JP2014009329A - Electroconductive resin composition and its molded article - Google Patents

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一男 糸谷
Fumihiko Maekawa
文彦 前川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon nano tube-containing resin composition for molding, capable of enhancing the electrical conductivity without damaging flowability at molding or appearance after molding by favorable dispersion of the carbon nano tube.SOLUTION: A resin composition for molding contains a thermoplastic resin (A) and a carbon nano tube (B) and is capable of enhancing the electrical conductivity by favorable dispersion of the carbon material by using a star polymer dispersant having a vinyl polymer chain via a branch part (C) and has excellent dispersion properties.

Description

本発明は、炭素材料を含有する成形用樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a molding resin composition containing a carbon material.

熱可塑性樹脂は、その製造、成形の容易さのため、あらゆる産業において広く用いられている。例えば、ポリアミド樹脂は、自動車燃料用部品の成形材料として配管、コネクター、濾過器、注入部品等で使用されている。また芳香族ポリカーボネート樹脂はパソコン、電子機器、液晶テレビ等のきょう体、ランプカバー、内外装用部品等、電子機器、自動車分野で幅広く使用されている。   Thermoplastic resins are widely used in all industries because of their ease of production and molding. For example, a polyamide resin is used as a molding material for automobile fuel parts in pipes, connectors, filters, injection parts and the like. Aromatic polycarbonate resins are widely used in the fields of electronic equipment and automobiles such as personal computers, electronic equipment, liquid crystal televisions and the like, lamp covers, interior and exterior parts, and the like.

これらに使用される樹脂成形品には、それらの高度な進歩に従い、良好な導電性が求められている。電子機器においては、高性能化、小型化、軽量化に伴う半導体パッケージの高密度化、LSIの高速化及び高集積化等により、複雑形状化する成型材料を得るための成型法として射出成型の意義がより高まる中、一層の高品質化が求められ、部材自身はもちろんのこと、運搬用部材、組立を行う設備環境、組立器具等、関連する周辺部剤への静電気対策が必須となり、導電性樹脂の要求が高まっている。 Resin molded products used for these materials are required to have good conductivity in accordance with their advanced progress. In electronic equipment, injection molding is used as a molding method to obtain molding materials that have a complex shape by increasing the density of semiconductor packages due to high performance, miniaturization, and weight reduction, and increasing the speed and integration of LSIs. As the significance of the product increases, further improvements in quality are required. In addition to the components themselves, countermeasures against static electricity are required not only for the components themselves, but also for the peripheral components such as transporting components, assembly equipment environments, assembly equipment, etc. The demand for functional resins is increasing.

樹脂成形品に導電性を付与する方法の1つとして、樹脂材料に導電性充填剤を配合する方法がある。近年、電気伝導性を有する銅、アルミニウム、ステンレススチール等の金属類に代わり、カーボンナノチューブ(CNT)、黒鉛、カーボンブラック等の炭素材料を熱可塑性樹脂に混合する手法が盛んに研究されている。これらの炭素材料は、少ない含有量で高い導電性を発現できる上に、金属材料と比べ成型加工性の悪化、外観の悪化、高比重化、などを低減する事ができる。   As one of methods for imparting conductivity to a resin molded product, there is a method of blending a conductive filler into a resin material. In recent years, methods for mixing carbon materials such as carbon nanotubes (CNT), graphite, and carbon black with thermoplastic resins instead of metals such as copper, aluminum, and stainless steel having electrical conductivity have been actively studied. These carbon materials can exhibit high conductivity with a small content, and can reduce deterioration of molding processability, appearance, and high specific gravity as compared with metal materials.

しかしながら、これらの炭素材料は、高濃度に充填しないと十分な導電性を得ることができず、一方高濃度に充填してしまうと、熱可塑性樹脂が本来有している良好な流動性を阻害し、例えば射出成形時のリブ部でのショートショット、L/Tの大きい金型でのゲート最遠部へのショートショットなどが生じてしまうことがあった。   However, if these carbon materials are not filled at a high concentration, sufficient conductivity cannot be obtained. On the other hand, if they are filled at a high concentration, the good fluidity inherent in thermoplastic resins is impaired. For example, a short shot at the rib portion at the time of injection molding, a short shot to the farthest gate portion in a mold having a large L / T, and the like may occur.

流動性を改善する方法としては、低分子量の滑剤、例えば脂肪酸金属塩(金属石鹸)や脂肪酸アミドを添加する方法があるが、低分子化合物であり熱成形時に分解や昇華が生じ、これが成形品表面へのフローマークやシルバーストリークとなる場合があり成形品の外観を悪化させてしまうことがある。
これに対して、熱可塑性樹脂とカーボンブラックとを含有する組成物にペンタエリスリトール脂肪酸エステル0.1〜5重量%を添加し、予め溶融混練により分散処理しペレット化した後、溶融成形する導電性組成物が知られている(例えば特許文献1参照)。ペンタエリスリトール脂肪酸エステルは脂肪酸金属塩(金属石鹸)や脂肪酸アミドと比較し耐熱性に優れているので、射出成形時においても分解ないし昇華することなく流動性を改善することが可能であり(段落0012参照)、カーボンブラックを大量に添加することが可能となる。
As a method for improving fluidity, there is a method of adding a low molecular weight lubricant, for example, a fatty acid metal salt (metal soap) or a fatty acid amide, but it is a low molecular compound and decomposes and sublimates during thermoforming, which is a molded product. There may be a flow mark or silver streak on the surface, which may deteriorate the appearance of the molded product.
On the other hand, the electroconductivity which melt-molds, after adding 0.1-5 weight% of pentaerythritol fatty acid ester to the composition containing a thermoplastic resin and carbon black, carrying out the dispersion | distribution process and pelletizing by melt-kneading previously. A composition is known (see, for example, Patent Document 1). Since pentaerythritol fatty acid ester is superior in heat resistance as compared with fatty acid metal salts (metal soaps) and fatty acid amides, it is possible to improve fluidity without decomposition or sublimation even during injection molding (paragraph 0012). (Refer to Fig. 4), it becomes possible to add a large amount of carbon black.

しかしながら、この種の脂肪酸エステルはポリアミドのような極性のある熱可塑性プラスチックで無いと混和できない可能性があり、利用範囲が限られる可能性がある。
また、脂肪酸金属塩や脂肪酸アミドと比較すると耐熱性に優れるものの、250℃以上の耐熱性については記載されておらず、250℃以上の高温で加工成形される樹脂に使用した場合にはカーボンブラックの分散性が十分に得られない可能性がある上、分散剤自体が熱分解して低分化し、成形後表面へ浮き出ることによる外観不良発生の問題が懸念される。
However, this type of fatty acid ester may not be miscible unless it is a polar thermoplastic such as polyamide, and its range of use may be limited.
In addition, although it is superior in heat resistance as compared with fatty acid metal salts and fatty acid amides, it does not describe heat resistance of 250 ° C. or higher, and carbon black when used in a resin processed and processed at a high temperature of 250 ° C. or higher. In addition, there is a possibility that the dispersibility may not be sufficiently obtained, and the dispersing agent itself is thermally decomposed and poorly differentiated, and there is a concern that appearance defects may occur due to floating on the surface after molding.

また、グラフト型の樹脂分散剤を添加してカーボンナノチューブの分散性を高める試みもなされている(特許文献2参照)。しかし、導電性付与にはカーボンナノチューブ量が相当量必要であり、なおかつカーボンナノチューブが配向しやすい射出成型においては、成形品の導電性が大きく低下するという課題は、いまだ解決されていない。   Attempts have also been made to increase the dispersibility of carbon nanotubes by adding a graft type resin dispersant (see Patent Document 2). However, in order to impart conductivity, a considerable amount of carbon nanotubes is required, and in the injection molding in which the carbon nanotubes are easily oriented, the problem that the conductivity of the molded product is greatly reduced has not yet been solved.

特開2008−143991号公報JP 2008-143991 A 特開2010−03753号公報JP 2010-03753 A

本発明の課題は、カーボンナノチューブを含有する成形用樹脂組成物において、カーボンナノチューブが良好に分散されることにより、低い配合濃度であっても導電性を高めることができ、かつ成形時の流動性や成形後の外観が損なわれることのない成形用樹脂組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to improve the electrical conductivity even at a low blending concentration by the good dispersion of the carbon nanotube in the molding resin composition containing the carbon nanotube, and the fluidity at the time of molding. Another object is to provide a molding resin composition in which the appearance after molding is not impaired.

本発明者らは、カーボンナノチューブを分散させることのできる分散剤を使用することで、上記課題を解決できることを見出し、該分散剤として、分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤が、カーボンナノチューブを良好に分散することにより導電性を高めることができるとともに、成形用樹脂として使用する熱可塑性樹脂の流動性を損なうことなく熱成形が可能となり、成形後の外観も良好であることを見出した。   The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using a dispersant capable of dispersing carbon nanotubes. As the dispersant, a star polymer dispersant having a vinyl polymer chain via a branched portion. However, by dispersing carbon nanotubes well, the conductivity can be increased, thermoforming can be performed without impairing the fluidity of the thermoplastic resin used as a molding resin, and the appearance after molding is also good. I found out.

即ち本発明は、熱可塑性樹脂(A)と、カーボンナノチューブ(B)と、分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤ポリマー分散剤(C)とを含有することを特徴とする成形用樹脂組成物を提供するものである。   That is, the present invention comprises a thermoplastic resin (A), a carbon nanotube (B), and a star polymer dispersant having a vinyl polymer chain via a branched portion, and a polymer dispersant (C). A resin composition for molding is provided.

また本発明は、前記記載の成形用樹脂組成物を使用する成形体及び電子部材を提供するものである。   Moreover, this invention provides the molded object and electronic member which use the said resin composition for a shaping | molding.

本発明により、カーボンナノチューブを熱可塑性樹脂に良好に分散することができ、成形用樹脂として使用する熱可塑性樹脂の流動性を損なうことなく熱成形が可能となり、導電性や熱伝導性を高めた上で、成形後の外観も良好な成形体を得ることができる。
本発明の成形用樹脂組成物を使用した成形体は、電子材料として特に有用である。
According to the present invention, carbon nanotubes can be favorably dispersed in a thermoplastic resin, thermoforming is possible without impairing the fluidity of the thermoplastic resin used as a molding resin, and conductivity and thermal conductivity are improved. In the above, a molded article having a good appearance after molding can be obtained.
A molded body using the molding resin composition of the present invention is particularly useful as an electronic material.

(熱可塑性樹脂(A))
本発明で使用する熱可塑性樹脂(A)は、基本的に限定されるものではなく、公知の成形用樹脂を使用することができる。
例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレートやポリエチルメタクリレートなどのアクリル樹系脂、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン樹脂、アクリロニトリル−エチレンゴム−スチレン樹脂、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン樹脂などのスチレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロンなどのポリアミド樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、エチレン−アクリル酸樹脂、エチレン−エチルアクリレート樹脂、エチレン−ビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデンなどの塩素樹脂、ポリフッ化ビニルやポリフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、メチルペンテン樹脂、セルロース樹脂等、ならびにオレフィン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、スチレン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等の熱可塑性エラストマー、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、およびこれらの二種以上の混合物が挙げられる。
(Thermoplastic resin (A))
The thermoplastic resin (A) used in the present invention is not basically limited, and a known molding resin can be used.
For example, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, acrylic resin such as polymethyl methacrylate and polyethyl methacrylate, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, acrylonitrile-acrylic rubber-styrene Resin, acrylonitrile-ethylene rubber-styrene resin, (meth) acrylic ester-styrene resin, styrene resin such as styrene-butadiene-styrene resin, ionomer resin, polyacrylonitrile, polyamide resin such as nylon, ethylene-vinyl acetate resin, Ethylene-acrylic acid resin, ethylene-ethyl acrylate resin, ethylene-vinyl alcohol resin, polyvinyl chloride and poly Chlorine resins such as polyvinylidene fluoride, fluororesins such as polyvinyl fluoride and polyvinylidene fluoride, polycarbonate resins, modified polyphenylene ether resins, methylpentene resins, cellulose resins, etc., as well as olefin elastomers, vinyl chloride elastomers, styrene elastomers, urethanes Thermoplastic elastomers such as elastomers, polyester elastomers, polyamide elastomers, polyphenylene sulfide resins, polyether imide resins, polyether ether ketone resins, thermoplastic polyimide resins, and mixtures of two or more thereof.

(カーボンナノチューブ(B))
本発明で使用するカーボンナノチューブ(B)は後述のグラファイトの一枚面を巻いて円筒状にした形状を有しており、1層で巻いた構造を持つシングルウォールナノチューブ(SWNT)、2層以上で巻いたマルチウォールナノチューブ(MWNT)などの種類が挙げられるが、いずれも使用することができる。これらの中でもマルチウォールナノチューブで直径は20nm以下のものが好ましく、長さは特に限定されないが、カーボンナノチューブ同士が隣接する事により形成される導電性パスが効率的に行われるよう、100nm以上が好ましい。
(Carbon nanotube (B))
The carbon nanotube (B) used in the present invention has a cylindrical shape obtained by winding one surface of graphite, which will be described later, and a single-wall nanotube (SWNT) having a structure wound in one layer, two or more layers Examples include multi-walled nanotubes (MWNTs) wound around, any of which can be used. Among these, multiwall nanotubes having a diameter of 20 nm or less are preferable, and the length is not particularly limited, but is preferably 100 nm or more so that a conductive path formed by adjacent carbon nanotubes can be efficiently performed. .

本発明で用いられるカーボンナノチューブ(B)は、一般にレーザーアブレーション法、アーク放熱CVD法、プラズマCVD法、気相法、燃焼法などで製造できるが、どのような方法で製造したカーボンナノチューブでも構わない。
また多層カーボンナノチューブの表面、および末端は本発明の組成物の特性を損なわない限りにおいて、樹脂との親和性を増すために、官能基で修飾して用いてもよく、例えば酸やアルカリによって水酸基、カルボキシル基、アミノ基で官能基化を施してもよい。更にカーボンナノチューブをカップリング剤で予備処理して使用してもよく、かかるカップリング剤としては、イソシアネート系化合物、有機シラン系化合物、有機チタネート系化合物、エポキシ化合物などが挙げられる。
The carbon nanotube (B) used in the present invention can be generally produced by a laser ablation method, an arc heat radiation CVD method, a plasma CVD method, a gas phase method, a combustion method, etc., but the carbon nanotube produced by any method may be used. .
Further, the surface and end of the multi-walled carbon nanotube may be modified with a functional group in order to increase the affinity with the resin as long as the properties of the composition of the present invention are not impaired. Functionalization may be performed with a carboxyl group or an amino group. Further, carbon nanotubes may be used after being pretreated with a coupling agent, and examples of such a coupling agent include isocyanate compounds, organic silane compounds, organic titanate compounds, and epoxy compounds.

前記カーボンナノチューブ(B)の含有量は、前記熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、好ましくは0.01〜30重量部、より好ましくは0.15〜15重量部である。カーボンナノチューブ(B)の含有量が少なすぎると、成形品中のカーボンナノチューブ同士が隣接する事により形成される導電性パスの量が不十分となり、好ましい導電性が得られず、一方多すぎると成形品中のカーボンナノチューブと樹脂の界面が増大し、その相互作用による粘度上昇により流動性が低下し、外観不良をもたらす場合がある。   The content of the carbon nanotube (B) is preferably 0.01 to 30 parts by weight, more preferably 0.15 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin (A). When the content of the carbon nanotube (B) is too small, the amount of conductive paths formed by the adjacent carbon nanotubes in the molded product becomes insufficient, and preferable conductivity cannot be obtained. In some cases, the interface between the carbon nanotubes and the resin in the molded article increases, and the fluidity decreases due to an increase in viscosity due to the interaction, resulting in poor appearance.

本発明における樹脂組成物を成形した際、成形品中のカーボンナノチューブ(B)同士が隣接することにより形成される導電性パスを効果的に増大させるには、成形品表面にカーボンナノチューブが局在化していることが好ましい。カーボンナノチューブ(B)が高分散されている状態で成形品表面に局在化することで、カーボンナノチューブ(B)の添加量が少量であっても好ましい導電性が得られるため、良好な成形品を得ることができるので、望ましい。   When the resin composition in the present invention is molded, in order to effectively increase the conductive path formed by the adjacent carbon nanotubes (B) in the molded product, the carbon nanotubes are localized on the surface of the molded product. It is preferable to make it. Since the carbon nanotube (B) is highly dispersed and localized on the surface of the molded product, preferable conductivity can be obtained even if the amount of the carbon nanotube (B) added is small. Is desirable.

(分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤(C))
本発明における、分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤(C)(以下、星型ポリマー分散剤(C)と称することがある)は、原子あるいは原子団からなる核部分と、該核部分から3つ以上の複数のビニルポリマー鎖(D)が放射状に伸びた構造の分岐ポリマー構造を有するポリマーであり、成形樹脂中におけるカーボンナノチューブの高分散に寄与する。
星型ポリマーに関しては、野瀬卓平、中浜精一、宮田清蔵編「大学院 高分子化学」(講談社)p.39〜43に記載されている。
(Star-type polymer dispersant (C) having a vinyl polymer chain via a branched portion)
In the present invention, the star polymer dispersant (C) having a vinyl polymer chain via a branched portion (hereinafter sometimes referred to as a star polymer dispersant (C)) is composed of a core portion composed of atoms or atomic groups. A polymer having a branched polymer structure in which three or more vinyl polymer chains (D) extend radially from the core portion, and contributes to high dispersion of carbon nanotubes in the molding resin.
Regarding star polymers, Takuhei Nose, Seiichi Nakahama, and Kiyozo Miyata “Graduate Polymer Chemistry” (Kodansha) p. 39-43.

星型ポリマー分散剤(C)の合成法は、上記星型ポリマー分散剤の定義に合致した構造のポリマーを合成できるものであれば手段を問わない。具体的には、原子あるいは原子団からなる核部分を合成した後、側鎖となるモノマーをそこから重合させて側鎖をつける方法、先に側鎖ポリマーを合成した後、核部分に結合させる方法などが挙げられる。星型ポリマーの合成とそれを用いたポリマー合成に関しては、石津浩二編著「分岐ポリマーのナノテクノロジー」(アイピーシー)第1章に記載されている。   The method for synthesizing the star polymer dispersant (C) is not limited as long as it can synthesize a polymer having a structure that matches the definition of the star polymer dispersant. Specifically, after synthesizing a core part consisting of atoms or atomic groups, a method of attaching a side chain by polymerizing a monomer that becomes a side chain, first synthesizing a side chain polymer, and then bonding to the core part The method etc. are mentioned. The synthesis of star polymers and polymer synthesis using them are described in Chapter 1 of Koji Ishizu, “Nanotechnology of Branched Polymers” (IPC).

(ビニルポリマー鎖(D))
本発明の分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する分岐型ポリマー分散剤(C)におけるビニルポリマー鎖を、以下ビニルポリマー鎖(D)と称する。該ビニルポリマー鎖(D)とは、ビニルポリマーであって、前記分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤(C)の核部分から放射状に延びた側鎖である。ビニルポリマー鎖(D)とは、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリビニルエーテル、ポリビニルエステル等により構成されるものが好適に挙げられ、末端やポリマー鎖の途中に、官能基等の部分構造を有していてもかまわない。また、ビニルポリマー鎖(D)は直鎖状でも、鎖の途中や末端に分岐部をもつ分岐構造をしていてもかまわない。
(Vinyl polymer chain (D))
The vinyl polymer chain in the branched polymer dispersant (C) having a vinyl polymer chain through the branched portion of the present invention is hereinafter referred to as a vinyl polymer chain (D). The vinyl polymer chain (D) is a vinyl polymer, and is a side chain extending radially from the core of the star-shaped polymer dispersant (C) having a vinyl polymer chain via the branched portion. Examples of the vinyl polymer chain (D) preferably include those composed of polystyrene, poly (meth) acrylic acid ester, poly (meth) acrylamide, polyvinyl ether, polyvinyl ester, and the like. It may have a partial structure such as a functional group. The vinyl polymer chain (D) may be linear or may have a branched structure having a branched portion in the middle or at the end of the chain.

前記ビニルポリマー鎖(D)は、上記各種ビニルポリマー鎖を構成しうる重合性単量体を、重合開始剤の存在下、反応容器中で加熱、必要により熟成することにより得ることが出来る。反応条件としては例えば、重合開始剤及び溶媒によって異なるが、反応温度が30〜150℃、好ましくは60〜120℃である。重合は、非反応性溶剤の存在下で行っても差し支えない。   The vinyl polymer chain (D) can be obtained by heating a polymerizable monomer capable of constituting the above various vinyl polymer chains in a reaction vessel in the presence of a polymerization initiator and aging as necessary. The reaction conditions vary depending on, for example, the polymerization initiator and the solvent, but the reaction temperature is 30 to 150 ° C, preferably 60 to 120 ° C. The polymerization can be carried out in the presence of a non-reactive solvent.

前記重合開始剤としては、例えばt−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキシド、クメンパーヒドロキシド、アセチルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等過酸化物;アゾビスイソブチルニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等アゾ化合物などが挙げられる。   Examples of the polymerization initiator include peroxides such as t-butyl peroxybenzoate, di-t-butyl peroxide, cumene peroxide, acetyl peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide; azobisisobutylnitrile, azobis Examples include azo compounds such as -2,4-dimethylvaleronitrile and azobiscyclohexanecarbonitrile.

前記非反応性溶剤としては、例えばヘキサン、ミネラルスピリット等脂肪族炭化水素系溶剤;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;酢酸ブチル等のエステル系溶剤;メタノール、ブタノール等のアルコール系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン等の非プロトン性極性溶剤などが挙げられる。これらの溶剤は、単独で使用しても、複数種類併用してもかまわない。これらの溶剤は、得られるビニルポリマー鎖(D)が溶解するものを適宜選択して使用することができる。   Examples of the non-reactive solvent include aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and mineral spirit; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene; ester solvents such as butyl acetate; alcohols such as methanol and butanol. Solvent; aprotic polar solvents such as dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone and the like. These solvents may be used alone or in combination. As these solvents, those capable of dissolving the resulting vinyl polymer chain (D) can be appropriately selected and used.

本発明の星型ポリマー分散剤(C)において、目的に応じて種々の部分構造を含むことができる。例えば、核部分である前記低級アルキル分子や、側鎖であるビニルポリマー鎖(D)に炭素材料吸着性に優れた官能基(E)を導入することで、星型ポリマー分散剤(C)の炭素材料表面への吸着性をより向上させることができる。   The star polymer dispersant (C) of the present invention may contain various partial structures depending on the purpose. For example, by introducing a functional group (E) having excellent carbon material adsorptivity into the lower alkyl molecule that is the core portion or the vinyl polymer chain (D) that is the side chain, the star polymer dispersant (C) The adsorptivity to the surface of the carbon material can be further improved.

前記炭素材料吸着性に優れた官能基(E)としての酸性基として、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、モノ硫酸エステル基、リン酸基、モノリン酸エステル基、ホウ酸基が好ましい例として挙げられ、カルボン酸基、スルホン酸基、モノ硫酸エステル基、リン酸基、モノリン酸エステル基がより好ましく、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基が特に好ましい。   Preferred examples of the acidic group as the functional group (E) excellent in carbon material adsorption include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a monosulfate group, a phosphate group, a monophosphate group, and a borate group. Among them, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a monosulfate group, a phosphoric acid group, and a monophosphate group are more preferable, and a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group are particularly preferable.

合成に用いうる前記炭素材料吸着性に優れた官能基(E)としての酸性基を有するビニルモノマーの例としては、カルボキシル基を有するビニルモノマーやスルホン酸基を有するビニルモノマーが挙げられる。
カルボキシル基を有するビニルモノマーとして、(メタ)アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸ダイマーなどが挙げられる。また、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの水酸基を有する単量体と無水マレイン酸や無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物のような環状無水物との付加反応物、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートなども利用できる。また、カルボキシル基の前駆体として無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などの無水物含有モノマーを用いてもよい。
また、スルホン酸基を有するビニルモノマーとして、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などが挙げられ、リン酸基を有するビニルモノマーとして、リン酸モノ(2−アクリロイルオキシエチルエステル)、リン酸モノ(1−メチル−2−アクリロイルオキシエチルエステル)などが挙げられる。
Examples of the vinyl monomer having an acidic group as the functional group (E) excellent in carbon material adsorption that can be used for synthesis include a vinyl monomer having a carboxyl group and a vinyl monomer having a sulfonic acid group.
Examples of the vinyl monomer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid, vinyl benzoic acid, maleic acid, maleic acid monoalkyl ester, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, cinnamic acid, and acrylic acid dimer. Further, addition reaction product of a monomer having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and a cyclic anhydride such as maleic anhydride, phthalic anhydride, or cyclohexanedicarboxylic anhydride, ω-carboxy-polycaprolactone Mono (meth) acrylates can also be used. Moreover, you may use anhydride containing monomers, such as maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride, as a precursor of a carboxyl group.
Examples of the vinyl monomer having a sulfonic acid group include 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and examples of the vinyl monomer having a phosphoric acid group include phosphoric acid mono (2-acryloyloxyethyl ester) and phosphoric acid mono (1-methyl-2-acryloyloxyethyl ester) and the like.

前記塩基性窒素原子を官能基として有するビニルモノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸エステルとして、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸1−(N,N−ジメチルアミノ)−1、1−ジメチルメチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノヘキシル、(メタ)アクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジイソプロピルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジ−n−ブチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジ−i−ブチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モルホリノエチル、(メタ)アクリル酸ピペリジノエチル、(メタ)アクリル酸1−ピロリジノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−メチル−2−ピロリジルアミノエチル及び(メタ)アクリル酸N,N−メチルフェニルアミノエチルなどが挙げられる。
また、(メタ)アクリルアミド類として、N−(N’,N’−ジメチルアミノエチル)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジメチルアミノエチル)メタクリルアミド、N−(N’,N’−ジエチルアミノエチル)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジエチルアミノエチル)メタクリルアミド、N−(N’,N’−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミド、N−(N’,N’−ジエチルアミノプロピル)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジエチルアミノプロピル)メタクリルアミド、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、3−(N,N−ジエチルアミノ)プロピル(メタ)アクリルアミド、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル(メタ)アクリルアミド、1−(N,N−ジメチルアミノ)−1、1−ジメチルメチル(メタ)アクリルアミド及び6−(N,N−ジエチルアミノ)ヘキシル(メタ)アクリルアミド、モルホリノ(メタ)アクリルアミド、ピペリジノ(メタ)アクリルアミド、N−メチル−2−ピロリジル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
Specific examples of the vinyl monomer having a basic nitrogen atom as a functional group include (meth) acrylic acid ester, (meth) acrylic acid N, N-dimethylaminoethyl, (meth) acrylic acid N, N-dimethylamino. Propyl, 1- (N, N-dimethylamino) -1,1-dimethylmethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminohexyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid N, N-diisopropylaminoethyl, (meth) acrylic acid N, N-di-n-butylaminoethyl, (meth) acrylic acid N, N-di-i-butylaminoethyl, (meth) Morpholinoethyl acrylate, piperidinoethyl (meth) acrylate, 1-pyrrolidinoethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid , N- methyl-2-pyrrolidyl-aminoethyl and (meth) acrylic acid and N, N- methylphenylamino ethyl.
Further, as (meth) acrylamides, N- (N ′, N′-dimethylaminoethyl) acrylamide, N- (N ′, N′-dimethylaminoethyl) methacrylamide, N- (N ′, N′-diethylamino) Ethyl) acrylamide, N- (N ′, N′-diethylaminoethyl) methacrylamide, N- (N ′, N′-dimethylaminopropyl) acrylamide, N- (N ′, N′-dimethylaminopropyl) methacrylamide, N- (N ′, N′-diethylaminopropyl) acrylamide, N- (N ′, N′-diethylaminopropyl) methacrylamide, 2- (N, N-dimethylamino) ethyl (meth) acrylamide, 2- (N, N-diethylamino) ethyl (meth) acrylamide, 3- (N, N-diethylamino) propyl (meth) acrylamide, 3- (N, N-dimethylamino) propyl (meth) acrylamide, 1- (N, N-dimethylamino) -1,1-dimethylmethyl (meth) acrylamide and 6- (N, N-diethylamino) hexyl (meth) acrylamide Morpholino (meth) acrylamide, piperidino (meth) acrylamide, N-methyl-2-pyrrolidyl (meth) acrylamide and the like.

(原子あるいは原子団からなる核部分)
本発明における星型ポリマー分散剤(C)において、原子あるいは原子団からなる核部分は、低級アルキル分子であることが好ましい。ここで低級アルキル分子とはメタン、エタン、プロパン等を意味し、メタン、すなわち1つの炭素原子から3又は4方向にポリマー鎖が延びたもの、エタンすなわち隣接する2つの炭素原子から3〜6方向にポリマー鎖が延びたもの、プロパン、すなわち隣接する3つの炭素原子から3〜8方向にポリマー鎖が延びたものを例示できる。それぞれのポリマー鎖は、線状であっても、分岐を有していてもよい。また、該低級アルキル分子は各種官能基を含有していてもかまわない。
(Nuclear part consisting of atoms or atomic groups)
In the star-shaped polymer dispersant (C) in the present invention, the core part composed of atoms or atomic groups is preferably a lower alkyl molecule. Here, the lower alkyl molecule means methane, ethane, propane, etc., and methane, ie, a polymer chain extending from one carbon atom in 3 or 4 directions, ethane, ie, 3 to 6 directions from two adjacent carbon atoms. In this case, propane, that is, a polymer chain extending in the 3 to 8 direction from three adjacent carbon atoms can be exemplified. Each polymer chain may be linear or branched. The lower alkyl molecule may contain various functional groups.

本発明における星型ポリマー分散剤(C)は、炭素材料吸着性に優れた官能基(E)を有することが好ましく、とくに、核部分である前記低級アルキル分子に対し、前記炭素材料吸着性に優れた官能基(E)を導入することが、星型ポリマー分散剤(C)の炭素表面への吸着性をより向上させることができるため好ましい。   The star polymer dispersant (C) in the present invention preferably has a functional group (E) excellent in carbon material adsorptivity, and in particular, the carbon material adsorptivity with respect to the lower alkyl molecule as a core portion. It is preferable to introduce an excellent functional group (E) because the adsorptivity of the star polymer dispersant (C) to the carbon surface can be further improved.

核部分である前記低級アルキル分子に対し、前記炭素材料吸着性に優れた官能基(E)を導入するには、前記炭素材料吸着性に優れた官能基(E)を少なくとも1種含む1価の有機基である吸着部位(以下、吸着部位(E1)と称する)を導入することが好ましい。
吸着部位(E1)における前記炭素材料吸着性に優れた官能基(E)としては、塩基性窒素原子を有する基、塩基性窒素原子を有する複素環基、酸性基、ヒドロキシル基がこのましい。
前記「複素環構造」としては、例えば、チオフェン、フラン、キサンテン、ピロール、ピロリン、ピロリジン、ジオキソラン、ピラゾール、ピラゾリン、ピラゾリジン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラン、ピリジン、ピペリジン、ジオキサン、モルホリン、ピリダジン、ピリミジン、ピペラジン、トリアジン、トリチアン、イソインドリン、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、ベンゾチアゾール、コハクイミド、フタルイミド、ナフタルイミド、ヒダントイン、インドール、キノリン、カルバゾール、アクリジン、アクリドン、アントラキノンなどが挙げられる。
前記「酸性基」として、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、モノ硫酸エステル基、リン酸基、モノリン酸エステル基、ホウ酸基などが挙げられる。
前記塩基性窒素原子を有する基」として、例えば、アミノ基(−NH2)、置換イミノ基などが挙げられる。
In order to introduce the functional group (E) excellent in the carbon material adsorptivity into the lower alkyl molecule as the core part, the monovalent containing at least one functional group (E) excellent in the carbon material adsorptivity It is preferable to introduce an adsorption site (hereinafter referred to as adsorption site (E1)) which is an organic group.
As the functional group (E) excellent in carbon material adsorption at the adsorption site (E1), a group having a basic nitrogen atom, a heterocyclic group having a basic nitrogen atom, an acidic group, and a hydroxyl group are preferable.
Examples of the “heterocyclic structure” include thiophene, furan, xanthene, pyrrole, pyrroline, pyrrolidine, dioxolane, pyrazole, pyrazoline, pyrazolidine, imidazole, oxazole, thiazole, oxadiazole, triazole, thiadiazole, pyran, pyridine, piperidine , Dioxane, morpholine, pyridazine, pyrimidine, piperazine, triazine, trithiane, isoindoline, isoindolinone, benzimidazolone, benzothiazole, succinimide, phthalimide, naphthalimide, hydantoin, indole, quinoline, carbazole, acridine, acridone, anthraquinone, etc. Is mentioned.
Examples of the “acidic group” include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a monosulfate group, a phosphate group, a monophosphate group, and a borate group.
Examples of the “group having a basic nitrogen atom” include an amino group (—NH 2) and a substituted imino group.

星型ポリマー分散剤(C)の合成において、核部分から側鎖となるモノマーを重合させて側鎖をつける方法は特に制限されないが、前記低級アルキル分子として、吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物を核部分として、ビニルモノマーをラジカル重合により側鎖であるビニルポリマー鎖(D)を形成する方法が好ましい。   In the synthesis of the star-shaped polymer dispersant (C), a method for polymerizing a monomer that becomes a side chain from a core portion to attach a side chain is not particularly limited, but a mercaptan compound having an adsorption site (E1) as the lower alkyl molecule A method of forming a vinyl polymer chain (D), which is a side chain, by radical polymerization of a vinyl monomer by using as a core part is preferred.

前記吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物は、一分子中に4個以上のメルカプト基を有する化合物と、吸着部位(E1)を有しかつメルカプト基と反応可能な官能基を有する化合物、とを付加反応させる方法で合成することができる。   The mercaptan compound having the adsorption site (E1) includes a compound having 4 or more mercapto groups in one molecule, and a compound having an adsorption site (E1) and a functional group capable of reacting with the mercapto group. It can be synthesized by a method of addition reaction.

前記「一分子中に4個以上のメルカプト基を有する化合物」しては、3官能以上のものであれば特に限定されるものではないが、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールメタントリス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールメタントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)等を例示できる。   The “compound having four or more mercapto groups in one molecule” is not particularly limited as long as it has three or more functional groups, but pentaerythritol tetrakis (2-mercaptoacetate, pentaerythritol tetrakis ( 3-mercaptopropionate), trimethylol methane tris (2-mercaptoacetate), trimethylol methane tris (3-mercaptopropionate), trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), dipentaerythritol hexakis (3-mercaptopropionate) etc. can be illustrated.

前記吸着部位(E1)を有しかつメルカプト基と反応可能な官能基を有する化合物において、該「メルカプト基と反応可能な官能基」としては、酸ハライド、アルキルハライド、イソシアネート、炭素−炭素二重結合などが好適に挙げられる。「メルカプト基と反応可能な官能基」が炭素−炭素二重結合であり、付加反応がラジカル付加反応であることが特に好ましい。なお、炭素−炭素二重結合としては、メルカプト基との反応性の点で置換もしくは2置換のビニル基がより好ましい。
吸着部位(E1)を有しかつ炭素−炭素二重結合を有する化合物としては、特に制限されないが、以下のようなものが挙げられる。ビニルピロリジン、ビニルイミダゾール、ビニルオキサゾール、ビニルチアゾール、ビニルピリジン、ビニルピペリジン、ビニルフラン、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、ビニルスルホン酸、アクリルアミドスルホン酸、ビニルアミン、アリルアミン、ジメチルアミノエチルメタクリル酸エステル、ジエチルアミノエチルメタクリル酸エステル、ジメチルアミノエチルアクリルアミドなどが挙げられる。
In the compound having the adsorption site (E1) and having a functional group capable of reacting with a mercapto group, the “functional group capable of reacting with a mercapto group” includes acid halide, alkyl halide, isocyanate, carbon-carbon double Preferred examples include a bond. It is particularly preferable that the “functional group capable of reacting with a mercapto group” is a carbon-carbon double bond, and the addition reaction is a radical addition reaction. The carbon-carbon double bond is more preferably a substituted or disubstituted vinyl group in terms of reactivity with the mercapto group.
Although it does not restrict | limit especially as a compound which has an adsorption site (E1) and has a carbon-carbon double bond, The following are mentioned. Vinyl pyrrolidine, vinyl imidazole, vinyl oxazole, vinyl thiazole, vinyl pyridine, vinyl piperidine, vinyl furan, methacrylic acid, acrylic acid, itaconic acid, vinyl sulfonic acid, acrylamide sulfonic acid, vinyl amine, allylamine, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylamino Examples include ethyl methacrylate and dimethylaminoethyl acrylamide.

本発明における星型ポリマー分散剤(C)において、前記吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物は、
前記「一分子中に4個以上のメルカプト基を有する化合物」と、前記「吸着部位を有しかつ炭素−炭素二重結合を有する化合物」とを適当な溶媒中に溶解し、ここにラジカル発生剤を添加して、約50℃〜100℃で、付加させる方法(チオール−エン反応法)を利用して得られる。前記吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物を合成する際には、前記「一分子中に4個以上のメルカプト基を有する化合物」と、前記「吸着部位を有しかつ炭素−炭素二重結合を有する化合物」は、前記吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物において、「吸着部位を有しかつ炭素−炭素二重結合を有する化合物」が未反応なメルカプト基が一分子中に3個以上あるように反応させる。
前記チオール−エン反応法で用いられる適当な溶媒の例としては、用いる前記「一分子中に4個以上のメルカプト基を有する化合物」、前記「吸着部位を有しかつ炭素−炭素二重結合を有する化合物」、および生成した前記「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」の溶解性に応じて任意に選択できる。
In the star polymer dispersant (C) in the present invention, the mercaptan compound having the adsorption site (E1) is:
The above-mentioned “compound having 4 or more mercapto groups in one molecule” and the “compound having an adsorption site and a carbon-carbon double bond” are dissolved in an appropriate solvent, and radicals are generated therein. It is obtained using a method (thiol-ene reaction method) of adding an agent and adding at about 50 ° C. to 100 ° C. When synthesizing the mercaptan compound having the adsorption site (E1), the “compound having 4 or more mercapto groups in one molecule” and the “compound having an adsorption site and a carbon-carbon double bond” "Compound having" means that in the mercaptan compound having the adsorption site (E1), the "compound having an adsorption site and having a carbon-carbon double bond" has 3 or more unreacted mercapto groups in one molecule. To react.
Examples of suitable solvents used in the thiol-ene reaction method include the above-mentioned “compound having 4 or more mercapto groups in one molecule”, the above “having an adsorption site and a carbon-carbon double bond. It can be arbitrarily selected depending on the solubility of the “compound having” and the produced “mercaptan compound having the adsorption site (E1)”.

前記星型ポリマー分散剤(C)において、側鎖であるビニルポリマー(D)を重合する際に、前記「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」を存在させることにより、該「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」は連鎖移動剤として働くことから、ビニルポリマー鎖(D)が「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」へ結合する。このとき、前記「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」は、ビニルポリマー(D)が反応しうる未反応のメルカプト基を3個以上含有する為、3つ以上のビニルポリマー鎖(D)が結合した、分岐状の星型ポリマー分散剤(C−2)を得ることができる。
前記星型ポリマー分散剤(C)における「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」とビニルポリマー鎖(D)を構成する単量体のモル比は、単量体と「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」の合計量100モル%に対して「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」が1〜20モル%とすることが好ましく、2〜10モル%とすることがより好ましい。
In the star polymer dispersant (C), when the vinyl polymer (D) as a side chain is polymerized, the “adsorption site (E1)” is caused by the presence of the “mercaptan compound having an adsorption site (E1)”. Since the mercaptan compound having) acts as a chain transfer agent, the vinyl polymer chain (D) is bonded to the “mercaptan compound having the adsorption site (E1)”. At this time, since the “mercaptan compound having an adsorption site (E1)” contains three or more unreacted mercapto groups with which the vinyl polymer (D) can react, three or more vinyl polymer chains (D) are present. A bonded branched star polymer dispersant (C-2) can be obtained.
The molar ratio of the “mercaptan compound having an adsorption site (E1)” and the monomer constituting the vinyl polymer chain (D) in the star polymer dispersant (C) is the same as that of the monomer and “adsorption site (E1). The “mercaptan compound having an adsorption site (E1)” is preferably 1 to 20 mol% and more preferably 2 to 10 mol% with respect to 100 mol% of the total amount of “mercaptan compound having”.

前記星型ポリマー分散剤(C)の製造は、ビニルポリマー鎖(D)を構成する単量体と、重合開始剤と、「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」の存在下で、塊状、懸濁、溶液重合により行なわれるが、一般に溶液重合法が好ましい。
該溶液重合に用いる溶剤としては、単量体、重合開始剤、「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」及び生成する星型ポリマー分散剤(C)のいずれをも溶解できる溶剤が好ましい。
星型ポリマー分散剤(C)の分子量の調節は、ビニルポリマー鎖(D)を構成する単量体量に対する重合開始剤量、「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」量の調節により行うことができる。重合開始剤量、「吸着部位(E1)を有するメルカプタン化合物」を多くすればそれだけ分子量が小さくなる。
The star-shaped polymer dispersant (C) is produced in the presence of a monomer constituting the vinyl polymer chain (D), a polymerization initiator, and a “mercaptan compound having an adsorption site (E1)”. Although it is carried out by suspension or solution polymerization, a solution polymerization method is generally preferred.
The solvent used for the solution polymerization is preferably a solvent that can dissolve any of the monomer, the polymerization initiator, the “mercaptan compound having an adsorption site (E1)”, and the resulting star polymer dispersant (C).
The molecular weight of the star-shaped polymer dispersant (C) is adjusted by adjusting the amount of the polymerization initiator and the amount of the “mercaptan compound having an adsorption site (E1)” relative to the amount of the monomer constituting the vinyl polymer chain (D). Can do. If the amount of the polymerization initiator, “mercaptan compound having an adsorption site (E1)” is increased, the molecular weight is decreased accordingly.

また、本発明の分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤(C)は、ビニルポリマー鎖(D)として、ビニルポリマー鎖(D)の末端にエチレン性不飽和2重結合を有する重合性オリゴマーに由来する構造単位を共重合させたマクロモノマー(D−2)を用いた、マクロモノマー型星形分散剤(C2)であってもかまわない。
本発明において使用するマクロモノマー(D−2)は、ビニルポリマー鎖(D)部分とその末端のエチレン性不飽和二重結合を有する重合可能な官能基の部分からなる。このようなエチレン性不飽和二重結合を有する基は、ビニルポリマー鎖(D)の一方の末端にのみ有することが、所望のマクロモノマー型の星型ポリマー分散剤(C)を得るという観点から好ましい。エチレン性不飽和二重結合を有する基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基が好ましく、特に(メタ)アクリロイル基が好ましい。
In addition, the star polymer dispersant (C) having a vinyl polymer chain via a branched portion of the present invention has an ethylenically unsaturated double bond at the end of the vinyl polymer chain (D) as the vinyl polymer chain (D). It may be a macromonomer type star dispersant (C2) using a macromonomer (D-2) obtained by copolymerizing a structural unit derived from a polymerizable oligomer.
The macromonomer (D-2) used in the present invention comprises a polymerizable functional group having a vinyl polymer chain (D) moiety and an ethylenically unsaturated double bond at the terminal thereof. From the viewpoint of obtaining a desired macromonomer type star polymer dispersant (C), having such a group having an ethylenically unsaturated double bond only at one end of the vinyl polymer chain (D). preferable. As the group having an ethylenically unsaturated double bond, a (meth) acryloyl group and a vinyl group are preferable, and a (meth) acryloyl group is particularly preferable.

本発明において使用するマクロモノマー(D−2)において、ビニルポリマー鎖(D)の部分は、アルキル(メタ)アクリレート、(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、スチレン、及び(メタ)アクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも一種のモノマーから形成される単独重合体又は共重合体である。
これらのビニルポリマー鎖(D)はさらに置換基を有していてもよく、導入可能な置換基としてはハロゲン原子、アルケニル基、アリール基、水酸基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイル基等が挙げられる。
In the macromonomer (D-2) used in the present invention, the vinyl polymer chain (D) has an alkyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-alkyl (meth) acrylamide, N, N′-dialkyl ( It is a homopolymer or copolymer formed from at least one monomer selected from the group consisting of (meth) acrylamide, styrene, and (meth) acrylonitrile.
These vinyl polymer chains (D) may further have a substituent. Examples of the substituent that can be introduced include a halogen atom, an alkenyl group, an aryl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an amino group, and an acylamino group. And carbamoyl group.

なお、ビニルポリマー鎖(D)を形成するアルキル(メタ)アクリレート、N−アルキル(メタ)アクリルアミド等におけるアルキル基の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、2−クロロエチル基、2−ブロモエチル基、2−メトキシカルボニルエチル基、2−メトキシエチル基、2−ブロモプロピル基、2−ブテニル基、2−ペンテニル基、3−メチル−2−ペンテニル基、2−ヘキセニル基、4−メチル−2−ヘキセニル基、ベンジル基、フェネチル基、3−フェニルプロピル基、ナフチルメチル基、2−ナフチルエチル基、クロロベンジル基、ブロモベンジル基、メチルベンジル基、エチルベンジル基、メトキシベンジル基、ジメチルベンジ
ル基、ジメトキシベンジル基、シクロヘキシル基、2−シクロヘキシルエチル基、2−シクロペンチルエチル基、ビシクロ〔3.2.1〕オクト−2−イル基、1−アダマンチル基、ジメチルアミノプロピル基、アセチルアミノエチル基、N,N−ジブチルアミノカルバモイルメチル基などが挙げられる。
Specific examples of the alkyl group in the alkyl (meth) acrylate, N-alkyl (meth) acrylamide, etc. that form the vinyl polymer chain (D) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a heptyl group. Hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, octadecyl group, 2-chloroethyl group, 2-bromoethyl group, 2-methoxycarbonylethyl group, 2-methoxyethyl group, 2- Bromopropyl group, 2-butenyl group, 2-pentenyl group, 3-methyl-2-pentenyl group, 2-hexenyl group, 4-methyl-2-hexenyl group, benzyl group, phenethyl group, 3-phenylpropyl group, naphthyl Methyl group, 2-naphthylethyl group, chlorobenzyl group, bromobenzyl group, methyl Benzyl group, ethylbenzyl group, methoxybenzyl group, dimethylbenzyl group, dimethoxybenzyl group, cyclohexyl group, 2-cyclohexylethyl group, 2-cyclopentylethyl group, bicyclo [3.2.1] oct-2-yl group, 1 -Adamantyl group, dimethylaminopropyl group, acetylaminoethyl group, N, N-dibutylaminocarbamoylmethyl group and the like can be mentioned.

前記マクロモノマー(D−2)は、市販品であってもよいし、適宜合成したものであってもよく、該市販品としては、例えば、片末端メタクリロイル化ポリスチレンオリゴマー(商品名:AS−6、東亜合成化学工業(株)製)、片末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレートオリゴマー(商品名:AA−6、東亜合成化学工業(株)製)、片末端メタクリロイル化ポリ−n−ブチルアクリレートオリゴマー(商品名:AB−6、東亜合成化学工業(株)製)などが挙げられる。   The macromonomer (D-2) may be a commercially available product or an appropriately synthesized product. Examples of the commercially available product include a one-end methacryloylated polystyrene oligomer (trade name: AS-6). , Manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.), one-end methacryloylated polymethyl methacrylate oligomer (trade name: AA-6, manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.), one-end methacryloylated poly-n-butyl acrylate oligomer (product) Name: AB-6, manufactured by Toa Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.).

(星型ポリマー分散剤(C)におけるその他の成分)
本発明の星型ポリマー分散剤(C)は、星型ポリマー分散剤(C)の製造時に用いた非反応性溶剤を含有していても良く、また製造時に用いた非反応性溶剤を留去した後に別の溶剤を新たに加えてもかまわない。
また、本発明の星型ポリマー分散剤(C)は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、上記星型ポリマー分散剤(C)以外の成分を若干含んでいても構わない。本発明において「主成分」とは、本発明で使用する分岐型ポリマーを本発明の効果が得られる範囲で含んでいればよいことを示す。他の成分としては、例えば、上記星型ポリマー分散剤(C)を製造時に生じる副生成物や、あるいは、非反応性熱可塑性樹脂等が挙げられる。
(Other components in star polymer dispersant (C))
The star polymer dispersant (C) of the present invention may contain a non-reactive solvent used in the production of the star polymer dispersant (C), and the non-reactive solvent used in the production is distilled off. After that, another solvent may be newly added.
The star polymer dispersant (C) of the present invention may contain some components other than the star polymer dispersant (C) as long as the effects of the present invention are not impaired. In the present invention, the “main component” indicates that the branched polymer used in the present invention may be contained within a range in which the effects of the present invention can be obtained. Examples of other components include by-products generated during the production of the star polymer dispersant (C), or non-reactive thermoplastic resins.

(成形用樹脂組成物)
本発明の成形用樹脂組成物は、前記熱可塑性樹脂(A)と、カーボンナノチューブ(B)と分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤(C)とを含有することを必須とするが、本発明の効果を損なわない範囲において、公知の添加剤を添加してもよい。例えば添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、無機フィラー等が挙げられる。
前記酸化防止剤の一例としては樹脂の加工時の熱劣化防止のためフェノール系、リン系、硫黄系、ラクトン系からなる酸化防止剤を単独または複合化して添加すればよく、屋外用途で耐候性が必要な場合は紫外線吸収剤や光安定剤としてベンゾフェノン系、サルシレート系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、ヒンダートアミン系化合物を用いれば良い。
前記無機フィラーとしては炭酸カルシウム、タルク、沈降性硫酸バリウム、マイカ、カオリンクレー、ハイドロタルサイト、ケイソウ土、酸化マグネシウムや酸化アルミニウム等の金属酸化物等が挙げられる。これら添加剤は単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。
(Resin composition for molding)
The molding resin composition of the present invention must contain the thermoplastic resin (A), the carbon nanotube (B), and the star polymer dispersant (C) having a vinyl polymer chain via a branched portion. However, a known additive may be added as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, examples of the additive include an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antistatic agent, and an inorganic filler.
As an example of the antioxidant, an antioxidant composed of a phenol, phosphorus, sulfur, or lactone may be added singly or in combination to prevent heat deterioration during processing of the resin. Is necessary, a benzophenone-based, salicylate-based, benzotriazole-based, cyanoacrylate-based, or hindered amine-based compound may be used as an ultraviolet absorber or light stabilizer.
Examples of the inorganic filler include calcium carbonate, talc, precipitated barium sulfate, mica, kaolin clay, hydrotalcite, diatomaceous earth, and metal oxides such as magnesium oxide and aluminum oxide. These additives may be used alone or in combination of two or more.

また、本発明における成形用樹脂組成物には、着色剤を添加しても良い。着色剤の添加量は、着色剤の種類及び目的とする色調により異なるが、前記熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して30重量部以下であることが好ましく、より好ましくは20重量部以下である。
用いる着色剤は、特に限定されず、目的とする意匠に合わせて、一般の熱可塑性樹脂の着色に使用される慣用の無機顔料、有機顔料および染料などが使用できる。例えば、酸化チタン、チタンイエロー、酸化鉄、複合酸化物系顔料、群青、コバルトブルー、酸化クロム、バナジウム酸ビスマス、カーボンブラック、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、タルク等の無機顔料;アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、アンスラキノン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、チオインジゴ系顔料及びジケトピロロピロール系顔料等の有機顔料;金属錯体顔料などが挙げられる。また染料としては主として油溶性染料のグループから選ばれる1種または2種を使用することが好ましい。
Moreover, you may add a coloring agent to the resin composition for shaping | molding in this invention. The addition amount of the colorant varies depending on the type of colorant and the target color tone, but is preferably 30 parts by weight or less, more preferably 20 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin (A). It is.
The colorant to be used is not particularly limited, and conventional inorganic pigments, organic pigments and dyes used for coloring general thermoplastic resins can be used according to the intended design. For example, inorganic pigments such as titanium oxide, titanium yellow, iron oxide, complex oxide pigments, ultramarine, cobalt blue, chromium oxide, bismuth vanadate, carbon black, zinc oxide, calcium carbonate, barium sulfate, silica, talc; azo Pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, anthraquinone pigments, isoindolinone pigments, isoindoline pigments, perylene pigments, perinone pigments, quinophthalone pigments, thioindigo pigments and diketopyrrolo Organic pigments such as pyrrole pigments; metal complex pigments and the like. In addition, it is preferable to use one or two dyes mainly selected from the group of oil-soluble dyes.

(配合方法)
本発明の成形用樹脂組成物は、公知の方法で配合することができる。例えば、熱可塑性樹脂で一般的に用いられるような混練機、例えば単軸ないしは2軸押出機やFCM、コニーダー等の連続式混練機やバンバリーミキサーやニーダー等のバッチ式混練機により熱可塑性樹脂(A)と、カーボンナノチューブ(B)とを高分散させつつ分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤(C)を添加し導電性組成物として製造することができる。また、カーボンナノチューブ(B)と星型ポリマー分散剤(C)を高濃度に添加させることによりマスターバッチとして製造し、熱可塑性樹脂(A)と希釈し成形に供することも可能である。
(Formulation method)
The molding resin composition of the present invention can be blended by a known method. For example, a thermoplastic resin (such as a kneader generally used in thermoplastic resins, such as a single or twin screw extruder, a continuous kneader such as an FCM or a kneader, or a batch kneader such as a Banbury mixer or a kneader). A star polymer dispersant (C) having a vinyl polymer chain is added via a branching portion while highly dispersing A) and the carbon nanotube (B), and can be produced as a conductive composition. It is also possible to produce a master batch by adding carbon nanotubes (B) and a star-shaped polymer dispersant (C) at high concentrations, dilute with the thermoplastic resin (A), and use for molding.

(成形方法)
本発明の成形用樹脂組成物の成形方法は、熱可塑性樹脂で一般的に用いられる成形方法を採用することができる。具体的にはプレス成形、射出成形、フィルム、シート成形、ブロー成形、異形押出成形、紡糸等が挙げられる。また、シート成形されたシートを真空成形等で後加工することも何ら問題ない。
(Molding method)
As a molding method of the molding resin composition of the present invention, a molding method generally used for thermoplastic resins can be adopted. Specific examples include press molding, injection molding, film, sheet molding, blow molding, profile extrusion molding, and spinning. Further, there is no problem in post-processing the sheet-formed sheet by vacuum forming or the like.

(用途)
カーボンナノチューブ(B)を使用した成形用樹脂組成物は、前記分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤(C)が特に前記成形用樹脂組成物の高温溶融時における分散性と、カーボンナノチューブ(B)の成形品表面への局在化を改善する効果が高いために、低濃度のカーボンナノチューブ(B)添加で高い導電性を付与することが可能である。このときのカーボンナノチューブ(B)量に対する星型ポリマー分散剤
(C)の量は1〜500重量%の範囲が好ましい。このような配合において得られる成形体は、カーボンナノチューブ(B)が低濃度である為に成形性がよく、なおかつ高い導電性を示すことが可能であり、エンジン周り用チューブ、燃料タンクなどの自動車部材、ICトレイ、ウェハーケース、電磁波シールド材などの電子部材、放熱シートをはじめ種々の用途に利用可能である。
(Use)
In the molding resin composition using the carbon nanotube (B), the star-shaped polymer dispersant (C) having a vinyl polymer chain via the branched portion is particularly dispersible when the molding resin composition is melted at a high temperature. Since the effect of improving the localization of the carbon nanotube (B) on the surface of the molded product is high, it is possible to impart high conductivity by adding a low concentration of the carbon nanotube (B). The amount of the star-shaped polymer dispersant (C) with respect to the amount of the carbon nanotube (B) at this time is preferably in the range of 1 to 500% by weight. The molded body obtained by such blending has good moldability due to the low concentration of carbon nanotubes (B), and can exhibit high conductivity, and automobiles such as engine-use tubes and fuel tanks. It can be used for various applications including electronic members such as members, IC trays, wafer cases, electromagnetic shielding materials, and heat radiation sheets.

次に、本発明を、実施例及び比較例により具体的に説明をする。例中断りのない限り、「部」「%」は重量規準である。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples. Unless otherwise indicated, “parts” and “%” are weight standards.

(合成例1)吸着部位を有するメルカプタン化合物の合成
ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)〔SC化学工業(株)製〕84部、及びN−ビニルイミダゾール 16部を、メチルエチルケトン(以下MEKと称する)100部に溶解させ、窒素気流下、60℃に加熱した。これに2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)〔V−65、和光純薬工業(株)製〕0.2部を加えて5時間加熱した。室温まで冷却することで、吸着部位を有するメルカプタン化合物の50%溶液を得た。
Synthesis Example 1 Synthesis of Mercaptan Compound Having Adsorption Site Pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) [manufactured by SC Chemical Industry Co., Ltd.] 84 parts and N-vinylimidazole 16 parts were converted to methyl ethyl ketone (hereinafter referred to as MEK). This was dissolved in 100 parts and heated to 60 ° C. under a nitrogen stream. To this, 0.2 part of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) [V-65, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] was added and heated for 5 hours. By cooling to room temperature, a 50% solution of a mercaptan compound having an adsorption site was obtained.

(合成例2−a)マクロモノマー(2−a)の合成
MEK100部を、窒素気流中80℃に保ち、攪拌しながらアクリル酸ステアリル75部、アクリル酸ブチル19部、チオグリコール酸6部、および重合開始剤(「パーブチル(登録商標)O」〔有効成分ペルオキシ2−エチルヘキサン酸t−ブチル、日本油脂(株)製〕)0.2部からなる混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、4時間ごとに「パーブチル(登録商標)O」0.5部を添加し、80℃で12時間攪拌した。次いでグリシジルメタクリレート10.2部およびテトラブチルアンモニウムブロマイド3.2部を仕込み、窒素に変えて空気を吹き込みながら攪拌し70℃で6時間反応させた後MEKを留去して、ビニルポリマー含有マクロモノマー(2−a)を得た。該マクロモノマー(2−a)の重量平均分子量は4200であった。
(Synthesis Example 2-a) Synthesis of Macromonomer (2-a) 100 parts of MEK was kept at 80 ° C. in a nitrogen stream, and while stirring, 75 parts of stearyl acrylate, 19 parts of butyl acrylate, 6 parts of thioglycolic acid, and A mixture composed of 0.2 part of a polymerization initiator (“Perbutyl (registered trademark) O” [active ingredient t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, manufactured by NOF Corporation)) was added dropwise over 4 hours. After completion of the dropwise addition, 0.5 part of “Perbutyl (registered trademark) O” was added every 4 hours and stirred at 80 ° C. for 12 hours. Next, 10.2 parts of glycidyl methacrylate and 3.2 parts of tetrabutylammonium bromide were charged, stirred while blowing air in place of nitrogen, reacted at 70 ° C. for 6 hours, and then MEK was distilled off to remove the vinyl polymer-containing macromonomer. (2-a) was obtained. The macromonomer (2-a) had a weight average molecular weight of 4,200.

(合成例2−b)マクロモノマー(2−b)の合成
合成例2−aで配合したアクリル酸ステアリル75部、アクリル酸ブチル19部に代えてメタクリル酸ベンジル66部、メタクリル酸ラウリル28部を用いる以外は合成例2−aと同様の操作を行い、マクロモノマー(2−b)のMEK溶液を得た。得られたマクロモノマー(2−b)の重量平均分子量は4600であった。
(Synthesis Example 2-b) Synthesis of Macromonomer (2-b) In place of 75 parts of stearyl acrylate and 19 parts of butyl acrylate mixed in Synthesis Example 2-a, 66 parts of benzyl methacrylate and 28 parts of lauryl methacrylate were used. The same operation as in Synthesis Example 2-a was performed except that it was used to obtain a MEK solution of macromonomer (2-b). The obtained macromonomer (2-b) had a weight average molecular weight of 4,600.

(合成例3−a)マクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−a)の合成
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに、MEK100部を仕込み、窒素気流中80℃に保ち、攪拌しながら合成例1で得た吸着部位を有するメルカプタン化合物の50%溶液12部、合成例2で得たビニルポリマー含有マクロモノマー(2−a)180部、アクリル酸ブチル10部、および重合開始剤(「パーブチルO」)0.5部からなる混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、4時間ごとに「パーブチルO」0.5部を添加し、80℃で12時間攪拌した。反応終了後減圧脱溶剤によりMEKを留去し重量平均分子量20000のマクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−a)を得た。
(Synthesis Example 3-a) Synthesis of Macromonomer Type Star Polymer Dispersant (3-a) 100 parts of MEK was charged into a flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen blowing tube, and thermometer, and in a nitrogen stream. While maintaining at 80 ° C. with stirring, 12 parts of a 50% solution of a mercaptan compound having an adsorption site obtained in Synthesis Example 1, 180 parts of the vinyl polymer-containing macromonomer (2-a) obtained in Synthesis Example 2, and butyl acrylate 10 And a mixture consisting of 0.5 part of a polymerization initiator (“Perbutyl O”) was added dropwise over 4 hours. After completion of the dropwise addition, 0.5 part of “perbutyl O” was added every 4 hours and stirred at 80 ° C. for 12 hours. After completion of the reaction, MEK was distilled off by desolvation under reduced pressure to obtain a macromonomer type star polymer dispersant (3-a) having a weight average molecular weight of 20000.

(合成例3−b)マクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−b)の合成
合成例3−aで配合したマクロモノマー(3−a)の50%溶液180部、アクリル酸ブチル10部に代えてマクロモノマー(2−b)の50%溶液120部、メタクリル酸ラウリル40部を用いる以外は合成例3−aと同様の操作を行い、マクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−b)のMEK溶液を合成した。該マクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−b)の重量平均分子量は20000であった。
(合成例3−c)マクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−c)の合成
合成例3−aで配合したマクロモノマー(3−a)の50%溶液180部、アクリル酸ブチル10部に代えてシリコンマクロモノマー サイラプレーンFM−0711(JNC社製)20部、スチレン60部、アクリロニトリル20部を用いる以外は合成例3−aと同様の操作を行い、マクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−c)のMEK溶液を合成した。該マクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−c)の重量平均分子量は22000であった。
(Synthesis Example 3-b) Synthesis of Macromonomer Type Star Polymer Dispersant (3-b) To 180 parts of a 50% solution of macromonomer (3-a) blended in Synthesis Example 3-a and 10 parts of butyl acrylate Instead, the macromonomer type star polymer dispersant (3-b) was prepared in the same manner as in Synthesis Example 3-a, except that 120 parts of a 50% solution of the macromonomer (2-b) and 40 parts of lauryl methacrylate were used. A MEK solution was synthesized. The macromonomer type star polymer dispersant (3-b) had a weight average molecular weight of 20,000.
(Synthesis Example 3-c) Synthesis of Macromonomer Type Star Polymer Dispersant (3-c) To 180 parts of a 50% solution of macromonomer (3-a) blended in Synthesis Example 3-a and 10 parts of butyl acrylate Instead, a macromonomer-type star polymer dispersing agent (similar to Synthesis Example 3-a) except that 20 parts of silicon macromonomer Silaplane FM-0711 (manufactured by JNC), 60 parts of styrene, and 20 parts of acrylonitrile were used. A MEK solution of 3-c) was synthesized. The macromonomer type star polymer dispersant (3-c) had a weight average molecular weight of 22,000.

(比較合成例1)くし型分散剤(3−d)の合成
MEK100部を、窒素気流中80℃に保ち、攪拌しながらアクリル酸ステアリル80部、アクリル酸ブチル20部、チオグリコール酸6部、および重合開始剤(「パーブチル(登録商標)O」〔有効成分ペルオキシ2−エチルヘキサン酸t−ブチル、日本油脂(株)製〕)0.2部からなる混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、4時間ごとに「パーブチル(登録商標)O」0.5部を添加し、80℃で12時間攪拌した。反応終了後不揮発分調整のためMEKを加え、不揮発分50%の、片末端にカルボキシル基を有するビニルポリマーのMEK溶液を得た。次いで撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに、キシレン100部と上記ビニルポリマーのMEK溶液186部とポリアリルアミン20%水溶液(日東紡績(株)製「PAA−05」、数平均分子量約5,000)35部からなる混合物を仕込み、窒素気流下撹拌しながら140℃で撹拌し、分離装置を使用してMEKと水を溜去すると共に、キシレンを反応溶液に返流しながら、8時間140℃で反応を行った。反応終了後、キシレンを留去し、重量平均分子量は7,500、アミン価は33.5mg KOH/gのくし型分散剤(3−d)を得た。
(Comparative Synthesis Example 1) Synthesis of Comb Dispersant (3-d) 100 parts of MEK was kept at 80 ° C. in a nitrogen stream and stirred with 80 parts of stearyl acrylate, 20 parts of butyl acrylate, 6 parts of thioglycolic acid, And a mixture of 0.2 parts of a polymerization initiator ("Perbutyl (registered trademark) O" [active ingredient t-butyl 2-ethylhexanoate, manufactured by NOF Corporation)) was added dropwise over 4 hours. After completion of the dropwise addition, 0.5 part of “Perbutyl (registered trademark) O” was added every 4 hours and stirred at 80 ° C. for 12 hours. After completion of the reaction, MEK was added to adjust the nonvolatile content to obtain a MEK solution of a vinyl polymer having a nonvolatile content of 50% and having a carboxyl group at one end. Next, in a flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen blowing tube and thermometer, 100 parts of xylene, 186 parts of MEK solution of vinyl polymer and 20% aqueous solution of polyallylamine (“PAA-05 manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.) ”, A mixture consisting of 35 parts of a number average molecular weight of about 5,000) was stirred at 140 ° C. while stirring under a nitrogen stream, and MEK and water were distilled off using a separator, and xylene was added to the reaction solution. The reaction was carried out at 140 ° C. for 8 hours while returning. After completion of the reaction, xylene was distilled off to obtain a comb-type dispersant (3-d) having a weight average molecular weight of 7,500 and an amine value of 33.5 mg KOH / g.

(比較合成例2)グラフトポリマー分散剤(3−e)の合成
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに、MEK20部を仕込み、窒素気流中80℃に保ち、攪拌しながら合成例2−aで得たマクロモノマー(2−a)の50%溶液160部、メタクリル酸10部、メタクリル酸ヒドロキシエチル10部、および重合開始剤(「パーブチルO」)4.0部からなる混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、4時間ごとに「パーブチルO」0.5部を添加し、80℃で12時間攪拌した。反応終了後不MEKを留去し、グラフトポリマー分散剤(3−e)を得た。該マクロモノマー型グラフトポリマー分散剤(3−e)の重量平均分子量は8000であった。
(Comparative Synthesis Example 2) Synthesis of Graft Polymer Dispersant (3-e) Into a flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen blowing tube, and thermometer, 20 parts of MEK was charged and kept at 80 ° C. in a nitrogen stream. While stirring, 160 parts of a 50% solution of the macromonomer (2-a) obtained in Synthesis Example 2-a, 10 parts of methacrylic acid, 10 parts of hydroxyethyl methacrylate, and a polymerization initiator ("Perbutyl O") 4.0 The mixture consisting of parts was added dropwise over 4 hours. After completion of the dropwise addition, 0.5 part of “perbutyl O” was added every 4 hours and stirred at 80 ° C. for 12 hours. After completion of the reaction, non-MEK was distilled off to obtain a graft polymer dispersant (3-e). The macromonomer type graft polymer dispersant (3-e) had a weight average molecular weight of 8,000.

〔実施例1〕
Nanocyl製多層カーボンナノチューブ(径9.5nm、長さ1.5μm、嵩密度0.06/cm3)を1.5部、マクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−a)を3.0部、ポリカーボネート(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ユーピロンS3000」)95.5%の配合で、ラボプラストミルR−60((株)東洋精機製作所製))を用い設定温度260℃、ローター回転数100回転/分、混練時間5分の条件で混練し成形用樹脂組成物(F−1)を得た。上記混練方法で得られた成形用樹脂組成物(F−1)を120℃の真空乾燥機で8時間乾燥後、東芝機械製の射出成型機「MS−55」を用い、シリンダ設定温度300℃、背圧1MPa 金型温度90℃、射出速度20mm/sの二水準の条件で成形し、長径90mm×短径50mm×厚み3mmの平板状の試験片(F−1−s)を得た。
[Example 1]
Nanocyl multi-walled carbon nanotubes (diameter 9.5 nm, length 1.5 μm, bulk density 0.06 / cm 3) 1.5 parts, macromonomer type star polymer dispersant (3-a) 3.0 parts, Laboplast mill R-60 (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) containing 95.5% of polycarbonate ("Iupilon S3000" manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd.) and a rotor rotation speed of 100 The resin composition for molding (F-1) was obtained by kneading under conditions of rotation / min and kneading time of 5 minutes. The molding resin composition (F-1) obtained by the kneading method was dried for 8 hours in a 120 ° C. vacuum dryer, and then a cylinder set temperature of 300 ° C. was used using an injection molding machine “MS-55” manufactured by Toshiba Machine. And a back pressure of 1 MPa. Molding was performed under two conditions of a mold temperature of 90 ° C. and an injection speed of 20 mm / s to obtain a flat test piece (F-1-s) having a major axis of 90 mm × minor axis of 50 mm × thickness of 3 mm.

〔表面抵抗値〕
前記試験片(F−1−s)について、抵抗率計Loresta−EP MCP−T360((株)三菱化学アナリテック製)を用い、表面抵抗値を測定した。表面抵抗値が測定範囲(〜10^6Ω)を超えたものは、オーバーレンジ(O.R.)とした。
[解こう性]
成形用樹脂組成物(F−1)を株式会社井元製作所製 50kNロードセル付 IMC−1819−A型加熱プレス機(設定温度200℃、圧力40kg/cm2、圧力保持時間3分)で成形することにより、厚さ1mmの試験片を作成し、これを1mm角の大きさに削りとり、上記加熱プレス機(設定温度200℃、圧力10kg/cm2、圧力保持時間1分)を用いフィルム(F−1−f)を成形した。得られたフィルム(F−1−f)を株式会社ニコン製の光学顕微鏡OPTIPHOT−2にて倍率100倍で観察し、樹脂組成物の解こう性を評価した。解れ不良(黒すじ)が認められるのが視野内の5%未満の面積の場合を○、視野内の5%〜10%の面積に(黒すじ)が認められる場合を△、視野内の10%以上の面積に解れ不良(黒すじ)が認められる場合を×とした。(流動性が悪い樹脂組成物は当射出条件において、カーボンナノチューブが樹脂中に完全に解こうせず、視野内に黒色スジ状の模様として観察される。)
[分散性]
得られたフィルム(F−1−f)を株式会社ニコン製の光学顕微鏡OPTIPHOT−2にて倍率100倍で観察し、視野内に認められるカーボンナノチューブ凝集粒子の最大粒子径を測定し、カーボンナノチューブ分散性を評価した。
カーボンナノチューブ凝集体径が50μm以上のものが視野内に認められない場合を○、50μm〜100μmのカーボンナノチューブ凝集体が認められるものを△、100μm以上のカーボンナノチューブ凝集体が認められるものを×とした。
[Surface resistance value]
About the said test piece (F-1-s), the surface resistance value was measured using the resistivity meter Loresta-EP MCP-T360 (made by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.). When the surface resistance value exceeded the measurement range (−10 ^ 6Ω), the overrange (OR) was determined.
[Unsolvability]
By molding the resin composition for molding (F-1) with an IMC-1819-A type hot press with a 50 kN load cell manufactured by Imoto Seisakusho Co., Ltd. (set temperature 200 ° C., pressure 40 kg / cm 2, pressure holding time 3 minutes) Then, a 1 mm thick test piece was prepared, cut into a 1 mm square size, and a film (F-1) using the above heating press machine (setting temperature 200 ° C., pressure 10 kg / cm 2, pressure holding time 1 minute). -F) was molded. The obtained film (F-1-f) was observed with an optical microscope OPTIPHOT-2 manufactured by Nikon Corporation at a magnification of 100 times to evaluate the peptizability of the resin composition. ○ When the area of less than 5% in the field of view is unresolved (black streaks), Δ when the area of 5% to 10% in the field of view (black lines) is recognized, and 10 in the field of view The case where unraveling defects (black streaks) were recognized in an area of% or more was marked as x. (A resin composition having poor fluidity is observed as a black streak-like pattern in the visual field because the carbon nanotubes are not completely dissolved in the resin under the injection conditions.)
[Dispersibility]
The obtained film (F-1-f) was observed with an optical microscope OPTIPHOT-2 manufactured by Nikon Corporation at a magnification of 100 times, and the maximum particle diameter of the carbon nanotube aggregated particles recognized in the field of view was measured. Dispersibility was evaluated.
A case where a carbon nanotube aggregate diameter of 50 μm or more is not recognized in the field of view, a case where a carbon nanotube aggregate of 50 μm to 100 μm is recognized Δ, a case where a carbon nanotube aggregate of 100 μm or more is recognized × did.

〔実施例2〕
合成例3−aで得たマクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−a)を用いる代わりに、合成例3−bで得たマクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−b)を用いるほかは、実施例1と同様の操作を行い、成形用樹脂組成物(F−2)、試験片(F−2−s)、フィルム(F−2−f)を得た。
[Example 2]
Instead of using the macromonomer type star polymer dispersant (3-a) obtained in Synthesis Example 3-a, the macromonomer type star polymer dispersant (3-b) obtained in Synthesis Example 3-b is used. Were the same operations as in Example 1 to obtain a molding resin composition (F-2), a test piece (F-2-s), and a film (F-2-f).

〔実施例3〕
合成例3−aで得たマクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−a)を用いる代わりに、合成例3−cで得たマクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−c)を用いるほかは、実施例1と同様の操作を行い、成形用樹脂組成物(F−3)、試験片(F−3−s)、フィルム(F−3−f)を得た。
Example 3
Instead of using the macromonomer type star polymer dispersant (3-a) obtained in Synthesis Example 3-a, the macromonomer type star polymer dispersant (3-c) obtained in Synthesis Example 3-c is used. Performed the same operation as Example 1, and obtained the resin composition for molding (F-3), the test piece (F-3-s), and the film (F-3-f).

<比較例1>
合成例3で得たマクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−a)を用いる代わりに、比較合成例1で得たくし型変性ポリアミン分散剤(3−d)を用いるほかは、実施例1と同様の操作を行い、成形用樹脂組成物(H−1)、試験片(H−1−s)、フィルム(H−1−f)を得た。
<Comparative Example 1>
Instead of using the macromonomer-type star polymer dispersant (3-a) obtained in Synthesis Example 3, Example 1 is used except that the comb-modified polyamine dispersant (3-d) obtained in Comparative Synthesis Example 1 is used. The same operation was performed to obtain a molding resin composition (H-1), a test piece (H-1-s), and a film (H-1-f).

<比較例2>
合成例3で得たマクロモノマー型星型ポリマー分散剤(3−a)を用いる代わりに、比較合成例2で得たマクロモノマー型グラフトポリマー分散剤(3−e)を用いるほかは、実施例1と同様の操作を行い、成形用樹脂組成物(H−2)、試験片(H−2−s)、フィルム(H−2−f)を得た。
<Comparative example 2>
Instead of using the macromonomer type star polymer dispersant (3-a) obtained in Synthesis Example 3, the macromonomer type graft polymer dispersant (3-e) obtained in Comparative Synthesis Example 2 was used. The same operation as 1 was performed to obtain a molding resin composition (H-2), a test piece (H-2-s), and a film (H-2-f).

実施例及び比較例の評価結果を、下記表1に示す。 The evaluation results of Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below.

Figure 2014009329
Figure 2014009329

表1で示すように、カーボンナノチューブ配合系については、解こう性、分散性、及び射出成形品における表面抵抗値に明確な差有が認められた。   As shown in Table 1, there was a clear difference in the peptizability, dispersibility, and surface resistance value in the injection molded product for the carbon nanotube blending system.

熱可塑性樹脂(A)とカーボンナノチューブ(B)を含有する成形用樹脂組成物において、分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤(C)を用いることで、炭素材料が良好に分散され導電性や熱伝導性を高めることができ、かつ分散性に優れる成形用樹脂組成物を提供することが可能となる。   In the molding resin composition containing the thermoplastic resin (A) and the carbon nanotube (B), the use of the star-shaped polymer dispersant (C) having a vinyl polymer chain via the branch portion makes it possible to improve the carbon material. It becomes possible to provide a molding resin composition which can be dispersed to enhance conductivity and thermal conductivity and has excellent dispersibility.

Claims (4)

熱可塑性樹脂(A)と、カーボンナノチューブ(B)と分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤(C)とを含有することを特徴とする成形用樹脂組成物。 A molding resin composition comprising a thermoplastic resin (A), a carbon nanotube (B), and a star polymer dispersant (C) having a vinyl polymer chain via a branched portion. 前記分岐部を介してビニルポリマー鎖を有する星型ポリマー分散剤(C)が、マクロモノマー型星型ポリマー分散剤(C2)である、請求項1に記載の成形用樹脂組成物。 The molding resin composition according to claim 1, wherein the star polymer dispersant (C) having a vinyl polymer chain via the branched portion is a macromonomer type star polymer dispersant (C2). 請求項1または2に記載の成形用樹脂を成形してなる成形体。 The molded object formed by shape | molding the resin for shaping | molding of Claim 1 or 2. 請求項1または2に記載の成形用樹脂組成物を使用することを特徴とする導電性材料。 A conductive material using the molding resin composition according to claim 1.
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CN115558236A (en) * 2022-09-28 2023-01-03 烯湾科城(广州)新材料有限公司 Antistatic polyether-ether-ketone composite material and preparation method thereof

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