JP2013091802A - ミクロゲル含有熱硬化性プラスチック組成物 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
本発明の組成物中に使用されるミクロゲル(B)は、好ましくは架橋されたホモポリマーまたはランダムコポリマーをベースとするミクロゲルである。従って、本発明に従って好ましく使用されるミクロゲルは架橋ホモポリマーまたは架橋ランダムコポリマーである。用語「ホモポリマー」及び「ランダムコポリマー」は当業者に公知であり、例えばVollmert,「ポリマー化学(Polymer Chemistry)」,Springer(1973年)発行に記載されている。
[(d1−d2)/d2]×100
(ここで、d1及びd2は一次粒子の任意部分の2つの任意直径であり、d1は>d2である)
として定義される。
[(d1−d2)/d2]×100
(ここで、d1及びd2は一次粒子の任意部分の2つの任意直径であり、d1は>d2である)
として定義される。
膨潤指数を測定するために、ミクロゲル250mgを振とうしながらトルエン25ml中に24時間浸漬する。ゲルを遠心分離し、湿潤時に秤量し、その後重量が一定になるまで70℃で乾燥した後再び秤量する。
BR:ポリブタジエン、
ABR:ブタジエン/アクリル酸/C1−4アルキルエステルコポリマー、
IR:ポリイソプレン、
SBR:1〜90重量%、好ましくは5〜50重量%のスチレン含量を有するランダムスチレン/ブタジエンコポリマー、
X−SBR:カルボキシル化スチレン/ブタジエンコポリマー、
FKM:フッ素ゴム、
ACM:アクリレートゴム、
NBR:5〜100重量%、好ましくは10〜50重量%のアクリロニトリル含量を有するポリブタジエン/アクリロニトリルコポリマー、
X−NBR:カルボキシル化ニトリルゴム、
CR:ポリクロロプレン、
IIR:0.5〜10重量%のイソプレン含量を有するイソブチレン/イソプレンコポリマー、
BIIR:0.1〜10重量%の臭素含量を有する臭素化イソブチレン/イソプレンコポリマー、
CIIR:0.1〜10重量%の塩素含量を有する塩素化イソブチレン/イソプレンコポリマー、
HNBR:部分及び完全水素化ニトリルゴム、
EPDM:エチレン/プロピレン/ジエンコポリマー、
EAM:エチレン/アクリレートコポリマー、
EVM:エチレン/酢酸ビニルコポリマー、
CO及びECO:エピクロロヒドリンゴム、
Q:シリコーンゴム、
AU:ポリエステルウレタンポリマー、
EU:ポリエーテルウレタンポリマー、
ENR:エポキシ化天然ゴムまたはその混合物。
1.乳化重合;
2.天然ゴムラテックスのような天然ラテックスも勿論使用し得る;
により作成される。
本発明の熱硬化性プラスチック組成物は特に、使用温度範囲(約−150〜+200℃)で10MPa以上の剪断弾性率を示すものである。この剪断弾性率はDIN ISO 3721−1:1996に従って測定する。
ジアリルフタレート樹脂(PDAP)、
エポキシド樹脂(EP)、
ウレア−ホルムアルデヒド樹脂(UF)、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂(MF)やメラミン−フェノール−ホルムアルデヒド樹脂(MPF)のようなアミノプラスチック樹脂、
メラミン−フェノール−ホルムアルデヒド樹脂(MP)、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂(PF)、クレゾール−ホルムアルデヒド樹脂(CF)、レゾルシノール−ホルムアルデヒド樹脂(RF)やキシレノール−ホルムアルデヒド樹脂(XF)のようなフェノール樹脂、
フルフリルアルコール−ホルムアルデヒド樹脂(FF)、
不飽和ポリエステル樹脂(UP)、
ポリウレタン樹脂(PU)、
反応射出成形ポリウレタン樹脂(RIM−PU)、
フラン樹脂、
ビニルエステル樹脂(VE,VU)、
ポリエステル−メラミン樹脂、及び
ジアリルフタレート(PDAP)またはジアリルイソフタレート(PDAIP)樹脂の混合物
からなる群から選択される。
a)熱硬化性プラスチック材料(A)を形成し得、場合によりプラスチック材料添加剤(有利には分散前に添加する)を含有する1つ以上の出発物質またはその溶液中にミクロゲル(B)を分散させるステップ、
b)場合により、更なる成分を添加するステップ、
c)得られた分散液を硬化するステップ
を含む方法により製造される。
ポリオール及びその混合物、
脂肪族ポリオール及びその混合物、
脂肪族ポリエーテルポリオール及びその混合物、
脂肪族ポリエステルポリオール及びその混合物、
芳香族ポリエステルポリオール及びその混合物、
ポリエーテルポリエステルポリオール及びその混合物、
不飽和ポリエステル及びその混合物、
芳香族アルコールまたはその混合物、
スチレン、
ポリイソシアネート、
イソシアネート樹脂、
エポキシド樹脂、
フェノール樹脂、
フラン樹脂、
カプロラクタム、
ジシクロペンタジエン、
脂肪族ポリアミン、
ポリアミドアミン、
芳香族ポリアミン、
(メタ)アクリレート、
ポリアリル化合物、
ビニルエステル、
状態Aの熱硬化性縮合ポリマー、及び
上記出発物質の誘導体または溶液
からなる群から選択される。
ミクロゲル作成の例:
以下の実施例で使用したミクロゲルOBR 980、OBR 1009、OBR 1135、OBR 1155、OBR 1209、OBR 1212、OBR 1225、OBR 1236、OBR 1283、OBR 1320D、Micromorph 4P(OBR 1209)の作成を以下に説明する。
Qspez=比表面積(m2/g)、
d50(dz)はDIN 53206に従って質量分布の中央または中心値として定義され、その値の上及び下に全粒子サイズの半分がそれぞれ位置している。ラテックスの粒子直径は超遠心分離により測定する(W.Scholtan,H.Lange,”Bestimmung der Teilchengrossenverteilung von Latices mit der Ultrazentrifuge”,Kolloid−Zeitshrift und Zeitschrift fur Polymer,250:752(1972);H.G.Mulle,「分散液の粒子サイズ分布の分析遠心による自動測定(Automated determination of particle-size distributions of dispersions by analytical ultracentrifugation)」,Colloid Polym.Sol.,267:1113(1989);H.G.Muller,「分析超遠心分離における干渉オプティックによる非常に広い粒子サイズ分布の測定(Determination of very broad particle size distributions via interference optics in the analytical ultracentrifuge)」,Progr.Colloid Polym.Sci.,127:9(2004))。
Tg及びガラス転移温度範囲を測定するためにPerkin−Elmer DSC−2デバイスを使用した。
膨潤指数は次のように測定した。膨潤指数は23℃でトルエン中に24時間浸漬させた溶媒含有ミクロゲルの重量及び乾燥ミクロゲルの重量から算出した。
OH価(ヒドロキシ価)はDIN 53240に従って測定し、物質1gを無水酢酸でアセチル化したときに遊離する酢酸の量に等しいKOHの量(mg)に相当する。
酸価はDIN 53402に従って測定し、物質1gを中和するのに必要なKOHの量に相当する。
ゲル含量は23℃でトルエンに不溶性のフラクションに相当する。次のようにして測定する。
ガラス転移温度は上記したように測定した。
ガラス転移温度範囲は上記したように測定した。
OBR 1236及びBayflex TP PU 33IF20をベースとするミクロゲルの作成
Bayflex TP PU 33IF20中のヒドロキシゲル改質SBRゲル(OBR 1236)
下記実施例は、主に約40nmの平均粒子直径を有する一次粒子を含む組成物がホモジナイザー中でSBRをベースとするヒドロキシ基改質ミクロゲルを用いて900〜1,000バールを負荷することにより製造され得ることを立証する。
1.Bayflex TP PU 33IF20 85,000、
2.OBR 1236 15,000、
合計 100,000。
1. 微分及び積分質量分布の超遠心分離方法による測定
上記で得た組成物を各種方法により特徴づけた。こうして、本発明方法の可能性が例として立証される。
このサンプルについて平均流体的直径をALV相関器により光散乱させることにより調べた。
OBR 1236(4:15%)1) 89.0nm
OBR 1236(4:15%)2) 85.7nm
1) 前濾過なしの希釈サンプル、
2) 1.0μm注入前面フィルターを用いて前濾過した希釈サンプル。
表2中の組成物は製造例に記載した組成物に相当する。ミクロゲルの量の違いを示した。
本実施例は、例示したペーストのレオロジー特性、ミクロゲル含有ペーストを硬化剤成分と機械的に反応させて熱硬化性材料を形成する方法及び得られた熱硬化性材料について測定した機械的特性を示す。
表5は、ミクロゲル含有ペースト(OBR 1209、OBR 1212、OBR 1225)の異なる剪断率及び20℃での粘度を示す。
RC−DUR 302(イソシアネート(イソ))を2−K定圧装置を用いてミクロゲル含有ポリオールペーストに添加し、混合物をブレンドし、金型に注いだ。
引張試験用標本を打ち抜き、ショアー硬度測定用標本をb)のように注型した成形品から切り出す。標本はなめらかな縁を有し、切欠きもエアポットもあってはならない。
表7は、ショアーD硬度測定の結果を示す。
表8は、標本について測定した引張試験の結果を示す。これらの標本はb)及びc)に記載したように作成した。
DIN 53453に従う試験片を標本として使用した。
本実施例は、ミクロゲル非含有及びミクロゲル含有エポキシド樹脂ペーストを硬化剤成分と反応させて熱硬化性材料を形成する方法及び得られた熱硬化性材料についての機械的特性の測定を記載する。
表12は、ミクロゲル含有ペースト(OBR 1009、OBR 1155、RFL 403A)の異なる剪断率及び20℃での粘度を示す。
Claims (34)
- 少なくとも1つの熱硬化性プラスチック材料(A)及び少なくとも1つの5から500nmの平均一次粒子直径を有する架橋ミクロゲル(B)を含有する熱硬化性プラスチック組成物。
- 少なくとも1つの熱硬化性プラスチック材料(A)及び少なくとも1つの高エネルギー放射線により架橋されていないホモポリマーまたはランダムコポリマーをベースとするミクロゲル(B)を含有する熱硬化性プラスチック組成物。
- ミクロゲル(B)の一次粒子がほぼ球形の形状寸法を有する請求項1または2に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- [(d1−d2)/d2]×100
(ここで、d1及びd2は一次粒子の任意部分の2つの任意直径であり、d1は>d2である。)
として定義されるミクロゲル(B)の各一次粒子の直径の偏差が250%未満である請求項1から3のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。 - ミクロゲル(B)が23℃でのトルエン不溶分を少なくとも約70重量%含む請求項1から4のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- ミクロゲル(B)が23℃でトルエン中で80未満の膨潤指数を有する請求項1から5のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- ミクロゲル(B)が−100℃から+120℃のガラス転移温度を示す請求項1から6のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- ミクロゲル(B)が約5℃以上のガラス転移温度範囲を有する請求項1から7のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- ミクロゲル(B)が乳化重合により得られ得る請求項1から8のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- −150℃から+200℃の温度範囲で10MPa以上の剪断弾性率を示す請求項1から9のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- 熱硬化性プラスチック材料(A)/ミクロゲル(B)の重量比が0.5:99.5から99.5:0.5である請求項1から10のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- 熱硬化性プラスチック材料(A)/ミクロゲル(B)の重量比が10:90から90:10、特に20:80から80:20である請求項1から11のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- ミクロゲル(B)が官能基を含む請求項1から13のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- 官能基がヒドロキシ、エポキシ、アミン、酸無水物、イソシアネートまたは不飽和基である請求項13に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- 熱硬化性プラスチック材料(A)が熱硬化性縮合ポリマー、熱硬化性付加ポリマー及び熱硬化性重合樹脂からなる群から選択される請求項1から14のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- 熱硬化性縮合ポリマーがフェノール樹脂、アミノ樹脂、フラン樹脂及びポリイミドからなる群から選択され、熱硬化性付加ポリマーがエポキシド樹脂及びポリウレタンからなる群から選択され、熱硬化性重合樹脂がアリル化合物、不飽和ポリエステル、ビニルまたはアクリルエステルからなる群から選択される請求項15に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- 熱硬化性プラスチック材料(A)が
ジアリルフタレート樹脂(PDAP)、
エポキシド樹脂(EP)、
ウレア−ホルムアルデヒド樹脂(UF)やメラミン−ホルムアルデヒド樹脂(MF)のようなアミノプラスチック樹脂、
メラミン−フェノール−ホルムアルデヒド樹脂(MP)、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂(PF)、クレゾール−ホルムアルデヒド樹脂(CF)、レゾルシノール−ホルムアルデヒド樹脂(RF)やキシレノール−ホルムアルデヒド樹脂(XF)のようなフェノール樹脂、
フルフリルアルコール−ホルムアルデヒド樹脂(FF)、
不飽和ポリエステル樹脂(UP)、
ポリウレタン樹脂(PU)、
反応射出成形ポリウレタン樹脂(RIM−PU)、
フラン樹脂、
ビニルエステル樹脂(VE,VU)、
ポリエステルメラミン樹脂、及び
ジアリルフタレート(PDAP)またはジアリルイソフタレート(PDAIP)樹脂の混合物
からなる群から選択される請求項1から16のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。 - 熱硬化性プラスチック材料(A)がエポキシド樹脂、アミノプラスチック樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及び反応射出成形ポリウレタン樹脂からなる群から選択される請求項1から17のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- 1つ以上のポリマー添加剤を含有する請求項1から18のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- 添加剤が充填剤、強化材、顔料、UV吸収剤、難燃剤、脱泡剤、脱気剤、湿潤剤、分散剤、繊維、織物、触媒、増粘剤、沈降防止剤、防縮剤、チキソトロープ剤、離型剤、流量調整剤、つや消し剤、腐食防止剤、スリップ剤及び殺生剤からなる群から選択される請求項19に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- 熱硬化性プラスチック組成物の製造のための5から500nmの平均一次粒子直径を有する架橋ミクロゲル(B)の使用。
- a)熱硬化性プラスチック材料(A)を形成し得、場合によりポリマー添加剤(有利には分散前に添加する)を含有する1つ以上の出発物質またはその溶液中に5から500nmの平均一次粒子直径を有するミクロゲル(B)を分散させるステップ、
b)場合により、更なる成分を添加するステップ、
c)得られた分散液を硬化または架橋するステップ
を含む請求項1から20のいずれか1項に記載の熱硬化性プラスチック組成物の製造方法。 - ステップc)を成形と同時に実施する請求項22に記載の方法。
- 熱硬化性プラスチック材料(A)を形成し得る出発物質がモノマー、オリゴマー(プレポリマー)、またはその硬化剤または架橋剤から選択される請求項22または23に記載の方法。
- 熱硬化性プラスチック材料(A)を形成し得る出発物質が
ポリオール及びその混合物、
脂肪族ポリエーテルポリオール及びその混合物、
脂肪族ポリエステルポリオール及びその混合物、
芳香族ポリエステルポリオール及びその混合物、
ポリエーテルポリエステルポリオール及びその混合物、
不飽和ポリエステル及びその混合物、
芳香族アルコールまたはその混合物、
スチレン、
ポリイソシアネート、
イソシアネート樹脂、
エポキシド樹脂、
フェノール樹脂、
フラン樹脂、
カプロラクタム、
ジシクロペンタジエン、
脂肪族ポリアミン、
ポリアミドアミン、
芳香族ポリアミン、
(メタ)アクリレート、
ポリアリル化合物、
ビニルエステル、
状態Aの熱硬化性縮合ポリマー、及び
上記出発物質の誘導体または溶液
からなる群から選択される請求項22から24のいずれか1項に記載の方法。 - ミクロゲル(B)及び熱硬化性プラスチック材料を形成し得る出発物質を一緒にホモジナイザー、ボールミル、ビードミル、ロールミル、三本ローラー、一軸もしくは多軸スクリュー押出機、ニーダー及び/または高速攪拌機において処理する請求項22から25のいずれか1項に記載の方法。
- ミクロゲル(B)及び熱硬化性プラスチック材料を形成し得る出発物質を一緒にホモジナイザーにおいて処理する請求項22から26のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項22から27のいずれか1項に記載の方法により得ることができる熱硬化性プラスチック組成物。
- 少なくとも1つの熱硬化性プラスチック材料を形成し得る出発物質及び少なくとも1つの5から500nmの平均一次粒子直径(分散液を超遠心分離することによりDIN 53206に従って測定)を有する架橋ミクロゲル(B)を含む分散液を硬化または架橋することにより得ることができる熱硬化性プラスチック組成物。
- 分散液をホモジナイザー、ボールミル、ビードミル、ロールミル、三本ローラー、一軸または多軸スクリュー押出機、ニーダー及び/または高速攪拌機、好ましくはホモジナイザーにおいて処理することにより得る請求項29に記載の熱硬化性プラスチック組成物。
- 請求項1から20、29及び30のいずれか1項の熱硬化性プラスチック組成物または請求項22から27のいずれか1項に記載の方法により得ることができる熱硬化性プラスチック組成物の成形品、コーティングまたは結合材としての使用。
- 請求項1から20、29及び30のいずれか1項の熱硬化性プラスチック組成物または請求項22から27のいずれか1項に記載の方法により得ることができる熱硬化性プラスチック組成物の電子部品または建築部材における使用。
- 通常≧3/分子の平均官能価を有する反応物質を含有する熱硬化性プラスチック材料(A)を形成し得る1つ以上の出発物質またはその溶液における5から500nmの平均一次粒子直径を有するミクロゲルのレオロジー添加剤として、特に増粘剤及び/またはチキソトロープ剤としての使用。
- 1つ以上の5から500nmの平均一次粒子直径を有する架橋ミクロゲル(B)及び1つ以上の熱硬化性プラスチック材料(A)を形成し得る出発物質を含有し、出発物質の少なくとも20重量%が≧3の平均官能価を有する架橋性成分からなる組成物。
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