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JPH0149171B2 - - Google Patents
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JPH0149171B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0149171B2
JPH0149171B2 JP57176082A JP17608282A JPH0149171B2 JP H0149171 B2 JPH0149171 B2 JP H0149171B2 JP 57176082 A JP57176082 A JP 57176082A JP 17608282 A JP17608282 A JP 17608282A JP H0149171 B2 JPH0149171 B2 JP H0149171B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mol
silicone resin
group
water
trialkoxysilanes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP57176082A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5966422A (en
Inventor
Ikuo Nozue
Nagahiko Tomomitsu
Yoshitsugu Isamoto
Yoshio Matsumura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Synthetic Rubber Co Ltd filed Critical Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Priority to JP17608282A priority Critical patent/JPS5966422A/en
Publication of JPS5966422A publication Critical patent/JPS5966422A/en
Publication of JPH0149171B2 publication Critical patent/JPH0149171B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はシリコーン樹脂の製造方法に関し、特
に有機溶剤に可溶な耐熱性に優れたシリコーン樹
脂の製造方法に関する。 従来、有機溶剤に可溶なシリコーン樹脂の製造
方法としては、水と任意の割合では混合し得ない
ケトン(A)とアミンを含む水(B)とで2層を形成さ
せ、これにアルキルトリクロロシランを添加して
2層間の界面においてアルキルトリクロロシラン
の加水分解および縮合反応を行なう方法(特開昭
50−111198号公報)が知られている。しかしなが
らこの反応により得られたシリコーン樹脂は分子
量が低すぎるために沈澱回収が困難であり、しか
も反応終了直後は確かに有機溶剤に可溶性である
が、室温下で放置すると、有機溶剤に不溶性とな
り、保存安定性に劣り、きわめて取扱いにくいと
いう欠点がある。 一方、高分子量のシリコーン樹脂を製造する方
法としては、塩素量0.1〜5.0重量%のメチルトリ
アルコキシシランを、アルカリ土類金属水酸化物
またはアルカリ金属炭酸塩を含む溶液中で、加水
分解および縮合反応を行なう方法(特公昭56−
39808号公報)、オルガノハロゲンシランと二官能
シロキサンを共加水分解し、不活性溶媒溶液にし
たのち、金属水酸化物等の強アルカリ性物質を加
えて常温ないし160℃の温度で反応させる方法
(特公昭50−34600号公報)が知られている。 しかしながら、これらの金属水酸化物などの存
在下に行なわれる従来の方法は、反応のコントロ
ールが難しく再現性に欠け、しかも生成したシリ
コーン樹脂への触媒混入が避けられず、このため
高温加熱時に混入触媒による触重合が起こり、熱
安定性に優れたものが得られないなどの欠点を有
していた。 本発明の目的は、上記従来方法の欠点を除去
し、アルコキシシラン類から有機溶剤に可溶性
で、保存安定性および熱安定性に優れた高分子量
のシリコーン樹脂を製造することにある。 本発明のシリコーン樹脂の製造方法は、一般式
R1Si(OR23(式中R1は水素原子、低級アルキル
基、アルケニル基またはアリール基、R2は低級
アルキル基を意味する)で表わされるトリアルコ
キシシラン類単独、または該トリアルコキシシラ
ン類と、一般式R3R4Si(OR52(式中、R3および
R4は同一または異なり、水素原子、低級アルキ
ル基、アルケニル基またはアリール基、R5は低
級アルキル基を意味する)で表わされるジアルコ
キシシラン類とを、有機溶媒、水および有機塩基
の存在下に加熱反応させることを特徴とする。 本発明方法を実施するに際しては、一般式
R1Si(OR23で表わされるトリアルコキシシラン
類単独、または該トリアルコキシシラン類と一般
式R3R4Si(OR52で表わされるジアルコキシシラ
ン類とを、有機溶媒、水および有機塩基の存在下
に加熱して加水分解、縮合反応させる。 本発明方法において用いられる一般式R1Si
(OR23で表わされるトリアルコキシシラン類に
おけるR1としては水素原子、炭素数が1〜5の
アルキル基、炭素数が2〜5のアルケニル基また
は炭素数が6〜10のアリール基が好ましく、特に
水素原子、メチル基、エチル基、ビニル基、アリ
ル基、プロペニル基、フエニル基またはトリル基
が好ましい。またR2としては炭素数が1〜5の
アルキル基、特にメチル基またはエチル基が好ま
しい。 これらのトリアルコキシシラン類としては、例
えばトリメトキシシラン、トリエトキシシラン、
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシ
シラン、エチルトリプロポキシシラン、エチルト
リブトキシシラン、プロピルトリプロポキシシラ
ン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメ
トキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペン
チルトリブトキシシラン、ペンチルトリエトキシ
シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリ
エトキシシラン、アリルトリプロポキシシラン、
アリルトリブトキシシラン、プロペニルトリエト
キシシラン、プロペニルトリプロポキシシラン、
プテニルトリメトキシシラン、ブテニルトリエト
キシシラン、ペンテニルトリブトキシシラン、ペ
ンテニルトリペントキシシラン、フエニルトリメ
トキシシラン、フエニルトリプロポキシシラン、
トリルトリメトキシシラン、トリルトリブトキシ
シラン、ジメチルフエニルトリメトキシシラン、
エチルフエニルトリメトキシシラン、エチルフエ
ニルトリエトキシシラン、ブチルフエニルトリプ
ロポキシシラン、ブチルフエニルトリメトキシシ
ランなどをあげることができる。 また一般式R3R4Si(OR52で表わされるジアル
コキシシラン類におけるR3またはR4としては、
水素原子、炭素数が1〜5のアルキル基、炭素数
が2〜5のアルケニル基、炭素数が6〜10のアリ
ール基が好ましく、特に水素原子、メチル基、エ
チル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、フ
エニル基またはトリル基が好ましい。またR5
しては炭素数が1〜5のアルキル基、特にメチル
基またはエチル基が好ましい。これらのジアルコ
キシシラン類としては、例えばメチルジメトキシ
シラン、メチルジエトキシシラン、メチルジブト
キシシラン、エチルジプロポキシシラン、エチル
ジペントキシシラン、プロピルジメトキシシラ
ン、プロピルジプトキシシラン、ブチルジエトキ
シシラン、ペンチルジブトキシシラン、ビニルジ
メトキシシラン、フエニルジエトキシシラン、ト
リルジメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラ
ン、ジエチルジプロポキシシラン、エチルプロピ
ルジエトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラ
ン、メチルペンチルジグトキシシラン、メチルビ
ニルジエトキシシラン、エチルアリルジメトキシ
シラン、プロピルブテニルジプロポキシシラン、
エチルフエニルジメトキシシラン、ブチルフエニ
ルジエトキシシラン、メチルトリルジプロポキシ
シラン、エチル(ジメチルフエニル)ジブトキシ
シラン、フエニルビニルジメトキシシラン、トリ
ルアリルジエトキシシラン、フエニルブテニルジ
プロポキシシランなどをあげることができる。 これらのトリアルコキシシラン類またはジアル
コキシシラン類は、それぞれ1種または2種以上
併用してもよい。またトリアルコキシシラン類は
単独で、または前記のジアルコキシシラン類と併
用して用いることができる。 トリアルコキシシラン類とジアルコキシシラン
類とを併用する場合のジアルコキシシラン類の量
は、トリアルコキシシラン類1モルに対して1モ
ル未満、特に好ましくは0.5モル以下である。ジ
アルコキシシラン類のトリアルコキシシラン類に
対する割合が多い程得られるシリコーン樹脂の軟
化温度が低くなり、加熱による減量開始温度が低
下する傾向にある。両者を併用する場合には、ト
リアルコキシシラン類とジアルコキシシラン類の
混合物を同時に加水分解し縮合させてもよいし、
トリアルコキシシラン類またはジアルコキシシラ
ン類のうち一方を加水分解し縮合させたのち、他
方を添加してさらに加水分解し縮合させてもよ
く、これらの添加方法や順序は特に限定されるも
のではない。 本発明に用いられる有機溶媒としては、上記ア
ルコキシシラン類を溶解し、加水分解および縮合
反応に不活性なものであれば何ら限定されない。
これらの溶媒のうち、特に好ましいものは、ケト
ン、エステル、エーテル、アルコールなどであ
り、例えばケトンとしてはメチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトン、ジエテルケトンなどエ
ステルとしては酢酸ノルマルブチル、酢酸イソア
ミルなど、エーテルとしてはテトラヒドロフラ
ン、エチレングリコール、ジメチルエーテル、ジ
オキサンなどアルコールとしてはヘキサノール、
4−メテル−2−ペンタノールなどがあげられ
る。これらの有機溶媒は単独でも、他のものと混
合しても用いることができる。有機溶媒の使用量
はトリアルコキシシラン類とジアルコキシシラン
類の合計量1容量部に対して3〜30容量部が適当
である。 有機塩基としては通常1級〜3級のアミン、例
えばトリエチルアミン、トリプロピルアミン、ト
リブチルアミン、ジエチルアミン、エチルアミ
ン、ジプロピルアミン、エチレンジアミン、トリ
エチレンジアミン、アニリン、ピリジンなどの脂
肪族アミンまたは芳香族アミンが好ましく用いら
れる。 特に好ましい有機アミンは、水中における酸解
離定数(pKa)が7以上の有機アミンであり、特
に好ましくはトリエチルアミン、ジエチルアミン
などの、pKaが10以上のものである。 有機アミン類の使用量は使用するアミンの種類
反応条件により異なり、特に規定されないが、ト
リアルコキシシラン類とジアルコキシシラン類の
合計量に対して0.05〜3倍モル程度が一般的であ
る。水の使用量はトリアルコキシシラン類とジア
ルコキシシラン類の合計量に対して3〜30倍モル
程度が適当である。アミン類以外の有機塩基の場
合の使用量もこれに準じる。 本発明方法において、加水分解および縮合反応
は、アルコキシシランを溶解した有機溶媒、水お
よび有機塩基を混合し、この混合液を油浴などで
加熱することにより行なわれる。加熱温度は通
常、130℃以下であるが、60〜120℃で、1〜6時
間程度加熱するのが好ましい。なお加熱操作中は
混合液を撹拌してもよいし、混合液を還流下に放
置してもよい。 反応終了後、反応液から有機溶媒層を分離し、
水で洗浄する。少量の塩を含む水、例えば0.2重
量%程度の硝酸アンモニウム水溶液などで洗浄す
ると、洗浄操作が容易になる。洗浄後の水が中性
になるまで洗浄したのち、必要に応じて無水硫酸
カルシウム、モレキユラーシーブスなどの乾燥剤
で有機溶媒層を乾燥し、濃縮乾固することにより
目的とするシリコーン樹脂が得られる。なお、上
記濃縮乾固の代りに、適当な濃度に濃縮した液
を、シリコーン樹脂を溶解しない溶剤、例えばア
セトニトリルなどに注いでシリコーン樹脂を分離
してもよい。 このようにして得られたシリコーン樹脂は、ポ
リスチレン換算数平均分子量が、通常、3000〜
200000程度で、保存安定性がよく、長時間、例え
ば2〜3ケ月室温で保存しておいても不溶化する
ことがない。 本発明方法により得られるシリコーン樹脂は、
トリアルコキシシラン類単独を原料とした場合、
赤外線吸収スペクトルの1135cm-1付近と1040cm-1
付近に強い吸収が観測される。 一方、下記一般式() (式中R6有機基を、nは繰返し数を意味する。) で示される有機溶剤に可溶性のオルガノポリシル
セスキオキサンは1135cm-1付近及び1040cm-1付近
にSi−O−Si結合の伸縮運動に基づく強い特異的
な2本の吸収を示すことから(J.Polym.Sci.、C
−1巻、83頁(1963年);特開昭50−139900号な
ど)、本発明のシリコーン樹脂も前記一般式()
の構造を有するものと考えられる。 また一方、原料としてトリアルコキシシラン類
とジアルコキシシラン類との混合物を用いた場合
には、シルセスキオキサン単位(R1SiO1.5)とジ
オルガノシロキサン単位(R3R4SiO)とが入り混
じつた構造のシリコーン樹脂になると考えられ
る。なお、トリアルコキシシラン類もしくはジア
ルコキシシラン類のうち一方を加水分解および縮
合反応させたのち、さらに他の一方を添加し、再
び加水分解および縮合反応する場合にも、シルセ
スキオキサン単位(R1SiO1.5)とジオルガノシロ
キサン単位(R3R4SiO)とが入り混じつた構造の
シリコーン樹脂になると考えられる。 本発明方法により得られるシリコーン樹脂は、
有機溶剤に可溶性であり、固体状態で長期間、室
温に放置しておいても有機溶剤に対し不溶化する
ことがなく、貯蔵安定性がよいものである。さら
にこのシリコーン樹脂は耐熱性に優れ、基板に対
する接着性にも優れているため、例えば耐熱性絶
縁膜として広範な用途に利用することができる。
具体的用途としては、例えば集積回路などの絶縁
保護膜または層間絶縁膜、液晶配向補助膜、耐熱
性塗料、有機ポリマー表面の改質剤などがあげら
れる。また本発明方法は、その工程上、ハロゲン
化合物および金属水酸化物を用いていないため生
成したシリコーン樹脂がハロゲンおよび金属など
によつて汚染されることがなく、特に高純度を要
求される集積回路などの絶縁保護膜または層間絶
縁膜、半導体素子の封止または絶縁材料、磁気メ
モリ用材料など電気、電子分野における材料とし
て好適である。 以下、本発明方法の実施例を下記に示すが、実
施例中平均分子量は、下記のゲルパーミエイシヨ
ンクロマトグラフイー(以下GPCと記す)によ
り求められた標準ポリスチレン換算数平均分子量
である。 GPC測定方法 装置:米国ウオーターズ社製高温高速ゲルパーミ
エイシヨンクロマトグラム(モデル150−
CALC/GPC) カラム:昭和電工(株)製SHODEX A−8M、長さ
50cm 測定温度40℃ 流速:1c.c./分 試料:シリコーン樹脂1gを100mlのテトラヒド
ロフランに溶解して用いた。なお、標準ポリス
チレンとしては米国プレツシヤーケミカル社製
標準ポリスチレンを使用した。 実施例 1 還流冷却管、撹拌棒、滴下ロートを備えた反応
容器に、メチルイソブチルケトン495ml(3.95モ
ル)、メチルトリメトキシシラン49.5ml(0.35モ
ル)およびトリエチルアミン12ml(0.086モル)
を加えた。この溶液に滴下ロートより撹拌下に水
66ml(3.67モル)を滴下したが、殆んど発熱は見
られなかつた。次いで油浴温度80℃で反応溶液を
4時間加熱し縮合させ、反応終了後有機溶媒層を
分離し、0.2重量%硝酸アンモニウム水溶液で、
洗浄水溶液が中性になるまで洗浄した。さらに有
機溶媒層をモレキユーラーシーブスで乾燥後、減
圧下に低沸点物を留去することにより固形分を得
た。この固形分を一夜、40℃で真空乾燥すると、
シリコーン樹脂14.3gが得られた。この樹脂の平
均分子量は25000であつた。 実施例 2 酢酸ノルマルブチル198ml(1.5モル)、メチル
トリメトキシシラン49.5ml(0.35モル)、トリエ
チルアミン12ml(0.086モル)および水66ml
(3.67モル)を用い、その他は実施例1と同様な
操作、後処理を施し、シリコーン樹脂14.1gを得
た。このものの平均分子量は30000であつた。 実施例 3 4−メチル−2−ペンタノール198ml(1.56モ
ル)、メチルトリメトキシシラン49.5ml(0.35モ
ル)、トリエチルアミン12ml(0.086モル)および
水66ml(3.67モル)を用いその他は実施例1と同
様な操作、後処理を施し、シリコーン樹脂13.8g
を得た。このものの平均分子量は18000であつた。 実施例 4 テトラヒドロフラン247.5ml(3.06モル)、メチ
ルトリメトキシシラン49.5ml(0.35モル)、トリ
エチルアミン12ml(0.086モル)および水66ml
(3.67モル)を用いその他は実施例1と同様な操
作、後処理を施し、シリコーン樹脂14.8gを得
た。このものの平均分子量は23000であつた。 実施例 5 メチルイソブチルケトン432ml(3.45モル)、メ
チルトリメトキシシラン36ml(0.25モル)および
ジエチルアミン3.3ml(0.032モル)の溶液に水48
ml(2.67モル)を添加したのち、80℃で3時間加
熱した。次いで実施例1と同様に後処理すると、
シリコーン樹脂10.1gが得られたこのものの平均
分子量は35000であつた。 実施例 6 メチルトリメトキシシラン42ml(0.3モル)、ジ
メチルジメトキシシラン6.9ml(0.05モル)およ
びトリエチルアミン12ml(0.086モル)をメチル
イソブチルケトン450ml(3.59モル)に溶解し、
この溶液に水66ml(3.67モル)を添加したのち、
90℃で5時間加熱縮合させた。次いで有機溶媒層
を分離し、0.2重量%硝酸アンモニウム水溶液で、
洗浄水が中性になるまで洗浄した。さらに有機溶
液を濃縮したのち、濃縮液をアセトニトリルに注
ぐと、シリコーン樹脂が凝固分離した。これを一
夜真空乾燥すると、13.1gのシリコーン樹脂が得
られた。このものの平均分子量は20000であつた。 実施例 7 メチルトリメトキシシラン42ml(0.3モル)お
よびトリエチルアミン10ml(0.072モル)をメチ
ルイソブチルケトン380ml(3.04モル)に溶解し、
この溶液に水54ml(3.17モル)を添加したのち、
80℃で2時間加熱した。反応溶液を冷却したの
ち、これにジメチルメトキシシラン6.9ml(0.05
モル)を添加し、さらに80℃で2時間加熱した。
次いで実施例6と同様に後処理すると、シリコー
ン樹脂13gが得られた。このものの平均分子量は
24000であつた。 実施例 8 トリエチルアミン11.5ml(0.088モル)、メチル
トリメトキシシラン40ml(0.279モル)ビニルト
リメトキシシラン5.3ml(0.035モル)、フエニル
トリメトキシシラン6.5ml(0.035モル)、メチル
イソブチルケトン363ml(2.9モル)および水67.5
ml(3.75モル)を用い、その他は実施例1と同様
な操作、後処理を施すと、シリコーン樹脂17gが
得られた。このものの平均分子量は22000であつ
た。 実施例 9 トリエチルアミン10.3ml(0.079モル)、メチル
トリメトキシシラン40ml(0.279モル)およびビ
ニルトリメトキシシラン4.8ml(0.031モル)をメ
チルイソブチルケトン356ml(2.84モル)に溶解
し、この溶液に水60ml(3.33モル)を添加したの
ち、80℃で2時間加熱した。次いで実施例1と同
様に後処理すると、シリコーン樹脂15gが得られ
た。このものの平均分子量は24000であつた。 実施例 10 メチルトリメトキシシラン16ml(0.112モル)、
フエニルトリメトキシシラン2.3ml(0.012モル)、
トリエチルアミン4.1ml(0.031モル)およびメチ
ルイソブチルケトン128ml(1.02モル)を用い、
その他は実施例1と同様の操作、後処理を施し、
シリコーン樹脂6gが得られた。このものの平均
分子量は30000であつた。 実施例 11 メチルイソブチルケトン490ml(3.90モル)、ト
リエチルアミン13.7ml(0.098モル)および水36
ml{(2.0モル)混合溶液に、メチルイソブチルケ
トン22.6ml(0.18モル)、メチルトリメトキシシ
ラン24.6ml(0.17モル)およびトリメトキシシラ
ン2.8ml(0.02モル)の混合溶液を約10分間で滴
下した後、反応溶液を70℃で3時間加熱縮合し
た。次いで実施例1と同様に後処理するとシリコ
ーン樹脂11.0gが得られた。この樹脂の平均分子
量は17000であつた。 実施例 12 メチルイソブチルケトン495ml(3.95モル)、ブ
チルトリメトキシシラン67.0ml(0.35モル)、ト
リエチルアミン12ml(0.086モル)、水66ml(3.67
モル)を用い、その他は実施例1と同様な操作を
施しシリコーン樹脂13.0gを得た。このものの平
均分子量は23000であつた。 実施例 13 メチルイソブチルケトン495ml(3.95モル)、エ
チルトリメトキシシラン55ml(0.35モル)、トリ
エチルアミン12ml(0.086モル)及び水66ml
(3.67モル)を用い、その他は実施例1と同様な
操作を施しシリコーン樹脂13.0gを得た。この樹
脂の平均分子量は21000であつた。 実験例 1 実施例1〜13で得られたシリコーン樹脂の窒素
下での熱分解温度は第1表に示すとおりであつ
た。
The present invention relates to a method for producing a silicone resin, and particularly to a method for producing a silicone resin that is soluble in organic solvents and has excellent heat resistance. Conventionally, the method for producing silicone resins soluble in organic solvents is to form two layers with a ketone (A) that cannot be mixed with water in any proportion and water containing an amine (B), and then add an alkyl trifluoride to this layer. A method of adding chlorosilane to perform hydrolysis and condensation reactions of alkyltrichlorosilane at the interface between two layers (Japanese Patent Application Laid-open No.
50-111198) is known. However, the silicone resin obtained by this reaction has a too low molecular weight, so it is difficult to collect the precipitate, and although it is certainly soluble in organic solvents immediately after the reaction, it becomes insoluble in organic solvents when left at room temperature. It has the disadvantage of poor storage stability and is extremely difficult to handle. On the other hand, as a method for producing high molecular weight silicone resin, methyltrialkoxysilane with a chlorine content of 0.1 to 5.0% by weight is hydrolyzed and condensed in a solution containing an alkaline earth metal hydroxide or an alkali metal carbonate. Method of conducting the reaction (Special Publication 1984-
39808), a method in which organohalogensilane and bifunctional siloxane are co-hydrolyzed to form an inert solvent solution, and then a strong alkaline substance such as a metal hydroxide is added to react at room temperature to 160°C (specially Publication No. 50-34600) is known. However, in conventional methods carried out in the presence of these metal hydroxides, it is difficult to control the reaction and lacks reproducibility.Furthermore, it is inevitable that the catalyst will be mixed into the silicone resin produced, and as a result, contamination during high-temperature heating. Catalytic polymerization occurs due to the catalyst, and it has disadvantages such as the inability to obtain products with excellent thermal stability. An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above conventional methods and to produce a high molecular weight silicone resin from alkoxysilanes that is soluble in organic solvents and has excellent storage stability and thermal stability. The method for producing silicone resin of the present invention is based on the general formula
Trialkoxysilanes alone represented by R 1 Si(OR 2 ) 3 (in the formula, R 1 is a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and R 2 is a lower alkyl group), or the trialkoxysilane Silanes and the general formula R 3 R 4 Si(OR 5 ) 2 (where R 3 and
R 4 is the same or different and is represented by a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and R 5 is a lower alkyl group) in the presence of an organic solvent, water, and an organic base. It is characterized by a heating reaction. When carrying out the method of the present invention, the general formula
Trialkoxysilanes represented by R 1 Si(OR 2 ) 3 alone, or the trialkoxysilanes and dialkoxysilanes represented by the general formula R 3 R 4 Si(OR 5 ) 2 are mixed in an organic solvent and water. and heating in the presence of an organic base to cause hydrolysis and condensation reactions. General formula R 1 Si used in the method of the present invention
( OR2 ) R1 in the trialkoxysilanes represented by 3 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Preferred are hydrogen atom, methyl group, ethyl group, vinyl group, allyl group, propenyl group, phenyl group, and tolyl group. Further, R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly a methyl group or an ethyl group. Examples of these trialkoxysilanes include trimethoxysilane, triethoxysilane,
Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltripropoxysilane, ethyltributoxysilane, propyltripropoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, butyltriethoxysilane, pentyltributoxysilane, pentyltriethoxysilane, Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltripropoxysilane,
Allyltributoxysilane, propenyltriethoxysilane, propenyltripropoxysilane,
Putenyltrimethoxysilane, butenyltriethoxysilane, pentenyltributoxysilane, pentenyltripentoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltripropoxysilane,
Tolyltrimethoxysilane, tolyltributoxysilane, dimethylphenyltrimethoxysilane,
Examples include ethyl phenyltrimethoxysilane, ethyl phenyltriethoxysilane, butylphenyltripropoxysilane, and butylphenyltrimethoxysilane. In addition, R 3 or R 4 in dialkoxysilanes represented by the general formula R 3 R 4 Si(OR 5 ) 2 is as follows:
A hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 10 carbon atoms are preferred, particularly a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a vinyl group, and an allyl group. , propenyl group, phenyl group or tolyl group are preferred. Furthermore, R 5 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly a methyl group or an ethyl group. Examples of these dialkoxysilanes include methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, methyldibutoxysilane, ethyldipropoxysilane, ethyldipentoxysilane, propyldimethoxysilane, propyldiptoxysilane, butyldiethoxysilane, and pentyldimethoxysilane. Dibutoxysilane, vinyldimethoxysilane, phenyldiethoxysilane, tolyldimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldipropoxysilane, ethylpropyldiethoxysilane, dipropyldimethoxysilane, methylpentyldigtoxysilane, methylvinyldiethoxysilane, Ethylallyldimethoxysilane, propylbutenyldipropoxysilane,
Ethyl phenyl dimethoxysilane, butyl phenyl diethoxy silane, methyl tolyl dipropoxy silane, ethyl (dimethyl phenyl) dibutoxy silane, phenyl vinyl dimethoxy silane, tolylyl diethoxy silane, phenyl butenyl dipropoxy silane, etc. I can give it to you. These trialkoxysilanes or dialkoxysilanes may be used alone or in combination of two or more. Further, trialkoxysilanes can be used alone or in combination with the above-mentioned dialkoxysilanes. When trialkoxysilanes and dialkoxysilanes are used together, the amount of dialkoxysilanes is less than 1 mol, particularly preferably 0.5 mol or less, per mol of trialkoxysilanes. The higher the ratio of dialkoxysilanes to trialkoxysilanes, the lower the softening temperature of the obtained silicone resin, and the lower the temperature at which weight loss by heating begins. When both are used together, a mixture of trialkoxysilanes and dialkoxysilanes may be simultaneously hydrolyzed and condensed,
After hydrolyzing and condensing one of trialkoxysilanes or dialkoxysilanes, the other may be added and further hydrolyzed and condensed, and the method and order of these additions are not particularly limited. . The organic solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it dissolves the alkoxysilanes mentioned above and is inert to hydrolysis and condensation reactions.
Among these solvents, particularly preferred are ketones, esters, ethers, alcohols, etc. Examples of ketones include methyl ethyl ketone,
Esters such as methyl isobutyl ketone and dietherketone include n-butyl acetate and isoamyl acetate; ethers include tetrahydrofuran, ethylene glycol, dimethyl ether, and dioxane; alcohols include hexanol,
Examples include 4-mether-2-pentanol. These organic solvents can be used alone or in combination with others. The appropriate amount of the organic solvent to be used is 3 to 30 parts by volume per 1 part by volume of the total amount of trialkoxysilanes and dialkoxysilanes. Preferred organic bases are usually primary to tertiary amines, such as aliphatic amines or aromatic amines such as triethylamine, tripropylamine, tributylamine, diethylamine, ethylamine, dipropylamine, ethylenediamine, triethylenediamine, aniline, and pyridine. used. Particularly preferred organic amines are organic amines having an acid dissociation constant (pKa) in water of 7 or more, particularly preferably those having a pKa of 10 or more, such as triethylamine and diethylamine. The amount of organic amines used varies depending on the type of amine used and the reaction conditions, and is not particularly limited, but is generally about 0.05 to 3 times the mole relative to the total amount of trialkoxysilanes and dialkoxysilanes. The appropriate amount of water to be used is about 3 to 30 times the molar amount of the total amount of trialkoxysilanes and dialkoxysilanes. The same applies to the amount used in the case of organic bases other than amines. In the method of the present invention, the hydrolysis and condensation reactions are carried out by mixing an organic solvent in which an alkoxysilane is dissolved, water and an organic base, and heating this mixture in an oil bath or the like. The heating temperature is usually 130°C or lower, but it is preferably heated at 60 to 120°C for about 1 to 6 hours. Note that during the heating operation, the mixed liquid may be stirred, or the mixed liquid may be left under reflux. After the reaction is completed, separate the organic solvent layer from the reaction solution,
Wash with water. Washing with water containing a small amount of salt, such as an aqueous ammonium nitrate solution of about 0.2% by weight, facilitates the washing operation. After washing until the water becomes neutral, if necessary, dry the organic solvent layer with a drying agent such as anhydrous calcium sulfate or molecular sieves, and concentrate to dryness to obtain the desired silicone resin. can get. Incidentally, instead of the above concentration and dryness, the silicone resin may be separated by pouring the liquid concentrated to an appropriate concentration into a solvent that does not dissolve the silicone resin, such as acetonitrile. The silicone resin obtained in this way usually has a polystyrene equivalent number average molecular weight of 3000 to 3000.
200,000, it has good storage stability and will not become insolubilized even if stored at room temperature for a long time, for example, 2 to 3 months. The silicone resin obtained by the method of the present invention is
When trialkoxysilanes alone are used as raw materials,
Infrared absorption spectrum around 1135cm -1 and 1040cm -1
Strong absorption is observed nearby. On the other hand, the following general formula () (In the formula, R 6 is an organic group, and n means the number of repeats.) Organopolysilsesquioxane soluble in organic solvents has Si-O-Si bonds near 1135 cm -1 and 1040 cm -1 . Because it shows two strong and specific absorptions based on stretching motion (J. Polym. Sci., C
The silicone resin of the present invention also has the general formula ()
It is thought that it has the following structure. On the other hand, when a mixture of trialkoxysilanes and dialkoxysilanes is used as a raw material, silsesquioxane units (R 1 SiO 1.5 ) and diorganosiloxane units (R 3 R 4 SiO) are included. It is thought that the silicone resin has a mixed structure. In addition, even when one of trialkoxysilanes or dialkoxysilanes is subjected to hydrolysis and condensation reaction, the other one is further added, and the hydrolysis and condensation reaction is performed again, the silsesquioxane unit (R 1 SiO 1.5 ) and diorganosiloxane units (R 3 R 4 SiO) are considered to be a mixture of silicone resins. The silicone resin obtained by the method of the present invention is
It is soluble in organic solvents, does not become insolubilized in organic solvents even if left in a solid state at room temperature for a long period of time, and has good storage stability. Furthermore, this silicone resin has excellent heat resistance and excellent adhesion to substrates, so it can be used in a wide range of applications, for example, as a heat-resistant insulating film.
Specific applications include, for example, insulating protective films or interlayer insulating films for integrated circuits, liquid crystal alignment auxiliary films, heat-resistant paints, and modifiers for organic polymer surfaces. In addition, the method of the present invention does not use halogen compounds or metal hydroxides in the process, so the produced silicone resin is not contaminated with halogens or metals, and is especially suitable for integrated circuits that require high purity. It is suitable as a material in the electrical and electronic fields, such as an insulating protective film or an interlayer insulating film, a sealing or insulating material for semiconductor elements, and a material for magnetic memory. Examples of the method of the present invention are shown below, and the average molecular weight in the examples is a standard polystyrene equivalent number average molecular weight determined by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC) described below. GPC measurement method Equipment: High-temperature, high-speed gel permeation chromatogram (Model 150-
CALC/GPC) Column: Showa Denko K.K. SHODEX A-8M, length
50 cm Measurement temperature: 40°C Flow rate: 1 c.c./min Sample: 1 g of silicone resin was dissolved in 100 ml of tetrahydrofuran. As the standard polystyrene, standard polystyrene manufactured by Plessyer Chemical Company, USA was used. Example 1 In a reaction vessel equipped with a reflux condenser, a stirring bar, and a dropping funnel, 495 ml (3.95 mol) of methyl isobutyl ketone, 49.5 ml (0.35 mol) of methyltrimethoxysilane, and 12 ml (0.086 mol) of triethylamine were added.
added. Add water to this solution while stirring from the dropping funnel.
Although 66 ml (3.67 mol) was added dropwise, almost no heat generation was observed. Next, the reaction solution was heated at an oil bath temperature of 80°C for 4 hours to cause condensation, and after the reaction was completed, the organic solvent layer was separated and treated with a 0.2% by weight ammonium nitrate aqueous solution.
Washing was performed until the washing aqueous solution became neutral. Furthermore, after drying the organic solvent layer with molecular sieves, low boiling point substances were distilled off under reduced pressure to obtain a solid content. When this solid content is vacuum dried at 40℃ overnight,
14.3 g of silicone resin was obtained. The average molecular weight of this resin was 25,000. Example 2 198 ml (1.5 mol) of n-butyl acetate, 49.5 ml (0.35 mol) of methyltrimethoxysilane, 12 ml (0.086 mol) of triethylamine and 66 ml of water
(3.67 mol) and other operations and post-treatments were performed in the same manner as in Example 1 to obtain 14.1 g of silicone resin. The average molecular weight of this product was 30,000. Example 3 Same as Example 1 using 198 ml (1.56 mol) of 4-methyl-2-pentanol, 49.5 ml (0.35 mol) of methyltrimethoxysilane, 12 ml (0.086 mol) of triethylamine and 66 ml (3.67 mol) of water. After proper operation and post-treatment, 13.8g of silicone resin
I got it. The average molecular weight of this product was 18,000. Example 4 247.5 ml (3.06 mol) of tetrahydrofuran, 49.5 ml (0.35 mol) of methyltrimethoxysilane, 12 ml (0.086 mol) of triethylamine and 66 ml of water
(3.67 mol) was used, and other operations and post-treatments were carried out in the same manner as in Example 1, to obtain 14.8 g of silicone resin. The average molecular weight of this product was 23,000. Example 5 A solution of 432 ml (3.45 mol) of methyl isobutyl ketone, 36 ml (0.25 mol) of methyltrimethoxysilane and 3.3 ml (0.032 mol) of diethylamine is added with 48 ml of water.
ml (2.67 mol) and then heated at 80°C for 3 hours. Then, when post-treated in the same manner as in Example 1,
10.1 g of silicone resin was obtained and the average molecular weight was 35,000. Example 6 42 ml (0.3 mol) of methyltrimethoxysilane, 6.9 ml (0.05 mol) of dimethyldimethoxysilane and 12 ml (0.086 mol) of triethylamine were dissolved in 450 ml (3.59 mol) of methyl isobutyl ketone,
After adding 66 ml (3.67 mol) of water to this solution,
Heat condensation was carried out at 90°C for 5 hours. Then, the organic solvent layer was separated and diluted with 0.2% by weight ammonium nitrate aqueous solution.
Washing was performed until the washing water became neutral. After further concentrating the organic solution, the concentrated liquid was poured into acetonitrile, and the silicone resin was solidified and separated. This was vacuum dried overnight to obtain 13.1 g of silicone resin. The average molecular weight of this product was 20,000. Example 7 42 ml (0.3 mol) of methyltrimethoxysilane and 10 ml (0.072 mol) of triethylamine were dissolved in 380 ml (3.04 mol) of methyl isobutyl ketone,
After adding 54 ml (3.17 mol) of water to this solution,
Heated at 80°C for 2 hours. After cooling the reaction solution, add 6.9 ml (0.05 ml) of dimethylmethoxysilane to it.
mol) was added and further heated at 80°C for 2 hours.
Subsequently, the product was post-treated in the same manner as in Example 6 to obtain 13 g of silicone resin. The average molecular weight of this substance is
It was 24,000. Example 8 11.5 ml (0.088 mol) of triethylamine, 40 ml (0.279 mol) of methyltrimethoxysilane, 5.3 ml (0.035 mol) of vinyltrimethoxysilane, 6.5 ml (0.035 mol) of phenyltrimethoxysilane, 363 ml (2.9 mol) of methylisobutylketone ) and water 67.5
ml (3.75 mol) and other operations and post-treatments were performed in the same manner as in Example 1 to obtain 17 g of silicone resin. The average molecular weight of this product was 22,000. Example 9 10.3 ml (0.079 mol) of triethylamine, 40 ml (0.279 mol) of methyltrimethoxysilane and 4.8 ml (0.031 mol) of vinyltrimethoxysilane are dissolved in 356 ml (2.84 mol) of methyl isobutyl ketone, and 60 ml (2.84 mol) of water is added to this solution. After adding 3.33 mol), the mixture was heated at 80°C for 2 hours. Then, post-treatment was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain 15 g of silicone resin. The average molecular weight of this product was 24,000. Example 10 16 ml (0.112 mol) of methyltrimethoxysilane,
Phenyltrimethoxysilane 2.3ml (0.012mol),
Using 4.1 ml (0.031 mol) of triethylamine and 128 ml (1.02 mol) of methyl isobutyl ketone,
Other operations and post-treatments were performed in the same manner as in Example 1.
6 g of silicone resin was obtained. The average molecular weight of this product was 30,000. Example 11 490 ml (3.90 mol) of methyl isobutyl ketone, 13.7 ml (0.098 mol) of triethylamine and 36 ml of water
A mixed solution of 22.6 ml (0.18 mol) of methyl isobutyl ketone, 24.6 ml (0.17 mol) of methyltrimethoxysilane, and 2.8 ml (0.02 mol) of trimethoxysilane was added dropwise to the mixed solution (2.0 mol) over about 10 minutes. Thereafter, the reaction solution was heated and condensed at 70°C for 3 hours. Subsequently, 11.0 g of silicone resin was obtained by post-treatment in the same manner as in Example 1. The average molecular weight of this resin was 17,000. Example 12 495 ml (3.95 mol) of methyl isobutyl ketone, 67.0 ml (0.35 mol) of butyltrimethoxysilane, 12 ml (0.086 mol) of triethylamine, 66 ml (3.67 mol) of water.
13.0 g of silicone resin was obtained by carrying out the same operation as in Example 1 except using mol). The average molecular weight of this product was 23,000. Example 13 495 ml (3.95 mol) methyl isobutyl ketone, 55 ml (0.35 mol) ethyltrimethoxysilane, 12 ml (0.086 mol) triethylamine and 66 ml water
(3.67 mol) and the same operation as in Example 1 was performed except for the same procedure as in Example 1 to obtain 13.0 g of silicone resin. The average molecular weight of this resin was 21,000. Experimental Example 1 The thermal decomposition temperatures of the silicone resins obtained in Examples 1 to 13 under nitrogen were as shown in Table 1.

【表】【table】

【表】 上表の結果より、本発明により得られたシリコ
ーン樹脂、特にトリアルコキシシラン類単独を原
料としたものを熱硬化させた樹脂が極めて高い耐
熱性を示すことが分る。 以上、本発明によれば、長期間室温に保存して
も有機溶剤中で不溶化することがない熱硬化性の
樹脂が得られ、これを加熱成形することにより耐
熱性に優れたシリコーン樹脂製品を得ることがで
きる。また本発明方法では金属水酸化物を全く用
いないため、得られたシリコーン樹脂は高熱加熱
時における熱安定性に優れ、金属含量が極めて少
ないので、耐絶縁性等の電気的性質にも優れてい
る。
[Table] From the results in the above table, it can be seen that the silicone resin obtained according to the present invention, especially the resin obtained by thermosetting the silicone resin using trialkoxysilane alone as a raw material, exhibits extremely high heat resistance. As described above, according to the present invention, a thermosetting resin that does not become insolubilized in an organic solvent even when stored at room temperature for a long period of time can be obtained, and by thermoforming this resin, a silicone resin product with excellent heat resistance can be produced. Obtainable. Furthermore, since the method of the present invention does not use metal hydroxides at all, the obtained silicone resin has excellent thermal stability during high-temperature heating, and since the metal content is extremely low, it also has excellent electrical properties such as insulation resistance. There is.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一般式R1Si(OR23(式中R1は水素原子、低級
アルキル基、アルケニル基またはアリール基、
R2は低級アルキル基を意味する)で表わされる
トリアルコキシシラン類単独、または該トリアル
コキシシラン類と、一般式R3R4Si(OR52(式中
R3およびR4は同一または異なり、水素原子、低
級アルキル基、アルケニル基またはアリール基、
R5は低級アルキル基を意味する)で表わされる
ジアルコキシシラン類とを、有機溶媒、水および
有機塩基の存在下に加熱反応させることを特徴と
するシリコーン樹脂の製造方法。
1 General formula R 1 Si(OR 2 ) 3 (wherein R 1 is a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group,
R 2 means a lower alkyl group) alone or together with the trialkoxysilanes represented by the general formula R 3 R 4 Si(OR 5 ) 2 (in the formula
R 3 and R 4 are the same or different, and are a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group,
A method for producing a silicone resin, which comprises subjecting a dialkoxysilane represented by (R 5 means a lower alkyl group) to a heating reaction in the presence of an organic solvent, water and an organic base.
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