JP2020040859A - Magnesium hydroxide particles and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水酸化マグネシウム粒子及びその製造方法、並びに、前記水酸化マグネシウム粒子を含む樹脂組成物及び前記樹脂組成物を含む成形体に関する。 The present invention relates to magnesium hydroxide particles and a method for producing the same, a resin composition containing the magnesium hydroxide particles, and a molded product containing the resin composition.
水酸化アルミニウム、及び水酸化マグネシウム等の金属水酸化物は、無毒の無機物であり、ハロゲンを含有せず環境にも優しいことから、様々な分野で広く用いられるようになっている。例えば、水酸化アルミニウム、及び水酸化マグネシウム等の金属水酸化物は、自動車車両、鉄道車両、船舶、航空機、産業機材、電子機器、電子部品、絶縁電線、光ファイバーケーブル等の幅広い分野で、難燃剤、添加剤、樹脂フィラー、高機能性材料、及び触媒等の用途で幅広く用いられている。 BACKGROUND ART Metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide are non-toxic inorganic substances and contain no halogen and are environmentally friendly, and thus have been widely used in various fields. For example, metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide are used in a wide range of fields such as automobile vehicles, railway vehicles, ships, aircraft, industrial equipment, electronic devices, electronic components, insulated wires, optical fiber cables, etc. , Additives, resin fillers, highly functional materials, and catalysts.
水酸化アルミニウムは、耐酸性に優れた無機材料であるが、分解温度が低く、約180℃から分解が始まり、300℃までに結晶構造の約80%の水分が放出される。例えば、水酸化アルミニウムを熱可塑性樹脂に樹脂添加剤として用いて成形した場合、約200℃以上の温度で発泡現象を起こして、成形体とした際の機械的強度を低下させるという問題がある。 Aluminum hydroxide is an inorganic material having excellent acid resistance, but its decomposition temperature is low, decomposition starts at about 180 ° C, and about 80% of the crystal structure of water is released by 300 ° C. For example, when aluminum hydroxide is molded using a thermoplastic resin as a resin additive, there is a problem that a foaming phenomenon occurs at a temperature of about 200 ° C. or more, and the mechanical strength of the molded body is reduced.
一方、水酸化マグネシウムは、約300℃で分解が始まるため、高い加工温度でも耐えることができる。例えば、特許文献1には、BET比表面積が1〜25m2/gで、平均粒子径が5〜500μmである水酸化マグネシウムを用いることで、球形度の良い、緻密度の高い水酸化マグネシウムを提供できることが記載されている。また、特許文献1には、水可溶性マグネシウム塩とアンモニアを特定条件下で反応させて、水酸化マグネシウムを製造することが記載されている。 On the other hand, magnesium hydroxide starts to decompose at about 300 ° C., so that it can withstand high processing temperatures. For example, Patent Document 1 discloses that by using magnesium hydroxide having a BET specific surface area of 1 to 25 m 2 / g and an average particle diameter of 5 to 500 μm, magnesium hydroxide having good sphericity and high density can be obtained. It states that it can be provided. Further, Patent Document 1 describes that magnesium hydroxide is produced by reacting a water-soluble magnesium salt with ammonia under specific conditions.
しかし、本発明者らの検討によると、特許文献1に記されている水酸化マグネシウムでは、BET比表面積が大きく、一次粒子が凝集した構造のため、樹脂に配合した際には樹脂の流動性や力学特性を低下させてしまうことが分かり、更に改善する余地があった。 However, according to the study of the present inventors, magnesium hydroxide described in Patent Document 1 has a large BET specific surface area and a structure in which primary particles are aggregated. And reduced the mechanical properties, and there was room for further improvement.
そこで、本発明の目的は、樹脂と組み合わせた後でもその流動性や力学特性の低下をきたさない水酸化マグネシウム粒子及びその製造方法、並びに、前記水酸化マグネシウム粒子を含む樹脂組成物及び前記樹脂組成物を含む成形体を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide magnesium hydroxide particles and a method for producing the same, which do not cause a decrease in fluidity or mechanical properties even after being combined with a resin, and a resin composition containing the magnesium hydroxide particles and the resin composition. An object of the present invention is to provide a molded article including a product.
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、下記構成を採用することにより、前記した課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above-described problems can be solved by adopting the following configuration, and have completed the present invention.
即ち、本発明の水酸化マグネシウム粒子は、BET比表面積が0.5m2/g未満であり、平均粒子径が10μm以上であることを特徴とする。本発明における各種の物性値は、実施例において採用する方法により測定される値である。 That is, the magnesium hydroxide particles of the present invention have a BET specific surface area of less than 0.5 m 2 / g and an average particle diameter of 10 μm or more. Various physical property values in the present invention are values measured by the methods adopted in the examples.
本発明の酸化マグネシウム粒子は、BET比表面積が0.5m2/g未満であり、平均粒子径が10μm以上であるため、本発明の酸化マグネシウム粒子を樹脂と組み合わせた後でもその流動性や力学特性の低下をきたさないようにすることができる。このメカニズムは定かではないものの、下記の通りと考えられる。水酸化マグネシウム粒子の平均粒子径を10μm以上とコントロールすることで、粒子の構造体としての強度が増加するため、樹脂への充填性やメルトフローレート等の流動性や力学特性を向上できると推測される。さらに、水酸化マグネシウム粒子のBET比表面積を0.5m2/g未満とコントロールすることで、樹脂等に配合した際に樹脂等との接触面積が小さくなるため、樹脂への充填性やメルトフローレート等の流動性や力学特性を向上し易くなり、本発明の効果がより確実に得られ易くなると推測される。 Since the magnesium oxide particles of the present invention have a BET specific surface area of less than 0.5 m 2 / g and an average particle diameter of 10 μm or more, even after the magnesium oxide particles of the present invention are combined with a resin, their fluidity and mechanical properties are high. It is possible to prevent the characteristics from deteriorating. Although this mechanism is not clear, it is considered as follows. By controlling the average particle size of the magnesium hydroxide particles to 10 μm or more, the strength of the particles as a structure increases, and it is estimated that the fluidity and mechanical properties such as resin filling property and melt flow rate can be improved. Is done. Further, by controlling the BET specific surface area of the magnesium hydroxide particles to be less than 0.5 m 2 / g, the contact area with the resin or the like becomes small when blended with the resin or the like. It is presumed that the fluidity such as the rate and the mechanical properties are easily improved, and the effects of the present invention are more easily obtained.
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、X線回折における[001]面と[110]面に由来する回折ピークの半値幅の比([001]/[110])が0.75以上1.15未満であることが好ましい。これにより、得られた水酸化マグネシウム粒子が偏った方向に結晶成長しない形態となるため、樹脂への充填性やメルトフローレート等の流動性や力学特性が向上する。 In the magnesium hydroxide particles of the present invention, the ratio ([001] / [110]) of the half width of the diffraction peak derived from the [001] plane and the [110] plane in X-ray diffraction is 0.75 or more and less than 1.15. It is preferred that As a result, the obtained magnesium hydroxide particles do not grow crystals in a deviated direction, so that the filling property to the resin, the fluidity such as the melt flow rate, and the mechanical properties are improved.
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、高級脂肪酸、高級脂肪酸アルカリ土類金属塩、カップリング剤、脂肪酸と多価アルコールとからなるエステル類、及びリン酸と高級アルコールとからなるリン酸エステル類からなる群より選択される少なくとも1種の表面処理剤により表面処理されている水酸化マグネシウム粒子であることが好ましい。これにより、水酸化マグネシウム粒子の有機高分子材料中(成形体中)への分散度をより向上させることができる。 The magnesium hydroxide particles of the present invention are composed of higher fatty acids, higher fatty acid alkaline earth metal salts, coupling agents, esters composed of fatty acids and polyhydric alcohols, and phosphate esters composed of phosphoric acid and higher alcohols. Magnesium hydroxide particles that have been surface-treated with at least one surface treatment agent selected from the group are preferred. Thereby, the degree of dispersion of the magnesium hydroxide particles in the organic polymer material (in the molded product) can be further improved.
本発明には、樹脂100質量部に対し、前記水酸化マグネシウム粒子が5〜500質量部配合されている樹脂組成物も含まれる。これにより、本発明の樹脂組成物は、樹脂への充填性やメルトフローレート等の流動性や力学特性等が良好な水酸化マグネシウム粒子を含んでいるので、優れた流動性や力学特性等を発揮することができるとともに、それから得られる成形体の物性低下を抑制して所望の特性を確保することができる。 The present invention also includes a resin composition in which the magnesium hydroxide particles are mixed in an amount of 5 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. Thereby, since the resin composition of the present invention contains magnesium hydroxide particles having good fluidity and mechanical properties such as filling property and melt flow rate into the resin, excellent fluidity and mechanical properties are provided. In addition to exerting the desired properties, it is possible to suppress a decrease in the physical properties of a molded article obtained therefrom and to secure desired properties.
本発明の樹脂組成物では、前記樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。これにより、樹脂の特性を損なうことなく、本発明の効果がより確実に得られ易くなる。 In the resin composition of the present invention, the resin is preferably a thermoplastic resin. Thereby, the effect of the present invention can be more reliably obtained without impairing the characteristics of the resin.
さらに、本発明には、前記樹脂組成物を含む成形体も含まれる。 Furthermore, the present invention also includes a molded article containing the resin composition.
本発明の水酸化マグネシウム粒子の製造方法は、水酸化マグネシウムを含む懸濁液に、アルカリ金属水酸化物を、水酸化マグネシウム固形分100質量部に対して800質量部超となるよう添加して、230℃超で水熱処理する製造方法であることを特徴とする。アルカリ金属水酸化物の添加量が多く、かつ、水熱処理時の温度が高い過酷な条件で水酸化マグネシウム粒子を製造することで、得られた水酸化マグネシウム粒子の一次粒子の結晶成長が促進されて、粒子サイズが大きくなり易いため、得られた酸化マグネシウム粒子を樹脂と組み合わせた後でも流動性や力学特性の低下をきたさないようにすることができる。 In the method for producing magnesium hydroxide particles of the present invention, an alkali metal hydroxide is added to a suspension containing magnesium hydroxide so as to be more than 800 parts by mass relative to 100 parts by mass of solid magnesium hydroxide. A hydrothermal treatment at a temperature higher than 230 ° C. By producing magnesium hydroxide particles under severe conditions in which the amount of the alkali metal hydroxide added is large and the temperature during the hydrothermal treatment is high, the crystal growth of the primary particles of the obtained magnesium hydroxide particles is promoted. Therefore, since the particle size tends to be large, it is possible to prevent the fluidity and the mechanical properties from decreasing even after the obtained magnesium oxide particles are combined with the resin.
本発明では、BET比表面積が0.5m2/g未満であり、平均粒子径が10μm以上である水酸化マグネシウム粒子を、前記水酸化マグネシウム中に含む水酸化マグネシウム粒子の製造方法であることが好ましい。粒子サイズの大きい粒子を用いることで、粒子サイズをより大きい水酸化マグネシウム粒子を効率的に製造できるため、より確実に、流動性や力学特性が良好な水酸化マグネシウム粒子を製造できる。 In the present invention, the method for producing magnesium hydroxide particles may include a magnesium hydroxide particle having a BET specific surface area of less than 0.5 m 2 / g and an average particle diameter of 10 μm or more in the magnesium hydroxide. preferable. By using particles having a large particle size, magnesium hydroxide particles having a large particle size can be efficiently produced, so that magnesium hydroxide particles having good fluidity and good mechanical properties can be produced more reliably.
本発明では、前記で得られた水酸化マグネシウム粒子を種粒子として、水酸化マグネシウムを含む懸濁液に前記種粒子を水酸化マグネシウム固形分のうち5質量%以上となるよう添加して、アルカリ金属水酸化物を水酸化マグネシウム固形分100質量部に対して800質量部超となるよう添加して、230℃超で水熱処理する水酸化マグネシウム粒子の製造方法であることが好ましい。粒子サイズの大きい種粒子を用いることで、粒子サイズをより大きい水酸化マグネシウム粒子を効率的に製造できるため、より確実に、樹脂への充填性やメルトフローレート等の流動性や力学特性が良好な水酸化マグネシウム粒子を製造できる。 In the present invention, the magnesium hydroxide particles obtained above are used as seed particles, and the seed particles are added to a suspension containing magnesium hydroxide so as to be 5% by mass or more of the solid content of magnesium hydroxide. It is preferable that the method is a method for producing magnesium hydroxide particles in which a metal hydroxide is added so as to be more than 800 parts by mass with respect to 100 parts by mass of magnesium hydroxide solid content and subjected to hydrothermal treatment at more than 230 ° C. By using seed particles having a large particle size, magnesium hydroxide particles having a large particle size can be efficiently produced, so that the fluidity and mechanical properties such as resin filling property and melt flow rate are more reliable. Magnesium hydroxide particles can be produced.
[水酸化マグネシウム粒子]
本発明における水酸化マグネシウム粒子は、水酸化マグネシウムを主成分とする粉体からなるものであり、主成分となる水酸化マグネシウムの割合は、95%以上が好ましく、98%以上がより好ましく、99%以上が更に好ましい。なお、原料由来の不純物成分を含むことができる。水酸化マグネシウムは、安価であること、化学的に安定であること、塩基性を示すこと、無毒性を有すること、それ自体が燃焼しないこと、分解時に吸熱をすること、そして分解して熱容量の大きな水分子を放出すること等により、ノンハロゲン系難燃剤、耐トラッキング剤、添加剤、樹脂フィラー、高機能性材料、及び触媒等の用途で優れた特性を有する。
[Magnesium hydroxide particles]
The magnesium hydroxide particles in the present invention are composed of powder containing magnesium hydroxide as a main component. The ratio of magnesium hydroxide as a main component is preferably 95% or more, more preferably 98% or more, and 99% or more. % Or more is more preferable. Note that an impurity component derived from a raw material can be included. Magnesium hydroxide is inexpensive, chemically stable, basic, non-toxic, does not burn itself, absorbs heat when decomposed, and decomposes to reduce heat capacity. By releasing large water molecules, it has excellent properties in applications such as non-halogen flame retardants, tracking resistant agents, additives, resin fillers, highly functional materials, and catalysts.
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、流動性や力学特性等を向上させる観点から、BET比表面積が0.5m2/g未満であり、好ましくは0.48m2/g以下であり、更に好ましくは0.3m2/g以下である。本発明の水酸化マグネシウム粒子のBET比表面積の下限値は、本発明の効果を損なわなければ良いとの観点から特に限定されないものの、実用性の観点から、0.01m2/g以上が好ましく、0.03m2/g以上がより好ましく、0.05m2/g以上がさらに好ましい。また、本発明の水酸化マグネシウム粒子のBET比表面積は、流動性や力学特性等を向上させる観点から、0.01m2/g以上0.5m2/g未満が好ましく、0.03m2/g以上0.48m2/g以下がより好ましく、0.05m2/g以上0.3m2/g以下がさらに好ましい。 The magnesium hydroxide particles of the present invention have a BET specific surface area of less than 0.5 m 2 / g, preferably 0.48 m 2 / g or less, more preferably 0.48 m 2 / g, from the viewpoint of improving fluidity and mechanical properties. 0.3 m 2 / g or less. The lower limit of the BET specific surface area of the magnesium hydroxide particles of the present invention is not particularly limited from the viewpoint that the effects of the present invention are not impaired, but is preferably 0.01 m 2 / g or more from the viewpoint of practicality, 0.03m more preferably at least 2 / g, more preferably not less than 0.05 m 2 / g. Further, BET specific surface area of magnesium hydroxide particles of the present invention, from the viewpoint of improving the fluidity and mechanical characteristics, is preferably less than 0.01 m 2 / g or more 0.5m 2 / g, 0.03m 2 / g or 0.48m or less, more preferably 2 / g, more preferably 0.05 m 2 / g or more 0.3 m 2 / g or less.
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、流動性や力学特性等を向上させる観点から、平均粒子径が10μm以上であり、好ましくは11μm以上であり、更に好ましくは12μm以上である。本発明の水酸化マグネシウム粒子の平均粒子径の上限値は、本発明の効果を損なわなければ良いとの観点から特に限定されないものの、実用性の観点から、200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましく、80μm以下がさらに好ましい。また、本発明の水酸化マグネシウム粒子の平均粒子径は、流動性や力学特性等を向上させる観点から、10μm以上200μm以下が好ましく、11μm以上100μm以下がより好ましく、12μm以上80μm以下がさらに好ましい。 The average particle diameter of the magnesium hydroxide particles of the present invention is 10 μm or more, preferably 11 μm or more, and more preferably 12 μm or more, from the viewpoint of improving the fluidity and mechanical properties. The upper limit of the average particle diameter of the magnesium hydroxide particles of the present invention is not particularly limited from the viewpoint that the effects of the present invention are not impaired, but from the viewpoint of practicality, is preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less. , 80 μm or less. In addition, the average particle size of the magnesium hydroxide particles of the present invention is preferably from 10 μm to 200 μm, more preferably from 11 μm to 100 μm, even more preferably from 12 μm to 80 μm, from the viewpoint of improving the fluidity and mechanical properties.
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、結晶成長の方向の偏りを少なくする観点から、X線回折における[001]面と[110]面に由来する回折ピークの半値幅の比([001]/[110])が0.75以上1.15未満であることが好ましく、0.80以上1.14以下であることがより好ましい。また、本発明の水酸化マグネシウム粒子は、X線回折における[001]の回折ピーク(2θ=18.6°)の半値幅は、結晶化度を高める観点から、0.30度以下が好ましく、0.25度以下がより好ましく、0.20度以下がさらに好ましい。また、同様の観点から、X線回折における[110]の回折ピーク(2θ=58.6°)の半値幅は、結晶化度を高める観点から、0.30度以下が好ましく、0.20度以下がより好ましく、0.18度以下がさらに好ましい。本発明の水酸化マグネシウム粒子のX線回折における[001]の回折ピーク(2θ=18.6°)の半値幅の下限値、及び、X線回折における[110]の回折ピーク(2θ=58.6°)の半値幅の下限値は、本発明の効果を損なわなければ良いとの観点から特に限定されないものの、実用性の観点から、各々、0.01度以上が好ましく、0.05度以上がより好ましく、0.07度以上がさらに好ましい。 In the magnesium hydroxide particles of the present invention, from the viewpoint of reducing the deviation in the direction of crystal growth, the ratio of the half width of the diffraction peak derived from the [001] plane and the [110] plane in X-ray diffraction ([001] / [ 110]) is preferably 0.75 or more and less than 1.15, and more preferably 0.80 or more and 1.14 or less. Further, in the magnesium hydroxide particles of the present invention, the half width of the diffraction peak of [001] (2θ = 18.6 °) in X-ray diffraction is preferably 0.30 ° or less from the viewpoint of increasing the crystallinity, 0.25 degrees or less are more preferable, and 0.20 degrees or less are still more preferable. In addition, from the same viewpoint, the half width of the diffraction peak of [110] (2θ = 58.6 °) in X-ray diffraction is preferably 0.30 ° or less, and more preferably 0.20 ° from the viewpoint of increasing the crystallinity. The following is more preferable, and 0.18 degrees or less is still more preferable. The lower limit of the half width of the [001] diffraction peak (2θ = 18.6 °) in the X-ray diffraction of the magnesium hydroxide particles of the present invention, and the [110] diffraction peak (2θ = 58. The lower limit of the half-value width of 6 °) is not particularly limited from the viewpoint that the effect of the present invention is not impaired, but is preferably 0.01 ° or more and 0.05 ° or more, respectively, from the viewpoint of practicality. Is more preferable, and more preferably 0.07 degrees or more.
また、本発明の水酸化マグネシウム粒子の形状は、1次粒子あるいは2次粒子が、平板状、不定形、針状等のいずれの形状でも良いが、流動性や力学特性等を向上させる観点から、1次粒子の形状が、平板状、不定形の形状であることが好ましく、平板状がより好ましい。平板状としては、実質的に平板状の立体形状であれば、平板状の頂点が丸みを帯びる等多少変形したものでもよいが、六角形平板状の形状であることが好ましい。 Further, the shape of the magnesium hydroxide particles of the present invention may be such that the primary particles or the secondary particles have a flat plate shape, an irregular shape, or a needle shape, but from the viewpoint of improving fluidity and mechanical properties. The primary particles preferably have a flat or irregular shape, and more preferably a flat shape. The flat plate may be slightly deformed such as a rounded apex as long as it is a substantially flat three-dimensional shape, but is preferably a hexagonal flat plate shape.
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、必ずしも純度100%である必要はなく、その製法等に応じて不純物を含有する場合がある。例えば、鉄、銅、マンガン、クロム、コバルト、ニッケル、バナジウムなどの金属の化合物である。これらの不純物の含有量は、金属換算で、粒子中に0.1質量%以下であることが望ましい。 The magnesium hydroxide particles of the present invention do not necessarily have to have a purity of 100%, and may contain impurities depending on the production method and the like. For example, it is a compound of a metal such as iron, copper, manganese, chromium, cobalt, nickel, and vanadium. The content of these impurities is desirably 0.1% by mass or less in particles in terms of metal.
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、表面処理剤を用いるなどして表面処理された表面処理物であってもよい。表面処理剤としては当該用途に用いられる公知の化合物を用いることができる。前記表面処理は、高級脂肪酸、高級脂肪酸アルカリ土類金属塩、カップリング剤、脂肪酸と多価アルコールとからなるエステル類、及びリン酸と高級アルコールとからなるリン酸エステル類からなる群より選択される少なくとも1種を用いて行われることが好ましい。表面処理を行なうことにより、水酸化マグネシウム粒子の樹脂中(ないし成形体中)への分散性の向上、並びにこれによる樹脂組成物及び成形体の物性の維持ないし向上を図ることができる。なかでも、シランカップリング剤等のカップリング剤を用いることが、引張強度が向上する観点より好ましい。その他、表面処理剤として界面活性剤も用いることができる。 The magnesium hydroxide particles of the present invention may be surface-treated products that have been surface-treated by using a surface-treating agent or the like. As the surface treatment agent, a known compound used for the purpose can be used. The surface treatment is selected from the group consisting of higher fatty acids, higher fatty acid alkaline earth metal salts, coupling agents, esters composed of fatty acids and polyhydric alcohols, and phosphate esters composed of phosphoric acid and higher alcohols. It is preferable to use at least one of them. By performing the surface treatment, it is possible to improve the dispersibility of the magnesium hydroxide particles in the resin (or in the molded article), and thereby maintain or improve the physical properties of the resin composition and the molded article. Among them, it is preferable to use a coupling agent such as a silane coupling agent from the viewpoint of improving tensile strength. In addition, a surfactant can be used as a surface treatment agent.
カップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、p−トリメトキシシリルスチレン、p−トリエトキシシリルスチレン、p−トリメトキシシリル−α−メチルスチレン、p−トリエトキシシリル−α−メチルスチレン3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2(アミノエチル) 3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2(アミノエチル) 3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−プロピル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、4−アミノブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシランなどシラン系カップリング剤や、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロフォスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネート等のチタネート系カップリング剤、さらには、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウム系カップリング剤が挙げられる。このようなカップリング剤は、単独で用いても2種以上併用してもよい。 Examples of the coupling agent include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane Γ-acryloxypropylmethyldimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, p-trimethoxysilylstyrene, p-triethoxysilylstyrene, p-trimethoxysilyl-α-methylstyrene, p-triethoxysilyl -Α-methylstyrene 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyl Limethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-propyl-3-amino Silane coupling agents such as propyltrimethoxysilane, 4-aminobutyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, isopropyltriisostearoyl titanate, isopropyltris (dioctyl pyrophosphate) titanate, isopropyltri (N-aminoethyl-amino) Titanate-based coupling agents such as ethyl) titanate and isopropyltridecylbenzenesulfonyltitanate; and aluminum-based coupling agents such as acetoalkoxyaluminum diisopropylate. It is below. Such coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
高級脂肪酸としては、例えば、ステアリン酸、エルカ酸、パルミチン酸、ラウリン酸、ベヘニン酸等の炭素数10以上の高級脂肪酸が挙げられ、ステアリン酸が分散性やハンドリング性の点で好ましい。高級脂肪酸アルカリ金属塩としては、上述の高級脂肪酸のアルカリ金属塩が挙げられ、アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等を好適に用いることができる。分散性の観点から高級脂肪酸アルカリ金属塩が好ましく、中でも、ステアリン酸ナトリウムがより好ましい。これらは、単独で用いても2種以上併用してもよい。 Examples of the higher fatty acids include higher fatty acids having 10 or more carbon atoms, such as stearic acid, erucic acid, palmitic acid, lauric acid, and behenic acid, and stearic acid is preferable in terms of dispersibility and handling properties. Examples of the alkali metal salts of higher fatty acids include the above-mentioned alkali metal salts of higher fatty acids. As the alkali metal, lithium, sodium, potassium and the like can be suitably used. From the viewpoint of dispersibility, alkali metal salts of higher fatty acids are preferable, and among them, sodium stearate is more preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
脂肪酸と多価アルコールとからなるエステル類としては、例えば、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノオレエート等の多価アルコールと脂肪酸とのエステル等が挙げられる。 Examples of esters composed of a fatty acid and a polyhydric alcohol include esters of a fatty acid with a polyhydric alcohol such as glycerin monostearate and glycerin monooleate.
リン酸と高級アルコールとからなるリン酸エステル類としては、例えば、オルトリン酸とオレイルアルコール、ステアリルアルコール等のモノまたはジエステルまたは両者の混合物であって、それらの酸型またはアルカリ金属塩またはアミン塩等のリン酸エステル等が挙げられる。 Phosphoric acid esters composed of phosphoric acid and higher alcohols include, for example, mono- or diesters of orthophosphoric acid and oleyl alcohol, stearyl alcohol and the like, or a mixture of both, and their acid forms or alkali metal salts or amine salts. And the like.
界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤、及び非イオン系界面活性剤が好適に使用可能である。 As the surfactant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant can be suitably used.
アニオン系界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、高級アルコール硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン等のアルキル硫酸エステル塩;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩;アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム等のアルキルナフタレンスルホン酸塩;ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム等のアルキルスルホコハク酸塩;アルキルジフエニルエーテルジスルホン酸ナトリム等のアルキルジフエニルエーテルジスルホン酸塩;アルキルリン酸カリウム等のアルキルリン酸塩;ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルフエニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキル(又はアルキルアリル)硫酸エステル塩等が挙げられる。 Examples of the anionic surfactant include alkyl sulfate salts such as sodium lauryl sulfate, higher alcohol sodium sulfate and triethanolamine lauryl sulfate; alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzenesulfonate; alkylnaphthalenes such as sodium alkylnaphthalenesulfonate. Sulfonates; alkyl sulfosuccinates such as sodium dialkyl sulfosuccinate; alkyl diphenyl ether disulfonates such as sodium alkyl diphenyl ether disulfonate; alkyl phosphates such as potassium alkyl phosphate; sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate , Polyoxyethylene alkyl ether sodium sulfate, polyoxyethylene alkyl ether triethanolamine sulfate, polyoxyethylene Ruki Ruch enyl ether polyoxyethylene alkyl (or alkyl aryl), such as sodium sulfate and the like sulfuric ester salts and the like.
カチオン系界面活性剤及び両性界面活性剤としては、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩;ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライト、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルペンジルジメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩:ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等のアルキルベタイン;ラウリルジメチルアミンオキサイド等のアミンオキサイド等が挙げられる。 Examples of the cationic surfactant and the amphoteric surfactant include alkylamine salts such as coconutamine acetate and stearylamine acetate; lauryltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, and alkyl. Quaternary ammonium salts such as pendyl dimethyl ammonium chloride: alkyl betaines such as lauryl betaine, stearyl betaine, lauryl carboxymethyl hydroxyethyl imidazolinium betaine; and amine oxides such as lauryl dimethylamine oxide.
非イオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル;ポリオキシエチレン誘導体;ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタンジステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル;テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット等のポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル;グリセロールモノステアレート、グリセロールモノオレエート、自己乳化型グリセロールモノステアレート等のグリセリン脂肪酸エステル;ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート等のポリオキシエチレン脂肪酸エステル:ポリオキシエチレンアルキルアミン;ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油;アルキルアルカノールアミド等が挙げられる。 Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene alkyl ether such as polyoxyethylene higher alcohol ether, and polyoxyethylene. Polyoxyethylene alkylaryl ethers such as nonylphenyl ether; polyoxyethylene derivatives; sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan tristearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan sesquioleate Fatty acid esters such as sorbitan and sorbitan distearate; polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene Polyoxyethylene sorbitan such as Tylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan trioleate Fatty acid esters; polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbite tetraoleate; glycerin fatty acid esters such as glycerol monostearate, glycerol monooleate, and self-emulsifying glycerol monostearate; polyethylene glycol monolaurate, polyethylene glycol Monostearate, polyethylene glycol distearate, polyethylene glycol Polyoxyethylene fatty acid esters, such as oleate polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene hardened castor oil, alkyl alkanol amide.
このような表面処理剤を用いて、水酸化マグネシウム粒子の表面処理を行うには、公知の乾式法ないし湿式法を適用することができる。乾式法としては、水酸化マグネシウム粒子をヘンシェルミキサー等の混合機により、攪拌下で表面処理剤を液状、エマルジョン状、あるいは固体状で加え、加熱又は非加熱下に充分に混合すればよい。湿式法としては、水酸化マグネシウム粒子を水系溶媒若しくは非水系溶媒スラリーに表面処理剤を溶液状態又はエマルジョン状態で加え、例えば1〜100℃程度の温度で機械的に混合し、その後、非水系溶媒の場合、乾燥等によって非水系溶媒を除去すればよい。非水系溶媒としては、例えばイソプロピルアルコールやメチルエチルケトン等が挙げられる。表面処理剤の添加量は適宜選択することができるが、乾式法を採用する場合、湿式法に比べて不均一な表面処理レベルとなりやすいため、湿式法よりは若干多めの添加量とした方が良い。具体的には、水酸化マグネシウム粒子100質量%に対して0.5〜10質量%の範囲が好ましく、1〜5質量%の範囲がより好ましい。湿式法を採用する場合、充分な表面処理及び表面処理剤の凝集防止の点から、水酸化マグネシウム粒子100質量%に対して0.1〜5質量%の範囲が好ましく、0.3〜3質量%の範囲がより好ましい。 In order to perform surface treatment of magnesium hydroxide particles using such a surface treatment agent, a known dry method or wet method can be applied. As a dry method, the surface treatment agent may be added in a liquid, emulsion, or solid state with stirring using a mixer such as a Henschel mixer, and the magnesium hydroxide particles may be sufficiently mixed with or without heating. As a wet method, a surface treatment agent is added in a solution state or an emulsion state to an aqueous solvent or a non-aqueous solvent slurry by adding magnesium hydroxide particles, and mechanically mixed at a temperature of, for example, about 1 to 100 ° C. In this case, the non-aqueous solvent may be removed by drying or the like. Examples of the non-aqueous solvent include isopropyl alcohol and methyl ethyl ketone. The addition amount of the surface treatment agent can be appropriately selected.However, when the dry method is adopted, the surface treatment level tends to be uneven compared to the wet method. good. Specifically, the range is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass, based on 100% by mass of the magnesium hydroxide particles. When the wet method is employed, the content is preferably in the range of 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.3 to 3% by mass, based on 100% by mass of the magnesium hydroxide particles, from the viewpoint of sufficient surface treatment and prevention of aggregation of the surface treating agent. % Is more preferable.
表面処理を行った水酸化マグネシウム粒子は、必要に応じて、造粒、乾燥、粉砕、及び分級等の手段を適宜選択して実施することができる。なお、表面処理前の水酸化マグネシウム粒子の各物性値は、前記の通りであるが、表面処理する割合が水酸化マグネシウム粒子に対してわずかな量であるため、表面処理後の水酸化マグネシウム粒子の各物性値も、表面処理前の水酸化マグネシウム粒子の各物性値と殆ど同じ値を採用することができる。従って、表面処理後の水酸化マグネシウム粒子の各物性値の記載は、ここでは省略する。 The magnesium hydroxide particles having been subjected to the surface treatment can be carried out by appropriately selecting means such as granulation, drying, pulverization, and classification as necessary. The physical property values of the magnesium hydroxide particles before the surface treatment are as described above, but since the ratio of the surface treatment is a small amount relative to the magnesium hydroxide particles, the magnesium hydroxide particles after the surface treatment Can be almost the same as those of the magnesium hydroxide particles before the surface treatment. Therefore, description of each physical property value of the magnesium hydroxide particles after the surface treatment is omitted here.
[水酸化マグネシウム粒子の製造方法]
本発明の水酸化マグネシウム粒子の製造方法は、水酸化マグネシウムを含む懸濁液に、アルカリ金属水酸化物を、水酸化マグネシウム固形分100質量部に対して800質量部超となるよう添加して、230℃超で水熱処理することを特徴とする。
[Production method of magnesium hydroxide particles]
In the method for producing magnesium hydroxide particles of the present invention, an alkali metal hydroxide is added to a suspension containing magnesium hydroxide so as to be more than 800 parts by mass relative to 100 parts by mass of solid magnesium hydroxide. And a hydrothermal treatment at a temperature exceeding 230 ° C.
本発明では、原料となる水酸化マグネシウムは、代表的には以下のようにして得られる。塩化マグネシウム又はその水和物の水溶液を調製し、そこにアルカリ(例えば、水酸化ナトリウム水溶液等)を添加してサスペンジョンを得た後、このサスペンジョンに水熱処理を施してスラリーを得て、次いでスラリーをろ過、洗浄、乾燥することで所望の水酸化マグネシウムを製造することができる。なお、前記サスペンジョンの状態で、公知の粉砕法(例えば、湿式粉砕法等)により、原料となる水酸化マグネシウムの平均粒子径等の粒子物性を調製することができる。後工程である表面処理を湿式法で行う場合には、水熱処理を経たスラリーをろ過、洗浄した後、再度純水に戻して水酸化マグネシウムのスラリーとした上で、表面処理剤を添加することが好ましい。上記水熱処理は、オートクレーブ等の公知の耐圧加熱容器にて、撹拌下、100〜250℃で1〜10時間程度熱処理することで行うことができる。その後、必要に応じて、水洗、脱水、造粒、乾燥、粉砕、及び分級等することで表面処理された水酸化マグネシウムを製造することができる。 In the present invention, magnesium hydroxide as a raw material is typically obtained as follows. An aqueous solution of magnesium chloride or a hydrate thereof is prepared, and an alkali (for example, an aqueous solution of sodium hydroxide) is added thereto to obtain a suspension. The suspension is subjected to hydrothermal treatment to obtain a slurry. Is filtered, washed, and dried to produce a desired magnesium hydroxide. In the state of the suspension, the particle properties such as the average particle diameter of the raw material magnesium hydroxide can be adjusted by a known pulverization method (for example, a wet pulverization method). When performing the surface treatment as a post-process by a wet method, the slurry subjected to the hydrothermal treatment is filtered and washed, and then returned to pure water to obtain a magnesium hydroxide slurry, and a surface treatment agent is added. Is preferred. The above-mentioned hydrothermal treatment can be performed by performing heat treatment at 100 to 250 ° C. for about 1 to 10 hours with stirring in a known pressure-resistant heating vessel such as an autoclave. Thereafter, if necessary, washing, dehydration, granulation, drying, pulverization, classification, and the like can produce surface-treated magnesium hydroxide.
前記工程で用い得る塩化マグネシウム又はその水和物としては、塩化マグネシウム六水和物、塩化マグネシウム二水和物、塩化マグネシウム無水和物等の水溶性マグネシウム塩が好適に挙げられる。通常、水溶性マグネシウム塩は水溶液として用いる。その他、マグネシウム原料として海水、潅水を用いてもよい。各水溶液中のマグネシウムイオン濃度としては、反応を充分に進行させる観点から、0.01〜5mol/Lが好ましく、0.05〜4mol/Lがより好ましい。 As the magnesium chloride or a hydrate thereof that can be used in the above step, water-soluble magnesium salts such as magnesium chloride hexahydrate, magnesium chloride dihydrate, and magnesium chloride anhydrate are preferably exemplified. Usually, the water-soluble magnesium salt is used as an aqueous solution. In addition, seawater or irrigation may be used as a magnesium raw material. The concentration of magnesium ion in each aqueous solution is preferably 0.01 to 5 mol / L, and more preferably 0.05 to 4 mol / L, from the viewpoint of allowing the reaction to proceed sufficiently.
前記工程で用い得るアルカリとしては、例えば、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等を用いることができる。アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を用いることができる。また、アルカリ土類金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等を用いることができる。アルカリ水溶液のアルカリ濃度としては、0.1〜18N程度であればよく、0.5〜15Nが好ましい。 As the alkali that can be used in the above step, for example, an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, or the like can be used. As the alkali metal hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, or the like can be used. As the alkaline earth metal hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide and the like can be used. The alkali concentration of the alkaline aqueous solution may be about 0.1 to 18N, preferably 0.5 to 15N.
上記手順でそれぞれ調製した水溶性マグネシウム塩とアルカリ水溶液とを1〜100℃程度で0.01〜10時間反応させることで水酸化マグネシウムを含む懸濁液を調製することができる。 A suspension containing magnesium hydroxide can be prepared by reacting the water-soluble magnesium salt prepared in the above procedure with an aqueous alkali solution at about 1 to 100 ° C. for 0.01 to 10 hours.
本発明では、原料となる水酸化マグネシウムは、上記手順で製造することもできるが、天然物および合成物共に用いることができ、市販品として入手することもできる。また、本発明では、原料となる水酸化マグネシウムは、酸化マグネシウムを水和させて用いることも可能である。原料となる水酸化マグネシウムは、流動性や力学特性等を向上させる観点から、BET比表面積が0.5m2/g未満であり、平均粒子径が10μm以上である水酸化マグネシウム粒子を、原料となる水酸化マグネシウム中に含むことが好ましい。なお、原料となる水酸化マグネシウムの各物性値(BET比表面積や平均粒子径を含む各物性値)は、前述の水酸化マグネシウム粒子の各物性値と同じ値を採用することができる。従って、ここでは省略する。 In the present invention, magnesium hydroxide as a raw material can be produced by the above procedure, but can be used for both natural products and synthetic products, and can be obtained as a commercial product. In the present invention, magnesium hydroxide as a raw material can be used by hydrating magnesium oxide. From the viewpoint of improving fluidity, mechanical properties, and the like, magnesium hydroxide as a raw material has a BET specific surface area of less than 0.5 m 2 / g and an average particle diameter of 10 μm or more. Is preferably contained in the resulting magnesium hydroxide. In addition, each physical property value (each physical property value including the BET specific surface area and the average particle diameter) of magnesium hydroxide as a raw material can adopt the same value as each physical property value of the above-mentioned magnesium hydroxide particles. Therefore, it is omitted here.
本発明では、粗大粒子を製造する観点から、原料となる水酸化マグネシウムを含む懸濁液に、アルカリ金属水酸化物を、水酸化マグネシウム固形分100質量部に対して800質量部超、好ましくは820質量部以上、より好ましくは850質量部以上となるよう添加する。アルカリ金属水酸化物の添加量の上限値は、本発明の効果を損なわなければ良いとの観点から特に限定されないものの、生産性を向上させる観点から、水酸化マグネシウム固形分100質量部に対して2000質量部以下が好ましく、1500質量部以下がより好ましく、1200質量部以下がさらに好ましい。また、生産性を向上させる観点から、水酸化マグネシウム固形分100質量部に対して800質量部超2000質量部以下が好ましく、820質量部以上1500質量部以下がより好ましく、850質量部以上1200質量部以下がさらに好ましい。なお、本発明では、アルカリ金属水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を用いることができる。 In the present invention, from the viewpoint of producing coarse particles, a suspension containing magnesium hydroxide as a raw material, an alkali metal hydroxide, more than 800 parts by mass relative to 100 parts by mass of magnesium hydroxide solids, preferably 820 parts by mass or more, more preferably 850 parts by mass or more. The upper limit of the amount of the alkali metal hydroxide to be added is not particularly limited from the viewpoint that the effects of the present invention are not impaired, but from the viewpoint of improving productivity, based on 100 parts by mass of magnesium hydroxide solids. It is preferably 2,000 parts by mass or less, more preferably 1500 parts by mass or less, and still more preferably 1200 parts by mass or less. In addition, from the viewpoint of improving productivity, the amount is preferably more than 800 parts by mass and 2,000 parts by mass or less, more preferably 820 parts by mass or more and 1500 parts by mass or less, and 850 parts by mass or more and 1200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of magnesium hydroxide solids. Parts or less are more preferred. In the present invention, as the alkali metal hydroxide, for example, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like can be used.
本発明では、水酸化マグネシウムを含む懸濁液に、アルカリ金属水酸化物を、前記添加量を添加して得られたサスペンジョンに水熱処理を行うことが好ましい。上記水熱処理は、オートクレーブ等の公知の耐圧加熱容器にて、撹拌下、230℃超、好ましくは235℃以上、より好ましくは250℃以上で行う。水熱処理の温度の上限値は、本発明の効果を損なわなければ良いとの観点から特に限定されないものの、実用性の観点から、350℃以下が好ましく、300℃以下がより好ましく、280℃以下がさらに好ましい。また、実用性の観点から、230℃超350℃以下が好ましく、235℃以上300℃以下がより好ましく、250℃以上280℃以下がさらに好ましい。また、水熱処理の時間は、1〜100時間程度水熱処理することが好ましく、5〜50時間程度水熱処理することがより好ましい。本発明では、粗大粒子を製造する観点から、230℃超300℃以下で1〜50時間程度、水熱処理することができる。 In the present invention, it is preferable that the suspension obtained by adding the alkali metal hydroxide to the suspension containing magnesium hydroxide in the above-described amount is subjected to hydrothermal treatment. The hydrothermal treatment is carried out in a known pressure-resistant heating vessel such as an autoclave under stirring at a temperature higher than 230 ° C, preferably 235 ° C or higher, more preferably 250 ° C or higher. Although the upper limit of the temperature of the hydrothermal treatment is not particularly limited from the viewpoint that the effects of the present invention are not impaired, from the viewpoint of practicality, it is preferably 350 ° C or lower, more preferably 300 ° C or lower, and more preferably 280 ° C or lower. More preferred. In addition, from the viewpoint of practicality, the temperature is preferably higher than 230 ° C and 350 ° C or lower, more preferably 235 ° C or higher and 300 ° C or lower, further preferably 250 ° C or higher and 280 ° C or lower. The time of the hydrothermal treatment is preferably about 1 to 100 hours, more preferably about 5 to 50 hours. In the present invention, from the viewpoint of producing coarse particles, hydrothermal treatment can be performed at a temperature higher than 230 ° C and 300 ° C or lower for about 1 to 50 hours.
本発明では、水熱処理して得たスラリーを、必要に応じて、水洗、脱水、造粒、乾燥、粉砕、及び分級等することで所望の水酸化マグネシウム粒子を製造することができる。 In the present invention, desired magnesium hydroxide particles can be produced by washing, dehydrating, granulating, drying, pulverizing, and classifying the slurry obtained by the hydrothermal treatment, as necessary.
また、後工程である表面処理を湿式法で行う場合には、水熱処理を経たスラリーをろ過、洗浄した後、再度純水に戻して水酸化マグネシウムのスラリーとした上で、表面処理剤を添加することが好ましい。上記水熱処理は、オートクレーブ等の公知の耐圧加熱容器にて、撹拌下、100〜250℃で1〜10時間程度熱処理することで行うことができる。その後、必要に応じて、水洗、脱水、造粒、乾燥、粉砕、及び分級等することで表面処理された水酸化マグネシウム粒子を製造することができる。 In the case where the surface treatment in the subsequent step is performed by a wet method, the slurry subjected to the hydrothermal treatment is filtered and washed, then returned to pure water to obtain a magnesium hydroxide slurry, and a surface treatment agent is added. Is preferred. The above-mentioned hydrothermal treatment can be performed by performing heat treatment at 100 to 250 ° C. for about 1 to 10 hours with stirring in a known pressure-resistant heating vessel such as an autoclave. Thereafter, if necessary, the surface-treated magnesium hydroxide particles can be produced by washing, dehydrating, granulating, drying, pulverizing, classifying, and the like.
本発明では、粗大粒子を製造する観点から、前記で得られた水酸化マグネシウム粒子を種粒子として、水酸化マグネシウムを含む懸濁液に前記種粒子を水酸化マグネシウム固形分のうち5質量%以上となるよう添加して、アルカリ金属水酸化物を水酸化マグネシウム固形分100質量部に対して800質量部超となるよう添加して、230℃超で水熱処理することができる。本発明では、好ましくは、水酸化マグネシウムを含む懸濁液に前記種粒子を水酸化マグネシウム固形分のうち5質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上となるよう添加できる。また、前記種粒子の添加量の上限値は、本発明の効果を損なわなければ良いとの観点から特に限定されないものの、生産性を向上させる観点から、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。また、前記種粒子の添加量は、生産性を向上させる観点から、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上50質量%以下がより好ましく、20質量%以上40質量%以下がさらに好ましい。また、粗大粒子を製造する観点から、種粒子を用いて得られた水酸化マグネシウム粒子を、さらに種粒子として用いることができる。 In the present invention, from the viewpoint of producing coarse particles, the magnesium hydroxide particles obtained above are used as seed particles, and the seed particles are added to a suspension containing magnesium hydroxide in an amount of 5% by mass or more based on the magnesium hydroxide solid content. The alkali metal hydroxide is added so as to be more than 800 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of magnesium hydroxide, and hydrothermal treatment can be performed at more than 230 ° C. In the present invention, preferably, the seed particles are added to the suspension containing magnesium hydroxide so as to be 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more of the magnesium hydroxide solid content. it can. The upper limit of the amount of the seed particles is not particularly limited from the viewpoint that the effect of the present invention is not impaired, but is preferably 50% by mass or less and 40% by mass or less from the viewpoint of improving productivity. Is more preferred. In addition, the amount of the seed particles added is preferably 5% by mass to 50% by mass, more preferably 10% by mass to 50% by mass, and more preferably 20% by mass to 40% by mass from the viewpoint of improving productivity. More preferred. In addition, from the viewpoint of producing coarse particles, magnesium hydroxide particles obtained using seed particles can be further used as seed particles.
前記で得られた水酸化マグネシウム粒子を種粒子として用いる場合、流動性や力学特性等を向上させる観点から、BET比表面積が0.5m2/g未満であり、平均粒子径が10μm以上である水酸化マグネシウム粒子を種粒子として用いることが好ましい。なお、種粒子となる水酸化マグネシウムの各物性値(BET比表面積や平均粒子径を含む各物性値)は、前述の水酸化マグネシウム粒子の各物性値と同じ値を採用することができる。従って、ここでは省略する。また、種粒子を用いた場合でも、アルカリ金属水酸化物の添加量や水熱処理の条件等は、前述と同じ値を採用することができる。 When the magnesium hydroxide particles obtained above are used as seed particles, the BET specific surface area is less than 0.5 m 2 / g and the average particle diameter is 10 μm or more from the viewpoint of improving fluidity, mechanical properties, and the like. It is preferable to use magnesium hydroxide particles as seed particles. In addition, each physical property value (each physical property value including a BET specific surface area and an average particle diameter) of the magnesium hydroxide used as seed particles can adopt the same value as each physical property value of the above-mentioned magnesium hydroxide particles. Therefore, it is omitted here. Further, even when the seed particles are used, the same values as described above can be adopted as the addition amount of the alkali metal hydroxide, the conditions of the hydrothermal treatment, and the like.
[樹脂組成物]
本発明の樹脂組成物は、樹脂100質量部に対し、前記水酸化マグネシウム粒子が5〜500質量部配合されていることを特徴とする。樹脂100質量部に対し、前記水酸化マグネシウム粒子を好ましくは50〜300質量部、より好ましくは100〜200質量部配合できる。
[Resin composition]
The resin composition of the present invention is characterized in that the magnesium hydroxide particles are blended in an amount of 5 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. The magnesium hydroxide particles can be preferably blended in an amount of 50 to 300 parts by mass, more preferably 100 to 200 parts by mass, based on 100 parts by mass of the resin.
前記樹脂として、特に制限されないものの、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。前記熱可塑性樹脂として、特に制限されないものの、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、エチレン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸メチル・メタクリル酸メチルコポリマー等の(メタ)アクリル酸エステル類の単独重合体又は共重合体等のアクリル樹脂;高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、EVA(エチレンビニルアセテート樹脂)、EEA(エチレンエチルアクリレート樹脂)、EMA(エチレンアクリル酸メチル共重合樹脂)、EAA(エチレンアクリル酸共重合樹脂)、超高分子量ポリエチレン等のポリエチレン樹脂(PE);ポリプロピレンホモポリマー、エチレンプロピレン共重合体等のポリプロピレン樹脂(PP);ABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンコポリマー);ポリスチレン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリフェニレン樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT),ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン46等の各種ナイロンを含むポリアミド樹脂が挙げられる。これら樹脂は単独でも、2種以上を混合して用いてもよい。 Although not particularly limited, it is preferable to use a thermoplastic resin as the resin. Examples of the thermoplastic resin include, but are not limited to, (meth) acrylates such as polymethyl methacrylate (PMMA), ethylene / (meth) acrylate copolymer, and methyl acrylate / methyl methacrylate copolymer alone. Acrylic resin such as polymer or copolymer; high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ultra low density polyethylene, EVA (ethylene vinyl acetate resin), EEA (ethylene ethyl acrylate resin), EMA (ethylene Methyl acrylate copolymer resin), EAA (ethylene acrylic acid copolymer resin), polyethylene resin (PE) such as ultra high molecular weight polyethylene; polypropylene homopolymer, polypropylene resin (PP) such as ethylene propylene copolymer; ABS resin ( Acryloni Polystyrene resin; polycarbonate resin; polyphenylene resin; polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN); nylon 6, nylon 66, nylon 610; Polyamide resins including various nylons such as nylon 612, nylon 11, nylon 12, and nylon 46 are exemplified. These resins may be used alone or in combination of two or more.
本発明では、例えば、前記熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂(PE)、ポリプロピレン樹脂(PP)、ABS樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリエステル樹脂及びポリアミド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂を含有することが好ましい。流動性や力学特性等を向上させる観点から、前記熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂及びポリエチレン樹脂(PE)を含有することがより好ましい。 In the present invention, for example, the thermoplastic resin is selected from the group consisting of acrylic resin, polyethylene resin (PE), polypropylene resin (PP), ABS resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, polyphenylene resin, polyester resin and polyamide resin. It is preferable to contain at least one resin. From the viewpoint of improving fluidity, mechanical properties, and the like, it is more preferable that the thermoplastic resin contains an acrylic resin and a polyethylene resin (PE).
上記樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、上記成分以外に他の添加剤を配合してもよい。このような添加剤としては、例えば酸化防止剤、帯電防止剤、顔料、発泡剤、可塑剤、充填剤、補強剤、難燃剤、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤、及び滑剤等が挙げられる。 The resin composition may contain other additives in addition to the above components as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such additives include antioxidants, antistatic agents, pigments, foaming agents, plasticizers, fillers, reinforcing agents, flame retardants, crosslinking agents, light stabilizers, ultraviolet absorbers, and lubricants. Can be
上記他の添加剤の配合量は、本発明の効果を損なわなければ良いとの観点から特に限定されないものの、上記樹脂100質量部に対し、0.1〜10質量部配合するのが好ましい。 The amount of the other additives is not particularly limited from the viewpoint that the effects of the present invention are not impaired, but is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
[成形体]
成形体は前記樹脂組成物を用いて得ることができる。このような成形体は、樹脂等に所定量の水酸化マグネシウム粒子を配合した後、公知の成形方法により得ることができる。このような成形方法としては、例えば押出成形、射出成形、カレンダー成形などである。
[Molded body]
A molded article can be obtained using the resin composition. Such a molded article can be obtained by a known molding method after blending a predetermined amount of magnesium hydroxide particles with a resin or the like. Examples of such a molding method include extrusion molding, injection molding, and calendar molding.
成形体には、前述した所定の水酸化マグネシウム粒子が配合されているので、機械特性、難燃性等が優れている。このような成形体は機械特性、難燃性等が求められる各種用途に用いることができ、例えば、OA機器、自動車部品(内外装品)、鉄道車両、船舶、航空機、産業機材、ゲーム機、建築部材(室内用、住宅用材)、電気製品(エアコン、冷蔵庫の外側、いわゆる電子・電気機器全般のハウジング用途)、室内装飾品、絶縁電線、光ファイバーケーブル、雑貨、文具、家具、楽器(リコーダー)、機械部品等の用途に用いることができる。 Since the above-mentioned predetermined magnesium hydroxide particles are blended in the molded article, the molded article is excellent in mechanical properties, flame retardancy and the like. Such a molded article can be used for various applications requiring mechanical properties, flame retardancy, and the like. For example, OA equipment, automobile parts (interior / exterior parts), railway vehicles, ships, aircraft, industrial equipment, game machines, Building materials (indoor and housing materials), electrical products (outside air conditioners and refrigerators, so-called general electronic and electrical equipment housing applications), interior decorations, insulated wires, optical fiber cables, sundries, stationery, furniture, musical instruments (recorders) , Mechanical parts and the like.
以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
[水酸化マグネシウム粒子での分析]
下記の実施例及び比較例で得られた各水酸化マグネシウム粒子(試料粉末)について、以下のような分析を行った。各分析結果を表1〜2及び図1〜3に示す。
[Analysis with magnesium hydroxide particles]
The following analysis was performed on each magnesium hydroxide particle (sample powder) obtained in the following Examples and Comparative Examples. The results of each analysis are shown in Tables 1 and 2 and FIGS.
(1)BET比表面積
8連式プリヒートユニット(MOUNTECH社製)を用いて窒素ガス雰囲気下、約130℃、約30分間で前処理した試料粉末を、BET比表面積測定装置としてMacsorb HM Model−1208(MOUNTECH社製)を用いて、窒素ガス吸着法で、BET比表面積を測定した。
(1) BET specific surface area A sample powder pretreated at about 130 ° C. for about 30 minutes in an atmosphere of nitrogen gas using an eight-stage preheat unit (manufactured by MOUNTECH) was converted into a BET specific surface area measuring apparatus by Macsorb HM Model-1208. (Mountech) and the BET specific surface area was measured by a nitrogen gas adsorption method.
(2)平均粒子径
エタノール50mLを100mL容量のビーカーに採り、約0.2gの試料粉末を入れ、3分間の超音波処理(トミー精工社製 UD−201)を施して分散液を調製した。この調製液をレーザー回折法−粒度分布計(日機装株式会社製 Microtrac HRA Model 9320−X100)を用いて、体積基準のD50値を平均粒子径(μm)として、測定した。
(2) Average particle size 50 mL of ethanol was placed in a beaker of 100 mL capacity, about 0.2 g of sample powder was put therein, and subjected to ultrasonic treatment (UD-201, manufactured by Tommy Seiko Co., Ltd.) for 3 minutes to prepare a dispersion. The preparation of the laser diffraction method - using a particle size distribution meter (manufactured by Nikkiso Co., Ltd. Microtrac HRA Model 9320-X100), the D 50 value of the volume reference average particle diameter ([mu] m), was measured.
(3)走査電子顕微鏡での粒子観察
アルミ試料台上に両面テープを貼り付け、その上から試料粉末をスパチュラのヘラでなぞるように塗布した。金蒸着を行った後、試料粉末の粒子像を走査電子顕微鏡(FE−SEM:日立製作所株式会社製S−4700)を用いて1千倍の写真を撮った。図1〜図3にSEM写真を示す。
(3) Observation of Particles by Scanning Electron Microscope A double-sided tape was stuck on an aluminum sample table, and a sample powder was applied from above on the aluminum sample table by tracing with a spatula spatula. After gold deposition, a 1000-fold photograph of the particle image of the sample powder was taken using a scanning electron microscope (FE-SEM: S-4700 manufactured by Hitachi, Ltd.). 1 to 3 show SEM photographs.
(4)X線回折におけるX線回折における[001]面と[110]面に由来する回折ピークの半値幅の比([001]/[110])
X線回折装置(株式会社リガク、RINT−2500、CuのKα線、40kV、50mA、統合粉末X線解析ソフトウェア「PDXL2」)を用い、走査間隔は0.03°、走査速度は5.0°/minで3〜60°の範囲で試料粉末を測定した。X線回折における[001]面と[110]面に由来する回折ピークの半値幅の比([110]面に由来する回折ピークの半値幅に対する[001]面に由来する回折ピークの半値幅の比=[001]面に由来する回折ピークの半値幅/[110]面に由来する回折ピークの半値幅)は、[001]の回折ピーク(2θ=18.6°)の半値幅及び[110]の回折ピーク(2θ=58.6°)の半値幅から算出した。
(4) Ratio of the half width of the diffraction peak derived from the [001] plane and the [110] plane in the X-ray diffraction ([001] / [110])
Using an X-ray diffractometer (Rigaku Corporation, RINT-2500, Kα ray of Cu, 40 kV, 50 mA, integrated powder X-ray analysis software “PDXL2”), the scanning interval is 0.03 °, and the scanning speed is 5.0 °. The sample powder was measured in the range of 3 to 60 ° / min. In X-ray diffraction, the ratio of the half width of the diffraction peak derived from the [001] plane to the [110] plane (the half width of the diffraction peak derived from the [001] plane to the half width of the diffraction peak derived from the [110] plane) Ratio = half width of diffraction peak derived from [001] plane / half width of diffraction peak derived from [110] plane) is the half width of diffraction peak of [001] (2θ = 18.6 °) and [110]. ] (2θ = 58.6 °).
<実施例1>
BET比表面積が35m2/g、平均粒子径が4.4μmの水酸化マグネシウム100gが含まれる懸濁液に、NaOHフレークを1000g添加して(水酸化マグネシウム固形分100質量部に対して1000質量部)、1.5Lの液量に調製した。調整した懸濁液を2L容量のテフロン(登録商標)製の接液部を有するオートクレーブ内に流し込み、攪拌下で250℃で10時間の水熱処理を行った。水熱処理後の懸濁液を真空濾過後、固形分に対して20倍容量以上の水で充分に洗浄した。その後、120℃で8時間以上乾燥させ、粉砕して水酸化マグネシウム粒子(試料粉末)を得た。
<Example 1>
1000 g of NaOH flakes are added to a suspension containing 100 g of magnesium hydroxide having a BET specific surface area of 35 m 2 / g and an average particle diameter of 4.4 μm (1000 parts by mass per 100 parts by mass of solid magnesium hydroxide). Part), to a liquid volume of 1.5 L. The prepared suspension was poured into a 2 L-volume autoclave having a liquid contact part made of Teflon (registered trademark), and subjected to a hydrothermal treatment at 250 ° C. for 10 hours with stirring. The suspension after the hydrothermal treatment was subjected to vacuum filtration, and then sufficiently washed with water at a volume 20 times or more the solid content. Then, it was dried at 120 ° C. for 8 hours or more, and pulverized to obtain magnesium hydroxide particles (sample powder).
<実施例2>
実施例1で得られた水酸化マグネシウム粒子25gを種粒子として、BET比表面積が35m2/g、平均粒子径が4.4μmの水酸化マグネシウム75gが含まれる懸濁液に加えた以外は、実施例1と同様な操作を行って水酸化マグネシウム粒子を得た。
<Example 2>
Except that 25 g of magnesium hydroxide particles obtained in Example 1 were used as seed particles and added to a suspension containing 75 g of magnesium hydroxide having a BET specific surface area of 35 m 2 / g and an average particle size of 4.4 μm. The same operation as in Example 1 was performed to obtain magnesium hydroxide particles.
<実施例3>
実施例2で得られた水酸化マグネシウム粒子25gを種粒子として、BET比表面積が35m2/g、平均粒子径が4.4μmの水酸化マグネシウム75gが含まれる懸濁液に加えた以外は、実施例1と同様な操作を行って水酸化マグネシウム粒子を得た。
<Example 3>
Except that 25 g of magnesium hydroxide particles obtained in Example 2 were used as seed particles and added to a suspension containing 75 g of magnesium hydroxide having a BET specific surface area of 35 m 2 / g and an average particle diameter of 4.4 μm. The same operation as in Example 1 was performed to obtain magnesium hydroxide particles.
<実施例4>
NaOHフレークを850g添加し(水酸化マグネシウム固形分100質量部に対して850質量部)、水熱処理条件を235℃で30時間にした以外は、実施例1と同様な操作を行って水酸化マグネシウム粒子を得た。
<Example 4>
850 g of NaOH flakes were added (850 parts by mass based on 100 parts by mass of magnesium hydroxide solids), and the procedure of Example 1 was repeated except that the hydrothermal treatment was performed at 235 ° C. for 30 hours. Particles were obtained.
<比較例1>
NaOHフレークを800g添加し(水酸化マグネシウム固形分100質量部に対して800質量部)、水熱処理条件を200℃で10時間にした以外は、実施例1と同様な操作を行って水酸化マグネシウム粒子を得た。
<Comparative Example 1>
The same operation as in Example 1 was performed except that 800 g of NaOH flakes were added (800 parts by mass with respect to 100 parts by mass of solid content of magnesium hydroxide) and the hydrothermal treatment was performed at 200 ° C. for 10 hours. Particles were obtained.
<比較例2>
常法により海水を脱炭酸処理したのち、石灰乳を用いて公知の手段により水酸化マグネシウムスラリーを得た。かかるスラリーに水酸化ナトリウムを加え、水熱合成を行い粒径6μmの水酸化マグネシウムスラリーを得た。かかるスラリーは減圧ろ過機により分離され、乾燥することで水酸化マグネシウム粒子を得た。
<Comparative Example 2>
After decarbonation treatment of seawater by a conventional method, a magnesium hydroxide slurry was obtained by using lime milk by a known means. Sodium hydroxide was added to the slurry and hydrothermal synthesis was performed to obtain a magnesium hydroxide slurry having a particle size of 6 μm. The slurry was separated by a vacuum filter and dried to obtain magnesium hydroxide particles.
かかる水酸化マグネシウム紛体を、内容積10Lのステンレス容器にスラリー濃度6wt%となるように乳化した。かかるスラリーを撹拌装置により十分な撹拌状態を維持し、水酸化マグネシウム結晶を種晶として、12.7wt%の塩化マグネシウム溶液と25%アンモニア水をチューブポンプを用いて連続的に供給し、温度を60℃に維持しながら水酸化マグネシウムの結晶を析出せしめた。水酸化マグネシウムの沈殿はろ過器により分離し、水洗後120℃で乾燥して、水酸化マグネシウム粒子を得た。 This magnesium hydroxide powder was emulsified in a stainless steel container having an internal volume of 10 L so as to have a slurry concentration of 6 wt%. The slurry is maintained in a sufficiently stirred state by a stirrer, and magnesium hydroxide crystals are used as seed crystals to continuously supply a 12.7 wt% magnesium chloride solution and 25% aqueous ammonia using a tube pump. While maintaining the temperature at 60 ° C., crystals of magnesium hydroxide were precipitated. The precipitate of magnesium hydroxide was separated by a filter, washed with water and dried at 120 ° C. to obtain magnesium hydroxide particles.
[樹脂組成物での分析と評価]
前記実施例及び比較例で得られた各水酸化マグネシウム粒子を、下記樹脂にそれぞれ配合して樹脂組成物を作製し、樹脂組成物、又は、これを成形した成形体について、以下のような評価試験を行った。各評価結果を表1〜2に示す。
[Analysis and evaluation of resin composition]
The respective magnesium hydroxide particles obtained in the above Examples and Comparative Examples were respectively blended with the following resin to prepare a resin composition, and the resin composition, or a molded article obtained by molding the same, was evaluated as follows. The test was performed. Tables 1 and 2 show the evaluation results.
(5)充填性とメルトフローレートの評価
a.表1における充填性とメルトフローレートの測定
PMMA(Polymethyl methacrylate)樹脂(商品名:アクリペットSV001、メーカー:三菱ケミカル社)を用いた。PMMA樹脂100質量部に対して、試料粉末(水酸化マグネシウム粒子)150質量部を、220℃に加熱されたラボプラストミル(東洋精機製)内に充填させ、その場合の充填しやすさを評価した。試料粉末において、ハンチングが1分以内に収まる物を〇、1分超〜3分未満で収まるのものを△、3分以上続くものを×とした。
(5) Evaluation of Fillability and Melt Flow Rate a. Measurement of Fillability and Melt Flow Rate in Table 1 PMMA (Polymethyl methacrylate) resin (trade name: Acrypet SV001, manufacturer: Mitsubishi Chemical Corporation) was used. 150 parts by mass of sample powder (magnesium hydroxide particles) are charged into a Labo Plastomill (manufactured by Toyo Seiki) heated to 220 ° C. with respect to 100 parts by mass of PMMA resin, and the ease of filling in that case is evaluated. did. In the sample powder, a sample in which hunting was settled within 1 minute was designated as {> a sample in which the hunting was settled in more than 1 minute to less than 3 minutes;
その後、ラボプラストミルにより、220℃で5分間溶融混練して得た混練物を、樹脂シュレッダーで破砕し、目開き5mmの篩で5mm以下のコンパウンドを調製した。メルトフローレートの測定は、JIS K7210に準拠して加重3.8kg、温度230℃の条件で試験した。メルトフローレートの目標値は、3.0g/10分以上とした。 Thereafter, the kneaded material obtained by melt-kneading at 220 ° C. for 5 minutes using a Labo Plastmill was crushed with a resin shredder, and a compound having a size of 5 mm or less was prepared with a sieve having a mesh size of 5 mm. The melt flow rate was measured under the conditions of a weight of 3.8 kg and a temperature of 230 ° C. in accordance with JIS K7210. The target value of the melt flow rate was 3.0 g / 10 minutes or more.
b.表2における充填性とメルトフローレートの測定
PMMA(Polymethyl methacrylate)樹脂(商品名:住化MGSS、メーカー:住友化学社)、又は、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂(商品名:EV−180、メーカー:三井デュポンポリケミカル社)を用いた。PMMA樹脂、又は、EVA樹脂100質量部に対して、試料粉末(水酸化マグネシウム粒子)150質量部を、PMMA樹脂は220℃、EVA樹脂は180℃に加熱されたラボプラストミル(東洋精機製)内に充填させ、その場合の充填しやすさを評価した。試料粉末において、1分未満に全量充填できた場合は○、1〜3分未満の場合は△、3分以上の場合は×とした。
b. Measurement of Fillability and Melt Flow Rate in Table 2 PMMA (Polymethyl methacrylate) resin (trade name: Sumika MGSS, manufacturer: Sumitomo Chemical Co., Ltd.) or EVA (ethylene vinyl acetate) resin (trade name: EV-180, manufacturer : Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.). Laboplastomill (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) heated to 150 parts by mass of a sample powder (magnesium hydroxide particles) at 220 ° C. and EVA resin at 180 ° C. with respect to 100 parts by mass of PMMA resin or EVA resin. And the ease of filling in that case was evaluated. In the sample powder, when the whole amount was filled in less than 1 minute, it was evaluated as ○, when it was less than 1 to 3 minutes, Δ when it was 3 minutes or more.
その後、ラボプラストミルにより、PMMA樹脂については220℃で5分間溶融混練して混練物をえた。メルトフローレートの測定は、JIS K7210に準拠して加重3.8kg、温度230℃の条件で試験した。メルトフローレートの目標値は、1.5g/分以上とした。 Thereafter, the PMMA resin was melt-kneaded at 220 ° C. for 5 minutes to obtain a kneaded product using a Labo Plastomill. The melt flow rate was measured under the conditions of a weight of 3.8 kg and a temperature of 230 ° C. in accordance with JIS K7210. The target value of the melt flow rate was 1.5 g / min or more.
(6)黒度
分光測色系(KONICA MINOLTA製)の検出器と黒色板の間にシート状成形体を挟み、黒度を測定することで透明性を測定した。数値が低い方が透明性が高いことを示す。目標値は、78%未満とした。
(6) Blackness Transparency was measured by sandwiching a sheet-shaped molded product between a spectrocolorimeter (KONICA MINOLTA) detector and a black plate, and measuring the blackness. The lower the value, the higher the transparency. The target value was less than 78%.
(7)曲げ強度
a.測定用成型体の作製
PMMA樹脂(商品名:住化MGSS、メーカー:住友化学社)に対して、試料粉末(水酸化マグネシウム粒子)150質量部を配合した後に、ラボプラストミル(東洋精機株式会社)を用いて、220℃で5分間、回転数50rpmで溶融混練して得た混練物を、縦125mm×横13mm×厚み3mmの空間のある型枠に入れて220℃でプレス成型し、縦125mm×横13mm×厚み3mmの成形体を作成した。
(7) Flexural strength a. Preparation of molded body for measurement After blending 150 parts by mass of sample powder (magnesium hydroxide particles) with PMMA resin (trade name: Sumika MGSS, manufacturer: Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Labo Plastomill (Toyo Seiki Co., Ltd.) ), The kneaded material obtained by melt-kneading at 220 ° C. for 5 minutes at a rotation speed of 50 rpm is put into a mold having a space of 125 mm long × 13 mm wide × 3 mm thick and press-molded at 220 ° C. A molded body having a size of 125 mm × width 13 mm × thickness 3 mm was prepared.
b.曲げ強度の測定
成形体の曲げ弾性率(N/mm2)をJIS K7171に基づいて測定した。具体的
には、島津製作所社製オートグラフAG−5000A型を用い、試験法としてひずみ速度
を変更しないA法を採用し、支点間距離40mm、試験速度10mm/min、圧子の半
径R1=2mm、支持台の半径R2=2mmの条件で行った。目標値は、曲げ強度で69MPa以上とした。
b. Measurement of flexural strength The flexural modulus (N / mm 2 ) of the molded body was measured based on JIS K7171. Specifically, using an Autograph AG-5000A type manufactured by Shimadzu Corporation, the A method without changing the strain rate was adopted as a test method, the distance between fulcrums was 40 mm, the test speed was 10 mm / min, the radius of the indenter R1 = 2 mm, The test was performed under the condition that the radius R2 of the support was 2 mm. The target value was 69 MPa or more in bending strength.
(8)引張試験(引張強度、引張伸び)
EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂(商品名:EV−180、メーカー:三井デュポンポリケミカル社)を用いた。EVA樹脂100質量部に対して、試料粉末(水酸化マグネシウム粒子)150質量部を、ラボプラストミル(東洋精機製)により、180℃で5分間溶融混練して得た混練物を180℃でプレス成型して、厚み2mmのシート成形体を作成した。このシート成形体から2号形ダンベル状に打ち抜いた試験片を用いて、JIS−K−7113に準拠して、引張強度と引張伸びを測定した。目標値は、引張強度で0.9kgf/mm2以上、引張伸びで1000%以上とした。
(8) Tensile test (tensile strength, tensile elongation)
EVA (ethylene vinyl acetate) resin (trade name: EV-180, manufacturer: DuPont Mitsui Polychemicals) was used. 150 parts by mass of sample powder (magnesium hydroxide particles) was melt-kneaded at 180 ° C. for 5 minutes with a Labo Plastomill (manufactured by Toyo Seiki) with respect to 100 parts by mass of EVA resin. It was molded to form a sheet molded body having a thickness of 2 mm. Tensile strength and tensile elongation were measured in accordance with JIS-K-7113 using a test piece punched out from the sheet molded body in a No. 2 dumbbell shape. The target values were 0.9 kgf / mm 2 or more in tensile strength and 1000% or more in tensile elongation.
(9)燃焼試験(難燃性)
上記(7)、(8)と同様の手順で、試験片(長さ125mm、幅13mm、厚さ3mm)を得て、UL94Vに従い燃焼試験を行った。目標値はV−0とした。
(9) Combustion test (flame retardancy)
Test pieces (length 125 mm, width 13 mm, thickness 3 mm) were obtained in the same procedure as in the above (7) and (8), and a combustion test was performed according to UL94V. The target value was V-0.
(10)熱伝導率の測定
レーザーフラッシュ法を用いて熱伝導率の測定を行った。PMMA樹脂(商品名:住化MGSS、メーカー:住友化学社)100質量部に対して、試料粉末(水酸化マグネシウム粒子)150質量部を配合した後に、ラボプラストミル(東洋精機株式会社)を用いて、220℃で5分間、回転数50rpmで溶融混練して得た混練物を、縦125mm×横13mm×厚み1mmの空間のある型枠に入れて220℃でプレス成型し、縦125mm×横13mm×厚み1mmの成形体を作成した。その後成型体を縦10mm×横10mm×厚み1mmとなるように切り取り、LFA 467 HyperFlash(NETZSCH社)を用いて熱伝導率を測定した。目標値は0.8W/m・k以上とした。
(10) Measurement of thermal conductivity The thermal conductivity was measured using a laser flash method. After blending 150 parts by mass of a sample powder (magnesium hydroxide particles) with 100 parts by mass of PMMA resin (trade name: Sumika MGSS, manufacturer: Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Labo Plastomill (Toyo Seiki Co., Ltd.) was used. The kneaded product obtained by melt-kneading at 220 ° C. for 5 minutes at a rotation speed of 50 rpm is put into a mold having a space of 125 mm × 13 mm × 1 mm in thickness and press-molded at 220 ° C., and 125 mm × width A molded body having a size of 13 mm and a thickness of 1 mm was prepared. Thereafter, the molded body was cut out so as to have a length of 10 mm, a width of 10 mm and a thickness of 1 mm, and the thermal conductivity was measured using LFA 467 HyperFlash (NETZSCH). The target value was 0.8 W / m · k or more.
以上の分析および評価の結果を表1〜2及び図1〜3に示す。 The results of the above analysis and evaluation are shown in Tables 1 and 2 and FIGS.
表1に示すように、実施例1〜4の水酸化マグネシウム粒子を用いて作製した樹脂組成物では、PMMA樹脂への充填性が良好で、かつ、メルトフローレートの目標値である3.0g/10分以上も達成でき、良好な結果が得られた。一方、比較例1のように、BET比表面積が大きく、平均粒子径が小さい水酸化マグネシウム粒子の場合、PMMA樹脂への充填性が悪く、かつ、メルトフローレートの目標値である3.0g/10分以上を達せできず、良好な結果が得られなかった。これは、水酸化マグネシウム粒子のBET比表面積を0.5m2/g未満、かつ、平均粒子径を10μm以上とコントロールすることで、一次粒子の結晶成長が促進され、さらに粒子の構造体としての強度が増加するため、樹脂への充填性やメルトフローレート等の流動性や力学特性等を向上できたと推測される。 As shown in Table 1, in the resin compositions prepared using the magnesium hydroxide particles of Examples 1 to 4, the filling property of the PMMA resin was good and the target value of the melt flow rate was 3.0 g. / 10 minutes or more, and good results were obtained. On the other hand, in the case of magnesium hydroxide particles having a large BET specific surface area and a small average particle diameter as in Comparative Example 1, the filling property of the PMMA resin is poor, and the target value of the melt flow rate of 3.0 g / 10 minutes or more could not be reached, and good results could not be obtained. This is because, by controlling the BET specific surface area of the magnesium hydroxide particles to less than 0.5 m 2 / g and the average particle diameter to 10 μm or more, the crystal growth of the primary particles is promoted, and the structure of the particles as a particle structure is further improved. It is presumed that since the strength was increased, the filling property into the resin, the fluidity such as the melt flow rate, and the mechanical properties were improved.
また、実施例1〜3を比較すると、水酸化マグネシウム粒子の原料として種粒子を用いることで、粒子を粗大化できることが分かった。表1の原料欄に示す通り、実施例1で得られた水酸化マグネシウム粒子を実施例2へ、実施例2で得られた水酸化マグネシウム粒子を実施例3へ用いることで、平均粒子径が大きくなり、BET比表面積が小さくなっていくことが分かった。 In addition, comparing Examples 1 to 3, it was found that the use of the seed particles as the raw material of the magnesium hydroxide particles allows the particles to be coarsened. As shown in the raw material column of Table 1, by using the magnesium hydroxide particles obtained in Example 1 in Example 2 and the magnesium hydroxide particles obtained in Example 2 in Example 3, the average particle diameter was increased. It became clear that the BET specific surface area became smaller.
水酸化マグネシウム粒子の走査型電子顕微鏡(FESEM)の写真を図1〜3に示す。図1は実施例1で得られた水酸化マグネシウム粒子、図2は実施例3で得られた水酸化マグネシウム粒子、図3は比較例1で得られた水酸化マグネシウム粒子を示す。実施例1(図1)及び実施例3(図2)では、粒子1つ1つのサイズが大きく、さらに、一次粒子の結晶成長が促進されていることが観察された。一方、比較例1(図3)では、粒子各々が凝集しており、実施例1及び3とは粒子の結晶成長が異なることが観察された。 Scanning electron microscope (FESEM) photographs of the magnesium hydroxide particles are shown in FIGS. 1 shows the magnesium hydroxide particles obtained in Example 1, FIG. 2 shows the magnesium hydroxide particles obtained in Example 3, and FIG. 3 shows the magnesium hydroxide particles obtained in Comparative Example 1. In Example 1 (FIG. 1) and Example 3 (FIG. 2), it was observed that the size of each particle was large and that the crystal growth of primary particles was promoted. On the other hand, in Comparative Example 1 (FIG. 3), each of the particles was aggregated, and it was observed that the crystal growth of the particles was different from Examples 1 and 3.
表2は、実施例4及び比較例1〜2の水酸化マグネシウム粒子の、X線回折における[001]面と[110]面に由来する回折ピークの半値幅の比([001]/[110])を示す。さらに、表2は、実施例4及び比較例1〜2の水酸化マグネシウム粒子を用いて、PMMA樹脂又はEVA樹脂へ配合した際の流動性や力学特性を示す。PMMA樹脂で評価すると、実施例4のような[110]に対する[001]の半値幅の比([001]/[110])であると、比較例1〜2と比較して、PMMA樹脂への充填性が良好で、メルトフローレートも高く、さらに、黒度、熱伝導率の測定、曲げ強度、難燃性等の流動性や力学特性も良好であった。なお、熱伝導率(PMMA樹脂で評価)については、水酸化マグネシウム粒子のBET比表面積の低下とともに、熱伝導率が上がっていくことが分かった。EVA樹脂で評価すると、実施例4のような[110]に対する[001]の半値幅の比([001]/[110])であると、比較例1〜2と比較して、EVA樹脂への充填性が良好で、メルトフローレートも高く、さらに、黒度、引張強度、引張伸び、難燃性等の流動性や力学特性も良好であった。これは、粒子の構造体としての強度が増加するため、樹脂への充填性やメルトフローレート等の流動性や力学特性を向上できたと推測される。
Table 2 shows the ratio ([001] / [110] of the half width of the diffraction peak derived from the [001] plane and the [110] plane in the X-ray diffraction of the magnesium hydroxide particles of Example 4 and Comparative Examples 1 and 2. ]). Further, Table 2 shows the fluidity and mechanical properties when the magnesium hydroxide particles of Example 4 and Comparative Examples 1 and 2 were blended into a PMMA resin or an EVA resin. When evaluated with a PMMA resin, the ratio of the half width of [001] to [110] ([001] / [110]) as in Example 4 was compared to Comparative Examples 1 and 2, and the PMMA resin was Was good, the melt flow rate was high, and the fluidity and mechanical properties such as blackness and thermal conductivity, bending strength, and flame retardancy were also good. As for the thermal conductivity (evaluated with PMMA resin), it was found that the thermal conductivity increased as the BET specific surface area of the magnesium hydroxide particles decreased. When evaluated with an EVA resin, the ratio of the half width of [001] to [110] ([001] / [110]) as in Example 4 was compared with Comparative Examples 1 and 2, and Was good, the melt flow rate was high, and the fluidity and mechanical properties such as blackness, tensile strength, tensile elongation, and flame retardancy were also good. This is presumed to be because the strength of the particles as a structure increased, and the fluidity and mechanical properties such as resin filling properties and melt flow rates could be improved.
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