(57)【要約】  低含有量のホウ素結合ヒドロキシ基を有するポリボロシロキサン、及び当該ポリボロシロキサンの調製方法である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の式：
（Ｒ12ＢＯ1/2）l［（ＢＯ(3-v)/2）（ＯＨ）v］m［（Ｒ1ＢＯ(2-w)/2）（ＯＨ）w］n（Ｒ13ＳｉＯ1/2）p［（Ｒ12ＳｉＯ(2-x)/2）（ＯＨ）x］q［（Ｒ1ＳｉＯ(3-y)/2）（ＯＨ）y］r［（ＳｉＯ(4-z)/2）（ＯＨ）z］s    （Ｉ）
（式中、各Ｒ1は独立してＣ1〜Ｃ10のヒドロカルビル又はＣ1〜Ｃ10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり；ｌは０〜０．２であり；ｍは０〜０．５であり；ｎは０〜０．６であり；ｐは０〜０．７であり；ｑは０〜０．９であり；ｒは０〜０．９９９であり；ｓは０〜０．５であり；ｖは０〜０．０５であり；ｗは０〜０．０５であり；ｘは０〜０．４５であり；ｙは０〜０．６３であり；ｚは０〜０．２５であり；ｍ＋ｎは０．００１〜０．５８であり；ｑ＋ｒ＋ｓは０．４２〜０．９９９であり；（ｐ＋２ｑ＋３ｒ＋４ｓ）／（３ｍ＋２ｎ）は１．０１〜１０００であり；ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓは約１である）を有するポリボロシロキサン。
【請求項２】
Ｒ1により表される前記ヒドロカルビル基はフェニルではない、請求項１に記載のポリボロシロキサン。
【請求項３】
前記ポリボロシロキサンは、１分子あたり平均少なくとも２つのアルケニル基を有する、請求項１に記載のポリボロシロキサン。
【請求項４】
前記ポリボロシロキサン中の少なくとも１０モル％のＲ1基はアルケニルである、請求項１に記載のポリボロシロキサン。
【請求項５】
前記ポリボロシロキサンは、１５重量％未満のケイ素結合ヒドロキシ基を含有する、請求項１に記載のポリボロシロキサン。
【請求項６】
前記ポリボロシロキサンは、５モル％未満のホウ素結合ヒドロキシ基を含有する、請求項１に記載のポリボロシロキサン。
【請求項７】
（Ｉ）（ａ）（ｉ）式Ｂ（ＯＲ2）3を有する少なくとも１つのトリアルコキシボラン、（ｉｉ）式Ｒ1Ｂ（ＯＲ2）2を有する少なくとも１つのジアルコキシボラン、（ｉｉｉ）（ａ）（ｉ）と（ａ）（ｉｉ）とを含む混合物、並びに（ｉｖ）式Ｒ12ＢＯＲ2を有するモノアルコキシボランと、（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物から選択されるアルコキシボランを、ルイス酸触媒の存在下で、（ｂ）（ｉ）式Ｒ1ＳｉＸ3を有する少なくとも１つのトリハロシラン、（ｉｉ）式Ｒ12ＳｉＸ2を有する少なくとも１つのジハロシラン、（ｉｉｉ）式ＳｉＸ4を有する少なくとも１つのテトラハロシラン、（ｉｖ）（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも２つを含む混合物、並びに（ｖ）式Ｒ13ＳｉＸを有するモノハロシランと、（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物から選択されるハロシランと反応させてポリボロシラン中間体を形成する工程であって、各Ｒ1は独立してＣ1〜Ｃ10のヒドロカルビル又はＣ1〜Ｃ10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり；Ｒ2はＣ1〜Ｃ8のアルキルであり、Ｘは−Ｃｌ又は−Ｂｒであり、前記アルコキシボラン（ａ）及び前記ハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）のモル数の合計の比が０．００１〜０．５８であり、前記アルコキシボラン（ａ）及び前記ハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）のモル数の合計の比が０．４２〜０．９９９であり、前記アルコキシボラン（ａ）のモル数に対する前記ハロシラン（ｂ）のモル数の比が０．７２４〜９９９であり、前記アルコキシボラン（ａ）中の−ＯＲ2基のモル数に対する前記ハロシラン（ｂ）中の−Ｘ基のモル数の比が少なくとも１．０１である工程と、
（ＩＩ）前記ポリボロシロキサン中間体、及び任意に、式Ｒ1nＳｉＸ4-nを有する少なくとも１つのハロシランを、水と反応させて水不溶性加水分解生成物を形成する工程であって、Ｒ1及びＸは上記で定義した通りであり、ｎは０、１、２又は３であり、ただし、過量の水が使用される場合、方法は前記加水分解生成物を前記水から分離することをさらに含む工程と、
（ＩＩＩ）前記加水分解生成物を蒸留して縮合水を除去する工程と
を含むポリボロシロキサンの調製方法。
【請求項８】
前記ルイス酸触媒は塩化鉄（ＩＩＩ）である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記アルコキシボラン（ａ）及び前記ハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）のモル数の合計の比が０．０１〜０．４である、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記アルコキシボラン（ａ）及び前記ハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）のモル数の合計の比が０．５〜０．９である、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記アルコキシボラン（ａ）のモル数に対する前記ハロシラン（ｂ）のモル数の比が１．２〜９９である、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記アルコキシボラン（ａ）中の−ＯＲ2基のモル数に対する前記ハロシラン（ｂ）中の−Ｘ基のモル数の比が１．２〜１００である、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記アルコキシボラン（ａ）、前記ハロシラン（ｂ）、及び前記任意のハロシラン（工程ＩＩ）はフェニル基を含有しない、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記アルコキシボラン（ａ）、前記ハロシラン（ｂ）、及び前記任意のハロシラン（工程ＩＩ）中のＲ1により表される基の少なくとも１０モル％がアルケニルである、請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
請求項７の方法により調製されたポリボロシロキサン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、２００８年３月４日に出願された米国仮特許出願第６１／０３３４４２号の利益を主張する。米国仮特許出願第６１／０３３４４２号は、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
［発明の分野］
本発明は、ポリボロシロキサンに関し、より詳細には低含有量のホウ素結合ヒドロキシ基を有するポリボロシロキサンに関する。また、本発明は、このポリボロシロキサンの調製方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
［発明の背景］
ボロシロキサン及びその調製方法が当該技術分野において知られている。例えば、バーンズ（Burns）らによる米国特許第５，１１２，７７９号は、プレセラミックボロシロキサン、炭化ケイ素粉末、当該ボロシロキサン用の硬化剤、当該ボロシロキサン用の架橋剤、及び任意に追加の成分を含む混合物を熱分解して焼結を促進させることによる高密度セラミック体の調製を開示している。
【０００４】
ヤジミ（Yajimi）らによる米国特許第４，１５２，５０９号は、少なくとも１つのホウ酸化合物をフェニルシランと共に加熱して重縮合を生じさせることによって製造されたボロシロキサンポリマーを開示している。
【０００５】
ヤジミらによる米国特許第４，２４８，８１４号は、耐熱性セラミック焼結体の製造方法を開示している。この方法は、Ｓｉの少なくとも一部の側鎖にフェニル基を含有し、且つＢ、Ｓｉ及びＯから成る骨格構造を有するポリボロシロキサンを、−（Ｒ1Ｒ2Ｓｉ）n−の構造を有するポリシラン（式中、ｎは少なくとも３であり、Ｒ1及びＲ2は互いに独立して、メチル、エチル、フェニル又は水素を表す）に０．０１〜１５重量％加え、そして反応に不活性な雰囲気中でそのポリマー混合物を加熱して重合させることにより、シロキサン結合を部分的に含有するポリカルボシランを調製し；前記ポリカルボシランを、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物及びケイ化物から成る群から選択される少なくとも１つの要素（member）から構成されるセラミック粉末と混合し；得られた混合物を成形し；そして混合物の成形と同時又はその後に、真空下、又は不活性ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガス、窒素ガス及び炭化水素ガスから成る群から選択される少なくとも１つのガスから構成される雰囲気下、８００℃〜２，０００℃の温度で混合物を焼結させることを含む。
【０００６】
パイロット（Pillot）らによる米国特許第６，１８０，８０９Ｂ１号は、ポリボロシロキサン前駆体を調製し、当該前駆体の窒化熱分解（nitriding pyrolysis）を行い、非晶質のホウ素及びケイ素の酸窒化物を得て、任意に追加の熱分解を行い、結晶化したホウ素及びケイ素の酸窒化物を得ることによって与えられたホウ素及びケイ素の酸窒化物を開示している。当該ポリボロシロキサン前駆体は、触媒の存在下、式Ｒ3Ｒ4ＳｉＣｌ2（式中、置換基Ｒ3及びＲ4は同一でも異なっていてもよく、水素原子、塩素原子、５個以下の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐鎖のアルキル、アルケニル若しくはアルキニルラジカル、又は６〜１８個の炭素原子を有するアリール若しくはアラルキルラジカルをそれぞれ表す）により表されるポリクロロシランと、式（Ｒ5Ｏ）3Ｂ（式中、Ｒ5は、１〜５個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖のアルキルラジカルを表す）との縮合により調製される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記文献は、様々なボロシロキサンを開示しているが、低含有量のホウ素結合ヒドロキシ基を有する本発明のポリボロシロキサン、又は当該ポリボロシロキサンの調製方法については開示していない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、次の式：
（Ｒ12ＢＯ1/2）l［（ＢＯ(3-v)/2）（ＯＨ）v］m［（Ｒ1ＢＯ(2-w)/2）（ＯＨ）w］n（Ｒ13ＳｉＯ1/2）p［（Ｒ12ＳｉＯ(2-x)/2）（ＯＨ）x］q［（Ｒ1ＳｉＯ(3-y)/2）（ＯＨ）y］r［（ＳｉＯ(4-z)/2）（ＯＨ）z］s    （Ｉ）
（式中、各Ｒ1は独立してＣ1〜Ｃ10のヒドロカルビル又はＣ1〜Ｃ10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり；ｌは０〜０．２であり；ｍは０〜０．５であり；ｎは０〜０．６であり；ｐは０〜０．７であり；ｑは０〜０．９であり；ｒは０〜０．９９９であり；ｓは０〜０．５であり；ｖは０〜０．０５であり；ｗは０〜０．０５であり；ｘは０〜０．４５であり；ｙは０〜０．６３であり；ｚは０〜０．２５であり；ｍ＋ｎは０．００１〜０．５８であり；ｑ＋ｒ＋ｓは０．４２〜０．９９９であり；（ｐ＋２ｑ＋３ｒ＋４ｓ）／（３ｍ＋２ｎ）は１．０１〜１０００であり；ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓは約１である）を有するポリボロシロキサンに向けられる。
【０００９】
また、本発明は、
（Ｉ）（ａ）（ｉ）式Ｂ（ＯＲ2）3を有する少なくとも１つのトリアルコキシボラン、（ｉｉ）式Ｒ1Ｂ（ＯＲ2）2を有する少なくとも１つのジアルコキシボラン、（ｉｉｉ）（ａ）（ｉ）と（ａ）（ｉｉ）とを含む混合物、並びに（ｉｖ）式Ｒ12ＢＯＲ2を有するモノアルコキシボランと、（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物から選択されるアルコキシボランを、ルイス酸触媒の存在下で、（ｂ）（ｉ）式Ｒ1ＳｉＸ3を有する少なくとも１つのトリハロシラン、（ｉｉ）式Ｒ12ＳｉＸ2を有する少なくとも１つのジハロシラン、（ｉｉｉ）式ＳｉＸ4を有する少なくとも１つのテトラハロシラン、（ｉｖ）（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも２つを含む混合物、並びに（ｖ）式Ｒ13ＳｉＸを有するモノハロシランと、（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物から選択されるハロシランと反応させてポリボロシラン中間体を形成する工程であって、各Ｒ1は独立してＣ1〜Ｃ10のヒドロカルビル又はＣ1〜Ｃ10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり；Ｒ2はＣ1〜Ｃ8のアルキルであり、Ｘは−Ｃｌ又は−Ｂｒであり、前記アルコキシボラン（ａ）及び前記ハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）のモル数の合計の比が０．００１〜０．５８であり、前記アルコキシボラン（ａ）及び前記ハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）のモル数の合計の比が０．４２〜０．９９９であり、前記アルコキシボラン（ａ）のモル数に対する前記ハロシラン（ｂ）のモル数の比が０．７２４〜９９９であり、前記アルコキシボラン（ａ）中の−ＯＲ2基のモル数に対する前記ハロシラン（ｂ）中の−Ｘ基のモル数の比が少なくとも１．０１である工程と、
（ＩＩ）前記ポリボロシロキサン中間体、及び任意に、式Ｒ1nＳｉＸ4-nを有する少なくとも１つのハロシランを、水と反応させて水不溶性加水分解生成物を形成する工程であって、Ｒ1及びＸは上記で定義した通りであり、ｎは０、１、２又は３であり、ただし、過量の水が使用される場合、方法は前記加水分解生成物を前記水から分離することをさらに含む工程と、
（ＩＩＩ）前記加水分解生成物を蒸留して縮合水を除去する工程と
を含むポリボロシロキサンの調製方法に向けられる。
【発明の効果】
【００１０】
本ポリボロシロキサンは、透明度が高く、多くの有機溶媒中で良好な溶解度を有する。さらに、本ポリボロシロキサンは、従来の方法（例えば、ホウ酸又はエステルとシロキサン及び／又はアルコキシシランとの共加水分解）により調製されたポリボロシロキサンに比べて非常に低含有量のホウ素結合ヒドロキシ基を有する。その結果、本ポリボロシロキサンは、加水分解に安定であり（すなわち、水分による劣化に対する耐性）、大気に長期間曝された後に高透明度を維持する。
【００１１】
本発明のポリボロシロキサンは、熱硬化させて基板間の接着剤コーティングを形成することができる。また、このポリボロシロキサンがケイ素結合アルケニル基を含有する場合、このポリボロシロキサンは、ケイ素結合水素原子を有する架橋剤及びヒドロシリル化触媒と組み合わせてヒドロシリル化硬化性組成物を形成することができる。また、この組成物は、熱硬化させて基板間の接着剤コーティングを形成することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のこれらの特徴及び他の特徴、態様、並びに利益は、以下の記載及び添付の特許請求の範囲を参照することにより、より良く理解されるであろう。
【００１３】
［発明の詳細な説明］
本明細書で使用される場合、（ＢＯ(3-v)/2）（ＯＨ）v及び（Ｒ1ＢＯ(2-w)/2）（ＯＨ）wという表記は、それぞれ３つの酸素原子及び２つの酸素原子に結合したホウ素を有する単位の平均式を意味する。ここで、各酸素原子はまた、他の原子（すなわち、Ｓｉ又はＨ）に結合される。例えば、式（ＢＯ(3-v)/2）（ＯＨ）v（式中、ｖ＝０である）を有する単一の単位は、次の構造式によって表すことができる。
【００１４】
【化１】
2011513551.tif 000002
【００１５】
同様に、式（Ｒ1ＢＯ(2-w)/2）（ＯＨ）w（式中、Ｒ1は、Ｃ1〜Ｃ10のヒドロカルビル又はＣ1〜Ｃ10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、ｗ＝０である）を有する単一の単位は、次の構造式によって表すことができる。
【００１６】
【化２】
2011513551.tif 000003
【００１７】
さらに、式Ｒ12ＢＯ1/2（式中、各Ｒ1は独立して、Ｃ1〜Ｃ10のヒドロカルビル又はＣ1〜Ｃ10のハロゲン置換ヒドロカルビルである）を有する単位は、次の式を有する。
【００１８】
【化３】
2011513551.tif 000004
【００１９】
上記の式の各々において、酸素原子に繋がる線部分（line segments）は、自由原子価（すなわち、他の原子への接着点）を表す。
【００２０】
本発明によるポリボロシロキサンは、次の式：
（Ｒ12ＢＯ1/2）l［（ＢＯ(3-v)/2）（ＯＨ）v］m［（Ｒ1ＢＯ(2-w)/2）（ＯＨ）w］n（Ｒ13ＳｉＯ1/2）p［（Ｒ12ＳｉＯ(2-x)/2）（ＯＨ）x］q［（Ｒ1ＳｉＯ(3-y)/2）（ＯＨ）y］r［（ＳｉＯ(4-z)/2）（ＯＨ）z］s    （Ｉ）
を有する。式中、各Ｒ1は独立してＣ1〜Ｃ10のヒドロカルビル又はＣ1〜Ｃ10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり；ｌは０〜０．２であり；ｍは０〜０．５であり；ｎは０〜０．６であり；ｐは０〜０．７であり；ｑは０〜０．９であり；ｒは０〜０．９９９であり；ｓは０〜０．５であり；ｖは０〜０．０５であり；ｗは０〜０．０５であり；ｘは０〜０．４５であり；ｙは０〜０．６３であり；ｚは０〜０．２５であり；ｍ＋ｎは０．００１〜０．５８であり；ｑ＋ｒ＋ｓは０．４２〜０．９９９であり；（ｐ＋２ｑ＋３ｒ＋４ｓ）／（３ｍ＋２ｎ）は１．０１〜１０００であり；ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓは約１である。
【００２１】
ポリボロシロキサンは、式［（ＢＯ(3-v)/2）（ＯＨ）v］を有する単位及び／又は式［（Ｒ1ＢＯ(2-w)/2）（ＯＨ）w］を有する単位を、次の：式［（Ｒ12ＳｉＯ(2-x)/2）（ＯＨ）x］を有する単位、式［（Ｒ1ＳｉＯ(3-y)/2）（ＯＨ）y］を有する単位、及び式［（ＳｉＯ(4-z)/2）（ＯＨ）z］を有する単位と組み合わせて含有する。式中、Ｒ1、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、下記で定義及び例示する通りである。
【００２２】
Ｒ1により表されるヒドロカルビル及びハロゲン置換ヒドロカルビル基は、１〜１０個の炭素原子、或いは１〜６個の炭素原子、或いは１〜４個の炭素原子を典型的に有する。少なくとも３個の炭素原子を含有する非環式ヒドロカルビル及びハロゲン置換ヒドロカルビル基は、分岐状又は非分岐状構造を有し得る。Ｒ1により表されるヒドロカルビル基の例としては、アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピル、１−メチルエチル、ブチル、１−メチルプロピル、２−メチルプロピル、１，１−ジメチルエチル、ペンチル、１−メチルブチル、１−エチルプロピル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、１，２−ジメチルプロピル、２，２−ジメチルプロピル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル及びデシルなど）；シクロアルキル（例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル及びメチルシクロヘキシルなど）；アリール（例えば、フェニル及びナフチルなど）；アルカリール（例えば、トリル及びキシリルなど）；アラルキル（例えば、ベンジル及びフェネチルなど）；アルケニル（例えば、ビニル、アリル、プロペニル、ブテニル、ヘキセニル及びオクテニルなど）；アリールアルケニル（例えば、スチリル及びシンナミルなど）；並びにアルキニル（例えば、エチニル及びプロピニルなど）が挙げられるが、これらに限定されない。Ｒ1により表されるハロゲン置換ヒドロカルビル基の例としては、３，３，３−トリフルオロプロピル、３−クロロプロピル、クロロフェニル、ジクロロフェニル、２，２，２−トリフルオロエチル、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル、及び２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
１つの実施形態において、ポリボロシロキサンの式（Ｉ）中のＲ1により表されるヒドロカルビル基はフェニルではない。
【００２４】
ポリボロシロキサンの式（Ｉ）において、下付記号ｌ、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ、ｒ及びｓはモル分率である。下付記号ｌは、０〜０．２、或いは０〜０．１、或いは０〜０．０５の値を典型的に有し；下付記号ｍは、０〜０．５、或いは０．１〜０．４、或いは０．１５〜０．３の値を典型的に有し；下付記号ｎは、０〜０．６、或いは０〜０．４、或いは０．１〜０．２の値を典型的に有し；下付記号ｐは、０〜０．７、或いは０〜０．５、或いは０〜０．２の値を典型的に有し；下付記号ｑは、０〜０．９、或いは０〜０．７、或いは０〜０．５の値を典型的に有し；下付記号ｒは、０〜０．９９９、或いは０〜０．８、或いは０．１〜０．４の値を典型的に有し；下付記号ｓは、０〜０．５、或いは０〜０．３５、或いは０．０５〜０．２の値を典型的に有する。また、ｍ＋ｎの合計は、典型的に０．００１〜０．５８、或いは０．０１〜０．４、或いは０．１〜０．３であり；ｑ＋ｒ＋ｓの合計は、典型的に０．４２〜０．９９９、或いは０．４５〜０．９、或いは０．６〜０．８であり；（ｐ＋２ｑ＋３ｒ＋４ｓ）／（３ｍ＋２ｎ）の比は、典型的に１．０１〜１０００、或いは１．２〜１００、或いは１．５〜１０である。
【００２５】
また、ポリボロシロキサンの式（Ｉ）において、下付記号ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、式中の様々な単位と関連するヒドロキシ基の平均数を表す。下付記号ｖは、０〜０．０５、或いは０〜０．０４、或いは０〜０．０３の値を典型的に有し；下付記号ｗは、０〜０．０５、或いは０．０１〜０．０４、或いは０．０１〜０．０２の値を典型的に有し；下付記号ｘは、０〜０．４５、或いは０．０１〜０．３５、或いは０．０５〜０．２５の値を典型的に有し；下付記号ｙは、０〜０．６３、或いは０．０１〜０．４、或いは０．０５〜０．２５の値を典型的に有し；下付記号ｚは、０〜０．２５、或いは０．０１〜０．１５、或いは０．０１〜０．０５の値を典型的に有する。
【００２６】
さらに、ポリボロシロキサンの式（Ｉ）において、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓの合計は約１（１におおよそ等しい）である。これは、上記式（Ｉ）で示される平均式を有する単位に加えて、ポリシロキサンが、残りの量（例えば、５モル％以下）の、以下の平均式：（ＢＯ(3-v’)/2）（ＯＲ2）v’、（Ｒ1ＢＯ(2-w’)/2）（ＯＲ2）w’、（Ｒ12ＳｉＯ(2-x’)/2）（Ｘ）x’，（Ｒ1ＳｉＯ(3-y’)/2）（Ｘ）y’及び（ＳｉＯ(4-z’)/2）（Ｘ）z’を有する１つ以上の単位を含有してもよいことを意味する。式中、Ｒ1は、上記で定義及び例示した通りであり、Ｒ2はＣ1〜Ｃ8のアルキルであり、Ｘは−Ｃｌ又は−Ｂｒであり、ｖ’は０〜０．０４の平均値を有し；ｗ’は０〜０．０２の平均値を有し；ｘ’は０〜０．０３の平均値を有し；ｙ’は０〜０．０３の平均値を有し；ｚ’は０〜０．０３の平均値を有する。
【００２７】
Ｒ2により表されるアルキル基は、１〜８個の炭素原子、或いは１〜６個の炭素原子、或いは１〜４個の炭素原子を典型的に有する。少なくとも３個の炭素原子を含有する非環式アルキル基は、分岐状又は非分岐状構造を有し得る。Ｒ2により表されるアルキル基の例としては、メチル、エチル、プロピル、１−メチルエチル、ブチル、１−メチルプロピル、２−メチルプロピル、１，１−ジメチルエチル、ペンチル、１−メチルブチル、１−エチルプロピル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、１，２−ジメチルプロピル、２，２−ジメチルプロピル、ヘキシル、ヘプチル及びオクチル、並びにシクロアルキル（例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル及びメチルシクロヘキシルなど）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２８】
１つの実施形態において、ポリボロシロキサンは、１分子あたり平均少なくとも２つのアルケニル基を有する。Ｒ1により表されるアルケニル基は、ホウ素原子、ケイ素原子、又はホウ素原子及びケイ素原子の両方に結合され得る。この実施形態において、ポリボロシロキサン中のＲ1基の、典型的に少なくとも１０モル％、或いは少なくとも２５モル％、或いは少なくとも５０モル％がアルケニルである。本明細書で使用される場合、「ポリボロシロキサン中のＲ1基のモル％がアルケニルである」という用語は、ポリボロシロキサン中のＲ1基の全モル数に対するポリボロシロキサン中のケイ素結合アルケニル基及びホウ素結合アルケニル基のモル数の比に１００を乗じたものとして定義される。
【００２９】
ポリボロシロキサンは、５００〜１，０００，０００、或いは５００〜５００，０００、或いは１０，０００〜５００，０００、或いは１０，０００〜５０，０００の数平均分子量（Ｍｎ）を典型的に有する。ここで、当該分子量は、屈折率検出器及びシリコーン樹脂（ＭＱ）標準物質を用いるゲル浸透クロマトグラフィによって測定される。
【００３０】
ポリボロシロキサンの２５℃での粘度は、典型的に０．５〜１０，０００Ｐａ・ｓ、或いは１〜１，０００Ｐａ・ｓ、或いは２〜１００Ｐａ・ｓである。
【００３１】
ポリボロシロキサンは、29Ｓｉ ＮＭＲにより測定される場合に、２０重量％未満、或いは１５重量％未満、或いは１０重量％未満のケイ素結合ヒドロキシ基を典型的に含有する。
【００３２】
また、ポリボロシロキサンは、５モル％未満、或いは４モル％未満、或いは３モル％未満のホウ素結合ヒドロキシ基を典型的に含有する。ここで、ホウ素結合ヒドロキシ基のモル％は、ポリボロシロキサン中のＳｉ原子及びＢ原子のモル数の合計に対するポリボロシロキサン中のホウ素結合ヒドロキシ基のモル数の比に１００を乗じたものとして定義される。さらに、ホウ素結合ヒドロキシ基のモル％は、関係Ｄ＝νＢＣ／Ａから見積もることができる。ここで、Ｄはホウ素結合ヒドロキシ基のモル％であり；νは比例定数であり（これは、１の値を有すると見なされる）；Ａは、ポリボロシロキサンのＦＴＩＲスペクトル中の約３４００ｃｍ-1に中心があるＳｉ−ＯＨ吸収の面積であり；Ｂは、ポリボロシロキサンのＦＴＩＲスペクトル中の約３２３０ｃｍ-1に中心があるＢ−ＯＨ吸収の面積であり；Ｃは、29Ｓｉ ＮＭＲにより測定されるような、ポリボロシロキサン中のケイ素結合ヒドロキシ基のモル％である。
【００３３】
本発明のポリボロシロキサンは、様々な有機溶媒に溶解する。例えば、有機溶媒におけるポリボロシロキサンの溶解度は、構造、分子量及びケイ素結合ヒドロキシ基の含有量に依存するが、室温（約２３±２℃）で、典型的に少なくとも２ｇ／ｍＬ、或いは少なくとも１ｇ／ｍＬである。特に、メチルイブチルケトンにおけるポリボロシロキサンの溶解度は、室温（約２３±２℃）で、典型的に０．１〜２ｇ／ｍＬ、或いは０．２〜１ｇ／ｍＬである。
【００３４】
ポリボロシロキサンは、高透明度を典型的に示す。一般に、ポリボロシロキサンの透明度は、ポリボロシロキサンの組成及び試料の厚さに依存する。例えば、５０μｍの厚さを有するポリボロシロキサンの被膜は、電磁スペクトルの可視領域（約４００〜約７００ｎｍ）の光に対して、少なくとも８０％、或いは少なくとも８５％、或いは少なくとも９０％の透過パーセントを典型的に有する。特に、ポリボロシロキサンは、大気に長期間（例えば、数日〜数ヶ月）曝された後でさえも高透明度を示す。
【００３５】
式（Ｉ）を有するポリボロシロキサンの例としては、以下の式：
（ＶｉＭｅ2ＳｉＯ1/2）0.7（ＢＯ3/2）0.25（ＳｉＯ4/2）0.05、
（ＢＯ3/2）0.15（Ｍｅ2ＳｉＯ2/2）0.55（ＰｈＳｉＯ3/2）0.30、
（ＢＯ3/2）0.1（ＰｈＢＯ2/2）0.25（ＶｉＭｅ2ＳｉＯ1/2）0.25（ＭｅＳｉＯ3/2）0.4、
（ＢＯ3/2）0.25（ＢＯ2/2（ＯＨ））0.05（Ｍｅ2ＳｉＯ2/2）0.6（Ｍｅ2ＳｉＯ1/2（ＯＨ））0.1、
（ＰｈＢＯ2/2）0.15（ＰｈＢＯ1/2（ＯＨ））0.03（ＰｈＳｉＯ3/2）0.31（ＰｈＳｉＯ2/2（ＯＨ））0.51、
（ＶｉＭｅＢＯ1/2）0.05（ＢＯ3/2）0.2（ＶｉＭｅ2ＳｉＯ1/2）0.1（ＭｅＳｉＯ3/2）0.65、
（ＢＯ3/2）0.01（Ｍｅ2ＳｉＯ2/2）0.4（Ｍｅ2ＳｉＯ1/2（ＯＨ））0.05（ＰｈＳｉＯ2/2（ＯＨ））0.54、及び
（ＰｈＢＯ2/2）0.3（ＭｅＳｉＯ3/2）0.6（ＶｉＭｅ2ＳｉＯ1/2）0.1
を有するポリボロシロキサンが挙げられるが、これらに限定されない。式中、Ｍｅはメチルであり、Ｖｉはビニルであり、Ｐｈはフェニルであり、括弧外の下付数値はモル分率である。また、上記式において、単位の順序は特定されない。
【００３６】
本発明のポリボロシロキサンは、（Ｉ）（ａ）（ｉ）式Ｂ（ＯＲ2）3を有する少なくとも１つのトリアルコキシボラン、（ｉｉ）式Ｒ1Ｂ（ＯＲ2）2を有する少なくとも１つのジアルコキシボラン、（ｉｉｉ）（ａ）（ｉ）と（ａ）（ｉｉ）とを含む混合物、並びに（ｉｖ）式Ｒ12ＢＯＲ2を有するモノアルコキシボランと、（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物から選択されるアルコキシボランを、ルイス酸触媒の存在下で、（ｂ）（ｉ）式Ｒ1ＳｉＸ3を有する少なくとも１つのトリハロシラン、（ｉｉ）式Ｒ12ＳｉＸ2を有する少なくとも１つのジハロシラン、（ｉｉｉ）式ＳｉＸ4を有する少なくとも１つのテトラハロシラン、（ｉｖ）（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも２つを含む混合物、並びに（ｖ）式Ｒ13ＳｉＸを有するモノハロシランと、（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物から選択されるハロシランと反応させてポリボロシラン中間体を形成する工程であって、各Ｒ1は独立してＣ1〜Ｃ10のヒドロカルビル又はＣ1〜Ｃ10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、Ｒ2はＣ1〜Ｃ8のアルキルであり、Ｘは−Ｃｌ又は−Ｂｒであり、前記アルコキシボラン（ａ）及び前記ハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）のモル数の合計の比が０．００１〜０．５８であり、前記アルコキシボラン（ａ）及び前記ハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）のモル数の合計の比が０．４２〜０．９９９であり、前記アルコキシボラン（ａ）のモル数に対する前記ハロシラン（ｂ）のモル数の比が０．７２４〜９９９であり、前記アルコキシボラン（ａ）中の−ＯＲ2基のモル数に対する前記ハロシラン（ｂ）中の−Ｘ基のモル数の比が少なくとも１．０１である工程と、（ＩＩ）前記ポリボロシロキサン中間体、及び任意に、式Ｒ1nＳｉＸ4-nを有する少なくとも１つのハロシランを、水と反応させて水不溶性加水分解生成物を形成する工程であって、Ｒ1及びＸは上記で定義した通りであり、ｎは０、１、２又は３であり、ただし、過量の水が使用される場合、方法は前記加水分解生成物を前記水から分離することをさらに含む工程と、（ＩＩＩ）前記加水分解生成物を蒸留して縮合水を除去する工程とにより調製され得る。
【００３７】
ポリボロシロキサンの調製方法の工程（Ｉ）において、（ａ）（ｉ）式Ｂ（ＯＲ2）3を有する少なくとも１つのトリアルコキシボラン、（ｉｉ）式Ｒ1Ｂ（ＯＲ2）2を有する少なくとも１つのジアルコキシボラン、（ｉｉｉ）（ａ）（ｉ）と（ａ）（ｉｉ）とを含む混合物、並びに（ｉｖ）式Ｒ12ＢＯＲ2を有するモノアルコキシボランと、（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物から選択されるアルコキシボランを、ルイス酸触媒の存在下で、（ｂ）（ｉ）式Ｒ1ＳｉＸ3を有する少なくとも１つのトリハロシラン、（ｉｉ）式Ｒ12ＳｉＸ2を有する少なくとも１つのジハロシラン、（ｉｉｉ）式ＳｉＸ4を有する少なくとも１つのテトラハロシラン、（ｉｖ）（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも２つを含む混合物、並びに（ｖ）式Ｒ13ＳｉＸを有するモノハロシランと、（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物から選択されるハロシランと反応させてポリボロシラン中間体を形成する。ここで、各Ｒ1は独立してＣ1〜Ｃ10のヒドロカルビル又はＣ1〜Ｃ10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、Ｒ2はＣ1〜Ｃ8のアルキルであり、Ｘは−Ｃｌ又は−Ｂｒであり、前記アルコキシボラン（ａ）及び前記ハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）のモル数の合計の比が０．００１〜０．５８であり、前記アルコキシボラン（ａ）及び前記ハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）のモル数の合計の比が０．４２〜０．９９９であり、前記アルコキシボラン（ａ）のモル数に対する前記ハロシラン（ｂ）のモル数の比が０．７２４〜９９９であり、前記アルコキシボラン（ａ）中の−ＯＲ2基のモル数に対する前記ハロシラン（ｂ）中の−Ｘ基のモル数の比が少なくとも１．０１である。
【００３８】
アルコキシボラン（ａ）は、（ｉ）式Ｂ（ＯＲ2）3を有する少なくとも１つのトリアルコキシボラン、（ｉｉ）式Ｒ1Ｂ（ＯＲ2）2を有する少なくとも１つのジアルコキシボラン、（ｉｉｉ）（ａ）（ｉ）と（ａ）（ｉｉ）とを含む混合物、並びに（ｉｖ）式Ｒ12ＢＯＲ2を有するモノアルコキシボランと、（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物から選択される。ここで、Ｒ1及びＲ2は、上記で定義及び例示した通りである。
【００３９】
アルコキシボラン（ａ）（ｉ）は、式Ｂ（ＯＲ2）3を有する少なくとも１つのトリアルコキシボランであり、Ｒ2は上記で記載及び例示した通りである。トリアルコキシボランの例としては、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリプロピル、ホウ酸トリペンチル、ホウ酸トリヘキシル及びホウ酸トリオクチルが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４０】
アルコキシボラン（ａ）（ｉ）は、単一のトリアルコキシボラン、又は式Ｂ（ＯＲ2）3をそれぞれ有する２つ以上の異なるトリアルコキシボランを含む混合物であり得る。式中、Ｒ2は、上記で定義及び例示した通りである。トリアルコキシボランの調製方法は、当該技術分野において周知であり、これらの化合物の多くが市販されている。
【００４１】
アルコキシボラン（ａ）（ｉｉ）は、式Ｒ1Ｂ（ＯＲ2）2を有する少なくとも１つのジアルコキシボランであり、Ｒ1及びＲ2は、上記で定義及び例示した通りである。ジアルコキシボランの例としては、フェニルジメトキシボラン、メチルジメトキシボラン、フェニルジエトキシボラン、メチルジエトキシボラン及びｎ−ブチルジメトキシボランが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４２】
アルコキシボラン（ａ）（ｉｉ）は、単一のジアルコキシボラン、又は式Ｒ1Ｂ（ＯＲ2）2をそれぞれ有する２つ以上の異なるジアルコキシボランを含む混合物であり得る。式中、Ｒ1及びＲ2は、上記で定義及び例示した通りである。ジアルコキシボランの調製方法は、当該技術分野において周知であり、これらの化合物の多くが市販されている。
【００４３】
アルコキシボラン（ａ）（ｉｉｉ）は、それぞれ上記したような（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）を含む混合物である。
【００４４】
アルコキシボラン（ａ）（ｉｖ）は、式Ｒ12ＢＯＲ2を有するモノアルコキシボランと、（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物であり、Ｒ1及びＲ2は、上記で定義及び例示した通りである。モノアルコキシボランの例としては、メチルフェニルメトキシボラン及びジメチルメトキシボランが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４５】
モノアルコキシボランは、単一のモノアルコキシボラン、又は式Ｒ12ＢＯＲ2をそれぞれ有する２つ以上の異なるモノアルコキシボランを含む混合物であり得る。式中、Ｒ1及びＲ2は、上記で定義及び例示した通りである。モノアルコキシボランの調製方法は、当該技術分野において周知であり、これらの化合物の多くが市販されている。
【００４６】
ハロシラン（ｂ）は、（ｉ）式Ｒ1ＳｉＸ3を有する少なくとも１つのトリハロシラン、（ｉｉ）式Ｒ12ＳｉＸ2を有する少なくとも１つのジハロシラン、（ｉｉｉ）式ＳｉＸ4を有する少なくとも１つのテトラハロシラン、（ｉｖ）（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも２つを含む混合物、並びに（ｖ）式Ｒ13ＳｉＸを有するモノハロシランと、（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物から選択される。ここで、Ｒ1はＣ1〜Ｃ10のヒドロカルビル又はＣ1〜Ｃ10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、Ｘは−Ｃｌ又は−Ｂｒである。
【００４７】
ハロシラン（ｂ）（ｉ）は、式Ｒ1ＳｉＸ3を有する少なくとも１つのトリハロシランであり、Ｒ1及びＸは、上記で記載及び例示した通りである。トリハロシランの例としては、次の式：ＭｅＳｉＣｌ3、ＥｔＳｉＣｌ3、ＭｅＳｉＢｒ3、ＥｔＳｉＢｒ3、ＰｈＳｉＣｌ3、ｎ−ＢｕＳｉＣｌ3及びｉ−ＰｒＳｉＣｌ3（式中、Ｍｅはメチルであり、Ｅｔはエチルであり、Ｐｈはフェニルであり、ｎ−Ｂｕはノルマルブチルであり、ｉ−Ｐｒはイソプロピルである）を有するシランが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４８】
ハロシラン（ｂ）（ｉ）は、単一のトリハロシラン、又は式Ｒ1ＳｉＸ3をそれぞれ有する２つ以上の異なるトリハロシランを含む混合物であり得る。式中、Ｒ1及びＸは、上記で定義及び例示した通りである。トリハロシランの調製方法は、当該技術分野において周知であり、これらの化合物の多くが市販されている。
【００４９】
ハロシラン（ｂ）（ｉｉ）は、式Ｒ12ＳｉＸ2を有する少なくとも１つのジハロシランであり、Ｒ1及びＸは、上記で定義及び例示した通りである。ジハロシランの例としては、次の式：Ｍｅ2ＳｉＣｌ2、Ｅｔ2ＳｉＣｌ2、Ｍｅ2ＳｉＢｒ2、Ｅｔ2ＳｉＢｒ2、ＰｈＭｅＳｉＣｌ2、ＶｉＭｅＳｉＣｌ2及びＰｈ2ＳｉＣｌ2（式中、Ｍｅはメチルであり、Ｅｔはエチルであり、Ｐｈはフェニルであり、Ｖｉはビニルである）を有するシランが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５０】
ハロシラン（ｂ）（ｉｉ）は、単一のジハロシラン、又は式Ｒ12ＳｉＸ2をそれぞれ有する２つ以上の異なるジハロシランを含む混合物であり得る。式中、Ｒ1及びＸは、上記で定義及び例示した通りである。ジハロシランの調製方法は、当該技術分野において周知であり、これらの化合物の多くが市販されている。
【００５１】
ハロシラン（ｂ）（ｉｉｉ）は、式ＳｉＸ4を有する少なくとも１つのテトラハロシランであり、Ｘは−Ｃｌ又は−Ｂｒである。テトラハロシランの例としては、ＳｉＣｌ4及びＳｉＢｒ4が挙げられる。
【００５２】
ハロシラン（ｂ）（ｉｉｉ）は、単一のテトラハロシラン、又は式ＳｉＸ4をそれぞれ有する２つ以上の異なるテトラハロシランを含む混合物であり得る。式中、Ｘは、上記で定義及び例示した通りである。テトラハロシランの調製方法は、当該技術分野において周知であり、これらの化合物の多くが市販されている。
【００５３】
ハロシラン（ｂ）（ｉｖ）は、それぞれ上記したような（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも２つを含む混合物である。
【００５４】
ハロシラン（ｂ）（ｖ）は、式Ｒ13ＳｉＸを有するモノハロシランと、（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）の少なくとも１つとを含む混合物であり、Ｒ1及びＸは、上記で定義及び例示した通りである。モノハロシランの例としては、次の式：ＶｉＭｅ2ＳｉＣｌ、ＶｉＰｈＭｅＳｉＣｌ、Ｍｅ3ＳｉＢｒ、ＰｈＭｅ2ＳｉＣｌ、Ｖｉ2ＭｅＳｉＢｒ及びＰｈ2ＭｅＳｉＣｌ（式中、Ｍｅはメチルであり、Ｖｉはビニルであり、Ｐｈはフェニルである）を有するシランが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５５】
モノハロシランは、単一のモノハロシラン、又は式Ｒ13ＳｉＸをそれぞれ有する２つ以上の異なるモノハロシランを含む混合物であり得る。式中、Ｒ1及びＸは、上記で定義及び例示した通りである。モノハロシランの調製方法は、当該技術分野において周知であり、これらの化合物の多くが市販されている。
【００５６】
ルイス酸触媒は、アルコキシボラン（ａ）中のホウ素結合基−ＯＲ2と、ハロシラン（ｂ）中のケイ素結合基−Ｘとの間の縮合反応を促進し得る少なくとも１つのルイス酸触媒である。ルイス酸触媒の例としては、次の式：ＡｌＣｌ3、ＦｅＣｌ3、ＢＣｌ3及びＺｎＣｌ2を有する触媒が挙げられるが、これらに限定されない。ルイス酸触媒は、単一のルイス酸触媒、又は２つ以上の異なるルイス酸触媒を含む混合物であり得る。
【００５７】
ポリボロシロキサン中間体を生成させるためのアルコキシボランとハロシランとの反応は、例えば、ハロシランをアルコキシボランと接触させるのに適した任意の標準的な反応器内で行われ得る。適切な反応器としては、ガラス反応器、及びテフロン（登録商標）裏地付反応器が挙げられる。好ましくは、攪拌器（stirring）などの攪拌手段が反応器に備えられる。また、好ましくは、不活性雰囲気（例えば、窒素又はアルゴン）中、水分の不存在下で反応が行われる。
【００５８】
アルコキシボラン（ａ）は、ハロシラン（ｂ）及びルイス酸触媒の混合物に典型的に添加される。また、逆の添加（すなわち、ルイス酸の存在下でアルコキシボランにハロシランを添加すること）も可能である。しかし、逆の添加は、多分散性がより高いポリボロシロキサンに繋がることがあり、いくつかのケースではゲル形成を引き起こすことがある。
【００５９】
ハロシラン（ｂ）及びルイス酸触媒の混合物に対するアルコキシボラン（ａ）の添加速度は、攪拌の効率的な手段を備えた１０００ｍＬ反応容器に関して、典型的に０．１〜２ｍＬ／分である。添加速度が遅すぎる場合、反応時間が不必要に長くなる。添加速度が速すぎる場合、反応混合物がゲルを形成することがある。
【００６０】
アルコキシボラン（ａ）とハロシラン（ｂ）との反応は、２５〜１５０℃、或いは３０〜９０℃、或いは４０〜８０℃の温度で典型的に行われる。当該温度が２５℃未満であると、反応速度が典型的に非常に遅くなる。当該温度が１５０℃を超えると、反応の過度の揮発が起こる。
【００６１】
反応時間は、様々な因子（例えば、アルコキシボラン（ａ）及びハロシラン（ｂ）の構造や、温度など）に依存する。反応は、アルコキシボランに本来存在する−ＯＲ2基の少なくとも９５モル％を−Ｏ−Ｓｉ結合に変換するのに十分な時間の間、典型的に行われる。例えば、反応時間は、４０〜８０℃の温度で、典型的に１〜２４時間、或いは１〜８時間、或いは２〜５時間である。最適の反応時間は、下記の実施例の欄に記載された方法を用いる日常的な実験によって決定され得る。
【００６２】
アルコキシボラン（ａ）及びハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ａ）（ｉ）及び（ａ）（ｉｉ）のモル数の合計の比は、典型的に０．００１〜０．５８、或いは０．０１〜０．４、或いは０．１〜０．３５である。
【００６３】
アルコキシボラン（ａ）及びハロシラン（ｂ）のモル数の合計に対する（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）及び（ｂ）（ｉｉｉ）のモル数の合計の比は、典型的に０．４２〜０．９９９、或いは０．５〜０．９、或いは０．６〜０．８である。
【００６４】
アルコキシボラン（ａ）のモル数に対するハロシラン（ｂ）のモル数の比は、典型的に０．７２４〜９９９、或いは１．２〜９９、或いは１．５〜９である。
【００６５】
アルコキシボラン（ａ）中の−ＯＲ2基のモル数に対するハロシラン（ｂ）中の−Ｘ基のモル数の比は、典型的に少なくとも１．０１である。例えば、アルコキシボラン（ａ）中の−ＯＲ2基のモル数に対するハロシラン（ｂ）中の−Ｘ基のモル数の比は、典型的に１．０１〜１，０００、或いは１．２〜１００、或いは１．５〜１０である。
【００６６】
ルイス酸触媒の濃度は、アルコキシボラン（ａ）とハロシラン（ｂ）との反応を触媒するのに十分な濃度である。典型的に、ルイス酸触媒の濃度は、アルコキシボラン及びハロシランの合計重量を基準として、０．１〜３重量％、或いは０．５〜１重量％である。
【００６７】
ポリボロシランの調製方法の工程（ＩＩ）において、ポリボロシロキサン中間体、及び任意に、式Ｒ1nＳｉＸ4-nを有する少なくとも１つのハロシランを水と反応させて水不溶性加水分解生成物を形成する。ここで、Ｒ1及びＸは上記で定義した通りであり、ｎは０、１、２又は３であり、ただし、過量の水が使用される場合、方法は加水分解生成物を前記水から分離することをさらに含む。
【００６８】
工程（ＩＩ）の任意のハロシランは、式Ｒ1nＳｉＸ4-n（式中、Ｒ1及びＸは上記で定義及び例示した通りであり、ｎは０、１、２又は３である）を有する少なくとも１つのハロシランである。従って、ハロシランは、式Ｒ13ＳｉＸを有するモノハロシラン、式Ｒ12ＳｉＸ2を有するジハロシラン、式Ｒ1ＳｉＸ3を有するトリハロシラン、又は式ＳｉＸ4を有するテトラハロシラン（式中、Ｒ1及びＸは上記で定義及び例示した通りである）であり得る。モノハロシラン、ジハロシラン、トリハロシラン及びテトラハロシランの例は、本方法の工程（Ｉ）のために上記した通りである。さらに、任意のハロシランは、単一のハロシラン、又は式Ｒ1nＳｉＸ4-nをそれぞれ有する２つ以上の異なるハロシランを含む混合物であり得る。式中、Ｒ1及びＸは、上記で定義及び例示した通りである。
【００６９】
ポリボロシロキサン中間体及び任意のハロシランは、当該中間体を水に添加することによって水と典型的に混合される。逆の添加（すなわち、ポリボロシロキサンに水を添加すること）も可能である。
【００７０】
ポリボロシロキサン中間体及び任意のハロシランの水への添加速度は、攪拌の効率的な手段を備えた１０００ｍＬ反応容器に関して、典型的に２ｍＬ／分〜１，０００ｍＬ／分である。添加速度が遅すぎる場合、反応時間が不必要に長くなる。添加速度が速すぎる場合、反応混合物がゲルを形成することがある。
【００７１】
ボロシロキサン中間体と水との反応は、０〜５０℃、或いは０〜３０℃、或いは２〜１０℃の温度で典型的に行われる。当該温度が０℃未満であると、反応速度が典型的に非常に遅くなる。当該温度が５０℃を超えると、反応混合物がゲルを形成することがある。
【００７２】
反応時間は、いくつかの因子（例えば、ポリボロシロキサン中間体の構造や温度など）に依存する。反応は、ポリボロシロキサン中間体及び任意のハロシランの加水分解を生じさせるのに十分な時間の間、典型的に行われる。本明細書中で使用される場合、「加水分解」という用語は、ポリボロシロキサン中間体及び任意のハロシラン中に本来存在するケイ素結合基−Ｘの少なくとも９５モル％が、ケイ素結合ヒドロキシ基に変換されることを意味する。例えば、反応時間は、２〜１０℃の温度で、典型的に１５〜３００分、或いは１５〜１００分、或いは３０〜５０分である。最適の反応時間は、下記の実施例の欄に記載された方法を用いる日常的な実験によって決定され得る。
【００７３】
反応混合物中の水の濃度は、典型的にポリボロシロキサン中間体及び任意のハロシランの加水分解を生じさせるのに十分な濃度である。例えば、水の濃度は、典型的にポリボロシロキサン中間体及び任意のハロシロキサン中のケイ素結合基−Ｘのモル数の合計に対する水のモル数の比が０．５〜１０、或いは１〜８、或いは４〜６となるような濃度である。
【００７４】
ポリボロシロキサン中間体及び任意のハロシランと水との反応は、有機溶媒の存在下で行われてもよい。有機溶媒は、本方法の条件下でポリボロシロキサン中間体及び任意のハロシランと反応せず、且つポリボロシロキサン中間体及び加水分解生成物と混和性である任意の非プロトン性有機溶媒又は双極性（dipolar）プロトン性有機溶媒であり得る。有機溶媒は、典型的に水と非混和性である。本明細書中で使用される場合、「非混和性」という用語は、溶媒における水の溶解度が、２５℃において１００ｇの溶媒に対して約０．１ｇ未満であることを意味する。
【００７５】
有機溶媒の例としては、ｎ−ペンタン、ヘキサン、ｎ−へプタン、イソオクタン及びドデカンなどの脂肪族飽和炭化水素；シクロペンタン及びシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン及びメシチレンなどの芳香族炭化水素；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）及びジオキサンなどの環状エーテル；メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）などのケトン；トリクロロエタンなどのハロゲン化アルカン；並びにブロモベンゼン及びクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７６】
有機溶媒は、単一の有機溶媒、又は上記でそれぞれ記載及び例示したような２つ以上の異なる有機溶媒を含む混合物であり得る。
【００７７】
存在する場合、有機溶媒の濃度は、反応混合物の合計重量を基準として、典型的に１〜８０重量％、或いは５〜６０重量％、或いは３０〜５０重量％である。
【００７８】
ポリボロシロキサン中間体及び任意のハロシランが過量の水と反応される場合、方法は、典型的に下記の工程（ＩＩＩ）を開始する前に加水分解生成物を水から分離することをさらに含む。本明細書中で使用される場合、「過量の水」という用語は、ポリボロシロキサン中間体及び任意のハロシラン中のケイ素結合基−Ｘのモル数の合計に対する水のモル数の比が、典型的に１よりも大きい（例えば、１〜８、或いは４〜６）水の濃度であることを意味する。
【００７９】
加水分解生成物は、攪拌をやめ、２つの層（有機相及び水相）に混合物を分離させ、加水分解生成物を含有する有機相を除去することによって水から分離され得る。有機相は、水で典型的に洗浄される。水は、洗浄の際に水と有機相との間のエマルションの形成を最小限にするために、塩化ナトリウムなどの中性無機塩をさらに含み得る。水中の中性無機塩の濃度は、飽和に至るまでであり得る。有機相は、水と混合し、２つの層に混合物を分離させ、水層を除去することによって洗浄され得る。有機相は、別個の部分の水を用いて１〜５回典型的に洗浄される。洗浄１回あたりの水の量は、典型的に有機相の量の０．５〜２倍である。混合は、従来の方法（例えば、攪拌又は振とうなど）により行われ得る。
【００８０】
ポリボロシロキサンの調製方法の工程（ＩＩＩ）において、加水分解生成物を蒸留して縮合水（すなわち、加熱中に加水分解生成物中のケイ素結合ヒドロキシ基の縮合により形成された水）を除去する。蒸留は、大気圧又は大気圧以下の圧力（subatmospheric pressure）で行われ得る。蒸留は、１００ｋＰａにおいて、８０〜１５０℃、或いは９０〜１１０℃の温度で典型的に行われる。蒸留は、５００〜１，０００，０００の数平均分子量を有するポリボロシロキサンを生じるのに十分な時間の間、典型的に継続される。例えば、加水分解生成物は、０．５〜２４時間の間に８０〜１４９℃の温度、或いは１〜１２時間の間に９０〜１２０℃の温度、或いは３〜８時間の間に１００〜１１５℃の温度で典型的に加熱される。蒸留が、下記の縮合触媒の存在下で行われる場合、ポリボロシロキサンは、より低温及び／又は短時間で典型的に形成され得る。
【００８１】
ポリボロシロキサンが比較的高い粘度（例えば、２５℃で１００Ｐａ・ｓよりも高い粘度）を有する場合、水の除去は、水と最小限の共沸混合物（minimum boiling azeotrope）を形成する水非混和性有機溶媒の存在下で加水分解生成物の蒸留を行うことによって容易になされる。この場合、蒸留は、水を集めて溶媒を蒸留容器に戻すディーンスタークトラップを用いて便利に行われ得る。
【００８２】
また、加水分解生成物は、縮合触媒の存在下で蒸留され得る。縮合触媒は、ケイ素結合ヒドロキシ（シラノール）基の縮合を促進してＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を形成するのに典型的に使用される任意の縮合触媒であり得る。縮合触媒の例としては、ジラウリン酸スズ、オクチル酸スズ及びテトラブチルスズなどのスズ（ＩＩ）及びスズ（ＩＩＩ）化合物；オクチル酸亜鉛などの亜鉛化合物；並びにチタンテトラブトキシドなどのチタン化合物が挙げられるが、これらに限定されない。縮合触媒は、単一の縮合触媒、又は２つ以上の異なる縮合触媒を含む混合物であり得る。
【００８３】
存在する場合、縮合触媒の濃度は、本方法の工程（Ｉ）に用いられるアルコキシボラン及びハロシランの混合重量を基準として、典型的に０．１〜１０重量％、或いは０．５〜５重量％、或いは１〜３重量％である。
【００８４】
縮合触媒は、加水分解生成物の蒸留後、ポリボロシロキサン及び縮合触媒の混合物を濾過することによって容易に除去し得る。
【００８５】
ポリボロシロキサンの調製方法の１つの実施形態によると、アルコキシボラン（ａ）、ハロシラン（ｂ）及び任意のハロシラン（工程ＩＩ）は、フェニル基を含有しない。
【００８６】
本方法の他の実施形態によると、混合されるアルコキシボラン（ａ）、ハロシラン（ｂ）及び任意のハロシラン（工程ＩＩ）中のＲ1により表される基の少なくとも１０モル％、或いは少なくとも２５モル％、或いは少なくとも５０モル％は、アルケニルである。
【００８７】
ポリボロシロキサンは、透明度が高く、多くの有機溶媒中で良好な溶解度を有する。さらに、ポリボロシロキサンは、従来の方法（例えば、ホウ酸又はエステルとシロキサン及び／又はアルコキシシランとの共加水分解）により調製されたポリボロシロキサンに比べて非常に低含有量のホウ素結合ヒドロキシ基を有する。その結果、ポリボロシロキサンは、加水分解に安定であり（すなわち、水分による劣化に対する耐性）、大気に長期間曝された後に高透明度を維持する。
【００８８】
本発明のポリボロシロキサンは、熱硬化させて基板間の接着剤コーティングを形成することができる。また、このポリボロシロキサンがケイ素結合アルケニル基を含有する場合、このポリボロシロキサンは、ケイ素結合水素原子を有する架橋剤及びヒドロシリル化触媒と組み合わせてヒドロシリル化硬化性組成物を形成することができる。また、この組成物は、熱硬化させて基板間の接着剤コーティングを形成することができる。
【実施例】
【００８９】
以下の実施例は、本発明のポリボロシロキサン及び方法を、より良好に説明するために提示されるが、添付の特許請求の範囲で記述される本発明を限定するものではない。別記しない限り、実施例で説明される部及びパーセントは全て重量に基づく。
【００９０】
（実施例１）
塩化鉄（ＩＩＩ）を少量の塩化チオニルの上方で一晩乾燥させた。窒素下、５０℃において、０．４ｇのＦｅＣｌ3と６０ｇのジメチルジクロロシランとの攪拌混合物に、ホウ酸トリメチルを滴下して（drop-wise）添加した。添加の間、揮発性生成物を蒸留によって除去した。ホウ酸トリメチルの添加が完了した後、混合物を５０℃でさらに１時間攪拌した。次に、温度を８０℃に上昇させ、この温度で１時間保持した。加熱をやめ、混合物を室温まで冷却し、ポリボロシロキサン中間体を生じさせた。
【００９１】
（実施例２）
実施例１のポリボロシロキサン中間体（５ｇ）を、５ｇのジメチルジクロロシラン及び１０ｇのトルエンと混合した。混合物を５０ｇの脱イオン水に注ぎ、得られた２相混合物を精力的に振とうした。攪拌をやめ、有機相及び水相を分離させた。上方の有機相を集め、２０ｇ部の脱イオン水で数回洗浄した。ディーンスタークトラップ及び温度計を備えたフラスコに混合物を移動し、８９〜１１５℃で蒸留して水を除去した。集められた水の量が一定に維持されたとき、混合物を室温まで冷却し、ポリボロシロキサンを生じさせた。
【００９２】
ポリボロシロキサンの試料をアルミニウム皿に配置し、空気循環式オーブン内で１時間、２００℃で加熱し、室温に冷却した際に、透明固体としての硬化ポリボロシロキサンを生じさせた。周囲条件下で４時間保存した後、硬化ポリボロシロキサンは透明を維持した。一晩の保存の後、硬化ポリボロシロキサンは僅かに濁った。しかしながら、さらなる保存は、透明度のさらなる変化を生じさせなかった。
【００９３】
（実施例３）
実施例１のポリボロシロキサン中間体（１５ｇ）を、３０ｇのジメチルジクロロシラン、８ｇのビニルジメチルクロロシラン及び４０ｇのｐ−キシレンと混合した。混合物を４０ｇの脱イオン水に注ぎ、得られた２相混合物を精力的に振とうした。攪拌をやめ、有機相及び水相を分離させた。上方の有機相を集め、４０ｇ部の脱イオン水で数回洗浄し、５ｇの硫酸マグネシウムの上方で乾燥させた後、濾過した。濾液を、ポリボロシロキサンの理論的収量を基準として、０．２重量％のオクチル酸亜鉛で処理し、ディーンスタークトラップ及び温度計を備えたフラスコ内で混合物を加熱し、１２０℃で２時間蒸留して水を除去した。混合物を室温まで冷却し、次に濾過した。濾液を、ロータリーエバポレーターを用い、減圧（５ｍｍＨｇ、６６７Ｐａ）下、８０℃で濃縮し、粘性液体としてのポリボロシロキサンを生じさせた。
【００９４】
（比較例１）
当該技術分野において周知の方法（例えば、米国特許第５，１１２，７７９号を参照）に従い、ポリボロシロキサンを調製した。１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルジシロキサン（０．１２５モル）、１．５モルの脱イオン水、及び０．１ｇのトリフルオロメタンスルホン酸を、温度計、凝縮器、機械的攪拌器及びマントルヒーターを備えた３口フラスコ内で混合した。０．２５モルのトリメトキシフェニルシラン、０．２５モルのジメチルジメトキシシラン、及び０．２５モルのホウ酸トリメチルの混合物を、室温で攪拌しながらフラスコに滴下して加えた。添加が完了した後、混合物を６０℃に加熱し、この温度で１時間保持した。次に、混合物の温度をゆっくりと上昇させ、メタノール副生成物の蒸留を行った。混合物の温度が８５℃に至ったとき、加熱をやめ、混合物を室温まで冷却した。次に、混合物を１ｇの炭酸カルシウムで処理し、１時間攪拌した。混合物を、濾紙（５μｍの細孔径）を通して濾過した。濾液をトルエンで希釈し、次に、ポリボロシロキサンの理論的収量を基準として０．０３重量％の水酸化カリウムで処理した。ディーンスタークトラップ及び温度計を備えたフラスコに混合物を移動し、１１０〜１１５℃で蒸留して水を除去した。集められた水の量が一定に維持されたとき、混合物を室温まで冷却した。混合物の試料をアルミニウム皿に配置し、空気循環式オーブン内で１時間、１５０℃で加熱し、室温に冷却した際に、高粘性透明液体を生じさせた。周囲条件下で４時間保存した後、ポリボロシロキサンは不透明になった。
【国際調査報告】
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