説明

白金錯体触媒の製造方法

【課題】ヒドロシリル化触媒として有用な白金−ビニルシロキサン錯体の保存安定性を改良する。
【解決手段】白金−ビニルシロキサン錯体に下記一般式(1)又は(2)で示される低分子量の鎖状又は環状のビニルシロキサンをビニル基/白金原子の比が0.5〜10mol/atomになるように添加する白金錯体触媒の製造方法。


(式中、R1,R2は独立に1価の脂肪族及び芳香族炭化水素基から選択される。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヒドロシリル化触媒として有用な白金−ビニルシロキサン錯体の保存安定性を改良した白金錯体触媒の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、下記式で示される公知のヒドロシリル化反応は硬化性のシリコーン組成物を用いる多くの分野で非常に有用である。
【0003】
【化1】

【0004】
このヒドロシリル化反応は、オルガノハイドロジェンシロキサン等のSiH基含有化合物とビニル基含有オルガノポリシロキサン等のCH2=CH基含有化合物とを白金系触媒の存在下に反応させるものである。この白金系触媒として初期に用いられたものは、ハロゲン化白金化合物、又は金属白金の微粒子の形態であり、一例としてSpeirの米国特許第2,823,218号(特許文献1)の塩化白金酸やBaileyの米国特許第2,970,150号(特許文献2)の白金を担持した木炭がある。その後、経済的効率の面から触媒の活性向上が追求され、白金−ビニルシロキサン錯体が多用されるようになってきた。しかし、この白金−ビニルシロキサン錯体は、錯体中のハロゲンイオンが触媒活性に悪影響を及ぼすことが特公昭55−423号公報(特許文献3)に開示されている。また、白金−ビニルシロキサン錯体は水と接触することによって分解することが特公昭46−28795号公報(特許文献4)、特公昭47−23679号公報(特許文献5)などに示されており、白金−ビニルシロキサン錯体の貯蔵は−50℃〜50℃で行うことを提案している。
【0005】
しかしながら、本発明者らは上記の白金−ビニルシロキサン錯体が夏場になると黒化沈降する現象にしばしば遭遇し、貯蔵上、また使用上のトラブルを発生する場合があることを確認した。
【0006】
また、従来、残存するハロゲンをなるべく少なくすることによって白金−ビニルシロキサン錯体の活性向上が追求され、特開昭56−136655号公報(特許文献6)などに無機ハロゲンを実質的に含まない白金錯体が開示されている。しかしながら、無機ハロゲンが白金1グラム原子当り1グラム原子強のハロゲンが存在しても高活性かつ保存安定性に優れた錯体の製法が特開平3−36573号公報(特許文献7)に開示されているが、現実に上記に記載の方法によるヒドロシリル化触媒もやはり高温下での保存安定性に欠け、外観が黒色化し、次第に沈殿物を生じ、触媒活性の低下をきたすことも確認している。
【0007】
従って、このような白金−ビニルシロキサン錯体における上記の問題、即ち、熱及び湿気に対して敏感で、保存安定性に欠ける点があり、着色、黒色沈殿の発生による触媒活性の低下を生ずる傾向が強く、特に夏場にトラブルが発生するという問題を解決し、触媒の活性低下がなく保存安定性が向上する方法の開発が要望された。
【0008】
【特許文献1】米国特許第2,823,218号公報
【特許文献2】米国特許第2,970,150号公報
【特許文献3】特公昭55−423号公報
【特許文献4】特公昭46−28795号公報
【特許文献5】特公昭47−23679号公報
【特許文献6】特開昭56−136655号公報
【特許文献7】特開平3−36573号公報
【特許文献8】特開平9−141107号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、加熱経時での触媒劣化が防止され、触媒の黒色化、沈降を防止できると共に、触媒活性への悪影響が生じない白金錯体触媒の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、高活性なヒドロシリル化触媒である白金−ビニルシロキサン錯体の保存安定性の改善方法を鋭意検討した結果、低分子量の鎖状又は環状のビニル基含有シロキサンをビニル基/白金原子の比で0.5〜10mol/atomとなる量を添加することによって、加熱経時での触媒劣化が防止され、触媒の黒色化、沈降を防止できると共に、触媒活性への悪影響もほとんどなく、更に触媒添加時のシリコーン組成物の局部的なゲル発生も抑制できることを確認し、本発明を完成するに至った。
【0011】
なお、本出願人は、白金−ビニルシロキサン錯体に対し、下記式(i)で示されるビニル基含有オルガノポリシロキサンを混合して加熱処理してなる白金触媒組成物を提案した(特開平9−141107号公報:特許文献8)。
【0012】
【化2】

(式中、Rは1価炭化水素基を示す。x,yは一分子中のケイ素原子数を10〜50個とする数であるが、分子中のケイ素原子数に対するxの割合は10〜50モル%である。)
【0013】
この白金触媒組成物は、長期間高温下で保存した後でも安定で、保存後でも効果を有効に発揮するものであるが、式(i)のオルガノポリシロキサンのようにケイ素原子数10以上のものではなく、低分子量のもの、特に後述する式(1),(2)で示されるケイ素原子数6以下の低分子量ビニル基含有オルガノポリシロキサンを用い、これを白金−ビニルシロキサン錯体に混合するだけでも、十分な保存安定性を有することを知見したものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、加熱経時での触媒劣化が防止され、触媒の黒色化、沈降を防止できると共に、触媒活性への悪影響が生じないものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
【0016】
本発明の白金錯体触媒は、白金−ビニルシロキサン錯体に低分子量の鎖状又は環状のビニルシロキサンを特定量添加したものである。
【0017】
ここで、白金−ビニルシロキサン錯体は、例えば特公昭47−23679号公報(特許文献5)等に開示された公知のものを使用することができ、常法によって製造することができる。
【0018】
なお、ビニルシロキサンとしては、例えば下記式(3),(4)で示されるものを用いることができる。
【0019】
【化3】

(式中、Rは互いに同一又は異種の炭素数1〜8の非置換又は置換1価炭化水素基を示し、bは1以上の整数、aは0以上の整数であるが、a+bは3〜8である。)
【0020】
ここで、Rとしては、後述するR1,R2と同様の基が挙げられる。
【0021】
また、白金−ビニルシロキサン錯体に添加される鎖状又は環状の低分子量ビニルシロキサンとしては、特に下記一般式(1)又は(2)で示されるものが好適に用いられる。
【0022】
【化4】

(式中、R1,R2はそれぞれ独立に1価の脂肪族及び芳香族炭化水素基から選択され、nは0〜5、mは1〜6の正数で、3≦n+m≦6、p,qはそれぞれ0〜4の正数で、0≦p+q≦4である。)
【0023】
ここで、R1,R2の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10、特に1〜8のものが好ましく、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチル等のアルキル基、シクロアルキル基が挙げられ、脂肪族不飽和結合を有するものは含まない。また、芳香族炭化水素基としては、炭素数6〜12、特に6〜10のものが挙げられ、フェニル、トリル等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基などが挙げられる。
【0024】
このような低分子量ビニルシロキサンとしては、sym−ジビニルテトラメチルジシロキサン、ヘキサビニルジシロキサン、sym−フェニルメチルビニルジシロキサン、メチルビニルトリシロキサン、メチルビニルテトラシロキサンなどが例示される。
【0025】
低分子量ビニルシロキサンと白金原子の存在比について詳しく検討した結果、白金1グラム原子当りビニル基単位を0.5〜10モルの範囲で用いればよく、好ましくは1〜5モルの範囲である。0.5モル未満では黒色化防止効果に乏しく、10モルを超えると、防止効果は十分であるが、触媒活性の低下が目立ち、硬化速度を重視する用途、例えば、剥離紙の製造などのように短時間での硬化を要求される用途には不適当となる。
【実施例】
【0026】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記例で%は重量%を示す。
【0027】
〔実施例1、比較例〕
塩化白金酸H2PtCl6・6H2O(37.6%白金)12.0gを還流コンデンサー、温度計、撹拌装置を取り付けた100mlの反応フラスコに入れ、次いでエタノールを37.5g及びsym−ジビニルテトラメチルジシロキサンを20.7g加えた。70℃で50時間加熱反応させた後、反応混合物を室温にて撹拌しながら炭酸水素ナトリウム13gを徐々に加えて2時間中和した。反応混合物を吸引濾過し、濾液を減圧留去し、エタノール及び過剰のsym−ジビニルテトラメチルジシロキサンを実質的に取り除いた後、トルエンで希釈し、全量を900gとした(白金0.5%含有、Cl/Pt=0.30)〔白金−ビニルシロキサン錯体溶液A(以下、〔A〕と略す)〕。
【0028】
上記〔A〕及び〔A〕にsym−ジビニルテトラメチルジシロキサン(VS−1)をそれぞれ0.1、0.5、1.0、4.0%添加したもの30gをそれぞれ無色の50mlサンプルびんに2本づつ取り、25℃及び50℃に静置し、経時で外観、触媒活性を調べた。その結果を表1、2に示す。
【0029】
触媒活性はKS847H(信越化学工業(株)製、商品名、シリコーン分30%)の5%トルエン溶液に上記サンプルを1%(対KS847H有姿)添加してポリエチレンラミネート紙に塗布し、100℃で硬化時間によって調べ、比較した。
【0030】
【表1】

【0031】
【表2】

【0032】
表1、2に示すように、本発明の試料は、外観変化もなく、触媒活性の低下も生じないことがわかる。
【0033】
〔実施例2〕
sym−ジビニルテトラメチルジシロキサンを実施例1の白金−ビニルシロキサン錯体溶液〔A〕に添加する代わりにヘキサビニルジシロキサン(VS−2)、sym−フェニルメチルビニルジシロキサン(VS−3)、メチルビニルテトラシロキサン(VS−4)をそれぞれ〔A〕に0.5重量%づつ添加したものを同様に作成し、25℃及び50℃での経時変化を調べた。表3に外観、表4に硬化性(触媒活性)の結果を示す。
【0034】
【表3】

【0035】
【表4】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
白金−ビニルシロキサン錯体に下記一般式(1)又は(2)で示される低分子量の鎖状又は環状のビニルシロキサンをビニル基/白金原子の比が0.5〜10mol/atomになるように添加することを特徴とする白金錯体触媒の製造方法。
【化1】

(式中、R1,R2はそれぞれ独立に1価の脂肪族及び芳香族炭化水素基から選択され、nは0〜5、mは1〜6の正数で、3≦n+m≦6、p,qはそれぞれ0〜4の正数で、0≦p+q≦4である。)
【請求項2】
白金−ビニルシロキサン錯体のビニルシロキサンが、下記式(3),(4)で示されるものである請求項1記載の白金錯体触媒の製造方法。
【化2】

(式中、Rは互いに同一又は異種の炭素数1〜8の非置換又は置換1価炭化水素基を示し、bは1以上の整数、aは0以上の整数であるが、a+bは3〜8である。)
【請求項3】
白金−ビニルシロキサン錯体製造後の反応混合物から過剰のビニルシロキサン錯体を除去した後、一般式(1)又は(2)のビニルシロキサンを添加することを特徴とする請求項1又は2記載の白金錯体触媒の製造方法。
【請求項4】
塩化白金酸とsym−ジビニルテトラメチルジシロキサンを反応させた後、反応混合物から過剰のsym−ジビニルテトラメチルジシロキサンを除去し、次いでこれにsym−ジビニルテトラメチルジシロキサン、ヘキサビニルジシロキサン、sym−フェニルメチルビニルジシロキサン、又はメチルビニルテトラシロキサンを添加することを特徴とする請求項1又は2記載の白金錯体触媒の製造方法。

【公開番号】特開2007−275890(P2007−275890A)
【公開日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−124297(P2007−124297)
【出願日】平成19年5月9日(2007.5.9)
【分割の表示】特願平9−316389の分割
【原出願日】平成9年10月31日(1997.10.31)
【出願人】(000002060)信越化学工業株式会社 (3,361)
【Fターム(参考)】