説明

重合体粒子含有分散体及び重合体粒子含有樹脂組成物の製造方法

【課題】本発明の目的は、ゴム含有率が高い重合体粒子をエポキシ樹脂組成物に容易に分散でき、かつ弾性率が低い樹脂硬化物の製造に用いることのできる重合体粒子含有分散体の製造方法を提供することである。
【解決手段】本発明の重合体粒子含有分散体は、重合体粒子(A)含有ラテックスに所定の有機媒体(B)及び(c)を混合し、前記重合体粒子(A)含有ラテックスに由来する水層を除去することにより、前記重合体粒子(A)、有機媒体(B)及び有機媒体(C)からなる重合体粒子(A)含有分散体を製造する方法であって、前記重合体粒子(A)が、ゴム粒子(a)80質量%以上100質量%以下の存在下に、単独重合体のガラス転移温度が0℃以上の(メタ)アクリレート、芳香族ビニル単量体及びシアン化ビニル単量体から選ばれる1種以上の単量体(b)0質量%以上20質量%以下を重合して得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主に、水性ラテックスから重合体粒子を回収することなく溶媒を有機溶媒に置換することにより重合体粒子含有分散体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に反応性基を有する重合性有機化合物の硬化物、例えばエポキシ樹脂の硬化物は、寸法安定性、機械的強度、電気的絶縁特性、耐熱性、耐水性、耐薬品性等の多くの点で優れている。しかしながら、エポキシ樹脂の硬化物は破壊靭性が小さく、非常に脆性的な性質を示すことがあり、広い範囲の用途においてこのような性質が問題となることが多い。
【0003】
これらの問題を解決するための手法の一つとして、エポキシ樹脂中にゴム成分を配合することが試みられている。例えば、特許文献1では、反応性液状ゴム(CTBN等)やニトリルゴムを添加する方法(1)が知られている。
【0004】
しかし、上記(1)の方法では、反応性液状ゴムが、一旦エポキシ樹脂へ溶解した後、硬化時に相分離するという過程を経るため、配合するエポキシ樹脂の種類や硬化条件の違いによって得られる硬化物のモルホロジーが変化し、所望の低応力化効果が得られないといった問題がある。
【0005】
そこで、乳化重合、分散重合、懸濁重合に代表される水媒体中の重合方法等を用いて予め粒子状に調製したゴム状重合体を、回収し、エポキシ樹脂に添加する種々の方法(2)(特許文献2参照)がある。
【0006】
しかし、方法(2)のように粒子を一度回収して混合する方法では、例えば凝固法は無機電解質を中心とした凝固剤の使用により凝集体を得る方法であるため、一次粒子(ラテックス粒子径)でエポキシ樹脂に分散させることが困難である。更に、特許文献3のように、噴霧乾燥により回収した粒子は一次粒子で分散させることは可能であるが、乳化剤等の爽雑物が不純物としてそのまま残ってしまうといった問題がある。そこで、例えば特許文献4ではゴム状重合体粒子を回収することなく、それらを含有する水媒体からゴム状重合体粒子を有機溶剤に直接転換し、エポキシ樹脂に混合後、揮発成分を留去することでゴム状重合体粒子を含有したエポキシ樹脂組成物を得る方法(3)が開示されている。
【0007】
方法(3)ではゴム状重合体粒子を回収する必要がないため、効率良くエポキシ樹脂に分散させることができるうえ、洗浄工程を導入することで不純物の低減された組成物を提供することができる。ところが、この文献で使用されるゴム状重合体粒子はゴム含有率が低く、ゴム状重合体の粒子設計にまでは言及していない。そのため、得られた硬化物の弾性率を低下させるためには、添加部数を増やす必要があり、混合物の粘度の上昇を引き起こす等といった問題が生じるため、作業性の面で好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開昭57−49646号公報
【特許文献2】特開平5−295237号公報
【特許文献3】国際公開第2005/078013号パンフレット
【特許文献4】国際公開第2004/108825号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
そこで、本発明は、ゴム含有率が高い重合体粒子をエポキシ樹脂組成物に容易に分散させることが可能であり、かつ、弾性率が低い樹脂硬化物の製造に用いることのできる重合体粒子含有分散体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、重合体粒子(A)含有ラテックスに有機媒体(B)を混合し、更に該有機媒体(B)よりも水に対する溶解度が低い有機媒体(C)を混合し、前記重合体粒子(A)含有ラテックスに由来する水層を除去することにより、前記重合体粒子(A)、有機媒体(B)及び有機媒体(C)からなる重合体粒子(A)含有分散体を製造する方法であって、前記重合体粒子(A)が、ゴム粒子(a)80質量%以上100質量%以下の存在下に、単独重合体のガラス転移温度が0℃以上の(メタ)アクリレート、芳香族ビニル単量体及びシアン化ビニル単量体から選ばれる1種以上の単量体(b)0質量%以上20質量%以下(但し、(a)+(b)を100質量%とする)を重合して得られる重合体粒子である重合体粒子(A)含有分散体の製造方法である。
【0011】
また、本発明は、前記の製造方法で得られた重合体粒子(A)含有分散体を、重合性有機化合物と混合した後、前記有機媒体(B)及び(C)を含む揮発成分を除去する重合体粒子(A)含有樹脂組成物の製造方法である。重合性有機化合物は、エポキシ樹脂であることが好ましい。
【0012】
また、本発明は、前記の製造方法で得られた重合体粒子(A)含有樹脂組成物を硬化して得られる硬化物である。
【発明の効果】
【0013】
本発明の製造法を使用することで、ゴム含有率が高い重合体粒子を、粉体として回収することなく、効率よく重合性有機化合物に分散させることができる。更に、重合体粒子の添加量が少量でも、得られる重合体粒子(A)含有樹脂硬化物の弾性率の低減が可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明は、重合体粒子(A)含有ラテックスと、有機媒体(B)を混合し、更に該有機媒体(B)よりも水に対する溶解度が低い有機媒体(C)を混合し、前記重合体粒子(A)含有ラテックスに由来する水層を除去するもので、有機媒体(B)混合後、必要であれば水を適量添加してもよい。
【0015】
本発明で用いる有機媒体(B)としては、水に対し部分的に溶解性を示す有機媒体であり、1種以上の有機溶媒又はその混合物である。好ましくは、25℃における水に対する溶解度が9〜40質量%、より好ましくは10〜30質量%であるような有機溶媒又はその混合物である。
【0016】
有機媒体(B)としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル類;エタノール、(イソ)プロパノール、ブタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類から選ばれる1種以上の有機溶媒又はその混合物が挙げられる。
【0017】
有機媒体(B)の量は、重合体粒子(A)の種類や、重合体粒子(A)の水性ラテックス中に含まれる重合体粒子(A)の量によっても変化し得るが、重合体粒子(A)のラテックス100質量部に対し、50〜350質量部が好ましく、50〜200質量部がより好ましい。
【0018】
本発明で用いる有機媒体(C)としては、有機媒体(B)よりも水に対する溶解度が低い有機媒体であり、1種以上の有機溶媒又はその混合物である。好ましくは、25℃における水に対する溶解度が8質量%以下、より好ましくは6質量%以下、更に好ましくは4質量%以下であるような有機溶媒又はその混合物である。水に対する有機媒体(C)の溶解度が上記範囲であることにより、有機層と水層の分離を促す効果を充分なものとし易い。
【0019】
有機媒体(C)としては、例えば、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル類;ジエチルエーテル、ブチルエーテル等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類から選ばれる1種以上の有機溶媒又はその混合物が挙げられる。
【0020】
有機媒体(C)は有機媒体層と水層の分離を促す効果のある範囲の量で使用でき、用いる有機媒体(B)より1.5倍以上使用することが好ましい。
【0021】
本発明で用いる有機媒体(B)と有機媒体(C)の組み合わせとしては、例えば、メチルエチルケトンとメチルイソブチルケトンの組み合わせが挙げられる。
【0022】
また、不純物を完全に除去することを目的として、有機媒体(B)及び(C)と混合後、水層を除去した後に、再び同様の操作を繰り返すことができる。
【0023】
本発明の前記重合体粒子(A)は、ゴム粒子(a)の存在下に、単独重合体のガラス転移温度が0℃以上の(メタ)アクリレート、芳香族ビニル単量体及びシアン化ビニル単量体から選ばれる1種以上の単量体(b)を重合して得られる重合体粒子であって、(a)が80質量%以上100質量%以下、(b)が0質量%以上〜20質量%以下(但し、(a)+(b)を100質量%とする)である。ここで、(a)が96質量%以上99質量%以下、(b)が1質量%以上4質量%以下であることが好ましい。
【0024】
尚、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを指す。
【0025】
重合体粒子(A)の重合時に用いるゴム粒子(a)が80質量%以上であれば、得られる硬化物の低弾性率化のために添加する部数を抑えることができ、重合体粒子(A)含有樹脂組成物の粘度の増加がないため、取り扱い性が良好となる。
【0026】
例えば、国際公開第2004/108825号パンフレットでは本発明と同様の操作を行なっているが、実施例に挙げられている重合体粒子のゴム含有率は70質量%であり、このゴム含有率では、エポキシ樹脂硬化物の低弾性率化のためには、重合体粒子を多量に添加する必要がある。
【0027】
重合体粒子(A)の重合時に用いるゴム粒子(a)が80質量%以上95質量%以下の範囲では、重合体粒子(A)を噴霧乾燥により回収することができるため、噴霧乾燥品を溶剤に再分散させて、重合体粒子(A)含有分散体を製造することは可能である。しかしながら、本発明の製造方法を用いることで、重合体粒子(A)を粉体として回収する工程を省くことができ、作業効率を上げることができる。
【0028】
重合体粒子(A)の重合時に用いるゴム粒子(a)が96質量%以上であれば、グラフト部が少ないため、噴霧乾燥による回収が困難となる。よって、本発明の製造方法でのみ、溶剤への分散体を得ることができ、最適である。
【0029】
特に、(a)が96質量%以上であれば、得られる硬化物の弾性率の低減に効果的であり、(a)が99質量%以下であれば、硬化物中での重合体粒子(A)の一次粒子としての分散性がより良好となる。
【0030】
即ち、本発明は水性ラテックスの状態で得た重合体粒子(A)を粉体として取り出すことなく、水分を重合体粒子(A)から効率よく分離し、その後にエポキシ樹脂等の重合性有機化合物と混合することで、重合体粒子(A)をエポキシ樹脂等の重合性有機化合物中に均一に混合分散でき、同時に、重合体粒子(A)の重合時に添加されている乳化剤等の不純物の除去を実施できる効率的な方法である。更に、ゴム含有率が高い重合体粒子(A)を、エポキシ樹脂等の重合性有機化合物に混合することで、簡便に且つ均一に重合体粒子が分散した重合体粒子(A)含有樹脂組成物を得ることができる。
【0031】
重合体粒子(A)は、例えば乳化重合又はソープフリー乳化重合等で製造することができる。
【0032】
乳化重合に用いる重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、4,4’−アゾビス−(4−シアノバレリックアシッド)等のアゾ系化合物;過硫酸アンモニウム塩等の過硫酸化合物;ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、キュメインハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;上記過硫酸化合物を一成分としたレドックス系開始剤;上記有機過酸化物を一成分としたレドックス系開始剤が挙げられる。
【0033】
これらの中でも、不純物となる金属イオンの含有量を少なくできることから、過硫酸アンモニウム、4,4’−アゾビス−(4−シアノバレリックアシッド)を用いることが好ましい。また、本発明の目的を逸脱しない範囲であれば、他の重合開始剤を併用することもできる。
【0034】
重合温度は、40〜80℃程度の範囲で適宜行なうことができる。
【0035】
乳化重合に用いる乳化剤としては、公知の乳化剤を使用することができる。これはアニオン系乳化剤、カチオン系乳化剤又はノニオン系乳化剤であってもよいが、不純物となる金属イオン含有量を少なくできることから、アンモニウム塩型アニオン系乳化剤又はノニオン系乳化剤を用いることが好ましい。
【0036】
アンモニウム塩型アニオン系乳化剤としては、例えば、ラウリル硫酸アンモニウム塩、アルキルスルホコハク酸アンモニウム塩、アルケニルスルホコハク酸が挙げられる。乳化剤の安定性の点から、ラウリル硫酸アンモニウム塩、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム塩が好ましい。
【0037】
ノニオン系乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンモノテトラデシルエーテルが挙げられる。
【0038】
また、本発明の目的を逸脱しない範囲であれば、他の乳化剤を併用することができる。
【0039】
乳化剤は、重合体粒子(A)ラテックスの製造工程において、乳化安定性に支障のない範囲で少量を用いることが好ましい。または、本発明の製造方法の実施工程において、製造されるエポキシ樹脂組成物の物性に影響を及ぼさない程度の残存量まで、水層に抽出洗浄される性質を有していることが好ましい。
【0040】
ゴム粒子(a)としては、ガラス転移温度が0℃未満のものを指し、ジエン系ゴム、アクリル系ゴム、シリコーン系ゴム又はシリコーン/アクリル系複合ゴムを用いることができる。
【0041】
ジエン系ゴムは、1,3−ブタジエン又は1,3−ブタジエンとビニル単量体とを重合して得られるものであり、架橋構造を有する。
【0042】
ビニル単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体;メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル;塩化ビニル、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル;塩化ビニリデン、臭化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン;グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基を有するビニル単量体が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0043】
また、分子量や架橋度を調整するために、架橋性単量体を併用することもできる。
【0044】
架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン等の多官能芳香族ビニル単量体;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の多価アルコールのジ又はトリ(メタ)アクリレート;アリル(メタ)アクリレート;ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等のジ又はトリアリル化合物が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0045】
ここで、アリル(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートは、グラフト交叉剤としての役割も有する。
【0046】
架橋性単量体は、1,3−ブタジエンとビニル単量体の合計(100質量部)に対して、20質量部以下の範囲で用いることが好ましく、0.1〜18質量部の範囲で用いることがより好ましい。
【0047】
アクリル系ゴムは、アルキル(メタ)アクリレート又はアルキル(メタ)アクリレートと他のビニル単量体とを重合して得られるものであり、架橋構造を有する。
【0048】
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、i−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、メトキシトリプロピレングリコールアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、ドデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレートが挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0049】
他のビニル単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体;メタクリル酸変性シリコーン、フッ素含有ビニル単量体等の各種のビニル単量体が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0050】
また、分子量や架橋度を調整するために、架橋性単量体を併用することもできる。
【0051】
架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン等の多官能芳香族ビニル単量体;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の多価アルコールのジ又はトリ(メタ)アクリレート;アリル(メタ)アクリレート;ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等のジ又はトリアリル化合物が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0052】
ここで、アリル(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートは、グラフト交叉剤としての役割も有する。
【0053】
架橋性単量体は、アルキル(メタ)アクリレートと他のビニル単量体の合計(100質量部)に対して、20質量部以下の範囲で用いることが好ましく、0.1〜18質量部の範囲で用いることがより好ましい。
【0054】
アクリル系ゴムは、単層又は2段以上の多層構造を有してもよく、2種類以上の成分を含み、ガラス転移温度を2つ以上有するアクリル系複合ゴムでもよい。
【0055】
シリコーン系ゴムは、ジメチルシロキサン、ビニル重合性官能基を有するシロキサン、シロキサン系架橋剤を重合して得られるものであり、架橋構造を有する。
【0056】
ジメチルシロキサンとしては、3員環以上のジメチルシロキサン系環状体が挙げられ、3〜7員環のものが好ましい。具体的には、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサンが挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0057】
ビニル重合性官能基を有するシロキサンは、ビニル重合性官能基を有し、且つ、ジメチルシロキサンとシロキサン結合を介して結合し得るものである。ビニル重合性官能基を有するシロキサンとしては、ジメチルシロキサンとの反応性を考慮するとビニル重合性官能基を有する各種アルコキシシラン化合物が好ましい。
【0058】
具体的には、β−メタクリロイルオキシエチルジメトキシメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメトキシジメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルエトキシジエチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルジエトキシメチルシラン又はδ−メタクリロイルオキシブチルジエトキシメチルシラン等のメタクリロイルオキシシランが挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0059】
シロキサン系架橋剤としては、3官能性又は4官能性のシラン系架橋剤、例えば、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシランが挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0060】
これらを使用することでシリコーン系ゴムを得ることができる。
【0061】
シリコーン系ゴムの製造方法としては、例えば、ジオルガノシロキサン、ビニル重合性官能基を有するシロキサン及びシロキサン系架橋剤を含むシロキサン混合物を乳化剤と水によって乳化させたラテックスを、高速回転による剪断力で粒子化するホモミキサーや、高圧発生機による噴出力で粒子化するホモジナイザー等を使用して粒子化した後、酸触媒を用いて高温下で重合させ、次いでアルカリ性物質により酸を中和することにより行なうことができる。
【0062】
酸触媒の添加方法としては、シロキサン混合物、乳化剤及び水と共に混合する方法と、シロキサン混合物が粒子化されたラテックスを高温の酸水溶液中に一定速度で滴下する方法等があるが、シリコーン系ゴムの粒子径の制御が容易であることから、シロキサン混合物が粒子化されたラテックスを高温の酸水溶液中に一定速度で滴下する方法が好ましい。
【0063】
酸触媒としては、例えば、脂肪族スルホン酸、脂肪族置換ベンゼンスルホン酸、脂肪族置換ナフタレンスルホン酸等のスルホン酸類;硫酸、塩酸、硝酸等の鉱酸類が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0064】
重合の停止は、反応液を冷却し、シリコーン系ゴムのラテックスを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ性物質により酸を中和することによって行なうことができる。
【0065】
シリコーン/アクリル系複合ゴムとしては、上記シリコーン系ゴムにアルキル(メタ)アクリレートゴムを複合化させたものである。シリコーン/アクリル系複合ゴムは、シリコーン系ゴムのラテックス中にアルキル(メタ)アクリレートを添加し、通常のラジカル重合開始剤を作用させて重合することによって調製することができる。
【0066】
アルキル(メタ)アクリレートを添加する方法としては、シリコーン系ゴムのラテックスと一括で混合する方法と、シリコーン系ゴムのラテックス中に一定速度で滴下する方法がある。
【0067】
重合体粒子(A)は、ゴム粒子(a)のラテックスの存在下に、単独重合体のガラス転移温度が0℃以上の(メタ)アクリレート、芳香族ビニル単量体及びシアン化ビニル単量体から選ばれる1種以上の単量体(b)を添加し、グラフト重合させることによって得ることができる。
【0068】
単独重合体のガラス転移温度が0℃以上の(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、エチルアクリレート、グリシジルメタクリレートが挙げられる。
【0069】
単独重合体のガラス転移温度が0℃以上の芳香族ビニル単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、各種ハロゲン置換スチレン、アルキル置換スチレンが挙げられる。
【0070】
単独重合体のガラス転移温度が0℃以上のシアン化ビニル単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられる。
【0071】
単量体(b)は、必要に応じて、上記以外の単量体、架橋性単量体、連鎖移動剤を併用することができる。
【0072】
単量体(b)は、樹脂中での分散性と応力緩和性のバランスより、必要に応じて、2段以上の多段階でグラフト重合することができる。
【0073】
重合体粒子(A)の平均粒子径は、300nm〜10.0μmが好ましく、400nm〜2.0μmがより好ましく、500nm〜1.0μmが特に好ましい。重合体粒子(A)の平均粒子径が300nm以上であれば、樹脂組成物中での分散性に優れる。また、重合体粒子(A)の平均粒子径が10.0μm以下であれば、エポキシ樹脂硬化物が有する特性を好ましく保つことができる。
【0074】
重合体粒子(A)の平均粒子径は、重合体粒子(A)のラテックスを用いて、レーザー回折散乱法により測定することができる。尚、本願に記載の平均粒子径は、ラテックスの体積平均一次粒子径(Dv)を示す。
【0075】
本発明の重合体粒子(A)含有分散体は、水分が0.2質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。
【0076】
また、本発明は、上述のように得られた重合体粒子(A)含有分散体と重合性有機化合物とを混合した後、前記有機媒体(B)及び(C)を含む揮発成分を除去することにより、重合体粒子(A)含有樹脂組成物を製造する方法に関するものである。
【0077】
重合性有機化合物は、例えばエポキシ樹脂であることが好ましい。
【0078】
重合体粒子(A)含有樹脂組成物が含有する揮発成分は、1.5質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以下であることがより好ましい。
【0079】
エポキシ樹脂としては、分子中にエポキシ結合を少なくとも2個有するものであれば分子構造、分子量等に特に制限はない。例えば、ジシクロペンタジエン型、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、ビスフェノール型、ビフェニル型等の各種エポキシ系樹脂を、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0080】
エポキシ樹脂の硬化に用いるに硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂やクレゾールノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤、アミン系硬化剤又は酸無水物硬化剤が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0081】
使用量については特に制限はないが、エポキシ基の硬化の化学量論量を加えることが必要である。
【0082】
フェノール系硬化剤としては公知の各種のものが使用できる。例えば各種フェノール類とホルムアルデヒド又はC2以上のアルデヒドから誘導されるレゾール型又はノボラック型フェノール系硬化剤が挙げられる。これらフェノール系硬化剤は、乾性油、キシレン樹脂、メラミン樹脂等で変性されたものであってもよい。ノボラック型フェノール系硬化剤の場合は、通常ヘキサミン等のポリアミン、エポキシ樹脂、イソシアネート化合物、ポリホルムアルデヒド化合物、又はレゾール型フェノール樹脂等の硬化剤を更に併用することができる。
【0083】
重合体粒子(A)含有樹脂組成物において、重合体粒子(A)の含有量は、エポキシ樹脂100質量部に対して0.5〜80質量部が好ましく、1〜70質量部がより好ましく、3〜60質量部が更に好ましく、3〜50質量部が特に好ましい。
【0084】
重合体粒子(A)の含有量がエポキシ樹脂100質量部に対して0.5質量部以上であれば、エポキシ樹脂硬化物の弾性率の低減効果が充分に発現し、80質量部以下であれば、エポキシ樹脂組成物の粘度が増大することなく、取り扱い性に優れる。
【0085】
得られた重合体粒子(A)含有樹脂組成物(例えばエポキシ樹脂組成物)は、エポキシ樹脂等の重合性有機化合物にて適宜所望の重合体粒子(A)の含有量となるよう希釈して使用する、いわゆるマスターバッチとして使用することも可能である。希釈に使用するエポキシ樹脂等の重合性有機化合物は、該組成物のエポキシ樹脂等の重合性有機化合物と同一のものでも、必要に応じて異なった種類のものでもよい。
【0086】
重合体粒子(A)含有分散体を、エポキシ樹脂等の重合性有機化合物に混合する操作は、特別な装置又は方法を使用することなく、周知の方法で実施可能である。例えば、エポキシ樹脂等の重合性有機化合物を有機溶剤に溶解する際に使用されるような方法や条件で実施可能である。しかも、これら一連の操作において、重合体粒子(A)は不可逆な凝集を起こさず、エポキシ樹脂等の重合性有機化合物への混合の前後において、重合体粒子(A)は良好な分散状態を維持している。
【0087】
好ましい本発明の形態においては、重合体粒子(A)は、エポキシ樹脂等の重合性有機化合物への混合の前後で、実質的に一次粒子で独立分散した状態を維持している。
【0088】
次に、重合体粒子(A)含有分散体及びエポキシ樹脂等の重合性有機化合物からなる混合物から、有機媒体(B)及び(C)を主体とする揮発成分を除去する方法としては、周知の方法が適用できる。例えば、槽内に該混合物を仕込み加熱して常圧又は減圧下に揮発成分を留去する回分式の方法、槽内で乾燥ガスと該混合物を接触させる方法、薄膜式蒸発機を用いる連続式の方法、脱揮装置を備えた押出機又は連続式攪拌槽を用いる方法が挙げられる。
【0089】
揮発成分を除去する際の温度や所要時間等の条件は、エポキシ樹脂等の重合性有機化合物が反応したり、品質を損なわない範囲で適宜選択することができる。
【0090】
また、エポキシ樹脂組成物等の重合体粒子(A)含有樹脂組成物の最終使用形態によっては、有機媒体(B)及び(C)を除去せず、含んだままで用いることも可能であり、このような場合も同様に、重合体粒子が凝集することなく、残存する有機媒体(B)及び(C)の混合有機媒体にエポキシ樹脂等の重合性有機化合物が溶解した溶液に対して良好に分散した状態を得ることができる。
【0091】
該エポキシ樹脂組成物に残存する有機媒体(B)及び(C)の量は、該エポキシ樹脂組成物等の重合体粒子(A)含有樹脂組成物の使用目的に応じて、問題のない範囲で適宜選択できる。
【0092】
更に、本発明の別の特徴として、重合体粒子(A)の水性ラテックスの製造に通常使用される、乳化剤等のエポキシ樹脂等の重合性有機化合物の使用に際しては有害な影響を与える可能性のある不純物を容易に除去できる。また、予め不純物が少なく残存イオン量の抑制された重合体粒子の高純度なラテックスを使用すれば、有機媒体に接触させるだけで、充分に残留物を除去できる。
【0093】
重合体粒子(A)に有機媒体(B)を混合する温度は、有機媒体(B)の種類によって水への部分溶解性が変化し、有機層と水層の分離に影響するので、適宜設定することが望ましい。また、このような性質を利用し、温度を適宜設定することで有機層と水層の分離を好ましい状態にすることもできる。
【0094】
以上のような本発明の方法によって製造されたエポキシ樹脂組成物等の重合体粒子(A)含有樹脂組成物は、塗料、コーティング剤、航空機部品、スポーツ用品、繊維強化複合材料又はフィラー強化複合材料等の構造材料、接着剤、固着材料、半導体封止剤又は電子回路基板等の電子材料等、エポキシ樹脂等の重合性有機化合物が通常使用される各種の用途に対して、例えば使用するエポキシ樹脂等の重合性有機化合物の一部、または全部を本発明の組成物とすることで、幅広く利用が可能である。
【0095】
エポキシ樹脂組成物等の重合体粒子(A)含有樹脂組成物中、更に硬化物中での重合体粒子(A)の分散状態の安定性に優れ、かつ不純物が少なく、少量添加でも破壊靱性に優れた硬化物を得ることができる。
【実施例】
【0096】
以下、実施例で本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、実施例中の「部」及び「%」は、それぞれ「質量部」及び「質量%」を表す。
【0097】
略号はそれぞれ下記の物質を示す。
【0098】
MEK :メチルエチルケトン
MIBK:メチルイソブチレンケトン
実施例に記載の分析測定方法について、以下に説明する。
【0099】
[1]重合体粒子(A)の平均粒子径
重合体粒子(A)の平均粒子径は、レーザー回折散乱式粒度分布装置(株)堀場製作所製LA−910W)を用い、ラテックス粒子径として体積平均一次粒子径(Dv)を測定した。平均径としてはメジアン径を用いた。
【0100】
重合体粒子(A)のラテックス試料濃度は、装置に付属の散乱光強度モニターにおいて適正範囲となるよう適宜調整した。
【0101】
[2]重合体粒子(A)含有ラテックスの噴霧乾燥
重合体粒子(A)を、大川原化工機(株)製L−8型スプレードライヤーを用い、圧力ノズル式で微小液状に噴霧し、下記条件で噴霧乾燥処理した。
【0102】
<噴霧乾燥処理条件>
噴霧方式:回転ディスク式
ディスク回転数:25,000rpm
熱風温度
入口温度:145℃
出口温度:65℃
<噴霧乾燥での回収性の判断>
○:問題なく粉体を回収できる。
【0103】
△:ノズルでややブロッキングが起こり、回転体の回転数が乱れるが、粉体として回収できる。
【0104】
×:ノズルでブロッキングが起こり、粉体として回収できない。
【0105】
[3]含水率
重合体粒子(A)含有ラテックスを、有機媒体(B)及び(C)に混合し、前記重合体粒子(A)含有ラテックスに由来する水層を除去した重合体粒子(A)含有分散体の水分量を、カールフィッシャー法により定量した。
【0106】
[4]エポキシ樹脂組成物中の揮発成分留去
実施例及び比較例において、エポキシ樹脂組成物を得るために、有機媒体を100℃×4時間、10-1Paで減圧留去した。
【0107】
その後、180℃のオーブンで20分間乾燥させ、質量減少を計算し、揮発成分とした。
【0108】
[5]エポキシ樹脂組成物の硬化
実施例及び比較例でそれぞれ得られたエポキシ樹脂組成物110g又は120gと、硬化剤としてMH−700(日本理化学(株)製)85g、硬化促進剤としてN−ベンジル−2−メチルイミダゾール(東京化成工業(株)製)1.25gを混合した。
【0109】
この混合物を150mm×150mm×3mm寸法の型に注型後、ギアオーブンにて80℃で2時間保持して予備硬化させ、その後120℃で6時間保持して硬化させ、硬化物を得た。
【0110】
[6]重合体粒子(A)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率
得られた硬化物を10mm×60mm×3mmに切断(JIS K−7171)し、恒温恒湿室(温度:23℃、湿度:50%)で24時間以上静置した後、分析装置STROGRAPH−T((株)東洋精機製作所製)で荷重レンジ50kgf、試験速度1mm/分で測定した。
【0111】
[7]透過型電子顕微鏡による重合体粒子(A)の分散状態の観察
得られた硬化物の一部を切り出し、四酸化オスミウムで重合体粒子(A)を染色処理した後に薄片を切り出し、透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製、JEM−1200EX)を用いて5000〜10000倍でエポキシ樹脂組成物の硬化物中の重合体粒子(A)の分散状態を確認した。3つ以上の粒子が隣接している場合は凝集物とした。
【0112】
(製造例1)重合体粒子(A1)含有ラテックスの製造方法
冷却管を備えたセパラブルフラスコに、脱イオン水94.77部、n−ブチルアクリレート4.95部、アリルメタクリレート0.05部を投入した。このセパラブルフラスコに窒素気流を通じることによりフラスコ内雰囲気の窒素置換を行ない、窒素雰囲気中、250rpmで撹拌しながら80℃に昇温した。
【0113】
次に、予め調製した過硫酸アンモニウム0.10部、脱イオン水6.25部の溶液を一括投入し、60分間保持し第一段目のソープフリー乳化重合を行なった。
【0114】
次に、n−ブチルアクリレート90.73部、アリルメタクリレート2.27部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.98部、脱イオン水46.5部の混合液を294分かけて滴下、1時間保持し、第二段目の乳化重合を行ない、ゴム粒子(a1)ラテックスを得た。
【0115】
得られたゴム粒子(a1)ラテックスに、メチルメタクリレート1.96部、n−ブチルアクリレート0.04部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.02部、脱イオン水1部の混合液を6分かけて滴下、1時間保持後、乳化重合を終了し、重合体粒子(A1)含有ラテックスを得た。
【0116】
重合体粒子(A1)の平均粒子径は638nmであった。尚、得られた重合体粒子(A1)含有ラテックスを噴霧乾燥したが、ノズルにてブロッキングし、粉体として回収できなかった。
【0117】
(製造例2)重合体粒子(A2)含有ラテックスの製造方法
製造例1と同様にして、第一段目のソープフリー乳化重合を行なった。
【0118】
次に、n−ブチルアクリレート87.8部、アリルメタクリレート2.2部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.95部、脱イオン水45部の混合液を285分かけて滴下、1時間保持し、第二段目の乳化重合を行ない、ゴム粒子(a2)ラテックスを得た。
【0119】
得られたゴム粒子(a2)ラテックスに、メチルメタクリレート4.90部、n−ブチルアクリレート0.1部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.05部、脱イオン水3.75部の混合液を15分かけて滴下、1時間保持後、乳化重合を終了し、重合体粒子(A2)含有ラテックスを得た。
【0120】
重合体粒子(A2)の平均粒子径は668nmであった。尚、得られた重合体粒子(A2)ラテックスを噴霧乾燥したが、ノズルにてややブロッキングし、粉体としての回収は困難であった。
【0121】
(製造例3)重合体粒子(A3)含有ラテックスの製造方法
製造例1と同様にして、第一段目のソープフリー乳化重合を行なった。
【0122】
次に、n−ブチルアクリレート73.17部、アリルメタクリレート1.83部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.80部、脱イオン水37.5部の混合液を240分かけて滴下、1時間保持し、第二段目の乳化重合を行ない、ゴム粒子(a3)ラテックスを得た。
【0123】
得られたゴム粒子(a3)ラテックスに、メチルメタクリレート19.6部、n−ブチルアクリレート0.40部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.20部、脱イオン水10部の混合液を60分かけて滴下、1時間保持後、乳化重合を終了し、重合体粒子(A3)含有ラテックスを得た。
【0124】
重合体粒子(A3)の平均粒子径は639nmであった。尚、得られた重合体粒子(A3)含有ラテックスを噴霧乾燥したところ、ノズルでのブロッキングはなく、粉体として回収することができた。
【0125】
(製造例4)重合体粒子(A4)含有ラテックスの製造方法
製造例1と同様にして、第一段目のソープフリー乳化重合を行なった。
【0126】
次に、2−エチルヘキシルアクリレート91.4部、アリルメタクリレート1.60部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.98部、脱イオン水46.5部の混合液を294分かけて滴下、1時間保持し、第二段目の乳化重合を行ない、ゴム粒子(a4)ラテックスを得た。
【0127】
得られたゴム粒子(a4)ラテックスに、メチルメタクリレート1.96部、n−ブチルアクリレート0.04部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.02部、脱イオン水1部の混合液を6分かけて滴下、1時間保持後、乳化重合を終了し、重合体粒子(A4)含有ラテックスを得た。
【0128】
重合体粒子(A4)の平均粒子径は622nmであった。尚、得られた重合体粒子(A4)含有ラテックスを噴霧乾燥したが、ノズルにてブロッキングし、粉体として回収できなかった。
【0129】
(製造例5)重合体粒子(A5)含有ラテックスの製造方法
製造例1と同様にして、第一段目のソープフリー乳化重合、第二段目の乳化重合行ない、ゴム粒子(a5)ラテックスを得た。
【0130】
得られたゴム粒子(a5)ラテックスに、アクリロニトリル0.5部、スチレン1.5部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.02部、脱イオン水1部の混合液を6分かけて滴下、1時間保持後、乳化重合を終了し、重合体粒子(A5)含有ラテックスを得た。
【0131】
重合体粒子(A5)の平均粒子径は645nmであった。尚、得られた重合体粒子(A5)含有ラテックスを噴霧乾燥したが、ノズルにてブロッキングし、粉体として回収できなかった。
【0132】
(製造例6)重合体粒子(A6)含有ラテックスの製造方法
γ―メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン2.0部、テトラエトキシシラン2.0部及びオクタメチルシクロテトラシロキサン96.0部を混合して、シロキサン系混合物100部を得た。これにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.00部を溶解した脱イオン水150部を添加し、ホモミキサーにて10000rpmで5分間攪拌した後、ホモジナイザーに20MPaの圧力で3回通し、安定な予備混合オルガノシロキサンラテックスを得た。
【0133】
上記のラテックスを冷却管を備えたセパラブルフラスコに入れ、硫酸0.20部と脱イオン水30.0部との混合物を3分間にわたり投入した。この水溶液を80℃にて加熱した状態で6時間温度を維持し、冷却した。次いで、この反応物を水酸化ナトリウム水溶液で中和し、ゴム粒子(a6)ラテックスを得た。
【0134】
得られたゴム粒子(a6)ラテックスを180℃×30分乾燥して固形分を求めたところ、29.42%であった。また、ゴム粒子(a6)の平均粒子径は413.7nmであった。
【0135】
得られたゴム粒子(a6)ラテックス333.11部(ポリマー換算で98.00部)を、冷却管を備えたセパラブルフラスコに投入した。
【0136】
このセパラブルフラスコに窒素気流を通じることによりフラスコ内雰囲気の窒素置換を行ない、80℃まで昇温した。液温が80℃となった時点で、予め調製した過硫酸アンモニウム0.10部、脱イオン水0.63部の溶液を一括投入した。
【0137】
次いで、メチルメタクリレート1.96部、n−ブチルアクリレート0.04部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.02部、脱イオン水1部の混合液を6分かけて滴下、1時間保持後、乳化重合を終了し、重合体粒子(A6)含有ラテックスを得た。
【0138】
重合体粒子(A6)の平均粒子径は496nmであった。尚、得られた重合体粒子(A6)含有ラテックスを噴霧乾燥したが、ノズルにてブロッキングし、粉体として回収できなかった。
【0139】
(製造例7)重合体粒子(7)含有ラテックスの製造方法
製造例1と同様にして、第一段目のソープフリー乳化重合を行なった。
【0140】
次に、n−ブチルアクリレート91.71部、アリルメタクリレート2.29部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.99部、脱イオン水47部の混合液を297分かけて滴下、1時間保持し、第二段目の乳化重合を行ない、ゴム粒子(a7)ラテックスを得た。
【0141】
得られたゴム粒子(a7)ラテックスに、メチルメタクリレート0.98部、n−ブチルアクリレート0.02部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.01部、脱イオン水0.5部の混合液を3分かけて滴下、1時間保持後、乳化重合を終了し、重合体粒子(A7)含有ラテックスを得た。
【0142】
重合体粒子(A7)の平均粒子径は650nmであった。尚、得られた重合体粒子(A7)ラテックスを噴霧乾燥したが、ノズルにてブロッキングし、粉体として回収できなかった。
【0143】
(製造例8)重合体粒子(A8)含有ラテックスの製造方法
製造例1と同様にして、第一段目のソープフリー乳化重合を行なった。
【0144】
次に、n−ブチルアクリレート92.68部、アリルメタクリレート2.32部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム1部、脱イオン水71.25部の混合液を300分かけて滴下、1時間保持し、第二段目の乳化重合を行ない、ゴム粒子(a8)ラテックスを得た。製造例8では、ゴム粒子(a8)を、重合体粒子(A8)含有ラテックスとする。
【0145】
重合体粒子(A8)の平均粒子径は640nmであった。尚、得られた重合体粒子(A8)含有ラテックスを噴霧乾燥したが、ノズルにてブロッキングし、粉体として回収できなかった。
【0146】
(製造例9)重合体粒子(A9)含有ラテックスの製造方法
製造例1と同様にして、第一段目のソープフリー乳化重合を行なった。
【0147】
次に、n−ブチルアクリレート63.41部、アリルメタクリレート1.59部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.7部、脱イオン水32.5部の混合液を210分かけて滴下、1時間保持し、第二段目の乳化重合を行ない、ゴム粒子(a9)ラテックスを得た。
【0148】
得られたゴム粒子(a9)ラテックスに、メチルメタクリレート29.75部、n−ブチルアクリレート0.25部、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸アンモニウム0.3部、脱イオン水15部の混合液を90分かけて滴下、1時間保持後、乳化重合を終了し、重合体粒子(A9)含有ラテックスを得た。
【0149】
重合体粒子(A9)の平均粒子径は651nmであった。尚、得られた重合体粒子(A9)含有ラテックスを噴霧乾燥したところ、ノズルにてブロッキングすることなく、粉体を回収することができた。
【0150】
【表1】

【0151】
尚、表1記載の略号は以下の内容を示す。
【0152】
Ac系:アクリル系
Si系:シリコーン系
BA :n−ブチルアクリレート
EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
MMA:メチルメタクリレート
AN :アクリロニトリル
St :スチレン
(実施例1) 分散体の製造
25℃に保たれた500mLのガラス容器に、有機媒体(B)成分としてMEK(25℃における水に対する溶解度:11%)100gを取り、製造例1で得られた重合体粒子(A1)含有ラテックス100gを加え、攪拌した。得られた重合体粒子(A1)含有ラテックスと有機媒体(B)との混合物を攪拌しながら水40gを加えた後、有機媒体(C)としてMIBK(25℃における水に対する溶解度:2%)160gを加えた。
【0153】
この際、混合有機媒体層からの水の分離が観察された。攪拌を止めて30分静置した後に水層を排出して、重合体粒子(A1)含有分散体を分取した。排出した水層は約100gであった。分離した水層中には重合体粒子(A1)は認められなかった。得られた重合体粒子(A1)含有分散体は関東化学製モレキュラーシーブ3Aにて脱水処理、濾過処理をした。この操作により得られた重合体粒子(A1)含有分散体の含水率は0.05%、固形分は、11.97%であった。
【0154】
次いで、得られた重合体粒子(A1)含有分散体をエポキシ樹脂化合物(ジャパンエポキシレジン(株)製、エピコート828)100部に対して、重合体粒子(A1)が10部となるように混合した後、揮発成分を100℃にて4時間、減圧下留去して、重合体粒子(A1)含有エポキシ樹脂組成物を得た。得られた重合体粒子(A1)含有エポキシ樹脂組成物の揮発成分は表2に示した。
【0155】
(実施例2)
得られた重合体粒子(A1)含有分散体をエポキシ樹脂化合物(ジャパンエポキシレジン(株)製、エピコート828)100部に対して、重合体粒子(A1)が20部となるように混合した以外は実施例1と同様の操作を行なった。得られた重合体粒子(A1)含有エポキシ樹脂組成物の揮発成分は表2に示した。
【0156】
(実施例3)
製造例2で得られた重合体粒子(A2)含有ラテックスを使用する以外は実施例1と同様の操作を行なった。得られた重合体粒子(A2)含有分散体の含水率は0.07%、固形分は、11.67%であった。得られた重合体粒子(A2)含有エポキシ樹脂組成物の揮発成分は表2に示した。
【0157】
(実施例4)
製造例3で得られた重合体粒子(A3)含有ラテックスを使用する以外は実施例1と同様の操作を行なった。得られた重合体粒子(A3)含有分散体の含水率は0.05%、固形分は、12.08%であった。得られた重合体粒子(A3)含有エポキシ樹脂組成物の揮発成分は表2に示した。
【0158】
(実施例5)
製造例4で得られた重合体粒子(A4)含有ラテックスを使用する以外は実施例1と同様の操作を行なった。得られた重合体粒子(A4)含有分散体の含水率は0.07%、固形分は、11.98%であった。得られた重合体粒子(A4)含有エポキシ樹脂組成物の揮発成分は表2に示した。
【0159】
(実施例6)
製造例5で得られた重合体粒子(A5)含有ラテックスを使用する以外は実施例1と同様の操作を行なった。得られた重合体粒子(A5)含有分散体の含水率は0.05%、固形分は、10.45%であった。得られた重合体粒子(A5)含有エポキシ樹脂組成物の揮発成分は表2に示した。
【0160】
(実施例7)
製造例6で得られた重合体粒子(A6)含有ラテックスを使用する以外は実施例1と同様の操作を行なった。得られた重合体粒子(A6)含有分散体の含水率は0.06%、固形分は、12.33%であった。得られた重合体粒子(A6)含有エポキシ樹脂組成物の揮発成分は表2に示した。
【0161】
(実施例8)
製造例7で得られた重合体粒子(A7)含有ラテックスを使用する以外は実施例1と同様の操作を行なった。得られた重合体粒子(A7)含有分散体の含水率は0.05%、固形分は、10.08%であった。得られた重合体粒子(A7)含有エポキシ樹脂組成物の揮発成分は表2に示した。
【0162】
(実施例9)
製造例8で得られた重合体粒子(A8)含有ラテックスを使用する以外は実施例1と同様の操作を行なった。得られた重合体粒子(A8)含有分散体の含水率は0.06%、固形分は、11.65%であった。得られた重合体粒子(A8)含有エポキシ樹脂組成物の揮発成分は表2に示した。
【0163】
(比較例1)
25℃に保たれた500mLのガラス容器に、有機媒体(B)成分としてMEK100gを取り、製造例1で得られた重合体粒子(A1)含有ラテックス100gを加え、攪拌した。得られた重合体粒子(A1)含有ラテックスと有機媒体(B)との混合物を攪拌しながら水40gを加えた後、有機媒体(C)としてアセトン(25℃における水に対する溶解度:∞)160gを加えた。この際、混合有機媒体層からの水の分離は観察されなかった。
【0164】
(比較例2)
製造例9で得られた重合体粒子(A9)含有ラテックスを使用する以外は実施例1と同様の操作を行なった。得られた重合体粒子(A9)含有分散体の含水率は0.08%、固形分は、12.57%であった。得られた重合体粒子(A9)含有エポキシ樹脂組成物の揮発成分は表2に示した。
【0165】
【表2】

【0166】
揮発成分はいずれも1%付近であった。
【0167】
有機溶剤(C)としてアセトンを使用した比較例1は、重合体粒子(A)含有ラテックスから水を分離することができなかった。
【0168】
(実施例10)
実施例1で得られた重合体粒子(A1)含有エポキシ樹脂組成物110gを上記した硬化条件により硬化し、重合体粒子(A1)含有エポキシ樹脂硬化物を得た。
【0169】
重合体粒子(A1)の分散状態を観察の結果、重合体粒子(A1)は、得られた硬化物中に凝集なく均一に分散されていた。重合体粒子(A1)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率は表3に示す。
【0170】
(実施例11)
実施例2で得られた重合体粒子(A1)含有エポキシ樹脂組成物120gを上記した硬化条件により硬化し、重合体粒子(A1)含有エポキシ樹脂硬化物を得た。重合体粒子(A1)は、得られた硬化物中に凝集なく均一に分散されていた。重合体粒子(A1)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率は表3に示す。
【0171】
(実施例12)
実施例3で得られた重合体粒子(A2)含有エポキシ樹脂組成物を使用した以外は実施例10と同様の操作を行なった。重合体粒子(A2)は、得られた硬化物中に凝集なく均一に分散されていた。重合体粒子(A2)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率は表3に示す。
【0172】
(実施例13)
実施例4で得られた重合体粒子(A3)含有エポキシ樹脂組成物を使用した以外は実施例10と同様の操作を行なった。重合体粒子(A3)は、得られた硬化物中に凝集なく均一に分散されていた。重合体粒子(A3)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率は表3に示す。
【0173】
(実施例14)
実施例5で得られた重合体粒子(A4)含有エポキシ樹脂組成物を使用した以外は実施例10と同様の操作を行なった。重合体粒子(A4)は、得られた硬化物中に凝集なく均一に分散されていた。重合体粒子(A4)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率は表3に示す。
【0174】
(実施例15)
実施例6で得られた重合体粒子(A5)含有エポキシ樹脂組成物を使用した以外は実施例10と同様の操作を行なった。重合体粒子(A5)は、得られた硬化物中に凝集なく均一に分散されていた。重合体粒子(A5)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率は表3に示す。
【0175】
(実施例16)
実施例7で得られた重合体粒子(A6)含有エポキシ樹脂組成物を使用した以外は実施例10と同様の操作を行なった。重合体粒子(A6)は、得られた硬化物中に凝集なく均一に分散されていた。重合体粒子(A6)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率は表3に示す。
【0176】
(実施例17)
実施例8で得られた重合体粒子(A7)含有エポキシ樹脂組成物を使用した以外は実施例10と同様の操作を行なった。重合体粒子(A7)は、得られた硬化物中に凝集なく均一に分散されていた。重合体粒子(A7)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率は表3に示す。
【0177】
(実施例18)
実施例9で得られた重合体粒子(A8)含有エポキシ樹脂組成物を使用した以外は実施例10と同様の操作を行なった。得られた硬化物中には、重合体粒子(A8)の凝集物が確認された。重合体粒子(A8)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率は表3に示す。
【0178】
(比較例3)
重合体粒子を含有しないエポキシ樹脂組成物を上記の条件で硬化させた。得られたエポキシ樹脂硬化物の弾性率は表3に示す。
【0179】
(比較例4)
比較例2で得られた重合体粒子(A9)含有エポキシ樹脂組成物を使用した以外は実施例10と同様の操作を行なった。重合体粒子(A9)は、得られた硬化物中に凝集なく均一に分散されていた。重合体粒子(A9)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率は表3に示す。
【0180】
【表3】

【0181】
ゴム状重合体粒子を含有した実施例はいずれも、無添加の比較例3に比べ重合体粒子(A)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率が低減している。
【0182】
また、比較例4に対して、いずれの実施例もゴム含有率が高く、同量添加で弾性率が低減している。
【0183】
実施例2のように、実施例1に対して更に2倍量の重合体粒子を添加すると重合体粒子(A)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率は低減する。
【0184】
実施例のうち、噴霧乾燥が困難な重合体粒子(A1)及び(A4)〜(A8)は、ゴム含有率が高いため、エポキシ樹脂硬化物の弾性率低減効果が顕著である。このような重合体粒子(A)は、本製造方法を用いなければエポキシ樹脂に配合することが困難であり、本製造方法が有用であることがいえる。
【0185】
また、2−エチルヘキシルアクリレートの重合体やポリオルガノシロキサンはn−ブチルアクリレートの重合体に対してガラス転移温度が低いため、2−エチルヘキシルアクリレートや、ポリオルガノシロキサンを用いた(A4)や(A6)の場合、n―ブチルアクリレートを使用した(A1)よりも更に重合体粒子(A)含有エポキシ樹脂硬化物の弾性率の低減が期待できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
重合体粒子(A)含有ラテックスに有機媒体(B)を混合し、
更に該有機媒体(B)よりも水に対する溶解度が低い有機媒体(C)を混合し、
前記重合体粒子(A)含有ラテックスに由来する水層を除去することにより、
前記重合体粒子(A)、有機媒体(B)及び有機媒体(C)からなる重合体粒子(A)含有分散体を製造する方法であって、
前記重合体粒子(A)が、ゴム粒子(a)80質量%以上100質量%以下の存在下に、単独重合体のガラス転移温度が0℃以上の(メタ)アクリレート、芳香族ビニル単量体及びシアン化ビニル単量体から選ばれる1種以上の単量体(b)0質量%以上20質量%以下(但し、(a)+(b)を100質量%とする)を重合して得られる重合体粒子である重合体粒子(A)含有分散体の製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載の製造方法で得られた重合体粒子(A)含有分散体を、重合性有機化合物と混合した後、前記有機媒体(B)及び(C)を含む揮発成分を除去する重合体粒子(A)含有樹脂組成物の製造方法。
【請求項3】
前記重合性有機化合物がエポキシ樹脂である請求項2に記載の重合体粒子(A)含有樹脂組成物の製造方法。
【請求項4】
請求項3に記載の製造方法で得られた重合体粒子(A)含有樹脂組成物を硬化して得られる硬化物。

【公開番号】特開2010−270328(P2010−270328A)
【公開日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−99939(P2010−99939)
【出願日】平成22年4月23日(2010.4.23)
【出願人】(000006035)三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Fターム(参考)】