JP3423050B2 - Method for producing inorganic powder-containing porous polymer and method for producing inorganic porous body - Google Patents

Method for producing inorganic powder-containing porous polymer and method for producing inorganic porous body

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JP3423050B2
JP3423050B2 JP31565493A JP31565493A JP3423050B2 JP 3423050 B2 JP3423050 B2 JP 3423050B2 JP 31565493 A JP31565493 A JP 31565493A JP 31565493 A JP31565493 A JP 31565493A JP 3423050 B2 JP3423050 B2 JP 3423050B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、珪酸塩粉末が重合物中
に多量に充填された無機粉末含有多孔質重合物の製造方
法及びそれを焼成して得られる無機多孔質体の製造方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a porous polymer containing an inorganic powder in which a large amount of a silicate powder is filled in a polymer and a method for producing an inorganic porous material obtained by firing the same. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、重合性モノマー、水、乳化剤
及び重合開始剤からなるW/O型エマルジョンを重合硬
化させた後、水を除去すると多孔質重合体が得られるこ
とはよく知られている。このことを利用して、無機質の
粉末を含有したW/O型エマルジョンから無機質含有多
孔質重合体を製造する方法(特公昭55−44769号
公報)、あるいはW/O型エマルジョンを利用して形成
した無機質含有多孔質重合体を焼成してセラミックス多
孔体を製造する方法(特開昭63−270368号公
報、特開平2−120285号公報)等が提案されてい
る。
It is well known that a W / O type emulsion comprising a polymerizable monomer, water, an emulsifier and a polymerization initiator is polymerized and cured and then water is removed to obtain a porous polymer. There is. Utilizing this fact, a method for producing an inorganic-containing porous polymer from a W / O type emulsion containing an inorganic powder (Japanese Patent Publication No. 55-44769) or a W / O type emulsion is used. A method for producing a ceramic porous body by firing the inorganic-containing porous polymer described above (JP-A-63-270368, JP-A-2-120285) and the like have been proposed.

【0003】ところが、無機粉末として珪酸塩粉末を用
いた場合、珪酸塩の添加量が多くなるとW/O型エマル
ジョンの生成が困難であり、たとえW/O型エマルジョ
ンが得られた場合でもエマルジョンが極めて不安定であ
って、このようなW/O型エマルジョンでは重合硬化さ
せる途中でエマルジョンが崩れて微細で均一な気孔を有
する重合物は得られにくいという問題点があった。ま
た、珪酸塩粉末の含有量が少ない多孔質重合物を焼成し
た場合にはクラックやフクレが発生しやすくなるという
問題点もあった。
However, when a silicate powder is used as the inorganic powder, it is difficult to form a W / O type emulsion when the amount of silicate added is large, and even if a W / O type emulsion is obtained, the emulsion is not formed. There is a problem that the W / O type emulsion is extremely unstable, and the emulsion collapses during polymerization and curing, and it is difficult to obtain a polymer having fine and uniform pores. Moreover, when a porous polymer having a low content of silicate powder is fired, cracks and blisters are likely to occur.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、W/O型エ
マルジョンを利用して、第一に珪酸塩粉末が重合物中に
多量に充填された多孔質重合物の製造方法を提供するこ
と、及び第二に珪酸塩粉末からなるクラックやフクレの
ない無機多孔質体の製造方法を提供することを目的とす
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a method for producing a porous polymer in which a large amount of silicate powder is filled in the polymer by using a W / O type emulsion. Secondly, it is an object of the present invention to provide a method for producing an inorganic porous body made of silicate powder and free from cracks and blisters.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、無機粉
末、重合性不飽和化合物、乳化剤、重合開始剤、水から
なるW/O型エマルジョンを重合硬化させた後、水を除
去してなる無機粉末含有多孔質重合物の製造方法におい
て、無機粉末として下記化学式1(化2)で表される有
機珪素化合物により表面処理された珪酸塩粉末を用いる
ことを特徴とする無機粉末含有多孔質重合物の製造方法
が提供され、
According to the present invention, a W / O type emulsion consisting of an inorganic powder, a polymerizable unsaturated compound, an emulsifier, a polymerization initiator and water is polymerized and cured, and then water is removed. In the method for producing a porous polymer containing an inorganic powder, a silicate powder surface-treated with an organosilicon compound represented by the following chemical formula 1 is used as the inorganic powder. A method for producing a polymer is provided,

【0006】[0006]

【化2】 [Chemical 2]

【0007】更に、前記珪酸塩粉末がガラス、コーディ
エライト、粘土、カオリン、雲母から選ばれた少なくと
も一種であることを特徴とする前記無機粉末含有多孔質
重合物の製造方法が提供され、更にまた、無機粉末、重
合性不飽和化合物及び乳化剤の合計量に対して無機粉末
を60重量%以上含有する前記無機粉末含有多孔質重合
物を焼成することを特徴とする無機多孔質体の製造方法
が提供される。
Furthermore, there is provided a method for producing a porous polymer containing an inorganic powder, wherein the silicate powder is at least one selected from glass, cordierite, clay, kaolin, and mica. Further, a method for producing an inorganic porous material, which comprises firing the inorganic powder-containing porous polymer containing 60% by weight or more of the inorganic powder with respect to the total amount of the inorganic powder, the polymerizable unsaturated compound and the emulsifier. Will be provided.

【0008】すなわち、特定の有機珪素化合物で表面処
理した珪酸塩粉末を用いた場合には、油相である重合性
不飽和化合物中に多量の珪酸塩粉末が分散した安定なW
/O型エマルジョンが生成し、このW/O型エマルジョ
ンを重合硬化させた後乾燥することにより第一の発明の
目的を達成でき、さらに得られた多孔質重合物を焼成す
ることにより第二の発明の目的を達成できることを見い
だし本発明に至った。
That is, when a silicate powder surface-treated with a specific organosilicon compound is used, a stable W containing a large amount of silicate powder dispersed in a polymerizable unsaturated compound as an oil phase is used.
/ O-type emulsion is produced, and the object of the first invention can be achieved by polymerizing and curing the W / O-type emulsion, and then drying the resulting porous polymer. The inventors have found that the object of the invention can be achieved, and have reached the present invention.

【0009】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明における珪酸塩粉末としては、ガラス、コーディエ
ライト、粘土、カオリン、雲母、陶石、ろう石、モンモ
リロナイト、ムライト、シリマナイト、ステアタイト、
フォルステライト、ウォラストナイト、ジルコン等が挙
げられるが、その他焼成してセラミックスとなる珪酸塩
鉱物、あるいは合成して得られる珪酸塩化合物も用いる
ことができる。なかでも、ガラス、コーディエライト、
粘土、雲母、カオリンは有機珪素化合物の表面処理の効
果が発現しやすいため好ましく、ガラス、コーディエラ
イトは無機多孔体とした場合、その利用用途が広いので
特に好ましい。これらは適宜混合して用いることもでき
る。
The present invention will be described in detail below. The silicate powder in the present invention, glass, cordierite, clay, kaolin, mica, porcelain stone, wax stone, montmorillonite, mullite, sillimanite, steatite,
Examples thereof include forsterite, wollastonite, zircon, and the like, but it is also possible to use a silicate mineral that becomes a ceramic by firing, or a silicate compound obtained by synthesis. Among them, glass, cordierite,
Clay, mica, and kaolin are preferable because the effect of the surface treatment of the organosilicon compound is likely to be exhibited, and glass and cordierite are particularly preferable when the inorganic porous body is used because of its wide use. These can also be used by appropriately mixing them.

【0010】上述した珪酸塩粉末の表面処理に使用する
有機珪素化合物は、下記化学式1(化3)に示すよう
に、珪素原子に直接結合したアルコキシル基を少なくと
も1個以上有し、かつ珪素原子に直接原子炭素を介して
結合した炭素数2以上の有機基を少なくとも1個以上有
するものである。
The organosilicon compound used for the surface treatment of the above-mentioned silicate powder has at least one alkoxyl group directly bonded to a silicon atom and has a silicon atom as shown in the following chemical formula (Chemical formula 3). To have at least one organic group having 2 or more carbon atoms directly bonded to the carbon atom.

【0011】[0011]

【化3】 [Chemical 3]

【0012】このような条件を満たす有機珪素化合物と
しては、例えば、3個のアルコキシル基と1個の炭素数
2以上の有機基を有するエチルトリエトキシシラン、プ
ロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラ
ン、ヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキ
シシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリメトキシ
ビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、3−メタク
リロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルト
リメトキシシラン、2−アミノエチルアミノプロピルト
リメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノプロ
ピル)トリメトキシシラン、3−[2−(2−アミノエ
チルアミノエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラ
ン、3−ベンジルアミノプロピルトリメトキシシラン、
3−シクロヘキシル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などのトリ
アルコキシシラン類、あるいは2個のアルコキシル基と
2個の有機基を有し、2個の有機基のうち少なくとも1
個が炭素数2以上の有機基であるジメトキシジフェニル
シラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、3−アミノ
プロピルジエトキシメチルシラン、3−(2−アミノエ
チルアミノプロピル)ジメトキシメチルシランなどのジ
アルコキシシラン類、あるいは1個のアルコキシル基と
3個の有機基を有し、3個の有機基のうち少なくとも1
個が炭素数2以上の有機基であるメトキシジメチルビニ
ルシラン、エトキシジメチルビニルシラン、メトキシト
リプロピルシラン、ジメチルエトキシフェニルシラン、
ジフェニルエトキシメチルシラン、ジフェニルエトキシ
ビニルシラン、エトキシトリフェニルシラン、ベンジル
ジメチルエトキシシラン、3−アミノプロピルジメチル
エトキシシラン、ジメチルエトキシ−3−グリシドキシ
プロピルシランなどのモノアルコキシシラン類が挙げら
れる。
Examples of the organosilicon compound satisfying such a condition include ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, which has three alkoxyl groups and one organic group having 2 or more carbon atoms, Hexyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminoethylaminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane, 3- [2- (2-aminoethylaminoethylamino) propyl] trimethoxysilane, 3-benzyl Roh trimethoxysilane,
Trialkoxysilanes such as 3-cyclohexylaminopropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltriethoxysilane, or two alkoxyl groups and two organic groups, and at least one of the two organic groups
Dialkoxysilanes such as dimethoxydiphenylsilane, dimethoxymethylphenylsilane, 3-aminopropyldiethoxymethylsilane, and 3- (2-aminoethylaminopropyl) dimethoxymethylsilane, each of which is an organic group having 2 or more carbon atoms, or It has one alkoxyl group and three organic groups, and at least one of the three organic groups
Methoxydimethylvinylsilane, ethoxydimethylvinylsilane, methoxytripropylsilane, dimethylethoxyphenylsilane, each of which is an organic group having 2 or more carbon atoms,
Examples thereof include monoalkoxysilanes such as diphenylethoxymethylsilane, diphenylethoxyvinylsilane, ethoxytriphenylsilane, benzyldimethylethoxysilane, 3-aminopropyldimethylethoxysilane and dimethylethoxy-3-glycidoxypropylsilane.

【0013】なかでも、炭素数2以上の有機基が炭素数
2〜10のアルキル基、フェニル基、ベンジル基、アク
リロイル基であるエチルトリエトキシシラン、プロピル
トリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ヘキ
シルトリメトキシシラン、メトキシトリプロピルシラ
ン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキ
シシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキシメ
チルフェニルシラン、ジメチルエトキシフェニルシラ
ン、エトキシトリフェニルシラン、ベンジルジメチルエ
トキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシランなどが好ましく、特に、炭素数2以上の有機基
が炭素数2〜10のアルキル基、フェニル基、アクリロ
イル基であり、しかもアルコキシル基を2個以上有する
エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラ
ン、ブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエ
トキシシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキ
シメチルフェニルシラン、3−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン等が好ましい。なお、これらは適宜
混合して用いることもできる。
Among them, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, hexyltri, in which the organic group having 2 or more carbon atoms is an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, phenyl group, benzyl group or acryloyl group. Methoxysilane, methoxytripropylsilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethoxydiphenylsilane, dimethoxymethylphenylsilane, dimethylethoxyphenylsilane, ethoxytriphenylsilane, benzyldimethylethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane And the like. Particularly, the organic group having 2 or more carbon atoms is an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, a phenyl group or an acryloyl group, and ethyltriethoxyoxy having 2 or more alkoxyl groups. Emissions, triethoxysilane, butyl trimethoxysilane, hexyl trimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethoxy diphenyl silane, dimethoxy methyl phenyl silane, 3-methacryloxypropyl trimethoxy silane are preferred. It should be noted that these may be used in an appropriate mixture.

【0014】一方、本発明の範囲外であるテトラエトキ
シシラン等のテトラアルコキシシラン類、フェニルトリ
メチルシラン等のテトラアルキル(アリール)シラン
類、あるいはメチルトリエトキシシラン等のメチルアル
コキシシラン類を用いた場合、油相に珪酸塩粉末が混合
分散されたW/O型エマルジョンが生成しないか、生成
しても不安定であったり、多量の油相(重合性不飽和化
合物、乳化剤)が必要となり目的とする無機粉末含有多
孔質重合物が得られない。
On the other hand, when tetraalkoxysilanes such as tetraethoxysilane which are outside the scope of the present invention, tetraalkyl (aryl) silanes such as phenyltrimethylsilane, or methylalkoxysilanes such as methyltriethoxysilane are used. , A W / O type emulsion in which silicate powder is mixed and dispersed in the oil phase is not produced or is unstable even if produced, and a large amount of oil phase (polymerizable unsaturated compound, emulsifier) is required, A porous polymer containing inorganic powder cannot be obtained.

【0015】上記珪酸塩粉末を化学式1で示される有機
珪素化合物で表面処理する方法としては、無機充填剤へ
のシランカップリング剤の処理方法として従来からよく
知られている方法と同様にして行うことができる。例え
ば、珪酸塩粉末を水または有機溶剤に分散させ、必要に
応じて溶液のpHを3〜5に調整した後、これを撹拌し
ながら有機珪素化合物を加え、脱水、加熱乾燥して処理
を行う湿式法や、撹拌状態にある珪酸塩粉末に対し、最
適濃度の有機珪素化合物水溶液をスプレーして混合撹拌
した後加熱乾燥して処理を行う乾式法等が挙げられる。
なお、有機珪素化合物の添加量は、珪酸塩粉末の表面に
対する充分な疎水性の効果を得るため、珪酸塩粉末10
0重量部に対し、0.1〜3重量部が好ましい。
The surface treatment of the silicate powder with the organosilicon compound represented by the chemical formula 1 is carried out in the same manner as a well-known method for treating a silane coupling agent to an inorganic filler. be able to. For example, silicate powder is dispersed in water or an organic solvent, and if necessary, the pH of the solution is adjusted to 3 to 5, and then an organosilicon compound is added while stirring, dehydration and heat drying are performed. Examples thereof include a wet method and a dry method in which a silicate powder in a stirring state is sprayed with an organic silicon compound aqueous solution having an optimum concentration, mixed and stirred, and then heated and dried for treatment.
The amount of the organosilicon compound added is 10% in order to obtain a sufficient hydrophobic effect on the surface of the silicate powder.
0.1 to 3 parts by weight is preferable with respect to 0 parts by weight.

【0016】本発明における重合性不飽和化合物として
は、分子中に重合性二重結合を有しラジカル重合又はレ
ドックス重合しうるものであって、水とW/O型エマル
ジョンを生成しうるものであれば特に限定はない。この
ような重合性不飽和化合物の例としては、スチレン、α
−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、メタアクリル酸
メチル、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の
(メタ)アクリル酸エステル類、ジアリルフタレート、
アクリロニトリル、不飽和ポリエステル類等が挙げら
れ、なかでも、スチレンあるいはスチレンを主成分とし
た前記重合性不飽和化合物の混合物が好ましい。これら
は単独であるいは適宜組み合わせて用いることができ
る。
The polymerizable unsaturated compound in the present invention is a compound having a polymerizable double bond in the molecule and capable of radical polymerization or redox polymerization and capable of forming a W / O type emulsion with water. If there is no particular limitation. Examples of such a polymerizable unsaturated compound include styrene and α
-Methylstyrene, divinylbenzene, methyl methacrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate,
(Meth) acrylic acid esters such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate, diallyl phthalate,
Examples thereof include acrylonitrile and unsaturated polyesters, and among them, styrene or a mixture of the polymerizable unsaturated compounds containing styrene as a main component is preferable. These can be used alone or in appropriate combination.

【0017】また、乳化剤としては、従来からよく知ら
れ、広く一般に用いられているW/O型エマルジョンを
生成する作用を有するものが用いられる。このような乳
化剤としてはH.L.B.が3.5〜6.0程度の界面
活性剤があり、例えばソルビタンセスキオレート、ソル
ビタンモノオレート、ソルビタンモノステアレートなど
のソルビタンの高級脂肪酸エステル、グリセロールステ
アレート、ポリグリセロールオレートなどの高級脂肪酸
エステルなどがあげられる。これらは適宜組み合わせて
用いることもできる。このような乳化剤の使用量は、重
合性不飽和化合物100重量部に対し10〜50重量
部、特に20〜30重量部使用することが安定なW/O
型エマルジョンを生成し、適度な強度を有する無機粉末
含有多孔質重合物を得るうえで好ましい。
As the emulsifier, one having a function of forming a W / O type emulsion which is well known and widely used in the past is used. Such emulsifiers include H.264. L. B. There are surface active agents having a ratio of about 3.5 to 6.0, for example, higher fatty acid esters of sorbitan such as sorbitan sesquioleate, sorbitan monooleate and sorbitan monostearate, higher fatty acid esters such as glycerol stearate and polyglycerol oleate. Can be given. These can also be used in appropriate combination. The amount of such an emulsifier used is 10 to 50 parts by weight, particularly 20 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymerizable unsaturated compound.
It is preferable for producing a type emulsion and obtaining an inorganic powder-containing porous polymer having an appropriate strength.

【0018】重合開始剤としては、通常のラジカル重合
開始剤、レドックス触媒が特に制限なく使用できるが、
W/O型エマルジョンの著しい相分離、水分の蒸発を避
けるため100℃以下で作用するラジカル重合触媒、レ
ドックス触媒を用いるのが好ましい。これらの例とし
て、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウ
ム、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、t−ブチル
パーオキシオクトエート、p−メンタンヒドロパーオキ
サイド、ジ−ミリスチルパーオキシジカーボネート、
1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン
などの過酸化物系ラジカル重合開始剤、アゾビスイソブ
チロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニト
リルなどのアゾ系ラジカル重合開始剤あるいはこれらの
ラジカル重合開始剤とアミン系化合物、有機金属化合物
等とのレドックス重合触媒等が挙げられる。重合開始剤
の添加量は、重合性不飽和化合物100重量部に対して
0.05〜5重量部が望ましい。
As the polymerization initiator, usual radical polymerization initiators and redox catalysts can be used without particular limitation.
It is preferable to use a radical polymerization catalyst or a redox catalyst that operates at 100 ° C. or lower in order to avoid remarkable phase separation of the W / O type emulsion and evaporation of water. Examples of these are hydrogen peroxide, ammonium persulfate, potassium persulfate, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl peroxyoctoate, p-menthane hydroperoxide, di-myristyl peroxydicarbonate,
Peroxide radical polymerization initiators such as 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, azo radical polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile and azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, or these And a redox polymerization catalyst of the radical polymerization initiator of 1) with an amine compound, an organometallic compound, and the like. The addition amount of the polymerization initiator is preferably 0.05 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable unsaturated compound.

【0019】更に、補強材として、W/O型エマルジョ
ンの生成あるいは安定性に著しい悪影響を及ぼさない程
度に各種繊維、ウイスカー等を添加することができる。
Further, as the reinforcing material, various fibers, whiskers and the like can be added to such an extent that the formation or stability of the W / O type emulsion is not significantly adversely affected.

【0020】以下に、本発明の無機粉末含有多孔質重合
物の製造方法について手順を追って説明する。まず、上
記の有機珪素化合物により表面処理された珪酸塩粉末、
重合性不飽和化合物、乳化剤、重合開始剤及び水を混合
してW/O型エマルジョンを生成させる。この際、各原
材料の添加順序については特に制限はなく、また混合、
撹拌にはかい十字型、プロペラ型、タービン型等の撹拌
羽根を持った撹拌機、ボールミル、コロイドミルなどの
混合機、ニーダー、スクリュー押出機等の混練機を使用
することができる。
The method for producing the inorganic powder-containing porous polymer of the present invention will be described below step by step. First, a silicate powder surface-treated with the above organosilicon compound,
A polymerizable unsaturated compound, an emulsifier, a polymerization initiator and water are mixed to form a W / O type emulsion. At this time, there is no particular limitation on the order of addition of each raw material, and mixing,
For stirring, a stirrer having a stirrer cross type, a propeller type, a turbine type, or the like, a mixer such as a ball mill or a colloid mill, or a kneader such as a kneader or a screw extruder can be used.

【0021】この時の、珪酸塩粉末、重合性不飽和化合
物、水の使用量は重量比で100:20〜60:10〜
300、特に100:30〜50:30〜200が望ま
しく、この範囲の組成比で得られたW/O型エマルジョ
ンは安定で、その重合物は適度な強度を有している。一
方、重合性不飽和化合物の使用量が少なすぎたり、水の
使用量が多すぎるとW/O型エマルジョンの生成が困難
になったり、重合物の強度が小さくなって本発明の目的
が達成できなくなるので好ましくない。なお、水の添加
量は、W/O型エマルジョン重合物の気孔率と極めて関
係が深く、水の添加量が大きくなると気孔率は大きくな
り、逆に添加量が小さくなると気孔率は小さくなる。
At this time, the amounts of silicate powder, polymerizable unsaturated compound and water used are 100: 20 to 60:10 by weight.
300, especially 100: 30 to 50:30 to 200 is desirable, and the W / O type emulsion obtained with the composition ratio in this range is stable, and its polymer has an appropriate strength. On the other hand, if the amount of the polymerizable unsaturated compound used is too small, or if the amount of water used is too large, it becomes difficult to produce a W / O type emulsion, and the strength of the polymer is reduced to achieve the object of the present invention. It is not preferable because it cannot be done. The amount of water added is very closely related to the porosity of the W / O type emulsion polymer. When the amount of water added increases, the porosity increases, and conversely, when the amount added decreases, the porosity decreases.

【0022】次いで、得られたW/O型エマルジョンを
重合硬化させる。重合温度、重合時間はW/O型エマル
ジョンの著しい相分離、水の蒸発を避けるため100℃
以下で1〜48時間とするのが好ましい。
Then, the obtained W / O type emulsion is polymerized and cured. Polymerization temperature and time are 100 ℃ to avoid significant phase separation of W / O type emulsion and evaporation of water.
It is preferable that the time is 1 to 48 hours.

【0023】このようにして得られた重合物を熱風乾
燥、内部加熱乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の方法で乾燥
して重合物中に均一に分散した水を蒸発させることによ
り本発明の無機粉末含有多孔質重合物が得られる。
The polymer thus obtained is dried by a method such as hot air drying, internal heating drying, vacuum drying or freeze drying to evaporate water uniformly dispersed in the polymer to evaporate the inorganic substance of the present invention. A powder-containing porous polymer is obtained.

【0024】更に、上述した方法で製造した本発明の無
機粉末含有多孔質重合物を通常の方法で焼成して無機多
孔質体とすることができる。すなわち、まず無機粉末含
有多孔質重合物中の有機物である重合性不飽和化合物の
重合物、乳化剤などが熱分解あるいは酸化分解により除
去される一方で珪酸塩無機化合物粉末は多孔質骨格を保
ったまま残存し、次いで珪酸塩無機化合物粉末の焼成あ
るいは結合が起こって無機多孔質体が得られるのであ
る。この無機多孔質体の製造に用いる無機粉末含有多孔
質重合物は無機粉末、重合性不飽和化合物及び乳化剤の
合計量に対して無機粉末を60重量%以上含有している
必要がある。無機粉末の含有量が60重量%未満の場合
は除去される有機物の量が多くなりすぎるため焼成工程
でのクラックやフクレが発生するので好ましくない。ま
た、本発明において重合性不飽和化合物として二重結合
を2個以上有する多官能性不飽和化合物を併用した場合
には、重合物が架橋構造を有しているので焼成の際の昇
温速度を大きくすることができ、それだけ焼成のための
エネルギーが少なく経済的であるので好ましい。
Furthermore, the inorganic powder-containing porous polymer of the present invention produced by the above-mentioned method can be fired by a usual method to obtain an inorganic porous material. That is, first, a polymer of a polymerizable unsaturated compound that is an organic substance in an inorganic powder-containing porous polymer, an emulsifier, etc. is removed by thermal decomposition or oxidative decomposition, while the silicate inorganic compound powder maintains a porous skeleton. After that, the silicate inorganic compound powder is fired or bonded to obtain an inorganic porous material. The inorganic powder-containing porous polymer used in the production of this inorganic porous material needs to contain 60% by weight or more of the inorganic powder with respect to the total amount of the inorganic powder, the polymerizable unsaturated compound and the emulsifier. If the content of the inorganic powder is less than 60% by weight, the amount of organic substances to be removed becomes too large, and cracks or blisters occur in the firing step, which is not preferable. Further, in the present invention, when a polyfunctional unsaturated compound having two or more double bonds is used as the polymerizable unsaturated compound in combination, the polymer has a crosslinked structure, and therefore the temperature rising rate during firing is high. Is preferable, and the amount of energy required for firing is small, which is economical.

【0025】[0025]

【作用】本発明において使用する特定構造の有機珪素化
合物は親水性を有する珪酸塩粉末の表面を疎水化する効
果を有しており、その効果によって従来は困難であった
油相に珪酸塩粉末が多量に混合分散されたW/O型エマ
ルジョンを安定に生成することができるようになるもの
と考えられる。一方、本発明の範囲外である珪素原子に
直接結合したアルコキシル基を1個も有しないテトラア
ルキル(アリール)シラン類、珪素原子に炭素を介して
結合した有機基を1個も有していないテトラアルコキシ
シラン類、あるいは珪素原子に直接結合したアルコキシ
ル基を1個以上有し、かつ珪素原子に炭素を介して結合
した有機基を1個以上有した有機珪素化合物であって
も、その有機基が炭素数が2以上でないメチルアルコキ
シシラン類は珪酸塩粉末の表面に対する疎水化効果がな
いかあるいは不充分であるためW/O型エマルジョンが
生成しないか、生成しても不安定であったり、多量の油
相を必要とするものである。
The organosilicon compound having a specific structure used in the present invention has the effect of hydrophobizing the surface of the silicate powder having hydrophilicity, and due to the effect, it has been difficult to form the silicate powder in the oil phase. It is considered that a W / O type emulsion in which a large amount of is mixed and dispersed can be stably produced. On the other hand, tetraalkyl (aryl) silanes which do not have any alkoxyl groups directly bonded to silicon atoms, which are outside the scope of the present invention, do not have any organic groups bonded to silicon atoms via carbon. Tetraalkoxysilanes, or even an organosilicon compound having one or more alkoxyl groups directly bonded to a silicon atom and one or more organic groups bonded to a silicon atom via carbon, the organic group However, methylalkoxysilanes having 2 or more carbon atoms have no or insufficient hydrophobizing effect on the surface of the silicate powder, so that a W / O type emulsion is not formed or is unstable even if formed. It requires a large amount of oil phase.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。なお、原材料としては以下のものを用いた。 <乳化剤>ソルヒ゛タンセスキオレート(花王(株)製、商品名:レオト
゛ールAO-15、H.L.B.=3.7) <有機珪素化合物> (1)3-メタクリロキシフ゜ロヒ゜ルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)
製、商品名:LS-3380) (2)エチルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、商品名:
LS-890) (3)フエニルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、商品
名:LS-2750) (4)メチルトリエトキシシラン(信越化学工業(株)製、商品名:
LS-1890)。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. The following raw materials were used. <Emulsifier> Solbitane sesquiolate (Kao Corporation, trade name: Rheodol AO-15, HLB = 3.7) <Organosilicon compound> (1) 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
(Product name: LS-3380) (2) Ethyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Product name:
LS-890) (3) Phenyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: LS-2750) (4) Methyltriethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name:
LS-1890).

【0027】[無機多孔質体の測定]無機多孔質体の見
掛気孔率、カサ比重は以下の計算式(数1)に基づいて
求めた。
[Measurement of Inorganic Porous Body] The apparent porosity and bulk specific gravity of the inorganic porous body were determined based on the following calculation formula (Equation 1).

【0028】[0028]

【数1】 [Equation 1]

【0029】実施例1 コーディエライト100重量部と、3−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン(LS−3380)1重量
部の1・1・1−トリクロロエタン(100ml)溶液
を5分間撹拌混合して得られたスラリーを60℃で30
分間加熱、乾燥し、次いで105℃で4時間加熱処理を
行って表面処理を施したコーディエライトを得た。
EXAMPLE 1 A solution of 100 parts by weight of cordierite and 1 part by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (LS-3380) in 1.1.1-trichloroethane (100 ml) was mixed by stirring for 5 minutes. 30 at 60 ° C.
It was heated for 1 minute, dried, and then heat-treated at 105 ° C. for 4 hours to obtain surface-treated cordierite.

【0030】次いで、表面処理を施したコーディエライ
ト100重量部、スチレン36重量部、トリメチロール
プロパントリメタクリレート(TMPT)4重量部、ソ
ルビタンセスキオレート10重量部をポリエチレン製の
容器に入れ、プロペラ型撹拌翼で撹拌し分散混合物を得
た。これに、過硫酸アンモニウム0.4重量部を溶かし
た水100重量部を徐々に加えながら、さらに激しく撹
拌したところ安定なW/O型エマルジョンが得られた。
得られたW/O型エマルジョンを型枠に流し込み、60
℃で24時間重合硬化させた後脱型し、60℃で乾燥し
て本発明のコーディエライト粉末含有多孔質重合物が得
られた。得られたコーディエライト粉末含有多孔質重合
物は適度な強度を有し、切削加工が可能であった。
Next, 100 parts by weight of the surface-treated cordierite, 36 parts by weight of styrene, 4 parts by weight of trimethylolpropane trimethacrylate (TMPT), and 10 parts by weight of sorbitan sesquioleate were placed in a polyethylene container and put in a propeller type. The mixture was stirred with a stirring blade to obtain a dispersed mixture. When 100 parts by weight of water in which 0.4 parts by weight of ammonium persulfate was dissolved was gradually added to this and further vigorously stirred, a stable W / O type emulsion was obtained.
Pour the obtained W / O type emulsion into a mold,
It was polymerized and cured at 24 ° C. for 24 hours, then demolded and dried at 60 ° C. to obtain the cordierite powder-containing porous polymer of the present invention. The obtained cordierite powder-containing porous polymer had appropriate strength and could be cut.

【0031】実施例2 重合性不飽和化合物としてのスチレン、TMPT及び乳
化剤の使用量を変えた以外は実施例1と同様にして本発
明のコーディエライト粉末含有多孔質重合物が得られ
た。得られたコーディエライト粉末含有多孔質重合物は
適度な強度を有し、切削加工が可能であった。
Example 2 A cordierite powder-containing porous polymer of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amounts of styrene, TMPT and emulsifier used as the polymerizable unsaturated compound were changed. The obtained cordierite powder-containing porous polymer had appropriate strength and could be cut.

【0032】実施例3〜6 以下、珪酸塩粉末として、ガラス粉末、木節粘土、絹雲
母、カオリンを用い、有機珪素化合物の種類と配合量、
重合性不飽和化合物、乳化剤、重合開始剤、水の配合量
を表1に示すように適宜選定する以外は全て実施例1と
同様にして無機粉末含有多孔質重合物を製造した。得ら
れた無機粉末含有多孔質重合物は全て適度な強度を有
し、切削加工が可能であった。
Examples 3 to 6 As the silicate powder, glass powder, kibushi clay, sericite and kaolin were used.
An inorganic powder-containing porous polymer was produced in the same manner as in Example 1 except that the compounding amounts of the polymerizable unsaturated compound, the emulsifier, the polymerization initiator and the water were appropriately selected as shown in Table 1. All of the obtained inorganic powder-containing porous polymers had appropriate strength and could be cut.

【0033】比較例1 表面処理を施していないコーディエライトを用いた以外
は実施例1と同様にしてW/O型エマルジョンの調製を
試みたが、W/O型エマルジョンは生成しなかった。
Comparative Example 1 An attempt was made to prepare a W / O type emulsion in the same manner as in Example 1 except that cordierite that had not been surface-treated was used, but no W / O type emulsion was produced.

【0034】比較例2 本発明の範囲外であるメチルトリエトキシシラン(LS
−1890)を用いた以外は実施例2と同様にしてW/
O型エマルジョンの調製を試みたが、W/O型エマルジ
ョンは生成しなかった。
Comparative Example 2 Methyltriethoxysilane (LS) outside the scope of the present invention
-1890) except that W /
An attempt was made to prepare an O-type emulsion, but no W / O-type emulsion was produced.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】実施例7 実施例1で得られたコーディエライト粉末含有多孔質重
合物を空気中で、昇温速度50℃/hr、焼成温度13
00℃で焼成して、コーディエライト多孔質体を得た。
得られた多孔質体には、クラックやフクレは見られなか
った。得られたコーデイエライト多孔質体の見掛け気孔
率、嵩比重はそれぞれ73.3%、0.69であった。
Example 7 The cordierite powder-containing porous polymer obtained in Example 1 was heated in air at a heating rate of 50 ° C./hr and at a firing temperature of 13
It was fired at 00 ° C. to obtain a cordierite porous body.
No cracks or blisters were found in the obtained porous body. The apparent porosity and bulk specific gravity of the obtained cordierite porous body were 73.3% and 0.69, respectively.

【0037】比較例3 実施例2で得られたコーディエライト粉末含有多孔質重
合物を実施例7と同様にして焼成したところ、無機粉
末、重合性不飽和化合物及び乳化剤の合計量に対して無
機粉末が50重量%と少ないため得られた多孔質体には
クラックが発生していた。
Comparative Example 3 The cordierite powder-containing porous polymer obtained in Example 2 was calcined in the same manner as in Example 7, and the amount of the inorganic powder, the polymerizable unsaturated compound and the emulsifier was calculated based on the total amount. Since the amount of the inorganic powder was as small as 50% by weight, cracks were generated in the obtained porous body.

【0038】実施例8 実施例3で得られたガラス粉末含有多孔質重合物を空気
中で、昇温速度50℃/hr、焼成温度770℃で焼成
して、ガラス多孔質体を得た。得られたガラス多孔質体
には、クラックやフクレは見られなかった。得られたガ
ラス多孔質体の見掛け気孔率、嵩比重はそれぞれ58.
3%、1.08であった。
Example 8 The glass powder-containing porous polymer obtained in Example 3 was fired in air at a heating rate of 50 ° C./hr and a firing temperature of 770 ° C. to obtain a glass porous body. No cracks or blisters were found in the obtained glass porous body. The apparent porosity and bulk specific gravity of the obtained glass porous body were 58.
It was 3% and 1.08.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によってW/O型エマルジョンを
利用した珪酸塩粉末を多量に含有する多孔質重合物を製
造することができた。したがって、それを焼成すればク
ラックやフクレがなく微細な気孔を有する無機多孔質体
の製造が可能となった。このような、多孔質重合物や無
機多孔質体はその特徴を生かし、建材、吸音材、フィル
ター、各種吸着材、各種担体等に有用である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a porous polymer containing a large amount of silicate powder using a W / O type emulsion can be manufactured. Therefore, if it is fired, it is possible to manufacture an inorganic porous body having fine pores without cracks or blisters. Such a porous polymer or an inorganic porous material is useful for building materials, sound absorbing materials, filters, various adsorbents, various carriers, etc. by making the most of its characteristics.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 2/32 C04B 38/06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08F 2/32 C04B 38/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】無機粉末、重合性不飽和化合物、乳化剤、
重合開始剤、水からなるW/O型エマルジョンを重合硬
化させた後、水を除去してなる無機粉末含有多孔質重合
物の製造方法において、無機粉末として下記化学式1
(化1)で表される有機珪素化合物により表面処理され
た珪酸塩粉末を用いることを特徴とする無機粉末含有多
孔質重合物の製造方法。 【化1】
1. An inorganic powder, a polymerizable unsaturated compound, an emulsifier,
In a method for producing an inorganic powder-containing porous polymer obtained by polymerizing and curing a W / O type emulsion comprising a polymerization initiator and water, water is removed, and the following chemical formula 1 is used as the inorganic powder.
A method for producing a porous polymer containing an inorganic powder, which comprises using a silicate powder surface-treated with an organosilicon compound represented by (Chemical Formula 1). [Chemical 1]
【請求項2】前記珪酸塩粉末がガラス、コーディエライ
ト、粘土、カオリン、雲母から選ばれた少なくとも一種
であることを特徴とする請求項1記載の無機粉末含有多
孔質重合物の製造方法。
2. The method for producing a porous polymer containing an inorganic powder according to claim 1, wherein the silicate powder is at least one selected from glass, cordierite, clay, kaolin and mica.
【請求項3】無機粉末、重合性不飽和化合物及び乳化剤
の合計量に対して無機粉末を60重量%以上含有する請
求項1又は2記載の無機粉末含有多孔質重合物を焼成す
ることを特徴とする無機多孔質体の製造方法。
3. The inorganic powder-containing porous polymer according to claim 1, which comprises 60% by weight or more of the inorganic powder with respect to the total amount of the inorganic powder, the polymerizable unsaturated compound and the emulsifier. And a method for producing an inorganic porous material.
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