JP2014028900A - 導電性樹脂組成物及びこれを用いた導電性塗料並びに導電性接着剤 - Google Patents
導電性樹脂組成物及びこれを用いた導電性塗料並びに導電性接着剤 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014028900A JP2014028900A JP2012170145A JP2012170145A JP2014028900A JP 2014028900 A JP2014028900 A JP 2014028900A JP 2012170145 A JP2012170145 A JP 2012170145A JP 2012170145 A JP2012170145 A JP 2012170145A JP 2014028900 A JP2014028900 A JP 2014028900A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive
- resin composition
- mass
- resin
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
【解決手段】ポリビニルアセタール(A)及び硬化性樹脂(B)を含む樹脂成分と、アスペクト比が10〜15,000であり、平均繊維径dCが5〜100nmであるカーボンナノチューブ(C)を含む炭素成分と、を含有する導電性樹脂組成物であって、前記樹脂成分中の前記樹脂(A)の含有量が10〜70質量%であり、前記樹脂成分100質量部に対する前記カーボンナノチューブ(C)の含有量が2〜70質量部である導電性樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
例えば、特許文献1には、気相成長炭素繊維と、カーボンブラックと、熱可塑性樹脂及び/又は熱硬化性樹脂とを含有する導電性組成物が記載されている。
また、特許文献2には、特定の構造を有する気相法炭素繊維と、黒鉛質粒子及び/又は非晶質炭素粒子とを含む導電性組成物用炭素質材料を、樹脂成分に配合した導電性組成物が記載されている。
[1]ポリビニルアセタール(A)及び硬化性樹脂(B)を含む樹脂成分と、アスペクト比が10〜15,000であり、平均繊維径dCが5〜100nmであるカーボンナノチューブ(C)を含む炭素成分と、を含有する導電性樹脂組成物であって、前記樹脂成分中の前記樹脂(A)の含有量が10〜70質量%であり、前記樹脂成分100質量部に対する前記カーボンナノチューブ(C)の含有量が2〜70質量部である導電性樹脂組成物。
[2]前記ポリビニルアセタール(A)がポリビニルブチラールである、[1]に記載の導電性樹脂組成物。
[4]更に、溶剤を含有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
[6]前記カーボンナノチューブ(C)が黒鉛化触媒による熱処理を行ったものである、[1]〜[5]のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
[8]更に、アスペクト比が10〜15,000であり、平均繊維径dDが100nmより大きく、平均繊維径が1.5×dC≦dDの関係を満たすカーボンナノチューブ(D)を含む、[1]〜[7]のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
[10]前記カーボンナノチューブ(D)が気相流動法で製造されたものである、[8]又は[9]に記載の導電性樹脂組成物。
[12][1]〜[11]のいずれかに記載の導電性樹脂組成物を含む導電性塗料。
[13][1]〜[11]のいずれかに記載の導電性樹脂組成物を含む導電性接着剤。
また、本発明によれば、前記特性を備える導電性塗料及び導電性接着剤を提供することができる。
本発明の導電性樹脂組成物は、ポリビニルアセタール(A)及び硬化性樹脂(B)を含む樹脂成分と、アスペクト比が10〜15,000であり、平均繊維径dCが5〜100nmであるカーボンナノチューブ(C)を含む炭素成分と、を含有する導電性樹脂組成物であって、前記樹脂成分中の前記樹脂(A)の含有量が10〜70質量%であり、前記樹脂成分100質量部に対する前記カーボンナノチューブ(C)の含有量が2〜70質量部であるものである。
以下、各成分について詳細に説明する。
本発明の導電性樹脂組成物は、樹脂成分としてポリビニルアセタール(A)及び硬化性樹脂(B)を含むものである。
前記ポリビニルアセタール(A)は、ポリビニルアルコールにアルデヒド化合物を反応させることによりアセタール化した樹脂であり、例えば、ホルムアルデヒドに由来するポリビニルホルマール、ブチルアルデヒドに由来するポリビニルブチラール等が挙げられる。
前記ポリビニルアセタールは、分散性が低いカーボンナノチューブの分散性を向上させる性質を有するため、前記導電性樹脂組成物の硬化物の導電性が向上する。
前記ポリビニルアセタールの原料となるアルデヒド化合物としては、炭素数1〜6のアルデヒド化合物が好ましく、有機溶剤に対する溶解性を向上させる観点、カーボンナノチューブの分散性を向上させる観点から、炭素数2〜5のアルデヒド化合物がより好ましく、炭素数4のブチルアルデヒドが更に好ましい。これらのポリビニルアセタールは1種を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
前記ポリビニルブチラールの市販品としては、積水化学工業(株)製エスレック、品番「BL−1」,「BL−2」,「BL−2H」,「BL−5」,「BL−10」,「BM−1」,「BM−2」,「BM−S」,「BH−3」,「BH−S」等を挙げることができる。
前記硬化性樹脂(B)としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリイミドシリコーン樹脂を挙げることができる。前記硬化性樹脂(B)は、ポリビニルアセタール樹脂との相溶性に優れるフェノール樹脂及びエポキシ樹脂の少なくとも1種が好ましい。
なお、前記硬化性樹脂(B)が、エポキシ樹脂のみで構成される場合、フェノール樹脂とエポキシ樹脂とで構成される場合に比べて耐熱性が向上するため(ガラス転移温度が高くなるため)より好ましい。
前記ポリビニルアセタール(A)が樹脂組成物中におけるカーボンナノチューブの良好な分散性の発現に寄与するものであるのに対して、硬化性樹脂(B)は硬化物とした場合における良好な耐熱性、強度、接着性等の発現に寄与する。
フェノール樹脂としては、フェノール類とアルデヒド類とを塩基性触媒を用いて反応させることにより得ることができるレゾール型フェノール樹脂、酸性触媒を用いて反応させることにより得ることができるノボラック型フェノール樹脂、及びこれらの混合物を挙げることができる。
フェノール樹脂は、導電性樹脂組成物における主たる硬化成分となり、硬化物の耐熱性、機械的強度、接着性等の諸物性を制御することができる。
前記フェノール類、アルデヒド類は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
また、酸性の触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、シュウ酸、トルエンスルホン酸等の有機酸を用いることができる。
前記フェノール樹脂(B−1)の重量平均分子量は、各種材料に対する濡れ性、作業性の観点から、300〜30,000が好ましく、700〜20,000がより好ましく、1,000〜19,000がより好ましく、3,000〜18,000が更に好ましく、5,000〜17,000がより更に好ましい。
フェノール樹脂の市販品としては、例えば、昭和電工(株)製「ショウノール(登録商標)BKS−3823A」(レゾール型)、「ショウノールBRG−556」(ノボラック型)、「ショウノールBRN595」(ノボラック型)、日立化成工業(株)製「ヒタノール(登録商標)」等を挙げることができる。
なお、ノボラック型フェノール樹脂を用いる場合は硬化剤を用いて硬化させることが一般的であり、レゾール型フェノール樹脂を用いる場合は硬化剤を使用しなくてもよい。また、硬化剤以外にフェノール性ヒドロキシル基と反応する官能基を有する化合物、例えばエポキシ樹脂と組み合わせて使用してもよい。
エポキシ樹脂は1分子中に2個以上のオキシラン基を含む樹脂である。エポキシ樹脂は、前記導電性樹脂組成物の主たる硬化樹脂成分となり、硬化した後に耐熱性、強度、接着性等の硬化物の諸物性を制御することができる。
ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルの具体例としては、例えば、4,4'−ビフェニルグリシジルエーテル、3,3'−ジメチル−4,4'−ビフェニルグリシジルエーテル、及び3,3',5,5'−テトラメチル−4,4'−ビフェニルグリシジルエーテル等が挙げられる。
含窒素環状グリシジルエーテルの具体例としては、例えば、トリグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルシアヌレート等が挙げられる。
フェノール−ホルムアルデヒドポリグリシジルエーテルの具体例としては、例えば、フェノール・ホルムアルデヒドポリグリシジルエーテル、及びクレゾール・ホルムアルデヒドポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
グリシジルエステル類のエポキシ樹脂としては、フタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル等を挙げることができる。
前記3級アミン系化合物の具体例としては、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルピペラジン、ベンジルジメチルアミン、2−(N,N−ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(N,N−ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザビスシクロ(5.4.0)ウンデセン−1等が挙げられる。
硬化剤としてのフェノール系化合物の具体例としては、ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビスフェノールS、2,6−ジヒドロキシナフタリン、前記ノボラック型フェノール樹脂等を挙げることができる。
硬化剤としての酸無水物系化合物としては、無水イタコン酸、ドデセニル無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水クロレンド酸、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリレート)、グリセロールトリス(アンヒドロトリメリテート)、ポリアゼライン酸無水物、ポリドデカン二酸無水物、7,12−ジメチル−7,11−オクタデカジエン−1,18−ジカルボン酸部分無水物等が挙げられる。
前記樹脂成分中のポリビニルアセタール(A)の含有量は、10〜70質量%であり、15〜50質量%が好ましく、20〜50質量%がより好ましい。前記樹脂成分中のポリビニルアセタール(A)の含有量が10質量%未満であるとカーボンナノチューブの分散性が低下する。また、含有量が70質量%を超えると耐熱性が低下する。
硬化性樹脂(B)がフェノール樹脂(B−1)及びエポキシ樹脂(B−2)のいずれか一方のみからなる場合、樹脂成分中のフェノール樹脂又はエポキシ樹脂の含有量は40〜90質量%が好ましく、50〜85質量%がより好ましく、50〜80質量%が更に好ましい。前記樹脂の含有量が40質量%以上であると耐熱性が向上し、90質量%以下であるとカーボンナノチューブの分散性が良好になる。
前記ポリビニルアセタール(A)と、フェノール樹脂(B−1)又はエポキシ樹脂(B−2)との合計含有量は、樹脂成分中、80〜100質量%が好ましく、85〜100質量%がより好ましく、90〜100質量%以上が更に好ましい。
前記(B−1)及び(B−2)成分の両方を含む場合、前記エポキシ樹脂(B−2)の樹脂成分中の含有量は、10〜60質量%が好ましく、15〜55質量%がより好ましく、15〜35質量%が更に好ましい。前記エポキシ樹脂の含有量が前記範囲内であると硬化性が十分となり、耐熱性も良好になる。
フェノール樹脂(B−1)及びエポキシ樹脂(B−2)の両方を含む場合、(A)成分、(B−1)成分及び(B−2)成分の3成分の樹脂成分中の含有量の合計は、80〜100質量%が好ましく、85質量%〜100質量%がより好ましく、90〜100質量%が更に好ましい。
前記その他の樹脂は、本発明の範囲を阻害しない範囲で含有することができ、具体的には、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましい。
(カーボンナノチューブ(C))
前記導電性樹脂組成物は炭素成分を含むものであって、前記炭素成分はアスペクト比(繊維径に対する繊維長さの比)が10〜15,000であり、平均繊維径が5〜100nmであるカーボンナノチューブ(C)を含む。
前記アスペクト比が10未満であると、マトリックス内で導電パスが形成されにくくなり、導電性を向上させることが難しくなる。また、アスペクト比が15,000を超えると、繊維同士の凝集力が強くなり、樹脂成分に対する分散性が低下する。カーボンナノチューブ(C)のアスペクト比は、20〜1,000がより好ましく、30〜500が更に好ましい。
前記カーボンナノチューブ(C)の平均繊維径dcは5〜100nmである。前記平均繊維径が5nmよりも細いと樹脂成分に対して分散が困難となり、またカーボンナノチューブのコストが高くなる。一方、平均繊維径が100nmよりも太いと、カーボンナノチューブの質量当たりの本数が少なくなり、樹脂組成物としての導電性が低下する。
前記観点から、平均繊維径は5〜80nmが好ましく、10〜60nmがより好ましい。平均繊維径が前記範囲内であれば、樹脂成分に対してカーボンナノチューブ(C)が分散しやすくなり、優れた導電性を備える導電性樹脂組成物を得ることができる。
十分な導電性を得る観点、フィラーの分散性を向上させる観点から、前記樹脂成分100質量部に対するカーボンナノチューブ(C)の含有量は、2質量部以上が好ましく、3質量部以上がより好ましく、6質量部以上がより好ましく、7質量部以上が更に好ましく、16質量部がより更に好ましく、そして、65質量部以下が好ましく、60質量部以下がより好ましく、50質量部以下がより好ましく、40質量部以下がより好ましく、35質量部以下が更に好ましく、30質量部以下がより更に好ましい。
前記樹脂成分100質量部に対するカーボンナノチューブ(C)の具体的な含有量は、2〜65質量部が好ましく、2〜60質量部がより好ましく、3〜50質量部がより好ましく、6〜40質量部がより好ましく、7〜40質量部がより好ましく、7〜35質量部がより好ましく、7〜30質量部がより好ましく、16〜30質量部がより更に好ましい。
なお、本発明に用いることができるカーボンナノチューブ(C)の市販品としては、例えば、昭和電工(株)製「VGCF−X(登録商標)」、保土谷化学工業(株)製「NT−5」、「NT−7」等を挙げることができる。
すなわち、樹脂成分への分散性が低い平均繊維径が小さいカーボンナノチューブのみを使用すると均一に分散させることが困難になり、高い導電性を発現できないことがあるが、前記関係を満たす2種類のカーボンナノチューブを併用することにより、樹脂中の導電経路を確保しやすくなる。
前記平均繊維径dC2と平均繊維径dC1との差は、導電性を向上させる観点から、10nm以上が好ましく、20nm以上がより好ましく、30nm以上が更に好ましい。
なお、本明細書においては、グラフェンシートの筒が一重であり、直径が1〜数nm、長さが1〜数μm程度であるものを単層カーボンナノチューブと称し、グラフェンシートの筒が同心状に何重も重なっており、直径が数nm〜百数十nmであるものを多層カーボンナノチューブと称す。また、グラフェンシートが略円錐状に丸まったものをカーボンナノホーンと称し、単層カーボンナノホーン及び多層カーボンナノホーンがある。本発明においては、これらをカーボンナノチューブと総称する。カーボンナノチューブの製造方法としては、特に制限はなく、アーク放電法、気相成長法、レーザー・アブレーション法等を挙げることができる。
前記カーボンナノチューブ(C)においては、前記黒鉛化触媒による熱処理を行ったものであることが好ましい。
前記炭素成分は、カーボンナノチューブ(C)のみで構成されてもよいが、カーボンナノチューブ(C)とは異なる他のカーボンナノチューブを含んでいてもよい。
例えば、前記炭素成分は、アスペクト比が10〜15,000であり、平均繊維径dDが100nmより大きく、1.5×dC≦dDの関係を満たすカーボンナノチューブ(D)と、前記カーボンナノチューブ(C)とを含んでもよい。
なお、十分な分散性向上効果を発現するためには平均繊維径dCとdDとの差は40nm以上が好ましく、50nm以上がより好ましく、80nm以上が更に好ましい。
また、樹脂成分100質量部に対するカーボンナノチューブ(C)及び(D)の合計の含有量は、2〜70質量部が好ましく、5〜60質量部がより好ましく、10〜55質量部がより好ましく、20〜50質量部がより好ましく、30〜45質量部が更に好ましい。
カーボンナノチューブ(C)と(D)との質量比[(C)/(D)]は、1/99〜100/0が好ましく、5/95〜40/60がより好ましく、5/95〜20/80が更に好ましい。前記範囲内であれば、導電性がより一層向上する。
このように前記導電性樹脂組成物に対しては、繊維径分布の極大値が2つになるようにカーボンナノチューブを組み合わせて用いることが好ましい。
本発明の導電性樹脂組成物は、上記カーボンナノチューブ(C)、(D)とは異なる炭素化合物をその他の炭素成分として含有していてもよい。その他の炭素成分の含有量は、樹脂成分100質量部に対して8質量部以下が好ましい。
その他の炭素成分を含有する場合、炭素成分の合計の含有量は、前記樹脂成分100質量部に対して10〜70質量部が好ましく、35〜65質量部がより好ましく、30〜60質量部が更に好ましい。樹脂成分に対する炭素成分の含有量を前記範囲内とすることにより、導電性樹脂組成物の導電性をより一層向上させることができ、また、導電性塗料等の粘度が高くなり過ぎないため、フィラーを十分に分散させることができる。
前記導電性樹脂組成物は、前記樹脂成分、炭素成分、必要に応じて硬化触媒、硬化剤の他に、カップリング剤、レベリング剤、分散剤、レオロジーコントロール剤、消泡剤、酸化防止剤、及び可塑剤等の各種添加剤、炭素成分以外の金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、パラジウム等の導電性フィラーを含有していてもよい。また、後述の導電性塗料、及び導電性接着剤の製造に使用する溶剤を含有してもよい。
溶剤の使用量に特に制限はなく、樹脂成分の粘度や、樹脂成分と炭素成分との混合比等を考慮して混合及び混練により均一な組成物を調製できる範囲内で適宜使用することができる。具体的な溶剤な量としては、前記硬化性樹脂(B)100質量部に対して10〜1000質量部が好ましく、50〜500質量部がより好ましく、100〜300質量部が更に好ましい。
本発明の導電性樹脂組成物は、ポリビニルアセタール(A)、硬化性樹脂(B)を含む樹脂成分と、カーボンナノチューブ(C)を含む炭素成分、必要に応じて硬化触媒、硬化剤、その他の成分を加え、これらを混合、混練することにより製造することができる。混合に際しては公知の混合装置を使用することができる。各成分の配合順序に特に制限はない。
本発明の導電性塗料及び導電性接着剤は、前記本発明の導電性樹脂組成物を含むものであり、例えば、本発明の導電性樹脂組成物と溶剤と添加剤とを混合することにより製造することができる。
また、前記導電性塗料、導電性接着剤は、必要に応じて添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、可塑剤、乾燥調整剤、及び界面活性剤等を挙げることができる。
実施例、及び比較例で使用した材料は以下のとおりである。なお、各材料の物性は以下の方法により測定した。
(a−1):積水化学工業(株)製、エスレック「BM−2」
ブチラール化度:68mol%
(a−2):積水化学工業(株)製、エスレック「BL−2H」
ブチラール化度:70mol%
(b−1):昭和電工(株)製、ショウノール「BKS−3823A」
レゾール型フェノール樹脂、重量平均分子量:6,500
不揮発分44質量%
(溶剤としてメタノールを32質量%、n−ブタノールを20質量%、ベンジ
ルアルコールを4質量%含有)
(b−2):昭和電工(株)製、ショウノール「BRN−595」
ノボラック型フェノール樹脂、重量平均分子量:16,000
(b−3):新日鐵化学(株)製、エポトートYH−434L(エポキシ樹脂)
N,N,N',N'−テトラグリシジル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン
カーボンナノチューブ(c−1)
カーボンナノチューブ(c−1)は、以下の手順にしたがって製造した触媒黒鉛化処理多層カーボンナノチューブである。
すなわち、縦型管状加熱炉(内径60mm,長さ1000mm)の炉内温度を1300℃に昇温・維持し、そこへ3質量%のフェロセン及び1.5wt%のチオフェンを含有するトルエン(液体原料)を超音波で霧化し、水素ガスで供給した。水素ガスの流量は10L/分、液体原料の供給量は1.5g/分とした。このような条件の下で、フェロセンは熱分解して鉄微粒子を作り、これが種となってトルエンの熱分解による炭素によって多層カーボンナノチューブを成長させる。このようにして得たAs−grown多層カーボンナノチューブをアルゴン雰囲気下1000℃で熱処理したものを原料とし、黒鉛化触媒(B4C)を多層カーボンナノチューブ100質量部に対し4質量部添加して混合した。混合物を黒鉛製のるつぼに入れ、抵抗加熱型黒鉛化炉((株)倉田技研製)を用いて2800℃で30分間黒鉛化処理を行った。
平均繊維径 :50nm
平均繊維長 :8μm
アスペクト比:160
屈曲指数 :11
カーボンナノチューブ(c−2)は、以下の手順にしたがって製造した黒鉛化処理多層カーボンナノチューブである。
すなわち、(c−1)のAs−grown多層カーボンナノチューブをアルゴン雰囲気下1000℃で熱処理したものを黒鉛製のるつぼに入れ、抵抗加熱型黒鉛化炉((株)倉田技研製)を用いて2500℃で30分間黒鉛化処理を行った。形状は(c−1)と同様であった。
カーボンナノチューブ(c−3)は、以下の手順にしたがって製造した触媒再黒鉛化処理多層カーボンナノチューブである。
(c−2)を原料とし、黒鉛化触媒(B4C)を多層カーボンナノチューブ100質量部に対し4質量部添加して混合した。混合物を黒鉛製のるつぼに入れ、抵抗加熱型黒鉛化炉((株)倉田技研製)を用いて2800℃で30分間黒鉛化処理を行った。形状は(c−1)と同様であった。
昭和電工(株)製「VGCF(登録商標)−X」
平均繊維径 :15nm
平均繊維長 :3μm
アスペクト比:200
屈曲指数 :4
カーボンナノチューブ(c−5)は、以下の手順にしたがって製造した触媒黒鉛化処理気相成長炭素繊維である。
未処理の気相成長炭素繊維(c−4)に対して黒鉛化触媒(B4C)を気相成長炭素繊維100質量部に対し4質量部添加して混合した。混合物を黒鉛製のるつぼに入れ、抵抗加熱型黒鉛化炉((株)倉田技研製)を用いて2800℃で30分間黒鉛化処理を行った。形状は(c−4)と同様であった。
気相成長炭素繊維(d−1)
昭和電工(株)製「VGCF(登録商標)」
平均繊維径 :150nm
平均繊維長 :8μm
アスペクト比:53
屈曲指数 :9
気相成長炭素繊維(d−2)は以下の手順で製造した触媒黒鉛化処理気相成長炭素繊維である。
すなわち、未処理の気相成長炭素繊維(d−1)を1300℃で熱処理したものを原料とし、黒鉛化触媒(B4C)を気相成長炭素繊維100質量部に対し4質量部添加して混合した。混合物を黒鉛製のるつぼに入れ、抵抗加熱型黒鉛化炉((株)倉田技研製)を用いて2800℃で30分間黒鉛化処理を行った。形状は(d−1)と同様であった。
カーボンナノチューブの平均繊維径は、走査型電子顕微鏡(SEM)によりカーボンナノチューブのサンプルを無作為に200個選択し、各サンプルの繊維径、繊維長を測定し、相加平均を算出した。アスペクト比は、平均繊維長と平均繊維径から算出した。屈曲指数は、走査型電子顕微鏡(SEM)によりカーボンナノチューブのサンプルを無作為に200個選択し、屈曲していない直線部分の長さ(Lx)と直径(D)とからLx/Dで測定し、相加平均を算出した。
〔粉体抵抗〕
カーボンナノチューブ0.2gを精秤し、粉体抵抗測定システム(MCP−PD51、(株)三菱化学アナリティック製)によって密度ごとに抵抗率を測定した。図1より以下のことが分かる。
・触媒黒鉛化処理したカーボンナノチューブの方が、抵抗率が低い。
・直線性の高いカーボンナノチューブの方が、抵抗率が低い。
・平均直径の細いカーボンナノチューブの方が、抵抗率が低い。
(y−1):ミルドカーボンファイバー
東レ(株)製「MLD−30」
平均繊維径:7μm
平均繊維長:30μm
アスペクト比:4.3
(y−2):ケッチェンブラック
ライオン(株)製「ECP 600JD」
粒度:目開き75μmパス 100%
:目開き44μmパス 99.8%
一次粒子径:34.0nm
ハイソルブMP(プロピレングリコールモノメチルエーテル)東邦化学工業(株)
(g−1):キュアゾールC11−CN
1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール
四国化成工業(株)
各実施例及び比較例で用いた試料は、以下の方法により作製した。
表1に示した組成のうち、樹脂成分のみの不揮発分が35質量%又は40質量%となるようにワニスを調製した。樹脂成分の濃度調製にはハイソルブMPを使用した。さらに容器に、不揮発分の組成が表1,2となるように、前記ワニス、キュアゾールC11−CN、カーボンナノチューブを入れた。各成分を入れた容器は、自転公転ミキサー 練太郎 ARE−300((株)シンキー製)にセットし、混合:2000rpm×30秒、脱気:2000rpm×30秒の条件よりなる分散(混合+脱気)処理を計4回行った。分散処理の過程で、粘度が上がりすぎた場合は、適宜溶剤であるハイソルブMPを添加した。このようにして導電性樹脂組成物を調製した。得られた導電性樹脂組成物は、ガラス板上に膜厚が100μmとなるように塗布し、80℃で30分間加熱乾燥処理を行った後、さらに200℃で30分加熱して硬化塗膜を得た。得られた硬化塗膜の物性を下記の方法にて測定した。
「ロレスタ−EP」(MCP−T360:(株)ダイアインスツルメンツ製)、及びASPプローブを用いて4端針法により測定した。なお、この試験においては、比抵抗値が1×10-1Ω・cm以下である場合を合格とする。
硬化塗膜の表面に碁盤目状に切れ目を入れ、1mm2の切れ目領域を100個設けた。この100個の切れ目領域上にセロハンテープを貼り付けた後、セロハンテープを引き剥がし、セロハンテープに付着せず基材から剥がれなかった切れ目領域の数を計測した。なお、この試験においては基材から剥がれなかった切れ目領域の数が95個以上である場合を合格とした。
幅14mm×長さ28mm×厚み9mmの銅/銅(C100P)基材を2枚用意し、接着面をそれぞれ#240研磨処理(JIS R6010によるP240まで研磨して仕上げたもの)を行った。2枚の基材について、それぞれ膜厚が100μmになるように導電性樹脂組成物を塗布し、80℃30分間乾燥させ、2枚の基材の塗布面を重ねるように張り合わせ、2kg/cm2の加重をかけて200℃で30分間接着を行った。この貼り合わせた2枚の銅基材をCAVER PRESS MODEL−Cにより圧縮せん断強度を測定した。なお、この試験においては、圧縮せん断強度が25MPa以上である場合を合格とした。
導電性樹脂組成物をポリテトラフルオロエチレンシート(ポリ四フッ化エチレンシート)上に厚さが200μmになるように塗布し、80℃で60分間加熱乾燥させて溶剤を除去し、次いで、ポリテトラフルオロエチレンシートから剥がすことにより、導電性樹脂組成物の乾燥物を得た。さらに、この乾燥物を10mm×200mm×2mmの平板用金型内に入れ、200℃で30分間加熱加圧硬化することにより厚さ2mmの成形板を作製した。この成形板を京都電子工業(株)製、ホットディスク法熱物性測定装置「TPS−2500s」を用いて熱伝導率の測定を行った。なお、この試験においては、熱伝導率が5.0W/m・K以上である場合を合格とした。
200℃雰囲気下において、前記接着性試験と同様の方法で圧縮せん断強度の測定を行い、5MPa以上の強度を有しているもの合格(P)とし、そうでないものを不合格(F)とした。
ガラス板上に膜厚が100μmとなるように導電性樹脂組成物を塗布し、80℃で30分間加熱乾燥処理を行った後、さらに、200℃で30分間加熱して硬化塗膜を得た。この硬化塗膜を100℃の蒸留水に96時間浸漬し、変色、変形(膨れ、剥離等)、及び溶出物の有無を確認し、変色、変形(膨れ、剥離等)及び溶出物がないものを合格(P)とし、そうでないものを不合格(F)とした。
硬化後の塗膜の外観を目視にて観察した。クラック、ス、膨れ、剥がれ等が生じていないものを合格(P)とし、そうでないものを不合格(F)とした。
前記導電性試験、密着性試験、接着性試験、熱伝導性試験、耐熱性試験、耐水性試験、及び塗膜外観試験の全てにおいて合格基準を満たしたものを(P)、そうでないものを(F)として評価した。
各測定結果を表1,2に示す。
比較例1〜3では樹脂成分にポリビニルアセタール(A)を含まないため、カーボンナノチューブを樹脂中に均一分散させることができず、結果として良好な塗膜を形成することができなかった。比較例4,5では炭素成分としてカーボンナノチューブ(C)を含まないため、比抵抗値が実施例に比べていずれも高くなっている。
Claims (13)
- ポリビニルアセタール(A)及び硬化性樹脂(B)を含む樹脂成分と、アスペクト比が10〜15,000であり、平均繊維径dCが5〜100nmであるカーボンナノチューブ(C)を含む炭素成分と、を含有する導電性樹脂組成物であって、前記樹脂成分中の前記樹脂(A)の含有量が10〜70質量%であり、前記樹脂成分100質量部に対する前記カーボンナノチューブ(C)の含有量が2〜70質量部である導電性樹脂組成物。
- 前記ポリビニルアセタール(A)がポリビニルブチラールである、請求項1に記載の導電性樹脂組成物。
- 前記硬化性樹脂(B)が、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂から選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の導電性樹脂組成物。
- 更に、溶剤を含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
- 前記樹脂成分100質量部に対する前記炭素成分の含有量が10〜70質量部である、請求項1〜4のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
- 前記カーボンナノチューブ(C)が黒鉛化触媒による熱処理を行ったものである、請求項1〜5のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
- 前記カーボンナノチューブ(C)が2種類のカーボンナノチューブを含み、平均繊維径dC1及びdC2が1.5×dC1≦dC2の関係を満たす、請求項1〜6のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
- 更に、アスペクト比が10〜15,000であり、平均繊維径dDが100nmより大きく、平均繊維径が1.5×dC≦dDの関係を満たすカーボンナノチューブ(D)を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
- 前記カーボンナノチューブ(C)が気相流動法で製造されたものである、請求項1〜8のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
- 前記カーボンナノチューブ(D)が気相流動法で製造されたものである、請求項8又は9に記載の導電性樹脂組成物。
- 前記カーボンナノチューブ(D)が黒鉛化触媒による熱処理を行ったものである、請求項8〜10のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の導電性樹脂組成物を含む導電性塗料。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の導電性樹脂組成物を含む導電性接着剤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012170145A JP2014028900A (ja) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | 導電性樹脂組成物及びこれを用いた導電性塗料並びに導電性接着剤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012170145A JP2014028900A (ja) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | 導電性樹脂組成物及びこれを用いた導電性塗料並びに導電性接着剤 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014028900A true JP2014028900A (ja) | 2014-02-13 |
Family
ID=50201682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012170145A Pending JP2014028900A (ja) | 2012-07-31 | 2012-07-31 | 導電性樹脂組成物及びこれを用いた導電性塗料並びに導電性接着剤 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014028900A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016030956A1 (ja) * | 2014-08-26 | 2016-03-03 | 千住スプリンクラー株式会社 | スプリンクラーヘッド |
CN107805474A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-03-16 | 苏州市宽道模具机械有限公司 | 一种金属与非金属粘合用粘合剂及其制备方法 |
CN108441151A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-08-24 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种碳纳米管导电球、碳纳米管导电胶及液晶显示器 |
JP2018535284A (ja) * | 2015-09-25 | 2018-11-29 | エルジー・ケム・リミテッド | カーボンナノチューブ分散液およびその製造方法 |
WO2019244479A1 (ja) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | 古河電気工業株式会社 | カーボンナノチューブ含有組成物及びカーボンナノチューブ含有組成物の熱硬化物の製造方法 |
WO2020189644A1 (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 積水化学工業株式会社 | 充填材用分散剤及び分散液 |
WO2022210177A1 (ja) | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 積水化学工業株式会社 | 樹脂組成物 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06122785A (ja) * | 1991-12-10 | 1994-05-06 | Nikkiso Co Ltd | 導電性組成物、導電性塗料、導電性インク及び電気回路基板 |
JPH08222025A (ja) * | 1995-02-15 | 1996-08-30 | Alps Electric Co Ltd | 導電性材料 |
JP2004221071A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-08-05 | Showa Denko Kk | 導電性組成物用炭素質材料及びその用途 |
JP2005209641A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-08-04 | Showa Denko Kk | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
JP2005353585A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-12-22 | Showa Denko Kk | 導電性構造体およびその製造方法ならびに燃料電池用セパレータ |
JP2006012798A (ja) * | 2004-05-27 | 2006-01-12 | Showa Denko Kk | 燃料電池セパレータ用導電性樹脂組成物および燃料電池セパレータ |
JP2008284191A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Olympus Corp | 医療機器用接着剤およびこれを用いた内視鏡装置 |
WO2010038784A1 (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 保土谷化学工業株式会社 | 炭素繊維を含有する複合材料 |
WO2012096317A1 (ja) * | 2011-01-12 | 2012-07-19 | 保土谷化学工業株式会社 | 微細炭素繊維が分散した熱硬化性樹脂含有液およびそれらの熱硬化性樹脂成形品 |
JP2012149161A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Showa Denko Kk | 導電性樹脂組成物及びこれを用いた導電性塗料並びに導電性接着剤 |
-
2012
- 2012-07-31 JP JP2012170145A patent/JP2014028900A/ja active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06122785A (ja) * | 1991-12-10 | 1994-05-06 | Nikkiso Co Ltd | 導電性組成物、導電性塗料、導電性インク及び電気回路基板 |
JPH08222025A (ja) * | 1995-02-15 | 1996-08-30 | Alps Electric Co Ltd | 導電性材料 |
JP2004221071A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-08-05 | Showa Denko Kk | 導電性組成物用炭素質材料及びその用途 |
JP2005209641A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-08-04 | Showa Denko Kk | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
JP2005353585A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-12-22 | Showa Denko Kk | 導電性構造体およびその製造方法ならびに燃料電池用セパレータ |
JP2006012798A (ja) * | 2004-05-27 | 2006-01-12 | Showa Denko Kk | 燃料電池セパレータ用導電性樹脂組成物および燃料電池セパレータ |
JP2008284191A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Olympus Corp | 医療機器用接着剤およびこれを用いた内視鏡装置 |
WO2010038784A1 (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 保土谷化学工業株式会社 | 炭素繊維を含有する複合材料 |
WO2012096317A1 (ja) * | 2011-01-12 | 2012-07-19 | 保土谷化学工業株式会社 | 微細炭素繊維が分散した熱硬化性樹脂含有液およびそれらの熱硬化性樹脂成形品 |
JP2012149161A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Showa Denko Kk | 導電性樹脂組成物及びこれを用いた導電性塗料並びに導電性接着剤 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016030956A1 (ja) * | 2014-08-26 | 2016-03-03 | 千住スプリンクラー株式会社 | スプリンクラーヘッド |
JP2018535284A (ja) * | 2015-09-25 | 2018-11-29 | エルジー・ケム・リミテッド | カーボンナノチューブ分散液およびその製造方法 |
CN107805474A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-03-16 | 苏州市宽道模具机械有限公司 | 一种金属与非金属粘合用粘合剂及其制备方法 |
CN108441151A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-08-24 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种碳纳米管导电球、碳纳米管导电胶及液晶显示器 |
CN108441151B (zh) * | 2018-03-19 | 2021-04-27 | Tcl华星光电技术有限公司 | 一种碳纳米管导电球、碳纳米管导电胶及液晶显示器 |
WO2019244479A1 (ja) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | 古河電気工業株式会社 | カーボンナノチューブ含有組成物及びカーボンナノチューブ含有組成物の熱硬化物の製造方法 |
CN110914370A (zh) * | 2018-06-20 | 2020-03-24 | 古河电气工业株式会社 | 含碳纳米管的组合物和含碳纳米管的组合物的热固化物的制造方法 |
CN110914370B (zh) * | 2018-06-20 | 2022-02-11 | 古河电气工业株式会社 | 含碳纳米管的组合物和含碳纳米管的组合物的热固化物的制造方法 |
WO2020189644A1 (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 積水化学工業株式会社 | 充填材用分散剤及び分散液 |
WO2022210177A1 (ja) | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 積水化学工業株式会社 | 樹脂組成物 |
KR20230164000A (ko) | 2021-03-29 | 2023-12-01 | 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 | 수지 조성물 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5680261B1 (ja) | ホウ素を含む薄片状黒鉛、及びその製造方法 | |
JP2014028900A (ja) | 導電性樹脂組成物及びこれを用いた導電性塗料並びに導電性接着剤 | |
JP2013091783A (ja) | 導電性樹脂組成物及びこれを用いた導電性塗料並びに導電性接着剤 | |
JP6212660B1 (ja) | 熱硬化性材料及び硬化物 | |
JP2013007028A (ja) | 封止用シートおよび電子部品装置 | |
Paluvai et al. | Fabrication and evaluation of acrylated epoxidized castor oil‐toughened diglycidyl ether of bisphenol A nanocomposites | |
JP2012149161A (ja) | 導電性樹脂組成物及びこれを用いた導電性塗料並びに導電性接着剤 | |
CN104364290A (zh) | 固化性树脂组合物、树脂组合物、树脂片、及这些组合物和树脂片的固化物 | |
JP2014130817A (ja) | 絶縁材料、これを含む絶縁層組成物及び該絶縁層組成物を用いる基板 | |
JP2017132662A (ja) | 窒化ホウ素ナノチューブ材料及び熱硬化性材料 | |
Kumar et al. | Thermal conductive epoxy adhesive composites filled with carbon-based particulate fillers: a comparative study | |
JP2017095555A (ja) | フィラー複合体及び熱硬化性材料 | |
JP2017128662A (ja) | 複合フィラー及び熱硬化性材料 | |
TW201141923A (en) | Epoxy resin composition, and prepreg and printed wiring board using the same | |
CN103833873A (zh) | 环氧基改性马来酸酐共聚物预聚物及其树脂组合物、制备方法和应用 | |
JP2017095293A (ja) | 窒化ホウ素ナノチューブ及び熱硬化性材料 | |
JP6795409B2 (ja) | 硬化性材料、硬化性材料の製造方法及び積層体 | |
JP6606410B2 (ja) | 積層体 | |
JP6560599B2 (ja) | 熱硬化性シート、硬化物シート及び積層体 | |
JP2018188632A (ja) | 熱硬化性シート及び硬化シートの製造方法 | |
JP2018188628A (ja) | 熱硬化性材料 | |
JP4385591B2 (ja) | 樹脂組成物およびその製造方法 | |
JP7543909B2 (ja) | 樹脂組成物、樹脂硬化物および複合成形体 | |
JP2018021156A (ja) | 樹脂組成物、並びにこれを用いた硬化成形物、接着シート、並びに基板 | |
JP6581481B2 (ja) | 窒化ホウ素ナノチューブ及び熱硬化性材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150416 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150810 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151006 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160426 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160622 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160823 |