JP5341357B2 - Hollow silicone fine particles with controlled particle size and porosity distribution and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、体積平均粒子径と空隙率の分布が制御された中空シリコーン系微粒子とその製造法に関する。 The present invention relates to hollow silicone fine particles having a controlled volume average particle size and porosity distribution and a method for producing the same.
中空構造を有するシリカ粒子の製造方法としては、例えば珪酸塩等の無機化合物を含む水溶液を用いて油中水中油滴型(O/W/O型)乳化液を作り、これに無機酸等を混合して無機化合物を水不溶性沈殿物に変える方法(特許文献1)や、シリカ以外の材料からなるコアをシリカで被覆し、シリカシェルを破壊させることなく該コアを除去する方法(特許文献2、特許文献3)などが知られている。しかしながら、これらの方法では、粒子径分布が広く平均粒子径が大きい中空シリカ粒子しか作れないという課題や、反応時間が長く工程が多いため生産性が悪いという課題などがあった。 As a method for producing silica particles having a hollow structure, for example, an oil-in-water-in-oil (O / W / O type) emulsion is prepared using an aqueous solution containing an inorganic compound such as silicate, and an inorganic acid or the like is added thereto. A method of mixing and changing an inorganic compound into a water-insoluble precipitate (Patent Document 1), or a method of covering a core made of a material other than silica with silica and removing the core without destroying the silica shell (Patent Document 2) Patent Document 3) is known. However, these methods have a problem that only hollow silica particles having a wide particle size distribution and a large average particle size can be produced, and a problem that productivity is poor because of a long reaction time and many processes.
本発明者らは先に、有機高分子粒子および/または有機溶剤からなるコア粒子をシリコーン系化合物で被覆したコアシェル粒子からコア粒子を除去して得られる中空シリコーン系微粒子の製造方法を提案している(特許文献4)。しかし、このような中空シリコーン粒子においても、より高品質な粒子を得るため、粒子径や空隙率をさらに精密に制御する技術が求められている。
粒子径が小さくなると、許容できるばらつきの幅も小さくなるため、粒子径と空隙率の制御はより困難になる。本発明は、粒子径や粒子の空隙率分布が精密に制御された中空シリコーン系微粒子とその製造方法を提供することを目的とする。 As the particle size becomes smaller, the allowable range of variation becomes smaller, making it more difficult to control the particle size and porosity. An object of the present invention is to provide hollow silicone-based fine particles in which the particle size and the porosity distribution of the particles are precisely controlled, and a method for producing the same.
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、外殻部に特定のシリコーン系化合物からなる層を有し、内部に少なくとも1つの空洞を有する中空シリコーン系微粒子であって、粒子径と粒子の空隙率分布に特徴のある中空シリコーン系微粒子とその製造方法を見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the inventors of the present invention are hollow silicone fine particles having a layer made of a specific silicone compound in the outer shell portion and having at least one cavity inside, The present inventors have completed the present invention by finding hollow silicone fine particles having a feature in the diameter and the porosity distribution of the particles and a production method thereof.
すなわち本発明は、外殻部にSiO4/2単位、RSiO3/2単位(式中、Rは炭素数1乃至24の1価の有機基を示す)、R2SiO2/2単位(式中、Rは前記に同じ)、およびR3SiO1/2単位(式中、Rは前記に同じ)からなる群より選ばれる1単位以上からなり、RSiO3/2単位の割合が50モル%以上(ただしSiO4/2単位、RSiO3/2単位、R2SiO2/2単位、R3SiO1/2単位の合計を100モル%とする)であるシリコーン系化合物からなる層を有し、内部に少なくとも1つの空洞を有する中空シリコーン系微粒子であって、中空シリコーン系微粒子の体積平均粒子径が0.5μm未満であり、かつ平均空隙率より±10%以上差のある空隙率をもつ微粒子の割合が全体粒子の30%未満であることを特徴とする中空シリコーン系微粒子に関する。 That is, in the present invention, SiO 4/2 unit, RSiO 3/2 unit (wherein R represents a monovalent organic group having 1 to 24 carbon atoms), R 2 SiO 2/2 unit (formula Wherein R is the same as described above), and R 3 SiO 1/2 units (wherein R is the same as described above), and the ratio of RSiO 3/2 units is 50 mol%. A layer made of a silicone compound having the above (however, the total of SiO 4/2 units, RSiO 3/2 units, R 2 SiO 2/2 units, R 3 SiO 1/2 units is 100 mol%) , Hollow silicone fine particles having at least one cavity inside, the volume average particle diameter of the hollow silicone fine particles being less than 0.5 μm, and having a porosity that is more than ± 10% different from the average porosity Hollow silicone, characterized in that the proportion of fine particles is less than 30% of the total particles Relates to fine particles.
さらには、下記工程(I)〜工程(III)からなる、前記中空シリコーン系微粒子の製造法に関する。
(I)重量平均分子量10000未満かつ体積平均粒子径0.5μm未満の有機高分子粒子(A)を製造する工程
(II)有機高分子粒子(A)の存在下でSiO4/2単位、RSiO3/2単位(式中、Rは炭素数1乃至24の1価の有機基を示す)、R2SiO2/2単位(式中、Rは前記に同じ)、およびR3SiO1/2単位(式中、Rは前記に同じ)からなり、RSiO3/2単位の割合が50モル%以上(ただしSiO4/2単位、RSiO3/2単位、R2SiO2/2単位、R3SiO1/2単位の合計を100モル%とする)であるシリコーン系化合物(B)の重合を行い、コアシェル粒子(C)を製造する工程
(III)コアシェル粒子(C)中の有機高分子粒子(A)を除去する工程
好ましい実施様態は、前記有機高分子粒子(A)の粒子径の変動係数(CV値)が40%未満であることを特徴とする、前記製造法に関する。
Furthermore, it is related with the manufacturing method of the said hollow silicone type microparticles | fine-particles which consists of following process (I)-process (III).
(I) Step of producing organic polymer particles (A) having a weight average molecular weight of less than 10,000 and a volume average particle size of less than 0.5 μm (II) SiO 4/2 units, RSiO in the presence of the organic polymer particles (A) 3/2 units (wherein R represents a monovalent organic group having 1 to 24 carbon atoms), R 2 SiO 2/2 units (wherein R is as defined above), and R 3 SiO 1/2 Units (wherein R is the same as above), and the proportion of RSiO 3/2 units is 50 mol% or more (however, SiO 4/2 units, RSiO 3/2 units, R 2 SiO 2/2 units, R 3 Step (III) for producing core-shell particles (C) by polymerizing the silicone-based compound (B) that is a total of SiO 1/2 units of 100 mol% (III) Organic polymer particles in the core-shell particles (C) Step of removing (A) A preferred embodiment is that the variation of the particle diameter of the organic polymer particles (A) Characterized in that (CV value) is less than 40%, related to the manufacturing process.
好ましい実施様態は、工程(II)が次の条件の少なくとも1つを満たすことを特徴とする、前記製造法に関する。
酸触媒量が3重量部以上、シリコーン系化合物(B)の連続追加時間が20分以内、反応温度が60℃以上
A preferred embodiment relates to the above production method, wherein the step (II) satisfies at least one of the following conditions.
The amount of the acid catalyst is 3 parts by weight or more, the continuous addition time of the silicone compound (B) is within 20 minutes, and the reaction temperature is 60 ° C. or more.
本発明の製造方法は、粒子径と空隙率分布が精密に制御された中空シリコーン系微粒子を提供する。本発明の中空シリコーン系微粒子は、粒子径と空隙率分布が精密に制御されているため、例えば光学分野で透明性や反射防止性能に優れたり、電子材料分野で薄膜の平坦性や誘電特性に優れたりする。 The production method of the present invention provides hollow silicone fine particles whose particle diameter and porosity distribution are precisely controlled. The hollow silicone fine particles of the present invention are precisely controlled in particle size and porosity distribution, so that, for example, they are excellent in transparency and antireflection performance in the optical field, and in the flatness and dielectric properties of thin films in the electronic material field. It is excellent.
本発明は、外殻部にSiO4/2単位、RSiO3/2単位、R2SiO2/2単位、およびR3SiO1/2単位からなりRSiO3/2単位の割合が50モル%以上であるシリコーン系化合物からなる層を有し、内部に少なくとも1つの空洞を有し、中空シリコーン系微粒子の体積平均粒子径が0.5μm未満であり、かつ平均空隙率より±10%以上差のある空隙率をもつ微粒子の割合が全体粒子の30%未満であることを特徴とする中空シリコーン系微粒子である。このような中空シリコーン系微粒子は、コア粒子として重量平均分子量10000未満かつ体積平均粒子径0.5μm未満、粒子径の変動係数(CV値)が40%未満であることを特徴とする有機高分子粒子(A)を使用し、該有機高分子粒子(A)の存在下でSiO4/2単位0〜50モル%、RSiO3/2単位(式中、Rは前記に同じ)50〜100モル%、R2SiO2/2単位(式中、Rは前記に同じ)0〜50モル%、およびR3SiO1/2単位(式中、Rは前記に同じ)0〜50モル%からなるシリコーン系化合物(B)(ただしSiO4/2単位、RSiO3/2単位、R2SiO2/2単位、R3SiO1/2単位の合計を100モル%とする)の重合を行うことによりコアシェル粒子(C)を製造した後、コアシェル粒子(C)中の有機高分子粒子(A)を除去することにより製造できる。 The present invention comprises SiO 4/2 units, RSiO 3/2 units, R 2 SiO 2/2 units, and R 3 SiO 1/2 units in the outer shell, and the proportion of RSiO 3/2 units is 50 mol% or more. A layer made of a silicone compound, having at least one cavity inside, the volume average particle diameter of the hollow silicone fine particles is less than 0.5 μm, and a difference of ± 10% or more from the average porosity Hollow silicone fine particles characterized in that the proportion of fine particles having a certain porosity is less than 30% of the total particles. Such a hollow silicone fine particle is an organic polymer characterized by having a weight average molecular weight of less than 10,000, a volume average particle size of less than 0.5 μm, and a particle size variation coefficient (CV value) of less than 40% as core particles. Using particles (A), in the presence of the organic polymer particles (A), SiO 4/2 units 0-50 mol%, RSiO 3/2 units (wherein R is the same as above) 50-100 mol %, R 2 SiO 2/2 units (wherein R is the same as above) 0 to 50 mol%, and R 3 SiO 1/2 units (wherein R is the same as above) 0 to 50 mol% By polymerizing the silicone compound (B) (however, the total of SiO 4/2 units, RSiO 3/2 units, R 2 SiO 2/2 units, R 3 SiO 1/2 units is 100 mol%) After producing the core-shell particles (C), the organic polymer particles in the core-shell particles (C) It can manufacture by removing (A).
本発明の製造方法において使用する有機高分子粒子(A)は、重量平均分子量10000未満かつ体積平均粒子径0.5μm未満であることを特徴とする。組成については限定されるものではなく、例えば、ポリアクリル酸ブチル、ポリブタジエン、アクリル酸ブチル−ブタジエン共重合体等に代表される軟質重合体でもよく、アクリル酸ブチル−スチレン共重合体、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸ブチル−スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体等の硬質重合体でも問題なく使用できる。後の工程での除去性という点から、これらのうち軟質重合体が好ましい。 The organic polymer particles (A) used in the production method of the present invention are characterized by having a weight average molecular weight of less than 10,000 and a volume average particle diameter of less than 0.5 μm. The composition is not limited. For example, it may be a soft polymer represented by polybutyl acrylate, polybutadiene, butyl acrylate-butadiene copolymer, or the like, such as butyl acrylate-styrene copolymer, butyl acrylate. -Hard polymers such as acrylonitrile copolymer, butyl acrylate-styrene-acrylonitrile copolymer, and styrene-acrylonitrile copolymer can be used without any problem. Among these, a soft polymer is preferable from the viewpoint of removability in a later step.
さらにはアクリル酸ブチルを50重量%以上用いた重合体が好ましく、中でもポリアクリル酸ブチルはもとより、アクリル酸ブチル−ブタジエン共重合体アクリル酸ブチル−スチレン共重合体、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸ブチル−スチレン−アクリロニトリル共重合体が好ましい。ポリアクリル酸ブチルを80重量%以上用いた重合体が更には好ましく、中でも先に例示したこれら重合体がより好ましい。これら重合体の中でもポリアクリル酸ブチルが最も好ましい。 Further, a polymer using 50% by weight or more of butyl acrylate is preferable. Among them, polybutyl acrylate, butyl acrylate-butadiene copolymer butyl acrylate-styrene copolymer, butyl acrylate-acrylonitrile copolymer are preferable. A butyl acrylate-styrene-acrylonitrile copolymer is preferred. Polymers using 80% by weight or more of polybutyl acrylate are more preferable, and among these polymers, those exemplified above are more preferable. Of these polymers, polybutyl acrylate is most preferred.
本発明の有機高分子粒子(A)の製造法は、特に限定されず、乳化重合法、マイクロサスペンジョン重合法、ミニエマルション重合法、水系分散重合法など公知の方法が使用できる。なかでも、粒子径の制御が容易であり、工業生産にも適する点から、乳化重合法により製造することが特に好ましい。 The production method of the organic polymer particles (A) of the present invention is not particularly limited, and known methods such as an emulsion polymerization method, a microsuspension polymerization method, a miniemulsion polymerization method, and an aqueous dispersion polymerization method can be used. Among these, it is particularly preferable to produce the emulsion by an emulsion polymerization method from the viewpoint of easy control of the particle diameter and suitability for industrial production.
前記有機高分子粒子(A)の重合にはラジカル重合開始剤が用いられうる。ラジカル重合開始剤の具体例としては、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、パラメンタンハイドロパーオキサイドなどの有機過酸化物、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、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合物などが挙げられる。上記重合を、例えば、硫酸第一鉄−ホルムアルデヒドスルフォキシル酸ソーダ−エチレンジアミンテトラアセティックアシッド・2Na塩、硫酸第一鉄−グルコース−ピロリン酸ナトリウム、硫酸第一鉄−ピロリン酸ナトリウム−リン酸ナトリウムなどのレドックス系で行うと、低い重合温度でも効率的に重合を完了することができる。 A radical polymerization initiator may be used for the polymerization of the organic polymer particles (A). Specific examples of the radical polymerization initiator include organic peroxides such as cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, t-butyl peroxyisopropyl carbonate, paramentane hydroperoxide, and persulfuric acid. Examples thereof include inorganic peroxides such as potassium and ammonium persulfate, and azo compounds such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile. For example, ferrous sulfate-sodium formaldehydesulfoxylate-ethylenediaminetetraacetic acid 2Na salt, ferrous sulfate-glucose-sodium pyrophosphate, ferrous sulfate-sodium pyrophosphate-sodium phosphate When the redox system is used, the polymerization can be completed efficiently even at a low polymerization temperature.
本発明の有機高分子粒子(A)は、後の段階で行なわれる有機高分子の除去を有機溶媒により行う場合を考慮すると非架橋高分子であることが好ましく、有機高分子粒子(A)の分子量は低い方が好ましい。具体的には、重量平均分子量が10000未満であることが好ましく、さらには7000未満であることがより好ましい。有機高分子粒子(A)の重量平均分子量を低くするためには、例えば、連鎖移動剤の使用、高い重合温度に設定、多量の開始剤を使用するなど種々の手段を適宜組み合わせて選択することができる。連鎖移動剤としてはt−ドデシルメルカプタンが好ましい。連鎖移動剤の使用量としては、単量体100重量部あたり1〜30重量部が好ましい。 The organic polymer particle (A) of the present invention is preferably a non-crosslinked polymer in consideration of the removal of the organic polymer performed in a later stage with an organic solvent. A lower molecular weight is preferred. Specifically, the weight average molecular weight is preferably less than 10,000, and more preferably less than 7000. In order to reduce the weight average molecular weight of the organic polymer particles (A), for example, use a suitable combination of various means such as use of a chain transfer agent, setting to a high polymerization temperature, and use of a large amount of initiator. Can do. As the chain transfer agent, t-dodecyl mercaptan is preferable. The amount of the chain transfer agent used is preferably 1 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the monomer.
有機高分子粒子(A)の重量平均分子量の下限値は特に制限されるものではないが、合成の難易度の点から、概ね500程度である。なお、重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による分析(ポリスチレン換算)によって測定できる。 The lower limit of the weight average molecular weight of the organic polymer particles (A) is not particularly limited, but is about 500 from the viewpoint of the difficulty of synthesis. In addition, a weight average molecular weight can be measured by the analysis (polystyrene conversion) by gel permeation chromatography (GPC), for example.
中空シリコーン系粒子が均一な空隙率を有するという点からは、有機高分子粒子(A)の粒子径分布は狭い方が好ましい。具体的には、有機高分子粒子(A)の粒子径の変動係数(CV値)は40%未満であることが好ましく、さらには30%未満であることがより好ましい。粒子径に分布があると、大粒子に比べて小粒子に相対的に多量のシリコーン系化合物(B)の被覆が起こり、最終中空シリコーン系微粒子の空隙率のばらつきをもたらす。粒子径分布を狭くするためにシード重合法を利用することもできる。シード重合法とは、シード(種)粒子を仕込んだ後、成長成分の単量体を追加して重合を行い、シード粒子を大きく成長させる重合法である。なお、ラテックス状態の有機高分子粒子(A)やコアシェル粒子(C)の体積平均粒子径は、光散乱法または電子顕微鏡観察から求められうる。体積平均粒子径および粒子径分布は、例えば、リード&ノースラップインスツルメント(LEED&NORTHRUP INSTRUMENTS)社製のMICROTRAC UPAを用いることにより測定することができる。 From the viewpoint that the hollow silicone-based particles have a uniform porosity, it is preferable that the particle size distribution of the organic polymer particles (A) is narrow. Specifically, the variation coefficient (CV value) of the particle diameter of the organic polymer particles (A) is preferably less than 40%, and more preferably less than 30%. When the particle diameter is distributed, a relatively large amount of the silicone compound (B) is coated on the small particles compared to the large particles, resulting in variation in the porosity of the final hollow silicone fine particles. A seed polymerization method can also be used to narrow the particle size distribution. The seed polymerization method is a polymerization method in which seed particles are charged and then a monomer as a growth component is added to perform polymerization to grow seed particles greatly. In addition, the volume average particle diameter of the organic polymer particles (A) and the core-shell particles (C) in a latex state can be obtained from a light scattering method or observation with an electron microscope. The volume average particle size and the particle size distribution can be measured, for example, by using MICROTRAC UPA manufactured by LEED & NORTHRU INSTRUMENTS.
また、本発明では、有機高分子粒子(A)の粒子径は、最終的に得られる中空シリコーン系微粒子の粒子径よりも小さくする必要がある。 In the present invention, the particle diameter of the organic polymer particles (A) needs to be smaller than the particle diameter of the finally obtained hollow silicone fine particles.
一般的に乳化重合の際に使用する乳化剤の使用量が多いほど得られる重合体の平均粒子径を小さくすることができる。しかし、乳化剤量が多すぎると、重合中に小粒径の新粒子が生成して粒子径のCV値が大きくなることがある。したがって、本発明の有機高分子粒子(A)の粒子径と粒子径分布とを必要な範囲にするためには、使用する乳化剤量は、平均粒子径が0.5〜0.1μmの場合には有機高分子粒子100重量部あたり2重量部以下にすることが好ましい。平均粒子径が0.1μm未満の場合には有機高分子粒子100重量部あたり4部以下にすることが好ましい。 Generally, the larger the amount of emulsifier used during emulsion polymerization, the smaller the average particle size of the polymer obtained. However, if the amount of the emulsifier is too large, new particles having a small particle size may be generated during the polymerization, and the CV value of the particle size may increase. Therefore, in order to bring the particle size and particle size distribution of the organic polymer particles (A) of the present invention into the necessary ranges, the amount of emulsifier used is when the average particle size is 0.5 to 0.1 μm. Is preferably 2 parts by weight or less per 100 parts by weight of the organic polymer particles. When the average particle diameter is less than 0.1 μm, the amount is preferably 4 parts or less per 100 parts by weight of the organic polymer particles.
本発明に用いる有機高分子粒子(A)には、後の工程での有機高分子粒子(A)の除去を容易にするため、本発明の効果を損なわない範囲で、トルエン、ベンゼン、キシレン、n−ヘキサン等の水に溶けない有機溶剤を含有させても良い。有機溶剤の使用量は、有機高分子粒子(A)100重量%中0〜99重量%が好ましく、0〜50重量%がより好ましい。有機溶剤の使用量が多すぎると粒径分布の制御が困難になることがある。 In order to facilitate the removal of the organic polymer particles (A) in the subsequent steps, the organic polymer particles (A) used in the present invention are toluene, benzene, xylene, You may contain the organic solvent which does not melt | dissolve in water, such as n-hexane. The amount of the organic solvent used is preferably 0 to 99% by weight, more preferably 0 to 50% by weight, in 100% by weight of the organic polymer particles (A). If the amount of the organic solvent used is too large, it may be difficult to control the particle size distribution.
本発明のコアシェル粒子(C)において被覆部となるシリコーン系化合物(B)は、SiO4/2単位、RSiO3/2単位、R2SiO2/2単位および、R3SiO1/2単位からなる群より選ばれる1単位又は2単位以上からなり、SiO4/2単位、RSiO3/2単位、R2SiO2/2単位および、R3SiO1/2単位の合計100モル%中のRSiO3/2単位の割合が50モル%以上であるものである。 The silicone-based compound (B) serving as a covering portion in the core-shell particle (C) of the present invention comprises SiO 4/2 units, RSiO 3/2 units, R 2 SiO 2/2 units, and R 3 SiO 1/2 units. 1 unit selected from the group consisting of 2 units or more, and RSiO in 100 mol% in total of SiO 4/2 unit, RSiO 3/2 unit, R 2 SiO 2/2 unit, and R 3 SiO 1/2 unit The ratio of 3/2 units is 50 mol% or more.
式中のRは、炭素数1乃至24の1価の有機基である。具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基などのアルキル基;フェニル基、ベンジル基、ナフチル基などの芳香族基;ビニル基、アリル基などのアルケニル基;γ−メタクリロキシプロピル基、γ−アクリロキシプロピル基、γ−メルカプトプロピル基、γ−アミノプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、γ−イソシアネートプロピル基、クロロメチル基、クロロプロピル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基などのヘテロ原子を含有する基、などが挙げられる。入手性が良く、得られる中空シリコーン系微粒子が有機溶剤や樹脂との親和性に優れるという観点からは、これらのうち炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数6乃至24の芳香族基、ビニル基、γ−(メタ)アクリロキシプロピル基又はSH基をもつ有機基が好ましく、メチル基、エチル基、フェニル基、ビニル基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−アクリロキシプロピル基、γ−メルカプトプロピル基がさらに好ましい。複数のRは各々同じであっても異なっていても良い。例えば、Rに少量のビニル基、γ−(メタ)アクリロキシプロピル基又はSH基をもつ有機基と、多量のアルキル基または芳香族基を選択してもよい。 R in the formula is a monovalent organic group having 1 to 24 carbon atoms. Specific examples include methyl groups, ethyl groups, propyl groups, n-butyl groups, t-butyl groups, cyclohexyl groups and other alkyl groups; phenyl groups, benzyl groups, naphthyl groups and other aromatic groups; vinyl groups, allyl groups. Alkenyl groups such as γ-methacryloxypropyl group, γ-acryloxypropyl group, γ-mercaptopropyl group, γ-aminopropyl group, γ-glycidoxypropyl group, γ-isocyanatopropyl group, chloromethyl group, chloro And a group containing a hetero atom such as a propyl group, a trifluoromethyl group, and a pentafluoroethyl group. Of these, from the viewpoint that the obtained hollow silicone fine particles are excellent in affinity with organic solvents and resins, among them, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 24 carbon atoms, vinyl, and the like. Group, an organic group having γ- (meth) acryloxypropyl group or SH group is preferable, methyl group, ethyl group, phenyl group, vinyl group, γ-methacryloxypropyl group, γ-acryloxypropyl group, γ-mercapto A propyl group is more preferred. A plurality of R may be the same or different. For example, an organic group having a small amount of vinyl group, γ- (meth) acryloxypropyl group or SH group for R, and a large amount of alkyl group or aromatic group may be selected.
前記SiO4/2単位の原料としては、例えば、四塩化ケイ素、テトラアルコキシシラン、水ガラスおよび金属ケイ酸塩からなる群より選択される1種または2種以上が挙げられる。テトラアルコキシシランの具体例としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、およびそれらの縮合物などが挙げられる。 Examples of the raw material of the SiO 4/2 unit include one or more selected from the group consisting of silicon tetrachloride, tetraalkoxysilane, water glass, and metal silicate. Specific examples of the tetraalkoxysilane include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and condensates thereof.
RSiO3/2単位の原料としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、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、フェニルトリプロポキシシラン、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トリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等などが挙げられる。 Examples of raw materials for RSiO 3/2 units include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltripropoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and phenyltriethoxy. Examples thereof include silane, phenyltripropoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane.
R2SiO2/2単位の原料としては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、エチルフェニルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、エチルフェニルジエトキシシランなど、ヘキサメチルシクロトリシロキサン(D3)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5)、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン(D6)、トリメチルトリフェニルシクロトリシロキサンなどの環状化合物のほかに、直鎖状あるいは分岐状のオルガノシロキサンや、γ−メルカプト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メトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン等があげられる。 Examples of the raw material for the R 2 SiO 2/2 unit include dimethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, methylphenyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, and ethylphenyldimethoxy. Silane, diethyldiethoxysilane, ethylphenyldiethoxysilane, etc., hexamethylcyclotrisiloxane (D3), octamethylcyclotetrasiloxane (D4), decamethylcyclopentasiloxane (D5), dodecamethylcyclohexasiloxane (D6), In addition to cyclic compounds such as trimethyltriphenylcyclotrisiloxane, linear or branched organosiloxanes, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ- Taku Lilo propyl methyl dimethoxy silane, vinyl methyl dimethoxy silane and the like.
R3SiO1/2単位の原料としては、例えば、トリメチルメトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルフェニルエトキシシラン、メチルジフェニルエトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン等があげられる。
これらは1種または2種以上を組み合わせて適宜使用できる。なお、アルコキシシラン類を縮合して得られるシリコーン系化合物は、反応率によっては未反応のアルコキシ基や水酸基を含有する場合がある。必要に応じてシランカップリング剤などを反応させることにより、残存するアルコキシ基と水酸基の量を減らしたり、別の官能基を導入したりしてもよい。
Examples of the raw material for the R 3 SiO 1/2 unit include trimethylmethoxysilane, triphenylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, dimethylphenylethoxysilane, methyldiphenylethoxysilane, triphenylethoxysilane, triethylmethoxysilane, triethylethoxysilane, and the like. Can be given.
These can be used suitably by combining 1 type or 2 types or more. In addition, the silicone type compound obtained by condensing alkoxysilanes may contain an unreacted alkoxy group and a hydroxyl group depending on the reaction rate. If necessary, the amount of remaining alkoxy groups and hydroxyl groups may be reduced by reacting with a silane coupling agent or the like, or another functional group may be introduced.
本発明では、中空シリコーン系微粒子に柔軟性を持たせたい場合等にR2SiO2/2単位を少量混入することができる。コアシェル粒子(C)におけるシリコーン系化合物(B)中のR2SiO2/2単位の割合は50モル%以下である。20モル%以下であることが好ましく、10モル%以下であることがより好ましい。R2SiO2/2単位の割合が50モル%を越えると最終の中空シリコーン系微粒子が柔軟になり過ぎて形状保持性に問題が起こる場合がある。なお、シリコーン系化合物(B)中のR2SiO2/2単位の割合の下限値は0モル%である。 In the present invention, a small amount of R 2 SiO 2/2 unit can be mixed when the hollow silicone fine particles are desired to have flexibility. The ratio of R 2 SiO 2/2 units in the silicone compound (B) in the core-shell particles (C) is 50 mol% or less. It is preferably 20 mol% or less, and more preferably 10 mol% or less. If the ratio of R 2 SiO 2/2 units exceeds 50 mol%, the final hollow silicone fine particles may become too soft and a problem may arise in shape retention. The lower limit of the ratio of R 2 SiO 2/2 units in the silicone compound (B) is 0 mol%.
本発明の製造方法におけるシリコーン系化合物(B)中のRSiO3/2単位の割合は、50モル%以上であり、すなわち50〜100モル%である。コアシェル粒子の粒子径分布の安定性の観点から、75〜100モル%であることが好ましく、85〜100モル%であることがさらに好ましい。 The ratio of RSiO 3/2 units in the silicone compound (B) in the production method of the present invention is 50 mol% or more, that is, 50 to 100 mol%. From the viewpoint of the stability of the particle size distribution of the core-shell particles, it is preferably 75 to 100 mol%, more preferably 85 to 100 mol%.
SiO4/2単位の割合は0〜50モル%であり、中空シリコーン微粒子の形状保持性の観点から、0〜10モル%であることが好ましい。SiO4/2単位の割合が50モル%を越えると中空シリコーン系微粒子を被膜付き基材に使用した場合に被膜形成用マトリックスとの相溶性が低下して被膜中で微粒子が凝集し、被膜付き基材の透明性が大きく低下することがある。 The proportion of SiO 4/2 units is 0 to 50 mol%, and from the viewpoint of shape retention of the hollow silicone fine particles, it is preferably 0 to 10 mol%. When the proportion of SiO 4/2 units exceeds 50 mol%, when hollow silicone fine particles are used as a coated substrate, the compatibility with the film-forming matrix decreases and the fine particles aggregate in the coated film. The transparency of the substrate may be greatly reduced.
R3SiO1/2単位の割合は0〜50モル%である。中空シリコーン微粒子の形状保持性の観点から、0〜10モル%であることが好ましい。 The proportion of R 3 SiO 1/2 units is 0 to 50 mol%. From the viewpoint of shape retention of the hollow silicone fine particles, 0 to 10 mol% is preferable.
本発明では、有機高分子粒子(A)とシリコーン系化合物(B)の使用量や使用割合を最適化することにより、中空シリコーン系微粒子の粒径、粒径分布、シェル層の厚み、空洞の大きさ、空隙率などを制御することができる。有機高分子粒子(A)と、シリコーン系化合物(B)との重量比率は必ずしも制限されるものではないが、2/98〜95/5であることが好ましく、さらには4/96〜55/45がより好ましい。当該比率が2/98より小さいと最終の中空シリコーン系微粒子の空隙率が低くなり過ぎる場合がある。また、逆に比率が95/5より大きいと中空シリコーン系微粒子の強度が不足して加工中に壊れる場合がある。 In the present invention, by optimizing the use amount and use ratio of the organic polymer particles (A) and the silicone compound (B), the particle size, particle size distribution, shell layer thickness, Size, porosity, etc. can be controlled. The weight ratio between the organic polymer particles (A) and the silicone compound (B) is not necessarily limited, but is preferably 2/98 to 95/5, and more preferably 4/96 to 55 /. 45 is more preferred. If the ratio is less than 2/98, the porosity of the final hollow silicone fine particles may be too low. On the other hand, if the ratio is greater than 95/5, the strength of the hollow silicone fine particles may be insufficient and may break during processing.
本発明のコアシェル粒子(C)および最終的に得られる中空シリコーン系微粒子の体積平均粒子径は0.5μm未満である。透明性や薄膜形成性などを重視する光学用途や電子材料用途などでは体積平均粒子径を0.1μm未満にすることが好ましい。体積平均粒子径の下限は通常は0.001μm以上である。 The core-shell particles (C) of the present invention and the finally obtained hollow silicone fine particles have a volume average particle size of less than 0.5 μm. The volume average particle diameter is preferably less than 0.1 μm in optical applications and electronic materials applications where importance is placed on transparency and thin film formation. The lower limit of the volume average particle diameter is usually 0.001 μm or more.
最終的に得られる中空シリコーン系微粒子の空隙率分布はコアシェル粒子(C)の粒子径分布に大きく影響され、コアシェル粒子(C)の粒子径分布は有機高分子粒子(A)の粒子径分布に大きく影響される。上記のように有機高分子粒子(A)の粒子径分布を厳密に制御することにより、中空シリコーン系微粒子の空隙率分布を制御することができる。 The porosity distribution of the finally obtained hollow silicone fine particles is greatly influenced by the particle size distribution of the core-shell particles (C), and the particle size distribution of the core-shell particles (C) is the particle size distribution of the organic polymer particles (A). It is greatly affected. By strictly controlling the particle size distribution of the organic polymer particles (A) as described above, the porosity distribution of the hollow silicone fine particles can be controlled.
中空シリコーン系微粒子の空隙率分布を測定するには、少なくとも30個以上の粒子をTEM観察して粒子の外径と内径を測り、空隙率(粒子の体積中に占める内部空洞部分の体積の割合)の平均値を算出する。次にこの平均空隙率より±10%以上差のある微粒子数の全体数に対する割合を求める。平均空隙率より±10%以上差のある空隙率をもつ微粒子の割合が全体粒子の30%未満であることが必須であり、25%未満であることが好ましく、20%未満であることがより好ましい。 In order to measure the porosity distribution of hollow silicone fine particles, at least 30 particles are observed with a TEM to measure the outer diameter and inner diameter of the particles, and the porosity (the ratio of the volume of the internal cavity portion in the volume of the particles) ) Is averaged. Next, the ratio of the number of fine particles having a difference of ± 10% or more from the average porosity to the total number is obtained. It is essential that the proportion of fine particles having a porosity different by ± 10% or more from the average porosity is less than 30% of the total particles, preferably less than 25%, more preferably less than 20%. preferable.
本発明では、例えば、有機高分子粒子(A)と、酸触媒を含む5〜120℃の水に対し、乳化剤、SiO4/2単位の原料、RSiO3/2単位の原料、およびR2SiO2/2単位の原料と水の混合物をラインミキサーやホモジナイザーで乳化した乳化液を一括あるいは連続的に追加することにより、シリコーン系化合物(B)で被覆されたコアシェル粒子(C)を得ることができる。乳化液の追加は一括でも連続でも構わない。時間的には長くなるがラテックス状粒子の安定性や粒子径分布を重視するなら連続追加を採用することが好ましい。乳化液の追加前に酸触媒を添加して、直ちに加水分解と縮合反応が進む条件で連続追加を行うと、コアシェル粒子は時間とともに大きく成長し、通常のシード重合のように、狭い粒子径分布を示すものを得ることができる。1時間の比較的短い時間の連続追加を行うと、比較的良い生産性と狭い粒子径分布を両立することもできる。 In the present invention, for example, the emulsifier, the raw material of the SiO 4/2 unit, the raw material of the RSiO 3/2 unit, and the R 2 SiO for water of 5 to 120 ° C. containing the organic polymer particles (A) and the acid catalyst. The core-shell particles (C) coated with the silicone compound (B) can be obtained by adding an emulsion obtained by emulsifying a mixture of 2/2 units of raw material and water with a line mixer or homogenizer all at once or continuously. it can. The emulsified liquid may be added all at once or continuously. Although it takes a long time, it is preferable to employ continuous addition if importance is attached to the stability of the latex particles and the particle size distribution. If the acid catalyst is added before the addition of the emulsion and continuous addition is performed under conditions where hydrolysis and condensation proceed immediately, the core-shell particles grow large over time, and a narrow particle size distribution, as in normal seed polymerization. Can be obtained. When continuous addition for a relatively short time of 1 hour is performed, both relatively good productivity and a narrow particle size distribution can be achieved.
上記のシリコーン系化合物の縮合反応条件によっては、シリコーン系化合物が有機高分子粒子(A)の表面ではなく一部内部に生成する。内部で生成したシリコーン系化合物は中空シリコーン系微粒子の空隙率を低下させるので、シリコーン系化合物の内部での生成は防止しなければならない。この内部での生成は、シリコーン系化合物の有機高分子粒子への浸透・膨潤/縮合反応の速度に関係していると推定される。したがって浸透・膨潤が十分に進む前に縮合反応を進めることが好ましい。具体的には、次の条件(i)〜(iii)の少なくとも1つを満たすことが好ましい。(i)有機高分子粒子(A)とシリコーン系化合物(B)の合計量100重量部あたりの酸触媒量が3重量部以上、(ii)シリコーン系化合物(B)の連続追加時間が20分以内、(iii)反応温度が60℃以上。酸触媒を3重量部未満にすると縮合反応が遅くなり、シリコーン系化合物が高分子粒子内部で生成し易くなる傾向がある。反応温度を低くしても縮合反応が遅くなり、シリコーン系化合物が高分子粒子内部で生成し易くなる傾向がある。シリコーン系化合物の追加時間を長くすると、シリコーン系化合物が十分に浸透・膨潤するため有機高分子粒子表面で被覆層を形成できにくくなると推定している。 Depending on the condensation reaction conditions of the above-mentioned silicone compound, the silicone compound is formed not in the surface of the organic polymer particles (A) but in part. Since the internally generated silicone compound lowers the porosity of the hollow silicone fine particles, the generation of the silicone compound inside must be prevented. This internal formation is presumed to be related to the rate of penetration / swelling / condensation reaction of the silicone compound into the organic polymer particles. Therefore, it is preferable to advance the condensation reaction before the penetration and swelling sufficiently proceed. Specifically, it is preferable to satisfy at least one of the following conditions (i) to (iii). (I) The amount of the acid catalyst per 100 parts by weight of the total amount of the organic polymer particles (A) and the silicone compound (B) is 3 parts by weight or more, and (ii) the continuous addition time of the silicone compound (B) is 20 minutes. (Iii) The reaction temperature is 60 ° C. or higher. When the amount of the acid catalyst is less than 3 parts by weight, the condensation reaction is slowed and the silicone compound tends to be easily generated inside the polymer particles. Even if the reaction temperature is lowered, the condensation reaction is slowed, and the silicone compound tends to be easily generated inside the polymer particles. It is presumed that if the addition time of the silicone compound is increased, the silicone compound sufficiently permeates and swells, making it difficult to form a coating layer on the surface of the organic polymer particles.
本発明に使用できる乳化剤としては、アニオン系乳化剤やノニオン系乳化剤が好適に使用されうる。アニオン系乳化剤の具体例としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリルスルホン酸ナトリウム、オレイン酸カリウムなどが挙げられるが、特にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好適に用いられる。ノニオン系乳化剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルやポリオキシエチレンラウリルエーテルなどが挙げられる。 As the emulsifier that can be used in the present invention, an anionic emulsifier and a nonionic emulsifier can be suitably used. Specific examples of the anionic emulsifier include sodium alkylbenzene sulfonate, sodium lauryl sulfonate, potassium oleate and the like, and sodium dodecylbenzene sulfonate is particularly preferably used. Specific examples of nonionic emulsifiers include polyoxyethylene nonylphenyl ether and polyoxyethylene lauryl ether.
本発明に用いることのできる酸触媒は、例えば、脂肪族スルホン酸、脂肪族置換ベンゼンスルホン酸、脂肪族置換ナフタレンスルホン酸などのスルホン酸類、および硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸類が挙げられる。これらの中では、オルガノシロキサンの乳化安定性に優れる観点から、脂肪族置換ベンゼンスルホン酸が好ましく、n−ドデシルベンゼンスルホン酸が特に好ましい。 Examples of the acid catalyst that can be used in the present invention include sulfonic acids such as aliphatic sulfonic acid, aliphatic substituted benzenesulfonic acid, and aliphatic substituted naphthalenesulfonic acid, and mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid. Among these, aliphatic substituted benzenesulfonic acid is preferable and n-dodecylbenzenesulfonic acid is particularly preferable from the viewpoint of excellent emulsion stability of the organosiloxane.
本発明において、コアシェル粒子(C)中から有機高分子粒子(A)を除去する方法としては、例えば、有機溶剤を用いる方法、燃焼による方法などがあげられる。コアシェル粒子(C)中の有機高分子粒子(A)を除去するのに使用される有機溶剤としては、コアになる有機高分子粒子(A)を溶解し、シェルになるシリコーン系化合物(B)を溶解しないものが好ましい。具体例としては、トルエン、ベンゼン、キシレン、n−ヘキサン、アセトン等が挙げられる。 In the present invention, examples of the method for removing the organic polymer particles (A) from the core-shell particles (C) include a method using an organic solvent and a method using combustion. The organic solvent used to remove the organic polymer particles (A) in the core-shell particles (C) is a silicone compound (B) that dissolves the core organic polymer particles (A) and becomes a shell. Those which do not dissolve are preferred. Specific examples include toluene, benzene, xylene, n-hexane, acetone and the like.
また、本発明では、コアを除去したのちさらにシリコーン系微粒子を有機溶剤で洗浄することもできる。洗浄に用いることのできる有機溶剤の具体例としては、メタノール、n−ヘキサン等が挙げられる。 In the present invention, after removing the core, the silicone fine particles can be washed with an organic solvent. Specific examples of the organic solvent that can be used for washing include methanol and n-hexane.
本発明の中空シリコーン系微粒子は、一般的なシリコーン微粒子が用いられている用途に使用できる他、中空構造に由来する特性(例えば低屈折率、低誘電率、低比重など)を有する材料として使用したり、内部に顔料、染料、香料、医薬品、磁性ナノ粒子などを内包して高機能性材料として使用したり、粒径が小さいことを利用してナノ粒子、透明材料などとして使用したり、粒径と空隙率が均一であることを利用して充填剤、担体などとして使用することができる。用途の具体例としては、ディスプレイなどの電気製品やレンズ等の光学製品、及び建材などで広く使用されている反射防止膜用途;一般塗料や電子ペーパー、重合トナー、ディスプレイなどに用いられるインク;プラスチック、ゴム、塗料用の充填剤;クロマトグラフ用充填剤;半導体、集積回路の多層配線などの電気製品に用いられる絶縁膜用途;液晶ディスプレイやプロジェクターなどに用いられるワイヤグリッド偏光子用途;ディスプレイや照明として用いられる有機ELの拡散板用材料;半導体ナノ粒子、3次元フォトニック結晶、電子写真用感光体、転写ベルト、定着ベルトなどの電気用途;磁性ナノ粒子を用いた新ガン治療、ドラックデリバリーシステムや金コロイドとその修飾、経皮吸収製剤、放出制御剤などの医療用途;溶剤系顔料の改質剤、透湿コントロール布用材料、軽量コート紙及び板紙、抗菌性・通気性・徐放性多孔質フィルムなどの衛生材料への利用;ナノ濾過膜、高機能エアフィルター、内部緻密層を有する異方性膜などの分離膜用途;酸化チタンの環境浄化剤;化粧料、調光材料、吸着材料、遮音材料、断熱材、スペーサー、軽量化剤、研磨剤、軽量化材用途、衝撃緩衝用途、防振用途、制振用途などが挙げられる。 The hollow silicone fine particles of the present invention can be used for applications where general silicone fine particles are used, and also as a material having characteristics derived from a hollow structure (for example, low refractive index, low dielectric constant, low specific gravity, etc.) Or include pigments, dyes, fragrances, medicines, magnetic nanoparticles, etc. inside as high-functional materials, or use them as nanoparticles, transparent materials, etc. by utilizing the small particle size, Utilizing the fact that the particle size and porosity are uniform, it can be used as a filler or carrier. Specific examples of applications include anti-reflective coatings widely used in electrical products such as displays, optical products such as lenses, and building materials; inks used in general paints, electronic paper, polymerized toner, displays, etc .; plastics , Rubber, paint fillers; chromatographic fillers; semiconductors, multi-layer wiring for electrical circuits such as integrated circuits; wire grid polarizers used in liquid crystal displays and projectors; displays and lighting Organic EL diffusion plate materials used as semiconductors; semiconductor applications such as semiconductor nanoparticles, three-dimensional photonic crystals, electrophotographic photoreceptors, transfer belts, fixing belts; new cancer treatments using magnetic nanoparticles, drug delivery systems Medical applications such as colloidal gold and its modifications, transdermal absorption preparations, release control agents; solvents Use in hygiene materials such as pigment modifiers, moisture permeation control cloth materials, lightweight coated paper and paperboard, antibacterial, breathable and sustained release porous films; nanofiltration membranes, high-performance air filters, internal denseness Separation membrane applications such as anisotropic membranes with layers; titanium oxide environmental purification agents; cosmetics, light control materials, adsorbing materials, sound insulation materials, heat insulating materials, spacers, lightening agents, abrasives, lightening materials, Examples include shock buffering applications, vibration isolation applications, vibration suppression applications, and the like.
本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されない。なお、以下の実施例および比較例における測定および試験はつぎのように行った。 The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited thereto. Measurements and tests in the following examples and comparative examples were performed as follows.
[体積平均粒子径と粒子径の変動係数(CV値)]
有機高分子粒子、またはコアシェル粒子をラテックスの状態で測定した。測定装置として、リード&ノースラップインスツルメント(LEED&NORTHRUP INSTRUMENTS)社製のMICROTRAC UPAを用いて、光散乱法により体積平均粒子径(μm)とCV値(%)を測定した。
[Volume average particle diameter and coefficient of variation of particle diameter (CV value)]
Organic polymer particles or core-shell particles were measured in a latex state. The volume average particle size (μm) and CV value (%) were measured by a light scattering method using MICROTRAC UPA manufactured by LEED & NORTHRUUP INSTRUMENTS as a measuring device.
[有機高分子の重量平均分子量]
有機高分子の重量平均分子量は、GPC測定データよりポリスチレン標準試料で作成した検量線を用いて換算して求めた。
[Weight average molecular weight of organic polymer]
The weight average molecular weight of the organic polymer was determined by conversion from a GPC measurement data using a calibration curve prepared with a polystyrene standard sample.
[コア粒子中のシリコーン系化合物の有無]
ラテックス状態のコアシェル粒子のラテックスをエポキシ樹脂に溶解・硬化後、ルテニウムで染色しTEM観察することにより行った。コア粒子中のシリコーン系化合物の有無を判定した。例として実施例5のTEM観察結果を図1に、比較例4のTEM観察結果を図2に示した。
[Presence / absence of silicone compound in core particles]
The latex of the core-shell particles in a latex state was dissolved and cured in an epoxy resin, dyed with ruthenium, and observed by TEM. The presence or absence of a silicone compound in the core particles was determined. As an example, the TEM observation result of Example 5 is shown in FIG. 1, and the TEM observation result of Comparative Example 4 is shown in FIG.
[中空シリコーン粒子の空隙率のばらつき]
溶剤で洗浄したシリコーン系微粒子をイソプロピルアルコール(IPA)に分散させ、粒子濃度が5重量%の分散液を得た。この分散液と被膜形成用アクリル樹脂の5重量%溶液とを混合して塗膜を作り、この塗膜をルテニウムで染色しTEM観察した。粒子の外径と内径を測って空隙率を算出し、各粒子の空隙率と平均空隙率との差を求めた。平均空隙率より±10%以上差のある空隙率をもつ微粒子の割合が全体粒子の50%を超えるものをC、50〜30%のものをB、30%未満のものをAとした。例として実施例5のTEM観察結果を図3に、比較例3のTEM観察結果を図4に示した。
[Variation in porosity of hollow silicone particles]
Silicone fine particles washed with a solvent were dispersed in isopropyl alcohol (IPA) to obtain a dispersion having a particle concentration of 5% by weight. The dispersion was mixed with a 5% by weight solution of the acrylic resin for film formation to form a coating film. This coating film was dyed with ruthenium and observed by TEM. The porosity was calculated by measuring the outer and inner diameters of the particles, and the difference between the porosity and the average porosity of each particle was determined. The case where the proportion of fine particles having a porosity different by ± 10% or more from the average porosity exceeds 50% of the total particles, C is 50-30%, and A is less than 30%. As an example, the TEM observation result of Example 5 is shown in FIG. 3, and the TEM observation result of Comparative Example 3 is shown in FIG.
(実施例1、比較例1、3、5〜6)
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水400重量部(種々の希釈水も含む水の総量)およびドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ(SDBS)6重量部(固形分)をとり混合した後、50℃に昇温し、液温が50℃に達した後、窒素置換を行った。その後、ブチルアクリレート10重量部、t−ドデシルメルカプタン3重量部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.01重量部の混合液を加えた。30分後、硫酸第一鉄(FeSO4・7H2O)0.002重量部、エチレンジアミンテトラアセティックアシッド・2Na塩0.005重量部、ホルムアルデヒドスルフォキシル酸ソーダ0.2重量部を加えてさらに1時間重合させた。
(Example 1, Comparative Examples 1, 3, 5-6)
In a 5-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, monomer addition port, thermometer, 400 parts by weight of water (total amount of water including various dilution water) and sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) ) After 6 parts by weight (solid content) was taken and mixed, the temperature was raised to 50 ° C., and after the liquid temperature reached 50 ° C., nitrogen substitution was performed. Thereafter, a mixed solution of 10 parts by weight of butyl acrylate, 3 parts by weight of t-dodecyl mercaptan, and 0.01 parts by weight of paramentane hydroperoxide was added. After 30 minutes, add 0.002 parts by weight of ferrous sulfate (FeSO 4 .7H 2 O), 0.005 parts by weight of ethylenediaminetetraacetic acid 2Na salt, and 0.2 parts by weight of sodium formaldehydesulfoxylate. The polymerization was further continued for 1 hour.
その後ブチルアクリレート90重量部、t−ドデシルメルカプタン27重量部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.1重量部の混合液を3時間かけて連続追加した。2時間の後重合を行い、有機高分子(P−1)のラテックスを得た。この有機高分子の体積平均粒子径は0.04μm、重量平均分子量は6000、粒子径のCV値は50%であった。 Thereafter, a mixed solution of 90 parts by weight of butyl acrylate, 27 parts by weight of t-dodecyl mercaptan, and 0.1 parts by weight of paramentane hydroperoxide was continuously added over 3 hours. Post-polymerization was carried out for 2 hours to obtain an organic polymer (P-1) latex. The volume average particle diameter of this organic polymer was 0.04 μm, the weight average molecular weight was 6000, and the CV value of the particle diameter was 50%.
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水500重量部(種々の希釈水も含む水の総量)、ドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)表1に示す量、有機高分子(P−1)表1示す量を仕込んだ。この時のpHは1.8であった。表1に示す温度に昇温し、窒素置換を行った。その後、メチルトリメトキシシラン(MTMS)表1示す量、MTMSと同量の水、MTMSの0.5重量%相当のドデシルベンゼンスルホン酸Na(SDBS)の混合物をホモジナイザーにより7000rpmで5分間撹拌して得た乳化液を表1に示した追加時間で追加した。 In a 5-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, monomer addition port, thermometer, 500 parts by weight of water (total amount of water including various dilution waters), dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA) The amounts shown in Table 1 and organic polymer (P-1) shown in Table 1 were charged. The pH at this time was 1.8. The temperature was raised to the temperature shown in Table 1, and nitrogen substitution was performed. Thereafter, a mixture of methyltrimethoxysilane (MTMS) shown in Table 1, the same amount of water as MTMS, and 0.5% by weight of MTMS corresponding to 0.5% by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) was stirred with a homogenizer at 7000 rpm for 5 minutes. The obtained emulsion was added at the additional time shown in Table 1.
なお、一括追加では5分以内に全量を追加し、連続追加では30分かけて一定速度で全量を追加した。追加終了後、5時間撹拌を続けた後、25℃に冷却して20時間放置し、ラテックス状のコアシェル粒子を得た。このコアシェル粒子の体積平均粒子径とコア粒子中のシリコーン系化合物の有無確認結果を表1に示した。 In addition, the whole amount was added within 5 minutes in the batch addition, and the whole amount was added at a constant rate over 30 minutes in the continuous addition. After completion of the addition, stirring was continued for 5 hours, followed by cooling to 25 ° C. and allowing to stand for 20 hours to obtain latex-like core-shell particles. Table 1 shows the volume average particle diameter of the core-shell particles and the results of confirming the presence or absence of the silicone compound in the core particles.
つづいて、ラテックス状のコアシェル粒子100重量部に対し、アセトンをまず50重量部加えて5分間撹拌し、その後残りの有機溶剤150重量部を加えて25分間撹拌した。3時間静置すると凝固粒子層と透明な上澄層に分離した。濾紙を用いて凝固粒子層を単離し、それをメタノール70重量%、n−ヘキサン30重量%の混合溶剤300重量部に分散させた。この分散液を3時間静置すると凝固粒子層と透明な上澄層に分離する。濾紙を用いて凝固粒子層を単離した。単離した中空シリコーン系微粒子5gにイソプロピルアルコールを加えて分散液を作った。中空シリコーン系微粒子の空隙率のばらつきの判定結果を表1に示した。 Subsequently, 50 parts by weight of acetone was first added to 100 parts by weight of latex-like core-shell particles and stirred for 5 minutes, and then 150 parts by weight of the remaining organic solvent was added and stirred for 25 minutes. After standing for 3 hours, it separated into a coagulated particle layer and a transparent supernatant layer. The solidified particle layer was isolated using a filter paper, and dispersed in 300 parts by weight of a mixed solvent of 70% by weight of methanol and 30% by weight of n-hexane. When this dispersion is allowed to stand for 3 hours, it is separated into a coagulated particle layer and a transparent supernatant layer. The coagulated particle layer was isolated using filter paper. Isopropyl alcohol was added to 5 g of the isolated hollow silicone fine particles to prepare a dispersion. Table 1 shows the results of determining the variation in the porosity of the hollow silicone fine particles.
実施例1では空隙率のばらつきが少ない中空粒子が得られた。有機高分子(P−1)を使用しなかった比較例1では、非中空の粒子が得られた。シリコーン化合物乳化液の追加時間を長くした比較例3は中空粒子の空隙率のばらつきが大きくなった。比較例3よりも反応温度を低くした比較例5と、比較例3よりも乳化液の追加時間を長くした比較例6は、比較例3よりもさらに空隙率のばらつきが大きくなった。 In Example 1, hollow particles with little variation in porosity were obtained. In Comparative Example 1 in which the organic polymer (P-1) was not used, non-hollow particles were obtained. In Comparative Example 3 in which the addition time of the silicone compound emulsion was increased, the variation in the void ratio of the hollow particles was large. In Comparative Example 5 in which the reaction temperature was lower than that in Comparative Example 3, and in Comparative Example 6 in which the addition time of the emulsion was made longer than that in Comparative Example 3, the variation in porosity was further larger than that in Comparative Example 3.
(実施例2〜3)
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水300重量部(種々の希釈水も含む水の総量)、硫酸第一鉄(FeSO4・7H2O)0.002重量部、エチレンジアミンテトラアセティックアシッド・2Na塩0.005重量部、ホルムアルデヒドスルフォキシル酸ソーダ0.2重量部およびドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ(SDBS)12重量部(固形分)をとり混合した後、50℃に昇温し、液温が50℃に達した後、窒素置換を行った。その後、ブチルアクリレート100重量部、t−ドデシルメルカプタン30重量部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.1重量部の混合液を3時間かけて連続的に追加した。さらに1時間重合させて予備粒子(S−1)を得た。
(Examples 2-3)
In a 5-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, monomer addition port, thermometer, 300 parts by weight of water (total amount of water including various dilution waters), ferrous sulfate (FeSO 4 7H 2 O) 0.002 part by weight, ethylenediaminetetraacetic acid 2Na salt 0.005 part by weight, sodium formaldehydesulfoxylate 0.2 part by weight and sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) 12 parts by weight (solid Minutes), and the mixture was heated to 50 ° C. After the liquid temperature reached 50 ° C., nitrogen substitution was performed. Thereafter, a mixed solution of 100 parts by weight of butyl acrylate, 30 parts by weight of t-dodecyl mercaptan, and 0.1 parts by weight of paramentane hydroperoxide was continuously added over 3 hours. Furthermore, it was made to superpose | polymerize for 1 hour and the preliminary particle (S-1) was obtained.
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水400重量部(種々の希釈水も含む水の総量)、硫酸第一鉄(FeSO4・7H2O)0.0016重量部、エチレンジアミンテトラアセティックアシッド・2Na塩0.004重量部、ホルムアルデヒドスルフォキシル酸ソーダ0.16重量部および予備粒子(S−1)(固形分)をとり混合した後、50℃に昇温し、液温が50℃に達した後、窒素置換を行った。その後、ブチルアクリレート80重量部、t−ドデシルメルカプタン24重量部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.08重量部の混合液を3時間かけて連続的に追加した。さらに1時間重合させて有機高分子(P−2)を得た。この有機高分子の体積平均粒子径は0.04μm、重量平均分子量は5000、粒子径のCV値は25%であった。 In a 5-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, monomer addition port, thermometer, 400 parts by weight of water (total amount of water including various dilution waters), ferrous sulfate (FeSO 4 7H 2 O) 0.0016 part by weight, ethylenediaminetetraacetic acid 2Na salt 0.004 part by weight, 0.16 part by weight formaldehyde sulfoxylate sodium and preliminary particles (S-1) (solid content) After mixing, the temperature was raised to 50 ° C., and after the liquid temperature reached 50 ° C., nitrogen substitution was performed. Thereafter, a mixed solution of 80 parts by weight of butyl acrylate, 24 parts by weight of t-dodecyl mercaptan, and 0.08 parts by weight of paramentane hydroperoxide was continuously added over 3 hours. Polymerization was further performed for 1 hour to obtain an organic polymer (P-2). The volume average particle diameter of this organic polymer was 0.04 μm, the weight average molecular weight was 5000, and the CV value of the particle diameter was 25%.
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水500重量部(種々の希釈水も含む水の総量)、ドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)表1に示す量、有機高分子(P−2)表1示す量を仕込んだ。この時のpHは1.8であった。表1に示す温度に昇温し、窒素置換を行った。その後、メチルトリメトキシシラン(MTMS)表1示す量、MTMSと同量の水、MTMSの0.5重量%相当のドデシルベンゼンスルホン酸Na(SDBS)の混合物をホモジナイザーにより7000rpmで5分間撹拌して得た乳化液を表1に示した追加時間で追加した。このコアシェル粒子の体積平均粒子径とコア粒子中のシリコーン系化合物の有無確認結果を表1に示した。実施例1と同様の方法でシリコーン系微粒子を得てその評価結果を表1に示した。空隙率のばらつきが少ない中空粒子が得られた。 In a 5-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, monomer addition port, thermometer, 500 parts by weight of water (total amount of water including various dilution waters), dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA) The amounts shown in Table 1 and organic polymer (P-2) shown in Table 1 were charged. The pH at this time was 1.8. The temperature was raised to the temperature shown in Table 1, and nitrogen substitution was performed. Thereafter, a mixture of methyltrimethoxysilane (MTMS) shown in Table 1, the same amount of MTMS as water, and 0.5 wt% MTMS equivalent of sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) was stirred with a homogenizer at 7000 rpm for 5 minutes. The obtained emulsion was added at the additional time shown in Table 1. Table 1 shows the volume average particle diameter of the core-shell particles and the results of confirming the presence or absence of the silicone compound in the core particles. Silicone fine particles were obtained in the same manner as in Example 1, and the evaluation results are shown in Table 1. Hollow particles with little variation in porosity were obtained.
(実施例4)
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水300重量部(種々の希釈水も含む水の総量)、硫酸第一鉄(FeSO4・7H2O)0.002重量部、エチレンジアミンテトラアセティックアシッド・2Na塩0.005重量部、ホルムアルデヒドスルフォキシル酸ソーダ0.2重量部およびドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ(SDBS)12重量部(固形分)をとり混合した後、50℃に昇温し、液温が50℃に達した後、窒素置換を行った。その後、ブチルアクリレート100重量部、t−ドデシルメルカプタン30重量部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.1重量部の混合液を3時間かけて連続的に追加した。さらに1時間重合させて有機高分子(P−3)予備粒子を得た。この有機高分子の体積平均粒子径は0.02μm、重量平均分子量は5000、粒子径のCV値は25%であった。
Example 4
In a 5-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, monomer addition port, thermometer, 300 parts by weight of water (total amount of water including various dilution waters), ferrous sulfate (FeSO 4 7H 2 O) 0.002 part by weight, ethylenediaminetetraacetic acid 2Na salt 0.005 part by weight, sodium formaldehydesulfoxylate 0.2 part by weight and sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) 12 parts by weight (solid Minutes), and the mixture was heated to 50 ° C. After the liquid temperature reached 50 ° C., nitrogen substitution was performed. Thereafter, a mixed solution of 100 parts by weight of butyl acrylate, 30 parts by weight of t-dodecyl mercaptan, and 0.1 parts by weight of paramentane hydroperoxide was continuously added over 3 hours. The polymer was further polymerized for 1 hour to obtain organic polymer (P-3) preliminary particles. The volume average particle diameter of this organic polymer was 0.02 μm, the weight average molecular weight was 5000, and the CV value of the particle diameter was 25%.
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水500重量部(種々の希釈水も含む水の総量)、ドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)表1に示す量、有機高分子(P−3)表1示す量を仕込んだ。この時のpHは1.8であった。表1に示す温度に昇温し、窒素置換を行った。その後、メチルトリメトキシシラン(MTMS)表1示す量、MTMSと同量の水、MTMSの0.5重量%相当のドデシルベンゼンスルホン酸Na(SDBS)の混合物をホモジナイザーにより7000rpmで5分間撹拌して得た乳化
液を表1に示した追加時間で追加した。このコアシェル粒子の体積平均粒子径とコア粒子中のシリコーン系化合物の有無確認結果を表1に示した。実施例1と同様の方法でシリコーン系微粒子を得てその評価結果を表1に示した。空隙率のばらつきが少ない中空粒子が得られた。
In a 5-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, monomer addition port, thermometer, 500 parts by weight of water (total amount of water including various dilution waters), dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA) The amounts shown in Table 1 and organic polymer (P-3) shown in Table 1 were charged. The pH at this time was 1.8. The temperature was raised to the temperature shown in Table 1, and nitrogen substitution was performed. Thereafter, a mixture of methyltrimethoxysilane (MTMS) shown in Table 1, the same amount of MTMS as water, and 0.5 wt% MTMS equivalent of sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) was stirred with a homogenizer at 7000 rpm for 5 minutes. The obtained emulsion was added at the additional time shown in Table 1. Table 1 shows the volume average particle diameter of the core-shell particles and the results of confirming the presence or absence of the silicone compound in the core particles. Silicone fine particles were obtained in the same manner as in Example 1, and the evaluation results are shown in Table 1. Hollow particles with little variation in porosity were obtained.
(実施例5、比較例4)
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水400重量部(種々の希釈水も含む水の総量)およびドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ(SDBS)1重量部(固形分)をとって混合した後、50℃に昇温し、液温が50℃に達した後、窒素置換を行った。その後、ブチルアクリレート10重量部、t−ドデシルメルカプタン3重量部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.01重量部の混合液を加えた。30分後、硫酸第一鉄(FeSO4・7H2O)0.002重量部、エチレンジアミンテトラアセティックアシッド・2Na塩0.005重量部、ホルムアルデヒドスルフォキシル酸ソーダ0.2重量部を加えてさらに1時間重合させた。その後ブチルアクリレート90重量部、t−ドデシルメルカプタン27重量部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.1重量部の混合液を3時間かけて連続追加した。2時間の後重合を行い、有機高分子ラテックス(P−4)を得た。このラテックスの体積平均粒子径は0.13μm、重量平均分子量は5000、粒子径のCV値は25%であった。
(Example 5, Comparative Example 4)
In a 5-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, monomer addition port, thermometer, 400 parts by weight of water (total amount of water including various dilution water) and sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) ) After taking 1 part by weight (solid content) and mixing, the temperature was raised to 50 ° C., and after the liquid temperature reached 50 ° C., nitrogen substitution was performed. Thereafter, a mixed solution of 10 parts by weight of butyl acrylate, 3 parts by weight of t-dodecyl mercaptan, and 0.01 parts by weight of paramentane hydroperoxide was added. After 30 minutes, 0.002 parts by weight of ferrous sulfate (FeSO4 · 7H2O), 0.005 parts by weight of ethylenediaminetetraacetic acid · 2Na salt, and 0.2 parts by weight of sodium formaldehydesulfoxylate were added for another hour. Polymerized. Thereafter, a mixed solution of 90 parts by weight of butyl acrylate, 27 parts by weight of t-dodecyl mercaptan, and 0.1 parts by weight of paramentane hydroperoxide was continuously added over 3 hours. Post-polymerization was performed for 2 hours to obtain an organic polymer latex (P-4). The latex had a volume average particle size of 0.13 μm, a weight average molecular weight of 5000, and a particle size CV value of 25%.
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水500重量部(種々の希釈水も含む水の総量)、ドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)表1に示す量、有機高分子(P−4)表1示す量を仕込んだ。この時のpHは1.8であった。表1に示す温度に昇温し、窒素置換を行った。その後、メチルトリメトキシシラン(MTMS)表1示す量、MTMSと同量の水、MTMSの0.5重量%相当のドデシルベンゼンスルホン酸Na(SDBS)の混合物をホモジナイザーにより7000rpmで5分間撹拌して得た乳化液を表1に示した追加時間で追加した。このコアシェル粒子の体積平均粒子径とコア粒子中のシリコーン系化合物の有無確認結果を表1に示した。実施例1と同様の方法でシリコーン系微粒子を得てその評価結果を表1に示した。
実施例5では空隙率のばらつきが少ない中空粒子が得られたのに対し、酸触媒の量を減らしシリコーン化合物乳化液の追加時間を長くした比較例4は空隙率のばらつきが大きくなった。
In a 5-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, monomer addition port, thermometer, 500 parts by weight of water (total amount of water including various dilution waters), dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA) The amounts shown in Table 1 and the organic polymer (P-4) shown in Table 1 were charged. The pH at this time was 1.8. The temperature was raised to the temperature shown in Table 1, and nitrogen substitution was performed. Thereafter, a mixture of methyltrimethoxysilane (MTMS) shown in Table 1, the same amount of MTMS as water, and 0.5 wt% MTMS equivalent of sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) was stirred with a homogenizer at 7000 rpm for 5 minutes. The obtained emulsion was added at the additional time shown in Table 1. Table 1 shows the volume average particle diameter of the core-shell particles and the results of confirming the presence or absence of the silicone compound in the core particles. Silicone fine particles were obtained in the same manner as in Example 1, and the evaluation results are shown in Table 1.
In Example 5, hollow particles with little variation in porosity were obtained, whereas in Comparative Example 4 in which the amount of the acid catalyst was reduced and the addition time of the silicone compound emulsion was increased, the variation in porosity was large.
(比較例2)
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水400重量部(種々の希釈水も含む水の総量)およびドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ(SDBS)12重量部(固形分)をとって混合した後、50℃に昇温し、液温が50℃に達した後、窒素置換を行った。その後、ブチルアクリレート10重量部、t−ドデシルメルカプタン3重量部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.01重量部の混合液を加えた。30分後、硫酸第一鉄(FeSO4・7H2O)0.002重量部、エチレンジアミンテトラアセティックアシッド・2Na塩0.005重量部、ホルムアルデヒドスルフォキシル酸ソーダ0.2重量部を加えてさらに1時間重合させた。その後ブチルアクリレート90重量部、t−ドデシルメルカプタン27重量部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.1重量部の混合液を3時間かけて連続追加した。2時間の後重合を行い、有機高分子ラテックス(P−5)を得た。このラテックスの体積平均粒子径は0.02μm、重量平均分子量は5000、粒子径のCV値は65%であった。
(Comparative Example 2)
In a 5-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, monomer addition port, thermometer, 400 parts by weight of water (total amount of water including various dilution water) and sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) ) After 12 parts by weight (solid content) was taken and mixed, the temperature was raised to 50 ° C., and after the liquid temperature reached 50 ° C., nitrogen substitution was performed. Thereafter, a mixed solution of 10 parts by weight of butyl acrylate, 3 parts by weight of t-dodecyl mercaptan, and 0.01 parts by weight of paramentane hydroperoxide was added. After 30 minutes, 0.002 parts by weight of ferrous sulfate (FeSO4 · 7H2O), 0.005 parts by weight of ethylenediaminetetraacetic acid · 2Na salt, and 0.2 parts by weight of sodium formaldehydesulfoxylate were added for another hour. Polymerized. Thereafter, a mixed solution of 90 parts by weight of butyl acrylate, 27 parts by weight of t-dodecyl mercaptan, and 0.1 parts by weight of paramentane hydroperoxide was continuously added over 3 hours. Post-polymerization was performed for 2 hours to obtain an organic polymer latex (P-5). The latex had a volume average particle size of 0.02 μm, a weight average molecular weight of 5000, and a CV value of the particle size of 65%.
撹拌機、還流冷却器、窒素吹込口、単量体追加口、温度計を備えた5口フラスコに、水500重量部(種々の希釈水も含む水の総量)、ドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)表1に示す量、有機高分子(P−5)表1示す量を仕込んだ。この時のpHは1.8であった。表1に示す温度に昇温し、窒素置換を行った。その後、メチルトリメトキシシラン(MTMS)表1示す量、MTMSと同量の水、MTMSの0.5重量%相当のドデシルベンゼンスルホン酸Na(SDBS)の混合物をホモジナイザーにより7000rpmで5分間撹拌して得た乳化液を表1に示した追加時間で追加した。このコアシェル粒子の体積平均粒子径とコア粒子中のシリコーン系化合物の有無確認結果を表1に示した。実施例1と同様の方法でシリコーン系微粒子を得てその評価結果を表1に示した。
平均粒子径が小さく粒径分布が広い有機高分子粒子を用いたため、得られた中空粒子の空隙率のばらつきが大きくなった。
In a 5-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, monomer addition port, thermometer, 500 parts by weight of water (total amount of water including various dilution waters), dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA) The amounts shown in Table 1 and the organic polymer (P-5) shown in Table 1 were charged. The pH at this time was 1.8. The temperature was raised to the temperature shown in Table 1, and nitrogen substitution was performed. Thereafter, a mixture of methyltrimethoxysilane (MTMS) shown in Table 1, the same amount of MTMS as water, and 0.5 wt% MTMS equivalent of sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) was stirred with a homogenizer at 7000 rpm for 5 minutes. The obtained emulsion was added at the additional time shown in Table 1. Table 1 shows the volume average particle diameter of the core-shell particles and the results of confirming the presence or absence of the silicone compound in the core particles. Silicone fine particles were obtained in the same manner as in Example 1, and the evaluation results are shown in Table 1.
Since organic polymer particles having a small average particle size and a wide particle size distribution were used, the obtained hollow particles had a large variation in porosity.
Claims (3)
(I)重量平均分子量10000未満かつ体積平均粒子径0.5μm未満の有機高分子粒子(A)を製造する工程
(II)有機高分子粒子(A)の存在下でSiO4/2単位、RSiO3/2単位(式中、Rは炭素数1乃至24の1価の有機基を示す)、R2SiO2/2単位(式中、Rは前記に同じ)、およびR3SiO1/2単位(式中、Rは前記に同じ)からなり、RSiO3/2単位の割合が50モル%以上(ただしSiO4/2単位、RSiO3/2単位、R2SiO2/2単位、R3SiO1/2単位の合計を100モル%とする)であるシリコーン系化合物(B)の重合を行い、コアシェル粒子(C)を製造する工程
(III)コアシェル粒子(C)中の有機高分子粒子(A)を除去する工程
からなり、
前記工程(II)が次の条件:
有機高分子粒子(A)の粒子径の変動係数(CV値)が50%未満
酸触媒量が3重量部以上
シリコーン系化合物(B)の連続追加時間が20分以内
反応温度が60℃以上
のうち少なくとも3つを満たすことを特徴とする、請求項1に記載の中空シリコーン系微粒子の製造法。 The following steps (I) to (III) :
(I) Step of producing organic polymer particles (A) having a weight average molecular weight of less than 10,000 and a volume average particle diameter of less than 0.5 μm (II) SiO 4/2 units in the presence of the organic polymer particles (A), RSiO 3/2 units (wherein R represents a monovalent organic group having 1 to 24 carbon atoms), R 2 SiO 2/2 units (wherein R is the same as above), and R 3 SiO 1/2 Units (wherein R is the same as above), and the ratio of RSiO 3/2 units is 50 mol% or more (however, SiO 4/2 units, RSiO 3/2 units, R 2 SiO 2/2 units, R 3 Step (III) for producing core-shell particles (C) by polymerizing silicone compound (B) that is a total of SiO 1/2 units of 100 mol% (III) Organic polymer particles in core-shell particles (C) Step of removing (A)
Consists of
The step (II) has the following conditions:
Variation coefficient (CV value) of particle diameter of organic polymer particles (A) is less than 50%
3 parts by weight or more of acid catalyst
Continuous addition time of silicone compound (B) within 20 minutes
Reaction temperature is 60 ° C or higher
The method for producing hollow silicone fine particles according to claim 1, wherein at least three of them are satisfied.
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