导电性树脂复合材料制造技术

本发明专利技术提供一种导电性树脂复合材料，其特征在于，含有聚碳酸酯树脂和气相生长碳纤维，该气相生长碳纤维的平均纤维外径大于１００ｎｍ且在１５０ｎｍ以下，该聚碳酸酯树脂与该气相生长碳纤维的混合比为：相对于聚碳酸酯树脂１００质量份，该气相生长碳纤维为１～１１．２质量份，并且导电性树脂复合材料的断裂伸长率为３０％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及导电性树脂复合材料。
技术介绍
由树脂与导电性填充物构成的导电性树脂复合材料在半导体领域、电气设备相关领域、汽车 航空领域中被广泛使用，其主要目的可列举保护半导体零件不受静电影响、通过阻断电磁波而防止精密机器的误动作、防止伴随摩擦的静电 发热等。作为半导体领域等中所使用的导电性树脂复合材料的母材树脂，广泛使用聚碳酸酯，其原因可列举为由颗粒引起的污染少、放气(out gas)少、表面整饰以及光泽良好、流动性优异、翘曲少、回收再利用/重复使用性优异等，聚碳酸酯具有的优异的树脂特性。尤其从环境负荷的问题、或成本削减方面等考虑，该优异的回收再利用/重复使用性被广泛认作有效的物性。 另一方面，作为对母材树脂赋予导电性的方法，有在树脂中添加赋予离子传导性的材料，或添加金属微粒、金属纤维、碳微粒、碳纤维等导电性填充物的方法。其中，从性能、环境问题等方面考虑，使用碳系材料来赋予导电性正逐渐成为主流。 然而，在为了展现必需的导电性而使用粒径为数ym的碳颗粒的情况下，必需相对于树脂100质量份而添加40 50质量份的上述碳颗粒，即使是科琴黑(Ket jen black)等碳黑，也必需添加8 15质量份，如此的复合材料化与原本的树脂相比较，会引起粘度上升 流动性下降、或硬度上升等物性变化。结果，成为成型加工时的模具转印性、光泽等外观不良或耐冲击性下降的原因。碳纤维在添加30质量份的条件下也可获得体积电阻率为102 Q cm的导电性，但仍因添加量多而导致流动性的恶化等。 近年来，作为如上所述的导电性填充物，正使用气相生长碳纤维(vapor growncarbon f iber)。气相生长碳纤维是利用气相法合成的微细碳纤维，基本上为由连续的6元环碳结构构成的石墨烯片(gr即hene sheet)单层或者多层地形成的管状结构。又，其是纤维直径为纳米级、长度为微米级、且以高的纵横比为一个特征的导电性填充材料。已报导有，如果使用该气相生长碳纤维，则就其高导电性而言，通过对树脂100质量份添加数质量份的该气相生长碳纤维，就能获得具有所需导电性的树脂复合材料(专利文献1、2)。 专利文献1 :特开2006-306960号公报 专利文献2 :特开2006-225648号公报 但是，在由聚碳酸酯与气相生长碳纤维构成的导电性树脂复合材料中，如果直至赋予良好导电性为止将气相生长碳纤维添加于聚碳酸酯中，与导电性的改善相反，断裂伸长率等树脂复合材料的物性 成型性的下降，成为使用该树脂复合材料来成型目标成型物时的问题。又，气相生长碳纤维的纤维直径极细，还有由熔融的聚碳酸酯树脂所引起的气相生长碳纤维表面的润湿性恶化等，从而导致气相生长碳纤维自成型的树脂复合材料脱落。尤其在半导体领域中，这成为半导体制品的故障4员坏的原因而被视为问题。即，需要有具备良好的导电性、优异的成型性等聚碳酸酯本来所具有的树脂特性以及气相生长碳纤维的低脱落性等的任一性能均达到足够程度的导电性树脂复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不仅保持良好的导电性，并且气相生长碳纤维的脱落少，且与成型性相关的断裂伸长率得到改善的导电性树脂复合材料。 本专利技术人为了解决上述问题而进行潜心研究，结果发现了以下见解。 S卩，本专利技术的导电性树脂复合材料是含有聚碳酸酯树脂以及气相生长碳纤维的导电性树脂复合材料，气相生长碳纤维的平均纤维外径大于100nm且在150nm以下，聚碳酸酯树脂与气相生长碳纤维的含量为，相对于聚碳酸酯树脂ioo质量份，该气相生长碳纤维为1 11. 2质量份，并且该导电性树脂复合材料的断裂伸长率为30%以上。如上所述的导电性树脂复合材料表现出良好的导电性，并且气相生长碳纤维自导电性树脂复合材料的脱落也少，且成型性良好。 又，本专利技术中，气相生长碳纤维的纤维外径的分布的标准偏差为25 40nm，优选为30 40nm即可。在气相生长碳纤维的纤维外径为如上所述的标准偏差范围内的情况下，使用该气相生长碳纤维的导电性树脂复合材料的断裂伸长率变得良好。 又，优选，气相生长碳纤维(微细碳纤维)是形成三维网络状的气相生长碳纤维结构体，该气相生长碳纤维结构体具有多个粒状部，且纤维直径较各个粒状部的外径更细的气相生长碳纤维自该粒状部延伸出多条，并且该粒状部是在该气相生长碳纤维的生长过程中形成的。即，优选为由气相生长碳纤维结合多个粒状部而形成的网络结构的气相生长碳纤维结构体。 一般认为由于具有如上所述的立体结构，较气相生长碳纤维的外径更大的粒状部在导电性树脂复合材料的聚碳酸酯树脂基质中发挥物理的定锚效应(anchoreffect)，从而减少气相生长碳纤维自导电性树脂复合材料的脱落。 又，本专利技术提供一种气相生长碳纤维(微细碳纤维)自导电性复合材料的脱落减少为特征的导电性复合材料。即，将宽度为50mm、长度为90mm、厚度为3mm的导电性树脂复合材料浸渍于超纯水2000mL中，施加47kHz的超声波60秒时，自表面脱落的粒径为0. 5 y m以上的脱落物的数量在每单位表面积中为5000counts/cm2以下。如果脱落物的数量为如上所述，例如在半导体领域中使用本专利技术的情况下，可抑制由脱落物引起的半导体制品的故障 损坏。 优选粒状部具有气相生长碳纤维的平均纤维外径的1. 3倍以上的平均圆当量外径。由此，可使气相生长碳纤维相互之间牢固地结合。 使用该导电性树脂复合材料而成型的成型物的表面电阻值优选为103 1012Q/ □。如果使用具有如上所述的表面电阻值的成型物，可保护精密半导体零件不受静电的破坏。 导电性树脂复合材料的断裂伸长率更优选为40%以上(进而优选为50%以上)。由此，使用该导电性树脂复合材料通过注射成型等制造成型物时的成型性可进一步提高。 气相生长碳纤维是由平均纤维外径大于5nm且在100nm以下的气相生长碳纤维A和平均纤维外径大于100nm且在200nm以下的气相生长碳纤维B构成的混合物，优选该混合物中的气相生长碳纤维B的质量大于气相生长碳纤维A的质量。由此，变得容易满足上述的平均纤维外径与纤维外径分布的标准偏差范围，导电性树脂复合材料的断裂伸长率变得更良好。 再者，导电性树脂复合材料可将聚碳酸酯树脂与气相生长碳纤维(微细碳纤维)在该聚碳酸酯树脂的熔融点以上的温度条件下加以混炼而制造。 根据本专利技术，可提供一种不仅保持良好的导电性，并且气相生长碳纤维的脱落少，且与成型性相关的断裂伸长率得到改善的导电性树脂复合材料。附图说明 图1为示意性表示本实施形态的气相生长碳纤维制造装置的结构的结构图。 图2为实施例所制造的气相生长碳纤维结构体(粗径品)的5000倍SEM照片； 图3为实施例所制造的气相生长碳纤维结构体(粗径品)的粒状部的50000倍TEM照片符号说明1气相生长碳纤维的制造装置2原料槽3原料导入管4气体槽5气体导入管6蒸发器7原料混合气体导入管8反应炉9导入喷嘴10整流 缓冲板11加热机构12气相生长碳纤维回收器13气体排出管14原料混合气体导入口15冷却气体导入口16冷却气体出口20金属催化剂颗粒生成区域30气相生长碳纤维制造区域具体实施例方式以下，基于优选的实施形态对本专利技术进行详细说明。 本专利技术中作为导电性树脂复合材料的母材使用的聚碳酸酯树脂是通过使各种二羟基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电性树脂复合材料，其特征在于，　　含有聚碳酸酯树脂和气相生长碳纤维，　　该气相生长碳纤维的平均纤维外径大于１００ｎｍ且在１５０ｎｍ以下，该聚碳酸酯树脂与该气相生长碳纤维的混合比为：相对于聚碳酸酯树脂１００质量份，该气相生长碳纤维为１～１１．２质量份，　　并且所述导电性树脂复合材料的断裂伸长率为３０％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-9-30 2008-252859一种导电性树脂复合材料，其特征在于，含有聚碳酸酯树脂和气相生长碳纤维，该气相生长碳纤维的平均纤维外径大于100nm且在150nm以下，该聚碳酸酯树脂与该气相生长碳纤维的混合比为相对于聚碳酸酯树脂100质量份，该气相生长碳纤维为1～11.2质量份，并且所述导电性树脂复合材料的断裂伸长率为30％以上。2. 如权利要求1所述的导电性树脂复合材料，其特征在于，所述气相生长碳纤维是将平均纤维外径大于5nm且在lOOnm以下的气相生长碳纤维A和平均纤维外径大于lOOnm且在200nm以下的气相生长碳纤维B混合均匀而成的混合物，该混合物中来自B的气相生长碳纤维的存在质量比大于来自A的气相生长碳纤维的存在质量比。3. 如权利要求1或2所述的导电性树脂复合材料，其特征在于，所述气相生长碳纤维与粒状部形成气相生长碳纤维结构体，该气相生长碳纤维结构体具有网络结构，该网络结构是通过该气相生长碳纤维使多个粒状部相互立体地结合而成的。4. 如权利要求3所述的导电性树脂复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：西岛正敬，佐藤洋，川岛昭二，单佳义，铃木淳，
申请(专利权)人：保土谷化学工业株式会社，阿基里斯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]