树脂复合材料及树脂复合材料的制造方法技术

本发明专利技术提供一种为具有石墨烯结构的碳材料分散于合成树脂中的树脂复合材料、且机械强度高、线膨胀率低的树脂复合材料及制造上述树脂复合材料的方法。一种树脂复合材料的制造方法，所述树脂复合材料含有合成树脂、具有分散于上述合成树脂中的石墨烯结构的碳材料，其中，备有如下工序：准备上述合成树脂与上述碳材料进行接枝化、上述碳材料的接枝化率为5重量%~3300重量%的树脂复合材料及含有合成树脂和具有分散于上述合成树脂中的石墨烯结构的碳材料的树脂组合物的工序；在与上述工序同时或在上述工序之后，使上述合成树脂与上述碳材料进行接枝化的工序。

【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树脂复合材料的制造方法及树脂复合材料，所述树脂复合材料是碳材料分散于合成树脂中而形成的，特别涉及碳材料是具有石墨烯结构的碳材料的树脂复合材料的制造方法及树脂复合材料。
技术介绍
由于具有高的弹性模量及高的导电性，因此，具有石墨烯薄片结构的碳材料备受关注。通过将具有这种石墨烯结构的碳材料与合成树脂进行复合，可以加强由合成树脂构成的制品，或赋予导电性。特别是石墨烯薄片、碳纳米管或薄膜化石墨等具有纳米尺寸的大小，且比表面积大。因此，可以认为，与树脂复合时的加强效果高。一般而言，为了提高作为复合材料的效果，优选使上述碳材料均匀地分散于基质树脂中。因此，在下述专利文献I中公开有使用热塑性树脂和碳材料的良溶剂得到均匀的分散状态的方法。根据该方法，只要热塑性树脂和碳材料存在通用溶剂，就可以得到均匀的分散状态的树`脂复合材料。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-264059号公报
技术实现思路
专利技术解决的问题但是，在专利文献I中记载的树脂复合材料中使溶剂挥发之后所形成的热塑性树脂和碳材料的界面的密合强度低。因此，在得到的树脂复合材料中外力起作用时，有时在上述界面上产生剥离。此外，由于如上所述的碳材料的n堆积力引起的凝聚力大，因此，溶剂中的分散性非常差。因此，存在不显现充分的机械强度的问题。本专利技术的目的在于，提供一种树脂复合材料及制造上述树脂复合材料的方法，所述树脂复合材料是具有石墨烯结构的碳材料分散于合成树脂中而成，且机械强度高、线膨胀率低。解决问题的方法 本专利技术的树脂复合材料含有合成树脂和碳材料，所述碳材料分散于所述合成树脂中并具有石墨烯结构，其中，所述合成树脂接枝化于所述碳材料，并且所述碳材料的接枝化率为5重量9T3300重量％。在本专利技术的树脂复合材料的某种特定的方面，上述树脂复合材料还含有与所述合成树脂不同种类的树脂。在该情况下，可以容易地提供各种物性的树脂复合材料。在本专利技术的树脂复合材料的其它特定的方面，具有上述石墨烯结构的碳材料为薄片化石墨或碳纳米管。在该情况下，上述碳材料具有纳米尺寸，且比表面积大。因此，可以进一步提高树脂复合材料的机械强度及进一步降低线膨胀率。在本专利技术的树脂复合材料的其它特定的方面，上述合成树脂为热塑性树脂。在该情况下，由于树脂复合材料的成形容易，因此，可以容易地提供各种形状的树脂复合材料制品。更优选使用聚烯烃作为热塑性树脂。在该情况中，使用通用的聚烯烃，因此，可以降低树脂复合材料的成本。在本专利技术的树脂复合材料的进一步其它特定的方面，上述热塑性树脂为非晶性树月旨。在该情况下，上述碳材料均匀地分散于非晶性树脂中，因此，可以有效地抑制非晶性树脂的流动性。因此，可以有效地提高树脂复合材料的机械强度，且可以有效地降低线膨胀率。本专利技术的树脂复合材料的制造方法备有:准备含有合成树脂和碳材料的树脂组合物的工序，所述碳材料分散于所述合成树脂中且具有石墨烯结构；在所述准备树脂组合物的工序的同时或在所述准备树脂组合物的工序之后，使所述合成树脂接枝化于所述碳材料的工序。在本专利技术的树脂复合材料的制造方法的某种特定的方面，上述接枝化的工序通过对上述树脂组合物照射电子束来进行。在该情况下，通过对上述树脂组合物照射电子束，可以使上述合成树脂内产生自由基。由此，具有自由基的上述合成树脂可以与上述碳材料进行接枝化。 在本专利技术的树脂复合材料制造方法的其它特定的方面，上述接枝化的工序通过在上述合成树脂及上述碳材料中混合自由基引发剂来进行。在该情况下，通过在上述合成树脂及上述碳材料中混合自由基引发剂，可以使上述合成树脂中产生自由基。由此，具有自由基的上述合成树脂可以与上述碳材料进行接枝化。在本专利技术的树脂复合材料制造方法的其它特定方面，上述接枝化的工序通过将上述合成树脂及上述碳材料利用备有混炼用螺杆的剪切混炼装置进行加热混炼来进行。而且，在上述加热混炼时使上述螺杆以500rpnT5000rpm的旋转速度进行旋转。在该情况下，在将具有石墨烯结构的碳材料进行加热混炼的过程中，上述合成树脂的分子链被切断，在上述合成树脂内产生自由基。由此，具有自由基的上述合成树脂可以与上述碳材料进行接枝化。上述加热混炼优选通过动态加热混炼来进行。在该情况下，碳材料和合成树脂之间的亲和性进一步提高，因此，可以容易地使上述碳材料均匀分散在上述合成树脂中。在本专利技术的树脂复合材料制造方法的进一步其它特定方面，上述接枝化的工序通过对上述树脂组合物照射微波来进行。通过对上述树脂组合物照射微波，可以使上述合成树脂中产生自由基。由此，具有自由基的上述合成树脂可以与上述碳材料进行接枝化。通过照射如上所述的微波引起的接枝化使得产生自由基的工序变得简便。而且，由于仅在上述碳材料的界面上切断上述合成树脂的分子，因此，上述合成树脂的分子不会过度地切断。因此，可以有效地提高得到的树脂复合材料的机械强度及有效地降低线膨胀率。在本专利技术的树脂复合材料的制造方法的进一步其它特定的方面，在上述接枝化的工序中，使所述合成树脂与所述碳材料进行接枝化，并使得所述碳材料的接枝化率达到5重量9T3300重量％的范围。在该情况下，上述合成树脂和上述碳材料的密合性更进一步提高。因此，可以使上述碳材料在上述合成树脂中更进一步均匀地分散。因此，可以得到机械强度进一步提高、线膨胀率进一步降低的树脂复合材料。在本专利技术的树脂复合材料制造方法的另外其它特定方面，还含有如下工序:在上述接枝化的工序之后，将接枝化了所述合成树脂的所述碳材料从所述树脂组合物中进行分离的分离工序；在所述分离工序之后，将与所述合成树脂同种类的合成树脂或不同的新合成树脂、以及接枝化了所述合成树脂的所述碳材料进行混合的工序。在该情况下，通过混合上述新的合成树脂，可以容易地制造各种物性的树脂复合材料。在本专利技术的树脂复合材料制造方法的另外其它特定方面，还具有:在上述接枝化的工序之后，混合与所述合成树脂同种类的合成树脂或不同的树脂的工序。在该情况下，可以容易地制造各种物性的树脂复合材料。在本专利技术的树脂复合材料制造方法的另外其它特定方面，上述具有石墨烯结构的碳材料为薄片化石墨或碳纳米管。在该情况下，上述碳材料具有纳米尺寸，且比表面积大。因此，可以容易地制造机械强度进一步提高的树脂复合材料。在本专利技术的树脂复合材料制造方法的进一步其它特定方面，上述合成树脂为热塑性树脂。在该情况下，树脂复合材料的成形变得容易，由此，可以容易地制造各种形状的树脂复合材料制品。更优选使用聚烯烃作为热塑性树脂。在该情况下，由于使用通用的聚烯烃，因此，可以降低树脂复合材料的制造成本。在本专利技术的树脂复合材料的制造方法的进一步其它特定的方面，上述热塑性树脂为非晶性树脂。在该情况下，上述碳材料在非晶性树脂中均匀地分散，因此，可以有效地抑制非晶性树脂的流动性。因此，可以得到机械强度有效地提高、线膨胀率有效地降低的树脂复合材料。 专利技术的效果根据本专利技术所述的树脂复合材料，合成树脂与具有石墨烯结构的碳材料进行了接枝化，上述碳材料的接枝化率为5重量9T3300重量％，因此，在树脂复合材料中上述碳材料和上述合成树脂的密合性提高。而且，由于接枝化了上述合成树脂的上述碳材料与上述合成树脂的亲和性提高，因此，在上述合成树脂中均匀地被分散。因此，上述碳材料在上述合成树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.03 JP 2010-198039;2010.12.09 JP 2010-274991.一种树脂复合材料，其含有合成树脂和碳材料，所述碳材料分散于所述合成树脂中并具有石墨烯结构，其中， 所述合成树脂接枝化于所述碳材料，并且所述碳材料的接枝化率为5重量9T3300重量％。2.如权利要求1所述的树脂复合材料，其还含有与所述合成树脂不同种类的树脂。3.如权利要求1或2所述的树脂复合材料，其中，所述具有石墨烯结构的碳材料为薄片化石墨或碳纳米管。4.如权利要求r3中任一项所述的树脂复合材料，其中，所述合成树脂为热塑性树脂。5.如权利要求4所述的树脂复合材料，其中，所述热塑性树脂为聚烯烃。6.如权利要求4所述的树脂复合材料，其中，所述热塑性树脂为非晶性树脂。7.—种树脂复合材料的制造方法，该方法包括: 准备含有合成树脂和碳材料的树脂组合物的工序，所述碳材料分散于所述合成树脂中且具有石墨稀结构； 在所述准备树脂组合物的工序的同时或在所述准备树脂组合物的工序之后，使所述合成树脂接枝化于所述碳材料的工序。8.如权利要求7所述的树脂复合材料的制造方法，其中，所述接枝化的工序通过对所述树脂组合物照射电子束来进行。9.如权利要求7所述的树脂复合材料的制造方法，其中，所述接枝化的工序通过在所述合成树脂及所述碳材料中混合自由基引发剂来进行。10.如权利要求7所述的树脂复合材料的制造方法，其中，所述接枝化的工序如下进...

【专利技术属性】
技术研发人员：乾延彦，向畑大辅，鸣田弥，津村健辅，泽和洋，高桥克典，谷口浩司，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，
类型：
国别省市：