JP2012236960A - Resin composition material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noble resin composite material in which fine graphite particles is dispersed in an olefin-based resin.SOLUTION: The resin composite material contains: the fine graphite particles including a plate-like graphite particle, an aromatic vinyl copolymer that is adsorbed on the plate-like graphite particle and contains a vinyl aromatic monomer unit represented by formula (1):-(CH-CHX)-(1) (in formula (1), X represents a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group or a pyrenyl group, which may have a substituent), and at least one hydrocarbon chain that is bonded to the aromatic vinyl copolymer and selected from the group consisting of alkyl chains, oligoolefin chains and polyolefin chains; and an olefin-based resin.

Description

本発明は、黒鉛粒子とオレフィン系樹脂とを含有する樹脂複合材料に関する。   The present invention relates to a resin composite material containing graphite particles and an olefin resin.

オレフィン系樹脂は、価格と機械特性とのバランスに優れており、最も広範に使用される樹脂の1つである。このようなオレフィン系樹脂には、従来から、様々な特性を付与するために、様々な充填剤が添加されており、黒鉛粒子もその1つである。例えば、特開昭59−96142号公報(特許文献1)には、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂にカーボンブラックや黒鉛などの導電性フィラーを配合して熱可塑性樹脂に導電性を付与し、電磁波シールド性を向上させることが開示されている。しかしながら、黒鉛粒子は、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂との親和性が低いため、オレフィン系樹脂中で凝集しやすく、均一に分散させることが困難であり、黒鉛粒子の電気伝導性や機械特性がオレフィン系樹脂に十分に付与されているとは言えなかった。   Olefin resins are excellent in the balance between price and mechanical properties and are one of the most widely used resins. Conventionally, various fillers are added to such olefin-based resins in order to impart various characteristics, and graphite particles are one of them. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-96142 (Patent Document 1), a thermoplastic filler such as polypropylene is mixed with a conductive filler such as carbon black or graphite to impart conductivity to the thermoplastic resin, thereby shielding an electromagnetic wave. It is disclosed to improve the performance. However, since graphite particles have a low affinity with olefin resins such as polypropylene, they tend to agglomerate in olefin resins and are difficult to disperse uniformly. Graphite particles have electrical conductivity and mechanical properties that are olefins. It could not be said that it was sufficiently applied to the resin.

また、特開2003−268245号公報(特許文献2)には、層状炭素に水素化処理やアルキル化処理を施すことによって、層状炭素を樹脂中に均一に微分散できることが開示されている。しかしながら、特許文献2に記載の方法に従って、アルキル亜鉛化合物を用いて黒鉛粒子にアルキル化処理を施しても、黒鉛粒子の表面はアルキル化されず、さらに、黒鉛粒子表面の共役構造が破壊され、電気伝導性が低下するという問題があった。また、アルキル亜鉛化合物などの有機金属化合物は不安定で取扱いが困難であり、工業的な生産には不向きであった。   Japanese Patent Laid-Open No. 2003-268245 (Patent Document 2) discloses that layered carbon can be uniformly finely dispersed in a resin by subjecting the layered carbon to a hydrogenation treatment or an alkylation treatment. However, according to the method described in Patent Document 2, even when the alkyl particles are subjected to alkylation treatment using an alkyl zinc compound, the surface of the graphite particles is not alkylated, and the conjugated structure on the surface of the graphite particles is further destroyed. There was a problem that electric conductivity was lowered. In addition, organometallic compounds such as alkyl zinc compounds are unstable and difficult to handle, and are not suitable for industrial production.

特開昭59−96142号公報JP 59-96142 A 特開2003−268245号公報JP 2003-268245 A

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、微細化された黒鉛粒子がオレフィン系樹脂中に分散した新規な樹脂複合材料を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a novel resin composite material in which fine graphite particles are dispersed in an olefin resin.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、板状黒鉛粒子と、この板状黒鉛粒子に吸着した芳香族ビニル共重合体とを備える微細化黒鉛粒子中の前記芳香族ビニル共重合体に、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖のうちの少なくとも1種の炭化水素鎖を導入することによって、前記板状黒鉛粒子をオレフィン系樹脂中に容易に分散させることが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the fragrance in the fine graphite particles comprising plate-like graphite particles and an aromatic vinyl copolymer adsorbed on the plate-like graphite particles. The platy graphite particles can be easily dispersed in an olefin resin by introducing at least one hydrocarbon chain of an alkyl chain, an oligoolefin chain and a polyolefin chain into an aromatic vinyl copolymer. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明の樹脂複合材料は、板状黒鉛粒子と、該板状黒鉛粒子に吸着した、下記式(1):
−(CH−CHX)− (1)
(式(1)中、Xはフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基またはピレニル基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)
で表されるビニル芳香族モノマー単位を含有する芳香族ビニル共重合体と、該芳香族ビニル共重合体に結合した、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖からなる群から選択される少なくとも1種の炭化水素鎖とを備える微細化黒鉛粒子、ならびにオレフィン系樹脂を含有することを特徴とするものである。
That is, the resin composite material of the present invention has plate-like graphite particles and the following formula (1) adsorbed on the plate-like graphite particles:
- (CH 2 -CHX) - ( 1)
(In formula (1), X represents a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, or a pyrenyl group, and these groups may have a substituent.)
And at least one selected from the group consisting of an alkyl chain, an oligoolefin chain, and a polyolefin chain bonded to the aromatic vinyl copolymer. It contains the refined graphite particle | grains provided with the following hydrocarbon chain, and an olefin resin.

このような樹脂複合材料において、前記微細化黒鉛粒子は前記オレフィン系樹脂中に分散した状態で存在していることが好ましい。前記芳香族ビニル共重合体としては官能基を有するものが好ましく、また、前記炭化水素鎖としては、前記官能基と反応する部位を有する、アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンから選択される少なくとも1種が前記官能基と結合することにより形成されたものが好ましい。   In such a resin composite material, the fine graphite particles are preferably present in a state of being dispersed in the olefin resin. The aromatic vinyl copolymer preferably has a functional group, and the hydrocarbon chain has at least one selected from alkyl compounds, oligoolefins and polyolefins having a site that reacts with the functional group. Are preferably formed by bonding to the functional group.

本発明にかかる芳香族ビニル共重合体としては、前記ビニル芳香族モノマー単位と、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルイミダゾール類およびビニルピリジン類からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーから誘導される他のモノマー単位とを備えるものが好ましい。また、前記官能基としてはアミノ基が好ましく、前記官能基と反応する部位としては塩素原子、カルボキシル基およびカルボン酸無水物基からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。   The aromatic vinyl copolymer according to the present invention is selected from the group consisting of the vinyl aromatic monomer unit and (meth) acrylic acid, (meth) acrylates, (meth) acrylamides, vinylimidazoles and vinylpyridines. Those having other monomer units derived from at least one selected monomer are preferred. The functional group is preferably an amino group, and the site that reacts with the functional group is preferably at least one selected from the group consisting of a chlorine atom, a carboxyl group, and a carboxylic anhydride group.

なお、本発明にかかる微細化黒鉛粒子がオレフィン系樹脂中に容易に分散させることが可能となる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、通常の黒鉛粒子は、凝集しやすく、また、その表面が化学的に不活性であるため、極性の低いオレフィン系樹脂中に分散させることは困難であった。一方、本発明にかかる微細化黒鉛粒子は、微細化された板状の黒鉛粒子の表面に前記芳香族ビニル共重合体が吸着しているため、板状黒鉛粒子間の凝集力が低下するとともに、前記芳香族ビニル共重合体に、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖のうちの少なくとも1種の炭化水素鎖が導入されているため、微細化黒鉛粒子の表面がアルキル化される。その結果、本発明にかかる微細化黒鉛粒子は、オレフィン系樹脂に対する親和性が向上し、オレフィン樹脂中において、凝集することなく、容易に分散させることが可能となると推察される。   The reason why the fine graphite particles according to the present invention can be easily dispersed in the olefin resin is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows. That is, normal graphite particles are easy to aggregate and the surface thereof is chemically inert, so that it is difficult to disperse them in an olefin resin having a low polarity. On the other hand, in the refined graphite particles according to the present invention, since the aromatic vinyl copolymer is adsorbed on the surface of the refined plate-like graphite particles, the cohesive force between the plate-like graphite particles is reduced. Since the aromatic vinyl copolymer is introduced with at least one hydrocarbon chain of an alkyl chain, an oligoolefin chain and a polyolefin chain, the surface of the fine graphite particles is alkylated. As a result, it is surmised that the fine graphite particles according to the present invention have improved affinity for olefin resins and can be easily dispersed without agglomeration in the olefin resin.

本発明によれば、微細化された黒鉛粒子がオレフィン系樹脂中に分散した新規な樹脂複合材料を得ることが可能となる。   According to the present invention, a novel resin composite material in which fine graphite particles are dispersed in an olefin resin can be obtained.

実施例1で作製したPP樹脂複合材料の光学顕微鏡写真である。2 is an optical micrograph of the PP resin composite material produced in Example 1. FIG. 実施例2で作製したPP樹脂複合材料の光学顕微鏡写真である。3 is an optical micrograph of a PP resin composite material produced in Example 2. 実施例3で作製したPP樹脂複合材料の光学顕微鏡写真である。4 is an optical micrograph of the PP resin composite material produced in Example 3. 実施例4で作製したPP樹脂複合材料の光学顕微鏡写真である。4 is an optical micrograph of a PP resin composite material produced in Example 4. 実施例5で作製したPP樹脂複合材料の光学顕微鏡写真である。6 is an optical micrograph of a PP resin composite material produced in Example 5. 実施例6で作製したPP樹脂複合材料の光学顕微鏡写真である。6 is an optical micrograph of a PP resin composite material produced in Example 6. 実施例6で作製したPP樹脂複合材料の光学顕微鏡写真である。6 is an optical micrograph of a PP resin composite material produced in Example 6. 実施例6で作製したHDPE樹脂複合材料の光学顕微鏡写真である。6 is an optical micrograph of an HDPE resin composite material produced in Example 6. 比較例1で作製したPP樹脂複合材料の光学顕微鏡写真である。2 is an optical micrograph of a PP resin composite material produced in Comparative Example 1. PP樹脂複合材料中の微細化黒鉛粒子または黒鉛粒子の含有量とPP樹脂複合材料混練時のトルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the content at the time of kneading | mixing PP resin composite material, and the content of the fine graphite particle | grains or graphite particle in PP resin composite material. (a)は実施例7で作製したPP樹脂複合材料の写真であり、(b)は比較例3で作製したPP樹脂複合材料の写真である。(A) is a photograph of the PP resin composite material produced in Example 7, and (b) is a photograph of the PP resin composite material produced in Comparative Example 3. PP樹脂複合材料中の微細化黒鉛粒子または黒鉛粒子の含有量とPP樹脂複合材料の貯蔵弾性率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between content of the refined | miniaturized graphite particle | grains or graphite particle | grains in PP resin composite material, and the storage elastic modulus of PP resin composite material. PP樹脂複合材料中の微細化黒鉛粒子または黒鉛粒子の含有量とPP樹脂複合材料の損失弾性率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the content of the fine graphite particle | grains or graphite particle | grains in PP resin composite material, and the loss elastic modulus of PP resin composite material. 実施例9、12および比較例5で作製したPP樹脂複合材料ならびに比較例2で作製したPP樹脂材料の貯蔵弾性率の温度依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature dependence of the storage elastic modulus of PP resin composite material produced in Examples 9, 12 and Comparative Example 5, and PP resin material produced in Comparative Example 2.

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。本発明の樹脂複合材料は、板状黒鉛粒子と、この板状黒鉛粒子に吸着した特定の芳香族ビニル共重合体と、この芳香族ビニル共重合体に結合した、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖のうちの少なくとも1種の炭化水素鎖とを備える微細化黒鉛粒子、およびオレフィン系樹脂を含有するものである。このような樹脂複合材料において、前記微細化黒鉛粒子は、前記オレフィン系樹脂中に分散した状態で存在していることが好ましい。これにより、黒鉛粒子が有する電気伝導性や熱伝導性といった特性が、オレフィン系樹脂に十分に付与される傾向にある。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof. The resin composite material of the present invention comprises plate-like graphite particles, a specific aromatic vinyl copolymer adsorbed on the plate-like graphite particles, an alkyl chain, an oligoolefin chain and a bond bonded to the aromatic vinyl copolymer. It contains refined graphite particles having at least one hydrocarbon chain of polyolefin chains, and an olefin resin. In such a resin composite material, the fine graphite particles are preferably present in a state dispersed in the olefin resin. As a result, characteristics such as electrical conductivity and thermal conductivity of the graphite particles tend to be sufficiently imparted to the olefin resin.

<微細化黒鉛粒子>
先ず、本発明にかかる微細化黒鉛粒子について説明する。本発明にかかる微細化黒鉛粒子は、板状黒鉛粒子と、この板状黒鉛粒子に吸着した特定の芳香族ビニル共重合体と、この芳香族ビニル共重合体に結合した、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖のうちの少なくとも1種の炭化水素鎖とを備えるものである。
<Refined graphite particles>
First, the refined graphite particles according to the present invention will be described. The refined graphite particles according to the present invention include plate-like graphite particles, a specific aromatic vinyl copolymer adsorbed on the plate-like graphite particles, and an alkyl chain and oligoolefin bonded to the aromatic vinyl copolymer. And at least one hydrocarbon chain of a chain and a polyolefin chain.

前記微細化黒鉛粒子を構成する板状黒鉛粒子としては特に制限はなく、例えば、グラファイト構造を有する公知の黒鉛(人造黒鉛、天然黒鉛(例えば、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛))をグラファイト構造が破壊されないように粉砕することによって得られるものが挙げられる。   The plate-like graphite particles constituting the fine graphite particles are not particularly limited, and for example, known graphite having a graphite structure (artificial graphite, natural graphite (for example, flaky graphite, massive graphite, earthy graphite)) is used. What is obtained by grind | pulverizing so that a graphite structure may not be destroyed is mentioned.

このような板状黒鉛粒子の厚さとしては特に制限はないが、0.3〜1000nmが好ましく、0.3〜100nmがより好ましく、1〜100nmが特に好ましい。また、板状黒鉛粒子の平面方向の大きさとしては特に制限はないが、例えば、長軸方向の長さ(長径)としては0.1〜500μmが好ましく、1〜500μmがより好ましく、短軸方向の長さ(短径)としては0.1〜500μmが好ましく、0.3〜100μmがより好ましい。   The thickness of such plate-like graphite particles is not particularly limited, but is preferably 0.3 to 1000 nm, more preferably 0.3 to 100 nm, and particularly preferably 1 to 100 nm. Further, the size in the planar direction of the plate-like graphite particles is not particularly limited. For example, the length in the major axis direction (major axis) is preferably 0.1 to 500 μm, more preferably 1 to 500 μm, and the minor axis. The length (minor axis) in the direction is preferably 0.1 to 500 μm, and more preferably 0.3 to 100 μm.

また、本発明にかかる板状黒鉛粒子の表面には、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基などの官能基が結合(より好ましくは共有結合)していることが好ましい。前記官能基は本発明にかかる芳香族ビニル共重合体との親和性を有するものであり、芳香族ビニル共重合体の板状黒鉛粒子への吸着量および吸着力が増大し、微細化黒鉛粒子はオレフィン系樹脂中への分散性が高くなる傾向にある。   Moreover, it is preferable that functional groups such as a hydroxyl group, a carboxyl group, and an epoxy group are bonded (more preferably covalently bonded) to the surface of the plate-like graphite particles according to the present invention. The functional group has an affinity with the aromatic vinyl copolymer according to the present invention, and the adsorption amount and adsorption force of the aromatic vinyl copolymer to the plate-like graphite particles are increased, so that the fine graphite particles Tends to be highly dispersible in the olefin resin.

このような官能基は、板状黒鉛粒子の表面近傍(好ましくは、表面から深さ10nmまでの領域)の全炭素原子の50%以下(より好ましくは20%以下、特に好ましくは10%以下)の炭素原子に結合していることが好ましい。官能基が結合している炭素原子の割合が前記上限を超えると、板状黒鉛粒子は、親水性が増大するため、芳香族ビニル共重合体との親和性が低下する傾向にある。また、官能基が結合している炭素原子の割合の下限としては特に制限はないが、0.01%以上が好ましい。なお、水酸基などの前記官能基はX線光電子分光法(XPS)により定量することができ、粒子表面から深さ10nmまでの領域に存在する官能基の量を測定することができる。なお、板状黒鉛粒子の厚さが10nm以下の場合には、板状黒鉛粒子の全領域に存在する官能基の量が測定される。   Such a functional group is 50% or less (more preferably 20% or less, particularly preferably 10% or less) of the total carbon atoms in the vicinity of the surface of the plate-like graphite particles (preferably, a region from the surface to a depth of 10 nm). It is preferable that it is bonded to the carbon atom. When the ratio of the carbon atom to which the functional group is bonded exceeds the upper limit, the plate-like graphite particles tend to have a low affinity with the aromatic vinyl copolymer because the hydrophilicity increases. Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a minimum of the ratio of the carbon atom which the functional group has couple | bonded, However 0.01% or more is preferable. The functional group such as a hydroxyl group can be quantified by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and the amount of the functional group present in a region from the particle surface to a depth of 10 nm can be measured. In addition, when the thickness of the plate-like graphite particles is 10 nm or less, the amount of functional groups present in the entire region of the plate-like graphite particles is measured.

本発明にかかる芳香族ビニル共重合体は、下記式(1):
−(CH−CHX)− (1)
(式(1)中、Xはフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基またはピレニル基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)
で表されるビニル芳香族モノマー単位と他のモノマー単位とを含有するものである。前記ビニル芳香族モノマー単位は、黒鉛粒子に対する吸着性を示すものであり、これにより、前記芳香族ビニル共重合体は、板状黒鉛粒子に吸着して板状黒鉛粒子同士の凝集力を低下させることが可能となる。
The aromatic vinyl copolymer according to the present invention has the following formula (1):
- (CH 2 -CHX) - ( 1)
(In formula (1), X represents a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, or a pyrenyl group, and these groups may have a substituent.)
The vinyl aromatic monomer unit represented by these and other monomer units are contained. The vinyl aromatic monomer unit exhibits adsorptivity to graphite particles, whereby the aromatic vinyl copolymer is adsorbed on the plate-like graphite particles and reduces the cohesive force between the plate-like graphite particles. It becomes possible.

また、本発明にかかる芳香族ビニル共重合体としては、官能基を有するものが好ましい。これにより、前記芳香族ビニル共重合体に、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖のうちの少なくとも1種の炭化水素鎖を容易に導入することが可能となる。このような官能基としては、アミノ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、水酸基、アミド基、イミノ基、グリシジル基などが挙げられ、中でも、アミノ基が好ましい。   Moreover, as an aromatic vinyl copolymer concerning this invention, what has a functional group is preferable. This makes it possible to easily introduce at least one hydrocarbon chain among an alkyl chain, an oligoolefin chain, and a polyolefin chain into the aromatic vinyl copolymer. Examples of such a functional group include an amino group, a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, a hydroxyl group, an amide group, an imino group, and a glycidyl group, and among these, an amino group is preferable.

前記官能基を有する芳香族ビニル共重合体において、前記官能基は前記ビニル芳香族モノマー単位および前記他のモノマー単位のうちの少なくとも一方に存在していればよいが、板状黒鉛粒子に対する芳香族ビニル共重合体の吸着性が損なわれないという観点から、前記他のモノマー単位が前記官能基を有するものであることが好ましく、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖を容易に導入できるという観点から、前記他のモノマー単位が前記官能基を有する他のビニルモノマー単位であることがより好ましい。   In the aromatic vinyl copolymer having the functional group, the functional group may be present in at least one of the vinyl aromatic monomer unit and the other monomer unit. From the viewpoint that the adsorptivity of the vinyl copolymer is not impaired, the other monomer units are preferably those having the functional group, and from the viewpoint that an alkyl chain, an oligoolefin chain and a polyolefin chain can be easily introduced. More preferably, the other monomer unit is another vinyl monomer unit having the functional group.

本発明にかかる芳香族ビニル共重合体においては、前記ビニル芳香族モノマー単位の含有率が高い共重合体ほど、板状黒鉛粒子への吸着量が増大し、本発明にかかる微細化黒鉛粒子はオレフィン系樹脂中への分散性が高くなる傾向にある。ビニル芳香族モノマー単位の含有量としては、芳香族ビニル共重合体全体に対して10〜98質量%が好ましく、30〜98質量%がより好ましく、50〜95質量%が特に好ましい。ビニル芳香族モノマー単位の含有量が前記下限未満になると、芳香族ビニル共重合体の板状黒鉛粒子への吸着量が低下し、微細化黒鉛粒子の分散性が低下する傾向にある。他方、ビニル芳香族モノマー単位の含有量が前記上限を超えると、他のモノマー単位が官能基を有するものである場合に、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖が芳香族ビニル共重合体に結合しにくくなり、板状黒鉛粒子にオレフィン系樹脂との親和性が付与されず、微細化黒鉛粒子の分散性が低下する傾向にある。   In the aromatic vinyl copolymer according to the present invention, the higher the content of the vinyl aromatic monomer unit, the greater the amount of adsorption to the plate-like graphite particles. The dispersibility in the olefin resin tends to be high. As content of a vinyl aromatic monomer unit, 10-98 mass% is preferable with respect to the whole aromatic vinyl copolymer, 30-98 mass% is more preferable, 50-95 mass% is especially preferable. When the content of the vinyl aromatic monomer unit is less than the lower limit, the amount of adsorption of the aromatic vinyl copolymer to the plate-like graphite particles tends to decrease, and the dispersibility of the fine graphite particles tends to decrease. On the other hand, if the content of the vinyl aromatic monomer unit exceeds the upper limit, an alkyl chain, an oligoolefin chain, and a polyolefin chain are bonded to the aromatic vinyl copolymer when the other monomer unit has a functional group. It becomes difficult to do so, and the affinity for the olefin resin is not imparted to the plate-like graphite particles, and the dispersibility of the fine graphite particles tends to be lowered.

本発明にかかるビニル芳香族モノマー単位としては、スチレンモノマー単位、ビニルナフタレンモノマー単位、ビニルアントラセンモノマー単位、ビニルピレンモノマー単位が挙げられる。また、これらのビニル芳香族モノマー単位は置換基を有していてもよい。このような置換基、すなわち、前記式(1)中のXで表される基が有していてもよい置換基としては、アミノ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、水酸基、アミド基、イミノ基、グリシジル基、アルコキシ基(例えば、メトキシ基)、カルボニル基、イミド基、リン酸エステル基などが挙げられ、中でも、微細化黒鉛粒子の分散性が向上するという観点からは、メトキシ基などのアルコキシ基が好ましく、メトキシ基がより好ましく、前記ビニル芳香族モノマー単位に、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖を結合させることが可能となるという観点からは、前記官能基が好ましい。このような置換基を有するビニル芳香族モノマー単位としては、例えば、アミノスチレンモノマー単位、ビニル安息香酸エステルモノマー単位、ヒドロキシスチレンモノマー単位、ビニルアニソールモノマー単位、アセチルスチレンモノマー単位などが挙げられる。これらの置換または無置換のビニル芳香族モノマー単位のうち、微細化黒鉛粒子の分散性が向上するという観点から、スチレンモノマー単位、ビニルナフタレンモノマー単位、ビニルアニソールモノマー単位が好ましく、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖を結合できるという観点から、アミノスチレンモノマー単位が好ましい。   Examples of the vinyl aromatic monomer unit according to the present invention include a styrene monomer unit, a vinyl naphthalene monomer unit, a vinyl anthracene monomer unit, and a vinyl pyrene monomer unit. Further, these vinyl aromatic monomer units may have a substituent. Examples of such a substituent, that is, a substituent that the group represented by X in the formula (1) may have include an amino group, a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, a hydroxyl group, an amide group, and an imino group. Group, glycidyl group, alkoxy group (for example, methoxy group), carbonyl group, imide group, phosphate ester group and the like. Among them, from the viewpoint of improving the dispersibility of the fine graphite particles, An alkoxy group is preferable, a methoxy group is more preferable, and the functional group is preferable from the viewpoint that an alkyl chain, an oligoolefin chain, and a polyolefin chain can be bonded to the vinyl aromatic monomer unit. Examples of the vinyl aromatic monomer unit having such a substituent include an aminostyrene monomer unit, a vinyl benzoate ester monomer unit, a hydroxystyrene monomer unit, a vinylanisole monomer unit, and an acetylstyrene monomer unit. Among these substituted or unsubstituted vinyl aromatic monomer units, from the viewpoint of improving the dispersibility of the fine graphite particles, a styrene monomer unit, a vinyl naphthalene monomer unit, and a vinyl anisole monomer unit are preferable, and an alkyl chain and an oligoolefin. From the viewpoint that the chain and the polyolefin chain can be bonded, an aminostyrene monomer unit is preferable.

本発明にかかる他のモノマー単位としては特に制限はないが、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルイミダゾール類およびビニルピリジン類からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を有するビニルモノマーから誘導される官能基含有ビニルモノマー単位が好ましい。このような官能基を有する他のビニルモノマー単位を含む芳香族ビニル共重合体を用いることによって、芳香族ビニル共重合体に、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖を容易に導入することができ、また、得られた微細化黒鉛粒子はオレフィン系樹脂との親和性が向上し、オレフィン系樹脂中に容易に分散させることが可能となる。   Other monomer units according to the present invention are not particularly limited, but at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid, (meth) acrylates, (meth) acrylamides, vinylimidazoles and vinylpyridines. Functional group-containing vinyl monomer units derived from vinyl monomers having various functional groups are preferred. By using an aromatic vinyl copolymer containing other vinyl monomer units having such a functional group, an alkyl chain, an oligoolefin chain, and a polyolefin chain can be easily introduced into the aromatic vinyl copolymer. In addition, the obtained fine graphite particles have improved affinity with the olefin resin, and can be easily dispersed in the olefin resin.

前記アミノ基を有する他のビニルモノマーとしては、アミノアルキル(メタ)アクリレート、ビニルピリジン類(例えば、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン)、ビニルイミダゾール類(例えば、1−ビニルイミダゾール)などが挙げられる。前記カルボキシル基を有する他のビニルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸が挙げられる。前記カルボン酸エステル基を有する他のビニルモノマーとしては、アルキル(メタ)アクリレート、前記水酸基を有する他のビニルモノマーとしては、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、前記アミド基を有する他のビニルモノマーとしては、(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。   Examples of the other vinyl monomer having an amino group include aminoalkyl (meth) acrylates, vinyl pyridines (for example, 2-vinyl pyridine, 4-vinyl pyridine), vinyl imidazoles (for example, 1-vinyl imidazole), and the like. It is done. Examples of the other vinyl monomer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid. As the other vinyl monomer having the carboxylic acid ester group, alkyl (meth) acrylate, as the other vinyl monomer having the hydroxyl group, hydroxyalkyl (meth) acrylate, as the other vinyl monomer having the amide group, (Meth) acrylamide, N-alkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkyl (meth) acrylamide and the like can be mentioned.

このような官能基を有する他のビニルモノマーのうち、芳香族ビニル共重合体に、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖を容易に導入することができるという観点から、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アミノアルキル(メタ)アクリレート、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジンが好ましく、アミノアルキル(メタ)アクリレート、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジンがより好ましく、2−ビニルピリジンが特に好ましい。   Among other vinyl monomers having such a functional group, from the viewpoint that an alkyl chain, an oligoolefin chain and a polyolefin chain can be easily introduced into an aromatic vinyl copolymer, hydroxyalkyl (meth) acrylate, Aminoalkyl (meth) acrylate, N, N-dialkyl (meth) acrylamide, 2-vinylpyridine and 4-vinylpyridine are preferable, and aminoalkyl (meth) acrylate, 2-vinylpyridine and 4-vinylpyridine are more preferable. -Vinylpyridine is particularly preferred.

本発明にかかる微細化黒鉛粒子において、前記芳香族ビニル共重合体の数平均分子量としては特に制限はないが、1千〜100万が好ましく、5千〜10万がより好ましい。芳香族ビニル共重合体の数平均分子量が前記下限未満になると、黒鉛粒子に対する吸着能が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、溶媒への溶解性が低下したり、粘度が著しく上昇して取り扱いが困難になる傾向にある。なお、芳香族ビニル共重合体の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(カラム:Shodex GPC K−805LおよびShodex GPC K−800RL(ともに、昭和電工(株)製)、溶離液:クロロホルム)により測定し、標準ポリスチレンで換算した値である。   In the fine graphite particles according to the present invention, the number average molecular weight of the aromatic vinyl copolymer is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 1,000,000, and more preferably 5,000 to 100,000. If the number average molecular weight of the aromatic vinyl copolymer is less than the lower limit, the adsorptive capacity to graphite particles tends to be reduced. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the solubility in a solvent is reduced or the viscosity is remarkably increased. It tends to rise and become difficult to handle. The number average molecular weight of the aromatic vinyl copolymer was measured by gel permeation chromatography (column: Shodex GPC K-805L and Shodex GPC K-800RL (both manufactured by Showa Denko KK), eluent: chloroform). It is a value converted with standard polystyrene.

また、本発明にかかる微細化黒鉛粒子においては、前記芳香族ビニル共重合体としてランダム共重合体を用いても、ブロック共重合体を用いてもよいが、微細化黒鉛粒子の分散性が向上するという観点から、ブロック共重合体を用いることが好ましい。   In the refined graphite particles according to the present invention, a random copolymer or a block copolymer may be used as the aromatic vinyl copolymer, but the dispersibility of the refined graphite particles is improved. From the viewpoint of achieving this, it is preferable to use a block copolymer.

本発明にかかる微細化黒鉛粒子において、前記芳香族ビニル共重合体の含有量としては、前記板状黒鉛粒子100質量部に対して10−7〜10−1質量部が好ましく、10−5〜10−2質量部がより好ましい。芳香族ビニル共重合体の含有量が前記下限未満になると、板状黒鉛粒子への芳香族ビニル共重合体の吸着が不十分なため、微細化黒鉛粒子の分散性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、板状黒鉛粒子に直接吸着していない芳香族ビニル共重合体が存在する傾向にある。 In fine graphite particles according to the present invention, the content of the aromatic vinyl copolymer, preferably 10 -7 to 10 -1 parts by weight with respect to the plate-like graphite particles 100 parts by weight, 10 -5 10-2 mass parts is more preferable. When the content of the aromatic vinyl copolymer is less than the lower limit, because the adsorption of the aromatic vinyl copolymer to the plate-like graphite particles is insufficient, the dispersibility of the fine graphite particles tends to decrease, On the other hand, when the upper limit is exceeded, there is a tendency that an aromatic vinyl copolymer that is not directly adsorbed on the plate-like graphite particles exists.

本発明にかかるアルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖は、前記芳香族ビニル共重合体に結合したものである。これにより、本発明にかかる微細化黒鉛粒子は、その表面がアルキル化され、極性の低いオレフィン系樹脂に対する親和性を示し、オレフィン系樹脂中に容易に分散させることができる。また、このようなアルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖は、前記芳香族ビニル共重合体の側鎖に結合していることが好ましい。これにより、オレフィン系樹脂に対する微細化黒鉛粒子の親和性がさらに向上する傾向にある。   The alkyl chain, oligoolefin chain and polyolefin chain according to the present invention are those bonded to the aromatic vinyl copolymer. Thereby, the surface of the refined graphite particles according to the present invention is alkylated, exhibits affinity for a low-polarity olefin resin, and can be easily dispersed in the olefin resin. Further, such an alkyl chain, oligoolefin chain and polyolefin chain are preferably bonded to a side chain of the aromatic vinyl copolymer. This tends to further improve the affinity of the fine graphite particles for the olefin resin.

このような微細化黒鉛粒子において、前記アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖としては、前記官能基を有する芳香族ビニル共重合体と、この官能基と反応する部位(以下、「反応性部位」という)を有する、アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンとがそれぞれ反応して、前記アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンの反応性部位が前記芳香族ビニル共重合体の官能基に結合することによって形成されたものであることが好ましい。   In such fine graphite particles, the alkyl chain, oligoolefin chain, and polyolefin chain include an aromatic vinyl copolymer having the functional group and a site that reacts with the functional group (hereinafter referred to as “reactive site”). The alkyl compound, oligoolefin and polyolefin react with each other, and the reactive site of the alkyl compound, oligoolefin and polyolefin is bonded to the functional group of the aromatic vinyl copolymer. It is preferable.

このような反応性部位としては、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など)、カルボキシル基、カルボン酸無水物基(無水マレイン酸基など)、スルホン酸基、アルデヒド基、グリシジル基などが挙げられ、前記官能基との反応性が高いという観点から、ハロゲン原子、カルボキシル基、カルボン酸無水物基が好ましく、ハロゲン原子がより好ましく、塩素原子がさらに好ましい。さらに、前記官能基と前記反応性部位との組み合わせとしては、互いの反応性が高くなるという観点から、アミノ基とハロゲン原子の組み合わせ、アミノ基とカルボキシル基またはカルボン酸無水物基の組み合わせが好ましく、アミノ基と塩素原子の組み合わせ、アミノ基と無水マレイン酸基の組み合わせがより好ましく、アミノ基と塩素原子の組み合わせが特に好ましい。   Such reactive sites include halogen atoms (such as chlorine, bromine, and iodine atoms), carboxyl groups, carboxylic anhydride groups (such as maleic anhydride groups), sulfonic acid groups, aldehyde groups, and glycidyl groups. From the viewpoint of high reactivity with the functional group, a halogen atom, a carboxyl group, and a carboxylic anhydride group are preferable, a halogen atom is more preferable, and a chlorine atom is further preferable. Further, the combination of the functional group and the reactive site is preferably a combination of an amino group and a halogen atom, or a combination of an amino group and a carboxyl group or a carboxylic acid anhydride group from the viewpoint of increasing the reactivity of each other. A combination of an amino group and a chlorine atom, a combination of an amino group and a maleic anhydride group is more preferable, and a combination of an amino group and a chlorine atom is particularly preferable.

このような反応性部位を有する、アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンとしては特に制限はないが、分子末端に前記官能基を有する、アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィン(以下、それぞれ、「末端官能基含有アルキル化合物」、「末端官能基含有オリゴオレフィン」および「末端官能基含有ポリオレフィン」という)が好ましい。このような末端官能基含有アルキル化合物、末端官能基含有オリゴオレフィンおよび末端官能基含有ポリオレフィンは、前記官能基を有する芳香族ビニル共重合体と反応しやすく、芳香族ビニル共重合体に容易にアルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖を導入することができる。   The alkyl compound, oligoolefin and polyolefin having such a reactive site are not particularly limited, but the alkyl compound, oligoolefin and polyolefin having the functional group at the molecular terminal (hereinafter referred to as “terminal functional group-containing”, respectively). Alkyl compounds "," terminal functional group-containing oligoolefins "and" terminal functional group-containing polyolefins "are preferred. Such a terminal functional group-containing alkyl compound, a terminal functional group-containing oligoolefin, and a terminal functional group-containing polyolefin easily react with the aromatic vinyl copolymer having the functional group, and the aromatic vinyl copolymer can be easily alkylated. Chains, oligoolefin chains and polyolefin chains can be introduced.

反応性部位を有する、アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンとして、具体的には、アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンの塩素化物、臭素化物、水酸基含有物、マレイン酸変性物、(メタ)アクリル酸変性物などが挙げられ、中でも、末端塩素化物、末端水酸基含有物が好ましく、末端塩素化物がより好ましい。オリゴオレフィンおよびポリオレフィンの種類としては特に制限はないが、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖が導入されやすいという観点から、エチレンオリゴマー、ポリエチレン、プロピレンオリゴマー、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体(オリゴマーおよびポリマー)が好ましい。   As alkyl compounds, oligoolefins and polyolefins having a reactive site, specifically, chlorinated products, brominated products, hydroxyl group-containing products, maleic acid modified products, (meth) acrylic acid modified products of alkyl compounds, oligoolefins and polyolefins Among them, terminal chlorinated products and terminal hydroxyl group-containing products are preferable, and terminal chlorinated products are more preferable. Although there is no restriction | limiting in particular as a kind of oligoolefin and polyolefin, From a viewpoint that an oligoolefin chain and a polyolefin chain are easy to be introduced, an ethylene oligomer, polyethylene, a propylene oligomer, a polypropylene, an ethylene-propylene copolymer (oligomer and polymer) are used. preferable.

このような反応性部位を有するポリオレフィンの数平均分子量としては特に制限はないが、100〜100万が好ましく、1千〜1万がより好ましい。前記ポリオレフィンの数平均分子量が前記下限未満になると、導入されたポリオレフィン鎖が短く、オレフィン系樹脂に対する微細化黒鉛粒子の親和性が十分に向上しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、芳香族ビニル共重合体に結合しにくく、ポリオレフィン鎖が導入されにくい傾向にある。また、同様に、前記反応性部位を有するアルキル化合物の分子量としては特に制限はないが、70〜500が好ましく、前記反応性部位を有するオリゴオレフィンの数平均分子量としては特に制限はないが、100〜5000が好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular as a number average molecular weight of polyolefin which has such a reactive site, 100-1 million are preferable and 1000-10,000 are more preferable. When the number average molecular weight of the polyolefin is less than the lower limit, the introduced polyolefin chain is short, and the affinity of the fine graphite particles for the olefin resin tends not to be sufficiently improved. It is difficult to bond to an aromatic vinyl copolymer, and it is difficult to introduce a polyolefin chain. Similarly, the molecular weight of the alkyl compound having a reactive site is not particularly limited, but is preferably 70 to 500, and the number average molecular weight of the oligoolefin having the reactive site is not particularly limited. ~ 5000 is preferred.

本発明にかかる微細化黒鉛粒子は、上述したように、オレフィン系樹脂との親和性が高く、本発明の樹脂複合材料においては、オレフィン系樹脂中に容易に分散するものであるが、さらに、溶媒への分散性に優れており、例えば、後述するように、本発明にかかる微細化黒鉛粒子とオレフィン系樹脂とを溶媒中で混合して本発明の樹脂複合材料を製造する場合においては、溶媒中に微細化黒鉛粒子を容易に分散させることが可能であり、オレフィン系樹脂中に微細化黒鉛粒子が均一に分散した本発明の樹脂複合材料を容易に得ることができる。   As described above, the fine graphite particles according to the present invention have a high affinity with the olefin resin, and in the resin composite material of the present invention, they are easily dispersed in the olefin resin. In the case of producing the resin composite material of the present invention by mixing finely divided graphite particles according to the present invention and an olefin resin in a solvent, for example, as described later, the dispersibility in the solvent is excellent. The fine graphite particles can be easily dispersed in the solvent, and the resin composite material of the present invention in which the fine graphite particles are uniformly dispersed in the olefin resin can be easily obtained.

次に、本発明にかかる微細化黒鉛粒子の製造方法について説明する。本発明にかかる微細化黒鉛粒子は、原料の黒鉛粒子、前記式(1)で表されるビニル芳香族モノマー単位を含有する芳香族ビニル共重合体、過酸化水素化物、および溶媒を混合し、得られた混合物に粉砕処理を施し、微細化された黒鉛粒子中の芳香族ビニル共重合体に、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖のうちの少なくとも1種の炭化水素鎖をさらに導入することによって製造することができる。   Next, the manufacturing method of the refined graphite particle concerning this invention is demonstrated. Fine graphite particles according to the present invention are obtained by mixing raw material graphite particles, an aromatic vinyl copolymer containing a vinyl aromatic monomer unit represented by the above formula (1), a hydrogen peroxide, and a solvent, The obtained mixture is pulverized and further introduced with at least one hydrocarbon chain of an alkyl chain, an oligoolefin chain and a polyolefin chain into the aromatic vinyl copolymer in the refined graphite particles. Can be manufactured by.

本発明にかかる微細化黒鉛粒子を製造する際に原料として用いられる黒鉛粒子(以下、「原料黒鉛粒子」という)としては、グラファイト構造を有する公知の黒鉛(人造黒鉛、天然黒鉛(例えば、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛))が挙げられ、中でも、粉砕することによって前記範囲の厚さを有する板状黒鉛粒子となるものが好ましい。このような原料黒鉛粒子の粒子径としては特に制限はないが、0.01〜5mmが好ましく、0.1〜1mmがより好ましい。   As the graphite particles used as raw materials when producing the fine graphite particles according to the present invention (hereinafter referred to as “raw graphite particles”), known graphites having a graphite structure (artificial graphite, natural graphite (for example, scaly) Graphite, lump graphite, earthy graphite)), and among them, those that become plate-like graphite particles having a thickness in the above range by pulverization are preferable. Although there is no restriction | limiting in particular as a particle diameter of such a raw material graphite particle, 0.01-5 mm is preferable and 0.1-1 mm is more preferable.

また、原料黒鉛粒子を構成する板状黒鉛粒子の表面には、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基などの官能基が結合(好ましくは共有結合)していることが好ましい。前記官能基は前記芳香族ビニル共重合体との親和性を有するものであり、芳香族ビニル共重合体の板状黒鉛粒子への吸着量が増大して、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖の導入量が増大するため、得られる微細化黒鉛粒子はオレフィン系樹脂に対する親和性が向上し、分散性も高くなる傾向にある。   Moreover, it is preferable that functional groups such as a hydroxyl group, a carboxyl group, and an epoxy group are bonded (preferably covalently bonded) to the surface of the plate-like graphite particles constituting the raw graphite particles. The functional group has an affinity for the aromatic vinyl copolymer, and the adsorption amount of the aromatic vinyl copolymer to the plate-like graphite particles increases, so that the alkyl chain, oligoolefin chain, and polyolefin chain Therefore, the resulting fine graphite particles tend to have improved affinity for olefin resins and higher dispersibility.

このような官能基は、板状黒鉛粒子の表面近傍(好ましくは、表面から深さ10nmまでの領域)の全炭素原子の50%以下(より好ましくは20%以下、特に好ましくは10%以下)の炭素原子に結合していることが好ましい。官能基が結合している炭素原子の割合が前記上限を超えると、板状黒鉛粒子は、親水性が増大するため、芳香族ビニル共重合体との親和性が低下する傾向にある。また、官能基が結合している炭素原子の割合の下限としては特に制限はないが、0.01%以上が好ましい。   Such a functional group is 50% or less (more preferably 20% or less, particularly preferably 10% or less) of the total carbon atoms in the vicinity of the surface of the plate-like graphite particles (preferably, a region from the surface to a depth of 10 nm). It is preferable that it is bonded to the carbon atom. When the ratio of the carbon atom to which the functional group is bonded exceeds the upper limit, the plate-like graphite particles tend to have a low affinity with the aromatic vinyl copolymer because the hydrophilicity increases. Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a minimum of the ratio of the carbon atom which the functional group has couple | bonded, However 0.01% or more is preferable.

また、前記微細化黒鉛粒子の製造に用いられる過酸化水素化物としては、カルボニル基を有する化合物(例えば、ウレア、カルボン酸(安息香酸、サリチル酸など)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトンなど)、カルボン酸エステル(安息香酸メチル、サリチル酸エチルなど))と過酸化水素との錯体;四級アンモニウム塩、フッ化カリウム、炭酸ルビジウム、リン酸、尿酸などの化合物に過酸化水素が配位したものなどが挙げられる。このような過酸化水素化物は、本発明にかかる微細化黒鉛粒子を製造する際に酸化剤として作用し、原料黒鉛粒子のグラファイト構造を破壊せずに、炭素層間の剥離を容易にするものである。すなわち、過酸化水素化物が炭素層間に侵入して層表面を酸化しながら劈開を進行させ、同時に芳香族ビニル共重合体が劈開した炭素層間に侵入して劈開面を安定化させ、層間剥離が促進される。その結果、板状黒鉛粒子の表面に前記芳香族ビニル共重合体が吸着し、この芳香族ビニル共重合体に、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖が結合することによって、微細化黒鉛粒子をオレフィン系樹脂中に容易に分散させることが可能となる。   Examples of the hydrogen peroxide used in the production of the fine graphite particles include compounds having a carbonyl group (for example, urea, carboxylic acid (benzoic acid, salicylic acid, etc.), ketone (acetone, methyl ethyl ketone, etc.), carboxylic acid ester. (Methyl benzoate, ethyl salicylate, etc.)) and hydrogen peroxide complexes; quaternary ammonium salts, potassium fluoride, rubidium carbonate, phosphoric acid, uric acid and other compounds with hydrogen peroxide coordinated . Such hydrogen peroxide acts as an oxidant when producing fine graphite particles according to the present invention, and facilitates exfoliation between carbon layers without destroying the graphite structure of the raw graphite particles. is there. That is, hydrogen peroxide enters between the carbon layers to oxidize the surface of the layer, and proceeds with cleavage. At the same time, the aromatic vinyl copolymer penetrates into the cleaved carbon layer and stabilizes the cleavage surface. Promoted. As a result, the aromatic vinyl copolymer is adsorbed on the surface of the plate-like graphite particles, and the alkyl chain, oligoolefin chain, and polyolefin chain are bonded to the aromatic vinyl copolymer, whereby fine graphite particles are formed. It can be easily dispersed in the olefin resin.

前記微細化黒鉛粒子の製造に用いられる溶媒としては特に制限はないが、ジメチルホルムアミド(DMF)、クロロホルム、ジクロロメタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、N−メチルピロリドン(NMP)、ヘキサン、トルエン、ジオキサン、プロパノール、γ−ピコリン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルアセトアミド(DMAC)が好ましく、ジメチルホルムアミド(DMF)、クロロホルム、ジクロロメタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、N−メチルピロリドン(NMP)、ヘキサン、トルエンがより好ましい。   The solvent used for producing the fine graphite particles is not particularly limited, but dimethylformamide (DMF), chloroform, dichloromethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, N-methylpyrrolidone (NMP), hexane, toluene, dioxane, propanol, γ-picoline, acetonitrile, dimethyl sulfoxide (DMSO), and dimethylacetamide (DMAC) are preferable, and dimethylformamide (DMF), chloroform, dichloromethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, N-methylpyrrolidone (NMP), hexane, and toluene are more preferable.

本発明にかかる微細化黒鉛粒子を製造する場合には、先ず、前記原料黒鉛粒子と前記芳香族ビニル共重合体と前記過酸化水素化物と前記溶媒とを混合する(混合工程)。前記原料黒鉛粒子の混合量としては、溶媒1L当たり0.1〜500g/Lが好ましく、10〜200g/Lがより好ましい。原料黒鉛粒子の混合量が前記下限未満になると、溶媒の消費量が増大し、経済的に不利となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると液の粘度が上昇して取り扱いが困難となる傾向にある。   When producing the fine graphite particles according to the present invention, first, the raw graphite particles, the aromatic vinyl copolymer, the hydrogenated product, and the solvent are mixed (mixing step). The mixing amount of the raw graphite particles is preferably 0.1 to 500 g / L, more preferably 10 to 200 g / L, per liter of the solvent. When the mixing amount of the raw material graphite particles is less than the lower limit, the consumption of the solvent tends to increase, which tends to be economically disadvantageous. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the viscosity of the liquid increases and handling becomes difficult. There is a tendency.

また、前記芳香族ビニル共重合体の混合量としては、前記原料黒鉛粒子100質量部に対して0.1〜1000質量部が好ましく、0.1〜200質量部がより好ましい。芳香族ビニル共重合体の混合量が前記下限未満になると、得られる微細化黒鉛粒子のオレフィン樹脂中での分散性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、芳香族ビニル共重合体が溶媒に溶解しなくなるとともに、液の粘度が上昇して取り扱いが困難となる傾向にある。   Moreover, as a mixing amount of the said aromatic vinyl copolymer, 0.1-1000 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of said raw material graphite particles, and 0.1-200 mass parts is more preferable. If the mixing amount of the aromatic vinyl copolymer is less than the lower limit, the dispersibility of the obtained fine graphite particles in the olefin resin tends to be lowered. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the aromatic vinyl copolymer weight is reduced. The coalescence does not dissolve in the solvent, and the viscosity of the liquid tends to increase, making it difficult to handle.

また、前記過酸化水素化物の混合量としては、前記原料黒鉛粒子100質量部に対して0.1〜500質量部が好ましく、1〜100質量部がより好ましい。前記過酸化水素化物の混合量が前記下限未満になると、得られる微細化黒鉛粒子の分散性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、原料黒鉛粒子が過剰に酸化され、得られる微細化黒鉛粒子の導電性が低下する傾向にある。   Further, the mixing amount of the hydrogen peroxide is preferably 0.1 to 500 parts by mass, more preferably 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw graphite particles. When the mixing amount of the hydrogen peroxide is less than the lower limit, the dispersibility of the obtained fine graphite particles tends to be lowered. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the raw graphite particles are excessively oxidized and obtained. There is a tendency for the conductivity of the fine graphite particles to decrease.

次に、前記混合工程で得られた混合物に粉砕処理を施して原料黒鉛粒子を板状黒鉛粒子に粉砕する(粉砕工程)。これにより、生成した板状黒鉛粒子の表面に前記芳香族ビニル共重合体が吸着した微細化黒鉛粒子が得られる。   Next, the mixture obtained in the mixing step is pulverized to pulverize the raw graphite particles into plate-like graphite particles (pulverization step). Thereby, the refined graphite particles in which the aromatic vinyl copolymer is adsorbed on the surface of the generated plate-like graphite particles are obtained.

本発明にかかる粉砕処理としては、超音波処理(発振周波数としては15〜400kHzが好ましく、出力としては500W以下が好ましい。)、ボールミルによる処理、湿式粉砕、爆砕、機械式粉砕などが挙げられる。これにより、原料黒鉛粒子のグラファイト構造を破壊させずに原料黒鉛粒子を粉砕して板状黒鉛粒子を得ることが可能となる。また、粉砕処理時の温度としては特に制限はなく、例えば、−20〜100℃が挙げられる。また、粉砕処理時間についても特に制限はなく、例えば、0.01〜50時間が挙げられる。   Examples of the pulverization treatment according to the present invention include ultrasonic treatment (oscillation frequency is preferably 15 to 400 kHz, output is preferably 500 W or less), treatment with a ball mill, wet pulverization, explosion, mechanical pulverization, and the like. This makes it possible to obtain plate-like graphite particles by pulverizing the raw graphite particles without destroying the graphite structure of the raw graphite particles. Moreover, there is no restriction | limiting in particular as temperature at the time of a grinding | pulverization process, For example, -20-100 degreeC is mentioned. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also about pulverization processing time, For example, 0.01 to 50 hours are mentioned.

このようにして得られる微細化黒鉛粒子は、溶媒に分散した状態であり、ろ過や遠心分離などにより前記溶媒を除去することによって回収することができる。   The fine graphite particles thus obtained are in a state of being dispersed in a solvent, and can be recovered by removing the solvent by filtration or centrifugation.

次に、前記粉砕工程で得られた微細化黒鉛粒子と、前記反応性部位を有する、アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンのうちの少なくとも1種とを混合し、前記微細化黒鉛粒子中の芳香族ビニル共重合体に、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖のうちの少なくとも1種の炭化水素鎖を導入する(炭化水素鎖導入工程)。この場合、前記芳香族ビニル共重合体は官能基を有するものである必要があり、この官能基と前記反応性部位とを結合せしめて前記芳香族ビニル共重合体に、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖のうちの少なくとも1種の炭化水素鎖を導入する。   Next, the refined graphite particles obtained in the pulverization step are mixed with at least one of alkyl compounds, oligoolefins and polyolefins having the reactive site, and the aromatics in the refined graphite particles are mixed. At least one hydrocarbon chain of an alkyl chain, an oligoolefin chain and a polyolefin chain is introduced into the vinyl copolymer (hydrocarbon chain introduction step). In this case, the aromatic vinyl copolymer needs to have a functional group, and the functional group and the reactive site are bonded to the aromatic vinyl copolymer to form an alkyl chain, an oligoolefin chain. And at least one hydrocarbon chain of the polyolefin chains is introduced.

この炭化水素鎖導入工程においては、前記粉砕工程で得られた微細化黒鉛粒子と、前記反応性部位を有する、アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンのうちの少なくとも1種と、溶媒とを混合し、必要に応じて得られた混合物を加熱することによって、官能基を有する芳香族ビニル共重合体と、反応性部位を有する、アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンのうちの少なくとも1種とを反応させる。溶媒としては特に制限はなく、上記で例示した溶媒を使用することができる。また、反応温度としては−10〜150℃が好ましく、反応時間としては0.1〜10時間が好ましい。   In this hydrocarbon chain introduction step, the refined graphite particles obtained in the pulverization step, at least one of alkyl compounds, oligoolefins and polyolefins having the reactive site, and a solvent are mixed, The aromatic vinyl copolymer having a functional group is reacted with at least one of an alkyl compound, an oligoolefin, and a polyolefin having a reactive site by heating the obtained mixture as necessary. There is no restriction | limiting in particular as a solvent, The solvent illustrated above can be used. The reaction temperature is preferably −10 to 150 ° C., and the reaction time is preferably 0.1 to 10 hours.

炭化水素鎖導入工程における前記微細化黒鉛粒子の混合量としては、溶媒1L当たり1〜200g/Lが好ましく、1〜50g/Lがより好ましい。微細化黒鉛粒子の混合量が前記下限未満になると、溶媒の消費量が増大し、経済的に不利となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると液の粘度が上昇して取り扱いが困難となる傾向にある。   The mixing amount of the fine graphite particles in the hydrocarbon chain introduction step is preferably 1 to 200 g / L, more preferably 1 to 50 g / L, per 1 L of the solvent. When the mixing amount of the fine graphite particles is less than the lower limit, the consumption of the solvent tends to increase, which tends to be economically disadvantageous.On the other hand, when the upper limit is exceeded, the viscosity of the liquid increases and handling is difficult. Tend to be.

また、前記反応性部位を有する、アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンの混合量としては、前記微細化黒鉛粒子100質量部に対して0.001〜500質量部が好ましく、10〜500質量部がより好ましい。前記アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンの混合量が前記下限未満になると、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖の導入量が少なく、オレフィン系樹脂に対する微細化黒鉛粒子の分散性が十分に向上しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、液の粘度が上昇して取り扱いが困難となる傾向にある。   Further, the mixing amount of the alkyl compound, oligoolefin and polyolefin having the reactive site is preferably 0.001 to 500 parts by mass, more preferably 10 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fine graphite particles. preferable. When the mixing amount of the alkyl compound, oligoolefin and polyolefin is less than the lower limit, the introduction amount of the alkyl chain, oligoolefin chain and polyolefin chain is small, and the dispersibility of the fine graphite particles to the olefin resin does not sufficiently improve On the other hand, when the above upper limit is exceeded, the viscosity of the liquid tends to increase and handling tends to be difficult.

このようにしてアルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖が導入された本発明にかかる微細化黒鉛粒子は、溶媒に分散した状態であり、ろ過や遠心分離などにより前記溶媒を除去することによって回収することができる。   Thus, the refined graphite particles according to the present invention in which the alkyl chain, the oligoolefin chain and the polyolefin chain are introduced are in a state of being dispersed in the solvent, and are recovered by removing the solvent by filtration or centrifugation. be able to.

<オレフィン系樹脂>
本発明において、オレフィン系樹脂としては特に制限はなく、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル共重合体、プロピレン−アクリル共重合体、ポリイソプレン、ネオプレン、ポリブタジエン、脂環式オレフィン重合体など公知のオレフィン系樹脂を使用することができる。
<Olefin resin>
In the present invention, the olefin resin is not particularly limited, and low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-acrylic copolymer, propylene-acrylic copolymer. Known olefin resins such as polyisoprene, neoprene, polybutadiene, and alicyclic olefin polymers can be used.

このようなオレフィン系樹脂の重量平均分子量としては特に制限はないが、5千〜100万が好ましい。オレフィン系樹脂の重量平均分子量が前記下限未満になると、樹脂複合材料の機械的強度が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、粘度が高くなりすぎて、樹脂複合材料を成形することが困難となる傾向にある。   Although there is no restriction | limiting in particular as a weight average molecular weight of such an olefin resin, 5,000-1 million are preferable. When the weight average molecular weight of the olefin resin is less than the lower limit, the mechanical strength of the resin composite material tends to decrease. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the viscosity becomes too high and the resin composite material is molded. Tend to be difficult.

また、前記オレフィン系樹脂のメルトフローインデックスとしては特に制限はないが、1〜100g/min(190℃(ポリエチレン)または230℃(ポリプロピレン)、2.16kg荷重)が好ましい。オレフィン系樹脂のメルトフローインデックスが前記下限未満になると、流動性が低く、樹脂複合材料を成形することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、流動性が高くなりすぎ、樹脂複合材料を安定して成形することが困難となる傾向にある。   The melt flow index of the olefin resin is not particularly limited, but preferably 1 to 100 g / min (190 ° C. (polyethylene) or 230 ° C. (polypropylene), 2.16 kg load). If the melt flow index of the olefin resin is less than the lower limit, the fluidity is low, and it tends to be difficult to mold the resin composite material. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the fluidity becomes too high, and the resin It tends to be difficult to stably mold the composite material.

<樹脂複合材料>
本発明の樹脂複合材料は、前記微細化黒鉛粒子と前記オレフィン系樹脂とを含有するものである。このように、本発明にかかる微細化黒鉛粒子を含有させることによって、前記オレフィン系樹脂に、電気伝導性や熱伝導性、高弾性率、高強度、摺動性、低線膨張を付与することが可能となる。
<Resin composite material>
The resin composite material of the present invention contains the fine graphite particles and the olefin resin. Thus, by including the fine graphite particles according to the present invention, the olefin resin is imparted with electrical conductivity, thermal conductivity, high elastic modulus, high strength, slidability, and low linear expansion. Is possible.

このような樹脂複合材料において、前記微細化黒鉛粒子の含有量としては特に制限はないが、樹脂複合材料全体に対して、0.1〜80質量%が好ましく、1〜50質量%がより好ましく、1〜30質量%が特に好ましい。微細化黒鉛粒子の含有量が前記下限未満になると、樹脂複合材料の電気伝導性や熱伝導性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、樹脂複合材料を成形することが困難となる傾向にある。   In such a resin composite material, the content of the fine graphite particles is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 80% by mass and more preferably 1 to 50% by mass with respect to the entire resin composite material. 1 to 30% by mass is particularly preferable. When the content of fine graphite particles is less than the lower limit, the electrical conductivity and thermal conductivity of the resin composite material tend to decrease, and when the content exceeds the upper limit, it is difficult to mold the resin composite material. Tend to be.

このような本発明の樹脂複合材料は、例えば、本発明にかかる微細化黒鉛粒子と前記オレフィン系樹脂とを所定の割合で混合することによって製造することができる。このとき、混練(好ましくは溶融混練)してもよいし、溶媒中で混合してもよい。前記溶媒としては特に制限はなく、本発明にかかる微細化黒鉛粒子を製造する際に用いられる溶媒として例示したものを使用することができる。   Such a resin composite material of the present invention can be produced, for example, by mixing fine graphite particles according to the present invention and the olefin resin at a predetermined ratio. At this time, they may be kneaded (preferably melt-kneaded) or mixed in a solvent. There is no restriction | limiting in particular as said solvent, What was illustrated as a solvent used when manufacturing the refined graphite particle concerning this invention can be used.

溶媒中で前記微細化黒鉛粒子と前記オレフィン系樹脂とを混合すると、前記オレフィン系樹脂が溶媒に溶解して均一な状態になるとともに、微細化黒鉛粒子も溶媒中で高度に分散するため、互いに混ざり合いやすくなり、高度で均一な分散液を容易に得ることができる。また、得られた分散液に超音波処理を施すことによって、その均一性がさらに向上する傾向にある。そして、このようにして得られた分散液から溶媒を除去することによって、前記オレフィン系樹脂中に微細化黒鉛粒子が高度に分散した樹脂複合材料を得ることができる。   When the fine graphite particles and the olefin resin are mixed in a solvent, the olefin resin dissolves in the solvent and becomes uniform, and the fine graphite particles are also highly dispersed in the solvent. It becomes easy to mix and an advanced and uniform dispersion can be easily obtained. Moreover, the uniformity tends to be further improved by subjecting the obtained dispersion to ultrasonic treatment. Then, by removing the solvent from the dispersion thus obtained, a resin composite material in which fine graphite particles are highly dispersed in the olefin resin can be obtained.

以下、実施例および比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、芳香族ビニル共重合体の数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(昭和電工(株)製「Shodex GPC101」)を用いて以下の条件で測定した。
<芳香族ビニル共重合体の測定条件>
・カラム:Shodex GPC K−805LおよびShodex GPC K−800RL(ともに、昭和電工(株)製)
・溶離液:クロロホルム
・測定温度:25℃
・サンプル濃度:0.1mg/ml
・検出手段:RI
なお、芳香族ビニル共重合体の数平均分子量(Mn)は、標準ポリスチレンで換算した値を示した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example. The number average molecular weight (Mn) of the aromatic vinyl copolymer was measured using gel permeation chromatography (“Shodex GPC101” manufactured by Showa Denko KK) under the following conditions.
<Measurement conditions for aromatic vinyl copolymer>
Column: Shodex GPC K-805L and Shodex GPC K-800RL (both manufactured by Showa Denko KK)
・ Eluent: Chloroform ・ Measurement temperature: 25 ° C.
Sample concentration: 0.1 mg / ml
・ Detection means: RI
In addition, the number average molecular weight (Mn) of the aromatic vinyl copolymer showed the value converted with standard polystyrene.

(実施例1)
<微細化黒鉛粒子の調製>
スチレン(ST)18g、2−ビニルピリジン(2VP)2g、アゾビスイソブチロニトリル50mgおよびトルエン100mlを混合し、窒素雰囲気下、85℃で6時間重合反応を行なった。放冷後、クロロホルム−ヘキサンを用いて再沈殿により精製し、真空乾燥して3.3gのST−2VP(9:1)ランダム共重合体(Mn=25000)を得た。
Example 1
<Preparation of fine graphite particles>
18 g of styrene (ST), 2 g of 2-vinylpyridine (2VP), 50 mg of azobisisobutyronitrile and 100 ml of toluene were mixed, and a polymerization reaction was performed at 85 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere. After allowing to cool, the mixture was purified by reprecipitation using chloroform-hexane and dried in vacuo to obtain 3.3 g of ST-2VP (9: 1) random copolymer (Mn = 25000).

黒鉛粒子(日本黒鉛工業(株)製「EXP−P」、粒子径100〜600μm)20mg、ウレア−過酸化水素包接錯体80mg、前記ST−2VP(9:1)ランダム共重合体20mgおよびN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)2mlを混合し、室温で5時間超音波処理(出力:250W)を施して黒鉛粒子分散液を得た。この黒鉛粒子分散液を24時間静置した後、目視により観察したところ、黒鉛粒子は沈降せず、得られた分散液は分散安定性に優れたものであった。また、得られた黒鉛粒子分散液をろ過し、ろ滓をDMFで洗浄した後、真空乾燥して微細化黒鉛粒子を回収した。この微細化黒鉛粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、長さが1〜20μm、幅が1〜20μm、厚さが10〜50nmの板状に微細化されたものであることが確認された。   20 mg of graphite particles (“EXP-P” manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd., particle size 100 to 600 μm), 80 mg of urea-hydrogen peroxide inclusion complex, 20 mg of the ST-2VP (9: 1) random copolymer and N , N-dimethylformamide (DMF) 2 ml was mixed and subjected to ultrasonic treatment (output: 250 W) at room temperature for 5 hours to obtain a graphite particle dispersion. The graphite particle dispersion was allowed to stand for 24 hours and then visually observed. As a result, the graphite particles did not settle, and the obtained dispersion was excellent in dispersion stability. Further, the obtained graphite particle dispersion was filtered, the filter cake was washed with DMF, and then vacuum dried to recover fine graphite particles. When the refined graphite particles were observed with a scanning electron microscope (SEM), they were refined into a plate shape having a length of 1 to 20 μm, a width of 1 to 20 μm, and a thickness of 10 to 50 nm. confirmed.

<微細化黒鉛粒子のアルキル化>
末端水酸基含有ポリオレフィン(出光興産(株)製「エポール(R)」)4.59g、トリフェニルホスフィン1.1gおよび四塩化炭素40mlを混合し、窒素雰囲気下、80℃で攪拌しながら12時間加熱還流し、末端塩素化ポリオレフィンを合成した。加熱還流後の溶液にエバポレーションを施した後、ヘキサンを用いて末端塩素化ポリオレフィンを抽出した。その後、シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン溶媒)で精製して1.5gの末端塩素化ポリオレフィン(Mn=2000(カタログ値))を得た。
<Alkylation of fine graphite particles>
Terminal hydroxyl group-containing polyolefin (Idemitsu Kosan Co., Ltd. “Epol (R)”) 4.59 g, triphenylphosphine 1.1 g and carbon tetrachloride 40 ml are mixed and heated in a nitrogen atmosphere at 80 ° C. with stirring for 12 hours. The mixture was refluxed to synthesize terminal chlorinated polyolefin. After evaporating the solution after heating to reflux, the terminal chlorinated polyolefin was extracted with hexane. Then, it refine | purified with silica gel chromatography (hexane solvent), and obtained 1.5-g terminal chlorinated polyolefin (Mn = 2000 (catalog value)).

次に、この末端塩素化ポリオレフィン20mg、前記微細化黒鉛粒子10mgおよびトルエン1mlを混合し、窒素雰囲気下、100℃で6時間攪拌した。得られた分散液をろ過し、ろ滓をトルエンで洗浄して末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子を得た。   Next, 20 mg of the terminal chlorinated polyolefin, 10 mg of the fine graphite particles, and 1 ml of toluene were mixed and stirred at 100 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere. The obtained dispersion was filtered, and the filter cake was washed with toluene to obtain fine graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin.

<樹脂複合材料の作製>
この末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子0.2gとアイソタクティックポリプロピレン(PP、Aldrich社製、重量平均分子量19万)20gとを混練器(ミニラボ)を用いて190℃で5分間混練し、PP樹脂複合材料を得た。
<Production of resin composite material>
0.2 g of refined graphite particles treated with the terminal chlorinated polyolefin and 20 g of isotactic polypropylene (PP, manufactured by Aldrich, weight average molecular weight 190,000) are used at 190 ° C. for 5 minutes using a kneader (minilab). Kneading was performed to obtain a PP resin composite material.

また、前記末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子0.2gと高密度ポリエチレン(HDPE、Aldrich社製、メルトフローインデックス12g/min(190℃、2.16kg荷重))20gとを混練器(ミニラボ)を用いて190℃で5分間混練し、HDPE樹脂複合材料を得た。   Further, 0.2 g of fine graphite particles treated with the terminal chlorinated polyolefin and 20 g of high density polyethylene (HDPE, manufactured by Aldrich, melt flow index 12 g / min (190 ° C., 2.16 kg load)) (Minilab) was kneaded at 190 ° C. for 5 minutes to obtain an HDPE resin composite material.

(実施例2)
2−ビニルピリジンの代わりに2−ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAMA)0.2gを用い、スチレン(ST)の量を1.8g、アゾビスイソブチロニトリルの量を8mg、トルエンの量を10mlに変更した以外は実施例1と同様にして0.61gのST−DMAMA(9:1)ランダム共重合体(Mn=32000)を得た。
(Example 2)
Instead of 2-vinylpyridine, 0.2 g of 2-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAMA) was used, the amount of styrene (ST) was 1.8 g, the amount of azobisisobutyronitrile was 8 mg, and the amount of toluene was 10 ml. Except having changed, it carried out similarly to Example 1, and obtained 0.61 g of ST-DMAMA (9: 1) random copolymer (Mn = 32000).

前記ST−2VP(9:1)ランダム共重合体の代わりに、このST−DMAMA(9:1)ランダム共重合体0.1gを用い、黒鉛粒子の量を1g、ウレア−過酸化水素包接錯体の量を1g、DMFの量を50mlに変更した以外は実施例1と同様にして黒鉛粒子分散液を得た。この黒鉛粒子分散液を24時間静置した後、目視により観察したところ、黒鉛粒子は沈降せず、得られた分散液は分散安定性に優れたものであった。   Instead of the ST-2VP (9: 1) random copolymer, 0.1 g of this ST-DMAMA (9: 1) random copolymer was used, the amount of graphite particles was 1 g, and urea-hydrogen peroxide inclusion was made. A graphite particle dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the complex was changed to 1 g and the amount of DMF was changed to 50 ml. The graphite particle dispersion was allowed to stand for 24 hours and then visually observed. As a result, the graphite particles did not settle, and the obtained dispersion was excellent in dispersion stability.

得られた黒鉛粒子分散液をろ過し、ろ滓をDMFで洗浄した後、真空乾燥して微細化黒鉛粒子を回収した。この微細化黒鉛粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、長さが1〜20μm、幅が1〜20μm、厚さが10〜50nmの板状に微細化されたものであることが確認された。   The obtained graphite particle dispersion was filtered, the filter cake was washed with DMF, and then vacuum dried to recover fine graphite particles. When the refined graphite particles were observed with a scanning electron microscope (SEM), they were refined into a plate shape having a length of 1 to 20 μm, a width of 1 to 20 μm, and a thickness of 10 to 50 nm. confirmed.

この微細化黒鉛粒子10mgを用いた以外は実施例1と同様にして、末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子を調製し、さらに、PP樹脂複合材料およびHDPE樹脂複合材料を作製した。   Except for using 10 mg of the refined graphite particles, refined graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin were prepared in the same manner as in Example 1, and PP resin composite material and HDPE resin composite material were further produced.

(実施例3)
2−ジメチルアミノエチルメタクリレートの代わりに4−ビニルピリジン(4VP)0.2gを用い、トルエンの量を7.5mlに変更した以外は実施例2と同様にして0.73gのST−4VP(9:1)ランダム共重合体(Mn=18000)を得た。
(Example 3)
In the same manner as in Example 2, except that 0.2 g of 4-vinylpyridine (4VP) was used instead of 2-dimethylaminoethyl methacrylate and the amount of toluene was changed to 7.5 ml, 0.73 g of ST-4VP (9 : 1) A random copolymer (Mn = 18000) was obtained.

前記ST−2VP(9:1)ランダム共重合体の代わりに、このST−4VP(9:1)ランダム共重合体0.1gを用いた以外は実施例1と同様にして黒鉛粒子分散液を得た。この黒鉛粒子分散液を24時間静置した後、目視により観察したところ、黒鉛粒子は沈降せず、得られた分散液は分散安定性に優れたものであった。   A graphite particle dispersion was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.1 g of this ST-4VP (9: 1) random copolymer was used instead of the ST-2VP (9: 1) random copolymer. Obtained. The graphite particle dispersion was allowed to stand for 24 hours and then visually observed. As a result, the graphite particles did not settle, and the obtained dispersion was excellent in dispersion stability.

得られた黒鉛粒子分散液をろ過し、ろ滓をDMFで洗浄した後、真空乾燥して微細化黒鉛粒子を回収した。この微細化黒鉛粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、長さが1〜20μm、幅が1〜20μm、厚さが10〜50nmの板状に微細化されたものであることが確認された。   The obtained graphite particle dispersion was filtered, the filter cake was washed with DMF, and then vacuum dried to recover fine graphite particles. When the refined graphite particles were observed with a scanning electron microscope (SEM), they were refined into a plate shape having a length of 1 to 20 μm, a width of 1 to 20 μm, and a thickness of 10 to 50 nm. confirmed.

この微細化黒鉛粒子10mgを用いた以外は実施例1と同様にして、末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子を調製し、さらに、PP樹脂複合材料およびHDPE樹脂複合材料を作製した。   Except for using 10 mg of the refined graphite particles, refined graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin were prepared in the same manner as in Example 1, and PP resin composite material and HDPE resin composite material were further produced.

(実施例4)
末端塩素化ポリオレフィンの代わりに塩素化ポリプロピレン(アルドリッチ社製、Mn=100000)20mgを用いた以外は実施例1と同様にして、塩素化ポリプロピレンで処理された微細化黒鉛粒子を調製し、さらに、PP樹脂複合材料およびHDPE樹脂複合材料を作製した。
Example 4
A refined graphite particle treated with chlorinated polypropylene was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 mg of chlorinated polypropylene (manufactured by Aldrich, Mn = 100000) was used instead of terminal chlorinated polyolefin, PP resin composite material and HDPE resin composite material were prepared.

(実施例5)
末端塩素化ポリオレフィンの代わりに無水マレイン酸変性ポリプロピレン(Clariant社製「LICOCENE MA(R)」、粘度(140℃)=300mPa・s)20mgを用いた以外は実施例1と同様にして、無水マレイン酸変性ポリプロピレンで処理された微細化黒鉛粒子を調製し、さらに、PP樹脂複合材料およびHDPE樹脂複合材料を作製した。
(Example 5)
Maleic anhydride modified in the same manner as in Example 1 except that 20 mg of maleic anhydride-modified polypropylene (“LICOCENE MA (R)” manufactured by Clariant, viscosity (140 ° C.) = 300 mPa · s) was used instead of terminal chlorinated polyolefin. Fine graphite particles treated with acid-modified polypropylene were prepared, and PP resin composite material and HDPE resin composite material were further produced.

(実施例6)
黒鉛粒子(日本黒鉛工業(株)製「EXP−P」、粒子径100〜600μm)12.5g、ウレア−過酸化水素包接錯体12.5g、実施例1と同様にして調製したST−2VP(9:1)ランダム共重合体1.25g、DMF500mlを混合し、湿式微粒化装置((株)スギノマシン製「スターバーストラボ」)を用いて、室温、シリンダー圧力200MPaの条件で10回湿式粉砕処理を行い、黒鉛粒子分散液を得た。この黒鉛粒子分散液を24時間静置した後、目視により観察したところ、黒鉛粒子は沈降せず、得られた分散液は分散安定性に優れたものであった。
(Example 6)
12.5 g of graphite particles (“EXP-P” manufactured by Nippon Graphite Industries Co., Ltd., particle diameter 100 to 600 μm), 12.5 g of urea-hydrogen peroxide inclusion complex, ST-2VP prepared in the same manner as in Example 1. (9: 1) 1.25 g of random copolymer and 500 ml of DMF are mixed and wetted 10 times under the conditions of room temperature and cylinder pressure of 200 MPa using a wet atomizer (“Starburst Lab” manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.). A pulverization process was performed to obtain a graphite particle dispersion. The graphite particle dispersion was allowed to stand for 24 hours and then visually observed. As a result, the graphite particles did not settle, and the obtained dispersion was excellent in dispersion stability.

得られた黒鉛粒子分散液をろ過し、ろ滓をDMFで洗浄した後、真空乾燥して微細化黒鉛粒子を回収した。この微細化黒鉛粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、長さが1〜20μm、幅が1〜20μm、厚さが10〜50nmの板状に微細化されたものであることが確認された。   The obtained graphite particle dispersion was filtered, the filter cake was washed with DMF, and then vacuum dried to recover fine graphite particles. When the refined graphite particles were observed with a scanning electron microscope (SEM), they were refined into a plate shape having a length of 1 to 20 μm, a width of 1 to 20 μm, and a thickness of 10 to 50 nm. confirmed.

この微細化黒鉛粒子10mgを用いた以外は実施例1と同様にして、末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子を調製し、さらに、PP樹脂複合材料およびHDPE樹脂複合材料を作製した。   Except for using 10 mg of the refined graphite particles, refined graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin were prepared in the same manner as in Example 1, and PP resin composite material and HDPE resin composite material were further produced.

(比較例1)
2−ビニルピリジンの代わりにN−フェニルマレイミド(PM)4gを用い、スチレン(ST)の量を36g、アゾビスイソブチロニトリルの量を100mg、トルエンの量を50mlに変更した以外は実施例1と同様にして25.6gのST−PM(9:1)ランダム共重合体(Mn=37000)を得た。
(Comparative Example 1)
Example except that 4 g of N-phenylmaleimide (PM) was used instead of 2-vinylpyridine, the amount of styrene (ST) was changed to 36 g, the amount of azobisisobutyronitrile was changed to 100 mg, and the amount of toluene was changed to 50 ml. In the same manner as in Example 1, 25.6 g of ST-PM (9: 1) random copolymer (Mn = 37000) was obtained.

前記ST−2VP(9:1)ランダム共重合体の代わりに、このST−PM(9:1)ランダム共重合体0.7gを用い、黒鉛粒子の量を7g、ウレア−過酸化水素包接錯体の量を7g、DMFの量を300mlに変更した以外は実施例1と同様にして黒鉛粒子分散液を得た。この黒鉛粒子分散液を24時間静置した後、目視により観察したところ、黒鉛粒子は沈降せず、得られた分散液は分散安定性に優れたものであった。   Instead of the ST-2VP (9: 1) random copolymer, 0.7 g of this ST-PM (9: 1) random copolymer was used, the amount of graphite particles was 7 g, and urea-hydrogen peroxide was included. A graphite particle dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the complex was changed to 7 g and the amount of DMF was changed to 300 ml. The graphite particle dispersion was allowed to stand for 24 hours and then visually observed. As a result, the graphite particles did not settle, and the obtained dispersion was excellent in dispersion stability.

得られた黒鉛粒子分散液をろ過し、ろ滓をDMFで洗浄した後、真空乾燥して微細化黒鉛粒子を回収した。この微細化黒鉛粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、長さが1〜20μm、幅が1〜20μm、厚さが10〜50nmの板状に微細化されたものであることが確認された。   The obtained graphite particle dispersion was filtered, the filter cake was washed with DMF, and then vacuum dried to recover fine graphite particles. When the refined graphite particles were observed with a scanning electron microscope (SEM), they were refined into a plate shape having a length of 1 to 20 μm, a width of 1 to 20 μm, and a thickness of 10 to 50 nm. confirmed.

この微細化黒鉛粒子10mgを用いた以外は実施例1と同様にして、末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子を調製し、さらに、PP樹脂複合材料およびHDPE樹脂複合材料を作製した。   Except for using 10 mg of the refined graphite particles, refined graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin were prepared in the same manner as in Example 1, and PP resin composite material and HDPE resin composite material were further produced.

<光学顕微鏡による観察>
実施例1〜6および比較例1で得られたPP樹脂複合材料およびHDPE樹脂複合材料に190℃、40kg/cmでホットプレスを行い、厚さ0.5mmの薄膜を作製した。この薄膜を光学顕微鏡により観察した。図1〜6および図8には、実施例1〜6および比較例1で得られたPP樹脂複合材料の光学顕微鏡写真を、図7には、実施例6で得られたHDPE樹脂複合材料の光学顕微鏡写真を示す。また、これらの写真に基づいて、PP樹脂複合材料中およびHDPE樹脂複合材料中の微細化黒鉛粒子の分散性を評価した。その結果を表1に示す。
<Observation with an optical microscope>
The PP resin composite material and HDPE resin composite material obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were hot pressed at 190 ° C. and 40 kg / cm 2 to produce a thin film having a thickness of 0.5 mm. This thin film was observed with an optical microscope. 1 to 6 and FIG. 8 show optical micrographs of the PP resin composite materials obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Example 1, and FIG. 7 shows the HDPE resin composite material obtained in Example 6. An optical micrograph is shown. Further, based on these photographs, the dispersibility of the fine graphite particles in the PP resin composite material and the HDPE resin composite material was evaluated. The results are shown in Table 1.

表1および図1〜8に示した結果から明らかなように、アミノ基を有する芳香族ビニル共重合体を備える微細化黒鉛粒子を反応性部位を有するポリオレフィンで処理した場合(実施例1〜6)には、微細化黒鉛粒子をオレフィン系樹脂中に容易に分散させることが可能であることが確認された。これは、前記アミノ基と前記反応性部位とが反応することによって、微細化黒鉛粒子にポリオレフィン鎖が導入され、微細化黒鉛粒子のオレフィン系樹脂に対する親和性が高くなったためと推察される。   As is apparent from the results shown in Table 1 and FIGS. 1 to 8, when fine graphite particles including an aromatic vinyl copolymer having an amino group are treated with a polyolefin having a reactive site (Examples 1 to 6). ), It was confirmed that the fine graphite particles can be easily dispersed in the olefin resin. This is presumably because polyolefin chains were introduced into the fine graphite particles due to the reaction between the amino group and the reactive site, and the affinity of the fine graphite particles for the olefin resin was increased.

一方、アミノ基を有しない芳香族ビニル共重合体を備える微細化黒鉛粒子を反応性部位を有するポリオレフィンで処理した場合(比較例1)には、微細化黒鉛粒子はオレフィン系樹脂中で凝集し、分散させることは困難であった。これは、比較例1においては、微細化黒鉛粒子中の芳香族ビニル共重合体にアミノ基などの官能基が存在せず、反応性部位を有するポリオレフィンとの反応が進行しないため、前記芳香族ビニル共重合体にポリオレフィン鎖が結合せず、微細化黒鉛粒子にオレフィン系樹脂に対する親和性が付与されなかったためと推察される。   On the other hand, when the fine graphite particles having an aromatic vinyl copolymer having no amino group are treated with a polyolefin having a reactive site (Comparative Example 1), the fine graphite particles are aggregated in the olefin resin. It was difficult to disperse. This is because, in Comparative Example 1, the aromatic vinyl copolymer in the fine graphite particles has no functional group such as an amino group, and the reaction with the polyolefin having a reactive site does not proceed. This is probably because the polyolefin chain was not bonded to the vinyl copolymer, and the affinity for the olefin resin was not given to the fine graphite particles.

また、2VP単位を含有する芳香族ビニル共重合体を備える微細化黒鉛粒子を末端塩素化ポリオレフィンで処理した場合(実施例1および実施例6)には、DMAMA単位または4VP単位を含有する芳香族ビニル共重合体を備える微細化黒鉛粒子を末端塩素化ポリオレフィンで処理した場合(実施例2〜3)、2VP単位を含有する芳香族ビニル共重合体を備える微細化黒鉛粒子を塩素化ポリプロピレンまたは無水マレイン酸変性ポリプロピレンで処理した場合(実施例4〜5)に比べて、微細化黒鉛粒子をオレフィン系樹脂中により均一且つ高度に分散させることが可能であることがわかった。これは、2VP単位が、DMAMA単位や4VP単位に比べて、末端塩素化ポリオレフィンとの反応性が高く、あるいは分子末端に官能基を有する末端塩素化ポリオレフィンが、分子内部に官能基を有する塩素化ポリプロピレンや無水マレイン酸変性ポリプロピレンに比べて、2VP単位との反応性が高く、ポリオレフィン鎖が導入されやすいため、ポリオレフィン鎖によって立体的な極性基が効果的に遮蔽されたことによるものと推察される。   In addition, when the fine graphite particles provided with an aromatic vinyl copolymer containing 2VP units are treated with terminal chlorinated polyolefin (Example 1 and Example 6), aromatics containing DMAMA units or 4VP units are used. When the refined graphite particles comprising a vinyl copolymer are treated with terminal chlorinated polyolefin (Examples 2-3), the refined graphite particles comprising an aromatic vinyl copolymer containing 2VP units are chlorinated polypropylene or anhydrous. It was found that the refined graphite particles can be more uniformly and highly dispersed in the olefin resin as compared with the case of treatment with maleic acid-modified polypropylene (Examples 4 to 5). This is because the 2VP unit is more reactive with the terminal chlorinated polyolefin than the DMAMA unit or 4VP unit, or the terminal chlorinated polyolefin having a functional group at the molecular end has a functional group inside the molecule. Compared to polypropylene and maleic anhydride-modified polypropylene, the reactivity with 2VP units is high and the polyolefin chain is easily introduced. Therefore, it is assumed that the three-dimensional polar group is effectively shielded by the polyolefin chain. .

(実施例7)
実施例1と同様にして末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子をドライ粉砕機で粉砕した。この末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子5質量部とアイソタクティックポリプロピレン(PP、Aldrich社製、重量平均分子量19万)95質量部とを混合し、PP樹脂複合材料を調製した。
(Example 7)
In the same manner as in Example 1, the fine graphite particles treated with the terminal chlorinated polyolefin were pulverized with a dry pulverizer. 5 parts by mass of fine graphite particles treated with the terminal chlorinated polyolefin and 95 parts by mass of isotactic polypropylene (PP, manufactured by Aldrich, weight average molecular weight 190,000) were mixed to prepare a PP resin composite material.

比重から計算した体積が80mlとなる量の前記PP樹脂複合材料を、ラボプラストミル((株)東洋精機製作所製「18B−200」)を用いて190℃、100rpmで5分間混錬した。混練時のトルクを図9に示す。得られた混練物を取り出し、190℃、40kg/cmでホットプレスを行い、長さ30mm、幅5mm、厚さ0.5mmの試験片を作製した。 The PP resin composite material whose volume calculated from the specific gravity was 80 ml was kneaded for 5 minutes at 190 ° C. and 100 rpm using a lab plast mill (“18B-200” manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.). The torque during kneading is shown in FIG. The obtained kneaded material was taken out and hot pressed at 190 ° C. and 40 kg / cm 2 to prepare a test piece having a length of 30 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 0.5 mm.

得られた試験片の写真を図10に示す。また、この試験片の弾性率を、粘弾性スペクトロメーター(アイティー計測制御(株)製「DVA−220」)を用いて測定した。40℃における貯蔵弾性率、損失弾性率および損失正接を表2、図11〜12に示す。   A photograph of the obtained test piece is shown in FIG. Moreover, the elastic modulus of this test piece was measured using a viscoelastic spectrometer ("DVA-220" manufactured by IT Measurement Control Co., Ltd.). The storage elastic modulus, loss elastic modulus, and loss tangent at 40 ° C. are shown in Table 2 and FIGS.

(実施例8)
末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子の量を10質量部、前記アイソタクティックポリプロピレンの量を90質量部に変更した以外は実施例7と同様にしてPP樹脂複合材料を調製し、試験片を作製した。混練時のトルクを図9に示す。得られた試験片の弾性率を実施例7と同様に測定した。40℃における貯蔵弾性率、損失弾性率および損失正接を表2、図11〜12に示す。
(Example 8)
A PP resin composite material was prepared in the same manner as in Example 7 except that the amount of fine graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin was changed to 10 parts by mass and the amount of the isotactic polypropylene was changed to 90 parts by mass. A test piece was prepared. The torque during kneading is shown in FIG. The elastic modulus of the obtained test piece was measured in the same manner as in Example 7. The storage elastic modulus, loss elastic modulus, and loss tangent at 40 ° C. are shown in Table 2 and FIGS.

(実施例9)
末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子の量を20質量部、前記アイソタクティックポリプロピレンの量を80質量部に変更した以外は実施例7と同様にしてPP樹脂複合材料を調製し、試験片を作製した。混練時のトルクを図9に示す。得られた試験片の弾性率を実施例7と同様に測定した。40℃における貯蔵弾性率、損失弾性率および損失正接を表2、図11〜12に示す。また、貯蔵弾性率の温度依存性を図13に示す。
Example 9
A PP resin composite material was prepared in the same manner as in Example 7 except that the amount of fine graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin was changed to 20 parts by mass and the amount of the isotactic polypropylene was changed to 80 parts by mass. A test piece was prepared. The torque during kneading is shown in FIG. The elastic modulus of the obtained test piece was measured in the same manner as in Example 7. The storage elastic modulus, loss elastic modulus, and loss tangent at 40 ° C. are shown in Table 2 and FIGS. Moreover, the temperature dependence of the storage elastic modulus is shown in FIG.

(実施例10)
実施例1と同様にして末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子の代わりに、実施例6と同様にして末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子を用いた以外は実施例7と同様にしてPP樹脂複合材料を調製し、試験片を作製した。混練時のトルクを図9に示す。得られた試験片の弾性率を実施例7と同様に測定した。40℃における貯蔵弾性率、損失弾性率および損失正接を表2、図11〜12に示す。
(Example 10)
Example 7 except that refined graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin as in Example 6 were used instead of refined graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin as in Example 1. A PP resin composite material was prepared in the same manner as described above to prepare a test piece. The torque during kneading is shown in FIG. The elastic modulus of the obtained test piece was measured in the same manner as in Example 7. The storage elastic modulus, loss elastic modulus, and loss tangent at 40 ° C. are shown in Table 2 and FIGS.

(実施例11)
末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子の量を10質量部、前記アイソタクティックポリプロピレンの量を90質量部に変更した以外は実施例10と同様にしてPP樹脂複合材料を調製し、試験片を作製した。混練時のトルクを図9に示す。得られた試験片の弾性率を実施例7と同様に測定した。40℃における貯蔵弾性率、損失弾性率および損失正接を表2、図11〜12に示す。
(Example 11)
A PP resin composite material was prepared in the same manner as in Example 10 except that the amount of fine graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin was changed to 10 parts by mass, and the amount of the isotactic polypropylene was changed to 90 parts by mass. A test piece was prepared. The torque during kneading is shown in FIG. The elastic modulus of the obtained test piece was measured in the same manner as in Example 7. The storage elastic modulus, loss elastic modulus, and loss tangent at 40 ° C. are shown in Table 2 and FIGS.

(実施例12)
末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子の量を20質量部、前記アイソタクティックポリプロピレンの量を80質量部に変更した以外は実施例10と同様にしてPP樹脂複合材料を調製し、試験片を作製した。混練時のトルクを図9に示す。得られた試験片の弾性率を実施例7と同様に測定した。40℃における貯蔵弾性率、損失弾性率および損失正接を表2、図11〜12に示す。また、貯蔵弾性率の温度依存性を図13に示す。
(Example 12)
A PP resin composite material was prepared in the same manner as in Example 10 except that the amount of fine graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin was changed to 20 parts by mass and the amount of the isotactic polypropylene was changed to 80 parts by mass. A test piece was prepared. The torque during kneading is shown in FIG. The elastic modulus of the obtained test piece was measured in the same manner as in Example 7. The storage elastic modulus, loss elastic modulus, and loss tangent at 40 ° C. are shown in Table 2 and FIGS. Moreover, the temperature dependence of the storage elastic modulus is shown in FIG.

(比較例2)
末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子を混合しなかった以外は実施例7と同様にしてPP樹脂材料を調製し、試験片を作製した。混練時のトルクを図9に示す。得られた試験片の弾性率を実施例7と同様に測定した。40℃における貯蔵弾性率、損失弾性率および損失正接を表2、図11〜12に示す。また、貯蔵弾性率の温度依存性を図13に示す。
(Comparative Example 2)
A PP resin material was prepared in the same manner as in Example 7 except that fine graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin were not mixed, and a test piece was prepared. The torque during kneading is shown in FIG. The elastic modulus of the obtained test piece was measured in the same manner as in Example 7. The storage elastic modulus, loss elastic modulus, and loss tangent at 40 ° C. are shown in Table 2 and FIGS. Moreover, the temperature dependence of the storage elastic modulus is shown in FIG.

(比較例3)
末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子の代わりに黒鉛粒子(日本黒鉛工業(株)製「EXP−P」、粒子径100〜600μm)を用いた以外は実施例7と同様にしてPP樹脂複合材料を調製し、試験片を作製した。得られた試験片の写真を図10に示す。また、この試験片の弾性率を実施例7と同様に測定した。40℃における貯蔵弾性率、損失弾性率および損失正接を表2、図11〜12に示す。
(Comparative Example 3)
PP was used in the same manner as in Example 7 except that graphite particles (“EXP-P” manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd., particle diameter: 100 to 600 μm) were used instead of the fine graphite particles treated with terminal chlorinated polyolefin. A resin composite material was prepared and a test piece was prepared. A photograph of the obtained test piece is shown in FIG. Further, the elastic modulus of this test piece was measured in the same manner as in Example 7. The storage elastic modulus, loss elastic modulus, and loss tangent at 40 ° C. are shown in Table 2 and FIGS.

(比較例4)
黒鉛粒子「EXP−P」の量を10質量部、前記アイソタクティックポリプロピレンの量を90質量部に変更した以外は比較例3と同様にしてPP樹脂複合材料を調製し、試験片を作製した。この試験片の弾性率を実施例7と同様に測定した。40℃における貯蔵弾性率、損失弾性率および損失正接を表2、図11〜12に示す。
(Comparative Example 4)
A PP resin composite material was prepared in the same manner as in Comparative Example 3 except that the amount of the graphite particles “EXP-P” was changed to 10 parts by mass, and the amount of the isotactic polypropylene was changed to 90 parts by mass to prepare a test piece. . The elastic modulus of this test piece was measured in the same manner as in Example 7. The storage elastic modulus, loss elastic modulus, and loss tangent at 40 ° C. are shown in Table 2 and FIGS.

(比較例5)
黒鉛粒子「EXP−P」の量を20質量部、前記アイソタクティックポリプロピレンの量を80質量部に変更した以外は比較例3と同様にしてPP樹脂複合材料を調製し、試験片を作製した。この試験片の弾性率を実施例7と同様に測定した。40℃における貯蔵弾性率、損失弾性率および損失正接を表2、図11〜12に示す。また、貯蔵弾性率の温度依存性を図13に示す。
(Comparative Example 5)
A PP resin composite material was prepared in the same manner as in Comparative Example 3 except that the amount of the graphite particles “EXP-P” was changed to 20 parts by mass, and the amount of the isotactic polypropylene was changed to 80 parts by mass to prepare a test piece. . The elastic modulus of this test piece was measured in the same manner as in Example 7. The storage elastic modulus, loss elastic modulus, and loss tangent at 40 ° C. are shown in Table 2 and FIGS. Moreover, the temperature dependence of the storage elastic modulus is shown in FIG.

一般に、充填剤を樹脂に添加すると、その添加量の増加とともに、樹脂複合材料の粘度が増大し、混練時のトルクは増大するが、図9に示した結果から明らかなように、末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子をPP樹脂に添加した場合には、その添加量を増加しても、トルクの上昇は比較的小さく、成形時に有利なPP樹脂複合材料が得られた。特に、本発明にかかる微細化黒鉛粒子を調製する際に湿式粉砕処理を施した場合においては、添加量の増加とともにトルクが低下する傾向にあることがわかった。   In general, when a filler is added to a resin, the viscosity of the resin composite material increases with an increase in the amount added, and the torque during kneading increases, but as is apparent from the results shown in FIG. When fine graphite particles treated with polyolefin were added to PP resin, the increase in torque was relatively small even when the amount added was increased, and a PP resin composite material advantageous in molding was obtained. In particular, it has been found that when wet pulverization is performed when preparing the fine graphite particles according to the present invention, the torque tends to decrease as the amount of addition increases.

図10に示した結果から明らかなように、末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子をPP樹脂に添加した場合には、微細化黒鉛粒子がPP樹脂中に均一に分散していることが確認された(図10(a))。一方、微細化していない黒鉛粒子を添加した場合には、黒鉛粒子の凝集が目視でも確認できるものであった(図10(b))。   As is clear from the results shown in FIG. 10, when the fine graphite particles treated with the terminal chlorinated polyolefin are added to the PP resin, the fine graphite particles are uniformly dispersed in the PP resin. Was confirmed (FIG. 10A). On the other hand, when graphite particles that were not refined were added, the aggregation of the graphite particles could be confirmed visually (FIG. 10B).

表2、図11〜12に示した結果から明らかなように、末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子をPP樹脂に添加すると、その添加量の増加とともにPP樹脂複合材料の弾性率が増大することが確認された。また、弾性率の増大傾向は、微細化していない黒鉛粒子を添加した場合に比べて、大きくなることがわかった。さらに、弾性率の増大傾向は、本発明にかかる微細化黒鉛粒子を調製する際の黒鉛粒子の分散処理(超音波処理または湿式粉砕処理)に依存しないことがわかった。   As is apparent from the results shown in Table 2 and FIGS. 11 to 12, when the fine graphite particles treated with the terminal chlorinated polyolefin are added to the PP resin, the elastic modulus of the PP resin composite material increases as the addition amount increases. It was confirmed that it increased. Further, it has been found that the increasing tendency of the elastic modulus is larger than that in the case of adding non-fine graphite particles. Furthermore, it has been found that the increasing tendency of the elastic modulus does not depend on the dispersion treatment (ultrasonic treatment or wet pulverization treatment) of the graphite particles when preparing the fine graphite particles according to the present invention.

図13に示した結果から明らかなように、末端塩素化ポリオレフィンで処理された微細化黒鉛粒子と複合化したPP樹脂複合材料(実施例9および12)が、PP樹脂(比較例2)や微細化していない黒鉛粒子と複合化したPP樹脂複合材料(比較例5)に比べて、弾性率が増大する傾向は、PP樹脂の融点(150℃)付近まで維持されることがわかった。   As is clear from the results shown in FIG. 13, the PP resin composite materials (Examples 9 and 12) combined with the fine graphite particles treated with the terminal chlorinated polyolefin were converted into PP resin (Comparative Example 2) and fine particles. It was found that the tendency to increase the elastic modulus was maintained up to the vicinity of the melting point (150 ° C.) of the PP resin as compared with the PP resin composite material (Comparative Example 5) combined with the graphite particles that were not converted.

以上説明したように、本発明によれば、微細化された黒鉛粒子をオレフィン系樹脂中に容易に分散させることが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to easily disperse the refined graphite particles in the olefin resin.

したがって、本発明の樹脂複合材料は、微細化された黒鉛粒子がオレフィン系樹脂中に分散されたものであるため、電気伝導性や熱伝導性といった黒鉛粒子の特性がオレフィン系樹脂に十分に付与されており、自動車用部品(例えば、樹脂成形体、外板用樹脂、摺動部材、内装材)、電気・電子機器用部品(例えば、放熱材料、パッケージ材)などとして有用である。   Therefore, since the resin composite material of the present invention is obtained by dispersing finely divided graphite particles in an olefin resin, the characteristics of the graphite particles such as electrical conductivity and thermal conductivity are sufficiently imparted to the olefin resin. It is useful as a part for automobiles (for example, resin molded body, resin for outer plate, sliding member, interior material), parts for electric / electronic devices (for example, heat dissipation material, package material).

Claims (6)

板状黒鉛粒子と、該板状黒鉛粒子に吸着した、下記式(1):
−(CH−CHX)− (1)
(式(1)中、Xはフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基またはピレニル基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)
で表されるビニル芳香族モノマー単位を含有する芳香族ビニル共重合体と、該芳香族ビニル共重合体に結合した、アルキル鎖、オリゴオレフィン鎖およびポリオレフィン鎖からなる群から選択される少なくとも1種の炭化水素鎖とを備える微細化黒鉛粒子、ならびにオレフィン系樹脂を含有することを特徴とする樹脂複合材料。
Plate-like graphite particles and the following formula (1) adsorbed on the plate-like graphite particles:
- (CH 2 -CHX) - ( 1)
(In formula (1), X represents a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, or a pyrenyl group, and these groups may have a substituent.)
And at least one selected from the group consisting of an alkyl chain, an oligoolefin chain, and a polyolefin chain bonded to the aromatic vinyl copolymer. A resin composite material comprising: refined graphite particles each having a hydrocarbon chain and an olefin resin.
前記微細化黒鉛粒子が前記オレフィン系樹脂中に分散した状態で存在していることを特徴とする請求項1に記載の樹脂複合材料。   The resin composite material according to claim 1, wherein the fine graphite particles are present in a dispersed state in the olefin resin. 前記芳香族ビニル共重合体が官能基を有するものであり、
前記炭化水素鎖は、前記官能基と反応する部位を有する、アルキル化合物、オリゴオレフィンおよびポリオレフィンから選択される少なくとも1種が前記官能基と結合することにより形成されたものであることを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂複合材料。
The aromatic vinyl copolymer has a functional group,
The hydrocarbon chain is formed by bonding at least one selected from an alkyl compound, an oligoolefin, and a polyolefin having a site that reacts with the functional group to the functional group. The resin composite material according to claim 1 or 2.
前記芳香族ビニル共重合体が、前記ビニル芳香族モノマー単位と、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルイミダゾール類およびビニルピリジン類からなる群から選択される少なくとも1種のモノマーから誘導される他のモノマー単位とを備えるものであることを特徴とする請求項3に記載の樹脂複合材料。   The aromatic vinyl copolymer is at least selected from the group consisting of the vinyl aromatic monomer unit and (meth) acrylic acid, (meth) acrylates, (meth) acrylamides, vinylimidazoles and vinylpyridines. The resin composite material according to claim 3, further comprising another monomer unit derived from one kind of monomer. 前記官能基がアミノ基であることを特徴とする請求項3または4に記載の樹脂複合材料。   The resin composite material according to claim 3 or 4, wherein the functional group is an amino group. 前記官能基と反応する部位が、塩素原子、カルボキシル基およびカルボン酸無水物基からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項3〜5のうちのいずれか一項に記載の樹脂複合材料。   The site that reacts with the functional group is at least one selected from the group consisting of a chlorine atom, a carboxyl group, and a carboxylic acid anhydride group. The resin composite material described.
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