JP4516787B2 - Taurine-modified organopolysiloxane and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、新規なタウリン変性オルガノポリシロキサン、およびその効率的な製造方法に関する。 The present invention relates to a novel taurine-modified organopolysiloxane and an efficient production method thereof.
オルガノポリシロキサン中のケイ素原子にタウリン残基を結合するタウリン変性オルガノポリシロキサンとしては、末端にハロゲン化アルキルアシロキシ基を有するポリエーテル鎖を有するオルガノポリシロキサンとタウリン、分子中の窒素原子結合水素原子1個を炭素数1〜40の一価炭化水素基で置換したタウリン誘導体、またはこれらの塩との反応により得られる、エステル結合含有ポリエーテル基でタウリン残基を結合するタウリン変性オルガノポリシロキサン(米国特許第5280099号明細書参照)、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサンとタウリン、分子中の窒素原子結合水素原子1個を炭素数1〜40の一価炭化水素基で置換したタウリン誘導体、またはこれらの塩との反応により得られる、アミド結合でタウリン残基を結合するタウリン変性オルガノポリシロキサン(米国特許第5286830号明細書参照)が知られているが、これらのタウリン変性オルガノポリシロキサンは、タウリン残基をエステル結合やアミド結合で結合しているので、酸やアルカリにより加水分解して、タウリンが分離してしまう恐れがあった。
本発明は、酸やアルカリの存在下でも加水分解性の乏しい連結基でタウリン残基を結合した新規なタウリン変性オルガノポリシロキサン、およびこのような新規なタウリン変性オルガノポリシロキサンを効率よく製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention relates to a novel taurine-modified organopolysiloxane in which a taurine residue is bonded with a linking group having poor hydrolyzability even in the presence of an acid or an alkali, and a method for efficiently producing such a novel taurine-modified organopolysiloxane. The purpose is to provide.
本発明のタウリン変性オルガノポリシロキサンは、オルガノポリシロキサン中のケイ素原子に、一般式:
(−X−)aN(R1)(2-a)−CH2CH2−SO3M
{式中、Xは一般式:
−R2−CH2CH(OH)−CH2−
(式中、R2 はポリアルキレンオキシ基である。)
で示される基、または、一般式:
−R2−CH2CH(CH2OH)−
(式中、R2は前記と同じである。)
で示される基で示される基であり、R1は水素原子または炭素数1〜40の一価炭化水素基であり、Mは水素原子、Na、K、Li、またはNH4であり、aは1または2である。}
で示されるタウリン残基を少なくとも1個結合することを特徴とする。
The taurine-modified organopolysiloxane of the present invention has a general formula:
(—X—) a N (R 1 ) (2-a) —CH 2 CH 2 —SO 3 M
{Wherein X is a general formula:
-R 2 -CH 2 CH (OH) -CH 2 -
(Wherein, R 2 is polyalkylene emissions group.)
Or a group represented by the general formula:
-R 2 -CH 2 CH (CH 2 OH) -
(Wherein R 2 is the same as described above.)
R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, M is a hydrogen atom, Na, K, Li, or NH 4 , and a is 1 or 2. }
It is characterized by binding at least one taurine residue represented by
本発明のタウリン変性オルガノポリシロキサンの製造方法は、(A)タウリン、分子中の窒素原子結合水素原子1個を炭素数1〜40の一価炭化水素基で置換したタウリン誘導体、またはこれらの塩と、
(B)平均式:
R' b SiO (4-b)/2
{式中、R'は、置換もしくは非置換の一価炭化水素基または一般式:
で示されるエポキシ含有基であり、一分子中の少なくとも1個のR'は前記のエポキシ含有基であり、bは1.5〜2.1の数である。}
で示されるエポキシ基含有オルガノポリシロキサンとを、界面活性剤の存在下、乳化分散液中で反応させることを特徴とする。
The method for producing a taurine-modified organopolysiloxane of the present invention comprises: (A) taurine, a taurine derivative in which one nitrogen atom-bonded hydrogen atom in the molecule is substituted with a monovalent hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, or a salt thereof. When,
(B) Average formula:
R ' b SiO (4-b) / 2
{Wherein R ′ represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group or a general formula:
Wherein at least one R ′ in one molecule is the above-mentioned epoxy-containing group, and b is a number of 1.5 to 2.1. }
And an epoxy group-containing organopolysiloxane represented by the formula (1) in the presence of a surfactant in an emulsified dispersion .
本発明のタウリン変性オルガノポリシロキサンは、酸やアルカリの存在下でも加水分解性の乏しい連結基でタウリン残基を結合した新規な化合物であり、また、本発明の製造方法は、このような新規なタウリン変性オルガノポリシロキサンを効率良く製造することができるという特徴がある。 The taurine-modified organopolysiloxane of the present invention is a novel compound in which a taurine residue is bonded with a linking group that is poorly hydrolyzable even in the presence of an acid or alkali, and the production method of the present invention is such a novel compound. It is characterized in that it can efficiently produce a taurine- modified organopolysiloxane.
本発明のタウリン変性オルガノポリシロキサンは、オルガノポリシロキサン中のケイ素原子に、一般式:
(−X−)aN(R1)(2-a)−CH2CH2−SO3M
で示されるタウリン残基を少なくとも1個結合することを特徴とする。式中のXは一般式:
−R2−CH2CH(OH)−CH2−
で示される基、または一般式:
−R2−CH2CH(CH2OH)−
で示される基である。式中のR2 はポリアルキレンオキシ基であり、このポリアルキレンオキシ基としては、プロピレンオキシポリ(エチレンオキシ)基、プロピレンオキシポリ(エチレンオキシ)ポリ(プロピレンオキシ)基が例示される。また、式中のR 1は水素原子または炭素数1〜40の一価炭化水素基であり、R1の一価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、オレイル基等のアルケニル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が例示される。また、式中のMは水素原子、Na、K、Li、またはNH4である。また、式中のaは1または2である。なお、式中のaが1である場合、本発明のタウリン変性オルガノポリシロキサンは、一分子中のケイ素原子に、上記のタウリン残基を結合したオルガノポリシロキサンであり、式中のaが2である場合、本発明のタウリン変性オルガノポリシロキサンは、一分子中のケイ素原子と他のケイ素原子に、上記のタウリン残基を結合したオルガノポリシロキサン、あるいはオルガノポリシロキサン中のケイ素原子と他のオルガノポリシロキサン中のケイ素原子に、上記のタウリン残基を結合した架橋構造を有するオルガノポリシロキサンである
The taurine-modified organopolysiloxane of the present invention has a general formula:
(—X—) a N (R 1 ) (2-a) —CH 2 CH 2 —SO 3 M
It is characterized by binding at least one taurine residue represented by X in the formula is a general formula:
-R 2 -CH 2 CH (OH) -CH 2 -
Or a group represented by the general formula:
-R 2 -CH 2 CH (CH 2 OH) -
It is group shown by these. R 2 in the formula is a polyalkylene down group, as the polyalkyleneoxy group, propyleneoxy poly (ethyleneoxy) group, a propyleneoxy poly (ethyleneoxy) poly (propyleneoxy) groups. R 1 in the formula is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, and examples of the monovalent hydrocarbon group for R 1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pentyl group. Alkyl groups such as hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, myristyl group, palmityl group, stearyl group; alkenyl groups such as vinyl group, allyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, oleyl group Cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group and naphthyl group; aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group; chloromethyl group, 3-chloropropyl group, 3, Illustrative are halogenated alkyl groups such as 3,3-trifluoropropyl group. M in the formula is a hydrogen atom, Na, K, Li, or NH 4 . Moreover, a in the formula is 1 or 2. When a in the formula is 1, the taurine-modified organopolysiloxane of the present invention is an organopolysiloxane in which the above taurine residue is bonded to a silicon atom in one molecule, and a in the formula is 2 The taurine-modified organopolysiloxane of the present invention is an organopolysiloxane in which the above taurine residue is bonded to a silicon atom and another silicon atom in one molecule, or a silicon atom in an organopolysiloxane It is an organopolysiloxane having a crosslinked structure in which the above taurine residue is bonded to the silicon atom in the organopolysiloxane.
このようなタウリン変性オルガノポリシロキサンは、例えば、平均式:
RbSiO(4-b)/2
で示すことができる。式中、Rは置換もしくは非置換の一価炭化水素基、一般式:
(−X−)aN(R1)(2-a)−CH2CH2−SO3M
で示されるタウリン残基、一般式:
R b SiO (4-b) / 2
Can be shown. In the formula, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group.
(—X—) a N (R 1 ) (2-a) —CH 2 CH 2 —SO 3 M
Taurine residue represented by the general formula:
このようなタウリン変性オルガノポリシロキサンの製造方法は、(A)タウリン、分子中の窒素原子結合水素原子1個を炭素数1〜40の一価炭化水素基で置換したタウリン誘導体、またはこれらの塩と、(B)エポキシ基含有オルガノポリシロキサンとを、界面活性剤の存在下、乳化分散液中で反応させることが好ましい。
The method for producing such a taurine-modified organopolysiloxane is as follows: (A) Taurine, a taurine derivative in which one nitrogen atom-bonded hydrogen atom in the molecule is substituted with a monovalent hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, or a salt thereof And (B) an epoxy group-containing organopolysiloxane are preferably reacted in an emulsified dispersion in the presence of a surfactant .
(A)成分のタウリン、分子中の窒素原子結合水素原子1個を炭素数1〜40の一価炭化水素基で置換したタウリン誘導体、またはこれらの塩は、一般式:
NHa(R1)(2-a)−CH2CH2−SO3M
で示される。上式中のR1は水素原子または炭素数1〜40の一価炭化水素基であり、R1の一価炭化水素基としては前記と同様の基が例示される。また、上式中のMは水素原子、Na、K、Li、またはNH4である。また、上式中のaは1または2である。このような(A)成分として、具体的には、タウリン、タウリンナトリウム、N−メチルタウリン、N−メチルタウリンナトリウムが例示される。
The taurine as the component (A), a taurine derivative in which one nitrogen atom-bonded hydrogen atom in the molecule is substituted with a monovalent hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, or a salt thereof has the general formula:
NH a (R 1 ) (2-a) —CH 2 CH 2 —SO 3 M
Indicated by R 1 in the above formula is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, and examples of the monovalent hydrocarbon group for R 1 include the same groups as described above. M in the above formula is a hydrogen atom, Na, K, Li, or NH 4 . Further, a in the above formula is 1 or 2. Specific examples of such component (A) include taurine, taurine sodium, N-methyl taurine, and N-methyl taurine sodium.
(B)成分のエポキシ基含有オルガノポリシロキサンのエポキシ基の結合位置は限定されず、例えば、分子鎖末端および/または分子鎖側鎖が挙げられる。このようなオルガノシロキサンの分子構造は例えば、直鎖状、環状、分岐状、一部分岐を有する直鎖状が挙げられ、好ましくは直鎖状である。このようなエポキシ基含有オルガノポリシロキサンは、平均式:
R'bSiO(4-b)/2
で示される。式中のR'は置換もしくは非置換の一価炭化水素基、一般式:
(B) the bonding position of the epoxy group-containing organopolysiloxane emissions of epoxy groups of component are not limited, for example, the molecular chain terminals and / or molecular chain side chains. Such molecular structure of the organosiloxane In example embodiment, linear, cyclic, branched, straight-chain may be mentioned having a partially branched, preferably linear. Such an epoxy group-containing organopolysiloxane has an average formula:
R ' b SiO (4-b) / 2
Indicated by R ′ in the formula is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group,
このようなエポキシ基含有オルガノポリシロキサンは、例えば、ケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサンとアルケニル基含有エポキシ化合物とを白金触媒存在下で付加反応させることにより調製することができる。 Such an epoxy group-containing organopolysiloxane can be prepared, for example, by subjecting a silicon atom-bonded hydrogen atom-containing organopolysiloxane and an alkenyl group-containing epoxy compound to an addition reaction in the presence of a platinum catalyst.
本発明のタウリン変性オルガノポリシロキサンの製造方法では、上記(A)成分中の窒素原子結合水素原子が(B)成分中のエポキシ基と反応し、窒素−炭素結合とヒドロキシル基を生成する。この反応は、通常、(A)成分を水溶液、あるいはメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール水溶液として、これに(B)成分を滴下もしくは混合し、液中で両成分を接触させることによって行われる。反応に際して、反応系内をpH8〜12、特には、pH9〜11に保つことが好ましく、そのために水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア水、トリエチルアミン、トリエタノールアミンなどのアルカリ性物質を必要に応じて反応液中に滴下もしくは混合する。反応時、反応系内のpHを前記の範囲に維持するのは、(A)成分中の窒素原子結合水素原子が(B)成分のエポキシ基と反応するためには、pH8以下では反応速度が遅くなるからであり、またpH12以上では(B)成分中のシロキサン結合が加水分解を起こすからである。反応は、常温でも進行するが温度を高くすることによって速くなる。しかし、pHが高い状態で温度が高くなると、(B)成分中のシロキサン結合の加水分解が促進されるため、高くとも80℃以下にすることが好ましい。(B)成分は、通常、液体または固体であり、そのまま用いても良いが、水、メタノール、エタノール、プロパノール、エチルエーテル、アセトン、ジオキサン、テトラヒロドフラン、アセトニトリルなどの溶液、あるいはこれらの混合溶液を用いることが好ましい。この反応の進行は、13C−NMR分析でタウリン誘導体のアミノ基とエポキシ基の反応によって生成する変性基と残存エポキシ基を測定することによって確認することができる。 In the method for producing a taurine-modified organopolysiloxane of the present invention, the nitrogen atom-bonded hydrogen atom in the component (A) reacts with the epoxy group in the component (B) to generate a nitrogen-carbon bond and a hydroxyl group. This reaction is usually carried out by using component (A) as an aqueous solution or an aqueous alcohol solution such as methanol, ethanol, propanol, etc., and dropping or mixing component (B), and bringing both components into contact with each other in the solution. During the reaction, it is preferable to maintain the reaction system at pH 8 to 12, particularly pH 9 to 11. For this purpose, alkaline substances such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, aqueous ammonia, triethylamine, and triethanolamine are added. If necessary, drop or mix in the reaction solution. During the reaction, the pH in the reaction system is maintained in the above-mentioned range because the nitrogen atom-bonded hydrogen atom in the component (A) reacts with the epoxy group in the component (B) so that the reaction rate is lower than pH 8. This is because the siloxane bond in the component (B) is hydrolyzed at pH 12 or higher. The reaction proceeds even at room temperature, but is accelerated by increasing the temperature. However, since the hydrolysis of the siloxane bond in the component (B) is promoted when the temperature is increased while the pH is high, the temperature is preferably at most 80 ° C. The component (B) is usually a liquid or a solid and may be used as it is, but a solution such as water, methanol, ethanol, propanol, ethyl ether, acetone, dioxane, tetrahydrofuran, acetonitrile, or a mixture thereof. It is preferable to use a solution. The progress of this reaction can be confirmed by measuring the modified group and residual epoxy group produced by the reaction of the amino group and epoxy group of the taurine derivative by 13 C-NMR analysis.
(A)成分と(B)成分の反応は乳化分散液中で行う。(A)成分と(B)成分の乳化分散液中での反応は、通常、(A)成分の水溶液に(B)成分の乳化分散液を滴下もしくは混合し、乳化分散液中で両成分を接触させることによって行われる。本方法で用いる(B)成分の乳化分散液は、通常、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いて調製される。これらの界面活性剤は、(A)成分と(B)成分の反応を阻害しないものであれば特に限定されず、また、単独あるいは複数組み合わせて使用することができる。
(A) Reaction of component (B) is intends row in emulsified dispersion. In the reaction of the component (A) and the component (B) in the emulsified dispersion, the component (B) is usually added dropwise or mixed into the aqueous solution of the component (A), and both components are mixed in the emulsified dispersion. It is done by contacting. The emulsified dispersion of component (B) used in this method is usually prepared using an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant. These surfactants are not particularly limited as long as they do not inhibit the reaction between the component (A) and the component (B), and can be used alone or in combination.
このアニオン系界面活性剤としては、例えば、N−アシル−サルコシン塩類、N−アシルグルタミン酸及びその塩類、アルカンスルホン酸及びその塩類、αオレフィンスルホン酸及びその塩類、アルキル硫酸及びその塩類、高級脂肪酸エステルのスルホン酸及びその塩類、ジアルキルスルホコハク酸及びその塩類、アシルメチルタウリン及びその塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸及びその塩類、脂肪酸塩類、アルキルポリエーテルカルボン酸及びその塩類、アルキルリン酸及びその塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸及びその塩類、アルキルアリルスルホン酸及びその塩類、アシル化加水分解コラーゲンペプチド塩類が挙げられる。 Examples of the anionic surfactant include N-acyl-sarcosine salts, N-acyl glutamic acid and salts thereof, alkanesulfonic acid and salts thereof, α-olefin sulfonic acid and salts thereof, alkylsulfuric acid and salts thereof, and higher fatty acid esters. Sulfonic acids and salts thereof, dialkylsulfosuccinic acid and salts thereof, acylmethyl taurine and salts thereof, polyoxyethylene alkyl ether sulfuric acid and salts thereof, fatty acid salts, alkyl polyether carboxylic acids and salts thereof, alkyl phosphoric acid and salts thereof, Examples include polyoxyethylene alkyl ether phosphoric acid and salts thereof, alkylallylsulfonic acid and salts thereof, and acylated hydrolyzed collagen peptide salts.
また、このカチオン系界面活性剤としては、例えば、エチル硫酸ラノリン脂肪酸アミノプロピルエチルジメチルアンモニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化アルキルジヒドロキシエチルメチルアンモニウム、塩化γ−グルコンアミドプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、塩化ジ(ポリオキシエチレン)アルキルメチルアンモニウム、塩化ステアロイルコラミノホルミルメチルピリジニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化アルキルジメチルエチルアンモニウム、塩化トリ(ポリオキシエチレン)アルキルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンジエチルメチルアンモニウム、塩化ポリオキシプロピレンメチルジエチルアンモニウム、塩化ラウロイルコラミノホルミルメチルピリジニウム、臭化アルキルイソキノリニウム液、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、アルキルトリメチルアンモニウムサッカリンが挙げられる。 Further, as the cationic surfactant, for example, ethyl lanolin fatty acid aminopropyl ethyl dimethyl ammonium sulfate, alkyl trimethyl ammonium chloride, salts Kaa Le kills dihydroxyethyl methyl ammonium, .gamma. gluconate amidopropyl dimethyl hydroxyethyl ammonium chloride, dialkyl chloride Dimethylammonium chloride, di (polyoxyethylene) alkylmethylammonium chloride, stearoylcholaminoformylmethylpyridinium chloride, cetylpyridinium chloride, alkyldimethylethylammonium chloride, tri (polyoxyethylene) alkylammonium chloride, benzalkonium chloride, benzethonium chloride, Polyoxyethylene chloride polyoxypropylene diethyl methylammonium chloride, polyoxypropylene chloride Le diethylammonium, lauroyl Kola amino formyl methyl pyridinium chloride, alkyl bromide isoquinolinium solution, bromide alkyltrimethylammonium include alkyltrimethylammonium saccharin.
また、このノニオン系界面活性剤としては、例えば、エチレングリコール脂肪酸エステル類、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、プロピレングリコール脂肪酸エステル類、ポリプロピレングリコール脂肪酸エステル類、グリコール脂肪酸エステル類、トリメチロールプロパン脂肪酸エステル類、ペンタエリスリット脂肪酸エステル類、グルコシド誘導体類、グリセリンアルキルエーテル脂肪酸エステル類、トリメチロールプロパンオキシエチレンアルキルエーテル類、脂肪酸アミド類、アルキロールアミド類、アルキルアミンオキシド類、ラノリンおよびその誘導体類、ヒマシ油誘導体類、硬化ヒマシ油誘導体類、ステロールおよびその誘導体類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアミン類、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド類、ポリオキシエチレンアルキロールアミド類、ポリオキシエチレンジエタノールアミン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレントリメチロールプロパン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン多価アルコールエーテル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリグリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ショ糖脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン基含有オルガノポリシロキサン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基含有オルガノポリシロキサンが挙げられる。 Examples of the nonionic surfactant include ethylene glycol fatty acid esters, polyethylene glycol fatty acid esters, propylene glycol fatty acid esters, polypropylene glycol fatty acid esters, glycol fatty acid esters, trimethylolpropane fatty acid esters, penta Erythlit fatty acid esters, glucoside derivatives, glycerin alkyl ether fatty acid esters, trimethylolpropaneoxyethylene alkyl ethers, fatty acid amides, alkylolamides, alkylamine oxides, lanolin and its derivatives, castor oil derivatives , Hardened castor oil derivatives, sterols and derivatives thereof, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ether , Polyoxyethylene alkylamines, polyoxyethylene fatty acid amides, polyoxyethylene alkylolamides, polyoxyethylene diethanolamine fatty acid esters, polyoxyethylene trimethylolpropane fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl ether fatty acid esters , Polyoxyethylene polyoxypropylene glycols, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene polyhydric alcohol ethers, glycerin fatty acid esters, polyglycerin fatty acid esters, polyoxyethylene glycerin fatty acid esters Sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, sucrose fatty acid esters, polyoxy Ethylene group-containing organopolysiloxane, polyoxyethylene polyoxypropylene group-containing organopolysiloxanes.
また、この両性界面活性剤としては、例えば、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、アルキルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインナトリウム、塩酸アルキルジアミノエチルエチルグリシン液、ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ビス(ステアリル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリン)クロル酢酸錯体、アルキル−N−カルボキシメトキシエチル−N−カルボキシメチルイミダゾリニウムジナトリウムヒドロキシド、ヤシ油アルキル−N−カルボキシメトキシエチル−N−カルボキシメチルイミダゾリニウムジナトリウムラウリル硫酸、アルキルベタイン、ラウリルアミノプロピオン酸トリエタノールアミン、β−ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム、ラウリル−N−カルボキシメトキシエチル−N−カルボキシメチルイミダゾリニウムジナトリウムドデカノイルサルコシン、ラウリルジアミノエチルグリシンナトリウム、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリン酸アミドプロピルベタイン液が挙げられる。 Examples of the amphoteric surfactant include 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, sodium alkylhydroxyethylimidazolinium betaine, alkyldiaminoethylethylglycine hydrochloride, stearyldimethylamino Betaine acetate, bis (stearyl-N-hydroxyethylimidazoline) chloroacetic acid complex, alkyl-N-carboxymethoxyethyl-N-carboxymethylimidazolinium disodium hydroxide, coconut oil alkyl-N-carboxymethoxyethyl-N-carboxyl Methylimidazolinium disodium lauryl sulfate, alkylbetaine, triethanolamine laurylaminopropionate, sodium β-laurylaminopropionate, lauryl-N- Carboxymethyl methoxyethyl -N- carboxymethyl imidazolinium disodium dodecanoyl sarcosine, lauryl di aminoethyl glycine sodium, lauryl dimethylamino acetic acid betaine, lauric acid amidopropyl betaine solution.
(B)成分の乳化分散液を調製する方法は特に限定されず、例えば、(B)成分と界面活性剤および水を均一混合し、高せん断をかけて乳化する方法が例示される。また、その際、(B)成分の乳化分散液の平均粒子径は特に限定されない。 The method for preparing the emulsified dispersion of component (B) is not particularly limited, and examples thereof include a method in which component (B), a surfactant and water are uniformly mixed and emulsified by applying high shear. Moreover, the average particle diameter of the emulsified dispersion liquid of (B) component in that case is not specifically limited.
(A)成分と(B)成分の乳化分散液中での反応に際して、反応系内のpHを8〜12、特に9〜11に保つことが好ましく、そのために水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア水、トリエチルアミン、トリエタノールアミンなどのアルカリ性物質を必要に応じて反応液中に滴下もしくは混合することが行われる。反応時、反応系内のpHを前記の範囲に維持するのは、(A)成分中のアミノ基が(B)成分中のエポキシ基と反応するためには、pH8以上のアルカリ性であることが望ましく、またpH12以上では(B)成分中のシロキサン結合が加水分解を起こすからである。反応は、常温でも進行し、加熱することにより反応を促進することができるが、pHが高い状態で温度が高くなると、(B)成分中のシロキサン結合の加水分解が促進したり、乳化分散液が不安定になるため、90℃以下に加熱することが好ましい。この反応の進行は、13C−NMR分析でタウリン誘導体のアミノ基とエポキシ基の反応によって生成する変性基と残存エポキシ基を測定することによって確認することができる。 In the reaction of the component (A) and the component (B) in the emulsified dispersion, it is preferable to maintain the pH in the reaction system at 8 to 12, particularly 9 to 11, and for this purpose, sodium hydroxide, potassium hydroxide, water An alkaline substance such as lithium oxide, aqueous ammonia, triethylamine, or triethanolamine is dropped or mixed into the reaction solution as necessary. During the reaction, the pH in the reaction system is maintained in the above range because the amino group in the component (A) reacts with the epoxy group in the component (B) to be alkaline at pH 8 or higher. Desirably, at pH 12 or higher, the siloxane bond in the component (B) is hydrolyzed. The reaction proceeds even at room temperature and can be accelerated by heating. However, when the temperature is increased at a high pH, hydrolysis of the siloxane bond in the component (B) is promoted or an emulsified dispersion. Is unstable, it is preferable to heat to 90 ° C. or lower. The progress of this reaction can be confirmed by measuring the modified group and residual epoxy group produced by the reaction of the amino group and epoxy group of the taurine derivative by 13 C-NMR analysis.
本発明の製造方法では、(A)成分と(B)成分を反応させた後、必要に応じてろ過を行い、未反応成分を分離した後、必要により有機溶媒等の低沸点物を加熱減圧下で留去することにより目的のタウリン変性オルガノポリシロキサンを精製することができる。 In the production method of the present invention, after reacting the component (A) and the component (B), filtration is performed as necessary, unreacted components are separated, and, if necessary, low-boiling substances such as organic solvents are heated under reduced pressure. The desired taurine-modified organopolysiloxane can be purified by distilling off under pressure.
本発明のタウリン変性オルガノポリシロキサンおよびその製造方法を実施例により詳細に説明する。 The taurine-modified organopolysiloxane of the present invention and the production method thereof will be described in detail with reference to examples.
[参考例1]
平均式:
(CH3)1.98H0.04SiO0.99
で示される、分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体と、式:
(CH3)1.98(Ep)0.04SiO0.99
で示され、式中、Epは、式:
Average formula:
(CH 3 ) 1.98 H 0.04 SiO 0.99
A dimethylsiloxane / methylhydrogensiloxane copolymer having both ends of the molecular chain blocked with a trimethylsiloxy group represented by the formula:
(CH 3 ) 1.98 (Ep) 0.04 SiO 0.99
Where Ep is the formula:
[参考例2]
平均式:
(CH3)1.98H0.04SiO0.99
で示される、分子鎖両末端がジメチルハイドロジェンシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサンと、式:
(CH3)1.98(Ep)0.04SiO0.99
で示され、式中、Epは、式:
Average formula:
(CH 3 ) 1.98 H 0.04 SiO 0.99
A dimethylpolysiloxane having both ends of the molecular chain blocked with dimethylhydrogensiloxy groups, represented by the formula:
(CH 3 ) 1.98 (Ep) 0.04 SiO 0.99
Where Ep is the formula:
[参考例3]
平均式:
(CH3)2.07H0.07SiO0.93
で示される、分子鎖片末端がトリメチルシロキシ基で封鎖され、他の分子鎖片末端がジメチルハイドロジェンシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサンと、式:
(CH3)2.07(Ep)0.07SiO0.93
で示され、式中、Epは、式:
Average formula:
(CH 3 ) 2.07 H 0.07 SiO 0.93
A dimethylpolysiloxane having one end of a molecular chain blocked with a trimethylsiloxy group and the other end of a molecular chain blocked with a dimethylhydrogensiloxy group, represented by the formula:
(CH 3 ) 2.07 (Ep) 0.07 SiO 0.93
Where Ep is the formula:
[参考例4]
平均式:
(CH3)1.87H0.15SiO0.99
で示される分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体92.3gと、式:
CH2=CHCH2O(C2H4O)22(C3H6O)22CH3
で示されるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノアリルモノメチルエーテル197.0gと、式
(CH3)1.87(EO)0.07(Ep)0.08SiO0.99
で示され、式中、EOは、式:
−C3H6O(C2H4O)22(C3H6O)22CH3
で示されるポリオキシアルキレン残基であり、Epは、式:
Average formula:
(CH 3 ) 1.87 H 0.15 SiO 0.99
And 92.3 g of a dimethylsiloxane / methylhydrogensiloxane copolymer having both ends of the molecular chain blocked with a trimethylsiloxy group represented by the formula:
CH 2 = CHCH 2 O (C 2 H 4 O) 22 (C 3 H 6 O) 22 CH 3
197.0 g of polyoxyethylene polyoxypropylene monoallyl monomethyl ether represented by the formula:
(CH 3 ) 1.87 (EO) 0.07 (Ep) 0.08 SiO 0.99
Where EO is the formula:
-C 3 H 6 O (C 2 H 4 O) 22 (C 3 H 6 O) 22 CH 3
Wherein Ep is a compound represented by the formula:
[実施例1]
参考例1で調製したエポキシ基含有オルガノポリシロキサン30.0g、ポリオキシエチレン(5モル)アルキル(C12〜14)エーテル3.5g、ポリオキシエチレン(9モル)アルキル(C12〜14)エーテル3.5g、N−ラウロイルメチルタウリンナトリウム0.9gおよびイオン交換水32.1gを、ガラス製ビーカーに計り取り、これをプロペラ式攪拌機で混合し均一なエマルジョンを得た。このエマルジョンを、コンデンサー、窒素導入口および攪拌機を備えたセパラブルフラスコに移し、ここに、式:
NH2−CH2CH2−SO3H
で示されるタウリン1.64g(エポキシ基とアミノ基との当量比が1:1)と20%−水酸化ナトリウム水溶液2.63gとイオン交換水25.7gとの混合液を添加した。この混合液はpH9.5であった。エマルジョンを50℃に加熱昇温し2時間攪拌した。冷却後、得られたエマルジョン10gにヘキサン20gとメタノール20gを加え、ポリマーが抽出した。溶媒層を廃棄した後、ポリマー層を室温にて乾燥したところ、粘着性のある高粘度ポリマーを得た。このポリマーについて13C−NMR分析を行ったところ、58.3ppmにエポキシ基とタウリン中のアミノ基との反応に由来するピークが生成していることから、このポリマーは、平均式:
(CH3)1.98(Y)0.04SiO0.99
で示され、式中、Yは、式:
[Example 1 ]
30.0 g of an epoxy group-containing organopolysiloxane prepared in Reference Example 1, 3.5 g of polyoxyethylene (5 mol) alkyl (C 12-14 ) ether, polyoxyethylene (9 mol) alkyl (C 12-14 ) ether 3.5 g, 0.9 g of sodium N-lauroylmethyltaurine and 32.1 g of ion-exchanged water were weighed into a glass beaker and mixed with a propeller stirrer to obtain a uniform emulsion. This emulsion is transferred to a separable flask equipped with a condenser, nitrogen inlet and stirrer, where the formula:
NH 2 —CH 2 CH 2 —SO 3 H
A mixed solution of 1.64 g of taurine represented by the formula (equivalent ratio of epoxy group and amino group is 1: 1), 2.63 g of 20% -aqueous sodium hydroxide and 25.7 g of ion-exchanged water was added. This mixed solution had a pH of 9.5. The emulsion was heated to 50 ° C. and stirred for 2 hours. After cooling, 20 g of hexane and 20 g of methanol were added to 10 g of the obtained emulsion, and the polymer was extracted. After discarding the solvent layer, the polymer layer was dried at room temperature to obtain an adhesive high-viscosity polymer. When this polymer was subjected to 13 C-NMR analysis, a peak derived from the reaction between an epoxy group and an amino group in taurine was generated at 58.3 ppm.
(CH 3 ) 1.98 (Y) 0.04 SiO 0.99
Where Y is the formula:
本発明のタウリン変性オルガノポリシロキサンは、オルガノポリシロキサンの優れた特性とタウリンの優れた特性を十分発揮するものであることから、化粧料、塗料などの添加剤、各種コーティング剤、有機樹脂成型用離型剤、有機樹脂改質剤、潤滑剤、柔軟剤などとして有用であり、毛髪、皮膚、爪、金属、有機樹脂、無機樹脂、ガラス、セラミックス、フィラー、建材、繊維、紙などの基材への適用が例示される。
The taurine-modified organopolysiloxane of the present invention sufficiently exhibits the excellent characteristics of organopolysiloxane and the excellent characteristics of taurine. Therefore, additives such as cosmetics and paints, various coating agents, and organic resin molding Useful as release agents, organic resin modifiers, lubricants, softeners, etc., and base materials such as hair, skin, nails, metals, organic resins, inorganic resins, glass, ceramics, fillers, building materials, fibers, paper Application to is illustrated.
Claims (5)
(B)平均式:
R'bSiO(4-b)/2
{式中、R'は、置換もしくは非置換の一価炭化水素基または一般式:
で示されるエポキシ含有基であり、一分子中の少なくとも1個のR'は前記のエポキシ含有基であり、bは1.5〜2.1の数である。}
で示されるエポキシ基含有オルガノポリシロキサンとを、界面活性剤の存在下、乳化分散液中で反応させることを特徴とする、オルガノポリシロキサン中のケイ素原子にタウリン残基を少なくとも1個結合するタウリン変性オルガノポリシロキサンの製造方法。 (A) Taurine, a taurine derivative in which one nitrogen atom-bonded hydrogen atom in the molecule is substituted with a monovalent hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, or a salt thereof,
(B) Average formula:
R ' b SiO (4-b) / 2
{Wherein R ′ represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group or a general formula:
In an epoxy-containing group represented, at least one R 'is an epoxy-containing group of the previous SL in one molecule, b is a number of 1.5 to 2.1. }
A taurine which binds at least one taurine residue to a silicon atom in the organopolysiloxane, characterized by reacting with an epoxy group-containing organopolysiloxane represented by formula (I) in an emulsion dispersion in the presence of a surfactant. A method for producing a modified organopolysiloxane.
NHa(R1)(2-a)−CH2CH2−SO3M
(式中、R1は水素原子または炭素数1〜40の一価炭化水素基であり、Mは水素原子、Na、K、Li、またはNH4であり、aは1または2である。)
で示されるタウリン、分子中の窒素原子結合水素原子1個を炭素数1〜40の一価炭化水素基で置換したタウリン誘導体、またはこれらの塩であることを特徴とする、請求項1記載のタウリン変性オルガノポリシロキサンの製造方法。 The component (A) has the general formula:
NH a (R 1 ) (2-a) —CH 2 CH 2 —SO 3 M
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, M is a hydrogen atom, Na, K, Li, or NH 4 , and a is 1 or 2.)
Characterized in that it is a in taurine represented, taurine derivatives one nitrogen-bonded hydrogen atom was replaced by the number 1 to 40 monovalent hydrocarbon group having a carbon in the molecule, or salts thereof, of claim 1, wherein A method for producing taurine-modified organopolysiloxane.
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