[发明专利]复合颗粒、复合颗粒的制造方法、干燥粉体以及成型用树脂组合物

说明书

一种复合颗粒，其包含至少一种聚合物颗粒，该聚合物颗粒在表面上具有由微细化纤维素构成的被覆层，上述聚合物颗粒与上述微细化纤维素结合在一起并处于不可分离的状态。

技术领域

本发明涉及微细化纤维素/聚合物复合颗粒、微细化纤维素/聚合物复合颗粒的制造方法、微细化纤维素/聚合物复合颗粒的干燥粉体、含有热塑性树脂的复合颗粒、含有热塑性树脂的复合颗粒的制造方法以及包含含有热塑性树脂的复合颗粒的成型用树脂组合物。

本申请要求基于2018年1月5日在日本提交的日本专利申请 2018-000575号以及2018年5月1日在日本提交的日本专利申请2018-088428号的优先权，并将它们的内容并入本文中。

背景技术

近年来，已经积极地尝试使木材中的纤维素纤维微细化，以使得纤维素纤维的结构的至少一侧达到纳米量级，并将其用作新型的功能性材料。

例如，如专利文献1所示，其公开了可以通过使用搅拌器或研磨机反复地对木材纤维素进行机械处理来获得微细化纤维素纤维，即纤维素纳米纤维(以下也称为CNF)。据报道，该方法所得的CNF 的短轴直径达到10nm至50nm，长轴直径达到1μm至10mm。这种 CNF的重量是钢的1/5，但是为钢强度的5倍以上，并且具有250m²/g 以上的巨大的比表面积，因此被期待用作树脂增强用填料或吸附剂。

另外，已经积极地尝试在通过预先对木材中的纤维素纤维进行化学处理以促进微细化之后，再通过类似于家用混合机的低能机械处理以进行微细化，从而制造CNF。上述化学处理的方法没有特别的限定，并且优选将阴离子性官能团引入至纤维素纤维中以促进微细化的方法。通过将阴离子性官能团引入至纤维素纤维中，使得溶剂由于渗透压效应而容易渗透至纤维素微原纤维结构之间，可以大幅地减少纤维素原料的微细化所需的能量。作为上述阴离子性官能团的引入方法，没有特别的限定，例如在非专利文献1中公开了使用磷酸酯化处理以选择性地对纤维素的微细纤维表面进行磷酸酯化处理的方法。另外，专利文献2公开了通过使纤维素与一氯乙酸或一氯乙酸钠在高浓度的碱性水溶液中反应来进行羧甲基化的方法。此外，也可以使在高压釜中气化后的马来酸或邻苯二甲酸等的羧酸酐类化合物与纤维素直接反应以引入羧基。

此外，也已经报道了通过使用相对稳定的N-氧基化合物即 2,2,6,6-四甲基哌啶基-1-氧自由基(TEMPO)作为催化剂以选择性地对纤维素的微细纤维表面进行氧化的方法(例如，参见专利文献3)。将TEMPO用作催化剂的氧化反应(TEMPO氧化反应)可以在水性体系、常温、常压下进行环境友好型的化学改性，当将其应用于木材中的纤维素时，在晶体内部不会进行反应，可以选择性地仅将晶体表面的纤维素分子链所具有的醇伯碳转化为羧基。

由于通过TEMPO氧化而选择性地引入至晶体表面的羧基彼此的电离所伴随的渗透压效应，因而能够获得纤维素单纳米纤维(以下也称为CSNF)，该纤维素单纳米纤维在溶剂中分散为一根一根的纤维素微原纤维单位。CSNF表现出源自表面上的羧基的高分散稳定性。已经报道了：通过TEMPO氧化反应从木材获得的源自木材的 CSNF是具有高纵横比的结构体，其短轴直径达到约3nm，长轴直径达到几十nm至几μm，并且CSNF的水分散液及成形体具有高的透明性。此外，专利文献4中报道了通过涂布并干燥CSNF分散液而得的层叠膜具有阻气性。

另外，如上所述，通过使用各种方法而能够制得的纤维素纳米纤维(CNF)的重量是钢的1/5，并且为钢的强度的5倍以上，并具有250m²/g以上的巨大的比表面积，因此通过(例如)作为填料而与树脂捏合，从而期望实现树脂的轻量化及高强度化。此外，由于CNF 的线性热膨胀系数低，因此也可以通过将CNF分散在树脂中来提高树脂的热尺寸稳定性(例如，参考专利文献6)。