复合树脂组合物制造技术

本发明专利技术是在膨润性层状化合物层间插入氨基酸衍生物的盐，用Ｘ射衍射测定的层间距离为１０～２５Ａ的层间化合物，细分散在热塑性树脂中，形成的复合树脂组合物，层间化合物对复合树脂组合物的比率为０．５～６０重量％。由于具有优良的弯曲弹性率和耐热性，所以可适用于汽车部件、家电制品、飞机部件、建筑材料等多方面领域内。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于耐冲击性、耐热性和气体屏蔽性优良的，适用于汽车部件、家电制品材料、飞机部件、建筑材料等各个领域中的复合树脂组合物。过去，在各个领域内，都需要具有高机械强度的复合树脂组合物，通过将填充材料分散在树脂内，以进行改善刚性、耐热性、耐冲击性。特别是很多试验是通过以分子状将填料分散到高分子材料中，以提高机械特性和耐热性。例如，特开平2-10226号公报中记载了一种技术，将有机阳离子插入到层状粘土矿物层间，生成层间化合物，层间间距打开时，插入单体，随后，利用单体聚合时的聚合能，以分子状分散层间化合物。在该方法中，在聚酰胺、聚酯等聚缩合反应中，也可以使用单体盐酸盐、或分子内环状盐、单酯羧酸等代替有机阳离子。已知第2种方法的试验是用有机阳离子使层状粘土矿物膨润，再用有机溶剂进一步使粘土矿物无限膨润，使层状粘土矿物形成片窝(カ-ドハウス)状结构，与聚合物熔融液接触，以分子状分散到层状粘土矿物中。然而，上述方法中，前一个方法，为了聚合需要有效分散填充料的设备，无需多说，生产费用增高，很不经济。再有，这种反应，在当前也采用了缩聚系列的聚酰胺、聚酯。使用热硬化树脂时，使反应性单体插入到层间，这限于聚合形式中的游离基聚合，或阳离子聚合等。再有，插入到层间的单体，由于必须稳定地存在于层间内，所以仅限定为液体状单体。因此，存在的缺点是，为获得以分子状分散填充物的复合树脂组合物而要限定树脂材料，而且只能是低浓度的填充料。作为改善这种缺点的方法，就上述的第2方法，例如，在特开昭63-230766号、特公平7-47644号、特开平7-70357号等公报中所记载的，提出与溶剂进行接触，再将无限膨润化的物质与疏水性树脂接触，直接分散聚合物的方法。然而，这些方法中，不得不使用大量的有机溶剂。由于聚合物是一种有助于所用有机溶剂进行无限膨润化的物质，在溶解度很不好的情况下，由于无限膨润化的层状矿物与有机溶剂进行亲和，所以不能分散在聚合物中。这样，即使树脂熔融，和该溶剂的亲合性也是非常不好。其结果，进行有机阳离子处理预先调制的无限膨润层状矿物，即使与上述熔融状的聚合物液体相接触，也难以进行分散、亲和，而达不到完全的分散。使有机阳离子与层状矿物接触，再将得到的层间化合物用有机溶剂进行无限膨润化，即使是膨润化状态，在和溶融树脂接触的过程中，由于挤压机中的热量会使一部分有机溶剂挥发，所以，从无限膨润状态向膨润状态复原的过程中，进行聚合物的分散。由此，在实际中，和层间距离收缩过程中的熔融液状聚合物接触，不可能得到完全的分散。若是与有机溶剂亲和性很好的非晶性树脂，在和有机溶剂的亲和性很大的组合情况下，用上述制造方法，虽不完全但能够分散，至于结晶性材料，要想得到良好的分散是极为困难的。为了解决这个问题，在挤压机方面进行研究，即，如特开平7-70357号公报中所公开的，当以螺杆长度(L)/螺杆直径(D)＝L/D之比表示，挤压机的螺杆长度(L)为45以上的，以延长接触时间，同时，将由有机溶剂无限膨润化的层状化合物，由泵从挤压筒的侧面注入，进行分散。作为批量式生产，可采用密闭混练机式样的混练装置。然而，由于溶剂去除困难，处理量显著降低，不经济。本专利技术就是为解决受到来自这种聚合反应的制约，而使用特殊的挤压机和有机溶剂所引起的经济性差，提供一种具有优良的刚性、耐热性和耐冲击性的复合树脂组合物，它是将纳米级细粉的层间化合物直接分散到树脂中。即，本专利技术提供的复合树脂组合物是，将氨基醇衍生物的 盐插入到膨润性层状化合物的层间，而且，利用X射线衍射法测定的层间距离为10～25A的层间化合物，细分散到热塑性树脂中的复合树脂组合物，层间化合物对复合树脂组合物的比率为0.5～60重量％。实施本专利技术的最佳方式本专利技术的复合树脂组合物，其特征是，在为扩大层间化合物的层间距离的有机阳离子中，使用了具有基的氨基醇衍生物。本专利技术中的膨润性层状化合物，是指由有机阳离子显示膨润性的层状化合物，主要有粘土矿物，例如有膨润性粘土矿物、磷酸锆、硫族玻璃等。特别适用的是层状粘土矿物，最好是满足以下所示通式的。若列出一例，可以以下示式表示。Mn+(x+y+z)/n{(M+e1M+e2M+e3)z-3(6-x)(OH2-zOz)(Si4-yAly)O10}(x+y+z)(x+y+z)硅氧化物的电荷量M是层间交换的金属离子，选自碱金属离子和碱土金属离子中至少一个的阳离子。例如，Li、Na、K、Be、Mg、Ca等。M+e1M+e2M+e3可以由单个M+e1或M+e1和数个M+e2M+e3组合形成，是进入到形成蒙脱石或云母结构的八面体内的阳离子。M+e1选自Mg、Fe、Mn、Ni、Zn、而M+e2、M+e3选自Al、Fe、Mn、Cr。根据1969年国际粘土研究会会议文集，61-80页，G.Lagaly，A.Weiss“Determination of Charge in Mica-type”，作为有机阳离子形成膨润性难易的尺寸，可以用层面内每单位晶格的电荷密度来表示。Ae取作层电荷密度时，Ae，根据使用X射线粉末衍射的利贝尔特(リ-ベルト)法解析构造的结果，决定出晶格常数a0、b0、c0，通过元素分析求出，由下述粘土矿物的表示式计算出电荷量(x+y+z)，再用下式计算出。Ae＝a0×b0/2(x+y+z)其中，作为高的层电荷密度的层状化合物实例，有蛭石、膨润性云母、蒙脱石等层状矿物。作为蛭石，以0.66+0.66-表示。作为氟系膨润云母的实例，有トピ-工业(株)的四硅云母，以NaMg2.5(Si4O10)F2表示。作为带云母钠(ナトリウムテニオライト)的实例有式NaMg2Li(Si4O10)F2表示的。上述层状化合物，最好使用其层面内电荷密度为40～100A2/(电荷量)范围的，在有机阳离子插入时的层间距离的扩大难易与层面内电荷密度有很大关系，所以最好是40-80A2/(电荷量)，更好是40～60A2/(电荷量)。作为硅氧化物，在40A2/(电荷量)以下，像上述那样的硅酸盐化合物是不存在的。在40-60A2/(电荷量)中，作为膨润性的云母显示出高的膨润性，在60～80A2/(电荷量)，以蛭石存在。作为超过100A2/(电荷量)的，虽然在要求范围以外，但在80～150A2/(电荷量)的范围内，以蒙脱石存在。在其上达到200A2/(电荷量)，作为蒙脱石，虽然存在化合物，但是以极少的有机阳离子量，也会使膨润性恶化。另外，层状化合物的离子交换容量，可使用柱浸透法(参照“粘土手册”第2版，日本粘土学会编，第576～第577页，技法堂出版)(CEC法)和亚甲兰吸附法(日本膨润土工业会标准试验法、JBAS-107-91)等方法进行测定。层间化合物的有机阳离子置换量，由差热天平测出的重量减少计算出。本专利技术中，层间化合物有机阳离子置换量，最好每100g为25～90meq。本专利技术中使用的层状化合物，和有机阳离子接触前的底面间距离，所谓层间距离d(001)，以X射线衍射测定，最好在7～13A的范围内。作为最好的实例，是具有蒙脱石结构的，例如，除了蛭石、皂石、铁皂石外，作为膨润性云母，还有氟四硅云母等。当有机阳离子作用于具有上述范围Ae的层状化合物时，有机阳离子的置换量，在比离子交换容量的当量小时，底面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合树脂组合物，其特征是，在膨润性层状化合物层间插入氨基醇衍生物的盐，而且利用Ｘ射线衍射测定的层间距离为１０～２５Ａ的层间化合物，细分散在热塑性树脂中形成的复合树脂组合物，层间化合物对于复合树脂组合物的比率为０．５～６０重量％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：细川辉夫，井上浩文，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]