含有RB陶瓷或CRB陶瓷微粒的低摩擦、高分散性的合成树脂组合物及其制备方法技术

技术编号:1622425 阅读:201 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种合成树脂组合物包括至少一种合成树脂和分散在树脂中的RBC和CRBC颗粒。一种制备合成树脂组合物的方法包括在合成树脂熔融温度附近的温度下将RBC和CRBC颗粒与合成树脂混合。该方法优选包括捏合混合物的步骤。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术涉及合成树脂组合物,尤其涉及含有均匀分散在其中的各种添加剂的合成树脂组合物及其制备方法。2.现有技术的描述过去,在合成树脂组合物中已加入了各种填料,诸如稳定剂、着色剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、润滑剂、阻燃剂以及其它构成填料。也已在合成树脂组合物中加入碳精块微粒以产生导电性。然而,由于它们的极性、溶解度和比重不同很难均匀分散这些材料。也很难获得导电性能稳定的合成树脂组合物。公知的,使用米糠(称为“RB”)和/或碳化米糠(称为“CRB”)制备陶瓷以形成多孔碳材料。将用于这些材料的脱脂米糠浸入诸如酚醛树脂的热固树脂中并在氮气环境中碳化。在碳化工艺中,米糠转变成软的无定形碳而酚醛树脂转变成硬的玻璃碳。所产生的材料为多孔混合结构。稻米加工工业寻求RB和/或CRB的商业应用。由于米糠是需处理的废品而有这一需求。专利技术概述本专利技术涉及一种合成树脂组合物,其中含有至少一种合成树脂和选自RB陶瓷(如下称之为“RBC”)和CRB陶瓷(如下称之为“CRBC”)中的至少一种颗粒。在一个优选实施方案中,本专利技术提供了一种合成树脂组合物的制备方法,包括a)将选自RBC和CRBC中的至少一种颗粒与至少一种构成填料或添加剂混合形成混合物1;b)在合成树脂熔融温度附近将混合物1添加到合成树脂中形成混合物2;和c)捏合混合物2。在一个优选实施方案中,本专利技术提供了一种降低合成树脂组合物摩擦系数的方法,是通过在组合物中添加选自RBC和CRBC中的至少一种颗粒实现的。在一个优选实施方案中,本专利技术提供了一种提高合成树脂组合物中添加剂分散的方法,是通过在组合物中添加选自RBC和CRBC中的至少一种颗粒实现的。在一个优选实施方案中,本专利技术提供了一种增加合成树脂组合物导电性的方法,是通过在组合物中添加选自RBC和CRBC中的至少一种颗粒实现的。本专利技术的其它特点和优点可通过如下优选实施方案的描述变得显而易见。优选实施方案的描述在本专利技术优选实施方案中使用RBC和CRBC。RBC和CRBC是有益的,因为它们具有如下特点1.它们很硬;2.制成晶粒时,它们的形状不规则;3.它们的膨胀系数极小;4.它们是导电的;5.它们比重低,轻且多孔;6.它们的摩擦系数极小;和7.它们抗摩擦性优异。而且,由于原材料为米糠,不会对地球环境产生负面影响并且它们适于保护天然资源。为了制备RBC和CRBC,由于其价格低廉优选使用米糠作为原材料。米糠作为其它工艺的副产品而大量生产,例如仅日本每年约产900000吨和全世界每年产33000000吨。RBC是一种碳材料,其制备是通过混合和捏合脱脂米糠(源自稻米的脱脂糠)与热硬化或热固树脂,由混合物模制产品,烘干,然后在惰性气氛下加热烘干的模制品,例如烧结。参见Kazuo Hokkirigawa,Kino Zairyo“功能性材料”,第5卷,第24-28页,(1997年5月)。热固树脂优选为任何能被热硬化或热固化的树脂。热固树脂的实例包括,但并非穷举为酚醛树脂、邻苯二甲酸二芳酯树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂和三嗪系树脂。优选酚醛树脂,例如甲阶酚醛树脂。脱脂米糠和热固树脂的混合物质量比优选为约50-90∶50-10(重量),和期望值为约75∶25。对于其它方式,脱脂米糠和热固树脂的混合物质量比为约1/1至约9/1,更优选约9/5至约5/1,最优选为约3/1。混合脱脂米糠和树脂后,采用任何已知方法模制产品并烘干。然后于700-1000℃的温度下加热该模制品,例如烧结。通常采用回转窑且加热时间为约40-120分钟。CRBC是优于RBC的碳原料,它也是由脱脂米糠和热固树脂获得。CRBC或是黑色树脂或是多孔陶瓷,例如采用如下方式制备。混合并捏合脱脂米糠和热固树脂,然后在惰性气体和700-1000℃的温度下加热,例如烧结。然后将该混合物研磨成粉(粉碎)至低于100目得到碳化粉末。混合并捏合该碳化粉末和热固树脂。在20-30MPa的压力范围内模制该混合物后,在惰性气氛中并于500-1100℃的温度下再次加热该模制产品,例如烧结。RBC和/或CRBC的毛体积比重为1.22-1.35(g·cm-3)。(根据JIS R7222.7描述的毛体积比重测量方法并采用JIS R 1601.4所述试样测定的毛体积比重。RB陶瓷制品和/或CRB陶瓷制品是多孔的,因此可测量它们各自的毛体积比重)。根据本专利技术,已经发现,通过在树脂中分散微细研磨的RBC和/或CRBC可获得低摩擦和高分散性的合成树脂组合物。优选将RBC和CRBC研磨成平均粒径为约300m或更小的颗粒,更优选为约10至100m,尤其优选为约10至约50m。优选地,RBC或CRBC微粒和合成树脂之间的质量比为约5-90∶95-10,或约5/95至约9/1。例如,RBC和CRBC应组成约5-90重量%的合成树脂组合物。已发现当合成树脂的添加量超过95质量%,低摩擦和高分散特征会消失。当低于10%时,混合物很难形成。优选将RBC和CRBC材料与合成树脂混合得到本专利技术的合成树脂组合物。本专利技术可以采用的合成树脂的实例包括,但并非穷举为热固塑料或热塑树脂,例如聚酰胺,聚酯和聚烯烃等等。更明确地,这种热塑树脂包括,但并非穷举为尼龙66(聚己二酰己二胺),尼龙6(聚己酰胺),尼龙11(聚十一酰胺),尼龙12,聚缩醛,聚对苯二甲酸丁二醇酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚丙烯,聚乙烯,聚苯硫等。尼龙66是最优选的。这些热塑树脂既可单独使用也可两种或以上混合使用。也可采用热固树脂。如上所述,热固树脂的实例包括,但并非穷举为酚醛树脂、邻苯二甲酸二芳脂树脂、不饱和聚脂树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂和三嗪系树脂。优选地,一种或多种热固树脂组成了不超过约20重量%的本专利技术合成树脂组合物的树脂组分,只要按照树脂的共有溶度就没有问题。在优选实施方案中,本专利技术的树脂组合物包括至少一种构成填料或至少一种选自由稳定剂、抗氧化剂、着色剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、润滑剂和阻燃剂组成的添加剂。添加剂通常不能令人满意地分散在树脂中。本专利技术的树脂组合物获得高分散性,是因为RBC和/或CRBC微粒的存在使得稳定剂、抗氧化剂、着色剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、润滑剂、阻燃剂和其它构成填料均匀分散。如下文所述,进一步研究观察RBC和CRBC的特性。令人吃惊的结果显示,即使当稳定剂、抗氧化剂、着色剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、润滑剂、阻燃剂和其它构成填料与水或油有亲和力时,RBC和/或CRBC具有在合成树脂中均匀分散的能力(高分散能力)。没有理论的限制,可确信获得惊奇结果的原因在于RBC和CRBC是拥有诸如磷(P),钾(K)等无机材料的多孔碳材料。此外,已发现本专利技术添加RBC和/或CRBC微粒的合成树脂组合物与无该添加剂的相同合成树脂组合物相比摩擦系数更小。业已发现具有低摩擦表面特征的树脂产品可通过模制包括RBC或CRBC微粒的合成树脂组合物而制得。在优选实施方案中,制备本专利技术低摩擦和高分散性的合成树脂组合物的典型方法包括,混合RBC或CRBC微粒和任选至少一种选自由稳定剂、抗氧化剂、着色剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、润滑剂、阻燃剂和其它构成填料组成的添加剂。然后在树脂熔融温度附近,例如约10℃以内将混合物加入到合成树脂中并捏合。结果是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂组合物,含有:至少一种树脂和分散在树脂中的至少一种RBC和CRBC。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:掘切川一男小原陆郎
申请(专利权)人:美蓓亚株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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