JP2008037985A - Polymer-modified silicon compound/polyurethane composite - Google Patents

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英介 山田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To remarkably improve mechanical characteristics of a conventional composite obtained by directly dispersing organized clay, etc., prepared by modifying silica or clay which is a silicon compound in a polyurethane. <P>SOLUTION: The compatibility of interfaces between particles and the polyurethane is improved by previously modifying silicon compound particles with a polymer of an ethylenically unsaturated monomer in a polyurethane composite obtained by dispersing and compositing the silicon compound particles such as aluminosilicate particles or polysilicic acid particles in the polyurethane. For example, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate or butyl methacrylate is preferably used as the ethylenically unsaturated monomer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットに関する。より詳しくは、機械的特性に優れ、建築用構造材、工業用部材、車両用素材の各種分野に応用できるポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットに関する。   The present invention relates to a polymer-modified silicon compound / polyurethane composite. More specifically, the present invention relates to a polymer-modified silicon compound / polyurethane composite that has excellent mechanical properties and can be applied to various fields of building structural materials, industrial members, and vehicle materials.

ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットとは、マトリックスであるポリウレタンを有機成分とし、ケイ素化合物粒子を無機成分とする有機・無機のコンポジット(複合体)であって、当該ポリウレタンコンポジットは、弾性率等の機械的特性に優れており、特に構造部材として好適に使用することができる。   A silicon compound / polyurethane composite is an organic / inorganic composite (composite) containing polyurethane as a matrix as an organic component and silicon compound particles as an inorganic component. The polyurethane composite has mechanical properties such as elastic modulus. In particular, it can be suitably used as a structural member.

従来このようなコンポジットに関し、特に、無機成分であるケイ素化合物が、ポリケイ酸であるシラノールを有するシリカである場合、および、モンモリロナイトに代表されるアルミノケイ酸塩である粘土である場合の、ポリウタレンコンポジットに関しては、これまで数多くの提案がなされてきている。   Conventionally, with respect to such a composite, in particular, when the silicon compound which is an inorganic component is silica having silanol which is polysilicic acid, and a clay which is an aluminosilicate represented by montmorillonite, a polyutalene composite Many proposals have been made so far.

ここで、ケイ素化合物粒子であるシリカ粒子(以下、単に「ケイ素化合物」、「シリカ」等ということがある。)を無機成分、ポリウレタンを有機成分とする有機・無機コンポジットについては、例えば以下の方法で得られることが知られている。すなわち、(1)微粉状のシリカをブレンド(混合)する方法、(2)コロイダルシリカを混合する方法、及び(3)アルコキシシランを利用するゾルゲル法などが公知である。   Here, for an organic / inorganic composite in which silica particles (hereinafter, simply referred to as “silicon compound”, “silica”, etc.) as silicon compound particles are inorganic components and polyurethane is an organic component, for example, the following method is used. It is known that That is, (1) a method of blending (mixing) finely divided silica, (2) a method of mixing colloidal silica, and (3) a sol-gel method using alkoxysilane are known.

しかして、上記(1)及び(2)の混合法により得られるコンポジットの製造方法は、最も容易に実施できるものであるが、通常混合法におけるシリカは、焼成法シリカやコロイダルシリカ等のナノポーラス構造を有していないシリカ粒子をブレンドして得られるコンポジットであり、後記するような、ナノポーラス構造を有する粒子から得られる本発明のコンポジットとは基本的に異なるものである。   Thus, the composite production method obtained by the mixing method of (1) and (2) can be most easily carried out, but the silica in the normal mixing method is a nanoporous structure such as calcined silica or colloidal silica. This is a composite obtained by blending silica particles that do not have, and is fundamentally different from the composite of the present invention obtained from particles having a nanoporous structure as described later.

またゾルゲル法による(3)の方法としては、カチオン性ポリウレタンからゾルゲル法によりシリカとポリウレタンのナノコンポジットを得る方法(非特許文献1)、ポリウレタン樹脂溶液からゾルゲル法によりポリウレタンとシリカのコンポジットを得る方法(非特許文献2)などが提案されている。   As the method of (3) by the sol-gel method, a method of obtaining a silica-polyurethane nanocomposite from a cationic polyurethane by a sol-gel method (Non-Patent Document 1), and a method of obtaining a polyurethane-silica composite from a polyurethane resin solution by a sol-gel method (Non-Patent Document 2) has been proposed.

これらゾルゲル法によるコンポジット中におけるシリカは、そのシリカ相の大きさが50nmを超える界面の明確な中空構造を持たない粒子状のものであって、独立した相を形成していることが示されている。これらのコンポジットは、後記する本発明のように、特定の高分子を、シリカとポリウレタンとをナノオーダーで高分散させるために相溶化剤的に使用するコンポジットではない。   It is shown that the silica in these sol-gel composites is in the form of particles that do not have a clear hollow structure with an interface whose silica phase exceeds 50 nm and forms an independent phase. Yes. These composites are not composites in which a specific polymer is used as a compatibilizing agent in order to highly disperse silica and polyurethane in the nano order as in the present invention described later.

また、ケイ素化合物が、モンモリロナイトに代表されるアルミノケイ酸塩である粘土であり、これとポリウレタンとのコンポジットに関しては、代表的に(1)モンモリロナイト等の粘土を、アルキルアミンで有機化した粘土(以下、「有機化粘土」という。)をポリウレタンにブレンドする方法が知られている。これに関し、例えば、有機化粘土と熱可塑性ポリウレタンとの組み合わせの例(特許文献1)、弾性繊維用途の溶剤タイプのポリウレタンとの組み合わせの例(特許文献2)、及び、水性ポリウレタンとの組み合わせの例(特許文献3)などが提案されている。   Moreover, the silicon compound is a clay that is an aluminosilicate represented by montmorillonite, and the composite of this and polyurethane is typically (1) a clay obtained by organicizing a clay such as montmorillonite with an alkylamine (hereinafter referred to as a clay). , "Organized clay") is known to be blended with polyurethane. In this regard, for example, an example of a combination of an organized clay and a thermoplastic polyurethane (Patent Document 1), an example of a combination with a solvent type polyurethane for use in elastic fibers (Patent Document 2), and a combination with an aqueous polyurethane An example (Patent Document 3) has been proposed.

一方、(2)予めウレタン原料に、上記のような有機化粘土をブレンドし、ポリウレタンを生成させつつ発泡体のコンポジットを得る例(特許文献4)や、弾性体のコンポジットを得る例(特許文献5)なども提案されている。   On the other hand, (2) An example of obtaining a foam composite while blending the above organic raw clay with a urethane raw material in advance to produce polyurethane (Patent Document 4), or an example of obtaining an elastic composite (Patent Document) 5) etc. are also proposed.

また、モンモリロナイト等の粘土を、イソシアナートと反応性を有し、かつ、アミンを有する化合物で有機化した粘土(以下、「イソシアナート反応性有機化粘土」という。)を、ポリウレタンの生成時におけるポリウレタンの原料として使用し、イソシアナート反応性有機化粘土とポリウレタンとのコンポジットを得る方法も知られている(非特許文献3)。   Also, clay obtained by reacting clay such as montmorillonite with an isocyanate and compounding with an amine-containing compound (hereinafter referred to as “isocyanate-reactive organized clay”) is used at the time of polyurethane production. A method is also known in which a composite of an isocyanate-reactive organic clay and polyurethane is used as a raw material for polyurethane (Non-patent Document 3).

しかしながら、これらの方法はいずれも有機化粘土を直接ポリウレタンに分散させコンポジットを得る方法であり、後記する本発明のように、粘土等の粒子を、ポリウレタン中にナノオーダーで高分散させるために相溶化剤的な機能をもつ特定の高分子で変性して使用するコンポジットではない。   However, any of these methods is a method in which an organic clay is directly dispersed in polyurethane to obtain a composite. As in the present invention described later, in order to highly disperse particles such as clay in the nano-order in the polyurethane, It is not a composite that is modified with a specific polymer having a solubilizing function.

上記したような、ケイ素化合物であるシリカや粘土を変性した有機化粘土を使用し、これらを直接ポリウレタンに分散して得られるコンポジットは、その機械的特性、例えば弾性率の向上に限界があり、また、色相が悪化するなどの欠点を有するものであった。   The composite obtained by using organically modified clay modified with silica or clay, which is a silicon compound, as described above, has a limit in improving its mechanical properties, such as elastic modulus, In addition, it has drawbacks such as deterioration of hue.

特開平10−168305号公報(特許請求の範囲(請求項1〜9))JP-A-10-168305 (Claims (Claims 1 to 9)) 特表2000−513414号公報(特許請求の範囲(請求項1〜40))JP 2000-513414 A (Claims (Claims 1 to 40)) 特開2006−143991号公報(特許請求の範囲(請求項9〜11))JP 2006-143991 A (Claims (Claims 9 to 11)) 特開2003−335831号公報(特許請求の範囲(請求項1〜6))JP 2003-335831 A (Claims (Claims 1 to 6)) 特開2005−139272号公報(特許請求の範囲(請求項1〜6))JP-A-2005-139272 (Claims (Claims 1 to 6)) Yan Zhu et al, "Preparation of Silicon Dioxide /Polyurethane Nanocomposites by Sol-Gel Process", Journal of Applied Polymer Science, 2004, Vol.92, p2013-2016Yan Zhu et al, "Preparation of Silicon Dioxide / Polyurethane Nanocomposites by Sol-Gel Process", Journal of Applied Polymer Science, 2004, Vol.92, p2013-2016 合田秀樹,"ポリウレタン−シリカハイブリットの材料物性"、高分子論文集、Vol.59、No.10、p596-601(2002)Hideki Goda, “Material Properties of Polyurethane-Silica Hybrid”, Polymer Papers, Vol.59, No.10, p596-601 (2002) Asim Pattanayak et al, "Properties of bulk-polymerized thermoplastic polyurethane nanocomposites", Polymer, 2005, Vol.46, p3394-3406Asim Pattanayak et al, "Properties of bulk-polymerized thermoplastic polyurethane nanocomposites", Polymer, 2005, Vol.46, p3394-3406

本発明の目的は、従来のポリウレタンコンポジット、すなわち、ケイ素化合物であるシリカや粘土を変性した有機化粘土等を使用し、これらを直接ポリウレタンに分散して得られる従来のコンポジットにおけるその弾性率等の機械的特性の限界を超え、かつ、従来と比較して、より少ないケイ素化合物配合量において、一層当該機械的特性を向上させた、ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットを提供することである。
また、従来しばしば指摘されていた、コンポジットにおける色相が悪化するなどの問題を解決することである。
The object of the present invention is to use a conventional polyurethane composite, that is, an elastic clay in a conventional composite obtained by dispersing silica directly into polyurethane using silica or clay that is a silicon compound. The object is to provide a silicon compound / polyurethane composite that exceeds the limit of mechanical properties and further improves the mechanical properties with a smaller amount of silicon compound compared to the conventional one.
Another object of the present invention is to solve the problems often pointed out in the past, such as deterioration of hue in composites.

本発明者らは、上記課題の重要性に鑑み鋭意検討した結果、ケイ素化合物粒子を、相溶化剤的な機能を有する特定の高分子で予め変性することにより、当該ケイ素化合物粒子をよりポリウレタン中にナノオーダーで高分散させることができ、従来にない優れた機械的特性等を有するコンポジットが形成しうることを見いだし、本発明を完成した。   As a result of intensive studies in view of the importance of the above problems, the present inventors have previously modified the silicon compound particles with a specific polymer having a function as a compatibilizer so that the silicon compound particles can be further contained in polyurethane. It was found that a composite having excellent mechanical properties and the like that can be highly dispersed in the nano order can be formed, and the present invention has been completed.

本発明によれば、以下のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットが提供される。
〔1〕
ケイ素化合物粒子がポリウレタン中に分散・複合化されてなるケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットにおいて、当該ケイ素化合物粒子があらかじめポリマー変性されているポリマー変性粒子であることを特徴とするポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジット。
According to the present invention, the following polymer-modified silicon compound / polyurethane composite is provided.
[1]
A polymer-modified silicon compound / polyurethane composite, characterized in that, in a silicon compound / polyurethane composite in which silicon compound particles are dispersed and composited in polyurethane, the silicon compound particles are polymer-modified particles that have been polymer-modified in advance.

〔2〕
ケイ素化合物粒子が、アルミノケイ酸塩粒子及び/又はポリケイ酸粒子である〔1〕に記載のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジット。
[2]
The polymer-modified silicon compound / polyurethane composite according to [1], wherein the silicon compound particles are aluminosilicate particles and / or polysilicate particles.

〔3〕
ケイ素化合物粒子が、エチレン性不飽和モノマーの重合体により変性されたポリマー変性粒子である〔1〕又は〔2〕に記載のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジット。
[3]
The polymer-modified silicon compound / polyurethane composite according to [1] or [2], wherein the silicon compound particles are polymer-modified particles modified with a polymer of an ethylenically unsaturated monomer.

〔4〕
ポリマー変性ケイ素化合物粒子が、当該粒子の分散媒体中において、分散剤の存在下或いは非存在下で、当該エチレン性不飽和モノマーを重合させて得られるものである〔3〕に記載のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジット。
[4]
The polymer-modified silicon compound particle according to [3], wherein the polymer-modified silicon compound particle is obtained by polymerizing the ethylenically unsaturated monomer in the dispersion medium of the particle in the presence or absence of a dispersant. Compound / polyurethane composite.

〔5〕
エチレン性不飽和モノマーが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタアクリレート、ラウリルメタクリレート、グリシジールアクリレート、グリシジールメタクリレート、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル、アクリル酸2−ジメチルアミノエチル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−アルキル置換アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、α−ブチルスチレン、ブタジエン、イソプレン、ジビニルベンゼン、酢酸ビニル、エチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフタレート、エチレングリコールジアクリレート、アリルアクリレート及びアリルメタクリレートからなる群より選択される少なくとも一つのエチレン性不飽和モノマーである〔3〕又は〔4〕に記載のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジット。
[5]
Ethylenically unsaturated monomers are methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, lauryl methacrylate, glycidyl Acrylate, glycidyl methacrylate, 2-dimethylaminoethyl methacrylate, 2-dimethylaminoethyl acrylate, acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, N-alkyl substituted acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl methacrylamide, 2-hydroxyethyl acrylate 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylonitrile, styrene, α-methylstyrene, p-hydroxystyrene, α-butylstyrene, butadiene, isoprene, divinylbenzene, vinyl acetate, ethylene glycol dimethacrylate, diallyl phthalate, ethylene glycol diacrylate, The polymer-modified silicon compound / polyurethane composite according to [3] or [4], which is at least one ethylenically unsaturated monomer selected from the group consisting of allyl acrylate and allyl methacrylate.

本発明のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットは、以下に詳述するように、従来にない新規の有機/無機複合構造を有していると推定されるものであり、弾性率等の機械的特性を大幅に向上させたものである。   The polymer-modified silicon compound / polyurethane composite of the present invention is presumed to have an unprecedented novel organic / inorganic composite structure as described in detail below, and mechanical properties such as elastic modulus Is greatly improved.

より具体的には、当該コンポジットは、ポリマー変性ケイ素化合物と熱可塑型のポリウレタンとの組み合わせの場合においては、熱可塑性を保持しつつ優れたリサイクル性をもち、わずかな無機成分含有量にもかかわらず大幅な弾性率の向上を示すとともに、良好な色相を有するという作用効果を奏するものである。   More specifically, in the case of a combination of a polymer-modified silicon compound and a thermoplastic polyurethane, the composite has excellent recyclability while maintaining thermoplasticity, and despite a slight inorganic component content. In addition, it exhibits a significant improvement in elastic modulus and has the effect of having a good hue.

また、熱硬化型のポリウレタンとの組み合わせの場合においても、同様にわずかな無機成分含有量にもかかわらず、大きな弾性率の向上を示すという作用効果を奏する。   Also, in the case of a combination with a thermosetting polyurethane, the effect of exhibiting a large improvement in elastic modulus is exhibited in spite of a slight inorganic component content.

以下、本発明を詳細に説明する。
(ポリマー変性ケイ素化合物粒子)
本発明のケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットにおいては、当該ケイ素化合物粒子があらかじめポリマー変性されているポリマー変性粒子であることを特徴とする。そして、好ましくは、当該ケイ素化合物粒子が、アルミノケイ酸塩粒子かポリケイ酸粒子であるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(Polymer-modified silicon compound particles)
The silicon compound / polyurethane composite of the present invention is characterized in that the silicon compound particles are polymer-modified particles that have been polymer-modified in advance. Preferably, the silicon compound particles are aluminosilicate particles or polysilicate particles.

(アルミノケイ酸塩粒子)
ポリマー変性されるアルミノケイ酸塩としては、通常のものが使用可能であり、特に限定するものではないが、好ましくは粘土鉱物(以下単に「粘土」という。)である、フィロケイ酸塩などがあり、スメクタイト族クレーであるモンモリロナイト、ベントナイト、ノントロナイト、バイデライト、ボルコンスコアイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、ステブンサイト、マガジアイト、ケニヤイト、ヘロサイト、バーミキュライト族クレーのバーミキュル石、アンチゴライト族クレーのアンチゴライト、クリソタイルなどが使用可能なものとして例示される。
(Aluminosilicate particles)
As the aluminosilicate to be polymer-modified, ordinary ones can be used and are not particularly limited, but preferably include a clay mineral (hereinafter simply referred to as “clay”), a phyllosilicate, and the like. Smectite clays montmorillonite, bentonite, nontronite, beidellite, vorconite, hectorite, saponite, sauconite, stevensite, magadiite, kenyanite, herosite, vermiculite clay vermiculite, antigolite clay anti Golite, chrysotile and the like are exemplified as usable.

また、カオリン族クレーであるカオリナイト、ハロイサイト、ナクライトおよびバイロフィライト質クレー、雲母又はマイカ族クレー鉱物である白雲母、金雲母などの雲母、マーガライト、膨潤性マイカ、テトラシリリックマイカ、テニオライトなどもアルミノケイ酸塩として使用可能である。   Also, kaolinite kaolinite, halloysite, nacrite and virophilite clay, mica or mica or muscovite mica, phlogopite mica, margarite, swelling mica, tetrasilic mica, teniolite Can also be used as aluminosilicates.

これら粘土等としては1nm〜10μm、好ましくは1nm〜5μm程度の粒径のものであり、特にナノスケールのものが好ましい。また層状構造または多層構造のものが好ましい。   These clays and the like have a particle size of about 1 nm to 10 μm, preferably about 1 nm to 5 μm, and particularly preferably nanoscale. A layered structure or a multilayer structure is preferred.

なお、これら粘土等としては、その目的に応じて、好ましい特性を有するものが市販品として入手可能であり、例えばクニミネ工業社より市販されている「クニピア−F」は、カチオン交換容量が115ミリ当量(meq)/100gのスメクタイトクレーのモンモリロナイトであり、本発明に好適に使用できる。また同社の「クニピア−G」や「スメクトン−SA」も好適に使用される。   In addition, as these clays or the like, those having preferable characteristics can be obtained as commercial products depending on the purpose. For example, “Kunipia-F” marketed by Kunimine Industries Co., Ltd. has a cation exchange capacity of 115 mm. An equivalent (meq) / 100 g smectite clay montmorillonite, which can be suitably used in the present invention. The company's “Kunipia-G” and “Smecton-SA” are also preferably used.

(ポリケイ酸粒子)
ポリマー変性されるポリケイ酸としては、例えばケニアアイト、マカタイト、アイラアイト、カネマイト、オクトシリケート等の天然或いは合成の層状ポリケイ酸又はその塩であってよく、好ましくは多孔質シリカ(ポーラスシリカ)である。
(Polysilicate particles)
The polysilicic acid to be polymer-modified may be, for example, natural or synthetic layered polysilicic acid such as Kenyaite, macatite, islayite, kanemite, octosilicate, or a salt thereof, and is preferably porous silica (porous silica).

そのうちでも、特に、"Studies in Surface Science and Catalysis",84,p125-132(1994)及び"Studies in Surface Science and Catalysis", 92, p143-148(1995) 等に開示されているメソポーラスシリカが好ましい。これらは一般にFMS(Folded Sheet Mesoporous material)と称されているポーラスシリカであって、その細孔が、1.5から4.0nm程度で、粒径はμmオーダーから10μmオーダーまでの分布をもつシリカである。かかるポーラスシリカとしては、例えば太陽化学社から、商品名:NPM(Nano Porous Material)-4として市販されているものが、本発明に好適に使用できる。なお、本発明において、ポリケイ酸としては、ポリケイ酸塩も含まれるものとする。   Among them, the mesoporous silica disclosed in “Studies in Surface Science and Catalysis”, 84, p125-132 (1994) and “Studies in Surface Science and Catalysis”, 92, p143-148 (1995) is particularly preferable. . These are porous silicas generally called FMS (Folded Sheet Mesoporous material), the pores of which are about 1.5 to 4.0 nm, and the particle diameters are distributed from μm order to 10 μm order. It is. As such porous silica, for example, those commercially available from Taiyo Kagaku under the trade name: NPM (Nano Porous Material) -4 can be suitably used in the present invention. In the present invention, polysilicate includes polysilicate.

ケイ素化合物粒子が好ましくは多層構造や多孔質構造の場合は、そのポリマー変性時、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の変性用ポリマーのモノマーが当該粒子の層間や細孔(またはナノ孔)中に入りこんだ状態で重合する。すなわち、多量の当該ポリマーを当該粒子中に取り込むことが可能であるため、当該粒子を多量の変性用ポリマーで被覆することが可能となる。その場合、後記実施例に示すように、多層構造の層間に侵入し重合したPMMA等が当該粒子の層状構造の層を押し広げ、剥離(面剥離)せしめることも好ましい。その際、当該ケイ素化合物粒子またはその面剥離した粒子がPMMA等中に分散する状態となっていてもよい。   When the silicon compound particles preferably have a multilayer structure or a porous structure, the monomer of the modifying polymer such as polymethyl methacrylate (PMMA) does not enter the interlayers or pores (or nanopores) of the particles when the polymer is modified. Polymerize in the state. That is, since a large amount of the polymer can be taken into the particle, the particle can be coated with a large amount of the modifying polymer. In this case, as shown in the examples described later, it is also preferable that PMMA or the like that penetrates and polymerizes between layers of a multilayer structure spreads the layer of the layer structure of the particles and peels (peel separation). At that time, the silicon compound particles or the surface-exfoliated particles may be dispersed in PMMA or the like.

当該変性用ポリマーであるPMMA等はポリウレタンと高い相溶性を有するものであるから、当該ポリマー変性ケイ素化合物粒子をポリウレタンにブレンドし混練する工程において、当該PMMA等は、マトリクスであるポリウレタンと互いに相溶し、当該粒子とポリウレタンとの相溶化剤として機能するため、PMMA等を介してケイ素化合物粒子はポリウレタン中に安定的に分散したコンポジットを形成すると考えられる。   Since the modifying polymer PMMA or the like has high compatibility with polyurethane, in the step of blending and kneading the polymer-modified silicon compound particles with polyurethane, the PMMA or the like is mutually compatible with the matrix polyurethane. In order to function as a compatibilizer between the particles and the polyurethane, the silicon compound particles are considered to form a composite that is stably dispersed in the polyurethane via PMMA or the like.

(変性用ポリマー)
本発明においては、当該ケイ素化合物粒子をあらかじめポリマー変性するが、当該変性用ポリマーとしては、ケイ素化合物粒子とポリウレタン間の一種の相溶化剤として作用しうるものであれば、特に限定することなく使用される。
(Modifying polymer)
In the present invention, the silicon compound particles are polymer-modified in advance. The modifying polymer is not particularly limited as long as it can act as a kind of compatibilizer between the silicon compound particles and polyurethane. Is done.

ポリマー変性に用いられるかかるポリマーとしては、好ましくはエチレン性不飽和モノマーを重合して得られる化合物(重合体)である。   Such a polymer used for polymer modification is preferably a compound (polymer) obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer.

エチレン性不飽和モノマーとしては、エチレン性不飽和モノマーが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタアクリレート、ラウリルメタクリレート、グリシジールアクリレート、グリシジールメタクリレート、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチルの3級のアミノ基を有するメタクリレート;アクリル酸2−ジメチルアミノエチルなどの3級のアミノ基を有するアクリレート;アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−アルキル置換アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、α−ブチルスチレン、ブタジエン、イソプレン、ジビニルベンゼン、酢酸ビニル、エチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフタレート、エチレングリコールジアクリレート、アリルアクリレート及びアリルメタクリレートからなる群より選択される少なくとも一つのエチレン性不飽和モノマーであることが好ましい。   Examples of the ethylenically unsaturated monomer include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, and lauryl. Methacrylate, lauryl methacrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, methacrylate having tertiary amino group such as 2-dimethylaminoethyl methacrylate; acrylate having tertiary amino group such as 2-dimethylaminoethyl acrylate; acrylic Acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, N-alkyl substituted acrylamide, N, N-di Tilaminopropylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylmethacrylamide, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylonitrile, styrene, α-methylstyrene, p-hydroxystyrene, α-butylstyrene, butadiene, isoprene, It is preferably at least one ethylenically unsaturated monomer selected from the group consisting of divinylbenzene, vinyl acetate, ethylene glycol dimethacrylate, diallyl phthalate, ethylene glycol diacrylate, allyl acrylate and allyl methacrylate.

また、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチルなどの3級のアミノ基を有するメタクリレートやアクリル酸2−ジメチルアミノエチルなどの3級のアミノ基を有するアクリレートを使用することにより、例えば水系において、分散剤非存在下で高分子を得ることが出来る。   Further, by using a methacrylate having a tertiary amino group such as 2-dimethylaminoethyl methacrylate or an acrylate having a tertiary amino group such as 2-dimethylaminoethyl acrylate, for example, in a water system, the dispersant is not used. A polymer can be obtained in the presence.

(分散媒、分散剤等)
当該エチレン性不飽和モノマーの重合反応としては、イオン重合でもラジカル重合など特に重合末端種に限定されるものではないが、ラジカル重合が好ましい。
(Dispersion medium, dispersant, etc.)
The polymerization reaction of the ethylenically unsaturated monomer is not particularly limited to a polymerization terminal species such as ionic polymerization or radical polymerization, but radical polymerization is preferred.

重合反応を行う分散媒としては、特に限定するものではなく、水、有機溶剤系、液化二酸化炭素、超臨界状態の二酸化炭素などいずれも好ましく使用される。これらのなかでも経済性を考慮すると分散媒としては水が好ましい。   The dispersion medium for carrying out the polymerization reaction is not particularly limited, and water, organic solvent system, liquefied carbon dioxide, supercritical carbon dioxide and the like are preferably used. Among these, water is preferable as the dispersion medium in consideration of economy.

また、重合は、分散剤(界面活性剤)の存在下、または非存在下で実施される。分散剤(界面活性剤)を使用する場合は、ノニオン系、カチオン系、アニオン系のいずれの界面活性剤も使用できる。とくに分散媒として水を選択使用し、ラジカル重合で高分子を得る場合の分散剤としては、ラウリル硫酸ナトリウムが好ましい。   The polymerization is carried out in the presence or absence of a dispersant (surfactant). When a dispersant (surfactant) is used, any nonionic, cationic, or anionic surfactant can be used. In particular, sodium lauryl sulfate is preferable as a dispersant when water is selectively used as a dispersion medium and a polymer is obtained by radical polymerization.

分散剤の使用量は、生成される高分子100質量部に対して多くて、0.1〜20質量部、好ましくは0.5〜10質量部程度である。   The amount of the dispersing agent used is at most 0.1 to 20 parts by mass, preferably about 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the produced polymer.

(ポリマー変性反応)
重合反応(変性反応)を行うための反応装置(混合分散重合装置)としては、特に限定するものではないが、ケイ素化合物粒子を十分分散せしめるための撹拌手段を備え、及び好ましくは加熱手段、温度制御手段、原料供給手段(滴下手段等)等を備えた撹拌槽型のものが好ましく使用される。撹拌手段としては、通常の3枚後退翼型、櫂型、パドル型、プロペラ型、タービン型等の撹拌翼や、空気等気体吹き込みによるものでもよく、さらに、分散を促進するために、機械的混合とともに、空気吹き込みや超音波印加を併用することも可能である。
(Polymer modification reaction)
The reaction apparatus (mixing dispersion polymerization apparatus) for carrying out the polymerization reaction (modification reaction) is not particularly limited, but has a stirring means for sufficiently dispersing the silicon compound particles, and preferably a heating means, a temperature. A stirring tank type equipped with control means, raw material supply means (dropping means, etc.) and the like is preferably used. The stirring means may be a normal three-blade swept blade type, a saddle type, a paddle type, a propeller type, a turbine type, or the like, or by a gas blow such as air, and in order to promote dispersion, Along with mixing, air blowing or ultrasonic application can be used in combination.

本発明において、ポリマー変性ケイ素化合物粒子は、かかる反応装置を使用し、好ましくは当該ケイ素化合物粒子の分散媒体中において、分散剤の存在下或いは非存在下で、当該エチレン性不飽和モノマーを重合させて得られる。   In the present invention, the polymer-modified silicon compound particles are obtained by polymerizing the ethylenically unsaturated monomer in the dispersion medium of the silicon compound particles, preferably in the presence or absence of a dispersant, using such a reactor. Obtained.

ここでは、代表的な例として分散媒として水を使用する場合について述べるが、水以外の分散媒の場合もこれに準じて同様に実施できる。   Here, a case where water is used as a dispersion medium will be described as a representative example, but the same can be applied to a dispersion medium other than water.

まず、上記反応装置に粘土及び/又はポーラスシリカ等のケイ素化合物粒子及び分散媒である水を装入し、当該粒子を予め媒体である水に十分分散させることが好ましい。分散するときの温度は10〜90℃、好ましくは20〜80℃程度で、分散時間は、0.1〜20時間、好ましくは0.2〜15時間、さらに好ましくは0.5〜10時間程度である。   First, it is preferable that silicon compound particles such as clay and / or porous silica and water as a dispersion medium are charged into the reactor, and the particles are sufficiently dispersed in water as a medium in advance. The temperature during dispersion is 10 to 90 ° C., preferably about 20 to 80 ° C., and the dispersion time is 0.1 to 20 hours, preferably 0.2 to 15 hours, more preferably about 0.5 to 10 hours. It is.

なお、分散剤を使用するときはこの段階で混合しておき、更に、エチレン性不飽和モノマーの一部又は全量を、所望によりこの段階で混合することも出来る。エチレン性不飽和モノマーの使用量は、粒子1質量部に対し、0.1〜100質量部、好ましくは1〜50質量部、さらに好ましくは5〜30質量部である。   In addition, when using a dispersing agent, it mixes at this stage, Furthermore, a part or whole quantity of an ethylenically unsaturated monomer can also be mixed at this stage if desired. The amount of the ethylenically unsaturated monomer used is 0.1 to 100 parts by mass, preferably 1 to 50 parts by mass, and more preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 1 part by mass of the particles.

粘土及び/又はポーラスシリカ等ケイ素化合物の濃度は、分散媒である水100質量部に対して、0.1〜200質量部、好ましくは1〜150質量部、さらに好ましくは5〜100質量部程度である。   The concentration of the silicon compound such as clay and / or porous silica is 0.1 to 200 parts by weight, preferably 1 to 150 parts by weight, more preferably about 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of water as the dispersion medium. It is.

なお、この予備分散の段階において、エチレン性不飽和モノマーの一部を混合する場合、当該モノマーの濃度は、水100質量部に対して、0.1〜200質量部、好ましくは1〜150質量部、さらに好ましくは5〜100質量部程度である。   In the preliminary dispersion stage, when a part of the ethylenically unsaturated monomer is mixed, the concentration of the monomer is 0.1 to 200 parts by mass, preferably 1 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of water. Part, more preferably about 5 to 100 parts by mass.

以下重合反応の操作の一例を、ラジカル重合の場合について述べるが、重合末端種がイオンである場合も同様の手順となる。分散剤を使用する場合は、エチレン性不飽和モノマーの全量(或いはエチレン性不飽和モノマーの一部を予備混合段階で混合した場合は、残量)を、室温から70℃の温度において、上記予め調製した、粘土及び/又はポーラスシリカ等ケイ素化合物粒子の分散液に均一に混合分散する。この場合、機械的撹拌とともに、上記のごとく分散を促進するために超音波を併用することも可能である。   Hereinafter, an example of the operation of the polymerization reaction will be described in the case of radical polymerization, but the same procedure is performed when the polymerization terminal species is an ion. When using a dispersant, the total amount of the ethylenically unsaturated monomer (or the remaining amount when a part of the ethylenically unsaturated monomer is mixed in the premixing stage) is added in advance to the above temperature at a temperature of room temperature to 70 ° C. The prepared dispersion of silicon compound particles such as clay and / or porous silica is uniformly mixed and dispersed. In this case, it is also possible to use ultrasonic waves together with mechanical stirring in order to promote dispersion as described above.

当該分散時間は、上記したように0.1〜20時間、好ましくは0.2〜15時間、さらに好ましくは0.5〜10時間程度である。   As described above, the dispersion time is about 0.1 to 20 hours, preferably about 0.2 to 15 hours, and more preferably about 0.5 to 10 hours.

引き続いて、ラジカル重合の開始剤であるペルオキソ2硫酸カリウム等の水溶液を滴下し重合を開始する。当該開始剤の使用量は、エチレン性不飽和モノマー100質量部に対して、0.01〜20質量部、好ましくは0.01〜10質量部程度である。開始剤としてはペルオキソ2硫酸カリウム以外の一般的にラジカル重合開始剤として市販されているものが使用できる。   Subsequently, an aqueous solution of potassium peroxodisulfate or the like, which is a radical polymerization initiator, is dropped to initiate polymerization. The usage-amount of the said initiator is 0.01-20 mass parts with respect to 100 mass parts of ethylenically unsaturated monomers, Preferably it is about 0.01-10 mass parts. As the initiator, those generally marketed as radical polymerization initiators other than potassium peroxodisulfate can be used.

重合温度は、20〜90℃、好ましくは30〜80℃程度、重合時間は3〜60時間、好ましくは6〜48時間、さらに好ましくは8〜24時間程度である。   The polymerization temperature is 20 to 90 ° C., preferably about 30 to 80 ° C., and the polymerization time is 3 to 60 hours, preferably 6 to 48 hours, more preferably about 8 to 24 hours.

一方、分散剤を使用しない場合も、基本的には同様の操作により行われる。
すなわち、同様の反応装置を使用し、まず、粘土及び/又はポーラスシリカ等ケイ素化合物粒子を水及びエチレン性不飽和モノマーの一部に分散させる。
On the other hand, when the dispersant is not used, the same operation is basically performed.
That is, using the same reaction apparatus, first, silicon compound particles such as clay and / or porous silica are dispersed in water and a part of the ethylenically unsaturated monomer.

分散するときの温度は室温〜90℃、好ましくは20〜80℃で、分散時間は1〜20時間、好ましくは2〜12時間である。   The temperature at the time of dispersion is room temperature to 90 ° C., preferably 20 to 80 ° C., and the dispersion time is 1 to 20 hours, preferably 2 to 12 hours.

引き続きラジカル重合のエチレン性不飽和モノマーの残量、開始剤ペルオキソ2硫酸カリウム等の水溶液、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸2−ジメチルアミノエチルなどの3級のアミノ基を有するメタクリレートやアクリル酸2−ジメチルアミノエチルなどの3級のアミノ基を有するアクリレートを滴下し重合を進める。   Subsequently, the residual amount of the ethylenically unsaturated monomer for radical polymerization, an aqueous solution of an initiator such as potassium peroxodisulfate, a methacrylate having a tertiary amino group such as 2-dimethylaminoethyl methacrylate such as 2-dimethylaminoethyl methacrylate, An acrylate having a tertiary amino group such as 2-dimethylaminoethyl acrylate is added dropwise to proceed the polymerization.

開始剤の使用量はエチレン性不飽和モノマー100質量部に対して0.01質量部〜10質量部である。なお開始剤としてはペルオキソ2硫酸カリウム以外に一般的にラジカル重合開始剤として市販されているものが使用できる。   The usage-amount of an initiator is 0.01 mass part-10 mass parts with respect to 100 mass parts of ethylenically unsaturated monomers. As the initiator, in addition to potassium peroxodisulfate, those generally marketed as radical polymerization initiators can be used.

メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル等の使用量は、エチレン性不飽和モノマー100質量部に対して1〜20質量部である。
また重合温度は40℃〜80℃程度で、重合時間は6〜48時間程度が好ましい。
The usage-amount of 2-dimethylaminoethyl methacrylate etc. is 1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of ethylenically unsaturated monomers.
The polymerization temperature is preferably about 40 ° C to 80 ° C, and the polymerization time is preferably about 6 to 48 hours.

以上のごとくして、分散剤を使用する場合、しない場合のいずれについても、重合反応が終了後に、当該反応液を、使用反応液量の2から5倍量の適当な析出媒体、例えばメタノールに加え、ポリマー変性粘土及び/又はポリマー変性ポーラスシリカ等を析出させた後、ろ過等の手段で固液分離し、さらにメタノール等で洗浄後、例えば50℃程度の温度において好ましくは12時間以上減圧乾燥し、目標とする変性体を得る。   As described above, in both cases where the dispersant is used and not used, after the polymerization reaction is completed, the reaction solution is added to an appropriate precipitation medium, for example, methanol, 2 to 5 times the amount of the reaction solution used. In addition, after polymer-modified clay and / or polymer-modified porous silica is deposited, it is solid-liquid separated by means of filtration and the like, and further washed with methanol or the like, and then dried under reduced pressure, for example, at a temperature of about 50 ° C. for preferably 12 hours or more To obtain a target denatured product.

なおポリマー変性粘土及び/又はポリマー変性ポーラスシリカ等を析出分離するために遠心分離機を使用し前処理することも可能である。   In addition, in order to precipitate and separate polymer-modified clay and / or polymer-modified porous silica, it is possible to pre-process using a centrifuge.

(ポリウレタンの調製)
本発明のコンポジットにおいて基体(マトリクス)となるポリウレタンの製造方法としては、特に限定するものでなく公知の方法が採用できる。通常、ポリイソシアナート、ポリオール及び鎖延長剤を、触媒存在下或いは非存在下で、更に水存在下或いは有機溶剤存在下或いは無溶剤下で反応させることによりポリウレタンが得られる。
(Preparation of polyurethane)
The method for producing polyurethane as a substrate (matrix) in the composite of the present invention is not particularly limited, and known methods can be employed. Usually, a polyurethane is obtained by reacting a polyisocyanate, a polyol and a chain extender in the presence or absence of a catalyst, and further in the presence of water, an organic solvent or no solvent.

具体的には、例えば、基本的な成書、例えばG.Oertel編「POLYURETHANE HANDBOOK」第二版(HANSER,1994)に種々のポリウレタンの一般的な製造方法が開示されており、これに従って、エラストマー、発泡体、繊維、フィルム、塗膜、ビーズなど様々の形態のポリウレタンを製造することができる。   Specifically, for example, basic production methods such as G. Oertel's “POLYURETHANE HANDBOOK” 2nd edition (HANSER, 1994) disclose general methods for producing various polyurethanes. Various forms of polyurethane, such as foams, fibers, films, coatings, and beads, can be produced.

ポリウレタンを構成する成分の一つであるポリイソシアナートとしては、上記文献の第73〜83頁などに例示されているとおりであり、例えば、本発明において、好ましいポリイソシアナートとしては、トリレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)、ポリメリックMDI、オルトトルイルジイソシアナート、ナフチレンジイソシアナート、フェニレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート(IPDI)、ノルボルナンジイソシアナート(NBDI)、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート(水添MDI)、キシリレンジイソシアナート(XDI)、水素化キシリレンジイソシアナート(水添XDI)などが挙げられ、これらは単独で、または、一種以上を混合して用いることもできる。さらにこれらのイソシアナートにウレタン結合或いはビューレット結合或いはイソシアヌレート結合を導入して得られる多官能ポリイソシアナートも好適に使用できる。   Examples of the polyisocyanate that is one of the components constituting the polyurethane are as exemplified in pages 73 to 83 of the above-mentioned document. For example, in the present invention, preferable polyisocyanates include tolylene diisocyanate. Nert, diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymeric MDI, orthotoluyl diisocyanate, naphthylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate (IPDI), norbornane diisocyanate (NBDI) 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), xylylene diisocyanate (XDI), hydrogenated xylylene diisocyanate (hydrogenated XDI), etc., and these may be used alone or in combination. Mixed It can also be used. Furthermore, polyfunctional polyisocyanates obtained by introducing urethane bonds, burette bonds, or isocyanurate bonds into these isocyanates can also be suitably used.

ポリウレタンに対するポリマー変性ケイ素シリカ化合物粒子の配合量については、ポリウレタン100質量部に対して、当該粒子0.1〜100質量部、好ましくは0.5〜50質量部、さらの好ましくは1〜30質量部である。   The blending amount of the polymer-modified silicon silica compound particles with respect to the polyurethane is 0.1 to 100 parts by weight, preferably 0.5 to 50 parts by weight, and more preferably 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyurethane. Part.

一方、ポリオールとしては、例えば上記文献の第55〜71頁などに記載されているものから選択することができるが、本発明に好ましいポリオールとしては、アジピン酸などの酸とネオペンチルグリコールなどのアルコールから得られるポリエステルポリオール、環状のエステルから得られるe−ポリカプロラクトン系のポリエステルポリオール、多価アルコールとアルキルカーボナートから得られるポリカーボナートジオール、テトラハイドロフランのオリゴマーであるポリオキシテトラメチレングリコール、プロピレンオキサイドやエチレンオキサイドなどから得られるポリオキシアルキレン系ポリオールである。また、末端に活性水素基を有するオレフィン系ポリオール、或いはひまし油等の天然物由来のポリオールも使用できる。   On the other hand, the polyol can be selected from those described in, for example, pages 55 to 71 of the above-mentioned document. As a preferable polyol for the present invention, an acid such as adipic acid and an alcohol such as neopentyl glycol are used. Polyester polyol obtained from cyclic ester, e-polycaprolactone polyester polyol obtained from cyclic ester, polycarbonate diol obtained from polyhydric alcohol and alkyl carbonate, polyoxytetramethylene glycol which is an oligomer of tetrahydrofuran, propylene oxide And polyoxyalkylene polyols obtained from ethylene oxide and the like. Moreover, the olefin type polyol which has an active hydrogen group at the terminal, or the polyol derived from natural products, such as a castor oil, can also be used.

さらに、鎖延長剤及び触媒についても、例えば上記文献の第98〜106頁などに記載されているが、本発明に好ましい鎖延長剤としては、ネオペンチルグリコールや1,4−ブタンジオールなどの2価のアルコール、水、ヒドラジンやイソホロンジアミンなどのジアミン、エタノールアミンなどのアルカノールアミンが好ましい。また、トリメチロールプロパンやジエタノールアミンなど官能基数が3以上の鎖延長剤も使用できる。   Furthermore, the chain extender and the catalyst are also described in, for example, pages 98 to 106 of the above-mentioned literature. As the chain extender preferable for the present invention, 2 such as neopentyl glycol and 1,4-butanediol are used. Divalent alcohols, water, diamines such as hydrazine and isophoronediamine, and alkanolamines such as ethanolamine are preferred. A chain extender having 3 or more functional groups such as trimethylolpropane and diethanolamine can also be used.

また、触媒としては、常用されているジブチルチンジラウレートなどが使用できる。
なお、様々の用途向けに種々の特性を有するポリウレタンが多数のメーカーから販売されており、目的に応じたポリウレタンを選択、使用することも可能である。
Further, as the catalyst, commonly used dibutyltin dilaurate can be used.
Polyurethanes having various properties for various applications are sold by many manufacturers, and it is also possible to select and use polyurethanes according to purposes.

(ポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットの調製)
本発明のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットは、以上詳述したように予め調製したポリマー変性ケイ素化合物粒子と、予め調製したポリウレタンをブレンド(混練)する混練法によって調製することもできるし、上記したポリイソシアナート、ポリオール及び鎖延長剤を、触媒存在下或いは非存在下で反応させる際に、当該原料に予め調製したポリマー変性ケイ素化合物粒子を添加・混合した後、ポリウレタンを生成させる方法(反応法)によって得ることもできる。なお、混練法を適用することにより、十分に品質的に優れたポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットを調製することができる。
(Preparation of polymer-modified silicon compound / polyurethane composite)
The polymer-modified silicon compound / polyurethane composite of the present invention can be prepared by a kneading method in which polymer-modified silicon compound particles prepared in advance and polyurethane prepared in advance are blended (kneaded) as described above in detail. When reacting polyisocyanate, polyol, and chain extender in the presence or absence of a catalyst, a polymer-modified silicon compound particle prepared in advance is added to and mixed with the raw material, and then a polyurethane is produced (reaction method) ). By applying the kneading method, it is possible to prepare a polymer-modified silicon compound / polyurethane composite that is sufficiently excellent in quality.

混練法において、無溶剤型のポリウレタン、ポリマー変性ケイ素化合物粒子をブレンドするときは、二本ロール(ロールミル)、スクリュー押出機等の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、インターナルミキサー、ブラベンダーミキサーなどのミキサー、好ましくは混練機または捏和装置を使用し、ポリマー変性ケイ素化合物とポリウレタンを混合し、十分に混練してコンポジットを生成させる。   When blending solvent-free polyurethane and polymer-modified silicon compound particles in the kneading method, two-roll (roll mill), extruders such as screw extruders, Banbury mixer, kneader mixer, internal mixer, Brabender mixer, etc. The polymer-modified silicon compound and polyurethane are mixed using a mixer, preferably a kneader or a kneader, and sufficiently kneaded to form a composite.

混練の温度は、室温からポリウレタンの融点を超える260℃までの間で適当に選択すればよい。また、混練時間は、温度、ポリウレタンの種類、およびポリウレタンに対して配合するケイ素化合物粒子の量等によって変わりうるが、通常1〜10時間程度である。   The kneading temperature may be appropriately selected between room temperature and 260 ° C. exceeding the melting point of polyurethane. The kneading time may vary depending on the temperature, the type of polyurethane, the amount of silicon compound particles to be blended with the polyurethane, and is usually about 1 to 10 hours.

一方、水及び/又は溶剤を使用するポリウレタンの場合は、水及び/又は溶剤を含むポリウレタンの溶液にポリマー変性ケイ素化合物粒子を混合分散せしめたあとに、当該水及び/又は溶剤を加熱等の手段で除去することにより、コンポジットを形成することができる。この場合の分散には特殊な分散装置は必要ないが、分散効率を向上させ、凝集体の分散を促進するために、高いせん断速度を有する分散装置を用いることは好ましい。   On the other hand, in the case of polyurethane using water and / or a solvent, after the polymer-modified silicon compound particles are mixed and dispersed in a polyurethane solution containing water and / or a solvent, the water and / or the solvent is heated, etc. A composite can be formed by removing with. The dispersion in this case does not require a special dispersing device, but it is preferable to use a dispersing device having a high shear rate in order to improve the dispersion efficiency and promote the dispersion of the aggregates.

なお、反応法において、ポリウレタンの原料にポリマー変性ケイ素化合物粒子をブレンドするときにも、二本ロール(ロールミル)、スクリュー押出機等の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、インターナルミキサー、ブラベンダーミキサーなどのミキサーを使用することができる。   In addition, when blending polymer-modified silicon compound particles with polyurethane raw materials in the reaction method, extruders such as two-roll (roll mill), screw extruder, Banbury mixer, kneader mixer, internal mixer, Brabender mixer A mixer such as can be used.

本発明のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットは、構造材として、その目的に応じた種々の形態の成形体、例えば、フィルム、シート、板状、棒状、円盤状、その他複雑形状等任意の形態とすることができる。   The polymer-modified silicon compound / polyurethane composite of the present invention can be used as a structural material in various forms according to its purpose, such as films, sheets, plates, rods, disks, and other complex shapes. can do.

以下、実施例により本発明を説明する。ただし、これらは単なる実施の態様の一例であり、本発明の技術的範囲がこれらによりなんら限定的に解釈されるものではない。なお、%とあるものは、とくに断りなき限り、質量%である。
本実施例における試験項目およびその試験方法は以下のとおりである。
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. However, these are merely examples of embodiments, and the technical scope of the present invention is not construed as being limited thereto. Unless otherwise specified, “%” means “% by mass”.
Test items and test methods in this example are as follows.

(a)(熱重量分析(TGA))
差動型示差熱天秤(Thermo plus TG8120、理学電機社製)を用い、空気気流下(流速 200ml/min)において温度範囲30〜900℃、昇温速度10℃ / minの条件下で測定を行った。
(A) (Thermogravimetric analysis (TGA))
Using a differential type differential thermal balance (Thermo plus TG8120, manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.), measurement is performed under conditions of a temperature range of 30 to 900 ° C and a heating rate of 10 ° C / min under an air stream (flow rate 200ml / min). It was.

(b)(示差走査熱量測定(DSC測定))
示差走査熱量計(Thermo plusDSC8230、簡易冷却ユニット8384J1、理学電機社製)を用い、後記するMt / PMMAハイブリット(変性粒子)の場合は温度範囲30〜200℃、昇温速度10℃ / min、空気雰囲気下で、Mt /PMMA/TPUコンポジットの場合は温度範囲100〜200℃、昇温速度10℃ / min、空気雰囲気下で測定し、ガラス転移温度(Tg)を確認した。また、標準試料にはAl23を用いた。
(B) (Differential scanning calorimetry (DSC measurement))
Using a differential scanning calorimeter (Thermo plusDSC8230, simple cooling unit 8384J1, manufactured by Rigaku Corporation), in the case of Mt / PMMA hybrid (modified particles) described later, temperature range 30 to 200 ° C, heating rate 10 ° C / min, air In the case of an Mt / PMMA / TPU composite under an atmosphere, the glass transition temperature (Tg) was confirmed by measuring in a temperature range of 100 to 200 ° C., a heating rate of 10 ° C./min, and an air atmosphere. In addition, Al 2 O 3 was used as a standard sample.

(c)(X線回折測定(XRD測定))
X線回折はX線回折装置(RINT2200V型、理学電機社製)を用いて電圧40kV、電流30mAで行った。試験試料は粉体とした。XRDのピーク位置よりBraggの式を用いて変性クレーの層間距離を求めた。Braggの式はnλ=2dsinθ(n=次数、λ=X線波長、d=層間距離、θ=回折角度)である。
(C) (X-ray diffraction measurement (XRD measurement))
X-ray diffraction was performed using a X-ray diffractometer (RINT2200V type, manufactured by Rigaku Corporation) at a voltage of 40 kV and a current of 30 mA. The test sample was a powder. The interlayer distance of the modified clay was determined from the XRD peak position using the Bragg equation. The Bragg equation is nλ = 2d sin θ (n = order, λ = X-ray wavelength, d = interlayer distance, θ = diffraction angle).

(d)(引張物性測定)
シート成形した試料を、3号ダンベル型に打ち抜き、試験片とした。測定機はオリエンテック社製RTA-100、AR-6600-7フラットペット型記録計を使用した。測定温度は室温とし、引張速度100mm/minの条件で破断まで測定を行った。各温度とも設定温度で5min保持した後に測定を行った。測定値は伸び100%での弾性率をM100(MPa)、伸び200%での弾性率をM200(MPa)、伸び300%での弾性率をM300(MPa)、伸び400%での弾性率をM400(MPa)でそれぞれ示した。また、破断時の弾性率をTS(MPa)で、破断時の伸びをEL(%)で示した。
(D) (Measurement of tensile properties)
The sheet-molded sample was punched into a No. 3 dumbbell mold to obtain a test piece. The measuring machines used were RTA-100 and AR-6600-7 flat pet recorders manufactured by Orientec. The measurement temperature was room temperature, and the measurement was performed until breakage under the conditions of a tensile speed of 100 mm / min. Each temperature was measured after holding at the set temperature for 5 minutes. The measured values are the elastic modulus at 100% elongation at M100 (MPa), the elastic modulus at 200% elongation at M200 (MPa), the elastic modulus at 300% elongation at M300 (MPa), and the elastic modulus at 400% elongation. Indicated by M400 (MPa). The elastic modulus at break was indicated by TS (MPa), and the elongation at break was indicated by EL (%).

(e)(ソックスレー抽出試験)
合成した試料を約10gとり、試料を精秤したのち、円筒ろ紙に入れ、ソックスレー管に入れる。トルエンを入れたフラスコをソックスレー管の下に備え、加熱しながらトルエンを48時間還流循環させトルエン溶解分を抽出したあと、抽出残試料を70℃で減圧乾燥し残量を精秤する。抽出前後の試料量から抽出残存率(%)を算出する。
(E) (Soxhlet extraction test)
About 10 g of the synthesized sample is taken, and after the sample is precisely weighed, it is put into a cylindrical filter paper and put into a Soxhlet tube. A flask containing toluene is provided under a Soxhlet tube, and toluene is refluxed for 48 hours while heating to extract a toluene-soluble component. Then, an extraction residue sample is dried under reduced pressure at 70 ° C., and the remaining amount is precisely weighed. The residual extraction rate (%) is calculated from the sample amount before and after extraction.

〔実施例1〕
(ポリマー変性粘土の合成)
(1)撹拌装置、加熱装置、還流装置および滴下装置を備えた4つ口の1000mlガラス製セパラブル反応器に、0.5質量%のラウリル硫酸ナトリウム水溶液を400mlはかり取り、ケイ素化合物粒子としてモンモリロナイト(クニピアF、カチオン交換容量115meq/100g、クニミネ工業社製、以下、「Mt」と略記することがある。)を4.44g加え超音波をかけながら均一に混合した。
[Example 1]
(Synthesis of polymer-modified clay)
(1) In a 4-neck 1000 ml glass separable reactor equipped with a stirrer, a heating device, a reflux device, and a dropping device, 400 ml of a 0.5% by mass aqueous sodium lauryl sulfate solution was weighed, and montmorillonite ( 4.44 g of Kunipia F, cation exchange capacity 115 meq / 100 g, manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd. (hereinafter sometimes abbreviated as “Mt”) was added and mixed uniformly while applying ultrasonic waves.

この中に、ポリマー変性用のメチルメタクリレートを40.02g加え、60℃において30分間超音波をかけ均一に分散させた。次に、60℃において撹拌下、重合開始剤であるペルオキソ2硫酸カリウム0.48gを100mlの蒸留水に溶解した開始剤水溶液を、滴下装置より2時間で滴下し、反応(ポリマー変成反応)を行った。反応時間は12時間であった。   To this, 40.02 g of methyl methacrylate for polymer modification was added, and the mixture was uniformly dispersed by applying ultrasonic waves at 60 ° C. for 30 minutes. Next, under stirring at 60 ° C., an initiator aqueous solution in which 0.48 g of potassium peroxodisulfate as a polymerization initiator is dissolved in 100 ml of distilled water is dropped from the dropping device in 2 hours, and the reaction (polymer modification reaction) is performed. went. The reaction time was 12 hours.

当該反応物を2000mlのビーカーに取り、メタノール1000mlを加え、ポリマー変性粘土を析出させた。析出させたポリマー変性粘土を吸引ろ過し、メタノール500mlで洗浄し、50℃において48時間減圧乾燥し、ポリマー変性粘土を30.68g得た。   The reaction product was placed in a 2000 ml beaker, 1000 ml of methanol was added, and polymer-modified clay was precipitated. The precipitated polymer-modified clay was suction filtered, washed with 500 ml of methanol, and dried under reduced pressure at 50 ° C. for 48 hours to obtain 30.68 g of polymer-modified clay.

熱重量分析の結果、当該ポリマー変性粘土(以下、「MtEM」と表記することがある。)中の無機成分質量%は16.2であった。また、このポリマー変性によりモンモリロナイトの層間距離すなわち面間隔がどのように変化したかを調べるためにX線回折の測定を行った。結果を図1に示した。未変性モンモリロナイト(以下、「Mt」と表記することがある。)の回折角度(θ)は3.5°となり、層間距離(面間隔)は12.6Åであった。一方、MtEMには、回折線が観察されていないことから、モンモリロナイトの面剥離(層剥離)が起こっていると考えられる。なお、図1において、PMMAと表記されているサンプルは、ポリメタクリル酸メチルのホモポリマーを示している。   As a result of thermogravimetric analysis, the mass% of inorganic components in the polymer-modified clay (hereinafter sometimes referred to as “MtEM”) was 16.2. Further, in order to examine how the interlayer distance of the montmorillonite, that is, the spacing between the surfaces of the montmorillonite was changed by this polymer modification, an X-ray diffraction measurement was performed. The results are shown in FIG. The diffraction angle (θ) of unmodified montmorillonite (hereinafter sometimes referred to as “Mt”) was 3.5 °, and the interlayer distance (plane spacing) was 12.6 mm. On the other hand, since no diffraction line is observed in MtEM, it is considered that montmorillonite surface peeling (layer peeling) occurs. In FIG. 1, the sample indicated as PMMA indicates a polymethyl methacrylate homopolymer.

MtEMについて、トルエンでのソックスレー抽出試験の結果、抽出残存率は94.7%であった。この結果より、当該ポリマー変性粘土中のポリマー成分と無機成分は別々に存在することなく何らかの強い相互作用を持っていることが分かる。   As a result of Soxhlet extraction test with toluene, the residual extraction rate of MtEM was 94.7%. From this result, it can be seen that the polymer component and the inorganic component in the polymer-modified clay do not exist separately and have some strong interaction.

(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの調製(混練法))
上記合成したポリマー変性粘土(MtEM)を用いて、ポリウレタンと混練し、ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットを調製した。
(Preparation of polymer-modified clay / polyurethane composite (kneading method))
The synthesized polymer-modified clay (MtEM) was kneaded with polyurethane to prepare a polymer-modified clay / polyurethane composite.

ポリウレタンとしては、市販品(BASFジャパン社製、商品名:1180A50)を使用した。まず、当該ポリウレタンをロール機(6インチの2本ロール機使用)で混練し、シート状にした後、20gの当該ポリウレタンに対して0.6gのMtEMを加え、室温下、ロール間隔1mmで1時間混練した。さらに、目視で充分に分散したことを確認した後、ロール間隔3mmで10回素通しを行いポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジット(以下、当該コンポジットを「MtEM−3p」と表記する。)を調製した。つぎに、コンポジットMtEM−3pを熱板プレス機にて、温度150℃、圧力150Kg/cm2、加圧時間30分の条件で成型し、無色の厚み2mmのシート(以下、このシートを「MtEM−3p−S」と表記する。)を得た。 A commercially available product (manufactured by BASF Japan, trade name: 1180A50) was used as the polyurethane. First, the polyurethane is kneaded in a roll machine (using a 6-inch two-roll machine) to form a sheet, and then 0.6 g of MtEM is added to 20 g of the polyurethane, and 1 at a roll interval of 1 mm at room temperature. Kneaded for hours. Furthermore, after confirming that it was sufficiently dispersed visually, the polymer-modified clay / polyurethane composite (hereinafter referred to as “MtEM-3p”) was prepared by passing through 10 times with a roll interval of 3 mm. Next, the composite MtEM-3p was molded in a hot plate press machine under the conditions of a temperature of 150 ° C., a pressure of 150 kg / cm 2 , and a pressurization time of 30 minutes, and a colorless 2 mm thick sheet (hereinafter, this sheet is referred to as “MtEM”). -3p-S ").

(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの特性)
図2に、以上のごとくして得たMtEM-3p−Sの示差走査熱量分析(DSC)の結果を示した。また、図2のコントロール(以下、「比較例1」ともいう。)としては、ポリウレタン(BASFジャパン社製:商品名:1180A50)のみの特性を示した。図2から、当該ポリウレタンは、ソフトセグメントのガラス転移温度が−41℃、ハードセグメントの融解温度が165.4℃であることが分かる。また、コンポジットのシート(MtEM−3p−S)を生成した後も、ポリウレタンの両セグメントの転移温度には変化がないことが確認された。このことは、ポリマー変性粘土と混練した場合でも、当該ポリマー変成粘土が、混練されるポリウレタンの両セグメントに大きな影響を与えていないことを示唆している。更に云えば、コンポジットの低温特性や溶融挙動はコントロールより悪くなることはないということを示している。
(Characteristics of polymer-modified clay / polyurethane composite)
FIG. 2 shows the results of differential scanning calorimetry (DSC) of MtEM-3p-S obtained as described above. In addition, as a control in FIG. 2 (hereinafter, also referred to as “Comparative Example 1”), the characteristics of only polyurethane (manufactured by BASF Japan: trade name: 1180A50) were shown. FIG. 2 shows that the polyurethane has a soft segment glass transition temperature of −41 ° C. and a hard segment melting temperature of 165.4 ° C. It was also confirmed that there was no change in the transition temperature of both polyurethane segments even after the composite sheet (MtEM-3p-S) was produced. This suggests that even when kneaded with the polymer-modified clay, the polymer-modified clay does not greatly affect both segments of the polyurethane to be kneaded. Furthermore, it indicates that the low temperature characteristics and melting behavior of the composite are not worse than the control.

表1に、MtEM−3p−Sの引張物性測定結果を示した。すなわち、表1において、伸び100%での弾性率(M100(MPa)、伸び200%での弾性率(M200(MPa))、伸び300%での弾性率(M300(MPa))、伸び400%での弾性率(M400(MPa))、破断時の弾性率(TS(MPa))、破断時の伸び(EL(%))を示した。   Table 1 shows the measurement results of tensile properties of MtEM-3p-S. That is, in Table 1, the elastic modulus at 100% elongation (M100 (MPa), the elastic modulus at 200% elongation (M200 (MPa)), the elastic modulus at 300% elongation (M300 (MPa)), and 400% elongation. The elastic modulus (M400 (MPa)) at break, the elastic modulus at break (TS (MPa)), and the elongation at break (EL (%)) are shown.

当該MtEM−3p−S中の無機成分含有量質量%は、3×0.162/103×100=0.47となる。MtEM−3p−SのM100向上率は、表1より(9.41−5.7)/5.7×100=65.1%となる。   The inorganic component content mass% in the MtEM-3p-S is 3 × 0.162 / 103 × 100 = 0.47. From Table 1, the M100 improvement rate of MtEM-3p-S is (9.41−5.7) /5.7×100=65.1%.

以上の結果を、有機化粘土を直接ポリウレタン中に分散させた先行技術(非特許文献3)と比較する。当該非特許文献の3400頁の表3に開示されている弾性率のデータから弾性率の向上率を算出すると、最も向上率の高いcray2を使用した場合で、無機成分含有量質量%が0.76で向上率は21.4%、2.3で64.3%、3.8で114%となっている。   The above results are compared with the prior art (non-patent document 3) in which the organized clay is directly dispersed in polyurethane. When the improvement rate of the elastic modulus is calculated from the elastic modulus data disclosed in Table 3 on page 3400 of the non-patent document, the inorganic component content mass% is 0. 76, the improvement rate is 21.4%, 2.3 is 64.3%, and 3.8 is 114%.

これに対し、本発明の実施例においては、無機成分含有量質量%が0.47で弾性率の向上率は65.1%となることから、先行技術と比較すると、無機成分の含有量が低いにもかかわらず、はるかに高い向上率を示しており、如何にその向上率が大きいかが分かる。   On the other hand, in the examples of the present invention, the inorganic component content by mass is 0.47, and the improvement rate of the elastic modulus is 65.1%. Although it is low, it shows a much higher improvement rate, and it can be seen how large the improvement rate is.

また、先行技術(特許文献2)の実施例2においては、1−ドデシルアンモニウム変性モンモリロナイトを使用したコンポジットの引張弾性率のデータが開示されている。1−ドデシルアンモニウム変性モンモリロナイトを3質量%使用したときの引張弾性率の向上率は54.7%となっており、本発明の実施例における向上率より悪いことがわかる。   In Example 2 of the prior art (Patent Document 2), data on the tensile modulus of the composite using 1-dodecylammonium modified montmorillonite is disclosed. When 3% by mass of 1-dodecylammonium modified montmorillonite is used, the improvement rate of the tensile modulus is 54.7%, which is worse than the improvement rate in the examples of the present invention.

以上のごとく、本発明で得られるコンポジットは、その熱的性質が、分散媒体であるもとのポリウレタンとほぼ同じであるにかかわらず、少量の無機成分を含むことにより、その弾性率が大幅に向上することが明らかとなった。   As described above, although the composite obtained by the present invention has almost the same thermal properties as the original polyurethane as a dispersion medium, it contains a small amount of an inorganic component, so that its elastic modulus is greatly increased. It became clear that it improved.

なお、粘土として、従来技術のように長鎖アミンで変性されたモンモリロナイトを使用するとコンポジットの色相が悪くなりやや黄みを増すのに対し、本発明のコンポジットは色相の変化がなく色相は極めて良好であった。   In addition, when montmorillonite modified with a long chain amine as in the prior art is used as clay, the hue of the composite deteriorates and slightly yellows, whereas the composite of the present invention has no hue change and the hue is extremely good Met.

〔実施例2〕
(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの調製)
実施例1において、合成したポリマー変性粘土(MtEM)を用いて、同様にしてポリウレタンと混練し、ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットを調製した。
実施例1と同じポリウレタン(BASFジャパン社製、商品名:1180A50)を同じロール機(6インチの2本ロール機使用)で混練し、シート状にした後、20gの当該ポリウレタンに対して1.0gのMtEMを加え、室温下、ロール間隔1mmで1時間混練した。さらに、目視で充分に分散したことを確認した後、ロール間隔3mmで10回素通しを行いポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジット(以下、当該コンポジットを「MtEM−5p」と表記する。)を調製した。つぎに、コンポジットMtEM−5pを熱板プレス機にて、温度150℃、圧力150Kg/cm2、加圧時間30分の条件で成型し、無色の厚み2mmのシート(以下、このシートを「MtEM−5p−S」と表記する。)を得た。
[Example 2]
(Preparation of polymer-modified clay / polyurethane composite)
In Example 1, the synthesized polymer-modified clay (MtEM) was used and kneaded with polyurethane in the same manner to prepare a polymer-modified clay / polyurethane composite.
The same polyurethane as in Example 1 (BASF Japan, trade name: 1180A50) was kneaded with the same roll machine (using a 6-inch two-roll machine) to form a sheet, and then 1. 0 g of MtEM was added, and the mixture was kneaded at room temperature for 1 hour at a roll interval of 1 mm. Furthermore, after confirming that it was sufficiently dispersed by visual observation, the polymer-modified clay / polyurethane composite (hereinafter referred to as “MtEM-5p”) was prepared by passing through 10 times with a roll interval of 3 mm. Next, the composite MtEM-5p was molded with a hot plate press machine under conditions of a temperature of 150 ° C., a pressure of 150 kg / cm 2 , and a pressurization time of 30 minutes, and a colorless 2 mm-thick sheet (hereinafter referred to as “MtEM”). -5p-S ").

(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの特性)
図2に、以上のごとくして得たMtEM−5p−Sの示差走査熱量分析の結果を示した。ポリマー変性粘土と混練しコンポジットを生成した後でも、ソフト、ハードの両セグメントの転移温度に変化がないことが分かった。
(Characteristics of polymer-modified clay / polyurethane composite)
FIG. 2 shows the results of differential scanning calorimetry of MtEM-5p-S obtained as described above. It was found that there was no change in the transition temperature of both soft and hard segments even after kneading with polymer-modified clay to form a composite.

また、表1に、MtEM−5p−Sの引張物性測定結果を示した。
すなわち、表1において、伸び100%での弾性率(M100(MPa)、伸び200%での弾性率(M200(MPa))、伸び300%での弾性率(M300(MPa))、伸び400%での弾性率(M400(MPa))、破断時の弾性率(TS(MPa))、破断時の伸び(EL(%))を示した。
Table 1 shows the measurement results of tensile properties of MtEM-5p-S.
That is, in Table 1, the elastic modulus at 100% elongation (M100 (MPa), the elastic modulus at 200% elongation (M200 (MPa)), the elastic modulus at 300% elongation (M300 (MPa)), and 400% elongation. The elastic modulus (M400 (MPa)), elastic modulus at break (TS (MPa)), and elongation at break (EL (%)) are shown.

当該MtEM−5p−S中の無機成分含有量質量%は、上記と同様に計算して0.77となる。MtEM−5p−SのM100向上率は、表1より同様にして、88.9%となる。   The inorganic component content mass% in the MtEM-5p-S is calculated to be 0.77 in the same manner as described above. The M100 improvement rate of MtEM-5p-S is 88.9% similarly from Table 1.

以上のごとく、本発明のコンポジットは、その熱的性質が、分散媒体であるもとのポリウレタンとほぼ同じであるにかかわらず、少量の無機成分を含むことにより、その弾性率が大幅に向上することが明らかとなった。なお、粘土として、従来技術のごとく長鎖アミンで変性されたモンモリロナイトを使用するとコンポジットの色相が悪くなりやや黄みをますのに対し、発明のコンポジットは色相の変化がなく色相は極めて良好である。   As mentioned above, the elastic modulus of the composite of the present invention is greatly improved by containing a small amount of an inorganic component even though the thermal property is almost the same as that of the original polyurethane as a dispersion medium. It became clear. In addition, when montmorillonite modified with a long-chain amine as in the prior art is used as clay, the hue of the composite deteriorates slightly, while the composite of the invention has no change in hue and the hue is extremely good. .

〔実施例3〕
(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの調製)
実施例1において、合成したポリマー変性粘土(MtEM)を用いて、同様にしてポリウレタンと混練し、ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットを調製した。
実施例1と同じポリウレタン(BASFジャパン社製、商品名:1180A50)を同じロール機(6インチの2本ロール機使用)で混練し、シート状にした後、20gの当該ポリウレタンに対して0.2gのMtEMを加え、室温下、ロール間隔1mmで1時間混練した。さらに、目視で充分に分散したことを確認した後、ロール間隔3mmで10回素通しを行いポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジット(以下、当該コンポジットを「MtEM−1p」と表記する。)を調製した。つぎに、コンポジットMtEM−1pを熱板プレス機にて、温度150℃、圧力150Kg/cm2、加圧時間30分の条件で成型し、無色の厚み0.2mmのシート(以下、このシートを「MtEM−1p−S」と表記する。)を得た。
Example 3
(Preparation of polymer-modified clay / polyurethane composite)
In Example 1, the synthesized polymer-modified clay (MtEM) was used and kneaded with polyurethane in the same manner to prepare a polymer-modified clay / polyurethane composite.
The same polyurethane as in Example 1 (BASF Japan, trade name: 1180A50) was kneaded in the same roll machine (using a 6-inch two-roll machine), made into a sheet, and then 0. 2 g of MtEM was added and kneaded at room temperature for 1 hour at a roll interval of 1 mm. Furthermore, after confirming that it was sufficiently dispersed by visual observation, the polymer-modified clay / polyurethane composite (hereinafter referred to as “MtEM-1p”) was prepared by passing through 10 times with a roll interval of 3 mm. Next, the composite MtEM-1p was molded on a hot plate press machine under conditions of a temperature of 150 ° C., a pressure of 150 kg / cm 2 , and a pressing time of 30 minutes, and a colorless sheet having a thickness of 0.2 mm (hereinafter, this sheet was referred to as “sheet”). "MtEM-1p-S") was obtained.

(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの特性)
図2に、以上のごとくして得たMtEM−1p−Sの示差走査熱量分析の結果を示した。ポリマー変性粘土と混練し、コンポジットを生成した後でも、ソフト、ハードの両セグメントの転移温度に変化がないことが分かった。
(Characteristics of polymer-modified clay / polyurethane composite)
FIG. 2 shows the results of differential scanning calorimetry analysis of MtEM-1p-S obtained as described above. It was found that there was no change in the transition temperature of both soft and hard segments even after kneading with polymer-modified clay to form a composite.

また、表1に、MtEM−1p−Sの引張物性測定結果を示した。すなわち、表1において、伸び100%での弾性率(M100(MPa)、伸び200%での弾性率(M200(MPa))、伸び300%での弾性率(M300(MPa))、伸び400%での弾性率(M400(MPa))、破断時の弾性率(TS(MPa))、破断時の伸び(EL(%))を示した。   Table 1 shows the measurement results of tensile properties of MtEM-1p-S. That is, in Table 1, the elastic modulus at 100% elongation (M100 (MPa), the elastic modulus at 200% elongation (M200 (MPa)), the elastic modulus at 300% elongation (M300 (MPa)), and 400% elongation. The elastic modulus (M400 (MPa)) at break, the elastic modulus at break (TS (MPa)), and the elongation at break (EL (%)) are shown.

当該MtEM−1p−S中の無機成分含有量質量%は、上記と同様に計算して0.16となる。MtEM−1p−SのM100向上率は、表1より同様にして、38.1%となる。   The inorganic component content mass% in the MtEM-1p-S is calculated to be 0.16 in the same manner as described above. The M100 improvement rate of MtEM-1p-S is 38.1% in the same manner as in Table 1.

以上のごとく、本発明のコンポジットは、その熱的性質が、分散媒体であるもとのポリウレタンとほぼ同じであるにかかわらず、少量の無機成分を含むことにより、その弾性率が大幅に向上することが明らかとなった。なお、粘土として、従来技術である長鎖アミンで変性されたモンモリロナイトを使用するとコンポジットの色相が悪くなりやや黄みをますのに対し、発明のコンポジットは色相の変化がなく色相は極めて良好であった。   As mentioned above, the elastic modulus of the composite of the present invention is greatly improved by containing a small amount of an inorganic component even though the thermal property is almost the same as that of the original polyurethane as a dispersion medium. It became clear. In addition, when the conventional montmorillonite modified with a long-chain amine is used as the clay, the hue of the composite deteriorates and slightly yellows, whereas the inventive composite has no hue change and the hue is extremely good. It was.

〔実施例4〕
(ポリマー変性粘土の合成)
撹拌装置、加熱装置、還流装置および滴下装置を備えた4つ口の1000mlガラス製セパラブル反応器に、ケイ素化合物としてモンモリロナイト(クニピアF、カチオン交換容量115meq/100g、クニミネ工業社製、以下、「Mt」と略記することがある。)を3.60gおよび350mlの蒸留水を加え、超音波をかけ12時間、80℃にて均一に分散させた後、室温まで冷却し、開始剤ペルオキソ2酸カリウム0.35gをえ、室温にて1時間撹拌混合し、均一に分散させた。
Example 4
(Synthesis of polymer-modified clay)
To a four-necked 1000 ml glass separable reactor equipped with a stirrer, a heating device, a reflux device and a dropping device, montmorillonite (Kunipia F, cation exchange capacity 115 meq / 100 g, manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd., hereinafter “Mt” 3.60 g of distilled water and 350 ml of distilled water were added, and the mixture was ultrasonically dispersed for 12 hours at 80 ° C. and then cooled to room temperature. The initiator was potassium peroxodioate. 0.35 g was obtained and stirred and mixed at room temperature for 1 hour to uniformly disperse.

この中に、変性用ポリマーを形成するためのメチルメタクリレートを33.20g、メタクリル酸ジメチルアミノエステルを1.05g加え、60℃にて12時間反応を行った。
該反応物を2000mlのビーカーに取り、メタノール1000mlを加え、ポリマー変性粘土を析出させた。析出させたポリマー変性粘土を吸引ろ過し、メタノール500mlで洗浄し、70℃において48時間減圧乾燥し、ポリマー変性粘土を34.66g得た。
To this, 33.20 g of methyl methacrylate and 1.05 g of dimethylaminomethacrylate for forming a modifying polymer were added and reacted at 60 ° C. for 12 hours.
The reaction product was placed in a 2000 ml beaker and 1000 ml of methanol was added to precipitate polymer-modified clay. The precipitated polymer-modified clay was filtered by suction, washed with 500 ml of methanol, and dried under reduced pressure at 70 ° C. for 48 hours to obtain 34.66 g of polymer-modified clay.

熱重量分析の結果、当該ポリマー変性粘土(以下、「MtSF」と表記することがある。)中の無機成分質量%は11.5であった。また、このポリマー変性によりモンモリロナイトの層間距離すなわち面間隔がどのように変化したかを調べるためにX線回折の測定を行った。結果を図1に示した。モンモリロナイトとポリマー変性粘土MtSFを比較すると、ポリマー変性粘土MtSFでは回折線が観察されていないことからモンモリロナイトの面剥離が起こっていると考えられる。   As a result of thermogravimetric analysis, the mass% of inorganic components in the polymer-modified clay (hereinafter sometimes referred to as “MtSF”) was 11.5. Further, in order to examine how the interlayer distance of the montmorillonite, that is, the spacing between the surfaces of the montmorillonite was changed by this polymer modification, an X-ray diffraction measurement was performed. The results are shown in FIG. When montmorillonite is compared with polymer-modified clay MtSF, no diffraction lines are observed in polymer-modified clay MtSF, and it is considered that surface separation of montmorillonite occurs.

一方、MtSFについてトルエンでのソックスレー抽出試験の結果、抽出残存率は95.6%であった。この結果よりポリマー変性粘土中のポリマー成分と無機成分は別々に存在することなく何らかの強い相互作用を持っていることが分かる。   On the other hand, as a result of Soxhlet extraction test with toluene for MtSF, the extraction residual ratio was 95.6%. This result shows that the polymer component and the inorganic component in the polymer-modified clay do not exist separately and have some strong interaction.

(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの調製)
上記合成したポリマー変性粘土(MtSF)を用いて、ポリウレタンと混練し、ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットを調製した。
ポリウレタンとしては、同様に、市販品(BASFジャパン社製、商品名:1180A50)を使用した。まず当該ポリウレタンを、ロール機(6インチ2本ロール使用)で混練しシート状にした後、20gの当該ポリウレタンに対して0.2gのMtSFを加え、室温下、ロール間隔1mmで1時間混練した。さらに、目視で分散したことを確認した後、ロール間隔3mmで10回素通しを行いポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジット(以下、「MtSF−1p」と表記する。)を調製した。つぎに、コンポジットMtSF−1pを熱板プレス機にて、温度150℃、圧力150Kg/cm2、加圧時間30分の条件で成型し、無色の厚み2mmのシート(以下、このシートを「MtSF−1p−S」と表記する。)を得た。
(Preparation of polymer-modified clay / polyurethane composite)
The synthesized polymer-modified clay (MtSF) was kneaded with polyurethane to prepare a polymer-modified clay / polyurethane composite.
Similarly, a commercially available product (manufactured by BASF Japan, trade name: 1180A50) was used as the polyurethane. First, the polyurethane was kneaded into a sheet by using a roll machine (using 6 inches of 2 rolls), 0.2 g of MtSF was added to 20 g of the polyurethane, and kneaded at room temperature for 1 hour at a roll interval of 1 mm. . Furthermore, after confirming that it was visually dispersed, the polymer-modified clay / polyurethane composite (hereinafter referred to as “MtSF-1p”) was prepared by passing through 10 times with a roll interval of 3 mm. Next, the composite MtSF-1p was molded with a hot plate press machine under conditions of a temperature of 150 ° C., a pressure of 150 kg / cm 2 , and a pressurization time of 30 minutes, and a colorless 2 mm-thick sheet (hereinafter referred to as “MtSF”). -1p-S ").

(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの特性)
図3に、以上のごとくして得たMtSF−1p−Sの示差走査熱量分析の結果を示した。また、図3のコントロール(比較例1)としては、ポリウレタン(BASFジャパン社製、商品名:1180A50)のみの特性を示した。図3から当該ポリウレタンは、ソフトセグメントのガラス転移温度が−41℃、ハードセグメントの融解温度が165.4℃であることが分かる。また、コンポジットのシート(MtSF−1p−S)を生成した後も両セグメントの転移温度に変化がないことが確認された。このことはポリマー変性粘土が両セグメントに大きな影響を与えていないことを示唆している。更に言えば、コンポジットの低温特性や溶融挙動はコントロールより悪くなることはないということを示している。
(Characteristics of polymer-modified clay / polyurethane composite)
FIG. 3 shows the results of differential scanning calorimetry analysis of MtSF-1p-S obtained as described above. Further, as a control (Comparative Example 1) in FIG. 3, only the characteristic of polyurethane (manufactured by BASF Japan, trade name: 1180A50) was shown. FIG. 3 shows that the polyurethane has a glass transition temperature of −41 ° C. in the soft segment and a melting temperature of 165.4 ° C. in the hard segment. It was also confirmed that there was no change in the transition temperature of both segments even after the composite sheet (MtSF-1p-S) was produced. This suggests that the polymer-modified clay does not significantly affect both segments. Furthermore, it shows that the low temperature properties and melting behavior of the composite are not worse than the control.

また、表1に、MtSF−1p−Sの引張物性測定結果を示した。すなわち、表1において、伸び100%での弾性率(M100(MPa)、伸び200%での弾性率(M200(MPa))、伸び300%での弾性率(M300(MPa))、伸び400%での弾性率(M400(MPa))、破断時の弾性率(TS(MPa))、破断時の伸び(EL(%))を示した。   Table 1 shows the measurement results of tensile properties of MtSF-1p-S. That is, in Table 1, the elastic modulus at 100% elongation (M100 (MPa), the elastic modulus at 200% elongation (M200 (MPa)), the elastic modulus at 300% elongation (M300 (MPa)), and 400% elongation. The elastic modulus (M400 (MPa)) at break, the elastic modulus at break (TS (MPa)), and the elongation at break (EL (%)) are shown.

当該MtSF−1p−S中の無機成分含有量質量%は1×0.115/101×100=0.11となる。MtSF−1p−SのM100向上率は表−1より(6.82−5.7)/5.7×100=19.6%となる。   The inorganic component content mass% in the MtSF-1p-S is 1 × 0.115 / 101 × 100 = 0.11. The M100 improvement rate of MtSF-1p-S is (6.82-5.7) /5.7×100=19.6% from Table-1.

以上のごとく本発明の実施例においては、無機成分含有量質量%が0.11で弾性率の向上率は19.6%となることから先行技術と比較すると無機成分の含有量が低いにもかかわらず、はるかに高い弾性率の向上率を示していることが分かる。また、従来技術である長鎖アミンで変性されたモンモリロナイトを使用すると、コンポジットの色相が悪くなりやや黄みをますが、本発明で得られるコンポジットは色相の変化がなく色相は極めて良好である。   As described above, in the examples of the present invention, the content% of the inorganic component is 0.11 and the improvement rate of the elastic modulus is 19.6%, so the content of the inorganic component is low compared to the prior art. Regardless, it can be seen that it shows a much higher modulus of elasticity improvement. In addition, when montmorillonite modified with a long-chain amine, which is a conventional technique, is used, the hue of the composite is deteriorated and slightly yellowed. However, the composite obtained by the present invention has no change in hue and the hue is extremely good.

〔実施例5〕
(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの調製)
(1)実施例4において、合成したポリマー変性粘土(MtSF)を用いて、同様にしてポリウレタンと混練し、ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットを調製した。
実施例4と同じポリウレタン(BASFジャパン社製、商品名:1180A50)を同じロール機(6インチの2本ロール機使用)で混練し、シート状にした後、20gの当該ポリウレタンに対して0.6gのMtSFを加え、室温下、ロール間隔1mmで1時間混練した。さらに、目視で充分に分散したことを確認した後、ロール間隔3mmで10回素通しを行いポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジット(以下、当該コンポジットを「MtSF−3p」と表記する。)を調製した。つぎに、コンポジットMtSF−3pを熱板プレス機にて、温度150℃、圧力150Kg/cm2、加圧時間30分の条件で成型し、無色の厚み2mmのシート(以下、このシートを「MtSF−3p−S」と表記する。)を得た。
Example 5
(Preparation of polymer-modified clay / polyurethane composite)
(1) In Example 4, a polymer-modified clay / polyurethane composite was prepared by kneading with polyurethane in the same manner using the synthesized polymer-modified clay (MtSF).
The same polyurethane as in Example 4 (BASF Japan, trade name: 1180A50) was kneaded with the same roll machine (using a 6-inch two-roll machine) to form a sheet, and then 0. 6 g of MtSF was added and kneaded at room temperature for 1 hour at a roll interval of 1 mm. Furthermore, after confirming that it was sufficiently dispersed by visual observation, the polymer-modified clay / polyurethane composite (hereinafter referred to as “MtSF-3p”) was prepared by passing through 10 times with a roll interval of 3 mm. Next, the composite MtSF-3p was molded by a hot plate press machine under conditions of a temperature of 150 ° C., a pressure of 150 kg / cm 2 , and a pressurization time of 30 minutes, and a colorless 2 mm-thick sheet (hereinafter referred to as “MtSF”). -3p-S ").

(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの特性)
図3に以上のごとくして得たMtSF−3p−Sの示差走査熱量分析の結果を示した。また、図3のコントロール(比較例1)としては、ポリウレタン(BASFジャパン社製:商品名:1180A50)のみの特性を示した。図3から当該ポリウレタンは、ソフトセグメントのガラス転移温度が−41℃、ハードセグメントの融解温度が165.4℃であることが分かる。また、ポリマー変性粘土と混練し、コンポジットを生成した後でも、ソフト、ハードの両セグメントの転移温度に変化がないことが分かった。このことはポリマー変性粘土が両セグメントに大きな影響を与えていないことを示唆している。すなわち、コンポジットの低温特性や溶融挙動はコントロールより悪くなることはないということを示している。
(Characteristics of polymer-modified clay / polyurethane composite)
FIG. 3 shows the results of differential scanning calorimetry analysis of MtSF-3p-S obtained as described above. Moreover, as a control (Comparative Example 1) in FIG. 3, only the characteristic of polyurethane (manufactured by BASF Japan: trade name: 1180A50) was shown. FIG. 3 shows that the polyurethane has a glass transition temperature of −41 ° C. in the soft segment and a melting temperature of 165.4 ° C. in the hard segment. It was also found that there was no change in the transition temperature of both soft and hard segments even after kneading with polymer-modified clay to produce a composite. This suggests that the polymer-modified clay does not significantly affect both segments. That is, it shows that the low temperature characteristics and melting behavior of the composite are not worse than the control.

また、表1にMtSF−3p−Sの引張物性測定結果を示した。すなわち、表1において、伸び100%での弾性率(M100(MPa)、伸び200%での弾性率(M200(MPa))、伸び300%での弾性率(M300(MPa))、伸び400%での弾性率(M400(MPa))、破断時の弾性率(TS(MPa))、破断時の伸び(EL(%))を示した。
当該MtSF−3p−S中の無機成分含有量質量%は、上記と同様にして0.33となる。MtSF−3p−SのM100(伸び100%での弾性率)向上率は、表1より同様にして29.3%となる。
Table 1 shows the measurement results of tensile properties of MtSF-3p-S. That is, in Table 1, the elastic modulus at 100% elongation (M100 (MPa), the elastic modulus at 200% elongation (M200 (MPa)), the elastic modulus at 300% elongation (M300 (MPa)), and 400% elongation. The elastic modulus (M400 (MPa)) at break, the elastic modulus at break (TS (MPa)), and the elongation at break (EL (%)) are shown.
The inorganic component content mass% in the MtSF-3p-S is 0.33 in the same manner as described above. The M100 (elastic modulus at 100% elongation) improvement rate of MtSF-3p-S is 29.3% in the same manner as shown in Table 1.

以上のごとく、本発明のコンポジットは、無機成分含有量質量%が0.33で、弾性率向上率は29.3%となることから、先行技術と比較すると無機成分の含有量が低いにもかかわらずはるかに向上率が大きい。また、従来のごとく長鎖アミンで変性されたモンモリロナイトを使用すると、コンポジットの色相が悪くなりやや黄みをますが、本発明のコンポジットは色相の変化がなく、色相は極めて良好である。   As described above, the composite of the present invention has an inorganic component content by mass of 0.33 and an elastic modulus improvement rate of 29.3%. Regardless, the rate of improvement is much greater. Further, when montmorillonite modified with a long chain amine is used as in the prior art, the hue of the composite is deteriorated and slightly yellowed. However, the composite of the present invention has no change in hue and the hue is extremely good.

〔実施例6〕
(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの調製)
(1)実施例4において、合成したポリマー変性粘土(MtSF)を用いて、同様にしてポリウレタンと混練し、ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットを調製した。
実施例4と同じポリウレタン(BASFジャパン社製、商品名:1180A50)を同じロール機(6インチの2本ロール機使用)で混練し、シート状にした後、20gの当該ポリウレタンに対して1.0gのMtSFを加え、室温下、ロール間隔1mmで1時間混練した。さらに、目視で充分に分散したことを確認した後、ロール間隔3mmで10回素通しを行いポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジット(以下、当該コンポジットを「MtSF−5p」と表記する。)を調製した。つぎに、コンポジットMtSF−5pを熱板プレス機にて、温度150℃、圧力150Kg/cm2、加圧時間30分の条件で成型し、無色の厚み2mmのシート(以下、このシートを「MtSF−5p−S」と表記する。)を得た。
Example 6
(Preparation of polymer-modified clay / polyurethane composite)
(1) In Example 4, a polymer-modified clay / polyurethane composite was prepared by kneading with polyurethane in the same manner using the synthesized polymer-modified clay (MtSF).
The same polyurethane as in Example 4 (BASF Japan, trade name: 1180A50) was kneaded with the same roll machine (using a 6-inch two-roll machine) to form a sheet, and then 1. 0 g of MtSF was added, and the mixture was kneaded at room temperature for 1 hour at a roll interval of 1 mm. Furthermore, after confirming that it was sufficiently dispersed by visual observation, the polymer-modified clay / polyurethane composite (hereinafter referred to as “MtSF-5p”) was prepared by passing through 10 times with a roll interval of 3 mm. Next, the composite MtSF-5p was molded by a hot plate press machine under conditions of a temperature of 150 ° C., a pressure of 150 kg / cm 2 , and a pressurization time of 30 minutes, and a colorless 2 mm thick sheet (hereinafter referred to as “MtSF”). -5p-S ").

(ポリマー変性粘土/ポリウレタンコンポジットの特性)
図3に以上のごとくして得たMtSF−5p−Sの示差走査熱量分析の結果を示した。また、図3のコントロール(比較例1)としては、ポリウレタン(BASFジャパン社製:商品名:1180A50)のみの特性を示した。図3から当該ポリウレタンは、ソフトセグメントのガラス転移温度が−41℃、ハードセグメントの融解温度が165.4℃であることが分かる。また、ポリマー変性粘土と混練し、コンポジットを生成した後でも、ソフト、ハードの両セグメントの転移温度に変化がないことが分かった。このことはポリマー変性粘土が両セグメントに大きな影響を与えていないことを示唆している。すなわち、コンポジットの低温特性や溶融挙動はコントロールより悪くなることはないということを示している。
(Characteristics of polymer-modified clay / polyurethane composite)
FIG. 3 shows the results of differential scanning calorimetry of MtSF-5p-S obtained as described above. Moreover, as a control (Comparative Example 1) in FIG. 3, only the characteristic of polyurethane (manufactured by BASF Japan: trade name: 1180A50) was shown. FIG. 3 shows that the polyurethane has a glass transition temperature of −41 ° C. in the soft segment and a melting temperature of 165.4 ° C. in the hard segment. It was also found that there was no change in the transition temperature of both soft and hard segments even after kneading with polymer-modified clay to produce a composite. This suggests that the polymer-modified clay does not significantly affect both segments. That is, it shows that the low temperature characteristics and melting behavior of the composite are not worse than the control.

また、表1にMtSF−5p−Sの引張物性測定結果を示した。すなわち、表1において、伸び100%での弾性率(M100(MPa)、伸び200%での弾性率(M200(MPa))、伸び300%での弾性率(M300(MPa))、伸び400%での弾性率(M400(MPa))、破断時の弾性率(TS(MPa))、破断時の伸び(EL(%))を示した。
当該MtSF−5p−S中の無機成分含有量質量%は、上記と同様にして0.55となる。MtSF−5p−SのM100(伸び100%での弾性率)向上率は、表1より同様にして50.44%となる。
Table 1 shows the measurement results of tensile properties of MtSF-5p-S. That is, in Table 1, the elastic modulus at 100% elongation (M100 (MPa), the elastic modulus at 200% elongation (M200 (MPa)), the elastic modulus at 300% elongation (M300 (MPa)), and 400% elongation. The elastic modulus (M400 (MPa)) at break, the elastic modulus at break (TS (MPa)), and the elongation at break (EL (%)) are shown.
The inorganic component content mass% in the MtSF-5p-S is 0.55 in the same manner as described above. The improvement rate of M100 (elastic modulus at 100% elongation) of MtSF-5p-S is 50.44% in the same manner as shown in Table 1.

以上のごとく、本発明のコンポジットは、無機成分含有量質量%が0.55で、弾性率向上率は50.4%となることから、先行技術と比較すると無機成分の含有量が低いにもかかわらずはるかに向上率が大きい。また、従来のごとく長鎖アミンで変性されたモンモリロナイトを使用すると、コンポジットの色相が悪くなりやや黄みをますが本発明のコンポジットは色相の変化がなく色相は極めて良好である。   As described above, the composite according to the present invention has an inorganic component content by mass of 0.55 and an elastic modulus improvement rate of 50.4%. Regardless, the rate of improvement is much greater. Further, when montmorillonite modified with a long chain amine is used as in the prior art, the hue of the composite is deteriorated and slightly yellowed. However, the composite of the present invention has no change in hue and the hue is extremely good.

〔実施例7〕
(ポリマー変性ポーラスシリカの合成)
100mlビーカーにメチルメタクリレート43.0gを取り、これにケイ素化合物としてポーラスシリカ(孔径1〜10nm程度の多孔質シリカ)(商品名:NPM (Nano Porous Material)-14、太陽化学社製)を4.77g加え、超音波をかけ均一に混合分散した。
Example 7
(Synthesis of polymer-modified porous silica)
4. 43.0 g of methyl methacrylate is taken in a 100 ml beaker, and porous silica (porous silica having a pore diameter of about 1 to 10 nm) (trade name: NPM (Nano Porous Material) -14, manufactured by Taiyo Kagaku Co., Ltd.) is used as the silicon compound. 77 g was added, and ultrasonic waves were applied to uniformly mix and disperse.

撹拌装置、加熱装置、還流装置および滴下装置を備えた4つ口の1000mlガラス製セパラブル反応器に、0.5質量%のラウリル硫酸ナトリウム水溶液を400mlはかり取り、これに、先に調製したポーラスシリカのメチルメタクリレート分散液を全量加え、60℃にて30分間超音波をかけ均一に分散させた。   400 ml of 0.5% by mass aqueous sodium lauryl sulfate solution was weighed into a four-necked 1000 ml glass separable reactor equipped with a stirrer, a heating device, a reflux device, and a dropping device, and the porous silica previously prepared The whole amount of methyl methacrylate dispersion was added, and the mixture was uniformly dispersed by applying ultrasonic waves at 60 ° C. for 30 minutes.

60℃において撹拌しながら、開始剤ペルオキソ2硫酸カリウム0.48gを100mlの蒸留水に溶解した開始剤水溶液を、滴下装置より2時間で滴下し、反応(ポリマー変性反応)を行った。反応時間は12時間であった。   While stirring at 60 ° C., an initiator aqueous solution in which 0.48 g of initiator potassium peroxodisulfate was dissolved in 100 ml of distilled water was dropped from the dropping device over 2 hours to carry out a reaction (polymer modification reaction). The reaction time was 12 hours.

当該反応物を2000mlのビーカーに取り、メタノール1000mlを加え、ポリマー変性ポーラスシリカを析出させた。析出させたポリマー変性ポーラスシリカを吸引ろ過し、メタノール500mlで洗浄し、50℃にて48時間減圧乾燥し、ポリマー変性ポーラスシリカを30.68g得た。   The reaction product was placed in a 2000 ml beaker and 1000 ml of methanol was added to precipitate polymer-modified porous silica. The precipitated polymer-modified porous silica was suction filtered, washed with 500 ml of methanol, and dried under reduced pressure at 50 ° C. for 48 hours to obtain 30.68 g of polymer-modified porous silica.

熱重量分析の結果、当該ポリマー変性ポーラスシリカ(以後、「NsEM」と略記することがある。)中の無機成分であるシリカの質量%は0.12であった。また、トルエンによるソックスレー抽出結果、抽出残存率は98.7%であった。   As a result of thermogravimetric analysis, the mass% of silica which is an inorganic component in the polymer-modified porous silica (hereinafter sometimes abbreviated as “NsEM”) was 0.12. Further, as a result of Soxhlet extraction with toluene, the extraction residual ratio was 98.7%.

(ポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジットの調製)
上記合成したポリマー変性ポーラスシリカ(NsEM)を用いて、ポリウレタンと混練し、ポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジットを調製した。
ポリウレタンとしては市販品(BASFジャパン社製、商品名:1180A50)を使用した。まず当該ポリウレタンを、ロール機(6インチ2本ロール使用)で混練し、シート状にした後、20gの当該ポリウレタンに対して2gのNsEMを加え、室温下、ロール間隔1mmで1時間混練した。さらに、目視で分散したことを確認した後、ロール間隔3mmで10回素通しを行いポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジット(以下、「NsEM−1p」と表記することがある。)を調製した。つぎに、コンポジットNsEM−1pを熱板プレス機にて、温度150℃、圧力150Kg/cm2、加圧時間30分の条件で成型し、無色の厚2mmのシート(以下、このシートを「NsEM−1p−S」と表記することがある。)を得た。
(Preparation of polymer-modified porous silica / polyurethane composite)
The synthesized polymer-modified porous silica (NsEM) was kneaded with polyurethane to prepare a polymer-modified porous silica / polyurethane composite.
A commercially available product (manufactured by BASF Japan, trade name: 1180A50) was used as the polyurethane. First, the polyurethane was kneaded in a roll machine (using 6 inch two rolls) to form a sheet, then 2 g of NsEM was added to 20 g of the polyurethane, and kneaded at room temperature for 1 hour at a roll interval of 1 mm. Furthermore, after confirming that it was visually dispersed, the polymer-modified porous silica / polyurethane composite (hereinafter sometimes referred to as “NsEM-1p”) was prepared by passing through 10 times with a roll interval of 3 mm. Next, the composite NsEM-1p was molded in a hot plate press machine under the conditions of a temperature of 150 ° C., a pressure of 150 kg / cm 2 , and a pressurization time of 30 minutes, and a colorless 2 mm thick sheet (hereinafter referred to as “NsEM”). -1p-S ").

(ポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジットの特性)
図4にNsEM−1p−Sの示差走査熱量分析の結果を示した。図4のコントロールとしては、ポリウレタン(BASFジャパン社製:商品名:1180A50)のみの特性を示した。図4から、当該ポリウレタンは、ソフトセグメントのガラス転移温度が−41℃、ハードセグメントの融解温度が165.4℃であることが分かる。また、当該コンポジットを生成した後、ソフトセグメントの転移温度はわずか高温側に変化し、ハードセグメントの融解温度はわずかに低温側に変化した。
(Characteristics of polymer-modified porous silica / polyurethane composite)
FIG. 4 shows the results of differential scanning calorimetry analysis of NsEM-1p-S. As a control of FIG. 4, the characteristic of only polyurethane (BASF Japan company make: brand name: 1180A50) was shown. FIG. 4 shows that the polyurethane has a glass transition temperature of −41 ° C. in the soft segment and a melting temperature of 165.4 ° C. in the hard segment. Moreover, after producing the composite, the transition temperature of the soft segment changed slightly to the high temperature side, and the melting temperature of the hard segment changed slightly to the low temperature side.

また、表1に、NsEM−1p−Sの引張物性測定結果を示した。すなわち、表1において、伸び100%での弾性率(M100(MPa)、伸び200%での弾性率(M200(MPa))、伸び300%での弾性率(M300(MPa))、伸び400%での弾性率(M400(MPa))、破断時の伸び(EL(%))、破断時の弾性率(TS(MPa))を示した。   Table 1 shows the measurement results of tensile properties of NsEM-1p-S. That is, in Table 1, the elastic modulus at 100% elongation (M100 (MPa), the elastic modulus at 200% elongation (M200 (MPa)), the elastic modulus at 300% elongation (M300 (MPa)), and 400% elongation. The elastic modulus (M400 (MPa)), elongation at break (EL (%)), and elastic modulus at break (TS (MPa)) were shown.

当該NsEM−1p−S中の無機成分含有量質量%は0.11となる。NsEM−1p−SのM100(伸び100%での弾性率)向上率は表1より7.9%となる。本発明のコンポジットでは、無機成分含有量質量%が0.11で弾性率向上率は7.9%となることから、先行技術と比較すると無機成分の含有量が低いにもかかわらず、如何に当該弾性率の向上率が大きいかが分かる。   The inorganic component content mass% in the NsEM-1p-S is 0.11. From Table 1, the improvement rate of Ms (elastic modulus at 100% elongation) of NsEM-1p-S is 7.9%. In the composite of the present invention, the inorganic component content mass% is 0.11, and the elastic modulus improvement rate is 7.9%. Therefore, although the inorganic component content is low compared to the prior art, how It can be seen whether the improvement rate of the elastic modulus is large.

〔実施例8〕
(ポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジットの調製)
実施例7において、合成したポリマー変性ポーラスシリカ(NsEM)を用いて、同様にしてポリウレタンと混練し、ポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジットを調製した。
実施例7と同じポリウレタン(BASFジャパン社製、商品名:1180A50)を同じロール機(6インチの2本ロール機使用)で混練し、シート状にした後、20gのポリウレタンに対し0.6gのNsEMを加え、室温下、ロール間隔1mmで1時間混練した。さらに、目視で分散したことを確認した後、ロール間隔3mmで10回素通しを行いポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジット(以下、当該コンポジットを「NsEM−3p」と表記する。)を調製した。つぎに、コンポジットNsEM−1pを熱板プレス機にて、温度150℃、圧力150Kg/cm2、加圧時間30分の条件で成型し、無色の厚2mmのシート(以下、このシートを「NsEM−3p−S」と表記する。)を得た。
Example 8
(Preparation of polymer-modified porous silica / polyurethane composite)
In Example 7, the synthesized polymer-modified porous silica (NsEM) was used and kneaded with polyurethane in the same manner to prepare a polymer-modified porous silica / polyurethane composite.
The same polyurethane as in Example 7 (BASF Japan, trade name: 1180A50) was kneaded in the same roll machine (using a 6-inch two-roll machine), made into a sheet, and then 0.6 g of 20 g of polyurethane. NsEM was added and kneaded at room temperature for 1 hour at a roll interval of 1 mm. Furthermore, after confirming that it was visually dispersed, the polymer-modified porous silica / polyurethane composite (hereinafter referred to as “NsEM-3p”) was prepared by passing through 10 times with a roll interval of 3 mm. Next, the composite NsEM-1p was molded in a hot plate press machine under the conditions of a temperature of 150 ° C., a pressure of 150 kg / cm 2 , and a pressurization time of 30 minutes, and a colorless 2 mm thick sheet (hereinafter referred to as “NsEM”). -3p-S ").

(ポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジットの特性)
図4に、以上のごとくして得たNsEM−3p−Sの示差走査熱量分析の結果を示した。図4のコントロール(比較例1)としては、ポリウレタン(BASFジャパン社製、商品名:1180A50)のみの特性を示した。図4から、当該ポリウレタンは、ソフトセグメントのガラス転移温度が−41℃、ハードセグメントの融解温度が165.4℃であることが分かる。また、コンポジットを生成した後、ソフトセグメントの転移温度は高温側に変化し、ハードセグメントの融解温度は低温側に変化した。
(Characteristics of polymer-modified porous silica / polyurethane composite)
FIG. 4 shows the results of differential scanning calorimetry analysis of NsEM-3p-S obtained as described above. As the control of FIG. 4 (Comparative Example 1), only the characteristics of polyurethane (manufactured by BASF Japan, trade name: 1180A50) were shown. FIG. 4 shows that the polyurethane has a glass transition temperature of −41 ° C. in the soft segment and a melting temperature of 165.4 ° C. in the hard segment. In addition, after the composite was formed, the transition temperature of the soft segment changed to the high temperature side, and the melting temperature of the hard segment changed to the low temperature side.

また、表1に、NsEM−3p−Sの引張物性測定結果を示した。すなわち、表1において、伸び100%での弾性率(M100(MPa)、伸び200%での弾性率(M200(MPa))、伸び300%での弾性率(M300(MPa))、伸び400%での弾性率(M400(MPa))、破断時の伸び(EL(%))、破断時の弾性率(TS(MPa))を示した。   Table 1 shows the measurement results of tensile properties of NsEM-3p-S. That is, in Table 1, the elastic modulus at 100% elongation (M100 (MPa), the elastic modulus at 200% elongation (M200 (MPa)), the elastic modulus at 300% elongation (M300 (MPa)), and 400% elongation. The elastic modulus (M400 (MPa)), elongation at break (EL (%)), and elastic modulus at break (TS (MPa)) were shown.

当該NsEM−3p−S中の無機成分含有量質量%は、上記と同様に計算して0.35となる。NsEM−3p−SのM100での弾性率向上率は、表1より27.9%となる。本発明のコンポジットにおいては、無機成分含有量質量%が0.35で弾性率向上率は27.9%と大なることから、先行技術と比較すると無機成分の含有量が低いにもかかわらず如何にその弾性率向上率が大きいかが分かる。   The inorganic component content mass% in the NsEM-3p-S is calculated to be 0.35 in the same manner as described above. From Table 1, the elastic modulus improvement rate of M100 of NsEM-3p-S is 27.9%. In the composite of the present invention, the inorganic component content mass% is 0.35 and the elastic modulus improvement rate is as large as 27.9%. It can be seen whether the elastic modulus improvement rate is large.

〔実施例9〕
(ポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジットの調製)
実施例7において、合成したポリマー変性ポーラスシリカ(NsEM)を用いて、同様にしてポリウレタンと混練し、ポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジットを調製した。
Example 9
(Preparation of polymer-modified porous silica / polyurethane composite)
In Example 7, the synthesized polymer-modified porous silica (NsEM) was used and kneaded with polyurethane in the same manner to prepare a polymer-modified porous silica / polyurethane composite.

実施例7と同じポリウレタン(BASFジャパン社製、商品名:1180A50)を同じロール機(6インチの2本ロール機使用)で混練し、シート状にした後、20gのポリウレタンに対し1.0gのNsEMを加え、室温下、ロール間隔1mmで1時間混練した。さらに、目視で分散したことを確認した後、ロール間隔3mmで10回素通しを行いポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジット(以下、当該コンポジットを「NsEM−5p」と表記する。)を調製した。つぎに、当該コンポジットNsEM−5pを熱板プレス機にて、温度150℃、圧力150Kg/cm2、加圧時間30分の条件で成型し、無色透明の厚2mmのシート(以下、このシートを「NsEM−5p−S」と表記する。)を得た。 The same polyurethane as that used in Example 7 (BASF Japan, trade name: 1180A50) was kneaded with the same roll machine (using a 6-inch two-roll machine), made into a sheet, and then 1.0 g of 20 g of polyurethane. NsEM was added and kneaded at room temperature for 1 hour at a roll interval of 1 mm. Furthermore, after confirming that it was visually dispersed, a polymer-modified porous silica / polyurethane composite (hereinafter referred to as “NsEM-5p”) was prepared by passing through 10 times with a roll interval of 3 mm. Next, the composite NsEM-5p was molded on a hot plate press machine under conditions of a temperature of 150 ° C., a pressure of 150 kg / cm 2 , and a pressurization time of 30 minutes. "NsEM-5p-S") was obtained.

(ポリマー変性ポーラスシリカ/ポリウレタンコンポジットの特性)
図4には、以上のごとくして得たNsEM−5p−Sの示差走査熱量分析の結果を示した。図4のコントロール(比較例1)としては、ポリウレタン(BASFジャパン社製:商品名:1180A50)のみの特性を示した。図4から当該ポリウレタンはソフトセグメントのガラス転移温度が−41℃、ハードセグメントの融解温度が165.4℃であることが分かる。また、コンポジットを生成した後、ソフトセグメントの転移温度は高温側に変化し、ハードセグメントの融解温度は低温側に変化した。すなわち、ソフトセグメントの動きはやや制限されるが、熱可塑性という性質は保持していることがわかる。
(Characteristics of polymer-modified porous silica / polyurethane composite)
FIG. 4 shows the results of differential scanning calorimetry analysis of NsEM-5p-S obtained as described above. As the control of FIG. 4 (Comparative Example 1), only the characteristics of polyurethane (manufactured by BASF Japan: trade name: 1180A50) were shown. It can be seen from FIG. 4 that the polyurethane has a glass transition temperature of the soft segment of −41 ° C. and a melting temperature of the hard segment of 165.4 ° C. In addition, after the composite was formed, the transition temperature of the soft segment changed to the high temperature side, and the melting temperature of the hard segment changed to the low temperature side. That is, it can be seen that the movement of the soft segment is somewhat limited, but retains the property of thermoplasticity.

また、表1に、NsEM−5p−Sの引張物性測定結果を示した。すなわち、表1において、伸び100%での弾性率(M100(MPa)、伸び200%での弾性率(M200(MPa))、伸び300%での弾性率(M300(MPa))、伸び400%での弾性率(M400(MPa))、破断時の伸び(EL(%))、破断時の弾性率(TS(MPa))を示した。   Table 1 shows the measurement results of tensile properties of NsEM-5p-S. That is, in Table 1, the elastic modulus at 100% elongation (M100 (MPa), the elastic modulus at 200% elongation (M200 (MPa)), the elastic modulus at 300% elongation (M300 (MPa)), and 400% elongation. The elastic modulus (M400 (MPa)), elongation at break (EL (%)), and elastic modulus at break (TS (MPa)) were shown.

当該NsEM−5p−SのM100での弾性率向上率は、表1より44.0%となった。   From Table 1, the elastic modulus improvement rate of the NsEM-5p-S at M100 was 44.0%.

以上の結果を、シリカを含有するポリウレタンについての先行技術(非特許文献2)の結果と比較する。当該先行技術599頁には、7質量%のシリカを含有ポリウレタンの弾性率向上データが開示されており、シリカ含有量7質量%での弾性率向上率は82.6%となっている。これに対し、本発明のコンポジットでは、無機成分含有量質量%がわずか0.57であっても弾性率向上率は44.0%となることから、先行技術と比較すると無機成分の含有量がずっと低いにもかかわらず如何に弾性率向上率が大きいかが理解される。   The above result is compared with the result of the prior art (nonpatent literature 2) about the polyurethane containing a silica. The prior art page 599 discloses data on improvement in elastic modulus of polyurethane containing 7% by mass of silica, and the elastic modulus improvement rate at a silica content of 7% by mass is 82.6%. On the other hand, in the composite of the present invention, even when the inorganic component content mass% is only 0.57, the elastic modulus improvement rate is 44.0%. It is understood how the elastic modulus improvement rate is large despite being much lower.

なお、当該非特許文献2におけるポリウレタン/シリカコンポジットは、本発明のコンポジットが有するごとき融解挙動はなく、架橋型のコンポジットとなるため、架橋効果がモジュラス向上に寄与していると考えられる。すなわち、このタイプのコンポジットは、熱可塑性を有さずリサイクル性に欠けるものである。   Note that the polyurethane / silica composite in Non-Patent Document 2 does not have the melting behavior as the composite of the present invention, and is a cross-linked composite, so that the cross-linking effect is considered to contribute to the improvement of the modulus. That is, this type of composite does not have thermoplasticity and lacks recyclability.

このように、本発明の熱可塑性を有するコンポジットの弾性率向上効果は、架橋型をも凌駕し極めて大きいものであることがわかる。   Thus, it can be seen that the effect of improving the elastic modulus of the composite having thermoplasticity of the present invention is much greater than that of the crosslinked type.

Figure 2008037985
Figure 2008037985

本発明のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットは、わずかな無機成分含有量にもかかわらず大きな弾性率向上効果を有し、更に熱可塑性のポリウレタンをマトリックスとした場合、熱可塑性を保持して優れたリサイクル性を有しており、環境保護という観点からも優れた性能を持つものである。   The polymer-modified silicon compound / polyurethane composite of the present invention has a large elastic modulus improving effect despite a slight inorganic component content. Further, when a thermoplastic polyurethane is used as a matrix, the polymer-modified silicon compound / polyurethane composite has excellent thermoplasticity. It has recyclability and has excellent performance from the viewpoint of environmental protection.

また、当該コンポジットは、高弾性率、高強度等の機械特性に、さらに色相に優れたものであるから、建築用構造材、工業用部材、車両用素材の各種分野に応用できるため、その産業上の利用可能性は極めて大きい。   In addition, since the composite is excellent in mechanical properties such as high elastic modulus and high strength and in hue, it can be applied to various fields of structural materials for construction, industrial members, and materials for vehicles. The above applicability is enormous.

本発明におけるポリマー変性粘土のX線回折図である。1 is an X-ray diffraction diagram of a polymer-modified clay in the present invention. 本発明の実施例1〜3で得られたポリマー変性粘土化合物/ポリウレタンコンポジットのDSC曲線である。It is a DSC curve of the polymer modified clay compound / polyurethane composite obtained in Examples 1 to 3 of the present invention. 本発明の実施例4〜6で得られたポリマー変性粘土化合物/ポリウレタンコンポジットのDSC曲線である。It is a DSC curve of the polymer modified clay compound / polyurethane composite obtained in Examples 4 to 6 of the present invention. 本発明の実施例7〜9で得られたポリマー変性ポーラスシリカ化合物/ポリウレタンコンポジットのDSC曲線である。It is a DSC curve of the polymer modified porous silica compound / polyurethane composite obtained in Examples 7 to 9 of the present invention.

Claims (5)

ケイ素化合物粒子がポリウレタン中に分散・複合化されてなるケイ素化合物/ポリウレタンコンポジットにおいて、当該ケイ素化合物粒子があらかじめポリマー変性されているポリマー変性粒子であることを特徴とするポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジット。   A polymer-modified silicon compound / polyurethane composite, characterized in that, in a silicon compound / polyurethane composite in which silicon compound particles are dispersed and composited in polyurethane, the silicon compound particles are polymer-modified particles that have been polymer-modified in advance. ケイ素化合物粒子が、アルミノケイ酸塩粒子及び/又はポリケイ酸粒子である請求項1に記載のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジット。   The polymer-modified silicon compound / polyurethane composite according to claim 1, wherein the silicon compound particles are aluminosilicate particles and / or polysilicate particles. ケイ素化合物粒子が、エチレン性不飽和モノマーの重合体により変性されたポリマー変性粒子である請求項1又は2に記載のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジット。   The polymer-modified silicon compound / polyurethane composite according to claim 1 or 2, wherein the silicon compound particles are polymer-modified particles modified with a polymer of an ethylenically unsaturated monomer. ポリマー変性ケイ素化合物粒子が、当該粒子の分散媒体中において、分散剤の存在下或いは非存在下で、当該エチレン性不飽和モノマーを重合させて得られるものである請求項3に記載のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジット。   The polymer-modified silicon compound particle according to claim 3, wherein the polymer-modified silicon compound particle is obtained by polymerizing the ethylenically unsaturated monomer in the dispersion medium of the particle in the presence or absence of a dispersant. Compound / polyurethane composite. エチレン性不飽和モノマーが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタアクリレート、ラウリルメタクリレート、グリシジールアクリレート、グリシジールメタクリレート、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル、アクリル酸2−ジメチルアミノエチル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−アルキル置換アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、α−ブチルスチレン、ブタジエン、イソプレン、ジビニルベンゼン、酢酸ビニル、エチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフタレート、エチレングリコールジアクリレート、アリルアクリレート及びアリルメタクリレートからなる群より選択される少なくとも一つのエチレン性不飽和モノマーである請求項3又は4に記載のポリマー変性ケイ素化合物/ポリウレタンコンポジット。
Ethylenically unsaturated monomers are methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, lauryl methacrylate, glycidyl Acrylate, glycidyl methacrylate, 2-dimethylaminoethyl methacrylate, 2-dimethylaminoethyl acrylate, acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, N-alkyl substituted acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl methacrylamide, 2-hydroxyethyl acrylate 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylonitrile, styrene, α-methylstyrene, p-hydroxystyrene, α-butylstyrene, butadiene, isoprene, divinylbenzene, vinyl acetate, ethylene glycol dimethacrylate, diallyl phthalate, ethylene glycol diacrylate, The polymer-modified silicon compound / polyurethane composite according to claim 3 or 4, which is at least one ethylenically unsaturated monomer selected from the group consisting of allyl acrylate and allyl methacrylate.
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