长链烷基醚化富勒烯衍生物及其制造方法、树脂组合物技术

本发明专利技术提供一种可以提高富勒烯对树脂的相溶性且具有优良的耐热性的长链烷基醚化富勒烯衍生物及其制造方法、树脂组合物。该长链烷基醚化富勒烯衍生物的特征在于，在由球壳状的碳分子构成的富勒烯骨架上通过醚键结合了碳原子数4以上的长链烷基。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及长链烷基醚化富勒烯衍生物及其制造方法、以及使用其的树脂组合 物，尤其涉及长链烷基醚化富勒烯衍生物对树脂的相溶性提高、具有良好的耐热性的树脂 组合物。
技术介绍
近年来，进行了大量通过添加富勒烯（CJ提高树脂的耐热性的研究。例如，非专 利文献1、2中公开了含有富勒烯（CJ的聚丙烯或高密度聚乙烯树脂组合物。 然而，为了使富勒烯均匀地分散，需要在接近200°C使树脂熔化的状态下长时间地 混合，如果分散不充分，不仅不能提高耐热性，凝集了的富勒烯还会降低光的透过率，因此， 为了更简便地提高耐热性和透明性，期待开发出一种易于与树脂混合的富勒烯衍生物。 先行技术文献 专利文献 非专利文献 1 :D.Wan,etal.，"TheRheologicalThermostableandMechanical PropertiesofPolypropylene/FullereneC60NanocompositeswithImproved InterfacialInteraction^,Polym.Eng.Sci. , 2012, 1457-1463 非专利文献 2 :L.Zhao,etal. ,"ThermalStabilityandRheological BehaviorsofHigh-DensityPolyethylene/FullereneNanocomposites"，J. Nanomater. , 2012,ArticleID340962,l-6〇
技术实现思路
专利技术要解决的课题 然而，上述非专利文献1、2中公开的富勒烯（C6。)，可溶的溶剂几乎仅限于芳香族 类溶剂，完全不溶于己烷这样的非极性溶剂。因为这个缘故，富勒烯（C6。）对聚乙烯和聚丙 烯这种非极性树脂的相溶性（油溶性）不充分，因此，在混合树脂中一部分富勒烯（C6。）会 作为凝集物残留，不能最大限度地有效地发挥富勒烯的功能（自由基捕获效果等）。而且， 在制成膜和成形体时，由于表面和内部存在凝集物，因此，会导致透明性和机械强度降低等 各种应用上的问题。 而且，在食品包装材料、成形材料、汽车相关材料、电气电子设备相关材料、建筑材 料、工业机械相关材料中的任一用途上，都希望能够提高树脂组合物的耐热性，如果利用含 有富勒烯的树脂组合物能够提高这些材料的耐热性，则有助于工业的进一步发展。 因此，在这样的背景下，本专利技术提供一种富勒烯对树脂的相溶性提高且具有优良 耐热性的树脂组合物。 解决课题的手段 为实现上述目的，本专利技术以提供在由球壳状的碳分子构成的富勒烯骨架上通过醚 键结合了碳原子数4以上的长链烷基的长链烷基醚化富勒烯衍生物为第一要旨。 而且，本专利技术以提供长链烷基醚化富勒烯衍生物的制造方法为第二要旨，其中，该 方法是制造第一要旨的长链烷基醚化富勒烯衍生物的方法，包括：由富勒烯与发烟硫酸合 成聚环硫酸化富勒稀（polycyclofullerenesulfate，CS)的第一工序；以及通过上述聚环 硫酸化富勒烯（CS)与长链醇反应所生成的上述醚键而在上述富勒烯骨架上导入上述长链 烷基，从而合成上述长链烷基醚化富勒烯衍生物的第二工序。 而且，本专利技术以提供含有上述第一要旨的长链烷基醚化富勒烯衍生物和树脂的树 脂组合物为第三要旨。 S卩，为了解决上述课题，本专利技术人锐意探索，在研究过程中，本着为提高树脂和富 勒烯的相溶性，如果创制出与迄今为止困难的非极性溶剂能够容易地相溶的富勒烯，就能 够提高树脂和富勒烯的相溶性的想法，进一步反复研究。结果发现通过在富勒烯骨架上经 由醚键导入长链烷基，能够获得与非极性溶剂相溶的富勒烯衍生物。 专利技术效果 因此，本专利技术由于是以在由球壳状的碳分子构成的富勒烯骨架上通过醚键结合了 碳原子数4以上的长链烷基为特征的长链烷基醚化富勒烯衍生物，所以，能够提高长链烷 基醚化富勒烯衍生物对树脂相溶性，从而可以得到具有优良的耐热性的树脂组合物。 而且，当在上述富勒稀骨架上进一步结合羟基时，不仅能够通过两亲介质性质而 得到防带电和防结露等效果，还由于可认为结合于富勒烯的η共辄体系的弱酸性的羟基 与作为抗氧化剂的多酚和氢醌类的羟基同样具有自由基捕获效果，因此有助于树脂组合物 的耐热性提尚。 而且，当与上述富勒烯骨架结合的长链烷基数与羟基数的比率（长链烷基数/羟 基数）为1/1~9/1时，有助于在不损害对树脂的相溶性的情况下提高耐热性。 当作为制造上述的长链烷基醚化富勒烯衍生物的方法，是包括由富勒烯与发烟硫 酸合成聚环硫酸化富勒烯（CS)的第一工序、以及通过使上述聚环硫酸化富勒烯（CS)与长 链醇反应所生成的上述醚键而在上述富勒烯骨架上导入上述长链烷基，从而合成上述长链 烷基醚化富勒烯衍生物的第二工序的长链烷基醚化富勒烯衍生物的制造方法时，可以利用 更简便的方法得到所需的富勒烯衍生物。 而且，当是含有上述长链烷基醚化富勒烯衍生物和树脂的树脂组合物时，耐热性 变得更加优良。 当是上述长链烷基醚化富勒烯衍生物的含量相对于100重量份的树脂而言为 0. 0~10重量份的树脂组合物时，很少的含量即可有效地使耐热性更加优良。 当上述树脂是选自由结晶性热可塑性树脂、非晶性热可塑性树脂以及固化性树脂 组成的组中的至少一种的树脂组合物时，可提高耐热性，并提高由此所得的成型品的耐热 性。【附图说明】 图1是示出辛醚化富勒烯衍生物的IR光谱的坐标图。 图2是示出辛醚化富勒烯衍生物的1H-NMR光谱的坐标图。 图3是示出辛醚化富勒烯衍生物/聚丙烯纳米复合材料的耐热性（热失重分析 (TGA)测量结果）的坐标图。【具体实施方式】 对本专利技术的实施方式进行详细说明。然而，本专利技术不受这些实施方式的限制。 本实施方式涉及的树脂组合物含有长链烷基醚化富勒烯衍生物。这里，首先，对长 链烷基醚化富勒烯衍生物（以下，有时简称为"富勒烯衍生物"）进行说明。 〈富勒烯衍生物〉 上述富勒烯衍生物的特征在于，在由球壳状的碳分子构成的富勒烯骨架上通过醚 键结合了碳原子数4以上的长链烷基。 在本实施方式中，"富勒烯骨架"是指由球壳状的碳分子构成的骨架的总称。作为 能够形成球壳状分子的碳分子，可以举出由通式Cn表不的（这里，η表不60以上的整数） 纳米材料。作为富勒烯骨架而熟知的η的数目，可举出60、70、76、78、80、82、84、86、88、90、 92、96等，其中从提高耐热性的角度出发，优选η= 60。 这里的纳米材料，是指至少一次粒径小于100nm的物质。 而且，上述富勒烯衍生物中的烷基醚包括通过醚键而结合在上述富勒烯骨架上、 碳原子数4以上的长链烷基。如果是在上述富勒烯衍生物中含有碳原子数4以上的长链烷 基的物质，则该烷基可以是直链和支链中的任一种。而且，烷基的碳原子数虽然4以上，但 从提高对树脂的相溶性的角度出发，优选碳原子数6以上，碳原子数的上限值优选为12。 而且，在上述富勒烯骨架上，除了上述烷基醚键外，优选还结合羟基。这是因为不 仅具有通过两亲介质性质而获得防带电和防结露等效果的趋势，还由于可认为结合于富勒 烯的π共辄体系的弱酸性的羟基与作为抗氧化剂的多酚及氢醌类的羟基同样具有自由基 捕获效果，因此具有有助于提高树脂组合物的耐热性的趋势。 而且，作为上述富勒烯衍生物，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长链烷基醚化富勒烯衍生物，其特征在于，在由球壳状的碳分子构成的富勒烯骨架上通过醚键结合了碳原子数4以上的长链烷基。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小久保研，原田昭夫，野口武，
申请(专利权)人：东袋株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP