[發明專利]薄片化石墨?樹脂復合材料及其制造方法

有效

• 申請號: 201380040178.2
• 申請日: 2013-02-14
• 公開（公告）號: CN104508051B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 野里省二;中壽賀章;吉谷博司
• 申請（專利權）人: 積水化學工業株式會社
• 主分類號: C08L101/00
• 分類號: C08L101/00;C01B32/19;C01B32/21;C01B32/205;C08F2/44;C08F292/00;C08K5/23;C08K7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及一種通過對石墨或一次薄片化石墨進行剝離而得到的薄片化石墨-樹脂復合材料及其制造方法。

背景技術

石墨為對大量石墨烯進行層疊而成的層疊體。可通過對石墨進行剝離而得到石墨烯疊層數少于石墨烯或者石墨的薄片化石墨。該薄片化石墨向導電性材料或導熱性材料等的應用備受期待。

近年來，對通過使聚合物接枝于石墨烯或薄片化石墨來提高該石墨烯或薄片化石墨在樹脂中的分散性的方法等進行了各種討論。例如在下述專利文獻1中公開有一種通過使進行了剝離的石墨烯和自由基聚合性單體共聚合來制造接枝有聚合物的石墨烯的方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：US7，659，350B2

發明內容

發明要解決的問題

在專利文獻1的方法中，預先對石墨進行剝離并使用由此得到的剝離石墨烯。

然而，在現有公知的石墨烯的剝離方法中，需要在通過酸對原料石墨進行處理，然后，對上述石墨進行加熱而剝離，進而使得到的石墨烯或薄片化石墨的粉體積累。如上所述，為了得到石墨烯或薄片化石墨，需要經大量復雜的工序對原料石墨進行剝離。另外，在現有方法中存在如下問題：由于以粉體的形式得到石墨烯或薄片化石墨，因此難以處理。

本發明的目的在于，提供一種在樹脂等中的分散性高、容易處理的薄片化石墨-樹脂復合材料。

用于解決問題的技術方案

本發明的薄片化石墨-樹脂復合材料為對薄片化石墨和樹脂進行復合化而成的薄片化石墨-樹脂復合材料。就本申請的第一發明的薄片化石墨-樹脂復合材料而言，在將通過下述方法測得的亞甲基藍吸附量(μ摩爾/g)設為y、BET比表面積(m²/g)設為x時，比例y/x為0.15以上，且BET比表面積為25m²/g以上。上述亞甲基藍的吸附量基于10mg/L濃度的亞甲基藍的甲醇溶液的吸光度與將薄片化石墨-樹脂復合材料投入該亞甲基藍的甲醇溶液中、并在攪拌后通過離心分離而得到的上清液的吸光度之差進行測定。關于該亞甲基藍吸附量測定方法，在后面的實施方式的說明中詳細敘述。

本申請的第二發明的薄片化石墨-樹脂復合材料為將薄片化石墨和樹脂復合化而成的薄片化石墨-樹脂復合材料，復合材料中的樹脂的熱分解開始溫度及熱分解結束溫度分別高于復合化前的樹脂的熱分解開始溫度及熱分解結束溫度。

在本發明的薄片化石墨-樹脂復合材料的其它特定方面中，樹脂的含量為1質量％～70質量％。

在本發明的薄片化石墨-樹脂復合材料的另一特定方面中，樹脂為自由基聚合性單體的聚合物。

本發明的薄片化石墨-樹脂復合材料的制造方法為上述薄片化石墨-樹脂復合材料的制造方法。就本發明的薄片化石墨-樹脂復合材料的制造方法而言，其包括準備含有石墨或一次薄片化石墨、以及聚合物的組合物，所述組合物中，所述聚合物被固定于所述石墨或一次薄片化石墨上。使所述組合物中所含的所述聚合物發生熱分解，從而在殘留所述聚合物的一部分的同時，將所述石墨或一次薄片化石墨剝離。

在本發明的薄片化石墨-樹脂復合材料的制造方法的某特定方面，在所述準備組合物的工序中，使所述聚合物接枝或吸附于所述石墨或一次薄片化石墨上，從而將所述聚合物固定于所述石墨或一次薄片化石墨上。

在本發明的薄片化石墨-樹脂復合材料的制造方法的第一實施方式中，所述準備組合物的工序包括：

準備包含所述石墨或一次薄片化石墨、以及自由基聚合性單體的混合物的工序；使所述混合物中所含的所述自由基聚合性單體進行聚合，從而在所述混合物中生成自由基聚合性單體聚合而成的所述聚合物，并且使所述聚合物接枝于所述石墨或一次薄片化石墨上的工序。

在本發明的薄片化石墨-樹脂復合材料的制造方法的第二實施方式中，在所述準備組合物的工序中，在所述石墨或一次薄片化石墨的存在下將所述聚合物加熱至50℃以上且400℃以下的溫度范圍的溫度，使所述聚合物接枝于所述石墨或一次薄片化石墨上。

以下，對包含上述第一實施方式或上述第二實施方式的本發明的薄片化石墨-樹脂復合材料的制造方法的各種特定方面進行說明。

本發明的薄片化石墨-樹脂復合材料的制造方法的某特定的方面，在準備組合物的工序中，組合物還含有熱分解性發泡劑。此時，可進一步有效地剝離石墨或一次薄片化石墨。因此，可進一步增大得到的薄片化石墨的比表面積。