導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法和導(dǎo)電性樹脂組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供在添加少量的碳納米管下、具有高導(dǎo)電性、并且維持熱塑性樹脂原本的物性、成型性等加工性也優(yōu)異的導(dǎo)電性樹脂組合物。一種導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其特征在于，所述導(dǎo)電性樹脂組合物包含碳納米管和熱塑性樹脂，所述制造方法包含以下示出的(A)和(B)的工序。(A)將前述碳納米管、溶劑和前述熱塑性樹脂混合分散，得到碳納米管樹脂混合物的工序，(B)邊混煉前述碳納米管樹脂混合物邊去除前述溶劑的工序。進(jìn)而，涉及由上述的制造方法而得到的導(dǎo)電性樹脂組合物。
【專利說明】導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法和導(dǎo)電性樹脂組合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及抗靜電性、導(dǎo)電性優(yōu)異的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法和導(dǎo)電性樹脂組合物。

【背景技術(shù)】
[0002]通常樹脂材料的導(dǎo)電性低、表面電阻率大致處于114~1016Ω/ □的范圍、分類為絕緣性材料。因此，樹脂材料可以用于要求電的絕緣性的用途中，但例如在要求抗靜電性的成型品、薄膜、片材等中具有在樹脂中賦予導(dǎo)電性的必要性，至今進(jìn)行了大量的研究。
[0003]為了在前述樹脂材料中賦予導(dǎo)電性，即、為了進(jìn)一步降低表面電阻率，可以在樹脂材料中形成分散金屬粉末、金屬纖維、碳黑、石墨、碳纖維、碳納米管等導(dǎo)電性材料，但存在由于混合組成、混合分散方法導(dǎo)致樹脂材料原本的機(jī)械特性降低的情況。也就是說，賦予導(dǎo)電性、并且均衡地滿足電特性與機(jī)械特性的兩特性是重要的。
[0004]其中，專利文獻(xiàn)I中公開了含有0.1~50質(zhì)量份由導(dǎo)電性纖維狀物的聚集體形成的極細(xì)碳原纖維和99.9~50質(zhì)量份合成樹脂，在成型物中表現(xiàn)出高導(dǎo)電性的樹脂組合物。
[0005]此外，專利文獻(xiàn)2中公開了將碳納米管與特定的表面活性劑加入到疏水性的熱塑性樹脂中形成的樹脂組合物。進(jìn)而，專利文獻(xiàn)3中公開了使碳納米管在水性介質(zhì)中與水溶性聚合物或表面活性劑接觸，與聚合物膠乳混合，使水干燥之后，對組合物進(jìn)行成型的方法。
[0006]然而，即便前述專利文獻(xiàn)I~3中任一種情況下為了通過導(dǎo)電性材料的添加從而對樹脂成型物賦予高導(dǎo)電性，也需要使前述導(dǎo)電性材料的添加量較多。前述導(dǎo)電性材料的添加量大時，存在原本的樹脂具有的機(jī)械特性等物性、成型加工性損壞的問題，而且，導(dǎo)電性材料的添加量多時，也存在在樹脂成型物的表面存在導(dǎo)電性材料的概率增高，例如，成型物為電子機(jī)器、電子機(jī)器的部件等的包裝材料時，前述成型物由于摩擦導(dǎo)致成型物表面的導(dǎo)電性材料脫落，脫落的該導(dǎo)電性材料污染環(huán)境、或?qū)η笆鲭娮訖C(jī)器、電子機(jī)器的部件等產(chǎn)生機(jī)械損傷或電方面的壞影響的問題。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開平3-74465號公報
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-231344號公報
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開2006-517996號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的問題
[0013]本發(fā)明鑒于上述問題，以提供在少量的碳納米管的添加下、具有高導(dǎo)電性、維持熱塑性樹脂原本的物性、成型性等加工性也優(yōu)異的導(dǎo)電性樹脂組合物為課題。
[0014]用于解決問題的方案
[0015]本發(fā)明人等為了解決上述課題而反復(fù)進(jìn)行深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過邊混煉將碳納米管、溶劑和熱塑性樹脂混合分散而成的碳納米管樹脂混合物邊去除前述溶劑的特定的混煉分散處理，從而得到即便在少量的碳納米管的添加下，也具有高導(dǎo)電性、并且維持熱塑性樹脂的物性、成型性優(yōu)異的導(dǎo)電性樹脂組合物，完成本發(fā)明。
[0016]即，本發(fā)明提供以下的⑴~(7)的技術(shù)方案。
[0017](I) 一種導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其特征在于，所述導(dǎo)電性樹脂組合物包含碳納米管和熱塑性樹脂，該制造方法包含以下的(A)和(B)的工序。
[0018](A)將所述碳納米管、溶劑和所述熱塑性樹脂混合分散，得到碳納米管樹脂混合物的工序；
[0019](B)邊混煉所述碳納米管樹脂混合物邊去除所述溶劑的工序。
[0020](2)根據(jù)(I)所述的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其中，混合所述碳納米管和所述熱塑性樹脂，進(jìn)而加入所述溶劑并混合，得到所述碳納米管樹脂混合物。
[0021](3)根據(jù)⑴或⑵所述的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其中，所述碳納米管樹脂混合物的碳納米管和熱塑性樹脂的質(zhì)量比為0.1:100~100:100。
[0022](4)根據(jù)⑴~(3)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其中，所述溶劑為水和/或醇。
[0023](5)根據(jù)⑴~(4)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其中，所述碳納米管樹脂混合物還包含表面活性劑。
[0024](6)根據(jù)(5)所述的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其中，相對于所述碳納米管樹脂混合物的碳納米管和所述表面活性劑的總計100質(zhì)量份，所述表面活性劑大于O質(zhì)量份且為40質(zhì)量份以下。
[0025](7) 一種導(dǎo)電性樹脂組合物，其通過(I)~(6)中任一項(xiàng)所述的制造方法而得到。
[0026]發(fā)明的效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明，得到在少量的碳納米管的添加下、具有高導(dǎo)電性、并且維持熱塑性樹脂原本的物性、成型性等加工性也優(yōu)異的導(dǎo)電性樹脂組合物，例如，可以提供由在要求導(dǎo)電性的用途中有用的導(dǎo)電性樹脂組合物形成的成型品、薄膜和片材等。

【具體實(shí)施方式】
[0028]首先，對于本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法進(jìn)行說明。
[0029][導(dǎo)電性樹脂組合物的造方法]
[0030]本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法的特征在于，包含以下的㈧工序和(B)工序。
[0031](A)將碳納米管、溶劑和熱塑性樹脂混合分散，得到碳納米管樹脂混合物的混合分散工序；
[0032](B)邊混煉所述碳納米管樹脂混合物邊去除所述溶劑的工序。(以下，也稱為“混煉溶劑去除工序”。)
[0033]本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法中的、由碳納米管、熱塑性樹脂和溶劑形成的碳納米管樹脂混合物的制作方法沒有特別限制，例如，可以列舉出以下的制作方法。
[0034](a)將碳納米管與熱塑性樹脂混合分散之后，添加溶劑進(jìn)一步混合。
[0035](b)將碳納米管與溶劑混合之后，添加熱塑性樹脂進(jìn)一步混合分散。
[0036](c)將碳納米管、溶劑和熱塑性樹脂一并混合分散。
[0037]在上述(I)~(3)中，在用高速混合器(supermixer)、亨舍爾混合機(jī)等分散機(jī)的、易混合性、高分散性的觀點(diǎn)上，優(yōu)選(a)的制作方法。
[0038]以下，對于本發(fā)明中包括的工序進(jìn)行說明。
[0039](混合分散工序)
[0040]混合分散工序?yàn)閷崴苄詷渲c特定質(zhì)量比的碳納米管和溶劑混合分散、得到碳納米管樹脂混合物的工序。
[0041]混合分散工序中，優(yōu)選例如將熱塑性樹脂與碳納米管混合分散，制作前述熱塑性樹脂與前述碳納米管的混合分散體，然后，在所得到的熱塑性樹脂與碳納米管的混合分散體中加入溶劑，制作碳納米管樹脂混合物。上述為前述(a)的情況，前述(b)、(c)的情況也可以同樣地混合分散。
[0042]作為混合分散方法，若可以均勻地混合分散則沒有特別限制，例如，使用亨舍爾混合機(jī)、高速混合器、超聲波均質(zhì)機(jī)、螺旋混合機(jī)、行星混合機(jī)、分散器(Disperser)、混合攪拌機(jī)等，用公知的方法來進(jìn)行分散處理。這些分散機(jī)也可以并用2種以上。特別是，從碳納米管對于熱塑性樹脂的高分散性、抑制對碳納米管的損傷的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用亨舍爾混合機(jī)、高速混合器、超聲波均質(zhì)機(jī)。進(jìn)而，可以在該處理后，在不損傷碳納米管的范圍內(nèi)，使用球磨機(jī)、振動磨、砂磨機(jī)、輥磨機(jī)等使分散進(jìn)一步徹底化。
[0043]需要說明的是，對混合分散中的處理溫度、處理時間等進(jìn)行適宜調(diào)整。
[0044](混煉溶劑去除工序)
[0045]混煉溶劑去除工序?yàn)檫吇鞜捰汕笆龌旌戏稚⒐ば蛑谱鞯奶技{米管樹脂混合物邊進(jìn)行溶劑去除的工序。作為混煉方法沒有特別限制，例如，使用擠出機(jī)、捏合混合機(jī)、班伯里密煉機(jī)等、用公知的方法進(jìn)行。
[0046]處理溫度和壓力根據(jù)使用的熱塑性樹脂、溶劑等而不同，因此進(jìn)行適宜調(diào)整。然而，如后所述，優(yōu)選在高溫狀態(tài)下進(jìn)行處理，對于處理溫度優(yōu)選為100~370°C。
[0047]在該工序中，經(jīng)過前述處理之后，最終得到造粒為顆粒狀、片狀的導(dǎo)電性樹脂組合物。
[0048]此外，可以在以規(guī)定比例將原料樹脂混合到碳納米管的含量多的高濃度品(母料)中之后，利用前述擠出機(jī)、輥等混煉機(jī)來造粒。
[0049]本發(fā)明中，通過在混煉碳納米管與樹脂時使溶劑共存從而提高分散性的理由并不明確。然而，發(fā)明人等通過在高溫狀態(tài)下的局部的封閉體系中混煉包含水的混合物，從而發(fā)現(xiàn)可以效率良好且容易地混煉樹脂與碳納米管，因此嘗試以作為溶劑使用水的例子如以下那樣考察前述理由。
[0050]表1中示出封閉體系中的水的飽和水蒸汽壓與飽和水蒸汽量。由表1可以推定，將100°C下的飽和水蒸汽壓設(shè)為I個大氣壓時，200°C下約為16個大氣壓、300°C下約為92個大氣壓，碳納米管保持在高壓蒸汽壓中而被混煉。同時，可以推定將100°C下的飽和水蒸汽量設(shè)為I時，200°C下約為13倍、300°C下約為60倍，在高密度水蒸汽中保持碳納米管而進(jìn)行混煉。因此，復(fù)雜地凝集、纏繞的碳納米管例如、在本發(fā)明中使用的前述擠出機(jī)等加工機(jī)的處理部內(nèi)(封閉體系)受到高溫、高壓、并且高密度的水蒸汽的分子運(yùn)動而解開，同時解開的碳納米管與溶融的樹脂一起混煉，被容易地分散到樹脂中。
[0051]進(jìn)而，認(rèn)為通過添加表面活性劑，從而促進(jìn)水蒸汽向碳納米管的滲透，因此進(jìn)一步提聞分散效果。
[0052][表1]
[0053]

【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其特征在于，所述導(dǎo)電性樹脂組合物包含碳納米管和熱塑性樹脂， 所述制造方法包含下面的(A)和(B)的工序: (A)將所述碳納米管、溶劑和所述熱塑性樹脂混合分散，得到碳納米管樹脂混合物的工序; (B)邊混煉所述碳納米管樹脂混合物邊去除所述溶劑的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其中，混合所述碳納米管和所述熱塑性樹脂，進(jìn)而加入所述溶劑并混合，得到所述碳納米管樹脂混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其中，所述碳納米管樹脂混合物的碳納米管和熱塑性樹脂的質(zhì)量比為0.1:100~100:100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其中，所述溶劑為水和/或醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其中，所述碳納米管樹脂混合物還包含表 面活性劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)電性樹脂組合物的制造方法，其中，相對于所述碳納米管樹脂混合物的碳納米管和所述表面活性劑的總計100質(zhì)量份，所述表面活性劑大于O質(zhì)量份且為40質(zhì)量份以下。
7.一種導(dǎo)電性樹脂組合物，其通過權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的制造方法而得到。
【文檔編號】H01B1/24GK104136504SQ201380010460
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月21日
【發(fā)明者】淺川久紀(jì), 芝田正之, 作田憲崇, 伊藤卓磨 申請人:大日精化工業(yè)株式會社