JP2020105416A - Thermoplastic resin composition and molding - Google Patents

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Abstract

To provide a thermoplastic resin composition which improves a strength such as elongation.SOLUTION: A thermoplastic resin composition contains modified polyrotaxane particles in which a resin and silica particles are coupled to each other through modified polyrotaxane.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、熱可塑性樹脂組成物及び成形体に関する。 The present invention relates to a thermoplastic resin composition and a molded product.

樹脂は、ガラスに比べ軽量であることから、ガラスの代替として様々な用途に用いられている。特にスチレン系樹脂は成形加工性に優れており、自動車部品、家電、包装容器等の用途に用いられている。また、意匠性を要求される用途にも広く用いられている。これらの用途に用いられる樹脂においては、引張強度や耐衝撃性等の物性が必要とされる。 Resin is lighter than glass, and is therefore used in various applications as a substitute for glass. In particular, styrene resins have excellent moldability and are used in applications such as automobile parts, home appliances, and packaging containers. It is also widely used for applications requiring designability. Resins used for these purposes require physical properties such as tensile strength and impact resistance.

樹脂組成物の強度を向上させる方法として、ガラスフィラー等の無機物を添加する方法がある(特許文献1)。しかし、この様な方法では、樹脂とフィラーとの界面の強度に問題があり、樹脂の種類によっては十分な強度を発現できない場合がある。 As a method of improving the strength of the resin composition, there is a method of adding an inorganic substance such as a glass filler (Patent Document 1). However, in such a method, there is a problem in the strength of the interface between the resin and the filler, and sufficient strength may not be exhibited depending on the type of resin.

非特許文献1ではポリロタキサンとシリカを結合させることでエアロゲルを形成している。しかしながら、このゲルを用いても、十分な強度を発現できない場合があった。 In Non-Patent Document 1, an airgel is formed by binding polyrotaxane and silica. However, even when this gel was used, there were cases where sufficient strength could not be expressed.

特開2017−544038号公報JP, 2017-544038, A

Lan Jiang、他4名、「One−Pot Synthesis and Characterization of Polyrotaxane−Silica Hybrid Aerogel」、ACS Macro Lett.、2017年、第6号、281−286ページLan Jiang, 4 others, "One-Pot Synthesis and Charification of Polyrotaxane-Silica Hybrid Aerogel", ACS Macro Lett. , 2017, No. 6, pp. 281-286

すなわち、本発明が解決しようとする課題は、伸び等の強度を向上させた熱可塑性樹脂組成物を提供することにある。 That is, the problem to be solved by the present invention is to provide a thermoplastic resin composition having improved strength such as elongation.

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討し実験を重ねた結果、変性ポリロタキサンを介して樹脂とシリカ粒子とが結合した変性ポリロタキサン粒子を用いることにより上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。 The present inventors have conducted extensive studies and experiments to solve the above problems, and found that the above problems can be solved by using modified polyrotaxane particles in which a resin and silica particles are bonded through a modified polyrotaxane. The present invention has been completed.

本発明は、以下の態様を有する。
(1)
変性ポリロタキサンを介して樹脂とシリカ粒子とが結合した変性ポリロタキサン粒子を含むことを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物。
(2)
前記樹脂が芳香族ビニルモノマーに由来するモノマーユニットを含む、(1)の熱可塑性樹脂組成物。
(3)
前記樹脂がアルキル(メタ)アクリレートに由来するモノマーユニットを含む、(1)又は(2)に記載の熱可塑性樹脂組成物。
(4)
(1)〜(3)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を成形しなることを特徴とする、成形体。
The present invention has the following aspects.
(1)
A thermoplastic resin composition comprising modified polyrotaxane particles in which a resin and silica particles are bonded via a modified polyrotaxane.
(2)
The thermoplastic resin composition according to (1), wherein the resin contains a monomer unit derived from an aromatic vinyl monomer.
(3)
The thermoplastic resin composition according to (1) or (2), wherein the resin contains a monomer unit derived from an alkyl (meth)acrylate.
(4)
A molded product, which is obtained by molding the thermoplastic resin composition according to any one of (1) to (3).

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、上記構成を有するため、伸び等の強度に優れる。 Since the thermoplastic resin composition of the present invention has the above constitution, it has excellent strength such as elongation.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細説明する。本発明は、以下の実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「熱可塑性」とは、ガラス転移温度又は融点以上に加熱することで軟化する性質のことを指し、軟化することで容易に成形加工が可能になる。
「(メタ)アクリレート」とは、アリクレート及びメタクリレートからなる群選ばれる少なくとも1種を指す。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments and can be variously modified and implemented within the scope of the gist.
The following definitions of terms apply throughout the specification and claims.
"Thermoplasticity" refers to the property of being softened by heating above the glass transition temperature or melting point, and by softening, molding processing can be easily performed.
“(Meth)acrylate” refers to at least one selected from the group consisting of acrylate and methacrylate.

以下、本実施形態について詳細に説明する。
[熱可塑性樹脂組成物]
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、変性ポリロタキサンを介して樹脂とシリカ粒子とが結合した変性ポリロタキサン粒子を含む。
Hereinafter, the present embodiment will be described in detail.
[Thermoplastic resin composition]
The thermoplastic resin composition of the present embodiment contains modified polyrotaxane particles in which a resin and silica particles are bonded via a modified polyrotaxane.

(変性ポリロタキサン粒子)
−変性ポリロタキサン−
変性ポリロタキサンは、環状分子(環状構造)の開口部に直鎖状分子(直鎖状構造)が貫通し、直鎖状分子の両末端にブロック基(封鎖基)を有する変性ポリロタキサンの該環状分子に、官能性単量体が反応することにより変性されたものである。
変性ポリロタキサンとしては、環状構造が直鎖状構造上を自由に動くことができるものが好ましい。環状構造が直鎖状構造上を自由に動きやすい点から、環状構造の包接率が理論上の飽和値の50質量%以下であることが好ましい。
(Modified polyrotaxane particles)
-Modified polyrotaxane-
The modified polyrotaxane is a cyclic molecule of a modified polyrotaxane having a linear molecule (linear structure) penetrating the opening of a cyclic molecule (cyclic structure) and having a block group (blocking group) at both ends of the linear molecule. And is modified by reacting a functional monomer.
As the modified polyrotaxane, one having a cyclic structure that can freely move on a linear structure is preferable. The inclusion rate of the cyclic structure is preferably 50% by mass or less of the theoretical saturation value from the viewpoint that the cyclic structure easily moves freely on the linear structure.

環状構造としては、特に限定されないが、入手しやすさの観点から、シクロデキストリンが好ましい。シクロデキストリンとしては、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンが好ましく、α−シクロデキストリンが最も好ましい。シクロデキストリンは、化学修飾されていてもよい。変性ポリロタキサンに結合する樹脂との相分離等が生じにくい点で、シクロデキストリンの水酸基がイソプロピル基、カプロラクトン基等で修飾されていることが好ましい。 The cyclic structure is not particularly limited, but cyclodextrin is preferable from the viewpoint of easy availability. As the cyclodextrin, α-cyclodextrin, β-cyclodextrin and γ-cyclodextrin are preferable, and α-cyclodextrin is most preferable. The cyclodextrin may be chemically modified. It is preferable that the hydroxyl group of the cyclodextrin is modified with an isopropyl group, a caprolactone group, or the like, because phase separation with a resin that binds to the modified polyrotaxane is less likely to occur.

変性ポリロタキサンを構成する環状構造は、シリカ粒子及び樹脂と一層強固に結合する観点から、ジカル重合可能な不飽和二重結合を有する基を有することが好ましく、(メタ)アクリレート基を有することがより好ましい。環状構造が(メタ)アクリレート基を有する場合、変性ポリロタキサンに結合する樹脂を構成するモノマーユニットと重合により一体化し、効果を発揮しやすくなる。上記環状構造は、ラジカル重合可能な上記不飽和二重結合を有する基を少なくとも2個以上有することが好ましい。
上記(メタ)アクリレート基は、シクロデキストリンの水酸基を修飾したイソプロピル基、カプロラクトン基を介して上記シクロデキストリンに結合してよい。
The cyclic structure constituting the modified polyrotaxane preferably has a group having a dicarlizable unsaturated double bond, and more preferably has a (meth)acrylate group, from the viewpoint of more strongly bonding to the silica particles and the resin. preferable. When the cyclic structure has a (meth)acrylate group, it is integrated with the monomer unit constituting the resin that binds to the modified polyrotaxane by polymerization, and the effect is easily exhibited. The cyclic structure preferably has at least two radically polymerizable groups having the unsaturated double bond.
The (meth)acrylate group may be bonded to the cyclodextrin via an isopropyl group or a caprolactone group in which the hydroxyl group of cyclodextrin is modified.

変性ポリロタキサンを構成する直鎖状構造としては、特に限定されないが、耐衝撃性の発現のしやすさから、ガラス転移温度が低いものが好ましい。
ガラス転移点が低い直鎖状構造としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリブチレングリコール、シリコーン樹脂、ポリブタジエン等が挙げられる。中でも、入手しやすさの観点から、ポリエチレングリコールが最も好ましい。
上記直鎖状構造の重量平均分子量は、5000〜10万が好ましく、1万〜4万がより好ましい。上記下限値以上であれば、耐衝撃性を発現しやすく、上記上限値以下であれば、変性ポリロタキサンに結合する樹脂との相分離を抑えやすい傾向がある。
なお、直鎖状構造の重量平均分子量はGel Permiation Chromatography(GPC法)により測定が可能である。
GPC機種:東ソー社製 HPLC−8320
カラム:Shodex社製 K−803L、K−806M
移動相:クロロホルム 1.0ml/min
試料濃度:0.2質量%
温度:オーブン40℃、注入口35℃、検出器35℃
検出器:示差屈折計
単分散ポリスチレンの溶出曲線により各溶出時間における分子量を算出し、ポリスチレ
ン換算の分子量として算出した。
The linear structure constituting the modified polyrotaxane is not particularly limited, but one having a low glass transition temperature is preferable from the viewpoint of easily exhibiting impact resistance.
Examples of the linear structure having a low glass transition point include polyethylene glycol, polybutylene glycol, silicone resin, polybutadiene and the like. Among them, polyethylene glycol is most preferable from the viewpoint of easy availability.
The weight average molecular weight of the linear structure is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 40,000. When it is at least the above lower limit, impact resistance is likely to be exhibited, and when it is at most the above upper limit, phase separation from the resin bonded to the modified polyrotaxane tends to be easily suppressed.
The weight average molecular weight of the linear structure can be measured by Gel Permeation Chromatography (GPC method).
GPC model: Tosoh HPLC-8320
Column: Shodex K-803L, K-806M
Mobile phase: Chloroform 1.0 ml/min
Sample concentration: 0.2% by mass
Temperature: oven 40°C, inlet 35°C, detector 35°C
Detector: Differential refractometer The molecular weight at each elution time was calculated from the elution curve of monodisperse polystyrene, and calculated as the molecular weight in terms of polystyrene.

変性ポリロタキサンを構成する封鎖基は、環状構造の直鎖状構造からの脱離を防止する基であり、例えばアダマンチル基等が挙げられる。
変性ポリロタキサンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The capping group that constitutes the modified polyrotaxane is a group that prevents the cyclic structure from being removed from the linear structure, and examples thereof include an adamantyl group.
The modified polyrotaxane may be used alone or in combination of two or more.

−樹脂−
変性ポリロタキサンに結合する樹脂を形成するモノマーユニットとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン、エチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等の芳香族ビニルモノマー;(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;ポリエステルジオールジ(メタ)アクリレート;ポリカーボネートジオールジ(メタ)アクリレート;ポリウレタンジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート;n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシ化ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート;等のモノマー成分に由来するユニットが挙げられる。中でも、変性ポリロタキサンとの化学結合の形成しやすさ(例えば、変性ポリロタキサンの環状構造のラジカル重合可能な不飽和二重結合との化学結合の形成のしやすさ)、及び伸び等の強度に一層優れる観点から、芳香族ビニルモノマー、モノアクリレートが好ましく、芳香族ビニルモノマー、アルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、芳香族ビニルモノマーがさらに好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Resin-
Examples of the monomer unit that forms the resin that binds to the modified polyrotaxane include aromatic vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene, paramethylstyrene, ethylstyrene, propylstyrene, butylstyrene, chlorostyrene, and bromostyrene; ) Vinyl cyanide monomers such as acrylonitrile; polyalkylenes such as polyethylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, polybutylene glycol di(meth)acrylate, polytetramethylene glycol di(meth)acrylate Glycol di(meth)acrylate; Polyester diol di(meth)acrylate; Polycarbonate diol di(meth)acrylate; Polyfunctional (meth)acrylate such as polyurethane di(meth)acrylate; n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth) Alkyl (meth)acrylates such as acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate; polyethylene glycol mono(meth)acrylate, methoxylated polyethylene glycol mono(meth)acrylate, etc. A unit derived from a monomer component such as polyalkylene glycol mono(meth)acrylate; Among them, the ease of forming a chemical bond with the modified polyrotaxane (for example, the ease of forming a chemical bond with a radically polymerizable unsaturated double bond of the cyclic structure of the modified polyrotaxane), and the strength such as elongation From the viewpoint of superiority, aromatic vinyl monomers and monoacrylates are preferred, aromatic vinyl monomers and alkyl (meth)acrylates are more preferred, and aromatic vinyl monomers are even more preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

上記樹脂は、芳香族ビニルモノマーに由来するモノマーユニットを含むことが好ましく、伸び等の強度に一層優れる観点から、芳香族ビニルモノマーに由来するモノマーユニットの質量割合が、樹脂の質量100質量部に対して、50質量部以上であることが好ましく、より好ましくは55〜90質量部である。 The above resin preferably contains a monomer unit derived from an aromatic vinyl monomer, and from the viewpoint of further excellent strength such as elongation, the mass ratio of the monomer unit derived from an aromatic vinyl monomer is 100 parts by mass of the resin. On the other hand, it is preferably 50 parts by mass or more, and more preferably 55 to 90 parts by mass.

上記樹脂は、アルキル(メタ)アクリレートに由来するモノマーユニットを含むことが好ましく、伸び、弾性率等の強度に一層優れる観点から、アルキル(メタ)アクリレートに由来するモノマーユニットの質量割合が、樹脂の質量100質量部に対して、50質量部以下であることが好ましく、より好ましくは10〜45質量部である。 The resin preferably contains a monomer unit derived from an alkyl (meth)acrylate, and from the viewpoint of further excellent strength such as elongation and elastic modulus, the mass ratio of the monomer unit derived from an alkyl (meth)acrylate is The amount is preferably 50 parts by mass or less, and more preferably 10 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass.

上記樹脂は、上記モノマーユニットを含む樹脂であることが好ましい。上記樹脂は、伸び、弾性率等の強度に一層優れ、変性ポリロタキサン粒子を構成する樹脂中に、変性ポリロタキサン粒子を構成するシリカ粒子が分散する形態をとりやすくなる観点から、上記モノマーユニットを300〜10000個含むことが好ましく、より好ましくは500〜5000個である。
上記樹脂は、変性ポリロタキサンと結合していることが好ましく、変性ポリロタキサンの官能基(例えば、環状構造のラジカル重合可能な不飽和二重結合を有する基)と結合していることがより好ましい。
The resin is preferably a resin containing the monomer unit. The above-mentioned resin is more excellent in strength such as elongation and elastic modulus, and in the resin constituting the modified polyrotaxane particles, silica particles constituting the modified polyrotaxane particles are easily dispersed, so that the monomer unit is 300 to It is preferable to include 10000, and more preferably 500 to 5000.
The resin is preferably bound to a modified polyrotaxane, more preferably bound to a functional group of the modified polyrotaxane (for example, a group having a radically polymerizable unsaturated double bond having a cyclic structure).

変性ポリロタキサンに複数の樹脂が結合する場合、各樹脂は同じであってもよいし異なっていてもよい。また、各樹脂は重量平均分子量が異なっていてもよい。 When a plurality of resins are bonded to the modified polyrotaxane, each resin may be the same or different. In addition, the resins may have different weight average molecular weights.

−シリカ粒子−
シリカ粒子は、表面に変性ポリロタキサン(例えば、環状構造のラジカル重合可能な不飽和二重結合)と化学結合を形成する官能基を有することが好ましい。
特に、(メタ)アクリレート基との反応が容易であることから、チオール基又は(メタ)アクリレート基であることが好ましい。シリカ粒子と変性ポリロタキサンとが化学結合を形成していることは、XPSやIRにより、シリカ粒子の表面解析をおこなうことで確認可能である。
上記シリカ粒子は、変性ポリロタキサンと結合していることが好ましく、変性ポリロタキサンの官能基(例えば、環状構造のラジカル重合可能な不飽和二重結合を有する基)と結合していることがより好ましい。
-Silica particles-
The silica particles preferably have a functional group that forms a chemical bond with the modified polyrotaxane (for example, a radically polymerizable unsaturated double bond having a cyclic structure) on the surface.
In particular, a thiol group or a (meth)acrylate group is preferable because it is easy to react with a (meth)acrylate group. The fact that the silica particles and the modified polyrotaxane form a chemical bond can be confirmed by conducting a surface analysis of the silica particles by XPS or IR.
The silica particles are preferably bonded to the modified polyrotaxane, and more preferably bonded to a functional group of the modified polyrotaxane (for example, a group having a radically polymerizable unsaturated double bond having a cyclic structure).

変性ポリロタキサンに複数のシリカ粒子が結合する場合、各シリカ粒子は同じであってもよいし異なっていてもよい。 When a plurality of silica particles are bonded to the modified polyrotaxane, each silica particle may be the same or different.

−変性ポリロタキサン粒子の製造方法−
上記変性ポリロタキサン粒子の製造方法としては、例えば、上記シリカ粒子と上記変性ポリロタキサンとを反応させて変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子を形成し、上記モノマー成分と上記変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子とを反応させる方法等が挙げられる。
-Method for producing modified polyrotaxane particles-
The method for producing the modified polyrotaxane particles, for example, a method of reacting the silica particles and the modified polyrotaxane to form modified polyrotaxane-modified silica particles, a method of reacting the monomer component and the modified polyrotaxane-modified silica particles, and the like. Can be mentioned.

上記変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子の製造において、シリカ粒子の添加量は、シリカ粒子と変性ポリロタキサンとの合計質量100質量部に対して、2〜20質量部であることが好ましい。
上記変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子の製造において、溶媒等を加えてもよい。
上記変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子は、例えば、10〜80℃(例えば、室温)で、1時間〜50時間撹拌する方法、等で得ることができる。得られた変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子は、ろ過等により精製してもよいし、真空乾燥等により乾燥させてもよい。
In the production of the modified polyrotaxane-modified silica particles, the addition amount of the silica particles is preferably 2 to 20 parts by mass based on 100 parts by mass of the total mass of the silica particles and the modified polyrotaxane.
A solvent or the like may be added in the production of the modified polyrotaxane-modified silica particles.
The modified polyrotaxane-modified silica particles can be obtained by, for example, a method of stirring at 10 to 80° C. (for example, room temperature) for 1 hour to 50 hours. The modified polyrotaxane-modified silica particles obtained may be purified by filtration or the like, or may be dried by vacuum drying or the like.

上記変性ポリロタキサン粒子の製造において、上記変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子、上記モノマー成分に加え、熱重合開始剤等の重合開始剤、溶媒等を加えてもよい。
上記重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系重合開始剤;1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン等のパーオキシケタール類;ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等のジアルキルパーオキサイド類;ベンゾイルパーオキサイド、m−トルオイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類;ジミリスチルパーオキシジカーボネート等のパーオキシエステル類;シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類;p−メンタハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類;2,2−ビス(4,4−ジターシャリーブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4,4−ジターシャリーアミルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4,4−ジターシャリーブチルパーオキシシクロヘキシル)ブタン、2,2−ビス(4,4−ジクミルパーオキシシクロヘキシル)プロパン等の多官能過酸化物類;等を挙げることができる。中でも、効率的に重合でき、分子量が均一な変性ポリロタキサン粒子が得られやすい観点から、アゾ系重合開始剤が好ましく、より好ましくは2,2’−アゾビスイソブチロニトリルである。
上記重合開始剤の添加量は、上記モノマー成分及び上記変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子の合計質量(100質量部)に対して、0.01〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5質量部である。重合開始剤の添加量が上記下限値以上であれば、重合が進行しやすく、上記上限値以下であれば、ゲル等の生成が起こらず重合により得られる共重合樹脂の強度がより優れる傾向がある。
上記変性ポリロタキサン粒子は、例えば、温度50〜150℃で3時間〜100時間重合する方法等で得ることができる。
In the production of the modified polyrotaxane particles, a polymerization initiator such as a thermal polymerization initiator and a solvent may be added in addition to the modified polyrotaxane-modified silica particles and the monomer component.
Examples of the polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis(4-methoxy-2,2). 4-dimethylvaleronitrile) and other azo-based polymerization initiators; 1,1-bis(t-butylperoxy)cyclohexane and other peroxyketals; di-t-butylperoxide, 2,5-dimethyl-2, Dialkyl peroxides such as 5-di(t-butylperoxy)hexane; diacyl peroxides such as benzoyl peroxide and m-toluoyl peroxide; peroxyesters such as dimyristyl peroxydicarbonate; cyclohexanone per Ketone peroxides such as oxides; Hydroperoxides such as p-mentor hydroperoxide; 2,2-bis(4,4-ditertiarybutylperoxycyclohexyl)propane, 2,2-bis(4,4-) Difunctional tertiary amylperoxycyclohexyl)propane, 2,2-bis(4,4-ditertiarybutylperoxycyclohexyl)butane, 2,2-bis(4,4-dicumylperoxycyclohexyl)propane Oxides; and the like. Among them, the azo-based polymerization initiator is preferable, and 2,2′-azobisisobutyronitrile is more preferable, from the viewpoint that the modified polyrotaxane particles having a uniform molecular weight can be efficiently polymerized and can be easily obtained.
The addition amount of the polymerization initiator is preferably 0.01 to 10 parts by mass, and more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to the total mass (100 parts by mass) of the monomer component and the modified polyrotaxane-modified silica particles. ~5 parts by mass. If the addition amount of the polymerization initiator is equal to or more than the lower limit value, the polymerization is likely to proceed, and if the addition amount is equal to or less than the upper limit value, the strength of the copolymer resin obtained by the polymerization without forming gel or the like tends to be more excellent. is there.
The modified polyrotaxane particles can be obtained, for example, by a method of polymerizing at a temperature of 50 to 150° C. for 3 to 100 hours.

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物中の上記変性ポリロタキサン粒子の含有量としては、伸び等の物理的強度に一層優れる観点から、熱可塑性樹脂組成物100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、より好ましくは0.5〜20質量部、更に好ましくは2〜10質量部である。 The content of the modified polyrotaxane particles in the thermoplastic resin composition of the present embodiment is 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin composition from the viewpoint of further excellent physical strength such as elongation. The amount is preferably the above, more preferably 0.5 to 20 parts by mass, and further preferably 2 to 10 parts by mass.

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物において、上記変性ポリロタキサン粒子は、変性ポリロタキサン粒子を構成する樹脂中に、変性ポリロタキサン粒子を構成するシリカ粒子が分散する形態で存在する。 In the thermoplastic resin composition of the present embodiment, the modified polyrotaxane particles are present in a form in which the silica particles forming the modified polyrotaxane particles are dispersed in the resin forming the modified polyrotaxane particles.

(他の成分)
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、さらに他の成分を含んでいてもよい。
他の成分としては、例えば滑剤、可塑剤、離型剤、抗菌剤、防カビ剤、光安定剤、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、染料、顔料、帯電防止剤、熱安定剤、消泡剤、分散剤等が挙げられる。
(Other ingredients)
The thermoplastic resin composition of this embodiment may further contain other components.
Other components include, for example, lubricants, plasticizers, release agents, antibacterial agents, antifungal agents, light stabilizers, ultraviolet absorbers, bluing agents, dyes, pigments, antistatic agents, heat stabilizers, defoamers. , A dispersant and the like.

他の成分の含有量は、上記変性ポリロタキサン粒子の合計質量(100質量部)に対して、3質量部以下が好ましく、1質量部以下がより好ましい。その他の成分の含有量が少ない方が、得られる成形体が良好な特性を発現しやすい。 The content of other components is preferably 3 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or less, based on the total mass (100 parts by mass) of the modified polyrotaxane particles. The smaller the content of the other components, the easier it is for the resulting molded article to exhibit good properties.

上記シリカ粒子は、熱可塑性樹脂組成物中に0.1〜20質量部含んでおり、好ましくは1〜15質量部、さらに好ましくは2〜10質量部である。上記下限値以上の場合は引張強度が向上し、上記上限値以下の場合は伸びの低下が発生しない。 The silica particles are contained in the thermoplastic resin composition in an amount of 0.1 to 20 parts by mass, preferably 1 to 15 parts by mass, more preferably 2 to 10 parts by mass. When it is at least the above lower limit value, the tensile strength is improved, and when it is at most the above upper limit value, elongation does not decrease.

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物は、上述の変性ポリロタキサン粒子と、必要に応じてその他の成分を混合することにより得ることができる。 The thermoplastic resin composition of the present embodiment can be obtained by mixing the modified polyrotaxane particles described above with other components as necessary.

[成形体]
本実施形態の成形体は、上述の実施形態の熱可塑性樹脂組成物を成形しなる成形体である。
上記成形体は、例えば、上記熱可塑性樹脂組成物を混練し、金型成形する方法等により得ることができる。
上記成形体は、例えば、車両内装用部品、家電製品の筐体、食品包装の容器等に用いることができる。
[Molded body]
The molded body of this embodiment is a molded body obtained by molding the thermoplastic resin composition of the above-described embodiment.
The molded body can be obtained, for example, by a method of kneading the thermoplastic resin composition and molding the same.
The molded product can be used, for example, as a vehicle interior component, a home electric appliance housing, a food packaging container, or the like.

(作用効果)
本実施形態の成形体は、変性ポリロタキサンを介して樹脂とシリカ粒子が化学結合した変性ポリロタキサン粒子からなる相が、マトリックス中に分散することにより、伸びを維持したまま引張強度の向上を示す。
(Action effect)
The molded article of the present embodiment shows an improvement in tensile strength while maintaining elongation by dispersing the phase composed of the modified polyrotaxane particles in which the resin and the silica particles are chemically bonded via the modified polyrotaxane, in the matrix.

以下、本発明について、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

後述の各例で用いた評価方法を以下に示す。
<評価方法>
(引張試験)
ISO37 type2 厚み2mmのダンベル試験片を用いて次の条件で引張試験を実施した。
機種:INSTRON社製 5564
引張速度:5mm/min
チャック間距離:25mm
試験片破断時のひずみと最大応力を読み取った。
The evaluation methods used in each of the examples described below are shown below.
<Evaluation method>
(Tensile test)
ISO37 type2 A dumbbell test piece having a thickness of 2 mm was used to perform a tensile test under the following conditions.
Model: INSTRON 5564
Tensile speed: 5mm/min
Distance between chucks: 25mm
The strain and maximum stress at break of the test piece were read.

(XPS)
変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子を、以下の方法で分析した。
機種:アルバックファイ株式会社 Versa probeII
励起源:mono.AlKα 20kV×5mA 100W
分析サイズ:100μm×1.4mm
光電子取出角:45°
取込領域:Survey scan 0〜1,100eV
Narrow scan、C 1s、S 2p、Si 2p、O 1s、N 1s
Pass Energy:Survey scan 117.4eV
Narrow scan:46.95eV
(XPS)
The modified polyrotaxane-modified silica particles were analyzed by the following method.
Model: ULVAC-PHI Co., Ltd. Versa probeII
Excitation source: mono. AlKα 20kV×5mA 100W
Analysis size: 100μm×1.4mm
Photoelectron take-off angle: 45°
Capture area: Survey scan 0 to 1,100 eV
Narrow scan, C 1s, S 2p, Si 2p, O 1s, N 1s
Pass Energy: Survey scan 117.4 eV
Narrow scan: 46.95 eV

<実施例1>
ガラスボトルにチオール変性シリカ粒子(関東化学製 R−cat−Sil MP)2.5gを秤量し窒素置換をおこなった。変性ポリロタキサンとしてセルム(登録商標)スーパーポリマーSA1313P(アドバンスト・ソフトマテリアルズ(株)製、以下「SA1313P」)9gをトルエン56mlに溶解させ、シリンジを用いてガラスボトルに加えた。さらに、アミルアミン(東京化成(株)製、純度>98.0%)0.5mlをガラスボトルに加え、10時間攪拌後、吸引ろ過により固体を取得後、真空乾燥をおこない変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子を取得した。得られた変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子をXPSで解析し、シリカ粒子の表面近傍が変性ポリロタキサンで修飾されていることを確認した。
得られた変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子1gをガラスボトルに秤量し、スチレン180ml、エチルベンゼン20ml、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.5gを加え、80℃で8時間、110℃で4時間、130℃で4時間加熱することで、変性ポリロタキサンにシリカ粒子及びポリスチレンが結合した粒子中のシリカ粒子が、該ポリスチレンのマトリックス中に分散した熱可塑性樹脂組成物溶液を得た。
得られた溶液をエタノール中で再沈殿させた後に、真空乾燥して回収することで熱可塑性樹脂組成物を得た。
<Example 1>
2.5 g of thiol-modified silica particles (R-cat-Sil MP manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) were weighed in a glass bottle and subjected to nitrogen substitution. As a modified polyrotaxane, 9 g of Celm (registered trademark) superpolymer SA1313P (manufactured by Advanced Soft Materials Co., Ltd., hereinafter "SA1313P") was dissolved in 56 ml of toluene and added to a glass bottle using a syringe. Furthermore, 0.5 ml of amylamine (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd., purity>98.0%) was added to a glass bottle, and after stirring for 10 hours, a solid was obtained by suction filtration, and vacuum drying was performed to obtain modified polyrotaxane-modified silica particles. I got it. The obtained modified polyrotaxane-modified silica particles were analyzed by XPS, and it was confirmed that the vicinity of the surface of the silica particles was modified with the modified polyrotaxane.
1 g of the obtained modified polyrotaxane-modified silica particles is weighed in a glass bottle, 180 ml of styrene, 20 ml of ethylbenzene, and 0.5 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile are added, and the mixture is added at 80° C. for 8 hours and 110° C. for 4 hours. By heating at 130° C. for 4 hours, a thermoplastic resin composition solution was obtained in which the silica particles in the particles in which silica particles and polystyrene were bonded to the modified polyrotaxane were dispersed in the polystyrene matrix.
After reprecipitating the obtained solution in ethanol, it was vacuum dried and recovered to obtain a thermoplastic resin composition.

(成形体の作製)
上記熱可塑性樹脂組成物を、混錬機(Xplore MC15、レオ・ラボ株式会社製)にて220℃窒素雰囲気下で5分間スクリューを100rpmで回転させ混錬をおこなった。混錬後、溶融樹脂を30℃に保持したISO37 type2の金型に流し込み40秒間保持することで小型試験片を取得した。この試験片を用いて引張試験をおこなった。
(Production of molded body)
The thermoplastic resin composition was kneaded in a kneader (Xplore MC15, manufactured by Rheo Lab Co., Ltd.) at 220° C. under a nitrogen atmosphere by rotating a screw at 100 rpm for 5 minutes. After kneading, the molten resin was poured into a mold of ISO37 type 2 held at 30° C. and held for 40 seconds to obtain a small test piece. A tensile test was performed using this test piece.

<実施例2>
モノマーとしてスチレン120ml、アクリル酸n−ブチル(東京化成(株))80mlを用い、混錬を160℃で実施した以外は、実施例1と同様にして熱可塑性樹脂組成物、小型試験片を取得し引張試験をおこなった。
<Example 2>
A thermoplastic resin composition and a small test piece were obtained in the same manner as in Example 1, except that 120 ml of styrene and 80 ml of n-butyl acrylate (Tokyo Kasei Co., Ltd.) were used as monomers and kneading was performed at 160°C. Then, a tensile test was performed.

<比較例1>
シリカ粒子を用いず樹脂を重合し、混錬時に同量のチオール変性シリカ粒子を加えた以外は実施例1と同様に熱可塑性樹脂組成物、小型試験片を取得し引張試験をおこなった。
<Comparative Example 1>
A thermoplastic resin composition and a small test piece were obtained in the same manner as in Example 1 except that the resin was polymerized without using silica particles, and the same amount of thiol-modified silica particles was added during kneading, and a tensile test was performed.

実施例1、2及び比較例1で用いたモノマーユニットの種類、シリカ粒子の含有量、変性ポリロタキサン修飾シリカ粒子(比較例1は未修飾シリカ粒子)XPS測定結果、成形試験片の引張試験の測定結果を表1に示した。なお、モノマーユニットの含有量は、添加したモノマー成分全量100質量部に対する質量割合である。 Types of monomer units used in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, content of silica particles, modified polyrotaxane-modified silica particles (Comparative Example 1 is unmodified silica particles) XPS measurement results, tensile test of molded test pieces The results are shown in Table 1. The content of the monomer unit is a mass ratio with respect to 100 parts by mass of the total amount of the added monomer components.

実施例1、2より、変性ポリロタキサンを介して樹脂及びシリカ粒子が結合している場合は引張り伸び、破断応力共に向上している。 From Examples 1 and 2, when the resin and silica particles are bonded via the modified polyrotaxane, both tensile elongation and breaking stress are improved.

Claims (4)

変性ポリロタキサンを介して樹脂とシリカ粒子とが結合した変性ポリロタキサン粒子を含むことを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物。 A thermoplastic resin composition comprising modified polyrotaxane particles in which a resin and silica particles are bonded via a modified polyrotaxane. 前記樹脂が芳香族ビニルモノマーに由来するモノマーユニットを含む、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。 The thermoplastic resin composition according to claim 1, wherein the resin contains a monomer unit derived from an aromatic vinyl monomer. 前記樹脂がアルキル(メタ)アクリレートに由来するモノマーユニットを含む、請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。 The thermoplastic resin composition according to claim 1, wherein the resin contains a monomer unit derived from an alkyl (meth)acrylate. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物を成形しなることを特徴とする、成形体。 A molded product obtained by molding the thermoplastic resin composition according to any one of claims 1 to 3.
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