説明

ポリフェニレンサルファイド粗粒子および、それを用いた微粒子の製造方法

【課題】本発明は機械的粉砕により平均粒径1μm以下のPPS微粒子を得るためのPPS粗粒子を提供すること。また、平均粒径1μm以下のPPS微粒子を得るための機械的粉砕法を提供すること。
【解決手段】NMP中、無機塩、もしくは界面活性剤存在下、PPS樹脂を加熱溶解した後、除冷、もしくはフラッシュ冷却により、または、無機塩、もしくは界面活性剤非存在下で、フラッシュ冷却することによりBET比表面積が20m/g以下、平均粒径20μm以下であるポリフェニレンサルファイド粗粒子を得る。その粗粒子をフェニル基を有する界面活性剤存在下、ビーズミル等の機械的粉砕により平均粒径1μm以下のポリフェニレンサルファイド微粒子を製造する方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、機械的粉砕により1μm以下のポリフェニレンサルファイド微粒子を得るのに適したポリフェニレンサルファイド粗粒子、およびその機械的粉砕法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ポリフェニレンサルファイド(以下、PPSと略す)は、優れた耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、電気絶縁性などを有しており、射出成形、押出成形用途を中心として各種電気・電子部品、機械部品及び自動車部品などに使用されている。このような優れた各種特性を持った添加剤として、塗料分野、接着材料分野、ポリマーコンパウンド分野などにおいて1μm以下のPPS微粒子の需要が高いが、下記に述べる技術的制約から、現在その入手は極めて困難である。
【0003】
PPS微粒子を得る方法としては、下記に示すいくつかの手法が提案されている。
【0004】
特許文献1では、PPS重合時に反応系内の水分量と気相部分の温度をコントロールすることにより比較的粒径の制御されたPPS微粒子を得る方法が開示されている。この方法で得られるPPS微粒子は、平均粒径が数十μmから百数十μmのものである。また、特許文献2では、平均粒径が0.1μmから100μmのPPS球状微粉末、およびその製造方法に関する発明が記載されている。具体的に開示されている製造方法は、PPSを島とし他の熱可塑性ポリマーを海として海島構造の樹脂組成物を形成した後、海相を溶解洗浄して球状のPPS微粒子を得る方法であるが、この方法によっても、数μmから数十μmという比較的大きな微粒子しか得られない。また、特許文献3には界面活性剤を含む水中に分散させた樹脂を振動ボールミル等の粉砕機によって湿式粉砕し、樹脂系粉末を得る方法が開示されている。本文献中には、PPS樹脂の粉砕に関する具体的な開示はなく、また得られる樹脂粉末の平均粒径も5〜50μm程度と大きく、本文献記載の方法を用いても、すなわち樹脂を単に湿式粉砕するのみでは1μm以下の微粒子を得ることは容易ではない。
【0005】
このように1μm以下のポリフェニレンサルファイドの微粒子を得ることは容易でないため、簡便かつ効率良く得る方法は未だ確立されておらず、かかる微粒子の実用的な製造方法の開発が強く望まれていた。
【特許文献1】特開平6−298937号公報
【特許文献2】特開平10−273594号公報
【特許文献3】特開2003−183406号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って、本発明は機械的粉砕により平均粒径が1μm以下のPPS微粒子を得るのに適したPPS粗粒子、およびその機械的粉砕方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
通常の重合により製造されるPPS樹脂を単に機械的粉砕しても1μm以下の微粒子が得られない。この理由は、通常の重合で得られるPPS樹脂が機械的粉砕に適さない形状をしているためであると考えられる。従って、PPSの形状を機械的粉砕されやすい形に変化させれば、機械的粉砕により平均粒径1μm以下の微粒子が得られると考えて鋭意検討した結果、 以下に示す本発明に至った。
【0008】
すなわち、本発明は、
(1)BET比表面積が20m/g以下、平均粒径20μm以下であるPPS粗粒子。
(2)(1)のPPS粗粒子を機械的粉砕し、平均粒径1μm以下のPPS微粒子を製造する方法
を提供するものである。
【0009】
比表面積とは、粒子表面に吸着占有面積のわかっている窒素を液体窒素の温度で吸着させ、その量から求めた値であり、BET吸着理論にもとづいている。BET吸着理論とは、分子は積み重なって無限に吸着でき、吸着層間に相互作用がなく各層に対してLangmuir式が成立すると仮定し、単分子層吸着理論であるLangmuir理論を多分子層吸着に拡張した比表面積計算の理論である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本発明におけるBET比表面積が20m/g以下、平均粒径20μm以下であるPPS粗粒子を得るには、無機塩、または界面活性剤の存在下、PPS樹脂をN−メチル−2−ピロリジノン(NMP)中で加熱溶解後、徐冷、またはフラッシュ冷却してPPS粗粒子を析出させる方法等が挙げられる。または、PPS樹脂を溶解した後、フラッシュ冷却のみでも得ることが可能である。
【0011】
本発明におけるBET比表面積は、5〜20m/gが好ましく、平均粒径は、ろ過、遠心分離等の粗粒子の単離操作の点から5〜20μmが好ましい。
【0012】
本発明におけるPPS樹脂とは、化学式(1)
【0013】
【化1】

【0014】
に示す繰り返し単位を主要構成単位とするホモポリマーまたはコポリマーである。
【0015】
Arとしては化学式(2)〜(4)
【0016】
【化2】

【0017】
(R、Rは、水素、アルキル基、アルコキシル基、ハロゲン基から選ばれる基である)などがあげられる。
【0018】
この繰り返しを主要構成単位とする限り、化学式(5)等で表される分岐結合または架橋結合や、化学式(6)〜(14)(R、Rは、水素、アルキル基、アルコキシル基、ハロゲン基から選ばれる基である)で表される共重合成分を30モル%以下、好ましくは10モル%以下の割合で含むこともできる。
【0019】
【化3】

【0020】
【化4】

【0021】
PPS樹脂としては、ポリマーの主構成単位として化学式(15)
【0022】
【化5】

【0023】
で示されるp−フェニレンスルフィドを70モル%以上、なかでも90モル%以上含有するポリフェニレンサルファイドが特に好ましく用いられる。
【0024】
このようなPPSとしては、ジハロゲン芳香族化合物とアルカリ金属硫化物よりN−アルキルアミド溶媒中で、公知の方法によって合成されたものを用いることができる。
【0025】
例えば、特公昭45−3368号公報に記載された製造方法により得られる比較的低分子量の小さいPPSおよびこれを酸素雰囲気下において加熱あるいは過酸化物等の架橋剤を添加して、加熱することにより高重合度化する方法がある。また特公昭52−12240号公報に記載された製造方法により本質的に線状で高分子量のPPSが好ましく用いられる。また、反応副生物、たとえば食塩等の無機塩が混入しているPPSも使用することができるが、高品質のPPS微粒子を製造するためにはできるだけ少ない方が好ましい。そのため、上記PPS樹脂は、洗浄等の方法により上記副生物を除いて使用することが好ましい。上記副生物を除く場合のタイミングは重合後でもよいし、後述する粉砕後までの任意の時点で行ってもよい。
【0026】
上記の方法の溶解工程に用いることのできるPPS樹脂の形態は特に問わないが、具体的に例示するならば粉体、顆粒、ペレット、繊維、フィルム、成形品等があげられるが、操作性及び溶解に要する時間を短縮させる観点から、粉末、顆粒、ペレットが望ましい。これらの中でも特に粉体のPPS樹脂が好ましく用いられる。通常、無機塩、PPS樹脂、溶媒を容器中に投入した後、溶解を行うが、容器へ投入する順序は問わない。
【0027】
容器は、高温下で使用することから、耐圧製容器を用いる方が好ましい。
【0028】
容器中の雰囲気は、空気雰囲気下、不活性ガス雰囲気下のいずれでも良いが、PPS樹脂と反応したり、PPS樹脂自身を劣化させるような雰囲気を避けるべきであるため、不活性ガス雰囲気下が好ましい。
【0029】
ここでいう、不活性ガスとは、窒素ガス、二酸化炭素、ヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス、クリプトンガス、キセノンガスなどが挙げられ、経済性、入手容易性を勘案して、窒素ガス、アルゴンガス、二酸化炭素ガスが望ましく、より好ましくは窒素ガス或いはアルゴンガスが用いられる。
【0030】
無機塩として、特に制限はないが、通常、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニアなどの塩化物、臭化物、炭酸塩、硫酸塩等が用いられる。具体的には、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アンモニウム等の塩化塩、臭化ナトリウム、臭化リチウム、臭化カリウム、臭化カルシウム、臭化マグネシウム、臭化アンモニウム等の臭化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸アンモニウム等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウム等の硫酸塩等が用いられるが、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アンモニウム等の塩化物が好ましい。これらは一種または二種以上で用いることができる。
PPS樹脂に対する無機塩の重量比率は、PPS 1質量部に対して0.1〜10質量部の範囲、好ましくは、0.5〜5質量部の範囲である。
【0031】
また、無機塩の代わりに用いることのできる界面活性剤は、後述する機械的粉砕で使用する界面活性剤と同種の界面活性剤が好ましく用いられる。
【0032】
界面活性剤の添加量は、PPS100質量部に対し1〜200質量部の範囲であり、好ましくは1〜100質量部の範囲である。
【0033】
溶媒としては、PPS樹脂を溶解するものであれば、特に制限はないが、例えば、クロロホルム、ブロモホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン、2,6−ジクロロトルエン、1−クロロナフタレン、ヘキサフルオロイソプロパノール等のハロゲン系溶媒、N−メチル−2−ピロリジノン、N−エチル−2−ピロリジノン等のN−アルキルピロリジノン系溶媒、N−メチル−ε−カプロラクタム、N−エチル−ε−カプロラクタム等のN−アルキルカプロラクタム系溶媒、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N、N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホン等の極性溶媒の中から少なくとも一種選ばれる溶媒が挙げられ、好ましくは、N−メチル−2−ピロリジノン、1−クロロナフタレン、o-ジクロロベンゼンの中から少なくとも一種選ばれる溶媒である。これらの中でも特にN−メチル−2−ピロリジノンが好ましく用いられる。
【0034】
溶媒に対するPPS樹脂の重量比率は、溶媒にPPSが溶解する限り特に制限はないが、溶媒100質量部に対して0.1〜20質量部の範囲を例示することができ、好ましくは、0.1〜10質量部であり、より好ましくは、0.1〜5質量部である。 PPS樹脂を溶解させるために、混合した反応液を、PPS樹脂が溶解するために必要な温度まで上昇させる。
【0035】
溶解に必要な温度は、溶媒により異なるが、150℃以上が好ましく、さらに好ましくは200℃以上であり、より好ましくは、250℃以上である。上限としてはPPS樹脂が分解しない温度以下であり、400℃以下が好ましい。上記溶解は必要に応じ加圧下で行われる。
【0036】
上記温度にすることにより、PPS樹脂を均一に溶解することが可能になり、PPS粗粒子を安定に製造することができる。
【0037】
また、反応液を攪拌してもしなくても良いが、好ましくは攪拌したほうが良く、これにより溶解に要する時間を短くすることができる。
【0038】
所定の温度まで上昇させた後、反応液をしばらくの時間維持することが好ましい。維持する時間は、10分〜10時間の範囲であり、好ましくは、10分〜7時間、より好ましくは20分〜5時間の範囲である。
【0039】
この操作を行うことにより、PPS樹脂をより十分に溶解させることができる。
上記の溶解工程によって溶解させたPPS樹脂溶液を、引き続き室温付近(20〜30℃)まで冷却させ、PPS粗粒子を析出させる。通常の冷却速度は毎分0.1〜15℃の範囲であり、好ましくは毎分0.1〜10℃、より好ましくは毎分0.1〜5℃である。
本発明において、フラッシュ冷却は、上記溶解液を他の容器(以下受槽と称する場合もある)にフラッシュして移液することにより行うことができる。前記フラッシュは、溶解液を、それを入れた容器(溶解槽であっても溶解槽から移し替えた別の容器であってもよいが、溶解槽であることが好ましい)の圧力よりもより低い圧力下の受槽に噴出させるなどの方法により放出することによって行うことができる。
具体的には、加圧下に保持した容器からPPS樹脂の溶解液を大気圧下(減圧下、真空下でもよい)の受槽にフラッシュすることにより行うことが好ましい。例えば前記溶解工程において、オートクレーブ等の耐圧容器中で溶解させると、容器内は加熱による自製圧により加圧状態となる。この状態から放圧して大気圧下の受槽に放出させることによりよりいっそう簡便に行うことができる。フラッシュ冷却の場合、室温付近まで冷却する時間は、0.1分〜20分間以内であり、より好ましくは0.1分〜10分間以内である。
このようにして得られたPPS粗粒子をそのまま機械的粉砕してPPS微粒子としても良いが、一旦PPS粗粒子を単離した後、新たな分散媒に置き換えてから機械的粉砕を行っても良い。PPS粗粒子を単離するには、濾過、遠心分離、遠心濾過等の従来公知の方法で行うことができるが、塩析した後にろ過や遠心分離等の操作を行うことが好ましい。
【0040】
本発明においてはPPS粗粒子を1μm以下に粉砕するため、上記で得られたPPS粗粒子を乾燥させないで次工程に供する。すなわち、固液分離操作等で得られたPPS粗粒子は、機械粉砕に用いる水や溶媒を含むことが必要である。水や溶媒の含有割合は、PPS粗粒子の取り扱いが容易な範囲内であれば、特に制限されないが、通常PPS 1質量部に対して0.5質量部〜10質量部、好ましくは1質量部〜6質量部である。
【0041】
新たな分散媒になりうる媒体は、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、デカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン等の脂肪族炭化水素系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、2−メチルナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸ブチル等のエステル系溶媒、クロロホルム、ブロモホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン、2,6−ジクロロトルエン、1−クロロナフタレン、ヘキサフルオロイソプロパノール等のハロゲン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール等のアルコール系溶媒、N−メチル−2−ピロリジノン、N−エチル−2−ピロリジノン等のN−アルキルピロリジノン系溶媒、N−メチル−ε−カプロラクタム、N−エチル−ε−カプロラクタム等のN−アルキルカプロラクタム系溶媒、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N、N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホン等の極性溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、ジグライム、ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒および水の中から少なくとも一種選ばれる溶媒を例示できるが、環境面、安全面から水が最も好ましい。
【0042】
粉砕によって生成するPPS微粒子の凝集抑制、および溶媒への分散性を向上させるために、フェニル基を有する界面活性剤の添加を行う。フェニル基を有しない界面活性剤では溶媒への分散性が不十分で、凝集しやすくなり平均粒径1μm以下の微粒子が得られない。界面活性剤の添加時期は、粉砕の前後いずれでもかまわないが、粉砕中の微粒子の凝集防止のため、粉砕前、または粉砕中、その両方を併用した添加が好ましい。
【0043】
一般に界面活性剤として、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン界面活性剤、非イオン系界面活性剤が挙げられるが、本発明ではフェニル基を有するアニオン系界面活性剤、フェニル基を有するカチオン系界面活性剤、フェニル基を有する非イオン系界面活性剤から選択される界面活性剤が使用され、なかでもフェニル基を有する非イオン系界面活性剤が好ましい。これらは単独で用いても、2種以上併用しても良い。本発明でいう「フェニル基を有する」とは分子内にベンゼン環を有していればよく、ナフタレン環などの縮合環の形態であってもよい。
【0044】
フェニル基を有するアニオン系界面活性剤の具体例としては、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
【0045】
フェニル基を有するカチオン系界面活性剤の具体例としては、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウムなどが挙げられる。
【0046】
フェニル基を有する非イオン系界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノベンジルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジベンジルフェニルエーテル、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンビフェニルエーテル、ポリオキシエチレンフェノキシフェニルエーテル、ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテルなどが挙げられる。
【0047】
なお、ここでいうアルキルとしては、炭素数1から30までの直鎖型飽和炭化水素基または分岐型飽和炭化水素基が挙げられ、上記界面活性剤として、アルキル基の代わりに、直鎖型不飽和炭化水素基または分岐型不飽和炭化水素基を有する界面活性剤を用いてもよい。
【0048】
本発明で用いる界面活性剤は、得られるPPS微粒子の凝集、沈降を抑制し、分散性を安定化させる観点から、末端にフェニル基を有する界面活性剤であることが好ましい。ここでいう「末端にフェニル基を有する」とは、界面活性剤の分子の末端部にフェニル基を有することをいう。本発明においてはこのような界面活性剤が最も好ましいが、フェニル基が炭素数1〜12の置換基で置換されているものも使用し得る。フェニル基上の置換基としては、直鎖型飽和炭化水素基、直鎖型不飽和炭化水素基または分岐型飽和炭化水素基、分岐型不飽和炭化水素基等であってもよく、フェニル基上のアルキル基としては炭素数1から12までの直鎖型飽和炭化水素基、または分岐型飽和炭化水素基が好ましい。また、アルキル基の代わりに、直鎖型不飽和炭化水素基、分岐型不飽和炭化水素基であってもよい。より好ましくは炭素数1から6までの直鎖型飽和炭化水素基、直鎖型不飽和炭化水素基または分岐型飽和炭化水素基、分岐型不飽和炭化水素基である。
【0049】
本発明においてはこのように末端、もしくは末端部付近にフェニル基を有する界面活性剤を用いることにより粉砕によって生じたPPS微粒子の分散性を高めると共に、再凝集を抑制し、 分散安定性をよりいっそう改良することができる。
【0050】
これらの界面活性剤の添加量は、分散媒100質量部に対し0.01〜50質量部の範囲であり、好ましくは0.5〜20質量部の範囲であり、より好ましくは、0.5〜10質量部の範囲である。この範囲の量の界面活性剤を用いることにより、機械的粉砕によって得られたPPS微粒子を非常に効率よく分散媒に均一に分散させることができる。
【0051】
機械的粉砕に供するPPS粗粒子懸濁液におけるPPS粗粒子の含有量は、分散媒100質量部に対して1〜50質量部の範囲であることが好ましく、特に1〜30質量部であることが好ましい。
【0052】
後述の測定方法における平均粒径が1μm以下になるまで上記PPS粗粒子を分散させた懸濁液の機械的粉砕を行う。好ましくは平均粒径が500nm未満となるまで機械的粉砕を行う。下限に制限はないが、凝集の点から平均粒径が100nm以上であることが好ましい。機械的粉砕装置として、市販の機械的粉砕装置を挙げることができる。特にPPS粗粒子を効率よく分散、粉砕し、粒径の小さなPPS微粒子の分散液を作製するために好適な機械的粉砕装置として、ボールミル装置、ビーズミル装置、サンドミル装置、コロイドミル装置、湿式微粒化装置(例えば、スギノマシン製、アルティマイザー)が挙げられるが、なかでもボールミル装置、ビーズミル装置、サンドミル装置、湿式微粒化装置から選択される装置が好ましい。機械的粉砕の際の粉砕の力は一般に大きくなるほど、また粉砕時間が長くなるほど得られる微粒子の平均粒径は小さくなる方向にあるが、これらが過度になると凝集が生じやすくなるので、適切な範囲に制御される。たとえば、ビーズミルではビーズ径やビーズ量の選択、周速の調整で、その制御が可能である。
【0053】
湿式粉砕で得られたPPS微粒子分散液においても、場合によっては沈殿物を含む場合もある。その際には、沈殿部と分散部を分離して利用してもよい。分散液のみを得る場合には、沈殿部と分散部の分離を行えばよく、そのためには、デカンテーション、ろ過などを行えば良い。また、より粒径の細かい粒子まで必要な場合には、遠心分離などを行い、粒径の大きなものを完全に沈降させ、デカンテーションやろ過を行い、沈殿部分を除去すればよい。
【0054】
このようなPPS微粒子の分散液は、室温(25℃)条件下にて24時間静置してもPPS微粒子は沈降せず、塗料、接着、ポリマーコンパウンド分野における特に有用な添加剤として使用することができる。
【実施例】
【0055】
以下、実施例を挙げることにより、本発明をより詳細に説明する。しかし、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0056】
[BET比表面積の測定]
PPS微粒子の比表面積は、日本ベル製自動ガス/蒸気吸着量測定装置を用いて測定した。具体的にはまず前処理として真空加熱乾燥処理を行い、その後窒素を吸着プローブとする吸脱着等温線の解析によって微粒子の比表面積を測定した。
【0057】
[平均粒径の測定]
PPS微粒子の平均粒径は日機装製レーザ回折・散乱方式粒度分布測定装置MT3300EXIIを用い、分散媒としてオクチルフェノキシポリエトキシエタノール(“Triton X-100”、Aldrich社製)0.5質量%水溶液を用いて測定した。具体的にはマイクロトラック法によるレーザーの散乱光を解析して得られる粒子の総体積を100%として累積カーブを求め、その累積カーブが50%となる点の粒子径(メジアン径:d50)を微粒子の平均粒径とした。
【0058】
実施例1
9.8Lの耐圧容器内に、PPS(東レ株式会社製、グレード名M3910)62.5g、食塩(関東化学社製)187.5g、N−メチル−2−ピロリジノン(関東化学社製)4937.5gを加え、脱気後窒素下に密閉し、内温300℃まで上昇させた。300℃で1時間攪拌した後、4時間で室温(25℃)へ冷却した。反応溶液を200μmの篩でろ過後、10Kgの5.0質量%食塩水中に注ぎ入れ、30分間撹拌後遠心脱水して粗含水ケークを得た。得られた粗含水ケークにイオン交換水約1kgを加えて撹拌し、遠心脱水した。この洗浄操作を2回繰り返し、PPS粗粒子229gを得た。このPPS粗粒子の平均粒径は14μm、含水率74.7質量%(PPS分57.9g、回収率92.6%)であった。BET法にて比表面積を測定したところ、17m/gであった。
【0059】
得られたPPS粗粒子59.4gに界面活性剤(ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、“ノナール912A”、東邦化学工業株式会社製)0.56gを加えた後、“ノナール912A”1.25質量%水溶液240g中に分散させ、PPS粗粒子分散液を調製した。
【0060】
上記PPS粗粒子懸濁液をビーズミル(アシザワ・ファインテック株式会社製、 DMR−65、使用ビーズ:0.05mmジルコニアビーズ、周速:14m/sec)で2時間粉砕しPPS微粒子分散液を得た。PPS微粒子の平均粒径は231nmであった。 また、このPPS粒子分散液は室温(25℃)条件下にて24時間静置し、目視で観察したところPPS微粒子は沈降しなかった。
【0061】
実施例2
PPS100.0g、食塩187.5g、N−メチル−2−ピロリジノン4900gを用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、 PPS粗粒子470gを得た。このPPS粗粒子の平均粒径は16μm、含水率76.3質量%(PPS分111g、回収率92.9%)であった。BET法にて比表面積を測定したところ、16m/gであった。
【0062】
得られたPPS粗粒子211gに界面活性剤(ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、“ノナール912A”、東邦化学工業株式会社製)2.01gを加えた後、“ノナール912A”1.25質量%水溶液787g中に分散させ、PPS粗粒子分散液を調製した。
【0063】
上記PPS粗粒子懸濁液をビーズミル(アシザワ・ファインテック株式会社製、 DMR−110、使用ビーズ:0.05mmジルコニアビーズ、周速:14m/sec)で2時間粉砕しPPS微粒子分散液を得た。PPS微粒子の平均粒径は219nmであった。 また、このPPS粒子分散液は室温(25℃)条件下にて24時間静置し、目視で観察したところPPS微粒子は沈降しなかった。
【0064】
実施例3
PPS125.0g、食塩187.5g、N−メチル−2−ピロリジノン4875gを用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、 PPS粗粒子408gを得た。このPPS粗粒子の平均粒径は16μm、含水率73.5質量%(PPS分108g、回収率86.5%)であった。BET法にて比表面積を測定したところ、15m/gであった。
【0065】
得られたPPS粗粒子56.6gに界面活性剤(ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、“ノナール912A”、東邦化学工業株式会社製)0.52gを加えた後、“ノナール912A”1.25質量%水溶液243g中に分散させ、PPS粗粒子分散液を調製した。
【0066】
上記PPS粗粒子懸濁液をビーズミル(アシザワ・ファインテック株式会社製、 DMR−65、使用ビーズ:0.05mmジルコニアビーズ、周速:14m/sec)で2時間粉砕しPPS微粒子分散液を得た。PPS微粒子の平均粒径は397nmであった。
【0067】
実施例4
1Lの耐圧容器内に、PPS(東レ株式会社製、グレード名M3910)10g、界面活性剤(ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、“ノナール912A”、東邦化学工業株式会社製)6.25gを加えた後、N−メチル−2−ピロリジノン(関東化学社製)490gを加え、脱気後窒素下に密閉し、内温280℃まで上昇させた。280℃で5時間攪拌した後、自製圧(4kgf/cm)により、氷冷した1Lの反応缶へ移液した。反応溶液を遠心分離して、上澄み液を取り除いた。残さにイオン交換水を加えて懸濁液とした後、遠心分離した。この操作を2回繰り返し、PPS粗粒子10gを得た。このPPS粗粒子の平均粒径は7.8μmであった。BET法にて比表面積を測定したところ、11m/gであった。
【0068】
得られたPPS粗粒子6.25gに界面活性剤(ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、“ノナール912A”、東邦化学工業株式会社製)1.25質量%水溶液400g中に分散させ、PPS粗粒子分散液を調製した。
【0069】
上記PPS粗粒子懸濁液をビーズミル(寿工業株式会社製、 “ウルトラアペックスミル”、使用ビーズ:0.05mmジルコニアビーズ、ミル回転数:4300rpm)で1時間粉砕しPPS微粒子分散液を得た。PPS微粒子分散液の平均粒径は200nmであった。
【0070】
また、このPPS粒子分散液は室温(25℃)条件下にて24時間静置し、目視で観察したところPPS微粒子は沈降しなかった。
【0071】
実施例5
1Lの耐圧容器内に、PPS(東レ株式会社製、グレード名M3910)15gをN−メチル−2−ピロリジノン(関東化学社製)485gを加え、脱気後窒素下に密閉し、内温280℃まで上昇させた。280℃で5時間攪拌した後、自製圧(4kgf/cm)により1Lの反応缶へ移液した。反応溶液を遠心分離して、上澄み液を取り除いた。残さにイオン交換水を加えて懸濁液とした後、遠心分離した。この操作を2回繰り返し、PPS粗粒子15gを得た。このPPS粗粒子の平均粒径は10.04μmであった。BET法にて比表面積を測定したところ、12m/gであった。
【0072】
得られたPPS粗粒子6.25gに界面活性剤(ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、“ノナール912A”、東邦化学工業株式会社製)1.25質量%水溶液400gg中に分散させ、PPS粗粒子分散液を調製した。
【0073】
上記PPS粗粒子懸濁液をビーズミル(寿工業株式会社製、 “ウルトラアペックスミル”、使用ビーズ:0.05mmジルコニアビーズ、ミル回転数:4300rpm)で2時間粉砕しPPS微粒子分散液を得た。PPS微粒子分散液の平均粒径は300nmであった。 また、このPPS粒子分散液は室温(25℃)条件下にて24時間静置し、目視で観察したところPPS微粒子は沈降しなかった。
【0074】
参考例1
耐熱容器での加熱時に食塩を添加しない以外は、実施例1と同様の操作を行い、PPS粗粒子206gを得た。このPPS粗粒子の平均粒径は21μm、含水率76.8質量%(PPS分47.7g、回収率76.3%)であった。BET法にて比表面積を測定したところ、13m/gであった。
得られたPPS粗粒子64.6gに界面活性剤(ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、“ノナール912A”、東邦化学工業株式会社製)0.62gを加えた後、“ノナール912A”1.25質量%水溶液235g中に分散させ、PPS粗粒子分散液を調製した。
【0075】
上記PPS粗粒子懸濁液をビーズミル(アシザワ・ファインテック株式会社製、 DMR−65、使用ビーズ:0.05mmジルコニアビーズ、周速:14m/sec)で2時間粉砕しPPS微粒子分散液を得た。PPS微粒子の平均粒径は15μmであった。
【0076】
参考例2
PPS250.0g、食塩187.5g、N−メチル−2−ピロリジノン4750gを用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、PPS粗粒子770gを得た。このPPS粗粒子の平均粒径は21μm、含水率69.3質量%(PPS分236g、回収率94.6%)であった。BET法にて比表面積を測定したところ24m/gであった。
【0077】
PPS粗粒子48.9gに界面活性剤(ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、“ノナール912A”、東邦化学工業株式会社製)0.42gを加えた後、“ノナール912A”1.25質量%水溶液251g中に分散させ、PPS粗粒子分散液を調製した。
【0078】
上記PPS粗粒子懸濁液をビーズミル(アシザワ・ファインテック株式会社製、 DMR−65、使用ビーズ:0.05mmジルコニアビーズ、周速:14m/sec)で2時間粉砕しPPS微粒子分散液を得た。PPS微粒子の平均粒径は2μmであった。
【0079】
参考例3
PPS(東レ株式会社製、グレード名M3910、平均粒径27μm、BET比表面積7m/g)6.0gを界面活性剤(ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、“ノナール912A”、東邦化学工業株式会社製)5.0質量%水溶液594g中に分散させ、PPS粗粒子分散液を調製した。
【0080】
上記PPS粗粒子懸濁液をビーズミル(寿工業株式会社製、 “ウルトラアペックスミル”、使用ビーズ:0.05mmジルコニアビーズ、ミル回転数:4300rpm)で1.5時間粉砕しPPS微粒子分散液を得た。PPS微粒子分散液の平均粒径は19μmであった。
【0081】
上記各実施例、比較例に示すとおり、BET比表面積が20m/g以下、平均粒径20μm以下であるポリフェニレンサルファイド粗粒子を機械的粉砕することにより、これまで得ることが困難であった平均粒径1μm以下のPPS微粒子を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【0082】
本発明のPPS粗粒子を用いれば、機械的粉砕により繊細でかつ粒径の細かいPPS微粒子を非常に容易に得ることができる。
【0083】
このようにして得られたPPS微粒子は、接着剤、塗料、印刷インク中の分散剤、磁気記録媒体、プラスチックの改質剤、層間絶縁膜用材料等の用途に幅広く用いることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
BET比表面積が20m/g以下、平均粒径20μm以下であるポリフェニレンサルファイド粗粒子。
【請求項2】
BET比表面積が10〜20m/g、平均粒径20μm以下であるポリフェニレンサルファイド粗粒子を機械的粉砕し、平均粒径が1μm以下のポリフェニレンサルファイド微粒子を製造する方法。

【公開番号】特開2009−242498(P2009−242498A)
【公開日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−88860(P2008−88860)
【出願日】平成20年3月28日(2008.3.28)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】