微细化石墨粒子、含有该石墨粒子的石墨粒子分散液及微细化石墨粒子的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种微细化石墨粒子，其具有板状石墨粒子和吸附在该板状石墨粒子上且含有由下式(1)表示的乙烯基芳香族单体单元的芳香族乙烯基共聚物，-(CH2-CHX)-?(1)，式(1)中，X表示苯基、萘基、蒽基或芘基，并且这些基团可以具有取代基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微细化石墨粒子、含有该石墨粒子的石墨粒子分散液及它们的制造方法。
技术介绍
石墨粒子的耐热性、耐化学品性、机械强度、导热性、导电性优良，具有润滑性，并且具有质轻等各种优良的特性，在各种领域中使石墨粒子分散在树脂中而对树脂成形品等赋予上述特性。但是，石墨粒子容易凝聚，与树脂、溶剂的亲和性也低，因此，在树脂中、溶剂中以凝聚的状态分散。将这样凝聚的状态的石墨粒子分散到树脂中、溶剂中时，存在无法充分表现出上述特性的倾向。因此，以往，为了使石墨粒子高度分散在树脂中、溶剂中，提出了各种石墨粒子的微细化方法。例如，日本特开平2-204317号公报(专利文献1)中公开了一种使用振动磨机对石墨粉进行干式粉碎来制备微细石墨的方法。这种机械处理中，虽然石墨粒子得到微细化，但石墨结构也遭到了破坏，因此，存在所得到的微细化石墨粒子的导电性、导热性、机械强度降低的问题。日本特开2005-53773号公报(专利文献2)中公开了一种将石墨氧化来制备薄膜状的氧化石墨粒子的方法。另外，日本特开2009-242209号公报(专利文献3)中公开了一种使对石墨实施氧化处理而得到的表面氧化石墨的表面的阳离子与阳离子性有机化合物进行离子交换、从而使石墨有机化的方法。根据这些方法，能够得到能高度分散在树脂中、溶剂中的氧化石墨粒子，通过使这种氧化石墨粒子分散在树脂中，能够对树脂等赋予石墨的特性。但是，通过氧化而微细化的石墨粒子的特性与作为原料使用的石墨粒子的特性相比存在降低的倾向，从充分表现出石墨原有的特性的观点考虑，这种微细化石墨粒子还存在改良的余地。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平2-204317号公报专利文献2：日本特开2005-53773号公报专利文献3：日本特开2009-242209号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术鉴于上述现有技术所存在的问题而完成，其目的在于提供能够高度分散在溶剂中、树脂中且具有比通过氧化而微细化的石墨粒子更优良的特性的微细化石墨粒子及其制造方法。用于解决问题的方法本专利技术人为了达到上述目的而反复进行了深入的研究，结果发现，通过将石墨粒子、特定的芳香族乙烯基共聚物、过氧化氢合物混合并实施粉碎处理，能够得到能高度分散在溶剂中、树脂中且分散稳定性优良、并且显示出比通过氧化而微细化的石墨粒子更优良的导电性的微细化石墨粒子，从而完成了本专利技术。另外发现，通过向上述芳香族乙烯基共聚物中引入烷基链、低聚烯烃链和聚烯烃链中的至少一种烃链，使微细化石墨粒子对疏水性溶剂的分散稳定性进一步提高，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的微细化石墨粒子具有板状石墨粒子和吸附在该板状石墨粒子上且含有由下式(1)表示的乙烯基芳香族单体单元的芳香族乙烯基共聚物，-(CH2-CHX)-(1)式(1)中，X表示苯基、萘基、蒽基或芘基，并且这些基团可以具有取代基。另外，本专利技术的石墨粒子分散液含有溶剂和分散在该溶剂中的本专利技术的微细化石墨粒子。这种微细化石墨粒子和石墨粒子分散液中，作为上述芳香族乙烯基共聚物，优选具有上述乙烯基芳香族单体单元和由选自由(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)丙烯酰胺类、乙烯基吡啶类、马来酸酐和马来酰亚胺类组成的组中的至少一种单体衍生的其他单体单元。另外，上述芳香族乙烯基共聚物优选为嵌段共聚物。本专利技术的微细化石墨粒子和石墨粒子分散液中，作为板状石墨粒子，优选厚度为0.3~1000nm的板状石墨粒子。另外，优选板状石墨粒子的表面附近的全部碳原子的50%以下的碳原子上键合有选自由羟基、羧基和环氧基组成的组中的至少一种官能团。另外，本专利技术的微细化石墨粒子可以还具有键合在上述芳香族乙烯基共聚物上的、选自由烷基链、低聚烯烃链和聚烯烃链组成的组中的至少一种烃链。作为这种微细化石墨粒子，优选上述芳香族乙烯基共聚物具有官能团，并且上述烃链通过使具有与芳香族乙烯基共聚物的官能团反应的部位的、选自烷基化合物、低聚烯烃和聚烯烃中的至少一种与上述官能团键合而形成。作为上述官能团，优选为氨基，作为与上述官能团反应的部位，优选为选自由氯原子、羧基和羧酸酐基组成的组中的至少一种。本专利技术的石墨粒子分散液中，在上述溶剂为疏水性溶剂的情况下，作为上述微细化石墨粒子，优选在上述板状石墨粒子上吸附有键合了选自由烷基链、低聚烯烃链和聚烯烃链组成的组中的至少一种烃链的上述芳香族乙烯基共聚物的微细化石墨粒子。本专利技术的微细化石墨粒子的制造方法包括：混合工序，将石墨粒子、含有由下式(1)表示的乙烯基芳香族单体单元的芳香族乙烯基共聚物、过氧化氢合物和溶剂混合，-(CH2-CHX)-(1)式(1)中，X表示苯基、萘基、蒽基或芘基，并且这些基团可以具有取代基；以及粉碎工序，对上述混合工序中得到的混合物实施粉碎处理。作为上述过氧化氢合物，优选具有羰基的化合物与过氧化氢的络合物。另外，作为上述粉碎处理，优选超声波处理或湿式粉碎处理。另外，本专利技术的微细化石墨粒子的制造方法还可以包括：烃链引入工序，将上述粉碎工序中得到的微细化石墨粒子与具有与上述官能团反应的部位的、选自烷基化合物、低聚烯烃和聚烯烃中的至少一种混合，使选自上述烷基化合物、低聚烯烃和聚烯烃中的至少一种与上述芳香族乙烯基共聚物键合，从而向上述芳香族乙烯基共聚物中引入选自由烷基链、低聚烯烃链和聚烯烃链组成的组中的至少一种。此时，作为上述芳香族乙烯基共聚物，优选具有官能团。另外，作为上述官能团，优选为氨基，作为与上述官能团反应的部位，优选为选自由氯原子、羧基和羧酸酐基组成的组中的至少一种。另外，本专利技术的微细化石墨粒子的分散稳定性优良的理由尚未明确，但本专利技术人推测如下。即，石墨粒子本来与溶剂、树脂的相互作用小而容易凝聚，因此，难以高度分散在溶剂中、树脂中。另一方面推测，对于本专利技术的微细化石墨粒子而言，在微细化的板状石墨粒子上吸附有上述芳香族乙烯基共聚物，因此，板状石墨粒子之间的凝聚力降低，从而在溶剂中、树脂中的分散性提高。另外还推测，由于芳香族乙烯基共聚物的吸附性稳定，因此也使微细化石墨粒子的分散稳定性提高。另外，通过向本专利技术的芳香族乙烯基共聚物中引入烷基链、低聚烯烃链和聚烯烃链中的至少一种烃链而使微细化石墨粒子对疏水性溶剂的分散稳定性进一步提高的理由尚未明确，但本专利技术人推测如下。即推测，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】2010.06.07 JP 2010-129652;2011.04.28 JP 2011-101951.一种微细化石墨粒子，其具有板状石墨粒子和吸附在该板状石
墨粒子上且含有由下式(1)表示的乙烯基芳香族单体单元的芳香族乙烯
基共聚物，
-(CH2-CHX)-(1)
式(1)中，X表示苯基、萘基、蒽基或芘基，并且这些基团可以具
有取代基。
2.如权利要求1所述的微细化石墨粒子，其中，所述芳香族乙烯
基共聚物具有所述乙烯基芳香族单体单元和由选自由(甲基)丙烯酸、
(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)丙烯酰胺类、乙烯基吡啶类、马来酸酐和马
来酰亚胺类组成的组中的至少一种单体衍生的其他单体单元。
3.如权利要求1或2所述的微细化石墨粒子，其中，所述芳香族
乙烯基共聚物为嵌段共聚物。
4.如权利要求1~3中任一项所述的微细化石墨粒子，其中，所述
板状石墨粒子的厚度为0.3~1000nm。
5.如权利要求1~4中任一项所述的微细化石墨粒子，其中，所述
板状石墨粒子的表面附近的全部碳原子的50%以下的碳原子上键合有
选自由羟基、羧基和环氧基组成的组中的至少一种官能团。
6.如权利要求1~5中任一项所述的微细化石墨粒子，其还具有键
合在所述芳香族乙烯基共聚物上的、选自由烷基链、低聚烯烃链和聚
烯烃链组成的组中的至少一种烃链。
7.如权利要求6所述的微细化石墨粒子，其中，
所述芳香族乙烯基共聚物具有官能团，
所述烃链通过使具有与所述官能团反应的部位的、选自烷基化合
物、低聚烯烃和聚烯烃中的至少一种与所述官能团键合而形成。
8.如权利要求7所述的微细化石墨粒子，其中，所述官能团为氨
基。
9.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中洋充，加藤诚，渡边修，
申请(专利权)人：株式会社丰田中央研究所，
类型：
国别省市：