的な適用を可能にする化学的な「多面的機能」が含まれる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式Ｉ
ＲｘＳｉＯ（４−ｘ）／２            （Ｉ）
［式中、
ｘは１、２又は３であり、
置換基Ｒは以下
（ｉ）以下
【化１】
2007503455.tif 000011
から選択される有機官能基、ここで、Ｒ’は、１〜１８個の炭素原子を有する直鎖、分枝鎖又は環式アルキル基である
（ｉｉ）ヒドロキシル、メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、イソプロポキシ、ｎ−プロポキシ、イソブトキシ及び／又はｎ−ブトキシ基、及び
（ｉｉｉ）適当であれば、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル、アルケニル、イソアルキル、シクロアルキル又はフルオロアルキル基、又は６〜１２個の炭素原子を有するアリール基
であるが、但し、ケイ素原子１個当たり１個以下の有機官能基（ｉ）が結合しており、ケイ素に対する成分（ｉｉ）のモル比の商が１〜２であり、かつ一般式Ｉの化合物のためのオリゴマー化度が２〜５０の範囲内である］
の、鎖状、分枝状及び／又は環式シロキサンを含有する混合物。
【請求項２】
アルコキシ基含分が、存在するシロキサン混合物の質量に対して０．００１質量％を上回り、かつ６０質量％未満である、請求項１記載のシロキサン混合物。
【請求項３】
置換基Ｒが、以下
（ｉ）１−アミノメチル、Ｎ−（２−アミノエチル）−１−アミノメチル、Ｎ，Ｎ−ジ（２−アミノエチル）−１−アミノメチル、Ｎ−［Ｎ’−（２−アミノエチル）−２−アミノエチル）］−１−アミノメチル、Ｎ−メチル−１−アミノメチル、Ｎ−（ｎ−ブチル）−１−アミノメチル、Ｎ−シクロヘキシル−１−アミノメチル、ウレイドメチル又はＮ−フェニル−１−アミノメチル基
（ｉｉ）ヒドロキシル、メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、プロポキシ及び／又はブトキシ基
及び適当であれば、
（ｉｉｉ）メチル、エチル、ビニル、プロピル、イソブチル、オクチル、ヘキサデシル、モノフルオロアルキル、オリゴフルオロアルキル、ペルフルオロアルキル又はフェニル基
から選択されている、請求項１又は２記載のシロキサン混合物。
【請求項４】
沸点が＞２００℃である、請求項１から３までのいずれか１項記載のシロキサン混合物。
【請求項５】
引火点が＞１００℃である、請求項１から４までのいずれか１項記載の鎖状、分枝状及び環式シロキサンオリゴマーの混合物。
【請求項６】
意図的な加水分解及び共縮合により請求項１から５までのいずれか１項記載のシロキサン混合物を製造するための方法において、成分Ａとして、少なくとも１種の１−有機メチル官能性トリアルコキシシラン又は１−有機メチル官能性メチルジアルコキシシランを用いて、かつ所望であれば、成分Ｂとして、１〜１８個の炭素原子を有する少なくとも１種のアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−及び／又はフルオロアルキル−トリアルコキシシラン及び／又はフェニルトリアルコキシシラン及び／又は１〜１８個の炭素原子を有するアルキル−、アルケニル−、イソアルキル−、シクロアルキル−及び／又はフルオロアルキル−メチルジアルコキシシラン及び／又はフェニルメチルジアルコキシシランを用いて、かつ適当であれば、成分Ｃとしてテトラアルコキシシランを用いて、成分Ａ、適当であればＢ及び適当であればＣを、連続して、又は混合して、Ｓｉ１モル当たり０．５〜１．８モルの水、及び使用するアルコキシシランに対して０．１〜１０倍の質量の、（ｉｉ）のアルコキシ基に相当する少なくとも１種のアルコールを用いて、１０〜９５℃の温度で意図的に加水分解及び縮合し、次いで、導入したアルコール及び反応の過程で遊離されたアルコールを大気圧又は減圧下で、１２０℃以下の液相温度での蒸留により生成物混合物から除去することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のシロキサン混合物の製造法。
【請求項７】
成分Ａ、Ｂ及びＣを１：０：０〜１：１０：０又は１：０：０〜１：０：１０又は１：０：０〜１：１０：１０のＡ：Ｂ：Ｃのモル比で使用する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
溶剤及び／又は希釈剤として使用するアルコールに相応するメトキシ又はエトキシ基を有するアルコキシシランを使用する、請求項６又は７記載の方法。
【請求項９】
加水分解及び縮合を大気圧下で６０〜８０℃の温度で実施する、請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
生成物混合物の蒸留後処理を５０〜１２０℃の範囲内の温度で大気圧及び／又は減圧下で実施する、請求項６から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
蒸留後処理の後に得られる生成物が、使用する成分Ａ、Ｂ及びＣ５質量％未満及び遊離アルコール５質量％未満を含有する、請求項６から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
接着剤及びシーラントにおける接着促進剤としての、有機樹脂を変性及び架橋するための、インク及び塗料におけるバインダーとしての、ガラス繊維を被覆するための、充填された熱可塑性コンパウンドにおける接着促進剤としての、無機表面、有機表面及び金属表面を処理するための、表面を撥水性にするための、粉末状物質の表面変性のための、充填剤及び顔料のシラン処理のための、又はフォームシーラントを製造するための、請求項１から１１までのいずれか１項記載のシロキサン混合物の使用。
【国際調査報告】
2007503455.tif 000012
2007503455.tif 000013
2007503455.tif 000014
2007503455.tif 000015
2007503455.tif 000016