JPS60123561A - 表面改質されたセラミツク粉末 - Google Patents

表面改質されたセラミツク粉末

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JPS60123561A
JPS60123561A JP23092083A JP23092083A JPS60123561A JP S60123561 A JPS60123561 A JP S60123561A JP 23092083 A JP23092083 A JP 23092083A JP 23092083 A JP23092083 A JP 23092083A JP S60123561 A JPS60123561 A JP S60123561A
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JP
Japan
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coupling agent
ceramic powder
group
treated
organic compound
Prior art date
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Pending
Application number
JP23092083A
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English (en)
Inventor
Shoji Nakane
中根 昭治
Yoshio Aoki
青木 由郎
Naoyuki Ikenaga
尚之 池永
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面改質されたセラミック粉末に関し、さらに
詳細にはセラミック粉末の表面を疎水化(親油化)する
ことによ)有機溶剤や溶融樹脂とのヌレ、分散性を改良
し、加工性やセラミック粉末と樹脂の接着性を向上せし
め、もってセラミックと樹脂の組成物の射出成形、プラ
スチック中へのフィラーの充填、キャリヤーのポリマー
コーティングを容易ならしめるセラミック粉末に関する
セラミック粉末は焼結してセラミックスU料として用い
るだけではなく、プラスチックの中に充填し種々の機能
を付与したり、乾式複写機のキャリアーに用いるなど多
くの分野で用いられている。しかし、よく知られている
ようにセラミック粉末はその表面が親水性であるため溶
融樹脂や溶剤とのヌレが悪く加工性・樹脂との接着性が
悪い等の問題が多い。特に近時セラミックス成型法とし
て射出成型・押出成型が重用されているが、加工性が悪
いため多量の樹脂が必要である。樹脂とのヌレを改良す
れば使用樹脂を減量でき焼結前の脱脂が容易になるなど
のメリットが太きい。さらに、乾式複写機においも て使用されるキャリア〕耐久性の向上を目的としポリマ
ーコーティングがなされるが、この場合もキャリアーと
ポリマーの接着性が悪いためポリマー層の欠落を生じる
などの問題がある。
このようにヌレの改良はセラミック粉末の利用のために
は重要な問題である。
また有機溶剤・溶融樹脂へのヌレの改良だけではなく吸
湿性を小さくすることも実際の加工の上では重要である
以上述べたような問題の解決のための一つの方法として
セラミック粉末をシランカップリング剤で処理すること
が提案されているがまだ満足できるものではない。
このような問題を解決すべく本発明者らは鋭意検討の結
果、セラミック粉末に対しシランカップリング剤処理を
単独で行なうのではなくシランカップリング剤又はチタ
ンカップリング剤と、これらの官能基と反応し得る有機
化合物との反応生成物によシ被覆することによシ従来の
ものに比べて優れた効果が得られることを見出し本発明
の完成に到った。
すなわち本発明は、シランカップリング剤又はチタンカ
ップリング剤と、該シランカップリング剤又は該チタン
カップリング剤の官能基と反応しうる有機化合物との反
応生成物によって被榎されたセラミック粉末を提供する
ものである。
本発明においてシランカップリング剤又はチタンカップ
リング剤の官能基と1は、シリル基やチタン基以外の「
反応性残基」であって、アミノ基、エポキシ基、ビニル
基、メルカプト基などをいう。
本発明で用いられるシランカップリング剤としては H
2NCH2CH2NHCH2CH2CH25i(OCH
う)う 。
H2N0ONJ(CH2CH2CH2Si(OC2H5
)3.H2NCH2CH2CH251(OCH3,)う
OH。
H2No6H,!91(OCR,)う、H2NOH2C
!F12N)]CH2C!H2OH2S 1(00B、
)2等のアミノ基含有シランカップリング剤、。不◇−
an2an2si(OCR,)う等のエポキシ基含有シ
ランカップリンク剤、CH,、=cH8】(oc、、n
、)、 。
1] 0H2=OHOOOOH20H2C!H2S1 (00
2H9)、等のビニル基含有咄 シランカップリング剤、H80)120H20I42S
 1(O0H5)5のようなメルカプト基含有シランカ
ップリング剤゛等を挙げることができる。
チタンカップリング剤としては j、〜a、a7oT1(ocu、、aH2Nncu2a
n、、Na3) 、のようなアミノ基含有チタンカップ
リング剤、 ll+ II O咄 O のようなビニル基含有チタンカップリング剤等が挙げら
れる。
シランカップリング剤又はチタンカップリング剤の官能
基と反応しうる有機化合物は、シランカップリング剤や
チタンカップリング剤の「反応性残基」によって選ばれ
、例えばアミノ基含有シランカップリング剤やチタンカ
ップリング剤、メルカプト基含有シランカップリング剤
に対しては酸、酸無水物、エポキシ基含有化合物、イン
シアネート基含有化合物が用いられ、又、エポキシ基含
有7ランカツプリング剤やチタンカップリング剤に対し
ては酸、酸無水物。
アミンなどが用いられるがこれに限られるものではない
。また、シランカップリング剤又はチタンカップリング
剤の官能基と反応する有機化合物は低分子量の化合物に
限らずオリゴマー領域の分子量含有する化合物であって
もよい。
酸、酸無水物の例としては、(二8〜C21+の飽和・
不飽和脂肪酸、08〜02+1のアルケニルコノ・り酸
又はその無水物、06〜C2,のオレフィンと無水マレ
イン酸の共重合物(MWIGOO〜600θ程度)、ポ
リブタジェン(MW1000〜3000)の(無水)マ
レイン化物等が挙げられる。
エポキシ基含有化合物としては、06〜C18のアルキ
ルグリシジルエーテル、フェニルグリ/ジルエーテル、
アルキル(C3〜C9)フェノールグリ7ジルエーテル
、ポリブタジェンのエポキシ化物等が挙げられる。
インシアネート基含有化合物としては、トリレンジイソ
シアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等のジ
イソシアネートとC5〜C1,のアルコールとの171
(モル比)反応物、フェニルインシアネート等が挙げら
れる。
アミンとしては(シ。〜C18の飽和・不飽和脂肪族ア
ミン等が挙げられる。中でもアルケニルコノ・り酸無水
物がカップリング剤の官能基によらず使用できるので好
ましい。
本発明において、シランカップリング剤又はチタンカッ
プリング剤と有機化合物との反応生成物によって被覆さ
れたセラミック粉末を得る方法は特に限定されないが、
例えば(1)あらかじめ℃ラミック粉末をシランカップ
リング剤又はチタンカップリング剤で処理した後、この
反応性残基と反応する有機化合物で処理する方法、ある
いは(2)セラミック粉末を有機化合物とシランカップ
リング剤又はチタンカップリング剤で一括処理する方法
々どがあげられる。(1)の方法を用いる場合、まず水
または有機溶剤にシランカップリング剤又はチタンカッ
プリング剤を溶解した後セラミック粉末を投入し加熱下
に攪拌混合し必要ならば戸別するか、またはシランカッ
プリング剤又はチタンカップリング剤溶液をセラミック
粉末とスプレーした後加熱する。シランカップリング剤
又はチタンカップリング剤の使用量はセラミック粉末に
対し0.01〜5重景%、好ましくは0.1〜2重景%
である。以上のように処理されたセラミック粉末は有機
溶剤中に懸濁した後所定量の有機化合物を加え、必要に
応じて触媒を加えて加熱して反応を行なう。
反応終了後過剰の溶媒を戸別して必要に応じ洗浄を行な
った後乾燥して表面処理を完了する。
(2)の方法としては、例えばシランカップリング剤又
はチタンカップリング剤と有機化合物を同時に溶解した
後セラミック粉末を加えて加熱攪拌する方法が用いられ
る。
本発明の対象となるセラミック粉末はその表面でシラン
カップリング剤やチタンカップリング剤のアルコキシ基
を加水分解してシランカップリング剤やチタンカップリ
ング剤をその表面に化学反応によって吸着するものであ
ることが必要でアリ、本発明において好ましいものの代
表的なものはアルミナ、ジルコニア、サイアロン等の酸
化物であるが、チツ化ケイ素、炭化ケイ素等の非酸化物
もその表面の一部に酸化物を有することが知られており
本発明に係るセラミック粉末に含まれる。
以下に実施例をもって本発明を説明する。
実施例1 1tのセパラブルフラスコにアルミナ(昭和軽金属(株
)製、AL−16osG) 300 Fとイオン交換水
3007を取シ攪拌分散した。80Cで攪拌を続けなか
らN−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリ
メトキシシラン(信越シリコ−ン(9,)”KBM60
3 ) 6 f f加え、さらに△ 80Cで3時間攪拌を続けた。その後遠心分離全行ない
上澄液を除いた後乾燥して一次処理を行なった。
シランカップリング剤(KBM6o3)処理を行なった
上澄液についてNの分析を行なったととろ、N O,1
2%であシ、KBMi3を同じように溶解しただけの値
N O,24%に比べN濃度が減少しておすKBM60
3が吸着していることがわがる。得られた一次処理粉の
灰分は99.0%であつた。
soowoセパラブルフラスコに7ランカツプリング剤
処理したアルミナ150fとトルエン150P’i取シ
攪拌分散した。更にドデセニルコハク酸無水物52を加
え攪拌しながら3時間加熱還流を行なった。放冷後、遠
心分離を行ない上澄液を除いた後乾燥して二次処理を行
ない処理粉末1を得た。得られた二次処理粉の灰分は?
乙596であった。
実施例2 500罰セパラブルフラスコにトルエン2501、エポ
キシ化ポリブタジェン(出光石油化学(株)製R−45
HT−EFT ) 5 Fを取シ攪拌溶解した後、実施
例1と同様にシランカップリング剤処理した一次処理粉
2502を加え攪拌しながら3時間加熱還流を行なった
。放冷後遠心分離によシ上澄液を除いたスラリー’12
00Fのトルエンに懸濁・遠心分離を二回行なって洗浄
後乾燥全行ない処理粉末2を得た。得られた処理粉末の
灰分u 97.9%であった。
実施例6 実施例1で用いたN−β−(アミノエチル)−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシランの代わシにγ−メルカプ
トプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン(株)
製KBM803 )6Fを用いる以外は、実施例1と同
様の方法により処理粉末3を得た。
7ランカツプリング剤(KBM803 )処理を行なっ
た上澄iについてS、Siの分析を行なったところ、8
81 ppm : 13180 ppmであり、 KB
MBO!1を同じように溶解しただけの値S 0.27
%、S]0、254に比べS、Si共に減少しておpx
BMao3が吸着していることがわかる。得られた一次
処理粉末の灰分は987%であシ、二次処理粉末の灰分
は97.5%であった。
実施例4 1tのセパラブルフラスコにアルミナ250?、トルエ
ン2501P、イオン交換水52を取シ攪拌分散した。
攪拌を続けながらビニルトIJエトキシシジン(信越シ
リコーン(株) g KBgloox)52を加え、さ
らにaorで3時間攪拌を続けた。その後脱水管を付し
100rで6時間脱水を行なった後壁素気流中で、アゾ
ビスインブチロニトリルo、52″f:スチレンモノマ
−50FK溶解した溶液を滴トーロートによりゆっくり
と滴下し、さらに95r:で3時間1茂拌を続けた。そ
の後遠心分離を行々い上澄液を除いた後乾燥して処理粉
末4を得た。得られた処理粉末の灰分ld 96.59
6であった。
上記実施例1〜4で得られた処理粉末について、以下に
示す試験を行なった。
試験例1 処理粉末1〜4及び比較品として無処理AL−160S
G、 KBM603 xJ: KBM805処J、jJ
j AL−160SGを用い吸油量の測定を行なった。
結果を表1に示す。表1から明らかな如く、本発明品は
吸油量が大巾に減少し、有機溶剤へのヌレが改良されて
いることがわかる。
表 1 試験例2 ブラベンダーミ゛キサ−により160Cで溶融ポリスチ
レンと表2に示すアルミナ粉末との混線トルク金測定し
た。即ち、スチレン12?をゲル化後アルミナ粉末24
りとステアリン酸0.7yを加え10分間混練したとき
のトルクを測定し、表2に示した。表2から明らかな如
く、本発明品は混練トルクが大巾に小さくなり加工性が
向上することがわかる。
表 2 実施例5 1tのセパラブルフラスコにチタン酸バリウム(共立寵
業(株)製YV−100AN ) 500り、トルエン
5002を取り攪拌分散した。攪拌をしながらインプロ
ピルトリ(N−アミノエチルアミノエチル)チタネート
(味の素(株)プレンアク) KR−44) 3 Yを
加えた後昇温し、1時間リフラックスを続けた。その後
アルケニルコハク酸無水物72を加え再びリフラックス
を続けた。
放冷抜上澄液を除去・乾燥し処理粉末5を得之。
実施例6 実施例5のアルケニルコハク酸無水物に変えオレイルグ
リシジルエーテルを用い実施例5と同様の操作を行ない
処理粉末6を得た。
実施例7 実施例5のチタンカップリング剤に変えアミノ基含有シ
ランカップリング剤を用い、実施例5と同様の操作によ
多処理粉末7を得た。
上記実施例5〜7で得られた処理粉末について以下に示
す試験を行なった。
試験例3 処理粉末5〜7及び無処理のYV−100AIJを用い
吸油量測定を行なった結果を表6に示す。表3から明ら
かな如く、本発明品は吸油量が大巾に減少し、有機溶剤
へのヌレが改良されていることがわかる。
表ろ 試験例4 表4に示すチタン酸バリウム粉末2002、ブチラール
樹脂(電気化学(株)製デンカブチラール3000−1
 ) 20 ?、オクチルフタレート42を適当量の溶
剤(+−ルエン/ MEK=171混合物)と共にボー
ルミルに朴り取り16時間混線後バーコーターを用いポ
リエステルフィルム上に塗布・乾燥し、チタン酸バリウ
ムのグリーンテープを作製した。このグリーンテープの
密度の測定結果を表4に示す。未処理粉末を用いた場合
に比べ、本発明の処理を行なった粉末ではテープ密度が
向上しておシ本発明の効果は明らかであった。
表 4

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. シランカップリング剤又はチタンカップリング剤と、該
    シランカップリング剤又は該チタンカップリング剤の官
    能基と反応しうる有機化合物との反応生成物によって被
    覆されたセラミック粉末。
JP23092083A 1983-12-07 1983-12-07 表面改質されたセラミツク粉末 Pending JPS60123561A (ja)

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