一种导电性树脂复合材料，其包含基体树脂和碳纤维，其特征在于，所述碳纤维的平均外径为２０－３００ｎｍ，但不包括２０ｎｍ，其为外径分布不同的至少两种碳纤维，以每１００质量份所述基体树脂为１－１１．２质量份的量包含所述碳纤维。包含所述碳纤维的复合材料具有令人满意的导电性和令人满意的包括断裂伸长率等的树脂材料性质，并很少发生碳纤维脱落。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含树脂材料和碳纤维的导电性树脂复合材料。更具体地，本专利技术涉及包含树脂材料和碳纤维的导电性树脂复合材料，与常规的包含树脂材料和碳纤维的导电性树脂复合材料相比，其在加工和成型等时表现出优异的性能，同时享有良好的导电性，并且其进一步显示纤维从复合材料的脱落性极低。
技术介绍
包含树脂材料和导电性填料的导电性树脂复合材料已广泛地用于半导体领域、电器相关领域、汽车和飞行器领域。利用此类导电性树脂复合材料的主要目的为例如，保护半导体部件免受静电，通过阻断电磁波来防止精密仪器的误操作，防止由于摩擦引起的静电和热的产生等。另外，作为赋予基体树脂以导电性的方法，列举添加能赋予树脂离子导电性的材料的方法，和添加导电性填料如金属颗粒、金属纤维、碳颗粒，以及通过在高温下将原料如丙烯酸类纤维或浙青(副产物如石油浙青、煤浙青、煤焦油浙青)碳化制备的PAN型碳纤维或PITCH型碳纤维(下文中，将PAN型碳纤维或PITCH型碳纤维称作“常规碳纤维”)的方法。其中，从性能、环境问题等观点，碳质材料的使用已成为赋予导电性的主流。然而，为了获得必要的导电性，当使用直径为数μ m的碳颗粒作为导电性填料时， 需要每100重量份树脂为40-50重量份的碳颗粒量。即使采用炭黑如科琴黑，仍需要每100 重量份树脂为8-15重量份的炭黑量。关于使用此类碳颗粒的复合材料，与原树脂相比，引起粘度升高和流动性降低以及物理性质的进一步变化如硬度上升。结果，在成型加工期间模具形状转印的精确度可能变低，并且复合材料的外观如光泽和耐冲击性也可能降低。当上述常规碳纤维用作导电性填料时，例如，在基于每100重量份树脂约30重量份纤维的添加量的情况下，能够获得约IO2 Ω · cm的体积电阻率。然而，由于添加量过大， 不能避免流动性等恶化。近年来，作为此类导电性填料，已经使用由碳纳米管(下文中也称为“CNT”)为代表的纤维直径为约0. 7-130nm的微细碳纤维。微细碳纤维可以通过电弧放电法、气相沉积法等来合成。基本上，微细碳纤维具有包括单层或多层石墨烯(graphene)层的管状结构， 所述石墨烯层采取六员环碳结构的连续排列，并且微细碳纤维为其特征在于纤维直径为纳米水平且长度为微米级，并因而具有高长径比的导电性填料材料。已报道，由于微细碳纤维的高导电性，当以基于每100重量份树脂为几重量份使用此类微细碳纤维时，能够获得具有规定导电性的树脂复合材料(专利文献1、2)。然而，即使对于此类包含基体树脂和微细碳纤维的导电性树脂复合材料，在以赋予树脂有效导电性的水平添加微细碳纤维的情况下，复合材料的物理性质如断裂伸长率和成型性变差。这些特点是当通过使用此树脂复合材料成型目标成型制品时出现的问题。此外，由于微细碳纤维的纤维直径极细，微细碳纤维的表面显示差的对熔融树脂的润湿性等等，存在发生微细碳纤维从成型的树脂复合材料脱落的倾向。作为导电性填料的此类微细碳纤维的脱落成为问题，特别是在半导体领域，成为半导体产品的故障和损坏的原因。因此，已经寻求如下导电性树脂复合材料其包含基体树脂和碳纤维，并满足优良导电性，由基体树脂本身所具有的树脂特性如优良的成型性，以及在适当水平下微细碳纤维的低脱落性的所有特性。另一方面，在专利文献3中提出了包括超过两组彼此具有不同纤维外径分布的碳纤维的储气材料。根据此文献，当将小平均外径的碳纤维组与平均外径大于前述碳纤维组的碳纤维组组合时，可以形成对于获得对气体的吸附位点的最佳细孔结构，并因此能够改进气体储藏量。然而，示于专利文献3中的储气材料没有提供具有优良导电性的树脂材料，这是因为其不能通过混合碳纤维和树脂材料来制造。此外，在专利文献4中提出了其中在树脂粘结剂中包括第一石墨微细纤维和直径小于第一石墨微细纤维的第二石墨微细纤维的导电性材料。专利文献4中公开的导电性材料是纤维与酚醛树脂粘结剂混合的导电性材料，而且还需要溶剂。另外，所使用的石墨微细纤维是平均直径为5-20nm的纤维，和平均直径为 300nm-1000nm的纤维，并混合它们。此外，在专利文献5中提出了大的平均直径的碳纤维与小的平均直径的碳纤维混合的导电性组合物。然而，关于专利文献5，前者碳纤维的平均直径为13 μ m，后者碳纤维的平均直径为7 μ m，前者和后者纤维二者都为常规碳纤维的类型。现有技术的文献专利文献 JP 2006-306960 A JP 2006-225648 A JP 2005-185951 A JP 平 8 (1996) -222025 A JP 平 5 (199 _3观19 A
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供包含树脂材料和碳纤维的新型导电性树脂复合材料。特别地，本专利技术的目的在于提供显示改进的与成型性相关的断裂伸长率，同时享有良好的导电性，并进一步显示纤维从复合材料的脱落极低的包含树脂材料和碳纤维的导电性树脂复合材料。作为我们为了解决上述问题刻苦研究的结果，我们专利技术人已发现，在树脂材料中包含至少两组碳纤维的导电性树脂复合材料能显示优良的导电性、改进的成型时的断裂伸长率以及降低纤维从复合材料脱落的程度，在所述导电性树脂复合材料中各组具有相互不同的纤维外径分布，且全部碳纤维的平均纤维外径为大于20nm至不大于300nm。此外，具有20nm-300nm平均外径的碳纤维的工业生产实例很少。然而，由于我们专利技术人已能够开发用于制造此类平均外径为20nm-300nm的碳纤维的技术，因此我们能够设计混合两组碳纤维的构想，其中各组具有在上述平均外径范围内的相互不同的纤维外径分布，最终，我们完成了本专利技术。SP，本专利技术具有以下构成。根据本专利技术的导电性树脂复合材料包含基体树脂和碳纤维，其中碳纤维的平均外径为大于20nm至不大于300nm，其中碳纤维包含具有相互不同的纤维外径分布的至少两组，且其中导电性树脂复合材料基于每100重量份基体树脂包含1-11. 2重量份的碳纤维。本专利技术进一步公开了导电性树脂复合材料，其中当将具有相互不同的纤维外径分布的至少两组分为具有较细平均纤维外径的碳纤维组A和具有较粗平均纤维外径的碳纤维组B时，碳纤维组B的重量大于碳纤维组A的重量；并且，假定碳纤维组A的平均纤维外径为a，碳纤维组B的平均纤维外径为b，则比例a/b不大于0. 8。本专利技术进一步公开了导电性树脂复合材料，其中碳纤维组A的平均纤维外径a大于20nm至不大于lOOnm，碳纤维组B的平均纤维外径b大于IOOnm至不大于300nm，两组碳纤维在基体树脂中彼此基本上均勻混合。本专利技术进一步公开了导电性树脂复合材料，其中碳纤维组A的质量存在率(mass abundance ratio)小于碳纤维组B的质量存在率。本专利技术进一步公开了导电性树脂复合材料，其中碳纤维为通过气相生长法合成的碳纤维。本专利技术进一步公开了导电性树脂复合材料，其中所述碳纤维结构体是通过多个粒状部把一根或多根碳纤维结合成相互立体地三维网络状的碳纤维结构体。本专利技术进一步公开了导电性树脂复合材料，其中粒状部的圆当量平均外径为碳纤维的平均纤维外径的1. 3倍以上。本专利技术进一步公开了导电性树脂复合材料，其中复合材料的断裂伸长率不小于 40%。本专利技术进一步公开了导电性树脂复合材料，其中通过使用导电性树脂复合材料成型的成型制品的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种导电性树脂复合材料，其包含基体树脂和碳纤维，其中所述碳纤维的平均外径为大于２０ｎｍ至不大于３００ｎｍ，和其中所述碳纤维包括具有相互不同的纤维外径分布的至少两组，和其中所述导电性树脂复合材料含有基于每１００重量份所述基体树脂为１－１１．２重量份的所述碳纤维。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：单佳义，
申请(专利权)人：保土谷化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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