基于纤维素的树脂组合物、成型体及用于电气和电子装置的壳体的制作方法

专利名称：基于纤维素的树脂组合物、成型体及用于电气和电子装置的壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及新的基于纤维素的树脂组合物、成型体及用于电气和电子装置的壳体。
背景技术：
在构成电气和电子装置如复印机和打印机的部件中，根据该部件所需的特征和功能使用各种材料。例如，对于容纳电气和电子装置等的驱动设备并保护该驱动设备的部件(壳体)，通常使用大量的PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂和PC/ ABS(专利文件1)。这些树脂是通过使利用石油作为原料而得的化合物反应制得。但是，诸如石油、煤炭和天然气之类的化石资源以在地下长期固定的碳作为主要成分。在此类化石资源或者以化石资源为原料的产品燃烧并将二氧化碳排放入大气中的情况中，不存在于大气中而深深固定于地下的碳以二氧化碳的形式被快速排放，从而大气中的二氧化碳大大增加，引起全球变暖。因此，虽然诸如以化石资源石油为原料的ABS和PC 之类的聚合物作为电气和电子装置部件的材料具有优异的性质，但是因为属于化石资源的石油用作原料，故此就阻止全球变暖而言，优选降低其用量。同时，源于植物的树脂基本上是植物利用大气中的水和二氧化碳作为原料通过光合反应生成的。因此，一种观点是，虽然燃烧源于植物的树脂产生二氧化碳，但是二氧化碳相当于大气中先前已存在的二氧化碳，故而大气中二氧化碳的差额变为零总和，从而大气中的CO2总量未增长。基于此观点，源于植物的树脂称为“碳中性”材料。为了阻止目前的全球变暖，已变得迫切需要使用碳中性材料替代源于石油的树脂。因此，在PC聚合物中，提出利用源于植物的资源如淀粉作为替代部分的源于石油的原料减少源于石油的资源的方法(专利文件2)。专利文件3公开热塑性甲基羟丙基纤维素醚，其中甲基基团的平均取代度为 1. 5-2. 9，羟丙基基团的摩尔取代度(MQ为1. 4-1. 9。专利文件4描述具有热塑性或可生物降解性的纤维素苄基醚。专利文件3和4没有描述利用纤维素衍生物进行热塑制得的成型体。相关技术专利文件专利文件1 日本专利申请公布》1056-55425专利文件2 日本专利申请公布2008-24919专利文件3 日本专利申请公布Hei4_227701专利文件4 日本专利申请公布2000-11930
发明内容
本发明要解决的问题
本发明人首先已构思利用纤维素作为碳中性树脂。但是，一般而言，因为纤维素不具有热塑性，难以通过加热进行熔融成型，故不适合熔融成型加工。此外，虽然可提供热塑性，但是机械强度(特别是韧性和刚性)不足。因此，本发明的目的是提供具有良好的热塑性和优异的机械强度的纤维素树脂组合物，以及使用所述组合物的成型体及用于电气和电子装置的壳体。解决所述问题的手段本发明人发现，由于纤维素的分子结构，当使用具有特定结构的纤维素衍生物作为纤维素时，显示出良好的热塑性和机械强度，由此完成本发明。S卩，上述目的可通过以下手段实现。[1]用于熔融成型的纤维素树脂组合物，其包含含有两种或更多种具有不同碳数的脂肪族基氧基基团(-0R)的纤维素衍生物，其中R表示未被取代的或取代的脂肪族基团， 碳数最大的脂肪族基氧基基团与碳数最小的脂肪族基氧基基团之间的碳数差为1-18。[2]该纤维素衍生物含有两种具有不同碳数的脂肪族基氧基基团(-0R1和-0R2) (如[1]中所述的纤维素树脂组合物，其中Rl和R2表示未被取代的或取代的脂肪族基团。 前提是，Rl与R2之间的碳数差为1-18)。[3]如[2]中所述的纤维素树脂组合物，其中脂肪族基氧基基团(-0R1)的取代度 (DSb)为1. 5-2. 8，脂肪族基氧基基团(-0似)的取代度(DSc)为0. 1-0. 8。(其中，DSb表示在重复单元中脂肪族基氧基基团(-0R1)相对于β-葡萄糖环的 2-位、3-位和6-位上羟基基团的数量，此。表示在重复单元中脂肪族基氧基基团(-0R2)相对于β -葡萄糖环的纤维素结构的2-位、3-位和6-位上羟基基团的数量)。[4]如[1]_[3]中任一项所述的纤维素树脂组合物，其中所述碳数差为1-10。[5]如[1]_[3]中任一项所述的纤维素树脂组合物，其中所述碳数差为5-7。[6]如[1]-[5]中任一项所述的纤维素树脂组合物，其中R、Rl和R2不包含氢键基团和芳香族基团。[7]如[2]- ]中任一项所述的纤维素树脂组合物，其中Rl的碳数为1-6，R2的碳数为1-18。[8]如[2]_[7]中任一项所述的纤维素树脂组合物，其中Rl为乙基基团。[9]如[2]_[7]中任一项所述的纤维素树脂组合物，其中Rl为乙基基团，R2为辛
基基团。[10]成型体，其通过将如[1]_[9]中任一项所述的纤维素树脂组合物熔融成型而获得。[11]用于电气和电子装置的壳体，其由如[10]中所述的成型体构成。[12]含有乙氧基基团(-OC2H5)和辛氧基基团(-OC8H17)的纤维素衍生物。[13]制备含有两种或更多种具有不同碳数的脂肪族基氧基基团(-0R)的纤维素衍生物(其中R表示未被取代的或取代的脂肪族基团)的方法，其中碳数最大的脂肪族基氧基基团与碳数最小的脂肪族基氧基基团之间的碳数差为1-18，该方法包括使纤维素与两种或更多种具有不同碳数的卤代脂肪族化合物在碱存在下反应。[14]制备成型体的方法，其包括对如[1]_[9]中任一项所述的纤维素树脂组合物或[12]中所述的纤维素衍生物进行加热并成型。
本发明的效果根据本发明的熔融成型用的纤维素树脂组合物，可获得成型体，其具有优异的韧性(冲击强度)和刚性(弯曲弹性和弯曲强度)同时保持良好的热塑性。此外，因为本发明的纤维素衍生物可由纤维素在同一反应罐中进行合成，故可以以低成本提供具有上述优异性能的熔融成型用材料。此外，因为衍生物是源于植物的树脂，它可替代常规的源于石油的树脂作为有助于阻止全球变暖的材料。因此，本发明的熔融成型用纤维素树脂组合物可适合用作例如电气和电子装置的壳体。本发明的实施方案本发明的熔融成型用纤维素树脂组合物包含含有两种或更多种具有不同碳数的脂肪族基氧基基团(-0R)(其中R表示未被取代或取代的脂肪族基团)的纤维素衍生物，其中碳数最大的脂肪族基氧基基团与碳数最小的脂肪族基氧基基团之间的碳数差为1-18。以下详述本发明。1.纤维素衍生物本发明的纤维素衍生物含有两种或更多种具有不同碳数的脂肪族基氧基基团 (-0R)(其中R表示未被取代的或取代的脂肪族基团)。S卩，本发明的纤维素衍生物是通过用两种或更多种具有不同碳数的脂肪族基氧基基团(-0R)取代纤维素(C6HltlO5)n中所含的至少部分的羟基基团获得。在此，“纤维素”是指通过β -1,4-葡萄糖苷键聚合多个葡萄糖而得的聚合物化合物，其中与纤维素的葡萄糖环的2-位、3-位和6-位上的碳原子相连的羟基基团未被取代。 此外，“纤维素中所含的羟基基团”是指与纤维素的葡萄糖环的2-位、3-位和6-位上的碳原子相连的羟基基团。更详细地，本发明的纤维素衍生物具有由下式(1)表示的重复单元
权利要求
1.用于熔融成型的纤维素树脂组合物，其包含含有两种或更多种具有不同碳数的脂肪族基氧基基团(-0R)的纤维素衍生物(其中R表示未被取代的或取代的脂肪族基团)，其中碳数最大的脂肪族基氧基基团与碳数最小的脂肪族基氧基基团之间的碳数差为 1-18。
2.所述纤维素衍生物含有两种具有不同碳数的脂肪族基氧基基团(-0R1和-0R2)(权利要求1的纤维素树脂组合物，其中Rl和R2表示未被取代的或取代的脂肪族基团，前提是，Rl与R2之间的碳数差为1-18)。
3.权利要求2的纤维素树脂组合物，其中脂肪族基氧基基团(-0R1)的取代度1) 为 1. 5-2. 8，脂肪族基氧基基团(-0R2)的取代度为0. 1-0. 8，并且表示在重复单元中脂肪族基氧基基团(-0R1)相对于β-葡萄糖环的2-位、3-位和6-位上的羟基基团的数量，此。表示在重复单元中脂肪族基氧基基团(-0似)相对于葡萄糖环的纤维素结构的 2-位、3-位和6-位上的羟基基团的数量。
4.权利要求1-3中任一项的纤维素树脂组合物，其中所述碳数差为1-10。
5.权利要求1-3中任一项的纤维素树脂组合物，其中所述碳数差为5-7。
6.权利要求1-5中任一项的纤维素树脂组合物，其中R、R1和R2不包含氢键基团和芳香族基团。
7.权利要求2-6中任一项的纤维素树脂组合物，其中Rl的碳数为1-6，并且R2的碳数为 1-18。
8.权利要求2-7中任一项的纤维素树脂组合物，其中Rl是乙基基团。
9.权利要求2-7中任一项的纤维素树脂组合物，其中Rl是乙基基团，并且R2是辛基基团。
10.成型体，其是通过将权利要求1-9中任一项的纤维素树脂组合物熔融成型而制得的。
11.用于电气和电子装置的壳体，其由权利要求10的成型体构成。
12.包含乙氧基基团(-OC2H5)和辛氧基基团(-OC8H17)的纤维素衍生物。
13.制备含有两种或更多种具有不同碳数的脂肪族基氧基基团(-0R)的纤维素衍生物 (其中R表示未被取代的或取代的脂肪族基团)的方法，其中碳数最大的脂肪族基氧基基团与碳数最小的脂肪族基氧基基团之间的碳数差为1-18，所述方法包括使纤维素与两种或更多种具有不同碳数的卤代脂肪族化合物在碱存在下反应。
14.制备成型体的方法，其包括对权利要求1-9中任一项的纤维素树脂组合物或权利要求12的纤维素衍生物进行加热并成型。
全文摘要
本发明提供具有良好的热塑性和优异的机械强度的纤维素树脂组合物，以及使用所述组合物的成型体和用于电气和电子装置的壳体。用于熔融成型的纤维素树脂组合物，其包含含有两种或更多种具有不同碳数的脂肪族基氧基基团(-OR)的纤维素衍生物(其中R表示未被取代的或取代的脂肪族基团)，其中碳数最大的脂肪族基氧基基团与碳数最小的脂肪族基氧基基团之间的碳数差为1-18。
文档编号C08L1/08GK102471538SQ201080029580
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月25日 优先权日2009年6月29日
发明者野副宽 申请人:富士胶片株式会社