JPH11106662A - Organic polymer composition containing inorganic filler compounded therein and inorganic filler for organic polymer composition - Google Patents
Organic polymer composition containing inorganic filler compounded therein and inorganic filler for organic polymer compositionInfo
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- JPH11106662A JPH11106662A JP26537497A JP26537497A JPH11106662A JP H11106662 A JPH11106662 A JP H11106662A JP 26537497 A JP26537497 A JP 26537497A JP 26537497 A JP26537497 A JP 26537497A JP H11106662 A JPH11106662 A JP H11106662A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は、熱伝導性、耐摩
擦性、補強性および導電性を兼備した無機充填剤配合有
機高分子組成物に係わり、特に、アルミナの有する熱伝
導性、耐摩擦性改善効果と、カーボンブラックの有する
導電性、補強性改善効果を兼備した新規な無機充填剤の
配合された有機高分子組成物および有機高分子組成物用
無機充填剤に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic polymer composition containing an inorganic filler having both thermal conductivity, friction resistance, reinforcing property and electrical conductivity, and more particularly to thermal conductivity and friction resistance of alumina. The present invention relates to an organic polymer composition and a mineral filler for an organic polymer composition in which a novel inorganic filler having both the effect of improving the conductivity and the effect of improving the conductivity and reinforcing property of carbon black is incorporated.
【0002】[0002]
【従来の技術】ゴムやプラスチックなどの有機高分子に
各種の無機充填剤を配合して有機高分子組成物の物理特
性を改善することは広く行われている。2. Description of the Related Art It has been widely practiced to improve the physical properties of organic polymer compositions by blending various inorganic fillers with organic polymers such as rubber and plastic.
【0003】たとえば、スチレン・ブタジエンラバーに
カーボンブラックを配合して機械的強度を向上させた
り、シリコーンゴムに粉砕石英物を配合して熱伝導性を
付与したり、塩化ビニル樹脂に水酸化マグネシウムを配
合して難燃性を付与したり、ポリプロピレンに黒鉛を配
合して導電性を付与する技術などである。For example, carbon black is blended with styrene-butadiene rubber to improve mechanical strength, crushed quartz is blended with silicone rubber to impart thermal conductivity, and magnesium hydroxide is mixed with vinyl chloride resin. It is a technique of imparting flame retardancy by blending, or a technique of blending graphite with polypropylene to impart conductivity.
【0004】アルミナは、ゴムやプラスチックの熱伝導
性を改善する無機充填剤として知られている。しかる
に、アルミナには表面活性に乏しいという難点があり、
このためゴムやプラスチックに配合した場合、ベースの
ゴム・プラスチックとの相互の物理的及び化学的な作用
が生じにくく、引張強さや曲げ強さなどの機械的特性が
不十分で、分散不良となり易いという問題があった。Alumina is known as an inorganic filler for improving the thermal conductivity of rubber and plastic. However, alumina has the disadvantage of poor surface activity,
For this reason, when compounded with rubber or plastic, mutual physical and chemical action with the base rubber / plastic hardly occurs, mechanical properties such as tensile strength and bending strength are insufficient, and dispersion tends to occur. There was a problem.
【0005】一方、カーボンブラックは表面活性を有
し、ゴム・プラスチックに対する補強用充填剤として広
く用いられている。例えば、ファーネスブラックは、プ
ラスチック、ゴムの補強剤、あるいは導電性付与剤とし
て用いられている。アセチレンブラックは、ゴム・プラ
スチックの補強剤、導電性付与剤として用いられる。し
かしながら、カーボンブラックを用いて体積抵抗率10
3 〜108 〔Ω・cm〕程度の半導電領域の導電性を付与
する場合には、有機高分子組成物内に少量のカーボンブ
ラックを均一に分散させる必要があるが、導電性付与用
のカーボンブラックは粒径が極めて小さいため分散が非
常に困難であるという難点があった。On the other hand, carbon black has a surface activity and is widely used as a reinforcing filler for rubber and plastic. For example, furnace black has been used as a plastic or rubber reinforcing agent or a conductivity imparting agent. Acetylene black is used as a reinforcing agent for rubber and plastics, and as a conductivity-imparting agent. However, using carbon black to achieve a volume resistivity of 10
When imparting conductivity in the semiconductive region of about 3 to 10 8 (Ωcm), it is necessary to uniformly disperse a small amount of carbon black in the organic polymer composition. Carbon black has a disadvantage that it is very difficult to disperse because the particle size is extremely small.
【0006】すなわち、有機高分子組成物に配合される
無機充填剤のうち、アルミナは良好な熱伝導性や耐摩擦
性を有する半面、表面活性が乏しいため機械的特性改善
効果に乏しく分散不良になり易いという難点があり、一
方、カーボンブラックは、表面活性が高く、機械的特
性、導電性付与効果を有するが、粒径が非常に小さいた
め有機高分子組成物中に少量を均一に分散させることが
非常に困難であるという問題があった。That is, among the inorganic fillers to be incorporated into the organic polymer composition, alumina has good thermal conductivity and friction resistance, but has poor surface activity and thus has poor mechanical property improving effect and poor dispersion. On the other hand, carbon black has a high surface activity, has a mechanical property and an effect of imparting conductivity, but has a very small particle size, so that a small amount is uniformly dispersed in the organic polymer composition. There was a problem that it was very difficult.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、有機
高分子組成物に配合される無機充填剤のうち、アルミナ
は良好な熱伝導性や耐摩擦性を有する半面、表面活性が
乏しいため機械的特性改善効果に乏しく分散不良になり
易いという難点があり、一方、カーボンブラックは、表
面活性が高く、機械的特性、導電性付与効果を有する
が、粒径が非常に小さいため有機高分子組成物中に少量
を均一に分散させることが非常に困難であるという問題
があった。As described above, among the inorganic fillers to be incorporated in the organic polymer composition, alumina has good thermal conductivity and abrasion resistance, but has poor surface activity, and therefore has poor mechanical properties. However, carbon black has a high surface activity, has mechanical properties and conductivity-imparting effects, but has an extremely small particle size, but is an organic polymer composition. There is a problem that it is very difficult to uniformly disperse a small amount therein.
【0008】本発明はかかる従来の問題を解消すべくな
されたもので、アルミナの有する熱伝導性、耐摩擦性改
善効果と、カーボンブラックの有する導電性、補強性改
善効果を兼備した新規な無機充填剤の配合された有機高
分子組成物および有機高分子組成物用無機充填剤を提供
することを目的とする。The present invention has been made to solve such a conventional problem, and is a novel inorganic compound having both the effect of improving the thermal conductivity and friction resistance of alumina and the effect of improving the conductivity and reinforcing property of carbon black. It is an object of the present invention to provide an organic polymer composition containing a filler and an inorganic filler for an organic polymer composition.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の無機充填剤配合
有機高分子組成物は、(A)有機高分子組成物100重
量部に、(B)アルミナとカーボンブラックの混合粉を
焼結、粉砕してなる無機充填剤50〜90重量部を配合
してなることを特徴としている。The organic polymer composition containing an inorganic filler of the present invention is obtained by sintering (A) a mixed powder of (A) alumina and carbon black with 100 parts by weight of the organic polymer composition. It is characterized by mixing 50 to 90 parts by weight of a pulverized inorganic filler.
【0010】本発明に用いられる高分子組成物には、実
質的に公知のゴム・プラスチックのすべてが該当する。Virtually all known rubbers and plastics correspond to the polymer composition used in the present invention.
【0011】本発明に用いられるゴムとしては、例え
ば、天然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエン
ゴム、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンゴ
ム、イソプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴ
ム、水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレ
ン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・非共役ジ
エン・ターポリマー、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴ
ム、アクリルゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、
塩素化ポリエチレン、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ウレタ
ンゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴムなどが
挙げられる。Examples of the rubber used in the present invention include natural rubber, styrene / butadiene rubber, butadiene rubber, syndiotactic 1,2-polybutadiene rubber, isoprene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, hydrogenated acrylonitrile / butadiene rubber, Ethylene propylene rubber, ethylene propylene non-conjugated diene terpolymer, butyl rubber, halogenated butyl rubber, acrylic rubber, chlorosulfonated polyethylene,
Chlorinated polyethylene, fluorine rubber, polysulfide rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber and the like can be mentioned.
【0012】またプラスチックとしては、例えば、ポリ
エチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン類、
ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリスチレン、ナイロ
ン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合
体、アクリロニトル・スチレン共重合体、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート、フェノール樹
脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポ
リウレタン、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ポリ塩化ビニリデン、熱可塑性エラストマーなどが
挙げられる。Examples of the plastic include polyolefins such as polyethylene and polypropylene;
Polyvinyl chloride, acrylic resin, polystyrene, nylon, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, acrylonitrile-styrene copolymer, epoxy resin, melamine resin, polycarbonate, phenol resin, polyethylene terephthalate, polyacetal, polyurethane, vinyl acetate resin, Examples include a saturated polyester resin, polyvinylidene chloride, and a thermoplastic elastomer.
【0013】熱可塑性エラストマーは、1つ以上の熱可
塑性プラスチック成分である分子拘束相とエラストマー
成分である軟質相を共重合体の形として具備しており、
具体的には、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化
ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミ
ド系、1,2−ポリブタジエン系、トランスポリイソプ
レン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系、動的架
橋系などの熱可塑性エラストマーが挙げられる。[0013] The thermoplastic elastomer comprises at least one thermoplastic component, a molecular constrained phase, and a soft phase, an elastomer component, in the form of a copolymer,
Specifically, styrene-based, polyolefin-based, polyvinyl chloride-based, polyurethane-based, polyester-based, polyamide-based, 1,2-polybutadiene-based, trans polyisoprene-based, fluororubber-based, chlorinated polyethylene-based, and dynamically crosslinked-based And the like.
【0014】本発明に用いられる無機充填剤は、例えば
以下のようにして作製することができる。The inorganic filler used in the present invention can be produced, for example, as follows.
【0015】(アルミナとカーボンブラックの焼結粉か
らなる無機充填剤の作成)焼結粉の作成に用いられるア
ルミナとしては、αアルミナ、活性アルミナ、高純度ア
ルミナ等の公知のアルミナ粉末が適宜用いられる。熱伝
導性改善の目的で用いる場合には、αアルミナが望まし
い。これらのアルミナは、平均粒径1μm以下、好まし
くは0.5μm以下、表面積3〜25m2 /gの粉末が
用いられる。平均粒径が小さくなると焼結性が向上す
る。(Preparation of Inorganic Filler Consisting of Sintered Powder of Alumina and Carbon Black) Known alumina powders such as α-alumina, activated alumina and high-purity alumina are appropriately used as the alumina used for preparing the sintered powder. Can be When used for the purpose of improving thermal conductivity, α-alumina is desirable. As these aluminas, powders having an average particle size of 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less, and a surface area of 3 to 25 m 2 / g are used. When the average particle size is reduced, sinterability is improved.
【0016】また、焼結粉の作成に用いられるカーボン
ブラックとしては、比表面積20〜400m2 /gのカ
ーボンブラックが用いられる。具体的には、公知のファ
ーネス法、アセチレン法、ケッチェン法、サーマル法、
油煙法等が用いられる。As the carbon black used for preparing the sintered powder, a carbon black having a specific surface area of 20 to 400 m 2 / g is used. Specifically, known furnace method, acetylene method, Ketjen method, thermal method,
An oil smoke method or the like is used.
【0017】アルミナとカーボンブラックの配合割合
は、得られる無機充填剤を熱伝導付与剤として用いる場
合には、アルミナとカーボンブラックの合計量100重
量部に対するカーボンブラックの配合量を、0.1〜3
重量部程度とすることが望ましい。0.1重量部より少
ないと、複合粉に表面活性を与えにくく、3重量部より
多いと、熱伝導性付与効果に悪影響を与えるようにな
る。When the obtained inorganic filler is used as a thermal conductivity-imparting agent, the compounding ratio of alumina and carbon black is 0.1 to 100 parts by weight of the total amount of alumina and carbon black. 3
It is desirable to use about parts by weight. If it is less than 0.1 part by weight, it is difficult to impart surface activity to the composite powder, and if it is more than 3 parts by weight, the effect of imparting thermal conductivity is adversely affected.
【0018】また、無機充填剤を導電性付与剤として用
いる場合には、アルミナとカーボンブラックの合計量1
00重量部に対するカーボンブラックの添加量を、2.
5〜25重量部程度とすることが望ましい。2.5重量
部より少ないと、組成物自体が絶縁性となり、25重量
部より多いと複合粉の効果が現れにくく、カーボンブラ
ックとアルミナを併用配合した場合と諸物性は変わらな
くなり、導電性はかえって不安定になる。また25重量
部を越えると焼結性が低下する。When an inorganic filler is used as a conductivity-imparting agent, the total amount of alumina and carbon black is 1%.
The amount of carbon black added per 100 parts by weight was 2.
It is desirable to use about 5 to 25 parts by weight. When the amount is less than 2.5 parts by weight, the composition itself becomes insulative, and when the amount is more than 25 parts by weight, the effect of the composite powder is hardly exhibited, and the physical properties become the same as when carbon black and alumina are combined, and the electrical conductivity is low. Instead, it becomes unstable. On the other hand, if it exceeds 25 parts by weight, the sinterability deteriorates.
【0019】焼結粉の制作にあたっては、まず、アルミ
ナ原料粉末とカーボンブラック原料粉末とを水、または
アルコール等の有機溶媒とともに、アルミナ製ポット、
アルミナ製ボールからなるボールミルを用いて常法によ
り混合・粉砕する。In the production of the sintered powder, first, an alumina raw material powder and a carbon black raw material powder are mixed with water or an organic solvent such as alcohol together with an alumina pot.
It is mixed and pulverized by a conventional method using a ball mill made of alumina balls.
【0020】十分に混合および粉砕を行った後、混合物
を乾燥し、所望のメッシュを通過させて原料混合粉末と
する。この原料混合粉末を、アルミナ製るつぼのような
耐熱容器に入れ、アルゴンガスのような不活性ガスまた
は二酸化炭素のような還元性ガス中で1200〜180
0℃で0.5〜8時間程度焼結する。After sufficiently mixing and pulverizing, the mixture is dried and passed through a desired mesh to obtain a raw material mixed powder. This raw material mixed powder is placed in a heat-resistant container such as an alumina crucible, and placed in an inert gas such as an argon gas or a reducing gas such as carbon dioxide in a range of 1200 to 180.
Sinter at 0 ° C for about 0.5 to 8 hours.
【0021】得られた焼結体を、目的に応じて所望の粒
径となるよう粉砕・分級して、目的とするアルミナとカ
ーボンブラックの焼結粉からなる無機充填剤が得られ
る。The obtained sintered body is pulverized and classified so as to have a desired particle size according to the purpose, thereby obtaining an inorganic filler composed of a desired alumina and carbon black sintered powder.
【0022】一般に、カーボンブラックを1000℃以
上の温度で加熱すると表面層にある水素やカルボキシル
基や吸着水などが揮散して高分子に対する活性が低下す
る傾向がある。In general, when carbon black is heated at a temperature of 1000 ° C. or more, hydrogen, carboxyl groups, adsorbed water and the like in the surface layer volatilize, and the activity to the polymer tends to decrease.
【0023】高い表面活性を有する無機充填剤を得るた
めには、焼結助剤を用いて焼結温度を1000℃以下と
することが望ましい。このような焼結助財としては、例
えば低融点ガラスが挙げられる。低融点ガラス粉末を、
アルミナとのカーボンブラックの合計量100重量部に
対して、5重量部以下添加することにより、配合量に応
じて焼結温度を500〜900℃程度に下げることが可
能である。燐酸アルミニウム系の結合剤を用いた場合に
は、200℃程度の焼結温度で良好な複合粉が得ること
ができ、この場合、カーボンブラックの表面官能基をほ
とんど保存することができる。In order to obtain an inorganic filler having a high surface activity, it is desirable to use a sintering aid to reduce the sintering temperature to 1000 ° C. or less. As such a sintering aid, for example, a low-melting glass is cited. Low melting glass powder,
By adding 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total amount of carbon black with alumina, it is possible to lower the sintering temperature to about 500 to 900 ° C. according to the blending amount. When an aluminum phosphate-based binder is used, a good composite powder can be obtained at a sintering temperature of about 200 ° C., and in this case, most of the surface functional groups of carbon black can be preserved.
【0024】このようにして得られた無機充填剤を、有
機高分子組成物100重量部に対して、50〜90重量
部、好ましくは55〜85重量部、より好ましくは60
〜80重量部を配合する。この無機充填剤は、そのまま
有機高分子組成物に配合しても、所望の効果が得られる
が、さらに、その表面活性を改善するために、カップリ
ング剤を用いて表面処理を行うようにしてもよい。The inorganic filler thus obtained is used in an amount of 50 to 90 parts by weight, preferably 55 to 85 parts by weight, more preferably 60 to 90 parts by weight, based on 100 parts by weight of the organic polymer composition.
8080 parts by weight are blended. Even if this inorganic filler is directly added to the organic polymer composition, a desired effect can be obtained.However, in order to further improve the surface activity, the surface treatment is performed using a coupling agent. Is also good.
【0025】このようなカップリング剤としては、公知
のシラン系、チタネート系、アルミニウム系等のカップ
リング剤を用いることができる。As such a coupling agent, known silane-based, titanate-based, and aluminum-based coupling agents can be used.
【0026】シラン系カップリング剤としては、例え
ば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルト
リメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジクロロ
シラン、3−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、
3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロ
ロプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルト
リエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−ア
ミノプロピルメチジメトキシシラン、N−(2−アミノ
エチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリ
シドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタク
リロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロ
キシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプト
プロピルトリメトキシシランが挙げられる。チタネート
系カップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリ
イソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジ
オクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピ
ルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネー
ト、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)
チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−
1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネ
ート・ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシア
セテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェ
ート)エチレンチタネートが挙げられる。アルミニウム
系カップリング剤としては、例えば、アセトアルコキシ
アルミニウムジイソプロピレートが挙げられる。これら
は1種または2種以上混合して用いられる。Examples of the silane coupling agent include vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldichlorosilane, and 3-chloropropylmethyldiethoxysilane. Silane,
3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethidimethoxysilane, N- (2-aminoethyl)- 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3
-Glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. Examples of titanate-based coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate, isopropyl tri (N-aminoethyl-aminoethyl) titanate, and tetraoctylbis (ditridecyl phosphite).
Titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-
1-butyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate bis (dioctyl pyrophosphate) oxyacetate titanate and bis (dioctyl pyrophosphate) ethylene titanate. Examples of the aluminum-based coupling agent include acetoalkoxyaluminum diisopropylate. These are used alone or in combination of two or more.
【0027】無機充填剤に対するカップリング剤の使用
量は、一般の無機充填剤の表面処理に用いられるときの
処理量、すなわち、0.01〜5.0重量%で十分であ
る。The amount of the coupling agent to be used with respect to the inorganic filler is sufficient when it is used for surface treatment of general inorganic fillers, that is, 0.01 to 5.0% by weight.
【0028】本発明の有機高分子組成物には、アルミナ
とカーボンブラックの焼結体を粉砕してなる無機充填剤
の他に、必要に応じて、通常、有機高分子組成物に用い
られている公知の添加剤を配合することもできる。In the organic polymer composition of the present invention, in addition to the inorganic filler obtained by pulverizing a sintered body of alumina and carbon black, if necessary, it is usually used in the organic polymer composition. Some well-known additives can be blended.
【0029】このような添加剤としては、例えば、有機
高分子に対する架橋剤、可塑剤、安定剤、充填剤、顔
料、耐熱性向上剤、難燃剤等が挙げられる。Examples of such additives include a crosslinking agent for an organic polymer, a plasticizer, a stabilizer, a filler, a pigment, a heat resistance improver, and a flame retardant.
【0030】また、本発明においては、本発明の効果を
そこなわない範囲で、アルミナとカーボンブラックの焼
結体を粉砕してなる無機充填剤以外の無機充填剤を配合
することも可能である。In the present invention, an inorganic filler other than the inorganic filler obtained by pulverizing a sintered body of alumina and carbon black can be blended as long as the effects of the present invention are not impaired. .
【0031】このような無機充填剤としては、例えば、
表面処理炭酸カルシウム、沈澱法シリカ、けいそう土等
の補強性充填剤、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化
セリウム、マイカ、クレイ、炭酸亜鉛、炭酸マンガン、
水酸化セリウム、ガラスビーズ等が挙げられる。As such an inorganic filler, for example,
Surface-treated calcium carbonate, precipitated silica, reinforcing fillers such as diatomaceous earth, titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, cerium oxide, mica, clay, zinc carbonate, manganese carbonate,
Cerium hydroxide, glass beads and the like can be mentioned.
【0032】以上の有機高分子と添加剤は、公知の混合
装置で混練され、用途に応じてシート状あるいはペレッ
ト状に成形されて成形材料とされる。また、ヘンシェル
ミキサー等の通常の混合装置で混合されて混合粉末状の
成形材料とされる。The above-mentioned organic polymer and additives are kneaded in a known mixing device and formed into a sheet or a pellet depending on the application to obtain a molding material. The mixture is mixed with an ordinary mixing device such as a Henschel mixer to obtain a mixed powder-like molding material.
【0033】本発明の有機高分子組成物は、アルミナの
有する熱伝導性、耐摩擦性改善効果と、カーボンブラッ
クの有する導電性、補強性改善効果を兼備した新規な無
機充填剤が配合されているので、強度と熱伝導性が必要
とされる電気電子機器類のパッキン、各種OA機器用ロ
ーラ、緩衝材料等の用途に有用である。The organic polymer composition of the present invention is blended with a novel inorganic filler having both the effect of improving the thermal conductivity and friction resistance of alumina and the effect of improving the conductivity and reinforcing properties of carbon black. Therefore, it is useful for applications such as packing of electric and electronic devices, rollers for various OA devices, and cushioning materials, which require strength and thermal conductivity.
【0034】[0034]
【0035】[0035]
【実施例1】 (熱伝導性の改善されたシリコーンゴム) [焼結複合粉の調製]平均粒径0.2μmのアルミナ粉
末100重量部とファーネスブラック(平均粒径30m
μのHAF(High Abrasion Furnace ))1重量部をエ
タノールを分散媒として、アルミナ製ポットおよびアル
ミナ製ボールを用いて4時間混合・粉砕を行い、この混
合物を乾燥後、目開き100μmのメッシュを通過させ
て原料混合粉末を得た。Example 1 (Silicone Rubber with Improved Thermal Conductivity) [Preparation of Sintered Composite Powder] 100 parts by weight of alumina powder having an average particle size of 0.2 μm and furnace black (average particle size of 30 m)
1 part by weight of HAF (High Abrasion Furnace) was mixed and pulverized for 4 hours using an alumina pot and alumina balls with ethanol as a dispersion medium, and the mixture was dried and passed through a mesh of 100 μm mesh. Thus, a raw material mixed powder was obtained.
【0036】この混合粉末100重量部とホウ酸鉛亜鉛
ガラスを主体とする低融点ガラス粉末(平均粒径1μ)
5重量部とを十分に混合してアルミナ製るつぼに入れ、
アルゴン気流中で800±100℃で1時間加熱処理を
行い焼結粉を得た。100 parts by weight of the mixed powder and a low-melting glass powder mainly composed of lead zinc borate glass (average particle size: 1 μm)
5 parts by weight and thoroughly mixed into an alumina crucible,
Heat treatment was performed at 800 ± 100 ° C. for 1 hour in an argon stream to obtain a sintered powder.
【0037】この焼結体をエタノールを分散媒として、
アルミナ製ポットおよびアルミナ製ボールを用いて粉砕
し、乾燥してアルミナとカーボンブラックと低融点ガラ
スからなる複合無機充填剤を得た。Using this sintered body as a dispersion medium with ethanol,
The mixture was pulverized using an alumina pot and alumina balls and dried to obtain a composite inorganic filler composed of alumina, carbon black and low-melting glass.
【0038】(有機高分子組成物の作成)次に、ビニル
基含有ポリジメチルシロキサン(メチルビニルシロキサ
ン単位で0.15モル%含有する平均重合度約6000
のもの)100重量部に複合無機充填剤80重量部を配
合し、混練し、さらに架橋剤として2,5−ジメチル−
2,5−ジ−t−ブチルパーオキシヘキサン1.2重量
部を加えて混練を続けてシリコーンゴム組成物を得た。(Preparation of Organic Polymer Composition) Next, vinyl group-containing polydimethylsiloxane (containing an average degree of polymerization of about 6000 containing 0.15 mol% in methylvinylsiloxane units)
80 parts by weight of the composite inorganic filler is mixed with 100 parts by weight of the mixture, kneaded, and 2,5-dimethyl-
1.2 parts by weight of 2,5-di-t-butylperoxyhexane was added and kneading was continued to obtain a silicone rubber composition.
【0039】このシリコーンゴム組成物を170℃×1
0分間の条件で2mm厚にプレス加硫し、さらに、この
シートを200℃×4時間の熱空気で2次加硫して試料
シートを作成し、この試料シートの基本物性を測定し
た。熱伝導率の測定は京都電子工業(株)社製 迅速熱
伝導率計 Model QTM−500を用いて行い、
他の物性はJIS K6301(1995年)によって
測定した。測定結果を表1に示す。This silicone rubber composition was heated at 170 ° C. × 1
The sheet was press-vulcanized to a thickness of 2 mm under the condition of 0 minutes, and the sheet was secondarily vulcanized with hot air at 200 ° C. for 4 hours to prepare a sample sheet, and the basic physical properties of the sample sheet were measured. The measurement of the thermal conductivity is performed by using a rapid thermal conductivity meter Model QTM-500 manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.
Other physical properties were measured according to JIS K6301 (1995). Table 1 shows the measurement results.
【0040】なお、同表中、比較例1として示したもの
は、ファーネスブラックを加えないでアルミナ粉末単独
粉で焼結し実施例と同様にして作成した無機充填剤を8
0重量部配合した他は、実施例1と同様にして調製した
試料シートのものであり、比較例2として示したもの
は、焼結操作を行わないで、原料粉であるアルミナ粉末
を79重量部とファーネスブラック1重量部を、そのま
まシリコーンゴムに配合した他は、実施例1と同様に調
製した試料シートのものである。In the same table, Comparative Example 1 was an inorganic filler prepared by sintering with alumina powder alone without adding furnace black and prepared in the same manner as in Example.
A sample sheet prepared in the same manner as in Example 1 except that 0 part by weight was blended, and the one shown as Comparative Example 2 was prepared by sintering without performing sintering operation and adding 79 wt. Part and 1 part by weight of furnace black were prepared in the same manner as in Example 1 except that the silicone rubber was directly blended with the silicone rubber.
【0041】[0041]
【表1】 表1から明らかなように、実施例1のシリコーンゴム
は、硬さ、引張り強さ、伸びおよび熱伝導率のいずれに
も優れた特性を示した。これに対して、比較例1および
2は、硬さは良好なものの、引張り強さ、伸びおよび熱
伝導率に劣るものとなった。[Table 1] As is clear from Table 1, the silicone rubber of Example 1 exhibited excellent properties in all of hardness, tensile strength, elongation, and thermal conductivity. On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 had good hardness, but were inferior in tensile strength, elongation and thermal conductivity.
【0042】[0042]
【実施例2】 (半導電性を付与した塩化ビニル樹脂) [焼結複合粉の調製]平均粒径0.15μmのアルミナ
粉末100重量部にカーボンブラック(アセチレンブラ
ック)を20重量部加え、エタノールを分散媒としアル
ミナ製ポットおよびアルミナ製ボールを用いて8時間混
合・粉砕を行い、この混合物を乾燥後、目開き80μm
のメッシュを通過させて原料混合粉末を得た。Example 2 (Vinyl chloride resin imparted with semiconductivity) [Preparation of sintered composite powder] To 100 parts by weight of alumina powder having an average particle size of 0.15 µm, 20 parts by weight of carbon black (acetylene black) were added, and ethanol was added. Is mixed and pulverized for 8 hours using an alumina pot and alumina balls with the dispersion medium as a dispersion medium.
To obtain a raw material mixed powder.
【0043】この混合粉末をアルミナ製るつぼに入れ、
二酸化炭素気流中で1300℃±100℃で2時間加熱
処理を行い焼結体を得た。この焼結体をエタノールを分
散媒として、アルミナ製ポット及びアルミナ製ボールを
用いて粉砕し、乾燥してアルミナとカーボンブラックか
らなる複合無機充填剤を得た。This mixed powder was placed in an alumina crucible,
Heat treatment was performed at 1300 ° C. ± 100 ° C. for 2 hours in a flow of carbon dioxide to obtain a sintered body. The sintered body was pulverized using ethanol as a dispersion medium using an alumina pot and alumina balls, and dried to obtain a composite inorganic filler composed of alumina and carbon black.
【0044】(有機高分子組成物の作成)次に、ポリ塩
化ビニル樹脂(平均重合度1200)100重量部に複
合無機充填剤を60重量部配合し、これに可塑剤とし
て、ジオクチルフタレートを20重量部、安定剤として
ジブチルすずジラウレートを0.3重量部密閉式ニーダ
で混練し、均一なコンパウンドを作成した。(Preparation of Organic Polymer Composition) Next, 100 parts by weight of a polyvinyl chloride resin (average degree of polymerization: 1200) was mixed with 60 parts by weight of a composite inorganic filler, and dioctyl phthalate was added as a plasticizer to 20 parts by weight. Parts by weight and 0.3 parts by weight of dibutyltin dilaurate as a stabilizer were kneaded with a closed kneader to prepare a uniform compound.
【0045】これを表面温度195℃に設定された4本
逆Lカレンダーで厚さ1.0±0.05[mm]の試料
シートに加工した。This was processed into a sample sheet having a thickness of 1.0 ± 0.05 [mm] by four inverted L calendars set to a surface temperature of 195 ° C.
【0046】この試料シートの導電性をアドバンテスト
(株)社製 デジタルマルチメーターを用いて定電流印
加法により測定し、引張強さをJIS K7113(1
995年)に従って測定した。測定結果を表2に示す。The conductivity of the sample sheet was measured by a constant current application method using a digital multimeter manufactured by Advantest Corporation, and the tensile strength was measured according to JIS K7113 (1).
995). Table 2 shows the measurement results.
【0047】なお、同表中、比較例3として示したもの
は、焼結操作を行なわないで、原料粉であるアルミナ粉
末50重量部とアセチレンブラック10重量部を直接配
合した他は、実施例2と同様にして調製した試料シート
のものであり、比較例4として示したものは、焼結操作
を行なわないで、原料分であるアルミナ粉末50重量部
と、アセチレンブラック20重量部を直接配合した他
は、実施例2と同様にして調製した試料シートのもので
ある。In Table 3, Comparative Example 3 was the same as Example 1 except that 50 parts by weight of alumina powder as raw material powder and 10 parts by weight of acetylene black were directly mixed without sintering operation. The sample sheet prepared in the same manner as in Example 2 and shown in Comparative Example 4 was prepared by directly mixing 50 parts by weight of alumina powder as a raw material and 20 parts by weight of acetylene black without performing a sintering operation. Other than that, the sample sheet was prepared in the same manner as in Example 2.
【0048】[0048]
【表2】 表2から明らかなように、実施例2の塩化ビニル樹脂
は、引張り強さおよび堆積抵抗率ともに優れたものとな
ったが、比較例3および4はいずれにも劣るものとなっ
た。[Table 2] As is clear from Table 2, the vinyl chloride resin of Example 2 was excellent in both tensile strength and deposition resistance, but Comparative Examples 3 and 4 were inferior to both.
【0049】[0049]
Claims (3)
に、 (B)アルミナとカーボンブラックの焼結粉を粉砕して
なる無機充填剤50〜90重量部を配合してなることを
特徴とする無機充填剤配合有機高分子組成物。1. An organic polymer composition comprising (A) 100 parts by weight and (B) 50 to 90 parts by weight of an inorganic filler obtained by pulverizing a sintered powder of alumina and carbon black. An organic polymer composition containing an inorganic filler.
部にカーボンブラック0.1〜25重量部を配合してな
る混合粉末を、焼結、粉砕してなることを特徴とする請
求項1記載の無機充填剤配合有機高分子組成物。2. The method according to claim 1, wherein the inorganic filler is obtained by sintering and pulverizing a mixed powder obtained by mixing 0.1 to 25 parts by weight of carbon black with 100 parts by weight of alumina. An organic polymer composition containing an inorganic filler.
ク0.1〜10重量部を配合してなる混合粉末を、焼
結、粉砕してなり平均粒径0.2〜10μmであること
を特徴とする有機高分子組成物用無機充填剤。3. A mixed powder obtained by mixing 0.1 to 10 parts by weight of carbon black with 100 parts by weight of alumina is sintered and pulverized to have an average particle diameter of 0.2 to 10 μm. Inorganic filler for organic polymer composition.
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JP26537497A JP3464126B2 (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Organic polymer composition containing inorganic filler and inorganic filler for organic polymer composition |
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KR101696901B1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-01-17 | 주식회사 제이에스엠 | manufacturing method of thermal conductive polymer using Recyled Ash Conductive Filler(RACF) |
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- 1997-09-30 JP JP26537497A patent/JP3464126B2/en not_active Expired - Fee Related
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KR101696901B1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-01-17 | 주식회사 제이에스엠 | manufacturing method of thermal conductive polymer using Recyled Ash Conductive Filler(RACF) |
WO2017164469A1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-09-28 | 주식회사 제이에스엠 | Method for preparing thermally conductive polymer resin by using recycled ash conductive filler |
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