JPS61238852A - 金属粉含有重合体組成物 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属粉含有重合体組成物に関し、詳しくは金属
粉を配合した重合体組成物の耐酸化安定性の改良に係る
ものである。

金属粉を配合した重合体組成物は、配合された金属の導
電性や磁性などの金属固有の性質を重合体に賦与しうる
ことより、これらの性質を利用した極めて多様な応用を
有し、例えば、静電防止材、電磁波シールド材、プラス
チックマグネット等に用いられる。

［従来の技術］ １、九１４かｆＩ＜ち　こ？Ｌちの金属粉含有重合体組
成物、とりわけ鉄または鉄合金の粉末を配合した重合体
組成物では、一般に金属を粉末にするとその化学的活性
が増すことも相まって、実用的に使用すると酸化され易
く１発錆することがしばしばあった０発錆はそれがたと
え少量であっても製品外観を損なって商品価値を失うこ
とがあり、また、錆の進行によって、配合された金属の
導電性や磁性などの特性を低、下させるという問題を生
ずる。

このような問題に対しては、配合される金属粉を処理す
ることにより発錆を防止し、金属粉含有重合体組成物の
耐酸化安定性を改良する方法がこれまで種々提案されて
おり、例えば金属粉末の表面を有機防錆剤で被覆する方
法（例えば特開昭５１−６３４１３４、同５３−ａ７ｉ
ｓ　、同５４−７７２７０各号公報）１合金化する方法
（特開昭４８−７１５３号公報）１表面を酸化して緻密
な酸化金属で被覆する方法（例えば特開昭５８−１４７
５０２号公報）、クロメート処理法等が提案されている
。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、これらの方法で防錆処理された金属粉を
用いた金属粉含有重合体組成物であっても、長期の使用
における耐酸化安定性の要求を必ずしも満足するには至
っておらず、さらに改善が望まれていた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記の問題を解決するため、特殊の処理を施し
た金属粉を配合した金属粉含有重合体組成物を提供する
ものである。

即ち本発明はリン酸エステル化合物とシランカップリン
グ剤化合物とを付着させた金属粉を含有することを特徴
とする金属粉含有重合体組成物である。

リン酸エステル化合物が金属に対し防錆作用を有するこ
とは知られており、また、金属粉を含む無機フィラーを
樹脂と複合化する際に、シランカップリング剤を添加す
ることにより、粘性の低下などの効果が生じることは知
られているが、金属に対する防錆効果は小さく、防錆剤
としては利用されていない０本発明はこの二者を組合せ
て金属粉に付着させることにより、金属粉と重合体との
複合化組成物に対し、予想外にすぐれた防錆効果を示す
ことを見出したものである。

ｉｌ上 本発明で対象とする金属粉は、上記の化合物を付着させ
たものであることを除けば、従来の金属粉含有重合体組
成物で用いられるか、あるいは用いられるとされている
ものと木質的には変らない、具体的には、例えば鉄、コ
バルト、ニッケル、銅、クロム、亜鉛、スズ等で、これ
らの単独の粉末、これら相互もしくは他金属との合金の
粉末、あるいは二種以上の金属粉末の混合物が挙げられ
る。ここで「金属粉」というときは、その粒子の表面に
当該金属または他の金属その他の酸化物の被覆を有する
もの１表面にクロメート処理層を有するもの、および表
面にメッキ層を有するものを包含するものとする。金属
種についていえば、防錆の必要性が大きいことならびに
磁性や導電性の観点から、鉄および鉄合金が重要である
。

金属粉の粒度も、先行技術で用いられ、あるいは用いら
れうるとされているものと本質的には賛らない０通常、
平均粒径０．０１〜１００μの範囲のものが用いられる
。

金属粉を製造する方法としては、金属カルボニルを熱分
解する方法、溶融金属を噴霧する方法。

金属酸化物を還元する方法、その他所望の金属に対して
所望の粒度の粉末を与える任意の方法が可能である。

リン　エステル 本発明において使用するリン酸エステル化合物としては
、一般式 （式中、Ｒ１−Ｒ１はそれぞれ独立して水素、フルキル
基、アリール基、ポリオキシエチレンエーテル基、また
はポリオキシエチレンアリールエーテル基である。但し
　７１１１〜Ｒ３のすべてが水素であることがない、） リン酸エステル類はモノエステル、ジエステルまたはト
リエステルそれぞれの単独物であってもよいし、それら
の混合物であってもよい、かかるリン酸エステル類とし
ては、リン酸トリフェニル、リン酸トリ（２−エチルヘ
キシル）などのトリエステル類、リン酸ジ（２−エチル
ヘキシル）、リン酸ジブチル、リン酸ジオクチル、リン
酸モノブチル、リン酸モノイソデシルなどのリン酸ジエ
ステル類、リン酸モノ王ステル類などである。これらの
化合物の中で１本発明において好ましい化合物はリン酸
ジエステル類、リン酸モノエステルおよびこれらの混合
物である。

シランカープリング 金属粉の処理に上記のリン酸エステル化合物とシランカ
ップリング剤化合物を併用することによって、すぐれた
耐酸化安定性を得ることができる。

本発明で使用されるシランカップリング剤化合物は、一
般式 ％式％ （ここでｎは　Ｏまたは　１であり、Ｒ１はアミ７基、
メルカプト基、ビニル基、エポキシ基またはメタクロキ
シ基であり、Ｒ２，Ｒ’はそれぞれ独立に炭素数１〜Ｂ
の飽和炭化水素基またはエーテル基である。） で表わされるものが代表的である。この化合物の具体例
としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシラン、ビニルトリ（２−メトキシエトキシ）シラ
ンなどのビニルシラン化合物、γ−７ミノプロビルトリ
メトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−７ミ
ノプロビルトリメトキシシランなどのアミノシラン化合
物、γ−グリシド午ジプロピルトリメトキシシラン、β
−（３，４−エポキシ−シクロヘキシル）エチルトリメ
トキシシランなどのエポキシシラン化合物がある。これ
らの中で特に好ましい化合物は、アミノシラン化合物で
ある。

ｉ監五豆１１ シランカップリング剤化合物およびリン酸エステル化合
物の使用量は、金属粉に対してシランカップリング剤化
合物が０．０１〜２゜０重量％、好ましくは０．０５〜
１．０重量％の範囲であり、リン酸エステル化合物が０
．０１〜２．０重量％、好ましくは０゜０５〜１．０重
量％の範囲であることが適当である。

金属粉にリン酸エステル等を付着させる方法としては、
リン酸エステル化合物とシランカップリング剤化合物と
を、ｎ−へブタン、トルエンなどの不活性溶媒に溶解し
、その溶液を用いて金属粉を常温または加熱下に湿笥ま
たは浸漬してリン酸エステル化合物等を金属粉に充分に
付着させた後、溶媒を濾過等により除去し、乾燥させる
湿式法が最も有効である。そのほかにスーパーミキサー
などによる乾式のブレンド法も可能である。また、前記
の湿式法でのリン酸エステル等の溶媒の代りに熱可塑性
樹脂を使用したもの、即ちリン酸エステル化合物を配合
した熱可塑性樹脂を融解状態で使用することもできる。

１丘必 上記の処理済み金属粉を分散させて保持すべきマトリッ
クスをなす重合体は、合成樹脂および／または合成ゴム
である０合成樹脂は熱可塑性および熱硬化性のいずれで
あってもよく、また樹脂とゴムとの間の任意の可塑性な
いしゴム弾性をもつものも本発明組成物の重合体成分と
して使用可能である。

合成樹脂の好ましい一層は熱可塑性樹脂としてはポリエ
チレン（低密度、高密度、直鎖低密度）、ホリプロビレ
ン、プロピレン・エチレンプロツクまたはランダム共重
合体などのポリα−オレフィン、ポリスチレン、アクリ
ロニトリル・ブタジェンφスチレン三元共重合体、スチ
レン・ブタジェン共重合体およびその水素添加物などの
ス　′チレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチルなどのア
クリル系樹脂、ポリ塩化ビニルなどのポリハロゲン化ビ
ニル、ナイロン６、ナイロン６Ｂなどのポリアミド、ポ
リエチレンテレフタレートなどの飽和ポリエステル、ポ
リフェニレンオキサイドなどのポリエーテル、ポリスル
ホン、ポリフッ化ビニリデン、無水マレイン酸変性ポリ
プロピレン、無水マレイン酸変性ポリエチレンなどの変
性樹脂等の単独または混合物が用いられる。

熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂
、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタ
ン等の単独または混合物が用いられる。

合成ゴムとしては、エチレン・プロピレンゴム、クロロ
プレンゴム、シリコンゴム等の単独または混合物が用い
られる。

これらの重合体は目的とする金属含有重合体組成物を製
品にした場合に要求される性能に対して適したものが選
定されて用いられる。

紋皮ｊ 本発明組成物は、リン酸エステル等を付着させた金属粉
を配合した重合体からなるものであるにの重合体に対す
る前記の化学種の付着した金属粉の配合割合は、重合体
１００体積部に対して１０〜７０体積部である。ここで
「体積」とは実体積であって、比重と重量とから算出す
ることができる。

本発明の重合体組成物においては、導電性や磁性などの
性質を一層向上させるために、前記の金属粉のほかにカ
ーボンブラック、黒鉛などの導電性粉末あるいはフェラ
イトなどの金属酸化物磁性粉を添加することができる。

本発明の重合体組成物はバンバリーミキサ−、ロール、
ブラベンダープラストグラムなト（７）バッチ式の混線
機のほかに一軸押出機、二゛軸押出機などの連続式の押
出機で得ることができる。配合順序は特に限定されるも
のでなく、配合物を一度に混合して混練する方法のほか
に、一部を予め混練しておき、その混線物と残部を混練
してもよい。

［作用および効果］ 本発明の組成物は、配合する金属粉に付着させたリン酸
エステル化合物とシランカップリング剤化合物との相乗
作用によって、それぞれの単用の場合からは予想できな
いすぐれた防錆作用が実現でき、組成物としてすぐれた
耐酸化安定性が得られたものである。

本発明の重合体組成物の使用用途としては、導電性が要
求される分野として静電防止剤、電磁波シールド材など
に、また磁性が要求される分野として磁気シールド材、
電波吸収体、プラスチックマグネットなどがある。

［実施例］ 実施例１ 市販カルボニル鉄粉（平均粒径３ＩＬ）２に、をγ−７
ミノプロビルトリメトキシシラン４ｇとリン酸ジ（２−
エチルヘキシル）１０ｇとを溶解した１リツトルのｎ−
へブタン溶液中に入れ、大気下、５０℃で１時間攪拌し
た。その後、濾過、乾燥を行って、上記の化合物が付着
したカルボニル鉄粉を得た。

糺Ｌｉ立１１ ポリプロピレジ７０体積部および上記の処理済みカルボ
ニル鉄粉３０体積部を混合して二軸押出様にて混練して
ペレット化した。このペレットを圧縮成形して厚さ　２
１層のシートを得た。得られたシート中の金属粉の耐腐
食性の促進テストとして。

８０℃で相対湿度９０２の雰囲気中に８０日間放置した
。シートの腐食生成物の発生状況をＸ線回析ならびに光
学顕微鏡により観察した。腐食生成物は全く認められな
かった。

比較例１ 実施例１の処理済み金属粉の製造において、リン酸ジ（
２−エチルヘキシル）の添加を省いた外は実施例１と全
く同様にして混線、成形を行った。

得られたシートの腐食促進テストの効果、シート表面全
体に赤色の錆が発生し、またＸ線回折図には、　２θ；
３５°付近にＦｅ（ＯＨ）１に基いたブロードなピーク
が現われた。

比較例２ 実施例１の処理済み磁性粉の製造において、γ−アミノ
プロピルトリメトキシシランの添加を省いた外は実施例
１と全く同様にして混線、成形を行なった。

得られたシートの腐食促進テストの結果、シート表面に
、比較例１と同様の赤色の錆の発生が認められ、Ｘ線回
折図にも２θ−３５°のブロードなピークが認められた
。

実施例２〜７ 実施例１の処理済み金属粉の製造において、添加する処
理剤を第１表に示す化合物に替えた外は、実施例１と全
く同様にして混線、成形を行った。　得られたシートの
腐食促進テストの結果は第１表に示した。いずれの実施
例においても錆の発生は認められなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）リン酸エステル化合物とシランカップリング剤化
   合物とを付着させた金属粉を含有することを特徴とする
   金属粉含有重合体組成物。