CN101230187A - 复合树脂的改性方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能高效得到抗冲击性等获得提高了的复合树脂的复合树脂的改性方法。所述复合树脂的改性方法是含有非结晶性树脂和结晶性树脂或其中任意之一的树脂、以及碳化合物的复合树脂的改性方法，其中，作为碳化合物的炭黑或石墨等的表面实施了以至少具有硅烷原子的改性剂化合物为燃料的硅氧化焰处理，并含有湿润张力(测定温度25℃)为40dyn/cm以上的改性的碳化合物。

Description

复合树脂的改性方法

技术领域

本发明涉及复合树脂的改性方法，特别是涉及能高效得到抗冲击性等获得提高了的复合树脂的复合树脂的改性方法。

背景技术

以往，作为含有鳞片状石墨的复合树脂，已知有滑动部件用树脂组合物，其是通过相对于100重量份的玻璃化转变温度在140℃以上的非结晶性树脂、配合0～150重量份熔点在200℃以上的结晶性树脂和5～100重量份平均粒径为5～100μm的鳞片状石墨而形成的(例如，参照专利文献1)。

另一方面，提出了表面改性方法的方案，通过喷射由含有具有特定沸点的改性剂化合物的燃料气体形成的火焰进行处理(硅氧化焰处理、钛氧化焰处理和铝氧化焰处理)，即使在较大量地使用含有硅烷原子等的改性剂化合物的场合，也易于高效燃烧，并可以均匀且充分地对碳化合物等的表面进行改性(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：特开平10-182872(权利要求书)

专利文献2：WO03/069017号公报(权利要求书)

发明内容

然而，专利文献1所公开的滑动部件用树脂组合物存在的问题是：不仅所能使用的碳化合物的种类受到限制，而且由于非结晶性树脂的玻璃化转变温度高或结晶性树脂的熔点高，因而抗冲击性不足。

另外，专利文献2所公开的方法虽然是能充分且长期地对碳化合物等表面进行改性的表面改性方法，但用于与特定树脂组合的碳化合物的表面处理时，未见可提高其特定树脂的抗冲击性等。

本发明的发明人等发现，对碳化合物的表面实施硅氧化焰处理，可使其达到规定的湿润张力，并且，在与特定树脂组合的场合，显著提高该特定树脂的抗冲击性等，从而完成了本发明。

即，本发明的目的是提供能高效得到抗冲击性等获得提高了的复合树脂的复合树脂的改性方法。

根据本发明，可提供复合树脂的改性方法，其是含有非结晶性树脂和结晶性树脂或其中任意之一的树脂、以及碳化合物的复合树脂的改性方法，其特征为，作为碳化合物，其表面实施了以至少具有硅烷原子的改性剂化合物为燃料的硅氧化焰处理，并含有湿润张力(测定温度25℃)为40dyn/cm以上的改性的碳化合物，从而能够解决上述问题。

即，通过对与特定树脂组合的碳化合物的表面实施以具有硅烷原子的改性剂化合物为一部分或主成分的燃料的硅氧化焰处理，达到规定的湿润张力，在此基础上进行添加，由此可以显著提高该特定树脂的抗冲击性等。

另外，本发明中，所说的“硅氧化焰处理”是以含有硅烷化合物的易燃性气体、混合气体、气溶胶或喷雾中的任意一种为燃料的火焰处理，是指通过火焰热分解在碳化合物的表面上形成氧化硅层所用的表面处理。

另外，实施本发明的复合树脂的改性方法时，优选碳化合物是炭黑、石墨、碳纤维和芳族聚酰胺纤维中的至少一种。

通过使用这样的碳化合物，添加较少量的改性的碳化合物，就可以显著提高该特定树脂的抗冲击性等。

另外，实施本发明的复合树脂的改性方法时，在碳化合物为颗粒状的场合，优选将其平均粒径设定为0.01～100μm范围内的值。

通过使用这样的碳化合物，可以更加高效地提高特定树脂的抗冲击性等。另外，只要是这样的添加范围，就可以控制成所希望的导电性和电绝缘性。

另外，实施本发明的复合树脂的改性方法时，优选将碳化合物制成流动状态来实施硅氧化焰处理。

通过使用这样的碳化合物，可以更均匀且稳定地显著提高特定树脂的抗冲击性等。另外，由于能高效地得到改性的碳化合物，所以可以显著降低复合树脂的制造成本。

另外，实施本发明的复合树脂的改性方法时，优选非结晶性树脂是选自聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚芳酯树脂和改性聚亚苯基醚树脂中的至少一种。

通过使用这种特定的非结晶性树脂，可以更高效地提高这些树脂的抗冲击性等。

另外，在实施本发明的复合树脂的改性方法时，优选结晶性树脂是选自聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚缩醛树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂和聚四氟乙烯树脂中的至少一种物质。

通过使用这种特定的结晶性树脂，可以更高效地提高这些树脂的抗冲击性等。

另外，在实施本发明的复合树脂的改性方法时，相对于100重量份树脂，优选将改性的碳化合物的添加量设定为0.01～30重量份范围内的值。

通过设定为这样的添加量，可以更高效地提高特定树脂的抗冲击性等。

另外，实施本发明的复合树脂的改性方法时，优选具有硅烷原子的改性剂化合物是分子内或分子末端具有氮原子、卤素原子、乙烯基和氨基中的至少一个基团的硅烷化合物。

通过使用这种特定的硅烷化合物，易于控制改性的碳化合物的润湿性，可以更高效地提高特定树脂的抗冲击性等。

另外，实施本发明的复合树脂的改性方法时，优选包含用偶联剂对碳化合物的表面进行表面处理的工序。

通过这样进行表面处理，与硅氧化焰处理相结合，可以显著提高特定树脂的抗冲击性等。

另外，在实施本发明的复合树脂的改性方法时，优选偶联剂是选自氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、环氧丙氧基硅烷偶联剂和含有乙烯基的硅烷偶联剂中的至少一种化合物。

通过使用这样的偶联剂进行表面处理，与硅氧化焰处理相结合，可以更显著提高特定树脂的抗冲击性等。

附图说明

图1是用于说明改性的碳化合物的湿润张力与复合树脂的抗冲击性(IZOD冲击强度)的关系的图。

图2是用于说明实施硅氧化焰处理所用的处理装置的图。

符号说明

10：表面改性装置

12：表面改性装置的贮罐(第1贮罐)

14：改性剂化合物

16：加热装置

18：压力计

22：混合室

24：输送部

28：压力计

32：喷射部

34：火焰

具体实施方式

以下，适当参照附图，具体说明有关复合树脂改性方法的实施方式。

[第1实施方式]

第1实施方式是含有非结晶性树脂和结晶性树脂或其中任意之一的树脂、以及碳化合物的复合树脂的改性方法，其中，作为碳化合物，其表面实施了以至少具有硅烷原子的改性剂化合物为燃料的硅氧化焰处理，并含有湿润张力(测定温度25℃)为40dyn/cm以上的改性的碳化合物。

1.树脂

(1)非结晶性树脂

第1实施方式中使用的非结晶性树脂的种类没有特殊限制，优选例如选自聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚芳酯树脂和改性聚亚苯基醚树脂中的至少一种。

其理由是，通过使用这种特定的非结晶性树脂，可以在维持规定的耐热性和机械特性的同时，更高效地提高这些树脂的抗冲击性等。

另外，作为非结晶性树脂，在使用例如聚碳酸酯树脂的场合，优选将其粘度平均分子量(测定溶剂：二氯甲烷、测定温度：25℃)设定为40,000～200,000范围内的值，以在维持规定的耐热性和机械特性的同时，容易获得与改性的碳化合物之间的优异的相容性。

另外，优选将非结晶性树脂的玻璃化转变温度设定为140℃以上的值。

其理由是，所述非结晶性树脂的玻璃化转变温度如果小于140℃，则有时所得复合树脂的耐热性和机械强度降低，使用用途明显受到限制。

但是，非结晶性树脂的玻璃化转变温度如果过高，则有时改性的碳化合物的分散性显著降低，抗冲击性的提高不充分。因此，更优选将非结晶性树脂的玻璃化转变温度设定为150～250℃范围内的值，进一步优选设定为160～220℃范围内的值。

另外，非结晶性树脂的玻璃化转变温度可以使用差示热扫描热量计(DSC)、粘弹性测定装置来测定。

(2)结晶性树脂

第1实施方式中使用的结晶性树脂的种类没有特殊限制，优选例如选自聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚缩醛树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂和聚四氟乙烯树脂中的至少一种物质。

其理由是，通过使用这种特定的结晶性树脂，可以在维持规定的耐热性和机械特性的同时，更高效地提高这些树脂的抗冲击性等。

另外，作为结晶性树脂，在使用例如聚酰胺树脂、聚酯树脂的场合，优选将其平均分子量设定为30,000～200,000范围内的值，以在维持规定的耐热性和机械特性的同时，容易获得与改性的碳化合物之间的优异的相容性。

另外，优选将结晶性树脂的熔点设定为200℃以上的值。

其理由是，所述结晶性树脂的熔点如果小于200℃，则有时所得复合树脂的耐热性和机械强度降低，使用用途明显受到限制。

但是，结晶性树脂的熔点如果过高，则有时改性的碳化合物的分散性显著降低，抗冲击性的提高不充分。因此，更优选将结晶性树脂的熔点设定为210～300℃范围内的值，进一步优选设定为220～280℃范围内的值。

另外，对于结晶性树脂的熔点，可以使用差示热扫描热量计(DSC)、粘弹性测定装置来测定。

(3)其他树脂

另外，以粘弹性特性的改性等为目的，还优选在特定树脂中添加选自硅酮橡胶、氟橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、氯丁二烯橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸类橡胶、烯烃橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁基橡胶、苯乙烯系热塑性弹性体和氨酯系热塑性弹性体中的至少一种橡胶类物质。

另外，以机械特性、抗冲击性等的进一步改性为目的，还优选在特定树脂中添加选自聚乙烯树脂(高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高压法聚乙烯、中压法聚乙烯、低压法聚乙烯、线状低密度聚乙烯、分支状低密度聚乙烯、高压法线状低密度聚乙烯、超固体量聚乙烯、交联聚乙烯)、聚丙烯树脂、改性聚丙烯树脂、聚甲基戊烯树脂、聚丙烯酸类树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS树脂)、聚氨酯树脂中的至少一种物质。

另外，为了易于发挥粘弹性特性和抗冲击性等的改性效果，在其他树脂为非结晶性树脂的场合，优选其玻璃化转变温度为等于或大于50℃且小于140℃的值。进而，在其他树脂为结晶性树脂的场合，优选其熔点为等于或大于70℃且小于200℃的值。

2.改性的碳化合物

(1)碳化合物

作为原料的碳化合物的种类没有特殊限制，但是优选为炭黑、石墨、碳纤维和芳族聚酰胺纤维中的至少一种。

其理由是，通过使用这样的碳化合物，添加较少量的改性的碳化合物，就可以显著提高该特定树脂的抗冲击性等。

特别是使用石墨时，可以更高效地提高作为非结晶性树脂的、透明性和机械特性等优异的聚碳酸酯树脂的抗冲击性，所以是优选的碳化合物。

另外，碳化合物为颗粒状时，优选其平均粒径为0.01～100μm范围内的值。

其理由是，通过使用这种颗粒状的碳化合物，可以更高效地提高特定树脂的抗冲击性等。即，碳化合物的平均粒径如果小于0.01μm，则在复合树脂中的混合分散变得不均匀，抗冲击性的值不但不会增加，反而有降低的倾向。另一方面，这是因为，即使碳化合物的平均粒径超过100μm，在复合树脂中的混合分散也变得不均匀，抗冲击性的值不但不会增加，反而有降低的倾向。

另外，这是由于，碳化合物的平均粒径如果为0.01～100μm范围内的值，则可以控制为所希望的导电性和电绝缘性。

因此，碳化合物为颗粒状时，更优选其平均粒径为0.1～50μm范围内的值，进一步优选为0.5～30μm范围内的值。

另外，碳化合物的平均粒径或后述的纤维长度可以通过利用了例如库尔特计数器或电子显微镜的图像解析法来测定。

另一方面，碳化合物为纤维状时，其纤维长度优选为0.1～1500μm范围内的值。

其理由是，通过使用这种纤维状的碳化合物，可以更高效地提高特定树脂的抗冲击性等。另外，这是由于，碳化合物如果为这样的添加范围，则可以控制为所希望的导电性和电绝缘性。

因此，碳化合物为纤维状时，更优选其纤维长度为1～500μm范围内的值，进一步优选为10～300μm范围内的值。

另外，碳化合物为纤维状时，优选其纤维直径为0.01～100μm范围内的值。

(2)湿润张力

此外，对于经表面改性的改性碳化合物，优选湿润张力(测定温度25℃、有时称为表面张力)为40dyn/cm以上的值。

其理由是，所述碳化合物的湿润张力如果小于40dyn/cm，则复合树脂的抗冲击性的值不但不提高，反而有降低的倾向。

但是，所述碳化合物的湿润张力如果过大，则不仅有必要进行相当量的表面处理，而且有时会使碳化合物热劣化。

因此，对于经表面改性的碳化合物，更优选湿润张力为45～80dyn/cm范围内的值，进一步优选为50～75dyn/cm范围内的值。

另外，改性的碳化合物为纤维状时，优选其纤维的直径为0.01～100μm范围内的值。

此处，参照图1，说明改性的碳化合物的湿润张力与主成分为聚碳酸酯树脂的复合树脂的抗冲击性的关系。图1中，横轴表示改性的碳化合物的湿润张力(dyn/cm)，纵轴表示作为复合树脂的抗冲击性指标的IZOD冲击强度(J/m)。

正如由所述图1所容易地理解到的，改性的碳化合物的湿润张力的值越大，复合树脂的IZOD冲击强度有越大的倾向，特别是，湿润张力为40dyn/cm以上的值时，IZOD冲击强度的值显著增加，达到60(J/m)以上的值。因此，可以说，为了显著提高复合树脂的抗冲击性的值，将改性的碳化合物的湿润张力设定为40dyn/cm以上的值是有效的。

(3)接触角

另外，对于经表面改性的改性碳化合物，优选将用水测得的接触角(测定温度25℃)设定为0.1～30°范围内的值。

其理由是，所述碳化合物的接触角如果小于0.1°，则要过度实施表面处理，有时使碳化合物热劣化。另一方面，所述碳化合物的接触角如果超过30°，则在复合树脂中的混合分散变得不均匀，抗冲击性的值不但不会增加，反而有降低的倾向。

因此，对于经表面改性的碳化合物，更优选将用水测得的接触角(测定温度25℃)设定为0.5～25°范围内的值，进一步优选为1～20°范围内的值。

另外，可以使用例如阿贝(Abbé)的接触角测定装置来测定改性的碳化合物的接触角(测定对象：水、测定温度25℃)。

(4)添加量

相对于100重量份树脂，优选将改性的碳化合物的添加量设定为0.01～30重量份范围内的值。

其理由是，通过将改性的碳化合物的添加量设定为这样的范围内的值，可以更高效地提高特定树脂的抗冲击性等。

即，所述改性的碳化合物的添加量如果小于0.01重量份，则复合树脂的抗冲击性的提高效果有时不能得到发挥。另一方面，所述改性的碳化合物的添加量如果超过30重量份，则难以均匀地混合分散，复合树脂的抗冲击性有时反而会降低。

因此，相对于100重量份树脂，改性的碳化合物的添加量更优选为1～20重量份范围内的值，进一步优选为3～10重量份范围内的值。

(5)其他添加物

除改性的碳化合物以外，还优选添加含有如下物质的无机填料：氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化铟、氧化锡、硅石、滑石、碳酸钙、石灰、沸石、金、银、铜、锌、镍、锡、铅、焊锡、玻璃、陶瓷等的单独一种或两种以上的组合。

通过这样添加无机填料，可以提高树脂的机械强度、耐热性、导电性或电绝缘性等物理特性。

另外，在添加改性的碳化合物的同时添加无机填料的场合，优选相对于总量，无机填料的添加量为0.01～80重量％范围内的值，更优选为0.1～50重量％范围内的值，进一步优选为1～30重量％范围内的值。

3.偶联剂处理

另外，优选包含用偶联剂对碳化合物(包括改性的碳化合物)的表面进行表面处理的工序。

其理由是，通过这样进行表面处理，与硅氧化焰处理相结合，可以显著提高特定树脂的抗冲击性等。

另外，这是由于，通过这样进行表面处理，即使在硅氧化焰处理变得不均匀的场合，也可以确实地提高特定树脂的抗冲击性等。

作为这样的偶联剂，可使用硅烷偶联剂、钛偶联剂和铝偶联剂等。

更具体地说，优选为选自氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、环氧丙氧基硅烷偶联剂和含有乙烯基的硅烷偶联剂中的至少一种化合物。

其理由是，通过使用这样的偶联剂进行表面处理，与硅氧化焰处理相结合，少量的偶联剂就可以更显著地提高特定树脂的抗冲击性等。

另外，相对于100重量份碳化合物(包括改性的碳化合物)，优选将这样的偶联剂的处理量设定为0.1～10重量份范围内的值。

4.硅氧化焰处理

(1)硅烷化合物

作为改性剂化合物的硅烷化合物的沸点(大气压下)优选为10～200℃范围内的值。

其理由是，所述硅烷化合物的沸点如果小于10℃，则挥发性强，有时难以操作。另一方面，所述硅烷化合物的沸点如果超过200℃，则有时与空气流的混合性降低，碳化合物的表面改性变得不均匀，难以长期维持改性效果。

因此，所述硅烷化合物的沸点更优选为15～180℃范围内的值，进一步优选为20～120℃范围内的值。

另外，对于所述硅烷化合物的沸点，可以通过限制改性剂化合物自身的结构来进行调整，此外，利用共沸现象，通过将沸点较低的烷基硅烷化合物等和沸点较高的烷氧基硅烷化合物等适当混合使用，也可以进行调整。

另外，对于硅烷化合物的种类也没有特殊限制，可举出例如烷基硅烷化合物和烷氧基硅烷化合物等。

作为这样的烷基硅烷化合物和烷氧基硅烷化合物优选的例子，可举出四甲基硅烷、四乙基硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二苯基硅烷、二乙基二氯硅烷、二乙基二苯基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三苯基硅烷、二甲基二乙基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二氯二甲氧基硅烷、二氯二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、三氯甲氧基硅烷、三氯乙氧基硅烷、三苯基甲氧基硅烷、三苯基乙氧基硅烷等单独一种或两种以上的组合。

另外，对于硅烷化合物，更优选分子内或分子末端具有氮原子、卤素原子、乙烯基和氨基的至少一种基团的化合物。

更具体地说，优选为六甲基二硅氮烷(沸点：126℃)、乙烯基三甲氧基硅烷(沸点：123℃)、乙烯基三乙氧基硅烷(沸点：161℃)、三氟丙基三甲氧基硅烷(沸点：144℃)、三氟丙基三氯硅烷(沸点：113～114℃)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(沸点：215℃)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(沸点：217℃)、六甲基二硅氧烷(沸点：100～101℃)和3-氯丙基三甲氧基硅烷(沸点：196℃)中的至少一种化合物。

其理由是，如果是这样的硅烷化合物，与载气的混合性提高，在碳化合物的表面形成粒状物(二氧化硅层)而进行的改性变得更加均匀，同时，由于沸点等的关系，所述硅烷化合物易于部分残留于碳化合物的表面，从而可以得到在碳化合物与含有各种紫外线固化型树脂等的涂膜间更加优异的粘合力。

另外，在质谱测定中，硅烷化合物的平均分子量优选为50～1,000范围内的值。

其理由是，所述改性剂化合物的平均分子量如果小于50，则挥发性高，有时难以操作。另一方面，所述改性剂化合物的平均分子量如果超过1,000，则通过加热而气化、容易与空气等混合有时变得困难。

因此，在质谱测定中，硅烷化合物的平均分子量更优选为60～500范围内的值，进一步优选为70～200范围内的值。

另外，优选硅烷化合物在液体状态下的密度为0.3～0.9g/cm³范围内的值。

其理由是，所述硅烷化合物的密度如果小于0.3g/cm³，则有时难以操作，难以放入气溶胶罐中。另一方面，所述改性剂化合物的密度如果超过0.9g/cm³，则难以气化，并且在放入气溶胶罐中的场合，有时成为与空气等完全分离的状态。

因此，硅烷化合物的密度更优选为0.4～0.8g/cm³范围内的值，进一步优选为0.5～0.7g/cm³范围内的值。

另外，在把作为燃料的气态物的总量当作100摩尔％时，优选硅烷化合物的添加量为1×10^-10～10摩尔％范围内的值。

其理由是，所述硅烷化合物的添加量如果小于1×10^-10摩尔％，则对碳化合物的改性效果有时不能体现。另一方面，所述改性剂化合物的添加量如果超过10摩尔％，则硅烷化合物与空气等的混合性降低，随之硅烷化合物的氧化有时变得不充分。

因此，在把气态物的总量当作100摩尔％时，更优选硅烷化合物的添加量为1×10^-9～5摩尔％范围内的值，进一步优选为1×10^-8～1摩尔％范围内的值。

(2)易燃性气体和可燃性气体

另外，优选在燃料气体中通常添加易燃性气体或可燃性气体。作为这样的易燃性气体和可燃性气体，可举出丙烷气体和天然气等烃气体、氢、以及氧和空气等。另外，在将燃料气体装入气溶胶罐中使用时，作为这样的易燃性气体，优选使用丙烷气体和压缩空气等。

另外，在把燃料气体的总量当作100摩尔％时，优选这样的易燃性气体的含量为80～99.9摩尔％范围内的值。

其理由是，所述易燃性气体的含量如果小于80摩尔％，则含硅化合物与空气等的混合性降低，随之含硅化合物有时不完全燃烧。另一方面，如果所述含硅化合物的添加量超过99.9摩尔％，则对固体物质的改性效果有时不能体现。

因此，在把燃料气体的总量当作100摩尔％时，更优选含硅化合物的添加量为85～99摩尔％范围内的值，进一步优选为90～99摩尔％范围内的值。

(3)载气

另外，为了容易地将硅烷化合物热分解而使其氧化，优选将所述硅烷化合物与空气和氧等载气混合。

其中，还优选与所述空气和氧同时使用作为其他载气的氩、氮、或气化的氟碳化物等惰性气体。其理由是，通过使用这样的载气，可以精确度良好地且顺利地输送硅烷化合物。

另外，在把喷射到碳化合物上的气态物的总量当作100摩尔％时，优选这样的载气的混合量为80～99.9摩尔％范围内的值。

其理由是，所述载气的混合量如果小于80摩尔％，则与硅烷化合物的混合性降低，随之均匀地喷射碳化合物有时变得困难。另一方面，所述载气的混合量如果超过99.9摩尔％，则对碳化合物的改性效果有时不能体现。

因此，在把喷射到碳化合物上的气态物的总量当作100摩尔％时，载气的混合量更优选为85～99摩尔％范围内的值，进一步优选为90～99摩尔％范围内的值。

另外，还优选在含有硅烷化合物的载气中以1～10摩尔％添加例如烃气体的作为这样的载气以外的第三成分，使得总量达到100摩尔％。

此外，还优选在实施第1表面改性方法和第2表面改性方法的基础上，以所述载气为用于氧化规定硅烷化合物的热源。

(4)硅氧化焰

另外，优选火焰温度为400～2,500℃范围内的值。

其理由是，所述火焰温度如果小于400℃，则将硅烷化合物热分解并在碳化合物表面等形成具有规定形状的粒状物有时变得困难。另一方面，所述火焰温度如果超过2,500℃，则气态物被过度加热，有时作为表面改性对象的碳化合物发生热变形、或热劣化。

因此，火焰温度优选为500～1,800℃范围内的值，更优选为800～1,200℃范围内的值。

另外，优选备有喷灯以生成火焰。所述喷灯的种类也没有特殊限制，可使用例如预混合型喷灯、扩散型喷灯、部分预混合型喷灯、喷雾喷灯、蒸发喷灯、微粉碳喷灯等的任何一种。

另外，还优选备有喷灯以外的其他热源。所述热源的种类没有特殊限制，例如优选选自激光器、卤素灯、红外灯、高频线圈、感应加热装置、热风加热器和陶瓷加热器中的至少一种加热装置。

例如，通过使用激光器，可以在点上极迅速地加热，使硅烷化合物热分解，来进行碳化合物的表面处理。

另外，通过使用卤素灯或红外灯，由于具有极均匀的温度分布，从而可以热分解大量的硅烷化合物，可以对碳化合物进行有效的表面处理。

另外，通过使用高频线圈或感应加热装置，可以极迅速地加热，使硅烷化合物热分解，可以对碳化合物进行有效的表面处理。

进而，通过使用热风加热器或陶瓷加热器，例如超过2000℃的温度处理可以在从小规模至大规模的各种型号中进行，容易使硅烷化合物热分解，可以对碳化合物进行有效的表面处理。

(5)表面处理条件

另外，喷射含有硅烷化合物的气态物的时间(喷射时间)优选为每100g碳化合物喷1秒～100秒。

其理由是，所述喷射时间如果小于1秒，则硅烷化合物带来的改性效果有时不能均匀地体现。另一方面，所述喷射时间如果超过100秒，则作为表面改性对象的碳化合物有时发生热变形、热劣化，可使用的碳化合物的种类有时过度受到限制。

因此，所述喷射时间更优选为每100g碳化合物喷5～60秒，进一步优选喷15～30秒。

另外，优选将碳化合物制成流动状态来实施硅氧化焰处理。

即，通过使用在这种状态下进行了表面处理的碳化合物，可以更均匀且稳定地显著提高特定树脂的抗冲击性等。另外，由于能高效地得到改性的碳化合物，所以可以显著降低复合树脂的制造成本。

因此，优选在使用作为改性碳化合物的制造装置的滚涂器(tumblercoater)、喷雾装置或浸渍装置等的同时，适当组合如图2所示的用于实施硅氧化焰处理的处理装置，来对碳化合物实施硅氧化焰处理。

另外，在以各种形态实施硅氧化焰处理时，优选使用碳化合物的表面改性装置10，其含有：如图2所示的贮罐12，用于贮存硅烷化合物14；输送部24，用于将气化的硅烷化合物(以下有时称为第1气态物)输送到规定位置；喷射部32，用于对碳化合物喷射火焰，该火焰以含有控制为规定温度的硅烷化合物14的气态物(以下有时称为第2气态物)为燃料。

即，可以从所有方向对碳化合物喷射以含有被控制在规定温度的硅烷化合物14的第2气态物为燃料的火焰，从而可以均匀且充分地处理碳化合物。

此处，如图2所示，优选在具备加热装置16的同时具备用于贮存硅烷化合物14的第1贮罐12。该例的构成中，在第1贮罐12的下方备有含有加热器等的加热装置16，使常温、常压状态为液态物的硅烷化合物14气化。

于是，在表面处理碳化合物时，优选通过加热装置16将第1贮罐12内的硅烷化合物14加热到规定温度，以气化的状态输送，同时与如箭头所示地导入的加热状态的载气混合，制成规定温度的气态物。

另外，由于气态物中硅烷化合物的含量极为重要，所以在第1贮罐12上设置压力计(或液面的水平计)18，监测硅烷化合物的蒸气压或硅烷化合物的量，从而间接控制该硅烷化合物的含量。

另外，输送部24通常为管结构，优选其具备混合室22的同时具备用于控制流量的阀20、30或流量计(未图示)、或者用于控制第1和第2气态物的压力的压力计28，所述混合室22用于将从第1贮罐12输送来的作为第1气态物的硅烷化合物14和从第2贮罐(未图示)以加热状态输送的载气(压缩空气)混合来制成规定温度的第2气态物。

另外，喷射部32优选具备喷灯，该喷灯用于将经由输送部24送来的规定温度的第2气态物喷射到作为被处理物的碳化合物40上。另外，所述喷灯的种类没有特殊限制，例如可以是预混合型喷灯、扩散型喷灯、部分预混合型喷灯、喷雾喷灯、蒸发喷灯、微粉碳喷灯等的任何一种。

实施例

[实施例1]

1.碳化合物的表面改性

在滚涂器中放入100g碳化合物(石墨(A)、平均粒径15μm)。然后，使用滚涂器，以转数60rpm使其旋转，同时使用如图2所示的表面改性装置实施30秒硅氧化焰处理，得到改性的碳化合物。

另外，作为改性剂化合物，使用含有0.0001摩尔％的沸点27℃的四甲基硅烷、0.00001摩尔％的沸点122℃的四甲氧基硅烷、余量为压缩空气的滤筒装的混合物。

2.改性的碳化合物和复合树脂的评价

(1)湿润张力和接触角

经硅氧化焰处理的改性碳化合物的湿润张力使用标准液(测定温度：25℃)来测定。

另外，经硅氧化焰处理的改性碳化合物的接触角(测定液：水、测定温度：25℃)使用阿贝测定装置来测定。

(2)分散性

相对于100重量份聚碳酸酯树脂(粘度平均分子量：20,000、玻璃化转变温度：160℃)，使用捏合机一边混炼一边添加经硅氧化焰处理的改性碳化合物，使其的比例为3重量份。

其次，将所得复合树脂成型加工为10cm×10cm×0.01cm的板状后，使用电子显微镜，根据以下标准评价其成型品中改性碳化合物的分散性。

◎：没有观察到改性的碳化合物的块，均匀分散。

○：几乎没有观察到改性的碳化合物的块，基本均匀分散。

△：观察到改性的碳化合物的块，分散稍不均匀。

×：明显观察到改性的碳化合物的块，分散明显不均匀。

(3)抗冲击性(IZOD冲击强度)

相对于100重量份聚碳酸酯树脂(粘度平均分子量：20,000、玻璃化转变温度：160℃)，使用捏合机一边混炼一边添加经硅氧化焰处理的改性碳化合物，使其的比例为15重量份。

其次，将复合树脂成型加工为长5cm、宽3cm、厚1mm的板状后，依照ASTMD256测定其成型品的IZOD冲击强度(J/m)。

(4)弯曲强度

依照JIS K7171，测定经成型加工的复合树脂的弯曲强度(MPa)。

[实施例2～7]

实施例2～7中，如表1所示，改变硅烷化合物的种类和处理时间、或碳化合物的种类(碳纤维(CF(B))、炭黑(CB(C)))，与实施例1同样地进行改性碳化合物和使用该改性碳化合物的复合树脂的评价。

[比较例1和2]

比较例1中，除使用未经硅氧化焰处理的碳化合物外，与实施例1同样地进行复合树脂的评价。

另外，比较例2中，使用虽经硅氧化焰处理、但湿润张力(测定温度25℃)小于40dyn/cm的改性的碳化合物，除此之外，与实施例1同样地进行复合树脂的评价。

[表1]

[实施例8～11]

实施例8～11中，如表2所示，改变硅烷化合物的种类，除此之外，与实施例1同样地进行改性的碳化合物和使用该改性碳化合物的复合树脂的评价。

[表2]

^＊硅烷A(四甲基硅烷和四甲氧基硅烷)

^＊硅烷B(四甲基硅烷)

^＊硅烷C(六甲基二硅氨烷)

^＊硅烷D(六甲基二硅氧烷)

[实施例12～15]

实施例12～15中，如表3所示，改变改性的碳化合物的添加量，除此以外，与实施例1同样地进行改性的碳化合物和使用该改性碳化合物的复合树脂的评价。

[表3]

产业上的可利用性

如以上说明，根据本发明，通过对碳化合物的表面实施硅氧化焰处理而制成规定的湿润张力，并与特定树脂组合，从而可以高效地得到抗冲击性等获得提高了的复合树脂。

因此，由本发明得到的复合树脂可期待用于要求优异抗冲击性的电部件筐体、电子部件材料、各种容器、各种机械部件、车辆用防冲装置等。

Claims (10)

1.复合树脂的改性方法，其是含有非结晶性树脂和结晶性树脂或其中任意之一的树脂、以及碳化合物的复合树脂的改性方法，其特征为，作为所述碳化合物，其表面实施了以至少具有硅烷原子的改性剂化合物为燃料的硅氧化焰处理，并含有湿润张力为40dyn/cm以上的改性的碳化合物，该湿润张力的测定温度为25℃。

2.根据权利要求1所述的复合树脂的改性方法，其特征为，上述碳化合物是炭黑、石墨、碳纤维以及芳族聚酰胺纤维中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的复合树脂的改性方法，其特征为，上述碳化合物为颗粒状时，将其平均粒径设定为0.01～100μm范围内的值。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的复合树脂的改性方法，其特征为，将上述碳化合物制成流动状态，来实施上述硅氧化焰处理。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的复合树脂的改性方法，其特征为，上述非结晶性树脂是选自聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚芳酯树脂和改性聚亚苯基醚树脂中的至少一种。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的复合树脂的改性方法，其特征为，上述结晶性树脂是选自聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚缩醛树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂和聚四氟乙烯树脂中的至少一种。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的复合树脂的改性方法，其特征为，相对于100重量份上述树脂，将上述改性的碳化合物的添加量设定为0.01～30重量份范围内的值。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的复合树脂的改性方法，其特征为，上述具有硅烷原子的改性剂化合物是分子内或分子末端具有氮原子、卤素原子、乙烯基和氨基的至少一个基团的硅烷化合物。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的复合树脂的改性方法，其特征为，包含用偶联剂对上述碳化合物的表面进行表面处理的工序。

10.根据权利要求1～9中的任一项所述的复合树脂的改性方法，其特征为，上述偶联剂是选自氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、环氧丙氧基硅烷偶联剂和含有乙烯基的硅烷偶联剂中的至少一种化合物。

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