樹脂復合材料的制造方法及樹脂復合材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種將具有石墨烯結構的碳材料分散于合成樹脂而形成的樹脂復合 材料及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，為了能夠有效地提高機械強度及獲得優(yōu)異的導電性，進行了各種將具有 石墨烯結構的碳材料添加于合成樹脂的嘗試。
[0003] 例如在下述專利文獻1中公開了一種樹脂復合材料的制造方法，其具備：準備含 有合成樹脂和分散于合成樹脂中且具有石墨烯結構的碳材料的樹脂組合物的工序、以及在 準備樹脂組合物的工序的同時或之后使合成樹脂接枝于碳材料的工序。在該制造方法中， 接枝通過對樹脂組合物照射電子束或微波來進行。
[0004] 另外，在專利文獻1中記載了為了通過電子束的照射來促進產(chǎn)生自由基，優(yōu)選添 加反應助劑。作為這樣的反應助劑，在專利文獻1中，可以舉出：二乙烯基苯、三羥甲基丙烷 三甲基丙烯酸酯等。
[0005] 另一方面，在下述的專利文獻2中與專利文獻1同樣地公開了一種使合成樹脂接 枝于具有石墨烯結構的碳材料而成的樹脂復合材料。在專利文獻2中公開：在接枝時，為了 容易生成自由基而添加自由基引發(fā)劑的方法。作為該自由基引發(fā)劑，可以舉出偶氮類化合 物等。
[0006] 現(xiàn)有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本專利第5007371號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開2012-136712號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的技術問題
[0011] 然而，在專利文獻1或專利文獻2中記載的制造方法中，在得到的樹脂復合材料中 構成基體的合成樹脂容易劣化。因此，不易得到充分的機械強度。
[0012] 本發(fā)明的目的在于，提供一種將合成樹脂接枝于碳材料，不易產(chǎn)生樹脂的劣化，且 顯現(xiàn)較高機械強度的樹脂復合材料的制造方法以及通過該樹脂復合材料的制造方法得到 的樹脂復合材料。
[0013] 用于解決技術問題的技術方案
[0014] 本發(fā)明的樹脂復合材料含有合成樹脂和碳材料，所述碳材料分散于所述合成樹脂 中且具有石墨烯結構，所述合成樹脂的一部分接枝于所述碳材料上，其中，所述合成樹脂中 未與所述具有石墨烯結構的碳材料接枝的部分按照JIS K 7210測得的MFR為15g/10分以 下。
[0015] 本發(fā)明的樹脂復合材料優(yōu)選相對于所述合成樹脂100重量份，含有5重量份以上 的所述具有石墨烯結構的碳材料。
[0016] 本發(fā)明的樹脂復合材料優(yōu)選還含有與所述合成樹脂不同種類的樹脂。
[0017] 本發(fā)明的樹脂復合材料優(yōu)選所述具有石墨烯結構的碳材料為選自石墨、薄片化石 墨及石墨稀中的至少一種。
[0018] 本發(fā)明的樹脂復合材料優(yōu)選所述合成樹脂為熱塑性樹脂。更優(yōu)選所述熱塑性樹脂 為自由基降解型樹脂。
[0019] 本發(fā)明的樹脂復合材料的制造方法包括以下工序：
[0020] 準備樹脂組合物的工序：所述樹脂組合物含有合成樹脂和分散于所述合成樹脂中 且具有石墨條結構的碳材料；
[0021] 在所述準備樹脂組合物的工序的同時，或在所述準備樹脂組合物的工序之后，使 所述合成樹脂接枝于所述碳材料的工序，
[0022] 在本發(fā)明的制造方法中，所述接枝工序如下進行：向所述合成樹脂和所述碳材料 中混合引發(fā)劑并進行加熱，所述引發(fā)劑是在熱分解時產(chǎn)生的自由基為碳自由基的引發(fā)劑。
[0023] 在本發(fā)明的樹脂復合材料制造方法的其它寬泛方面中，包括以下工序：
[0024] 準備樹脂組合物的工序：所述樹脂組合物含有合成樹脂和分散于所述合成樹脂中 且具有石墨條結構的碳材料；
[0025] 在所述準備樹脂組合物的工序的同時，或在所述準備樹脂組合物的工序之后，使 所述合成樹脂接枝于所述碳材料的工序，
[0026] 所述接枝工序如下進行：向所述合成樹脂和所述碳材料中混合自由基引發(fā)劑并進 行加熱，
[0027] 混合所述自由基引發(fā)劑時碳材料的分散面積率為下述式表示的[Armax]以下： [Armax] = (5[Gr])/8
[0028] (式中，[Gr]為相對于所述合成樹脂100重量份的所述碳材料的比例）。
[0029] 優(yōu)選的是，所述自由基引發(fā)劑發(fā)生熱分解時所產(chǎn)生的自由基為碳自由基。
[0030] 在本發(fā)明的樹脂復合材料的制造方法的另一寬泛的方面中，包括以下工序：
[0031] 準備樹脂組合物的工序：所述組合物含有合成樹脂和分散于所述合成樹脂中且具 有石墨條結構的碳材料；
[0032] 在所述準備樹脂組合物的工序的同時，或在所述準備樹脂組合物的工序之后，使 所述合成樹脂接枝于所述碳材料的工序，
[0033] 所述接枝工序如下進行：向所述合成樹脂和所述碳材料中混合自由基引發(fā)劑和具 有自由基捕獲性的化合物并進行加熱。優(yōu)選所述具有自由基捕獲性的化合物為選自具有下 述式（1)~（5)的結構的化合物中的至少一種。
[0034] [化學式1]
[0035]
[0036][化學式2]
[0038] [化學式3]
[0039] (RO)2PH( = 0) …式（3)
[0040] [化學式4]
[0042][化學式5]
〇
[0044] 本發(fā)明的樹脂復合材料的制造方法中，優(yōu)選的是，使所述合成樹脂接枝于所述碳 材料，并使得所述合成樹脂的重均分子量Mwl、和得到的樹脂復合材料中未接枝于所述碳材 料的合成樹脂的重均分子量Mw2之比即Mw2/Mwl為0. 5以上。
[0045] 在本發(fā)明的樹脂復合材料的制造方法中，可以在所述接枝工序之后進一步包括混 合與所述合成樹脂相同種類的合成樹脂或不同種類的樹脂的工序。
[0046] 在本發(fā)明的樹脂復合材料的制造方法中，作為所述具有石墨烯結構的碳材料，可 優(yōu)選使用選自石墨、薄片化石墨及石墨稀中的至少一種碳材料。
[0047] 在本發(fā)明的樹脂復合材料的制造方法中，作為所述合成樹脂，可優(yōu)選使用熱塑性 樹脂，更優(yōu)選使用作為熱塑性樹脂的結晶性樹脂。
[0048] 發(fā)明效果
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的樹脂復合材料的制造方法，可提供一種作為基體的合成樹脂不易發(fā) 生劣化，且顯現(xiàn)較高的機械強度等的樹脂復合材料。
【具體實施方式】
[0050] 以下，對本發(fā)明的詳細情況進行說明。
[0051](樹脂復合材料）
[0052] 本發(fā)明的樹脂復合材料含有合成樹脂和分散于上述合成樹脂中且具有石墨烯結 構的碳材料。在上述具有石墨烯結構的碳材料的表面接枝有上述合成樹脂的一部分。因此， 在本發(fā)明的樹脂復合材料中，可更進一步提高上述合成樹脂和上述碳材料的密合性。另外， 上述實施了接枝的碳材料可提高與上述合成樹脂的親和性。因此，在具備上述合成樹脂的 上述樹脂復合材料中，在上述合成樹脂中均勻地分散有上述實施了接枝的碳材料。因此，可 有效地提高上述樹脂復合材料的機械強度并有效地降低線膨脹率。
[0053] 另外，在本發(fā)明的樹脂復合材料中，上述合成樹脂中未接枝于上述具有石墨烯結 構的碳材料的部分依據(jù)JISK7210測得的MFR為15g/10分鐘以下。因此，在本發(fā)明的樹脂 復合材料中，由于低分子量的合成樹脂的比例低，因此，可提高彈性模量、斷裂應變等機械 物性。上述MFR優(yōu)選為10g/10分鐘以下，更優(yōu)選為5g/10分鐘以下。另外，MFR可通過后 述的實施例及比較例的評價項中記載的方法來測定。
[0054] (合成樹脂）
[0055] 本發(fā)明的樹脂復合材料中所含的上述合成樹脂沒有特別限定，可使用各種公知的 合成樹脂。作為上述合成樹脂，可優(yōu)選使用熱塑性樹脂。在使用了熱塑性樹脂的樹脂復合 材料中，可在加熱下使用各種成形方法容易地得到各種成形品。
[0056] 作為上述熱塑性樹脂，可以舉出：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直鏈狀低密度聚 乙烯等聚乙烯類、均聚丙烯、嵌段聚丙烯、無規(guī)聚丙烯等聚丙烯類所代表的聚烯烴、降冰片 烯樹脂等環(huán)狀聚烯烴類、聚乙酸乙烯醋、乙烯_乙酸乙烯酯等乙酸乙烯酯共聚物類、聚乙烯 醇、聚乙烯醇縮丁醛等聚乙酸乙烯酯衍生物類、PET、聚碳酸酯、聚乳酸等聚酯類、聚氧化乙 烯、聚苯醚、聚醚醚酮等聚醚樹脂類、PMMA等丙烯酸類樹脂類、聚砜、聚醚砜等砜類樹脂類、 PTFE、PVDF等氟化樹脂類、尼龍等聚酰胺樹脂類、聚氯乙烯、偏氯乙烯等鹵化樹脂類、聚苯乙 烯、聚丙烯腈或它們的共聚樹脂類等。上述合成樹脂可僅使用1種，也可以組合使用2種以 上。特別優(yōu)選廉價且加熱下容易成