JP2014237576A - Modified metal oxide nanoparticle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a modified metal oxide nanoparticle which has excellent compatibility with a resin composition and can suppress the occurrence of poor appearance and the deterioration of mechanical strength even after long-term storage, and to provide a water and oil repellant and a flame retardant containing the modified metal oxide nanoparticles.SOLUTION: A modified metal oxide nanoparticle is modified by a functional group represented by the following formula (1): CF-X-R-Y-Si(CH)(-O-)(1) (where m is an integer of 1-12; Xis a single bond, -S-, -SO-, -SO-, -CHCHS-, -CHCHSO-, or -CHCHSO-; Ris an alkylene group having 1-10 carbon atoms, a phenylene group, or a phenyleneoxymethylene phenylene group; Yis a single bond, -OCONH(CH)-, NHCONH(CH)-, -OCO(CH)S(CH)-, -OCO(CH)SO(CH)- or the like; and n represents 0 or 1).

Description

本発明は、難燃性あるいは撥水性に優れる、低コストで製造できる修飾金属酸化物ナノ粒子、該修飾金属酸化物ナノ粒子を含有する撥水撥油剤及び該修飾金属酸化物ナノ粒子を含有する難燃剤に関する。 The present invention includes a modified metal oxide nanoparticle that is excellent in flame retardancy or water repellency and can be produced at low cost, a water / oil repellent containing the modified metal oxide nanoparticle, and the modified metal oxide nanoparticle. It relates to flame retardants.

近年、有機合成繊維等といった樹脂組成物に対して難燃性を付与する樹脂用難燃剤としては、例えば金属水酸化物系(水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム)難燃剤、珪素系(シリコーン、シリカ)難燃剤、ハロゲン(臭素)系難燃剤、リン系(燐酸エステル、赤燐等)難燃剤、等を挙げることができる。 In recent years, as flame retardants for resins that impart flame retardancy to resin compositions such as organic synthetic fibers, for example, metal hydroxide (magnesium hydroxide, aluminum hydroxide) flame retardants, silicon (silicone, silica) ) Flame retardants, halogen (bromine) flame retardants, phosphorus (phosphoric acid esters, red phosphorus, etc.) flame retardants, and the like.

そして、金属水酸化物系難燃剤は、樹脂中に添加量が多くなるため樹脂の機械的特性を損ねるといった不具合や、珪素系難燃剤は、適用可能な樹脂組成物が限られるといった不具合等がある。
また、ハロゲン系難燃剤は、動物や母乳から検出されたり、燃焼時に臭素系ダイオキシン等が発生したりする等といった不具合が生じる虞があることから使用量が減少傾向にある。
In addition, the metal hydroxide flame retardant has a problem that the amount of addition in the resin is increased, so that the mechanical properties of the resin are impaired, and the silicon flame retardant has a problem that the applicable resin composition is limited. is there.
In addition, halogen flame retardants tend to be used in a reduced amount because there is a risk that they may be detected from animals or breast milk or brominated dioxins may be generated during combustion.

そこで、これらの難燃剤の代替として現在注目されているのがリン系難燃剤である。しかしながら、このリン系難燃剤は、樹脂組成物を射出成形する時にガスを発生させたり、樹脂組成物の耐熱性を低下させたりする等といった問題を有している。 Therefore, phosphorus-based flame retardants are currently attracting attention as an alternative to these flame retardants. However, this phosphorus-based flame retardant has problems such as generating gas when the resin composition is injection-molded and reducing the heat resistance of the resin composition.

また、例えば樹脂組成物としてポリカーボネート樹脂を用いた場合については、金属塩タイプの難燃剤であるポリスチレンスルホン酸塩型の樹脂用難燃剤が提案されている(特許文献1、特許文献2及び特許文献3)。 For example, when a polycarbonate resin is used as the resin composition, a polystyrene sulfonate type flame retardant for resin, which is a metal salt type flame retardant, has been proposed (Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document). 3).

しかしながら、これらの提案では、適用可能な樹脂組成物がポリカーボネート樹脂に限定されることや、難燃効果が不十分であることや、樹脂組成物に略均一に分散されない、いわゆる相溶性に乏しい等といった問題があり、さらに難燃効果に優れる樹脂用難燃剤が望まれている。 However, in these proposals, the applicable resin composition is limited to polycarbonate resin, the flame-retardant effect is insufficient, the resin composition is not substantially uniformly dispersed, so-called poor compatibility, etc. In addition, there is a demand for a flame retardant for resin that is further excellent in flame retardant effect.

特に、特許文献3で提案されている樹脂用難燃剤は、水を吸着し易いアミド基やカルボキシル基等を有しており、含有された樹脂組成物を長時間保存すると変色して外観を損なわせたり、樹脂自体が脆くなる、いわゆる機械的強度が低下したりするといった問題が生じる虞がある。 In particular, the flame retardant for resin proposed in Patent Document 3 has an amide group, a carboxyl group or the like that easily adsorbs water, and discolors when the stored resin composition is stored for a long period of time, thereby impairing the appearance. Or the resin itself becomes brittle, so-called mechanical strength may decrease.

また撥水撥油剤としては、下記化合物(A)〜(D)が知られているが、基板がガラスやセラミックスに強固に接着して耐久性が良いが撥水撥油性能は不十分であり、また金属やプラスチックに対しては接着性が不十分である。
CHCHSi(OCH(A)
CHCHSi(OC(B)
13CHCHSi(OCH(C)
13CHCHSi(OC(D)
The following compounds (A) to (D) are known as water and oil repellents, but the substrate is firmly bonded to glass and ceramics and has good durability, but the water and oil repellent performance is insufficient. Also, adhesion to metals and plastics is insufficient.
C 4 F 9 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3 (A)
C 4 F 9 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3 (B)
C 6 F 13 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 (C)
C 6 F 13 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3 (D)

特開2001−181342号公報JP 2001-181342 A 特開2001−181444号公報JP 2001-181444 A 特開2001−2941号公報JP 20012941 A

本発明は、樹脂組成物に対する相溶性に優れ、含有された樹脂組成物を長期保存しても外観不良や機械的強度の低下が起こることを抑制できる修飾金属酸化物ナノ粒子、該修飾金属酸化物ナノ粒子を含有する撥水撥油剤及び該修飾金属酸化物ナノ粒子を含有する難燃剤を提供するものである。 The present invention provides a modified metal oxide nanoparticle that is excellent in compatibility with a resin composition and that can suppress deterioration in appearance and mechanical strength even when the contained resin composition is stored for a long period of time. The present invention provides a water / oil repellent containing product nanoparticles and a flame retardant containing the modified metal oxide nanoparticles.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、本発明に至った。即ち、本発明は、下記式(1)で表される官能基で修飾されたことを特徴とする修飾金属酸化物ナノ粒子である。
2m+1−X−R−Y−Si(CH(−O−)3−n (1)
{式中、mは1〜12の整数であり、Xは単結合、−S−、−SO−、−SO−、−CHCHS−、−CHCHSO−又は−CHCHSO−であり、Rは炭素数1〜10のアルキレン基、フェニレン基又はフェニレンオキシメチレンフェニレン基であり、Yは単結合、−OCONH(CH−、−NHCONH(CH−、−OCO(CHS(CH−、−OCO(CHSO(CH−、−OCO(CHSO(CH−、−OCOCH(CH)CHS(CH−、−OCOCH(CH)CHSO(CH−、−OCOCH(CH)CHSO(CH−、−(CHS(CH−、−(CHSO(CH−又は−(CHSO(CH−であり、nは0又は1を表す。}
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have reached the present invention. That is, the present invention is a modified metal oxide nanoparticle characterized by being modified with a functional group represented by the following formula (1).
C m F 2m + 1 -X 1 -R 1 -Y 1 -Si (CH 3) n (-O-) 3-n (1)
{In the formula, m is an integer from 1 to 12, X 1 is a single bond, -S -, - SO -, - SO 2 -, - CH 2 CH 2 S -, - CH 2 CH 2 SO- or - CH 2 CH 2 SO 2 —, R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, phenylene group or phenyleneoxymethylene phenylene group, Y 1 is a single bond, —OCONH (CH 2 ) 3 —, —NHCONH. (CH 2) 3 -, - OCO (CH 2) 2 S (CH 2) 3 -, - OCO (CH 2) 2 SO (CH 2) 3 -, - OCO (CH 2) 2 SO 2 (CH 2) 3 -, - OCOCH (CH 3 ) CH 2 S (CH 2) 3 -, - OCOCH (CH 3) CH 2 SO (CH 2) 3 -, - OCOCH (CH 3) CH 2 SO 2 (CH 2) 3 -, - (CH 2) 2 S (CH 2) -, - (CH 2) 2 SO (CH 2) 3 - or - (CH 2) 2 SO 2 (CH 2) 3 - is and, n represents 0 or 1. }

さらに本発明は、下記式(2)で表される官能基で、さらに修飾されたことを特徴とする修飾金属酸化物ナノ粒子である。
−(R−Si(CH(−O−)3−n (2)
{式中Xは、ビニル基、チオール基、アミノ基、塩素原子、アクリル基、メタクリル基、スチリル基、フェニル基、グリシドキシ基、3,4-エポキシシクロヘキシル基及びブロック化イソシアネート基からなる群から選ばれる官能基であり、Rは炭素数1〜5のアルキレン基であり、mは0又は1であり、nは0又は1を表す。}
Furthermore, the present invention is a modified metal oxide nanoparticle that is further modified with a functional group represented by the following formula (2).
X 2 - (R 2) m -Si (CH 3) n (-O-) 3-n (2)
{In the formula, X 2 is selected from the group consisting of vinyl group, thiol group, amino group, chlorine atom, acrylic group, methacryl group, styryl group, phenyl group, glycidoxy group, 3,4-epoxycyclohexyl group and blocked isocyanate group. It is a functional group selected, R 2 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, m is 0 or 1, and n represents 0 or 1. }

さらに本発明は、下記式(3)で表される官能基で、さらに修飾されたことを特徴とする修飾金属酸化物ナノ粒子である。
MOS(=O)−R−Si(CH(−O−)3−n (3)
{式中Mは水素イオン、炭素数1〜4のアルキル基、金属イオン又はアンモニウム(NR )基、Rは炭素数1〜10のアルキレン基(本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い)、−C(CHS(CH−、−C(CHSO(CH−及びC(CHSO(CH−であり、Rは同一或いは異なってもよい炭素数1〜5のアルキル基又は水素原子であり、nは0又は1を表す。}
Furthermore, the present invention is a modified metal oxide nanoparticle that is further modified with a functional group represented by the following formula (3).
MOS (= O) 2 -R 3 -Si (CH 3) n (-O-) 3-n (3)
{Wherein M is a hydrogen ion, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a metal ion or an ammonium (NR 3 4 ) group, R 3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms (in the alkylene chain, a urethane bond or a urea) binding may contain), - C 6 H 4 ( CH 2) 2 S (CH 2) 3 -, - C 6 H 4 (CH 2) 2 SO (CH 2) 3 - and C 6 H 4 (CH 2 ) 2 SO 2 (CH 2 ) 3 —, R 3 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a hydrogen atom, which may be the same or different, and n represents 0 or 1. }

また本発明は、前記修飾金属酸化物ナノ粒子を含有する撥水撥油剤である。 Further, the present invention is a water / oil repellent containing the modified metal oxide nanoparticles.

また本発明は、前記撥水撥油剤を含有あるいはコーティングされた構造体である。 Further, the present invention is a structure containing or coated with the water / oil repellent.

また本発明は、前記修飾金属酸化物ナノ粒子を含有する難燃剤である。 Moreover, this invention is a flame retardant containing the said modified metal oxide nanoparticle.

また本発明は、前記難燃剤と樹脂からなる難燃性樹脂組成物である。 Moreover, this invention is a flame retardant resin composition which consists of the said flame retardant and resin.

また本発明は、前記難燃性樹脂組成物を成形してなる成形体である。 Moreover, this invention is a molded object formed by shape | molding the said flame-retardant resin composition.

また本発明は、前記難燃剤を含有あるいはコーティングされた構造体である。 Further, the present invention is a structure containing or coated with the flame retardant.

本発明の修飾金属酸化物ナノ粒子は、難燃効果が大きく、低コストで製造でき、添加可能という効果を奏する。
また本発明の修飾金属酸化物ナノ粒子は、撥水撥油効果が大きく、金属及びプラスチックなどへの接着性が優れ、添加あるいはコーティング可能という効果を奏する。
The modified metal oxide nanoparticles of the present invention have a large flame retardant effect, can be produced at low cost, and can be added.
In addition, the modified metal oxide nanoparticles of the present invention have a great water and oil repellency effect, excellent adhesion to metals and plastics, and the effect that they can be added or coated.

本発明において、修飾金属酸化物ナノ粒子は下記式(1)で表される官能基で修飾される。
2m+1−X−R−Y−Si(CH(−O−)3−n (1)
{式中、mは1〜12の整数であり、Xは単結合、−S−、−SO−、−SO−、−CHCHS−、−CHCHSO−又は−CHCHSO−であり、Rは炭素数1〜10のアルキレン基、フェニレン基又はフェニレンオキシメチレンフェニレン基であり、Yは単結合、−OCONH(CH−、NHCONH(CH−、−OCO(CHS(CH−、−OCO(CHSO(CH−、−OCO(CHSO(CH−、−OCOCH(CH)CHS(CH−、−OCOCH(CH)CHSO(CH−、−OCOCH(CH)CHSO(CH−、−(CHS(CH−、−(CHSO(CH−又は−(CHSO(CH−であり、nは0又は1を表す。}
In the present invention, the modified metal oxide nanoparticles are modified with a functional group represented by the following formula (1).
C m F 2m + 1 -X 1 -R 1 -Y 1 -Si (CH 3) n (-O-) 3-n (1)
{In the formula, m is an integer from 1 to 12, X 1 is a single bond, -S -, - SO -, - SO 2 -, - CH 2 CH 2 S -, - CH 2 CH 2 SO- or - CH 2 CH 2 SO 2 —, R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a phenylene group or a phenyleneoxymethylene phenylene group; Y 1 is a single bond, —OCONH (CH 2 ) 3 —, NHCONH ( CH 2) 3 -, - OCO (CH 2) 2 S (CH 2) 3 -, - OCO (CH 2) 2 SO (CH 2) 3 -, - OCO (CH 2) 2 SO 2 (CH 2) 3 -, - OCOCH (CH 3) CH 2 S (CH 2) 3 -, - OCOCH (CH 3) CH 2 SO (CH 2) 3 -, - OCOCH (CH 3) CH 2 SO 2 (CH 2) 3 - , - (CH 2) 2 S (CH 2) 3 -, - (CH 2) 2 SO (CH 2) 3 - or - (CH 2) 2 SO 2 (CH 2) 3 - is and, n represents 0 or 1. }

上記式(1)において、Rの炭素数1〜10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基等が挙げられる。これらのうちコスト及び原料入手の点を考慮すると、好ましくはメチレン基及びエチレン基である。 In the above formula (1), examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms of R 1 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a pentylene group. Of these, methylene group and ethylene group are preferred in consideration of cost and raw material availability.

式(1)で表される官能基の具体例としては、以下のものが挙げられる。
CHCHSi(−O-)
13CHCHSi(−O-)
17CHCHSi(−O-)
CFCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
CHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
13CHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
17CHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
SCHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
13SCHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
17SCHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
SOCHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
13SOCHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
17SOCHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
SOCHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
13SOCHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
17SOCHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
SCHCHHNCONHCHCHCHSi(−O-)
13SCHCHHNCONHCHCHCHSi(−O-)
17SCHCHHNCONHCHCHCHSi(−O-)
SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(−O-)
13SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(−O-)
17SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(−O-)
SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(−O-)
13SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(−O-)
17SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(−O-)
SCHNCONHCHCHCHSi(−O-)
13SCHNCONHCHCHCHSi(−O-)
17SCHNCONHCHCHCHSi(−O-)
SOCHNCONHCHCHCHSi(−O-)
13SOCHNCONHCHCHCHSi(−O-)
17SOCHNCONHCHCHCHSi(−O-)
SOHNCONHCHCHCHSi(−O-)
13SOHNCONHCHCHCHSi(−O-)
17SOHNCONHCHCHCHSi(−O-)
CHCHOCOCHCHSCHCHCHSi(−O-)
13CHCHOCOCHCHSCHCHCHSi(−O-)
17CHCHOCOCHCHSCHCHCHSi(−O-)
SCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
13SCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
17SCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
SOCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
13SOCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
17SOCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
SOOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
13SOOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
17SOOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
CHCHSCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
13CHCHSCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
17CHCHSCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
CHCHSOCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
13CHCHSOCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
17CHCHSOCOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
CHCHSOOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
13CHCHSOOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
17CHCHSOOCHCHCHSCHCHCHSi(−O-)
Specific examples of the functional group represented by the formula (1) include the following.
  C4F9CH2CH2Si (-O-)3
  C6F13CH2CH2Si (-O-)3
  C8F17CH2CH2Si (-O-)3
CF3CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3  
C4F9CH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13CH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17CH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9SCH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
  C6F13SCH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17SCH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
  C4F9SOCH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13SOCH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17SOCH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9SO2CH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13SO2CH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
  C8F17SO2CH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9SCH2CH2HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
  C6F13SCH2CH2HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17SCH2CH2HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
  C4F9SOCH2CH2HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13SOCH2CH2HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17SOCH2CH2HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9SO2CH2CH2HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13SO2CH2CH2HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
  C8F17SO2CH2CH2HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9SC6H4HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
  C6F13SC6H4HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17SC6H4HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
  C4F9SOC6H4HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13SOC6H4HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17SOC6H4HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9SO2C6H4HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13SO2C6H4HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
  C8F17SO2C6H4HNCONHCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9CH2CH2OCOCH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13CH2CH2OCOCH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17CH2CH2OCOCH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9SC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13SC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17SC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9SOC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13SOC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17SOC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9SO2C6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13SO2C6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17SO2C6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9CH2CH2SC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13CH2CH2SC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17CH2CH2SC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9CH2CH2SOC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13CH2CH2SOC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17CH2CH2SOC6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C4F9CH2CH2SO2C6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C6F13CH2CH2SO2C6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3
C8F17CH2CH2SO2C6H4OCH2C6H4CH2CH2SCH2CH2CH2Si (-O-)3

金属酸化物ナノ粒子としては、シリカ系ナノ粒子、アルミナ系ナノ粒子、チタニア系ナノ粒子、ジルコニア系ナノ粒子が挙げられる。好ましくは、それらのゾルである。即ち、シリカ系ゾル、アルミナ系ゾル、チタニア系ゾル、ジルコニア系ゾル等である。さらに好ましいのはシリカ系ゾルであり、特に好ましくはオルガノシリカ系ゾルである。
なお、オルガノゾルとは、表面改質をしたコロイダルシリカを有機溶媒にナノレベルで安定的に分散させたコロイド溶液であり、アルコール、ケトン、エーテル、トルエン等の各種有機溶媒に分散可能である。
具体的には日産化学社製のオルガノシリカゾル(メタノールシリカゾル、IPA−ST、IPA−ST、IPA−ST−UP、IPA−ST−ZL、EG−ST、NPC−ST−30、DMAC−ST、MEK−ST、MIBK−ST、PMA−ST及びPGM−ST)や扶桑化学社製の高純度オルガノシリカゾル(PL−1−IPA、PL−2L−PGME及びPL−2L−MEK)等が挙げられる。
これらは単独のみならず、複数で用いても良い。
Examples of the metal oxide nanoparticles include silica-based nanoparticles, alumina-based nanoparticles, titania-based nanoparticles, and zirconia-based nanoparticles. Those sols are preferred. That is, silica sol, alumina sol, titania sol, zirconia sol, and the like. A silica-based sol is more preferable, and an organosilica-based sol is particularly preferable.
The organosol is a colloidal solution in which surface-modified colloidal silica is stably dispersed in an organic solvent at a nano level, and can be dispersed in various organic solvents such as alcohol, ketone, ether, and toluene.
Specifically, organosilica sol (methanol silica sol, IPA-ST, IPA-ST, IPA-ST-UP, IPA-ST-ZL, EG-ST, NPC-ST-30, DMAC-ST, MEK manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. -ST, MIBK-ST, PMA-ST and PGM-ST) and high-purity organosilica sol (PL-1-IPA, PL-2L-PGME and PL-2L-MEK) manufactured by Fuso Chemical.
These may be used not only alone but also plurally.

本発明の修飾金属酸化物ナノ粒子は以下の製造方法により得られる。
すなわち、金属酸化物ナノ粒子に、フルオロアルキル基を有するシランカップリング剤(FSC)を添加して金属酸化物ナノ粒子上のシラノールと上記シランカップリング剤(FSC)を反応させることによって得られる。
フルオロアルキル基を有するシランカップリング剤は、市販のものか、市販の含フッ素アルコールあるいは含フッ素アミンとイソシアネート基を有するシランカップリング剤{例えば化合物(E)}とを反応させることにより得ることが出来る。また含フッ素アクリレートとあるいは含フッ素メタクリレートとチオール基とを有するシランカップリング剤{例えば化合物(F)}とを反応させることにより得ることが出来る。あるいは特開平2011−020924号公報記載の方法により得たアルコール又はアミンを、イソシアネート基を有するシランカップリング剤{例えば化合物(E)}と反応させることにより得ることが出来る。
NCOCHCHCHSi(OC (E)
HSCHCHCHSi(OCH (F)
The modified metal oxide nanoparticles of the present invention can be obtained by the following production method.
That is, it is obtained by adding a silane coupling agent (FSC) having a fluoroalkyl group to metal oxide nanoparticles and reacting the silanols on the metal oxide nanoparticles with the silane coupling agent (FSC).
The silane coupling agent having a fluoroalkyl group is commercially available or can be obtained by reacting a commercially available fluorine-containing alcohol or fluorine-containing amine with a silane coupling agent having an isocyanate group {for example, compound (E)}. I can do it. Moreover, it can obtain by making a silane coupling agent {for example, a compound (F)} which has a fluorine-containing acrylate or a fluorine-containing methacrylate, and a thiol group react. Or it can obtain by making the alcohol or amine obtained by the method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-020924 react with the silane coupling agent {For example, compound (E)} which has an isocyanate group.
NCOCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3 (E)
HSCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 (F)

フルオロアルキル基を有するシランカップリング剤(FSC)として具体的には以下のものが挙げられる。
CHCHSi(OCH
CHCHSi(OC
13CHCHSi(OCH
13CHCHSi(OC
17CHCHSi(OCH
17CHCHSi(OC
CFCHOCONHCHCHCHSi(OC
CHCHOCONHCHCHCHSi(OC
13CHCHOCONHCHCHCHSi(OC
17CHCHOCONHCHCHCHSi(OC
SCHCHOCONHCHCHCHSi(OC
13SCHCHOCONHCHCHCHSi(OC
17SCHCHOCONHCHCHCHSi(OC
SOCHCHOCONHCHCHCHSi(OC
13SOCHCHOCONHCHCHCHSi(OC
17SOCHCHOCONHCHCHCHSi(OC
SOCHCHOCONHCHCHCHSi(OC
13SOCHCHOCONHCHCHCHSi(OC
17SOCHCHOCONHCHCHCHSi(OC
SCHCHHNCONHCHCHCHSi(OC
13SCHCHHNCONHCHCHCHSi(OC
17SCHCHHNCONHCHCHCHSi(OC
SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(OC
13SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(OC
17SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(OC
SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(OC
13SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(OC
17SOCHCHHNCONHCHCHCHSi(OC
SCHNCONHCHCHCHSi(OC
13SCHNCONHCHCHCHSi(OC
17SCHNCONHCHCHCHSi(OC
SOCHNCONHCHCHCHSi(OC
13SOCHNCONHCHCHCHSi(OC
17SOCHNCONHCHCHCHSi(OC
SOHNCONHCHCHCHSi(OC
13SOHNCONHCHCHCHSi(OC
17SOHNCONHCHCHCHSi(OC
CHCHOCOCHCHSCHCHCHSi(OCH
CHCHOCOCHCHSCHCHCHSi(OCH
13CHCHOCOCHCHSCHCHCHSi(OCH
17CHCHOCOCHCHSCHCHCHSi(OCH
SCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
13SCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
17SCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
SOCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
13SOCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
17SOCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
SOOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
13SOOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
17SOOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
CHCHSCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
13CHCHSCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
17CHCHSCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
CHCHSOCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
13CHCHSOCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
17CHCHSOCOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
CHCHSOOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
13CHCHSOOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
17CHCHSOOCHCHCHSCHCHCHSi(OCH
Specific examples of the silane coupling agent (FSC) having a fluoroalkyl group include the following.
C 4 F 9 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 4 F 9 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 6 F 13 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
C 6 F 13 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 8 F 17 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 8 F 17 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
CF 3 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 4 F 9 CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 6 F 13 CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 8 F 17 CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 4 F 9 SCH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 6 F 13 SCH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 8 F 17 SCH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 4 F 9 SOCH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 6 F 13 SOCH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 8 F 17 SOCH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 4 F 9 SO 2 CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 6 F 13 SO 2 CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 8 F 17 SO 2 CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 4 F 9 SCH 2 CH 2 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 6 F 13 SCH 2 CH 2 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 8 F 17 SCH 2 CH 2 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 4 F 9 SOCH 2 CH 2 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 6 F 13 SOCH 2 CH 2 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 8 F 17 SOCH 2 CH 2 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 4 F 9 SO 2 CH 2 CH 2 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 6 F 13 SO 2 CH 2 CH 2 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 8 F 17 SO 2 CH 2 CH 2 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 4 F 9 SC 6 H 4 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 6 F 13 SC 6 H 4 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 8 F 17 SC 6 H 4 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 4 F 9 SOC 6 H 4 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 6 F 13 SOC 6 H 4 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 8 F 17 SOC 6 H 4 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 4 F 9 SO 2 C 6 H 4 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 6 F 13 SO 2 C 6 H 4 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 8 F 17 SO 2 C 6 H 4 HNCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3
C 4 F 9 CH 2 CH 2 OCOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 4 F 9 CH 2 CH 2 OCOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 6 F 13 CH 2 CH 2 OCOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
C 8 F 17 CH 2 CH 2 OCOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
C 4 F 9 SC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 6 F 13 SC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 8 F 17 SC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 4 F 9 SOC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 6 F 13 SOC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 8 F 17 SOC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
C 4 F 9 SO 2 C 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 6 F 13 SO 2 C 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 8 F 17 SO 2 C 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 4 F 9 CH 2 CH 2 SC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 6 F 13 CH 2 CH 2 SC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 8 F 17 CH 2 CH 2 SC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 4 F 9 CH 2 CH 2 SOC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 6 F 13 CH 2 CH 2 SOC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 8 F 17 CH 2 CH 2 SOC 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 4 F 9 CH 2 CH 2 SO 2 C 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 6 F 13 CH 2 CH 2 SO 2 C 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 8 F 17 CH 2 CH 2 SO 2 C 6 H 4 OCH 2 C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3

金属酸化物ナノ粒子にフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤(FSC)を反応させる場合の溶媒としては、アルコール系溶媒:メタノール、エタノール、イソプロパンール、n−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及び1,4−ブタンジオール等、エーテル系溶媒:ジエチルエーテル、テトラハイドロフラン及びジオキサン等、ケトン系溶媒:アセトン及びメチルエチルケトン等、非プロトン溶媒:ジメチルスルホキサイド、N,N−ジメチルホルムアミド等及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、アルコール系溶媒であり、これらの溶媒は1種又は2種以上で使用できる。
As a solvent in the case of reacting a metal oxide nanoparticle with a silane coupling agent (FSC) having a fluoroalkyl group, alcohol solvents: methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, pentanol, ethylene glycol , Propylene glycol, 1,4-butanediol, etc., ether solvents: diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc., ketone solvents: acetone, methyl ethyl ketone, etc., aprotic solvents: dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide And mixed solvents thereof.
Among these, alcohol solvents are preferable, and these solvents can be used alone or in combination of two or more.

溶媒に対する原料の金属酸化物ナノ粒子の濃度は1〜50重量%であり、好ましくは1〜30重量%である。 The concentration of the metal oxide nanoparticles of the raw material relative to the solvent is 1 to 50% by weight, preferably 1 to 30% by weight.

金属酸化物ナノ粒子に対するフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤(FSC)の量は金属酸化物ナノ粒子1gに対して0.1〜12mmolであり、好ましくは2.0〜11mmolである。
0.1未満であるとフルオロアルキル基の濃度が低すぎ、難燃効果及び撥水撥油効果が低下し、12を超えると金属酸化物上のシラノールが不足して前記シランカップリング剤どうしが自己縮合する化合物が生成する可能性があり好ましくない。
The amount of the silane coupling agent (FSC) having a fluoroalkyl group with respect to the metal oxide nanoparticles is 0.1 to 12 mmol, preferably 2.0 to 11 mmol, with respect to 1 g of the metal oxide nanoparticles.
If it is less than 0.1, the concentration of the fluoroalkyl group is too low, and the flame retardant effect and the water / oil repellent effect are lowered. If it exceeds 12, silanol on the metal oxide is insufficient and the silane coupling agents are A compound that self-condenses may be formed, which is not preferable.

フルオロアルキル基を有するカップリング剤(FSC)を添加する際の温度は限定されないが、常温(約20℃)から沸点が好ましい。
反応温度も限定されないが、常温(約20℃)から沸点が好ましい。
反応時間も限定されないが、10分から48時間が好ましく、6時間から24時間が特に好ましい。
Although the temperature at the time of adding the coupling agent (FSC) which has a fluoroalkyl group is not limited, the boiling point is preferable from normal temperature (about 20 degreeC).
Although the reaction temperature is not limited, the boiling point is preferably from room temperature (about 20 ° C.).
Although the reaction time is not limited, it is preferably 10 minutes to 48 hours, particularly preferably 6 hours to 24 hours.

本発明の修飾金属酸化物ナノ粒子は、下記式(2)で表される官能基で、さらに修飾されることが好ましい。
−(R−Si(CH(−O−)3−n (2)
{式中、Xは、炭素数1〜20の直鎖又は分岐アルキル基、ビニル基、チオール基、アミノ基、塩素原子、アクリル基、メタクリル基、スチリル基、フェニル基、グリシドキシ基、3,4-エポキシシクロヘキシル基及びブロック化イソシアネート基からなる群から選ばれる官能基であり、Rは炭素数1〜5のアルキレン基であり、mは0又は1であり、nは0又は1を表す。}
The modified metal oxide nanoparticles of the present invention are preferably further modified with a functional group represented by the following formula (2).
X 2 - (R 2) m -Si (CH 3) n (-O-) 3-n (2)
{Wherein X 2 is a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, vinyl group, thiol group, amino group, chlorine atom, acrylic group, methacryl group, styryl group, phenyl group, glycidoxy group, 3, A functional group selected from the group consisting of a 4-epoxycyclohexyl group and a blocked isocyanate group, R 2 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, m is 0 or 1, and n is 0 or 1. . }

また、本発明の修飾金属酸化物ナノ粒子は、式(1)で表される官能基で修飾された修飾金属酸化物ナノ粒子と式(2)で表される官能基で修飾された修飾金属酸化物ナノ粒子との混合組成物として用いることもできる。 The modified metal oxide nanoparticles of the present invention include a modified metal oxide nanoparticle modified with a functional group represented by formula (1) and a modified metal modified with a functional group represented by formula (2). It can also be used as a mixed composition with oxide nanoparticles.

上記式(2)において、Xの炭素数1〜20の直鎖又は分岐アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、オクチル基及びオクタデシル基等が挙げられる。これらのうちコスト及び原料入手の点を考慮すると、好ましくはメチル基、オクチル基及びオクタデシル基である。
の炭素数1〜5のアルキレン基としてはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基等が挙げられる。これらのうちコスト及び原料入手の点を考慮すると、好ましくは、プロピレン基である。
In the above formula (2), examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms of X 2 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an octyl group, and an octadecyl group. Of these, methyl group, octyl group and octadecyl group are preferable in consideration of cost and raw material availability.
Examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms of R 2 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a pentylene group. Of these, a propylene group is preferable in consideration of cost and raw material availability.

式(2)で表される官能基の具体例としては、以下のものが挙げられる。
CHSi(−O−)
CHSi(−O−)
17Si(−O−)
17Si(−O−)
1837Si(−O−)
1837Si(−O−)
CH=CHSi(−O−)
CH=CHSi(−O−)
NCHCHCHSi(−O−)
NCHCHCHSi(−O−)
ClCHCHCHSi(−O−)
SHCHCHCHSi(−O−)
SHCHCHCHSi(CH)(−O−)
CH=CHCOOCHCHCHSi(−O−)
CH=C(CH)COOCHCHCHSi(−O−)
Si(−O−)
(CHCOCOCHCHSCHCHCHSi(−O−)
(CHCOCOCHCHSCHCHCH(CH)Si(−O−)
Specific examples of the functional group represented by the formula (2) include the following.
CH 3 Si (—O—) 3
CH 3 Si (—O—) 3
C 8 H 17 Si (—O—) 3
C 8 H 17 Si (—O—) 3
C 18 H 37 Si (—O—) 3
C 18 H 37 Si (—O—) 3
CH 2 = CHSi (-O-) 3
CH 2 = CHSi (-O-) 3
H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
ClCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
SHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
SHCH 2 CH 2 CH 2 Si (CH 3 ) (— O—) 2
CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3
C 6 H 5 Si (—O—) 3
(CH 3 ) 3 COCOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
(CH 3) 3 COCOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 (CH 3) Si (-O-) 2

さらに式(2)で表される官能基で修飾された修飾金属酸化物ナノ粒子は、以下の製造方法により得られる。
すなわち、式(1)で表される官能基で修飾された修飾金属酸化物ナノ粒子に、下記シランカップリング剤(RSC)を添加して金属酸化物ナノ粒子上のシラノールとシランカップリング剤(RSC)を反応させることによって得られる。シランカップリング剤(RSC)は、金属酸化物ナノ粒子のシラノールと縮合反応する。
また、金属酸化物ナノ粒子に前記フルオロアルキル基を有するシランカップリング剤(FSC)とシランカップリング剤(RSC)を同時に反応させることもできる。
Furthermore, the modified metal oxide nanoparticles modified with the functional group represented by the formula (2) can be obtained by the following production method.
That is, the following silane coupling agent (RSC) is added to the modified metal oxide nanoparticles modified with the functional group represented by the formula (1), and the silanol and the silane coupling agent on the metal oxide nanoparticles ( RSC). The silane coupling agent (RSC) undergoes a condensation reaction with the silanol of the metal oxide nanoparticles.
Moreover, the silane coupling agent (FSC) which has the said fluoroalkyl group, and a silane coupling agent (RSC) can also be made to react simultaneously with a metal oxide nanoparticle.

シランカップリング剤(RSC)の例としては以下のものが挙げられる。
CHSi(OCH
CHSi(OC
17Si(OCH
17Si(OC
1837Si(OCH
1837Si(OC
CH=CHSi(OCH
CH=CHSi(OC
NCHCHCHSi(OCH
NCHCHCHSi(OC
ClCHCHCHSi(OCH
SHCHCHCHSi(OCH
SHCHCHCHSi(CH)(OCH
CH=CHCOOCHCHCHSi(OCH
CH=C(CH)COOCHCHCHSi(OCH
Si(OCH
Si(OC
(CHCOCOCHCHSCHCHCHSi(OCH
(CHCOCOCHCHSCHCHCH(CH)Si(OCH
(COOC)CH−CONHCHCHCHSi(OC
The following are mentioned as an example of a silane coupling agent (RSC).
CH 3 Si (OCH 3 ) 3
CH 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 8 H 17 Si (OCH 3 ) 3
C 8 H 17 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 18 H 37 Si (OCH 3 ) 3
C 18 H 37 Si (OC 2 H 5 ) 3
CH 2 = CHSi (OCH 3 ) 3
CH 2 = CHSi (OC 2 H 5) 3
H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
ClCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
SHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
SHCH 2 CH 2 CH 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2
CH 2 = CHCOOCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
CH 2 = C (CH 3) COOCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
C 6 H 5 Si (OCH 3 ) 3
C 6 H 5 Si (OC 2 H 5 ) 3
(CH 3 ) 3 COCOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
(CH 3 ) 3 COCOCH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 (CH 3 ) Si (OCH 3 ) 2
(C 2 H 5 OOC) 2 CH-CONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3

Figure 2014237576
Figure 2014237576

シランカップリング剤(RSC)の添加量は、原料の金属酸化物ナノ粒子1gに対して通常0.01〜12.0mmolであり、好ましくは、0.1〜12.0mmolである。
上記範囲であると、ケイ素系化合物が有する特性(例えば、分散性)がより発揮できる。
The amount of the silane coupling agent (RSC) added is usually 0.01 to 12.0 mmol, preferably 0.1 to 12.0 mmol, with respect to 1 g of the raw material metal oxide nanoparticles.
Within the above range, the characteristics (for example, dispersibility) of the silicon compound can be more exhibited.

シランカップリング剤(RSC)を添加する際の温度は限定されないが、常温(約20℃)から沸点が好ましい。
反応温度も限定されないが、常温(約20℃)から沸点が好ましい。
反応時間も限定されないが、2〜48時間が好ましく、8〜24時間が特に好ましい。
Although the temperature at the time of adding a silane coupling agent (RSC) is not limited, a boiling point is preferable from normal temperature (about 20 degreeC).
Although the reaction temperature is not limited, the boiling point is preferably from room temperature (about 20 ° C.).
Although the reaction time is not limited, it is preferably 2 to 48 hours, particularly preferably 8 to 24 hours.

本発明の修飾金属酸化物ナノ粒子は、下記式(3)で表される官能基で、さらに修飾されることが好ましい。

MOS(=O)−R−Si(CH(−O−)3−n (3)
{式中、Mは水素イオン、炭素数1〜4のアルキル基、金属イオン又はアンモニウム(NR )基、Rは炭素数1〜10のアルキレン基(本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い)、−C(CHS(CH−、−C(CHSO(CH−又は−C(CHSO(CH−であり、Rは同一或いは異なってもよい炭素数1〜5のアルキル基又は水素原子であり、nは0又は1を表す。}
The modified metal oxide nanoparticles of the present invention are preferably further modified with a functional group represented by the following formula (3).

MOS (= O) 2 -R 3 -Si (CH 3) n (-O-) 3-n (3)
{In the formula, M represents a hydrogen ion, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a metal ion or an ammonium (NR 4 4 ) group, and R 3 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms (in this alkylene chain, a urethane bond or may contain urea linkages), - C 6 H 4 ( CH 2) 2 S (CH 2) 3 -, - C 6 H 4 (CH 2) 2 SO (CH 2) 3 - or -C 6 H 4 (CH 2 ) 2 SO 2 (CH 2 ) 3 —, R 4 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a hydrogen atom, which may be the same or different, and n represents 0 or 1. }

また、本発明の修飾金属酸化物ナノ粒子は、式(1)で表される官能基で修飾された修飾金属酸化物ナノ粒子と式(3)で表される官能基で修飾された修飾金属酸化物ナノ粒子との混合組成物、又は式(1)で表される官能基で修飾された修飾金属酸化物ナノ粒子と式(2)で表される官能基で修飾された修飾金属酸化物ナノ粒子と式(3)で表される官能基で修飾された修飾金属酸化物ナノ粒子との混合組成物として用いることもできる。 The modified metal oxide nanoparticles of the present invention include a modified metal oxide nanoparticle modified with a functional group represented by formula (1) and a modified metal modified with a functional group represented by formula (3). Mixed composition with oxide nanoparticles or modified metal oxide nanoparticles modified with functional group represented by formula (1) and modified metal oxide modified with functional group represented by formula (2) It can also be used as a mixed composition of nanoparticles and modified metal oxide nanoparticles modified with a functional group represented by formula (3).

上記式(3)において、Rの炭素数1〜10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基等が挙げられる。これらのうちコスト及び原料入手の点を考慮すると、好ましくはプロピレン基である。
また−C(CHS(CH−及びC(CHSO(CH−も好ましい。
In the above formula (3), examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms of R 3 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a pentylene group. Of these, a propylene group is preferred in consideration of cost and raw material availability.
Also -C 6 H 4 (CH 2) 2 S (CH 2) 3 - and C 6 H 4 (CH 2) 2 SO 2 (CH 2) 3 - is preferable.

Mとしては、水素イオン、炭素数1〜4のアルキル基、金属イオン(アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、銀イオン、銅イオン及びニッケルイオン等)又はアンモニウム(NR )イオンが挙げられ、難燃性などの点を考慮すると、好ましくは、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンである。 Examples of M include hydrogen ions, alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, metal ions (alkali metal ions, alkaline earth metal ions, silver ions, copper ions, nickel ions, etc.) or ammonium (NR 2 4 ) ions. In view of flame retardancy, alkali metal ions and alkaline earth metal ions are preferable.

アンモニウムイオンのRとしては水素原子、炭素数1〜5のアルキル基が挙げられ、好ましくは、水素原子及び炭素数1〜2のアルキル基(メチル基及びエチル基)である。 R 4 of the ammonium ion includes a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms (methyl group and ethyl group).

アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオン、マグネシウムイオン及びカルシウムイオンなどが挙げられる。
これらのうち好ましくは、アルカリ金属イオンであり、特に好ましいのはカリウムイオンである。
Examples of alkali metal ions and alkaline earth metal ions include lithium ions, sodium ions, potassium ions, cesium ions, magnesium ions, and calcium ions.
Of these, alkali metal ions are preferred, and potassium ions are particularly preferred.

式(3)で表される官能基の具体例としては、以下のものが挙げられる。   Specific examples of the functional group represented by the formula (3) include the following.

HOSO−CHCHCHSi(−O-)
LiOSO−CHCHCHSi(−O-)
NaOSO−CHCHCHSi(−O-)
KOSO−CHCHCHSi(−O-)
NHOSO−CHCHCHSi(−O-)
N(CHOSO−CHCHCHSi(−O-)
NH(COSO−CHCHCHSi(−O-)
AgOSO−CHCHCHSi(−O-)
HOSO−CHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
LiOSO−CHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
NaOSO−CHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
KOSO−CHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
NHOSO−CHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
N(CHOSO−CHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
NH(COSO−CHCHOCONHCHCHCHSi(−O-)
HOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSi(−O-)
LiOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSi(−O-)
NaOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSi(−O-)
KOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSi(−O-)
NHOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSi(−O-)
N(CHOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSi(−O-)
NH(COSO−CHCHNHCONHCHCHCHSi(−O-)
HOSO−CNHCONHCHCHCHSi(−O-)
LiOSO−CNHCONHCHCHCHSi(−O-)
NaOSO−CNHCONHCHCHCHSi(−O-)
KOSO−CNHCONHCHCHCHSi(−O-)
NHOSO−CNHCONHCHCHCHSi(−O-)
N(CHOSO−CNHCONHCHCHCHSi(−O-)
NH(COSO−CNHCONHCHCHCHSi(−O-)
HOSO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
LiOSO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
NaOSO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
KOSO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
NH 4 OSO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
N (CH 3 ) 4 OSO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
NH (C 2 H 5) 3 OSO 2 -CH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3
AgOSO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
HOSO 2 —CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
LiOSO 2 —CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
NaOSO 2 —CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
KOSO 2 —CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
NH 4 OSO 2 —CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
N (CH 3 ) 4 OSO 2 —CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
NH (C 2 H 5) 3 OSO 2 -CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3
HOSO 2 —CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
LiOSO 2 —CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
NaOSO 2 —CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
KOSO 2 —CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
NH 4 OSO 2 —CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
N (CH 3 ) 4 OSO 2 —CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
NH (C 2 H 5) 3 OSO 2 -CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3
HOSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3
LiOSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3
NaOSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3
KOSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3
NH 4 OSO 2 —C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (—O—) 3
N (CH 3) 4 OSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3
NH (C 2 H 5) 3 OSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3

HOSO−CHCHCHSiCH(−O-)
LiOSO−CHCHCHSiCH(−O-)
NaOSO−CHCHCHSiCH(−O-)
KOSO−CHCHCHSiCH(−O-)
NHOSO−CHCHCHSiCH(−O-)
NH(CHOSO−CHCHCHSiCH(−O-)
NH(COSO−CHCHCHSiCH(−O-)
HOSO−CHCHOCONHCHCHCHSiCH(−O-)
LiOSO−CHCHOCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NaOSO−CHCHOCONHCHCHCHSiCH(−O-)
KOSO−CHCHOCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NHOSO−CHCHOCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NH(CHOSO−CHCHOCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NH(COSO−CHCHOCONHCHCHCHSiCH(−O-)
HOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
LiOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NaOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
KOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NHOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NH(CHOSO−CHCHNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NH(COSO−CHCHNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
HOSO−CNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
LiOSO−CNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NaOSO−CNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
KOSO−CNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NHOSO−CNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NH(CHOSO−CNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
NH(COSO−CNHCONHCHCHCHSiCH(−O-)
HOSO 2 -CH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
LiOSO 2 -CH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
NaOSO 2 -CH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
KOSO 2 -CH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
NH 4 OSO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
NH (CH 3 ) 3 OSO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
NH (C 2 H 5) 3 OSO 2 -CH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
HOSO 2 —CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
LiOSO 2 —CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
NaOSO 2 —CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
KOSO 2 -CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
NH 4 OSO 2 —CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
NH (CH 3) 3 OSO 2 -CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
NH (C 2 H 5) 3 OSO 2 -CH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
HOSO 2 —CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
LiOSO 2 —CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
NaOSO 2 —CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
KOSO 2 -CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
NH 4 OSO 2 —CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
NH (CH 3 ) 3 OSO 2 —CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
NH (C 2 H 5) 3 OSO 2 -CH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
HOSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
LiOSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
NaOSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
KOSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
NH 4 OSO 2 —C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
NH (CH 3) 3 OSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
NH (C 2 H 5) 3 OSO 2 -C 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2

LiOSO−CCHCHSCHCHCHSiCH(−O-)
NaOSO−CCHCHSCHCHCHSiCH(−O-)
KOSO−CCHCHSCHCHCHSiCH(−O-)
LiOSO−CCHCHSOCHCHCHSiCH(−O-)
NaOSO−CCHCHSOCHCHCHSiCH(−O-)
KOSO−CCHCHSOCHCHCHSiCH(−O-)
LiOSO−CCHCHSOCHCHCHSiCH(−O-)
NaOSO−CCHCHSOCHCHCHSiCH(−O-)
KOSO−CCHCHSOCHCHCHSiCH(−O-)
LiOSO 2 —C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
NaOSO 2 -C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
KOSO 2 -C 6 H 4 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
LiOSO 2 -C 6 H 4 CH 2 CH 2 SOCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
NaOSO 2 -C 6 H 4 CH 2 CH 2 SOCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
KOSO 2 -C 6 H 4 CH 2 CH 2 SOCH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
LiOSO 2 —C 6 H 4 CH 2 CH 2 SO 2 CH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (—O—) 2
NaOSO 2 -C 6 H 4 CH 2 CH 2 SO 2 CH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2
KOSO 2 -C 6 H 4 CH 2 CH 2 SO 2 CH 2 CH 2 CH 2 SiCH 3 (-O-) 2

さらに、式(3)で表される官能基で修飾された修飾金属酸化物ナノ粒子は以下の方法により得られる。
すなわち、上記式(1)又は上記式(1)及び上記式(2)で表される官能基で修飾された修飾金属酸化物ナノ粒子溶液に化学的にスルホン酸基に変換できる官能基を有する下記式(SC1)又は(SC2)で表されるシランカップリング剤を添加し、金属酸化物ナノ粒子のシラノールと縮合反応させることにより得ることが出来る。
Furthermore, the modified metal oxide nanoparticles modified with the functional group represented by the formula (3) are obtained by the following method.
That is, the modified metal oxide nanoparticle solution modified with the functional group represented by the above formula (1) or the above formula (1) and the above formula (2) has a functional group that can be chemically converted to a sulfonic acid group. It can be obtained by adding a silane coupling agent represented by the following formula (SC1) or (SC2) and causing a condensation reaction with silanol of the metal oxide nanoparticles.

すなわち、金属酸化物ナノ粒子に、化学的にスルホン酸基に変換できる官能基を有する下記式(SC1)又は(SC2)で表されるシランカップリング剤を添加して金属酸化物ナノ粒子上のシラノールと上記シランカップリング剤を反応させた後、チオール基を過酸化物によりスルホン酸基に変換後、必要により金属塩で中和する方法によって得られる。あるいは上記チオール基と下記式(SC3)で表される化合物を反応させることにより得ることが出来る。
また下記式(SC3)で表される化合物と下記式(SC1)又は(SC2)で表される化合物を反応させて得たシランカップリング剤を金属酸化物ナノ粒子上のシラノールと反応させることによっても得ることが出来る。
HS−R−Si(CH(−Y3−n (SC1)
(Y−)3−n(CH)Si−R−S−S−R−Si(CH(−Y3−n (SC2)
{式中、Rは炭素数1〜10のアルキレン基(本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い)であり、Yは同一或いは異なってもよい炭素数1〜4のアルコキシ基又は水酸基、nは0又は1を表す。}
MOS(=O)−C−CH=CH (SC3)
{式中、Mは水素イオン、炭素数1〜4のアルキル基、金属イオン又はアンモニウム(NR )基を表す}
That is, a silane coupling agent represented by the following formula (SC1) or (SC2) having a functional group that can be chemically converted to a sulfonic acid group is added to the metal oxide nanoparticles, and then on the metal oxide nanoparticles. After reacting silanol and the silane coupling agent, the thiol group is converted to a sulfonic acid group by a peroxide, and then neutralized with a metal salt if necessary. Or it can obtain by making the said thiol group and the compound represented by a following formula (SC3) react.
Also, by reacting a silane coupling agent obtained by reacting a compound represented by the following formula (SC3) with a compound represented by the following formula (SC1) or (SC2) with silanol on the metal oxide nanoparticles. Can also be obtained.
HS-R 5 -Si (CH 3 ) n (-Y 2) 3-n (SC1)
(Y 2 -) 3-n (CH 3) Si-R 5 -S-S-R 5 -Si (CH 3) n (-Y 2) 3-n (SC2)
{In the formula, R 5 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms (this alkylene chain may contain a urethane bond or a urea bond), and Y 2 may be the same or different. -4 alkoxy group or hydroxyl group, n represents 0 or 1. }
MOS (= O) 2 -C 6 H 4 -CH = CH 2 (SC3)
{Wherein, M represents a hydrogen ion, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a metal ion, or an ammonium (NR 4 4 ) group}

式(SC1)又は(SC2)で表されるシランカップリング剤の具体例としては、以下のものが挙げられる。   Specific examples of the silane coupling agent represented by the formula (SC1) or (SC2) include the following.

HSCHCHCHSi(OCH
CHCH(HS)CHSi(OC
HSCHCHSi(OCH
HSCHCHSi(OC
HSCHCHOCONHCHCHCHSi(OC
HSCHCHNHCONHCHCHCHSi(OC
HSCNHCONHCHCHCHSi(OC
(OCSiCHCHCH−S−S−CHCHCHSi(OC
HSCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
CH 3 CH (HS) CH 2 Si (OC 2 H 5) 3,
HSCH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
HSCH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
HSCH 2 CH 2 OCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
HSCH 2 CH 2 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
HSC 6 H 4 NHCONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
(OC 2 H 5) 3 SiCH 2 CH 2 CH 2 -S-S-CH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5) 3

これらのうち、ウレタン結合やウレア結合を持つ化合物はイソシアネート基を有するシランカップリング剤に、2−メルカプトエタノール、2−メルカプトエチルアミン及び4−メルカプトアニリンを反応させることにより得ることが出来る。 Among these, a compound having a urethane bond or urea bond can be obtained by reacting a silane coupling agent having an isocyanate group with 2-mercaptoethanol, 2-mercaptoethylamine, and 4-mercaptoaniline.

式(SC3)で表される化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。
LiOS(=O)−C−CH=CH
NaOS(=O)−C−CH=CH
KOS(=O)−C−CH=CH
OS(=O)−C−CH=CH
(CNOS(=O)−C−CH=CH
Specific examples of the compound represented by the formula (SC3) include the following.
LiOS (= O) 2 -C 6 H 4 -CH = CH 2
NaOS (= O) 2 -C 6 H 4 -CH = CH 2
KOS (= O) 2 -C 6 H 4 -CH = CH 2
C 2 H 5 OS (= O ) 2 -C 6 H 4 -CH = CH 2
(C 2 H 5) 4 NOS (= O) 2 -C 6 H 4 -CH = CH 2

金属酸化物ナノ粒子にシランカップリング剤(SC1又はSC2)を反応させる場合の溶媒としては、アルコール系溶媒:メタノール、エタノール、イソプロパンール、n−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及び1,4−ブタンジオール等、エーテル系溶媒:ジエチルエーテル、テトラハイドロフラン及びジオキサン等、ケトン系溶媒:アセトン及びメチルエチルケトン等、非プロトン溶媒:ジメチルスルホキサイド、N,N−ジメチルホルムアミド等及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、アルコール系溶媒であり、これらの溶媒は1種又は2種以上で使用できる。
Solvents for reacting metal oxide nanoparticles with silane coupling agents (SC1 or SC2) are alcohol solvents: methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol. And 1,4-butanediol, ether solvents: diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, ketone solvents: acetone and methyl ethyl ketone, aprotic solvents: dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide and the like And the like.
Among these, alcohol solvents are preferable, and these solvents can be used alone or in combination of two or more.

金属酸化物ナノ粒子に対するシランカップリング剤(SC1又はSC2)の量は金属酸化物ナノ粒子1gに対して0.1〜12mmolであり、好ましくは2.0〜11mmolである。
0.1未満であるとスルホン酸基の濃度が低すぎ、難燃化性能が低下し、12を超えると金属酸化物上のシラノールが不足して前記シランカップリング剤どうしが自己縮合する化合物が生成する可能性があり好ましくない。
The amount of the silane coupling agent (SC1 or SC2) with respect to the metal oxide nanoparticles is 0.1 to 12 mmol, preferably 2.0 to 11 mmol, with respect to 1 g of the metal oxide nanoparticles.
When the concentration is less than 0.1, the concentration of the sulfonic acid group is too low, and the flame retardancy performance is lowered. When the concentration exceeds 12, the compound in which the silanol on the metal oxide is insufficient and the silane coupling agents are self-condensed. It may be generated and is not preferable.

シランカップリング剤(SC1又はSC2)を添加する際の温度は限定されないが、常温(約20℃)から沸点が好ましい。
反応温度も限定されないが、常温(約20℃)から沸点が好ましい。
反応時間も限定されないが、10分から48時間が好ましく、6時間から24時間が特に好ましい。
The temperature at which the silane coupling agent (SC1 or SC2) is added is not limited, but the boiling point is preferably from room temperature (about 20 ° C.).
Although the reaction temperature is not limited, the boiling point is preferably from room temperature (about 20 ° C.).
Although the reaction time is not limited, it is preferably 10 minutes to 48 hours, particularly preferably 6 hours to 24 hours.

過酸化物としては、有機過酸化物(過酢酸、m−クロロ過安息香酸、過酸化ベンゾイル等)、無機過酸化物(オゾン、過酸化水素、過酸化カルシウム等)が挙げられる。これらのうち、好ましいのは過酸化水素と過酢酸であり、特に好ましいのは過酸化水素である。
過酸化物は前段階の製造工程{金属酸化物ナノ粒子にシランカップリング剤(SC1又はSC2)を結合させる工程}の中に一度に或は分割して投入することが出来る。
Examples of the peroxide include organic peroxides (peracetic acid, m-chloroperbenzoic acid, benzoyl peroxide, etc.) and inorganic peroxides (ozone, hydrogen peroxide, calcium peroxide, etc.). Of these, hydrogen peroxide and peracetic acid are preferred, and hydrogen peroxide is particularly preferred.
The peroxide can be added at one time or divided into the production process of the previous step {the step of bonding the silane coupling agent (SC1 or SC2) to the metal oxide nanoparticles}.

用いる過酸化物の量は、シランカップリング剤(SC1又はSC2)に対して、200〜5000モル%、好ましくは300〜5000モル%、さらに好ましくは300〜2000モル%である。 The amount of the peroxide used is 200 to 5000 mol%, preferably 300 to 5000 mol%, more preferably 300 to 2000 mol%, based on the silane coupling agent (SC1 or SC2).

過酸化物を添加する際の温度は限定されないが、常温(約20℃)が好ましい。
反応温度も限定されないが、常温(約20℃)から沸点が好ましい。
反応時間も限定されないが、10分から48時間が好ましく、6時間から24時間が特に好ましい。
Although the temperature at the time of adding a peroxide is not limited, Room temperature (about 20 degreeC) is preferable.
Although the reaction temperature is not limited, the boiling point is preferably from room temperature (about 20 ° C.).
Although the reaction time is not limited, it is preferably 10 minutes to 48 hours, particularly preferably 6 hours to 24 hours.

金属塩としては、水酸化物(水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等)、酢酸塩(酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等)、金属酸化物(酸化銀等)、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド及びカリウム-tert-ブトキサイド等が挙げられる。 Metal salts include hydroxides (lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, etc.), acetate salts (lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, etc.), metals Examples thereof include oxides (such as silver oxide), ammonia, trimethylamine, triethylamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and potassium tert-butoxide.

金属塩で中和するときの温度は特に制限はなく、通常室温で行えばよい。 There is no particular limitation on the temperature when neutralizing with the metal salt, and it may be usually performed at room temperature.

加える金属塩はそのまま加えても、溶媒(例えば、水等)で希釈してから加えても良い。 The metal salt to be added may be added as it is, or may be added after dilution with a solvent (for example, water).

シランカップリング剤のチオール基あるいは金属酸化物ナノ粒子上のチオール基と式(SC3)で表される化合物を反応させる場合の溶媒としては、水、アルコール系溶媒:メタノール、エタノール、イソプロパンール、n−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及び1,4−ブタンジオール等、エーテル系溶媒:ジエチルエーテル、テトラハイドロフラン及びジオキサン等、ケトン系溶媒:アセトン及びメチルエチルケトン等、非プロトン溶媒:ジメチルスルホキサイド、N,N−ジメチルホルムアミド等及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、水、アルコール系溶媒及びその混合系溶媒である。
Solvents for reacting the thiol group of the silane coupling agent or the thiol group on the metal oxide nanoparticles with the compound represented by the formula (SC3) include water, alcohol solvents: methanol, ethanol, isopropanol, n- Butanol, t-butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol and the like, ether solvents: diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane and the like, ketone solvents: acetone, methyl ethyl ketone, and the like, aprotic solvents: Examples thereof include dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, and mixed solvents thereof.
Among these, water, alcohol solvents and mixed solvents thereof are preferable.

シランカップリング剤のチオール基あるいは金属酸化物ナノ粒子上のチオール基と式(SC3)で表される化合物を反応させる場合、触媒を使用するのが好ましい。触媒としては、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(メチルブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カーボニトリル)、2,2−アゾビス〔N−(2−プロぺニル)−2−メチルプロピオンアミド〕、1−〔(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ〕ホルムアミド、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)及び2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド等のアゾ系開始剤、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、tert−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ヘキシルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシネオデカノエート、ベンゾイルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトタメチルブチルハイドロパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−tert−ヘキシルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート及びジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート等の過酸化物系開始剤等が挙げられる。 When the thiol group of the silane coupling agent or the thiol group on the metal oxide nanoparticles is reacted with the compound represented by the formula (SC3), it is preferable to use a catalyst. As the catalyst, α, α′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4dimethylvaleronitrile) Dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate), 2,2′-azobis (methylbutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2-azobis [ N- (2-propenyl) -2-methylpropionamide], 1-[(1-cyano-1-methylethyl) azo] formamide, 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide) ) And 2,2′-azobis (N-cyclohexyl-2-methylpropionamide and the like azo initiators, tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate, tert -Hexylperoxy-2-ethylhexanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, 2,5-dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoyl) Peroxy) hexane, tert-butylperoxypivalate, tert-hexylperoxypivalate, tert-butylperoxyneodecanoate, benzoyl peroxide, dilauroyl peroxide, di (3,5,5-trimethylhexa) Noyl) peroxide, tert-butyl hydroperoxide, 1,1,3,3-tetamethylbutyl hydroperoxide, tert-butyl cumyl peroxide, di-tert-hexyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate and di- 2-ethylhexylpa Peroxide initiators such as dicarbonate and the like.

触媒を添加する際の温度は限定されないが、常温(約20℃)から沸点が好ましい。
反応温度も限定されないが、常温(約20℃)から沸点が好ましい。
反応時間も限定されないが、10分から48時間が好ましく、6時間から24時間が特に好ましい。
Although the temperature at the time of adding a catalyst is not limited, The boiling point is preferable from normal temperature (about 20 degreeC).
Although the reaction temperature is not limited, the boiling point is preferably from room temperature (about 20 ° C.).
Although the reaction time is not limited, it is preferably 10 minutes to 48 hours, particularly preferably 6 hours to 24 hours.

用いる触媒の量は、式(SC3)で表される化合物に対して、0.01〜10モル%、好ましくは0.1〜5モル%、さらに好ましくは1〜5モル%である。 The amount of the catalyst used is 0.01 to 10 mol%, preferably 0.1 to 5 mol%, more preferably 1 to 5 mol%, based on the compound represented by the formula (SC3).

チオール基を有する化合物に対する式(SC3)で表される化合物とのモル比は通常0.95〜1.05、好ましくは0.98〜1.02、特に好ましくは0.99〜1.01である。
なお金属酸化物ナノ粒子上に結合したチオール基の場合、結合したチオール基に対してのモル比を表す。
The molar ratio of the compound represented by the formula (SC3) to the compound having a thiol group is usually 0.95 to 1.05, preferably 0.98 to 1.02, and particularly preferably 0.99 to 1.01. is there.
In addition, in the case of the thiol group couple | bonded on the metal oxide nanoparticle, the molar ratio with respect to the couple | bonded thiol group is represented.

式(1)並びに必要により式(2)及び/又は式(3)で表される官能基で修飾された本発明の修飾金属酸化物ナノ粒子は上記製造方法により製造した場合、溶液として得られる。
得られた溶液は構造体にコーティング可能な撥水撥油剤として有用である。
The modified metal oxide nanoparticles of the present invention modified with the functional group represented by the formula (1) and, if necessary, the formula (2) and / or the formula (3) can be obtained as a solution when produced by the above production method. .
The obtained solution is useful as a water / oil repellent capable of coating the structure.

また成膜性を改良するため、上記溶液に金属アルコキサイド類{例えば、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシチタン、テトラブトキシジルコニウム、テトラキス(2,4−ペンタンジオナト)ジルコニウム、テトラキス(2,4−ペンタンジオナト)チタニウム、(ビス(2,4−ペンタンジオナト)ビス(2−プロパノラト)チタニウム、トリイソプロピルアルミニウム等}、金属アルコキサイドオリゴマー類(例えば、コルコート株式会社製のメチルシリケートやエチルシリケート等)、金属酸化物ゾル{例えば、コルコート株式会社製のアルコール性シリカゾル(コルコートP及びコルコートN−103X等)や日産化学株式会社製のシリカゾル(スノーテックス及びオルガノシリカゾル等)}、金属酸化物微粒子(例えば、日本アエロジル社製のアエロジル300やアエロジルR974等)等を加えてもよい。 In addition, in order to improve the film formability, the above solution is mixed with metal alkoxides {for example, tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxytitanium, tetrabutoxyzirconium, tetrakis (2,4-pentanedionato) zirconium, tetrakis (2, 4-pentandionato) titanium, (bis (2,4-pentandionato) bis (2-propanolato) titanium, triisopropylaluminum, etc.}, metal alkoxide oligomers (for example, methyl silicate manufactured by Colcoat Co., Ltd.) Ethyl silicate, etc.), metal oxide sol {for example, alcoholic silica sol manufactured by Colcoat Co., Ltd. (Colcoat P and Colcoat N-103X etc.) and silica sol manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. (Snowtex and organosilica sol etc.)}, metal oxide Fine particles (E.g., Nippon Aerosil Co., Ltd. Aerosil 300 or Aerosil R974, etc.) may be added or the like.

また溶液から得られる溶媒を除去して得られる固体は構造体に添加可能な撥水撥油剤として有用である。 The solid obtained by removing the solvent obtained from the solution is useful as a water and oil repellent that can be added to the structure.

金属アルコキサイドを含む場合、金属アルコキサイドの含有量(重量%)は、式(1)〜(3)で表される化合物の合計重量に基づいて5〜1000%であり、好ましくは5〜800%、さらに好ましくは10〜800%である。 When the metal alkoxide is included, the content (% by weight) of the metal alkoxide is 5 to 1000% based on the total weight of the compounds represented by the formulas (1) to (3), preferably 5 to 800%. More preferably, it is 10 to 800%.

金属アルコキサイドオリゴマーを含む場合、金属アルコキサイドオリゴマーの含有量(重量%)は、式(1)〜(3)で表される化合物の合計重量に基づいて5〜1000%であり、好ましくは5〜800%、さらに好ましくは10〜800%である。   When the metal alkoxide oligomer is included, the content (% by weight) of the metal alkoxide oligomer is preferably 5 to 1000% based on the total weight of the compounds represented by the formulas (1) to (3). Is from 5 to 800%, more preferably from 10 to 800%.

金属酸化物微粒子を含む場合、金属酸化物微粒子の含有量(重量%)は、式(1)〜(3)で表される化合物の合計重量に基づいて5〜1000%であり、好ましくは5〜800%、さらに好ましくは10〜800%である。   When the metal oxide fine particles are included, the content (% by weight) of the metal oxide fine particles is 5 to 1000% based on the total weight of the compounds represented by the formulas (1) to (3), preferably 5 It is -800%, More preferably, it is 10-800%.

金属酸化物ゾルを含む場合、金属酸化物ゾルの含有量(重量%)は、式(1)〜(3)で表される化合物の合計重量に基づいて5〜1000%であり、好ましくは5〜800%であり、さらに好ましくは10〜800%である。   When the metal oxide sol is included, the content (% by weight) of the metal oxide sol is 5 to 1000% based on the total weight of the compounds represented by the formulas (1) to (3), preferably 5 It is -800%, More preferably, it is 10-800%.

構造体としては、繊維、樹脂、皮革、毛皮、ガラス、セラミックス及び金属などが挙げられる。
繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、セルロース繊維、ウール繊維、アクリル繊維及び絹繊維などが挙げられる。
Examples of the structure include fiber, resin, leather, fur, glass, ceramics, and metal.
Examples of the fiber include polyester fiber, nylon fiber, cellulose fiber, wool fiber, acrylic fiber, and silk fiber.

樹脂としては、アクリル系樹脂(ポリメチルメタクリレート等)、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ABS、ポリカーボネート(ビスフェノール系、フルオレン系等の芳香族系ポリカーボネート)ポリスチレン、エポキシ、不飽和ポリエステル、メラミン、ジアリルフタレート、ポリイミド、ウレタン、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリブタジエン、ポリイソプレン、SBR、ニトリルラバー、EPM、EPDM、エピクロルヒドリンラバー、ネオプレンラバー、ポルサルファイド及びブチルラバー等及びこれらのアロイが挙げられる。 Examples of resins include acrylic resins (polymethyl methacrylate, etc.), polyester resins (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), ABS, polycarbonate (aromatic polycarbonates such as bisphenol and fluorene), polystyrene, epoxy, Unsaturated polyester, melamine, diallyl phthalate, polyimide, urethane, nylon, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polybutadiene, polyisoprene, SBR, nitrile rubber, EPM, EPDM, epichlorohydrin rubber, neoprene rubber, porsulfide, butyl rubber, etc. and These alloys are mentioned.

金属としては、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス、黄銅、マグネシウム等及びこれらのアロイが挙げられる。 Examples of the metal include iron, copper, aluminum, stainless steel, brass, magnesium and the like and alloys thereof.

本発明の撥水撥油剤は、作業性(取扱性及び塗装性等)を向上させるために希釈溶媒を含有させてもよい。希釈溶媒としては、本発明の金属酸化物ナノ微粒子と反応せず、これらを分散するものであれば制限がなく、たとえば、エーテル{テトラヒドロフラン及びジオキサン等}、アルコール{メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール及びn−ブチルアルコール等}、ケトン{アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等}、非プロトン性溶媒{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−メチルピロリドン及びジメチルスルホキシド等}及び水等が挙げられる。 The water / oil repellent of the present invention may contain a diluting solvent in order to improve workability (handleability, paintability, etc.). The diluent solvent is not limited as long as it does not react with the metal oxide nanoparticles of the present invention and disperses them. For example, ether {tetrahydrofuran and dioxane etc.}, alcohol {methyl alcohol, ethyl alcohol, n- Propyl alcohol, isopropyl alcohol and n-butyl alcohol etc.}, ketone {acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone etc.}, aprotic solvent {N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and dimethyl Sulfoxide and the like} and water.

溶液中の撥水撥油剤の濃度は通常0.001重量%から10重量%であり、好ましくは0.01重量%から10重量%であり、特に好ましくは0.1から5重量%である。   The concentration of the water / oil repellent in the solution is usually from 0.001 to 10% by weight, preferably from 0.01 to 10% by weight, particularly preferably from 0.1 to 5% by weight.

溶液から得られる溶媒を除去して得られる固体を構造体に添加して使用する場合、添加する撥水撥油剤の量は構造体に対して通常0.01重量%から10重量%であり、好ましくは0.01重量%から5重量%であり、特に好ましくは0.1から5重量%である。 When a solid obtained by removing the solvent obtained from the solution is added to the structure and used, the amount of the water / oil repellent to be added is usually 0.01% to 10% by weight with respect to the structure. Preferably it is 0.01 to 5 weight%, Most preferably, it is 0.1 to 5 weight%.

本発明の難燃剤は、式(1)並びに必要により式(2)及び/又は式(3)で表される官能基で修飾された修飾酸化物ナノ粒子を含有する。 The flame retardant of the present invention contains modified oxide nanoparticles modified with the functional group represented by the formula (1) and, if necessary, the formula (2) and / or the formula (3).

樹脂に対する本発明の難燃剤の含有量(重量%)は0.01〜5であり、好ましくは0.05〜3であり、特に好ましくは0.1〜2である。 Content (weight%) of the flame retardant of this invention with respect to resin is 0.01-5, Preferably it is 0.05-3, Most preferably, it is 0.1-2.

修飾酸化物ナノ粒子は上記製造方法により製造した場合、通常沈殿(固体)として得られる。得られた沈殿をろ過乾燥後粉砕することにより難燃剤として有用である。 The modified oxide nanoparticles are usually obtained as a precipitate (solid) when produced by the above production method. It is useful as a flame retardant by pulverizing the obtained precipitate after filtration and drying.

また、沈殿が生じない場合はアセトン、テトラハイドロフラン、ジオキサンなど水と相溶性のある溶媒中に滴下して沈殿として得ることが出来る。 Moreover, when precipitation does not arise, it can be dripped in a solvent compatible with water, such as acetone, tetrahydrofuran, and dioxane, and can be obtained as precipitation.

あるいは、スプレードライ又は凍結乾燥によっても固体の難燃剤を得ることが出来る。 Alternatively, a solid flame retardant can also be obtained by spray drying or freeze drying.

樹脂としては、アクリル系樹脂(ポリメチルメタクリレート等)、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ABS、ポリカーボネート(ビスフェノール系、フルオレン系等の芳香族系ポリカーボネート)ポリスチレン、エポキシ、不飽和ポリエステル、メラミン、ジアリルフタレート、ポリイミド、ウレタン、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリブタジエン、ポリイソプレン、SBR、ニトリルラバー、EPM、EPDM、エピクロルヒドリンラバー、ネオプレンラバー、ポルサルファイド及びブチルラバー等及びこれらのアロイが挙げられる。 Examples of resins include acrylic resins (polymethyl methacrylate, etc.), polyester resins (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), ABS, polycarbonate (aromatic polycarbonates such as bisphenol and fluorene), polystyrene, epoxy, Unsaturated polyester, melamine, diallyl phthalate, polyimide, urethane, nylon, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polybutadiene, polyisoprene, SBR, nitrile rubber, EPM, EPDM, epichlorohydrin rubber, neoprene rubber, porsulfide, butyl rubber, etc. and These alloys are mentioned.

本発明の難燃剤は、他の難燃剤を併用しても良い。他の難燃剤としては、例えば、有機リン酸エステル系難燃剤、ハロゲン化リン酸エステル系難燃剤、無機リン系難燃剤、ハロゲン化ビスフェノール系難燃剤、その他のハロゲン化合物系難燃剤、アンチモン系難燃剤、窒素系難燃剤、ホウ酸系難燃剤、金属塩系難燃剤、無機系難燃剤、ケイ素系難燃剤及びスルホン酸系難燃剤などが挙げられ、これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることができる。 The flame retardant of the present invention may be used in combination with other flame retardants. Examples of other flame retardants include organic phosphate ester flame retardants, halogenated phosphate ester flame retardants, inorganic phosphorus flame retardants, halogenated bisphenol flame retardants, other halogen compound flame retardants, and antimony flame retardants. Examples include flame retardants, nitrogen flame retardants, boric acid flame retardants, metal salt flame retardants, inorganic flame retardants, silicon flame retardants, and sulfonic acid flame retardants. Any one of these may be used alone. Alternatively, a plurality of types can be mixed and used.

有機リン酸エステル系難燃剤としては、例えば、トリフェニルホスフェート、メチルネオベンジルホスフェート、ペンタエリスリトールジエチルジホスフェート、メチルネオペンチルホスフェート、フェニルネオペンチルホスフェート、ペンタエリスリトールジフェニルジホスフェート、ジシクロペンチルハイポジホスフェート、ジネオペンチルハイポホスファイト、フェニルピロカテコールホスファイト、エチルピロカテコールホスフェート、及びジピロカテコールハイポジホスフェートなどが挙げられる。これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることができる。 Examples of the organic phosphate ester flame retardant include triphenyl phosphate, methyl neobenzyl phosphate, pentaerythritol diethyl diphosphate, methyl neopentyl phosphate, phenyl neopentyl phosphate, pentaerythritol diphenyl diphosphate, dicyclopentyl high positive phosphate, dineo Examples include pentyl hypophosphite, phenyl pyrocatechol phosphite, ethyl pyrocatechol phosphate, and dipyrrocatechol high positive phosphate. Any one of these can be used alone or in combination.

ハロゲン化リン酸エステル系難燃剤としては、例えば、トリス(β−クロロエチル)ホスフェート、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェート、トリス(β−ブロモエチル)ホスフェート、トリス(ジブロモプロピル)ホスフェート、トリス(クロロプロピル)ホスフェート、トリス(ジブロモフェニル)ホスフェート、トリス(トリブロモフェニル)ホスフェート、リス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート、縮合型ポリホスフェート、及び縮合型ポリホフホネートなどが挙げられる。これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることができる。 Examples of the halogenated phosphate ester flame retardant include tris (β-chloroethyl) phosphate, tris (dichloropropyl) phosphate, tris (β-bromoethyl) phosphate, tris (dibromopropyl) phosphate, tris (chloropropyl) phosphate, Examples thereof include tris (dibromophenyl) phosphate, tris (tribromophenyl) phosphate, lith (tribromoneopentyl) phosphate, condensed polyphosphate, condensed polyphosphinate, and the like. Any one of these can be used alone or in combination.

無機リン系難燃剤としては、例えば、赤リン及び無機系リン酸塩などが挙げられる。
これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることができる。
Examples of the inorganic phosphorus flame retardant include red phosphorus and inorganic phosphate.
Any one of these can be used alone or in combination.

ハロゲン化ビスフェノール系難燃剤としては、例えば、テトラブロモビスフェノールAとそのオリゴマー、及びビス(ブロモエチルエーテル)テトラブロモビスフェノールAなどが挙げられる。これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることができる。 Examples of the halogenated bisphenol flame retardant include tetrabromobisphenol A and its oligomer, bis (bromoethyl ether) tetrabromobisphenol A, and the like. Any one of these can be used alone or in combination.

その他のハロゲン化合物系難燃剤としては、デカブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモベンゼン、ヘキサブロモシクロドデカン、テトラブロモ無水フタル酸、(テトラブロビスモフェノール)エポキシオリゴマー、ヘキサブロモビフェニルエーテル、トリブロモフェノール、ジブロモクレジルグリシジルエーテル、デカブロモジフェニルオキシド、ハロゲン化ポリカーボネート、ハロゲン化ポリカーボネート共重合体、ハロゲン化ポリスチレン、ハロゲン化ポリオレフィン、塩素化パラフィン、及びパークロロシクロデカンなどが挙げられる。これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることができる。 Other halogen compound flame retardants include decabromodiphenyl ether, hexabromobenzene, hexabromocyclododecane, tetrabromophthalic anhydride, (tetrabrobismophenol) epoxy oligomer, hexabromobiphenyl ether, tribromophenol, dibromocresyl Examples thereof include glycidyl ether, decabromodiphenyl oxide, halogenated polycarbonate, halogenated polycarbonate copolymer, halogenated polystyrene, halogenated polyolefin, chlorinated paraffin, and perchlorocyclodecane. Any one of these can be used alone or in combination.

アンチモン系難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、及びアンチモン酸ソーダなどが挙げられる。これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることができる。 Examples of the antimony flame retardant include antimony trioxide, antimony tetroxide, antimony pentoxide, and sodium antimonate. Any one of these can be used alone or in combination.

窒素系難燃剤としては、例えば、メラミン、アルキル基又は芳香族置換メラミン、メラミンシアヌレート、イソシアヌレート、メラミンホスフェート、トリアジン、グアニジン化合物、尿素、各種シアヌール酸誘導体、及びホスファゼン化合物などが挙げられる。これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることができる。 Examples of the nitrogen-based flame retardant include melamine, alkyl group or aromatic substituted melamine, melamine cyanurate, isocyanurate, melamine phosphate, triazine, guanidine compound, urea, various cyanuric acid derivatives, and phosphazene compounds. Any one of these can be used alone or in combination.

ホウ酸系難燃剤としては、例えば、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸亜鉛、及びメタホウ酸バリウムなどが挙げられる。これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることができる。 Examples of the boric acid flame retardant include zinc borate, zinc metaborate, and barium metaborate. Any one of these can be used alone or in combination.

金属塩系難燃剤としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸と他のビニル化合物との共重合体(例えば、ポリスチレン-ポリスチレンスルホン酸共重合体及びポリスチレンの一部スルホン化物)、パーフルオロアルカンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、ハロゲン化アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、及びナフタレンスルホン酸などのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩などが挙げられる。これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることができる。 Examples of metal salt flame retardants include polystyrene sulfonic acid, copolymers of polystyrene sulfonic acid and other vinyl compounds (for example, polystyrene-polystyrene sulfonic acid copolymer and partially sulfonated polystyrene), and perfluoroalkanes. Examples thereof include alkali metal salts and alkaline earth metal salts such as sulfonic acid, alkylbenzene sulfonic acid, halogenated alkylbenzene sulfonic acid, alkyl sulfonic acid, and naphthalene sulfonic acid. Any one of these can be used alone or in combination.

無機系難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、ドロマイト、ハイドロタルサイト、塩基性炭酸マグネシウム、水素化ジルコニウム、酸化スズ水和物などの無機金属化合物水和物、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化モリブデン、酸化コバルト、酸化ビスマス、酸化クロム、酸化スズ、酸化ニッケル、酸化銅、酸化タングステンなどの金属酸化物、アルミニウム、鉄、銅、ニッケル、チタン、マンガン、スズ、亜鉛、モリブデン、コバルト、ビスマス、クロム、タングステン、アンチモンなどの金属粉、炭酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、及び炭酸バリウムなどの炭酸塩などが挙げられる。これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることができる。 Examples of inorganic flame retardants include inorganic metal compounds such as magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, dolomite, hydrotalcite, basic magnesium carbonate, zirconium hydride, and tin oxide hydrate. Hydrate, aluminum oxide, iron oxide, titanium oxide, manganese oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, molybdenum oxide, cobalt oxide, bismuth oxide, chromium oxide, tin oxide, nickel oxide, copper oxide, tungsten oxide, etc. Metal oxides such as metal oxides, aluminum, iron, copper, nickel, titanium, manganese, tin, zinc, molybdenum, cobalt, bismuth, chromium, tungsten, antimony, zinc carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, and barium carbonate Such as carbonates That. Any one of these can be used alone or in combination.

併用する他の難燃剤の樹脂に対する含有量(重量%)は、その種類や、必要とされる難燃性のレベルや、難燃性を付与しようとする樹脂組成物の種類によって異なるが、通常0〜50であり、好ましくは0〜〜30であり、さらに好ましくは0〜10である。 The content (% by weight) of the other flame retardant used in combination with the resin varies depending on the type, the required level of flame retardancy, and the type of resin composition to which flame retardancy is to be imparted. It is 0-50, Preferably it is 0-30, More preferably, it is 0-10.

本発明の難燃剤と樹脂からなる難燃性樹脂組成物は、他の添加剤として、例えば、無機充填剤や耐衝撃性向上剤、酸化防止剤(ヒンダードフェノール系、リン系、硫黄系)、帯電防止剤、紫外線吸収剤(ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ヒドロキシフェニルトリアジン系、環状イミノエステル系、シアノアクリレート系)、光安定化剤、可塑剤、相溶化剤、着色剤(顔料、染料)、光拡散剤、光安定剤、結晶核剤、抗菌剤、流動性改質剤、抗菌剤、赤外線吸収剤、蛍光体、加水分解防止剤、離型剤、あるいは表面処理剤などを含有していてもよい。これにより、難燃性、射出成形性、耐衝撃性、外観、耐熱性、耐候性、色あるいは剛性などが改善される。 The flame retardant resin composition comprising the flame retardant and resin of the present invention includes, as other additives, for example, inorganic fillers, impact resistance improvers, antioxidants (hindered phenol-based, phosphorus-based, sulfur-based). , Antistatic agent, ultraviolet absorber (benzophenone, benzotriazole, hydroxyphenyltriazine, cyclic imino ester, cyanoacrylate), light stabilizer, plasticizer, compatibilizer, colorant (pigment, dye) , Light diffusing agent, light stabilizer, crystal nucleating agent, antibacterial agent, fluidity modifier, antibacterial agent, infrared absorber, phosphor, hydrolysis inhibitor, mold release agent, or surface treatment agent May be. Thereby, flame retardancy, injection moldability, impact resistance, appearance, heat resistance, weather resistance, color, rigidity, etc. are improved.

無機充填剤は、前記樹脂組成物の力学的強度の向上や、さらなる難燃性の向上を図る目的で用いる。無機充填剤としては、例えば、結晶性シリカ、溶融シリカ、アルミナ、マグネシア、タルク、マイカ、カオリン、クレー、珪藻土、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、ガラス繊維、フッ化カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン酸カルシウム、炭素繊維、カーボンナノチューブ、チタン酸カリウム繊維などが挙げられる。これらのうちの何れか1種を単独で、若しくは複数種を混合して用いることが可能である。これらの無機充填剤のうち、タルク、マイカ、カーボン、ガラスを用いることが好ましく、特にタルクがより好ましい。 The inorganic filler is used for the purpose of improving the mechanical strength of the resin composition and further improving the flame retardancy. Examples of the inorganic filler include crystalline silica, fused silica, alumina, magnesia, talc, mica, kaolin, clay, diatomaceous earth, calcium silicate, titanium oxide, glass fiber, calcium fluoride, calcium sulfate, barium sulfate, and calcium phosphate. , Carbon fiber, carbon nanotube, potassium titanate fiber and the like. Any one of these can be used alone or in combination. Of these inorganic fillers, talc, mica, carbon, and glass are preferably used, and talc is more preferable.

難燃性樹脂組成物中の無機充填剤の含有量(重量%)は、2.5〜20であり、より好ましくは5〜15である。20より多くなると、樹脂組成物(例えば、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物)を射出成形する際に溶融した樹脂組成物の流動性が低下したり、耐衝撃性が低下したりするといった不具合が起こることがある。 Content (weight%) of the inorganic filler in a flame-retardant resin composition is 2.5-20, More preferably, it is 5-15. If it exceeds 20, the fluidity of the molten resin composition when the resin composition (for example, aromatic polycarbonate resin composition) is injection-molded may deteriorate, or the impact resistance may decrease. There is.

耐衝撃性向上剤は、前記樹脂組成物の耐衝撃性を向上させる目的で添加される。耐衝撃性向上剤は、単独では、例えば、ポリカーボネート樹脂の靭性の改善や伸度の改善に効果があり、ポリカーボネート樹脂とAS樹脂の混合系では、両者に相溶して、あるいは一部反応して相溶性を改善し、樹脂混合物の力学物性や成形性を改善する。 The impact resistance improver is added for the purpose of improving the impact resistance of the resin composition. The impact resistance improver alone is effective, for example, in improving the toughness and elongation of the polycarbonate resin, and in the mixed system of the polycarbonate resin and the AS resin, they are compatible with each other or partially react. To improve the compatibility and improve the mechanical properties and moldability of the resin mixture.

耐衝撃性向上剤としては、通常、樹脂改質の用途(ゴム状弾性体や熱可塑性エラストマー、相溶化剤など)に用いられている材料を用いることが可能である。例えば、ABS樹脂、HIPS樹脂、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、メタクリル酸メチル−スチレン樹脂、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン(MBS)樹脂、イソプレン−スチレンゴム、イソプレンゴム、ポリブタジエン(PB)、ブタジエン−アクリルゴム、イソプレン−アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴムなどのゴム状弾性体と、これ以外に、ポリスチレン系(SBC)、塩ビ系(TPVC)、ポリオレフィン系(TPO)、ポリウレタン系(PU)、ポリエステル系(TPEE)、ニトリル系、ポリアミド系(TPAE)、フッ素系、塩素化ポリエチレン系(CPE)、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、トランス−1,4−イソプレン、シリコーン系、塩素化エチレンコポリマー架橋体アロイ、エステルハロゲン系ポリマーアロイなどの熱可塑性エラストマーを挙げることができる。さらに具体的には、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SEBS:水添スチレン系熱可塑性エラストマー)、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体(SEPS:水添スチレン系熱可塑性エラストマー)、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)、スチレン−水素化ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン−ビニルオキサゾリン共重合体、エポキシ化スチレン系エラストマーなどのスチレン系と、アクリロニトリル−ブタジエンポリマーをグラフトしたポリカーボネート、C5−C9留分の重合により得られる石油系樹脂、ゴム微粒子のポリマーによる表面修飾物、粒子状のゴムの外部にグラフト層を持ったコアシェルタイプの衝撃耐向上剤でゴム成分がブタジエンゴム系、アクリルゴム系、シリコーン−アクリル複合ゴム系のものなどを好ましい組み合わせとして挙げることができる。 As the impact resistance improver, it is possible to use materials usually used for resin modification (rubber-like elastic bodies, thermoplastic elastomers, compatibilizers, etc.). For example, ABS resin, HIPS resin, styrene-butadiene rubber (SBR), methyl methacrylate-styrene resin, methyl methacrylate-butadiene-styrene (MBS) resin, isoprene-styrene rubber, isoprene rubber, polybutadiene (PB), butadiene- Rubber-like elastic bodies such as acrylic rubber, isoprene-acrylic rubber, ethylene-propylene rubber, and others, polystyrene (SBC), vinyl chloride (TPVC), polyolefin (TPO), polyurethane (PU), polyester (TPEE), nitrile, polyamide (TPAE), fluorine, chlorinated polyethylene (CPE), syndiotactic-1,2-polybutadiene, trans-1,4-isoprene, silicone, chlorinated ethylene copolymer crosslinked Body alloy It may be mentioned thermoplastic elastomers such as esters halogen-based polymer alloy. More specifically, styrene-ethylene-butadiene-styrene copolymer (SEBS: hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer), styrene-ethylene-propylene-styrene copolymer (SEPS: hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer), Styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS), styrene-hydrogenated butadiene-styrene copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS), styrene-vinyloxazoline copolymer, epoxidized styrene elastomer, etc. Polystyrene grafted with styrene and acrylonitrile-butadiene polymer, petroleum resin obtained by polymerization of C5-C9 fraction, surface modification product by polymer of fine rubber particles, core shell with graft layer outside particulate rubber Of type撃耐 improver rubber component a butadiene rubber, the acrylic rubber, a silicone - can be exemplified as a preferable combination such as those of acrylic composite rubber.

これら耐衝撃性向上剤のうち、ABS樹脂、HIPS樹脂、及びスチレン系熱可塑性エラストマーが特に好ましく、スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、SEBS、SEPS、SBS、スチレン−水素化ブタジエン−スチレン共重合体、SIS、スチレン−ビニルオキサゾリン共重合体、及びエポキシ化スチレン系エラストマーが挙げられる。これらの中で、SEBSが最も好適である。 Among these impact resistance improvers, ABS resin, HIPS resin, and styrene-based thermoplastic elastomer are particularly preferable. Examples of the styrene-based thermoplastic elastomer include SEBS, SEPS, SBS, styrene-hydrogenated butadiene-styrene copolymer, Examples include SIS, styrene-vinyloxazoline copolymer, and epoxidized styrene elastomer. Of these, SEBS is most preferred.

なお、上述した耐衝撃性向上剤は、単独で用いてもよく複数種を組み合わせて用いてもよい。 In addition, the impact resistance improving agent mentioned above may be used independently, and may be used in combination of multiple types.

難燃性樹脂組成物中の耐衝撃向上剤の含有量(重量%)は、0.2〜10であり、より好ましくは0.5〜7.5であり、さらに好ましくは、1〜5%である。
10より多くなると、樹脂組成物(例えば、芳香族ポリカーボネート樹脂組成物)の難燃性と流れ性が低下する。
The content (% by weight) of the impact resistance improver in the flame retardant resin composition is 0.2 to 10, more preferably 0.5 to 7.5, and further preferably 1 to 5%. It is.
If it exceeds 10, the flame retardancy and flowability of the resin composition (for example, an aromatic polycarbonate resin composition) will decrease.

前記樹脂組成物は、例えば、下記のようにして製造することができる。まず、前記樹脂材料及び各種添加剤を混合する。この際、例えば、タンブラー、リブレンダー、ミキサー、押出機、コニーダなどといった混練装置にて略均一に分散させる。次に、この混合物を、射出成形、射出圧縮成形、押出成形、ブロー成形、真空成形、プレス成形、発泡成形、あるいは超臨界成形などといった成形法により、所定の形状、例えば、家電、自動車、情報機器、事務機器、電話機、文房具、家具、あるいは繊維などの各種製品の筐体や部品材の形状に成形し、前記樹脂組成物を得ることが出来る。 The resin composition can be produced, for example, as follows. First, the resin material and various additives are mixed. At this time, for example, it is dispersed substantially uniformly by a kneading apparatus such as a tumbler, a reblender, a mixer, an extruder, or a kneader. Next, the mixture is subjected to a predetermined shape such as home appliances, automobiles, information by a molding method such as injection molding, injection compression molding, extrusion molding, blow molding, vacuum molding, press molding, foam molding, or supercritical molding. The resin composition can be obtained by molding into shapes of housings and parts of various products such as equipment, office equipment, telephones, stationery, furniture, and textiles.

以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。実施例は、本発明を説明するものであり、制限を加えるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. The examples are illustrative of the invention and are not limiting.

実施例1
1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリメトキシシラン(アヅマックス株式会社)2.0g(5ミリモル)、3−(トリメトキシシリル)プロパン−1−チオール(チッソ株式会社)2.5g(12.8ミリモル)、フェニルトリメトキシシラン(東京化成株式会社)1.68g(8.5ミリモル)をエタノール10gに溶解させた後、オルガノシリカゾル(日産化学製、30%メタノール溶液)15.0g、水2.5gを加え24時間加熱還流した。冷却後過酸化水素水(三徳化学工業株式会社製、30%水溶液)9g(79.4ミリモル)を加え24時間加熱還流することにより、C13CHCH−Si(−O−)基、HOSCHCHCH−Si(−O−)基及びC−Si(−O−)で修飾されたシリカゾルエタノール溶液を得た。この溶液を水酸化カリウムのイソプロパノール溶液(0.5N水酸化カリウムエタノール溶液/イソプロパノール=30g/100g)の中に滴下し生じた沈殿をろ過後、イソプロパノール、アセトンで洗浄後乾燥粉砕することによりC13CHCH−Si(−O−)基、KOSCHCHCH−Si(−O−)基及びC−Si(−O−)で修飾されたシリカナノ粒子を8.3g得た。
Example 1
1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltrimethoxysilane (Amax Co., Ltd.) 2.0 g (5 mmol), 3- (trimethoxysilyl) propane-1-thiol (Chisso Corporation) 2.5 g (12. 8 mmol), phenyltrimethoxysilane (Tokyo Kasei Co., Ltd.) 1.68 g (8.5 mmol) was dissolved in 10 g of ethanol, 15.0 g of organosilica sol (manufactured by Nissan Chemical Co., 30% methanol solution), water 2 0.5 g was added and heated to reflux for 24 hours. After cooling, 9 g (79.4 mmol) of hydrogen peroxide solution (manufactured by Santoku Chemical Co., Ltd., 30% aqueous solution) was added and heated under reflux for 24 hours, so that C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) A silica sol ethanol solution modified with three groups, HO 3 SCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group and C 6 H 5 —Si (—O—) 3 was obtained. C 6 After filtering the dropped resulting precipitate in the solution of potassium hydroxide in isopropanol (0.5 N potassium hydroxide ethanol solution / isopropanol = 30 g / 100 g), isopropanol, by washed with acetone dry milled Modified with F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group, KO 3 SCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group and C 6 H 5 —Si (—O—) 3 8.3 g of silica nanoparticles were obtained.

実施例2
1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリメトキシシラン(アヅマックス株式会社)4.0g(10ミリモル)、3−(トリメトキシシリル)プロパン−1−チオール(チッソ株式会社)1.67g(8.5ミリモル)、フェニルトリメトキシシラン(東京化成株式会社)1.68g(8.5ミリモル)をエタノール10gに溶解させた後、オルガノシリカゾル(日産化学製、30%メタノール溶液)15.0g、水2.5gを加え24時間加熱還流した。冷却後過酸化水素水(三徳化学工業株式会社製、30%水溶液)6g(52.9ミリモル)を加え24時間加熱還流することにより、C13CHCH−Si(−O−)基、HOSCHCHCH−Si(O−)基及びC−Si(−O−)で修飾されたシリカゾルエタノール溶液を得た。この溶液を水酸化カリウムのイソプロパノール溶液(0.5N水酸化カリウムエタノール溶液/イソプロパノール=30g/100g)の中に滴下し生じた沈殿をろ過後、イソプロパノール、アセトンで洗浄後乾燥粉砕することにより1H,C13CHCH−Si(−O−)基、KOSCHCHCH−Si(−O−)基及びC−Si(−O−)で修飾されたシリカナノ粒子を8.9g得た。
Example 2
1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltrimethoxysilane (Amax Co., Ltd.) 4.0 g (10 mmol), 3- (trimethoxysilyl) propane-1-thiol (Chisso Corp.) 1.67 g (8. 5 mmol), phenyltrimethoxysilane (Tokyo Kasei Co., Ltd.) 1.68 g (8.5 mmol) was dissolved in 10 g of ethanol, 15.0 g of organosilica sol (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., 30% methanol solution), water 2 0.5 g was added and heated to reflux for 24 hours. After cooling, 6 g (52.9 mmol) of hydrogen peroxide solution (Santoku Chemical Co., Ltd., 30% aqueous solution) was added and heated under reflux for 24 hours, so that C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) was obtained. A silica sol ethanol solution modified with three groups, HO 3 SCH 2 CH 2 CH 2 —Si (O—) 3 group and C 6 H 5 —Si (—O—) 3 was obtained. This solution was dropped into an isopropanol solution of potassium hydroxide (0.5N potassium hydroxide ethanol solution / isopropanol = 30 g / 100 g), the resulting precipitate was filtered, washed with isopropanol and acetone, dried and pulverized to obtain 1H, Modified with C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group, KO 3 SCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group and C 6 H 5 —Si (—O—) 3 8.9 g of the prepared silica nanoparticles were obtained.

実施例3
(1)3−(トリメトキシシリル)プロパン−1−チオール(チッソ株式会社)10.0g(51.0ミリモル)、p−スチレンスルホン酸エチルエステル(東ソー有機化学、純度90%)12.0g(51.0ミリモル)を及びアゾビスイソブチロニトリル0.42g(2.55ミリモル)をエタノール72gに溶かし反応系内をアルゴンで置換後、一晩加熱還流することにより、下記化合物(4)を含有するエタノール溶液を94g得た。
S−C−CHCHSCHCHCHSi(OCH(4)
(2)(1)で得たエタノール溶液31.5gと1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトキシシラン(アヅマックス株式会社)3.97g(0.05モル)をオルガノシリカゾル(日産化学製、30%イソプロパノール溶液)15.0gに加え、さらに水2.5gを加えて24時間加熱還流することにより、CS−C−CHCHSCHCHCH−Si(−O−)基とC13CHCH−Si(−O−)基で修飾されたエタノールシリカゾルを53g得た。
(3)(2)で得たエタノールシリカゾル26.5g(p−スチレンスルホン酸エチルエステル由来の構造として8.5ミリモル含有)に水酸化カリウム水溶液{水酸化カリウム2.24g(34ミリモル)、水5部}を加え1時間加熱還流した。生じた沈殿をろ過し、エチルアルコール及びアセトンで洗浄乾燥後粉砕することにより、KOS−C−CHCHSCHCHCH−Si(−O−)基とC13CHCH−Si(−O−)基で修飾されたシリカナノ粒子を10.4g得た。
Example 3
(1) 10.0 g (51.0 mmol) of 3- (trimethoxysilyl) propane-1-thiol (Chisso Corporation), p-styrenesulfonic acid ethyl ester (Tosoh Organic Chemistry, purity 90%) 12.0 g ( 51.0 mmol) and 0.42 g (2.55 mmol) of azobisisobutyronitrile in 72 g of ethanol, the reaction system was purged with argon, and heated under reflux overnight to obtain the following compound (4). 94 g of ethanol solution was obtained.
C 2 H 5 O 3 S- C 6 H 4 -CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3 (4)
(2) 31.5 g of the ethanol solution obtained in (1) and 3.97 g (0.05 mol) of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (Amax Co., Ltd.) , 30% isopropanol solution) In addition to 15.0 g, 2.5 g of water is further added and heated under reflux for 24 hours, so that C 2 H 5 O 3 SC 6 H 4 —CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 53 g of ethanol silica sol modified with 2- Si (—O—) 3 group and C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group was obtained.
(3) 26.5 g of ethanol silica sol obtained in (2) (containing 8.5 mmol as a structure derived from p-styrenesulfonic acid ethyl ester) and aqueous potassium hydroxide solution (2.24 g (34 mmol) of potassium hydroxide, water) 5 parts} was added and heated to reflux for 1 hour. The resulting precipitate was filtered, washed with ethyl alcohol and acetone, dried, and pulverized, so that KO 3 S—C 6 H 4 —CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group and C 10.4 g of silica nanoparticles modified with 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 groups was obtained.

実施例4
実施例3の(2)で得たエタノールシリカゾル26.5g(p−スチレンスルホン酸エチルエステル由来の構造として8.5ミリモル含有)に過酸化水素(三徳化学工業株式会社製、30%水溶液)3g(26ミリモル)を加え24時間加熱還流後、水酸化カリウム水溶液{水酸化カリウム2.24g(34ミリモル)、水5g}を加え1時間加熱還流した。生じた沈殿をろ過し、エチルアルコール及びアセトンで洗浄乾燥後粉砕することにより、KOS−C−CHCHSOCHCHCH−Si(−O−)基とC13CHCH−Si(−O−)基で修飾されたシリカナノ粒子を6.0g得た。
Example 4
26.5 g of ethanol silica sol obtained in (2) of Example 3 (containing 8.5 mmol as a structure derived from p-styrenesulfonic acid ethyl ester) and 3 g of hydrogen peroxide (manufactured by Santoku Chemical Co., Ltd., 30% aqueous solution) (26 mmol) was added and heated under reflux for 24 hours, and then an aqueous potassium hydroxide solution (2.24 g (34 mmol) of potassium hydroxide, 5 g of water) was added and heated under reflux for 1 hour. The resulting precipitate was filtered, washed with ethyl alcohol and acetone, dried, and then pulverized, whereby KO 3 S—C 6 H 4 —CH 2 CH 2 SO 2 CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 groups And 6.0 g of silica nanoparticles modified with 3 groups of C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—).

実施例5
1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトキシシラン(アヅマックス株式会社)2.6g(0.05モル)をエタノール40.4gに溶解させた後、オルガノシリカゾル(日産化学製、30%イソプロパノール溶液)6.0g、水1.0gを加え24時間加熱還流することによりC13CHCH−Si(−O−)基で修飾されたシリカナノ粒子を含むエタノール溶液50g得た。
Example 5
After dissolving 2.6 g (0.05 mol) of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (Amax Co., Ltd.) in 40.4 g of ethanol, organosilica sol (Nissan Chemical, 30% isopropanol solution) ) 6.0 g and 1.0 g of water were added and heated under reflux for 24 hours to obtain 50 g of an ethanol solution containing silica nanoparticles modified with C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 groups.

実施例6
(1)1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトキシシラン(アヅマックス株式会社)5.2g(0.1モル)をエタノール80.8gに溶解させた後、オルガノシリカゾル(日産化学製、30%イソプロパノール溶液)12.0g、水2.0gを加え24時間加熱還流することによりC13CHCH−Si(−O−)基で修飾されたシリカゾル100.0gを得た。
(2)3,5−ジメチルピラゾール4.81g(0.05モル)と3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン12.35g(0.05モル)を脱水酢酸エチル100gに溶かし、室温で3日間撹拌した。反応終了後酢酸エチルを除去することにより3−イソシアナートプロピルトリエトキシシランのイソシアナート基を3,5−ジメチルピラゾールでブロックしたブロックドイソシアナート化合物16.8gを得た。
(3)(1)で得たC13CHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液49.0gに(2)で得たブロックドイソシアナート化合物1.0gを加えて室温で3日間撹拌することにより、C13CHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
(4)(3)で得たエタノール溶液50gを水100gで希釈することにより、C13CHCH−Si(−O−)基とブロックイソシアナート基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルの水分散液を得た。
Example 6
(1) After dissolving 5.2 g (0.1 mol) of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (Amax Co., Ltd.) in 80.8 g of ethanol, organosilica sol (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., 30 % Isopropanol solution) 12.0 g and water 2.0 g were added and heated under reflux for 24 hours to obtain 100.0 g of silica sol modified with C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 groups.
(2) 3.81 g (0.05 mol) of 3,5-dimethylpyrazole and 12.35 g (0.05 mol) of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane were dissolved in 100 g of dehydrated ethyl acetate and stirred at room temperature for 3 days. . After completion of the reaction, ethyl acetate was removed to obtain 16.8 g of a blocked isocyanate compound in which the isocyanate group of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane was blocked with 3,5-dimethylpyrazole.
(3) The blocked isocyanate obtained in (2) was added to 49.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group obtained in (1). An ethanol solution 50 containing isopropanol silica sol modified with C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group and blocked isocyanate group by adding 1.0 g of compound and stirring at room temperature for 3 days 0.0 g was obtained.
(4) By diluting 50 g of the ethanol solution obtained in (3) with 100 g of water, isopropanol silica sol modified with 3 groups of C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) and a block isocyanate group An aqueous dispersion was obtained.

実施例7
(1)実施例6の(1)で得たC13CHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液49.0gに3−(トリメトキシシリル)プロパン−1−チオール(チッソ株式会社)1.0g(5.1ミリモル)を加えて室温で3日間撹拌することにより、C13CHCH−Si(−O−)基とHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
(2)上記イソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液12.5gと、実施例6の(3)で得たイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液12.5gを混合してエタノール25gで希釈することにより、C13CHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 7
(1) 3- (trimethoxysilyl) was added to 49.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group obtained in (1) of Example 6. ) By adding 1.0 g (5.1 mmol) of propane-1-thiol (Chisso Corporation) and stirring at room temperature for 3 days, 3 groups of C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) and 50.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group was obtained.
(2) By mixing 12.5 g of the ethanol solution containing the isopropanol silica sol and 12.5 g of the ethanol solution containing the isopropanol silica sol obtained in (3) of Example 6 and diluting with 25 g of ethanol, C 6 F 13 50.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group, blocked isocyanate group and HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group is obtained. It was.

実施例8
(1)実施例6の(1)において、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトキシシラン(アヅマックス株式会社)の代わりに、国際公開2009/087981号の実施例1に従って合成したC17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCH3.6g、エタノール88.4gを用いて同様の操作をすることによりC17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液100.0gを得た。
(2)(1)で得たC17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液49.0gに実施例6の(2)で得たブロックドイソシアナート化合物1.0gを加えて室温で3日間撹拌することにより、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
(3)(1)で得たC17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液49.0gに3−(トリメトキシシリル)プロパン−1−チオール(チッソ株式会社)1.0g(5.1ミリモル)を加えて室温で3日間撹拌することにより、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(−O−)基とHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
(4)上記(2)及び(3)で得たイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液それぞれ12.5gを混合してエタノール25.0gで希釈することによりC17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 8
(1) C 8 synthesized according to Example 1 of International Publication No. 2009/087981 instead of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (Amax Co., Ltd.) in (1) of Example 6 By performing the same operation using 3.6 g of F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 and 88.4 g of ethanol, C 8 100.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group was obtained.
(2) Isopropanol silica sol modified with C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group obtained in (1) By adding 1.0 g of the blocked isocyanate compound obtained in (2) of Example 6 to 49.0 g of the ethanol solution contained and stirring at room temperature for 3 days, C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 20.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 groups and a blocked isocyanate group was obtained.
(3) The isopropanol silica sol modified with the C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group obtained in (1) is used. By adding 1.0 g (5.1 mmol) of 3- (trimethoxysilyl) propane-1-thiol (Chisso Corporation) to 49.0 g of the ethanol solution containing the mixture, the mixture was stirred at room temperature for 3 days, whereby C 8 F 17 − Isopropanol modified with 3 groups CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) and 3 groups HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) An ethanol solution containing 50.0 g of silica sol was obtained.
(4) above (2) and C 8 by diluting with ethanol solution respectively by mixing 12.5g ethanol 25.0g containing isopropanol silica sol obtained in (3) F 17 -CH 2 CH 2 -OCO-CH 2 CH 2 -S-CH 2 CH 2 CH 2 -Si a (-O-) 3 group and blocked isocyanate group and HSCH 2 CH 2 CH 2 -Si ( -O-) isopropanol silica sol modified with 3 groups An ethanol solution containing 50.0 g was obtained.

実施例9
実施例8の(1)〜(4)において、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCHの代わりに、国際公開2009/087981号の実施例3に従って合成したC17−CHCH−OCONH−CHCHCH−Si(OC3.6g、エタノール88.4gを用いて同様の操作をすることによりC17−CHCH−OCONH−CHCHCH−Si(−O−)基とHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 9
In Example 8 (1) to (4), instead of C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , international Using 3.6 g of C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OC 2 H 5 ) 3 synthesized according to Example 3 of publication 2009/087981 and 88.4 g of ethanol. By performing the same operation, C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group and HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group 50.0 g of ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with

実施例10
実施例8の(1)〜(4)において、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCHの代わりに国際公開2009/087981号の実施例4に従って合成したC−CHCH−OCO−CH(CH)CH−S−CHCHCH−Si(OCH2.6g、エタノール89.4gを用いて同様の操作をすることによりC−CHCH−OCO−CH(CH)CH−S−CHCHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 10
In Example 8 (1) to (4), C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 instead of international publication C 4 F 9 —CH 2 CH 2 —OCO—CH (CH 3 ) CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 2.6 g synthesized according to Example 4 of 2009/087981 By performing the same operation using 89.4 g of ethanol, C 4 F 9 —CH 2 CH 2 —OCO—CH (CH 3 ) CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 50.0 g of an ethanol solution containing an isopropanol silica sol modified with a group, a blocked isocyanate group and a HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group was obtained.

実施例11
実施例8の(1)〜(4)において、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCHの代わりに国際公開2009/087981号の実施例8に従って合成したC−CHCH−OCONH−CHCHCH−Si(OC2.6g、エタノール89.4gを用いて同様の操作をすることによりC−CHCH−OCONH−CHCHCH−Si(O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 11
In Example 8 (1) to (4), C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 instead of international publication Similarly, 2.6 g of C 4 F 9 —CH 2 CH 2 —OCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OC 2 H 5 ) 3 synthesized according to Example 8 of 2009/087981 and 89.4 g of ethanol were used. C 4 F 9 —CH 2 CH 2 —OCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (O—) 3 group, blocked isocyanate group and HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O -) 50.0 g of ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with 3 groups was obtained.

実施例12
実施例8の(1)〜(4)において、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCHの代わりに国際公開2009/087981号の実施例20に従って合成したC−SCHCHOCONH−CHCHCH−Si(OC2.7g、エタノール89.3gを用いて同様の操作をすることによりC−SCHCHOCONH−CHCHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 12
In Example 8 (1) to (4), C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 instead of international publication Using C 4 F 9 —SCH 2 CH 2 OCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OC 2 H 5 ) 3 2.7 g synthesized according to Example 20 of 2009/087981 and 89.3 g ethanol C 4 F 9 —SCH 2 CH 2 OCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group and blocked isocyanate group and HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O— ) 50.0 g of ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with 3 groups was obtained.

実施例13
実施例8の(1)〜(4)において、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−-CHCHCH−Si(OCHの代わりに国際公開2009/087981号の実施例23に従って合成したC−SCHCHNHCONH−CHCHCH−Si(OC2.7g、エタノール89.3gを用いて同様の操作をすることによりC−SCHCHNHCONH−CHCHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 13
In Example 8 (1) to (4), instead of C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 , international Similarly using 2.7 g of C 4 F 9 —SCH 2 CH 2 NHCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OC 2 H 5 ) 3 synthesized according to Example 23 of Publication 2009/087981 and 89.3 g of ethanol. C 4 F 9 —SCH 2 CH 2 NHCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group, blocked isocyanate group and HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O -) 50.0 g of ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with 3 groups was obtained.

実施例14
実施例8の(1)〜(4)において、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCHの代わりに国際公開2009/087981号の実施例44に従って合成したC−SO−CHCHOCONH−CHCHCH−Si(OC2.9g、エタノール89.1gを用いて同様の操作をすることによりC−SO−CHCHOCONH−CHCHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 14
In Example 8 (1) to (4), C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 instead of international publication C 4 F 9 —SO 2 —CH 2 CH 2 OCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OC 2 H 5 ) 3 2.9 g synthesized according to Example 44 of 2009/087981 and 89.1 g of ethanol were used. In the same manner, C 4 F 9 —SO 2 —CH 2 CH 2 OCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group, blocked isocyanate group and HSCH 2 CH 2 CH 2 50.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with -Si (-O-) 3 groups was obtained.

実施例15
実施例8の(1)〜(4)において、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCHの代わりに国際公開2009/087981号の実施例50に従って合成したC−S−C−OCH−C−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCH3.3g、エタノール88.7gを用いて同様の操作をすることによりC−S−C−OCH−C−CHCH−S−CHCHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 15
In Example 8 (1) to (4), C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 instead of international publication C was synthesized according to example 50 of WO 2009/087981 4 F 9 -S-C 6 H 4 -OCH 2 -C 6 H 4 -CH 2 CH 2 -S-CH 2 CH 2 CH 2 -Si (OCH 3) 3 3.3g, C 4 F 9 -S -C 6 H 4 -OCH 2 -C 6 H 4 -CH 2 CH 2 -S-CH 2 CH 2 by the same procedure using ethanol 88.7g 50.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with a CH 2 —Si (—O—) 3 group, a blocked isocyanate group and a HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group was obtained.

実施例16
実施例8の(1)〜(4)において、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCHの代わりに国際公開2009/087981号の実施例52に従って合成したCCHCH−S−C−OCH−C−CHCHSCHCHCHSi(OCH3.4g、エタノール88.6gを用いて同様の操作をすることによりCCHCH−S−C−OCH−C−CHCHSCHCHCHSi(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 16
In Example 8 (1) to (4), C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 instead of international publication C was synthesized according to example 52 of WO 2009/087981 4 F 9 CH 2 CH 2 -S-C 6 H 4 -OCH 2 -C 6 H 4 -CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3 3.4 g, C 4 by the same procedure using ethanol 88.6g F 9 CH 2 CH 2 -S -C 6 H 4 -OCH 2 -C 6 H 4 -CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3 groups and blocked isocyanate groups and HSCH 2 CH 2 CH 2 -Si ( -O-) ethanol solution 50 containing a modified isopropanol silica sol 3 groups It was obtained 0g.

実施例17
実施例8の(1)〜(4)において、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCHの代わりに国際公開2009/087981号の実施例53に従って合成したC−S−C−NHCONH−CHCHCH−Si(OC3.0g、エタノール89.0gを用いて同様の操作をすることによりC−S−C−NHCONH−CHCHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 17
In Example 8 (1) to (4), C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 instead of international publication C 4 F 9 —S—C 6 H 4 —NHCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OC 2 H 5 ) 3 3.0 g synthesized according to Example 53 of 2009/087981 and 89.0 g of ethanol were used. In the same manner, C 4 F 9 —S—C 6 H 4 —NHCONH—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group, blocked isocyanate group and HSCH 2 CH 2 CH 2 50.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with -Si (-O-) 3 groups was obtained.

実施例18
実施例8の(1)〜(4)において、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCHの代わりに国際公開2009/087981号の実施例67に従って合成したC−SO−C−OCH−C−CHCHSCHCHCHSi(OCH3.4g、エタノール88.6gを用いて同様の操作をすることによりC−SO−C−OCH−C−CHCHSCHCHCHSi(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 18
In Example 8 (1) to (4), C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 instead of international publication C 4 F 9 —SO 2 —C 6 H 4 —OCH 2 —C 6 H 4 —CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 synthesized according to Example 67 of 2009/087981. 4 g and 88.6 g of ethanol were used in the same manner to obtain C 4 F 9 —SO 2 —C 6 H 4 —OCH 2 —C 6 H 4 —CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (— 50.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with O-) 3 groups, blocked isocyanate groups and HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 groups was obtained.

実施例19
実施例8の(1)〜(4)において、C17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCHの代わりに国際公開2009/087981号の実施例68に従って合成したC−CHCH−SO−C−OCH−C−CHCHSCHCHCHSi(OCH3.6g、エタノール88.4gを用いて同様の操作をすることによりC−CHCH−SO−C−OCH−C−CHCHSCHCHCHSi(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 19
In Example 8 (1) to (4), C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —S—CH 2 CH 2 CH 2 —Si (OCH 3 ) 3 instead of international publication C was synthesized according to example 68 of WO 2009/087981 4 F 9 -CH 2 CH 2 -SO 2 -C 6 H 4 -OCH 2 -C 6 H 4 -CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) By performing the same operation using 3.6 g of 3 and 88.4 g of ethanol, C 4 F 9 —CH 2 CH 2 —SO 2 —C 6 H 4 —OCH 2 —C 6 H 4 —CH 2 CH ethanone containing 2 SCH 2 CH 2 CH 2 Si (-O-) 3 groups and blocked isocyanate groups and HSCH 2 CH 2 CH 2 -Si ( -O-) isopropanol silica sol modified with 3 groups It was obtained Lumpur solution 50.0g.

実施例20
(1)実施例6の(1)で得たC13CHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液49.0gに3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社)1.0g(5.1ミリモル)を加えて室温で3日間撹拌することにより、C13CHCH−Si(−O−)基と3−グルシドキシ基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
(2)上記イソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液12.5gと、実施例7の(1)で得たイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液12.5gを混合してエタノール25gで希釈することにより、C13CHCH−Si(−O−)基と3−グルシドキシ基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
実施例21
(1)実施例6の(1)において、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトキシシラン(アヅマックス株式会社)の代わりに、国際公開2009/087981号の実施例1に従って合成したC17−CHCH−OCO−CHCH−S−CHCHCH−Si(OCH3.6g、過酸化水素水(三徳化学工業株式会社製、30%水溶液)2.0g、エタノール86.4gを用いて同様の操作をすることによりC17−CHCH−OCO−CHCH−SO−CHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液100.0gを得た。
(2)(1)で得たC17−CHCH−OCO−CHCH−SO−CHCHCH−Si(O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液49.0gに実施例6の(2)で得たブロックドイソシアナート化合物1.0gを加えて室温で3日間撹拌することにより、C17−CHCH−OCO−CHCH−SO−CHCHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
(3)(1)で得たC17−CHCH−OCO−CHCH−SO−CHCHCH−Si(O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液49.0gに3−(トリメトキシシリル)プロパン−1−チオール(チッソ株式会社)1.0g(5.1ミリモル)を加えて室温で3日間撹拌することにより、C17−CHCH−OCO−CHCH−SO−CHCHCH−Si(−O−)基とHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
(4)上記(2)及び(3)で得たイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液それぞれ12.5gを混合してエタノール25.0gで希釈することによりC17−CHCH−OCO−CHCH−SO−CHCHCH−Si(−O−)基とブロックドイソシアナート基及びHSCHCHCH−Si(−O−)基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液50.0gを得た。
Example 20
(1) 3-glycidoxypropyl was added to 49.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group obtained in (1) of Example 6. By adding 1.0 g (5.1 mmol) of trimethoxysilane (Chisso Corporation) and stirring at room temperature for 3 days, C 6 F 13 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group and 3-glucidoxy 50.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with a group was obtained.
(2) By mixing 12.5 g of the ethanol solution containing the above isopropanol silica sol and 12.5 g of the ethanol solution containing the isopropanol silica sol obtained in (1) of Example 7 and diluting with 25 g of ethanol, C 6 F 13 50.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group, 3-glucidoxy group and HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group was obtained. .
Example 21
(1) C 8 synthesized according to Example 1 of International Publication No. 2009/087981 instead of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (Amax Co., Ltd.) in (1) of Example 6 F 17 -CH 2 CH 2 -OCO- CH 2 CH 2 -S-CH 2 CH 2 CH 2 -Si (OCH 3) 3 3.6g, hydrogen peroxide (Santoku Kagaku Kogyo Co., Ltd., 30% aqueous solution) The same operation was carried out using 2.0 g and 86.4 g of ethanol, whereby C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —SO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O— ) 100.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with 3 groups was obtained.
(2) The isopropanol silica sol modified with the C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —SO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 —Si (O—) 3 group obtained in (1) is used. By adding 1.0 g of the blocked isocyanate compound obtained in (2) of Example 6 to 49.0 g of the ethanol solution contained and stirring at room temperature for 3 days, C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 20.0 g of an ethanol solution containing isopropanol silica sol modified with 2 CH 2 —SO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 groups and a blocked isocyanate group was obtained.
(3) The isopropanol silica sol modified with the C 8 F 17 —CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —SO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 —Si (O—) 3 group obtained in (1) is used. By adding 1.0 g (5.1 mmol) of 3- (trimethoxysilyl) propane-1-thiol (Chisso Corporation) to 49.0 g of the ethanol solution containing the mixture, the mixture was stirred at room temperature for 3 days, whereby C 8 F 17 − Modified with CH 2 CH 2 —OCO—CH 2 CH 2 —SO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 and HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 An ethanol solution containing 50.0 g of isopropanol silica sol was obtained.
(4) above (2) and C 8 by diluting with ethanol solution respectively by mixing 12.5g ethanol 25.0g containing isopropanol silica sol obtained in (3) F 17 -CH 2 CH 2 -OCO-CH Isopropanol silica sol modified with 2 CH 2 —SO 2 —CH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group, blocked isocyanate group and HSCH 2 CH 2 CH 2 —Si (—O—) 3 group An ethanol solution containing 50.0 g was obtained.

比較例1
1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトキシシラン(アヅマックス株式会社)2.6g(0.01モル)をエタノール溶液(エタノール45.9g、水1g、酢酸0.5g)に溶解させ24時間還流させることにより、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリエトキシシランの加水分解物を含有するエタノール溶液50.0gを得た。
Comparative Example 1
1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (Amax Co., Ltd.) 2.6 g (0.01 mol) was dissolved in an ethanol solution (ethanol 45.9 g, water 1 g, acetic acid 0.5 g) for 24 hours. By refluxing, 50.0 g of an ethanol solution containing a hydrolyzate of 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane was obtained.

[樹脂ペレットの製造]
上記実施例1〜4で得た修飾シリカナノ粒子及びポリカーボネート樹脂(パンライトL−1225L:帝人化成工業社製)を表2に示した割合でドライブレンドし、2軸混練機(テクノベル社製 KZW15−30MG)に供給し、スクリュー回転数100rpm、吐出量15g/分、シリンダー温度200〜230℃の条件で混練した。ストランド状に押し出された溶融樹脂をペレタイザーでペレット化して、ポリカーボネート樹脂組成物(難燃性樹脂組成物)のペレットを得た。
[Manufacture of resin pellets]
The modified silica nanoparticles obtained in Examples 1 to 4 and the polycarbonate resin (Panlite L-1225L: manufactured by Teijin Kasei Kogyo Co., Ltd.) were dry blended at the ratio shown in Table 2, and a twin-screw kneader (KZW15 manufactured by Technobel). 30MG), and kneaded under the conditions of a screw speed of 100 rpm, a discharge rate of 15 g / min, and a cylinder temperature of 200 to 230 ° C. The molten resin extruded in a strand shape was pelletized with a pelletizer to obtain pellets of a polycarbonate resin composition (a flame retardant resin composition).

[試験片の作製]
上述の製造方法で得られたペレットを真空ホットプレス機(テスター産業社製)により、減圧下(0.01MPa),135℃で5分間予熱した後、1分間プレスすることにより厚み1.6mmのポリカーボネート樹脂組成物の板を得た。ステージが155℃、カッターの刃が150℃に加熱したダンベルカッター(Dumb Bell SDL−200)で長さ125mm、幅13mm、厚さ1.6mmのUL94試験用試験片を成形した。
[Preparation of test piece]
The pellet obtained by the above-described production method was preheated at 135 ° C. under reduced pressure (0.01 MPa) for 5 minutes by a vacuum hot press machine (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) and then pressed for 1 minute to give a thickness of 1.6 mm. A plate of polycarbonate resin composition was obtained. A UL94 test specimen having a length of 125 mm, a width of 13 mm, and a thickness of 1.6 mm was formed with a dumbbell cutter (Dumb Bell SDL-200) in which the stage was heated to 155 ° C. and the blade of the cutter was heated to 150 ° C.

[難燃性評価]
各ポリカーボネート樹脂組成物の難燃性評価は、上述の方法で得られた試験片を米国アンダーライターズ・ラボラトリーズ(UL)が定めているUL94試験に準拠して行った。UL94Vとは、鉛直に保持した所定の大きさの試験片に高さ20mmの炎を10秒間節煙した後の残炎時間やドリップによる脱脂綿の綿着火から難燃性を評価する方法であり、V−0,V−1およびV−2の難燃性を有するためには、以下の表1に示す基準を満たすことが必要となる。
[Flame retardance evaluation]
The flame retardancy evaluation of each polycarbonate resin composition was performed in accordance with the UL94 test defined by US Underwriters Laboratories (UL) for the test piece obtained by the above-described method. UL94V is a method for evaluating flame retardancy from the afterflame time after a 20-mm-high flame has been smoked for 10 seconds on a test piece of a predetermined size held vertically and the cotton ignition of absorbent cotton by drip. In order to have flame retardancy of −0, V−1 and V−2, it is necessary to satisfy the criteria shown in Table 1 below.

Figure 2014237576
Figure 2014237576

ここでの残炎時間とは着火源を遠ざけた後の、試験片の有炎燃焼を続ける時間である。また、ドリップによる綿着火とは、試験片の下端から約300mm下にある標識用の綿が、試験片からの滴下(ドリップ)物によって着火されるか否かによって決定される。さらに5試料のうち、1つでも上記基準を満たさないものがある場合、V−2を満足しないとしてNot Vと評価した。結果を表2に示した。なお、表2中にはUL94試験結果を「難燃性」として表記した。 Here, the afterflame time is the time during which the test piece continues to be flammable after the ignition source is moved away. Further, the cotton ignition by drip is determined by whether or not the marking cotton, which is about 300 mm below the lower end of the test piece, is ignited by a drip from the test piece. Furthermore, when one of the five samples did not satisfy the above criteria, it was evaluated as Not V because V-2 was not satisfied. The results are shown in Table 2. In Table 2, the UL94 test results are indicated as “flame retardant”.

[透明性評価]
上述の製造方法で得た厚み1.6mmのポリカーボネート樹脂組成物の板を目視し、ヘイズがないもしくは非常に少ないポリカーボネート組成物は「高い」とし、ヘイズがあるものは「ヘイズ有り」として、表2中の「透明性」に表記した。
[Transparency evaluation]
When a polycarbonate resin composition plate having a thickness of 1.6 mm obtained by the above-described production method is visually observed, a polycarbonate composition having no or very little haze is indicated as “high”, and a haze is indicated as “having haze”. It was written in “Transparency” in 2.

Figure 2014237576
Figure 2014237576

[撥水性評価]
(1)スライドガラス{76mm、26mm、1.2mm;水酸化ナトリウムの2−プロパノール飽和溶液に24時間浸漬した後、水洗し、乾燥(60℃、2時間)したもの}を実施例5および比較例1で得た溶液(表面撥水剤)を塗布し、130℃、1間加熱処理した表面撥水化スライドガラスを得た。
(2)ポリエステル布(100mm四方)を実施例6および比較例1で得た溶液に浸し、130℃、1時間加熱処理して撥水化ポリエステル布を得た。
(3)研磨した鉄板(50mm×20mm、厚さ1mm)を実施例7〜12および比較例1で得た溶液を塗布し、150℃、1時間加熱処理して撥水化鉄板を得た。
(4)ポリカーボネート板(25mm×85mm、厚さ1mm)を実施例13〜16および比較例1で得た溶液を塗布し、130℃、1時間加熱処理して撥水化ポリカーボネート板を得た。
(5)ポりエチレンテレフタレートシート(25mm×85mm、厚さ100μm)を実施例17〜21および比較例1で得た溶液を塗布し、130℃、1時間加熱処理して撥水化ポリエチレンテレフタレートシートを得た。
[Water repellency evaluation]
(1) Slides {76 mm, 26 mm, 1.2 mm; immersed in 2-propanol saturated solution of sodium hydroxide for 24 hours, washed with water and dried (60 ° C., 2 hours)} Example 5 and comparison The solution (surface water repellent) obtained in Example 1 was applied to obtain a surface water-repellent slide glass that was heat-treated at 130 ° C. for 1 hour.
(2) A polyester cloth (100 mm square) was immersed in the solutions obtained in Example 6 and Comparative Example 1, and heat-treated at 130 ° C. for 1 hour to obtain a water-repellent polyester cloth.
(3) The ground iron plate (50 mm × 20 mm, thickness 1 mm) was coated with the solutions obtained in Examples 7 to 12 and Comparative Example 1, and heat-treated at 150 ° C. for 1 hour to obtain a water-repellent iron plate.
(4) The solution obtained in Examples 13 to 16 and Comparative Example 1 was applied to a polycarbonate plate (25 mm × 85 mm, thickness 1 mm) and heat-treated at 130 ° C. for 1 hour to obtain a water-repellent polycarbonate plate.
(5) Polyethylene terephthalate sheet (25 mm × 85 mm, thickness 100 μm) was applied with the solution obtained in Examples 17 to 21 and Comparative Example 1, and heat treated at 130 ° C. for 1 hour to make a water-repellent polyethylene terephthalate sheet. Got.

接触角測定装置{協和界面化学株式会社、DROP MASTER 500、液適量2μL、測定間隔1000ms、測定回数30回}で、表面撥水化スライドガラス及び撥水化ポリエステル布の表面の任意の5箇所について、接触角(度)を測定し、平均値を算出した。結果を表3に示した。 Contact angle measuring device {Kyowa Interface Chemical Co., Ltd., DROP MASTER 500, appropriate amount 2μL, measurement interval 1000ms, number of measurements 30 times} for any 5 locations on the surface of the surface water-repellent slide glass and water-repellent polyester cloth The contact angle (degree) was measured, and the average value was calculated. The results are shown in Table 3.

Figure 2014237576
Figure 2014237576

表2から、本発明の難燃剤は難燃効果が大きく、また表3から、本発明の撥水剤は従来の撥水剤より撥水効果が高いことが明らかである。また実施例7〜20の場合布で擦っても撥水性は低下しなかったが、比較例1で構造体が鉄板、ポリカーボネート板及びポリエチレンテレフタレートシートの場合撥水性が低下した。本発明の撥水剤は基板との密着性が良く耐久性が高いことが明らかである。   From Table 2, it is clear that the flame retardant of the present invention has a large flame retardant effect, and from Table 3, the water repellent of the present invention has a higher water repellency than the conventional water repellent. In Examples 7 to 20, the water repellency did not decrease even when rubbed with a cloth. In Comparative Example 1, the water repellency was decreased when the structure was an iron plate, a polycarbonate plate or a polyethylene terephthalate sheet. It is clear that the water repellent of the present invention has good adhesion to the substrate and high durability.

本発明の修飾金属酸化物ゾルは難燃効果及び撥水効果が大きく、添加あるいはコーティング可能で安価に製造出来るため、難燃化剤、撥水剤として好適である。また撥水剤としてコーティングする場合、金属やプラスチックに対する接着性が高い。
The modified metal oxide sol of the present invention is suitable as a flame retardant and a water repellent because it has a large flame retardant effect and a water repellent effect, can be added or coated, and can be manufactured at low cost. Moreover, when coating as a water repellent, the adhesiveness with respect to a metal or a plastic is high.

Claims (14)

下記式(1)で表される官能基で修飾されたことを特徴とする修飾金属酸化物ナノ粒子。
2m+1−X−R−Y−Si(CH(−O−)3−n (1)
{式中、mは1〜12の整数であり、Xは単結合、−S−、−SO−、−SO−、−CHCHS−、−CHCHSO−又は−CHCHSO−であり、Rは炭素数1〜10のアルキレン基、フェニレン基又はフェニレンオキシメチレンフェニレン基であり、Yは単結合、−OCONH(CH−、NHCONH(CH−、−OCO(CHS(CH−、−OCO(CHSO(CH−、−OCO(CHSO(CH−、−OCOCH(CH)CHS(CH−、−OCOCH(CH)CHSO(CH−、−OCOCH(CH)CHSO(CH−−(CHS(CH−、−(CHSO(CH−又は−(CHSO(CH−であり、nは0又は1を表す。}
Modified metal oxide nanoparticles modified with a functional group represented by the following formula (1):
C m F 2m + 1 -X 1 -R 1 -Y 1 -Si (CH 3) n (-O-) 3-n (1)
{In the formula, m is an integer from 1 to 12, X 1 is a single bond, -S -, - SO -, - SO 2 -, - CH 2 CH 2 S -, - CH 2 CH 2 SO- or - CH 2 CH 2 SO 2 —, R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a phenylene group or a phenyleneoxymethylene phenylene group; Y 1 is a single bond, —OCONH (CH 2 ) 3 —, NHCONH ( CH 2) 3 -, - OCO (CH 2) 2 S (CH 2) 3 -, - OCO (CH 2) 2 SO (CH 2) 3 -, - OCO (CH 2) 2 SO 2 (CH 2) 3 -, - OCOCH (CH 3) CH 2 S (CH 2) 3 -, - OCOCH (CH 3) CH 2 SO (CH 2) 3 -, - OCOCH (CH 3) CH 2 SO 2 (CH 2) 3 - - (CH 2) 2 S ( CH 2) 3 - , — (CH 2 ) 2 SO (CH 2 ) 3 — or — (CH 2 ) 2 SO 2 (CH 2 ) 3 —, and n represents 0 or 1. }
下記式(2)で表される官能基で、さらに修飾された請求項1に記載の修飾金属酸化物ナノ粒子。
−(R−Si(CH(−O−)3−n (2)
{式中、Xは、炭素数1〜20の直鎖又は分岐アルキル基、ビニル基、チオール基、アミノ基、塩素原子、アクリル基、メタクリル基、スチリル基、フェニル基、グリシドキシ基、3,4-エポキシシクロヘキシル基及びブロック化イソシアネート基からなる群から選ばれる官能基であり、Rは炭素数1〜5のアルキレン基であり、mは0又は1であり、nは0又は1を表す。}
The modified metal oxide nanoparticles according to claim 1, further modified with a functional group represented by the following formula (2).
X 2 - (R 2) m -Si (CH 3) n (-O-) 3-n (2)
{Wherein X 2 is a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, vinyl group, thiol group, amino group, chlorine atom, acrylic group, methacryl group, styryl group, phenyl group, glycidoxy group, 3, A functional group selected from the group consisting of a 4-epoxycyclohexyl group and a blocked isocyanate group, R 2 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, m is 0 or 1, and n is 0 or 1. . }
下記式(3)で表される官能基で、さらに修飾された請求項1又は2に記載の修飾金属酸化物ナノ粒子。
MOS(=O)−R−Si(CH(−O−)3−n (3)
{式中、Mは水素イオン、炭素数1〜4のアルキル基、金属イオン又はアンモニウム(NR )基、Rは炭素数1〜10のアルキレン基(本アルキレン鎖中に、ウレタン結合又はウレア結合を含有していても良い)、−C(CHS(CH−、−C(CHSO(CH−又は−C(CHSO(CH−であり、Rは同一或いは異なってもよい炭素数1〜5のアルキル基又は水素原子であり、nは0又は1を表す。}
The modified metal oxide nanoparticles according to claim 1 or 2, further modified with a functional group represented by the following formula (3).
MOS (= O) 2 -R 3 -Si (CH 3) n (-O-) 3-n (3)
{In the formula, M represents a hydrogen ion, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a metal ion or an ammonium (NR 4 4 ) group, and R 3 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms (in this alkylene chain, a urethane bond or may contain urea linkages), - C 6 H 4 ( CH 2) 2 S (CH 2) 3 -, - C 6 H 4 (CH 2) 2 SO (CH 2) 3 - or -C 6 H 4 (CH 2 ) 2 SO 2 (CH 2 ) 3 —, R 4 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a hydrogen atom, which may be the same or different, and n represents 0 or 1. }
金属酸化物ナノ粒子がオルガノシリカゾルである請求項1〜3のいずれかに記載の修飾金属酸化物ナノ粒子。   The modified metal oxide nanoparticle according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal oxide nanoparticle is an organosilica sol. 請求項1〜4のいずれかに記載の修飾金属酸化物ナノ粒子を含有する撥水撥油剤。 A water / oil repellent containing the modified metal oxide nanoparticles according to claim 1. 形態が溶液又は固体である請求項5に記載の撥水撥油剤。 The water / oil repellent according to claim 5, wherein the form is a solution or a solid. 請求項5又は6に記載の撥水撥油剤を含有あるいはコーティングされた構造体。   A structure containing or coated with the water / oil repellent according to claim 5 or 6. 構造体が繊維、樹脂、皮革、毛皮、ガラス、セラミックス又は金属である請求項7に記載の構造体。   The structure according to claim 7, wherein the structure is fiber, resin, leather, fur, glass, ceramics, or metal. 請求項1〜4のいずれかに記載の修飾金属酸化物ナノ粒子を含有する難燃剤。 The flame retardant containing the modified metal oxide nanoparticle in any one of Claims 1-4. 形態が溶液又は固体である請求項9に記載の難燃剤。   The flame retardant according to claim 9, wherein the form is a solution or a solid. 請求項9又は10に記載の難燃剤と樹脂からなる難燃性樹脂組成物。 A flame retardant resin composition comprising the flame retardant according to claim 9 or 10 and a resin. 請求項11に記載の難燃性樹脂組成物を成形してなる成形体。   The molded object formed by shape | molding the flame-retardant resin composition of Claim 11. 請求項9又は10に記載の難燃剤を含有あるいはコーティングされた構造体。   A structure containing or coated with the flame retardant according to claim 9 or 10. 構造体が繊維、樹脂、皮革、毛皮、ガラス、セラミックス又は金属である請求項13に記載の構造体。
The structure according to claim 13, wherein the structure is fiber, resin, leather, fur, glass, ceramics, or metal.
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