(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
体積平均粒径が0.1〜100μmのシリコーンエラストマー球状粒子の表面がポリメチルアルケニルシルセスキオキサンで被覆されているシリコーン粒子であって、該ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンの質量が、シリコーンエラストマー球状粒子該100質量部に対して0.5〜25質量部であり、かつ該ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンが表面にアルケニルシリル基を有し、このポリメチルアルケニルシルセスキオキサン表面のアルケニルシリル基量が、0.001mol/100g以上であることを特徴とするシリコーン粒子。
水、体積平均粒径が0.1〜100μmのシリコーンエラストマー球状粒子、アルカリ性物質、並びに、カチオン性界面活性剤及び/又はカチオン性水溶性高分子の存在下で、メチルトリメトキシシラン及びアルケニルトリメトキシシランを、加水分解・縮合させることにより、前記シリコーンエラストマー球状粒子の表面をポリメチルアルケニルシルセスキオキサンで被覆する、請求項1又は2に記載のシリコーン粒子の製造方法。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、本発明について更に詳しく説明する。
【0015】
シリコーン粒子
本発明のシリコーン粒子は、シリコーンエラストマー球状粒子と、その表面を被覆するポリメチルアルケニルシルセスキオキサンとを有してなるものであり、前記ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンの表面にアルケニルシリル基を有している。
該ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンの質量は、シリコーンエラストマー球状粒子100質量部に対して0.5〜25質量部であり、好ましくは1〜15質量部である。ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンが0.5質量部未満であると、凝集性が強く、分散性が悪くなり、25質量部より多いと応力緩和性能が乏しくなる。
【0016】
(シリコーンエラストマー球状粒子)
本発明のシリコーン粒子において、ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンにより表面が被覆される前のシリコーンエラストマー球状粒子は、体積平均粒径が0.1〜100μm、好ましくは0.5〜40μmのものである。シリコーンエラストマー球状粒子の体積平均粒径が0.1μm未満であると、得られるシリコーン粒子は、凝集性が高いため一次粒子にまで容易に分散しない。また、シリコーンエラストマー球状粒子の体積平均粒径が100μmより大きいと、樹脂の応力緩和剤用途においては、基材樹脂の強度等の特性を損なう上、応力緩和効果も十分に発揮されない。
【0017】
なお、体積平均粒径は、粒径に合わせ、顕微鏡法、光散乱法、レーザー回折法、液相沈降法、電気抵抗法等から適宜選択して測定される。また、本明細書において、「球状」とは、粒子の形状が、真球だけを意味するものではなく、最長軸の長さ/最短軸の長さ(アスペクト比)が平均して、通常、1〜4、好ましくは1〜2、より好ましくは1〜1.6、さらにより好ましくは1〜1.4の範囲にある変形した楕円体も含むことを意味する。粒子の形状は該粒子を光学顕微鏡や電子顕微鏡にて観察することにより確認することができる。
【0018】
シリコーンエラストマー球状粒子を構成するシリコーンエラストマーは、べたつきがないことが好ましく、そのゴム硬度は、JIS K 6253に規定されているタイプAデュロメーターによる測定で、5〜90が好ましく、より好ましくは20〜70の範囲である。5未満では、得られるシリコーン粒子は、凝集性が高く一次粒子にまで分散しづらくなる。また、90を超えると、樹脂の応力緩和効果が低下する虞がある。なお、ゴム硬度は、シリコーンエラストマー球状粒子の組成にて、JIS K 6253に規定されている形状・寸法の試験片を作製して測定した値をいう。
【0019】
前記シリコーンエラストマーは、例えば式−(R
12SiO
2/2)
n−で示される線状オルガノシロキサンブロックを有する硬化物である。ここで、式中のR
1は、置換又は非置換の炭素数1〜30の1価炭化水素基であり、nは、5〜5,000の正数である。
【0020】
上記式中、R
1としては、例えば、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、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘニコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラ
コシル基、トリアコ
ンチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、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;ビニル基、アリ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、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基;及びこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等の原子及び/又はアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、エポキシ基、グリシドキシ基、カルボキシル基等の置換基で置換した炭化水素基等が挙げられる。
【0021】
前記シリコーンエラストマーは、硬化性液状シリコーンから得られるものである。その硬化は、メトキシシリル基(≡SiOCH
3)とヒドロキシシリル基(≡SiOH)等との縮合反応、メルカプトプロピルシリル基(≡Si−C
3H
6SH)とビニルシリル基(≡SiCH=CH
2)とのラジカル反応、ビニルシリル基(≡SiCH=CH
2)とヒドロシリル基(≡SiH)との付加反応によるもの等が例示されるが、反応性の点から、付加反応による硬化が好ましい。
【0022】
付加反応による硬化でシリコーンエラストマーとする場合、平均式(1)
R
2aR
3bSiO
(4−a−b)/2 (1)
で示される一分子中に1価オレフィン性不飽和基を少なくとも2個有するオルガノポリシロキサンと、平均式(2)
R
4cH
dSiO
(4−c−d)/2 (2)
で示される一分子中にケイ素原子(Si)に結合した水素原子(H)を少なくとも3個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとからなる組み合わせ、又は、平均式(1)
R
2aR
3bSiO
(4−a−b)/2 (1)
で示される一分子中に1価オレフィン性不飽和基を少なくとも3個有するオルガノポリシロキサンと、平均式(2)
R
4cH
dSiO
(4−c−d)/2 (2)で示される一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとからなる組み合わせのいずれか一方において、1価オレフィン性不飽和基を有するオルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンが、1価オレフィン性不飽和基1個に対しヒドロシリル基が0.5〜2個となるような比率で配合された液状シリコーン組成物を白金族金属系触媒の存在下において付加反応させればよい。
【0023】
ここで、式中のR
2は、脂肪族不飽和基を除く、置換又は非置換の炭素数1〜30の1価炭化水素基であり、R
3は炭素数2〜6の1価オレフィン性不飽和基である。
a、bは、0<a<3、0<b≦3、0.1≦a+b≦3で示される正数であり、好ましくは0<a≦2.295、0.005≦b≦2.3、0.5≦a+b≦2.3である。R
4は脂肪族不飽和基を除く置換又は非置換の炭素数1〜30の1価の炭化水素基である。
c、dは0<c<3、0<d≦3、0.1≦c+d≦3で示される正数であり、好ましくは0<c≦2.295、0.005≦d≦2.3、0.5≦c+d≦2.3である。
【0024】
R
2としては、例えば、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、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘニコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラ
コシル基、トリアコ
ンチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、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;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基;及びこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等の原子及び/又はアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、エポキシ基、グリシドキシ基、カルボキシル基等の置換基で置換した炭化水素基等が挙げられるが、工業的には全R
2基中の50モル%以上がメチル基であることが好ましい。
【0025】
R
3としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等が挙げられるが、工業的にはビニル基が好ましい。
【0026】
R
4としては、上記R
2と同じものが例示される。
【0027】
このオレフィン性不飽和基を有するオルガノポリシロキサン及びオルガノハイドロジェンポリシロキサンの25℃における動粘度は、100,000mm
2/sを超えると、後記の製造方法において、分布の狭い粒子を得ることが難しくなることから、1〜100,000mm
2/sの範囲が好ましく、より好ましくは10,000mm
2/s以下である。また、オレフィン性不飽和基を有するオルガノポリシロキサン及びオルガノハイドロジェンポリシロキサンの構造としては、直鎖状、環状、分岐状いずれであっても良いが、特に直鎖状が好ましい。なお、この動粘度は、オストワルド粘度計による測定値である。
【0028】
直鎖状の構造のオレフィン性不飽和基を有するオルガノポリシロキサンとしては、下記式のものが例示される。
【0030】
(式(3)中、R
2及びR
3は上記式(1)中のものと同じものを示す。aは1〜1,500の整数、bは0または1〜500の整数、cおよびdは0、1、2または3であり、かつc+d=3、2d+b≧2である。)
【0031】
直鎖状の構造のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、下記式のものが例示される。
【0033】
(式(4)中、R
2及びR
4は上記式(1)、(2)中のものと同じものを示す。eは1〜1,500の整数、fは0または1〜500の整数、gおよびhは0、1、2または3であり、かつg+h=3、2h+f≧2である。)
【0034】
前記したように、オレフィン性不飽和基を有するオルガノポリシロキサンは一分子中に1価オレフィン性不飽和基を少なくとも2個有し、オルガノハイドロジェンポリシロキサンはケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも3個有する組み合わせとするか、又は、オレフィン性不飽和基を有するオルガノポリシロキサンは一分子中に1価オレフィン性不飽和基を少なくとも3個有し、オルガノハイドロジェンポリシロキサンはケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有する組み合わせとすることが必要である。ポリシロキサンの構造及び組み合わせをそのようにしないと、得られるエラストマー硬化物はべたつきのあるものとなる。
【0035】
これらの反応に用いる白金族金属系触媒としては、ヒドロシリル化反応に用いられる周知の触媒が挙げられ、その具体例としては、白金(白金黒を含む)、ロジウム、パラジウム等の白金族金属単体;H
2PtCl
4・kH
2O、H
2PtCl
6・kH
2O、NaHPtCl
6・kH
2O、KHPtCl
6・kH
2O、Na
2PtCl
6・kH
2O、K
2PtCl
4・kH
2O、PtCl
4・kH
2O、PtCl
2、Na
2HPtCl
4・kH
2O(但し、式中、kは0〜6の整数であり、好ましくは0又は6である)等の塩化白金、塩化白金酸及び塩化白金酸塩;アルコール変性塩化白金酸(米国特許第3,220,972号明細書参照);塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス(米国特許第3,159,601号明細書、同第3,159,662号明細書、同第3,775,452号明細書参照);白金黒、パラジウム等の白金族金属をアルミナ、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの;ロジウム−オレフィンコンプレックス;クロロトリス(トリフェニルフォスフィン)ロジウム(ウィルキンソン触媒);塩化白金、塩化白金酸又は塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサン、特にビニル基含有ジシロキサンまたはビニル基含有環状シロキサンとのコンプレックス等が挙げられる。
【0036】
該白金族金属系触媒の配合量はヒドロシリル化反応触媒としての有効量でよく、硬化性液状シリコーン組成物の合計量に対する触媒中の白金族金属の量が質量換算で、通常、0.1〜500ppm程度、好ましくは0.5〜200ppm程度、更に好ましくは0.1〜100ppm程度となる量である。
【0037】
本発明のシリコーン粒子を構成するシリコーンエラストマー球状粒子は、その粒子中に、シリコーンオイル、オルガノシラン、無機系粉末、有機系粉末等を含有していてもよい。
【0038】
シリコーンエラストマー球状粒子は、公知の方法によって水分散液の形で製造することができる。例えば、付加反応による硬化でシリコーンエラストマーとする場合、前記したオレフィン性不飽和基を有するオルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンからなる液状シリコーン組成物に界面活性剤と水を添加し、乳化を行い、エマルジョンとした後に白金族金属系触媒を添加して付加反応を行う方法が挙げられる。
【0039】
ここで用いる界面活性剤は、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤又は両イオン性界面活性剤である。アニオン界面活性剤は、後記するポリメチルアルケニルシルセスキオキサンを被覆する工程で使用するカチオン性界面活性剤又はカチオン性水溶性高分子の作用を抑制し、またカチオン性界面活性剤又はカチオン性水溶性高分子を添加した際にシリコーンエラストマー球状粒子の分散性が損なわれることにより凝集を起こしてしまう場合もある。
【0040】
ここで用いる非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、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、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレン変性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変性オルガノポリシロキサン等が挙げられる。
【0041】
カチオン性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルジメチルアンモニウム塩、ジポリオキシエチレンアルキルメチルアンモニウム塩、トリポリオキシエチレンアルキルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、アルキルピリジウム塩、モノアルキルアミン塩、モノアルキルアミドアミン塩等が挙げられる。
【0042】
両イオン性界面活性剤としては、アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルジメチルカルボキシベタイン、アルキルアミドプロピルジメチルカルボキシベタイン、アルキルヒドロキシスルホベタイン、アルキルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。
【0043】
これらの界面活性剤は、1種を単独で又は2種以上を併用することができるが、少量で前記の液状シリコーン組成物を乳化することができ、微細な粒子とすることができる非イオン性界面活性剤が好ましい。界面活性剤が多すぎると、後記の製造方法によってポリメチルアルケニルシルセスキオキサンを被覆することが困難となる。界面活性剤の使用量は、液状シリコーン組成物100質量部に対して20質量部以下であることが好ましい。また、0.01質量部未満では微細な粒子とすることが困難となるので、0.01〜20質量部の範囲とすることが好ましく、より好ましくは0.05〜5質量部である。
【0044】
乳化を行うには、一般的な乳化分散機を用いればよく、ホモディスパー等の高速回転遠心放射型攪拌機、ホモミキサー等の高速回転剪断型攪拌機、ホモジナイザー等の高圧噴射式乳化分散機、コロイドミル、超音波乳化機等が挙げられる。
【0045】
白金族金属系触媒が水に対する分散性が悪い場合には、界面活性剤に溶解した状態でエマルジョンに添加することが好ましい。界面活性剤としては、前記のものが挙げられ、特に非イオン性界面活性剤が好ましい。
【0046】
付加反応は、室温で行ってもよいが、反応が完結しない場合には、100℃未満の加熱下で行ってもよい。
【0047】
(ポリメチルアルケニルシルセスキオキサン)
本発明のシリコーン粒子において、シリコーンエラストマー球状粒子表面を被覆しているポリメチルアルケニルシルセスキオキサンは、粒状の形状である。シリコーン粒子表面を電子顕微鏡にて観察することにより確認することができる。
ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンの量はシリコーンエラストマー球状粒子100質量部に対し0.5〜25質量部、好ましくは1〜15質量部である。ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンが0.5質量部未満であると、凝集性が強く、分散性が悪くなり、25質量部より多いと応力緩和性能が乏しくなる。
【0048】
ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンは、式CH
3SiO
3/2で示されるメチルシルセスキオキサン単位および式R
5SiO
3/2で示されるアルケニルシルセスキオキサン単位が三次元網目状に架橋したレジン状固体物である。式中、R
5は、アルケニル基であり、本発明においては炭素数2〜6のアルケニル基が好ましい。具体的には、ビニル基、アリル基、4−ブテニル基、5−ペンテニル基、6−ヘキセニル基が挙げられ、特にはビニル基が好ましい。
【0049】
本発明においては、メチルシルセスキオキサン単位とアルケニルシルセスキオキサン単位の比率は、モル比で99:1〜10:90が好ましく、より好ましくは95:5〜30:70の範囲である。アルケニルシルセスキオキサン単位が少ないと、後記のポリメチルアルケニルシルセスキオキサン表面にアルケニルシリル基を有するものとすることが困難となるし、多いと、シリコーン粒子の凝集性が強くなり、分散性が悪くなる。
【0050】
本発明のシリコーン粒子において、ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンはその表面にアルケニルシリル基を有している。メチルシルセスキオキサン単位およびアルケニルシルセスキオキサン単位からなる組成であっても、表面にアルケニルシリル基を有しているとは限らない。表面がメチルシルセスキオキサン単位から構成され、内部にアルケニルシルセスキオキサン単位が存在する構造である場合には、表面にはアルケニルシリル基が存在しないことになる。ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンの表面にアルケニルシリル基を有していることは、ハヌス法やウィイス法などのヨウ素価を測定する試験により確認することができる。ポリメチルアルケニルシルセスキオキサン表面のアルケニルシリル基量は、少ないと樹脂との密着性の向上が期待できなくなることから、シリコーン粒子中0.001mol/100g以上0.05mol/100g以下が好ましく、より好ましくは0.003mol/100g以上0.02mol/100g以下である。
【0051】
ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンは、得られるシリコーン粒子の非凝集性、分散性等の特性を損なわない範囲で、メチルシルセスキオキサン単位およびアルケニルシルセスキオキサン単位の他に、R
6SiO
3/2単位、R
72SiO
2/2単位、R
73SiO
1/2単位、及びSiO
4/2単位の少なくとも1種を含んでいてもよい。式中のR
6は、メチル基およびアルケニル基を除く、置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基である。R
6としては、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、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、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;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基;及びこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)等の原子及び/又はアミノ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、エポキシ基、グリシドキシ基、メルカプト基、カルボキシル基等の置換基で置換した炭化水素基等が挙げられる。式中のR
7は、置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基である。R
7としては、R
6と同じものおよびメチル基、アルケニル基が挙げられる。
【0052】
シリコーン粒子の製造方法
本発明のシリコーン粒子は、水と、体積平均粒径が0.1〜100μmのシリコーンエラストマー球状粒子と、アルカリ性物質と、カチオン性界面活性剤及び/又はカチオン性水溶性高分子との存在下で、メチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシランを加水分解・縮合させて、前記シリコーンエラストマー球状粒子の表面をポリメチルアルケニルシルセスキオキサンで被覆することによって得られる。
【0053】
(シリコーンエラストマー球状粒子)
シリコーンエラストマー球状粒子は、体積平均粒径が0.1〜100μmのものとし、例えば前記の水分散液の形で製造されたものを使用するが、その水分散液をそのまま使用してもよいし、さらに水を添加してもよい。なお、シリコーンエラストマー球状粒子は、水100質量部に対し1〜150質量部となる量が好ましく、より好ましくは5〜70質量部の範囲である。1質量部未満では目的とするシリコーン粒子の生成効率が低くなるし、150質量部より多くするとシリコーンエラストマー球状粒子表面にポリメチルアルケニルシルセスキオキサン樹脂を被覆させることが困難となり、粒子の凝集、融着が生じることもある。
【0054】
(カチオン性界面活性剤・カチオン性水溶性高分子)
カチオン性界面活性剤やカチオン性水溶性高分子は、シリコーンエラストマー球状粒子表面を被覆するポリメチルアルケニルシルセスキオキサン表面にアルケニルシリル基を有した構造とする作用がある。カチオン性界面活性剤及び/又はカチオン性水溶性高分子が存在しない系で、後記のようにしてメチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシランを加水分解・縮合させて得られるポリメチルアルケニルシルセスキオキサンは、その表面にアルケニルシリル基を有する構造とならない。この場合、ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンはその表面はメチルシルセスキオキサン単位で構成され、アルケニルシルセスキオキサン単位は内部に存在する構造となっていると推測される。
【0055】
カチオン性界面活性剤、カチオン性水溶性高分子は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
カチオン性界面活性剤及び/又はカチオン性水溶性高分子の添加量は、水100質量部に対し、0.001〜1質量部が好ましく、より好ましくは、0.005〜0.5質量部の範囲である。0.001質量部未満ではポリメチルアルケニルシルセスキオキサン表面にアルケニル基を有した構造となり難く、1質量部より多いとシリコーンエラストマー球状粒子表面にポリメチルアルケニルシルセスキオキサンが被覆され難くなる。
【0056】
カチオン性界面活性剤は特に限定されず、前記と同じものが例示される。
カチオン性水溶性高分子も特に限定されず、例えば、ジメチルジアリルアンモニウムクロライドの重合体、ビニルイミダゾリンの重合体、メチルビニルイミダゾリウムクロライドの重合体、アクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロライドの重合体、メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロライドの重合体、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライドの重合体、メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライドの重合体、エピクロルヒドリン/ジメチルアミン重合体、エチレンイミンの重合体、エチレンイミンの重合体の4級化物、アリルアミン塩酸塩の重合体、ポリリジン、カチオンデンプン、カチオン化セルロース、キトサン、及びこれらに非イオン性基やアニオン性基を持つモノマーを共重合する等したこれらの誘導体等が挙げられる。
【0057】
(アルカリ性物質)
アルカリ性物質はメチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシランの加水分解・縮合反応触媒として作用する。アルカリ性物質は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。アルカリ性物質はそのまま添加してもアルカリ性水溶液として添加してもよい。アルカリ性物質は、水、シリコーンエラストマー球状粒子、及びカチオン性界面活性剤又はカチオン性水溶性高分子を含む水分散液にメチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシランを添加する前に配合しておくことが好ましい。メチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシラン添加後にアルカリ性物質を添加すると、シリコーンエラストマー球状粒子表面にポリメチルアルケニルシルセスキオキサンが被覆されない場合がある。
【0058】
アルカリ性物質の添加量は、水と、シリコーンエラストマー球状粒子と、カチオン性界面活性剤及び/又はカチオン性水溶性高分子と、前記アルカリ性物質とを含む水分散液のpHが好ましくは10.0〜13.0、より好ましくは10.5〜12.5の範囲となる量である。該pHが10.0〜13.0となる量のアルカリ性物質を添加すると、メチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシランの加水分解・縮合反応の進行及びポリメチルアルケニルシルセスキオキサンによるシリコーンエラストマー球状粒子表面の被覆が特に十分なものとなる。
【0059】
アルカリ性物質は特に限定されず、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物;水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属水酸化物;炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩;アンモニア;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド;又はモノメチルアミン、モノエチルアミン、モノプロピルアミン、モノブチルアミン、モノペンチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン等のアミン類等を使用することができる。なかでも、揮発させることにより、得られるシリコーン粒子の粉末から容易に除去できることから、アンモニアが最も適している。アンモニアとしては、市販されているアンモニア水溶液を用いることができる。
【0060】
(メチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシラン)
メチルトリメトキシシランは、式 CH
3Si(OCH
3)
3で表され、アルケニルトリメトキシシランは式 R
5Si(OCH
3)
3で表される。式中、R
5は、アルケニル基であり、本発明においては炭素数2〜6のアルケニル基が好ましい。具体的には、ビニル基、アリル基、4−ブテニル基、5−ペンテニル基、6−ヘキセニル基が挙げられ、特にはビニル基が好ましい。
【0061】
メチルトリメトキシシランとアルケニルトリメトキシシランの比率のモル比は、加水分解・縮合させて生成したポリメチルアルケニルシルセスキオキサンのメチルシルセスキオキサン単位とアルケニルシルセスキオキサン単位のモル比となる。よって、メチルトリメトキシシランとアルケニルトリメトキシシランの比率の好ましい範囲は、前記したポリメチルアルケニルシルセスキオキサンのメチルシルセスキオキサン単位とアルケニルシルセスキオキサン単位の比率と同じであり、モル比で99:1〜10:90であり、より好ましくは95:5〜30:70である。
【0062】
ポリメチルアルケニルシルセスキオキサン中にR
62SiO
3/2単位、R
72SiO
2/2単位、R
73SiO
1/2単位、及びSiO
4/2単位の少なくとも1種を導入したい場合には、それぞれに対応するR
62Si(OR
7)
3、R
72Si(OR
8)
2、R
73SiOR
8、及びSi(OR
8)
4の少なくとも1種を添加すればよい。ここで、R
6及びR
7は前述のとおりである。R
8は非置換の炭素原子数1〜6の1価炭化水素基である。R
8としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられるが、反応性の点からメチル基であることが好ましい。
【0063】
メチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシランの添加量は、前記したシリコーンエラストマー球状粒子100質量部に対しポリメチルアルケニルシルセスキオキサンの量が0.5〜25質量部、好ましくは1〜15質量部の範囲になるような量とする。
【0064】
(加水分解・縮合反応)
シリコーンエラストマー球状粒子が分散した、アルカリ性物質とカチオン性界面活性剤及び/又はカチオン性水溶性高分子とを溶解させた水溶液に、メチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシランを添加し、加水分解・縮合させる。縮合物、すなわち、ポリメチルアルケニルシルセスキオキサンは前記シリコーンエラストマー球状粒子の表面に付着し、それによりシリコーンエラストマー球状粒子の表面がポリメチルアルケニルシルセスキオキサンで被覆されることになる。
【0065】
メチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシランの添加は、プロペラ翼、平板翼等の通常の攪拌機を用いて攪拌下で行うことが好ましい。メチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシランは、一度に添加してもよいが、時間をかけて添加することが好ましい。滴下時間は1分〜3時間の範囲で、より好ましくは10分〜1時間である。また、メチルトリメトキシシランとアルケニルトリメトキシシランとを混合溶解して添加してもよいし、別々に添加してもよい。
【0066】
このときの温度は0〜60℃とすることが好ましく、より好ましくは0〜40℃の範囲である。該温度が0〜60℃であると、シリコーンエラストマー球状粒子表面にうまくポリメチルアルケニルシルセスキオキサンを被覆することができる。
【0067】
攪拌は、メチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシランの添加後も、メチルトリメトキシシランおよびアルケニルトリメトキシシランの加水分解・縮合反応が完結するまで継続する。加水分解・縮合反応を完結させるためには、該反応は室温で行っても40〜100℃程度の加熱下で行ってもよい。
【0068】
(粉末化)
加水分解・縮合反応後、得られた本発明のシリコーン粒子の水分散液から水分を除去する。水分の除去は、例えば、反応後の水分散液を常圧下又は減圧下に加熱することにより行うことができ、具体的には、分散液を加熱下で静置して水分を除去する方法、分散液を加熱下で撹拌流動させながら水分を除去する方法、スプレードライヤーのように熱風気流中に分散液を噴霧、分散させる方法、流動熱媒体を利用する方法等が挙げられる。なお、この操作の前処理として、加熱脱水、濾過分離、遠心分離、デカンテーション等の方法で分散液を濃縮してもよいし、必要ならば分散液を水やアルコールで洗浄してもよい。
【0069】
反応後の水分散液から水分を除去することにより得られた生成物が凝集している場合には、ジェットミル、ボールミル、ハンマーミル等の粉砕機で解砕することにより、シリコーン粒子を得ることができる。
【実施例】
【0070】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、例中、動粘度は25℃において測定した値であり、濃度及び含有率を表す「%」は「質量%」を示す。また、分散性の評価は以下のように行った。
【0071】
〔非凝集性の評価(メッシュパス量の測定)〕
上から、60メッシュの篩、100メッシュの篩、200メッシュの篩の順に重ね、60メッシュの篩上に粒子試料を約2g秤取り、粉体特性装置(パウダテスタPT−E型、ホソカワミクロン(株)製)を用いて、90秒間、振幅1mmの振動を与え、それぞれのメッシュのパス量を測定した。メッシュパス量は%で表し、パス量が多いほど非凝集性が高いと判断される。
【0072】
〔ビニル基量の測定〕
三角フラスコに、粒子試料を正確に秤量し、次いでメタノールを添加し粒子試料を分散させる。ハヌス試薬(臭化ヨウ素の酢酸溶液)を加え、マグネチックスターラーにて1時間撹拌する。ここに過剰のヨウ化カリウム水溶液を添加し、1分間撹拌した後、チオ硫酸ナトリウム水溶液にて滴定する。チオ硫酸ナトリウムの滴定量から反応に使われなかったヨウ素量を算出する。さらにそれより算出される反応に使われたヨウ素量がビニル基量となる。
【0073】
〔実施例1〕
下記式(5)で示される、動粘度が600mm
2/sのメチルビニルポリシロキサン500gと、下記式(6)で示される、動粘度が27mm
2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン20g(オレフィン性不飽和基1個に対しヒドロシリル基が1.13個となる配合量)とを容量1リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて2,000rpmで撹拌溶解させた。次いで、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(エチレンオキサイド付加モル数=9モル)3gと水65gを加え、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油滴型となり、増粘が認められ、更に、15分間撹拌を継続した。次いで、2,000rpmで撹拌しながら、水410gを加えたところ、均一な白色エマルジョンが得られた。このエマルジョンを錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量1リットルのガラスフラスコに移し、15〜20℃に温調した後、撹拌下に塩化白金酸−ビニル基含有ジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金含有量0.5%)1gとポリオキシエチレンラウリルエーテル(エチレンオキサイド付加モル数=9モル)1gの混合溶解物を添加し、同温度で12時間撹拌し、シリコーンエラストマー粒子の水分散液を得た。
【0074】
【化3】
【0075】
得られた水分散液中のシリコーンエラストマー粒子の形状を光学顕微鏡にて観察したところ、球状であり、体積平均粒径を電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、5μmであった。
【0076】
また、シリコーンエラストマー粒子を構成するシリコーンエラストマーの硬度を以下のように測定した。前記式(5)で示されるメチルビニルポリシロキサン、前記式(6)で示されるメチルハイドロジェンポリシロキサン、及び塩化白金酸−ビニル基含有ジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金含有量0.5%)を前記の配合割合で混合し、厚みが10mmになるようアルミシャーレに流し込んだ。25℃で24時間放置後、50℃の恒温槽内で1時間加熱し、べたつきのないシリコーンエラストマーを得た。シリコーンエラストマーの硬度を、デュロメーターA硬度計で測定したところ、28であった。
【0077】
前記で得られたシリコーンエラストマー球状粒子の水分散液288gを錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水672g、28%アンモニア水19g、及び40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)1g(水100質量部に対しジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体が0.05質量部となる量)を添加した。このときの液のpHは、11.3であった。5〜10℃に温調した後、メチルトリメトキシシラン9.4gおよびビニルトリメトキシシラン10.2g(シリコーンエラストマー球状粒子100質量部に対し、加水分解・縮合反応後のポリメチルビニルシルセスキオキサンが6.7質量部となる量。メチルトリメトキシシランとビニルトリメトキシシランのモル比は50:50。)を25分かけて滴下し、この間の液温を5〜10℃に保ち、さらに1時間攪拌を行った。次いで、55〜60℃まで加熱し、その温度を保ったまま1時間攪拌を行い、メチルトリメトキシシランおよびビニルトリメトキシシランの加水分解、縮合反応を完結させた。
【0078】
シリコーンエラストマー粒子の水分散液中でメチルトリメトキシシランを加水分解、縮合反応させた液を加圧ろ過器を用いて水分約30%に脱水した。脱水物を錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水1000gを添加し、30分間攪拌を行った後、加圧ろ過器を用いて脱水した。脱水物を再度錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水1000gを添加し、30分間攪拌を行った後、加圧ろ過器を用いて脱水した。脱水物を熱風流動乾燥機中で105℃の温度で乾燥し、乾燥物をジェットミルで解砕し、流動性のあるシリコーン粒子を得た。
【0079】
得られたシリコーン粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液と同等で、体積平均粒径は5μmであった。
このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状粒子表面が粒状形状のポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆した粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したところ、0.006mol/100gであった。
【0080】
〔実施例2〕
実施例1において、40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)1gの代わりに、カチオン化セルロース(商品名:ポイズC−60H、花王(株)製)0.4g(水100質量部に対し0.05質量部となる量)を用いた他は、実施例1と同様にしてシリコーン粒子を得た。
【0081】
得られたシリコーン粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液と同等で、体積平均粒径は5μmであった。
このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状粒子表面が粒状形状のポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆した粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したところ、0.006mol/100gであった。
【0082】
〔実施例3〕
実施例1において、40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)1gの代わりに、30%ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド(商品名:カチオンBB、日油(株)製)1.3g(水100質量部に対しドデシルトリメチルアンモニウムクロライドが0.05質量部となる量)を用いた他は、実施例1と同様にしてシリコーン粒子を得た。
【0083】
得られたシリコーン粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液と同等で、体積平均粒径は5μmであった。
このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状微粒子表面が粒状形状のポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆した粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したところ、0.006mol/100gであった。
【0084】
〔実施例4〕
実施例1において、40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)1gの代わりに、30%ポリエチレンイミン(商品名:エポミンP−1000、(株)日本触媒製)1.3g(水100質量部に対しポリエチレンイミンが0.05質量部となる量)を用いた他は、実施例1と同様にしてシリコーン粒子を得た。
【0085】
得られたシリコーン粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液と同等で、体積平均粒径は5μmであった。
このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状粒子表面が粒状形状のポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆した粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したところ、0.006mol/100gであった。
【0086】
〔実施例5〕
実施例1において、40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)1gの代わりに、75%ジアルキル(炭素数12〜18)ジメチルアンモニウムクロライド(商品名:コータミンD2345P、花王(株)製)0.5g(水100質量部に対しジアルキル(炭素数12〜18)ジメチルアンモニウムクロライドが0.05質量部となる量)を用いた他は、実施例1と同様にしてシリコーン粒子を得た。
【0087】
得られたシリコーン粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液と同等で、体積平均粒径は5μmであった。
このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状微粒子表面が粒状形状のポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆した微粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したところ、0.006mol/100gであった。
【0088】
〔実施例6〕
実施例1において、40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)1gの代わりに、20%トリポリオキシエチレンステアリルアンモニウムクロライド(商品名:カチナールSPC−20AC、東邦化学工業(株)製)2g(水100質量部に対しトリポリオキシエチレンステアリルアンモニウムクロライドが0.05質量部となる量)を用いた他は、実施例1と同様にしてシリコーン粒子を得た。
【0089】
得られたシリコーン粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液と同等で、体積平均粒径は5μmであった。
また、このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状微粒子表面が粒状形状のポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆した粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したところ、0.006mol/100gであった。
【0090】
〔実施例7〕
実施例1で得られたシリコーンエラストマー球状粒子の水分散液288gを錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水672g、28%アンモニア水19g、及び40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)1g(水100質量部に対しジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体が0.05質量部となる量)を添加した。このときの液のpHは、11.3であった。5〜10℃に温調した後、メチルトリメトキシシラン15.8gおよびビニルトリメトキシシラン4.3g(シリコーンエラストマー球状粒子100質量部に対し、加水分解・縮合反応後のポリメチルビニルシルセスキオキサンが6.7質量部となる量。メチルトリメトキシシランとビニルトリメトキシシランのモル比は80:20。)を25分かけて滴下し、この間の液温を5〜10℃に保ち、さらに1時間攪拌を行った。次いで、55〜60℃まで加熱し、その温度を保ったまま1時間攪拌を行い、メチルトリメトキシシランおよびビニルトリメトキシシランの加水分解、縮合反応を完結させた。
シリコーンエラストマー粒子の水分散液中でメチルトリメトキシシランを加水分解、縮合反応させた液を加圧ろ過器を用いて水分約30%に脱水した。脱水物を錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水1000gを添加し、30分間攪拌を行った後、加圧ろ過器を用いて脱水した。脱水物を再度錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水1000gを添加し、30分間攪拌を行った後、加圧ろ過器を用いて脱水した。脱水物を熱風流動乾燥機中で105℃の温度で乾燥し、乾燥物をジェットミルで解砕し、流動性のあるシリコーン粒子を得た。
【0091】
得られたシリコーン粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液と同等で、体積平均粒径は5μmであった。
このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状粒子表面が粒状形状のポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆した粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したところ、0.003mol/100gであった。
【0092】
〔実施例8〕
下記式(7)で示される、動粘度が65mm
2/sのメチルビニルポリシロキサン525gと前記式(6)で示される、動粘度が27mm
2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン75g(オレフィン性不飽和基1個に対しヒドロシリル基が1.16個となる配合量)を容量5リットルのガラスビーカーに仕込み、ホモミキサーを用いて2,000rpmで撹拌溶解させた。次いで、ポリオキシエチレンセチルエーテル(エチレンオキサイド付加モル数=10モル)3.8gと水100gを加え、ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌したところ、水中油滴型となり、増粘が認められ、更に、15分間撹拌を継続した。次いで、2,000rpmで撹拌しながら水4,294gを加えた後、ホモジナイザーに100MPaの圧力で1回かけ、均一な白色エマルジョンが得られた。このエマルジョンを錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量5リットルのガラスフラスコに移し、15〜20℃に温調した後、撹拌下に塩化白金酸−ビニル基含有ジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金含有量0.5%)1.2gとポリオキシエチレンラウリルエーテル(エチレンオキサイド付加モル数=9モル)1.2gの混合溶解物を添加し、同温度で12時間撹拌し、シリコーンエラストマー粒子の水分散液を得た。
【0093】
【化4】
【0094】
得られた水分散液中のシリコーンエラストマー粒子の形状を光学顕微鏡にて観察したところ、球状であり、体積平均粒径を電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、2μmであった。
また、シリコーンエラストマー粒子を構成するシリコーンエラストマーの硬度を以下のように測定した。前記式(7)で示されるメチルビニルポリシロキサン、前記式(6)で示されるメチルハイドロジェンポリシロキサン、及び塩化白金酸−ビニル基含有ジシロキサン錯体のトルエン溶液(白金含有量0.5%)を前記の配合割合で混合し、厚みが10mmになるようアルミシャーレに流し込んだ。25℃で24時間放置後、50℃の恒温槽内で1時間加熱し、べたつきのないシリコーンエラストマーを得た。シリコーンエラストマーの硬度を、デュロメーターA硬度計で測定したところ、50であった。
【0095】
前記で得られたシリコーンエラストマー球状粒子の水分散液917gを錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水42g、28%アンモニア水20g、及び40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)1.1g(水100質量部に対しジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体が0.05質量部となる量)を添加した。このときの液のpHは、11.4であった。5〜10℃に温調した後、メチルトリメトキシシラン9.5gおよびビニルトリメトキシシラン10.4g(シリコーンエラストマー球状粒子100質量部に対し、加水分解・縮合反応後のポリメチルビニルシルセスキオキサンが9.3質量部となる量。メチルトリメトキシシランとビニルトリメトキシシランのモル比は50:50。)を20分かけて滴下し、この間の液温を5〜10℃に保ち、さらに1時間攪拌を行った。次いで、55〜60℃まで加熱し、その温度を保ったまま1時間攪拌を行い、メチルトリメトキシシランおよびビニルトリメトキシシランの加水分解、縮合反応を完結させた。
シリコーンエラストマー粒子の水分散液中でメチルトリメトキシシランを加水分解、縮合反応させた液を加圧ろ過器を用いて水分約30%に脱水した。脱水物を錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水1000gを添加し、30分間攪拌を行った後、加圧ろ過器を用いて脱水した。脱水物を再度錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水1000gを添加し、30分間攪拌を行った後、加圧ろ過器を用いて脱水した。脱水物を熱風流動乾燥機中で105℃の温度で乾燥し、乾燥物をジェットミルで解砕し、流動性のあるシリコーン粒子を得た。
【0096】
得られたシリコーン粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液と同等で、体積平均粒径は2μmであった。
このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状粒子表面が粒状形状のポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆した粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したところ、0.007mol/100gであった。
【0097】
〔実施例9〕
実施例8で得られたシリコーンエラストマー球状粒子の水分散液917gを錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水41g、28%アンモニア水20g、及び40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)1.1g(水100質量部に対しジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体が0.05質量部となる量)を添加した。このときの液のpHは、11.4であった。5〜10℃に温調した後、メチルトリメトキシシラン18.3gおよびビニルトリメトキシシラン2.2g(シリコーンエラストマー球状粒子100質量部に対し、加水分解・縮合反応後のポリメチルビニルシルセスキオキサンが9.3質量部となる量。メチルトリメトキシシランとビニルトリメトキシシランのモル比は90:10。)を20分かけて滴下し、この間の液温を5〜10℃に保ち、さらに1時間攪拌を行った。次いで、55〜60℃まで加熱し、その温度を保ったまま1時間攪拌を行い、メチルトリメトキシシランおよびビニルトリメトキシシランの加水分解、縮合反応を完結させた。
シリコーンエラストマー粒子の水分散液中でメチルトリメトキシシランを加水分解、縮合反応させた液を加圧ろ過器を用いて水分約30%に脱水した。脱水物を錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水1000gを添加し、30分間攪拌を行った後、加圧ろ過器を用いて脱水した。脱水物を再度錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水1000gを添加し、30分間攪拌を行った後、加圧ろ過器を用いて脱水した。脱水物を熱風流動乾燥機中で105℃の温度で乾燥し、乾燥物をジェットミルで解砕し、流動性のあるシリコーン粒子を得た。
【0098】
得られたシリコーン粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液と同等で、体積平均粒径は2μmであった。
このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状粒子表面が粒状形状のポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆した粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したところ、0.003mol/100gであった。
【0099】
〔実施例10〕
実施例1において、40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)1gを0.4gとした他は、実施例1と同様にしてシリコーン粒子を得た。
得られたシリコーン粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液と同等で、体積平均粒径は5μmであった。
このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状粒子表面が粒状形状のポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆した粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したところ、0.005mol/100gであった。
【0100】
〔比較例1〕
実施例1において、40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)を使用しない以外は、実施例1と同様にしてシリコーン粒子を得た。
【0101】
得られたシリコーン微粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液と同等で、体積平均粒径5μmであった。
このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状粒子表面が粒状形状のポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆した粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したが、0.001mol/100g未満であった。
【0102】
〔比較例2〕
実施例1で得られたシリコーンエラストマー球状粒子の水分散液288gを錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水672g、28%アンモニア水19g、及び40%ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体水溶液(商品名:MEポリマーH40W、東邦化学工業(株)製)1g(水100質量部に対しジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合体が0.05質量部となる量)を添加した。このときの液のpHは、11.3であった。5〜10℃に温調した後
、ビニルトリメトキシシラ
ン(シリコーンエラストマー球状粒子100質量部に対し、加水分解・縮合反応後のポ
リビニルシルセスキオキサンが6.7質量部となる量
。)を25分かけて滴下し、この間の液温を5〜10℃に保ち、さらに1時間攪拌を行った。次いで、55〜60℃まで加熱し、その温度を保ったまま1時間攪拌を行い、ビニルトリメトキシシランの加水分解、縮合反応を完結させた。
シリコーンエラストマー粒子の水分散液中で
ビニルトリメトキシシランを加水分解、縮合反応させた液を加圧ろ過器を用いて水分約30%に脱水した。脱水物を錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水1000gを添加し、30分間攪拌を行った後、加圧ろ過器を用いて脱水した。脱水物を再度錨型攪拌翼による撹拌装置の付いた容量2リットルのガラスフラスコに移し、水1000gを添加し、30分間攪拌を行った後、加圧ろ過器を用いて脱水した。脱水物を熱風流動乾燥機中で105℃の温度で乾燥し、乾燥物をジェットミルで解砕し、シリコーン粒子を得た。
【0103】
得られたシリコーン粒子を界面活性剤を用いて水に分散させて、電気抵抗法粒度分布測定装置(マルチサイザー3、ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定したところ、粒度分布は前記のシリコーンエラストマー粒子の水分散液に比較し粒径の大きいところの粒度が多く、体積平均粒径は6μmであった。
このシリコーン粒子を電子顕微鏡で観察したところ、シリコーンエラストマー球状粒子表面が粒状形状のポリビニルシルセスキオキサンで被覆した粒子となっていることが確認された。
このシリコーン粒子について、前記した方法で非凝集性を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
このシリコーン粒子について、前記した方法でビニル基量を測定したところ、0.007mol/100gであった。
【0104】
【表1】
【0105】
実施例1〜10のシリコーン微粒子は、カチオン性界面活性剤及び/又はカチオン性水溶性高分子との存在下で、メチルトリメトキシシランおよびビニルトリメトキシシランを加水分解・縮合させて、シリコーンエラストマー球状粒子の表面をポリメチルビニルシルセスキオキサンで被覆させており、この場合、ポリメチルビニルシルセスキオキサン表面にビニルシリル基を有している。
【0106】
比較例1は、カチオン性界面活性剤及び/又はカチオン性水溶性高分子を使用しておらず、ポリメチルビニルシルセスキオキサン表面にビニルシリル基が確認されない。比較例2は、シリコーンエラストマー球状粒子の表面をポリビニルシルセスキオキサンで被覆させたものであり、当然ポリビニルシルセスキオキサン表面にはビニルシリル基を有するが、凝集性が高く、基材に対する分散性が悪いものと推測される。