JP4857727B2 - Method for producing methacrylic resin containing inorganic particles - Google Patents

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JP4857727B2 JP2005335362A JP2005335362A JP4857727B2 JP 4857727 B2 JP4857727 B2 JP 4857727B2 JP 2005335362 A JP2005335362 A JP 2005335362A JP 2005335362 A JP2005335362 A JP 2005335362A JP 4857727 B2 JP4857727 B2 JP 4857727B2
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Description

本発明は、無機物粒子含有メタクリル樹脂の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an inorganic particle-containing methacrylic resin.

メタクリル樹脂は、透明性、表面光沢、耐候性、機械的性質などに優れているため、照明
器具、自動車用部品、看板、建材、ディスプレイ部品など各種用途に広く利用されており
、表面硬度に優れたメタクリル樹脂として、微細な無機物粒子を含む無機粒子含有メタク
リル樹脂も知られている〔特許文献1:特開2004−161795号公報〕。
Methacrylic resin is excellent in transparency, surface gloss, weather resistance, mechanical properties, etc., so it is widely used in various applications such as lighting equipment, automotive parts, signboards, building materials, display parts, etc., and has excellent surface hardness. As methacrylic resins, inorganic particle-containing methacrylic resins containing fine inorganic particles are also known [Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-161795].

しかし、従来の方法で製造される無機粒子含有メタクリル樹脂は、透明性が必ずしも十分
ではないという問題があった。
However, the inorganic particle-containing methacrylic resin produced by a conventional method has a problem that transparency is not always sufficient.

特開2004−161795号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-161895 特開2002−80506号公報JP 2002-80506 A

そこで本発明者は、高い表面硬度と、高い透明性を併せ持った無機粒子含有メタクリル樹
脂を製造し得る方法を開発するべく鋭意検討した結果、本発明に至った。
Therefore, the present inventors have intensively studied to develop a method capable of producing an inorganic particle-containing methacrylic resin having both high surface hardness and high transparency, resulting in the present invention.

すなわち本発明は、メチルメタクリレートを主成分とする単量体(A)を、
式(I)

Figure 0004857727
〔式中、Aは炭素数3〜18の直鎖もしくは分岐鎖アルキレン基、式(1)
Figure 0004857727
(式中、Rは炭素数4〜18の直鎖または分岐鎖アルキル基を示す。)
で示される2価の残基または式(2)
Figure 0004857727
(式中、Rは前記と同じ意味を示す。)
で示される2価の残基を示し、EOはオキシエチレン基を示す。aは0〜50の整数を示
し、bは0〜200の整数を示す。ただし、aとbとが同時に0であることはない。Mは
カチオンを示す。〕
または式(II)
Figure 0004857727
〔式中、A、EO、a、bおよびMは前記と同じ意味を示す。〕
で示される界面活性剤(B)、
ラジカル重合開始剤(C)および
一次粒子径1nm〜50nmの無機物粒子(D)の共存下に水中で乳化重合させることを
特徴とする無機物粒子含有メタクリル樹脂の製造方法を提供するものである。 That is, the present invention provides a monomer (A) mainly composed of methyl methacrylate,
Formula (I)
Figure 0004857727
[In the formula, A is a linear or branched alkylene group having 3 to 18 carbon atoms, Formula (1)
Figure 0004857727
(In the formula, R represents a linear or branched alkyl group having 4 to 18 carbon atoms.)
Or a divalent residue represented by formula (2)
Figure 0004857727
(In the formula, R has the same meaning as described above.)
And EO represents an oxyethylene group. a represents an integer of 0 to 50, and b represents an integer of 0 to 200. However, a and b are not 0 at the same time. M represents a cation. ]
Or formula (II)
Figure 0004857727
[Wherein, A, EO, a, b and M have the same meaning as described above. ]
A surfactant (B) represented by:
An object of the present invention is to provide a method for producing an inorganic particle-containing methacrylic resin comprising emulsion polymerization in water in the presence of a radical polymerization initiator (C) and an inorganic particle (D) having a primary particle diameter of 1 nm to 50 nm.

本発明の製造方法により製造される無機物粒子含有メタクリル樹脂は、表面硬度だけでな
く、透明性にも優れている。
The inorganic particle-containing methacrylic resin produced by the production method of the present invention is excellent not only in surface hardness but also in transparency.

メチルメタクリレートを主成分とする単量体(A)は、通常50質量%以上、好ましくは
70質量%以上、さらに好ましくは90%以上の含有量でメチルメタクリレートを含む単
量体であり、メチルメタクリレート単独で、その含有量が100質量%であってもよいし
、通常50質量%以下、好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下の
含有量で、メチルメタクリレートと共重合可能な他の単量体を含んでいてもよい。
The monomer (A) containing methyl methacrylate as a main component is a monomer containing methyl methacrylate with a content of usually 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, and more preferably 90% or more. Independently, the content may be 100% by mass, and is usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and other copolymerizable with methyl methacrylate. The monomer may be included.

メチルメタクリレートと共重合可能な他の単量体は、一分子内にラジカル重合可能な二重
結合を一つ有する単官能単量体であってもよいし、一分子内にラジカル重合可能な二重結
合を2つ以上有する多官能単量体であってもよい。
The other monomer copolymerizable with methyl methacrylate may be a monofunctional monomer having one double bond capable of radical polymerization in one molecule, or two monomers capable of radical polymerization in one molecule. A polyfunctional monomer having two or more heavy bonds may be used.

メチルメタクリレートと共重合可能な単官能単量体としては、例えばメチルアクリレート
、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシ
ルアクリレート、ラウリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボ
ルニルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレートなどのような
、アクリル酸と脂肪族アルコール、芳香族アルコールまたは脂環族アルコールとのエステ
ル、
Monofunctional monomers copolymerizable with methyl methacrylate include, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, isobornyl acrylate, benzyl acrylate, cyclohexyl Esters of acrylic acid with aliphatic alcohols, aromatic alcohols or alicyclic alcohols, such as acrylates,

プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、
ラウリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、イソボルニルメタク
リレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどのような、メタ
クリル酸と脂肪族アルコール、芳香族アルコールまたは脂環族アルコールとのエステル、
Propyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate,
Esters of methacrylic acid with aliphatic alcohols, aromatic alcohols or alicyclic alcohols, such as lauryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, isobornyl methacrylate, benzyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, etc.

ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルア
クリレートなどのような、アクリル酸とヒドロキシアルコールとのエステル、
ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチ
ルメタクリレートなどのような、メタクリル酸とヒドロキシアルコールとのエステル、
Esters of acrylic acid and hydroxy alcohol, such as hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, etc.
Esters of methacrylic acid and hydroxy alcohol, such as hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate, etc.

アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和酸類、
スチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系単量体、
アクリロニトリル、メタクリロニトリル,無水マレイン酸、フェニルマレイミド、シクロ
ヘキシルマレイミド、酢酸ビニルなどの単官能不飽和単量体などが挙げられる。
Unsaturated acids such as acrylic acid and methacrylic acid,
Styrene monomers such as styrene and α-methylstyrene,
And monofunctional unsaturated monomers such as acrylonitrile, methacrylonitrile, maleic anhydride, phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide, and vinyl acetate.

多官能不飽和単量体としては、例えばアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリ
レート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート
、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、
1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート
、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、
テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート
Examples of the polyfunctional unsaturated monomer include allyl acrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate,
1,3-butylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate,
Tetramethylol methane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate,

アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジ
メタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジ
メタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコ
ールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリ
コールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロー
ルメタントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、
ジビニルベンゼン、ジアリルフタレートなどが挙げられる。
Allyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol di Methacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylolmethane trimethacrylate, tetramethylolmethane tetramethacrylate,
Examples thereof include divinylbenzene and diallyl phthalate.

他の単量体は、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いられる。また、メチ
ルメタクリレートを主成分とする単量体(A)は、その一部が重合していてもよい。
Other monomers are used alone or in combination of two or more. Moreover, a part of the monomer (A) containing methyl methacrylate as a main component may be polymerized.

界面活性剤(B)は、式(I)または式(II)で示される。式(I)および式(II)にお
いて、Aで示される炭素数3〜18の直鎖または分岐鎖アルキレン基としては、例えばプ
ロピレン、エチルエチレン、ジメチルエチレン、ブチルエチレン、オクチルエチレン、デ
シルエチレン、ドデシルエチレン、テトラデシルエチレン、ヘキサデシルエチレンなどが
挙げられる。
The surfactant (B) is represented by the formula (I) or the formula (II). In formula (I) and formula (II), examples of the linear or branched alkylene group having 3 to 18 carbon atoms represented by A include propylene, ethylethylene, dimethylethylene, butylethylene, octylethylene, decylethylene, dodecyl. Examples include ethylene, tetradecylethylene, hexadecylethylene and the like.

式(1)および式(2)においてRで示される炭素数4〜18の直鎖または分岐鎖アルキ
ル基としては、例えばブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキ
シル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシ
ル基、オクタデシル基などが挙げられる。
Examples of the linear or branched alkyl group having 4 to 18 carbon atoms represented by R in the formulas (1) and (2) include a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a 2-ethylhexyl group, and a nonyl group. Decyl group, undecyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, octadecyl group and the like.

aは、−AO−で示される2価の残基の平均付加モル数を示し、0〜50の整数、好まし
くは0〜20の整数である。aが2以上である場合、−AO−で示される2価の残基にお
けるAで示される残基は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
a shows the average addition mole number of the bivalent residue shown by -AO-, and is an integer of 0-50, Preferably it is an integer of 0-20. When a is 2 or more, the residues represented by A in the divalent residue represented by -AO- may be the same as or different from each other.

bは、−EO−で示されるオキシエチレン基の平均付加モル数を示し、0〜200の整数
、好ましくは1〜50の整数である。なおaとbとは同時に0となることはない。
b shows the average addition mole number of the oxyethylene group shown by -EO-, and is an integer of 0-200, Preferably it is an integer of 1-50. Note that a and b are not 0 at the same time.

−AO−で示される2価の残基と、−EO−で示される2価の残基とは、ブロック結合し
ていてもよいし、ランダム結合していてもよく、ランダム結合している場合、−AO−で
示される2価の残基と、−EO−で示される2価の残基との配列は特に限定されるもので
はない。
When the divalent residue represented by -AO- and the divalent residue represented by -EO- may be block-bonded, randomly-bonded or randomly-bonded The sequence of the divalent residue represented by -AO- and the divalent residue represented by -EO- is not particularly limited.

Mで示されるカチオンとしては、例えばナトリウムイオン、カリウムイオンなどののアル
カリ金属イオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオンのアルカリ土類金属イオン、ア
ンモニウムイオン、炭素数1〜4のアルキル基で置換されたアンモニウムイオンなどが挙
げられる。
Examples of the cation represented by M include alkali metal ions such as sodium ions and potassium ions, calcium ions, alkaline earth metal ions of magnesium ions, ammonium ions, and ammonium ions substituted with alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. Etc.

かかる界面活性剤(B)の製造方法は、例えば特許文献2〔特開2002−80506号
公報〕に開示されている。また、界面活性剤(B)は、例えば花王(株)から、「ラテムル
PD−104」として市販されている。
A method for producing such a surfactant (B) is disclosed, for example, in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-80506). The surfactant (B) is commercially available, for example, as “Latemul PD-104” from Kao Corporation.

界面活性剤(B)の使用量は、上記単量体(A)100質量部あたり、通常0.05質量
部〜2質量部である。界面活性剤(B)の使用量が0.05質量部未満では、乳化重合中
に凝集が生ずるなど不具合を生じることがあり、2質量部を超えると、得られる無機物粒
子含有メタクリル樹脂に含有されて、その着色の原因となることがある。
The usage-amount of surfactant (B) is 0.05 mass part-2 mass parts normally per 100 mass parts of said monomers (A). When the amount of the surfactant (B) used is less than 0.05 parts by mass, problems such as aggregation may occur during emulsion polymerization. When the amount exceeds 2 parts by mass, it is contained in the resulting methacrylic resin containing inorganic particles. May cause the coloring.

ラジカル重合開始剤(C)としては、水溶性のものが好ましく用いられ、例えば過硫酸ナ
トリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの無機過酸化物、アゾビスシアノ吉
草酸ナトリウム塩などのアゾ化合物、2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド
)塩酸塩などのアゾアミジン化合物、2,2'−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミ
ダゾリン−2−イル)]プロパン塩酸塩などの環状アゾアミジン化合物、2,2'−アゾ
ビス[2−メチル−N−〔1,1'−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル
〕プロピオンアミド]などのアゾアミド化合物などが挙げられ、それぞれ単独で、または
2種以上を組み合わせて用いられる。中でも無機過酸化物が好適に使用できる。
As the radical polymerization initiator (C), water-soluble ones are preferably used. For example, inorganic peroxides such as sodium persulfate, potassium persulfate and ammonium persulfate, azo compounds such as azobiscyanovaleric acid sodium salt, 2, 2 Azoamidine compounds such as' -azobis (2-methylpropionamide) hydrochloride, cyclic azoamidine compounds such as 2,2'-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl)] propane hydrochloride, 2 , 2′-azobis [2-methyl-N- [1,1′-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide] and the like, each of which may be used alone or in combination of two or more. Used in combination. Of these, inorganic peroxides can be preferably used.

ラジカル重合開始剤(C)の使用量は、上記単量体100質量部あたり、通常0.1質量
部〜5質量部である。0.1質量部未満では、重合に長時間を要し、、また5質量部を越
えて使用すると、重合による発熱が急激になりやすく、またラジカル重合開始剤の一部が
未反応のまま残存して不経済である。
The usage-amount of a radical polymerization initiator (C) is 0.1 mass part-5 mass parts normally per 100 mass parts of said monomers. If it is less than 0.1 part by mass, it takes a long time for the polymerization, and if it exceeds 5 parts by mass, the heat generated by the polymerization tends to be abrupt, and a part of the radical polymerization initiator remains unreacted. It is uneconomical.

無機物粒子(D)としては、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタンなどが
挙げられ、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。より透
明性に優れた無機物粒子含有メタクリル樹脂が得られる点で、シリカが好ましい。
Examples of the inorganic particles (D) include silica, alumina, aluminum hydroxide, titanium oxide and the like, and they can be used alone or in combination of two or more. Silica is preferable in that an inorganic particle-containing methacrylic resin having better transparency can be obtained.

無機物粒子(D)の一次粒子径は1nm〜50nmである。1nm未満では凝集しやすく
、50nmを超えると、透明性が低下し易い。
The primary particle diameter of the inorganic particles (D) is 1 nm to 50 nm. If it is less than 1 nm, it is easy to aggregate, and if it exceeds 50 nm, transparency tends to decrease.

無機物粒子の使用量は、上記単量体100質量部あたり、通常5質量部〜50質量部であ
る。5質量部未満では、表面硬度を十分なものとしにくく、50質量部を超えると、得ら
れる無機物粒子含有メタクリル樹脂を加熱溶融させたときの流動性が低下して、成形しに
くくなる。
The usage-amount of an inorganic particle is 5 mass parts-50 mass parts normally per 100 mass parts of said monomers. If it is less than 5 parts by mass, it is difficult to make the surface hardness sufficient, and if it exceeds 50 parts by mass, the fluidity when the resulting inorganic particle-containing methacrylic resin is melted by heating is lowered, making it difficult to mold.

上記単量体(A)を乳化重合させる際には、さらに公知の添加剤、例えば酸化防止剤、紫
外線吸収剤、連鎖移動剤、離型剤、染料、顔料などの共存させてもよい。
When the monomer (A) is emulsion-polymerized, a known additive such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, a chain transfer agent, a release agent, a dye, or a pigment may be allowed to coexist.

メチルメタクリレートを主成分とする単量体(A)を、乳化重合させるには、例えば上記
単量体(A)を上記界面活性剤(B)、ラジカル重合開始剤(C)および上記無機物粒子
(D)と共に水と混合し、攪拌しながら、ラジカル重合開始剤の熱分解温度以上の温度に
加熱すればよい。水の使用量は、上記単量体(A)に対して通常0.5質量倍〜6質量倍
である。攪拌により、単量体(A)が水中に均一に分散されて乳化し、この状態でラジカ
ル重合開始剤により重合が開始されて、進行する。
In order to emulsion-polymerize the monomer (A) having methyl methacrylate as a main component, for example, the monomer (A) is mixed with the surfactant (B), the radical polymerization initiator (C), and the inorganic particles ( What is necessary is just to heat to the temperature more than the thermal decomposition temperature of a radical polymerization initiator, mixing with water with D) and stirring. The usage-amount of water is 0.5 mass times-6 mass times normally with respect to the said monomer (A). By stirring, the monomer (A) is uniformly dispersed in water and emulsified, and in this state, polymerization is initiated by the radical polymerization initiator and proceeds.

界面活性剤(B)およびラジカル重合開始剤(C)は、重合が開始する前に全量を混合し
てもよいし、重合が開始する前にその一部を混合し、重合開始後、残りを数回に分割して
、または連続的に添加してもよい。
Surfactant (B) and radical polymerization initiator (C) may be mixed in their entirety before the polymerization starts, or a part of them may be mixed before the polymerization starts, and the remainder after the polymerization starts. It may be added in several portions or continuously.

重合に際しては、予め酸素を除去しておくことが好ましく、例えば窒素などの不活性ガス
をバブリングさせることにより、予め水中の酸素を除去することが好ましい。さらに、不
活性ガス雰囲気下に重合させることが好ましい。
In the polymerization, it is preferable to remove oxygen in advance. For example, oxygen in water is preferably removed beforehand by bubbling an inert gas such as nitrogen. Furthermore, it is preferable to polymerize in an inert gas atmosphere.

加熱温度は通常50℃〜90℃の範囲であり、重合に要する時間は通常1〜10時間の範
囲である。
The heating temperature is usually in the range of 50 ° C. to 90 ° C., and the time required for the polymerization is usually in the range of 1 to 10 hours.

重合後、未重合の単量体(A)の重合を完結させる目的で、90℃〜120℃程度に昇温
してもよい。
After the polymerization, the temperature may be raised to about 90 ° C. to 120 ° C. for the purpose of completing the polymerization of the unpolymerized monomer (A).

かくして、メチルメタクリレートを主体とする単量体が重合されてメタクリル樹脂となり
、無機物粒子(D)を含む、目的の無機物粒子含有メタクリル樹脂をラテックス状で、得
ることができる。
Thus, a monomer mainly composed of methyl methacrylate is polymerized to form a methacrylic resin, and a desired inorganic particle-containing methacrylic resin containing inorganic particles (D) can be obtained in a latex form.

重合後の重合混合物から、遠心分離法、乾燥法などのような通常の固液分離法により、固
形分として、目的の無機物粒子含有メタクリル樹脂を得ることができる。
The target inorganic particle-containing methacrylic resin can be obtained as a solid content from the polymerization mixture after polymerization by a solid-liquid separation method such as a centrifugal separation method or a drying method.

固液分離の際に、予め、重合後の重合混合物に塩析剤剤を添加して、固形分を塩析させる
ことが好ましい。塩析剤としては多価電解質を添加する方法が好適に使用できる。塩析剤
の添加量は、使用する界面活性剤の電荷を中和するのに十分な量あればよいが、通常は塩
析後の凝集粒子の状態を見て適宜選択される。
In solid-liquid separation, it is preferable to add a salting-out agent to the polymerized mixture after polymerization to salt out the solid content. As the salting-out agent, a method of adding a polyelectrolyte can be preferably used. The addition amount of the salting-out agent may be an amount sufficient to neutralize the charge of the surfactant to be used, but is usually selected appropriately in view of the state of the aggregated particles after the salting-out.

固形分を塩析させる場合、塩析剤を添加する際の温度は、通常80℃未満であり、添加後
、80℃以上、通常は120℃以下に昇温することが、より多くの無機物粒子含有メタク
リル樹脂を固形分として得ることができて、好ましい。
When salting out the solid content, the temperature at which the salting-out agent is added is usually less than 80 ° C. After the addition, it is possible to increase the temperature to 80 ° C. or more, usually 120 ° C. or less. The containing methacrylic resin can be obtained as a solid content, which is preferable.

得られた無機物粒子含有メタクリル樹脂は、成形材料として有用であり、例えば圧縮成形
法、押出成形法、射出成形法などのような、通常の熱可塑性樹脂の成形方法により、所望
の形状の成形品に加工することができる。
The obtained inorganic particle-containing methacrylic resin is useful as a molding material. For example, a molded article having a desired shape can be obtained by a normal thermoplastic resin molding method such as a compression molding method, an extrusion molding method, or an injection molding method. Can be processed.

成形条件は成形方法により適宜選択されるが、通常は、無機物粒子含有メタクリル樹脂の
溶融温度以上、熱分解温度以下の温度、具体的には通常180℃〜300℃の範囲で成形
される。300℃を超えると、熱分解により、黄色ないし茶色に変色するおそれがある。
The molding conditions are appropriately selected depending on the molding method, but are usually molded at a temperature not lower than the melting temperature of the inorganic particle-containing methacrylic resin and not higher than the thermal decomposition temperature, specifically in the range of 180 ° C to 300 ° C. If it exceeds 300 ° C, it may be yellow or brown due to thermal decomposition.

以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例によって
限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by this Example.

なお、得られた無機物粒子含有メタクリル樹脂は、以下の方法で評価した。
(1)表面硬度
JIS−D0202に基づき、鉛筆硬度として求めた。
(2)透明性
JIS−K7361−1に基づき全光線透過率を、JIS−K7136に基づきヘイズを
、それぞれ求めて透明性の指標とした。
(3)無機物粒子含有量
初期質量(A)の無機物粒子含有メタクリル樹脂をTGA(熱重量分析装置)により20
℃/分の昇温速度で室温から500℃まで昇温し、500℃到達時点の残渣の質量(B)
を求め、式(3)
無機物粒子含有量(%) = B/A×100(%)・・・(3)
により算出した。
(4)一次粒子径
米国Coulter社製粒子径測定装置「N4」を用いて、動的光散乱法により求めた。
The obtained inorganic particle-containing methacrylic resin was evaluated by the following method.
(1) Surface hardness It calculated | required as pencil hardness based on JIS-D0202.
(2) Transparency The total light transmittance was determined based on JIS-K7361-1, and the haze was determined based on JIS-K7136, which was used as an index of transparency.
(3) Inorganic particle content An inorganic particle-containing methacrylic resin having an initial mass (A) of 20 by TGA (thermogravimetric analyzer).
The residue mass (B) when the temperature is raised from room temperature to 500 ° C. at a rate of temperature increase of 500 ° C./min, and reaches 500 ° C.
To obtain the formula (3)
Inorganic particle content (%) = B / A × 100 (%) (3)
Calculated by
(4) Primary particle diameter The primary particle diameter was determined by a dynamic light scattering method using a particle size measuring device “N4” manufactured by Coulter, USA.

実施例1
冷却管、攪拌羽根、窒素導入管、滴下漏斗、温度計を備えた2Lのセパラブルフラスコ内
にメチルメタクリレート240g、シリカ粒子(一次粒子径約13nm)が水に分散され
た分散液〔「スノーテックスO」、日産化学工業(株)製、シリカ含有量20質量%〕12
0g(シリカ分は24g)、純水1080gおよび界面活性剤〔「ラテムルPD−104
」、花王(株)製、濃度20質量%〕3.6g(有効成分0.72g)を入れ、200rp
mで攪拌した。攪拌を継続したまま、窒素導入管より窒素ガスを液面下へ流通させ、15
分間バブリングすることで窒素置換を行った。その後、窒素導入管を液面より引き上げ、
気相部分に引き続いて流通させながら、セパラブルフラスコをオイルバス内に浸漬し、オ
イルの温度を上昇させることでフラスコ内容物の温度を上昇させた。内温が70℃に到達
した時点で、過硫酸ナトリウム(重合開始剤)0.96gを60mlの純水に溶解した水
溶液を滴下漏斗より添加した。攪拌を継続したまま内温を83℃まで上昇させ、1時間重
合反応を実施した。その後、内温を98℃まで上昇させ、30分間保持し、室温まで冷却
し、ラテックスを得た。
Example 1
A dispersion of 240 g of methyl methacrylate and silica particles (primary particle size of about 13 nm) dispersed in water in a 2 L separable flask equipped with a cooling tube, stirring blade, nitrogen introducing tube, dropping funnel and thermometer [“Snowtex O ”, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., silica content 20 mass%] 12
0 g (silica content is 24 g), pure water 1080 g and surfactant ["Latemul PD-104
], Kao Co., Ltd., concentration 20% by mass], 3.6 g (0.72 g of active ingredient) is added, 200 rp
Stir at m. While continuing stirring, nitrogen gas was circulated below the liquid level from the nitrogen introduction tube, 15
Nitrogen substitution was performed by bubbling for a minute. Then, pull up the nitrogen inlet tube from the liquid level,
The separable flask was immersed in an oil bath while flowing through the gas phase portion, and the temperature of the flask content was raised by raising the temperature of the oil. When the internal temperature reached 70 ° C., an aqueous solution in which 0.96 g of sodium persulfate (polymerization initiator) was dissolved in 60 ml of pure water was added from the dropping funnel. The internal temperature was raised to 83 ° C. while stirring was continued, and a polymerization reaction was carried out for 1 hour. Thereafter, the internal temperature was raised to 98 ° C., held for 30 minutes, and cooled to room temperature to obtain a latex.

このラテックスに塩析剤として硫酸バンドを添加して塩析を行い、ろ過、洗浄、乾燥して
、粉末状の無機物粒子含有メタクリル樹脂を得た。
The latex was salted out by adding a sulfuric acid band as a salting-out agent, filtered, washed and dried to obtain a powdered inorganic particle-containing methacrylic resin.

上記で得た無機物粒子含有メタクリル樹脂を、縦15cm、横15cm、深さ2mmの型
枠内に入れ、200℃にてプレスしたのち、冷却して、平板状の成形品を得た。得られた
成形品は透明であり、その表面硬度は5H、全光線透過率は86.8%、ヘイズは3.1
%、無機物含有率は9.7%であった。
The inorganic particle-containing methacrylic resin obtained above was placed in a mold having a length of 15 cm, a width of 15 cm, and a depth of 2 mm, pressed at 200 ° C., and then cooled to obtain a flat molded product. The obtained molded product was transparent, its surface hardness was 5H, total light transmittance was 86.8%, and haze was 3.1.
%, The inorganic content was 9.7%.

実施例2
シリカ粒子の分散液(スノーテックスO)の使用量を240g(シリカ分48g)、純水
の使用量を960gとした以外は実施例1と同様にして操作して、無機物粒子含有メタク
リル樹脂を得、平板状の成形品を得た。得られた成形品は透明であり、その鉛筆硬度は5
H、全光線透過率は80.0%、ヘイズは9.1%、無機物含有率は15.0%であった
Example 2
An inorganic particle-containing methacrylic resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of silica particle dispersion (Snowtex O) used was 240 g (silica content 48 g) and the amount of pure water used was 960 g. A plate-shaped molded product was obtained. The obtained molded product is transparent and its pencil hardness is 5
H, total light transmittance was 80.0%, haze was 9.1%, and inorganic content was 15.0%.

比較例1
界面活性剤〔ラテムルPD−104〕に代えてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2
gを用いた以外は実施例1と同様に操作して、無機物粒子含有メタクリル樹脂を得、平板
状の成形品を得た。得られた成形品の鉛筆硬度は5H、全光線透過率は15.1%、ヘイ
ズは98.4%、無機物含有率は6.7%であった。
Comparative Example 1
Sodium dodecylbenzenesulfonate 2 instead of surfactant [Latemul PD-104]
Except having used g, it operated similarly to Example 1 and obtained the inorganic particle containing methacryl resin, and obtained the flat molded article. The resulting molded product had a pencil hardness of 5H, a total light transmittance of 15.1%, a haze of 98.4%, and an inorganic content of 6.7%.

比較例2
界面活性剤〔ラテムルPD−104〕を用いなかった以外は実施例1と同様に操作して、
無機物粒子含有メタクリル樹脂を得、平板状の成形品を得た。得られた成形品の鉛筆硬度
は5H、全光線透過率は83.3%、ヘイズは20.0%、無機物含有率は2.7%であ
った。
Comparative Example 2
The same operation as in Example 1 was conducted except that the surfactant [Latemul PD-104] was not used.
An inorganic particle-containing methacrylic resin was obtained, and a flat molded product was obtained. The resulting molded product had a pencil hardness of 5H, a total light transmittance of 83.3%, a haze of 20.0%, and an inorganic content of 2.7%.

Claims (2)

50質量%以上の含有量でメチルメタクリレートを含む単量体(A)を、
式(I)
Figure 0004857727
〔式中、Aは炭素数3〜18の直鎖もしくは分岐鎖アルキレン基、式(1)
Figure 0004857727
(式中、Rは炭素数4〜18の直鎖または分岐鎖アルキル基を示す。)
で示される2価の残基または式(2)
Figure 0004857727
(式中、Rは前記と同じ意味を示す。)
で示される2価の残基を示し、EOはオキシエチレン基を示す。aは0〜50の整数を示し、bは0〜200の整数を示す。ただし、aとbとが同時に0であることはない。Mはカチオンを示す。〕
または式(II)
Figure 0004857727
〔式中、A、EO、a、bおよびMは前記と同じ意味を示す。〕
で示される界面活性剤(B)、
ラジカル重合開始剤(C)および
一次粒子径1nm〜50nmの無機物粒子(D)の共存下に水中で乳化重合させることを特徴とする無機物粒子含有メタクリル樹脂の製造方法。
A monomer (A) containing methyl methacrylate at a content of 50% by mass or more ,
Formula (I)
Figure 0004857727
[In the formula, A is a linear or branched alkylene group having 3 to 18 carbon atoms, Formula (1)
Figure 0004857727
(In the formula, R represents a linear or branched alkyl group having 4 to 18 carbon atoms.)
Or a divalent residue represented by formula (2)
Figure 0004857727
(In the formula, R has the same meaning as described above.)
And EO represents an oxyethylene group. a represents an integer of 0 to 50, and b represents an integer of 0 to 200. However, a and b are not 0 at the same time. M represents a cation. ]
Or formula (II)
Figure 0004857727
[Wherein, A, EO, a, b and M have the same meaning as described above. ]
A surfactant (B) represented by:
A method for producing an inorganic particle-containing methacrylic resin, comprising emulsion polymerization in water in the presence of a radical polymerization initiator (C) and an inorganic particle (D) having a primary particle diameter of 1 nm to 50 nm.
前記単量体(A)100質量部あたりの、前記界面活性剤(B)の使用量が0.05質量部〜2質量部、前記ラジカル重合開始剤(C)の使用量が0.1質量部〜5質量部、前記無機物粒子の使用量が5質量部〜50質量部である請求項1に記載の製造方法。 The amount of the surfactant (B) used per 100 parts by weight of the monomer (A) is 0.05 to 2 parts by weight, and the amount of the radical polymerization initiator (C) used is 0.1 parts by weight. The production method according to claim 1, wherein the amount of the inorganic particles used is 5 parts by mass to 50 parts by mass.
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