JP6875699B2 - Nanocomposite manufacturing method - Google Patents

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本発明は、ナノコンポジットの製造方法、及び複合材料の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a nanocomposite and a method for producing a composite material.

電子機器、通信機器の小型化、取り扱う信号量の増大や処理スピードの高速化のような高性能化に伴い、電子部品からの発熱が深刻化しており、放熱効果の高い樹脂部材の開発が進められている。 With the miniaturization of electronic devices and communication devices, the increase in the amount of signals handled, and the increase in performance such as faster processing speed, heat generation from electronic components is becoming more serious, and the development of resin members with high heat dissipation effect is proceeding. Has been done.

一方、成形加工性に優れ、設計の自由度が高い樹脂部材は、自動車関連分野においても利用されている。自動車製品の小型化・性能向上により、今まで重視されなかった発熱に対する対策が見直され、高熱伝導率化の要求が高まっている。 On the other hand, resin members having excellent molding processability and a high degree of freedom in design are also used in automobile-related fields. Due to the miniaturization and performance improvement of automobile products, measures against heat generation, which have not been emphasized until now, have been reviewed, and the demand for high thermal conductivity is increasing.

また、近年、環境意識への高まりから、LED照明の需要が伸びている。LEDの発光効率を向上させるためには、放熱技術が重要で、従来からアルミ製のヒートシンク等が使われているが、軽量化等の観点から熱伝導性樹脂の開発も活発に行われている。加えて、LED照明やディスプレイ周りの部材においては、光を透過することも重要である。 In recent years, the demand for LED lighting has been increasing due to the growing awareness of the environment. In order to improve the luminous efficiency of LEDs, heat dissipation technology is important, and aluminum heat sinks and the like have been used conventionally, but thermal conductive resins are also being actively developed from the viewpoint of weight reduction and the like. .. In addition, it is also important to transmit light in LED lighting and members around the display.

樹脂の効率的な放熱効果を得るために、一般に酸化物等の無機粉末をフィラーとして添加して高熱伝導率化することが行われている。
酸化マグネシウムは、実用的な酸化物セラミックスの中においては最も熱伝導率が大きく、絶縁性も良好で、比較的低硬度であることに加え安価であることから、放熱フィラーへの適用材料として期待されている。しかしながら、酸化マグネシウムは、耐水性の悪さから、放熱フィラーとして適用範囲が制限されている。
In order to obtain an efficient heat dissipation effect of a resin, an inorganic powder such as an oxide is generally added as a filler to increase the thermal conductivity.
Magnesium oxide has the highest thermal conductivity among practical oxide ceramics, has good insulation properties, has relatively low hardness, and is inexpensive, so it is expected to be an applicable material for heat dissipation fillers. Has been done. However, magnesium oxide has a limited range of application as a heat-dissipating filler due to its poor water resistance.

上記の課題を解決するため、特許文献1では、酸化マグネシウム表面に層を形成し、耐水性向上を図っている。
また、特許文献2には、所定の一価アルコール中に、所定量の酸化マグネシウム微粒子が分散されていて、動的光散乱法によって測定される酸化マグネシウム微粒子のD50が5〜90nmの範囲にあり、水分含有量が9000質量ppm以下である酸化マグネシウム微粒子分散液が記載されている。
In order to solve the above problems, Patent Document 1 forms a layer on the surface of magnesium oxide to improve water resistance.
Further, in Patent Document 2, a predetermined amount of magnesium oxide fine particles are dispersed in a predetermined monovalent alcohol, and the D50 of the magnesium oxide fine particles measured by a dynamic light scattering method is in the range of 5 to 90 nm. A magnesium oxide fine particle dispersion having a water content of 9000 mass ppm or less is described.

一方、撥水・撥油効果や親水・撥油効果に優れた材料として、特許文献3には、含フッ素末端鎖基を有し、主鎖骨格に特定の親媒性基を有する特定の含フッ素系化合物を含んでなるナノ物質やナノコンポジットが開示されている。 On the other hand, as a material having excellent water / oil repellency and hydrophilic / oil repellency, Patent Document 3 contains a specific fluorinated terminal chain group and a specific amphipathic group in the main chain skeleton. Nanomaterials and nanocomposites containing fluorine-based compounds are disclosed.

また、特許文献4には、所定の含フッ素オリゴマー及び/又はその重合物と、酸化マグネシウムナノ粒子とを含んで構成されるナノコンポジット及びその製造方法が開示されている。 Further, Patent Document 4 discloses a nanocomposite composed of a predetermined fluorine-containing oligomer and / or a polymer thereof and magnesium oxide nanoparticles, and a method for producing the same.

特開2009−215134号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-215134 特開2014−114178号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-114178 特開2010−138156号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-138156 特開2016−169379号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-169379

しかしながら、特許文献1に記載された製造方法においては、加熱工程により結晶化させるが、この際の加熱温度が1500℃前後と高温となる。ナノサイズの微粒子は高温加熱により焼結を起こし、粒子形状及びサイズを維持することが困難であることは容易に推定できることから、この製造方法はナノ粒子へ適応させることは難しい。
また、特許文献2の酸化マグネシウム微粒子分散液は、ppmオーダーの水分が混入しただけで増粘し、水系での使用や水が混入する可能性のある用途での使用には不向きである。
このように、粒径がナノサイズに制御された酸化マグネシウム微粒子の耐水性向上に関する技術は依然として不足している。
However, in the production method described in Patent Document 1, crystallization is performed by a heating step, and the heating temperature at this time is as high as about 1500 ° C. Since it can be easily estimated that nano-sized fine particles are sintered by high-temperature heating and it is difficult to maintain the particle shape and size, it is difficult to adapt this production method to nanoparticles.
Further, the magnesium oxide fine particle dispersion of Patent Document 2 is thickened only by being mixed with water on the order of ppm, and is not suitable for use in an aqueous system or in an application where water may be mixed.
As described above, there is still a lack of technology for improving the water resistance of magnesium oxide fine particles whose particle size is controlled to nano size.

本発明は、耐水性や耐酸性などの外部からの影響に対する耐性が良好で、酸化マグネシウムナノ粒子が本来有する優れた熱伝導率を効果的に発現でき、且つ液体分散媒や有機材料への分散性に優れた酸化マグネシウムナノ粒子を含むナノコンポジットを効率よく製造できる方法を提供する。 The present invention has good resistance to external influences such as water resistance and acid resistance, can effectively exhibit the excellent thermal conductivity inherent in magnesium oxide nanoparticles, and disperses in a liquid dispersion medium or an organic material. Provided is a method capable of efficiently producing a nanocomposite containing magnesium oxide nanoparticles having excellent properties.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高い耐水性や耐酸性などの耐性を付与した酸化マグネシウムナノ粒子が得られる製造方法を提供することを目的とする。加えて、液体に対して高い分散性を示し、撥水・撥油性を付与する添加剤やコーティング剤として使用することが可能なナノコンポジットが得られる製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a production method for obtaining magnesium oxide nanoparticles having resistance such as high water resistance and acid resistance. In addition, it is an object of the present invention to provide a production method for obtaining a nanocomposite that exhibits high dispersibility with respect to a liquid and can be used as an additive or a coating agent that imparts water and oil repellency.

特許文献4に記載されているように、両末端にフッ素基を有し、主鎖骨格にアルコキシシリル基を有する特定の含フッ素オリゴマーを用い、これと酸化マグネシウムナノ粒子とを反応させることでナノコンポジットが形成される。本発明者らは、更に、このナノコンポジットを製造するにあたり、反応系中の水分量を制御することで、含フッ素オリゴマーの使用量が相対的に少ない場合でも、高い耐水性等を備えたナノコンポジットが効率よく製造できることを見出し、これらの知見に基づいて本発明をなすに至った。 As described in Patent Document 4, a specific fluorine-containing oligomer having a fluorine group at both ends and an alkoxysilyl group in the main chain skeleton is used, and the nano is obtained by reacting this with magnesium oxide nanoparticles. A composite is formed. In producing this nanocomposite, the present inventors further control the water content in the reaction system, so that the nanocomposite has high water resistance even when the amount of the fluorine-containing oligomer used is relatively small. We have found that composites can be produced efficiently, and have come up with the present invention based on these findings.

本発明は、下記の技術的構成により、前記課題を解決できたものである。
(I) 下記一般式(1)で表される含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子と分散媒とを含む反応系中で、含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子とを反応させてナノコンポジットを得る、ナノコンポジットの製造方法であって、
前記反応系中の含フッ素オリゴマーの量が、酸化マグネシウムナノ粒子100質量部に対して、1〜70質量部であり、
前記反応系中の水の量が、含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対して、0.5質量%以下である、
ナノコンポジットの製造方法。
The present invention has solved the above-mentioned problems by the following technical configurations.
(I) In a reaction system containing a fluorine-containing oligomer represented by the following general formula (1), magnesium oxide nanoparticles and a dispersion medium, the fluorine-containing oligomer and magnesium oxide nanoparticles are reacted to obtain a nanocomposite. It is a manufacturing method of nanocomposites.
The amount of the fluorine-containing oligomer in the reaction system is 1 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of magnesium oxide nanoparticles.
The amount of water in the reaction system is 0.5% by mass or less with respect to the total mass of the fluorine-containing oligomer and magnesium oxide nanoparticles.
Manufacturing method of nanocomposite.

Figure 0006875699
Figure 0006875699

[上式(1)中、
、R、X及びYは、同一でも異なっていてもよく、それぞれ、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又はアルキル基の炭素数が1〜10のアルキルカルボニルオキシ基を示す。
f1及びRf2は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ、(CFn2、又はCF(CF)−[OCFCF(CF)]n3−OCを示す。(ただしXは、水素原子、フッ素原子、又は塩素原子を示し、nは1〜10の数を、nは0〜8の数を示す。)
は1〜3の数を、mは1〜10の数を、mは0〜10の数を示す。]
[In the above formula (1),
R 1 , R 2 , X and Y may be the same or different, and the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, respectively. Indicates an alkylcarbonyloxy group.
R f1 and R f2 may be the same or different, respectively, and indicate (CF 2 ) n2 X 1 or CF (CF 3 )-[OCF 2 CF (CF 3 )] n3- OC 3 F 7. (However, X 1 indicates a hydrogen atom, a fluorine atom, or a chlorine atom, n 2 indicates a number of 1 to 10, and n 3 indicates a number of 0 to 8.)
n 1 represents a number from 1 to 3, m 1 represents a number from 1 to 10, and m 2 represents a number from 0 to 10. ]

(II) 更に、含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子との反応後に、反応系から分散媒を除去する、前記(I)に記載のナノコンポジットの製造方法。 (II) The method for producing a nanocomposite according to (I) above, wherein the dispersion medium is removed from the reaction system after the reaction between the fluorine-containing oligomer and the magnesium oxide nanoparticles.

(III) 更に、分散媒を除去して得られたナノコンポジットを、新たな分散媒に分散させる、前記(II)に記載のナノコンポジットの製造方法。 (III) The method for producing a nanocomposite according to (II) above, wherein the nanocomposite obtained by removing the dispersion medium is further dispersed in a new dispersion medium.

(IV) 含フッ素オリゴマーが、下記一般式(1−1)で表わされる化合物である、前記(I)〜(III)のいずれか1項に記載のナノコンポジットの製造方法。 (IV) The method for producing a nanocomposite according to any one of (I) to (III) above, wherein the fluorine-containing oligomer is a compound represented by the following general formula (1-1).

Figure 0006875699
Figure 0006875699

[一般式(1−1)中、Rf3及びRf4は、それぞれ、−(CFF、及び−CF(CF)O(CFCFCFO)(pは1〜10の数、qは0〜5の数である。)から選ばれる基である。oは1〜10の数である。] [In the general formula (1-1), R f3 and R f4 are − (CF 2 ) p F and −CF (CF 3 ) O (CF 2 CFCF 3 O) q C 3 F 7 (p are, respectively). A number from 1 to 10 and q is a number from 0 to 5). o is a number from 1 to 10. ]

(V) ナノコンポジットが前記含フッ素オリゴマーを構成単位とする重合物と酸化マグネシウムナノ粒子とが複合化してなり、平均粒子径が5〜500nmである、前記(I)〜(IV)のいずれか1項に記載のナノコンポジットの製造方法。 (V) Any of the above (I) to (IV), wherein the nanocomposite is a composite of a polymer having the fluorine-containing oligomer as a constituent unit and magnesium oxide nanoparticles, and has an average particle size of 5 to 500 nm. The method for producing a nanocomposite according to item 1.

(VI) 分散媒が、アルコール、エステル、ケトン、及びエーテルから選ばれる1種以上の有機溶媒を含む、前記(I)〜(V)のいずれか1項に記載のナノコンポジットの製造方法。 (VI) The method for producing a nanocomposite according to any one of (I) to (V) above, wherein the dispersion medium contains one or more organic solvents selected from alcohols, esters, ketones, and ethers.

(VII) 前記(I)〜(VI)のいずれか1項に記載の製造方法でナノコンポジットを得る工程(A)と、
前記工程(A)で得られたナノコンポジット又はナノコンポジット分散液を有機材料に分散させる工程(B)と、
を含む、複合材料の製造方法。
(VII) The step (A) of obtaining a nanocomposite by the production method according to any one of (I) to (VI) above, and
The step (B) of dispersing the nanocomposite or the nanocomposite dispersion liquid obtained in the step (A) in an organic material, and
A method of manufacturing a composite material, including.

(VIII) 前記有機材料が、樹脂、重合性モノマー及び重合性オリゴマーから選ばれる1種以上の有機材料である、前記(VII)に記載の複合材料の製造方法。 (VIII) The method for producing a composite material according to (VII) above, wherein the organic material is one or more organic materials selected from a resin, a polymerizable monomer and a polymerizable oligomer.

本発明によれば、高い耐水性等を有し、液体に対して高い分散性を示し、撥水・撥油性を付与する添加剤やコーティング剤として使用することが可能なナノコンポジットを効率よく製造することができる。 According to the present invention, a nanocomposite that has high water resistance and the like, exhibits high dispersibility in liquids, and can be used as an additive or coating agent that imparts water and oil repellency can be efficiently produced. can do.

(a)は実施例1のナノコンポジット、(b)は実施例2のナノコンポジット、(c)は原料の酸化マグネシウムナノ粒子を示すTEM写真である。(A) is a nanocomposite of Example 1, (b) is a nanocomposite of Example 2, and (c) is a TEM photograph showing magnesium oxide nanoparticles as a raw material.

[ナノコンポジットの製造方法]
本発明では、前記一般式(1)で表される含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子と分散媒とを含む反応系中で、含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子とを、所定条件で、反応させてナノコンポジットを得る。本発明では、前記反応系中の含フッ素オリゴマーの量が、酸化マグネシウムナノ粒子100質量部に対して、1〜70質量部である。また、本発明では、前記反応系中の水の量が、含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対して、0.5質量%以下である。以下、前記一般式(1)で表される含フッ素オリゴマーを、含フッ素オリゴマー(1)という。
[Manufacturing method of nanocomposite]
In the present invention, the fluorine-containing oligomer and magnesium oxide nanoparticles are reacted under predetermined conditions in a reaction system containing the fluorine-containing oligomer represented by the general formula (1), magnesium oxide nanoparticles and a dispersion medium. To obtain nanocomposite. In the present invention, the amount of the fluorine-containing oligomer in the reaction system is 1 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of magnesium oxide nanoparticles. Further, in the present invention, the amount of water in the reaction system is 0.5% by mass or less with respect to the total mass of the fluorine-containing oligomer and magnesium oxide nanoparticles. Hereinafter, the fluorine-containing oligomer represented by the general formula (1) is referred to as a fluorine-containing oligomer (1).

含フッ素オリゴマー(1)は、前記一般式(1)で表される化合物である。
一般式(1)中、R及びRは、それぞれ、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
一般式(1)中、X及びYは、それぞれ、炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基又はエトキシ基がより好ましい。
一般式(1)中、mは、1〜7の数が好ましく、2〜3がより好ましい。
一般式(1)中、mは、0〜5の数が好ましく、0がより好ましい。
一般式(1)中、Rf1及びRf2は、(CFn2、又はCF(CF)−[OCFCF(CF)]n3−OCで表されるパーフルオロアルキル基であり、その例としては、C、C13、C15等が挙げられる。また、Rf1及びRf2のパーフルオロオキサアルキル基の例としては、−CF(CF)OCが挙げられる。
両末端のRf1及びRf2は、同一でも互いに異なっていてもよく、また分子間で互いにRf1及びRf2が異なっていてもよい。
は、フッ素原子が好ましい。
一般式(1)中、nは1〜3の数である。
一般式(1)中、nは3〜7の数が好ましい。
一般式(1)中、nは0〜3の数が好ましい。
なお、数は整数であってもよい。
The fluorine-containing oligomer (1) is a compound represented by the general formula (1).
In the general formula (1), R 1 and R 2 are preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, respectively, and more preferably a methyl group or an ethyl group.
In the general formula (1), each of X and Y is preferably an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably a methoxy group or an ethoxy group.
In the general formula (1), the number of m 1 is preferably 1 to 7, and more preferably 2 to 3.
In the general formula (1), m 2 is preferably a number of 0 to 5, and more preferably 0.
In the general formula (1), R f1 and R f2 are perfluoro represented by (CF 2 ) n2 X 1 or CF (CF 3 )-[OCF 2 CF (CF 3 )] n3- OC 3 F 7. It is an alkyl group, and examples thereof include C 3 F 7 , C 6 F 13 , C 7 F 15, and the like. Further, as an example of the perfluorooxaalkyl group of R f1 and R f2 , -CF (CF 3 ) OC 3 F 7 can be mentioned.
R f1 and R f2 at both ends may be the same or different from each other, and R f1 and R f2 may be different from each other between molecules.
X 1 is preferably a fluorine atom.
In the general formula (1), n 1 is a number from 1 to 3.
In the general formula (1), n 2 is preferably a number of 3 to 7.
In the general formula (1), n 3 is preferably a number 0 to 3.
The number may be an integer.

含フッ素オリゴマー(1)としては、下記一般式(1−1)で表わされる化合物が好ましい。 As the fluorine-containing oligomer (1), a compound represented by the following general formula (1-1) is preferable.

Figure 0006875699
Figure 0006875699

[一般式(1−1)中、Rf3及びRf4は、それぞれ、−(CFF、及び−CF(CF)O(CFCFCFO)(pは1〜10の数、qは0〜5の数である。)から選ばれる基である。oは1〜10の数である。] [In the general formula (1-1), R f3 and R f4 are − (CF 2 ) p F and −CF (CF 3 ) O (CF 2 CFCF 3 O) q C 3 F 7 (p are, respectively). A number from 1 to 10 and q is a number from 0 to 5). o is a number from 1 to 10. ]

一般式(1−1)中、Rf3及びRf4は、それぞれ、−CF(CF)O(CFCFCFO)が好ましい。また、pは3〜6の数が好ましい。また、qは0〜3の数が好ましい。oは2〜5、更に2〜3の数が好ましい。 In the general formula (1-1), R f3 and R f4 are preferably −CF (CF 3 ) O (CF 2 CFCF 3 O) q C 3 F 7 , respectively. Further, p is preferably a number of 3 to 6. Further, q is preferably a number of 0 to 3. The number of o is preferably 2 to 5, and more preferably 2 to 3.

酸化マグネシウムナノ粒子は、粒径がナノサイズに制御された酸化マグネシウム粒子である。酸化マグネシウムナノ粒子としては、特に制限はないが、平均粒子径は、好ましくは5〜500nm、より好ましくは20〜100nm、更に好ましくは20〜70nmである。この平均粒子径は、動的光散乱法(DLS:Dynamic Light Scattering Measurement)により測定されたものである。平均粒子径は、例えば、ダイナミック光散乱光度計により測定することができ、具体的には、酸化マグネシウムナノ粒子を分散媒にマグネチックスターラーで24時間程度撹拌、分散し、得られた分散液をダイナミック光散乱光度計(例えば、大塚電子株式会社製、型番:DLS−7000HL)を用いて測定することができる。 Magnesium oxide nanoparticles are magnesium oxide particles whose particle size is controlled to nano size. The magnesium oxide nanoparticles are not particularly limited, but the average particle size is preferably 5 to 500 nm, more preferably 20 to 100 nm, and even more preferably 20 to 70 nm. This average particle size is measured by a dynamic light scattering method (DLS: Dynamic Light Scattering Measurement). The average particle size can be measured by, for example, a dynamic light scattering photometer. Specifically, the dispersion liquid obtained by stirring and dispersing magnesium oxide nanoparticles with a magnetic stirrer for about 24 hours is used as a dispersion medium. It can be measured using a dynamic light scattering photometer (for example, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., model number: DLS-7000HL).

分散媒としては、アルコール、エステル、ケトン、及びエーテルから選ばれる1種以上の有機溶媒が挙げられる。例えば、メタノール、2−プロパノール、t−ブタノール、n−ブタノール等のアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン、エステエチルセロソルブ等のグリコールエーテルが挙げられる。また、これら以外にも、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン[市販品の例:ゼオローラH(日本ゼオン(株)製 環状フッ素系溶剤)]や3,3−ジクロロ−1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロパン/1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン混合物[市販品の例:アサヒクリンAK225(旭硝子(株)製、フッ素系溶剤)]等のフッ素系溶媒等を挙げることができる、
分散媒は、アルコール、なかでも炭素数1〜6、好ましくは炭素数1〜3の1価アルコーから選ばれる分散媒を含有することが好ましい。
Examples of the dispersion medium include one or more organic solvents selected from alcohols, esters, ketones, and ethers. Examples thereof include alcohols such as methanol, 2-propanol, t-butanol and n-butanol, acetate esters such as ethyl acetate and butyl acetate, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and glycol ethers such as esthetic ethyl cellosolve. In addition to these, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane [Example of commercially available product: Zeorora H (cyclic fluorosolvent manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)] and 3,3 − Dichloro-1,1,1,2,2-pentafluoropropane / 1,3-dichloro-1,1,2,2,3-pentafluoropropane mixture [Example of commercial product: Asahiclean AK225 (Asahi Glass Co., Ltd.) ), Fluorine-based solvent)] and other fluorine-based solvents can be mentioned.
The dispersion medium preferably contains an alcohol, particularly a dispersion medium selected from monovalent alcohols having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms.

本発明では、反応系中の水の量が制限される。そのため、分散媒として水を用いない方が好ましい。 In the present invention, the amount of water in the reaction system is limited. Therefore, it is preferable not to use water as the dispersion medium.

分散媒は、例えば、含フッ素オリゴマー(1)50〜100mgに対して、5mlの割合で用いられることが好ましい。換言すれば、分散媒1mlに対する含フッ素オリゴマー(1)の量が10〜20mgであることが好ましい。 The dispersion medium is preferably used in a proportion of 5 ml with respect to, for example, 50 to 100 mg of the fluorine-containing oligomer (1). In other words, the amount of the fluorine-containing oligomer (1) per 1 ml of the dispersion medium is preferably 10 to 20 mg.

本発明では、含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子と分散媒とを混合してゾル状態の混合液として反応系が得られるように、分散媒の量や種類などを調整することが好ましい。ゾル状態の混合液は、粘度が0.1mP・s以上、更に0.5mP・s以上、そして、10mP・s以下、更に5mP・s以下が好ましい。 In the present invention, it is preferable to adjust the amount and type of the dispersion medium so that the fluorine-containing oligomer (1), magnesium oxide nanoparticles and the dispersion medium are mixed to obtain a reaction system as a mixed solution in a sol state. .. The mixture in the sol state preferably has a viscosity of 0.1 mP · s or more, further 0.5 mP · s or more, and 10 mP · s or less, further 5 mP · s or less.

本発明では、反応系中の含フッ素オリゴマー(1)の量が、酸化マグネシウムナノ粒子100質量部に対して、1〜70質量部である。反応系中の含フッ素オリゴマー(1)の量が、この量は、酸化マグネシウムナノ粒子100質量部に対して、含フッ素オリゴマー(1)が1〜65質量部、更に1〜60質量部、更に3〜50質量部、更に5〜40質量部であることが好ましい。本発明では、このような量で、酸化マグネシウムナノ粒子に対して含フッ素オリゴマー(1)を用いることで、含フッ素オリゴマー(1)の使用量が相対的に少ないにもかかわらず、高い耐水性等を備えたナノコンポジットを効率よく製造することができる。そのため、酸化マグネシウムナノ粒子に同じ耐水性等を付与する場合は、含フッ素オリゴマー(1)の使用量が少なくてすむため、コスト面でも有利である。また、本発明の製造方法は収率も高くなるため、更に有利な効果が得られる。 In the present invention, the amount of the fluorine-containing oligomer (1) in the reaction system is 1 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of magnesium oxide nanoparticles. The amount of the fluorine-containing oligomer (1) in the reaction system is 1 to 65 parts by mass, further 1 to 60 parts by mass, and further 1 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the magnesium oxide nanoparticles. It is preferably 3 to 50 parts by mass, and more preferably 5 to 40 parts by mass. In the present invention, by using the fluorine-containing oligomer (1) with respect to the magnesium oxide nanoparticles in such an amount, high water resistance is achieved even though the amount of the fluorine-containing oligomer (1) used is relatively small. It is possible to efficiently manufacture nanocomposites equipped with the above. Therefore, when the same water resistance and the like are imparted to the magnesium oxide nanoparticles, the amount of the fluorine-containing oligomer (1) used can be small, which is advantageous in terms of cost. In addition, the production method of the present invention has a high yield, so that a more advantageous effect can be obtained.

本発明では、前記のような含フッ素オリゴマー(1)の使用量であっても耐水性等に優れたナノコンポジットが効率よく得られる観点で、反応系中の水の量が、含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対して、0.5質量%以下である。該反応系は、含フッ素オリゴマー(1)、酸化マグネシウムナノ粒子、分散媒、その他の反応調整用物質を含んで構成される混合液であってよい。反応系中水の量は、含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対して、0.4質量%以下、更に0.3質量%以下、更に0.2質量%以下、更に0.1質量%以下が好ましい。該反応系は、実質的に水を含まない、すなわち、水の含有量が実質的に0質量%であってもよい。ここで、反応系が実質的に水を含まない、又は水の含有量が実質的に0質量%である、とは、意図的に反応系に添加される水を基準とするものであり、大気から取り込まれる極めて微量の水や、反応に用いる原料中に含まれる極めて微量の水のように、不可避的に反応系中に混入する水は対象としなくてもよいことを意味する。 In the present invention, the amount of water in the reaction system is determined by the fluorine-containing oligomer (1) from the viewpoint of efficiently obtaining a nanocomposite having excellent water resistance even when the amount of the fluorine-containing oligomer (1) is used. It is 0.5% by mass or less with respect to the total mass of 1) and magnesium oxide nanoparticles. The reaction system may be a mixed solution containing a fluorine-containing oligomer (1), magnesium oxide nanoparticles, a dispersion medium, and other reaction adjusting substances. The amount of water in the reaction system is 0.4% by mass or less, further 0.3% by mass or less, further 0.2% by mass or less, and further based on the total mass of the fluorine-containing oligomer (1) and magnesium oxide nanoparticles. It is preferably 0.1% by mass or less. The reaction system may be substantially water-free, i.e., the water content may be substantially 0% by weight. Here, the fact that the reaction system is substantially free of water or the content of water is substantially 0% by mass is based on the water intentionally added to the reaction system. This means that it is not necessary to target water that is inevitably mixed in the reaction system, such as extremely small amounts of water taken in from the atmosphere and extremely small amounts of water contained in the raw materials used for the reaction.

本発明では、反応開始の時点で反応系中の水の量が含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対して、0.5質量%以下、更に前記の範囲であればよい。反応開始の時点は、含フッ素オリゴマー(1)、酸化マグネシウムナノ粒子、及び分散媒の三成分が最初に接触した時点であってよい。
本発明の対象とする反応では、通常、反応開始の時点で反応系中の水の量が含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対して、0.5質量%以下であれば、反応終了の時点でも0.5質量%以下となる。
In the present invention, the amount of water in the reaction system at the start of the reaction may be 0.5% by mass or less with respect to the total mass of the fluorine-containing oligomer (1) and magnesium oxide nanoparticles, and further within the above range. .. The time point at which the reaction starts may be the time when the three components of the fluorine-containing oligomer (1), magnesium oxide nanoparticles, and the dispersion medium first come into contact with each other.
In the reaction targeted by the present invention, the amount of water in the reaction system at the start of the reaction is usually 0.5% by mass or less with respect to the total mass of the fluorine-containing oligomer (1) and magnesium oxide nanoparticles. For example, it is 0.5% by mass or less even at the end of the reaction.

本発明のナノコンポジットの製造方法では、用いる分散媒中の水の量が上記範囲であることが好ましい。すなわち、反応開始の時点で分散媒中の水の量が上記範囲であることが好ましい。 In the method for producing a nanocomposite of the present invention, the amount of water in the dispersion medium used is preferably in the above range. That is, the amount of water in the dispersion medium at the start of the reaction is preferably in the above range.

本発明のナノコンポジットの製造方法は、反応系中に水を添加する操作を行わずに実施することができる。 The method for producing a nanocomposite of the present invention can be carried out without adding water to the reaction system.

本発明のナノコンポジットの製造方法では、反応時間などの条件にもよるが、大気中、のように解放された雰囲気下で反応させることができる。よって、常圧下で反応を行うことができる。また、雰囲気から反応系に取り込まれる水の量を抑えるために、窒素雰囲気下で反応を行う、密閉系で反応を行う、などの条件を採用してもよい。 In the method for producing a nanocomposite of the present invention, the reaction can be carried out in an open atmosphere such as in the atmosphere, although it depends on conditions such as reaction time. Therefore, the reaction can be carried out under normal pressure. Further, in order to suppress the amount of water taken into the reaction system from the atmosphere, conditions such as performing the reaction in a nitrogen atmosphere or performing the reaction in a closed system may be adopted.

反応系中の水の量は、通常、反応系を構成する各成分中の水の量とそれらの仕込量に基づいて算出することもできる。
また、反応系中の水の量が極めて微量であると考えられる場合などは、カールフィッシャー法により測定することもできる。カールフィッシャー法は、例えば、測定装置として、平沼産業(株)製、型番 AQ300を用いて行うことができる。
本発明では、仕込量に基づいて算出された反応系中の水の量、及びカールフィッシャー法により測定された反応系中の水の量が、少なくとも一方が、前記範囲であればよい。
The amount of water in the reaction system can usually be calculated based on the amount of water in each component constituting the reaction system and the amount charged therein.
Further, when the amount of water in the reaction system is considered to be extremely small, it can be measured by the Karl Fischer method. The Karl Fischer method can be performed using, for example, a measuring device manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd., model number AQ300.
In the present invention, at least one of the amount of water in the reaction system calculated based on the charged amount and the amount of water in the reaction system measured by the Karl Fischer method may be in the above range.

本発明のナノコンポジットの製造方法では、前記所定の反応系中で、含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子とを反応させてナノコンポジットを得る。反応系は、酸性、アルカリ性、何れの条件であってもよい。アルカリ性条件は、必要に応じてアンモニアなどのpH調整剤を反応系に添加することで得ることができる。酸性条件は、必要に応じて酢酸などのpH調整剤を反応系に添加することで得ることができる。 In the method for producing a nanocomposite of the present invention, a fluorine-containing oligomer (1) is reacted with magnesium oxide nanoparticles in the predetermined reaction system to obtain a nanocomposite. The reaction system may be acidic or alkaline. Alkaline conditions can be obtained by adding a pH adjuster such as ammonia to the reaction system as needed. Acidic conditions can be obtained by adding a pH regulator such as acetic acid to the reaction system as needed.

反応原料の種類や量にもよるが、含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子との反応温度は、好ましくは0〜60℃、より好ましくは10〜40℃から選択することができる。 Although it depends on the type and amount of the reaction raw material, the reaction temperature of the fluorine-containing oligomer (1) and the magnesium oxide nanoparticles can be preferably selected from 0 to 60 ° C, more preferably 10 to 40 ° C.

反応原料の種類や量にもよるが、含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子との反応時間は、好ましくは10分〜24時間、より好ましくは20分〜10時間、更に好ましくは30分〜5時間から選択することができる。 Although it depends on the type and amount of the reaction raw material, the reaction time between the fluorine-containing oligomer (1) and the magnesium oxide nanoparticles is preferably 10 minutes to 24 hours, more preferably 20 minutes to 10 hours, and further preferably 30 minutes. You can choose from ~ 5 hours.

含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子との反応の終了は、白濁の発生や析出物の沈降によって確認することができる。反応の終了により、含フッ素オリゴマー(1)及び/又はその重合物と酸化マグネシウムナノ粒子とを含むナノコンポジットの分散液が得られる。 The completion of the reaction between the fluorine-containing oligomer (1) and the magnesium oxide nanoparticles can be confirmed by the generation of cloudiness and the precipitation of precipitates. Upon completion of the reaction, a dispersion of a nanocomposite containing the fluorine-containing oligomer (1) and / or a polymer thereof and magnesium oxide nanoparticles is obtained.

本発明では、通常、ナノコンポジットと分散媒とを含む分散液として反応物が得られる。 In the present invention, a reaction product is usually obtained as a dispersion liquid containing a nanocomposite and a dispersion medium.

本発明のナノコンポジットの製造方法では、更に、含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子との反応後に、反応混合物から分散媒を除去することができる。
分散媒の除去は、分散媒の種類や量に応じた公知の方法を採用することができる。例えば、分散媒がアルコール、更に炭素数1〜6、好ましくは炭素数1〜3の1価アルコールの場合、エバポレーター等を用いた減圧蒸留により除去することができる。分散媒の除去により、粉体のナノコンポジットが得られる。
In the method for producing nanocomposites of the present invention, the dispersion medium can be further removed from the reaction mixture after the reaction between the fluorine-containing oligomer (1) and the magnesium oxide nanoparticles.
For the removal of the dispersion medium, a known method according to the type and amount of the dispersion medium can be adopted. For example, when the dispersion medium is an alcohol and further a monohydric alcohol having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, it can be removed by vacuum distillation using an evaporator or the like. Removal of the dispersion medium gives a powder nanocomposite.

本発明の製造方法により得られたナノコンポジットは、含フッ素オリゴマー(1)と、酸化マグネシウムナノ粒子とを含んで構成される複合体である。この複合体は、ナノサイズの複合体粒子である。 The nanocomposite obtained by the production method of the present invention is a complex composed of a fluorine-containing oligomer (1) and magnesium oxide nanoparticles. This complex is a nano-sized complex particle.

本発明により製造されたナノコンポジットは、含フッ素オリゴマー(1)を構成単位とする重合物と酸化マグネシウムナノ粒子とが複合化してなるものが好ましい。更に、本発明により製造されたナノコンポジットは、含フッ素オリゴマー(1)を構成単位とする重合物をシェルとし、酸化マグネシウムナノ粒子をコアとする、コア−シェル構造を有するもの、例えば含フッ素オリゴマー(1)を構成単位とする重合物のシェルで、コアである酸化マグネシウムナノ粒子がカプセル化されてなるものが好ましい。 The nanocomposite produced according to the present invention is preferably a composite of a polymer having a fluorine-containing oligomer (1) as a constituent unit and magnesium oxide nanoparticles. Further, the nanocomposite produced according to the present invention has a core-shell structure in which a polymer having a fluorine-containing oligomer (1) as a constituent unit is used as a shell and magnesium oxide nanoparticles are used as a core, for example, a fluorine-containing oligomer. A polymer shell having (1) as a constituent unit, in which magnesium oxide nanoparticles as a core are encapsulated, is preferable.

本発明により製造されたナノコンポジットは、粒子状であり、個々の粒子は、特に形状に制限はないが、球形又は球形に近い形状であることが好ましい。本発明により製造されたナノコンポジットの平均粒子径は、好ましくは5〜500nm、より好ましくは20〜100nm、更に好ましくは20〜70nmである。5nm以上であると、一次粒子が凝集せず取り扱いが容易となるためである。一方、500nm以下であると、樹脂フィルムや樹脂成形品に配合した場合に機械的特性を維持しやすいためである。また樹脂フィルムの透明性も維持できる。本発明により製造されたナノコンポジットの平均粒子径は、動的光散乱法(DLS:Dynamic Light Scattering Measurement)により測定されたものである。平均粒子径は、例えば、ダイナミック光散乱光度計により測定することができ、具体的には、ナノコンポジットを分散媒にマグネチックスターラーで24時間程度撹拌、分散し、得られた分散液をダイナミック光散乱光度計(例えば、大塚電子株式会社製、型番:DLS−7000HL)を用いて測定することができる。 The nanocomposite produced by the present invention is in the form of particles, and the individual particles are not particularly limited in shape, but are preferably spherical or close to spherical. The average particle size of the nanocomposite produced according to the present invention is preferably 5 to 500 nm, more preferably 20 to 100 nm, and even more preferably 20 to 70 nm. This is because if the size is 5 nm or more, the primary particles do not aggregate and the handling becomes easy. On the other hand, when it is 500 nm or less, it is easy to maintain the mechanical properties when blended in a resin film or a resin molded product. Moreover, the transparency of the resin film can be maintained. The average particle size of the nanocomposite produced according to the present invention is measured by a dynamic light scattering method (DLS). The average particle size can be measured by, for example, a dynamic light scattering photometer. Specifically, the nanocomposite is used as a dispersion medium by stirring and dispersing with a magnetic stirrer for about 24 hours, and the obtained dispersion is subjected to dynamic light. It can be measured using a scattered photometer (for example, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., model number: DLS-7000HL).

本発明のナノコンポジットの製造方法は、更に、分散媒を除去して得られたナノコンポジットを、新たな分散媒に分散させることができる。これにより、前記ナノコンポジットを新たな分散媒に分散させてなるナノコンポジット分散液が得られる。
新たな分散媒は、前記反応系に用いる分散媒から選択することができる。
新たな分散媒は、前記反応系に用いる分散媒と同じ種類のものでも、異なる種類のものでもよい。
新たな分散媒は、アルコール、更に炭素数1〜6の1価アルコール、更に炭素数1〜3の1価アルコールが好ましい。新たな分散媒は、水の含有量が少ない、例えば、5質量%以下であることが好ましい。
新たな分散媒は、得られるナノコンポジット分散液中のナノコンポジットの濃度が、5〜10質量%、更に10〜20質量%、更に20〜30質量%となるように用いられるのが好ましい。
In the method for producing a nanocomposite of the present invention, the nanocomposite obtained by removing the dispersion medium can be further dispersed in a new dispersion medium. As a result, a nanocomposite dispersion liquid obtained by dispersing the nanocomposite in a new dispersion medium can be obtained.
The new dispersion medium can be selected from the dispersion media used in the reaction system.
The new dispersion medium may be of the same type as the dispersion medium used in the reaction system, or may be of a different type.
The new dispersion medium is preferably an alcohol, a monohydric alcohol having 1 to 6 carbon atoms, and a monohydric alcohol having 1 to 3 carbon atoms. The new dispersion medium preferably has a low water content, for example, 5% by mass or less.
The new dispersion medium is preferably used so that the concentration of the nanocomposite in the obtained nanocomposite dispersion liquid is 5 to 10% by mass, further 10 to 20% by mass, and further 20 to 30% by mass.

本発明により得られたナノコンポジット分散液は、基材に塗布し、乾燥させて、基材表面に被膜を形成させることができる。この被膜はオレイン酸やドデカン等の有機系媒体に対する接触角が大きく、撥油性を示し、また、水に対する接触角も大きく、防汚性を示すことから、ナノコンポジット分散液は、撥水・撥油剤や防汚剤等のコーティング剤として利用しうる。 The nanocomposite dispersion obtained by the present invention can be applied to a base material and dried to form a film on the surface of the base material. Since this film has a large contact angle with an organic medium such as oleic acid or dodecane and exhibits oil repellency, and also has a large contact angle with water and exhibits antifouling property, the nanocomposite dispersion liquid is water repellent and repellent. It can be used as a coating agent for oils and antifouling agents.

本発明により得られたナノコンポジット分散液を適用する際は、例えば、基材(金属、ガラス、ゴム、樹脂、布帛、木材、紙等)に、ナノコンポジット分散液をスプレー、スピン、ディップ等で塗布し、基材表面に塗膜を形成する。塗布は、基材の表面を改質する程度であってもよい。 When applying the nanocomposite dispersion obtained by the present invention, for example, the nanocomposite dispersion is sprayed, spun, dip or the like on a base material (metal, glass, rubber, resin, cloth, wood, paper, etc.). It is applied to form a coating film on the surface of the substrate. The coating may be such that the surface of the base material is modified.

本発明のナノコンポジットの製造方法の一例として、
含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子と分散媒とを混合して反応系を得る工程1と、
前記反応系中で含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子とを反応させてナノコンポジットを得る工程2と、
を含む、ナノコンポジットの製造方法であって、
前記反応系中の含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子の量が、酸化マグネシウムナノ粒子100質量部に対して、含フッ素オリゴマー(1)が1〜70質量部であり、
前記反応系中の水の量が、含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対して、0.5質量%以下である、
ナノコンポジットの製造方法が挙げられる。
また、本発明のナノコンポジットの製造方法の他の例として、
含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子と分散媒とを混合して反応系を得る工程1と、
前記反応系中で含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子とを反応させてナノコンポジットを得る工程2と、
前記分散液から分散媒を除去してナノコンポジットを得る工程3と、
を含む、ナノコンポジットの製造方法であって、
前記反応系中の含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子の量が、酸化マグネシウムナノ粒子100質量部に対して、含フッ素オリゴマー(1)が1〜70質量部であり、
前記反応系中の水の量が、含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対して、0.5質量%以下である、
ナノコンポジットの製造方法が挙げられる。
また、本発明のナノコンポジットの製造方法の他の例として、
含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子と分散媒とを混合して反応系を得る工程1と、
前記反応系中で含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子とを反応させてナノコンポジットを得る工程2と、
前記分散液から分散媒を除去してナノコンポジットを得る工程3と、
前記ナノコンポジットを新たな分散媒に分散させる工程4と、
を含む、ナノコンポジットの製造方法であって、
前記反応系中の含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子の量が、酸化マグネシウムナノ粒子100質量部に対して、含フッ素オリゴマー(1)が1〜70質量部であり、
前記反応系中の水の量が、含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対して、0.5質量%以下である、
ナノコンポジットの製造方法が挙げられる。
工程1〜工程4は、前記した本発明のナノコンポジットの製造方法の対応する事項により実施でき、化合物等の具体例や好ましい態様も同じである。
As an example of the method for producing a nanocomposite of the present invention,
Step 1 of mixing the fluorine-containing oligomer (1), magnesium oxide nanoparticles, and a dispersion medium to obtain a reaction system, and
Step 2 of reacting the fluorine-containing oligomer (1) with magnesium oxide nanoparticles in the reaction system to obtain a nanocomposite.
A method for manufacturing nanocomposites, including
The amount of the fluorine-containing oligomer (1) and the magnesium oxide nanoparticles in the reaction system is 1 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the magnesium oxide nanoparticles.
The amount of water in the reaction system is 0.5% by mass or less with respect to the total mass of the fluorine-containing oligomer (1) and the magnesium oxide nanoparticles.
A method for producing a nanocomposite can be mentioned.
Further, as another example of the method for producing a nanocomposite of the present invention,
Step 1 of mixing the fluorine-containing oligomer (1), magnesium oxide nanoparticles, and a dispersion medium to obtain a reaction system, and
Step 2 of reacting the fluorine-containing oligomer (1) with magnesium oxide nanoparticles in the reaction system to obtain a nanocomposite.
Step 3 of removing the dispersion medium from the dispersion to obtain a nanocomposite,
A method for manufacturing nanocomposites, including
The amount of the fluorine-containing oligomer (1) and the magnesium oxide nanoparticles in the reaction system is 1 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the magnesium oxide nanoparticles.
The amount of water in the reaction system is 0.5% by mass or less with respect to the total mass of the fluorine-containing oligomer (1) and the magnesium oxide nanoparticles.
A method for producing a nanocomposite can be mentioned.
Further, as another example of the method for producing a nanocomposite of the present invention,
Step 1 of mixing the fluorine-containing oligomer (1), magnesium oxide nanoparticles, and a dispersion medium to obtain a reaction system, and
Step 2 of reacting the fluorine-containing oligomer (1) with magnesium oxide nanoparticles in the reaction system to obtain a nanocomposite.
Step 3 of removing the dispersion medium from the dispersion to obtain a nanocomposite,
Step 4 of dispersing the nanocomposite in a new dispersion medium,
A method for manufacturing nanocomposites, including
The amount of the fluorine-containing oligomer (1) and the magnesium oxide nanoparticles in the reaction system is 1 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the magnesium oxide nanoparticles.
The amount of water in the reaction system is 0.5% by mass or less with respect to the total mass of the fluorine-containing oligomer (1) and the magnesium oxide nanoparticles.
A method for producing a nanocomposite can be mentioned.
Steps 1 to 4 can be carried out according to the corresponding matters of the method for producing a nanocomposite of the present invention described above, and specific examples and preferred embodiments of compounds and the like are also the same.

また、本発明のナノコンポジットの製造方法の他の例として、
含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子とを反応媒体中で反応させてナノコンポジットを得る、ナノコンポジットの製造方法であって、
水の含有量が含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対して、0.5質量%以下である分散媒に、含フッ素オリゴマー(1)と酸化マグネシウムナノ粒子と反応媒体とを混合し、
含フッ素オリゴマーの量が、酸化マグネシウムナノ粒子100質量部に対して、1〜70質量部である、
ナノコンポジットの製造方法が挙げられる。
Further, as another example of the method for producing a nanocomposite of the present invention,
A method for producing a nanocomposite, which comprises reacting a fluorine-containing oligomer (1) with magnesium oxide nanoparticles in a reaction medium to obtain a nanocomposite.
A dispersion medium having a water content of 0.5% by mass or less based on the total mass of the fluorine-containing oligomer (1) and magnesium oxide nanoparticles, and a fluorine-containing oligomer (1), magnesium oxide nanoparticles, and a reaction medium. Mix and
The amount of the fluorine-containing oligomer is 1 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of magnesium oxide nanoparticles.
A method for producing a nanocomposite can be mentioned.

[複合材料の製造方法]
本発明は、
前記本発明の製造方法でナノコンポジットを得る工程(A)と、
前記工程(A)で得られたナノコンポジット又はナノコンポジット分散液を有機材料に分散させる工程(B)と、
を含む、複合材料の製造方法を提供する。
[Manufacturing method of composite material]
The present invention
The step (A) of obtaining a nanocomposite by the production method of the present invention and
The step (B) of dispersing the nanocomposite or the nanocomposite dispersion liquid obtained in the step (A) in an organic material, and
To provide a method for producing a composite material, including.

工程(A)は、本発明のナノコンポジットの製造方法により実施される。
工程(A)で、ナノコンポジット又はナノコンポジット分散液を得て、工程(B)に用いる。
Step (A) is carried out by the method for producing nanocomposites of the present invention.
In step (A), a nanocomposite or nanocomposite dispersion is obtained and used in step (B).

工程(B)で用いる有機材料としては、樹脂、重合性モノマー及び重合性オリゴマーから選ばれる1種以上の有機材料が挙げられる。 Examples of the organic material used in the step (B) include one or more organic materials selected from resins, polymerizable monomers and polymerizable oligomers.

樹脂としては、例えばフェノール樹脂(PF)、エポキシ樹脂(EP)、メラミン樹脂(MF)、尿素樹脂(ユリア樹脂、UF)、不飽和ポリエステル樹脂(UP)、アルキド樹脂、ポリウレタン(PUR)、熱硬化性ポリイミド(PI)等の熱硬化性樹脂、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン(PS)、ポリ酢酸ビニル(PVAc)、ポリウレタン(PUR)、ABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂)、アクリル樹脂(PMMA)等の熱可塑性樹脂、ポリアミド(PA)ナイロン、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル(m−PPE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート(GF−PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、環状ポリオレフィン(COP)等のエンジニアリング・プラスチック、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリテトラフロロエチレン(PTFE)、ポリサルフォン(PSF)、ポリエーテルサルフォン(PES)等のスーパーエンジニアリングプラスチック等を挙げることができるが、これらには限定されない。 Examples of the resin include phenol resin (PF), epoxy resin (EP), melamine resin (MF), urea resin (ureia resin, UF), unsaturated polyester resin (UP), alkyd resin, polyurethane (PUR), and heat curing. Thermo-curable resin such as property polyimide (PI), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride, polystyrene (PS), polyvinyl acetate (PVAc), polyurethane (PUR), Thermoplastic resin such as ABS resin (acrylonitrile butadiene styrene resin), acrylic resin (PMMA), polyamide (PA) nylon, polyacetal (POM), polycarbonate (PC), modified polyphenylene ether (m-PPE), polyethylene terephthalate (PET) , Engineering plastics such as glass fiber reinforced polyethylene terephthalate (GF-PET), polybutylene terephthalate (PBT), cyclic polyolefin (COP), polyphenylensulfide (PPS), polytetrafluoroethylene (PTFE), polysulfone (PSF), Examples thereof include, but are not limited to, super engineering plastics such as polyether sulfone (PES).

重合性モノマー及び/又はオリゴマーとしては、重合性官能基を2つ(すなわち、2官能)以上有する多官能モノマー及び/又はオリゴマーが好ましい。例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、ポリエステルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メタ)アクリレート、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、アダマンチルジ(メタ)アクリレート、イソボロニルジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートや、これらをPO、EO等で変性したもの等の2官能性モノマー、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)、ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGDA)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)等の多官能モノマー等、他官能のウレタンオリゴマー、ポリエステルオリゴマー等のオリゴマー等を挙げることができるが、これらには限定されない。 As the polymerizable monomer and / or oligomer, a polyfunctional monomer and / or oligomer having two or more polymerizable functional groups (that is, bifunctional) is preferable. For example, trimethylpropantri (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate. , Dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylol propanetri (meth) acrylate, ditrimethylol propanetetra (meth) acrylate, di Pentaerythritol Penta (meth) acrylate, tripentaerythritol octa (meth) acrylate, tetrapentaerythritol deca (meth) acrylate, isocyanuric acid tri (meth) acrylate, isocyanuric acid di (meth) acrylate, polyester tri (meth) acrylate, polyester Di (meth) acrylate, bisphenol di (meth) acrylate, diglycerin tetra (meth) acrylate, adamantyl di (meth) acrylate, isobolonyl di (meth) acrylate, dicyclopentane di (meth) acrylate, tricyclodecandi (meth) Bifunctional monomers such as acrylates, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylates and those modified with PO, EO, etc., pentaerythritol triacrylate (PETA), neopentyl glycol diacrylate (NPGDA), dipentaerythritol hexa. Examples thereof include polyfunctional monomers such as acrylate (DPHA), dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA), and trimetyl propanetriacrylate (TMPTA), other functional urethane oligomers, and oligomers such as polyester oligomers. Is not limited.

また、塗膜硬度等の観点から、上記2官能以上のモノマー及び/又は2官能以上のオリゴマーが好適ではあるが、粘度調整等の目的で、1官能のモノマー及び/又は1官能のオリゴマーを用いることもできる。 Further, from the viewpoint of coating film hardness and the like, the above-mentioned bifunctional or higher functional monomer and / or bifunctional or higher functional oligomer is preferable, but for the purpose of viscosity adjustment or the like, a monofunctional monomer and / or a monofunctional oligomer is used. You can also do it.

工程(B)では、有機材料100質量部に対して、ナノコンポジットを、好ましくは0.01〜1000質量部、より好ましくは0.05〜800質量部、更に好ましくは0.1〜500質量部用いる。ナノコンポジットの使用割合が0.01質量部以上であると、得られる成形品の熱伝導性、撥水・撥油性、化学安定性、耐酸性、表面特性を十分に向上させることができ、1000質量部以下であると、得られる樹脂成形品の柔軟性、弾性等の機械的特性が良好となる。 In the step (B), the nanocomposite is preferably 0.01 to 1000 parts by mass, more preferably 0.05 to 800 parts by mass, and further preferably 0.1 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic material. Use. When the proportion of the nanocomposite used is 0.01 parts by mass or more, the thermal conductivity, water / oil repellency, chemical stability, acid resistance, and surface characteristics of the obtained molded product can be sufficiently improved, and 1000 When it is less than a part by mass, the mechanical properties such as flexibility and elasticity of the obtained resin molded product become good.

例えば、
有機溶剤に溶解した樹脂、有機溶剤に溶解した重合性モノマー、有機溶剤に溶解したオリゴマー、又は、有機溶剤等を含まないペレット状や粉状の樹脂に、工程(A)で得られたナノコンポジットあるいはナノコンポジット分散液を添加し、基材等へ塗布し、熱硬化あるいは光硬化等により塗膜を形成した状態、あるいは
前述有機溶剤を含まない樹脂が加熱溶融され、ナノコンポジットと混合された後、金型で所定形状に成形された状態、
とすることで複合材料となる。
For example
Nanocomposite obtained in step (A) on a resin dissolved in an organic solvent, a polymerizable monomer dissolved in an organic solvent, an oligomer dissolved in an organic solvent, or a pellet-shaped or powder-like resin containing no organic solvent or the like. Alternatively, a nanocomposite dispersion is added, applied to a substrate or the like, and a coating film is formed by thermosetting or photocuring, or after the above-mentioned resin containing no organic solvent is heated and melted and mixed with the nanocomposite. , In the state of being molded into a predetermined shape with a mold,
By doing so, it becomes a composite material.

含フッ素オリゴマー(1)は、複合材料の状態では、ゾル−ゲル反応が進行し、網目構造を有する。この含フッ素オリゴマー(1)は、両末端に選択的にフッ素原子(表面特性の向上に寄与する原子)が導入されているために、最終的に得られる樹脂フィルムや樹脂成型品の表面に高い効率でフッ素原子を存在させることができる。これにより、樹脂フィルムや樹脂成型品の表面特性(防汚性、撥水・撥油性等)が向上する。 The fluorine-containing oligomer (1) has a network structure in which the sol-gel reaction proceeds in the state of a composite material. This fluorine-containing oligomer (1) is high on the surface of the finally obtained resin film or resin molded product because fluorine atoms (atoms that contribute to the improvement of surface characteristics) are selectively introduced at both ends. Fluorine atoms can be present efficiently. As a result, the surface characteristics (stain resistance, water repellency, oil repellency, etc.) of the resin film and the resin molded product are improved.

本発明により得られたナノコンポジットを用いることにより改質された表面は、撥水・撥油性を示し、フッ素の特徴である耐熱性、耐薬品性、耐UV性等の耐久性に優れた特性を示す。水や紫外線に晒されることが多く、メンテナンスが容易でない用途や、油脂や指紋、化粧品、日焼け止めクリーム、人や動物の排泄物、油等が付着し易い用途に有効であり、例えば自動車、電車、船舶、航空機、高層ビル等の窓ガラス又は強化ガラス、ヘッドランプカバー、アウトドア用品、電話ボックス、屋外用の大型ディスプレイ、浴槽、洗面台のようなサニタリー製品、化粧道具、台所用建材、水槽、美術品等の指紋付着防止付与のコーティング等が挙げられる。その他、コンパクトディスク、DVD等の指紋付着防止コーティング、金型用に離型剤あるいは塗料添加剤、樹脂改質剤としても有用である。また、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、PDA、ポータブルオーディオプレーヤー、カーオーディオ、ゲーム機器、眼鏡レンズ、カメラレンズ、レンズフィルター、サングラス、胃カメラ等の医療用器機、複写機、PC、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、タッチパネルディスプレイ、保護フィルム、反射防止フィルム等の光学物品への展開が考えられる。また、本発明により得られたナノコンポジットは、酸化マグネシウムの耐水性等に優れるため、フィラー、更に半導体封止樹脂用フィラーとして好適である。 The surface modified by using the nanocomposite obtained by the present invention exhibits water and oil repellency, and has excellent durability such as heat resistance, chemical resistance, and UV resistance, which are the characteristics of fluorine. Is shown. It is effective for applications that are often exposed to water and ultraviolet rays and are not easy to maintain, and applications where oils and fats, fingerprints, cosmetics, sunscreen creams, human and animal excrement, oil, etc. easily adhere, for example, automobiles and trains. , Window glass or tempered glass for ships, aircraft, skyscrapers, headlamp covers, outdoor equipment, telephone boxes, large outdoor displays, bathtubs, sanitary products such as wash basins, cosmetic tools, kitchen building materials, water tanks, etc. Examples thereof include coatings for preventing fingerprint adhesion of fine arts and the like. In addition, it is also useful as an anti-fingerprint coating for compact discs, DVDs, etc., as a mold release agent or paint additive for molds, and as a resin modifier. In addition, car navigation systems, mobile phones, digital cameras, digital video cameras, PDAs, portable audio players, car audio systems, game machines, eyeglass lenses, camera lenses, lens filters, sunglasses, gastrocameras and other medical equipment, copying machines, PCs. , Liquid crystal display, organic EL display, plasma display, touch panel display, protective film, antireflection film and other optical articles. Moreover, since the nanocomposite obtained by the present invention is excellent in water resistance of magnesium oxide and the like, it is suitable as a filler and a filler for a semiconductor encapsulating resin.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。しかし、本発明に係るナノコンポジットの製造方法は以下の実施例に限定されるものではない。なお、単位%は、特に指定のない場合は質量%を表す。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the method for producing a nanocomposite according to the present invention is not limited to the following examples. The unit% represents mass% unless otherwise specified.

<実施例1>
室温(25℃)下で、メタノール5mlを加えたサンプル瓶に、一般式(1−1)の含フッ素オリゴマー167mg、酸化マグネシウムナノ粒子250mg(平均粒子径:約50nm、シグマアルドリッチジャパン株式会社)を加え、30分以上撹拌をした。更に、室温(25℃)下で、5時間反応させた。ここで反応の終了は白濁や、析出物の沈降によって確認することができる。得られた混合物は、含フッ素オリゴマー/酸化マグネシウムナノ粒子のナノコンポジットが分散媒であるメタノールに分散した分散液〔以下、分散液(A−1)という〕であった。なお、含フッ素オリゴマーは、一般式(1−1)中のRf3及びRf4が、それぞれ、−CF(CF)OCであり、oが2〜3の化合物であった。なお、メタノールは、和光純薬工業(株)製、試薬、含水量0.2質量%以下を用いた(他の実施例、比較例でも同様)。
<Example 1>
At room temperature (25 ° C.), in a sample bottle containing 5 ml of methanol, 167 mg of a fluorine-containing oligomer of the general formula (1-1) and 250 mg of magnesium oxide nanoparticles (average particle size: about 50 nm, Sigma Aldrich Japan Co., Ltd.) were added. In addition, the mixture was stirred for 30 minutes or more. Further, the reaction was carried out at room temperature (25 ° C.) for 5 hours. Here, the completion of the reaction can be confirmed by cloudiness or precipitation of precipitates. The obtained mixture was a dispersion liquid in which nanocomposites of fluorine-containing oligomers / magnesium oxide nanoparticles were dispersed in methanol as a dispersion medium [hereinafter referred to as dispersion liquid (A-1)]. In the fluorine-containing oligomer, R f3 and R f4 in the general formula (1-1) were -CF (CF 3 ) OC 3 F 7 , respectively, and o was a compound of 2 to 3. As methanol, Wako Pure Chemical Industries, Ltd., a reagent, and a water content of 0.2% by mass or less were used (the same applies to other examples and comparative examples).

反応終了後、エバポレーター(80〜100℃)を用いて分散液(A−1)からメタノールを除去し、その後、反応物を再度メタノール中に数時間撹拌し分散させ、更に遠心分離機を用い、メタノールを除去させ、メタノールで3回洗浄を行った後、沈殿物を得た。得られた沈殿物を50℃で24時間真空乾燥後、含フッ素オリゴマー/酸化マグネシウムのナノコンポジットを粉体として得た。原料の使用量、及びナノコンポジットの収率を表1に示す。
また、図1(a)に、実施例1で得られたナノコンポジットのTEM(透過電子顕微鏡)写真を示した。図1(a)中、画像中央から左下に黒く塗りつぶされた状態で映し出されているのは、TEM写真の撮影に用いたグリッドの一部である。また、図1(c)として、原料として用いた酸化マグネシウムナノ粒子のTEM写真も示した。図1(c)との対比から、図1(a)では、酸化マグネシウムナノ粒子を被覆する層が形成されているのが確認できる。
After completion of the reaction, methanol was removed from the dispersion (A-1) using an evaporator (80 to 100 ° C.), and then the reaction was stirred again in methanol for several hours to disperse, and then a centrifuge was used. After removing methanol and washing with methanol three times, a precipitate was obtained. The obtained precipitate was vacuum dried at 50 ° C. for 24 hours to obtain a fluorine-containing oligomer / magnesium oxide nanocomposite as a powder. Table 1 shows the amount of raw materials used and the yield of nanocomposites.
Further, FIG. 1A shows a TEM (transmission electron microscope) photograph of the nanocomposite obtained in Example 1. In FIG. 1 (a), a part of the grid used for taking the TEM photograph is projected in a blackened state from the center of the image to the lower left. In addition, as FIG. 1 (c), a TEM photograph of magnesium oxide nanoparticles used as a raw material is also shown. From the comparison with FIG. 1 (c), it can be confirmed that the layer covering the magnesium oxide nanoparticles is formed in FIG. 1 (a).

<実施例2〜6>
実施例1に準拠し、下表1に示す配合処方に従い、それぞれナノコンポジットを得た。得られた結果を表1に示す。実施例5、6では、5時間の反応を行う直前に所定量の水を反応系に添加した。
また、図1(b)に、実施例2で得られたナノコンポジットのTEM(透過電子顕微鏡)写真を示した。図1(b)中、画像中央から左下に黒く塗りつぶされた状態で映し出されているのは、TEM写真の撮影に用いたグリッドの一部である。図1(c)との対比から、図1(b)では、酸化マグネシウムナノ粒子を被覆する層が形成されているのが確認できる。
<Examples 2 to 6>
Nanocomposites were obtained in accordance with Example 1 and according to the formulation shown in Table 1 below. The results obtained are shown in Table 1. In Examples 5 and 6, a predetermined amount of water was added to the reaction system immediately before the reaction for 5 hours.
Further, FIG. 1 (b) shows a TEM (transmission electron microscope) photograph of the nanocomposite obtained in Example 2. In FIG. 1 (b), a part of the grid used for taking the TEM photograph is projected in a blackened state from the center of the image to the lower left. From the comparison with FIG. 1 (c), it can be confirmed that the layer covering the magnesium oxide nanoparticles is formed in FIG. 1 (b).

<比較例1>
室温(25℃)下で、メタノール5mlを加えたサンプル瓶に、一般式(1−1)の含フッ素オリゴマー50mg、酸化マグネシウムナノ粒子250mg(平均粒子径:約50nm、シグマアルドリッチジャパン株式会社)を加え、30分以上撹拌をした。更に、水2mlを加えて、室温(25℃)下で、5時間反応させた。ここで反応の終了は白濁や、析出物の沈降によって確認することができる。得られた混合物は、含フッ素オリゴマー/酸化マグネシウムナノ粒子のナノコンポジットが分散媒であるメタノールに分散した分散液〔以下、分散液(A−1)という〕であった。なお、含フッ素オリゴマーは、一般式(1−1)中のRf3及びRf4が、それぞれ、−CF(CF)OCであり、oが2〜3の化合物であった。
反応終了後、実施例1と同様の処理を行い、含フッ素オリゴマー/酸化マグネシウムのナノコンポジットを粉体として得た。原料の使用量、及びナノコンポジットの収率を表1に示す。
<Comparative example 1>
At room temperature (25 ° C.), in a sample bottle containing 5 ml of methanol, 50 mg of a fluorine-containing oligomer of the general formula (1-1) and 250 mg of magnesium oxide nanoparticles (average particle size: about 50 nm, Sigma Aldrich Japan Co., Ltd.) were added. In addition, the mixture was stirred for 30 minutes or more. Further, 2 ml of water was added, and the mixture was reacted at room temperature (25 ° C.) for 5 hours. Here, the completion of the reaction can be confirmed by cloudiness or precipitation of precipitates. The obtained mixture was a dispersion liquid in which nanocomposites of fluorine-containing oligomers / magnesium oxide nanoparticles were dispersed in methanol as a dispersion medium [hereinafter referred to as dispersion liquid (A-1)]. In the fluorine-containing oligomer, R f3 and R f4 in the general formula (1-1) were -CF (CF 3 ) OC 3 F 7 , respectively, and o was a compound of 2 to 3.
After completion of the reaction, the same treatment as in Example 1 was carried out to obtain a fluorine-containing oligomer / magnesium oxide nanocomposite as a powder. Table 1 shows the amount of raw materials used and the yield of nanocomposites.

[ナノコンポジットの耐水性]
実施例1〜6及び比較例1で得られたナノコンポジットを、酸化マグネシウム換算の量として10mg採取し、撹拌子(1.5cm角)が入った9mlのサンプル瓶に投入した。そこに、水5mlを投入した。サンプル瓶の蓋をし、撹拌子の回転数を1000rpmとして撹拌しながら、40時間浸漬させた。浸漬は、環境温度25℃で行った。
浸漬終了後、遠心分離を経てナノコンポジットを採取し、メタノールで洗浄した後、70℃で1日乾燥させた。
乾燥後のナノコンポジットについて、XRD回折パターンを用いて、酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムの主要なピーク強度を測定した。それらを用いて以下の式から加水分解率(%)を算出し、耐水性を評価した。加水分解率が小さいほど耐水性に優れる。結果を表1に示す。
加水分解率(%)=X/(X+Y)×100
X:浸漬後のナノコンポジットにおける水酸化マグネシウムの主要ピーク(38°付近のピーク)のピーク強度
Y:浸漬後のナノコンポジットにおける酸化マグネシウムの主要ピーク(43°付近のピーク)のピーク強度
[Water resistance of nanocomposite]
The nanocomposites obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were collected in an amount of 10 mg in terms of magnesium oxide and placed in a 9 ml sample bottle containing a stirrer (1.5 cm square). 5 ml of water was added thereto. The sample bottle was covered and immersed for 40 hours while stirring at a stirring speed of 1000 rpm. The immersion was performed at an environmental temperature of 25 ° C.
After completion of the immersion, the nanocomposite was collected by centrifugation, washed with methanol, and dried at 70 ° C. for 1 day.
For the dried nanocomposite, the major peak intensities of magnesium oxide and magnesium hydroxide were measured using an XRD diffraction pattern. Using them, the hydrolysis rate (%) was calculated from the following formula, and the water resistance was evaluated. The smaller the hydrolysis rate, the better the water resistance. The results are shown in Table 1.
Hydrolysis rate (%) = X / (X + Y) x 100
X: Peak intensity of the main peak of magnesium hydroxide (peak near 38 °) in the nanocomposite after immersion Y: Peak intensity of the main peak of magnesium oxide (peak near 43 °) in the nanocomposite after immersion

Figure 0006875699
Figure 0006875699

*1 使用量のかっこ内の数字は、酸化マグネシウムナノ粒子100質量部に対する含フッ素オリゴマーの質量部である。
*2 反応系中に添加された水の量に基づく、含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対する水の質量%
*3 ナノコンポジットの収率(%)は、以下の式から導出した。
ナノコンポジットの収率(%)=N/(O+M)×100
N:ナノコンポジットの収量
O:含フッ素オリゴマーの仕込量
M:酸化マグネシウムナノ粒子の仕込量
* 1 The number in parentheses for the amount used is the mass part of the fluorine-containing oligomer with respect to 100 parts by mass of magnesium oxide nanoparticles.
* 2 Mass% of water with respect to the total mass of fluorine-containing oligomers and magnesium oxide nanoparticles based on the amount of water added to the reaction system.
* 3 The yield (%) of nanocomposite was derived from the following formula.
Yield of nanocomposite (%) = N / (O + M) x 100
N: Yield of nanocomposite
O: Amount of fluorine-containing oligomer charged
M: Amount of magnesium oxide nanoparticles charged

Claims (8)

下記一般式(1)で表される含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子と分散媒とを含む反応系中で、含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子とを反応させてナノコンポジットを得る、ナノコンポジットの製造方法であって、
前記反応系中の含フッ素オリゴマーの量が、酸化マグネシウムナノ粒子100質量部に対して、1〜20質量部であり、
前記反応系中の水の量が、含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子の合計質量に対して、0.5質量%以下である、
ナノコンポジットの製造方法。
Figure 0006875699

[上式(1)中、
、R、X及びYは、同一でも異なっていてもよく、それぞれ、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又はアルキル基の炭素数が1〜10のアルキルカルボニルオキシ基を示す。
f1及びRf2は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ、(CFn2、又はCF(CF)−[OCFCF(CF)]n3−OCを示す。(ただしXは、水素原子、フッ素原子、又は塩素原子を示し、nは1〜10の数を、nは0〜8の数を示す。)
は1〜3の数を、mは1〜10の数を、mは0〜10の数を示す。]
A nanocomposite obtained by reacting a fluorine-containing oligomer with magnesium oxide nanoparticles in a reaction system containing a fluorine-containing oligomer represented by the following general formula (1), magnesium oxide nanoparticles, and a dispersion medium. It ’s a manufacturing method,
The amount of the fluorine-containing oligomer in the reaction system is 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of magnesium oxide nanoparticles.
The amount of water in the reaction system is 0.5% by mass or less with respect to the total mass of the fluorine-containing oligomer and magnesium oxide nanoparticles.
Manufacturing method of nanocomposite.
Figure 0006875699

[In the above formula (1),
R 1 , R 2 , X and Y may be the same or different, and the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, respectively. Indicates an alkylcarbonyloxy group.
R f1 and R f2 may be the same or different, respectively, and indicate (CF 2 ) n2 X 1 or CF (CF 3 )-[OCF 2 CF (CF 3 )] n3- OC 3 F 7. (However, X 1 indicates a hydrogen atom, a fluorine atom, or a chlorine atom, n 2 indicates a number of 1 to 10, and n 3 indicates a number of 0 to 8.)
n 1 represents a number from 1 to 3, m 1 represents a number from 1 to 10, and m 2 represents a number from 0 to 10. ]
更に、含フッ素オリゴマーと酸化マグネシウムナノ粒子との反応後に、反応系から分散媒を除去する、請求項1記載のナノコンポジットの製造方法。 The method for producing a nanocomposite according to claim 1, wherein the dispersion medium is removed from the reaction system after the reaction between the fluorine-containing oligomer and the magnesium oxide nanoparticles. 更に、分散媒を除去して得られたナノコンポジットを、新たな分散媒に分散させる、請求項2記載のナノコンポジットの製造方法。 The method for producing a nanocomposite according to claim 2, wherein the nanocomposite obtained by removing the dispersion medium is dispersed in a new dispersion medium. 含フッ素オリゴマーが、下記一般式(1−1)で表わされる化合物である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のナノコンポジットの製造方法。
Figure 0006875699

[一般式(1−1)中、Rf3及びRf4は、それぞれ、−(CFF、及び−CF(CF)O(CFCFCFO)(pは1〜10の数、qは0〜5の数である。)から選ばれる基である。oは1〜10の数である。]
The method for producing a nanocomposite according to any one of claims 1 to 3, wherein the fluorine-containing oligomer is a compound represented by the following general formula (1-1).
Figure 0006875699

[In the general formula (1-1), R f3 and R f4 are − (CF 2 ) p F and −CF (CF 3 ) O (CF 2 CFCF 3 O) q C 3 F 7 (p are, respectively). A number from 1 to 10 and q is a number from 0 to 5). o is a number from 1 to 10. ]
ナノコンポジットが前記含フッ素オリゴマーを構成単位とする重合物と酸化マグネシウムナノ粒子とが複合化してなり、平均粒子径が5〜500nmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のナノコンポジットの製造方法。 The nano according to any one of claims 1 to 4, wherein the nanocomposite is a composite of a polymer having the fluorine-containing oligomer as a constituent unit and magnesium oxide nanoparticles, and has an average particle size of 5 to 500 nm. How to make a composite. 分散媒が、アルコール、エステル、ケトン、及びエーテルから選ばれる1種以上の有機溶媒を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のナノコンポジットの製造方法。 The method for producing a nanocomposite according to any one of claims 1 to 5, wherein the dispersion medium contains one or more organic solvents selected from alcohols, esters, ketones, and ethers. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法でナノコンポジットを得る工程(A)と、
前記工程(A)で得られたナノコンポジット又はナノコンポジット分散液を有機材料に分散させる工程(B)と、
を含む、複合材料の製造方法。
The step (A) of obtaining a nanocomposite by the production method according to any one of claims 1 to 6.
The step (B) of dispersing the nanocomposite or the nanocomposite dispersion liquid obtained in the step (A) in an organic material, and
A method of manufacturing a composite material, including.
前記有機材料が、樹脂、重合性モノマー及び重合性オリゴマーから選ばれる1種以上の有機材料である、請求項7に記載の複合材料の製造方法。 The method for producing a composite material according to claim 7, wherein the organic material is one or more organic materials selected from a resin, a polymerizable monomer, and a polymerizable oligomer.
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