JP3089776B2 - 樹脂充填用水酸化アルミニウム及びこれを用いてなる人工大理石 - Google Patents

樹脂充填用水酸化アルミニウム及びこれを用いてなる人工大理石

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    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
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    • C04B2111/54Substitutes for natural stone, artistic materials or the like
    • C04B2111/542Artificial natural stone
    • C04B2111/545Artificial marble

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は樹脂充填用水酸化アルミ
ニウムに係わり、更に詳しくは充填剤としての樹脂への
適用において、色調を低下することなく機械的強度が改
良された樹脂組成物を提供し得る樹脂充填用水酸化アル
ミニウムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】水酸化アルミニウムは約200℃程度の
加熱により結合水を放出する所謂自己消火特性を有する
ことにより配線板、電線被覆物質等の耐熱絶縁材、ある
いは壁紙、難燃ボード、カーペットのパッキング材、或
いはキッチンカウンターやバスタブ等の建築資材等に適
用されている。就中、不飽和ポリエステル樹脂或いはア
クリル樹脂等に水酸化アルミニウムを充填した樹脂組成
物はオニックス調やマーブル調等の人工大理石としてバ
スタブ、キッチンカウンターをはじめ壁材、床材等のイ
ンテリア素材として、近年その需要は著しい増加傾向に
ある。
【0003】しかしながら該用途に於いては本物の大理
石に近い質感(重量感)や耐熱性を要求されるため、樹
脂中に多量の水酸化アルミニウムを混合、充填しなけれ
ばならない。その結果水酸化アルミニウムは樹脂との複
合において、補強効果は全くないばかりか、かえって樹
脂の機械的強度を著しく低下せしめる。
【0004】このようなことから、従来より樹脂とシリ
カ系無機質充填材との界面結合の改善に使用されている
シランカップリング剤により水酸化アルミニウム粉末の
表面処理を行うことが提案されている。しかしながら上
記処理品は樹脂中への水酸化アルミニウム粉末の分散
性、電気的特性等にその改善効果を見ることができるも
のの、機械的強度の改善に於いては斯界が期待する品質
レベルには達していない。加えて多量のシランカップリ
ング剤の添加は得られる成形体に黄色の着色が生じ、人
工大理石用途として美観を損なうとの不都合を生起する
場合がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】かかる事情下に鑑み本
発明者等は、着色することなく機械的強度の優れた樹脂
複合体を見出すべく鋭意検討した結果、充填材として特
定物質で表面処理した水酸化アルミニウムを用いる場合
には、上記問題点が解決された樹脂組成物が得られる事
を見出し本発明を完成するに至った。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は水酸
化アルミニウム粉末表面をシランカップリング剤および
アルミニウムアルコキサイドで表面処理してなる樹脂充
填用水酸化アルミニウムを提供するにある。
【0007】さらには水酸化アルミニウム粉末表面をシ
ランカップリング剤およびアルミニウムアルコキサイド
で表面処理してなる樹脂充填用水酸化アルミニウムを不
飽和ポリエステル樹脂またはメタアクリレート樹脂に分
散混合したことを特徴とする人工大理石を提供するにあ
る。
【0008】以下、本発明を更に詳細に説明する。本発
明に用いる水酸化アルミニウム粉末は、一般式Al2
3 ・nH2 O(式中n=1〜3)で示されるアルミナ水
和物、一般的にはアルミナ三水和物が使用され、その粒
度は斯界で通常使用される平均粒子径約0.1〜約20
0μm、好ましくは約3〜約100μmの範囲であれば
よい。
【0009】本発明で用いられるアルミニウムアルコキ
サイドとしては炭素数が1〜8個のアルコキサイドであ
り、アルミニウムメトキシド、アルミニウムエトキシ
ド、アルミニウムn−プロポキシド、アルミニウムイソ
プロポキシド、アルミニウムn−ブトキシド、アルミニ
ウムsec−ブトキシド、アルミニウムtert−ブト
キシド等が挙げられるが就中,アルミニウムn−プロポ
キシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウム
n−ブトキシド、アルミニウムsec−ブトキシド、ア
ルミニウムtert−ブトキシド等が作業性及び入手容
易性等より使用される。
【0010】水酸化アルミニウム粉末に対するアルミニ
ウムアルコキサイドの使用量は該粉末100重量部に対
し、約0.005重量部〜約3重量部、好ましくは約
0.01重量部〜約1重量部の範囲である。水酸化アル
ミニウム粉末に対するアルミニウムアルコキサイドの使
用量が少ない場合には、成形体への機械的強度の改善効
果が得られず、他方上記範囲を越えて添加しても、添加
量に見合う機械的強度の改善効果が得られないので、経
済性より決定される。
【0011】本発明で使用されるカップリング剤とは、
一般式RSiX3 (但し、式中のRはオレフィン系不飽
和基又はアミノ基、エポキシ基、メルカプト基を含む一
価の炭化水素基、もしくはハイドロカーボンオキシ基、
Xは塩素又は加水分解し得る有機基を示す)で表される
化合物であり、この化合物を具体的に例示すれば、ビニ
ルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシエト
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−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメ
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−グリシドキシロプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメ
トキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)メチル
ジメトキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)メ
チルジエトキシシラン、γ−(アクリロキシプロピル)
トリメトキシシラン、γ−(アクリロキシプロピル)メ
チルジメトキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピ
ル)11−ウンデシルトリメトキシシラン、4−(1−
メタクリロキシ−4−メチル−2−フェニル)1−エチ
ルトリメトキシシラン等を挙げることができる。就中、
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
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−(メタクリロキシプロピル)メチルジメトキシ
シラン、γ−(メタクリロキシプロピル)メチルジエト
キシシラン、γ−(アクリロキシプロピル)トリメトキ
シシラン、γ−(アクリロキシプロピル)メチルジメト
キシシランの適用が推奨される。
【0012】これらの化合物は水酸化アルミニウム粉末
が充填される樹脂の種類によって適宜選定され、その使
用量は通常充填材として水酸化アルミニウム粉末を樹脂
に配合するに際し使用される量範囲であればよく、普通
には水酸化アルミニウム粉末100重量部に対し、約
0.1〜約3重量部、好ましくは約0.2〜約1重量部
のシランカップリング剤を使用すればよい。水酸化アル
ミニウム粉末に対するシランカップリング剤の量が上記
範囲より少ない場合には例えアルミニウムアルコキサイ
ドの使用量が上記範囲を満足していても機械的強度の改
善が得られず、他方添加量が増加すると樹脂組成物が黄
色に着色するとの不都合が生起するのみならず、添加量
を増加することにより改良された機械的強度が除々に低
下する。本発明は水酸化アルミニウム粉末に対して特定
量のシランカップリング剤とアルミニウムアルコキサイ
ドを組合わせて用いることにより、シランカップリング
剤単独使用に比較し、かかる処理をして得た水酸化アル
ミニウム粉末を不飽和ポリエステル、メタアクリレート
等の樹脂充填材として用いて得た樹脂組成物に黄色の着
色なくしてより優れた機械的強度を発揮し得るのであ
る。
【0013】水酸化アルミニウム粉末に対するアルミニ
ウムアルコキサイドの添加方法はアルミニウムアルコキ
サイドが均一に水酸化アルミニウム粉末表面上に分散す
る方法であれば特に限定されないが、一般的にはアルミ
ニウムアルコキサイドを予め溶媒中に溶解し、アルミニ
ウムアルコキサイドの溶解液を粉末上に供給し、ヘンシ
ェルミキサー等のブレンダーにより攪拌混合すればよ
い。該混合に際し、必要に応じてアルミニウムアルコキ
サイドの加水分解に必要な水を予め水酸化アルミニウム
に添加し、攪拌混合してもよい。アルミニウムアルコキ
サイドの溶解に使用する溶媒としては炭素数が1〜8個
のアルコールであり例えばメチルアルコール、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、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコ
ール、tert−ブチルアルコール等が使用し得るが、
好適には溶解するアルミニウムアルコキサイドの加水分
解により生じるアルコールと同一物を用いることが好ま
しい。
【0014】水酸化アルミニウム粉末に対するシランカ
ップリング剤の添加により表面処理する方法は従来公知
の方法で実施すればよく、例えば水酸化アルミニウム粉
末上にシランカップリング剤を均一に噴霧供給し、ヘン
シェルミキサーやウェルナーミキサー、リボンブレンダ
ー等の混合機により十分攪拌混合した後、揮発物質を加
熱除去する。混合に際しては加熱、混練機能を有する混
合機の使用が処理する水酸化アルミニウム粉末の凝集固
着防止、或いは水酸化アルミニウム粉末表面への処理剤
の均一被着効果の点より推奨される。
【0015】水酸化アルミニウム粉末に対するアルミニ
ウムアルコキサイド及びシランカップリング剤での表面
処理はいずれを先に粉末表面に被覆しても良いし、或い
はアルミニウムアルコキサイドの溶解液とシランカップ
リング剤を粉末表面に同時に添加混合してもよいし、更
には予め両者を混合した後、該混合液を粉末表面に添加
混合してもよい。
【0016】粉末表面にアルミニウムアルコキサイドお
よび/又はシランカップリング剤を被覆処理した後の該
粉末は、溶媒として用いたアルコール或いは加水分解等
により生成したアルコール、更には残余の付着水分等の
除去の目的で加熱乾燥される。加熱温度は使用するアル
ミニウムアルコキサイドの種類或いはアルミニウムアル
コキサイドの溶媒として使用するアルコールの種類、シ
ランカップリング剤の種類により適宜決定すればよい。
【0017】このようにして表面処理を終了した水酸化
アルミニウムは従来公知の方法で充填材として適用され
る。本発明の水酸化アルミニウムの配合対象となる樹脂
としては特に制限されないが、人工大理石用としては、
例えば不飽和ポリエステル樹脂、メチルメタアクリレー
ト樹脂等が挙げられる。該樹脂中への本発明の水酸化ア
ルミニウムの添加量(充填量)は各々の用途において公
知の範囲であればよく、例えば人工大理石用に用いる場
合には樹脂100重量部に対し約50重量部〜約400
重量部の範囲で使用すればよい。
【0018】
【発明の効果】以上、詳述した本発明の水酸化アルミニ
ウム粉末表面をアルミニウムアルコキサイド及びシラン
カップリング剤で処理してなる水酸化アルミニウムは、
これを不飽和ポリエステル或いはメタアクリレート等の
樹脂に充填し、樹脂組成物とした場合、シランカップリ
ング剤単独処理による水酸化アルミニウムに比較し、機
械的強度の向上、及び黄色への着色低減効果を有するも
ので、美観を要求される人工大理石等の用途において特
にその産業的価値は大である。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はかかる実施例により制限を受けるもの
ではない。
【0020】実施例 市販の水酸化アルミニウム粉末(住友化学工業株式会社
製、商品名:CW−325LV、平均二次粒子径約25
μm)100重量部に水15重量部を添加し加熱機能を
有する卓上型ウェルナミキサーにて混合した。次いで該
ミキサー中に表1に示すシランカップリング剤及びイソ
プロパノールに溶解したアルミニウムイソプロポキシド
30重量%溶液を表1に示す量で添加し、粉末温度80
℃〜120℃で1時間混合した後、混合処理後の粉末を
120℃にコントロールしたエアバス中にて3時間乾燥
した。このようにして得られた各種条件で処理した水酸
化アルミニウム200重量部を不飽和ポリエステル樹脂
(三建化工株式会社製、商品名:P−200)100重
量部及び硬化剤としてベンゾイルパーオキサイド(三建
化工株式会社製、商品名:サンペロックスBPO)を2
重量部配合し、常法に従い樹脂組成物を得た。このよう
にして得られた樹脂組成物を200mm×20mm×10mm
に加工し、JIS K7203−1982に準拠し、3
点曲げ強度試験を行った。数値は測定数10回の平均値
である。
【0021】また上記で得られた各種条件で処理した水
酸化アルミニウム200重量部を不飽和ポリエステル樹
脂(日本触媒化学工業株式会社製、商品名:G−22
7)100重量部、硬化剤(日本触媒化学工業株式会社
製、商品名:CAT−M)1.5重量部、及び促進剤
(日本触媒化学工業株式会社製、商品名:PRO−K
D)1.5重量部を配合し、常法に従い樹脂組成物を得
た後、該樹脂組成物の色調を日本電色株式会社製の色差
計Z−1001DPを用いJISZ−8722に準じて
反射光色調を測定した。その結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】注)シランカップリング剤の種類として表
示した記号は以下の化合物を示す。 A:γ−(アクリロキシプロピル)トリメトキシシラン B:γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラ
ン を示す。また表1中 AlORはアルミニウムイソプロ
ポキシドを示し、その重量部は溶液ではなく、アルミニ
ウムイソプロポキシド換算重量である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 67/06 C08L 67/06 C09C 1/40 C09C 1/40 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08K 3/00 - 13/08 C08L 1/00 - 101/16 C09C 1/40 C01F 7/02 C04B 26/00 - 26/18

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水酸化アルミニウム粉末表面をシランカッ
    プリング剤およびアルミニウムアルコキサイドで表面処
    理してなる樹脂充填用水酸化アルミニウム。
  2. 【請求項2】水酸化アルミニウム粉末の表面処理に用い
    るシランカップリング剤が、該粉末100重量部に対し
    て0.1重量部〜3重量部である請求項1記載の樹脂充
    填用水酸化アルミニウム。
  3. 【請求項3】水酸化アルミニウム粉末の表面処理に用い
    るアルミニウムアルコキサイドの量が該粉末100重量
    部に対して0.005重量部〜3重量部である請求項1
    記載の樹脂充填用水酸化アルミニウム。
  4. 【請求項4】請求項1記載の樹脂充填用水酸化アルミニ
    ウムを不飽和ポリエステル樹脂またはメタアクリレート
    樹脂に分散混合したことを特徴とする人工大理石。
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JP5303945B2 (ja) * 2008-02-05 2013-10-02 日本軽金属株式会社 水酸化アルミニウム混合粉体及びその製造方法
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