JP4331672B2 - 熱可塑性樹脂用フィラー分散剤 - Google Patents
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Description
本発明の課題は、熱可塑性樹脂用の優れたフィラー分散性を有する分散剤を提供することである。
すなわち本発明は、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、1,5−ジアザ−ビシクロ(4,3,0)ノネン−5及び6−n−アルキル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7からなる群から選ばれる1種以上のアミン化合物(A)および/またはその塩(B)を有効成分とする、熱可塑性樹脂に用いる湿式法シリカ用分散剤;並びに、該分散剤と熱可塑性ビニル樹脂、熱可塑性ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、熱可塑性ポリアセタール樹脂、熱可塑性ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂および熱可塑性天然樹脂から選ばれる1種以上の熱可塑性樹脂および/またはフィラーを含有してなる熱可塑性樹脂成型用マスターバッチ;である。
特にシリカなどの親水性フィラーの分散に優れている。
また、フィラー分散性が良好であるため樹脂の混練加工時の流動性が優れている。
R1〜R4が炭素数1〜10のアルキル基の場合のアルキル基としては、直鎖または分岐のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、ノニル基およびデシル基が挙げられる。
R1およびR2のうち好ましいのはR1とR2が結合して2〜11個、好ましくは3〜7個、さらに好ましくは3〜5個のメチレン基を有する環を形成しているものである。
R1とR2から環が形成される場合において、メチレン基のうち少なくとも1つは置換基として炭素数1〜14、好ましくは6〜12のアルキル基を有していてもよい。
R3およびR4のうち好ましいのは、水素原子およびメチル基である。mは好ましくは2〜4、さらに好ましくは3である。
R1およびR2が環を形成しないもの
1−メチルイミダゾリン
1,2−ジメチルイミダゾリン
1−メチル−2−エチルイミダゾリン
1−メチル−2−オクチルイミダゾリン
1,2−ジエチル−イミダゾリン
1−メチル−1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン
1,2−ジメチル−1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン
1−メチル−2−エチル−1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン
1,2−ジエチル−1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン
1−メチル−2−プロピル−1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン
1−メチル−2−ブチル−1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン
1−メチル−2−オクチル−1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン
1−エチル−2−オクチル−1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン
1,2,4−トリメチル−1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン
1,2,5−トリメチル−1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン
1,2,6−トリメチル−1,4,5,6−テトラハイドロピリミジン
5−ジアザ−ビシクロ(4,2,0)オクテン−5
1,8−ジアザ−ビシクロ(7,2,0)ウンデセン−8
1,4−ジアザ−ビシクロ(3,3,0)オクテン−4
3−メチル−1,4−ジアザ−ビシクロ(3,3,0)オクテン−4
3,6,7,7−テトラメチル−1,4−ジアザ−ビシクロ(3,3,0)オクテン−4
7,8,8−トリメチル−1,5−ジアザ−ビシクロ(4,3,0)ノネン−5
1,8−ジアザ−ビシクロ(7,3,0)ドデセン−8
1,7−ジアザ−ビシクロ(4,3,0)ノネン−6
1,5−ジアザ−ビシクロ(4,4,0)デセン−5
1,5−ジアザ−ビシクロ(4,3,0)ノネン−5(以下DBNと略記)
1,8−ジアザ−ビシクロ(7,4,0)トリデセン−8
1,8−ジアザ−ビシクロ(5,3,0)デセン−7
9−メチル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,3,0)デセン−7
1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下DBUと略記)
1,6−ジアザ−ビシクロ(5,5,0)ドデセン−6
1,7−ジアザ−ビシクロ(6,5,0)トリデセン−7
1,8−ジアザ−ビシクロ(7,5,0)テトラデセン−8
1,10−ジアザ−ビシクロ(7,3,0)ドデセン−9
1,10−ジアザ−ビシクロ(7,4,0)トリデセン−9
1,14−ジアザ−ビシクロ(11,3,0)ヘキサデセン−13
1,14−ジアザ−ビシクロ(11,4,0)ヘプタデセン−13
6−エチル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
6−n−プロピル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
6−n−ブチル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下6−n−ブチルDBUと略記)
6−n−ペンチル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
6−n−ヘキシル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
6−n−ヘプチル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
6−n−オクチル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下6−n−オクチルDBUと略記)
6−n−ノニル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
6−n−デシル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
6−ラウリル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
(A)のうち最も好ましいのはDBU、DBNおよび6−n−アルキル−DBU、特にDBU、6−n−ブチルDBUおよび6−n−オクチルDBUである。
(B1)を形成する酸(a)には有機酸および無機酸が含まれる。
有機酸としてはカルボン酸類(a1)、有機スルホン酸類(a2)、有機硫酸エステル類(a3)、有機燐酸エステル類(a4)および有機ホスホン酸エステル類(a5)などが挙げられ、無機酸としては塩酸、硫酸、燐酸、硝酸、フッ化水素酸、HBrおよびHIなどが挙げられる。
(a)のうち好ましいのはフィラー分散性の観点から有機酸であり、さらに好ましいのは(a1)および(a2)、特に(a1)である。
(a111)炭素数2〜22の脂肪族飽和カルボン酸;
酢酸、プロピオン酸、チオプロピオン酸、ブタン酸、ヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、へプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸など。
(a112)炭素数3〜22の脂肪族不飽和カルボン酸;
アクリル酸、メタクリル酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノエライジン酸、エレオステアリン酸、リノレン酸、パリナリン酸、アラキドン酸、セトレイン酸、オレオイルサルコシンなど。
(a113)脂肪族飽和カルボン酸および脂肪族不飽和カルボン酸の混合物;
アマニ油脂肪酸、オリーブ油脂肪酸、カカオ脂肪酸、ゴマ油脂肪酸、コメヌカ油脂肪酸、ダイズ油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、ヤシ油脂肪酸、落花生油脂肪酸、牛脂油脂肪酸、羊脂肪酸、イワシ油脂肪酸、硬化イワシ油脂肪酸、ナガス鯨油脂肪酸、硬化ニシン油脂肪酸、マッコウ鯨油脂肪酸など天然油脂からの脂肪酸。
(a121)炭素数3〜22の脂肪族ポリカルボン酸
(a1211)脂肪族飽和ジカルボン酸;
マロン酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸など。
(a1212)アルケニルコハク酸;
オクテニルコハク酸、ノネニルコハク酸、デセニルコハク酸、ウンデセニルコハク酸、ドデセニルコハク酸、トリデセニルコハク酸、テトラデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸、ヘキサデセニルコハク酸、ヘプタデセニルコハク酸、オクタデセニルコハク酸など。
(a1213)マレイン化脂肪酸;
マレイン化オレイン酸、マレイン化ヒマシ油脂肪酸など。
(a131)炭素数7〜22の芳香族カルボン酸;
安息香酸、フェニル酢酸、フェニル・メチル酢酸、桂皮酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘリメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ベンゼンポリカルボン酸、サリチル酸、o−オキシ桂皮酸、プロトカテキユ酸、バニリン酸類、レゾルシル酸類など。
(a141)炭素数8〜22の不飽和カルボン酸の重合体(重合度2または3);
ダイマー酸、トリマー酸、マレイン化ダイマー酸など。
(a151)炭素数7〜22のアミノ酸;
フェニルアラニン、チロシン、アントラニル酸、m−アミノ安息香酸、p−アミノ安息香酸など。
有機硫酸エステル類(a3)としては、脂肪族硫酸エステル(メチル硫酸エステル、エチル硫酸エステルおよびドデシル硫酸エステルなどの炭素数1〜24のアルキル硫酸エステル、ドデシルアルコールエチレンオキサイド付加物硫酸エステルなどの炭素数1〜24のアルコールもしくは不飽和カルボン酸のアルキレンオキサイド付加物硫酸エステル、硫酸化油、硫酸化脂肪酸エステル並びに硫酸化オレフィンなど)並びに芳香環含有硫酸エステル(アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物硫酸エステルなど)が挙げられる。
有機燐酸エステル類(a4)および有機ホスホン酸エステル類(a5)としては上記(a3)の硫酸エステル基をリン酸エステル基またはホスホン酸エステルに置き換えた構造のものが挙げられる。
4級化剤としては、ジアルキルカーボネート(アルキル基は炭素数4〜24、例えばステアリル基、ベへニル基など)、ハロゲン化アルキルもしくはハロゲン化アルケニル(アルキル基およびアルケニル基の炭素数4〜24、ハロゲンは塩素、臭素、ヨウ素など)、およびジアルキル硫酸(アルキル基は炭素数4〜24)などが挙げられる。アニオン交換に供される有機酸としては前述のカルボン酸が挙げられる。(B2)の具体例としては、5−オクタデシル−1,5−ジアザ−ビシクロ(4,3,0)ノネノニウムブロマイドの他、米国特許第3,652,564号明細書記載のものが挙げられる。
(A)と(B)を含む場合の、(A)の重量に基づく(B)の割合(B)/(A)は、通常は任意の混合割合で用いられるが、フィラー分散性の観点から好ましくは0.01〜100、さらに好ましくは0.1〜10である。
R5−{(OA)n−OH}q (2)
式中R5は炭素数1〜24の1〜6個の水酸基を有する化合物から少なくとも1つの水酸基を除いた残基、Aは炭素数2〜24のアルキレン基であり、qは1〜6の整数、nは1〜600の整数である。
直鎖もしくは分岐の炭素数1〜24の脂肪族飽和モノオール:
メタノール、エタノール、プロパノール(n−プロパノール、イソプロパノール)、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール(n−オクタノール、2−エチルヘキシルアルコール)、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ドデシルアルコール、トリデシルアルコール(n−トリデシルアルコール、イソトリデシルアルコール)、テトラデシルアルコール、ペンタデシルアルコール、ヘプタデシルアルコール、オクタデシルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、ヘンエイコシルアルコール、ドコシルアルコール、トリコシルアルコール及びテトラコシルアルコール等;
アルケニルアルコール(1−,2−及びiso−プロペニルアルコール、ブテニルアルコール、ペンテニルアルコール、ヘキセニルアルコール、ヘプテニルアルコール、ノネニルアルコール、デセニルアルコール、ウンデセニルアルコール、ドデセニルアルコール、トリデセニルアルコール、テトラデセニルアルコール、ペンタデセニルアルコール、ヘキサデセニルアルコール、ヘプタデセニルアルコール、オクタデセニルアルコール、ノナデセニルアルコール、エイコセニルアルコール、ヘンエイコセニルアルコール、ドコセニルアルコール、トリコセニルアルコール及びテトラコセニルアルコール等);並びにアルキニルアルコール( ペンチニルアルコール等)。
シクロペンタノール及びシクロヘキサノール等。
炭素数2〜24の脂肪族ジオール:
アルキレングリコール(エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−、1,4−及び1,2−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−及び1,8−オクタンジオール、イソブチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール及び2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジオール等);
炭素数4〜18の脂環式ジオール:
シクロアルキレングリコール(1,4−シクロヘキサンジオール及び1,4−シクロヘキサンジメタノール等)および水添ビスフェノール類(水添ビスフェノールA及び水添ビスフェノールF等);
及び複素環ジオール:
1,4,3,6−ソルバイド等。
炭素数3〜24の3価アルカントリオール(グリセリン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,3−ペンタントリオール、2−メチル−1,2,3−プロパントリオール、2−メチル−2,3,4−ブタントリオール、2−エチル−1,2,3−ブタントリオール、2,3,4−ペンタントリオール、2,3,4−ヘキサントリオール、4−プロピル−3,4,5−ヘプタントリオール、2,4−ジメチル−2,3,4−ペンタントリオール、ペンタメチルグリセリン、1,2,4−ブタントリオール、1,2,4−ペンタントリオール、トリメチロールエタン及びトリメチロールプロパン等);炭素数5〜24の4〜6価のアルカンポリオールおよびそれらの分子内もしくは分子間脱水物(ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、1,5−、3,6−及び1,4−ソルビタン並びにジグリセリンなど);並びに糖類およびその誘導体(ショ糖、グルコース、マンノース、フルクトース及びメチルグルコシド等)。
炭素数6〜24の1価フェノール類[フェノール、アルキルフェノール(o、m又はp−メチルフェノール、m、p−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、o、m又はp−エチルフェノール、p−n−ブチルフェノール、p−オクチルフェノール及びp−ノニルフェノール等)、モノスチリルフェノール及びモノベンジルフェノール等]。
(e5)2〜6価フェノール類
炭素数6〜24の2〜6価のフェノール類[単環多価フェノール{2価フェノール(カテコール、レゾルシンおよびヒドロキノン等)、単環3〜6価フェノール(トリオキシベンゼン、テトラオキシベンゼンおよびヘキサオキシベンゼン等)}およびビスフェノール類(ビスフェノールAおよびビスフェノールF等)。
炭素数7〜24のアラルキルアルコール(ベンジルアルコールおよびフェネチルアルコール等);炭素数8〜24の置換アラルキルアルコール(o、m又はp−メチルベンジルアルコールおよびp−n−ブチルフェネチルアルコール等)。
Mwが200以上であればフィラー分散性が優れ、30,000以下であれば低粘度になりやすく、取り扱いの点で好都合である。Mwはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定による(カラム:TSKgel G2000、G3000、G4000HXL、溶媒:テトラヒドロフラン)ものである。
4または5員環を有するAOの単独付加反応、もしくは4または5員環を有するAOと3員環を有するAOとの共重合付加反応の場合の触媒としては、例えばBF3、BCl3、AlCl3、FeCl3およびSnCl3等のルイス酸並びにそれらの錯体[例えばBF3エーテル錯体、BF3テトラヒドロフラン錯体(BF3・THF)];H2SO4、HClO4等のプロトン酸;KClO4、NaClO4等のアルカリ金属の過塩素酸塩;Ca(ClO4)2、Mg(ClO4)2等のアルカリ土類金属の過塩素酸塩;Al(ClO4)3等の前記以外の金属の過塩素酸塩等が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、BF3エーテル錯体及びBF3テトラヒドロフラン錯体(BF3・THF)である。
3員環を有するAOどうしの付加反応の場合の触媒としては、上記の触媒のほかアルカリ触媒、例えば水酸化物[KOH、NaOH、CsOH、Ca(OH)2等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物];酸化物(K2O 、CaO、BaO等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物);アルカリ金属(Na、K等)及びその水素化物(NaH、KH等);トリエチルアミン、トリメチルアミン等のアミン類等が挙げられる。
これらのうち好ましいのはKOH、NaOH、CsOH、BF3エーテル錯体及びBF3テトラヒドロフラン錯体(BF3・THF)である。
(E21)の製造は、(E1)をアルカリ(KOH、NaOH及びCsOH等のアルカリ金属の水酸化物等)の存在下にハロゲン化アルキル(炭素数1〜8)と反応させることで製造できる。ハロゲン化アルキルの量は、(E1)の水酸基に対し、当量比でハロゲン化アルキル/水酸基=1/1〜5/1が好ましく、特に1.2/1〜4/1が好ましい。また、アルカリの添加量は、(E1)の水酸基に対し、当量比でアルカリ/水酸基=1/1〜10/1が好ましく、特に1.2/1〜5/1が好ましい。反応には必要によりトルエン、ベンゼン等の溶剤を使用することができる。エーテル化反応は、常圧、加圧のいずれでも行うことができる。エ−テル化反応の進行状況は、反応系のアルカリ価、粘度、反応系の数平均分子量等で判断できる。
エステル化剤(b)としては下記のものが挙げられる。
(b1)炭素数2〜22の脂肪族モノカルボン酸;
酢酸、プロピオン酸、チオプロピオン酸、ブタン酸、ヘキサン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸等。
(b2)炭素数2〜22の脂肪族ジカルボン酸;
シュウ酸、マロン酸、コハク酸、プロパンジカルボン酸、チオジプロピオン酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ハイミック酸、テトラブロモフタル酸、テトラクロロフタル酸等。
(b3)炭素数3〜22の脂肪族3〜4価又はそれ以上のカルボン酸;
プロパントリカルボン酸、メチルシクロヘキサントリカルボン酸、シクロヘキセントリカルボン酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸等。
(b4)芳香族モノカルボン酸;
安息香酸、フェニル酢酸、ナフタレンカルボン酸。
(b5)芳香族ジカルボン酸
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、キシリレンジカルボン酸等。
(b6)芳香族3〜4価又はそれ以上のカルボン酸。
ベンゼントリカルボン酸、ベンゼンテトラカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸等。
(b7)上記(b2)、(b3)、(b5)または(b6)の酸無水物;
(b8)上記(b1)〜(b6)の低級アルキル(炭素数1〜4、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル)エステル:
(b9)上記(b1)〜(b6)の酸ハロゲン(塩素、臭素等)化物。
(b)には、1〜3個、好ましくは1個のヘテロ原子(硫黄、燐等)を含んでいてもよい。
これらを使用した(E2)は粘度が低くなり、取り扱いが容易となる。
(c1)芳香族ポリイソシアネート
1,3−及び/又は1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−及び/又は2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−及び/又は4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン等;
(c2)脂肪族ポリイソシアネート
エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート等;
(c4)芳香脂肪族ポリイソシアネート
m−および/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等;
これらのうちで好ましいものは(b−1)、(b−2)であり、さらに好ましいものは1,3−及び/又は1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−及び/又は2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−及び/又は4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)である。
(d1)炭素数1〜2のポリハロゲン化物;
ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジブロモメタン、ジブロモエタン、トリクロロエチレン等。
(d2)炭素数3以上のポリハロゲン化物;
1,3−ジクロロプロパン、1,3−トリクロロプロパン、1,2ジブロモブタン等。
(d)のうちで好ましいものは(d1)であり、特にジクロロメタンまたはジクロロエタンを使用した(E2)は粘度が低くなり、取り扱いが容易となる。
(i);(A)のみを必須成分とする場合は、熱可塑性樹脂に(A)を添加・混合する。
(ii);(B)のみを必須成分とする場合には予め製造された(B)を添加するか、または、(A)と当量の(a)を熱可塑性樹脂に添加・混合し、樹脂中で(B)を形成する。
(iii);(A)と(B)を必須成分とする場合は、予め製造された(B)と別に(A)を添加するか、または、(a)よりも過剰当量の(A)を熱可塑性樹脂に添加・混合し、樹脂中で(A)の一部を(B)に変換する。
これらの方法において、必要により(A)および/または(B)を(E)で溶解もしくは分散させて用いることができる。
金属酸化物としては、例えば、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化スズ及び酸化アンチモン等が挙げられる。
金属水酸化物としては、例えば、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び塩基性炭酸マグネシウム等が挙げられる。
金属炭酸塩としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーソナイト及びハイドロタルサイト等が挙げられる。
金属ケイ酸塩としては、例えば、ケイ酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサリト、ガラス繊維、ガラスビーズ及びシリカ系バルーン等が挙げられる。
金属窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及び窒化ケイ素等が挙げられる。
炭素類としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素バルン、木炭粉末及びフラーレン等が挙げられる。
これらは単独でも、2種以上併用してもよい。
これらのフィラーのうち好ましいのはアミンとの親和性の観点から金属酸化物であり、さらに好ましいのはシリカである。シリカの中では、湿式法シリカが好ましく、特に沈降シリカを用いることが好ましい。
表面処理剤としては、公知の表面処理剤が使用でき、例えば、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤、油脂、ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤、多価アルコール型非イオン界面活性剤、ワックス、脂肪酸、カルボン酸カップリング剤及びリン酸カップリング剤等が挙げられる。
アルミネートカップリング剤としては、例えば、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。
ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤としては、例えば、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキサイド付加物及びポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
多価アルコール型非イオン界面活性剤としては、例えば、ポリエチレンオキサイド、グリセリンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリットの脂肪酸エステル、ソルビット若しくはソルビタンの脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル及びアルカノールアミンの脂肪族アミド等が挙げられる。
脂肪酸は混練時の滑剤もしくは成形後に架橋する際の架橋促進助剤として用いられ、例えば、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸及びエレオステアリン酸等が挙げられる。但し、本発明において、(B)を含有し(A)を含有しない分散剤を使用する場合は、脂肪酸は上記の滑剤もしくは架橋促進助剤として用いられるが、一方、(A)を含有する分散剤を使用する場合は、(A)と当量割合以下の脂肪酸は中和剤(a)として作用して(B)を形成するために消費され、過剰当量の(a)を使用する場合は過剰分の脂肪酸が滑剤もしくは架橋促進助剤として作用する。
カルボン酸カップリング剤としては、例えば、カルボキシル化ポリブタジエン及びカルボキシル化ポリイソプレン等が挙げられる。
リン酸カップリング剤としては、例えば、リン酸モノオクチルエステル、リン酸モノ(2,6−ジメチル−7−オクテニル)エステル、リン酸モノ(6−メルカプトヘキシル)エステル及びリン酸モノ(2−メタクリロキシプロピル)エステル等のリン酸系カップリング剤等が挙げられる。
なお、カルボン酸カップリング剤およびリン酸カップリング剤においても上記の脂肪酸と同様に、(B)を含有し(A)を含有しない分散剤を使用する場合は、これらのカップリング剤はカップリング剤として用いられるが、一方、(A)を含有する分散剤を使用する場合は、(A)と当量割合以下のこれらのカップリング剤は中和剤(a)として作用して(B)を形成するために消費され、過剰当量の(a)を使用する場合は過剰分がカップリング剤として作用する。
炭素数2〜30(好ましくは2〜12、さらに好ましくは2〜10)のアルケン(エチレン、プロピレン、1−オクテンなど)および炭素数4〜30(好ましくは4〜12、さらに好ましくは4〜5)のアルカジエン(ブタジエン、イソプレン)等。
(m2)芳香族ビニルモノマー;
スチレン及びその同族体、例えば、スチレン、o−、m−若しくはp−アルキル(炭素数1〜10)スチレン(例えば、ビニルトルエン等)、α−アルキル(炭素数1〜10)スチレン(例えば、α−メチルスチレン等)及びハロゲン化スチレン(例えば、クロロスチレン等 )等。
アルキル(炭素数1〜20)(メタ)アクリレート{例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等}、モノ−若しくはジ−アルキル(炭素数1〜4)アミノアルキル(炭素数2〜4)(メタ)アクリレート{例えば、アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等}、(メタ)アクリロニトリル及び(メタ)アクリルアミド等]。
炭素数2〜30(好ましくは3〜20、さらに好ましくは4〜15)の不飽和モノ−もしくはジ−カルボン酸等[クロトン酸、マレイン酸、フマール酸及びイタコン酸等]およびその誘導体[モノ−若しくはジ−アルキル(炭素数1〜20)エステル、酸無水物(例えば、無水マレイン酸等)及びイミド(例えば、マレイン酸イミド)等]。
(m5)不飽和アルコールのカルボン酸エステル;
ビニルアルコール、(メタ)アリルアルコール等のカルボン酸(炭素数2〜4)エステル(酢酸ビニル等)。
(m6)不飽和アルコールのアルキルエーテル;
ビニルアルコール、(メタ)アリルアルコール等のアルキル(炭素数1〜20)エーテル等。
(m7)ハロゲン含有ビニルモノマー;
塩化ビニル、塩化ビニリデン及びクロロプレン等。
(C111)のうち好ましいのは、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン/プロピレン共重合体である。
(C112)としては、例えば、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン/ブタジエンゴム(SBR)、ポリイソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル/ブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)等が挙げられ、好ましいのはSBRである。
例えば、ε−カプロラクタムの開環重合によるナイロン6、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸の縮重合によるナイロン66、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸の重縮合によるナイロン610、11−アミノウンデカン酸の重縮合によるナイロン11、ω−ラウロラクタムの開環重合又は12−アミノドデカン酸の縮重合によるナイロン12、及び前記ナイロンのうち2種類以上の成分を含有する共重合ナイロン等が挙げられる。
例えば、エチレングリコール、ブチレングリコール及びシクロヘキサンジメタノール等のジオールと、テレフタル酸及びアジピン酸等のジカルボン酸の重縮合によるポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル、並びにポリブチレンアジペート及びポリエチレンアジペート等の脂肪族ポリエステル、ε−カプロラクトン等の開環重合によるポリ−ε−カプロラクトン等の脂肪族ポリエステル等が挙げられる。
高分子ジオールとしては、Mn500〜5,000のジオール、例えば、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール等が用いられる。
(C7)のうち好ましいのは天然ゴムである。
また、(C)100重量部に対する分散剤の重量割合は、好ましくは1〜20重量部さらに好ましくは1〜10重量部である。
マスターバッチを一旦製造し、該マスターバッチを熱可塑性樹脂に配合することによりさらにフィラーの分散性が向上する。
マスターバッチの重量に基づく分散剤の配合割合は、好ましくは1〜80重量%、さらに好ましくは1〜50重量%である。
上記マスターバッチおよび樹脂組成物は、さらに必要に応じ、架橋促進剤(アルデヒド・アンモニア−アミン系、チオウレア系、グアニジン系、チアゾール系、スルフェンアミド系チウラム系、ジチオカルバミン酸塩系、キサントゲン酸塩系、ジチオリン酸塩系等)、架橋剤(イオウ等)、スコーチ防止剤(有機酸、N−ニトロソ化合物等)、着色剤、紫外線吸収剤、汎用の可塑剤(フタル酸系、トリメリット酸系、リン酸系、エポキシ系等)、軟化剤、老化防止剤、有機過酸化物等を適宜添加することができる。
混練時の各成分の添加順序には特に限定はなく、予め分散剤をフィラーと混合し、樹脂に配合しても、分散剤とフィラーと樹脂を同時に混合しても良い。
得られたマスターバッチまたは樹脂組成物は、成型される場合もあり、さらにペレタイザーなどによりペレット化または粉末化されることもある。
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下において部は重量部を示す。
表1および表3に示す配合割合(部)に基づいて、各成分を配合した後、十分に混合してA1〜A12、及びB1〜B4のフィラー分散剤を得た。
なお、用いた成分は以下の通りである。
ステアリン酸:ナカライテスク社製の試薬「ステアリン酸」
以下の合成例1で合成されたもの。
合成例1:J.Heterocycl.Chem.(1986)、23(3)、885−7に記載されている合成方法に準じて、約75%の収率で粗製6−n−オクチルDBUを合成した。さらに130℃/1mmHgで蒸留し、純度99.3%に向上させた。
下記合成例−2で合成された1,4−ブタンジオールのTHF14.3モル/EO20.4モルランダム付加物
合成例−2:
ガラス製オートクレーブに1,4−ブタンジオール90部(1.0モル)とTHF1,032部(14.3モル)及びBF3・THFを12.8部を仕込み、耐圧滴下ロートからEO896部(20.4モル)を35〜50℃で10時間かけて滴下した。その後、50℃で5時間反応し、冷却した。さらに48%NaOH水溶液を7.4部添加した後、30mmHg以下で未反応物を留去した。その後、吸着処理剤〔協和化学工業社製 キョーワード600及びキョーワード1000。以下同様とする。〕を用いて処理後、濾過し、減圧脱水後(130℃、30mmHg以下、1時間、以下同様とする。)、1,4−ブタンジオールのTHF14.3モル/EO20.4モルランダム付加物(ポリエーテルE1)2,000部を得た。
下記合成例−3で合成されたブタノールPO25モル付加物とコハク酸から得られるエステル
合成例−3:
ブタノールPO25モル付加物(三洋化成工業社製「ニューポールLB−385」)1,524部(1.0モル)とコハク酸59部(0.5モル)、パラトルエンスルホン酸1水和物4.8部及び次亜リン酸3.2部を仕込みを100〜120℃で液中窒素通気および反応生成水を除去しながら12時間反応(エステル化)させ、吸着処理剤〔協和化学工業社製;キョーワード1000及びキョーワード600〕で処理し、濾過することによりパラトルエンスルホン酸1水和物及び次亜リン酸を除去し、減圧脱水後、室温で液状であり、酸価(JIS K 1557に従って測定。)3.0のポリエ−テル化合物(ポリエーテルE2)1,400部を得た。
分散剤(A1)〜(A12)および(B1)〜(B4)のうちのいずれか1種を2.2部、フィラーとして「ニップシールAQ」(日本シリカ工業社製)28部および下記熱可塑性樹脂のいずれか1種35部をラボプラストミル(東洋精機社製)を用いて混練して、取り出した後に室温まで冷却しブロック状の樹脂組成物を得た。混練条件は熱可塑性樹脂の種類により以下のように変えた。
熱可塑性樹脂(I):「PM771M」(サンアロマー社製、ポリプロピレン樹脂)
熱可塑性樹脂(II):「SBR1712」(JSR社製、SBR)
温度:200℃
回転数 :10rpm
樹脂仕込み:1分
樹脂素練り:1分
フィラーおよび分散剤混合:10分
混練:10分
温度:140℃
回転数 :30rpm
樹脂仕込み:1分
樹脂素練り:1分
フィラーおよび分散剤混合:10分
混練:10分
以下の4段階評価で行った。
◎:シリカ粒子が視認できず、かつ、透明感がある。
○:シリカ粒子が視認できないが、不透明である。
△:シリカ粒子が樹脂中に散在しているのが視認でき、かつ、不透明である。
×:シリカ粒子が樹脂中に散在しているのが視認でき、かつ、不透明であり、樹脂組成物 表面にひび割れが見られる。
樹脂組成物(約1g)の表面をクライオマイクロトームを用いて平滑にし、平滑面をSEM観察した。単位面積あたりの粒径50nm以上の凝集粒子を計数することにより、分散性を評価した。50nm以上の粒子が少ないほど分散性良好である。
熱可塑性樹脂(II)を用いた上記樹脂組成物100重量部に下記重量部の添加剤を添加し、下記条件で混練した後、添加剤含有樹脂組成物を得た。その後、500kgf/cm2、165℃で20分間加圧プレス機にてシート状に架橋成型した後、前記と同様にSEM観察による分散性評価およびオートグラフ(島津製作所製AGS−500B)を用いた引張試験(JIS K6301、室温25℃、3号ダンベル使用)を行った。
(1)添加剤
ステアリン酸 :1
酸化亜鉛 :1.5
イオウ :0.7
架橋促進剤 :0.5
(N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾイルスルフェンアミド)
(2)混練条件
温度:60〜80℃
回転数 :10rpm
樹脂仕込み:2分
樹脂素練り:1分
添加剤混合:1分
混練:20分
Claims (5)
- 1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、1,5−ジアザ−ビシクロ(4,3,0)ノネン−5及び6−n−アルキル−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7からなる群から選ばれる1種以上のアミン化合物(A)および/またはその塩(B)を有効成分とする、熱可塑性樹脂に用いる湿式法シリカ用分散剤。
- (B)が、炭素数2〜22の脂肪族モノカルボン酸、炭素数6〜22の脂肪族ポリカルボン酸、炭素数7〜22の芳香族カルボン酸、不飽和カルボン酸(炭素数8〜22)の重合体(重合度2または3)および炭素数7〜22のアミノ酸から選ばれる1種以上の酸と(A)との中和塩である請求項1記載の 分散剤。
- さらにポリエーテル鎖含有化合物(E)を分散剤の重量に基づいて10〜95重量%含有する請求項1または2記載の 分散剤。
- ポリエーテル鎖含有化合物(E)が下記一般式(2)で表されるポリエーテル(E1)および/またはその誘導体(E2)である請求項3記載の 分散剤。
R5−{(OA)n−OH}q (2)
[式中R5は炭素数1〜24の1〜6個の水酸基を有する化合物から少なくとも1つの水酸基を除いた残基、Aは炭素数2〜24のアルキレン基であり、qは1〜6の整数、nは1〜600の整数である。] - 請求項1〜4のいずれか記載の分散剤、並びに熱可塑性ビニル樹脂、熱可塑性ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、熱可塑性ポリアセタール樹脂、熱可塑性ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂および熱可塑性天然樹脂から選ばれる1種以上の熱可塑性樹脂および/またはフィラーを含有してなる熱可塑性樹脂成型用マスターバッチ。
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