JP6496205B2 - Thermally expandable microcapsules - Google Patents
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Description
本発明は、高いガスバリア性を有し、高温で長時間に渡って優れた耐久性を有する熱膨張性マイクロカプセル、該熱膨張性マイクロカプセルを用いた発泡性熱可塑性樹脂マスターバッチ、発泡成形体及びスタンパブルシート成形体に関する。 The present invention relates to a thermally expandable microcapsule having a high gas barrier property and excellent durability over a long period of time at a high temperature, a foamable thermoplastic resin masterbatch using the thermally expandable microcapsule, and a foam molded article And a stampable sheet molded body.
熱膨張性マイクロカプセルは、意匠性付与剤や軽量化剤として幅広い用途に使用されており、発泡インク、壁紙をはじめとした軽量化を目的とした塗料等にも利用されている。
このような熱膨張性マイクロカプセルとしては、熱可塑性シェルポリマーの中に、シェルポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる揮発性膨張剤が内包されているものが広く知られており、例えば、特許文献1には、低沸点の脂肪族炭化水素等の揮発性膨張剤をモノマーと混合した油性混合液を、油溶性重合触媒とともに分散剤を含有する水系分散媒体中に攪拌しながら添加し懸濁重合を行うことにより、揮発性膨張剤を内包する熱膨張性マイクロカプセルを製造する方法が開示されている。
Thermally expandable microcapsules are used in a wide range of applications as a design-imparting agent and a lightening agent, and are also used in paints for the purpose of weight reduction such as foamed ink and wallpaper.
As such a heat-expandable microcapsule, one in which a volatile expansion agent that becomes gaseous at a temperature below the softening point of the shell polymer is included in a thermoplastic shell polymer is widely known. In Patent Document 1, an oily mixed liquid obtained by mixing a volatile expansion agent such as a low-boiling point aliphatic hydrocarbon with a monomer is added to an aqueous dispersion medium containing a dispersant together with an oil-soluble polymerization catalyst while stirring. A method for producing thermally expandable microcapsules encapsulating a volatile swelling agent by performing suspension polymerization is disclosed.
しかしながら、この方法によって得られた熱膨張性マイクロカプセルは、80〜130℃程度の比較的低温では、揮発性膨張剤のガス化によって熱膨張させることができるものの、高温又は長時間加熱すると、膨張したマイクロカプセルからガスが抜けることによって発泡倍率が低下するという問題があった。また、熱膨張性マイクロカプセルの耐熱性や強度の問題から、いわゆる「へたり」と呼ばれる現象が生じ、高温時に潰れてしまうことがあった。 However, although the heat-expandable microcapsules obtained by this method can be thermally expanded by gasification of a volatile expansion agent at a relatively low temperature of about 80 to 130 ° C., they expand when heated at a high temperature or for a long time. There has been a problem that the expansion ratio is reduced by the escape of gas from the microcapsules. In addition, due to problems with heat resistance and strength of the thermally expandable microcapsules, a phenomenon called “sag” has occurred and sometimes collapsed at high temperatures.
一方、特許文献2には、エポキシ基又はイソシアネート基を有するビニルモノマーと、水酸基又はアミノ基を有するビニルモノマーとを構成単位として有し、5%熱重量減温度が280〜350℃である熱膨張性マイクロカプセルが開示されている。
このような熱膨張性マイクロカプセルでは、高温高湿下でも優れた機械的強度を有するとしている。
しかしながら、依然としてガスバリア性が低いために、高温長時間の加熱に耐えることができないという問題や、加熱途中でガスが抜けてしまい発泡工程で発泡しないという問題があった。
On the other hand, Patent Document 2 has a thermal expansion in which a vinyl monomer having an epoxy group or an isocyanate group and a vinyl monomer having a hydroxyl group or an amino group are included as structural units and the 5% thermal weight loss temperature is 280 to 350 ° C. Microcapsules are disclosed.
Such thermally expandable microcapsules are said to have excellent mechanical strength even under high temperature and high humidity.
However, since the gas barrier property is still low, there is a problem that it cannot withstand high-temperature and long-time heating, and there is a problem that gas escapes during heating and foaming does not occur in the foaming process.
また、特許文献3には、発泡開始温度Tsと最大発泡温度Tmaxが、120<Ts≦250、0≦Tmax−Ts<30の関係を満たすことで、成型体への追従性が高くなり、軽量な成型体を得る方法が開示されている。
しかしながら、特許文献3の方法で得られる粒子は、ガスバリア性が低いために、発泡変位が小さくあまり膨らまないという問題があった。また、高温長時間の加熱に耐えることができないという問題もあった。
Patent Document 3 discloses that the foaming start temperature Ts and the maximum foaming temperature Tmax satisfy the relationship of 120 <Ts ≦ 250, 0 ≦ Tmax−Ts <30, so that the followability to the molded body is increased and the weight is reduced. A method for obtaining a compact is disclosed.
However, since the particles obtained by the method of Patent Document 3 have low gas barrier properties, there is a problem that foaming displacement is small and does not swell so much. Moreover, there also existed a problem that it could not endure high temperature and long time heating.
本発明は、高いガスバリア性を有し、高温で長時間に渡って優れた耐久性を有する熱膨張性マイクロカプセル、該熱膨張性マイクロカプセルを用いた発泡性熱可塑性樹脂マスターバッチ、発泡成形体及びスタンパブルシート成形体を提供することを目的とする。 The present invention relates to a thermally expandable microcapsule having a high gas barrier property and excellent durability over a long period of time at a high temperature, a foamable thermoplastic resin masterbatch using the thermally expandable microcapsule, and a foam molded article And it aims at providing a stampable sheet molding.
本発明は、重合体からなるシェルに、コア剤として揮発性膨張剤が内包されている熱膨張性マイクロカプセルであって、シェルは、ニトリル系モノマー、アミド基を有するモノマー、及び、分子中にグリシジル基を有する化合物を含有するモノマー組成物を重合させてなり、発泡開始温度Tsが190℃以上であり、180℃で80秒間加熱した後の発泡開始温度Ts’が150〜170℃であり、180℃で5分間加熱した後の重量減少率が3.0重量%以下であり、かつ、30℃から最大発泡温度Tmaxまで5℃/分で加熱した後の重量減少率が12.0重量%以下であることを特徴とする熱膨張性マイクロカプセルである。
以下、本発明を詳述する。
The present invention relates to a thermally expandable microcapsule in which a volatile expansion agent is encapsulated as a core agent in a shell made of a polymer, and the shell includes a nitrile monomer, a monomer having an amide group, and a molecule. A monomer composition containing a compound having a glycidyl group is polymerized, the foaming start temperature Ts is 190 ° C. or higher, and the foaming start temperature Ts ′ after heating at 180 ° C. for 80 seconds is 150 to 170 ° C., The weight reduction rate after heating at 180 ° C. for 5 minutes is 3.0% by weight or less, and the weight reduction rate after heating from 30 ° C. to the maximum foaming temperature Tmax at 5 ° C./minute is 12.0% by weight. A thermally expandable microcapsule characterized by the following.
The present invention is described in detail below.
本発明者らは、シェルを構成するモノマーとして所定のものを使用するとともに、発泡開始温度Ts、所定条件で加熱した後の発泡開始温度Ts’、及び、重量減少率を所定の範囲内とすることで、発泡開始温度が高く、長期間に渡って良好な熱膨張性が得られること、並びに、ガスバリア性に優れることから、へたりが生じにくく優れた耐久性が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors use a predetermined monomer as a monomer constituting the shell, and set the foaming start temperature Ts, the foaming start temperature Ts ′ after heating under a predetermined condition, and the weight reduction rate within a predetermined range. Thus, it has been found that the foaming start temperature is high, good thermal expansibility is obtained over a long period of time, and because it has excellent gas barrier properties, it is difficult to sag and has excellent durability. The invention has been completed.
特に、車用天井材は、高温かつ長期間の発泡成形工程を経て作製されるため、発泡剤として使用される熱膨張性マイクロカプセルには、従来以上に長期間に渡る高い耐久性、耐熱性が要求される。しかしながら、本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、高いガスバリア性を有し、高温で優れた耐久性を有することから、車用天井材の用途にも好適に使用することができる。 In particular, car ceiling materials are manufactured through a foam molding process at a high temperature for a long period of time. Therefore, heat-expandable microcapsules used as foaming agents have higher durability and heat resistance for a longer time than before. Is required. However, the heat-expandable microcapsules of the present invention have high gas barrier properties and excellent durability at high temperatures, and therefore can be suitably used for automotive ceiling materials.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、発泡開始温度Tsの好ましい下限が190℃である。上記発泡開始温度が190℃未満であると、成型体の原反作製時に微発泡してしまい、成型体の発泡工程で膨らまないことがある。
上記発泡開始温度の好ましい下限は190℃、より好ましくは195℃、さらに好ましくは200℃、好ましい上限は215℃、より好ましくは210℃である。
なお、発泡開始温度Tsは、例えば、TMA装置(例えば、ティー・エイ・インスツルメント社製:TMAQ400EM型)を用いて昇温速度5℃/分の条件で測定することができる。
In the thermally expandable microcapsule of the present invention, a preferable lower limit of the foaming start temperature Ts is 190 ° C. When the foaming start temperature is lower than 190 ° C., the foam may be slightly foamed during the production of the raw material of the molded body, and may not expand in the foaming process of the molded body.
A preferable lower limit of the foaming start temperature is 190 ° C, more preferably 195 ° C, still more preferably 200 ° C, and a preferable upper limit is 215 ° C, more preferably 210 ° C.
The foaming start temperature Ts can be measured, for example, using a TMA apparatus (for example, TMAQ400EM type manufactured by TA Instruments Co., Ltd.) at a temperature rising rate of 5 ° C./min.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、180℃で80秒間加熱した後の発泡開始温度Ts’が150〜170℃である。上記Ts’が150℃未満であると、成型体の発泡工程において発泡後すぐに熱膨張性マイクロカプセルがへたってしまうことにより、成型体が目的の倍率に膨らまないことが問題となり、170℃を超えると、成型体の発泡工程において熱膨張性マイクロカプセルが膨らまないことにより、成型体が目的の倍率に膨らまないことが問題となる。上記Ts’の好ましい下限は150℃、より好ましくは155℃、さらに好ましくは160℃、好ましい上限は170℃、より好ましくは165℃である。 The heat-expandable microcapsule of the present invention has a foaming start temperature Ts ′ of 150 to 170 ° C. after heating at 180 ° C. for 80 seconds. If Ts ′ is less than 150 ° C., the heat-expandable microcapsules will sag immediately after foaming in the foaming step of the molded body, which causes a problem that the molded body does not expand to the target magnification. When exceeding, the problem is that the thermally expandable microcapsules do not swell in the foaming step of the molded body, so that the molded body does not swell to the target magnification. The preferable lower limit of Ts ′ is 150 ° C., more preferably 155 ° C., still more preferably 160 ° C., and the preferable upper limit is 170 ° C., more preferably 165 ° C.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルの最大発泡温度(Tmax)は特に限定されないが、好ましい下限が190℃である。上記最大発泡温度が190℃未満であると、熱膨張性マイクロカプセルは、耐熱性が低くなり、高温において、破裂及び収縮を生じやすく、高発泡倍率で発泡できないことがある。また、上記最大発泡温度が190℃未満であると、例えば、熱膨張性マイクロカプセルを用いてマスターバッチペレットを製造する場合に、ペレット製造時の剪断力により発泡が生じてしまい、未発泡のマスターバッチペレットを安定して製造できないことがある。また、熱膨張性マイクロカプセル、無機繊維及び樹脂からなるスタンパブルシート成形体を製造する場合に、プレス成型時の熱で発泡が生じてしまい、安定してスタンパブルシート成形体を製造できないことがある。上記熱膨張性マイクロカプセルの最大発泡温度は、より好ましい下限が200℃であり、好ましい上限が220℃である。
なお、本明細書中、上記最大発泡温度は、熱膨張性マイクロカプセルを常温から加熱しながらその径を測定したときに、熱膨張性マイクロカプセルが最大変位量となったときの温度を意味する。
The maximum foaming temperature (Tmax) of the thermally expandable microcapsule of the present invention is not particularly limited, but a preferable lower limit is 190 ° C. When the maximum foaming temperature is less than 190 ° C., the heat-expandable microcapsules have low heat resistance, are liable to burst and shrink at high temperatures, and cannot be foamed at a high foaming ratio. In addition, when the maximum foaming temperature is less than 190 ° C., for example, when master batch pellets are produced using thermally expandable microcapsules, foaming occurs due to shearing force during pellet production, and an unfoamed master Batch pellets may not be manufactured stably. Also, when producing a stampable sheet molded body made of thermally expandable microcapsules, inorganic fibers and resin, foaming occurs due to heat during press molding, and the stampable sheet molded body cannot be manufactured stably. is there. As for the maximum foaming temperature of the said thermally expansible microcapsule, a more preferable minimum is 200 degreeC and a preferable upper limit is 220 degreeC.
In the present specification, the maximum foaming temperature means the temperature at which the thermally expandable microcapsule reaches the maximum displacement when the diameter is measured while heating the thermally expandable microcapsule from room temperature. .
本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、180℃で5分間加熱した後の重量減少率が3.0重量%以下である。上記重量減少率が3.0重量%を超えると、成型体の発泡工程において熱膨張性マイクロカプセルが十分に発泡しなくなることがある。好ましい上限は2.0重量%である。上記重量減少率の好ましい下限は、特に限定されないが0.1重量%である。
上記重量減少率は、[(加熱前の重量−加熱後の重量)/加熱前の重量]×100から算出することができる。
なお、上記180℃で5分間加熱した後の重量減少率は、例えば、TG−DTA等を用いて測定することができる。
The thermally expandable microcapsule of the present invention has a weight loss rate of 3.0% by weight or less after heating at 180 ° C. for 5 minutes. If the weight reduction rate exceeds 3.0% by weight, the thermally expandable microcapsule may not be sufficiently foamed in the foaming step of the molded body. A preferred upper limit is 2.0% by weight. The preferable lower limit of the weight reduction rate is not particularly limited, but is 0.1% by weight.
The weight reduction rate can be calculated from [(weight before heating−weight after heating) / weight before heating] × 100.
The weight reduction rate after heating at 180 ° C. for 5 minutes can be measured using, for example, TG-DTA.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、25℃から最大発泡温度Tmaxまで5℃/分で加熱した後の重量減少率が12.0重量%以下である。上記25℃から最大発泡温度Tmaxまで5℃/分で加熱した後の重量減少率が12.0重量%を超えると、成型体の発泡工程において熱膨張性マイクロカプセルが充分に発泡しなくなることがある。好ましい上限は11.5重量%、より好ましくは11.0重量%、さらに好ましくは10.0重量%である。上記重量減少率の好ましい下限は、特に限定されないが0.1重量%である。
なお、上記25℃から最大発泡温度Tmaxまで5℃/分で加熱した後の重量減少率は、例えば、TG−DTA等を用いて測定することができる。
The heat-expandable microcapsules of the present invention have a weight loss rate of 12.0% by weight or less after being heated from 25 ° C. to the maximum foaming temperature Tmax at 5 ° C./min. If the weight reduction rate after heating from 25 ° C. to the maximum foaming temperature Tmax at 5 ° C./min exceeds 12.0% by weight, the thermally expandable microcapsules may not sufficiently foam in the foaming process of the molded body. is there. The upper limit is preferably 11.5% by weight, more preferably 11.0% by weight, and still more preferably 10.0% by weight. The preferable lower limit of the weight reduction rate is not particularly limited, but is 0.1% by weight.
In addition, the weight reduction rate after heating at 25 degreeC / min from the said 25 degreeC to the maximum foaming temperature Tmax can be measured using TG-DTA etc., for example.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、重合体からなるシェルにコア剤として揮発性膨張剤を内包する構造を有する。このような構造を有することにより、例えば、本発明の熱膨張性マイクロカプセルをマトリックス樹脂に配合して成形することによって、成形時の加熱により上記コア剤がガス状になるとともに上記シェルが軟化して膨張し、発泡成形体等を製造することができる。 The thermally expandable microcapsule of the present invention has a structure in which a volatile expansion agent is included as a core agent in a shell made of a polymer. By having such a structure, for example, by molding the thermally expandable microcapsule of the present invention in a matrix resin, the core agent becomes gaseous by heating during molding, and the shell softens. The foamed article can be produced.
本発明では、上記シェルは、ニトリル系モノマー、アミド基を有するモノマー、及び、分子中にグリシジル基を有する化合物を含有するモノマー組成物を重合させてなるものである。このようなモノマー組成物を用いることで、Ts、Ts’、重量減少率を所定の範囲内とすることができる。 In the present invention, the shell is obtained by polymerizing a monomer composition containing a nitrile monomer, a monomer having an amide group, and a compound having a glycidyl group in the molecule. By using such a monomer composition, Ts, Ts ′, and the weight reduction rate can be within a predetermined range.
上記モノマー組成物が上記ニトリル系モノマーを含有することにより、得られる熱膨張性マイクロカプセルは高い耐熱性とガスバリア性とを有することとなる。
上記ニトリル系モノマーは特に限定されず、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、フマルニトリル、又は、これらの混合物等が挙げられる。これらのなかでは、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルが特に好ましい。これらは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
When the monomer composition contains the nitrile monomer, the resulting heat-expandable microcapsules have high heat resistance and gas barrier properties.
The nitrile monomer is not particularly limited, and examples thereof include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethoxyacrylonitrile, fumaronitrile, or a mixture thereof. Of these, acrylonitrile and methacrylonitrile are particularly preferred. These may be used independently and 2 or more types may be used together.
上記モノマー組成物中の上記ニトリル系モノマーの含有量は、好ましい下限が80重量%である。上記ニトリル系モノマーの含有量が80重量%未満であると、ガスバリア性が低下することにより、発泡倍率が低下することがある。
より好ましい下限は85重量%、好ましい上限は98重量%である。
The preferable lower limit of the content of the nitrile monomer in the monomer composition is 80% by weight. When the content of the nitrile monomer is less than 80% by weight, the gas barrier property is lowered, and the expansion ratio may be lowered.
A more preferred lower limit is 85% by weight, and a preferred upper limit is 98% by weight.
上記重合体を形成するためのモノマー組成物は、アミド基を有するモノマーを含有する。上記モノマー組成物が上記アミド基を有するモノマーを含有することにより、得られる熱膨張性マイクロカプセルは、加熱発泡させる際の熱によって、アミド基と後述する分子中にグリシジル基を有する化合物とが結合するため、耐熱性や耐久性を更に向上させることが可能となる。 The monomer composition for forming the polymer contains a monomer having an amide group. When the monomer composition contains the monomer having the amide group, the resulting heat-expandable microcapsule binds the amide group and the compound having a glycidyl group in the molecule, which will be described later, by heat at the time of heat foaming. Therefore, the heat resistance and durability can be further improved.
上記アミド基を有するモノマーとしては、(メタ)アクリルアミド、N−置換(メタ)アクリルアミド、N,N−置換(メタ)アクリルアミド、N−ビニルアミド等が挙げられる。
上記(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド等が挙げられる。
上記N−置換(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタアクリルアミド、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−イソプロポキシメチルアクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリルアミド、N−イソブトキシメチルアクリルアミド、N−オクチロキシメチルアクリルアミド、N−カルボキシメチレンオキシメチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド等が挙げられる。
上記N,N−置換(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等が挙げられる。
上記N−ビニルアミドとしては、N−ビニルアセトアミド等が挙げられる。
上記アミド基を有するモノマーとして、N−置換(メタ)アクリルアミド、又は、N,N−置換(メタ)アクリルアミドを用いる場合、窒素上の置換基の炭素数は1〜4が好ましく、より好ましくは窒素上の置換基の炭素数が1〜2である。
上記アミド基を有するモノマーのなかでも、高い耐熱性とガスバリア性の観点から、特にアクリルアミド、メタクリルアミドが好ましい。
Examples of the monomer having an amide group include (meth) acrylamide, N-substituted (meth) acrylamide, N, N-substituted (meth) acrylamide, N-vinylamide and the like.
Examples of the (meth) acrylamide include acrylamide and methacrylamide.
Examples of the N-substituted (meth) acrylamide include N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-isopropoxymethylacrylamide, N-butoxymethylacrylamide, N-isobutoxymethylacrylamide, N-octyloxymethylacrylamide, N-carboxymethyleneoxymethylacrylamide, isopropylacrylamide and the like can be mentioned.
Examples of the N, N-substituted (meth) acrylamide include dimethylacrylamide, diethylacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide and the like.
Examples of the N-vinylamide include N-vinylacetamide.
When N-substituted (meth) acrylamide or N, N-substituted (meth) acrylamide is used as the monomer having the amide group, the number of carbon atoms of the substituent on nitrogen is preferably 1 to 4, more preferably nitrogen. The number of carbon atoms of the above substituent is 1-2.
Among the monomers having an amide group, acrylamide and methacrylamide are particularly preferable from the viewpoint of high heat resistance and gas barrier properties.
上記モノマー組成物中の上記アミド基を有するモノマーの含有量は、全モノマー組成物100重量%に対して、好ましい下限が1重量%、好ましい上限が18重量%である。
上記アミド基を有するモノマーの含有量が1重量%以上であると、加熱発泡時に後述する分子中にグリシジル基を有する化合物と結合することによって得られる効果がより一層良好となる。上記アミド基を有するモノマーの含有量が18重量%以下であると、重合時の粒子凝集の誘発を抑制することができる。より好ましい下限が2重量%、より好ましい上限が15重量%であり、特に好ましい下限が3重量%である。
The content of the monomer having an amide group in the monomer composition is preferably 1% by weight and preferably 18% by weight with respect to 100% by weight of the total monomer composition.
When the content of the monomer having an amide group is 1% by weight or more, the effect obtained by bonding with a compound having a glycidyl group in a molecule, which will be described later, during heating and foaming is further improved. When the content of the monomer having an amide group is 18% by weight or less, induction of particle aggregation during polymerization can be suppressed. A more preferred lower limit is 2% by weight, a more preferred upper limit is 15% by weight, and a particularly preferred lower limit is 3% by weight.
上記分子中にグリシジル基を有する化合物に対するアミド基を有するモノマーの含有比(アミド基を有するモノマー/分子中にグリシジル基を有する化合物)は、好ましい下限が1.5、好ましい上限が12である。
上記アミド基を有するモノマーの分子中にグリシジル基を有する化合物に対する含有量が上記範囲内であると、加熱発泡時に後述する分子中にグリシジル基を有する化合物と結合することによって得られる効果がより一層良好となる。
The content ratio of the monomer having an amide group to the compound having a glycidyl group in the molecule (a monomer having an amide group / a compound having a glycidyl group in the molecule) has a preferable lower limit of 1.5 and a preferable upper limit of 12.
When the content of the monomer having an amide group with respect to the compound having a glycidyl group is within the above range, the effect obtained by bonding with a compound having a glycidyl group in the molecule, which will be described later, during heating and foaming is further increased. It becomes good.
上記重合体を形成するためのモノマー組成物は、分子中にグリシジル基を有する化合物を含有する。上記グリシジル基とアミド基とは、140〜300℃で硬化反応するのに対して、重合時の温度は一般的に100℃以下であるため、重合体の重合時には、上記グリシジル基とアミド基との硬化反応は起こらない。
一方、熱膨張性マイクロカプセルの加熱発泡時の温度は、一般的に100〜300℃であるため、上記グリシジル基はアミド基と加熱発泡時の高温で反応することで、高い耐熱性とガスバリア性を実現することができる。また、膨張後も形状を維持することができ、保持性に優れたものとなる。
上記分子中にグリシジル基を有する化合物は、上記モノマー組成物の重合時ではなく、熱膨張性マイクロカプセルの加熱発泡時に硬化するため、発泡時の膨張が阻害されることなく、発泡倍率を高めることができる。
なお、上記分子中にグリシジル基を有する化合物は、モノマーとして、シェルの重合体を構成するものであってもよく、重合体を構成するものではなく、シェル中に含まれるものであってもよい。
The monomer composition for forming the polymer contains a compound having a glycidyl group in the molecule. While the glycidyl group and the amide group undergo a curing reaction at 140 to 300 ° C., the temperature during polymerization is generally 100 ° C. or lower, and therefore the glycidyl group and amide group are The curing reaction does not occur.
On the other hand, since the temperature at the time of heat expansion of the thermally expandable microcapsule is generally 100 to 300 ° C., the above glycidyl group reacts with the amide group at a high temperature at the time of heat foaming, thereby providing high heat resistance and gas barrier properties. Can be realized. Further, the shape can be maintained even after expansion, and the retainability is excellent.
The compound having a glycidyl group in the molecule cures not at the time of polymerization of the monomer composition but at the time of heat expansion of the thermally expandable microcapsule, so that the expansion at the time of expansion is not hindered and the expansion ratio is increased. Can do.
The compound having a glycidyl group in the molecule may constitute a shell polymer as a monomer, and may not be a polymer but contained in the shell. .
上記分子中にグリシジル基を有する化合物としては、分子中に重合性不飽和結合を1個以上有するものが好ましい。上記分子中に重合性不飽和結合を1個以上有することで、重合性基がシェルポリマーの主鎖に取り込まれることによって、熱膨張性マイクロカプセルの加熱発泡時の硬化性がより強固なものとすることができ、耐熱性や耐久性を大幅に向上させることが可能となる。
また、上記分子中にグリシジル基を有する化合物としては、分子中にグリシジル基を2個以上有しているものがより好ましい。上記分子中にグリシジル基を2個以上有することで、硬化性をより強固なものとすることができる。特に、加熱発泡させる際の熱によって、アミド基とグリシジル基とがより強固に結合し、耐熱性や耐久性を大幅に向上させることが可能となる。
The compound having a glycidyl group in the molecule is preferably a compound having at least one polymerizable unsaturated bond in the molecule. By having at least one polymerizable unsaturated bond in the molecule, the polymerizable group is incorporated into the main chain of the shell polymer, so that the curability at the time of heat expansion of the thermally expandable microcapsule is stronger. Therefore, the heat resistance and durability can be greatly improved.
Moreover, as a compound which has a glycidyl group in the said molecule | numerator, what has two or more glycidyl groups in a molecule | numerator is more preferable. By having two or more glycidyl groups in the molecule, the curability can be made stronger. In particular, the amide group and the glycidyl group are more strongly bonded by heat at the time of heating and foaming, and the heat resistance and durability can be greatly improved.
上記分子中にグリシジル基を有する化合物としては、例えば、グリシジル基含有モノマー、エポキシ樹脂が挙げられる。
なお、グリシジル基含有モノマーとは、グリシジル基及びラジカル重合性二重結合を有するモノマーをいう。
また、エポキシ樹脂とは、分子内に2つ以上のオキシラン環(エポキシ基)を有し、ラジカル重合性二重結合を有しない化合物である。
Examples of the compound having a glycidyl group in the molecule include a glycidyl group-containing monomer and an epoxy resin.
In addition, a glycidyl group containing monomer means the monomer which has a glycidyl group and a radically polymerizable double bond.
Moreover, an epoxy resin is a compound which has two or more oxirane rings (epoxy group) in a molecule | numerator, and does not have a radically polymerizable double bond.
上記グリシジル基含有モノマーとしては、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。エポキシ(メタ)アクリレートとしては、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、フェノール型エポキシジアクリレート、アリルアルコール型エポキシジアクリレート、1,6−へキサンジオール型エポキシジアクリレート、ビスフェノール型エポキシジアクリレート、フタル酸型エポキシジアクリレート、ポリプロピレングリコール型エポキシジアクリレート(n=1、3、11)、ポリエチレングリコール型エポキシジメタクリレート(n=1、2、9)等が挙げられる。 Examples of the glycidyl group-containing monomer include epoxy (meth) acrylate. As epoxy (meth) acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, allyl glycidyl ether, 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether, phenol type epoxy diacrylate, allyl alcohol type epoxy diacrylate, 1,6-hexanediol type epoxy diacrylate Bisphenol type epoxy diacrylate, phthalic acid type epoxy diacrylate, polypropylene glycol type epoxy diacrylate (n = 1, 3, 11), polyethylene glycol type epoxy dimethacrylate (n = 1, 2, 9) and the like.
上記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(JER−828:三菱化学社製)、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(YX−8000:三菱化学社製)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(JER−807:三菱化学社製)、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(JER−152:三菱化学社製)、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(N−660:DIC社製)、ビフェニル型エポキシ樹脂(YX−4000:三菱化学社製)、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(HP−7200L:DIC社製)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(JER−630:三菱化学社製)等が挙げられる。 Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin (JER-828: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), hydrogenated bisphenol A type epoxy resin (YX-8000: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and bisphenol F type epoxy resin (JER- 807: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), phenol novolac type epoxy resin (JER-152: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), cresol novolac type epoxy resin (N-660: manufactured by DIC Corporation), biphenyl type epoxy resin (YX-4000: Mitsubishi Chemical Corporation) And dicyclopentadiene type epoxy resin (HP-7200L: manufactured by DIC), glycidylamine type epoxy resin (JER-630: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and the like.
また、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル類を用いてもよい。
なお、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルのオキシエチレン部分の繰り返し数は特に限定されず、例えば、オキシエチレン部分の繰り返し数が2、4、9、13又は23(n=2、4、9、13又は23)であるポリエチレングリコールジグリシジルエーテルを用いることができる。また、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルのオキシプロピレン部分の繰り返し数は特に限定されず、例えば、オキシプロピレン部分の繰り返し数が2、3又は11(n=2、3又は11)であるポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルを用いることができる。
また、グリシジルエーテル構造を分子内に2個以上有する化合物を用いてもよい。
上記グリシジルエーテル構造を分子内に2個以上有する化合物として、例えば、グリセリン1モルに対してエピクロルヒドリン0〜1モルを付加させた化合物のポリグリシジルエーテル及びその混合物や、エチレングリコール1モルに対してエピクロルヒドリン0〜2モルを付加させた化合物のポリグリシジルエーテル及びその混合物等も挙げられる。
上記分子中にグリシジル基を有する化合物のなかでも、上記アミド基と高温で反応することで耐熱性や耐久性を向上させる観点から、グリシジルメタクリレートが好ましい。
Also, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, triethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol di Glycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ethers may be used.
In addition, the repeating number of the oxyethylene part of polyethyleneglycol diglycidyl ether is not specifically limited, For example, the repeating number of the oxyethylene part is 2, 4, 9, 13, or 23 (n = 2, 4, 9, 13, or 23). Polyethylene glycol diglycidyl ether that is) can be used. In addition, the number of repetitions of the oxypropylene portion of the polypropylene glycol diglycidyl ether is not particularly limited. For example, the number of repetitions of the oxypropylene portion is 2, 3 or 11 (n = 2, 3 or 11). Can be used.
A compound having two or more glycidyl ether structures in the molecule may be used.
Examples of the compound having two or more glycidyl ether structures in the molecule include, for example, polyglycidyl ether of a compound in which 0 to 1 mol of epichlorohydrin is added to 1 mol of glycerin and a mixture thereof, or epichlorohydrin to 1 mol of ethylene glycol. Also included are polyglycidyl ethers of compounds to which 0 to 2 moles have been added, and mixtures thereof.
Among the compounds having a glycidyl group in the molecule, glycidyl methacrylate is preferable from the viewpoint of improving heat resistance and durability by reacting with the amide group at a high temperature.
上記モノマー組成物中の上記分子中にグリシジル基を有する化合物の含有量は、全モノマー組成物100重量%に対して、好ましい下限が0.1重量%、好ましい上限が15重量%である。上記分子中にグリシジル基を有する化合物の含有量が0.1重量%以上であると、加熱発泡時にアミド基と結合することによって得られる効果がより一層良好となる。上記分子中にグリシジル基を有する化合物の含有量が15重量%以下であると、重合時の粒子凝集の誘発を抑制することができる。より好ましい下限が0.5重量%、より好ましい上限が10重量%であり、更に好ましい下限が1重量%、更に好ましい上限が5重量%である。 The content of the compound having a glycidyl group in the molecule in the monomer composition is preferably 0.1% by weight and preferably 15% by weight with respect to 100% by weight of the total monomer composition. When the content of the compound having a glycidyl group in the molecule is 0.1% by weight or more, the effect obtained by bonding with an amide group at the time of heat foaming is further improved. When the content of the compound having a glycidyl group in the molecule is 15% by weight or less, induction of particle aggregation during polymerization can be suppressed. A more preferred lower limit is 0.5% by weight, a more preferred upper limit is 10% by weight, a still more preferred lower limit is 1% by weight, and a still more preferred upper limit is 5% by weight.
上記モノマー組成物は、更に、分子中に二重結合を2つ以上有する架橋性モノマーを含有していてもよい。上記架橋性モノマーは、架橋剤としての役割を有する。上記架橋性モノマーを含有することにより、シェルの強度を強化することができ、熱膨張時にセル壁が破泡し難くなる。なお、上記分子中に二重結合を2つ以上有する架橋性モノマーは、上記分子中にグリシジル基を有する化合物を含まないものである。 The monomer composition may further contain a crosslinkable monomer having two or more double bonds in the molecule. The crosslinkable monomer has a role as a crosslinking agent. By containing the crosslinkable monomer, the strength of the shell can be enhanced, and the cell wall is less likely to break during thermal expansion. The crosslinkable monomer having two or more double bonds in the molecule does not contain a compound having a glycidyl group in the molecule.
上記架橋性モノマーとしては、ラジカル重合性二重結合を2つ以上有するモノマーが挙げられ、具体例には例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(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、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(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、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、重量平均分子量が200〜600であるポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(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、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(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、トリアリルホルマールトリ(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、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのなかでは、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の3官能性のものや、ポリエチレングリコール等の2官能性の(メタ)アクリレートが、アクリロニトリルを主体としたシェルには比較的均一に架橋が施され、210℃を超える高温領域でも熱膨張したマイクロカプセルが収縮しにくく、膨張した状態を維持しやすいため、いわゆる「へたり」と呼ばれる現象を抑制することができ、好適に用いられる。 Examples of the crosslinkable monomer include monomers having two or more radical polymerizable double bonds. Specific examples include divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, and triethylene glycol. Di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, Polyethylene glycol di (meth) acrylate having a weight average molecular weight of 200 to 600, glycerin di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide Modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, triallyl formal tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dimethylol-tricyclodecandi (Meth) acrylate etc. are mentioned. Among these, trifunctional ones such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate and bifunctional (meth) acrylates such as polyethylene glycol are relatively uniformly crosslinked in the shell mainly composed of acrylonitrile. Since the microcapsules that are thermally expanded even in a high-temperature region exceeding 210 ° C. are difficult to contract and easily maintain the expanded state, a so-called “sag” phenomenon can be suppressed and is preferably used.
上記モノマー組成物中における、上記架橋性モノマーの含有量の好ましい下限は0.1重量%、好ましい上限は1.0重量%である。
上記架橋性モノマーの含有量が0.1重量%未満であると、架橋剤としての効果が発揮されないことがあり、上記架橋性モノマーを、1.0重量%を超えて添加した場合、熱膨張性マイクロカプセルの発泡倍率が低下する。上記架橋性モノマーの含有量のより好ましい下限は0.15重量%、より好ましい上限は0.5重量%である。
The minimum with preferable content of the said crosslinkable monomer in the said monomer composition is 0.1 weight%, and a preferable upper limit is 1.0 weight%.
When the content of the crosslinkable monomer is less than 0.1% by weight, the effect as a crosslinking agent may not be exhibited. When the crosslinkable monomer is added in an amount exceeding 1.0% by weight, thermal expansion occurs. The expansion ratio of the conductive microcapsule is reduced. The minimum with more preferable content of the said crosslinkable monomer is 0.15 weight%, and a more preferable upper limit is 0.5 weight%.
上記モノマー組成物は、上記ニトリル系モノマー、アミド基を有するモノマー、分子中にグリシジル基を有する化合物及び架橋性モノマー以外に、上記ニトリル系モノマー等と共重合することのできる他のモノマー(以下、単に他のモノマーともいう)を含有してもよい。
上記他のモノマーは特に限定されず、得られる熱膨張性マイクロカプセルに必要とされる特性に応じて適宜選択することができるが、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、ジシクロペンテニルアクリレート等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、イソボルニルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、スチレン等のビニルモノマー等が挙げられる。
これらは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
In addition to the nitrile monomer, the monomer having an amide group, the compound having a glycidyl group in the molecule, and a crosslinkable monomer, the monomer composition may include other monomers that can be copolymerized with the nitrile monomer (hereinafter, (It may be simply referred to as another monomer).
The other monomers are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the properties required for the thermally expandable microcapsules to be obtained. For example, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dicyclohexane Examples include acrylic acid esters such as pentenyl acrylate, methacrylates such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, and isobornyl methacrylate, vinyl monomers such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, and styrene. .
These may be used independently and 2 or more types may be used together.
上記モノマー組成物が上記他のモノマーを含有する場合、上記モノマー組成物中の上記他のモノマーの含有量は特に限定されないが、全モノマー組成物100重量%に対する好ましい上限が40重量%である。
上記他のモノマーの含有量が40重量%を超えると、上記ニトリル系モノマーの含有量が低下して、得られる熱膨張性マイクロカプセルは、耐熱性及びガスバリア性が低下し、高温において、破裂及び収縮を生じやすく、高発泡倍率で発泡できないことがある。
When the monomer composition contains the other monomer, the content of the other monomer in the monomer composition is not particularly limited, but a preferable upper limit with respect to 100% by weight of the total monomer composition is 40% by weight.
When the content of the other monomer exceeds 40% by weight, the content of the nitrile monomer is decreased, and the resulting heat-expandable microcapsule has reduced heat resistance and gas barrier properties. Shrinkage tends to occur and foaming may not be possible at a high expansion ratio.
上記モノマー組成物は、カルボキシル基を有するモノマーの含有量が全モノマー成分100重量部に対して0.001重量部以下であることが好ましく、特に、カルボキシル基を有するモノマーを含有しないことが好ましい。
上記カルボキシル基を有するモノマーを含有することにより、主に、上記カルボキシル基を有するモノマーの残留モノマーが、成形に用いる基材樹脂の酸化劣化を促進するため、成形体を黄褐色に着色させてしまったり、成形時の加熱で残留モノマーが揮発し、酸特有の刺激臭が拡がることで作業環境に悪影響を及ぼしたりすることがある。
In the monomer composition, the content of the monomer having a carboxyl group is preferably 0.001 part by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total monomer components, and it is particularly preferable that the monomer composition does not contain a monomer having a carboxyl group.
By containing the monomer having the carboxyl group, the residual monomer of the monomer having the carboxyl group mainly promotes oxidative degradation of the base resin used for molding, so the molded product is colored yellowish brown. In some cases, the residual monomer volatilizes due to heating during molding, and an irritating odor peculiar to acid spreads, which may adversely affect the working environment.
上記カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸等の不飽和モノカルボン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸等の不飽和ジカルボン酸等が挙げられる。また、これらの塩や無水物等も含まれる。 Examples of the monomer having a carboxyl group include unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, and cinnamic acid, and unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, and citraconic acid. An acid etc. are mentioned. These salts and anhydrides are also included.
上記モノマー組成物には、重合開始剤を添加することが好ましい。
上記重合開始剤は特に限定されず、例えば、過酸化ジアルキル、過酸化ジアシル、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネート、アゾ化合物等が挙げられる。
上記過酸化ジアルキルは特に限定されず、例えば、メチルエチルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、イソブチルパーオキサイド等が挙げられる。
It is preferable to add a polymerization initiator to the monomer composition.
The polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include dialkyl peroxide, diacyl peroxide, peroxyester, peroxydicarbonate, and azo compound.
The dialkyl peroxide is not particularly limited, and examples thereof include methyl ethyl peroxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, isobutyl peroxide and the like.
上記過酸化ジアシルは特に限定されず、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド等が挙げられる。 The diacyl peroxide is not particularly limited, and examples thereof include benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, and the like.
上記パーオキシエステルは特に限定されず、例えば、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシネオデカノエート、(α,α−ビス−ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン等が挙げられる。 The peroxy ester is not particularly limited, and examples thereof include t-butyl peroxypivalate, t-hexyl peroxypivalate, t-butyl peroxyneodecanoate, t-hexyl peroxyneodecanoate, 1- Cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate, cumylperoxyneodecanoate, (α, α-bis-neodecanoylper And oxy) diisopropylbenzene.
上記パーオキシジカーボネートは特に限定されず、例えば、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピル−パーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルエチルパーオキシ)ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチルパーオキシ)ジカーボネート等が挙げられる。 The peroxydicarbonate is not particularly limited. For example, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di-n-propyl-peroxydicarbonate, diisopropyl peroxydicarbonate, di (2-ethylethyl) Peroxy) dicarbonate, dimethoxybutyl peroxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutylperoxy) dicarbonate, and the like.
上記アゾ化合物は特に限定されず、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)等が挙げられる。 The azo compound is not particularly limited. For example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis ( 2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile) and the like.
上記モノマー組成物には、更に、必要に応じて、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、シランカップリング剤、色剤等を添加してもよい。 If necessary, the monomer composition may further contain a stabilizer, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antistatic agent, a flame retardant, a silane coupling agent, a colorant, and the like.
上述のようなモノマー組成物を重合させて得られる重合体の重量平均分子量は特に限定されないが、好ましい下限は10万、好ましい上限は200万である。
上記重量平均分子量が10万未満であると、得られる熱膨張性マイクロカプセルは、シェルの強度が低下し、高温において、破裂及び収縮を生じやすく、高発泡倍率で発泡できないことがある。上記重量平均分子量が200万を超えると、得られる熱膨張性マイクロカプセルは、シェルの強度が高くなりすぎ、発泡性能が低下することがある。
The weight average molecular weight of the polymer obtained by polymerizing the monomer composition as described above is not particularly limited, but the preferable lower limit is 100,000 and the preferable upper limit is 2 million.
When the weight average molecular weight is less than 100,000, the resulting heat-expandable microcapsule has low shell strength, tends to rupture and shrink at high temperatures, and may not foam at a high expansion ratio. When the said weight average molecular weight exceeds 2 million, the intensity | strength of a shell becomes too high and the foaming performance may fall in the thermally expansible microcapsule obtained.
上記シェルは、75℃、24時間加熱時のゲル分率が70%以下であることが好ましい。これにより、成型体の発泡工程において熱膨張性マイクロカプセルが十分に発泡しなくなることがある。また、30%以上であることが好ましい。
また、上記シェルは、190℃、5分間加熱時のゲル分率が60%以上であることが好ましい。これにより、加熱によるへたりを抑制することがある。また、95%以下であることが好ましい。
上記ゲル分率は、N、N−ジメチルホルムアミドに熱膨張マイクロカプセルを膨潤させ、沈殿物を分離、乾燥させることによって測定することができる。
The shell preferably has a gel fraction of 70% or less when heated at 75 ° C. for 24 hours. Thereby, in the foaming process of a molded object, a thermally expansible microcapsule may not fully foam. Moreover, it is preferable that it is 30% or more.
The shell preferably has a gel fraction of not less than 60% when heated at 190 ° C. for 5 minutes. Thereby, the sag by heating may be suppressed. Moreover, it is preferable that it is 95% or less.
The gel fraction can be measured by swelling thermally expanded microcapsules in N, N-dimethylformamide, separating and drying the precipitate.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、コア剤として揮発性膨張剤を内包する。
本明細書中、揮発性膨張剤とは、上記シェルの軟化点以下の温度で、ガス状になる物質をいう。
The thermally expandable microcapsule of the present invention includes a volatile expansion agent as a core agent.
In this specification, the volatile swelling agent refers to a substance that becomes gaseous at a temperature below the softening point of the shell.
上記揮発性膨張剤としては、例えば、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、n−ブタン、イソブタン、ブテン、イソブテン、n−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、n−へキサン、ヘプタン、石油エーテル等の低分子量炭化水素、CCl3F、CCl2F2、CClF3、CClF2−CClF2等のクロロフルオロカーボン、テトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン、トリメチルイソプロピルシラン、トリメチル−n−プロピルシラン等のテトラアルキルシラン等が挙げられる。なかでも、イソブタン、n−ブタン、n−ペンタン、イソペンタン、n−へキサン、石油エーテル、及び、これらの混合物が好ましい。これらの揮発性膨張剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the volatile swelling agent include low molecular weight carbonization such as ethane, ethylene, propane, propene, n-butane, isobutane, butene, isobutene, n-pentane, isopentane, neopentane, n-hexane, heptane, and petroleum ether. Examples include hydrogen, chlorofluorocarbons such as CCl 3 F, CCl 2 F 2 , CClF 3 , and CClF 2 -CClF 2 , tetraalkylsilanes such as tetramethylsilane, trimethylethylsilane, trimethylisopropylsilane, and trimethyl-n-propylsilane. It is done. Of these, isobutane, n-butane, n-pentane, isopentane, n-hexane, petroleum ether, and mixtures thereof are preferred. These volatile swelling agents may be used alone or in combination of two or more.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルでは、上述した揮発性膨張剤のなかでも、炭素数が10以下の低沸点炭化水素を用いることが好ましい。このような炭化水素を用いることにより、発泡倍率が高く、速やかに発泡を開始する熱膨張性マイクロカプセルとすることができる。
また、揮発性膨張剤として、加熱により熱分解してガス状になる熱分解型化合物を用いることとしてもよい。
In the heat-expandable microcapsule of the present invention, it is preferable to use a low-boiling hydrocarbon having 10 or less carbon atoms among the above-described volatile expansion agents. By using such a hydrocarbon, it is possible to obtain a thermally expandable microcapsule having a high expansion ratio and promptly starting foaming.
Moreover, it is good also as using the thermal decomposition type compound which thermally decomposes by heating and becomes a gaseous state as a volatile expansion | swelling agent.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルにおいて、コア剤として用いる揮発性膨張剤の含有量の好ましい下限は10重量%、好ましい上限は25重量%である。
上記シェルの厚みはコア剤の含有量によって変化するが、コア剤の含有量を減らして、シェルが厚くなり過ぎると発泡性能が低下し、コア剤の含有量を多くすると、シェルの強度が低下する。上記コア剤の含有量を10〜25重量%とした場合、熱膨張性マイクロカプセルのへたり防止と発泡性能向上とを両立させることが可能となる。
In the thermally expandable microcapsule of the present invention, the preferred lower limit of the content of the volatile swelling agent used as the core agent is 10% by weight, and the preferred upper limit is 25% by weight.
The thickness of the shell varies depending on the content of the core agent, but if the core agent content is reduced and the shell becomes too thick, the foaming performance is reduced, and if the core agent content is increased, the shell strength is reduced. To do. When the content of the core agent is 10 to 25% by weight, it becomes possible to achieve both prevention of sag of the thermally expandable microcapsule and improvement of foaming performance.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルの体積平均粒子径は特に限定されないが、好ましい下限が10μm、好ましい上限が100μmである。上記体積平均粒子径が10μm未満であると、例えば、熱膨張性マイクロカプセルをマトリックス樹脂に配合して成形する場合に、得られる発泡成形体の気泡が小さすぎ、軽量化が不充分となることがある。上記体積平均粒子径が100μmを超えると、例えば、熱膨張性マイクロカプセルをマトリックス樹脂に配合して成形する場合に、得られる発泡成形体の気泡が大きくなりすぎ、強度等の面で問題となることがある。上記体積平均粒子径は、より好ましい下限が15μm、より好ましい上限が60μmである。 The volume average particle diameter of the thermally expandable microcapsule of the present invention is not particularly limited, but a preferable lower limit is 10 μm and a preferable upper limit is 100 μm. When the volume average particle diameter is less than 10 μm, for example, when foaming a thermally expandable microcapsule into a matrix resin and molding, the resulting foamed molded article has too small bubbles, resulting in insufficient weight reduction. There is. When the volume average particle diameter exceeds 100 μm, for example, when the thermally expandable microcapsules are blended with a matrix resin and molded, the foamed foam obtained is too large, which is problematic in terms of strength and the like. Sometimes. The volume average particle diameter is more preferably a lower limit of 15 μm and a more preferable upper limit of 60 μm.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルを製造する方法は特に限定されず、例えば、水性分散媒体を調製する工程と、該水性分散媒体中に、ニトリル系モノマー、アミド基を有するモノマー、及び、分子中にグリシジル基を有する化合物を含有するモノマー組成物と、揮発性膨張剤とを含有する油性混合液を分散させる工程と、上記モノマー組成物を重合させる工程とを行うことにより、モノマー組成物を重合させてなる重合体を含有するシェルに、コア剤として揮発性膨張剤を内包する熱膨張性マイクロカプセルを得る方法等が挙げられる。 The method for producing the heat-expandable microcapsule of the present invention is not particularly limited. For example, a step of preparing an aqueous dispersion medium, a nitrile monomer, a monomer having an amide group, and a molecule in the aqueous dispersion medium The monomer composition is polymerized by performing a step of dispersing an oily mixture containing a compound having a glycidyl group and a volatile swelling agent and a step of polymerizing the monomer composition. Examples include a method of obtaining a thermally expandable microcapsule containing a volatile expansion agent as a core agent in a shell containing the polymer formed.
上記水性分散媒体を調製する工程では、例えば、重合反応容器に、水、分散安定剤、及び、必要に応じて補助安定剤を加えることにより、分散安定剤を含有する水性分散媒体を調製する。また、上記水性分散媒体には、必要に応じて、亜硝酸アルカリ金属塩、塩化第一スズ、塩化第二スズ、重クロム酸カリウム等を添加してもよい。 In the step of preparing the aqueous dispersion medium, for example, an aqueous dispersion medium containing the dispersion stabilizer is prepared by adding water, a dispersion stabilizer, and, if necessary, an auxiliary stabilizer to the polymerization reaction vessel. Moreover, you may add alkali metal nitrite, stannous chloride, stannic chloride, potassium dichromate, etc. to the said aqueous dispersion medium as needed.
上記分散安定剤は特に限定されず、例えば、シリカ、リン酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化第二鉄、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、シュウ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。 The dispersion stabilizer is not particularly limited. For example, silica, calcium phosphate, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, ferric hydroxide, barium sulfate, calcium sulfate, sodium sulfate, calcium oxalate, calcium carbonate, calcium carbonate, carbonate Examples include barium and magnesium carbonate.
上記補助安定剤は特に限定されず、例えば、ジエタノールアミンと脂肪族ジカルボン酸との縮合生成物、尿素とホルムアルデヒドとの縮合生成物、水溶性窒素含有化合物、ポリエチレンオキサイド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ゼラチン、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、ジオクチルスルホサクシネート、ソルビタンエステル、各種乳化剤等が挙げられる。
上記水溶性窒素含有化合物は特に限定されず、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート及びポリジメチルアミノエチルアクリレートに代表されるポリジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、ポリジメチルアミノプロピルアクリルアミド及びポリジメチルアミノプロピルメタクリルアミドに代表されるポリジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、ポリアクリルアミド、ポリカチオン性アクリルアミド、ポリアミンサルフォン、ポリアリルアミン等が挙げられる。これらのなかでは、ポリビニルピロリドンが好ましい。
The auxiliary stabilizer is not particularly limited, and examples thereof include a condensation product of diethanolamine and an aliphatic dicarboxylic acid, a condensation product of urea and formaldehyde, a water-soluble nitrogen-containing compound, polyethylene oxide, tetramethylammonium hydroxide, gelatin, Examples include methyl cellulose, polyvinyl alcohol, dioctyl sulfosuccinate, sorbitan ester, and various emulsifiers.
The water-soluble nitrogen-containing compound is not particularly limited, and examples thereof include polyvinyl pyrrolidone, polyethyleneimine, polyoxyethylene alkylamine, polydialkylaminoalkyl (meth) acrylate represented by polydimethylaminoethyl methacrylate and polydimethylaminoethyl acrylate, Examples thereof include polydialkylaminoalkyl (meth) acrylamides represented by polydimethylaminopropylacrylamide and polydimethylaminopropylmethacrylamide, polyacrylamide, polycationic acrylamide, polyamine sulfone, and polyallylamine. Of these, polyvinylpyrrolidone is preferred.
上記分散安定剤と上記補助安定剤との組み合わせは特に限定されず、例えば、コロイダルシリカと縮合生成物との組み合わせ、コロイダルシリカと水溶性窒素含有化合物との組み合わせ、水酸化マグネシウム又はリン酸カルシウムと乳化剤との組み合わせ等が挙げられる。これらのなかでは、コロイダルシリカと縮合生成物との組み合わせが好ましく、該縮合生成物としては、ジエタノールアミンと脂肪族ジカルボン酸との縮合生成物が好ましく、ジエタノールアミンとアジピン酸との縮合生成物、ジエタノールアミンとイタコン酸との縮合生成物が特に好ましい。 The combination of the dispersion stabilizer and the auxiliary stabilizer is not particularly limited. For example, a combination of colloidal silica and a condensation product, a combination of colloidal silica and a water-soluble nitrogen-containing compound, magnesium hydroxide or calcium phosphate and an emulsifier. And the like. Among these, a combination of colloidal silica and a condensation product is preferable, and the condensation product is preferably a condensation product of diethanolamine and an aliphatic dicarboxylic acid, a condensation product of diethanolamine and adipic acid, diethanolamine and A condensation product with itaconic acid is particularly preferred.
上記分散安定剤としてコロイダルシリカを用いる場合、コロイダルシリカの添加量は特に限定されず、目的とする熱膨張性マイクロカプセルの粒子径により適宜決定することができるが、全モノマー成分100重量部に対する好ましい下限が1重量部、好ましい上限が20重量部、更に好ましい下限が2重量部、更に好ましい上限が10重量部である。
また、上記補助安定剤として上記縮合生成物又は上記水溶性窒素含有化合物を用いる場合、上記縮合生成物又は水溶性窒素含有化合物の添加量は特に限定されず、目的とする熱膨張性マイクロカプセルの粒子径により適宜決定することができるが、全モノマー成分100重量部に対する好ましい下限が0.05重量部、好ましい上限が2重量部である。
When colloidal silica is used as the dispersion stabilizer, the amount of colloidal silica added is not particularly limited and can be appropriately determined depending on the particle size of the target thermally expandable microcapsule, but is preferably based on 100 parts by weight of the total monomer components. The lower limit is 1 part by weight, the preferred upper limit is 20 parts by weight, the more preferred lower limit is 2 parts by weight, and the more preferred upper limit is 10 parts by weight.
In addition, when the condensation product or the water-soluble nitrogen-containing compound is used as the auxiliary stabilizer, the addition amount of the condensation product or the water-soluble nitrogen-containing compound is not particularly limited, and the target thermally expandable microcapsule Although it can be determined appropriately depending on the particle size, the preferred lower limit with respect to 100 parts by weight of all monomer components is 0.05 parts by weight, and the preferred upper limit is 2 parts by weight.
上記水性分散媒体には、上記分散安定剤及び上記補助安定剤に加えて、更に、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の無機塩を添加してもよい。このような無機塩を添加することで、より均一な粒子形状を有する熱膨張性マイクロカプセルを得ることができる。
上記無機塩の添加量は特に限定されないが、全モノマー成分100重量部に対する好ましい上限は100重量部である。
In addition to the dispersion stabilizer and the auxiliary stabilizer, an inorganic salt such as sodium chloride or sodium sulfate may be further added to the aqueous dispersion medium. By adding such an inorganic salt, a thermally expandable microcapsule having a more uniform particle shape can be obtained.
The amount of the inorganic salt added is not particularly limited, but the preferable upper limit with respect to 100 parts by weight of all monomer components is 100 parts by weight.
上記水性分散媒体は、上記分散安定剤及び上記補助安定剤を脱イオン水に配合して調製され、上記脱イオン水のpHは、使用する分散安定剤及び補助安定剤の種類によって適宜決定することができる。例えば、上記分散安定剤としてコロイダルシリカ等のシリカを用いる場合には、必要に応じて塩酸等の酸を加えて系のpHを3〜4に調整し、後述する工程において酸性条件下で重合が行われる。また、上記分散安定剤として水酸化マグネシウム又はリン酸カルシウムを用いる場合には、系をアルカリ性に調整し、後述する工程においてアルカリ性条件下で重合が行われる。 The aqueous dispersion medium is prepared by blending the dispersion stabilizer and the auxiliary stabilizer with deionized water, and the pH of the deionized water is appropriately determined according to the type of the dispersion stabilizer and auxiliary stabilizer used. Can do. For example, when silica such as colloidal silica is used as the dispersion stabilizer, an acid such as hydrochloric acid is added as necessary to adjust the pH of the system to 3 to 4, and polymerization can be performed under acidic conditions in the steps described later. Done. When magnesium hydroxide or calcium phosphate is used as the dispersion stabilizer, the system is adjusted to be alkaline, and polymerization is performed under alkaline conditions in the steps described later.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルを製造する際には、次いで、上記水性分散媒体中に、上記モノマー組成物と上記揮発性膨張剤とを含有する油性混合液を分散させる工程を行う。
この工程では、上記モノマー組成物と上記揮発性膨張剤とを別々に上記水性分散媒体に添加して、該水性分散媒体中で上記油性混合液を調製してもよいが、通常は、予め両者を混合して油性混合液としてから、上記水性分散媒体に添加する。この際、上記油性混合液と上記水性分散媒体とを予め別々の容器で調製しておき、別の容器で攪拌しながら混合することにより上記油性混合液を上記水性分散媒体に分散させた後、重合反応容器に添加してもよい。
なお、上記モノマー組成物中のモノマーを重合するために重合開始剤が用いられるが、上記重合開始剤は、予め上記油性混合液に添加してもよく、上記水性分散媒体と上記油性混合液とを重合反応容器内で攪拌混合した後に添加してもよい。
In producing the thermally expandable microcapsule of the present invention, a step of dispersing an oily mixed solution containing the monomer composition and the volatile swelling agent in the aqueous dispersion medium is then performed.
In this step, the monomer composition and the volatile swelling agent may be separately added to the aqueous dispersion medium to prepare the oily mixture in the aqueous dispersion medium. Are mixed into an oily mixture and then added to the aqueous dispersion medium. At this time, after preparing the oily mixed liquid and the aqueous dispersion medium in separate containers in advance and mixing them with stirring in another container, the oily mixed liquid is dispersed in the aqueous dispersion medium, You may add to a polymerization reaction container.
A polymerization initiator is used to polymerize the monomer in the monomer composition. The polymerization initiator may be added to the oily mixture in advance, and the aqueous dispersion medium, the oily mixture, May be added after stirring and mixing in the polymerization reaction vessel.
上記水性分散媒体中に、上記モノマー組成物と上記揮発性膨張剤とを含有する油性混合液を分散させる工程では、上記水性分散媒体中に上記油性混合液を所定の粒子径で乳化分散させる。
上記乳化分散させる方法は特に限定されず、例えば、ホモミキサー(例えば、特殊機化工業社製)等により攪拌する方法、ラインミキサー、エレメント式静止型分散器等の静止型分散装置を通過させる方法等が挙げられる。なお、上記静止型分散装置には上記水性分散媒体と上記油性混合液とを別々に供給してもよく、予め混合、攪拌した分散液を供給してもよい。
In the step of dispersing the oily mixture containing the monomer composition and the volatile swelling agent in the aqueous dispersion medium, the oily mixture is emulsified and dispersed in the aqueous dispersion medium with a predetermined particle size.
The method of emulsifying and dispersing is not particularly limited. For example, a method of stirring with a homomixer (for example, manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) or the like, a method of passing through a static dispersing device such as a line mixer or an element type static dispersing device. Etc. The aqueous dispersion medium and the oily mixed liquid may be separately supplied to the static dispersion apparatus, or a dispersion liquid that has been mixed and stirred in advance may be supplied.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルを製造する際には、次いで、上記モノマー組成物を重合させる工程を行う。上記重合する方法は特に限定されず、例えば、加熱することにより上記モノマー組成物を重合させる方法が挙げられる。
このようにして、ニトリル系モノマー、アミド基を有するモノマー、及び、分子中にグリシジル基を有する化合物を含有するモノマー組成物を重合させてなる重合体からなるシェルに、コア剤として揮発性膨張剤を内包する熱膨張性マイクロカプセルが得られる。得られた熱膨張性マイクロカプセルは、続いて、脱水する工程、乾燥する工程等を経てもよい。
In producing the thermally expandable microcapsule of the present invention, a step of polymerizing the monomer composition is then performed. The method for polymerizing is not particularly limited, and examples thereof include a method for polymerizing the monomer composition by heating.
Thus, a volatile swelling agent as a core agent is formed on a shell made of a polymer obtained by polymerizing a monomer composition containing a nitrile monomer, a monomer having an amide group, and a compound having a glycidyl group in the molecule. Is obtained. The obtained thermally expandable microcapsules may be subsequently subjected to a dehydration step, a drying step, and the like.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルの用途は特に限定されず、例えば、本発明の熱膨張性マイクロカプセル、界面活性剤、無機繊維、樹脂を水で懸濁させたスラリーを濾過し、プレス成型することによりスタンパブルシート成形体を製造することができる。また、スタンパブルシート成形体を加熱して発泡成形させることにより、遮熱性、断熱性、遮音性、吸音性、防振性、軽量化等を備えた発泡済みスタンパブルシート成形体とすることができる。このようなスタンパブルシート成形体もまた本発明の1つである。なお、スタンパブルシート成形体とは、樹脂、無機繊維を混合した複合材料のシートであって、加熱することで発泡済みスタンパブルシート成形体とすることができる。 The use of the heat-expandable microcapsule of the present invention is not particularly limited. For example, the slurry in which the heat-expandable microcapsule, surfactant, inorganic fiber, and resin of the present invention are suspended in water is filtered and press-molded. Thus, a stampable sheet molded body can be manufactured. In addition, by heating and stamping the stampable sheet molded body, it is possible to obtain a foamed stampable sheet molded body having heat insulating properties, heat insulating properties, sound insulating properties, sound absorbing properties, vibration proofing properties, weight reduction, and the like. it can. Such a stampable sheet molded body is also one aspect of the present invention. Note that the stampable sheet molded body is a sheet of a composite material in which a resin and inorganic fibers are mixed, and can be formed into a foamed stampable sheet molded body by heating.
本発明のスタンパブルシート成形体は、例えば、本発明の熱膨張性マイクロカプセルと無機繊維と熱可塑性樹脂とを用いて不織布を作製し、プレス機を用いて圧縮成型することにより形成される。
本発明のスタンパブルシート成形体は、湿式または、乾式のどちらのプロセスで形成されても良いが、湿式で形成されることが好ましい
The stampable sheet molded article of the present invention is formed, for example, by producing a nonwoven fabric using the thermally expandable microcapsules of the present invention, inorganic fibers, and a thermoplastic resin, and compression molding using a press machine.
The stampable sheet molded body of the present invention may be formed by either a wet process or a dry process, but is preferably formed by a wet process.
本発明のスタンパブルシート成形体を湿式のプロセスを用いて形成する方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。具体的には、まず、本発明の熱膨張性マイクロカプセルと熱可塑性樹脂と無機繊維とを混合して混合エマルジョンを調製する。得られた混合エマルジョンを脱水濾過することにより不織布を作製する。次いで、得られた不織布を本発明の熱膨張性マイクロカプセルの膨張開始温度より低い温度で乾燥させて水系媒体を除去する。更に、熱可塑性樹脂が溶融し、且つ、本発明の熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より低い温度で加熱しながらプレスし、その後、冷却する。このようにして、本発明のスタンパブルシート成形体を形成することができる。 Examples of the method for forming the stampable sheet molded article of the present invention using a wet process include the following methods. Specifically, first, a heat-expandable microcapsule of the present invention, a thermoplastic resin, and inorganic fibers are mixed to prepare a mixed emulsion. The obtained mixed emulsion is subjected to dehydration filtration to produce a nonwoven fabric. Next, the obtained non-woven fabric is dried at a temperature lower than the expansion start temperature of the thermally expandable microcapsule of the present invention to remove the aqueous medium. Furthermore, the thermoplastic resin is melted and pressed while being heated at a temperature lower than the thermal expansion start temperature of the thermally expandable microcapsule of the present invention, and then cooled. In this way, the stampable sheet molded body of the present invention can be formed.
上記無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、ロックウール等の非晶繊維や、アルミナ繊維等の多結晶繊維、ウォラストナイトやチタン酸カリウム繊維等の単結晶繊維が挙げられる。 Examples of the inorganic fibers include amorphous fibers such as glass fibers, carbon fibers, and rock wool, polycrystalline fibers such as alumina fibers, and single crystal fibers such as wollastonite and potassium titanate fibers.
上記無機繊維の繊維径は、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されないが、0.1〜100μmであることが好ましく、1〜30μmであることがより好ましい。
上記無機繊維の平均径が上記好ましい範囲内であることにより、無機繊維同士が充分に絡み合い、スタンパブルシート成形体を充分に強化することができる。
Although the fiber diameter of the said inorganic fiber is not specifically limited unless the objective of this invention is inhibited, It is preferable that it is 0.1-100 micrometers, and it is more preferable that it is 1-30 micrometers.
When the average diameter of the inorganic fibers is within the preferable range, the inorganic fibers are sufficiently entangled, and the stampable sheet molded body can be sufficiently reinforced.
上記無機繊維のカット長は、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されないが、1〜100mmであることが好ましく、10〜100mmであることがより好ましい。
上記無機繊維のカット長が上記好ましい範囲内であることにより、無機繊維同士が充分に絡み合い、スタンパブルシート成形体を充分に強化することができる。
Although the cut length of the said inorganic fiber is not specifically limited unless the objective of this invention is inhibited, It is preferable that it is 1-100 mm, and it is more preferable that it is 10-100 mm.
When the cut length of the inorganic fiber is within the preferable range, the inorganic fibers are sufficiently entangled, and the stampable sheet molded body can be sufficiently reinforced.
上記混合エマルジョン中における上記無機繊維の含有量は特に限定されないが、好ましくは0.1〜20重量%、より好ましくは0.3〜10重量%、更に好ましくは0.5〜5重量%である。上記無機繊維の含有量が上記好ましい範囲内であることにより、得られたスタンパブルシート成形体内における無機繊維の分散性が良好となり、スタンパブルシート成形体の強度を充分なものとすることができる。 The content of the inorganic fiber in the mixed emulsion is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20% by weight, more preferably 0.3 to 10% by weight, and still more preferably 0.5 to 5% by weight. . When the content of the inorganic fiber is within the preferable range, the dispersibility of the inorganic fiber in the obtained stampable sheet molded body is improved, and the strength of the stampable sheet molded body can be made sufficient. .
上記樹脂としては、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができる。
上記熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレン等の一般的な熱可塑性樹脂;ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックが挙げられる。また、エチレン系、塩化ビニル系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系等の熱可塑性エラストマーを使用してもよく、これらの樹脂を併用して使用してもよい。
The resin is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, a thermoplastic resin can be used.
Examples of the thermoplastic resin include general thermoplastic resins such as polyvinyl chloride, polystyrene, polypropylene, polypropylene oxide, and polyethylene; engineering plastics such as polybutylene terephthalate, nylon, polycarbonate, and polyethylene terephthalate. Further, thermoplastic elastomers such as ethylene, vinyl chloride, olefin, urethane, and ester may be used, or these resins may be used in combination.
上記熱可塑性樹脂は樹脂粉末であることが好ましい。
上記樹脂粉末の平均粒径は特に限定されないが、好ましくは10〜1000μm、より好ましくは20〜400μmである。
上記樹脂粉末の平均粒径が上記好ましい範囲内であることにより、上記無機繊維同士を充分に結着させることができ、スタンパブルシート成形体の強度を充分なものとすることができる。
上記樹脂粉末の平均粒径は、例えば、顕微鏡観察、光透過粒径測定法等の方法により測定することができる。
The thermoplastic resin is preferably a resin powder.
The average particle size of the resin powder is not particularly limited, but is preferably 10 to 1000 μm, more preferably 20 to 400 μm.
When the average particle diameter of the resin powder is within the preferable range, the inorganic fibers can be sufficiently bound to each other, and the strength of the stampable sheet molded body can be made sufficient.
The average particle diameter of the resin powder can be measured, for example, by a method such as microscopic observation or a light transmission particle diameter measuring method.
上記混合エマルジョン中における上記熱可塑性樹脂の含有量は特に限定されないが、好ましくは0.1〜20重量%、より好ましくは0.3〜10重量%、更に好ましくは0.5〜5重量%である。
上記熱可塑性樹脂の含有量が上記好ましい範囲内であることにより、上記無機繊維同士を充分に結着させることができ、スタンパブルシート成形体の強度を充分なものとすることができる。
The content of the thermoplastic resin in the mixed emulsion is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20% by weight, more preferably 0.3 to 10% by weight, still more preferably 0.5 to 5% by weight. is there.
When the content of the thermoplastic resin is within the preferable range, the inorganic fibers can be sufficiently bound to each other, and the strength of the stampable sheet molded body can be made sufficient.
上記混合エマルジョン中における本発明の熱膨張性マイクロカプセルの含有量は特に限定されないが、好ましくは0.01〜10重量%、より好ましくは0.05〜5重量%、更に好ましくは0.1〜2重量%である。本発明の熱膨張性マイクロカプセルの含有量が上記好ましい範囲内であることにより、上記スタンパブルシート成形体を本発明の熱膨張性マイクロカプセルの膨張開始温度より高い温度で加熱した際に、充分な発泡倍率を得ることができる。 The content of the thermally expandable microcapsule of the present invention in the mixed emulsion is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.05 to 5% by weight, and still more preferably 0.1 to 0.1%. 2% by weight. When the content of the thermally expandable microcapsule of the present invention is within the above preferred range, the stampable sheet molded body is sufficiently heated when heated at a temperature higher than the expansion start temperature of the thermally expandable microcapsule of the present invention. A high expansion ratio can be obtained.
上記混合エマルジョンには難燃剤が含まれていても良い。
上記難燃剤は特に限定されず、尿素およびメラミンシアヌレート等の窒素含有化合物、ポリリン酸等のリン酸化合物、塩素化パラフィンおよびデカブロモビフェニルエーテル等の有機ハロゲン化合物、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム等の水和金属酸化物等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
The mixed emulsion may contain a flame retardant.
The flame retardant is not particularly limited, nitrogen-containing compounds such as urea and melamine cyanurate, phosphoric acid compounds such as polyphosphoric acid, organic halogen compounds such as chlorinated paraffin and decabromobiphenyl ether, aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, etc. And hydrated metal oxides. These may be used independently and 2 or more types may be used together.
上記混合エマルジョンには界面活性剤が含まれていても良い。上記界面活性剤は特に限定されず、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤等が挙げられる。 The mixed emulsion may contain a surfactant. The surfactant is not particularly limited, and examples thereof include a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a nonionic surfactant.
また、本発明の熱膨張性マイクロカプセルをマトリックス樹脂に配合し、射出成形、押出成形等の成形方法を用いて成形することにより、遮熱性、断熱性、遮音性、吸音性、防振性、軽量化等を備えた発泡成形体を製造することができる。本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、高温においても、破裂及び収縮を生じにくく、高発泡倍率で発泡できることから、高温で加熱する工程を有する発泡成形にも好適に適用される。 In addition, by blending the thermally expandable microcapsules of the present invention into a matrix resin and molding using a molding method such as injection molding, extrusion molding, etc., heat insulation, heat insulation, sound insulation, sound absorption, vibration isolation, It is possible to produce a foamed molded article having a weight reduction or the like. The heat-expandable microcapsule of the present invention is suitably applied to foam molding having a step of heating at a high temperature because it can hardly foam and shrink even at a high temperature and can be foamed at a high expansion ratio.
本発明の熱膨張性マイクロカプセルに、熱可塑性樹脂等のマトリックス樹脂を加えたマスターバッチペレットは、射出成形等の成形方法を用いて成形し、成形時の加熱により、上記熱膨張性マイクロカプセルを発泡させることにより、発泡成形体を製造することができる。このような発泡性熱可塑性樹脂マスターバッチもまた本発明の1つである。 Master batch pellets in which a matrix resin such as a thermoplastic resin is added to the thermally expandable microcapsules of the present invention are molded using a molding method such as injection molding, and the above thermally expandable microcapsules are formed by heating during molding. A foamed molded product can be produced by foaming. Such a foamable thermoplastic resin masterbatch is also one aspect of the present invention.
上記熱可塑性樹脂としては、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレン等の一般的な熱可塑性樹脂;ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックが挙げられる。また、エチレン系、塩化ビニル系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系等の熱可塑性エラストマーを使用してもよく、これらの樹脂を併用して使用してもよい。 The thermoplastic resin is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, general thermoplastic resins such as polyvinyl chloride, polystyrene, polypropylene, polypropylene oxide, and polyethylene; polybutylene terephthalate, nylon, Engineering plastics such as polycarbonate and polyethylene terephthalate are listed. Further, thermoplastic elastomers such as ethylene, vinyl chloride, olefin, urethane, and ester may be used, or these resins may be used in combination.
上記熱可塑性樹脂100重量部に対する熱膨張性マイクロカプセルの添加量は、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは1〜10重量部が適量である。また、炭酸水素ナトリウム(重曹)やADCA(アゾ系)等の化学発泡剤と併用することもできる。 The amount of thermally expandable microcapsules added to 100 parts by weight of the thermoplastic resin is preferably 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight. Moreover, it can also use together with chemical foaming agents, such as sodium hydrogencarbonate (bicarbonate) and ADCA (azo type).
上記マスターバッチペレットを製造する方法としては、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂等のマトリックス樹脂、各種添加剤等の原材料を、同方向2軸押出機等を用いて予め混練する。次いで、所定温度まで加熱し、本発明の熱膨張マイクロカプセル等の発泡剤を添加した後、更に混練することにより得られる混練物を、ペレタイザーにて所望の大きさに切断することによりペレット形状にしてマスターバッチペレットとする方法等が挙げられる。
また、熱可塑性樹脂等のマトリックス樹脂や熱膨張性マイクロカプセル等の原材料をバッチ式の混練機で混練した後、造粒機で造粒することによりペレット形状のマスターバッチペレットを製造してもよい。
上記混練機としては、熱膨張性マイクロカプセルを破壊することなく混練できるものであれば特に限定されず、例えば、加圧ニーダー、バンバリーミキサー等が挙げられる。
The method for producing the master batch pellet is not particularly limited. For example, a matrix resin such as a thermoplastic resin and raw materials such as various additives are kneaded in advance using a same-direction twin-screw extruder or the like. Next, after heating to a predetermined temperature and adding a foaming agent such as the thermal expansion microcapsule of the present invention, the kneaded product obtained by further kneading is cut into a desired size with a pelletizer to form a pellet. And a method of preparing master batch pellets.
Alternatively, a master batch pellet in the form of a pellet may be manufactured by kneading a matrix resin such as a thermoplastic resin or a raw material such as a thermally expandable microcapsule with a batch kneader and then granulating with a granulator. .
The kneader is not particularly limited as long as it can knead without destroying the thermally expandable microcapsules, and examples thereof include a pressure kneader and a Banbury mixer.
本発明によれば、高い発泡倍率、高温での耐久性を有しつつ、発泡成形に使用した場合に着色や臭気が生じにくい熱膨張性マイクロカプセル、該熱膨張性マイクロカプセルを用いた発泡性熱可塑性樹脂マスターバッチ、発泡成形体、スタンパブルシート成形体及び該熱膨張性マイクロカプセルの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a heat-expandable microcapsule that has high expansion ratio and durability at high temperature and is less likely to cause coloring and odor when used in foam molding, and foamability using the heat-expandable microcapsule A thermoplastic resin master batch, a foamed molded product, a stampable sheet molded product, and a method for producing the thermally expandable microcapsule can be provided.
以下に実施例を掲げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。 Examples of the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1〜11、比較例1〜9)
重合反応容器に、水250重量部と、分散安定剤としてコロイダルシリカ(旭電化社製20重量%)25重量部及びポリビニルピロリドン(BASF社製)0.8重量部と、1N塩酸1.8重量部とを投入し、水性分散媒体を調製した。
次いで、表1に示した配合比のモノマー組成物、揮発性膨張剤、及び、重合開始剤(2,2‘−アゾビスイソブチロニトリル0.8重量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.6重量部)からなる油性混合物を水性分散媒体に添加し、懸濁させて、分散液を調製した。得られた分散液をホモジナイザーで攪拌混合し、窒素置換した加圧重合器内へ仕込み、加圧(0.5MPa)しながら60℃で20時間反応させることにより、反応生成物を得た。得られた反応生成物について、ろ過と水洗を繰り返した後、乾燥することにより、熱膨張性マイクロカプセルを得た。
なお、分子中にグリシジル基を有する化合物としては、グリシジルメタクリレート(共栄社化学社製、グリシジル基の数:1、重合性不飽和結合の数:1)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製JER828、グリシジル基の数:2、重合性不飽和結合の数:0)及びトリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製EX−321、グリシジル基の数:3、重合性不飽和結合の数:0)を用いた。
また、揮発性膨張剤としては、イソペンタン、イソオクタンのほか、イソパラフィン系石油溶剤(エクソンモービル社製、アイソパーH)を用いた。
(Examples 1-11, Comparative Examples 1-9)
In a polymerization reaction vessel, 250 parts by weight of water, 25 parts by weight of colloidal silica (20% by weight, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.) and 0.8 parts by weight of polyvinylpyrrolidone (manufactured by BASF) as a dispersion stabilizer, 1.8% by weight of 1N hydrochloric acid The aqueous dispersion medium was prepared.
Subsequently, the monomer composition, the volatile swelling agent, and the polymerization initiator (0.8 parts by weight of 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2 , 4-dimethylvaleronitrile) 0.6 parts by weight) was added to an aqueous dispersion medium and suspended to prepare a dispersion. The resulting dispersion was stirred and mixed with a homogenizer, charged into a nitrogen-substituted pressure polymerization reactor, and reacted at 60 ° C. for 20 hours while applying pressure (0.5 MPa) to obtain a reaction product. The obtained reaction product was repeatedly filtered and washed with water, and then dried to obtain thermally expandable microcapsules.
In addition, as a compound having a glycidyl group in the molecule, glycidyl methacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., number of glycidyl groups: 1, number of polymerizable unsaturated bonds: 1), bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, JER828) , The number of glycidyl groups: 2, the number of polymerizable unsaturated bonds: 0) and trimethylolpropane polyglycidyl ether (EX-321 manufactured by Nagase ChemteX Corporation, the number of glycidyl groups: 3, the number of polymerizable unsaturated bonds: 0) was used.
In addition to isopentane and isooctane, isoparaffinic petroleum solvent (ExxonMobil, Isopar H) was used as the volatile swelling agent.
(評価)
実施例、比較例で得られた熱膨張性マイクロカプセルについて、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
(Evaluation)
The following evaluation was performed about the thermally expansible microcapsule obtained by the Example and the comparative example. The results are shown in Table 1.
(1)発泡開始温度Ts、最大発泡温度Tmax
熱機械分析装置(TMA)(TMA2940、TA instruments社製)を用い、発泡開始温度Ts及び最大発泡温度Tmaxを測定した。具体的には、試料25μgを直径7mm、深さ1mmのアルミ製容器に入れ、上から0.1Nの力を加えた状態で、5℃/minの昇温速度で80℃から250℃まで加熱し、測定端子の垂直方向における変位を測定し、変位が上がり始める温度を発泡開始温度とした。また、発泡倍率を測定し、発泡倍率が最大となる温度を最大発泡温度とした。
(1) Foam start temperature Ts, maximum foam temperature Tmax
Using a thermomechanical analyzer (TMA) (TMA2940, manufactured by TA instruments), the foaming start temperature Ts and the maximum foaming temperature Tmax were measured. Specifically, 25 μg of a sample is placed in an aluminum container having a diameter of 7 mm and a depth of 1 mm, and heated from 80 ° C. to 250 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min with a force of 0.1 N applied from above. Then, the displacement in the vertical direction of the measurement terminal was measured, and the temperature at which the displacement began to rise was defined as the foaming start temperature. Further, the expansion ratio was measured, and the temperature at which the expansion ratio was the maximum was defined as the maximum expansion temperature.
(2)発泡開始温度Ts’
試料1gをアルミカップに入れ、送風乾燥機で180℃、80秒加熱した。
加熱後の試料について、上記TMAを用いて発泡開始温度Ts’を測定した。
(2) Foam start temperature Ts ′
1 g of a sample was put in an aluminum cup and heated at 180 ° C. for 80 seconds with a blow dryer.
About the sample after a heating, foaming start temperature Ts' was measured using said TMA.
(3)重量減少率
(180℃、5分間加熱後の重量減少率)
試料1.5mgを示差熱熱重量同時測定装置(セイコーインスツルメント社製、TG/DTA6300)を用いて、30℃から80℃/minの昇温速度で180℃まで加熱して、180℃で5分間経過後の重量減少率を評価した。
(3) Weight reduction rate (weight reduction rate after heating at 180 ° C. for 5 minutes)
A sample 1.5 mg was heated to 180 ° C. at a rate of temperature increase from 30 ° C. to 80 ° C./min using a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus (TG / DTA6300, manufactured by Seiko Instruments Inc.). The weight loss rate after 5 minutes was evaluated.
(30℃からTmaxまで昇温後の重量減少率)
試料1.5mgについて、示差熱熱重量同時測定装置を用いて、30℃から各試料のTmaxまで5℃/minの昇温速度で加熱した際の重量減少率を評価した。
(Weight reduction rate after heating from 30 ° C to Tmax)
About 1.5 mg of a sample, the weight reduction rate when heated from 30 ° C. to Tmax of each sample at a rate of temperature increase of 5 ° C./min was evaluated using a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus.
(4)ゲル分率
(通常のゲル分率)
得られた熱膨張性マイクロカプセル0.1g(a[g])と、N,N−ジメチルホルムアミド20.0gをガラス試験管に秤取り、75℃で24時間加熱した。加熱後、遠心分離機で20000rpm、30分間遠心分離し、上澄みを廃棄した。沈殿した未溶解物を75℃の真空乾燥機で48時間真空乾燥を行い、乾燥した未溶解物の重量(b[g])を測定した。次いで、下記式から非加熱時のゲル分率(A)を算出した。
非加熱時のゲル分率(A)=(b/a)×100(%)
(4) Gel fraction (normal gel fraction)
0.1 g (a [g]) of the thermally expandable microcapsule obtained and 20.0 g of N, N-dimethylformamide were weighed in a glass test tube and heated at 75 ° C. for 24 hours. After heating, the mixture was centrifuged at 20000 rpm for 30 minutes with a centrifuge, and the supernatant was discarded. The precipitated undissolved material was vacuum-dried for 48 hours in a 75 ° C. vacuum dryer, and the weight (b [g]) of the dried undissolved material was measured. Subsequently, the gel fraction (A) at the time of non-heating was computed from the following formula.
Gel fraction at non-heating (A) = (b / a) × 100 (%)
(190℃、5分間加熱後のゲル分率)
熱膨張性マイクロカプセルを0.1gアルミカップに秤取り、190℃の熱風オーブンで5分間加熱した。加熱したサンプルを0.1g(a[g])とN,N−ジメチルホルムアミド20.0gをガラス試験管に秤取り、75℃で24時間加熱した。加熱後、遠心分離機で20000rpm、30分間遠心分離し、上澄みを廃棄した。沈殿した未溶解物を75℃の真空乾燥機で48時間真空乾燥を行い、乾燥した未溶解物の重量(b[g])を測定した。次いで、下記式から190℃、5分間加熱後のゲル分率(B)を算出した。
190℃、5分間加熱後のゲル分率(B)=(b/a)×100(%)
(Gel fraction after heating at 190 ° C for 5 minutes)
The thermally expandable microcapsule was weighed in a 0.1 g aluminum cup and heated in a hot air oven at 190 ° C. for 5 minutes. 0.1 g (a [g]) of the heated sample and 20.0 g of N, N-dimethylformamide were weighed in a glass test tube and heated at 75 ° C. for 24 hours. After heating, the mixture was centrifuged at 20000 rpm for 30 minutes with a centrifuge, and the supernatant was discarded. The precipitated undissolved material was vacuum-dried for 48 hours in a 75 ° C. vacuum dryer, and the weight (b [g]) of the dried undissolved material was measured. Next, the gel fraction (B) after heating at 190 ° C. for 5 minutes was calculated from the following formula.
Gel fraction after heating at 190 ° C. for 5 minutes (B) = (b / a) × 100 (%)
(5)耐熱性
加熱発泡顕微装置(ジャパンハイテック社製)を用い、熱膨張性マイクロカプセルをステージに少量散布し、5℃/minで加熱を行いながら、280℃まで膨張挙動を観察し、未膨張の熱膨張性マイクロカプセルの直径を1倍とした時の220℃における発泡倍率D220を測定した。D220が2倍未満であった場合を「×」と、2倍以上3倍未満であった場合を「○」と、3倍以上4倍未満であった場合を「○○」と、4倍以上であった場合を「○○○」として評価した。
(5) Using a heat-resistant heating foaming microscope (manufactured by Japan High-Tech), spray a small amount of thermally expandable microcapsules on the stage and observe the expansion behavior up to 280 ° C while heating at 5 ° C / min. The expansion ratio D220 at 220 ° C. when the diameter of the thermally expandable microcapsule was expanded by 1 was measured. The case where D220 is less than 2 times is “×”, the case where it is 2 times or more and less than 3 times is “◯”, the case where it is 3 times or more and less than 4 times is “○”, and 4 times. The case where it was above was evaluated as "XXX".
(6)耐久性
加熱発泡顕微装置(ジャパンハイテック社製)を用いて、耐熱性と同様の条件で膨張挙動を観察し、発泡倍率が2倍以上である温度幅(ΔT)を測定した。ΔTが40℃未満であった場合を「×」と、40℃以上50℃未満であった場合を「○」と、50℃以上60℃未満であった場合を「○○」と、60℃以上であった場合を「○○○」として評価した。
(6) Using a durable heating foaming microscope (manufactured by Japan High-Tech), the expansion behavior was observed under the same conditions as heat resistance, and the temperature width (ΔT) at which the foaming ratio was 2 times or more was measured. The case where ΔT is less than 40 ° C. is “x”, the case where it is 40 ° C. or more and less than 50 ° C. is “◯”, the case where it is 50 ° C. or more and less than 60 ° C. is “○○”, 60 ° C. The case where it was above was evaluated as "XXX".
(7)耐圧縮性
熱機械測定装置(TMA:TA インスツルメント社製)を用いて、荷重0.01mN、加熱温度180℃まで、30℃/minの昇温速度で加熱発泡させたときの発泡変位を100%とした。その後、荷重0.05mNまで荷重をかけたときの発泡変位の減少率を測定した。発泡変位の減少率が20%未満であった場合を「○○○」と、20%以上50%未満であった場合を「○○」と、50%以上80%未満であった場合を「○」と、80%以上であった場合を「×」として評価した。
(7) When using a compression-resistant thermomechanical measuring device (TMA: manufactured by TA Instruments), the foam is heated and foamed at a temperature rising rate of 30 ° C./min up to a load of 0.01 mN and a heating temperature of 180 ° C. The foam displacement was 100%. Thereafter, the reduction rate of the foam displacement when the load was applied up to 0.05 mN was measured. The case where the reduction rate of the foam displacement is less than 20% is “XX”, the case where it is 20% or more and less than 50% is “XX”, and the case where it is 50% or more and less than 80% is “ The case where it was 80% or more was evaluated as “×”.
(8)成形体の成型倍率
(スタンパブルシート成形体の作製)
イオン交換水1Lに、得られた熱膨張性マイクロカプセル4g、ガラス繊維(繊維径13μm、カット長20mm)8g及びポリプロピレン樹脂粉末(融点165℃、平均粒径300μm)10gを加えて分散し、混合エマルジョンを得た。得られた混合エマルジョンをステンレス製メッシュ(Φ100μm)を用いて減圧濾過することにより不織布を得た。得られた不織布を加熱オーブンにて110℃で20分乾燥し、次いで、170℃に加熱したプレス機にて2MPa、10分間プレスを行った。その後、冷却プレスを行い、スタンパブルシート成形体を得た。
(8) Molding ratio of molded body (production of stampable sheet molded body)
To 1 L of ion-exchanged water, add 4 g of the obtained thermally expandable microcapsules, 8 g of glass fiber (fiber diameter 13 μm, cut length 20 mm) and 10 g of polypropylene resin powder (melting point 165 ° C., average particle size 300 μm), and disperse and mix. An emulsion was obtained. The obtained mixed emulsion was filtered under reduced pressure using a stainless steel mesh (Φ100 μm) to obtain a nonwoven fabric. The obtained nonwoven fabric was dried in a heating oven at 110 ° C. for 20 minutes, and then pressed at 2 MPa for 10 minutes in a press machine heated to 170 ° C. Thereafter, a cooling press was performed to obtain a stampable sheet molded body.
(成形体の成型倍率)
得られたスタンパブルシート成形体を50mm四方に裁断した。各角の厚さを測定し、その平均をスタンパブルシート成形体の発泡前の厚さ(X)とした。スタンパブルシート成形体を温度200℃のオーブンで4分間加熱した後、各角の厚さを測定し、その平均をスタンパブルシート成形体の発泡後の厚さ(Y)とした。次いで、下記式から成形体の成型倍率(loft%)を算出した。
成形体の成型倍率=(Y/X)×100(loft%)
成型倍率が300loft%未満であった場合を「×」と、300loft%以上500loft%未満であった場合を「○」と、500loft%以上700loft%未満であった場合を「○○」と、700loft%以上であった場合を「○○○」として評価した。
(Molding ratio of molded body)
The obtained stampable sheet molded body was cut into 50 mm squares. The thickness of each corner was measured, and the average was taken as the thickness (X) of the stampable sheet molded body before foaming. After heating the stampable sheet compact for 4 minutes in an oven at a temperature of 200 ° C., the thickness of each corner was measured, and the average was taken as the thickness (Y) after foaming of the stampable sheet compact. Next, the molding magnification (loft%) of the compact was calculated from the following formula.
Molding ratio of molded body = (Y / X) × 100 (loft%)
When the molding magnification is less than 300 loft%, “X”, when it is 300 loft% or more and less than 500 loft%, “◯”, when it is 500 loft% or more and less than 700 loft%, “◯◯”, 700 loft % Was evaluated as “XX”.
本発明によれば、高い発泡倍率、高温での耐久性を有する熱膨張性マイクロカプセル、該熱膨張性マイクロカプセルを用いた発泡性熱可塑性樹脂マスターバッチ、発泡成形体、スタンパブルシート成形体及び該熱膨張性マイクロカプセルの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a thermally expandable microcapsule having a high expansion ratio and durability at a high temperature, a foamable thermoplastic resin masterbatch using the thermally expandable microcapsule, a foamed molded product, a stampable sheet molded product, and A method for producing the thermally expandable microcapsule can be provided.
Claims (7)
シェルは、ニトリル系モノマー、アミド基を有するモノマー、及び、分子中にグリシジル基を有する化合物を含有するモノマー組成物を重合させてなり、
発泡開始温度Tsが190℃以上であり、
180℃で80秒間加熱した後の発泡開始温度Ts’が150〜170℃であり、
180℃で5分間加熱した後の重量減少率が3.0重量%以下であり、かつ、
30℃から最大発泡温度Tmaxまで5℃/分で加熱した後の重量減少率が12.0重量%以下であることを特徴とする熱膨張性マイクロカプセル。 A thermally expandable microcapsule in which a volatile expansion agent is encapsulated as a core agent in a polymer shell,
The shell is formed by polymerizing a monomer composition containing a nitrile monomer, a monomer having an amide group, and a compound having a glycidyl group in the molecule,
The foaming start temperature Ts is 190 ° C. or higher,
The foaming start temperature Ts ′ after heating at 180 ° C. for 80 seconds is 150 to 170 ° C.,
The weight loss after heating at 180 ° C. for 5 minutes is 3.0% by weight or less, and
A thermally expandable microcapsule characterized by having a weight reduction rate of not more than 12.0% by weight after heating from 30 ° C. to a maximum foaming temperature Tmax at 5 ° C./min.
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