JP2011084748A - 結合したポリマー基を有する凝集体およびポリマー発泡体 - Google Patents
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- C09C1/56—Treatment of carbon black ; Purification
Abstract
【解決手段】少なくとも1種の結合したポリマーを有する凝集体であって、少なくとも1つの炭素相と少なくとも1つのケイ素含有種相を含んでいる。他の凝集体は、少なくとも1つ炭素相と少なくとも1つの金属含有種相および少なくとも部分的にシリカで被覆されたカーボンブラックを含む凝集体を含むが、これらに限定されない。該凝集体は、出発凝集体を反応性ポリマーと混合し、凝集体にポリマーを結合させるために混練することを含む製造方法で得られる。凝集体は、ポリマー発泡体、他のポリマー製品およびエラストマー製品に配合することができる。ポリマー発泡体および化学修飾した炭素質充填剤を含み、炭素質充填剤は炭素質粒子に化学的に結合されたポリマー部分を有するポリマー発泡体組成物が提供される。
【選択図】なし
Description
本発明は、エラストマー組成物、ポリマー組成物等のような種々の用途に有用である充填剤のような凝集体に関する。本発明はさらにこれらの凝集体の製造法に関する。さらに本発明は断熱用途に有用なポリマー発泡体、特に独立気泡のポリマー発泡体に関し、表面を改質した炭素質充填剤を含む。本発明はさらにこのようなポリマー発泡体の製造に有用な新規組成物に関する。
本発明の特徴は、エラストマーおよび/またはポリマー材料に配合され得、少なくとも1つの向上した性質を付与する凝集体を提供することである。
本発明の詳細な説明
本発明は、少なくとも1つのポリマーに付着した凝集体に部分的には関する。出発凝集体は少なくとも1つの炭素相および少なくとも1つのケイ素含有種相を有する凝集体であるのが好適である。ポリマーの付着は好ましくは出発凝集体の表面であり、もっと好ましくは共有結合によるのが好適な化学的付着であるが、他の種類の付着も本発明に使用され得る。
a)シランカップリング剤で任意に処理された付着有機基を有するケイ素処理カーボンブラック;
b)付着有機基を有する修飾カーボンブラック;
c)シリカで少なくとも部分的に被覆されたカーボンブラック;
d)シリカ;
e)例えば付着カップリング基を有する修飾シリカ;および/または
f)カーボンブラック。
1.ポリオールもしくはポリオール配合物、
平均官能性3〜8、平均分子量約150〜1,600、そしてヒドロキシル価(mgKOH/g)250〜1,000。ポリオールは例えばポリエーテル、修飾ポリエーテル、もしくはポリエステルポリオール。
NCO価(wt%NCO)27〜31、平均官能性2.7〜3.0および粘度230〜2700mPa(25℃)。
例えば第3級アミン(例えばジアミノビシクロオクタン)もしくは有機金属触媒(例えば、ジラウリン酸ジブチルスズ)。
例えばオルガノシロキサン、もしくはシリコーンにもとづく界面活性剤、例えばポリジメチルシロキサン−ポリエーテルグラフト共重合体界面活性剤。
例えば、CFC,HCFC,FC、炭化水素、水等。
本発明の充填ポリマー発泡体生成物に適した例示的な硬ポリウレタン発泡体配合は下に示される割合で成分を一緒に混合することにより調製される。
ポリオール(ヒドロキシル価750) 100
PMDI(NCO価31) 182
界面活性剤 0.1〜5
アミン触媒 0.1〜3
シクロペンタン 5〜20
水 0.1〜5
上述のような化学修飾した炭素質充填剤が、改良された(すなわち低い)熱伝導度を有する発泡体を製造するために成分リストに追加され得る。化学修飾した炭素質充填剤がポリマー反応物、すなわちポリオールもしくはイソシアネート、に適切な充填含量、例えば6〜12%の充填で、適切な混合装置、例えばSilverson LAR高速回転子/固定子ミキサーを用いて分散され得る。例えば、充填剤/イソシアネート分散は最大速度で高垂直ヘッドを用いて30分間撹拌される。
下記の試料調製方法を採用した。改質したカーボンブラック粒状フィラーをSilverson L4R高速ロータ/ステータ混合機を用いて4%の量(loading)でイソシアネートに分散させた。フィラーを導入するために、材料を最初に5にセットした速度で低剪断ヘッドを用いて10分間、次いで最高速度で5分間混合した。次に分散体を最高速度にセットした高剪断ヘッドを用いて30分間混合した。
例1〜8において、それぞれの出発粒状材料はその商品名が列記されており、Cbot Corporation(Boston,MA,USA)から入手できる。それぞれの場合に、得られた改質カーボンブラック粒子は上記の如くフォーム系のイソシアネート部分に予備混合した。得られたポリマーフォームはいずれも良好な熱絶縁性及び良好な物理的特性(構造的安定性及び取り扱い性を含む)を有していた。
Claims (40)
- 少なくとも1つの結合したポリマーを有する凝集体であり、該凝集体は少なくとも1つの炭素相および少なくとも1つのケイ素含有種相を含む凝集体。
- エラストマーに配合されるとき、該凝集体はカーボンブラックに比べて、低温で比較的不十分な耐摩耗性、同等もしくは比較的高い損失係数を、そして高温で比較的低い損失係数をエラストマーに付与する請求項1記載の凝集体。
- 該ケイ素含有種相が主に凝集体表面にある請求項1記載の凝集体。
- 該反応性ポリマーが凝集体のケイ素含有種相に主に結合している請求項1記載の凝集体。
- 該ポリマーがシラン含有ポリマーである請求項1記載の凝集体。
- 該ポリマーがシロキサンである請求項1記載の凝集体。
- 該ポリマーがポリエーテル、メタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリアルキレン、ポリエチレン、ポリ(塩化ビニル)、ポリイソブチレン、ポリカプロラクタム(ナイロン)、ポリイソプレン、ポリアミド、ポリカーボネート、高分子電解質、ポリエステル、ポリアルキレンオキシド、(ポリヒドロキシ)ベンゼン、ポリイミド、イオウ含有ポリマー、ポリオレフィン、ポリオール、ポリメチルベンゼン、ポリスチレン、スチレンコポリマー、アセタールポリマー、アクリルポリマー、アクリロニトリルポリマーおよびコポリマー、ハロゲン含有ポリオレフィン、フルオロポリマー、イオノマーポリマー、多糖類、ケトン基含有ポリマー、液晶ポリマー、ポリアミド−イミド、オレフィン二重結合含有ポリマー、ポリオレフィンコポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリウレタン、熱可塑性エラストマー、シリコーンポリマー、アルキド、エポキシおよび不飽和ポリエステル、またはそれらの組み合わせから選ばれる請求項1記載の凝集体。
- 該ポリマーはポリジメチルシロキサン、トリエトキシ末端シランポリマー、もしくはトリメトキシ末端シラン、またはそれらの組み合わせを含む請求項1記載の凝集体。
- 1種より多いポリマーが凝集体に結合されている請求項1記載の凝集体。
- 少なくとも1つの有機基の結合をさらに含む請求項1記載の凝集体。
- 該有機基が少なくとも1つの芳香族基もしくは少なくとも1つのアルキル基を含む請求項10記載の凝集体。
- 少なくとも1つの結合したポリマーを有する凝集体であり、該凝集体はシリカで少なくとも部分的に被覆されたカーボンブラックを含む凝集体。
- 少なくとも1つの結合したポリマーを有する凝集体であり、該凝集体は炭素相および金属含有種相を含む凝集体。
- 少なくとも1つの結合したポリマーを有する少なくとも1種の凝集体をその中に分布して有するポリマー発泡体を含むポリマー発泡体であり、該凝集体は少なくとも1つの炭素相および少なくとも1つのケイ素含有種相を含むポリマー発泡体。
- 該ポリマー発泡体は硬質の、独立気泡のセルのポリマー発泡体である請求項14記載のポリマー発泡体。
- 該ポリマー発泡体はポリウレタン発泡体、ポリイソシアヌレート発泡体、ポリスチレン発泡体、もしくはそれらの組み合わせである請求項14記載のポリマー発泡体。
- 該凝集体は発泡体質量の約0.01〜約10質量%の量で発泡体中に存在する請求項14記載のポリマー発泡体。
- 請求項1記載の少なくとも1種の凝集体を分布させた硬質の、独立気泡のセルの発泡体を含む断熱製品。
- 請求項15記載の硬質の、独立気泡のセルの発泡体を構造の壁内に配合することを含む構造の断熱方法。
- 少なくとも1つの炭素相および少なくとも1つのケイ素含有種相を含む凝集体を、少なくとも1つの官能基を有する少なくとも1種の出発ポリマーと混合させること、ならびにポリマーが凝集体に結合する程度に混練することの段階を含む、請求項1記載の凝集体の製造方法。
- 混合の間に熱を加えることをさらに含む請求項20記載の方法。
- 該官能基がヒドロキシ基、シラノール基、カルビノール/アルコール基、Si−OR基(Rはアルキル基、Si−X基(Xはハロゲン化物)もしくはアミン基である請求項20記載の方法。
- ポリマー発泡体および少なくとも1つの化学修飾した炭素質充填剤を含むポリマー発泡体組成物であり、該化学修飾した炭素質充填剤が結合したポリマー部分を有する炭素質充填剤を含むポリマー発泡体組成物。
- 該炭素質充填剤がカーボンブラック、活性炭、黒鉛、炭素繊維、フィブリルもしくはそれらの混合物である請求項23記載のポリマー発泡体組成物。
- 該ポリマー発泡体組成物が独立気泡のセルの、硬質のポリマー発泡体であり、そして化学修飾した炭素質充填剤が約0.1〜10質量%の量で存在する請求項23記載のポリマー発泡体組成物。
- 化学修飾した炭素質充填剤が約0.1〜5質量%の量で発泡体中に存在する請求項25記載のポリマー発泡体組成物。
- ポリマー部分が、ポリエチレン、ポリ(塩化ビニル)、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリカプロラクタム(ナイロン)、ポリイソプレン、ポリアミド、ポリカーボネート、高分子電解質、ポリエステル、ポリエーテル、(ポリヒドロキシ)ベンゼン、ポリイミド、イオウ含有ポリマー、ポリオレフィン、ポリメチルベンゼン、スチレンコポリマー、アセタールポリマー、アクリルポリマー、アクリロニトリルポリマーおよびコポリマー、ハロゲン含有ポリオレフィン、フルオロポリマー、イオマーポリマー、ケトン基含有ポリマー、液晶ポリマー、ポリアミド−イミド、オレフィン二重結合含有ポリマー、ポリオレフィンコポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリウレタン、熱可塑性エラストマー、シリコーンポリマー、アルキド、エポキシ、不飽和ポリエステル、もしくはそれらの組み合わせから選ばれる反応的に官能化された反応残渣を含む請求項25記載のポリマー発泡体組成物。
- ポリマー発泡体がポリウレタン発泡体、ポリイソシアヌレート、ポリスチレンもしくはそれらの混合物である請求項23記載のポリマー発泡体組成物。
- ポリマー発泡体が硬質の、独立気泡のセルのポリマー発泡体である請求項23記載のポリマー発泡体組成物。
- 化学修飾した炭素質充填剤が約0.1〜約18質量%の量でポリマー発泡体中に存在する請求項23記載のポリマー発泡体組成物。
- ポリマー部分がイソシアネート、アシルアジド、アルコール、アミン、チオール、アルコキシド、もしくはそれらの組み合わせから選ばれる官能基を含む請求項29記載のポリマー発泡体組成物。
- ポリマー発泡体がポリウレタン発泡体、ポリイソシアヌレート発泡体もしくはポリスチレン発泡体である請求項29記載の硬質の、独立気泡のセルのポリマー発泡体。
- 請求項23記載のポリマー発泡体組成物を製造する反応射出成型法であり、該反応射出成型法は:
化学修飾した炭素質充填剤をポリマー発泡体のための第1の反応物に分散させること、ならびに
ついで第1の反応物の流れをポリマー発泡体のための第2の反応物の流れと混合すること、の段階を含み、
ここでポリマー部分は混合段階により炭素質充填剤から実質的な量を取り除かれない、反応射出成型法。 - 炭素質粒子に結合されたポリマー部分を含む化学修飾した炭素質充填剤からなる、ポリマー発泡体のための反応性成分。
- 請求項29記載の硬質の、独立気泡のセルのポリマー発泡体を含む断熱製品。
- 請求項29記載のポリマー発泡体組成物を構造の壁内に配合することを含む構造の断熱方法。
- 構造が建築構造もしくは冷凍器具である請求項36記載の構造の断熱方法。
- ポリマー部分がアルキレンオキシドから選ばれる反応的に官能化されたポリマーの反応残基を含む請求項23記載のポリマー発泡体組成物。
- アルキレンオキシドのアルキレン部分がC2〜C4部分である請求項38記載のポリマー発泡体組成物。
- ポリマー部分がポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドから選ばれる反応的に官能化された反応残基を含む請求項23記載のポリマー発泡体組成物。
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