导电性热塑性树脂制造技术

在聚丙烯的颗粒中加入碳纳米管1～5重量%、粉煤灰10～30重量%、滑石10～20重量%以及改性剂0.3～1重量%，用转筒等进行混合，加热到160～260℃左右的熔化温度，同时从螺杆挤出机中挤压出来而生成丝线。冷却该丝线，切割为预定长度的颗粒。通过混合粉煤灰、滑石和改性剂，即使碳纳米管为少量，也能得到防尘性、耐热性以及回收利用性出色，且廉价而重量轻的导电性热塑性树脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种具有出色的防尘性、耐热性以及回收利用性且廉价、重量轻的导电性热塑性树脂。
技术介绍
半导体元件和光学透镜等是高精密部件，因此对于其包装容器和搬运托盘等要求具有足够的防尘性，以防止在包装或者搬运中附着灰尘。为了针对这些包装容器和搬运托盘等满足防尘性要求，通常，需要表面固有电阻值在IO4 109ω的范围内。并且，当这些包装容器和搬运托盘等的表面附着有水分时，半导体元件有发生电气故障等的危险，因此需要预加热以除去水分。而且，为了减轻模塑应·变，还需要退火处理。为此，半导体元件等的包装容器和搬运托盘等，针对加热干燥和退火需要有耐热性。目前为止，作为半导体元件等的包装容器和搬运托盘等的材料，使用有难以产生静电的导电性的合成树脂。作为这种合成树脂，提出有例如在聚碳酸酯等的热塑性树脂中混合导电性的炭黑，从而赋予导电性的合成树脂(參照专利文献I)。然而，对于专利文献I中所记载的合成树脂而言，为了确保导电性而增加导电性的炭黑的混合量吋，碳会从包装容器和搬运托盘等的表面脱落，从而引起污染半导体元件等的问题。并且，专利文献I中所记载的合成树脂为所谓结晶性的热塑性树脂，因此其耐热温度为130°c左右，但是为了更迅速地除去水分，需要加热到更高的温度。为此，需要进ー步提高耐热温度。于是，提出有如下方案为了防止碳脱落，代替炭黑混合以少量就能发挥优异的导电性的碳纳米管，且为了进ー步提高耐热性，代替结晶性的树脂而使用耐热性优异的改性聚亚苯基氧化物等的非结晶性的树脂(參照专利文献2)。并且，提出有如下方案在结晶性的树脂中混合碳纳米管，且为了进ー步提高耐热性和导电性，混合碳素纤维(參照专利文献3)。而且，针对热塑性树脂的产品等，为了提高刚度和強度等，广泛使用混入无机填料的手段。作为该无机填料，提出有如下方案除了可混入碳酸钙、滑石等以外，还可混入利用集尘机从微粉煤燃烧锅炉的燃烧气体中回收的粉煤灰(例如參照专利文献4以及5)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平2008-141130号公报专利文献2 :日本特开平2008-231426号公报专利文献3 :日本特开平2005-200620号公报专利文献4 :日本特开平06-170952号公报专利文献5 :日本特开2003-48268号公报
技术实现思路
技术问题然而，专利文献2中所记载的导电性树脂使用非结晶性的树脂，因此价格高，并且比重大，因而具有难以实现包装容器和搬运托盘等的轻量化的问题。 而且，专利文献3中所记载的导电性树脂是大量混合了高价且比重较大的碳素纤维，因此价格变高的同时，具有难以实现轻量化的问题。即，在专利文献3的权利要求8等中针对碳素纤维的混合率，记载为1(Γ70重量％的极为宽泛的范围，但是如专利文献3的表3所示，其中明确记载为通过试验来确认的范围仅限于碳素纤维以5(Γ65重量％的比例大量混合的情况。若混合如此大量的碳素纤维，则价格变高且比重也变大。因此，本专利技术的目的在于，提供ー种具有出色的防尘性、耐热性以及回收利用性，并且廉价而重量轻的导电性热塑性树脂。技术方案本专利技术人经反复潜心研究和实验，最終发现将作为用于提高合成树脂的机械强度的填料而使用的粉煤灰等煤灰与滑石等无机填料和改性剂(相容剂)一同混入到结晶性的热塑性树脂时，可发挥出色的防静电效果，并基于该发现来完成了本专利技术。S卩，粉煤灰等煤灰中包含铝、铁以及镁的氧化物，当将包含这些金属氧化物的粉煤灰等煤灰混合到合成树脂时，发现了导电性被提高的事实。并且，发现了如下事实在粉煤灰等的基础上，添加少量的改性剂(相容剂)时，粉煤灰等的球状的结晶粒子均匀地分散，并相互靠近而容易接触，导电性进ー步提高。不仅如此，还发现进ー步混合滑石等无机填料时，该滑石等渗入到粉煤灰等的结晶粒的间隙中，相互推压该粉煤灰等的结晶粒以成为密致的状态，进ー步提高导电性。并且，发现了如下事实即使是廉价的结晶性的热塑性树脂，混合这些粉煤灰等煤灰、滑石等无机填料与改性剂时，通过混合少量的碳纳米管，也能得到确保包装容器和搬运托盘等的防尘性所必需的导电性(表面固有电阻值104 109ω )。S卩，根据本专利技术的导电性热塑性树脂的特征为，在结晶性的热塑性树脂中混合有Γ5重量％的碳纳米管、10 30重量％的由微粉煤燃烧锅炉生成的煤灰、10 20重量％的无机填料以及O. 3^1重量％的改性剂。在此，“碳纳米管”为公知的材料，意指碳原子以筒状结合而形成的巨大分子结构，具有高导电性。在此，之所以将混合率设定为“广5重量％”，是因为当小于I重量％吋，防静电效果可能不够，而当混合率超过5重量％时，导电性过高，具有产生极化等的隐患。在此，“碳纳米管”的混合率优选为广3重量％。这是因为由此可通过更少量的“碳纳米管”的混合率，实现作为目标的导电性(表面固有电阻值104 109Ω)。并且，“由微粉煤燃烧锅炉生成的煤灰”意指从火力发电所等处使用的微粉煤燃烧锅炉的燃烧气体中通过集尘器采集的“粉煤灰”以及落在微粉煤燃烧锅炉的炉底而采集的“炉渣”。无论哪个都是包含Si02、A1203、Fe2O3> Ca0、Ma0、SO3等成分的微粉末。并且，“由微粉煤燃烧锅炉生成的煤灰”除了単独的“粉煤灰”或者是“炉渣”之外，还包含两者的混合之物。在此，煤灰的平均粒径优选为1(Γ30μπι左右。在此，之所以将混合率设定为“ 1(Γ20重量％”，是因为当混合率小于10重量％吋，导电性可能降低而导致防静电效果不够，而当混合率超过20重量％时，带电性热塑性树脂变脆。作为“无机填料”，优选“滑石”，但是硅酸钙、硅酸铝、膨润土、沸石、碱式碳酸镁、火山灰、天然石膏、娃镁土(Attapulgite)、石英粉、高岭土、沉淀碳酸韩、滑石粉、重质碳酸·丐、叶蜡石粘土、白铅矿、白云石粉、云母、硫酸钙、碳化硅粉、氧化镁、氧化钛、沉淀硫酸钡、重晶石等也属于此。在此，“滑石”意指微粉碎滑石的无机粉末，其化学名是含水硅酸镁“Mg3Si401(l(OH)2”。之所以将混合率设定为“1(Γ20重量％”，是因为当混合率小于10重量％时，导电性可能降低而导致防静电效果不够，而当混合率超过20质量％吋，冲击强度降低而变脆，且比重变大，从而难以实现轻量化，进而每単位重量的价格会増加。并且，“改性剂”意指所谓“相容剤”，表示将无机物混合到热塑性树脂而进行合成时，用于使无机物(煤灰等)的分散更有效地进行，并得到煤灰等的结晶粒子的接触连锁的添加剤，但是在本专利技术中，表示使混合到热塑性树脂的煤灰均匀地分散至该热塑性树脂中，以得到相互靠近而紧密结合的状态的添加剤。例如，日本polychem公司产的“ADTEX ER320P、ER333F-2、ER353LA以及ER313E-1，，、旭化成株式会社产的“タフテツクΡ2000和Η1043”、三菱化学株式会社产的“モデュクΡ533Α、Ρ502、Ρ565和Ρ908”以及花王株式会社产的 “EBFF” 和 “EXCEL T-95”。之所以将混合率设定为“O. 3^1重量％”，是因为当混合率小于O. 3重量％时，导电性可能降低而导致防静电效果不够，而当混合率超过I质量％时，树脂表面发粘，容易引起污损。在此，“改性剂”的混合率优选为O. 6 1重量％。这是因为由此混合率对导电性的影响会变得大致固定不变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.14 JP 2010-0927561.ー种导电性热塑性树脂，其特征在于，在结晶性的热塑性树脂中混合有1飞重量％的碳纳米管、1(Γ30重量％的由微粉煤燃烧锅炉生成的煤灰、1(Γ20重量％的无机填料以及O. 3^1重量％的改性剂。2.ー种导电性热塑性树脂，其特征在于，在结晶性的热塑性树脂中混合有广2重量％的碳纳米管、5 30重量％的碳素纤维以及1(Γ30重量％的由微粉煤燃烧锅炉生成的煤灰、1(Γ20重量％的无机填料以及O. 3^1重量％的改性剂。3.ー种导电性热塑性树脂，其特征在于，在结晶性的热塑性树脂中混合有广3重量％的碳纳米管、5 20重量％的碳素纤维以及1(Γ30重量％的由微粉煤燃烧锅炉生成的煤灰、1(Γ20重量％的无机填料以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：寿山实，小林未喜男，
申请(专利权)人：高桥玄策，
类型：
国别省市：