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公開番号2024169858
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-06
出願番号2023086673
出願日2023-05-26
発明の名称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
出願人信越化学工業株式会社
代理人弁理士法人英明国際特許事務所
主分類C07F 7/18 20060101AFI20241129BHJP(有機化学)
要約【課題】触媒なしに、迅速に被膜形成が可能であるとともに、クラックや白化の発生が生じにくい被膜を与えるビスシリル化合物を提供すること。
【解決手段】一般式(1)で表される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。
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(R¹、R²、R⁴～R⁷、R⁹、R¹⁰は、非置換の炭素数1～10の1価炭化水素基を表すが、R⁶、R⁷は、これらが互いに結合して窒素原子と共に炭素数2～10の環構造を形成してもよく、前記環構造は、環の一部に前記窒素原子以外にO、Nからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を含んでいてもよく、R³、R⁸は、O、N、SおよびSiから選ばれる少なくとも1種の元素を含んでいてもよい炭素数2～10の2価炭化水素基を表し、aは、0、1または2を、lおよびmは、それぞれ0、1または2を、nは、1、2または3を、pは、0、1または2を表す。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記一般式（１）で表される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。
TIFF
2024169858000023.tif
32
109
（式中、Ｒ
1
、Ｒ
2
、Ｒ
4
～Ｒ
7
、Ｒ
9
およびＲ
10
は、それぞれ独立して非置換の炭素数１～１０の１価炭化水素基を表すが、Ｒ
6
およびＲ
7
は、これらが互いに結合してこれらが結合する窒素原子と共に炭素数２～１０の環構造を形成してもよく、前記環構造は、環の一部に前記窒素原子以外にＯ、Ｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含んでいてもよく、Ｒ
3
およびＲ
8
は、それぞれ独立してＯ、Ｎ、ＳおよびＳｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含んでいてもよい炭素数２～１０の２価炭化水素基を表し、ａは、０、１または２を表し、ｌおよびｍは、それぞれ０、１または２を表し、ｎは、１、２または３を表し、ｐは、０、１または２を表す。）
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１記載の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と、下記一般式（２）で表されるアミノ基含有オルガノキシシラン化合物を含む組成物。
TIFF
2024169858000024.tif
17
68
（式中、Ｒ
8
～Ｒ
10
およびｐは、前記と同じ意味を表す。）
【請求項３】
請求項１記載の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と、非プロトン性溶媒を含む組成物。
【請求項４】
さらに、非プロトン性溶媒を含む請求項２記載の組成物。
【請求項５】
一般式（２）
TIFF
2024169858000025.tif
17
68
（式中、Ｒ
8
～Ｒ
10
およびｐは、前記と同じ意味を表す。）
で表される第一級アミノアルキルオルガノキシシラン化合物と、下記一般式（３）
TIFF
2024169858000026.tif
8
104
（式中、Ｒ
1
～Ｒ
7
、ａ、ｌおよびｍは、前記と同じ意味を表す。）
で表されるビスシリル化合物を、ｐＫａ４～１２の酸性化合物および非プロトン性極性溶媒の存在下で、アミン交換反応させる工程を含む請求項１記載の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の製造方法。
【請求項６】
さらに、固体の塩基性化合物により、前記酸性化合物を中和する工程を含む請求項５記載の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の製造方法。
【請求項７】
前記ｐＫａ４～１２の酸性化合物が、アミンの塩である請求項５または６記載の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の製造方法。
【請求項８】
前記非プロトン性極性溶媒が、ニトリル化合物である請求項５または６記載の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の製造方法。
【請求項９】
請求項１記載の化合物または請求項２記載の組成物を硬化した硬化物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
オルガノキシシラン化合物は、シランカップリング剤、表面処理剤、樹脂添加剤、塗料添加剤、接着剤、コーティング剤、プライマー等として有用である。
このようなオルガノキシシラン化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のテトラオルガノキシシラン化合物、オクチルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のトリオルガノキシシラン化合物等が知られている。
これらの分子内にケイ素原子を１つ有するオルガノキシシラン化合物は、上記用途で用いる際に反応点として作用するオルガノキシ基が、最大で４つである。
【０００３】
さらに反応点が多く、添加による効果が大きいと考えられる化合物として、１，２－ビス（トリメトキシシリル）エタンが知られており、この化合物は分子内にケイ素原子を２つ有するため、オルガノキシ基を６つ有する。
【０００４】
これらのオルガノキシ基を多く有するオルガノキシシラン化合物は、使用に伴う加水分解縮合反応が進行する際にゲル化してしまう場合があるため、この問題を解決すべく、ジアルキルアミノ基（２級アミノ基）が部分的にシリル基に結合したオルガノキシシラン化合物が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－１４１１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
オルガノキシシラン化合物を特にコーティング剤やプライマーとして用いる場合は、酸塩基化合物、金属化合物等の触媒を用いないと、被膜形成が非常に遅いという課題がある。
また、オルガノキシ基を多く含む化合物について、触媒を用いて数十μｍ以上の厚みで被膜形成させた場合、加水分解縮合反応の進行に伴うクラックの発生が起きやすく、架橋密度が高すぎるために、被膜が白化しやすいという課題もある。
【０００７】
これらの点に関して、特許文献１に記載のオルガノキシシラン化合物は、加水分解縮合反応の進行に伴って２級アミンが生じるため、これが塩基性触媒として働くことにより、被膜形成に至る。このため、触媒を添加せずとも被膜形成が可能である。しかし、ジアルキルアミノ基が部分的に結合したシリル基は、その立体障害の影響により加水分解縮合反応が起きにくいだけでなく、生じたジアルキルアミンは、低分子で揮発しやすいことから、被膜形成時間の短縮が望まれている。
加えて、加水分解縮合反応によってオルガノキシ基とアミノ基が脱離するため、オルガノキシ基を多く含む化合物と同様に、加水分解縮合反応の進行に伴うクラックの発生が起きやすく、架橋密度が高すぎるために被膜が白化しやすいという課題は依然として残されている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、触媒なしに、迅速に被膜形成が可能であるとともに、クラックや白化の発生が生じにくい被膜を与え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】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、ケイ素原子上にオルガノキシシリルアルキルアミノ基を有することにより、立体障害の影響が小さく、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が速やかに加水分解され、加水分解によって生じた第一級アミノアルキルオルガノキシシラン化合物が触媒かつ反応剤となって、ビスシリル化合物との加水分解縮合反応が進行することを見出した。これにより、触媒なしに、迅速に被膜形成可能な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を見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明は、
１．下記一般式（１）で表される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、
TIFF
2024169858000001.tif
32
109
（式中、Ｒ
1
、Ｒ
2
、Ｒ
4
～Ｒ
7
、Ｒ
9
およびＲ
10
は、それぞれ独立して非置換の炭素数１～１０の１価炭化水素基を表すが、Ｒ
6
およびＲ
7
は、これらが互いに結合してこれらが結合する窒素原子と共に炭素数２～１０の環構造を形成してもよく、前記環構造は、環の一部に前記窒素原子以外にＯ、Ｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含んでいてもよく、Ｒ
3
およびＲ
8
は、それぞれ独立してＯ、Ｎ、ＳおよびＳｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含んでいてもよい炭素数２～１０の２価炭化水素基を表し、ａは、０、１または２を表し、ｌおよびｍは、それぞれ０、１または２を表し、ｎは、１、２または３を表し、ｐは、０、１または２を表す。）
２．１の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と、下記一般式（２）で表されるアミノ基含有オルガノキシシラン化合物を含む組成物、
TIFF
2024169858000002.tif
17
68
（式中、Ｒ
8
～Ｒ
10
およびｐは、前記と同じ意味を表す。）
３．１の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と、非プロトン性溶媒を含む組成物、
４．さらに、非プロトン性溶媒を含む２の組成物、
５．一般式（２）
TIFF
2024169858000003.tif
17
68
（式中、Ｒ
8
～Ｒ
10
およびｐは、前記と同じ意味を表す。）
で表される第一級アミノアルキルオルガノキシシラン化合物と、下記一般式（３）
TIFF
2024169858000004.tif
8
104
（式中、Ｒ
1
～Ｒ
7
、ａ、ｌおよびｍは、前記と同じ意味を表す。）
で表されるビスシリル化合物を、ｐＫａ４～１２の酸性化合物および非プロトン性極性溶媒の存在下で、アミン交換反応させる工程を含む請求項１記載の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の製造方法、
６．さらに、固体の塩基性化合物により、前記酸性化合物を中和する工程を含む５の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の製造方法、
７．前記ｐＫａ４～１２の酸性化合物が、アミンの塩である５または６の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の製造方法、
８．前記非プロトン性極性溶媒が、ニトリル化合物である５または６の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の製造方法、
９．１の化合物または２の組成物を硬化した硬化物
を提供する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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