JPH09235308A

JPH09235308A - 無機粉体のスチレンカプセル化物の製造方法

Info

Publication number: JPH09235308A
Application number: JP7813596A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Shiratori; 伸之白鳥
Original assignee: Japan Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1996-03-07
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的耐熱性が高く、広範囲の樹脂に適用で
きる無機粉体のスチレンカプセル化物の製造方法を提供
すること。【解決手段】無機粉体を水中に分散させ、油溶性重合
開始剤の存在下に、スチレンまたはスチレン含有モノマ
ーを当該水中で重合させ、無機粉体を被覆することから
なる無機粉体のスチレンカプセル化物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無機粉体表面にス
チレンまたはスチレン含有モノマーの重合物を被覆させ
た無機粉体カプセルの製造方法に関する。

【０００２】この無機粉体カプセルは、樹脂に配合する
ことにより樹脂の強化、改質、さらには導電性等各種機
能の付与が期待できる材料である。

【０００３】

【従来の技術】従来より、無機粉体は樹脂の強化、改
質、さらには各種の機能、例えば、カーボンブラック、
黒鉛等の導電性粉体が樹脂への導電性の付与に、フェラ
イト等の磁性粉体が樹脂への磁性の付与に、二硫化モリ
ブデン等が樹脂への摺動性の付与等のため、それぞれ樹
脂に配合されている。

【０００４】これらの無機粉体は、一般には、粉砕され
たものがそのまま使用されるか、あるいは微粒子同士の
凝集防止のために有機酸等で表面処理したものが用いら
れているが、樹脂との親和性が悪く、樹脂に配して、混
練、分散させる際に、均一に分散させることが困難で、
製品の性能にバラツキが生じたり、所定の性能が完全に
発揮されなかったり、また所定の性能を発揮させるた
め、配合量を多くする必要があった。

【０００５】このため、本出願人は、無機粉体の表面を
樹脂で覆う、いわゆる無機粉体のカプセル化により樹脂
との親和性を著しく向上できるという認識の基に研究を
行い、粉状タルクをアクリル酸エステルまたはメタクリ
ル酸エステルによりカプセル化する方法を見い出し、タ
ルクの表面処理方法として提案した(特開平７-２２８７
９５号公報)。

【０００６】しかし、このタルクのアクリル酸エステル
やメタクリル酸エステルのカプセル化物は、耐熱性が小
さいため、溶融温度の低い樹脂にしか配合できず、また
このカプセル化物との親和性の高い、すなわち配合に適
する樹脂が少なく、もっと広範囲の樹脂に適用できる重
合物によるカプセル化物が求められていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決するもので、本発明の目的は、無機粉体をスチレン
またはスチレン含有モノマーの重合物で被覆して、無機
粉体をカプセル化するスチレンカプセル化物の製造方法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
を解決するために、スチレンあるいはスチレンと他のモ
ノマーとの混合物を用いるカプセル化研究を鋭意進めた
結果、亜硫酸や２,２'-アゾビス(イソブチロアミジン)
塩酸塩等の水溶性の重合開始剤ではカプセル化ができな
かったが、油溶性の重合開始剤を用いることにより、カ
プセル化が可能であることを見出し、本発明に想到し
た。

【０００９】すなわち、本発明は、無機粉体を水中に分
散させ、油溶性重合開始剤の存在下に、スチレンまたは
スチレン含有モノマーを当該水中で重合させ、無機粉体
を被覆することからなる無機粉体のスチレンカプセル化
物の製造方法である。

【００１０】上記のスチレン含有モノマーとは、スチレ
ンと他の重合用モノマーの混合物である。スチレン以外
の重合用モノマーとしては、常温で、固体または液体の
ラジカル重合可能なものであれば、支障なく用いること
ができるが、特には、メチルメタクリレート、ブチルメ
タクリレート等の各種のメタクリレート類、メチルアク
リレート、ブチルアクリレート等のアクリレート類、ア
クリロニトリル、アクリルアミド、ジビニルベンゼン、
酢酸ビニル等が好適である。この重合用モノマーは、単
独でも、二以上を混合して用いても良く、これらは、ス
チレンモノマーに対し、９０重量％以下、特には、１０
〜６０重量％、混合させることが、カプセル化ポリマー
の剛性の改良の点から好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】上記本発明の無機粉体としては、
一般に樹脂等に配合し得るものであればいずれでも支障
なく用いることができ、この粉体の大きさも、一般に樹
脂の充填材として用いられている大きさのものであれば
よく、０.０１〜１０００μmの範囲で適宜選択できる。
さらに、この粉体の形状は、必ずしも球状である必要は
なく、板状、棒状、繊維状、サイコロ状のものでも用い
ることができる。具体的には、タルク、マイカ、シリカ
等の強化、改質用粉体、カーボンブラック、黒鉛等の導
電性粉体、フェライト等の磁性粉体、二硫化モリブデン
等の摺動性粉体等が本発明に好適である。

【００１２】この無機粉体をカプセル化するためには、
先ず、無機粉体を水中に分散させ、これを撹拌しながら
スチレンまたはスチレン含有モノマーと油溶性重合開始
剤を加えて、撹拌を継続して、重合反応を行うことによ
りできる。

【００１３】この場合、無機粉体と水の割合は、０.５
／１〜１／５０の範囲で適宜選定するとよい。また、無
機粉体の分散性を良くするために、ドデシル硫酸ナトリ
ウム等の界面活性剤を、１×１０^-3〜１×１０^-2mol/l
の濃度で添加すると良い。

【００１４】また、油溶性の重合開始剤としては、過酸
化ベンゾイル等の有機過酸化物、２,２'-アゾビス(イソ
ブチロニトリル)（ＡＩＢＮ）等を例示できるが、反応
性、取り扱いの容易さからＡＩＢＮを用いることが望ま
しい。この重合開始剤の使用量は、無機粉体及びスチレ
ンの量により異なるため一概には決めれないが、反応液
中濃度として、１×１０^-3〜５×１０^-1mol/lの範囲で
適宜選定するとよい。

【００１５】重合反応温度は、常温から水の沸騰温度で
ある１００℃まで採用できるが、操作性および反応性か
ら５０〜９０℃の範囲が好ましい。反応時間は、重合開
始剤の濃度や反応温度に影響されるが、３０分から５時
間の範囲で充分である。

【００１６】このカプセル化反応においては、反応条件
を制御することにより、スチレンまたはスチレン含有モ
ノマーの重合量（樹脂含有率：スチレンまたはスチレン
含有モノマーによる重合物の無機粉体カプセル化物全量
に対する重量％）を任意に変化させることができる。こ
の樹脂含有率は５０重量％以下とすることが、樹脂に配
合する際、カプセル化物の凝集等が生じなくて、取扱い
易いため、特に好ましい。また、本発明の顕著な効果を
得るためには、この樹脂含有率は０.１重量％以上とす
ることが好ましい。

【００１７】上記方法で得られる無機粉体のカプセル化
物は、無機粉体の表面に比較的均一な厚さの樹脂皮膜が
形成されたもので、これを樹脂に配合した場合、無機粉
体が樹脂組成物の成形品内部で均一に分散される。

【００１８】この無機粉体のカプセル化物は、そのまま
プレス成形や射出成形等により成形して、スチレンまた
はスチレン含有樹脂組成物の成形製品をすることがで
き、また、このカプセル化物を他の樹脂に配合すること
により、各種樹脂組成物を得ることができる。この場
合、カプセル化物を配合するのに好適な樹脂としては、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ
樹脂等の比較的極性の低い熱可塑性樹脂である。このカ
プセル化物の樹脂への配合量は、９０重量％程度まで任
意に配合でき、物性の要求値等に併せて、適宜選択して
配合すればよい。カプセル化物を他の樹脂へ配合、混練
する場合、一般に各種粉体等を樹脂類へ配合する際に使
用されている、単軸混練押出機、２軸混練押出機、バン
バリーミキサーあるいは加圧ニーダー等がそのまま利用
できる。

【００１９】

【実施例】

（実施例１）粒径１００〜６００μmの膨張黒鉛（日本
黒鉛工業社製、ＥＸＰ−Ｐ）３０gに蒸留水６００ml、
ドデシル硫酸ナトリウム１７３mgを加え、窒素ガス雰囲
気下で撹拌しながら８０℃に昇温した後、スチレン１０
gにＡＩＢＮ９８６mgを溶かしたものを約３時間かけて
滴下した。滴下終了後、１時間撹拌し、ヒドロキノンを
加えて重合反応を停止させた。反応終了後、室温まで冷
却し、ろ別し、固体を蒸留水、メタノールで充分洗浄
し、減圧乾燥して膨張黒鉛カプセルを得た。この膨張黒
鉛カプセルの樹脂含有率は、２１重量％であった。

【００２０】（実施例２）実施例１と同じ膨張黒鉛３０
g、スチレン６gを用いた以外は、実施例１と同様の操作
を行い、膨張黒鉛カプセルを得た。この膨張黒鉛カプセ
ルの樹脂含有率は、１２重量％であった。

【００２１】（実施例３）実施例１と同じ膨張黒鉛３０
g、スチレン１８gを用いた以外は、実施例１と同様の操
作を行い、膨張黒鉛カプセルを得た。この膨張黒鉛カプ
セルの樹脂含有率は、３７重量％であった。

【００２２】（実施例４）粒径５０〜４００μmの膨張
黒鉛（日本黒鉛工業社製、ＥＰ）３０gを用いた以外
は、実施例１と同様の操作を行い、膨張黒鉛カプセルを
得た。この膨張黒鉛カプセルの樹脂含有率は、２０重量
％であった。

【００２３】（実施例５）平均粒子径２０μmのか焼コ
ークス（ジャパンエナジー社製）５０g、ドデシル硫酸
ナトリウム１４４mg、スチレン２０g、ＡＩＢＮ８２１m
g、蒸留水５００mlを用いた以外は、実施例１と同様の
操作を行い、か焼コークスカプセルを得た。このか焼コ
ークスカプセルの樹脂含有率は、１１重量％であった。

【００２４】（実施例６）粒子径２５０メッシュアンダ
ーの黒鉛粉末（日本黒鉛工業社製、ＣＢ−１５０）５０
g、ドデシル硫酸ナトリウム１４４mg、スチレン２０g、
ＡＩＢＮ８２１mg、蒸留水５００mlを用いた以外は実施
例１と同様の操作を行い、黒鉛カプセルを得た。この黒
鉛カプセルの樹脂含有率は、１８重量％であった。

【００２５】（実施例７）平均粒子径１０μmのタルク
（浅田製粉社製、ＪＡ−８０Ｒ）５０g、ドデシル硫酸
ナトリウム１１５mg、スチレン１５g、ＡＩＢＮ６５７m
gを用いた以外は、実施例１と同様の操作を行い、タル
クカプセルを得た。このタルクカプセルの樹脂含有率
は、１９重量％であった。

【００２６】（実施例８）実施例４と同じ膨張黒鉛１０
０gに蒸留水１０００ml、ドデシル硫酸ナトリウム２８
８mgを加え、スチレン３５gとブチルメタクリレート１
５gの混合物に、ＡＩＢＮ１.６４gを溶かしたものを加
えた以外は、実施例１と同様の操作を行い、膨張黒鉛カ
プセルを得た。この膨張黒鉛カプセルの樹脂含有率は、
２９重量％であった。

【００２７】（比較例１）実施例１において、重合開始
剤として６％亜硫酸水溶液２０.５ｇを用いて、スチレ
ンと６％亜硫酸水溶液を別々に滴下した以外は、実施例
１と同様の操作を行ったが、膨張黒鉛カプセルは得られ
なかった。

【００２８】（比較例２）実施例１において、重合開始
剤として２,２'-アゾビス(イソブチルアミジン)２塩酸
塩（ＡＩＢＡ）４.１gを蒸留水に溶解させたものを滴下
した以外は、実施例１と同様の操作を行ったが、膨張黒
鉛カプセルは得られなかった。

【００２９】（参考例）ポリプロピレン（三菱化学社
製、ダイヤポリマー4800JG）に、実施例１で合成した膨
張黒鉛カプセルを膨張黒鉛量で前記ポリプロピレンに対
して２０重量％になるように配合し、小型混練機（東測
精密工業社製、EK-350型）を用いて混練した。得られた
樹脂組成物を射出成形によって、８cm×１cm×３mmの板
状試験片を成形し、両末端１.５cmを切り落とし、切削
面を研磨し、５cm×１cm×３mmの試験片に加工した。そ
の後、切削面に銀ペーストを塗布し電極とした後、テス
ターを用いて抵抗値を測定し、体積固有抵抗率に換算し
た。この組成物の体積固有抵抗率は、８.７Ω・cmであっ
た。

【００３０】一方、実施例１で用いた粒径約１００〜６
００μmの膨張黒鉛２０gに蒸留水４５０mlを加え、窒素
ガス雰囲気下で撹拌しながら６５℃に昇温した後、メタ
クリル酸メチル９gを、続いて重合開始剤として６％の
亜硫酸水溶液１４mmolを加えて、４時間撹拌した。反応
終了後、室温まで冷却して、濾別し、固体をメタノール
で洗浄、減圧乾燥して、樹脂含有率２１重量％の膨張黒
鉛のメタクリル酸メチルのカプセル化物を得た。これ
を、上記と全く同様の方法により、ポリプロピレンに配
合して体積固有抵抗率を求めた結果、体積固有抵抗率
は、３２５Ω・cmであった。

【００３１】この結果から、本発明で得られるスチレン
カプセル化物が、メタクリル酸メチルのカプセル化物よ
りも体積固有抵抗率を著しく低下させる効果があり、ス
チレンカプセル化物がポリプロピレンに対する親和性に
非常に優れていることが分かる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の製造方法は、重合開始剤に油溶
性重合開始剤を用いることにより、良好に反応が進行
し、スチレンまたはスチレン含有モノマーの重合物によ
って被覆された無機粉体のスチレンカプセル化物が得ら
れると共に、粉体の種類に関係なくカプセル化物が得ら
れ、当該カプセル化物は、比較的耐熱性が高く、広範囲
の樹脂に適用できるという格別の効果を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機粉体を水中に分散させ、油溶性重合
開始剤の存在下に、スチレンまたはスチレン含有モノマ
ーを当該水中で重合させ、無機粉体を被覆することを特
徴とする無機粉体のスチレンカプセル化物の製造方法。