JP2009046316A - Organized layered silicate and resin composition containing the same - Google Patents

Organized layered silicate and resin composition containing the same Download PDF

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Yuu Shimizu
木綿 清水
Hiroshi Maehara
広 前原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To formulate an organized layered silicate with high dispersibility for a resin having a furan ring in its molecular chain, and to improve the durability and stiffness of the resin. <P>SOLUTION: The resin composition is obtained by mixing the layered silicate organized with an organizing agent having a furan ring and a resin having a furan ring in its molecular chain. The resin composition is excellent in heat resistance and stiffness. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、フラン環を有する有機化剤により有機化された層状ケイ酸塩及び該有機化層状ケイ酸塩を含有する樹脂組成物に関するものである。   The present invention relates to a layered silicate organized by an organic agent having a furan ring and a resin composition containing the organized layered silicate.

近年、環境保護の観点から化石資源の使用を極力抑え、温暖化効果ガスの排出を低減するために、再生可能資源を利用して合成した樹脂が注目を集めている。現在、多く作られているバイオポリマーは、脂肪族ポリエステルであるが、化石資源から合成した汎用樹脂やエンジニアリングプラスチックに比べて物性が劣るために、化石資源から作ったベンゼン環などを含有する樹脂を混合して物性を上げているのが現状である。しかし、化石燃料から作った樹脂を混合すると、環境負荷低減効果が小さくなってしまう。一方、フラン環は、糖化合物から合成することができるため、分子鎖内にフラン環を有する樹脂は、化石資源からではなく、再生可能資源を利用して合成することが可能である。   In recent years, in order to suppress the use of fossil resources as much as possible from the viewpoint of environmental protection and reduce the emission of greenhouse effect gas, resins synthesized using renewable resources have attracted attention. Currently, many of the biopolymers are aliphatic polyesters. However, the physical properties are inferior to those of general-purpose resins and engineering plastics synthesized from fossil resources. At present, physical properties are improved by mixing. However, when a resin made from fossil fuel is mixed, the environmental load reducing effect is reduced. On the other hand, since a furan ring can be synthesized from a sugar compound, a resin having a furan ring in the molecular chain can be synthesized not using fossil resources but using renewable resources.

ここで、一般に、熱可塑性樹脂は、機械的強度、耐熱性、耐候性、耐薬品性などの優れた性質を利用して、フィルムや整形用材料など多岐に用いられている。さらに、これらの熱可塑性樹脂に強化充填剤を配合することによって、樹脂の強度や耐熱性が向上するため、こうして得られる強化組成物は機械部品用素材として好適である。このような強化充填材の一つとしてタルク、ガラスファイバー、層状ケイ酸塩などの無機粉体が挙げられる。このような粉体状の充填剤を用いた場合、溶融混練等で樹脂組成物を得る際には高い混合比での添加が必要であり、また、加工性、分散性に問題があった。   Here, in general, thermoplastic resins are used in a wide variety of fields such as films and shaping materials by utilizing excellent properties such as mechanical strength, heat resistance, weather resistance, and chemical resistance. Furthermore, since the strength and heat resistance of the resin are improved by blending a reinforcing filler with these thermoplastic resins, the reinforcing composition thus obtained is suitable as a material for machine parts. One example of such a reinforcing filler is inorganic powder such as talc, glass fiber, and layered silicate. When such a powdery filler is used, when a resin composition is obtained by melt kneading or the like, addition at a high mixing ratio is necessary, and there are problems in workability and dispersibility.

そこで、層状ケイ酸塩の層間に存在する交換性陽イオンを有機オニウムイオンで交換して有機化層状ケイ酸塩とすることにより、層の剥離を起こしやすくするとともに、樹脂との親和性を高める工夫がなされている。特許文献1には、ポリエステル樹脂と、構造中にベンゼン環を含む有機オニウムイオンを層状ケイ酸塩に結合させて製造した有機化層状ケイ酸塩とを混合する技術が開示されている。
特開2001−261947号公報
Therefore, by exchanging exchangeable cations existing between the layers of the layered silicate with organic onium ions to form an organicated layered silicate, the layer is easily peeled off and the affinity with the resin is increased. Ingenuity has been made. Patent Document 1 discloses a technique in which a polyester resin and an organically modified layered silicate produced by bonding an organic onium ion having a benzene ring in the structure to a layered silicate are disclosed.
JP 2001-261947 A

しかし、構造中にベンゼン環を含む有機オニウムイオンを層状ケイ酸塩に結合したものを用いることにより、特定の樹脂に対する分散性は向上するものの、上述の分子鎖内にフラン環を有する樹脂に対する分散性は満足できるものではなかった。   However, the dispersibility for a specific resin is improved by using an organic onium ion having a benzene ring in its structure bonded to a layered silicate, but the dispersibility for a resin having a furan ring in the molecular chain is improved Sex was not satisfactory.

層状ケイ酸塩の分散性が不足し、偏在した場合、樹脂組成物の強度や耐熱性が向上しないばかりでなく、樹脂組成物にかかった応力が特定部位に集中する原因ともなる。したがって、分子鎖内にフラン環を有する樹脂に対して高い分散性を有する有機化層状ケイ酸塩を処方することが本発明の課題となる。   When the dispersibility of the layered silicate is insufficient and unevenly distributed, not only the strength and heat resistance of the resin composition are not improved, but also the stress applied to the resin composition is concentrated on a specific part. Accordingly, it is an object of the present invention to formulate an organically modified layered silicate having high dispersibility with respect to a resin having a furan ring in the molecular chain.

本発明に係る有機化層状ケイ酸塩は、特定の有機オニウムイオンを層間に有している。これを分子鎖内にフラン環を有する樹脂と溶融混練することで、容易にナノレベルで均一に層状ケイ酸塩を樹脂中へ分散させることが可能である。ナノレベルの分散とは、層状ケイ酸塩を形成する厚さ約1ナノメートルの層が単層ずつ剥離して樹脂中に分散した状態のことをいう。   The organically modified layered silicate according to the present invention has a specific organic onium ion between the layers. By melt-kneading this with a resin having a furan ring in the molecular chain, it is possible to easily disperse the layered silicate into the resin uniformly at the nano level. Nano-level dispersion refers to a state in which layers having a thickness of about 1 nanometer forming a layered silicate are separated in a single layer and dispersed in a resin.

すなわち、本発明に係る有機化層状ケイ酸塩は、フラン環を有する有機化剤で有機化された層状ケイ酸塩であることを特徴とする。   That is, the organically modified layered silicate according to the present invention is a layered silicate that is organized with an organic agent having a furan ring.

また、本発明に係る樹脂組成物は、分子鎖内にフラン環を有する樹脂に、前記有機化層状ケイ酸塩を混合させたことを特徴とする。   The resin composition according to the present invention is characterized in that the organically modified layered silicate is mixed with a resin having a furan ring in a molecular chain.

本発明は新規の樹脂組成物に関する。本樹脂組成物は機械的強度、耐熱性など良好な物性を有し、かつリサイクルにも有効である。   The present invention relates to a novel resin composition. The resin composition has good physical properties such as mechanical strength and heat resistance, and is also effective for recycling.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

本発明に係る樹脂組成物は、フラン環を有する有機化剤で有機化された層状ケイ酸塩、つまり本発明に係る有機化層状ケイ酸塩を分子鎖内にフラン環を有する樹脂に混合することで得ることができ、該樹脂組成物は耐熱性や剛性に優れている。   The resin composition according to the present invention is a mixture of a layered silicate organized with an organic agent having a furan ring, that is, an organic layered silicate according to the present invention into a resin having a furan ring in the molecular chain. The resin composition is excellent in heat resistance and rigidity.

本発明に係る樹脂組成物を構成する樹脂としては、その分子鎖内にフラン環を有するものであれば特に限定されないが、例えば、分子内にフラン環を有するジカルボン酸あるいはそのエステル形成誘導体とジオールあるいはそのエステル形成誘導体とを主成分とし、それらの重合反応により得られる重合体又は共重合体である分子鎖内にフラン環を有する熱可塑性ポリエステル樹脂を用いることができる。また、例えば、分子内にフラン環とカルボキシル基とアルコール基を有する化合物を主成分とし、それらの重合反応により得られる重合体又は共重合体である分子鎖内にフラン環を有する熱可塑性ポリエステル樹脂を用いることができる。また、例えば、分子内にフラン環を有するジカルボン酸あるいはそのエステル形成誘導体とジアミンあるいはそのエステル形成誘導体とを主成分とし、それらの重合反応により得られる重合体又は共重合体である分子鎖内にフラン環を有する熱可塑性ポリアミド樹脂等の樹脂を用いることができる。   The resin constituting the resin composition according to the present invention is not particularly limited as long as it has a furan ring in its molecular chain. For example, a dicarboxylic acid having a furan ring in its molecule or an ester-forming derivative thereof and a diol Or the thermoplastic polyester resin which has the ester formation derivative as a main component and has a furan ring in the molecular chain which is a polymer or copolymer obtained by those polymerization reaction can be used. Further, for example, a thermoplastic polyester resin having a furan ring in the molecular chain, which is a polymer or copolymer obtained mainly by a compound having a furan ring, a carboxyl group and an alcohol group in the molecule, and a polymerization reaction thereof. Can be used. In addition, for example, a dicarboxylic acid having a furan ring in the molecule or an ester-forming derivative thereof and a diamine or an ester-forming derivative thereof as main components, and in a molecular chain that is a polymer or copolymer obtained by a polymerization reaction thereof. A resin such as a thermoplastic polyamide resin having a furan ring can be used.

分子鎖内にフラン環を有する樹脂の具体例としては、ポリブチレンフランジカルボキシレート(化1)、ポリプロピレンフランジカルボキシレートやポリエチレンフランジカルボキシレート等のポリアルキレンフランジカルボキシレート、ポリブチレンフランカルボキシアミド、ポリプロピレンフランカルボキシアミド、ポリエチレンフランカルボキシアミ
ド、ポリブチレンフランジアミド、ポリプロピレンフランジアミド、ポリエチレンフランジアミドなどが好ましく用いられる。これらの中で、本発明において、ポリブチレンフランジカルボキシレート(化1)、ポリプロピレンフランジカルボキシレート、ポリエチレンフランジカルボキシレートが好ましく用いられ、ポリブチレンフランジカルボキシレート(化1)が特に好ましく用いられる。
Specific examples of the resin having a furan ring in the molecular chain include polybutylene furandicarboxylate (Chemical Formula 1), polyalkylene furandicarboxylate such as polypropylene furandicarboxylate and polyethylene furandicarboxylate, polybutylene furan carboxamide, and polypropylene furan. Carboxamide, polyethylene furan carboxamide, polybutylene furanamide, polypropylene furanamide, polyethylene furanamide, etc. are preferably used. Among these, in the present invention, polybutylene flange carboxylate (chemical formula 1), polypropylene flange carboxylate, and polyethylene flange carboxylate are preferably used, and polybutylene flange carboxylate (chemical formula 1) is particularly preferably used.

Figure 2009046316
ポリブチレンフランジカルボキシレート(式中Rは(CH24を表す。)
Figure 2009046316
Polybutylene furandicarboxylate (wherein R represents (CH 2 ) 4 )

本発明に係る樹脂組成物には、機械的特性や耐熱性を大幅に損ねることのない範囲で、必要に応じてその他の樹脂成分を共重合ないしは混合することもできる。その他の樹脂の具体例としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリカプロン酸、ポリカーボネート、ポリアミド6、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリブタジエン、ABS樹脂などが挙げられる。   In the resin composition according to the present invention, other resin components may be copolymerized or mixed as necessary, as long as the mechanical properties and heat resistance are not significantly impaired. Specific examples of other resins include polybutylene terephthalate, polybutylene (terephthalate / isophthalate), polyethylene terephthalate, polylactic acid, polycaproic acid, polycarbonate, polyamide 6, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl alcohol, polybutadiene, and ABS resin. Can be mentioned.

本発明に用いられる層状ケイ酸塩は、膨潤性の層状ケイ酸塩であり、例えば、モンモリロナイト、サポナイト等のスメクタイト、膨潤性の合成マイカ、グラファイト、イモゴライトなど一般的なナノコンポジット材料を使用することができる。中でも、モンモリロナイト、合成マイカは好適である。   The layered silicate used in the present invention is a swellable layered silicate. For example, a general nanocomposite material such as smectite such as montmorillonite or saponite, swellable synthetic mica, graphite, or imogolite should be used. Can do. Among these, montmorillonite and synthetic mica are preferable.

これらの層状ケイ酸塩を有機化するためのフラン環を有する有機化剤としては、フラン環を有するオニウムカチオンであり、本発明の効果を奏するものであれば限定されることはないが、特にオニウムカチオンのカチオン原子にフラン環を有する化合物が結合している化合物を用いることができる。   The organic agent having a furan ring for organicizing these layered silicates is an onium cation having a furan ring, and is not limited as long as the effect of the present invention is exhibited. A compound in which a compound having a furan ring is bonded to the cation atom of the onium cation can be used.

本発明におけるフラン環を有する有機化剤の好適な態様は、下記一般式(I)で示されるオニウムカチオンである。   A preferred embodiment of the organic agent having a furan ring in the present invention is an onium cation represented by the following general formula (I).

Figure 2009046316
Figure 2009046316

上記一般式(I)は次の条件を満足する。すなわち、Mは窒素原子またはリン原子である。R1は炭素原子数1〜24のアルキル基である。R2及びR3はそれぞれ独立に水素原子、又は直鎖若しくは分岐鎖構造を有する炭素原子数1〜6のアルキル基である(該アルキル基は置換基としてヒドロキシ基を有してもよい)。R4はフラン、又は炭素原子数1〜6の炭素鎖であって置換基としてフランを有しているものである(該炭素鎖はカルボニル、エーテル又はエステルを含んでいてもよい。該フランは置換基として炭素原子数1〜4のアルキル基を少なくとも1つ有していても良い。また、該フランは縮合環を有していてもよい。)。 The general formula (I) satisfies the following conditions. That is, M is a nitrogen atom or a phosphorus atom. R 1 is an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms. R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a linear or branched structure (the alkyl group may have a hydroxy group as a substituent). R 4 is furan or a carbon chain having 1 to 6 carbon atoms and having furan as a substituent (the carbon chain may contain carbonyl, ether or ester. The furan is It may have at least one alkyl group having 1 to 4 carbon atoms as a substituent, and the furan may have a condensed ring.

上記R1は、層状ケイ酸塩の層間距離を拡大させる効果の観点から、より好ましくは炭素原子数6〜20のアルキル基であり、さらに好ましくは炭素原子数8〜18である。 R 1 is more preferably an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms, and further preferably 8 to 18 carbon atoms, from the viewpoint of the effect of increasing the interlayer distance of the layered silicate.

上記R2及びR3はそれぞれ独立に、より好ましくは炭素原子数1〜6のアルキル基であり、さらに好ましくは炭素原子数1〜3のアルキル基である。 R 2 and R 3 are each independently more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

上記R4は、より好ましくはフラン又は炭素原子数1〜4のアルキル基であって置換基としてフランを有するものであり、さらに好ましくはフランである。 R 4 is more preferably furan or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and having furan as a substituent, and more preferably furan.

したがって、上記一般式(I)は次の条件を満足することがより好ましい。すなわち、Mは窒素原子またはリン原子である。R1は炭素原子数6〜20のアルキル基である。R2及びR3は炭素原子数1〜6のアルキル基である。R4はフラン又は炭素原子数1〜4のアルキル基であって置換基としてフランを有するものである。 Therefore, the general formula (I) more preferably satisfies the following conditions. That is, M is a nitrogen atom or a phosphorus atom. R 1 is an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms. R 2 and R 3 are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. R 4 is furan or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and has furan as a substituent.

さらに、上記一般式(I)は次の条件を満足することが特に好ましい。すなわち、Mは窒素原子またはリン原子である。R1は炭素原子数8〜18のアルキル基である。R2及びR3は炭素原子数1〜3のアルキル基である。R4はフランである。 Further, the general formula (I) particularly preferably satisfies the following conditions. That is, M is a nitrogen atom or a phosphorus atom. R 1 is an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms. R 2 and R 3 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms. R 4 is franc.

前記フラン環を有する有機化剤としては、具体的には以下に示す化合物が挙げられる。フラン環を有する第4級フォスホニウムとしては、例えば、ジメチルステアリルフランフォスフォニウム、2−フランカルボキシジメチルステアリルフォスフォニウム、ドデシルジブチルフランフォスフォニウム、ヘキサデシルジブチルフランフォスフォニウム、オクタデシルジブチルフランフォスフォニウム、ドデシルジメチルフランフォスフォニウム、ヘキサデシルジメチルフランフォスフォニウム、オクタデシルジメチルフランフォスフォニウム、ジドデシルブチルフランフォスフォニウム、ドデシルジブチルフランフォスフォニウム、ジヘキサデシルブチルフランフォスフォニウム、ヘキサデシルジブチルフランフォスフォニウム、ジオクタデシルブチルフランフォスフォニウム、オクタデシルジブチルフランフォスフォニウム、ジドデシルメチルフランフォスフォニウム、ドデシルジメチルフランフォスフォニウム、ジヘキサデシルメチルフランフォスフォニウム、ヘキサデシルジメチルフランフォスフォニウム、ジオクタデシルメチルフランフォスフォニウム、オクタデシルジメチルフランフォスフォニウム等が挙げられる。   Specific examples of the organic agent having a furan ring include the following compounds. Examples of the quaternary phosphonium having a furan ring include dimethylstearylfuranphosphonium, 2-furancarboxydimethylstearylphosphonium, dodecyldibutylfuranphosphonium, hexadecyldibutylfuranphosphonium, and octadecyldibutylfuranphosphonium. Nium, dodecyldimethylfuranphosphonium, hexadecyldimethylfuranphosphonium, octadecyldimethylfuranphosphonium, didodecylbutylfuranphosphonium, dodecyldibutylfuranphosphonium, dihexadecylbutylfuranphosphonium, hexadecyl Dibutylfuranphosphonium, dioctadecylbutylfuranphosphonium, octadecyldibutylfuranphosphonium, di Decyl methyl furan phosphonium, dodecyl dimethyl furan phosphonium, dihexadecyl methylfuran phosphonium, hexadecyl dimethyl furan phosphonium, dioctadecyl methyl furan phosphonium, octadecyl dimethyl furan phosphonium and the like.

フラン環を有する第4級アンモニウムとしては、例えば、ジメチルステアリルフランアンモニウム、2−フランカルボキシジメチルステアリルアンモニウム、ドデシルジブチルフランアンモニウム、ヘキサデシルジブチルフランアンモニウム、オクタデシルジブチルフランアンモニウム、ドデシルジメチルフランアンモニウム、ヘキサデシルジメチルフランアンモニウム、オクタデシルジメチルフランアンモニウム、ジドデシルブチルフランアンモニウム、ドデシルジブチルフランアンモニウム、ジヘキサデシルブチルフランアンモニウム、ヘキサデシルジブチルフランアンモニウム、ジオクタデシルブチルフランアンモニウム、オクタデシルジブチルフランアンモニウム、ジドデシルメチルフランアンモニウム、ドデシルジメチルフランアンモニウム、ジヘキサデシルメチルフランアンモニウム、ヘキサデシルジメチルフランアンモニウム、ジオクタデシルメチルフランアンモニウム、オクタデシルジメチルフランアンモニウム等が挙げられる。また、その他にも、例えば、トリメチルフランアンモニウム、ジメチルヒドロキシエチルフランアンモニウム、2―アセトキシエチルジメチルフランアンモニウム、ジオクチルメチルフランアンモニウム、ポリオキシプロピレンメチルエチルフランアンモニウム、メチル/タロービス(2−ヒドロキシエチル)フランアンモニウム、ジメチルベンジル水素化タローフランアンモニウム、ジメチル水素化タロー−2−エチルヘキシルフランアンモニウム、メチルジ水素化タローフランアンモニウムなどが挙げられる。   Examples of the quaternary ammonium having a furan ring include dimethyl stearyl furan ammonium, 2-furancarboxydimethyl stearyl ammonium, dodecyl dibutyl furan ammonium, hexadecyl dibutyl furan ammonium, octadecyl dibutyl furan ammonium, dodecyl dimethyl furan ammonium, hexadecyl dimethyl. Furan ammonium, octadecyl dimethyl furan ammonium, didodecyl butyl furan ammonium, dodecyl dibutyl furan ammonium, dihexadecyl butyl furan ammonium, hexadecyl dibutyl furan ammonium, dioctadecyl butyl furan ammonium, octadecyl dibutyl furan ammonium, didodecyl methyl furan ammonium, dodecyl Dimethylfuran Moniumu, dihexadecyl methylfuran ammonium, hexadecyl dimethyl furan ammonium, dioctadecyl methyl furan ammonium, octadecyl dimethyl furan ammonium and the like. In addition, for example, trimethylfuran ammonium, dimethylhydroxyethyl furan ammonium, 2-acetoxyethyl dimethyl furan ammonium, dioctyl methyl furan ammonium, polyoxypropylene methyl ethyl furan ammonium, methyl / tallowbis (2-hydroxyethyl) furan ammonium Dimethylbenzyl hydrogenated tallow furan ammonium, dimethyl hydrogenated tallow-2-ethylhexyl furan ammonium, methyl dihydrogenated tallow furan ammonium, and the like.

これらのフラン環を有する有機化剤の中でも、特に好ましいものとしては、ジメチルステアリルフランアンモニウム及びジメチルステアリルフランフォスフォニウムが挙げられる。   Among these organic agents having a furan ring, dimethyl stearyl furan ammonium and dimethyl stearyl furan phosphonium are particularly preferable.

これらのフラン環を有する有機化剤は単体で用いても良いが、2種以上の化合物の混合物として使用しても良い。   These organic agents having a furan ring may be used alone, or may be used as a mixture of two or more compounds.

前記フラン環を有する有機化剤は、公知の方法で製造することができる。例えば、化3から化11に示すようなハロゲン化したフラン環を有する化合物を、例えばジメチルステアリルアミン(化12)と反応させることによって、フラン環を有する4級アンモニウムが得られる。具体的には、ジメチルステアリルアミン(化12)と3−クロロフラン(化3)を反応させることによって、ジメチルステアリルフランアンモニウムを得ることができる。なお、反応は求核置換反応である。   The organic agent having a furan ring can be produced by a known method. For example, a quaternary ammonium having a furan ring is obtained by reacting a compound having a halogenated furan ring as shown in Chemical Formula 3 to Chemical Formula 11 with, for example, dimethylstearylamine (Chemical Formula 12). Specifically, dimethylstearylfuran ammonium can be obtained by reacting dimethylstearylamine (Chemical Formula 12) with 3-chlorofuran (Chemical Formula 3). The reaction is a nucleophilic substitution reaction.

Figure 2009046316
3−クロロフラン
Figure 2009046316
3-chlorofuran

Figure 2009046316
3−ブロモフラン
Figure 2009046316
3-Bromofuran

Figure 2009046316
フラン−2−カルボニルクロライド
Figure 2009046316
Furan-2-carbonyl chloride

Figure 2009046316
3−メチルフラン−2−カルボニルクロライド
Figure 2009046316
3-methylfuran-2-carbonyl chloride

Figure 2009046316
5−メチルフラン−2−カルボニルクロライド
Figure 2009046316
5-methylfuran-2-carbonyl chloride

Figure 2009046316
2−メチルフラン−3−カルボニルクロライド
Figure 2009046316
2-Methylfuran-3-carbonyl chloride

Figure 2009046316
5−t−ブチル−2−メチルフラン−3−カルボニルクロライド
Figure 2009046316
5-t-butyl-2-methylfuran-3-carbonyl chloride

Figure 2009046316
3−メチルベンゾフラン−2−カルボニルクロライド
Figure 2009046316
3-methylbenzofuran-2-carbonyl chloride

Figure 2009046316
2−クロロメチレン−5−メチルフラン
Figure 2009046316
2-chloromethylene-5-methylfuran

Figure 2009046316
ジメチルステアリルアミン
Figure 2009046316
Dimethylstearylamine

続いて、本発明に係る有機化層状ケイ酸塩の製造方法について、とくに、層状ケイ酸塩の有機化について説明する。まず、層状ケイ酸塩のスメクタイトを60℃から90℃の温水中に膨潤させつつ分散させる。これにフラン環を有する有機化剤を徐々に加え、20時間から30時間ほど温水中で攪拌し、層状ケイ酸塩の層間に存在する交換性イオンを有機化剤がイオン化したものに交換する。この懸濁液をろ過し、得られた固体を温水で繰返し洗浄し、残存するナトリウムイオンと余剰の有機化剤を除去する。最後にオーブン中で乾燥させ、粉砕機により粉砕することにより粉末状の本発明に係る有機化層状ケイ酸塩を得る。   Subsequently, the organic layered silicate manufacturing method according to the present invention will be described, in particular, the organic layered silicate. First, a smectite of a layered silicate is dispersed while being swollen in warm water of 60 ° C. to 90 ° C. To this, an organic agent having a furan ring is gradually added and stirred in warm water for about 20 to 30 hours to exchange exchangeable ions existing between layers of the layered silicate with those ionized by the organic agent. The suspension is filtered, and the resulting solid is washed repeatedly with warm water to remove residual sodium ions and excess organic agent. Finally, it is dried in an oven and pulverized by a pulverizer to obtain a powdered organic layered silicate according to the present invention.

このとき、フラン環を有する有機化剤の添加量は、例えば、層状ケイ酸塩のイオン交換容量の1当量に対して0.5当量から1.5当量とすることができ、0.7当量から1.2当量とすることが好ましい。   At this time, the addition amount of the organic agent having a furan ring can be, for example, 0.5 equivalent to 1.5 equivalent with respect to 1 equivalent of the ion exchange capacity of the layered silicate, 0.7 equivalent To 1.2 equivalents.

次いで、2軸混練機で本発明に係る層状ケイ酸塩を樹脂中に分散させる。まず、分子鎖内にフラン環を有する樹脂を該樹脂の融点以上で温調された2軸混練機に投入し、その後、定量フィーダーを用いて本発明に係る有機化層状ケイ酸塩を添加しつつ混練する。混練機のスクリューによって生じるせん断応力で有機化層状ケイ酸塩は徐々に層剥離し、層状ケイ酸塩を形成する厚さ約1ナノメートルの層が単層ずつ剥離した状態で樹脂中に分散する。この時、有機化層状ケイ酸塩を形成する層の表面にはフラン環を有する有機化剤がイオン的に結合していると考えられる。フラン環を有する有機化剤はフラン環を有するため、分子鎖内にフラン環を有する樹脂との親和性が高い。したがって、本発明に係る有機化層状ケイ酸塩は、分子鎖内にフラン環を有する樹脂中に分散されやすい。   Next, the layered silicate according to the present invention is dispersed in the resin using a biaxial kneader. First, a resin having a furan ring in the molecular chain is put into a biaxial kneader that is temperature-controlled at a temperature equal to or higher than the melting point of the resin, and then the organically modified layered silicate according to the present invention is added using a quantitative feeder. While kneading. The organically modified layered silicate is gradually peeled off by the shear stress generated by the screw of the kneading machine, and the layers of about 1 nanometer in thickness forming the layered silicate are dispersed in the resin in a state where each layer is peeled off. . At this time, it is considered that the organic agent having a furan ring is ionically bonded to the surface of the layer forming the organically modified layered silicate. Since the organic agent having a furan ring has a furan ring, it has high affinity with a resin having a furan ring in the molecular chain. Therefore, the organically modified layered silicate according to the present invention is easily dispersed in a resin having a furan ring in the molecular chain.

本発明に係る有機化層状ケイ酸塩の添加量は、樹脂と有機化層状ケイ酸塩の合計100重量部に対して0.1重量部から30重量部とすることができ、1重量部から15重量部とすることが好ましく、1重量部から10重量部とすることがより好ましい。有機化層状ケイ酸塩の添加量が0.1重量部未満の場合は樹脂組成物の強度や耐熱性の顕著な向上が認められない場合があるからである。一方、30重量部を超えると層間化合物中の4級アンモニウムイオン成分の影響でマトリックス樹脂の劣化が促進され成形に支障を来す場合があるからである。なお、有機化層状ケイ酸塩は単独で用いてもよく、複数の種類を併用してもよい。   The addition amount of the organic layered silicate according to the present invention can be 0.1 to 30 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the resin and the organic layered silicate. The amount is preferably 15 parts by weight, and more preferably 1 to 10 parts by weight. This is because when the addition amount of the organic layered silicate is less than 0.1 parts by weight, the resin composition may not be significantly improved in strength and heat resistance. On the other hand, when the amount exceeds 30 parts by weight, deterioration of the matrix resin is promoted by the influence of the quaternary ammonium ion component in the intercalation compound, which may hinder molding. In addition, the organically modified layered silicate may be used alone, or a plurality of types may be used in combination.

作製された樹脂組成物は、ペレタイザーでペレット化することができる。   The produced resin composition can be pelletized with a pelletizer.

また、本発明の樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で各種添加剤、例えば、衝撃改良材、着色防止剤、熱安定剤、滑剤、難燃剤、離型剤、核剤、加水分解抑制剤などを添加することができる。   In addition, the resin composition of the present invention includes various additives within a range that does not impair the object of the present invention, such as impact modifiers, anti-coloring agents, thermal stabilizers, lubricants, flame retardants, release agents, nucleating agents, A hydrolysis inhibitor or the like can be added.

以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形可能であることは言うまでもない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

〔実施例1〕
1リットルの誘導回転式オートクレーブに化12(ジメチルステアリルアミン)300gとイソプロピルアルコール100g、水10gを充填した。4級化剤として化3で示すフラン環を有する化合物(3−クロロフラン)(和光純薬工業株式会社)を使用し、反応器中に導入しつつ、反応温度を90℃に保持した。4時間反応を行ったところ、化13で示すジメチルステアリルフランアンモニウムの塩化物が得られた。
ジメチルステアリルアミン
[Example 1]
A 1 liter induction rotating autoclave was charged with 300 g of dimethyl 12 (dimethylstearylamine), 100 g of isopropyl alcohol and 10 g of water. A compound having a furan ring represented by Chemical Formula 3 (3-chlorofuran) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a quaternizing agent was used, and the reaction temperature was maintained at 90 ° C. while being introduced into the reactor. When the reaction was carried out for 4 hours, a dimethylstearylfuran ammonium chloride represented by Chemical formula 13 was obtained.
Dimethylstearylamine

Figure 2009046316
ジメチルステアリルフランアンモニウム
Figure 2009046316
Dimethylstearylfuran ammonium

〔実施例2〕
実施例1でジメチルステアリルアミン(化12)のかわりにジメチルステアリルフォスフェートを使用した以外は同じ方法により化14で示されるフラン環を有するフォスフォニウムの塩化物を得た。
[Example 2]
A phosphonium chloride having a furan ring represented by chemical formula 14 was obtained in the same manner as in Example 1 except that dimethylstearyl phosphate was used instead of dimethylstearylamine (chemical formula 12).

Figure 2009046316
ジメチルステアリルフランフォスフォニウム
Figure 2009046316
Dimethylstearylfuran phosphonium

〔実施例3〕
実施例1で化3のかわりに化4を使用した以外は同じ方法によりフラン環を有する第4級アンモニウム塩を得た。
Example 3
A quaternary ammonium salt having a furan ring was obtained by the same method except that Chemical Formula 4 was used instead of Chemical Formula 3 in Example 1.

〔実施例4〕
実施例2で化3のかわりに化4を使用した以外は同じ方法によりフラン環を有するフォスフォニウム塩を得た。
Example 4
A phosphonium salt having a furan ring was obtained by the same method except that Chemical Formula 4 was used instead of Chemical Formula 3 in Example 2.

〔実施例5〕
実施例1で化3のかわりに化5を使用した以外は同じ方法によりフラン環を有する第4級アンモニウム塩を得た。
Example 5
A quaternary ammonium salt having a furan ring was obtained by the same method except that Chemical Formula 5 was used instead of Chemical Formula 3 in Example 1.

〔実施例6〕
実施例2で化3のかわりに化5を使用した以外は同じ方法によりフラン環を有するフォスフォニウム塩を得た。
Example 6
A phosphonium salt having a furan ring was obtained by the same method except that Chemical Formula 5 was used instead of Chemical Formula 3 in Example 2.

〔実施例7〕
層状ケイ酸塩のモンモリロナイト(ナトリウム型)(ベンゲルE、株式会社ホージュン)100gに60℃の温水0.99リットルを攪拌しながら加え、膨潤させつつ分散させた。次に、実施例1で得られた化13で示される第4級アンモニウム塩を5重量部含有する水溶液1リットルを徐々に添加し、60℃に保って24時間攪拌することによりナトリウムイオンとイオン交換反応させた。その後、沈殿物をろ別し、超純水で洗浄を繰り返して残留ナトリウムイオンを除去したのち乾燥し、粉砕機することにより、粉末状の有機化層状ケイ酸塩を得た。
Example 7
0.99 liters of 60 ° C. warm water was added to 100 g of stratified silicate montmorillonite (sodium type) (Bengel E, Hojun Co., Ltd.) and dispersed while swelling. Next, 1 liter of an aqueous solution containing 5 parts by weight of the quaternary ammonium salt represented by Chemical Formula 13 obtained in Example 1 was gradually added, and the mixture was stirred at 24 ° C. for 24 hours. Exchange reaction was performed. Thereafter, the precipitate was separated by filtration, washed with ultrapure water repeatedly to remove residual sodium ions, dried, and pulverized to obtain a powdered organic layered silicate.

〔実施例8〕
実施例7で、化13のかわりに実施例2で得られた化14で示されるフラン環を有するフォスフォニウム塩を用いた以外は同様の方法で、有機化層状ケイ酸塩を得た。
Example 8
An organically modified layered silicate was obtained in the same manner as in Example 7 except that the phosphonium salt having the furan ring represented by Chemical Formula 14 obtained in Example 2 was used instead of Chemical Formula 13.

〔実施例9〕
実施例7で、化13のかわりに実施例3で得られたフラン環を有する第4級アンモニウム塩を用いた以外は同様の方法で、有機化層状ケイ酸塩を得た。
Example 9
An organically modified layered silicate was obtained in the same manner as in Example 7 except that the quaternary ammonium salt having a furan ring obtained in Example 3 was used instead of Chemical Example 13.

〔実施例10〕
実施例7で、化13のかわりに実施例4で得られたフラン環を有するフォスフォニウム塩を用いた以外は同様の方法で、有機化層状ケイ酸塩を得た。
Example 10
An organically modified layered silicate was obtained in the same manner as in Example 7 except that the phosphonium salt having a furan ring obtained in Example 4 was used instead of Chemical Formula 13.

〔実施例11〕
実施例7で、化13のかわりに実施例5で得られたフラン環を有する第4級アンモニウム塩を用いた以外は同様の方法で、有機化層状ケイ酸塩を得た。
Example 11
An organically modified layered silicate was obtained in the same manner as in Example 7 except that the quaternary ammonium salt having a furan ring obtained in Example 5 was used instead of Chemical Example 13.

〔実施例12〕
実施例7で、化13のかわりに実施例6で得られたフラン環を有するフォスフォニウム塩を用いた以外は同様の方法で、有機化層状ケイ酸塩を得た。
Example 12
An organically modified layered silicate was obtained in the same manner as in Example 7 except that the phosphonium salt having a furan ring obtained in Example 6 was used instead of Chemical Formula 13.

〔実施例13〕
二軸混練機TEM−26SS(東芝機械株式会社)を用いて、温度条件180℃、2軸同方向回転、回転数800rpmで化1の樹脂95重量部に実施例7で得られた有機化層状ケイ酸塩を5重量部定量添加しつつ溶融混練し、樹脂組成物を作製した。
Example 13
Using a biaxial kneader TEM-26SS (Toshiba Machine Co., Ltd.), the organic layered layer obtained in Example 7 was added to 95 parts by weight of the resin of Chemical Formula 1 at a temperature condition of 180 ° C., biaxial rotation in the same direction and rotation speed of 800 rpm. A resin composition was prepared by melt-kneading while adding a fixed amount of 5 parts by weight of silicate.

得られた樹脂組成物をペレット化し、そのペレットを用い、射出成形機FN1000−5ADN(日精樹脂工業株式会社)にて短冊試験片(80mm×10mm×t4.0mm)を作製した。   The obtained resin composition was pelletized, and a strip test piece (80 mm × 10 mm × t 4.0 mm) was prepared using the pellet with an injection molding machine FN1000-5ADN (Nissei Resin Industry Co., Ltd.).

得られた短冊試験片についてX線回折計測装置(XRD):X‘Pert Pro(商品名、フィリップス社製)を用いて有機化層状ケイ酸塩の面間隔を各n=1にて測定したところ、有機化層状ケイ酸塩の回折ピークが低角度側にシフトし、ピークが小さくなっていたことから、有機化層状ケイ酸塩の面間隔が広がっていることを確認した。つまり、有機化層状ケイ酸の層間に、有機化剤と親和性の高い樹脂がインターカレートしたことがわかった。   About the obtained strip test piece, the surface distance of the organically modified layered silicate was measured at each n = 1 using an X-ray diffraction measurement device (XRD): X'Pert Pro (trade name, manufactured by Philips). Since the diffraction peak of the organic layered silicate was shifted to the low angle side and the peak was small, it was confirmed that the interplanar spacing of the organic layered silicate was widened. That is, it was found that a resin having high affinity with the organic agent was intercalated between the layers of the organically modified layered silicic acid.

また、得られたペレットをウルトラミクロトームを用いて薄片状にスライスし、透過型電子顕微鏡及び走査型透過電子顕微鏡で有機化層状ケイ酸塩の分散状態を確認した。図1に概念図を示したように、層状ケイ酸塩を形成する厚さ約1ナノメートルの層が単層ずつ剥離した状態で薄片が樹脂組成物中に分散していることを確認した。   Moreover, the obtained pellet was sliced into thin pieces using an ultramicrotome, and the dispersion state of the organic layered silicate was confirmed with a transmission electron microscope and a scanning transmission electron microscope. As shown in the conceptual diagram in FIG. 1, it was confirmed that the flakes were dispersed in the resin composition in a state where the layer having a thickness of about 1 nanometer forming the layered silicate was separated by a single layer.

〔実施例14〕
実施例13において、実施例7で得た有機化層状ケイ酸塩のかわりに実施例8で得た有機化層状ケイ酸塩を用いた以外は同様の方法で、樹脂と有機化層状ケイ酸塩を溶融混練し、樹脂組成物を作製した。また、樹脂組成物中に該有機化層状ケイ酸塩が分散していることを確認した。
Example 14
In Example 13, the resin and the organically modified layered silicate were used in the same manner except that the organically modified layered silicate obtained in Example 8 was used instead of the organically modified layered silicate obtained in Example 7. Was melt-kneaded to prepare a resin composition. Further, it was confirmed that the organically modified layered silicate was dispersed in the resin composition.

〔実施例15〕
実施例13において、実施例7で得た有機化層状ケイ酸塩のかわりに実施例9で得た有機化層状ケイ酸塩を用いた以外は同様の方法で、樹脂と有機化層状ケイ酸塩を溶融混練し、樹脂組成物を作製した。また、樹脂組成物中に該有機化層状ケイ酸塩が分散していることを確認した。
Example 15
The resin and the organically modified layered silicate were used in the same manner as in Example 13 except that the organically modified layered silicate obtained in Example 9 was used instead of the organically modified layered silicate obtained in Example 7. Was melt-kneaded to prepare a resin composition. Further, it was confirmed that the organically modified layered silicate was dispersed in the resin composition.

〔実施例16〕
実施例13において、実施例7で得た有機化層状ケイ酸塩のかわりに実施例10で得た有機化層状ケイ酸塩を用いた以外は同様の方法で、樹脂と有機化層状ケイ酸塩を溶融混練し、樹脂組成物を作製した。また、樹脂組成物中に該有機化層状ケイ酸塩が分散していることを確認した。
Example 16
In Example 13, the resin and the organically modified layered silicate were used in the same manner except that the organically modified layered silicate obtained in Example 10 was used instead of the organically modified layered silicate obtained in Example 7. Was melt-kneaded to prepare a resin composition. Further, it was confirmed that the organically modified layered silicate was dispersed in the resin composition.

〔実施例17〕
実施例13において、実施例7で得た有機化層状ケイ酸塩のかわりに実施例11で得た有機化層状ケイ酸塩を用いた以外は同様の方法で、樹脂と有機化層状ケイ酸塩を溶融混練し、樹脂組成物を作製した。また、樹脂組成物中に該有機化層状ケイ酸塩が分散していることを確認した。
Example 17
In Example 13, the resin and the organically modified layered silicate were used in the same manner except that the organically modified layered silicate obtained in Example 11 was used instead of the organically modified layered silicate obtained in Example 7. Was melt-kneaded to prepare a resin composition. Further, it was confirmed that the organically modified layered silicate was dispersed in the resin composition.

〔実施例18〕
実施例13において、実施例7で得た有機化層状ケイ酸塩のかわりに実施例12で得た有機化層状ケイ酸塩を用いた以外は同様の方法で、樹脂と有機化層状ケイ酸塩を溶融混練し、樹脂組成物を作製した。また、樹脂組成物中に該有機化層状ケイ酸塩が分散していることを確認した。
Example 18
The resin and the organically modified layered silicate were used in the same manner as in Example 13 except that the organically modified layered silicate obtained in Example 12 was used instead of the organically modified layered silicate obtained in Example 7. Was melt-kneaded to prepare a resin composition. Further, it was confirmed that the organically modified layered silicate was dispersed in the resin composition.

〔比較例1〕
実施例13において、実施例7で得た有機化層状ケイ酸塩のかわりに化15で示される有機化剤により有機化されている市販の有機化層状ケイ酸塩(エスベンE、株式会社ホージュン)を用いた以外は同様の方法で、樹脂と有機化層状ケイ酸塩を溶融混練し、樹脂組成物を作製した。しかし、該有機化層状ケイ酸塩は、樹脂組成物中に層状構造を維持したまま局在しており、層剥離状態で分散していることを確認できなかった。
[Comparative Example 1]
In Example 13, instead of the organically modified layered silicate obtained in Example 7, a commercially available organically modified layered silicate (Esven E, Hojun Co., Ltd.) that is organicized with the organic agent represented by Chemical Formula 15 A resin composition was prepared by melt-kneading the resin and the organically modified layered silicate in the same manner except that was used. However, the organically modified layered silicate was localized while maintaining the layered structure in the resin composition, and it could not be confirmed that it was dispersed in a delaminated state.

Figure 2009046316
トリメチルステアリルアンモニウム
Figure 2009046316
Trimethylstearylammonium

〔比較例2〕
実施例13において、実施例7で得た有機化層状ケイ酸塩のかわりに化16で示される有機化剤により有機化されている市販の有機化層状ケイ酸塩(エスベンNZ、株式会社ホージュン)を用いた以外は同様の方法で、樹脂と有機化層状ケイ酸塩を溶融混練し、樹脂組成物を作製した。しかし、該有機化層状ケイ酸塩は、樹脂組成物中に層状構造を維持したまま局在しており、層剥離状態で分散していることを確認できなかった。
[Comparative Example 2]
In Example 13, instead of the organically modified layered silicate obtained in Example 7, a commercially available organically modified layered silicate (Esven NZ, Hojun Co., Ltd.) that has been organicized with the organic agent represented by Chemical Formula 16 A resin composition was prepared by melt-kneading the resin and the organically modified layered silicate in the same manner except that was used. However, the organically modified layered silicate was localized while maintaining the layered structure in the resin composition, and it could not be confirmed that it was dispersed in a delaminated state.

Figure 2009046316
ジメチルステアリルベンジルアンモニウム
Figure 2009046316
Dimethylstearylbenzylammonium

〔比較例3〕
実施例13において、実施例7で得た有機化層状ケイ酸塩のかわりに市販の有機化されていない層状ケイ酸塩(ベンゲルFW、株式会社ホージュン)を用いた以外は同様の方法で、樹脂と層状ケイ酸塩を溶融混練し、樹脂組成物を作製した。しかし、樹脂中に該層状ケイ酸塩はまったく分散せず、凝集体として存在することを確認した。
[Comparative Example 3]
In Example 13, a resin was used in the same manner except that a commercially available non-organized layered silicate (Wenger FW, Hojun Co., Ltd.) was used instead of the organically modified layered silicate obtained in Example 7. And a layered silicate were melt-kneaded to prepare a resin composition. However, it was confirmed that the layered silicate was not dispersed at all in the resin and existed as an aggregate.

〔比較1〕
実施例13、比較例1及び2で用いた有機化層状ケイ酸塩に担持された第4級アンモニウム塩(それぞれ化13、化15、化16)、及びフラン環を有する樹脂(化1)についてHansenの方法により溶解度パラメータ(SP値)の極性項δpを算出し、表1のデータを得た。なお、SP値とは、分子間力を表す尺度として使用される値であり、分子組成から計算する方法が提案されている。この値が近い物質ほど溶解しやすい性質を示す。とくに、極性を有する樹脂に有機化層状ケイ酸塩を分散させる場合においては、層状ケイ酸塩の有機化剤の極性項の値が樹脂の値と近いほど、分散性が向上することがわかっている。表1より、化13が最も化1に近い値であることを確認した。
[Comparison 1]
About the quaternary ammonium salt (Chemical Formula 13, Chemical Formula 15, and Chemical Formula 16) supported on the organically modified layered silicate used in Example 13 and Comparative Examples 1 and 2, and the resin having a furan ring (Chemical Formula 1) The polarity term δp of the solubility parameter (SP value) was calculated by Hansen's method, and the data in Table 1 were obtained. The SP value is a value used as a scale representing intermolecular force, and a method of calculating from the molecular composition has been proposed. The closer the value is, the easier it is to dissolve. In particular, in the case where the organic layered silicate is dispersed in a resin having polarity, it has been found that the closer the value of the polar term of the organic agent of the layered silicate to the value of the resin, the better the dispersibility. Yes. From Table 1, it was confirmed that Chemical formula 13 is the value closest to Chemical formula 1.

Figure 2009046316
Figure 2009046316

〔比較2〕
実施例13から18及び比較例1から3で得られた樹脂組成物中の有機化層状ケイ酸塩の分散性評価を行い、表2の結果を得た。表2において、○とは、透過型電子顕微鏡および走査型灯火電子顕微鏡観察にて、有機化層状ケイ酸塩の層状構造が崩れ、単層にまで剥離した状態を確認し、また、XRDを用いて面間隔の拡大およびピークの縮小を確認した結果である。一方、×とは、層状構造が維持されたままであったり、凝集した状態であることを確認した結果である。
[Comparison 2]
Dispersibility evaluation of the organically modified layered silicate in the resin compositions obtained in Examples 13 to 18 and Comparative Examples 1 to 3 was performed, and the results shown in Table 2 were obtained. In Table 2, “O” indicates that the layered structure of the organically modified layered silicate was broken by the transmission electron microscope and the scanning light electron microscope, and was peeled to a single layer, and XRD was used. This is the result of confirming the expansion of the surface spacing and the reduction of the peak. On the other hand, x is the result of confirming that the layered structure is maintained or in an aggregated state.

Figure 2009046316
Figure 2009046316

〔比較3〕
化1の樹脂ペレット、実施例13、比較例1及び比較例3で得られた樹脂組成物のペレットを、射出成形機を用いて成形した短冊試験片を用いて、以下の物性試験により耐熱性及び剛性の評価を行った。
[Comparison 3]
The resin pellets of Chemical Formula 1, the pellets of the resin compositions obtained in Example 13, Comparative Example 1 and Comparative Example 3 were used in a strip test piece formed by using an injection molding machine, and heat resistance was measured by the following physical property test. And the rigidity was evaluated.

(1)耐熱性評価
作製した短冊試験片を用いて上記実施例及び比較例の樹脂組成物の耐熱性を、荷重撓み温度(DTUL)にて評価した。なお、耐熱性評価はISO 75に準拠し、フラットワイズ、応力:0.45MPa、昇温速度:2℃/min、測定装置:HDT/VSPT試験装置TM−4126(商品名、株式会社上島製作所製)、各n=2にて測定した。
(1) Heat resistance evaluation The heat resistance of the resin composition of the said Example and a comparative example was evaluated by load deflection temperature (DTUL) using the produced strip test piece. The heat resistance evaluation conforms to ISO 75, flatwise, stress: 0.45 MPa, temperature increase rate: 2 ° C./min, measuring device: HDT / VSPT test device TM-4126 (trade name, manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd.) ) And each n = 2.

(2)曲げ物性
作製した短冊試験片を用いて本実施例の熱可塑性樹脂組成物の曲げ弾性率を三点曲げ試験にて評価した。なお、ISO 178に準拠し、測定装置:精密万能試験機オートグラフAG−IS(商品名、株式会社島津製作所製)、各n=4にて測定した。
(2) Bending physical properties The bending elastic modulus of the thermoplastic resin composition of the present example was evaluated by a three-point bending test using the prepared strip test piece. In addition, based on ISO 178, it measured by measuring apparatus: Precision universal testing machine Autograph AG-IS (trade name, manufactured by Shimadzu Corporation), each n = 4.

物性試験の結果、実施例13で得られた樹脂組成物の試験片では、DTULが130℃、曲げ弾性率が5500MPaであった。一方、比較例1及び比較例3で得られた樹脂組成物の試験片では、DTULがそれぞれ105℃及び90℃であり、曲げ弾性率はそれぞれ4000MPa及び3500MPaであった。層状ケイ酸塩を添加していない化1のヴァージン材では、DTULが105℃、曲げ弾性率が3200MPaであることから、フラン環を有する有機化剤で有機化された層状ケイ酸塩を添加した樹脂組成物の耐熱性及び剛性が向上することを確認した。   As a result of the physical property test, the test piece of the resin composition obtained in Example 13 had a DTUL of 130 ° C. and a flexural modulus of 5500 MPa. On the other hand, in the test piece of the resin composition obtained in Comparative Example 1 and Comparative Example 3, the DTUL was 105 ° C. and 90 ° C., respectively, and the flexural modulus was 4000 MPa and 3500 MPa, respectively. In the virgin material of Chemical 1 to which no layered silicate is added, since DTUL is 105 ° C. and the flexural modulus is 3200 MPa, the layered silicate organized with an organic agent having a furan ring is added. It was confirmed that the heat resistance and rigidity of the resin composition were improved.

〔実施例19〕
実施例13で得られた樹脂組成物を用いて、射出成形機で、プリンターや複写機の筐体を成形し、製品として使用可能であることを確認した。
Example 19
Using the resin composition obtained in Example 13, the casing of a printer or copier was molded with an injection molding machine, and it was confirmed that it could be used as a product.

また、この筐体部品(成形物)をリサイクルすることを想定して破砕し、再成形したところ、耐熱性など、問題なく同じ成形品として使用可能であることを確認した。   Moreover, when this casing component (molded product) was crushed and remolded assuming recycling, it was confirmed that it could be used as the same molded product without problems such as heat resistance.

本発明は、プラスチック等の樹脂の物性を向上させる際の強化添加材の分散に関し、耐熱性や剛性を必要とする樹脂を用いる幅広い産業分野において大変有用である。   The present invention relates to the dispersion of reinforcing additives when improving the physical properties of resins such as plastics, and is very useful in a wide range of industrial fields using resins that require heat resistance and rigidity.

走査型透過電子顕微鏡の観察結果の模式図Schematic diagram of observation results of a scanning transmission electron microscope

符号の説明Explanation of symbols

1 層状ケイ酸塩
2 樹脂
1 layered silicate 2 resin

Claims (7)

フラン環を有する有機化剤で有機化された層状ケイ酸塩。   Layered silicate organically treated with an organic agent having a furan ring. 前記有機化剤が、下記一般式(I)で示されるオニウムカチオンであることを特徴とする請求項1に記載の層状ケイ酸塩。
Figure 2009046316
(Mは窒素原子またはリン原子である。R1は炭素原子数1〜24のアルキル基である。R2及びR3はそれぞれ独立に水素原子、又は直鎖若しくは分岐鎖構造を有する炭素原子数1〜6のアルキル基である(該アルキル基は置換基としてヒドロキシ基を有してもよい)。R4はフラン、又は炭素原子数1〜6の炭素鎖であって置換基としてフランを有しているものである(該炭素鎖はカルボニル、エーテル又はエステルを含んでいてもよい。該フランは置換基として炭素原子数1〜4のアルキル基を少なくとも1つ有していても良い。また、該フランは縮合環を有していても良い。)
The layered silicate according to claim 1, wherein the organic agent is an onium cation represented by the following general formula (I).
Figure 2009046316
(M is a nitrogen atom or a phosphorus atom. R 1 is an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms. R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a carbon atom having a linear or branched structure. (The alkyl group may have a hydroxy group as a substituent.) R 4 is furan or a carbon chain having 1 to 6 carbon atoms and has furan as a substituent. (The carbon chain may contain carbonyl, ether or ester. The furan may have at least one alkyl group having 1 to 4 carbon atoms as a substituent. The furan may have a condensed ring.)
分子鎖内にフラン環を有する樹脂に、請求項1又は2に記載の層状ケイ酸塩を混合させたことを特徴とする樹脂組成物。   A resin composition comprising a resin having a furan ring in a molecular chain and the layered silicate according to claim 1 or 2 mixed therein. 前記樹脂がポリアルキレンフランジカルボキシレートであることを特徴とする請求項3に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 3, wherein the resin is a polyalkylene furandicarboxylate. 前記層状ケイ酸塩と前記樹脂の合計100重量部に対して、前記層状ケイ酸塩が0.1重量部から30重量部であることを特徴とする請求項3又は4に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 3 or 4, wherein the layered silicate is 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the layered silicate and the resin. . 前記層状ケイ酸塩の各層が剥離した状態で前記樹脂中に分散していることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかの請求項に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to any one of claims 3 to 5, wherein each layer of the layered silicate is dispersed in the resin in a peeled state. 請求項3乃至6のいずれかの請求項に記載の樹脂組成物を用いて成形された成形物。   A molded product molded using the resin composition according to any one of claims 3 to 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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