JP2010090272A - Titanate compound chemically modified with polymer chain - Google Patents

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titanate
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Hiroshi Asaumi
拓 浅海
Kohei Morioka
公平 森岡
Makoto Itagaki
誠 板垣
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a titanate compound chemically modified with a polymer chain. <P>SOLUTION: The titanate compound (A) chemically modified with a polymer chain is obtained by polymerizing a monomer having a radically polymerizable unsaturated bond using a radical polymerization initiating group introduced onto the surface of a titanate (1) through a chemical bond as the starting point. A living radical polymerization initiating group or an atom transfer radical polymerization initiating group is used as the radical polymerization initiating group. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

チタン酸塩に高分子化合物が化学結合していることを特徴とするポリマー鎖で化学修飾されたチタン酸塩化合物に関する。   The present invention relates to a titanate compound chemically modified with a polymer chain, wherein a polymer compound is chemically bonded to titanate.

近年、各種電子機器の小型化、高性能化が進んでいる。それに伴い、集積回路におけるコンデンサも同様に小型化が求められており、静電容量の高密度化の検討が行われている。静電容量の高密度化には、チタン酸塩などの無機高誘電率粒子が添加された樹脂が用いられる。
例えば、熱可塑性樹脂を内層したプリント配線板に関して、特許文献1、2では、熱可塑性樹脂へ無機高誘電率粒子を充填することで高誘電率化する検討がなされているが、無機高誘電率粒子の充填量が多い場合、成形性が低下してしまう。
また、非特許文献1には、チタン酸バリウム添加誘電性ポリマー薄膜が記載されているが、チタン酸バリウムの添加量が増加すると粒子の凝集体が生成するため、成膜性が悪化してしまう。
そこで、無機高誘電率粒子の凝集を抑制するために、表面を被覆する手法が種々検討されているが、その多くは、低分子による表面処理であり、ベースとなる樹脂との親和性が低い場合がある。また、あらかじめ合成された高分子と無機粒子とを反応させることによる表面処理も知られているが、高分子反応のためその効率は低い傾向にある。従って、これらの手法では、得られる効果が必ずしも充分なものとはいえなかった。
特開平5−57851号公報 特開平5−57852号公報 小林芳男、今野幹男,B.5 チタン酸バリウムナノ粒子添加誘電性ポリマー薄膜の創製,有機・無機ナノ複合材料の新局面,エヌ・ティー・エス,2004
In recent years, various electronic devices have been reduced in size and performance. Along with this, miniaturization of capacitors in integrated circuits is also demanded, and studies are being made to increase the capacitance density. For increasing the density of the capacitance, a resin to which inorganic high dielectric constant particles such as titanate are added is used.
For example, regarding a printed wiring board in which a thermoplastic resin is used as an inner layer, Patent Documents 1 and 2 have been studied to increase the dielectric constant by filling inorganic high dielectric constant particles into the thermoplastic resin. If the particle filling amount is large, the moldability is lowered.
Non-Patent Document 1 describes a dielectric polymer thin film added with barium titanate. However, when the amount of barium titanate added increases, particle aggregates are formed, resulting in poor film formability. .
Therefore, various methods for coating the surface have been studied in order to suppress the aggregation of inorganic high dielectric constant particles, but most of them are surface treatments with low molecules and have low affinity with the base resin. There is a case. In addition, surface treatment by reacting a pre-synthesized polymer with inorganic particles is also known, but its efficiency tends to be low due to the polymer reaction. Therefore, it cannot be said that the effects obtained by these methods are necessarily sufficient.
JP-A-5-57851 JP-A-5-57852 Yoshio Kobayashi, Mikio Konno, B.I. 5 Creation of Barium Titanate Nanoparticle-added Dielectric Polymer Thin Films, New Phases of Organic / Inorganic Nanocomposites, NTS, 2004

本発明は、樹脂へ高充填しても良好な成形性を保有し、且つ機械強度に優れている、ポリマー鎖で化学修飾されたチタン酸塩化合物を提供しようとするものである。   An object of the present invention is to provide a titanate compound chemically modified with a polymer chain that retains good moldability even when highly filled into a resin and is excellent in mechanical strength.

本発明者らは、チタン酸塩粒子にあらかじめ化学結合を介してラジカル重合開始基を導入し、該粒子とモノマーを反応させることで、ポリマー鎖で化学修飾されたチタン酸塩化合物粒子が得られることを見出した。   The inventors of the present invention can introduce titanate compound particles chemically modified with polymer chains by introducing radical polymerization initiating groups into the titanate particles in advance through chemical bonds and reacting the particles with monomers. I found out.

すなわち、本発明は、
[1]:チタン酸塩(1)の表面に化学結合を介して導入されたラジカル重合開始基を起点として、ラジカル重合性不飽和結合を有するモノマーを重合させることで得られる、ポリマー鎖で化学修飾されたチタン酸塩化合物(A);
[2]:ラジカル重合開始基が、リビングラジカル重合開始基又は原子移動ラジカル重合開始基であるチタン酸塩化合物(A)。
[3]:化学結合が、チタン酸塩(1)と
(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる少なくとも一種類の官能基
とを反応させることで形成されるチタン酸塩化合物(A)。
[4]:チタン酸塩(1)と
(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる、少なくとも一種類の官能基、
及び
(b)ラジカル重合開始基
を有する化合物とを反応させることで、チタン酸塩(1)の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物(2)を取得し、得られた化合物とラジカル重合性不飽和結合を有するモノマーを重合させることを特徴とするチタン酸塩化合物(A)の製造方法;
[5]:ポリマー鎖で化学修飾されたチタン酸塩化合物(A)と樹脂とを含むことを特徴とする樹脂組成物を提供するものである。
That is, the present invention
[1]: Chemistry with a polymer chain obtained by polymerizing a monomer having a radical polymerizable unsaturated bond starting from a radical polymerization initiating group introduced through a chemical bond to the surface of titanate (1) Modified titanate compound (A);
[2]: Titanate compound (A) in which the radical polymerization initiating group is a living radical polymerization initiating group or an atom transfer radical polymerization initiating group.
[3]: Titanate (1) and (a) phosphoric acid group, carboxylic acid group, acid halide group, acid anhydride group, isocyanate group, glycidyl group, chlorosilane group, alkoxysilyl group, silanol A titanate compound (A) formed by reacting at least one functional group selected from the group consisting of groups.
[4] Group consisting of titanate (1) and (a) phosphoric acid group, carboxylic acid group, acid halide group, acid anhydride group, isocyanate group, glycidyl group, chlorosilane group, alkoxysilyl group, silanol group At least one functional group selected from
And (b) reacting with a compound having a radical polymerization initiating group to obtain a compound (2) having a radical polymerization initiating group introduced into the surface of titanate (1) via a chemical bond. A method for producing a titanate compound (A), which comprises polymerizing a compound having a radical polymerizable unsaturated bond with the above compound;
[5]: A resin composition comprising a titanate compound (A) chemically modified with a polymer chain and a resin is provided.

本発明によれば、樹脂へ高充填しても良好な成形性を保有し、且つ機械強度に優れている、ポリマー鎖で化学修飾されたチタン酸塩化合物を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a titanate compound chemically modified with a polymer chain, which retains good moldability even when highly filled into a resin and is excellent in mechanical strength.

以下、本発明を詳細に説明する。
まず、チタン酸塩化合物(A)について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
First, the titanate compound (A) will be described.

チタン酸塩(1)は、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムからなるチタン酸塩の群から選ばれる、少なくとも一種類のチタン酸塩であれば、その結晶構造や大きさ、形状等は特に限定されない。 If titanate (1) is at least one kind of titanate selected from the group consisting of magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate and barium titanate, its crystal structure and size The shape and the like are not particularly limited.

通常、チタン酸塩(1)は、式(1)

Figure 2010090272
(式中、Mは、Mg、Ca、Sr又はBaであり、Xは、0.1〜1.1の数を表す。)
で示されるチタン酸塩が挙げられ、その結晶構造や大きさ、形状等は特に限定されない。 Usually, the titanate (1) has the formula (1)
Figure 2010090272
(In the formula, M represents Mg, Ca, Sr or Ba, and X represents a number of 0.1 to 1.1.)
The crystal structure, size, shape, etc. are not particularly limited.

「ラジカル重合開始基」とは、光や熱、またはその他の電磁照射の条件下でラジカルを発生する官能基及び触媒等と反応してラジカルを発生する官能基であり、ラジカル重合の開始点となりうる官能基であれば、特に限定されない。例えば、アゾ基やパーオキシド基、非特許文献2に記載されているような、ヨウ素基など、さらには、非特許文献3に記載されているような、Nitroxide−Mediated Polymerization(NMP)の開始基となるニトロキシド基、非特許文献4に記載されているような、Reversible Addition−Fragmentation Polymerization(RAFT)の開始基となるチオエステル基、非特許文献5及び6に記載されているようなAtom Transfer Radical Polymerization(ATRP:原子移動ラジカル重合)の開始基となる、α−ハロエステル基、α−ハロケトン基、ハロゲン化スルホニル基、ベンジルハライド基などが挙げられ、生成するポリマー鎖の一次構造や鎖長を制御できるという観点から「リビングラジカル重合開始基」である、例えば、非特許文献2及び3、4、5、6に記載されている官能基が好ましく、さらに非特許文献5及び6に記載されているような「原子移動ラジカル重合開始基」である官能基がより好ましい。   A “radical polymerization initiating group” is a functional group that generates radicals by reacting with a functional group or a catalyst that generates radicals under light, heat, or other electromagnetic irradiation conditions, and serves as a starting point for radical polymerization. The functional group is not particularly limited as long as it is a functional group. For example, an azo group, a peroxide group, an iodine group as described in Non-Patent Document 2, and a starting group of Nitroxide-Mediated Polymerization (NMP) as described in Non-Patent Document 3 A thioester group as an initiation group of Reversible Addition-Fragmentation Polymerization (RAFT), as described in Non-Patent Document 4, and Atom Transfer Radical Polymerization as described in Non-Patent Documents 5 and 6 An α-haloester group, an α-haloketone group, a halogenated sulfonyl group, a benzyl halide group, or the like, which serves as an initiation group for ATRP (atom transfer radical polymerization), is generated. From the viewpoint that the primary structure and chain length of the polymer chain can be controlled, the “living radical polymerization initiating group” is preferable, for example, the functional groups described in Non-Patent Documents 2 and 3, 4, 5, and 6, A functional group that is an “atom transfer radical polymerization initiating group” as described in Non-Patent Documents 5 and 6 is more preferable.

[非特許文献2]
Chem.Rev.2006,106,3936.
[非特許文献3]
Chem.Rev.2001,101,3661.
[非特許文献4]
Aust.J.Chem.2005,58,379.
[非特許文献5]
Chem.Rev.2001,101,2921.
[非特許文献6]
Chem.Rev.2001,101,3689.
[Non-Patent Document 2]
Chem. Rev. 2006, 106, 3936.
[Non-Patent Document 3]
Chem. Rev. 2001, 101, 3661.
[Non-Patent Document 4]
Aust. J. et al. Chem. 2005, 58, 379.
[Non-Patent Document 5]
Chem. Rev. 2001, 101, 2921.
[Non-Patent Document 6]
Chem. Rev. 2001, 101, 3689.

「リビングラジカル重合開始基」としては、特に限定されるわけではないが、例えば、ヨウ素基やニトロキシド基、チオエステル基、α−ハロエステル基、α−ハロケトン基、ハロゲン化スルホニル基、ベンジルハライド基などが挙げられる。   The “living radical polymerization initiating group” is not particularly limited. For example, iodine group, nitroxide group, thioester group, α-haloester group, α-haloketone group, sulfonyl halide group, benzyl halide group, etc. Is mentioned.

「原子移動ラジカル重合開始基」としては、特に限定されるわけではないが、例えば、α−ハロエステル基、α−ハロケトン基、ハロゲン化スルホニル基、ベンジルハライド基などが挙げられる。   The “atom transfer radical polymerization initiating group” is not particularly limited, and examples thereof include an α-haloester group, an α-haloketone group, a halogenated sulfonyl group, and a benzyl halide group.

「化学結合を介して導入されたラジカル重合開始基」における「化学結合」は、特に限定されるわけではなく、例えば、チタン酸塩(1)と(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる少なくとも一種類の官能基とを反応させることで形成される結合が挙げられ、好ましくは、チタン酸塩(1)とクロロシラン基、アルコキシシラン基、又はシラノール基とを反応させることで形成される結合が挙げられ、より好ましくはチタン酸塩(1)とアルコキシシラン基とを反応させることで形成される結合が挙げられる。尚、チタン酸塩(1)と反応させる官能基は一種類であってもよいし、二種類以上であってもよい。 “Chemical bond” in “radical polymerization initiating group introduced via chemical bond” is not particularly limited, and for example, titanate (1) and (a) phosphate group, carboxylic acid group, acid Examples include a bond formed by reacting at least one functional group selected from the group consisting of a halide group, an acid anhydride group, an isocyanate group, a glycidyl group, a chlorosilane group, an alkoxysilyl group, and a silanol group, Preferably, a bond formed by reacting titanate (1) with a chlorosilane group, alkoxysilane group, or silanol group is mentioned, and more preferably, titanate (1) and alkoxysilane group are reacted. Can be formed. The functional group to be reacted with the titanate (1) may be one type or two or more types.

以下に、チタン酸塩(1)と(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる少なくとも一種類の官能基とを反応させることで形成される結合の例を概念図を用いて表わすが、これらに限定されるわけではない。
i)リン酸基の場合;

Figure 2010090272
(Yは、ラジカル重合開始基を有する置換基、Zは、ヒドロキシル基又は置換されていてもよいリン酸エステル基を表わす。)

ii)カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基の場合;
Figure 2010090272
(Yは、ラジカル重合開始基を有する置換基を表わす。)

iii)イソシアナート基の場合;
Figure 2010090272
(Yは、ラジカル重合開始基を有する置換基を表わす。)

iv)クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基の場合;
Figure 2010090272
(Yは、ラジカル重合開始基を有する置換基を表し、Z及びZは、同一又は相異なり、クロロ原子、アルコキシ基、ヒドロキシル基、アルキル基又は置換されていてもよいシロキシ基を表わす。) Below, from the group consisting of titanate (1) and (a) phosphoric acid group, carboxylic acid group, acid halide group, acid anhydride group, isocyanate group, glycidyl group, chlorosilane group, alkoxysilyl group, silanol group Although the example of the coupling | bonding formed by making it react with the at least 1 sort (s) of functional group chosen is represented using a conceptual diagram, it is not necessarily limited to these.
i) in the case of a phosphate group;
Figure 2010090272
(Y represents a substituent having a radical polymerization initiating group, and Z 1 represents a hydroxyl group or an optionally substituted phosphate group.)

ii) In the case of a carboxylic acid group, an acid halide group, or an acid anhydride group;
Figure 2010090272
(Y represents a substituent having a radical polymerization initiating group.)

iii) in the case of an isocyanate group;
Figure 2010090272
(Y represents a substituent having a radical polymerization initiating group.)

iv) In the case of chlorosilane group, alkoxysilyl group, silanol group;
Figure 2010090272
(Y represents a substituent having a radical polymerization initiating group, and Z 2 and Z 3 are the same or different and represent a chloro atom, an alkoxy group, a hydroxyl group, an alkyl group or an optionally substituted siloxy group. )

「ラジカル重合性不飽和結合を有するモノマー」は、ラジカル重合により重合されるモノマーであれば、特に限定されないが、例えば、エチレン、プロピレン、イソブテン、へキセン、ブタジエン、スチレンなどの炭素−炭素二重結合を有する炭化水素やメタクリル酸メチル、アクリル酸ブチルなどの(メタ)アクリル酸エステル、N,N−ジメチルメタアクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリドやN,N−ジメチルアクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド、アクリロニトリル、酢酸ビニル、4−ビニルピリジンなどが挙げられる。尚、これらのモノマーは一種類であってもよいし、二種類以上のものが重合されていてもよい。 The “monomer having a radically polymerizable unsaturated bond” is not particularly limited as long as it is a monomer that is polymerized by radical polymerization. For example, carbon-carbon double such as ethylene, propylene, isobutene, hexene, butadiene, styrene, and the like. Hydrocarbons having bonds, (meth) acrylic esters such as methyl methacrylate and butyl acrylate, (meth) acrylamides such as N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-diethylmethacrylate and N, N-dimethylacrylamide , Acrylonitrile, vinyl acetate, 4-vinylpyridine and the like. These monomers may be one kind, or two or more kinds may be polymerized.

「ポリマー鎖」は、重合開始基を起点として、モノマーが10個以上重合されたものであれば特に限定されない。 The “polymer chain” is not particularly limited as long as 10 or more monomers are polymerized starting from a polymerization initiating group.

次に、チタン酸塩(1)と
(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる少なくとも一種類の官能基、
及び
(b)ラジカル重合開始基
を有する化合物とを反応させることで、チタン酸塩(1)の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物(2)
に関して述べる。
Next, from the group consisting of titanate (1) and (a) phosphoric acid group, carboxylic acid group, acid halide group, acid anhydride group, isocyanate group, glycidyl group, chlorosilane group, alkoxysilyl group, silanol group At least one functional group selected,
And (b) a compound in which a radical polymerization initiating group is introduced via a chemical bond to the surface of titanate (1) by reacting with a compound having a radical polymerization initiating group (2)
To state.

(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる少なくとも一種類の官能基、及び(b)ラジカル重合開始基を有する化合物は特に限定されるわけではないが、例えば、 (A) at least one functional group selected from the group consisting of phosphoric acid group, carboxylic acid group, acid halide group, acid anhydride group, isocyanate group, glycidyl group, chlorosilane group, alkoxysilyl group, silanol group, and (B) The compound having a radical polymerization initiating group is not particularly limited.

4−クロロメチルフェニルホスホン酸、4−ブロモメチルフェニルホスホン酸、
2−クロロプロピオン酸、2−ブロモプロピオン酸、2−ヨードプロピオン酸、
2−クロロ−2−メチルプロピオン酸、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸、2−ヨード−2−メチルプロピオン酸、
4-chloromethylphenylphosphonic acid, 4-bromomethylphenylphosphonic acid,
2-chloropropionic acid, 2-bromopropionic acid, 2-iodopropionic acid,
2-chloro-2-methylpropionic acid, 2-bromo-2-methylpropionic acid, 2-iodo-2-methylpropionic acid,

2−クロロプロピオニルクロリド、2−クロロプロピオニルブロミド、2−ブロモプロピオニルクロリド、2−ブロモプロピオニルブロミド、
2−クロロ−2−メチル−プロピオニルクロリド、2−クロロ−2−メチル−プロピオニルブロミド、2−ブロモ−2−メチル−プロピオニルクロリド、2−ブロモ−2−メチル−プロピオニルブロミド、
2-chloropropionyl chloride, 2-chloropropionyl bromide, 2-bromopropionyl chloride, 2-bromopropionyl bromide,
2-chloro-2-methyl-propionyl chloride, 2-chloro-2-methyl-propionyl bromide, 2-bromo-2-methyl-propionyl chloride, 2-bromo-2-methyl-propionyl bromide,

トリクロロアセチルイソシアネート、 Trichloroacetyl isocyanate,

2−クロロ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリクロロシリル)ペンチル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリクロロシリル)へキシル}、2−ヨード−2−メチルプロピオン酸{6−(トリクロロシリル)ブチル}、 2-chloro-2-methylpropionic acid {6- (trichlorosilyl) pentyl}, 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (trichlorosilyl) hexyl}, 2-iodo-2-methylpropionic acid {6 -(Trichlorosilyl) butyl},

2−クロロ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリメトキシシリル)へキシル}、2−クロロ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)へキシル}、2−クロロ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ブチル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリメトキシシリル)へキシル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)へキシル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ペンチル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(メチルジエトキシシリル)へキシル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(ジメチルエトキシシリル)へキシル}、2−ヨード−2−メチルプロピオン酸{6−(トリメトキシシリル)へキシル}、2−ヨード−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)へキシル}、
4−{2−(トリメトキシシリル)エチル}ベンゼンスルホニルクロリド、4−{2−(トリエトキシシリル)エチル}ベンゼンスルホニルクロリド、4−{2−(メチルジエトキシシリル)エチル}ベンゼンスルホニルクロリド、4−{2−(ジメチルエトキシシリル)エチル}ベンゼンスルホニルクロリド、
1−(クロロメチル)−4−(トリメトキシシリル)ベンゼン、1−(クロロメチル)−4−(トリエトキシシリル)ベンゼン、1−(ブロモメチル)−4−(トリメトキシシリル)ベンゼン、1−(ブロモメチル)−4−(トリエトキシシリル)ベンゼン、
2-chloro-2-methylpropionic acid {6- (trimethoxysilyl) hexyl}, 2-chloro-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) hexyl}, 2-chloro-2-methylpropion Acid {6- (triethoxysilyl) butyl}, 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (trimethoxysilyl) hexyl}, 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) Hexyl}, 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) pentyl}, 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (methyldiethoxysilyl) hexyl}, 2-bromo- 2-methylpropionic acid {6- (dimethylethoxysilyl) hexyl}, 2-iodo-2-methylpropionic acid {6- (trimethoxysilyl) hexyl }, Hexyl} to 2-iodo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl)
4- {2- (trimethoxysilyl) ethyl} benzenesulfonyl chloride, 4- {2- (triethoxysilyl) ethyl} benzenesulfonyl chloride, 4- {2- (methyldiethoxysilyl) ethyl} benzenesulfonyl chloride, 4 -{2- (dimethylethoxysilyl) ethyl} benzenesulfonyl chloride,
1- (chloromethyl) -4- (trimethoxysilyl) benzene, 1- (chloromethyl) -4- (triethoxysilyl) benzene, 1- (bromomethyl) -4- (trimethoxysilyl) benzene, 1- ( Bromomethyl) -4- (triethoxysilyl) benzene,

2−クロロ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリヒドロキシシリル)ペンチル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリヒドロキシシリル)へキシル}、2−ヨード−2−メチルプロピオン酸{6−(トリヒドロキシシリル)ブチル}、2−ブロモプロピオン酸{6−(トリヒドロキシシリル)へキシル}
等が挙げられ、
2-chloro-2-methylpropionic acid {6- (trihydroxysilyl) pentyl}, 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (trihydroxysilyl) hexyl}, 2-iodo-2-methylpropionic acid {6- (trihydroxysilyl) butyl}, 2-bromopropionic acid {6- (trihydroxysilyl) hexyl}
Etc.

2−クロロ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリメトキシシリル)へキシル}、2−クロロ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)へキシル}、2−クロロ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ブチル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリメトキシシリル)へキシル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)へキシル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ペンチル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(メチルジエトキシシリル)へキシル}、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(ジメチルエトキシシリル)へキシル}、2−ヨード−2−メチルプロピオン酸{6−(トリメトキシシリル)へキシル}、2−ヨード−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)へキシル}、
4−{2−(トリメトキシシリル)エチル}ベンゼンスルホニルクロリド、4−{2−(トリエトキシシリル)エチル}ベンゼンスルホニルクロリド、4−{2−(メチルジエトキシシリル)エチル}ベンゼンスルホニルクロリド、4−{2−(ジメチルエトキシシリル)エチル}ベンゼンスルホニルクロリド、
1−(クロロメチル)−4−(トリメトキシシリル)ベンゼン、1−(クロロメチル)−4−(トリエトキシシリル)ベンゼン、1−(ブロモメチル)−4−(トリメトキシシリル)ベンゼン、1−(ブロモメチル)−4−(トリエトキシシリル)ベンゼン
等のアルコキシシリル基及びラジカル重合開始基を有する化合物が好ましい。
2-chloro-2-methylpropionic acid {6- (trimethoxysilyl) hexyl}, 2-chloro-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) hexyl}, 2-chloro-2-methylpropion Acid {6- (triethoxysilyl) butyl}, 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (trimethoxysilyl) hexyl}, 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) Hexyl}, 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) pentyl}, 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (methyldiethoxysilyl) hexyl}, 2-bromo- 2-methylpropionic acid {6- (dimethylethoxysilyl) hexyl}, 2-iodo-2-methylpropionic acid {6- (trimethoxysilyl) hexyl }, Hexyl} to 2-iodo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl)
4- {2- (trimethoxysilyl) ethyl} benzenesulfonyl chloride, 4- {2- (triethoxysilyl) ethyl} benzenesulfonyl chloride, 4- {2- (methyldiethoxysilyl) ethyl} benzenesulfonyl chloride, 4 -{2- (dimethylethoxysilyl) ethyl} benzenesulfonyl chloride,
1- (chloromethyl) -4- (trimethoxysilyl) benzene, 1- (chloromethyl) -4- (triethoxysilyl) benzene, 1- (bromomethyl) -4- (trimethoxysilyl) benzene, 1- ( Compounds having an alkoxysilyl group and a radical polymerization initiating group such as bromomethyl) -4- (triethoxysilyl) benzene are preferred.

チタン酸塩(1)と上記に示した(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる少なくとも一種類の官能基、及び(b)ラジカル重合開始基を有する化合物との反応は、両者を接触させることにより実施される。   Group consisting of titanate (1) and (a) phosphoric acid group, carboxylic acid group, acid halide group, acid anhydride group, isocyanate group, glycidyl group, chlorosilane group, alkoxysilyl group, silanol group shown above The reaction with the compound having at least one kind of functional group selected from (b) and a radical polymerization initiating group is carried out by bringing them into contact with each other.

接触させる際は、無溶媒でもよいが、通常、溶媒中で、両者を混合することにより実施される。溶媒としては、水、有機溶媒及び水と有機溶媒の混合溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒;1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、tert―ブチルメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド溶媒等が挙げられる。 When contacting, a solvent-free may be used, but it is usually carried out by mixing both in a solvent. Examples of the solvent include water, an organic solvent, and a mixed solvent of water and an organic solvent. Examples of the organic solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, and xylene; ether solvents such as 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, diethyl ether, tert-butyl methyl ether, and ethylene glycol dimethyl ether; methanol, ethanol, isopropanol, and the like Examples include alcohol solvents; amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone; sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide.

接触温度は、通常、−78〜200℃である。
必要に応じて、適当な添加物(例えば、酢酸などの酸やアンモニア水などの塩基等)の存在下に接触させてもよい。
尚、上記に示した(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる少なくとも一種類の官能基、及び(b)ラジカル重合開始基を有する化合物の使用量は特に制限されない。
The contact temperature is usually −78 to 200 ° C.
If necessary, the contact may be performed in the presence of an appropriate additive (for example, an acid such as acetic acid or a base such as aqueous ammonia).
In addition, at least one selected from the group consisting of (a) phosphoric acid group, carboxylic acid group, acid halide group, acid anhydride group, isocyanate group, glycidyl group, chlorosilane group, alkoxysilyl group and silanol group shown above. There are no particular restrictions on the amount of the functional group of the type and the amount of the compound (b) having a radical polymerization initiating group.

得られた化合物は、例えば、濃縮やろ過、遠心分離することにより、取り出すことができる。取り出した化合物は、水や有機溶媒、水と有機溶媒の混合溶媒などで洗浄することでさらに精製してもよい。   The obtained compound can be taken out, for example, by concentration, filtration, or centrifugation. The extracted compound may be further purified by washing with water, an organic solvent, a mixed solvent of water and an organic solvent, or the like.

続いて、チタン酸塩(1)を
(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる少なくとも一種類の官能基、
及び
(b)ラジカル重合開始基
を有する化合物とを反応させることで、チタン酸塩(1)の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物(2)を取得し、得られた化合物とラジカル重合性不飽和結合を有するモノマーをラジカル重合させる工程に関して述べる。
Subsequently, titanate (1) is selected from the group consisting of (a) phosphoric acid group, carboxylic acid group, acid halide group, acid anhydride group, isocyanate group, glycidyl group, chlorosilane group, alkoxysilyl group, silanol group. At least one functional group selected,
And (b) reacting with a compound having a radical polymerization initiating group to obtain a compound (2) having a radical polymerization initiating group introduced into the surface of titanate (1) via a chemical bond. The step of radical polymerization of the compound and a monomer having a radical polymerizable unsaturated bond will be described.

ラジカル重合としては、どのような重合方法であってもよいが、チタン酸塩表面に結合しているポリマー鎖の分子量が均一であることが好ましいことから、リビングラジカル重合が好ましく、非特許文献5及び6に記載されているような原子移動ラジカル重合がより好ましい。従って、原子移動ラジカル重合により反応可能なモノマーであれば特に限定はなく、例えば、スチレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸ブチル、アクリル酸t−ブチル、N,N−ジメチルメタアクリルアミド、メタクリロニトリル、アクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリロニトリル、4−ビニルピリジン、酢酸ビニル等が挙げられる。尚、これらのモノマーは一種類であってもよいし、二種類以上のものを用いてもよい。使用するモノマーの量は、特に限定されないが、化合物(2)に含まれる重合開始基に対して、通常、10モル倍から10000モル倍である。   As the radical polymerization, any polymerization method may be used, but since the molecular weight of the polymer chain bonded to the titanate surface is preferably uniform, living radical polymerization is preferable. And atom transfer radical polymerization as described in 1 and 6. Therefore, there is no particular limitation as long as it is a monomer that can be reacted by atom transfer radical polymerization. For example, styrene, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, glycidyl methacrylate, butyl acrylate, acrylic Examples thereof include t-butyl acid, N, N-dimethylmethacrylamide, methacrylonitrile, methyl acrylate, ethyl polyacrylate, N, N-dimethylacrylamide, acrylonitrile, 4-vinylpyridine, vinyl acetate and the like. These monomers may be one kind or two or more kinds. The amount of the monomer to be used is not particularly limited, but is usually 10 to 10,000 moles with respect to the polymerization initiating group contained in the compound (2).

原子移動ラジカル重合に用いられる触媒としては、特に限定されないが、例えば、2価の銅、1価の銅、0価の銅、2価のルテニウム、2価の鉄、又は2価のニッケルの錯体が挙げられ、銅の錯体が好ましい。尚、これらの錯体は一種類であってもよいし、二種類以上のものを用いてもよい。   Although it does not specifically limit as a catalyst used for atom transfer radical polymerization, For example, the complex of bivalent copper, monovalent copper, zerovalent copper, bivalent ruthenium, bivalent iron, or bivalent nickel And a copper complex is preferable. These complexes may be one kind or two or more kinds.

銅の錯体は、塩化第二銅、臭化第二銅、塩化第一銅、臭化第一銅、又は銅粉などの銅化合物を用い、配位子を添加することにより得ることができる。
配位子としては、特に限定されないが、例えば、2,2−ビピリジル、その誘導体などのビピリジル系化合物、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’’, N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリス(ジメチルアミノエチル)アミンなどが挙げられる。使用する配位子の量は、特に限定されないが、好ましくは、銅化合物の総量に対して、0.3モル倍〜5モル倍である。
A copper complex can be obtained by adding a ligand using a copper compound such as cupric chloride, cupric bromide, cuprous chloride, cuprous bromide, or copper powder.
The ligand is not particularly limited. For example, 2,2-bipyridyl, bipyridyl compounds such as derivatives thereof, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N ′ ', N ″ -pentamethyldiethylenetriamine, tris (dimethylaminoethyl) amine and the like. Although the quantity of the ligand to be used is not specifically limited, Preferably, it is 0.3 mol times-5 mol times with respect to the total amount of a copper compound.

使用する銅化合物の総量は、化合物(2)に含まれる重合開始基に対して、通常0.0001〜100モル倍、好ましくは、0.001〜50モル倍である。 The total amount of the copper compound to be used is usually 0.0001 to 100 mol times, preferably 0.001 to 50 mol times based on the polymerization initiating group contained in the compound (2).

原子移動ラジカル重合は、無溶媒で行ってもよいし、溶媒を使用してもよい。溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒;1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、tert―ブチルメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、アニソール、ジフェニルエーテル等のエーテル溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド溶媒;アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル溶媒;酢酸エチル等のエステル溶媒等が挙げられる。尚、これらの溶媒は一種類であってもよいし、二種類以上のものを用いてもよい。 Atom transfer radical polymerization may be carried out without a solvent, or a solvent may be used. Solvents include aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene; ether solvents such as 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, diethyl ether, tert-butyl methyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, anisole, diphenyl ether; methanol, ethanol, Alcohol solvents such as isopropanol; amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone; sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide; nitrile solvents such as acetonitrile and benzonitrile; ethyl acetate Ester solvent etc. are mentioned. These solvents may be one kind or two or more kinds.

化合物(2)とモノマーを原子移動ラジカル重合させる温度は、通常−20℃〜200℃であり、好ましくは、0℃〜150℃である。   The temperature at which atom transfer radical polymerization of the compound (2) and the monomer is usually −20 ° C. to 200 ° C., and preferably 0 ° C. to 150 ° C.

重合終了後、未反応のモノマーや溶媒の留去、重合反応の懸濁液のろ過、又は懸濁液の遠心分離により、ポリマー鎖で化学修飾されたチタン酸塩化合物(A)と未反応のモノマーや溶媒とを分離することができる。得られたチタン酸塩化合物(A)は、適当な溶媒などで洗浄することでさらに精製してもよい。   After completion of the polymerization, the unreacted monomer and solvent are distilled off, the suspension of the polymerization reaction is filtered, or the suspension is centrifuged, and the titanate compound (A) chemically modified with the polymer chain is unreacted. Monomers and solvents can be separated. The obtained titanate compound (A) may be further purified by washing with an appropriate solvent or the like.

さらに、チタン酸塩化合物(A)と樹脂とを含むことを特徴とする樹脂組成物に関して述べる。 Furthermore, the resin composition characterized by including a titanate compound (A) and resin is described.

樹脂の種類は、特に限定されないが、チタン酸塩化合物(A)におけるポリマー鎖と相溶するものが好ましく、例えば、ポリメタクリル酸メチルやポリスチレンが挙げられる。   Although the kind of resin is not specifically limited, What is compatible with the polymer chain in a titanate compound (A) is preferable, for example, polymethyl methacrylate and polystyrene are mentioned.

チタン酸塩化合物(A)と樹脂の割合は、特に限定されないが、通常、チタン酸塩化合物(A)におけるチタン酸塩の重量(すなわち、化学修飾されたポリマー鎖の重量を除いた重量)と樹脂の重量の割合は、1:99〜99:1の範囲である。   The ratio of the titanate compound (A) and the resin is not particularly limited, but usually the titanate weight in the titanate compound (A) (that is, the weight excluding the weight of the chemically modified polymer chain) The resin weight ratio ranges from 1:99 to 99: 1.

チタン酸塩化合物(A)と樹脂の混合方法に関しても、特に限定されるわけではないが、例えば、直接混合する方法や混錬する方法、さらには、一旦溶媒を使用して混合させた後、溶媒を留去する方法等が挙げられる。   The mixing method of the titanate compound (A) and the resin is not particularly limited, but for example, a method of directly mixing or kneading, and further, once mixing using a solvent, Examples include a method of distilling off the solvent.

尚、チタン酸塩化合物(A)と樹脂とを含むことを特徴とする樹脂組成物は、射出成形、ブロー成形、押出成形、インフレーション成形及びシート加工後の真空成形、圧縮成形などの方法を用いて成形加工することも可能である。

In addition, the resin composition characterized by including the titanate compound (A) and a resin uses methods such as injection molding, blow molding, extrusion molding, inflation molding, vacuum molding after sheet processing, and compression molding. It is also possible to perform molding.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to the following Example.

[実施例1]
[2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)へキシル}の合成]
非特許文献7を参考にして合成した。
冷却装置を取り付けた反応容器に、室温で、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸−5−ヘキセン50.0g、トルエン625mLを加えた。得られた溶液へトリエトキシシラン184mLを滴下した。得られた混合物へ白金錯体(Aldrich製;platinum(0)−1,3−divinyl−1,1,3,3−tetramethyldisiloxane complex solution,0.10M in xylene)740μLを加えた後、室温で一晩攪拌した。その後、32℃で、反応溶液を濃縮し、さらに55℃で、3時間、減圧乾燥して、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)へキシル}73.96gを得た。尚、ガスクロマトグラフィー分析により得られた面積百分率値は、91%であった。
[非特許文献7]
Macromolecules,2005,38,2137.
[Example 1]
[Synthesis of 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) hexyl}]
The synthesis was performed with reference to Non-Patent Document 7.
2-bromo-2-methylpropionic acid-5-hexene 50.0 g and toluene 625 mL were added to a reaction vessel equipped with a cooling device at room temperature. 184 mL of triethoxysilane was added dropwise to the resulting solution. To the obtained mixture was added 740 μL of a platinum complex (manufactured by Aldrich; platinum (0) -1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex solution, 0.10 M in xylene), and then overnight at room temperature. Stir. Thereafter, the reaction solution was concentrated at 32 ° C. and further dried under reduced pressure at 55 ° C. for 3 hours to obtain 73.96 g of 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) hexyl}. It was. The area percentage value obtained by gas chromatography analysis was 91%.
[Non-Patent Document 7]
Macromolecules, 2005, 38, 2137.

[実施例2]
[チタン酸塩の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物(2)の合成;チタン酸バリウムと2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ヘキシル}の反応]
冷却装置を取り付けた反応容器に、室温で、チタン酸バリウム(BET比表面積6m/g(BET比表面積は、島津製作所製フローソーブII2300型によりBET1点法で測定した。))10.00g、エタノール35.2mL、28%アンモニア水21.1mLを加えた。得られた混合物を40℃で2時間攪拌した後、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)へキシル}3.52gをエタノール7.0mLに溶解させて得られた溶液を滴下した。滴下後、さらに、40℃で20時間攪拌した。その後、不溶部を遠心分離により回収し、エタノール100mLで2回、テトラヒドロフラン100mLで2回、クロロホルム100mLで2回洗浄した。得られた固体を60℃で、4時間、減圧乾燥して、チタン酸バリウムの表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物(チタン酸バリウムと2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ヘキシル}を反応させた化合物)8.93gを得た。
元素分析:C:0.3%、Br:0.12%
[Example 2]
[Synthesis of Compound (2) in which Radical Polymerization Initiating Group is Introduced through a Chemical Bond on the Titanate Surface; Barium Titanate and 2-Bromo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) hexyl} Reaction of]
10.00 g of barium titanate (BET specific surface area 6 m 2 / g (BET specific surface area was measured by a BET one-point method using Flowsorb II model 2300 manufactured by Shimadzu Corporation)) at room temperature in a reaction vessel equipped with a cooling device, ethanol 35.2 mL and 21.1 mL of 28% aqueous ammonia were added. After the resulting mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours, a solution obtained by dissolving 3.52 g of 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) hexyl} in 7.0 mL of ethanol Was dripped. After dropping, the mixture was further stirred at 40 ° C. for 20 hours. Thereafter, the insoluble portion was collected by centrifugation, and washed twice with 100 mL of ethanol, twice with 100 mL of tetrahydrofuran, and twice with 100 mL of chloroform. The obtained solid was dried under reduced pressure at 60 ° C. for 4 hours, and a compound in which a radical polymerization initiating group was introduced to the surface of barium titanate via a chemical bond (barium titanate and 2-bromo-2-methylpropion). 8.93 g of a compound obtained by reacting the acid {6- (triethoxysilyl) hexyl} was obtained.
Elemental analysis: C: 0.3%, Br: 0.12%

[実施例3]
[チタン酸塩の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物(2)(チタン酸バリウムと2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ヘキシル}を反応させた化合物)からのメチルメタクリレートの原子移動ラジカル重合]
冷却装置を取り付けた反応容器に、室温で、実施例2で合成した「チタン酸塩の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物;チタン酸バリウムと2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ヘキシル}を反応させた化合物」4.50g、臭化銅(I)1.94mg、銅紛1.77mg、アニソール2.20mL、N,N,N’,N’’, N’’−ペンタメチルジエチレントリアミンのアニソール溶液0.202mL(0.40mol/L)、メチルメタクリレート4.33mLを加えて、室温で1分間攪拌し、さらに、90℃で8時間攪拌した。その後、不溶部を遠心分離により回収し、テトラヒドロフラン100mLで2回、クロロホルム100mLで2回洗浄した。得られた固体を60℃で、4時間、減圧乾燥して、ポリメチルメタクリレートで修飾されたチタン酸バリウム4.57gを得た。
元素分析:C:3.4%、Br:550ppm
[Example 3]
[Reaction of compound (2) (barium titanate and 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) hexyl} in which radical polymerization initiating group is introduced through a chemical bond on the surface of titanate) Atom transfer radical polymerization of methyl methacrylate
In a reaction vessel equipped with a cooling device, the compound synthesized in Example 2 at room temperature was “a compound in which a radical polymerization initiating group was introduced to the surface of titanate via a chemical bond; barium titanate and 2-bromo-2- Compound obtained by reacting methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) hexyl} "4.50 g, 1.94 mg of copper (I) bromide, 1.77 mg of copper powder, 2.20 mL of anisole, N, N, N ' , N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine in 0.202 mL (0.40 mol / L) and methyl methacrylate 4.33 mL are added, and the mixture is stirred at room temperature for 1 minute and further stirred at 90 ° C. for 8 hours. did. Thereafter, the insoluble part was recovered by centrifugation, and washed twice with 100 mL of tetrahydrofuran and twice with 100 mL of chloroform. The obtained solid was dried under reduced pressure at 60 ° C. for 4 hours to obtain 4.57 g of barium titanate modified with polymethyl methacrylate.
Elemental analysis: C: 3.4%, Br: 550 ppm

[実施例4]
[チタン酸塩の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物(2)(チタン酸バリウムと2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ヘキシル}を反応させた化合物)からのメチルメタクリレートの原子移動ラジカル重合]
冷却装置を取り付けた反応容器に、室温で、実施例2で合成した「チタン酸塩の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物;チタン酸バリウムと2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ヘキシル}を反応させた化合物」4.00g、臭化銅(I)3.44mg、銅紛3.14mg、アニソール1.79mL、N,N,N’,N’’, N’’−ペンタメチルジエチレントリアミンのアニソール溶液0.360mL(0.40mol/L)、メチルメタクリレート3.85mLを加えて、室温で1分間攪拌し、さらに、90℃で8時間攪拌した。その後、不溶部を遠心分離により回収し、テトラヒドロフラン100mLで2回、クロロホルム100mLで2回洗浄した。得られた固体を60℃で、4時間、減圧乾燥して、ポリメチルメタクリレートで修飾されたチタン酸バリウム4.38gを得た。
元素分析:C:8.9%、Br:340ppm
[Example 4]
[Reaction of compound (2) (barium titanate and 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) hexyl} in which radical polymerization initiating group is introduced through a chemical bond on the surface of titanate) Atom transfer radical polymerization of methyl methacrylate
In a reaction vessel equipped with a cooling device, the compound synthesized in Example 2 at room temperature was “a compound in which a radical polymerization initiating group was introduced to the surface of titanate via a chemical bond; barium titanate and 2-bromo-2- Compound obtained by reacting methyl propionic acid {6- (triethoxysilyl) hexyl} "4.00 g, copper (I) bromide 3.44 mg, copper powder 3.14 mg, anisole 1.79 mL, N, N, N ' , N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine in anisole solution (0.360 mL, 0.40 mol / L) and methyl methacrylate (3.85 mL) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 minute, and further stirred at 90 ° C. for 8 hours. did. Thereafter, the insoluble part was recovered by centrifugation, and washed twice with 100 mL of tetrahydrofuran and twice with 100 mL of chloroform. The obtained solid was dried under reduced pressure at 60 ° C. for 4 hours to obtain 4.38 g of barium titanate modified with polymethyl methacrylate.
Elemental analysis: C: 8.9%, Br: 340 ppm

[実施例5]
[チタン酸塩の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物(2)(チタン酸バリウムと2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ヘキシル}を反応させた化合物)からのスチレンの原子移動ラジカル重合]
冷却装置を取り付けた反応容器に、室温で、「チタン酸塩の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物;チタン酸バリウムと2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸{6−(トリエトキシシリル)ヘキシル}を反応させた化合物(元素分析:C:0.4%、Br:1300ppm)」10.00g、臭化銅(I)9.35mg、銅紛38.44mg、アニソール1.84mL、N,N,N’,N’’, N’’−ペンタメチルジエチレントリアミンのアニソール溶液3.258mL(0.40mol/L)、スチレン11.21mLを加えて、室温で1分間攪拌し、さらに、90℃で4時間30分攪拌した。その後、不溶部を遠心分離により回収し、テトラヒドロフラン100mLで3回、クロロホルム100mLで3回洗浄した。得られた固体を60℃で、4時間、減圧乾燥して、ポリスチレンで修飾されたチタン酸バリウム14.01gを得た。
元素分析:C:27.7%、Br:490ppm
[Example 5]
[Reaction of compound (2) (barium titanate and 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (triethoxysilyl) hexyl} in which radical polymerization initiating group is introduced through a chemical bond on the surface of titanate) Atom transfer radical polymerization of styrene from the compound)
In a reaction vessel equipped with a cooling device, at room temperature, “a compound in which a radical polymerization initiating group was introduced via a chemical bond on the surface of titanate; barium titanate and 2-bromo-2-methylpropionic acid {6- (Triethoxysilyl) hexyl} reacted compound (elemental analysis: C: 0.4%, Br: 1300 ppm) "10.00 g, copper (I) 9.35 mg, copper powder 38.44 mg, anisole 1 .84 mL, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine anisole solution 3.258 mL (0.40 mol / L) and styrene 11.21 mL were added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 minute. Furthermore, it stirred at 90 degreeC for 4 hours and 30 minutes. Thereafter, the insoluble part was recovered by centrifugation, and washed with 100 mL of tetrahydrofuran three times and with 100 mL of chloroform three times. The obtained solid was dried under reduced pressure at 60 ° C. for 4 hours to obtain 14.01 g of barium titanate modified with polystyrene.
Elemental analysis: C: 27.7%, Br: 490 ppm

[ガラス転移温度の測定] [Measurement of glass transition temperature]

実施例3、4及びポリメチルメタクルレート(Aldrich製;Mw〜120,000)に関して、DSCを用いてガラス転移温度を測定した。(測定条件;昇温速度20℃/分) With respect to Examples 3 and 4 and polymethylmethacrylate (Aldrich; Mw˜120,000), the glass transition temperature was measured using DSC. (Measuring condition: Temperature rising rate 20 ° C / min)

Figure 2010090272
ポリメチルメタクリレートで修飾されたチタン酸バリウムが、ポリメチルメタクリレート単独樹脂よりガラス転移温度が高くなり、耐熱性が向上していることが明らかである。
Figure 2010090272
It is clear that barium titanate modified with polymethyl methacrylate has a higher glass transition temperature and improved heat resistance than polymethyl methacrylate single resin.

[実施例6]
実施例5により得られたポリスチレンで修飾されたチタン酸バリウム4.79g、ポリスチレン(Aldrich製;Mw〜230,000)1.71gに添加し、小型混練機ミニラボ(ThermoHaake製)を用いて、200℃で20分間(回転数50rpm)溶融混練した。混練後、押し出し機により造粒し、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物について、プレス成形機を用いて、温度200℃(予熱5分間、昇圧(15MPa)後3分間)でプレスした後、30℃で5分間冷却することで約100μm×150mm×150mmのプレスシートを得た。
得られたプレスシートを用い、引張試験を実施した。結果を表2に記載した。
[Example 6]
It was added to 4.79 g of polystyrene modified with barium titanate obtained in Example 5 and 1.71 g of polystyrene (manufactured by Aldrich; Mw-230,000), and 200 using a mini-kneader minilab (manufactured by ThermoHaake). Melt kneading was carried out at 20 ° C. for 20 minutes (rotation speed: 50 rpm). After kneading, the mixture was granulated with an extruder to obtain a resin composition. The obtained resin composition was pressed at a temperature of 200 ° C. (preheating 5 minutes, 3 minutes after pressurization (15 MPa)) using a press molding machine, and then cooled at 30 ° C. for 5 minutes to be about 100 μm × 150 mm × A 150 mm press sheet was obtained.
A tensile test was performed using the obtained press sheet. The results are shown in Table 2.

[比較例1]
実施例6において、ポリスチレンで修飾されたチタン酸バリウムの代わりに、チタン酸バリウム(BET比表面積6m/g(BET比表面積は、島津製作所製フローソーブII2300型によりBET1点法で測定した。))3.25g、ポリスチレン(Aldrich製;Mw〜230,000)3.25gを用いた以外は、実施例6と同様に実施した。
得られたプレスシートを用い、引張試験を実施した。結果を表2に記載した。
[Comparative Example 1]
In Example 6, instead of barium titanate modified with polystyrene, barium titanate (BET specific surface area of 6 m 2 / g (BET specific surface area was measured by a BET one-point method using Flowsorb II2300 manufactured by Shimadzu Corporation)) The same operation as in Example 6 was carried out except that 3.25 g and 3.25 g of polystyrene (manufactured by Aldrich; Mw-230,000) were used.
A tensile test was performed using the obtained press sheet. The results are shown in Table 2.

[引張り試験の実施]
[引張試験条件]
引張試験条件;荷重フルスケール:20kgf、試験速度:5.0mm/min、初期試料長:40mm、環境温度:23℃、環境湿度:50%RH
[Implementation of tensile test]
[Tensile test conditions]
Tensile test conditions; load full scale: 20 kgf, test speed: 5.0 mm / min, initial sample length: 40 mm, environmental temperature: 23 ° C., environmental humidity: 50% RH

[引張試験結果] [Tensile test results]

Figure 2010090272







ポリスチレンで修飾されたチタン酸バリウムが、破断点応力、破断点伸度ともに高いことがわかる。
Figure 2010090272







It can be seen that the barium titanate modified with polystyrene has high stress at break and elongation at break.

Claims (8)

チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムからなる群から選ばれる少なくとも一種類のチタン酸塩(以下、チタン酸塩(1)と略す場合もある。)の表面に化学結合を介して導入されたラジカル重合開始基を起点として、ラジカル重合性不飽和結合を有するモノマーを重合させることで得られる、ポリマー鎖で化学修飾されたチタン酸塩化合物(A)(以下、チタン酸塩化合物(A)と略す場合もある。)。 A chemical bond is formed on the surface of at least one titanate selected from the group consisting of magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, and barium titanate (hereinafter sometimes abbreviated as titanate (1)). The titanate compound (A) (hereinafter referred to as titanate) chemically modified with a polymer chain, obtained by polymerizing a monomer having a radical polymerizable unsaturated bond, starting from a radical polymerization initiating group introduced via (It may be abbreviated as compound (A)). 請求項1に記載のラジカル重合開始基が、リビングラジカル重合開始基である請求項1に記載のチタン酸塩化合物(A)。 The titanate compound (A) according to claim 1, wherein the radical polymerization initiating group according to claim 1 is a living radical polymerization initiating group. 請求項1に記載のラジカル重合開始基が、原子移動ラジカル重合開始基である請求項1に記載のチタン酸塩化合物(A)。 The titanate compound (A) according to claim 1, wherein the radical polymerization initiating group according to claim 1 is an atom transfer radical polymerization initiating group. 請求項1に記載の化学結合が、チタン酸塩(1)と
(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる少なくとも一種類の官能基
とを反応させることで形成される請求項1〜3のいずれかに記載のチタン酸塩化合物(A)。
The chemical bond according to claim 1 is composed of titanate (1) and (a) phosphoric acid group, carboxylic acid group, acid halide group, acid anhydride group, isocyanate group, glycidyl group, chlorosilane group, alkoxysilyl group. The titanate compound (A) according to any one of claims 1 to 3, which is formed by reacting at least one functional group selected from the group consisting of silanol groups.
請求項1に記載の化学結合が、チタン酸塩(1)とアルコキシシリル基とを反応させることで形成される請求項1〜3のいずれかに記載のチタン酸塩化合物(A)。 The titanate compound (A) according to any one of claims 1 to 3, wherein the chemical bond according to claim 1 is formed by reacting a titanate (1) with an alkoxysilyl group. チタン酸塩(1)と
(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる少なくとも一種類の官能基、
及び
(b)ラジカル重合開始基
を有する化合物とを反応させることで、チタン酸塩(1)の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物(2)(以下、化合物(2)と略す場合もある。)。
Titanate (1) and (a) at least selected from the group consisting of phosphoric acid group, carboxylic acid group, acid halide group, acid anhydride group, isocyanate group, glycidyl group, chlorosilane group, alkoxysilyl group, silanol group One kind of functional group,
And (b) a compound (2) in which a radical polymerization initiating group is introduced to the surface of titanate (1) through a chemical bond by reacting with a compound having a radical polymerization initiating group (hereinafter referred to as compound (2) ) May be abbreviated.).
チタン酸塩(1)と
(a)リン酸基、カルボン酸基、酸ハライド基、酸無水物基、イソシアナート基、グリシジル基、クロロシラン基、アルコキシシリル基、シラノール基からなる群から選ばれる少なくとも一種類の官能基、
及び
(b)ラジカル重合開始基
を有する化合物とを反応させることで、チタン酸塩(1)の表面に化学結合を介してラジカル重合開始基が導入された化合物(2)を取得し、得られた化合物(2)とラジカル重合性不飽和結合を有するモノマーを重合させることを特徴とする請求項1に記載のチタン酸塩化合物(A)の製造方法。
Titanate (1) and (a) at least selected from the group consisting of phosphoric acid group, carboxylic acid group, acid halide group, acid anhydride group, isocyanate group, glycidyl group, chlorosilane group, alkoxysilyl group, silanol group One kind of functional group,
And (b) reacting with a compound having a radical polymerization initiating group to obtain a compound (2) having a radical polymerization initiating group introduced into the surface of titanate (1) via a chemical bond. The method for producing a titanate compound (A) according to claim 1, wherein the compound (2) and a monomer having a radical polymerizable unsaturated bond are polymerized.
請求項1〜5のいずれかに記載のチタン酸塩化合物(A)と樹脂とを含むことを特徴とする樹脂組成物。 A resin composition comprising the titanate compound (A) according to claim 1 and a resin.
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