JP7745384B2 - Particles and their uses - Google Patents
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Description
本発明は、粒子及びその用途に関する。 The present invention relates to particles and their uses.
一般に、樹脂組成物に難熱性を付与するために、有機ハロゲン化合物や有機リン化合物等の難燃性化合物を部材に配合する手法が広く採用されている。
しかしながら、上記のような難燃剤は、加熱によって生じる分解ガスによって、周囲の金属材料が腐食したり、あるいは強い刺激臭が発生してしまう。また、難燃剤により樹脂材料が可塑化され、部材の機械的性質や熱的性質等の低下も問題となる。更に、難燃剤の経時的な部材表面へのブリードアウトによる難燃性の低下を防ぐために、難燃剤を多量に添加する必要がある。
このような樹脂組成物の難燃化における問題を解決するために、樹脂組成物を製造する際に、ハロゲン化合物やリン化合物からなる単量体を共重合体成分として導入し、樹脂組成物に内包することも検討されているが、得られる樹脂組成物に十分な難燃性を付与するためには、樹脂組成物に上記の難燃性共重合体成分を多量に添加する必要があり、結果として、部材が本来有する望ましい性質が失われることもある。
そこで、このような問題を解決するために、難燃剤を内包させた粒子を配合して、部材の難燃化を図る方法が提案されている。
In general, in order to impart heat resistance to a resin composition, a method of blending a flame-retardant compound such as an organic halogen compound or an organic phosphorus compound into the component is widely adopted.
However, the flame retardants described above corrode surrounding metal materials or emit a strong, irritating odor due to the decomposition gases generated by heating. Furthermore, the flame retardants plasticize the resin material, resulting in problems such as a deterioration in the mechanical and thermal properties of the component. Furthermore, to prevent the flame retardant from bleed-out onto the surface of the component over time, a large amount of flame retardant must be added.
In order to solve such problems in making resin compositions flame retardant, it has been considered to introduce a monomer consisting of a halogen compound or a phosphorus compound as a copolymer component and incorporate it into the resin composition when producing the resin composition. However, in order to impart sufficient flame retardancy to the resulting resin composition, it is necessary to add a large amount of the above-mentioned flame-retardant copolymer component to the resin composition, and as a result, the desirable properties that the component originally possesses may be lost.
In order to solve such problems, a method has been proposed in which particles containing a flame retardant are blended to make the member flame-retardant.
たとえば特許文献1および2ではアクリロニトリル、メタクリル酸メチル等の単量体に難燃剤を溶解しこれを懸濁重合させて、難燃剤を内包したマイクロカプセルが例示されている。
さらに、特許文献3ではゼラチンもしくはゼラチン/アラビアゴム水溶液に難燃剤を均一に混合し、ついでpHを酸性にして冷却することで、難燃剤を内包したマイクロカプセルが例示されている。
また、特許文献4では常温で液状の難燃剤に多価イソシアネートを溶解し、このようにして得られた油相を水相中に油滴として分散させ、次いで、このエマルジョンの水相に多価アミンを加え、溶解させることによって、水相と油相との界面において多価イソシアネートと多価アミンの間で重付加反応させるか、又は上記エマルジョンを加温することによって、水相と油層との界面において多価イソシアネートと水との間で重付加反応させることで、難燃剤を内包したマイクロカプセル化難燃剤が例示されている。
また、特許文献5では微細な粉末とした難燃剤を水中に分散し、pHを3~7に保ちながらメラミン-ホルムアルデヒド樹脂もしくはその変成樹脂を滴下することで、難燃剤を内包したマイクロカプセルが例示されている。
For example, Patent Documents 1 and 2 disclose microcapsules containing a flame retardant, which are prepared by dissolving a flame retardant in a monomer such as acrylonitrile or methyl methacrylate and then subjecting the resulting solution to suspension polymerization.
Furthermore, Patent Document 3 exemplifies microcapsules containing a flame retardant, which are produced by uniformly mixing a flame retardant with gelatin or an aqueous solution of gelatin and gum arabic, then adjusting the pH to acidic and cooling.
Furthermore, Patent Document 4 exemplifies a microencapsulated flame retardant in which a flame retardant is encapsulated by dissolving a polyvalent isocyanate in a flame retardant that is liquid at room temperature, dispersing the oil phase thus obtained in an aqueous phase as oil droplets, and then adding and dissolving a polyvalent amine in the aqueous phase of this emulsion, thereby causing a polyaddition reaction between the polyvalent isocyanate and the polyvalent amine at the interface between the aqueous phase and the oil phase, or by heating the emulsion, thereby causing a polyaddition reaction between the polyvalent isocyanate and water at the interface between the aqueous phase and the oil layer.
Furthermore, Patent Document 5 exemplifies microcapsules containing a flame retardant, which are produced by dispersing a finely powdered flame retardant in water and then adding dropwise a melamine-formaldehyde resin or a modified resin thereof while maintaining the pH at 3 to 7.
しかしながら、上記特許文献1~5で例示されるマイクロカプセルでは内包する難燃剤の保持力が十分ではなく、経時的に内包する難燃剤がブリードアウトすることが確認された。
本発明の目的は、内包する難燃剤の保持力に優れ、経時安定性に優れた粒子を提供することである。
However, it has been confirmed that the microcapsules exemplified in the above Patent Documents 1 to 5 do not have sufficient ability to retain the encapsulated flame retardant, and the encapsulated flame retardant bleeds out over time.
An object of the present invention is to provide particles that have excellent retention of the flame retardant contained therein and excellent stability over time.
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、特定の単量体を含む重合性成分の重合体を含む外殻と、それに内包される難燃剤とを含む粒子であれば、難燃剤の高い保持力を有し、経時的な難燃剤のブリードアウトが抑制され、経時安定性に優れることを見出し、本発明に到達した。 After extensive research, the inventors discovered that particles containing an outer shell containing a polymer of a polymerizable component containing a specific monomer and a flame retardant encapsulated therein have high flame retardant retention, suppress bleed-out of the flame retardant over time, and have excellent stability over time, leading to the present invention.
すなわち、本発明は、重合体を含む外殻と、それに内包される難燃剤とを含む粒子であって、前記重合体が、下記単量体(A)と、下記単量体(B)を含む重合性成分の重合体であり、前記単量体(A)がカルボキシル基含有単量体(a1)を含む、粒子である。
単量体(A):重合性炭素-炭素二重結合を1つ有する単量体
単量体(B):重合性炭素-炭素二重結合を少なくとも2つ有する単量体
That is, the present invention provides particles comprising an outer shell containing a polymer and a flame retardant encapsulated therein, wherein the polymer is a polymer of a polymerizable component containing the following monomer (A) and the following monomer (B), and the monomer (A) contains a carboxyl group-containing monomer (a1).
Monomer (A): Monomer having one polymerizable carbon-carbon double bond Monomer (B): Monomer having at least two polymerizable carbon-carbon double bonds
本発明の粒子は、以下に示す1)~3)のうちの少なくとも1つを満たすと、好ましい。
1)前記重合性成分に占める前記単量体(A)の重量割合が50~99.99重量%であり、前記単量体(B)の重量割合が0.01~50重量%である。
2)前記単量体(A)がさらに下記単量体(a2)を含む。
単量体(a2):ニトリル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、カルボキシル基と反応する基を有する単量体、及びスチレン系単量体から選ばれる少なくとも1種
3)前記難燃剤が、有機リン化合物、有機ハロゲン化合物、及び無機化合物から選ばれる少なくとも1種を含む。
The particles of the present invention preferably satisfy at least one of the following requirements 1) to 3).
1) The weight ratio of the monomer (A) to the polymerizable component is 50 to 99.99% by weight, and the weight ratio of the monomer (B) to the polymerizable component is 0.01 to 50% by weight.
2) The monomer (A) further contains the following monomer (a2):
Monomer (a2): at least one selected from a nitrile-based monomer, a (meth)acrylic acid ester-based monomer, a monomer having a group reactive with a carboxyl group, and a styrene-based monomer; 3) the flame retardant includes at least one selected from an organic phosphorus compound, an organic halogen compound, and an inorganic compound.
本発明の組成物は、上記粒子と、基材成分を含む。
本発明の成形体は、上記組成物を成形してなる。
The composition of the present invention comprises the above particles and a substrate component.
The molded article of the present invention is obtained by molding the above composition.
本発明の粒子は、難燃剤の高い保持力を有し、経時的な難燃剤のブリードアウトがなく、経時安定性に優れる。
本発明の組成物は、上記粒子含むため、経時的な難燃剤のブリードアウトがなく、優れた難燃性を有する成形体を得ることができる。
本発明の成形体は、経時安定性に優れ、優れた難燃性を有する。
The particles of the present invention have a high flame retardant retention capacity, do not bleed out of the flame retardant over time, and are excellent in stability over time.
Since the composition of the present invention contains the above particles, there is no bleed-out of the flame retardant over time, and a molded article having excellent flame retardancy can be obtained.
The molded article of the present invention has excellent stability over time and excellent flame retardancy.
本発明の粒子は、重合体を含む外殻と、その外殻に内包される難燃剤とを含むものであり、難燃性を付与することができるものである。また、本発明の粒子自体も難燃性を有するものである。以下、本発明の粒子について詳細に説明する。 The particles of the present invention comprise a polymer-containing outer shell and a flame retardant encapsulated within the shell, and are capable of imparting flame retardancy. Furthermore, the particles of the present invention themselves are flame retardant. The particles of the present invention are described in detail below.
〔粒子〕
本発明の粒子において、難燃剤のブリードアウト抑制の効果をより高めるには、内部に1つ以上の独立した孔を有する構造であると好ましく、内部の孔に難燃剤を含む粒子であると好ましい。特に、図1に示すように、重合体を含む外殻(シェル)1とそれに内包される難燃剤(コア)2とを含むコア-シェル構造を有する粒子であると、高いブリードアウト抑制効果が得られ、好ましい。また、外殻がそれを形成する重合体により連続した構造であると好ましい。
〔particle〕
In order to further enhance the effect of suppressing bleed-out of the flame retardant, the particles of the present invention preferably have a structure having one or more independent pores inside, and are preferably particles containing a flame retardant in the pores inside. In particular, as shown in Figure 1, particles having a core-shell structure including a polymer-containing outer shell (shell) 1 and a flame retardant (core) 2 encapsulated therein are preferred, as they provide a high bleed-out suppression effect. Furthermore, it is preferred that the outer shell has a structure that is continuous with the polymer that forms it.
本発明の粒子において、外殻を形成する重合体は、下記単量体(A)と、下記単量体(B)を含む重合性成分の重合体であり、単量体(A)がカルボキシル基含有単量体(a1)を含む。
単量体(A):重合性炭素-炭素二重結合を1つ有する単量体
単量体(B):重合性炭素-炭素二重結合を少なくとも2つ有する単量体
In the particles of the present invention, the polymer forming the outer shell is a polymer of polymerizable components containing the following monomer (A) and the following monomer (B), and the monomer (A) contains a carboxyl group-containing monomer (a1).
Monomer (A): Monomer having one polymerizable carbon-carbon double bond Monomer (B): Monomer having at least two polymerizable carbon-carbon double bonds
外殻を形成する重合体が、カルボキシル基含有単量体(a1)を必須に含む単量体(A)と単量体(B)を含む重合性成分の重合体であることで、外殻の極性が調整され、さらに緻密性や機械的強度が向上し、多量の難燃剤の染み出しや、粒子の潰れや凹みによる難燃剤の漏れを抑制することができ、長期安定性に優れると考えられる。 The polymer forming the outer shell is a polymer of polymerizable components containing monomer (A) and monomer (B), which essentially contain carboxyl group-containing monomer (a1). This adjusts the polarity of the outer shell, improving its density and mechanical strength, and suppressing the seepage of large amounts of flame retardant and the leakage of flame retardant due to particle crushing or dents, which is believed to result in excellent long-term stability.
単量体(A)は(ラジカル)重合性炭素-炭素二重結合を1つ有する単量体であり、カルボキシル基含有単量体(a1)を必須に含むものである。
単量体(a1)としては、遊離カルボキシル基を1分子当たり1個以上有するものであれば特に限定はないが、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、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸;不飽和ジカルボン酸の無水物;マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノブチル等の不飽和ジカルボン酸モノエステル等を挙げることができる。単量体(a1)は、その一部または全部のカルボキシル基が重合時や重合後に中和されていてもよい。これらの単量体(a1)は、1種または2種以上を併用してもよい。
The monomer (A) is a monomer having one (radically) polymerizable carbon-carbon double bond, and essentially contains a carboxyl group-containing monomer (a1).
The monomer (a1) is not particularly limited as long as it has one or more free carboxyl groups per molecule, and examples thereof include unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, and cinnamic acid; unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, itaconic acid, and fumaric acid; anhydrides of unsaturated dicarboxylic acids; and unsaturated dicarboxylic acid monoesters such as monomethyl maleate, monoethyl maleate, monobutyl maleate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, monomethyl itaconate, monoethyl itaconate, and monobutyl itaconate. The carboxyl groups of the monomer (a1) may be partially or entirely neutralized during or after polymerization. These monomers (a1) may be used alone or in combination of two or more.
単量体(A)に占める単量体(a1)の重量割合は、特に限定はないが、好ましくは5重量%以上である。該重量割合が5重量%以上であると、外殻の極性を効率的に調整でき、さらに強度が向上する傾向がある。その他に、粒子の耐熱性や耐溶剤性も向上する傾向がある。該重量割合の上限は、好ましくは100重量%、より好ましくは90重量%、さらに好ましくは80重量%、特に好ましくは75重量%、最も好ましくは70重量%である。一方該重量割合の下限は、より好ましくは10重量%、さらに好ましくは15重量%、特に好ましくは20重量%、最も好ましくは25重量%である。 The weight proportion of monomer (a1) in monomer (A) is not particularly limited, but is preferably 5% by weight or more. When this weight proportion is 5% by weight or more, the polarity of the outer shell can be efficiently adjusted, and strength tends to be further improved. In addition, the heat resistance and solvent resistance of the particles also tend to be improved. The upper limit of this weight proportion is preferably 100% by weight, more preferably 90% by weight, even more preferably 80% by weight, particularly preferably 75% by weight, and most preferably 70% by weight. On the other hand, the lower limit of this weight proportion is more preferably 10% by weight, even more preferably 15% by weight, particularly preferably 20% by weight, and most preferably 25% by weight.
単量体(A)は単量体(a1)の他に、下記単量体(a2)を含むと、本発明の効果を奏する点で好ましい。
単量体(a2):ニトリル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、カルボキシル基と反応する基を有する単量体、及びスチレン系単量体から選ばれる少なくとも1種
It is preferable that the monomer (A) contains the following monomer (a2) in addition to the monomer (a1) in terms of achieving the effects of the present invention.
Monomer (a2): at least one selected from nitrile-based monomers, (meth)acrylic acid ester-based monomers, monomers having a group reactive with a carboxyl group, and styrene-based monomers
ニトリル系単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-クロルアクリロニトリル、α-エトキシアクリロニトリル、フマロニトリル等が挙げられる。これらのニトリル系単量体は1種又は2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2-クロルエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、本発明においては(メタ)アクリレートの表記はアクリレート又はメタクリレートを意味する。また、本発明においては(メタ)アクリル酸エステル系単量体は、カルボキシル基と反応する基を有さない化合物でもある。これらの(メタ)アクリル酸エステル系単量体は1種又は2種以上を併用してもよい。
Examples of the nitrile monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethoxyacrylonitrile, fumaronitrile, etc. These nitrile monomers may be used alone or in combination of two or more.
Examples of (meth)acrylic acid ester-based monomers include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, 2-chloroethyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, and benzyl (meth)acrylate. In the present invention, the term "(meth)acrylate" refers to either acrylate or methacrylate. Furthermore, in the present invention, the (meth)acrylic acid ester-based monomer also refers to a compound that does not have a group reactive with a carboxyl group. These (meth)acrylic acid ester-based monomers may be used alone or in combination of two or more.
カルボキシル基と反応する基を有する単量体としては、特に限定はないが、水酸基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基、アルデヒド基、アゾ基、ニトロ基、ニトロソ基、チオール基、スルホン酸基、リン酸基等を有する単量体を挙げることができる。
カルボキシル基と反応する基を有する単量体としては、例えば、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシメチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、アセトンアクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-ヘキシル(メタ)アクリルアミド、N-シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、2-アセトアミドアクリル酸、N-フェニル(メタ)アクリルアミド、N-ニトロフェニル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド系単量体;アクロレイン等のアルデヒド系単量体;ビニルスルホン酸、N-t-ブチルアクリルアミドスルホン酸等のスルホン酸系単量体;ビニルホスホン酸等のリン酸系単量体;N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート;ビニルグリシジルエーテル;プロペニルグリシジルエーテル;グリシジル(メタ)アクリレート;グリセリンモノ(メタ)アクリレート;4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート;4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート;p-ヒドロキシスチレン等を挙げることができる。なお、本発明においては(メタ)アクリルの表記はアクリル又はメタクリルを意味する。これらのカルボキシル基と反応する基を有する単量体は1種又は2種以上を併用してもよい。
The monomer having a group reactive with a carboxyl group is not particularly limited, but examples thereof include monomers having a hydroxyl group, an amino group, an epoxy group, an isocyanate group, an aldehyde group, an azo group, a nitro group, a nitroso group, a thiol group, a sulfonic acid group, a phosphate group, etc.
Examples of monomers having a group reactive with a carboxyl group include (meth)acrylamide-based monomers such as N-methylol(meth)acrylamide, (meth)acrylamide, hydroxymethylacrylamide, hydroxyethylacrylamide, acetoneacrylamide, N-ethyl(meth)acrylamide, N-propyl(meth)acrylamide, N-hexyl(meth)acrylamide, N-cyclohexyl(meth)acrylamide, N-hydroxyethyl(meth)acrylamide, 2-acetamidoacrylic acid, N-phenyl(meth)acrylamide, N-nitrophenyl(meth)acrylamide, and diacetoneacrylamide; aldehyde-based monomers such as acrolein; and vinyl Examples of suitable monomers include sulfonic acid monomers such as sulfonic acid and N-t-butylacrylamidosulfonic acid; phosphoric acid monomers such as vinylphosphonic acid; N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate; vinyl glycidyl ether; propenyl glycidyl ether; glycidyl (meth)acrylate; glycerin mono(meth)acrylate; 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether; 2-hydroxyethyl (meth)acrylate; 2-hydroxypropyl (meth)acrylate; 2-hydroxybutyl (meth)acrylate; 4-hydroxybutyl (meth)acrylate; 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate; and p-hydroxystyrene. In the present invention, the term "(meth)acrylic" refers to either acrylic or methacrylic. These monomers having a group reactive with a carboxyl group may be used alone or in combination of two or more.
スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、t-ブチルスチレン、p-ニトロスチレン、クロロメチルスチレン等が挙げられる。これらのスチレン系単量体は1種又は2種以上を併用してもよい。 Examples of styrene-based monomers include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, t-butylstyrene, p-nitrostyrene, and chloromethylstyrene. These styrene-based monomers may be used alone or in combination of two or more.
単量体(A)がさらに単量体(a2)を含む場合、単量体(A)に占める単量体(a2)の重量割合は、特に限定はないが、好ましくは、5~95重量%である。該重量割合が5重量%以上であると、十分な柔軟性が得られ、加工時に外殻が破断しない傾向があり、一方、95重量%以下であると十分な耐熱性、耐溶剤性が得られる傾向がある。該重量割合の上限は、より好ましくは90重量%、さらに好ましくは85重量%、特に好ましくは80重量%、最も好ましくは75重量%である。一方、該重量割合の下限は、より好ましくは10重量%、さらに好ましくは15重量%、特に好ましくは20重量%である。 When monomer (A) further contains monomer (a2), the weight percentage of monomer (a2) in monomer (A) is not particularly limited, but is preferably 5 to 95% by weight. A weight percentage of 5% by weight or more tends to provide sufficient flexibility and prevent the outer shell from breaking during processing, while a weight percentage of 95% by weight or less tends to provide sufficient heat resistance and solvent resistance. The upper limit of this weight percentage is more preferably 90% by weight, even more preferably 85% by weight, particularly preferably 80% by weight, and most preferably 75% by weight. The lower limit of this weight percentage is more preferably 10% by weight, even more preferably 15% by weight, and particularly preferably 20% by weight.
単量体(A)は、単量体(a1)の他に、単量体(a2)以外の単量体を含んでもよい。
単量体(a2)以外の単量体としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル系単量体;塩化ビニリデン、塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニル等のハロゲン化ビニル系単量体;N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等の不飽和モノオレフイン系単量体;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルイソプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニル-2-エチルヘキシルエーテル、ビニルシクロヘキシルエーテル、ビニル-4-ヒドロキシブチルエーテル等のビニルエーテル系単量体;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン系単量体;N-ビニルピロール、N-ビニルカルバゾール、N-ビニルインドール、N-ビニルピロリドン等のN-ビニル系単量体、ビニルナフタリン塩等が挙げられる。
The monomer (A) may contain, in addition to the monomer (a1), a monomer other than the monomer (a2).
Examples of the monomer other than the monomer (a2) include vinyl ester-based monomers such as vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl butyrate; halogenated vinyl-based monomers such as vinylidene chloride, vinyl chloride, vinyl bromide, and vinyl fluoride; maleimide-based monomers such as N-phenylmaleimide and N-cyclohexylmaleimide; unsaturated monoolefin-based monomers such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; vinyl ether-based monomers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, vinyl isopropyl ether, vinyl butyl ether, vinyl isobutyl ether, vinyl-2-ethylhexyl ether, vinyl cyclohexyl ether, and vinyl-4-hydroxybutyl ether; vinyl ketone-based monomers such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, and methyl isopropenyl ketone; N-vinyl-based monomers such as N-vinylpyrrole, N-vinylcarbazole, N-vinylindole, and N-vinylpyrrolidone; and vinyl naphthalene salts.
重合性成分に占める単量体(A)の重量割合は、特に限定はないが、好ましくは50~99.99重量%である。該重量割合が50重量%以上であると、外殻の強度が向上する傾向があり、該重量割合が99.99重量%以下であると、外殻の緻密性が向上する傾向がある。該重量割合の上限は、より好ましくは99.9重量%、さらに好ましくは99.7重量%、特に好ましくは99.5重量%、最も好ましくは99重量%である。単量体(A)の重量割合の下限は、(1)60重量%、(2)70重量%、(3)80重量%、(4)85重量%、(5)90重量%、(6)93重量%の順で好ましい(括弧内の数字が大きくなるにつれ好ましい)。 The weight percentage of monomer (A) in the polymerizable component is not particularly limited, but is preferably 50 to 99.99% by weight. A weight percentage of 50% by weight or higher tends to improve the strength of the outer shell, while a weight percentage of 99.99% by weight or lower tends to improve the density of the outer shell. The upper limit of this weight percentage is more preferably 99.9% by weight, even more preferably 99.7% by weight, particularly preferably 99.5% by weight, and most preferably 99% by weight. The lower limit of the weight percentage of monomer (A) is more preferably (1) 60% by weight, (2) 70% by weight, (3) 80% by weight, (4) 85% by weight, (5) 90% by weight, or (6) 93% by weight (the larger the number in parentheses, the more preferable it is).
単量体(A)が単量体(a1)の他に、ニトリル系単量体を含むと、耐溶剤性の点で好ましい。
単量体(A)がニトリル系単量体を含む場合、単量体(a1)とニトリル系単量体の合計重量に占めるニトリル系単量体の重量割合は、好ましくは5~95重量%である。該重量割合の上限は、より好ましくは90重量%、さらに好ましくは85重量%、特に好ましくは80重量%、最も好ましくは75重量%である。一方、該重量割合の下限は、より好ましくは10重量%、さらに好ましくは15重量%、特に好ましくは20重量%、最も好ましくは25重量%である。
It is preferable from the viewpoint of solvent resistance that the monomer (A) contains a nitrile monomer in addition to the monomer (a1).
When the monomer (A) contains a nitrile monomer, the weight ratio of the nitrile monomer to the total weight of the monomer (a1) and the nitrile monomer is preferably 5 to 95% by weight. The upper limit of this weight ratio is more preferably 90% by weight, even more preferably 85% by weight, particularly preferably 80% by weight, and most preferably 75% by weight. On the other hand, the lower limit of this weight ratio is more preferably 10% by weight, even more preferably 15% by weight, particularly preferably 20% by weight, and most preferably 25% by weight.
単量体(B)は(ラジカル)重合性炭素-炭素二重結合を少なくとも2つ有する単量体であり、得られる重合体に橋掛け構造(架橋構造)を導入する。これにより、外殻は緻密性が向上し、内包する難燃剤の漏出を抑制することができる。
単量体(B)としては、例えば、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、1,3-ブチレングリコールジ(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、1,10-デカンジオールジ(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、PEG#200ジ(メタ)アクリレート、PEG#400ジ(メタ)アクリレート、PEG#600ジ(メタ)アクリレート、PEG#1000ジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール#400ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール#700ジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングルコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール#650ジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ポリプロピレングリコール#700ジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート類、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレート等のトリ(メタ)アクリレート類;ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族ジビニル化合物;メタクリル酸アリル;トリアクリルホルマール;トリアリルイソシアネート;ブタジエン等を挙げることができる。これら単量体(B)は1種または2種以上を併用してもよい。なお本発明では、「PEG#○○○ジ(メタ)アクリレート」と表記されている一連の化合物は、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートで、そのポリエチレングリコール部分の平均分子量が○○○であることを意味する。
Monomer (B) is a monomer having at least two (radically) polymerizable carbon-carbon double bonds, and introduces a cross-linked structure into the resulting polymer, which improves the density of the outer shell and prevents leakage of the encapsulated flame retardant.
Examples of the monomer (B) include ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, 1,3-butylene glycol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,9-nonanediol di(meth)acrylate, 1,10-decanediol di(meth)acrylate, trimethylolpropane di(meth)acrylate, PEG#200 di(meth)acrylate, PEG#400 di(meth)acrylate, PEG#600 di(meth)acrylate, PEG#1000 di(meth)acrylate, dipropylene glycol ... Examples of the monomer (B) include di(meth)acrylates such as propylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol #400 di(meth)acrylate, polypropylene glycol #700 di(meth)acrylate, polytetramethylene glycol di(meth)acrylate, polytetramethylene glycol #650 di(meth)acrylate, ethoxylated polypropylene glycol #700 di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, and tri(meth)acrylates such as trimethylolpropane tri(meth)acrylate and pentaerythritol tri(meth)acrylate; aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene and divinylnaphthalene; allyl methacrylate; triacrylformal; triallyl isocyanate; butadiene, etc. These monomers (B) may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, a series of compounds expressed as "PEG#xxx di(meth)acrylate" means polyethylene glycol di(meth)acrylate, and the average molecular weight of the polyethylene glycol portion is xxx.
重合性成分に占める単量体(B)の重量割合は、特に限定はないが、好ましくは0.01~50重量%である。該重量割合が0.01重量%以上であると、外殻の緻密性が向上する傾向があり、該重量割合が50重量%以下であると、外殻の強度が向上する傾向がある。単量体(B)の重量割合の上限は、(1)40重量%、(2)30重量%、(3)20重量%、(4)15重量%、(5)10重量%、(6)7重量%の順で好ましい(括弧内の数字が大きくなるにつれ好ましい)。単量体(B)の重量割合の下限は、より好ましくは0.1重量%、さらに好ましくは0.3重量%、特に好ましくは0.5重量%、最も好ましくは1重量%である。 The weight percentage of monomer (B) in the polymerizable component is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 50% by weight. A weight percentage of 0.01% by weight or higher tends to improve the density of the outer shell, while a weight percentage of 50% by weight or lower tends to improve the strength of the outer shell. The upper weight percentage of monomer (B) is more preferably (1) 40% by weight, (2) 30% by weight, (3) 20% by weight, (4) 15% by weight, (5) 10% by weight, or (6) 7% by weight (the larger the number in parentheses, the more preferable it is). The lower weight percentage of monomer (B) is more preferably 0.1% by weight, even more preferably 0.3% by weight, particularly preferably 0.5% by weight, and most preferably 1% by weight.
重合性成分に含まれる単量体(a1)と単量体(B)の重量比(a1/B)は、特に限定はないが、好ましくは0.1~500である。該重量比が0.1以上であると、外殻を形成する重合体の極性が向上する傾向があり、該重量比が500以下であると、粒子の強度が向上する傾向がある。該重量比の上限は、より好ましくは350、さらに好ましくは250、特に好ましくは200、最も好ましくは150である。一方、該重量比の下限は、より好ましくは0.5、さらに好ましくは1、特に好ましくは2、最も好ましくは5である。 The weight ratio (a1/B) of monomer (a1) to monomer (B) contained in the polymerizable component is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 500. When this weight ratio is 0.1 or more, the polarity of the polymer forming the outer shell tends to be improved, and when this weight ratio is 500 or less, the strength of the particles tends to be improved. The upper limit of this weight ratio is more preferably 350, even more preferably 250, particularly preferably 200, and most preferably 150. On the other hand, the lower limit of this weight ratio is more preferably 0.5, even more preferably 1, particularly preferably 2, and most preferably 5.
本発明の粒子において、内包される難燃剤は粒子から放出されることで、難燃性を付与することができる成分である。
難燃剤としては、例えば、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルフェニルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリス(β-クロロプロピル)ホスフェート等のリン酸エステル化合物や、アリールオキシシクロホスファゼン等のホスファゼン化合物等の有機リン化合物;テトラブロモビスフェノールA(TBBA)、デカブロモジフェニルエーテル(deca-BDE)、トリブロモフェノール、ヘキサブロモシクロドデカン(HBCD)、エチレンビス(テトラブロモフタルイミド)、臭素化ポリエチレン、塩素化パラフィン等の有機ハロゲン化合物;メラミンシアヌレート;シリコーン;三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、赤燐、ポリリン酸アンモニウム等の無機化合物等が挙げられる。これら難燃剤は1種又は2種以上を併用してもよい。
In the particles of the present invention, the encapsulated flame retardant is a component that can impart flame retardancy when released from the particles.
Examples of flame retardants include organic phosphorus compounds such as phosphate ester compounds such as bisphenol A bis(diphenyl phosphate), triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresylphenyl phosphate, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, and tris(β-chloropropyl)phosphate, and phosphazene compounds such as aryloxycyclophosphazene; organic halogen compounds such as tetrabromobisphenol A (TBBA), decabromodiphenyl ether (deca-BDE), tribromophenol, hexabromocyclododecane (HBCD), ethylene bis(tetrabromophthalimide), brominated polyethylene, and chlorinated paraffin; melamine cyanurate; silicone; and inorganic compounds such as antimony trioxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, red phosphorus, and ammonium polyphosphate. These flame retardants may be used alone or in combination of two or more.
難燃剤は、特に限定はないが、有機リン化合物、有機ハロゲン化合物、及び無機化合物から選ばれる少なくとも1種を含むと、効率的に難燃性を付与できる点で好ましい。
また、難燃剤は液状であってもよく、固体状であってもよい。難燃剤が液状であると、効率よく内包され、さらに効率的に粒子外に放出できる点で好ましい。
The flame retardant is not particularly limited, but preferably contains at least one selected from organic phosphorus compounds, organic halogen compounds, and inorganic compounds, since this can efficiently impart flame retardancy.
The flame retardant may be in a liquid or solid state, and is preferably in a liquid state, since it can be efficiently encapsulated and released from the particles more efficiently.
粒子全体に占める難燃剤の重量割合(以下、単に難燃剤の内包率ということもある)は、特に限定はないが、好ましくは5~80重量%である。難燃剤の内包率が5重量%以上であると、十分な難燃性を付与できる傾向がある。一方、難燃剤の内包率が80重量%以下であると、難燃剤の漏出を抑制できる傾向がある。該内包率の上限は、(1)75重量%、(2)70重量%、(3)65重量%、(4)60重量%、(5)55重量%、(6)50重量%の順で好ましい(括弧内の数字が大きくなるにつれ好ましい)。一方、該内包率の下限は、(1)10重量%、(2)13重量%、(3)15重量%、(4)18重量%、(5)20重量%の順で好ましい(括弧内の数字が大きくなるにつれ好ましい)。なお、本発明の粒子に占める難燃剤の重量割合は、実施例に記載の方法で測定されたものを意味する。 The weight ratio of the flame retardant to the entire particle (hereinafter sometimes simply referred to as the flame retardant encapsulation rate) is not particularly limited, but is preferably 5 to 80% by weight. A flame retardant encapsulation rate of 5% by weight or more tends to provide sufficient flame retardancy. On the other hand, a flame retardant encapsulation rate of 80% by weight or less tends to suppress leakage of the flame retardant. The upper limits of the encapsulation rate are preferably (1) 75% by weight, (2) 70% by weight, (3) 65% by weight, (4) 60% by weight, (5) 55% by weight, and (6) 50% by weight (the larger the number in parentheses, the more preferable). On the other hand, the lower limits of the encapsulation rate are preferably (1) 10% by weight, (2) 13% by weight, (3) 15% by weight, (4) 18% by weight, and (5) 20% by weight (the larger the number in parentheses, the more preferable). The weight ratio of the flame retardant in the particles of the present invention is measured using the method described in the Examples.
本発明の粒子の平均粒子径は、特に限定はないが、好ましくは0.1~300μmである。該平均粒子径が0.1μm以上であると、外殻が十分な厚みを有し、難燃剤の内包保持性が向上する傾向がある。一方、該平均粒子径が300μm以下であると、粒子の潰れや凹みによる難燃剤の漏出を抑制できる傾向がある。該平均粒子径の上限は、(1)200μm、(2)150μm、(3)120μm、(4)100μm、(5)75μm、(6)60μm、(7)50μm、(8)45μmの順で好ましい(括弧内の数字が大きくなるにつれ好ましい)。一方、該平均粒子径の下限は、(1)0.5μm、(2)1μm、(3)3μm、(4)5μm、(5)10μmの順で好ましい(括弧内の数字が大きくなるにつれ好ましい)。なお、本発明の粒子の平均粒子径は、実施例に記載の方法で測定されたものを意味する。 The average particle size of the particles of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 300 μm. When the average particle size is 0.1 μm or more, the outer shell has sufficient thickness, which tends to improve the encapsulation and retention of the flame retardant. On the other hand, when the average particle size is 300 μm or less, leakage of the flame retardant due to particle crushing or dents tends to be suppressed. The upper limit of the average particle size is preferably (1) 200 μm, (2) 150 μm, (3) 120 μm, (4) 100 μm, (5) 75 μm, (6) 60 μm, (7) 50 μm, and (8) 45 μm (the larger the number in parentheses, the more preferable it is). On the other hand, the lower limit of the average particle size is preferably (1) 0.5 μm, (2) 1 μm, (3) 3 μm, (4) 5 μm, and (5) 10 μm (the larger the number in parentheses, the more preferable it is). The average particle size of the particles of the present invention is measured using the method described in the Examples.
本発明の粒子の内径(d1)と外径(d2)の比(d1/d2)は、特に限定はないが、好ましくは0.20~0.95である。該比が0.2以上であると、十分な難燃性を付与できる傾向があり、該比が0.95以下であると粒子の強度が向上する傾向がある。該比の上限は、より好ましくは0.93、さらに好ましくは0.90、特に好ましくは0.87、最も好ましくは0.85である。一方、該比の下限は、より好ましくは0.25、さらに好ましくは0.30、特に好ましくは0.35、最も好ましくは0.40である。なお、本発明の粒子の内径(d1)と外径(d2)の比(d1/d2)は、実施例に記載の方法で測定されたものを意味する。 The ratio (d1/d2) of the inner diameter (d1) to the outer diameter (d2) of the particles of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.20 to 0.95. A ratio of 0.2 or greater tends to provide sufficient flame retardancy, while a ratio of 0.95 or less tends to improve particle strength. The upper limit of this ratio is more preferably 0.93, even more preferably 0.90, particularly preferably 0.87, and most preferably 0.85. Meanwhile, the lower limit of this ratio is more preferably 0.25, even more preferably 0.30, particularly preferably 0.35, and most preferably 0.40. The ratio (d1/d2) of the inner diameter (d1) to the outer diameter (d2) of the particles of the present invention is measured using the method described in the Examples.
本発明の粒子の真比重は、特に限定はないが、好ましくは0.70~2.5である。該真比重が上記範囲内であると、難燃剤のブリードアウトをより効果的に抑制できるため好ましい。該真比重の上限は、より好ましくは2.0、さらに好ましくは1.8、特に好ましくは1.5である。一方、該真比重の下限は、より好ましくは0.80、さらに好ましくは0.90、特に好ましくは1.0である。なお、本発明の粒子の真比重は、実施例に記載の方法で測定されたものを意味する。 The true specific gravity of the particles of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.70 to 2.5. Having the true specific gravity within the above range is preferable because it more effectively suppresses bleed-out of the flame retardant. The upper limit of the true specific gravity is more preferably 2.0, even more preferably 1.8, and particularly preferably 1.5. On the other hand, the lower limit of the true specific gravity is more preferably 0.80, even more preferably 0.90, and particularly preferably 1.0. The true specific gravity of the particles of the present invention is measured using the method described in the Examples.
〔粒子の製造方法〕
本発明の粒子について、その製造方法は特に限定はないが、水性分散媒中に、重合性炭素-炭素二重結合を1つ有する単量体である単量体であり、カルボキシル基含有単量体(a1)を含む単量体(A)と、重合性炭素-炭素二重結合を少なくとも2つ有する単量体である単量体(B)を含む重合性成分と、難燃剤とを分散させて、重合性成分を重合させる工程(重合工程)を含む方法であると、好ましい。重合工程は水性分散媒中に重合性成分と難燃剤を含む油性混合物を分散させ、重合性成分を重合させる工程である。
[Method for producing particles]
The method for producing the particles of the present invention is not particularly limited, but is preferably a method including a step of dispersing a polymerizable component containing a monomer (A) having one polymerizable carbon-carbon double bond and a carboxyl group-containing monomer (a1), a monomer (B) having at least two polymerizable carbon-carbon double bonds, and a flame retardant in an aqueous dispersion medium, and polymerizing the polymerizable component (polymerization step). The polymerization step is a step of dispersing an oily mixture containing the polymerizable component and the flame retardant in an aqueous dispersion medium, and polymerizing the polymerizable component.
(重合工程)
重合工程では、重合性成分を重合開始剤の存在下で重合させることが好ましい。重合開始剤は、油性混合物に含まれるとよい。
重合開始剤としては、例えば、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、ジアシルパーオキサイド等の過酸化物;アゾニトリル、アゾエステル、アゾアミド、アゾアルキル、高分子アゾ開始剤等のアゾ化合物;レドックス開始剤等を挙げることができる。これらの重合開始剤は、1種または2種以上を併用してもよい。なお重合開始剤としては、重合性成分に対して可溶な油溶性の重合開始剤が好ましい。
使用する重合開始剤の量は、特に限定はないが、重合性成分100重量部に対して、好ましく0.05~10重量部、より好ましくは0.1~8重量部、さらに好ましくは0.2~5重量部である。
(Polymerization process)
In the polymerization step, the polymerizable components are preferably polymerized in the presence of a polymerization initiator, which is preferably contained in the oily mixture.
Examples of the polymerization initiator include peroxides such as peroxydicarbonate, peroxyester, and diacyl peroxide; azo compounds such as azonitrile, azoester, azoamide, azoalkyl, and polymeric azo initiator; and redox initiators. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. The polymerization initiator is preferably an oil-soluble polymerization initiator that is soluble in the polymerizable component.
The amount of the polymerization initiator used is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 8 parts by weight, and even more preferably 0.2 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the polymerizable component.
水性分散媒は、例えば、水(イオン交換水)に、必要に応じて、分散安定剤、分散安定補助剤、重合助剤、電解質等を配合して調製される。
本発明の粒子について、その製造方法としては、液滴を安定させ、粒子径を制御するために、分散安定剤を添加することが好ましい。分散安定剤としては、特に限定はないが、有機系分散安定剤及び/又は無機系分散安定剤であると好ましい。
有機系分散安定剤としては、例えば、微粒子安定剤や水溶性高分子、ナノセルロース等が挙げられる。微粒子安定剤としては、例えば、ピッカリングエマルションに用いられているものが挙げられる。水溶性高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリアクリル酸等が挙げられる。
無機系分散安定剤としては、例えば、粘土鉱物、第三リン酸カルシウム、複分解生成法により得られるピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸カルシウムや、コロイダルシリカ、アルミナゾル、水酸化マグネシウム等の無機化合物が挙げられる。
これらの分散安定剤は、1種または2種以上を併用してもよい。使用する分散安定剤の量は、油性混合物100重量部に対して、好ましくは0.05~100重量部、さらに好ましくは0.2~70重量部である。
The aqueous dispersion medium is prepared, for example, by blending water (ion-exchanged water) with a dispersion stabilizer, a dispersion stabilization aid, a polymerization aid, an electrolyte, etc., as required.
In the method for producing the particles of the present invention, it is preferable to add a dispersion stabilizer to stabilize the droplets and control the particle size. The dispersion stabilizer is not particularly limited, but is preferably an organic dispersion stabilizer and/or an inorganic dispersion stabilizer.
Examples of organic dispersion stabilizers include particulate stabilizers, water-soluble polymers, nanocellulose, etc. Examples of particulate stabilizers include those used in Pickering emulsions. Examples of water-soluble polymers include polyvinyl alcohol, methyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, polyacrylic acid, etc.
Examples of inorganic dispersion stabilizers include clay minerals, tricalcium phosphate, magnesium pyrophosphate obtained by a metathesis method, calcium pyrophosphate, colloidal silica, alumina sol, magnesium hydroxide, and other inorganic compounds.
These dispersion stabilizers may be used alone or in combination of two or more. The amount of the dispersion stabilizer used is preferably 0.05 to 100 parts by weight, more preferably 0.2 to 70 parts by weight, per 100 parts by weight of the oily mixture.
液滴の安定性および粒子径の制御のために、さらに分散安定補助剤を併用してもよい。分散安定補助剤としては、高分子タイプの分散安定補助剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性イオン界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の界面活性剤を挙げることができる。これらの分散安定補助剤は、1種または2種以上を併用してもよい。 A dispersion stabilization aid may also be used in combination to stabilize the droplets and control particle size. Examples of dispersion stabilization aids include polymer-type dispersion stabilization aids, and surfactants such as cationic surfactants, anionic surfactants, zwitterionic surfactants, and nonionic surfactants. These dispersion stabilization aids may be used alone or in combination of two or more.
水性分散媒は、電解質を含有してもよい。電解質としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウム、炭酸ナトリウム等が挙げられる。これらの電解質は、1種または2種以上を併用してもよい。
電解質の含有量は、特に限定はないが、水性分散媒100重量部に対して、好ましくは0.1~50重量部である。
The aqueous dispersion medium may contain an electrolyte. Examples of the electrolyte include sodium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, sodium sulfate, magnesium sulfate, ammonium sulfate, sodium carbonate, etc. These electrolytes may be used alone or in combination of two or more.
The content of the electrolyte is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the aqueous dispersion medium.
水性分散媒は、重合助剤を含有してもよい。重合助剤を含有することで、粒子の凝集や重合反応器内のスケール発生(具体的には、重合性成分の重合において、重合物が粒子の外殻表面に強固に付着することによる凝集体や、重合反応器内壁への重合物の付着)を抑制することができる。
重合助剤としては、例えば、亜硝酸塩、亜硫酸ナトリウム、塩化銅、塩化鉄、重クロム酸塩、塩化第二スズ、ヒドロキノン、エチレンジアミン四酢酸塩、水溶性アスコルビン酸類、水溶性ポリフェノール類、水溶性ビタミンB類等が挙げられる。これらの重合助剤は1種または2種以上を併用してもよい。
The aqueous dispersion medium may contain a polymerization aid, which can suppress particle aggregation and scale generation in a polymerization reactor (specifically, aggregation due to strong adhesion of polymers to the outer shell surfaces of particles during polymerization of the polymerizable component, and adhesion of polymers to the inner walls of the polymerization reactor).
Examples of the polymerization aid include nitrite, sodium sulfite, copper chloride, iron chloride, dichromate, stannic chloride, hydroquinone, ethylenediaminetetraacetate, water-soluble ascorbic acids, water-soluble polyphenols, water-soluble B vitamins, etc. These polymerization aids may be used alone or in combination of two or more.
重合工程では、所定粒子径の球状油滴が調製されるように油性混合物を水性分散媒中に分散させる。油性混合物を分散させる方法としては、例えば、ホモミキサー(例えば、プライミクス社製)等により攪拌する方法や、スタティックミキサー(例えば、株式会社ノリタケエンジニアリング社製)等の静止型分散装置を用いる方法、膜懸濁法、超音波分散法等の一般的な分散方法を挙げることができる。
次いで、油性混合物が球状油滴として水性分散媒に分散された分散液を加熱することにより、重合を行う。重合反応中は、分散液を攪拌するのが好ましく、その攪拌は、例えば、油性混合物や重合後の粒子の浮上や沈降を防止できる程度に緩く行えばよい。
In the polymerization step, the oily mixture is dispersed in an aqueous dispersion medium so as to prepare spherical oil droplets having a predetermined particle size. Examples of methods for dispersing the oily mixture include a method of stirring with a homomixer (e.g., manufactured by Primix Corporation), a method using a static dispersing device such as a static mixer (e.g., manufactured by Noritake Engineering Co., Ltd.), a membrane suspension method, an ultrasonic dispersion method, and other common dispersion methods.
Next, the dispersion in which the oily mixture is dispersed as spherical oil droplets in the aqueous dispersion medium is heated to carry out polymerization. During the polymerization reaction, it is preferable to stir the dispersion, and the stirring may be carried out gently to a degree that prevents the oily mixture and the particles after polymerization from floating up or settling down.
重合温度は、重合開始剤の種類によって自由に設定されるが、好ましくは30~100℃、より好ましくは40~90℃の範囲で制御されるとよい。反応温度を保持する時間は、1~20時間程度が好ましい。重合初期圧力については、特に限定はないが、ゲージ圧で好ましくは0~5MPa、より好ましくは0.02~3MPaの範囲であるとよい。 The polymerization temperature can be freely set depending on the type of polymerization initiator, but is preferably controlled within the range of 30 to 100°C, and more preferably 40 to 90°C. The reaction temperature is preferably maintained for approximately 1 to 20 hours. There are no particular restrictions on the initial polymerization pressure, but it is preferably in the range of 0 to 5 MPa, and more preferably 0.02 to 3 MPa, in gauge pressure.
本発明の粒子は、スラリーの状態でもよく、湿粉の状態でもよく、乾燥した粉末の状態でもよい。本発明の粒子が湿粉の状態のものである場合、例えば、上記製造方法によって得られた粒子を含有するスラリーを遠心分離機、加圧プレス機、真空脱水機等を用いて脱水し、得ることができる。このような湿粉の含水率は、特に限定はないが、通常10~50重量%、好ましくは15~45重量%、より好ましくは20~40重量%である。
また、上記で得られた湿粉を、棚型乾燥機、間接加熱乾燥機、流動乾燥機、真空乾燥機、振動乾燥機、気流乾燥機等により乾燥し、乾燥粉末とすることができる。また、スラリーを噴霧乾燥機、流動乾燥機等により乾燥し、乾燥した粉末を得てもよい。
The particles of the present invention may be in the form of a slurry, a wet powder, or a dry powder. When the particles of the present invention are in the form of a wet powder, they can be obtained, for example, by dehydrating the slurry containing the particles obtained by the above-mentioned production method using a centrifuge, a pressure press, a vacuum dehydrator, or the like. The moisture content of such a wet powder is not particularly limited, but is usually 10 to 50% by weight, preferably 15 to 45% by weight, and more preferably 20 to 40% by weight.
The wet powder obtained above can be dried to a dry powder using a tray dryer, an indirect heating dryer, a fluidized bed dryer, a vacuum dryer, a vibration dryer, a flash dryer, etc. Alternatively, the slurry can be dried using a spray dryer, a fluidized bed dryer, etc. to obtain a dried powder.
本発明の粒子について、その製造方法は上記で説明した方法以外にも、例えば、界面重合法、逆相乳化法、乳化重合法等が挙げられる。また水性分散媒中で液滴を作製しない方法として、例えば、液中乾燥法、コアセルベーション法、噴霧乾燥法、乾式混合法等で製造することも可能であると考えられる。 In addition to the methods described above, other methods for producing the particles of the present invention include interfacial polymerization, reverse phase emulsification, and emulsion polymerization. It is also possible to produce the particles using methods that do not produce droplets in an aqueous dispersion medium, such as submerged drying, coacervation, spray drying, and dry mixing.
〔組成物及び成形物〕
本発明の組成物は、上記で説明した粒子と、基材成分を含むものであり、優れた難燃性を有する成形体を得ることができる。
基材成分としては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)、ブチルゴム、シリコンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ポリエーテルゴム、エチレン-プロピレンゴム(EPM)、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)等のゴム類;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミドイミド等の熱硬化性樹脂;ポリエチレンワックス、パラフィンワックス等のワックス類;エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリエチレン(PE)、変性ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)、変性ポリプロピレン、変性ポリオレフィン等のポリオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル(PVC);アクリル樹脂;熱可塑性ポリウレタン;アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂);ポリスチレン(PS);(メタ)アクリレート・スチレン共重合体;ポリアミド樹脂(ナイロン6、ナイロン66等);変性ポリアミド;ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリフタルアミド等のエンジニアリングプラスチック;フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂;エチレン系アイオノマー、ウレタン系アイオノマー、スチレン系アイオノマー、フッ素系アイオノマー等のアイオノマー樹脂;オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、フッ素系エラストマー等の熱可塑性エラストマー;ポリ乳酸(PLA)、酢酸セルロース、PBS、PHA、澱粉樹脂等のバイオプラスチック;液晶ポリマー等が挙げられる。これらの基材成分は、1または2種以上を併用してもよい。
また、本発明の組成物は、上記で説明した粒子と基材成分以外に、用途に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、安定剤、充填剤、可塑剤、顔料、帯電防止剤等の添加剤、溶剤、潤滑剤、本発明の粒子以外の有機粉末、無機粉末等を含んでいてもよい。
[Composition and Molded Article]
The composition of the present invention contains the particles described above and a base component, and can provide a molded article having excellent flame retardancy.
Examples of the base material component include rubbers such as natural rubber, isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), nitrile rubber (NBR), butyl rubber, silicone rubber, acrylic rubber, urethane rubber, fluororubber, polyether rubber, ethylene-propylene rubber (EPM), and ethylene-propylene-diene rubber (EPDM); thermosetting resins such as epoxy resin, phenolic resin, unsaturated polyester resin, polyurethane, polyimide, and polyamideimide; waxes such as polyethylene wax and paraffin wax; polyolefin resins such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), polyethylene (PE), modified polyethylene, polypropylene (PP), modified polypropylene, and modified polyolefin; polyvinyl chloride (PVC); acrylic resin; thermoplastic polyurethane; acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin); Examples of suitable base materials include polyethylene (PS), (meth)acrylate-styrene copolymers, polyamide resins (such as nylon 6 and nylon 66), modified polyamides, engineering plastics such as polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyacetal (POM), polyphenylene sulfide (PPS), polyphenylene ether (PPE), modified polyphenylene ether, polyether ether ketone, polyether sulfone, and polyphthalamide, thermoplastic resins such as fluororesins, ionomer resins such as ethylene-based ionomers, urethane-based ionomers, styrene-based ionomers, and fluorine-based ionomers, thermoplastic elastomers such as olefin-based elastomers, styrene-based elastomers, urethane-based elastomers, polyester-based elastomers, polyamide-based elastomers, and fluorine-based elastomers, bioplastics such as polylactic acid (PLA), cellulose acetate, PBS, PHA, and starch resins, and liquid crystal polymers. These base materials may be used alone or in combination.
Furthermore, in addition to the particles and base component described above, the composition of the present invention may contain additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, stabilizers, fillers, plasticizers, pigments, and antistatic agents, as well as solvents, lubricants, organic powders other than the particles of the present invention, inorganic powders, and the like, depending on the intended use.
本発明の組成物に含まれる粒子の量は、特に限定はないが、基材成分100重量部に対して、好ましくは0.1~600重量部である。該含有量の上限は、より好ましくは400重量部、さらに好ましくは200重量部、特に好ましくは100重量部である。一方、該含有量の下限は、より好ましくは0.3重量部、さらに好ましくは0.5重量部、特に好ましくは1重量部、最も好ましくは3重量部である。該含有量が上記範囲内であると、十分な難燃性を有する成形体を得ることができる傾向がある。 The amount of particles contained in the composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 600 parts by weight per 100 parts by weight of the base component. The upper limit of the content is more preferably 400 parts by weight, even more preferably 200 parts by weight, and especially preferably 100 parts by weight. On the other hand, the lower limit of the content is more preferably 0.3 parts by weight, even more preferably 0.5 parts by weight, especially preferably 1 part by weight, and most preferably 3 parts by weight. When the content is within the above range, a molded article with sufficient flame retardancy tends to be obtained.
本発明の組成物は、上記で説明した粒子、基材成分および必要に応じて各種添加剤を混合することで得られる。また、上記で説明した粒子と基材成分を含む組成物を作成した後、さらに基材成分と混合して組成物とすることもできる。また、粒子と比較的融点の低い基材成分を含む組成物を作成した後、さらに基材成分とを混合した組成物とすることで、良好な粒子の分散性を有するものとできるため、好ましい。比較的低い融点としては、特に限定はないが、好ましくは50~200℃、より好ましくは50~170℃、さらに好ましくは50~140℃、特に好ましくは50~110℃、最も好ましくは50~80℃である。 The composition of the present invention can be obtained by mixing the particles and base component described above, and various additives as necessary. Alternatively, a composition containing the particles and base component described above can be prepared and then further mixed with the base component to form a composition. Alternatively, a composition containing particles and a base component with a relatively low melting point can be prepared and then further mixed with the base component to form a composition, which is preferable because it can achieve good particle dispersibility. There are no particular limitations on the relatively low melting point, but it is preferably 50 to 200°C, more preferably 50 to 170°C, even more preferably 50 to 140°C, particularly preferably 50 to 110°C, and most preferably 50 to 80°C.
本発明の組成物は液状又はペースト状であってもよい。本発明の組成物が液状又はペースト状であると、塗料用組成物、接着剤用組成物、粘着剤用組成物、電気絶縁ワニス用組成物等として使用することができる。 The composition of the present invention may be in the form of a liquid or a paste. When the composition of the present invention is in the form of a liquid or a paste, it can be used as a coating composition, an adhesive composition, a pressure-sensitive adhesive composition, an electrically insulating varnish composition, etc.
混合方法は、例えば、混合攪拌機、ミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、リボンミキサー、リボンブレンダー、ニーダー、ロール、ミキシングロール、単軸混練機、二軸混練機、多軸混練機等により混合することができる。 Mixing can be carried out using, for example, a mixer, mixer, Henschel mixer, super mixer, ribbon mixer, ribbon blender, kneader, roll, mixing roll, single-screw kneader, twin-screw kneader, multi-screw kneader, etc.
本発明の成形体は、上記で説明した組成物を成形してなるものである。
成形方法としては、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の違いにより、押出成形法、射出成形法、真空成形法、ブロー成形法、圧縮成形法、トランスファー成形法、RIM成形、注型成形法等の一般的に用いられている成形方法を適宜、採用することができる。
本発明の成形体に含まれる上記で説明した粒子の量は、特に限定はないが、基材成分100重量部に対して、好ましくは0.1~100重量部である。該含有量の上限は、より好ましくは80重量部、さらに好ましくは50重量部、特に好ましくは40重量部である。一方、該含有量の下限は、より好ましくは0.3重量部、さらに好ましくは0.5重量部、特に好ましくは1重量部、最も好ましくは3重量部である。
The molded article of the present invention is obtained by molding the composition described above.
As the molding method, depending on whether the resin is a thermoplastic resin or a thermosetting resin, a commonly used molding method such as extrusion molding, injection molding, vacuum molding, blow molding, compression molding, transfer molding, RIM molding, or cast molding can be appropriately adopted.
The amount of the above-described particles contained in the molded article of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the base component. The upper limit of the content is more preferably 80 parts by weight, even more preferably 50 parts by weight, and particularly preferably 40 parts by weight. On the other hand, the lower limit of the content is more preferably 0.3 parts by weight, even more preferably 0.5 parts by weight, particularly preferably 1 part by weight, and most preferably 3 parts by weight.
本発明の成形体は、優れた難燃性を有するため、織布、編物、カーペット地、不織布等の各種繊維製品や、自動車分野;建材分野;OA機器分野;家電分野;電子機器分野等の様々な部材として、工業的に広く利用することができる。中でも、車両用シール材や建築用シール材として好適に用いることができる。 The molded article of the present invention has excellent flame retardancy and can therefore be widely used industrially as a variety of textile products such as woven fabrics, knitted fabrics, carpeting, and nonwoven fabrics, as well as a variety of components in the automotive, building, office automation, home appliance, and electronic equipment fields. In particular, it can be suitably used as a vehicle sealant or a building sealant.
以下に、本発明の粒子の実施例について、具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例における物性の測定方法、評価項目と評価方法は以下に示すとおりである。また、以下の実施例及び比較例において、断りのない限り、「%」とは「重量%」を意味するものであり、「部」とは「重量部」を意味するものである。 Examples of the particles of the present invention are described below in detail. However, the present invention is not limited to these examples. The methods for measuring physical properties, evaluation items, and evaluation methods in the examples and comparative examples are as follows. Furthermore, in the following examples and comparative examples, "%" means "% by weight" and "parts" means "parts by weight" unless otherwise specified.
[粒子の平均粒子径]
マイクロトラック粒度分布計(型式9320-HRA、日機装株式会社製)を使用し、体積基準測定によるD50値を粒子の平均粒子径とした。
[Average particle size of particles]
A Microtrac particle size distribution analyzer (model 9320-HRA, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) was used, and the D50 value determined by volume-based measurement was taken as the average particle size of the particles.
[粒子の真比重(D1)の測定]
イソプロピルアルコールを用いて、浸液式ピクノメータ法により25℃における粒子の真比重(D1)を測定した。
[Measurement of true specific gravity (D1) of particles]
The true specific gravity (D1) of the particles at 25° C. was measured by an immersion pycnometer method using isopropyl alcohol.
[難燃剤の内包率の測定]
粒子1.0gを直径80mm、深さ15mmのステンレス製蒸発皿に入れ、その重量を測定した(W1(g))。N,N-ジメチルホルムアミド30mLを加え均一に分散させ、24時間室温で放置した後に、130℃で2時間減圧乾燥した。減圧乾燥後の試料をイソプロピルアルコール30mLで3回洗浄後、100℃で10分乾燥し、その重量を測定した(W2(g))。
また、カールフィッシャー水分計(MKA-510N型、京都電子工業株式会社製)を用いて粒子の含水率を測定し、Cw1(重量%)とした。
上記W1、W2、Cw1より、粒子における内包物の内包率(C(重量%))を下記の計算式より算出した。
C=100×[(W1―W2)-CW1/100]/(1.0-CW1/100)
[Measurement of the encapsulation rate of flame retardant]
1.0 g of particles was placed in a stainless steel evaporating dish with a diameter of 80 mm and a depth of 15 mm, and its weight was measured (W 1 (g)). 30 mL of N,N-dimethylformamide was added to uniformly disperse the particles, and the mixture was left at room temperature for 24 hours, after which it was dried under reduced pressure at 130°C for 2 hours. After drying under reduced pressure, the sample was washed three times with 30 mL of isopropyl alcohol, dried at 100°C for 10 minutes, and its weight was measured (W 2 (g)).
The moisture content of the particles was measured using a Karl Fischer moisture meter (Model MKA-510N, manufactured by Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.) and was taken as C w1 (wt %).
From the above W 1 , W 2 and C w1 , the inclusion rate (C (wt %)) of the inclusions in the particles was calculated by the following formula.
C=100×[(W 1 - W 2 )-C W1 /100]/(1.0-C W1 /100)
[粒子の外殻を形成する重合体の真比重の測定]
粒子10gをN,N-ジメチルホルムアミド200mLに分散させた後に超音波分散機で30分間処理し、室温で24時間浸漬した後、ろ過、120℃で5時間真空加熱乾燥し、粒子の外殻を形成する重合体(以下、単に外殻重合体ということがある)を単離した。得られた外殻重合体の真比重(D2)を、上記粒子の真比重の測定方法と同様にして測定した。
[Measurement of true specific gravity of polymer forming particle outer shell]
10 g of the particles were dispersed in 200 mL of N,N-dimethylformamide, treated with an ultrasonic disperser for 30 minutes, immersed at room temperature for 24 hours, filtered, and dried under vacuum at 120°C for 5 hours to isolate the polymer forming the particle shell (hereinafter, sometimes simply referred to as the shell polymer). The true specific gravity (D2) of the obtained shell polymer was measured in the same manner as in the measurement of the true specific gravity of the particles described above.
[粒子の外殻の厚みの算出]
粒子の外殻の厚み<t>を下記の計算式より算出した。
<t>=<x>/2〔1-{1-D1×(1-C/100)/D2}1/3〕
<x>:粒子の平均粒子径(μm)
D1:粒子の真比重
D2:外殻を形成する重合体の真比重
C:難燃剤の内包率(重量%)
[Calculation of particle shell thickness]
The thickness <t> of the outer shell of the particle was calculated using the following formula.
<t>=<x>/2 [1-{1-D1×(1-C/100)/D2} 1/3 ]
<x>: average particle size (μm)
D1: True specific gravity of particle D2: True specific gravity of polymer forming outer shell C: Encapsulation rate of flame retardant (wt%)
[粒子の内径(d1)と外径(d2)との比(d1/d2)の算出]
粒子の内径(d1)と外径(d2)との比(d1/d2)を下記の計算式より算出した。
d1=<x>-2<t>
d2=<x>
d1/d2=(<x>-2<t>)/<x>=1-2<t>/<x>
[Calculation of the ratio (d1/d2) of the inner diameter (d1) to the outer diameter (d2) of a particle]
The ratio (d1/d2) of the inner diameter (d1) to the outer diameter (d2) of the particle was calculated using the following formula.
d1=<x>-2<t>
d2=<x>
d1/d2=(<x>-2<t>)/<x>=1-2<t>/<x>
<粒子の経時安定性>
粒子を40℃で60日間静置した。静置後の粒子10gをイソプロピルアルコール30mLで3回洗浄後、100℃で1時間乾燥し、その重量を測定した(W3(g))。
また、カールフィッシャー水分計(MKA-510N型、京都電子工業株式会社製)を用いて、静置後の粒子の含水率を測定し、Cw2(重量%)とした。
上記W3、Cw2より、静置後の粒子の難燃剤保持率R1(%)を下記の計算式より算出した。なお、R1が90%以上であると、難燃剤のブリードアウトが抑制され、経時安定性に優れた粒子であると評価した。一方、R1が90%未満であると、難燃剤がブリードアウトし、経時安定性に劣る粒子であると評価した。
R1=10×(W3+Cw2/100)
<Particle stability over time>
The particles were allowed to stand for 60 days at 40° C. After standing, 10 g of the particles were washed three times with 30 mL of isopropyl alcohol, dried at 100° C. for 1 hour, and then their weight was measured (W 3 (g)).
Furthermore, the moisture content of the particles after standing was measured using a Karl Fischer moisture meter (Model MKA-510N, manufactured by Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.) and was taken as C w2 (wt %).
From the above W3 and Cw2 , the flame retardant retention rate R1 (%) of the particles after standing was calculated using the following formula. When R1 was 90% or more, the particles were evaluated as having excellent stability over time, with the flame retardant bleed-out being suppressed. On the other hand, when R1 was less than 90%, the flame retardant bleed-out occurred, with the particles being evaluated as having poor stability over time.
R1=10×(W 3 +C w2 /100)
<粒子の熱安定性>
粒子10gを直径80mm、深さ15mmのステンレス製蒸発皿に入れ、200℃で1時間加熱し、その重量を測定した(W4(g))。加熱後の粒子をイソプロピルアルコール30mLで3回洗浄後し、100℃で10分乾燥した後の、その重量を測定した(W5(g))。
上記W4、W5より、加熱後の粒子の内包難燃剤保持率R2(%)を下記の計算式より算出した。また、R2が大きいほど熱安定性が良好である。
R2=100×(W5/W4)
<Thermal stability of particles>
10 g of particles were placed in a stainless steel evaporating dish with a diameter of 80 mm and a depth of 15 mm, heated at 200°C for 1 hour, and their weight was measured ( W4 (g)). After heating, the particles were washed three times with 30 mL of isopropyl alcohol, dried at 100°C for 10 minutes, and their weight was measured ( W5 (g)).
From the above W4 and W5 , the retention rate R2 (%) of the encapsulated flame retardant in the particles after heating was calculated using the following formula: The larger R2 is, the better the thermal stability is.
R2=100×(W 5 /W 4 )
<成形体の作製>
粒子30部とポリプロピレン(MFR2.4g/10min、密度0.90g/cm3)100部を混合し、組成物を得た。
次に、ラボプラストミル(2軸押出成形機ME-25、東洋精機工業株式会社製)およびTダイ(リップ幅150mm、厚み0.7mm)を用いて、押出成形機およびTダイの設定温度(成形温度)を200℃に設定し、スクリュー回転数を50rpmに設定した。
得られた組成物をラボプラストミルの原料ホッパーから投入し、成形体であるシートを作製した。作製したシート表面のべとつき及び臭気を評価した。
<Preparation of Molded Product>
A composition was obtained by mixing 30 parts of the particles with 100 parts of polypropylene (MFR 2.4 g/10 min, density 0.90 g/cm 3 ).
Next, using a Laboplastomill (twin-screw extruder ME-25, manufactured by Toyo Seiki Kogyo Co., Ltd.) and a T-die (lip width 150 mm, thickness 0.7 mm), the set temperatures (molding temperatures) of the extruder and T-die were set to 200°C, and the screw rotation speed was set to 50 rpm.
The obtained composition was charged into a Labo Plastomill through a raw material hopper to produce a sheet as a molded article. The stickiness and odor of the surface of the produced sheet were evaluated.
<成形体の難燃性>
上記で作製したシートを裁断し、25mm×150mm×0.7mmの試験片を作製した。この試験片についてUL-94規格に基づき、燃焼試験を行った。垂直に保持した試験片の下端に炎を10秒接触したときの、炎を離してからの燃焼時間を評価した。
<Flame retardancy of molded product>
The sheet prepared above was cut to prepare test pieces measuring 25 mm x 150 mm x 0.7 mm. These test pieces were subjected to a combustion test based on the UL-94 standard. The test piece was held vertically and exposed to a flame for 10 seconds at the bottom, and the combustion time after the flame was removed was evaluated.
<成形体の経時安定性>
上記で作製したシートを40℃で60日間静置した。静置後のシート表面のべとつき及び臭気を評価した。また上記の方法で燃焼時間を評価した。
<Temporal stability of molded body>
The sheet thus prepared was left standing at 40° C. for 60 days. After the standing, the stickiness and odor of the sheet surface were evaluated. The burning time was also evaluated by the same method as above.
(実施例1)
イオン交換水500gに、塩化ナトリウム120g、有効成分20重量%であるコロイダルシリカ30g、ポリビニルピロリドン1g及びエチレンジアミン四酢酸・4Na塩0.1gを加えた後、得られた混合物のpHを2.5~3.5に調整し、水性分散媒を調整した。
これとは別に、メタクリル酸99g、エチレングリコールジメタクリレート1g、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)3g及びビスフェノールAビスジフェニルホスフェート100gを混合して油性混合物を調整した。
水性分散媒と油性混合物を混合し、得られた混合液をホモミキサー(TKホモミキサー、プライミクス株式会社製)により、回転数10000rpmで1分間分散してから反応初期圧0.3MPaにし、150rpmで攪拌しつつ反応温度60℃で20時間重合反応した。重合後、重合生成物を濾過、乾燥して粒子1を得た。得られた粒子1の平均粒子径は20μmであった。さらに、粒子の他の物性を評価した。結果を表1に示す。
Example 1
To 500 g of ion-exchanged water were added 120 g of sodium chloride, 30 g of colloidal silica containing 20% by weight of an active ingredient, 1 g of polyvinylpyrrolidone, and 0.1 g of ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium salt, and the pH of the resulting mixture was adjusted to 2.5 to 3.5 to prepare an aqueous dispersion medium.
Separately, an oily mixture was prepared by mixing 99 g of methacrylic acid, 1 g of ethylene glycol dimethacrylate, 3 g of 2,2'-azobis(isobutyronitrile), and 100 g of bisphenol A bisdiphenyl phosphate.
The aqueous dispersion medium and the oily mixture were mixed, and the resulting mixture was dispersed in a homomixer (TK homomixer, manufactured by Primix Corporation) at a rotation speed of 10,000 rpm for 1 minute. The mixture was then subjected to a polymerization reaction for 20 hours at a reaction temperature of 60°C while stirring at 150 rpm under an initial reaction pressure of 0.3 MPa. After polymerization, the polymerization product was filtered and dried to obtain particles 1. The average particle diameter of the obtained particles 1 was 20 μm. Furthermore, other physical properties of the particles were evaluated. The results are shown in Table 1.
(実施例2~16及び比較例1~3)
油性混合物を表1~2に示すものに変更すること以外は、実施例1と同様にして粒子(粒子2~19)を得た。得られた各粒子の物性を評価した。結果を表1~2に示す。
(Examples 2 to 16 and Comparative Examples 1 to 3)
Particles (particles 2 to 19) were obtained in the same manner as in Example 1, except that the oily mixture was changed to that shown in Tables 1 and 2. The physical properties of each of the obtained particles were evaluated. The results are shown in Tables 1 and 2.
表1~3より、単量体(a1)を必須とする単量体(A)と単量体(B)を含む重合性成分の重合体を含む外殻と、それに内包される難燃剤とを含む粒子であれは、内包する難燃剤のブリードアウトが抑制され、経時安定性に優れる。さらに、加熱されても、内包する難燃剤のブリードアウトが抑制され、熱安定性が良好である。また、粒子を含む成形体は、経時安定性に優れる。
一方、単量体(A)を含まない比較例2、単量体(B)を含まない比較例1、及び単量体(a1)を含まない比較例3では、難燃剤のブリードアウトを抑制できておらず、経時安定性に劣る。さらには、成形体に使用しても、経時安定性に劣る。
As can be seen from Tables 1 to 3, particles containing a shell including a polymer of polymerizable components including monomer (A) and monomer (B), in which monomer (a1) is essential, and a flame retardant encapsulated therein, exhibit excellent stability over time, with suppressed bleed-out of the encapsulated flame retardant. Furthermore, even when heated, the bleed-out of the encapsulated flame retardant is suppressed, with good thermal stability. Furthermore, molded articles containing the particles exhibit excellent stability over time.
On the other hand, in Comparative Example 2, which does not contain the monomer (A), Comparative Example 1, which does not contain the monomer (B), and Comparative Example 3, which does not contain the monomer (a1), the bleed-out of the flame retardant could not be suppressed, and the stability over time was poor.Furthermore, even when used in a molded article, the stability over time was poor.
1 外殻
2 難燃剤
1. Outer shell 2. Flame retardant
Claims (5)
熱可塑性樹脂からなる外殻と、それに内包され、前記熱可塑性樹脂の軟化点以下の沸点を有し且つ含弗素化合物を含む発泡剤とから構成され、平均粒子径が1~100μmである熱膨張性微小球及び前記熱膨張性微小球を膨張開始温度以上に加熱して膨張させる製造方法で得られる熱膨張した微小球を除くものであり、
前記重合体が、下記単量体(A)と、下記単量体(B)を含む重合性成分の重合体であり、
前記単量体(A)がカルボキシル基含有単量体(a1)を含み、
前記カルボキシル基含有単量体(a1)がメタクリル酸を含み、
前記重合性成分に占める前記単量体(A)の重量割合が50~99.99重量%であり、前記単量体(B)の重量割合が0.01~50重量%である、粒子。
単量体(A):重合性炭素-炭素二重結合を1つ有する単量体
単量体(B):重合性炭素-炭素二重結合を少なくとも2つ有する単量体 A particle including an outer shell including a polymer and a flame retardant encapsulated therein,
The present invention excludes heat-expandable microspheres having an average particle size of 1 to 100 μm, which are composed of a shell made of a thermoplastic resin and a blowing agent encapsulated therein, the blowing agent having a boiling point equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin and containing a fluorine-containing compound, and heat-expandable microspheres obtained by a production method in which the heat-expandable microspheres are expanded by heating them to an expansion-initiation temperature or higher,
The polymer is a polymer of a polymerizable component containing the following monomer (A) and the following monomer (B),
the monomer (A) contains a carboxyl group- containing monomer (a1),
the carboxyl group-containing monomer (a1) contains methacrylic acid,
Particles , wherein the weight ratio of the monomer (A) in the polymerizable component is 50 to 99.99% by weight, and the weight ratio of the monomer (B) in the polymerizable component is 0.01 to 50% by weight .
Monomer (A): Monomer having one polymerizable carbon-carbon double bond Monomer (B): Monomer having at least two polymerizable carbon-carbon double bonds
単量体(a2):ニトリル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、カルボキシル基と反応する基を有する単量体、及びスチレン系単量体から選ばれる少なくとも1種 The particle according to claim 1 , wherein the monomer (A) further comprises the following monomer (a2):
Monomer (a2): at least one selected from nitrile-based monomers, (meth)acrylic acid ester-based monomers, monomers having a group reactive with a carboxyl group, and styrene-based monomers
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