CN103732679A - 树脂复合材料及树脂复合材料的制造方法 - Google Patents

树脂复合材料及树脂复合材料的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种所含弯折及褶皱的量少的板状的薄片化石墨或氧化薄片化石墨，有效提高拉伸弹性模量等机械强度的树脂复合材料及上述树脂复合材料的制造方法。所述树脂复合材料所含合成树脂和薄片化石墨或氧化薄片化石墨，其中，将所述树脂复合材料沿两个垂直的切断面进行切断时，一个所述切断面上的所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的平均曲折度和另一个所述切断面上的所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的平均曲折度的平均值小于0.3，且所述树脂复合材料的制造方法，包括准备多个具有所述合成树脂和所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的树脂组合物的准备工序，和在所述准备工序之后，将多个所述树脂组合物叠合并压制的工序。

Description

树脂复合材料及树脂复合材料的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在合成树脂中分散有碳材料的树脂复合材料及树脂复合材料的制造方法，特别涉及一种碳材料为薄片化石墨的树脂复合材料及树脂复合材料的制造方法。
背景技术
近年来，具有石墨烯片结构的碳材料，由于其具有高弹性模量及高导电性而受到注目。通过将具有这种石墨烯结构的碳材料复合在合成树脂中，可强化由合成树脂制成的产品，也能赋予导电性。特别是，石墨烯片及碳纳米管、薄膜化石墨等为纳米尺寸，另外，其比表面积较大。因此，被认为，在将上述碳材料复合在树脂中的情况下，更能表现上述效果。
下述的非专利文献1中公开了作为由碳材料制成的填料复合有薄片化石墨的树脂复合材料。在非专利文献1中，通过将上述薄片化石墨的刚性赋予树脂复合材料，可得到高机械强度的树脂复合材料。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Macromolecular Rapid Communication 2009,30,316-327.
发明内容
发明所要解决的问题
但是，上述非专利文献1中所述树脂复合材料，由于薄片化石墨在基体树脂中弯折、其又所含多数的褶皱等原因，因而薄片化石墨的形状不再为板状。因此，难以将薄片化石墨的刚性有效地赋予上给述树脂复合材料。因此，不能充分提高上述树脂复合材料的机械强度。
本发明的目的在于提供所含弯折、褶皱的量少的板状薄片化石墨或氧化薄片化石墨，且能有效提高拉伸弹性模量等机械强度的树脂复合材料及上述树脂复合材料的制造方法。
解决问题的方法
本发明的树脂复合材料，所含合成树脂，并且所含薄片化石墨或氧化薄片化石墨，其中，在将所述树脂复合材料沿一个切断面进行了切断时，将在所述切断面露出的一个薄片化石墨或氧化薄片化石墨的剖面的两端间的最短距离设为A，将所述两端间的路程设为B，并将(1-A/B)所表示的值定义为所述一个薄片化石墨或氧化薄片化石墨在所述切断面上的曲折度，将在所述切断面露出的薄片化石墨或氧化薄片化石墨在所述切断面上的曲折度的平均值定义为平均曲折度，在将所述树脂复合材料沿两个垂直的切断面进行了切断时，一个所述切断面上的所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的平均曲折度和另一个所述切断面上的所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的平均曲折度的平均值小于0.3。
本发明的树脂复合材料的某一特定情况中，所述合成树脂为聚丙烯。在该情况下，可降低复合树脂成型体的成本，且可容易成型复合树脂成型体。
本发明的树脂复合材料的制造方法包括准备多个具有所述合成树脂和树脂组合物的准备工序，所述树脂组合物为所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨，以及在所述准备工序之后，将多个所述树脂组合物叠合并压制的工序。
本发明的树脂复合材料的制造方法的某一特定情况中，所述准备工序包括通过将所述合成树脂以及所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨进行熔融混炼，准备所述树脂组合物的工序。通过如上所述的工序，可准备以所述合成树脂为基体树脂，且所含所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的树脂组合物。
本发明的树脂复合材料的制造方法的其它特定情况中，所述准备工序包括使所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨在分散介质中分散，得到分散有所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的分散液的分散工序、在所述分散工序后，将所述分散液涂布在所述合成树脂的表面的涂布工序、以及在所述涂布工序后，通过使涂布于所述合成树脂的所述分散液中的所含的分散液挥发，准备所述合成树脂的表面，附着所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的所述树脂组合物的工序。通过如上所述的工序，可准备所述合成树脂的表面附着有所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的树脂组合物。
本发明的树脂复合材料的制造方法的另外特定情况中，还包括在所述压制的工序后，进一步准备多个得到的树脂复合材料，并叠合在一起进行压制的追加压制工序，并且，进行一次或多次所述追加压制工序。在该情况下，可进一步提高上述树脂复合材料的机械强度。
发明效果
在本发明的树脂复合材料中，在沿两个垂直的切断面将上述树脂复合材料进行了切断时，一个上述切断面上的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的平均曲折度和另一个上述切断面上的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的平均曲折度的平均值小于0.3，因此，上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨不怎么弯折，褶皱的量也少，具有近似板状的形状。因此，可提供有效提高了拉伸弹性模量等机械强度的树脂复合材料。
另外，在本发明的树脂复合材料的制造方法中，将具有上述合成树脂并具有上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的树脂组合物进行叠合并压制，因此，上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的弯折及褶皱被平展，成为近似板状的形状。因此，根据本发明的制造方法，能够有效地提高上述树脂复合材料的拉伸弹性模量等机械强度。
具体实施方式
以下，通过说明本发明的具体实施方式，使本发明得以明确。
(树脂复合材料)
本发明的树脂复合材料所含合成树脂和薄片化石墨或氧化薄片化石墨。在本发明中，薄片化石墨是指对原石墨进行剥离处理得到的石墨，是比原石墨薄的石墨烯片叠层体。另外，氧化薄片化石墨是指对通过薄片化石墨进行氧化而得到、或者对氧化石墨进行剥离处理而得到，是比原石墨或者氧化石墨薄的氧化石墨烯片的叠层体。薄片化石墨中的石墨烯片的层压数或氧化薄片化石墨中的氧化石墨烯片的叠层数只要比原石墨或者氧化石墨少即可，但一般为几层～200层程度。
就上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨而言薄的石墨烯片或氧化石墨烯片进行叠层在一起，因此其具有长宽比比较大的形状。因此，在将上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨均匀地分散在本发明的树脂复合材料中的情况下，可有效地提高下述外力的强化效果，所述外力是施加在与上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的层压面交差的方向上的外力。需要说明的是，在本发明中，长宽比是指，薄片化石墨或氧化薄片化石墨在层压面方向上的最大尺寸与薄片化石墨或氧化薄片化石墨的厚度之比。
若上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的长宽比过低，则对于施加在与上述层压面交叉的方向上的外力的强化效果不充分。若上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的长宽比过高，则效果饱和不能期望进一步的强化效果。因此，上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的长宽比，优选其下限为50，优选上限为5000。
需要说明的是，关于上述氧化薄片化石墨所含的氧原子的比例并不特别限定，但优选为通过上述氧化薄片化石墨的元素分析得到的C/O比为2以上。若上述C/O比小于2，则在构成上述氧化薄片化石墨的氧化石墨烯片上缺陷结构增多。因此，难以使上述氧化薄片化石墨的曲折度变小。因此，不能充分提高树脂复合材料的机械强度。
得到上述薄片化石墨及上述氧化薄片化石墨的方法并不特别限定，可以通过目前公知的方法得到。例如，上述薄片化石墨可以通过对石墨层间插入硝酸根离子等离子后进行加热处理的化学处理方法、施加超声波等物理处理方法、或者以石墨作为作用极进行电解的电化学方法等得到。上述氧化薄片化石墨可以通过根据日本特开2002-053313号公报的Hummers的方法(W.S.Hummerset.al.，J.Chem.Soc.，80，1339，1958)等得到。
另外，根据需要，上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨可以进行表面改性处理。作为上述表面改性处理，例如，可以列举对树脂进行接枝及导入亲水性官能基或疏水性官能基等。通过对上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨进行表面改性处理，可提高与上述合成树脂的亲和性。
本发明的树脂复合材料所含的上述合成树脂并不特别限定，可使用各种公知的合成树脂。作为上述合成树脂优选使用热塑性树脂。在使用热塑性树脂的树脂复合材料中，加热下使用各种成型方法，可容易得到各种成型品。上述热塑性树脂并不特别限定，但可以列举：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚砜、聚醚酮、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、(甲基)丙烯酸类树脂及所含构成这些聚合物的单体的共聚物等。上述合成树脂可以仅用一种，也可以组合使用两种以上。
作为上述合成树脂，可特别优选使用聚烯烃。聚烯烃廉价，加热下成型容易。因此，通过使用聚烯烃作为上述热塑性树脂，可降低树脂复合材料的成本，且可容易成型树脂复合材料。对上述聚烯烃并不特别限定，例如，可列举：1)聚乙烯、聚丙烯、乙烯均聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物等聚乙烯类树脂、2)丙烯均聚物、丙烯-α-烯烃共聚物、丙烯-乙烯无规共聚物，丙烯-乙烯嵌段共聚物等聚丙烯类树脂、3)丁烯均聚物、4)丁二烯、异戊二烯等共轭二烯的均聚物或共聚物等。作为上述热塑性树脂，更优选使用更廉价的聚丙烯。
上述合成树脂与上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的配比并不特别限定，但相对上述合成树脂100重量份，优选上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨在0.1～50重量份的范围。通过将上述配比设在上述范围，可有效地提高本发明的树脂复合材料的拉伸弹性模量等机械强度。若上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的配比小于0.1重量份，则不能充分地提高树脂复合材料的机械强度。若上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的配比超过50重量份，则树脂复合材料变脆，容易破裂。
本发明的树脂复合材料中，在不阻碍本发明的目的的范围内，可以所含各种添加剂。作为上述添加剂，可列举：苯酚类、磷类、胺类或者硫磺类等抗氧化剂；苯并三唑类、羟基苯三嗪类等紫外线吸收剂；金属损害防止剂；六溴联苯醚或者十溴二苯醚等卤化阻燃剂；聚磷酸铵或者磷酸三甲酯等阻燃剂；各种填充剂；抗静电剂；稳定剂；颜料等。
在本发明的树脂复合材料中，在沿两个垂直的切断面对上述树脂复合材料进行了切断时，一个上述切断面上的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的平均曲折度和另一个上述切断面上的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的平均曲折度的平均值小于0.3。在本发明中，某个切断面上的一个薄片化石墨或氧化薄片化石墨的曲折度是指，在将上述树脂复合材料沿上述切断面进行切断时，将在上述切断面露出的上述一个薄片化石墨或氧化薄片化石墨的剖面的两端间的最短距离设为A，将上述两端间的路程设为B时，(1-A/B)所表示的值。在本发明中，某个切断面的薄片化石墨或氧化薄片化石墨的平均曲折度是指，在上述切断面露出的薄片化石墨或氧化薄片化石墨在上述切断面上的曲折度的平均值。
在本发明中，所含于上述树脂复合材料的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的曲折度较小。因此，上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨不怎么弯折，褶皱的量也少，具有近似板状的形状。因此，通过曲折度小的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨，可有效地提高上述树脂复合材料的拉伸弹性模量等机械强度。
上述平均曲折度的平均值可如下算出。首先，随机选择30个以上在一个上述切断面露出的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨。然后，对所选择的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的曲折度进行测定。这时，在所选择的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的曲折度的标准差为0.3以上的情况下，将曲折度高的薄片化石墨或氧化薄片化石墨依次从观察对象中排除，使标准差小于0.3。如上所述算出所测定的曲折度的平均值，并将其作为在一个上述切断面露出的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的平均曲折度。
接着，关于另一个上述切断面，也同样地，算出在另一个上述切断面露出的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的平均曲折度。通过算出这两个平均曲折度的平均值，可作为上述平均曲折度的平均值。
在上述树脂复合材料中，仅对在一个切断面露出的薄片化石墨的平均曲折度进行测定时，上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨沿一个方向定向的情况下，有时不能恰当地表现上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的弯折及褶皱的量。因此，在本发明中，为了通过上述曲折度更恰当地表现上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的弯折及褶皱的量，需要对两个垂直的切断面上的平均曲折度分别进行测定，算出它们的平均值。
(树脂复合材料的制造方法)
在本发明的树脂复合材料的制造方法中，首先，进行如下准备工序：多个具有上述合成树脂并具有上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的树脂组合物。准备多个上述树脂组合物的方法并不特别限定，可以通过适宜的方法进行准备。
作为准备上述树脂组合物的方法，例如，可以列举将上述合成树脂以及上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨进行熔融混炼的方法。作为这种熔融混炼方法，例如，可以列举使用炼塑机等双螺杆混炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、班伯里混炼机、辊机等混炼装置，在加热下通过混炼而进行的方法等。优选的是，可以使用通过具备捏合盘的炼塑机进行熔融混炼的方法。在该情况下，可充分混炼上述合成树脂和上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨，因此，容易使具有上述石墨烯结构的薄片化石墨均匀地分散。
另外，作为准备上述树脂组合物的其它方法，例如，可以列举如下方法：通过将分散有上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的分散液涂布在上述合成树脂上，之后使其干燥，从而准备上述合成树脂的表面附着有上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的上述树脂组合物。如上所述，上述树脂组合物可以在上述合成树脂的内部包含上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨，也可以在上述合成树脂的表面附着有上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨。
在上述合成树脂的表面附着上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的上述树脂组合物，具体而言，通过以下的各工序进行准备。首先，使上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨分散在在分散介质中，从而得到分散有上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的分散液。上述分散介质并不特别限定，但例如，可以使用DMF、DMAc、DMSO、二氯苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、乙醇、丙醇或吡啶等。
作为使上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨在上述分散介质中分散的方法，例如，可以列举使用超声波的方法、及搅拌或加热的方法等。
然后，进行将上述分散液涂布在上述合成树脂的表面的涂布工序。上述涂布方法并不特别限定，但优选为可将上述分散液均匀地涂布在上述合成树脂的表面的方法。作为上述涂布方法，例如，可以列举使用旋涂进行涂布的方法、及使用棒涂进行涂布的方法等。
需要说明的是，上述合成树脂的形状并不特别限定，但为了容易进行后述的压制，优选为片状。作为得到片状的上述合成树脂的方法，例如，可以列举对上述合成树脂进行压制的方法。
之后，可通过使涂布于上述合成树脂的上述分散液中所含的分散液挥发，准备在上述合成树脂的表面附着有上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的上述树脂组合物。作为使上述分散液挥发的方法并不特别限定，但例如，可以列举使上述合成树脂在真空炉内进行干燥的方法。
上述树脂组合物的形状并不特别限定，但为了容易进行后述的压制，优选为片状。作为得到片状的上述树脂组合物的方法，例如，可以列举将上述树脂组合物进行压制的方法。
上述准备工序中的上述合成树脂以及上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的比例并不特别限定，但优选为，相对上述合成树脂100重量份，将上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的量设定在0.1～50重量份的范围。通过将上述比例设定在上述范围，可有效地提高得到的树脂复合材料的机械强度。若上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的配比小于0.1重量份，则不能充分提高得到的树脂复合材料的机械强度。若上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的配比超过50重量份，则得到的树脂复合材料变脆，变得容易破裂。
准备多个上述树脂组合物的方法并不特别限定。作为上述方法，例如，可以通过单纯地制造多个上述树脂组合物进行准备。多个上述树脂组合物，可以通过相同的方法准备，也可以通过不同的方法准备，另外，还可以将一个上述树脂组合物进行切断，制成多个上述树脂组合物。
下面，通过将多个上述树脂组合物进行叠合并进行压制，从而进行得到本发明的树脂复合材料的工序。通过上述压制，上述树脂组合物所含的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的弯折及褶皱被平展。因此，上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨成为与板状相近的形状。因此，通过弯折及褶皱小的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨，可有效地提高上述树脂复合材料的拉伸弹性模量等机械强度。
上述压制的方法并不特别限定，可以通过目前公知的适宜的方法进行压制。上述压制时的温度并不特别限定，但优选，在150～200℃的温度范围进行压制。通过在上述温度范围对多个上述树脂组合物进行压制，可将多个上述树脂组合物成型为一片的片状。
在本发明中，在进行上述压制的工序后，可以进一步准备多个得到的树脂复合材料，进行叠合并进行压制从而进行追加压制工序。通过如上所述的工序，上述树脂复合材料所含的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的弯折及褶皱进一步被平展。因此，上述树脂复合材料的机械强度进一步提高。进一步，也可以重复进行多次上述追加压制工序。在该情况下，上述树脂复合材料的机械强度更进一步提高。
作为准备多个上述树脂复合材料的方法，可以列举将一个上述树脂复合材料进行切断，从而制成多个上述树脂复合材料的方法。当然，上述方法并不特别限定，可以通过单纯地制造多个上述树脂复合材料进行准备。
进一步，在上述压制的工序后，可以通过向得到的树脂复合材料照射电子束等方法，进行使上述树脂复合材料坚固地加固工序。由此，上述树脂复合材料中所含的上述薄片化石墨或上述氧化薄片化石墨的形状不易变形。作为使上述树脂复合材料坚固地加固方法，除电子束照射之外，还有紫外线照射等。
以下，通过具体列举实施例及比较例，使本发明明确。需要说明的是，本发明并不限定于以下的实施例。
(氧化薄片化石墨)
制造本发明的实施例及比较例中使用的氧化薄片化石墨，即通过与在W.S.Hummers et.al.,J.Chem.Soc.,80,1339,1958中报告的Hummers的方法相同的制造方法及装置，制造由元素分析得到的C/O比＝3:1的氧化薄片化石墨。在上述制造方法中，使用SEC Carbon株式会社制，商品名“SNO-5”(平均粒径5μm，比表面积15m2/g)作为原料石墨。
(实施例1)
将聚丙烯(普瑞曼聚合物株式会社制商品名“J-721GR”、拉伸弹性模量：1.2GPa)100重量份，和上述氧化薄片化石墨3重量份，在炼塑机(Labo PlastoMill)(东洋精机株式会社制商品名“R-100”)中，在180℃下进行熔融混炼，得到树脂组合物。然后，将上述树脂组合物用油压压力机在190℃下加热压缩，将上述树脂组合物加工成片状。
接着，将得到的树脂组合物片分为4等份并进行叠合，利用油压压力机在190℃下进行加热压缩，制成一片树脂复合材料片材。
之后，将上述树脂复合材料片材的4等份叠合以及油压压制这一系列的工序重复9次，得到厚度为0.5mm的树脂复合材料片材。
(实施例2)
将上述氧化薄片化石墨混合在DMF中使其浓度为30g/Ｌ，利用超声波使其分散，得到分散液。另行将聚丙烯(普瑞曼聚合物株式会社制商品名“J-721GR”、拉伸弹性模量：1.2GPa)用油压压力机在190℃下进行加热压缩，得到厚度50μm的聚丙烯片材。
然后，将上述分散液利用旋涂涂布在上述聚丙烯片材上后，使其在真空炉内在80℃下干燥12小时，得到树脂组合物片材。这时，从涂布上述分散液前的聚丙烯片材和上述树脂组合物片材的质量差，可知在上述树脂组合物片材上附着有3重量份上述氧化薄片化石墨。之后，与上述相同，制作上述树脂组合物合计10片。
将10片上述树脂组合物片进行叠合，利用油压压力机在190℃下进行加热压缩，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(实施例3)
除使用1重量份的上述氧化薄片化石墨以外，与实施例1同样，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(实施例4)
除使分散液的浓度设为10g/Ｌ以外，与实施例2同样，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。这时，在上述树脂组合物片上附着有1重量份的上述氧化薄片化石墨。
(实施例5)
在炼塑机(Labo Plasto Mill)(东洋精机株式会社制商品名“R-100”)中，在150℃下，将聚乙烯(普瑞曼聚合物株式会社制商品名“1300J”、拉伸弹性模量：1.3GPa)100重量份，和上述氧化薄片化石墨3重量份进行熔融混炼，得到树脂组合物。
然后，将上述树脂组合物利用油压压力机在160℃下进行加热压缩，将上述树脂组合物加工成片状。接着，将得到的树脂组合物片分为4等份并进行叠合，利用油压压力机在160℃下进行加热压缩，制成一片树脂复合材料片材。之后，进一步将上述树脂复合材料片材的4等份行叠合及油压压制这一系列的工序重复9次，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(实施例6)
将聚酰胺(旭化成株式会社制商品名“1300S”、弯曲弹性模量：2.7GPa)100重量份，和上述氧化薄片化石墨3重量份，在炼塑机(Labo Plasto Mill)(东洋精机株式会社制商品名“R-100”)中，在270℃下进行熔融混炼，得到树脂组合物。
然后，将上述树脂组合物利用油压压力机在290℃下进行加热压缩，将上述树脂组合物加工成片状。接着，将得到的树脂组合物片分为4等份并进行叠合，利用油压压力机在290℃下加热压缩，制成一片树脂复合材料片材。之后，进一步将上述树脂复合材料片材的4等份叠合及油压压制这一系列工序重复9次，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(实施例7)
将聚酯(三菱工程塑料株式会社制商品名“5010R3-2”、拉伸弹性模量：2.4GPa)100重量份，和上述氧化薄片化石墨3重量份，在炼塑机(Labo PlastoMill)(东洋精机株式会社制商品名“R-100”)中，在240℃下进行熔融混炼，得到树脂组合物。
然后，将上述树脂组合物利用油压压力机在250℃下进行加热压缩，将上述树脂组合物加工成片状。接着，将得到的树脂组合物片分为4等份并进行叠合，利用油压压力机在250℃下进行加热压缩，制成一片树脂复合材料片材。之后，进一步将上述树脂复合材料片材的4等份叠合及油压压制这一系列工序重复9次，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(实施例8)
将聚甲基丙烯酸甲酯(Mitsubishi Rayon株式会社制商品名“VH000”、拉伸弹性模量：3.3GPa)100重量份，和上述氧化薄片化石墨3重量份，在炼塑机(Labo Plasto Mill)(东洋精机株式会社制商品名“R-100”)中，在240℃下进行熔融混炼，得到树脂组合物。
然后，将上述树脂组合物利用油压压力机在250℃下进行加热压缩，将上述树脂组合物加工成片状。接着，将得到的树脂组合物片分为4等份并进行叠合，利用油压压力机在250℃下进行加热压缩，制成一片树脂复合材料片材。之后，进一步将上述树脂复合材料片材的4等份叠合及油压压制这一系列工序重复9次，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(实施例9)
将聚碳酸酯(三菱工程塑料株式会社制商品名“H-4000”、拉伸弹性模量：2.4GPa)100重量份，和上述氧化薄片化石墨3重量份，在炼塑机(Labo PlastoMill)(东洋精机株式会社制商品名“R-100”)中在270℃下进行熔融混炼，得到树脂组合物。
然后，将上述树脂组合物利用油压压力机在280℃下进行加热压缩，将上述树脂组合物加工成片状。接着，将得到的树脂组合物片分为4等份并进行叠合，利用油压压力机在280℃下进行加热压缩，制成一片树脂复合材料片材。之后，进一步将上述树脂复合材料片材的4等份叠合及油压压制这一系列工序重复9次，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(实施例10)
将聚苯乙烯(DIC株式会社制商品名“CR-3500”、弯曲弹性模量：3.3GPa)100重量份，和上述氧化薄片化石墨3重量份，在炼塑机(Labo PlastoMill)(东洋精机株式会社制商品名“R-100”)中在220℃下进行熔融混炼，得到树脂组合物。
然后，将上述树脂组合物利用油压压力机在220℃下进行加热压缩，将上述树脂组合物加工成片状。接着，将得到的树脂组合物片分为4等份并进行叠合，利用油压压力机在220℃下进行加热压缩，制成一片树脂复合材料片材。之后，进一步将上述树脂复合材料片材的4等叠合及油压压制这一系列工序，并重复9次，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(比较例1)
除没有使用上述氧化薄片化石墨以外，与实施例1同样，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(比较例2)
除没有涂布所含上述氧化薄片化石墨的上述分散液以外，与实施例2同样，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(比较例3)
将聚丙烯(普瑞曼聚合物株式会社制商品名“J-721GR”、拉伸弹性模量：1.2GPa)100重量份，和上述氧化薄片化石墨3重量份，在炼塑机(Labo PlastoMill)(东洋精机株式会社制商品名“R-100”)中，在180℃下进行熔融混炼，得到树脂组合物。然后，将上述树脂组合物用油压压力机在190℃下进行加热压缩，将上述树脂组合物加工成厚度0.5mm的片状。
以将上述树脂组合物加工成片状的材料作为厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(比较例4)
除使用1重量份的上述氧化薄片化石墨以外，与比较例3同样，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(比较例5)
将在实施例5中熔融混炼得到的树脂组合物利用油压压力机在160℃下再次进行加热压缩，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(比较例6)
将在实施例6中熔融混炼得到的树脂组合物利用油压压力机在290℃下再次进行加热压缩，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(比较例7)
将在实施例7中熔融混炼得到的树脂组合物利用油压压力机在250℃下再次进行加热压缩，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(比较例8)
将在实施例8中熔融混炼得到的树脂组合物利用油压压力机在250℃下再次进行加热压缩，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(比较例9)
将在实施例9中熔融混炼得到的树脂组合物利用油压压力机在280℃下再次进行加热压缩，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
(比较例10)
将在实施例10中熔融混炼得到的树脂组合物利用油压压力机在220℃下再次进行加热压缩，得到厚度0.5mm的树脂复合材料片材。
〔实施例及比较例的评价〕
关于通过上述得到的实施例1～10及比较例1～10的树脂复合材料片材，对上述树脂复合材料片材两个垂直的切断面上的上述氧化薄片化石墨的平均曲折度的平均值，及上述树脂复合材料片材的拉伸弹性模量，根据以下的要领分别进行评价。
(1)曲折度的评价
将实施例1～10及比较例3～10的树脂复合材料片材沿两个垂直的切断面进行切断，用TEM观察上述切断面露出的上述氧化薄片化石墨的剖面。在两个切断面分别对上述氧化薄片化石墨的平均曲折度进行测定，算出它们的平均曲折度的平均值。将结果示于下述的表1及表2。
(2)拉伸弹性模量的评价
对实施例1～10及比较例1～10的树脂复合材料片材在23℃下的拉伸弹性模量依据JISK6767进行测定。将结果示于下述的表1及表2。
[表1]
薄片化石墨(份数) 曲折度 拉伸弹性模量(GPa)
实施例1 3 0.20 3.0
实施例2 3 0.15 3.2
实施例3 1 0.18 2.6
实施例4 1 0.16 2.6
比较例1 0 - 1.5
比较例2 0 - 1.6
比较例3 3 0.30 2.0
比较例4 1 0.35 1.6
[表2]
Figure BDA0000463739280000141
从表1明确可知，在按照本发明的制造方法的实施例1～4得到的树脂复合材料片材中，上述氧化薄片化石墨的平均曲折度的平均值为0.15～0.20，小于0.3。与此相对，在通过比较例3、4得到的树脂复合材料片材中，上述氧化薄片化石墨的平均曲折度的平均值为0.30以上。因此，按照本发明的制造方法，上述氧化薄片化石墨的弯折及褶皱被平展，从而上述氧化薄片化石墨成为近似板状的形状。
另外，与不所含上述氧化薄片化石墨的比较例1、2的树脂复合材料片材相比，比较例3、4的树脂复合材料片材的拉伸弹性模量几乎没有提高。这被认为是由于比较例3、4的树脂复合材料片材所含的上述氧化薄片化石墨的曲折度高，弯折及褶皱多，因此，由于上述氧化薄片化石墨所引发的树脂复合材料片材的强化效果没有充分发挥。
与此相对，在通过实施例1～4得到的树脂复合材料片材中，拉伸弹性模量提高为2.6～3.2。这被认为是由于如上所述的上述氧化薄片化石墨成为更近似板状的形状，因此，由于上述氧化薄片化石墨所引发的树脂复合材料片材的机械强度有效地得到提高。
另外，在通过上述实施例5～10所得到的树脂复合材料片材中，与通过分别与实施例5～10对应的比较例5～10所得到的树脂复合材料片材相比，拉伸弹性模量大幅提高。这被认为是由于在实施例5～10中，上述氧化薄片化石墨成为更近似板状的形状。

Claims (6)

1.一种树脂复合材料，其包含合成树脂，并且包含薄片化石墨或氧化薄片化石墨，其中，
在沿一个切断面对所述树脂复合材料进行了切断时，将在所述切断面露出的一个薄片化石墨或氧化薄片化石墨的剖面的两端间最短距离设为A，将所述两端间的路程设为B，并将(1-A/B)所表示的值定义为所述一个薄片化石墨或氧化薄片化石墨在所述切断面上的曲折度，将在所述切断面露出的薄片化石墨或氧化薄片化石墨在所述切断面上的曲折度的平均值定义为平均曲折度，此时，
在沿两个垂直的切断面对所述树脂复合材料进行了切断时，一个所述切断面上的所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的平均曲折度和另一个所述切断面上的所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的平均曲折度的平均值小于0.3。
2.如权利要求1所述的树脂复合材料，其中，所述合成树脂为聚丙烯。
3.一种权利要求1或2所述的树脂复合材料的制造方法，该方法包括：
准备多个树脂组合物的准备工序，所述树脂组合物具有所述合成树脂，并具有所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨；以及
在所述准备工序之后，将多个所述树脂组合物进行叠合并进行压制的工序。
4.如权利要求3所述的树脂复合材料的制造方法，其中，
所述准备工序包括：将所述合成树脂以及所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨进行熔融混炼，从而准备所述树脂组合物的工序。
5.如权利要求3所述的树脂复合材料的制造方法，其中，所述准备工序包括：
使所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨分散在分散介质中，得到分散有所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的分散液的分散工序；
在所述分散工序后，将所述分散液涂布在所述合成树脂的表面的涂布工序；以及
在所述涂布工序后，使涂布在所述合成树脂上的所述分散液中所含的分散液挥发，由此准备在所述合成树脂的表面附着有所述薄片化石墨或所述氧化薄片化石墨的所述树脂组合物的工序。
6.如权利要求3～5中的任一项所述的树脂复合材料的制造方法，其中，
在所述压制工序后，还包括：进一步准备多个得到的树脂复合材料，并叠合在一起进行压制的追加压制工序，
并且，进行一次或多次所述追加压制工序。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104204104A (zh) * 2012-03-27 2014-12-10 积水化学工业株式会社 树脂复合材料
US9527043B2 (en) 2012-05-17 2016-12-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Gas separation membrane and method of preparing the same
KR101920716B1 (ko) * 2012-05-17 2019-02-13 삼성전자주식회사 기체 분리막 및 그 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006328213A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱伝導性シート

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4798411B2 (ja) 2000-08-09 2011-10-19 三菱瓦斯化学株式会社 炭素からなる骨格を持つ薄膜状粒子の合成方法
JP2002114914A (ja) * 2000-10-05 2002-04-16 Sekisui Chem Co Ltd 耐火性樹脂組成物およびそのシート状成形体
JP2005264059A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Calp Corp 複合樹脂組成物の製造方法、複合樹脂組成物及び複合樹脂成形体
CN101535383B (zh) * 2006-11-01 2012-02-22 日立化成工业株式会社 导热片、其制造方法以及使用了导热片的散热装置
JP2009149831A (ja) * 2007-11-26 2009-07-09 Hitachi Chem Co Ltd 熱伝導シート、その製造方法及び熱伝導シートを用いた放熱装置
JP5423455B2 (ja) * 2010-02-09 2014-02-19 日立化成株式会社 熱伝導シート、その製造方法及び熱伝導シートを用いた放熱装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006328213A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱伝導性シート

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