JP2013256621A - Boron nitride-coated polymeric resin and method for production thereof - Google Patents

Boron nitride-coated polymeric resin and method for production thereof Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To coat the whole surface of a polymeric resin having a curved surface with boron nitride.SOLUTION: The whole surface of a polymeric resin having a curved surface can be coated by heating the mixture including an ionic liquid, ammonia borane and the above polymeric resin under certain conditions.

Description

本発明は、窒化ホウ素が表面全体に被覆されている高分子樹脂、及びその製造方法に関する。前記製造方法はイオン液体を使用することを特徴とする。   The present invention relates to a polymer resin in which boron nitride is entirely coated, and a method for producing the same. The manufacturing method uses an ionic liquid.

窒化ホウ素は化学的に安定な物質であり、熱伝導性や電気絶縁性に優れているため、放熱材料等として幅広い分野で利用されている。窒化ホウ素は様々な方法により製造することができる。例えば、原料としてトリメチルボレートを用いた有機金属気相成長法(MOCVD)により、窒化ホウ素膜を製造することができる(非特許文献1)。また、ホウ酸・エタノールアミン縮合物を塗布した被コーティング用基材を熱処理することにより、窒化ホウ素膜を製造することもできる(特許文献1)。   Boron nitride is a chemically stable substance and excellent in thermal conductivity and electrical insulation, and thus is used in a wide range of fields as a heat dissipation material. Boron nitride can be produced by various methods. For example, a boron nitride film can be manufactured by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) using trimethyl borate as a raw material (Non-patent Document 1). Moreover, a boron nitride film can also be manufactured by heat-processing the to-be-coated base material which apply | coated the boric acid ethanolethanol condensate (patent document 1).

窒化ホウ素は化粧品材料として利用することもできる。例えば、母粒子表面を窒化ホウ素粉末で直接被覆した複合粒子を化粧品に配合することにより、肌触り、付着感、伸び等に優れた化粧品を製造することができる(特許文献2)。   Boron nitride can also be used as a cosmetic material. For example, by blending composite particles in which the surface of the mother particle is directly coated with boron nitride powder into cosmetics, cosmetics excellent in touch, adhesion, elongation, etc. can be produced (Patent Document 2).

イオン液体は、一般に、常温において液体で存在する塩であり、不揮発性や高耐熱性に優れているため、反応溶媒としての用途に留まらず、リチウムイオン電池や潤滑油等の様々な用途への応用が期待されている。イオン液体は、担体に粒子を埋め込むためにも使用されている(特許文献3)。また、イオン液体は、アンモニアボランの脱水素反応を促進させる効果を有することも知られている(非特許文献2)。   An ionic liquid is generally a salt that exists as a liquid at room temperature, and is excellent in non-volatility and high heat resistance. Therefore, it is not limited to use as a reaction solvent, but can be used in various applications such as lithium ion batteries and lubricating oils. Application is expected. An ionic liquid is also used for embedding particles in a carrier (Patent Document 3). It is also known that the ionic liquid has an effect of promoting the dehydrogenation reaction of ammonia borane (Non-patent Document 2).

特開平9−87071号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-87071 特開平8−113514号公報JP-A-8-113514 特表2010−529231号公報Special table 2010-529231 gazette

石川県工業試験場 平成19年度研究報告VOL.57「窒化ホウ素(BN)膜の作成技術とその特性」Ishikawa Prefectural Industrial Experiment Station 2007 Research Report Vol. 57 "Boron nitride (BN) film fabrication technology and its characteristics" Inorg.Chem.,48(20),9883−9(2009)Inorg. Chem. , 48 (20), 9883-9 (2009)

窒化ホウ素の優れた熱伝導性を利用することにより、高分子樹脂の放熱性を高めることが考えられる。しかし、高分子樹脂と窒化ホウ素を単に混合しただけでは高い放熱性を得ることはできない。ここで、窒化ホウ素を過剰に使用することにより、高分子樹脂の放熱性を高めることはできるが、一方で樹脂としての特性が失われてしまうという問題が生じる。   It is conceivable to improve the heat dissipation of the polymer resin by utilizing the excellent thermal conductivity of boron nitride. However, high heat dissipation cannot be obtained by simply mixing the polymer resin and boron nitride. Here, by using boron nitride excessively, the heat dissipation of the polymer resin can be enhanced, but on the other hand, there is a problem that the characteristics as the resin are lost.

そこで、蒸着法やスパッタリング法を利用して高分子樹脂の表面に窒化ホウ素膜を形成することにより、少量の窒化ホウ素でも高い放熱性を与えることができる。しかし、蒸着法やスパッタリング法では窒化ホウ素が被覆対象に対して直線的に移動するため、当該方法は平面の被覆対象には有効であるが、曲面の被覆対象には適していない。特に、当該方法により、粒子等の球体形状の被覆対象の表面全体に窒化ホウ素を被覆することは困難である。   Therefore, by forming a boron nitride film on the surface of the polymer resin using a vapor deposition method or a sputtering method, high heat dissipation can be provided even with a small amount of boron nitride. However, in the vapor deposition method or the sputtering method, boron nitride moves linearly with respect to the coating target. Therefore, this method is effective for a flat coating target, but is not suitable for a curved coating target. In particular, it is difficult to coat boron nitride on the entire surface of a spherical object to be coated such as particles by this method.

そのため、本発明は、曲面を有する高分子樹脂の表面全体に窒化ホウ素を被覆することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to coat boron nitride on the entire surface of a polymer resin having a curved surface.

本発明者らが鋭意検討した結果、イオン液体と、アンモニアボランと、曲面を有する高分子樹脂とを含む混合物を一定の条件で加熱することにより、表面全体に窒化ホウ素が被覆された曲面を有する高分子樹脂を製造できることを見出した。   As a result of intensive studies by the present inventors, by heating a mixture containing an ionic liquid, ammonia borane, and a polymer resin having a curved surface under a certain condition, the entire surface has a curved surface coated with boron nitride. It has been found that a polymer resin can be produced.

即ち、本発明は以下を包含する。
[1]イオン液体と、アンモニアボランと、曲面を有する高分子樹脂とを含む混合物を80〜120℃で加熱する第1加熱工程;
第1加熱工程で加熱された混合物を、第1加熱工程における加熱温度を超える温度で加熱する第2加熱工程;
を含む、窒化ホウ素で被覆された曲面を有する高分子樹脂の製造方法。
[2]イオン液体が、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド、及び1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフォレートからなる群から選択される、[1]に記載の製造方法。
[3]第1加熱工程を1時間以上行い、第2加熱工程を200〜300℃で24〜48時間行う、[1]又は[2]に記載の製造方法。
[4]イオン液体と、アンモニアボランと、曲面を有する高分子樹脂とを含む混合物を80℃〜120℃まで連続的に昇温させる昇温工程;
を含む、窒化ホウ素で被覆された曲面を有する高分子樹脂の製造方法。
[5][1]〜[4]のいずれかに記載の方法により製造される、窒化ホウ素で被覆された曲面を有する高分子樹脂。
That is, the present invention includes the following.
[1] A first heating step of heating a mixture containing an ionic liquid, ammonia borane, and a polymer resin having a curved surface at 80 to 120 ° C .;
A second heating step of heating the mixture heated in the first heating step at a temperature exceeding the heating temperature in the first heating step;
A method for producing a polymer resin having a curved surface coated with boron nitride.
[2] The ionic liquid comprises 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) amide, and 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophos. The production method according to [1], which is selected from the group consisting of folate.
[3] The manufacturing method according to [1] or [2], wherein the first heating step is performed for 1 hour or longer, and the second heating step is performed at 200 to 300 ° C. for 24 to 48 hours.
[4] A temperature raising step of continuously raising the temperature of a mixture containing an ionic liquid, ammonia borane, and a polymer resin having a curved surface to 80 ° C. to 120 ° C .;
A method for producing a polymer resin having a curved surface coated with boron nitride.
[5] A polymer resin having a curved surface coated with boron nitride, produced by the method according to any one of [1] to [4].

本発明によれば、表面全体に窒化ホウ素が被覆された曲面を有する高分子樹脂を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a polymer resin having a curved surface in which boron nitride is coated on the entire surface.

窒化ホウ素で被覆されたポリスチレン粒子の断面を模式的に示す。A cross section of polystyrene particles coated with boron nitride is schematically shown. 実施例において製造した、窒化ホウ素で被覆されたポリスチレン粒子の写真を示す。2 shows a photograph of polystyrene particles coated with boron nitride produced in the examples. 実施例において製造した、窒化ホウ素で被覆されたポリスチレン粒子の断面の写真を示す。The photograph of the cross section of the polystyrene particle | grains coat | covered with the boron nitride manufactured in the Example is shown. 実施例において製造した、窒化ホウ素で被覆されたポリスチレン粒子の写真を示す。2 shows a photograph of polystyrene particles coated with boron nitride produced in the examples.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、イオン液体と、アンモニアボランと、曲面を有する高分子樹脂とを含む混合物を一定の条件で加熱する加熱工程を含む、窒化ホウ素で被覆された曲面を有する高分子樹脂(以下、単に「被覆樹脂」と称することもある)の製造方法に関する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention relates to a polymer resin having a curved surface coated with boron nitride (hereinafter, simply referred to as a heating step) in which a mixture containing an ionic liquid, ammonia borane, and a polymer resin having a curved surface is heated under certain conditions. It is related with the manufacturing method of "it may be called" coating resin. "

アンモニアボランをイオン液体中で加熱すると脱水素反応が起こり、窒化ホウ素が合成・析出され、高分子樹脂の表面に被覆される。アンモニアボランから窒化ホウ素への変換は下記式で表される。
NHBH→BN+3H
When ammonia borane is heated in an ionic liquid, a dehydrogenation reaction occurs, boron nitride is synthesized and deposited, and the surface of the polymer resin is coated. Conversion from ammonia borane to boron nitride is represented by the following formula.
NH 3 BH 3 → BN + 3H 2

高分子樹脂はイオン液体中に存在するため、イオン液体中で発生した窒化ホウ素は高分子樹脂に対して全方向から接触することができる。これにより、高分子樹脂の一部の表面だけではなく、全表面に対して連続的に窒化ホウ素を被覆することができる。   Since the polymer resin exists in the ionic liquid, boron nitride generated in the ionic liquid can contact the polymer resin from all directions. Thereby, not only a part of the surface of the polymer resin but also the entire surface can be continuously coated with boron nitride.

本発明において使用するイオン液体は特に限定されるものではなく、一般的に知られているものを使用することができる。例えば、イオン液体を構成するカチオンとしては、以下の構造:   The ionic liquid used in the present invention is not particularly limited, and generally known ionic liquids can be used. For example, the cation constituting the ionic liquid has the following structure:

Figure 2013256621
[式中、R〜Rは、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル(例えば、メチル、エチル、ブチル、ペンチル、ヘキシル)、エトキシメチル、又はアリルである]
を有するカチオン等を挙げることができる。
一方、イオン液体を構成するアニオンとしては、以下の構造:
Figure 2013256621
[Wherein, R 1 to R 7 are each independently alkyl having 1 to 10 carbon atoms (for example, methyl, ethyl, butyl, pentyl, hexyl), ethoxymethyl, or allyl.]
And cations and the like.
On the other hand, the anion constituting the ionic liquid has the following structure:

Figure 2013256621
を有するアニオンやクロライドアニオン(Cl)等を挙げることができる。
Figure 2013256621
And anions having chlorides and chloride anions (Cl ).

具体的なイオン液体としては、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート([Bmin][BF])、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド([Bmin][TFSA])、及び1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフォレート([Bmin][PF])、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロライド([Bmin][Cl])、N,N−ジエチル−N−メチル−N−(メトキシエチル)アンモニウムテトラフルオロボレート([DEME][BF])等を挙げることができる。特に、[Bmin][BF]、[Bmin][TFSA]、[Bmin][PF]を使用することが好ましい。これらのイオン液体は単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。イオン液体を使用することにより、蒸着法やスパッタリング法と比較して低温で窒化ホウ素を合成することができる。そのため、熱分解しやすい高分子樹脂に窒化ホウ素を被覆することが可能となる。 Specific ionic liquids include 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([Bmin] [BF 4 ]), 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) amide ([Bmin] [TFSA]), and 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([Bmin] [PF 6 ]), 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([Bmin] [Cl]), N , N-diethyl-N-methyl-N- (methoxyethyl) ammonium tetrafluoroborate ([DEME] [BF 4 ]) and the like. In particular, it is preferable to use [Bmin] [BF 4 ], [Bmin] [TFSA], [Bmin] [PF 6 ]. These ionic liquids may be used alone or in combination of two or more. By using an ionic liquid, boron nitride can be synthesized at a lower temperature than vapor deposition or sputtering. Therefore, it becomes possible to coat boron nitride on a polymer resin that is easily thermally decomposed.

本発明において使用する高分子樹脂は、曲面の表面構造を有するものであれば特に限定されない。例えば、曲面の表面構造のみを有する高分子樹脂、曲面及び平面の両方の表面構造を有する高分子樹脂等を挙げることができる。特に、高分子樹脂粒子を使用することが好ましい。高分子樹脂粒子を使用することにより、コアシェル構造(高分子樹脂コア、及び窒化ホウ素シェル)を有する粒子を形成することができる。   The polymer resin used in the present invention is not particularly limited as long as it has a curved surface structure. Examples thereof include a polymer resin having only a curved surface structure, a polymer resin having both a curved surface and a planar surface structure, and the like. In particular, it is preferable to use polymer resin particles. By using polymer resin particles, particles having a core-shell structure (polymer resin core and boron nitride shell) can be formed.

高分子樹脂の種類は特に限定されないが、電気絶縁性を有するものが好ましい。例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルビフェニル、ビニルナフタレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の極性官能基を有さないモノマー、並びにアクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸i−ブチル、アクリロニトリル、メタクリル酸ベンジル等の極性官能基を有するモノマーから選択される1種以上のモノマーの単独重合体及び共重合体を挙げることができる。   Although the kind of polymer resin is not specifically limited, What has electrical insulation is preferable. For example, monomers having no polar functional group such as styrene, α-methylstyrene, vinyl toluene, vinyl biphenyl, vinyl naphthalene, vinyl acetate, vinyl propionate, acrylic acid, methacrylic acid, 2-hydroxyethyl methacrylate, methacryl Of one or more monomers selected from monomers having polar functional groups such as 2-dimethylaminoethyl acid, n-butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, i-butyl methacrylate, acrylonitrile, benzyl methacrylate Homopolymers and copolymers can be mentioned.

極性官能基を有する高分子樹脂からなるコア粒子を用いると、窒化ホウ素のシェルを厚く、且つ均一に形成することができる。そのため、高分子樹脂として、極性官能基を有する1種以上のモノマー成分の単独重合体又は共重合体、或いは、極性官能基を有する1種以上のモノマー成分と、極性官能基を有さない1種以上のモノマー成分との共重合体を使用することが好ましい。共重合をする場合には、極性官能基を有するモノマー成分を、モノマー成分の全量に対して、80重量%以下の割合で使用することが好ましい。   When core particles made of a polymer resin having a polar functional group are used, the boron nitride shell can be formed thick and uniform. Therefore, as a polymer resin, a homopolymer or copolymer of one or more monomer components having a polar functional group, or one or more monomer components having a polar functional group, and 1 having no polar functional group It is preferred to use a copolymer with more than one monomer component. When copolymerizing, it is preferable to use the monomer component having a polar functional group in a proportion of 80% by weight or less based on the total amount of the monomer component.

コア粒子は市販品を購入して使用してもよいし、シェル形成反応の前段階において調製してもよい。好ましくは、溶媒中にモノマー成分及び重合反応開始剤を添加し、重合反応(コア形成反応)を進行させることによりコア粒子を生成させる。次に、アンモニアボラン、及びアンモニアボランから窒化ホウ素への反応を開始させる反応開始剤を添加し、シェル形成反応を進行させる。   The core particles may be purchased and used commercially, or may be prepared in the previous stage of the shell formation reaction. Preferably, the monomer component and the polymerization reaction initiator are added to the solvent, and the core particles are generated by allowing the polymerization reaction (core formation reaction) to proceed. Next, ammonia borane and a reaction initiator for initiating the reaction from ammonia borane to boron nitride are added to advance the shell formation reaction.

コア形成反応に用いられる溶媒としては特に限定されず、イオン液体、水、エタノール、メタノール、プロパノール、アセトン、石油エーテル、ヘキサン、酢酸エチル等を挙げることができる。工程数を少なくするためにはコア形成反応とシェル形成反応とで同一の溶媒を使用することが好ましい。そのため、コア形成反応においてイオン液体を使用することが好ましい。   The solvent used for the core formation reaction is not particularly limited, and examples thereof include ionic liquid, water, ethanol, methanol, propanol, acetone, petroleum ether, hexane, and ethyl acetate. In order to reduce the number of steps, it is preferable to use the same solvent for the core formation reaction and the shell formation reaction. Therefore, it is preferable to use an ionic liquid in the core formation reaction.

重合反応開始剤は、使用するモノマーに応じて適宜選択することができる。例えば、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−70)、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](VA−061)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−65)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニル)(V−40)等のアゾ化合物、過酸化ベンゾイル、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、クメンヒドロキシパーオキサイド等の過酸化物、又は過酸化ベンゾイル−ジメチルアニリン等のレドックス開始剤を使用することができる。   The polymerization reaction initiator can be appropriately selected according to the monomer used. For example, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) (V-70), 2,2′-azobis (isobutyronitrile) (AIBN), 2,2′-azobis [ 2- (2-imidazolin-2-yl) propane] (VA-061), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (V-65), 1,1′-azobis (cyclohexane-1) Use azo compounds such as (carbonyl) (V-40), peroxides such as benzoyl peroxide, potassium persulfate, ammonium persulfate, cumene hydroxy peroxide, or redox initiators such as benzoyl peroxide-dimethylaniline. Can do.

重合により生成したコア粒子を分散させるために溶媒中に分散安定剤を添加することが好ましい。分散安定剤としては、例えば、ポリビニルピロリドン(PVP)、部分ケン化ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、及びポリエチレングリコールや、ドデシル硫酸ナトリウム等の低分子界面活性剤等を挙げることができる。   In order to disperse the core particles produced by polymerization, it is preferable to add a dispersion stabilizer in the solvent. Examples of the dispersion stabilizer include polyvinyl pyrrolidone (PVP), partially saponified polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyethylene glycol, and low molecular surfactants such as sodium dodecyl sulfate.

曲面を有する高分子樹脂として高分子樹脂粒子を使用する場合には、高分子樹脂粒子の平均粒径は、例えば、50〜2000nmであることが好ましく、100〜1000nmであることがより好ましい。   When polymer resin particles are used as the polymer resin having a curved surface, the average particle diameter of the polymer resin particles is preferably, for example, 50 to 2000 nm, and more preferably 100 to 1000 nm.

イオン液体と、アンモニアボランと、曲面を有する高分子樹脂とを含む混合物は2段階で加熱することが好ましい。具体的には、混合物を一定の温度で加熱した後(第1加熱工程)、第1加熱工程における加熱温度を超える温度で更に加熱すること(第2加熱工程)が好ましい。このように2段階で加熱することにより、より強固な窒化ホウ素膜を高分子樹脂の表面に形成することができる。また、アンモニアボランが残存することを防止することができる。   The mixture containing the ionic liquid, ammonia borane, and the polymer resin having a curved surface is preferably heated in two stages. Specifically, after heating the mixture at a constant temperature (first heating step), it is preferable to further heat the mixture at a temperature exceeding the heating temperature in the first heating step (second heating step). Thus, by heating in two steps, a stronger boron nitride film can be formed on the surface of the polymer resin. Further, it is possible to prevent ammonia borane from remaining.

第1加熱工程における加熱温度は、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは80℃以上である。加熱温度の上限としては、例えば、150℃、140℃、130℃、120℃等を挙げることができる。   The heating temperature in the first heating step is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, and still more preferably 80 ° C. or higher. As an upper limit of heating temperature, 150 degreeC, 140 degreeC, 130 degreeC, 120 degreeC etc. can be mentioned, for example.

第1加熱工程における加熱時間は、好ましくは0.5時間以上、より好ましくは1時間以上である。加熱時間の上限としては、例えば、48時間、36時間、24時間等を挙げることができる。   The heating time in the first heating step is preferably 0.5 hours or more, more preferably 1 hour or more. Examples of the upper limit of the heating time include 48 hours, 36 hours, and 24 hours.

第2加熱工程における加熱温度は、好ましくは160℃以上、より好ましくは180℃以上である。特に、アンモニアボランを完全に窒化ホウ素に変換させるためには200℃以上で加熱することが好ましい。加熱温度の上限としては、例えば、350℃、320℃、300℃等を挙げることができるが、加熱温度が高すぎると窒化ホウ素の変性が生じる可能性があるため、加熱温度の上限を300℃とすることが特に好ましい。   The heating temperature in the second heating step is preferably 160 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or higher. In particular, it is preferable to heat at 200 ° C. or higher in order to completely convert ammonia borane into boron nitride. Examples of the upper limit of the heating temperature include 350 ° C., 320 ° C., and 300 ° C., but if the heating temperature is too high, the boron nitride may be modified. It is particularly preferable that

第2加熱工程において加熱時間が短すぎるとアンモニアボランが残存する可能性がある。そのため、第2加熱工程における加熱時間は、好ましくは16時間以上、より好ましくは20時間以上、更に好ましくは24時間以上である。加熱時間の上限としては、例えば、72時間、60時間、48時間等を挙げることができるが、加熱時間が長すぎると窒化ホウ素に変性が生じる可能性があるため、加熱時間の上限を48時間とすることが特に好ましい。   If the heating time is too short in the second heating step, ammonia borane may remain. Therefore, the heating time in the second heating step is preferably 16 hours or more, more preferably 20 hours or more, and further preferably 24 hours or more. Examples of the upper limit of the heating time include 72 hours, 60 hours, 48 hours, etc. However, if the heating time is too long, the boron nitride may be modified, so the upper limit of the heating time is 48 hours. It is particularly preferable that

イオン液体と、アンモニアボランと、曲面を有する高分子樹脂とを含む混合物を2段階で加熱することに代えて、連続的に昇温することも好ましい。連続的に昇温することにより、窒化ホウ素の不均一な析出、及び高分子樹脂同士の融着を抑制することができる。その結果、滑らかな窒化ホウ素膜を有し、凝集・融着の少ない被覆樹脂を製造することができる。   Instead of heating a mixture containing an ionic liquid, ammonia borane, and a polymer resin having a curved surface in two stages, it is also preferable to raise the temperature continuously. By continuously raising the temperature, non-uniform precipitation of boron nitride and fusion between polymer resins can be suppressed. As a result, a coating resin having a smooth boron nitride film and less aggregation / fusion can be produced.

昇温工程では、イオン液体と、アンモニアボランと、曲面を有する高分子樹脂とを含む混合物を、60℃から350℃まで連続的に昇温することが好ましく、70℃から300℃まで連続的に昇温することがより好ましく、80℃から220℃まで連続的に昇温することが更に好ましく、80℃から120℃まで連続的に昇温することが特に好ましい。   In the temperature raising step, it is preferable to continuously raise the temperature of the mixture containing the ionic liquid, ammonia borane, and the curved polymer resin from 60 ° C. to 350 ° C., and continuously from 70 ° C. to 300 ° C. It is more preferable to raise the temperature, it is more preferable to continuously raise the temperature from 80 ° C to 220 ° C, and it is particularly preferable to continuously raise the temperature from 80 ° C to 120 ° C.

昇温工程において急激に昇温すると、窒化ホウ素の不均一な析出、及び高分子樹脂同士の融着が生じる可能性がある。そのため、0.5〜24時間かけて昇温することが好ましく、1〜12時間かけて昇温することがより好ましい。   When the temperature is raised rapidly in the temperature raising step, non-uniform precipitation of boron nitride and fusion between polymer resins may occur. Therefore, it is preferable to heat up over 0.5 to 24 hours, and it is more preferable to heat up over 1 to 12 hours.

本発明は、上記製造方法により製造される、窒化ホウ素で被覆された曲面を有する高分子樹脂にも関する。本発明に係る被覆樹脂は、優れた熱伝導性を有する窒化ホウ素が表面全体に連続的に被覆されているため、高い放熱性を有する。本発明に係る被覆樹脂は、例えば、電子部品等に対して使用することができる。   The present invention also relates to a polymer resin having a curved surface coated with boron nitride, which is produced by the above production method. The coating resin according to the present invention has high heat dissipation because boron nitride having excellent thermal conductivity is continuously coated on the entire surface. The coating resin according to the present invention can be used for electronic parts and the like, for example.

〔実施例〕
以下、実施例、参考例、及び比較例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
〔Example〕
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, a reference example, and a comparative example, the technical scope of this invention is not limited to this.

<イオン液体の選定>
表1に示すイオン液体中でアンモニアボランを100℃で24時間加熱し、窒化ホウ素の析出状態を確認した。
<Selection of ionic liquid>
In an ionic liquid shown in Table 1, ammonia borane was heated at 100 ° C. for 24 hours to confirm the precipitation state of boron nitride.

Figure 2013256621
Figure 2013256621

なお、参考例1及び2に示すように、ある種のイオン液体では窒化ホウ素が析出されなかったが、加熱条件等を調整することにより窒化ホウ素を析出させることは可能であると推定される。   As shown in Reference Examples 1 and 2, boron nitride was not precipitated in certain ionic liquids, but it is estimated that boron nitride can be precipitated by adjusting the heating conditions and the like.

<第1加熱工程>
表2に示す加熱温度及び加熱時間で、[Bmin][BF]中のアンモニアボランを加熱し、窒化ホウ素の析出状態を確認した。
<First heating step>
The ammonia borane in [Bmin] [BF 4 ] was heated at the heating temperature and heating time shown in Table 2, and the precipitation state of boron nitride was confirmed.

Figure 2013256621
Figure 2013256621

第1加熱工程で析出された窒化ホウ素はメタノールに溶解したため、窒化ホウ素分子間の結合が十分に形成されていないことが示唆される。   Since boron nitride precipitated in the first heating step was dissolved in methanol, it is suggested that bonds between boron nitride molecules are not sufficiently formed.

<第2加熱工程>
[Bmin][BF]中のアンモニアボランを120℃で24時間加熱した後、表3に示す加熱温度及び加熱時間で更に加熱し、不純物(アンモニアボラン)の残存を確認した。
<Second heating step>
The ammonia borane in [Bmin] [BF 4 ] was heated at 120 ° C. for 24 hours and then further heated at the heating temperature and heating time shown in Table 3 to confirm the remaining impurities (ammonia borane).

Figure 2013256621
Figure 2013256621

第2加熱工程を経た窒化ホウ素はメタノールに溶解しなかった。そのため、窒化ホウ素分子間の結合が十分に形成されていることが示唆される。   Boron nitride that had undergone the second heating step did not dissolve in methanol. Therefore, it is suggested that the bonds between the boron nitride molecules are sufficiently formed.

第2加熱工程における加熱温度が200℃よりも低いと不純物が残存し、300℃よりも高いと窒化ホウ素に変性が生じる傾向があった。また、第2工程における加熱時間が24時間よりも短いと不純物が残存し、48時間よりも長いと窒化ホウ素に変性が生じる傾向があった。   When the heating temperature in the second heating step is lower than 200 ° C., impurities remain, and when it is higher than 300 ° C., the boron nitride tends to be modified. Further, when the heating time in the second step is shorter than 24 hours, impurities remain, and when it is longer than 48 hours, the boron nitride tends to be modified.

<被覆粒子の製造>
表4に示す原料を120℃で1時間加熱した後、更に300℃で24時間加熱した。得られたサンプルの走査型電子顕微鏡(SEM)による写真を図2に示す。サンプルの断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、コアシェル構造の粒子が確認された(図3)。また、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)により、ポリスチレン及び窒化ホウ素のピークが確認された。
<Manufacture of coated particles>
The raw materials shown in Table 4 were heated at 120 ° C. for 1 hour, and further heated at 300 ° C. for 24 hours. A photograph of the obtained sample by a scanning electron microscope (SEM) is shown in FIG. When the cross section of the sample was observed with a transmission electron microscope (TEM), particles having a core-shell structure were confirmed (FIG. 3). Moreover, the peaks of polystyrene and boron nitride were confirmed by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR).

Figure 2013256621
Figure 2013256621

加熱工程を2段階で行うことに代えて、80℃から220℃まで1時間かけて連続的に昇温し、220℃で24時間維持したところ、より滑らかな窒化ホウ素膜を有するポリスチレン粒子が得られた(図4)。   Instead of performing the heating process in two steps, the temperature was continuously raised from 80 ° C. to 220 ° C. over 1 hour, and maintained at 220 ° C. for 24 hours to obtain polystyrene particles having a smoother boron nitride film. (FIG. 4).

Claims (5)

イオン液体と、アンモニアボランと、曲面を有する高分子樹脂とを含む混合物を80〜120℃で加熱する第1加熱工程;
第1加熱工程で加熱された混合物を、第1加熱工程における加熱温度を超える温度で加熱する第2加熱工程;
を含む、窒化ホウ素で被覆された曲面を有する高分子樹脂の製造方法。
A first heating step of heating a mixture containing an ionic liquid, ammonia borane, and a polymer resin having a curved surface at 80 to 120 ° C .;
A second heating step of heating the mixture heated in the first heating step at a temperature exceeding the heating temperature in the first heating step;
A method for producing a polymer resin having a curved surface coated with boron nitride.
イオン液体が、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド、及び1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフォレートからなる群から選択される、請求項1に記載の製造方法。   The ionic liquid is from 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) amide, and 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphorate The manufacturing method of Claim 1 selected from the group which consists of. 第1加熱工程を1時間以上行い、第2加熱工程を200〜300℃で24〜48時間行う、請求項1又は2に記載の製造方法。   The manufacturing method of Claim 1 or 2 which performs a 1st heating process for 1 hour or more and performs a 2nd heating process at 200-300 degreeC for 24 to 48 hours. イオン液体と、アンモニアボランと、曲面を有する高分子樹脂とを含む混合物を80℃〜120℃まで連続的に昇温させる昇温工程;
を含む、窒化ホウ素で被覆された曲面を有する高分子樹脂の製造方法。
A temperature raising step of continuously raising the temperature of a mixture containing an ionic liquid, ammonia borane, and a polymer resin having a curved surface from 80 ° C. to 120 ° C .;
A method for producing a polymer resin having a curved surface coated with boron nitride.
請求項1〜4のいずれかに記載の方法により製造される、窒化ホウ素で被覆された曲面を有する高分子樹脂。   A polymer resin having a curved surface coated with boron nitride, produced by the method according to claim 1.
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