JP2012072414A - ポリマー被覆の炭素生成物及びその他の顔料並びに水性媒質重合法又は溶媒コーティング法によるそれらの製造法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリマーが少なくとも部分的に改質された炭素生成物を被覆しているような、ポリマー被覆の改質された炭素生成物が説明されている。改質された生成物は、炭素生成物に結合した少なくとも1個の有機基を有することが好ましく、かつこの有機基は、極性又は水性ベースの媒体において調製するために、イオン基、イオン化可能基、又は極性基で置換されることが好ましい。ポリマー被覆の改質された炭素生成物の製造法も説明されていて、これは水性ベース又は溶媒非含有重合法、有機溶剤ベースの重合法、又は溶液コーティング法などである。ポリマー被覆の改質された炭素生成物を含有するポリマー生成物及びマスターバッチも、衝撃強さ及び引張り強さなどの特性を改善する方法と共に説明されている。
【選択図】なし
Description
本発明は、炭素生成物及び他の顔料及びポリマーに関し、かつより詳細にはポリマーによる顔料生成物のコーティングに関する。本発明は更に、カーボンブラック及び他の顔料のような炭素生成物を少なくとも部分的に被覆するための乳化もしくは懸濁法のような水性媒質重合又は溶媒にもとづく方法の使用に関する。
本発明の実施態様において、本発明は、ポリマーで被覆され改質された炭素生成物であり、ここでポリマーが改質された炭素生成物を少なくとも部分的に被覆しているものに関する。好ましくは、改質された炭素生成物は、炭素生成物に結合した有機基を少なくとも1個有する。この有機基は、水性媒質中で安定した分散を形成することを容易にすることができるイオン基、イオン化可能基、又は極性基で置換されることが好ましい。この実施態様において、ポリマーは、改質された炭素生成物を部分的又は完全に封入しているか、もしくは改質された炭素生成物がコアとなりかつポリマーがシェルとなっている。
更に本発明は、重合可能なモノマーは有機溶媒中に存在し、かつその後改質された炭素生成物はモノマーを含有する溶媒と混合され、その後モノマーの重合及び引き続きの溶媒除去が続く、前述のようなポリマー被覆の改質された炭素生成物の製造法に関する。
前述の一般的説明及び下記の詳細な説明は両方共単に例示及び説明するものであり、かつクレームされた本発明の更なる説明を提供することが意図されていることは理解されなければならない。
本発明の実施態様において、本発明は、ポリマー被覆の改質された炭素生成物に関する。この改質された炭素生成物は、1種以上のポリマーで少なくとも部分的に被覆されており、かつ1種以上のポリマーにより実質的又は完全に被覆され得る。用語「被覆された」の使用は、部分的又は完全に被覆された炭素生成物及び改質された炭素生成物を含む。本発明のポリマーは、部分的又は完全に、改質された炭素生成物を封入しており、ここで改質された炭素生成物はコアであり、かつポリマーはシェルである。改質された炭素生成物を被覆するか又は封入に使用されるポリマーは、ポリマーが実質的に有機溶媒で抽出可能でないように改質された炭素生成物上に存在することが好ましい。より好ましくは、改質された炭素生成物上のポリマーは、物理的(例えば吸着)及び/又は化学的(例えば化学結合、グラフト)により結合される。
ジアゾニウム塩と炭素生成物の間の反応は、炭素生成物に結合した有機基を有する改質された炭素生成物を生成する。ジアゾニウム塩は、炭素生成物に結合した有機基を含むことができる。当該技術分野において公知のその他の手段により、本発明において使用される改質された炭素生成物を生成することが可能である。
このような水分散可能な改質された炭素生成物が調製される場合は、イオン基、イオン化可能基、又は極性基を、反応媒質中でイオン化することができる。得られる生成物の溶液又はスラリーを使用するか、又は使用前に希釈することができる。得られる生成物溶液又はスラリーは、そのまま使用するか又は使用前に希釈することができる。あるいは、改質された炭素生成物は、通常のカーボンブラックに使用される技法により乾燥することができる。 これらの技術は、オーブン及びロータリーキルン中での乾燥を含むが、これらに限定されるものではない。しかし過乾燥は、水分散度の喪失を引き起こすことがある。
ポリマーは、ランダムポリマー、交互ポリマー、グラフトポリマー、ブロックポリマー、星型ポリマー及び/又は櫛型ポリマーのような、いずれかの種類のポリマーであることができる。ポリマーは、1種以上のポリブレンドであることもできる。ポリマーは、相互侵入高分子網目構造(IPN);同時相互侵入高分子網目構造(SIN);又は、相互侵入エラストマー網目構造(IEN) であることもできる。ポリマーは、熱可塑性又は熱硬化性であることができる。
この重合において使用されるモノマーは、安定フリーラジカル重合(SFRP)及び原子移動ラジカル重合(ATRP)のような、高度に特定化されたフリーラジカル重合を含む、いずれかの種類のフリーラジカル重合により重合されることが可能である。このようなオレフィン系モノマーの例は、アクリル酸塩、メタクリル酸塩、スチレン、ジエン、またはビニルエステルに加え、マレイン酸無水物又はスルホン酸ビニル、ビニルピリジン又はビニルピロリジノンのようなモノマーを含むが、これらに限定されるものではない。好ましいモノマーは、スチレン、アクリル酸、もしくはメタクリル酸、又はこれらの混合物もしくは組合せである。
一般に、存在するモノマーの量は、水にもとづく又は溶剤にもとづく媒質中での改質された炭素生成物の少なくとも重合及び部分的コーティングに十分な量である。概して、このモノマー量は、総容量を基に約20%〜約8O容量%であり、より好ましくは約25 %〜約60容量%であり、かつ最も好ましくは約30%〜約50容量%である。
水にもとづく媒質の量は、改質された炭素生成物の少なくとも一部が重合されたモノマーにより部分的に被覆されるような、少なくともラジカル重合の発生をもたらすのに十分な量であることができる。
乳化重合時にポリマーで実質的に封入又は被覆するために、改質された炭素生成物は水にもとづく媒質中に適切に分散されなければならない。改質された炭素生成物は、水にもとづく媒質中に実質的に懸濁された改質された炭素生成物を維持するために、攪拌のような機械的手段により分散されるか、及び/又は、界面活性剤を、懸濁液を安定化するために、水にもとづく媒質に添加することができる。加えて、水にもとづく媒質中のより良い分散を提供するために、分散助剤を、水にもとづく媒質へのそれらの導入の前に、改質された炭素生成物に適用することができる。使用された改質された炭素生成物が、イオン基、イオン化可能基又は極性基で置換されている結合した有機基を有するならば、概して、界面活性剤又は分散助剤を使用することはなく、又は非常に少ない、少量の界面活性剤及び/又は分散助剤を使用することができる。これは、置換されたイオン基、イオン化可能基、又は極性基を伴う有機基を有する改質された炭素生成物は、十分に水分散性であり、その結果界面活性剤又は分散助剤の使用が不要なためである。従って、これは、水で媒介された重合のための経済的システムを作成することに加え、望ましいならば改質された炭素生成物の上に均一な被覆を提供する。加えて、水分散性の改質された炭素生成物を使用することで、攪拌が不要になる。
次にポリマー被覆の改質された炭素生成物は、濾過もしくは蒸発のような手段によるか、又は凍結乾燥及び噴霧乾燥のような他の直接乾燥法により、水性ベースの媒質及びあらゆる未反応のモノマー又は副産物から分離することができる。あるいは、一旦十分なコーティング重量となったならば、材料を沈降させ、水性上清をデカントすることができる。残渣の湿固形物は、オーブンバッチ乾燥又は流動床乾燥器において達成されるような連続乾燥のような常法を用いて乾燥することができる。
本発明のポリマー被覆の改質された炭素生成物は、多くの方法で使用することができる。特に、ポリマーで被覆され改質された炭素生成物は、低濃度から高濃度のカーボンブラックのような炭素生成物を含むマスターバッチにおいて使用することができる。ポリマーで被覆され改質された炭素生成物は、通常のカーボンブラックがポリマーでマスターバッチとされるものと同じ方法でマスターバッチに導入することができる。あるいは、ポリマーで被覆され改質された炭素生成物は、それ自身高濃度で、又は既に存在しかつ改質された炭素生成物に被覆されたポリマーの量に関する標準のマスターバッチとして作用することができる。
更に、本発明のポリマー生成物は、溶媒性及び溶媒非含有ポリマーコーティングに加えポリマー発泡を含む。ポリマーコーティングに関して典型的には、水性又は非水性の媒質は、通常のポリマーコーティングにおいて典型的に認められる量で存在するであろう。ポリマー発泡に関して、典型的発泡剤は、通常のポリマー発泡において通常認められる量で存在するであろう。
(実施例)
各実施例において、SはSterling(登録商標)カーボンブラックを示し;RはRegal(登録商標)カーボンブラックを示し;「nf」は結合した有機基であり;第一の数値は炭素生成物上のポリマーコーティングの厚さを、及び第二の数値はカーボンブラック及びカーボンブラック上に被覆されたポリマーの量を、充填剤を伴うポリマーマトリックスの質量%で表している。例えば、R-nf-0-50は、未処理の(有機基が結合していない)Regalカーボンブラックを意味し、0はポリマーコーティングの厚さであり、50は質量%による炭素生成物の量である。
実施例1
スチレン(PS)、アクリロニトリル(PAN)及びアクリル酸グリシジル(PGMA)のホモポリマー、並びにこれら3種のターポリマー(PS/AN/GMA)を、溶媒対モノマーの質量比70:30で、トルエン中で溶液重合により調製した。AZBNを重合開始剤としてモノマーの0.1質量%で使用した。この重合は、窒素環境下60℃で16時間進行した。得られたポリマーは、過剰量の石油エーテル(60/80)への沈殿、及び一定質量になるまでの真空下40℃での乾燥により分離・精製した。使用されるコモノマーの組成を表1に示した。
実施例2
本発明者らは、改質されたカーボンブラックの表面上へのポリマーの現場形成を、乳化重合法を用いて行った。モノマーとしてスチレンを、重合開始剤として4,4’-アゾビス(4-シアノペンタン酸)を選択した。カーボンブラックは、カーボンブラックに結合した-C6H4SO3Na基を有するSterling(登録商標)4620銘柄(Cabot社)を用いた。
実施例1で述べたものよりもTgが低い、スチレン、アクリル酸ブチルおよびメタクリル酸グリシジルのターポリマー(PS/BA/ GMA)を合成するために種々の研究を行った。
スチレン(Aldrich, 98%)は分液漏斗中の10%水酸化ナトリウム溶液で数回、次いで蒸留水で数回、それぞれ洗浄した。この抑制剤無添加モノマーを無水硫酸カルシウム上で乾燥させてから、減圧下、窒素雰囲気中で蒸留した。アクリル酸ブチル(Aldrich, 97%)は分液漏斗中の2%水酸化ナトリウム溶液で数回、次いで蒸留水で数回、それぞれ洗浄した。この抑制剤無添加モノマーを無水硫酸カルシウム上で乾燥させてからフィルターで分離した。アゾビス(イソブチルニトリル)(AZBN)を、30℃で飽和トルエン溶液を形成してから溶液を氷水浴で0℃に冷却することにより精製した。メタクリル酸グリシジル(Aldrich, 97%)は供給された状態のままで使用した。
使用したコモノマー組成を表5に示す。
カーボンブラック(CB)または改質カーボンブラック(MCB)粒子の被覆材には低Tg(−30℃)のターポリマー(PS/BA/GMA)2を選んだ。被覆は前の報告書に記載されているのと同じ手順を用いる溶液蒸発法で行った。調製された状態のままのターポリマー溶液に多様な粒子を分散させてから溶媒を制御蒸発させた。試料の被覆後、40℃で減圧乾燥させ厚さ20 nmの被膜と硬質固体を得た。
多量(〜800 g)のポリマー被覆改質カーボンブラックを前述の溶液蒸発法で調製した。被覆に使用したポリマーはスチレン、アクリル酸ブチルおよびメタクリル酸グリシジルのターポリマー(PS/BA/GMA)2である。この特別に合成したターポリマーによる改質カーボンブラック(MCB)の目標被覆厚は20 nmであった。乳鉢を使用して被覆MCBを粉砕し微粉にした。次いで、この被覆MCBをSANと配合した。
CPIは表8記載のコンパウンドのいくつかについて、引張試験片の射出成形をISO R527 typeIIに従って行った。
2種類のモノマー[スチレンとアクリル酸ブチル]および2種類の開始剤[4,4’-アゾビス(4-シアノペンタン酸)と過硫酸アンモニウム]を使用して改質カーボンブラック(MCB)表面にその場でポリマー形成を行うための乳化重合法の使用についても種々研究した。使用したCBはSterling 4620に-C6H4SO3Na基を結合させたものである。
a) スチレン/4,4’-アゾビス(4-シアノペンタン酸)
b) スチレン/過硫酸アンモニウム
c) アクリル酸ブチル/過硫酸アンモニウム
重合は密封系内で70℃で実施した。20 nmの被覆を実現するために形成されるべきモノマー量の計算は官能化CBと同径の同等非多孔質球体の表面積と体積によった。重合は次の要領で実施した。
乳化重合の転化率を計算するために、反応後に分取したアリコート中の未反応モノマー量をGLCで測定した。アリコートにAnala Rメタノールを加えて水とモノマーの混和性を高めた。GLCはPerkin-Elmer Autosystem Gas Chromatographで行った。定量分析は内部標準としてプロパン-l-オールを使用して行った。
実施例5
次の乳化重合経路について次の点も種々研究した。
a) 下記を使用する乳化重合経路
1) 単一モノマー:アクリル酸ブチル(BA)
2) モノマー混合物:BAとメタクリル酸アリル(ALMA)。相対モノマー比の影響も調べた。
b) CBまたはMCB上の被膜厚の変動。
a) 炉法
この方法では、十分に乾燥させた乳化重合生成物を550℃の炉内に3時間保持して、ポリマーを分解させた。非被覆MCB試料も同じ条件下で処理した。
b) 抽出法
この方法では、十分に乾燥させた重合生成物をクロロホルムで抽出した。クロロホルムの沸点でSoxhle抽出を3時間実施した。未被覆MCB試料も同じ条件下で処理した。
種々のモノマー組成で数回の乳化重合を実施した。すべての乳化重合には水中分散性にすぐれたMCB(Sterling(登録商標)CBに-C6H4SO3Na基と-C6H4CH=CH2基を結合させたもの)を使用した。目標被膜厚はいずれの場合も10 nmであった。実施した乳化重合の代表例3件を表12に示す。
減量・抽出実験で得られた結果を表13に示す。
E6重合は使用開始剤量では完全反応に至らず、被覆厚20 nm以上の乳化重合には追加の開始剤が必要だったことを示唆している。
種々の乳化重合から実施例5のE3のコンパウンドを選んで大規模乳化重合向けにスケールアップすることにした。
-C6H4SO3Na/-C6H4CH=CH2基を結合させたカーボンブラックから乳化重合法で2回分量(〜450 g)のポリマー被覆MCBを調製した。被覆に使用したモノマーはアクリル酸ブチル(BA)とメタクリル酸アリル(ALMA)である。目標被覆厚は10 nmであった。重合手順は前述のとおりとした。反応後、得られた生成物をろ過、乾燥してから粉砕して微粉とした。生成物の特性をガス−液体クロマトグラフィー(GLC)、示差走査熱量分析(DSC)および熱重量測定法(TG)で調べた。GLCからは反応が完全だったことが、DSCからはポリマーのTgが−43℃であることが、またTGからは減量率が約10.5%だったことがそれぞれ判明した。
mm×3 mm)も作製した。
表18に示した一部のコンパウンドについて引張試験片の射出成形をISO R527 typeIIに従って行った。
SANと溶液蒸発被覆MCBを含有するコンパウンド。被覆に使用したポリマーは前述のスチレン、アクリロニトリルおよびメタクリル酸グリシジルのターポリマー(PS/BA/GMA)である。この方法で2種類のMCBを被覆した。
引張試験は様々なコンパウンドの引張特性を求めるためにASTM D638に従ってInstron 1122引張試験機で行った。引張試験では標点距離を64 mm、クロスヘッド速度を10 mm min-1とした。Instron 2630-30伸び計を使用してひずみを10%まで正確に測定した。各材料につき合計6個の試験片を試験し、機械的性質の平均値を計算した。
切欠きビーム厚比(a/w)は0.50±0.05であり、各材料につき少なくとも6個の試験片を分析し平均値を計算した。ASTM D 5045-95から計算した破壊エネルギーの測定値GIcを表21に示す。
どのコンパウンドにも窒素雰囲気下で沸騰させ溶存酸素を除去した純水を使用した。使用したモノマーはアクリル酸ブチル(BA, Aldrich, 97%)とメタクリル酸アリル(ALMA, Aldrich, 98%)の2種類である。アクリル酸ブチルは前述のように2%水酸化ナトリウムで数回洗浄してから使用した。メタクリル酸アリルは供給された状態のままで使用した。カーボンブラックSterling(-C6H4SO3Na/-C6H4CH=CH2)はメタノールで洗浄し、恒量に乾燥させた。開始剤の過硫酸アンモニウム(Aldrich, 99.0%)は供給された状態のままで使用した。
このスケールアップ生成物はIR吸収スペクトル測定で特性も調べた。赤外線スペクトルはKBrディスクとPerkin-Elmer 2000 FT-IRスペクトロメーターを使用して得た。ポリマー被覆(BA/ ALMA)の赤外線吸収スペクトルの主な特徴は、C=O伸縮に由来する1735 cm-1での強いピークとC−O伸縮振動に由来する1160 cm-1での強いバンドである。
表6に示した一部のコンパウンドについて引張試験片の射出成形をISO R527 typeIIに従って行った。コンパウンドE-100A-30-10およびE-100A-30-30もISO R527
typeIの推奨寸法を使用して射出成形した。
切欠きビーム厚比(a/w)は0.50±0.05であり、各材料につき少なくとも6個の試験片を分析し平均値を計算した。ASTM D 5045-95から計算した破壊エネルギーの測定値GIcを表28に示す。
実施例8
さらに3種のコンパウンドを調製した。使用するカーボンブラックは、やはりSterlingであるが単一処理(-C6H4SO3Na基だけを付加)したものに限った。このコンパウンドセットの変数はポリマー被覆組成、すなわち種々の比のアクリル酸ブチル(BA):メタクリル酸アリル(ALMA)であった。メタクリル酸メチル(MMA)やスチレン(S)などのような新モノマーも導入した。これらの変数は、
・異なる種類のCB(二重処理対単一処理)
・異なる架橋剤レベル(ALMA 2 mol%対1 mol%)
・異なるポリマー被覆組成(BA:ALMA対BA:ALMA:MMA:S)
で調製したスケールアップコンパウンドを比較することにより、被覆CB添加SANの分散性や機械的性質への影響を調べることを可能にする。
まず、適当な反応物組成と反応時間を求めるために小規模反応を実施した。速度論的研究も行った。この予備反応手順は実施例7で述べたとおりである。アクリル酸ブチル(BA)は前述の要領で洗浄した。メタクリル酸メチル(MMA, Aldrich,
98.0%)は2%水酸化ナトリウムで数回洗浄してから使用し、またスチレン(S, Aldrich, 98.0%)は前の報告書で述べた要領で蒸留してから使用した。メタクリル酸アリルは供給されたままの状態で使用した。カーボンブラック(スルホン化Sterling 4620)はメタノールで洗浄し、恒量に乾燥させ、過硫酸アンモニウム(Aldtrich, 99.0%)は供給された状態のままで使用した。
これらの実験から、E4、E5およびE6の組成をスケールアップ被覆法に採用することにした。
DSC結果からE-16A-30とE-16A-30(99BA)のTgは−43℃と判明した(これは反応E-100A-30の−44℃とほぼ同じであった)。スケールアップE-16A-30(94BA)のTgは−30℃であった。Tgがこのように高くなったのは、ポリマーのBA含量が低い(94
mol%)ためであり、またBAよりもガラス状の特徴が強くゴム状の特徴が弱いMMAとSが存在するためである。
Claims (102)
- 改質炭素生成物を少なくとも1種類のポリマーで少なくとも部分的に被覆してなるポリマー被覆改質炭素生成物。
- 改質炭素生成物が炭素生成物に少なくとも1個の有機基を結合させてなる請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 少なくとも1種類のポリマーが単層中に存在する請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 少なくとも1種類のポリマーが多層中に存在し、その少なくとも1種類のポリマーが各層で同じであるかまたは異なる請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 有機基がイオン基、イオン化可能基または極性基で置換されている請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- イオン基、イオン化可能基または極性基がスルホン酸基またはその塩、スルフィン酸基またはその塩、カルボン酸基またはその塩、ホスホン酸基またはその塩、もしくは第四級アンモニウム基である請求項5記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 有機基が置換型または非置換型スルホフェニル基またはその塩である、もしくは有機基が置換型または非置換型(ポリスルホ)フェニル基またはその塩である請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 有機基が置換型または非置換型スルホナフチル基またはその塩である、もしくは有機基が置換型または非置換型(ポリスルホ)ナフチル基またはその塩である請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 有機基が置換型または非置換型p-スルホフェニルまたはその塩である請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 有機基がp-C6H4SO3Naである請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 炭素生成物がカーボンブラック、グラファイト、ガラス質炭素、活性炭素、活性チャコール、炭素繊維、またはそれらの混合物である請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 炭素生成物がカーボンブラックである請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 有機基が少なくとも1個の芳香族基を含み、前記芳香族基が炭素生成物に直接結合している請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 有機基がC1-C12アルキル基を含み、前記アルキル基が炭素生成物に直接結合している請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- ポリマーがポリエチレン、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、含硫黄ポリマー、ポリオレフィン、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、ハロゲンを含むポリオレフィン、フルオロポリマー、アイオノマーポリマー、含ケトン基ポリマー、液晶ポリマー、ポリアミド-イミド、オレフィン二重結合を含むポリマー、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、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、ウレア樹脂、メラミン樹脂、またはフェノール-ホルムアルデヒド樹脂である請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 少なくとも1種類のポリマーが改質炭素生成物を実質的に被覆する請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 少なくとも1種類のポリマーが改質炭素生成物を部分的に被覆する請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 少なくとも1種類のポリマーが厚さ約1 nmないし約100 nmである請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 改質炭素生成物が炭素相と含ケイ素種相とを含む集合体である請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 改質炭素生成物が炭素相と含金属種相とを含む集合体である請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 改質炭素生成物が少なくとも1種類の部分的シリカ被覆カーボンブラックを含む請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 炭素生成物がカーボンブラック、グラファイト、ガラス質炭素、活性炭素、活性チャコール、炭素繊維、またはそれらの混合物である請求項3記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 炭素生成物がカーボンブラックである請求項5記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 改質炭素生成物に結合させた有機基をさらに含む請求項19記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 改質炭素生成物に結合させた有機基をさらに含む請求項20記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 改質炭素生成物に結合させた有機基をさらに含む請求項21記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 水にもとづく媒質中で開始剤、少なくとも1種類のモノマー、および改質炭素生成物を混合することとポリマー被覆改質炭素生成物を形成するための重合を行うこととを含むポリマー被覆改質炭素生成物を製造する方法において、前記モノマーがフリーラジカル重合により重合される能力を有するポリマー被覆炭素生成物を製造する方法。
- 改質炭素生成物が炭素生成物に結合された少なくとも1個の有機基を含む請求項27記載の方法。
- 少なくとも1個の有機基がイオン基、イオン化可能基または極性基で置換されていて、かつ改質炭素生成物が水にもとづく媒質中で分散性を有する請求項28記載の方法。
- 開始剤が過酸化物、アゾ化合物、または銀アルキル試薬である請求項27記載の方法。
- 重合が乳化重合である請求項27記載の方法。
- 重合が懸濁重合である請求項27記載の方法。
- 重合が縮合またはラジカル重合である請求項27記載の方法。
- 重合が連鎖生長重合である請求項27記載の方法。
- 重合が段階生長重合である請求項27記載の方法。
- 水性媒質が水である請求項27記載の方法。
- 水にもとづく媒質に界面活性剤を導入することをさらに含む請求項27記載の方法。
- 重合時に改質炭素生成物を十分に分散させるために水にもとづく媒質をかく拌することをさらに含む請求項27記載の方法。
- イオン基、イオン化可能基または極性基がスルホン酸基またはその塩、スルフィン酸基またはその塩、カルボン酸基またはその塩、ホスホン酸基またはその塩、もしくは第四級アンモニウム基である請求項29記載の方法。
- 有機基が置換型または非置換型スルホフェニル基またはその塩である、もしくは有機基が置換型または非置換型(ポリスルホ)フェニル基またはその塩である請求項28記載の方法。
- 有機基が置換型または非置換型スルホナフチル基またはその塩である、もしくは有機基が置換型または非置換型(ポリスルホ)ナフチル基またはその塩である請求項28記載の方法。
- 有機基が置換型または非置換型p-スルホフェニルまたはその塩である請求項28記載の方法。
- 有機基がp-C6H4SO3Naである請求項28記載の方法。
- 炭素生成物がカーボンブラック、グラファイト、ガラス質炭素、微粉炭素、活性炭素、活性チャコール、炭素繊維、またはそれらの混合物である請求項28記載の方法。
- 炭素生成物がカーボンブラックである請求項28記載の方法。
- モノマーがスチレン、メタクリル酸メチル、アクリロニトリル、アクリル酸ブチルである請求項27記載の方法。
- 少なくとも1種類の改質炭素生成物、少なくとも1種類の溶媒、および前記溶媒中で溶解することができる少なくとも1種類のポリマーを混合して、前記少なくとも1種類のポリマーをして前記少なくとも1種類の改質炭素生成物を少なくとも部分的に被覆させるようにすることと前記溶媒を分離除去することとを含むポリマー被覆改質炭素生成物を製造する方法。
- 少なくとも1種類の改質炭素生成物が炭素生成物に少なくとも1個の有機基を結合させてなる請求項47記載の方法。
- 少なくとも1種類の有機基がイオン基、イオン化可能基または極性基である請求項48記載の方法。
- イオン基、イオン化可能基または極性基がスルホン酸基またはその塩、スルフィン酸基またはその塩、カルボン酸基またはその塩、ホスホン酸基またはその塩、もしくは第四級アンモニウム基である請求項49記載の方法。
- 有機基が置換型または非置換型スルホフェニル基またはその塩である、もしくは有機基が置換型または非置換型(ポリスルホ)フェニル基またはその塩である請求項48記載の方法。
- 有機基が置換型または非置換型スルホナフチル基またはその塩である、もしくは有機基が置換型または非置換型(ポリスルホ)ナフチル基またはその塩である請求項48記載の方法。
- 有機基が置換型または非置換型p-スルホフェニルまたはその塩である請求項48記載の方法。
- 有機基がp-C6H4SO3Naである請求項48記載の方法。
- 炭素生成物がカーボンブラック、グラファイト、ガラス質炭素、活性炭素、活性チャコール、炭素繊維、またはそれらの混合物である請求項48記載の方法。
- 炭素生成物がカーボンブラックである請求項48記載の方法。
- 少なくとも1種類のポリマーがポリエチレン、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、含硫黄ポリマー、ポリオレフィン、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、ハロゲンを含むポリオレフィン、フルオロポリマー、アイオノマーポリマー、含ケトン基ポリマー、液晶ポリマー、ポリアミド-イミド、オレフィン二重結合を含むポリマー、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、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、ウレア樹脂、メラミン樹脂、またはフェノール-ホルムアルデヒド樹脂を含む請求項47記載の方法。
- 少なくとも1種類の溶媒が有機溶媒である請求項47記載の方法。
- 未反応モノマーが溶媒である請求項47記載の方法。
- 溶媒が低連鎖移動定数をもつ請求項47記載の方法。
- 少なくとも1種類のポリマーを含む溶媒が、少なくとも1種類の開始剤の存在下で少なくとも1種類のモノマーを少なくとも1種類の溶媒へと添加することにより溶解状態で調製される請求項47記載の方法。
- 少なくとも1種類の開始剤が過酸化物、アゾ化合物、また銀アルキル試薬である請求項61記載の方法。
- 少なくとも1種類のモノマーがオレフィンを含む請求項61記載の方法。
- 溶媒の分離がろ過によって実現される請求項47記載の方法。
- 分離が減圧、加熱、噴霧乾燥または凍結乾燥を含む蒸発法によって実現される請求項47記載の方法。
- ポリマー被覆改質炭素生成物を水にもとづく媒質から分離することをさらに含む請求項27記載の方法。
- 分離が沈殿、ろ過、蒸発またはそれらの組合せによって実現される請求項66記載の方法。
- 少なくとも1種類の改質炭素生成物が炭素生成物に少なくとも1種類の第2有機基をさらに結合させてなる請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 少なくとも1種類の第2有機基が少なくとも1個のアルケニル基置換芳香族基を含む請求項68記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 少なくとも1種類のポリマーで少なくとも部分的に被覆した少なくとも1種類の改質炭素生成物を含むポリマー被覆改質炭素生成物において、前記改質炭素生成物が少なくとも1個の有機基を結合させた少なくとも1種類の改質炭素生成物;炭素相と含ケイ素種相とを含む少なくとも1種類の集合体;炭素相と含金属種相とを含む少なくとも1種類の集合体;または少なくとも1種類の部分的シリカ被覆カーボンブラックを含むポリマー被覆改質炭素生成物。
- 改質炭素生成物が少なくとも1種類の炭素生成物に少なくとも1個の有機基を結合させてなる請求項70記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 少なくとも1個の有機基が少なくとも1個の芳香族基または少なくとも1個のC1-C12アルキル基を炭素生成物に直接結合させてなる請求項71記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 改質炭素生成物が炭素相と含ケイ素種相とを含む集合体であって、随意に有機基をそれに結合させている請求項70記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 改質炭素生成物が炭素相と含金属種相とを含む集合体であって、随意に有機基をそれに結合させている請求項70記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 水にもとづく媒質中で少なくとも1種類の開始剤、少なくとも1種類のモノマー、少なくとも1種類の改質炭素生成物および少なくとも1種類の界面活性剤を混合することとポリマー被覆改質炭素生成物を形成するために乳化重合を行うこととを含むポリマー被覆改質炭素生成物を製造する方法において、前記モノマーがフリーラジカル重合により重合される能力を有し、また前記少なくとも1種類の改質炭素生成物が少なくとも1個の有機基を結合させた少なくとも1種類の改質炭素生成物、炭素相と含ケイ素種相とを含む少なくとも1種類の集合体、炭素相と含金属種相とを含む少なくとも1種類の集合体、または少なくとも1種類の部分的シリカ被覆カーボンブラックまたはそれらの組合せを含むポリマー被覆改質炭素生成物を製造する方法。
- 複数のポリマー被覆改質炭素生成物において、各生成物が少なくとも1種類のポリマーで実質的に被覆されている複数のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 複数のポリマー被覆改質炭素生成物において、各生成物が実質的に一様なポリマー被膜厚を有する複数のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 少なくとも1種類の改質炭素生成物、少なくとも1種類のモノマー、および少なくとも1種類の有機溶媒を混合して前記少なくとも1種類のモノマーを前記少なくとも1種類の溶媒中に分散させることと前記少なくとも1種類の溶媒を分離除去して前記少なくとも1種類のポリマー被覆改質炭素生成物を回収することとを含む少なくとも1種類のポリマー被覆改質炭素生成物を製造する方法。
- ポリマーマトリックス中に請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物を分散させてなるポリマー生成物。
- 請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物、ポリマーおよびワックスを含んでなるポリマーマスターバッチ。
- 請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物を含んでなるポリマーマスターバッチ。
- ポリマーが少なくとも1種類のウレタン、少なくとも1種類のポリエステル、少なくとも1種類のポリカーボネート、少なくとも1種類のポリイミド、少なくとも1種類のポリアミド、少なくとも1種類のポリウレア、またはそれらの組合せを含んでなる請求項78記載の方法。
- ポリマー生成物の衝撃強さを高めるための、ポリマー生成物形成時に十分な量の請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物を導入することを含む方法。
- ポリマー生成物の引張強さを高めるための、ポリマー生成物形成時に十分な量の請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物を導入することを含む方法。
- ポリマー被覆改質炭素生成物を製造するための、改質炭素生成物をポリマーラテックスを含む分散系に分散させ、もって分散系内で前記ポリマー被覆改質炭素生成物を形成させるようにすることを含む方法。
- ポリマー被覆改質炭素生成物が分散系から回収される請求項85記載の方法。
- ポリマー被覆改質炭素生成物が蒸発、凍結乾燥、噴霧乾燥、凝集、遠心、ろ過、またはそれらの組合せによって回収される請求項86記載の方法。
- 少なくとも1種類のモノマーと少なくとも1種類の改質炭素生成物をその場での重合法またはプレフォームポリマーの溶液または分散系からの沈着法で結合させることにより請求項1記載のポリマー被覆改質炭素生成物を製造する方法。
- ポリマーマトリックス中に請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物を分散させてなるポリマー生成物。
- ポリマーマトリックス中に請求項3記載のポリマー被覆改質炭素生成物を分散させてなるポリマー生成物。
- ポリマーマトリックス中に請求項4記載のポリマー被覆改質炭素生成物を分散させてなるポリマー生成物。
- ポリマーマトリックス中に請求項5記載のポリマー被覆改質炭素生成物を分散させてなるポリマー生成物。
- ポリマーマトリックス中に請求項11記載のポリマー被覆改質炭素生成物を分散させてなるポリマー生成物。
- ポリマーマトリックス中に請求項15記載のポリマー被覆改質炭素生成物を分散させてなるポリマー生成物。
- 炭素生成物にさらに1個以上の有機基を結合させてなる請求項2記載のポリマー被覆改質炭素生成物。
- 請求項79記載のポリマー生成物を含む物品。
- 請求項89記載のポリマー生成物を含む物品。
- 請求項90記載のポリマー生成物を含む物品。
- 請求項91記載のポリマー生成物を含む物品。
- 請求項92記載のポリマー生成物を含む物品。
- 請求項93記載のポリマー生成物を含む物品。
- 請求項94記載のポリマー生成物を含む物品。
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