树脂结晶促进剂和树脂组合物制造技术

本发明专利技术涉及包含细碳纤维的热塑性树脂结晶促进剂，该碳纤维由直径为０．００１μｍ～５μｍ并且长径比为５～１５０００的纤维丝组成，还涉及由细碳纤维和热塑性树脂组成并包含结晶树脂的热塑性树脂组合物，以及它们的制备方法。本发明专利技术包含细碳纤维的结晶促进剂甚至能够使得无定形树脂结晶，该树脂具有不规则的分子结构因而不结晶，或者其表现出低的结晶度因而通过常规结晶促进剂难以结晶。该结晶促进剂提供一种具有以下特性的热塑性树脂组合物：当进行成型时，该组合物表现出改进的强度和摩擦学特性，当与填料混合时，其得到进一步增强。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种促进树脂结晶的试剂(聚合物有序地排列在所述促进结晶的试剂周围)。更具体地，本专利技术涉及一种促进树脂结晶的试剂(以下该试剂可被称为“树脂结晶促进剂”)，涉及一种含有树脂和所述树脂结晶促进剂的树脂组合物，并且涉及它们的制备方法。
技术介绍
根据树脂的结晶特性，树脂被分成结晶树脂和无定形树脂。具有简单的有序排列的分子结构的树脂容易结晶，并表现出高结晶区比例(高结晶度)，这样的树脂被归为结晶树脂。同时，含有由不同尺寸的分子单元形成的主链、其主链的支化度不规则并且难以结晶的树脂被归为无定形树脂。结晶树脂和无定形树脂的区别之处在于存在或不存在由结晶度引起的熔点而不是玻璃化转变点。具体而言，当对结晶树脂进行差热分析时，除了由吸收热或产生热引起的阶梯或者包括玻璃化转变点处的峰的阶梯之外，在高于所述树脂的玻璃化转变点的温度区可观察到吸热/放热峰。同时在无定形树脂中，则观察不到这样的吸热/放热峰。结晶树脂表现出特有的特征，如高机械强度、优异的耐疲劳性、优异的耐化学品性质和优异的摩擦学特性。此外，除了其他性质之外，当与填料混合时结晶树脂被高度增强。同时无定形树脂表现出特有的特征，例如透明性、优异的耐候性和优异的抗冲击性。此外，无定形树脂的特征还在于容易形成具有高尺寸精度以及较少弯曲和凹陷的制品。结晶树脂中的结晶容易程度是有差别的，一些结晶树脂由于其分子结构而表现出低结晶速率，并且需要用于结晶的结晶促进剂(成核剂)。某些情况下，将结晶促进剂加入易于结晶的结晶树脂中，以调节其结晶速率。例如，当热塑性树脂熔化和然后冷却固化从而形成制品时，由此形成的制品的迅速冷却的表面部分的热历史明显不同于其逐步冷却的中心部分的热历史。具体而言，所述表面部分由于晶体生长时间不够而倾向于成为无定形状，而所述中心部分由于足够的晶体生长时间而表现出高结晶度；即，在该制品中形成了壳-核结构。因此，从表面部分到中心部分的机械特性是不同的。在此情况下，必须调节热塑性树脂的结晶速率，以使得制品表现出均匀的机械特性。例如，在其中表现出低结晶速率的树脂例如聚酰胺-酰亚胺被制成制品的情况下，该树脂在由此形成的制品中进行结晶，并且所述树脂会发生收缩，从而导致降低的制品尺寸精度。因此必须控制这种树脂的结晶速率。树脂结晶促进剂可大致分为无机结晶促进剂和有机结晶促进剂。通常，无机结晶促进剂与有机结晶促进剂联合使用。目前已知的无机结晶促进剂的实例包括二氧化硅、滑石、碳酸钙、氟化锌、氟化钙、二氧化钛、高岭石、氧化铝和无定形的二氧化硅-氧化铝颗粒。目前已知的有机结晶促进剂的实例包括脂肪酸盐，例如硬脂酸盐(日本专利申请特开(kokai)No.47-23446)、己二酸盐和癸二酸盐(日本特开专利出版物(kokai)No.50-6650)；有机膦酸酯例如环己基膦酸酯，和苯基磺酸酯(日本专利特开(kokai)No.50-32251)；芳族盐，例如苯甲酸(日本专利申请Laid-Open(kokai)No.53-50251)；低聚聚酯(日本特开专利出版物(kokai)No.55-116751)；以及碳粉和具有双酰亚胺结构的化合物的混合物(日本特开专利出版物(kokai)No.9-188812)。树脂本质上难以结晶；当在常规冷却条件下使用树脂时，树脂的结晶温度会在宽范围内变化。因此，为了使树脂制品的形状或物质性质稳定，必须通过使用结晶促进剂来调节该树脂的结晶温度或结晶时间。然而通常已知的结晶促进剂不能完全满足降低结晶温度、调节结晶速率和调节结晶度的要求。鉴于以上所述，本专利技术的一个目的在于提供一种结晶促进剂，其可以使得具有不规则分子结构而不结晶或者表现出低结晶度并因此通过常规结晶促进剂难以结晶的无定形树脂结晶。如本文使用的，“结晶”不仅包括其中具有相同构型的分子采取如同晶体中分子排列情形的有序的三维周期性排列的情况；而且包括其中使得促进结晶试剂周围的聚合物结构有序排列的情况以及其中使得不规则形式(无定形态)的无序排列分子在一定程度上有序排列的情况。本专利技术的另一目的是提供一种包含所述结晶促进剂的热塑性树脂组合物，当进行成型时，其表现出改进的强度和摩擦学特性，并且当与填料混合时其得到进一步增强。本专利技术人已发现，通过气相生长法制得的细碳纤维、特别是由直径为0.001μm～5μm并且长径比为5～15000的纤维丝组成的碳纤维可作为用于促进被认为难以结晶的无定形树脂(例如，聚碳酸酯)结晶的试剂，并且所述细碳纤维还可促进那些可结晶但表现出低结晶速率和低结晶度的结晶树脂结晶(结晶速率和结晶度)。基于此发现而完成了本专利技术。因此，本专利技术提供了一种树脂结晶促进剂、其制备方法、包含所述结晶促进剂的树脂组合物及其用途，如下所述。1、一种包含细碳纤维的树脂结晶促进剂，所述碳纤维的各纤维丝的直径为0.001μm～5μm并且长径比为5～15000。2、根据上述1的树脂结晶促进剂，其中所述细碳纤维是气相生长碳纤维。3、根据上述2的树脂结晶促进剂，其中所述气相生长碳纤维含有0.001～5质量％的硼。4、一种树脂组合物，其包含如上述1～3中任一项所述的树脂结晶促进剂和树脂。5、根据上述4的树脂组合物，其中所述树脂是热塑性树脂。6、根据上述5的树脂组合物，其中所述热塑性树脂是无定形的热塑性树脂。7、根据上述5或6的树脂组合物，其中所述热塑性树脂是含有包含具有芳族基团的结构单元作为重复单元的聚合物的树脂。8、根据上述5的树脂组合物，其中所述热塑性树脂是选自以下的任何类型聚苯乙烯、聚碳酸酯、多芳基化合物、聚砜、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺和聚醚-醚-酮；或它们的混合物。9、根据上述4～8中任一项的树脂组合物，当进行差示扫描量热法(DSC)时，所述组合物在不同于该树脂的玻璃化转变点的温度处表现出与质量改变无关的吸热/放热峰。10、根据上述4～8中任一项的树脂组合物，当进行差示扫描量热法(DSC)时，所述组合物表现出归因于该组合物熔化或结晶的吸热/放热峰，其中与不含上述1～3中任一项所述的树脂结晶促进剂的树脂组合物的情形相比，该峰更高或者该峰移向更高的温度区。11、根据上述4～8中任一项的树脂组合物，当进行X-射线衍射测量时，所述组合物表现出归因于该树脂的峰和归因于树脂结构的有序排列的峰。12、根据上述4～8中任一项的树脂组合物，其中在X-射线衍射学中，与归因于树脂结构的有序排列的峰相应的衍射角(2θ)带的半宽为5°或更小。13、根据上述4～12中任一项的树脂组合物，其中所述树脂结晶促进剂的含量为0.1～80质量％。14、一种制备具有结晶且有序排列结构的树脂组合物的方法，其特征在于该方法包括捏和上述1或2所述的结晶促进剂与树脂，并随后在等于或高于所述树脂的玻璃化转变点的温度下对所得的混合物进行退火。15、一种包含上述4～13中任一项所述树脂组合物的导电材料。16、一种包含上述4～13中任一项所述树脂组合物的导热材料。17、一种包含上述4～13中任一项所述树脂组合物的表现出摩擦学特性的材料。18、一种包含上述4～13中任一项所述树脂组合物的结构部件(mechanism part)。本专利技术的结晶促进剂含有细碳纤维，该碳纤维的各纤维丝的直径为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含细碳纤维的树脂结晶促进剂，所述碳纤维的各纤维丝的直径为０．００１μｍ～５μｍ并且长径比为５～１５０００。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-4-24 120616/20031.一种包含细碳纤维的树脂结晶促进剂，所述碳纤维的各纤维丝的直径为0.001μm～5μm并且长径比为5～15000。2.如权利要求1所述的树脂结晶促进剂，其中所述细碳纤维是气相生长碳纤维。3.如权利要求2所述的树脂结晶促进剂，其中所述气相生长碳纤维含有0.001～5质量％的硼。4.一种树脂组合物，其包含如权利要求1～3中任一项所述的树脂结晶促进剂和树脂。5.如权利要求4所述的树脂组合物，其中所述树脂是热塑性树脂。6.如权利要求5所述的树脂组合物，其中所述热塑性树脂是无定形的热塑性树脂。7.如权利要求5所述的树脂组合物，其中所述热塑性树脂是含有包含具有芳族基团的结构单元作为重复单元的聚合物的树脂。8.如权利要求5所述的树脂组合物，其中所述热塑性树脂是选自以下的任何类型聚苯乙烯、聚碳酸酯、多芳基化合物、聚砜、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺和聚醚-醚-酮；或它们的混合物。9.如权利要求4～8中任一项所述的树脂组合物，当进行差示扫描量热法(DSC)时，所述组合物在不同于该树脂的玻璃化转变点的温度处表现出与质量改变无关的吸热/放热...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥辰宏，森田利夫，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]