JP2019056087A - Polyurethane composite material and method for producing polyurethane composite material - Google Patents

Polyurethane composite material and method for producing polyurethane composite material Download PDF

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Abstract

To provide a polyurethane composite material that comprises carbon nanotubes to have conductivity, while having excellent physical properties, and a method for producing a polyurethane composite material.SOLUTION: A polyurethane composite material contains polyurethane, and carbon nanotubes with an average diameter of 0.4 nm-230 nm. A content of the carbon nanotubes is 0.45 pts.mass-1.00 pts.mass relative to the polyurethane 100 pts.mass. The polyurethane composite material has a volume resistivity of 1.0×10(Ω cm)-9.0×10(Ω cm).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、導電性に優れたポリウレタン複合材料及びポリウレタン複合材料の製造方法に関する。   The present invention relates to a polyurethane composite material having excellent electrical conductivity and a method for producing the polyurethane composite material.

カーボンナノチューブは、電気的性質が注目されている。カーボンナノチューブを含有する導電性ポリウレタン組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Carbon nanotubes are attracting attention for their electrical properties. A conductive polyurethane composition containing carbon nanotubes has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、ポリウレタンに導電性を付加するためには、カーボンナノチューブの配合量を多くする必要があるが、カーボンナノチューブを増やすとポリウレタンの物理的強度の低下を招くことになる。導電性が要求されるポリウレタンの用途においては、例えば耐摩耗性が要求されることがあるが、耐摩耗性を維持しつつカーボンナノチューブで導電性を得ることは一般に困難である。   However, in order to add conductivity to polyurethane, it is necessary to increase the compounding amount of carbon nanotubes. However, increasing the number of carbon nanotubes causes a decrease in the physical strength of polyurethane. In polyurethane applications that require electrical conductivity, for example, abrasion resistance may be required, but it is generally difficult to obtain electrical conductivity with carbon nanotubes while maintaining abrasion resistance.

一方、カーボンナノチューブとゴムとの複合化技術は、本願発明者等によって提案されている(例えば、特許文献2,3)。   On the other hand, a technique for combining carbon nanotubes with rubber has been proposed by the inventors of the present application (for example, Patent Documents 2 and 3).

特表2012−520356号公報Special table 2012-520356 gazette 特開2005−97525号公報JP 2005-97525 A 特開2016−147992号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-147992

本発明の目的は、カーボンナノチューブを配合して導電性を付与しつつ優れた物理的特性を有するポリウレタン複合材料及びポリウレタン複合材料の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a polyurethane composite material having excellent physical properties while imparting conductivity by blending carbon nanotubes and a method for producing the polyurethane composite material.

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.

[適用例1]
本適用例に係るポリウレタン複合材料は、
ポリウレタンと、平均直径が0.4nm〜230nmのカーボンナノチューブと、を含むポリウレタン複合材料であって、
前記カーボンナノチューブの配合量は、前記ポリウレタン100質量部に対して0.45質量部〜1.00質量部であり、
前記ポリウレタン複合材料は、体積抵抗率が1.0×10(Ω・cm)〜9.0×10(Ω・cm)であることを特徴とする。
[Application Example 1]
The polyurethane composite material according to this application example is
A polyurethane composite material including polyurethane and carbon nanotubes having an average diameter of 0.4 nm to 230 nm,
The compounding amount of the carbon nanotube is 0.45 parts by mass to 1.00 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane.
The polyurethane composite material has a volume resistivity of 1.0 × 10 2 (Ω · cm) to 9.0 × 10 6 (Ω · cm).

[適用例2]
本適用例に係るポリウレタン複合材料において、
前記カーボンナノチューブは、平均直径が5nm〜100nmの多層カーボンナノチューブであることができる。
[Application Example 2]
In the polyurethane composite material according to this application example,
The carbon nanotube may be a multi-walled carbon nanotube having an average diameter of 5 nm to 100 nm.

[適用例3]
本適用例に係るポリウレタン複合材料において、
前記カーボンナノチューブは、平均直径が5nm〜20nmの多層カーボンナノチューブであることができる。
[Application Example 3]
In the polyurethane composite material according to this application example,
The carbon nanotubes may be multi-walled carbon nanotubes having an average diameter of 5 nm to 20 nm.

[適用例4]
本適用例に係るポリウレタン複合材料において、
前記カーボンナノチューブの配合量は、前記ポリウレタン100質量部に対して0.48質量部〜0.97質量部であることができる。
[Application Example 4]
In the polyurethane composite material according to this application example,
The compounding amount of the carbon nanotubes may be 0.48 parts by mass to 0.97 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane.

[適用例5]
本適用例に係るポリウレタン複合材料において、
前記ポリウレタン複合材料は、導電性を有するイオン液体をさらに含み、
前記ポリウレタン100質量部に対する前記カーボンナノチューブ及び前記イオン液体の配合量の合計は、0.45質量部〜2.00質量部であることができる。
[Application Example 5]
In the polyurethane composite material according to this application example,
The polyurethane composite material further includes an ionic liquid having conductivity,
The total amount of the carbon nanotubes and the ionic liquid with respect to 100 parts by mass of the polyurethane may be 0.45 parts by mass to 2.00 parts by mass.

[適用例6]
本適用例に係るポリウレタン複合材料において、
JIS K 7204に準拠したH−22摩耗輪、荷重10N、1000回転後のテーバー摩耗試験における前記ポリウレタン単体の摩耗量に対する前記ポリウレタン複合材料の摩耗量増加率は、110%未満であることができる。
[Application Example 6]
In the polyurethane composite material according to this application example,
The rate of increase in the amount of wear of the polyurethane composite material with respect to the amount of wear of the polyurethane alone in the Taber wear test after H-22 wear wheel, load 10N, 1000 rotations according to JIS K 7204 may be less than 110%.

[適用例7]
本適用例に係るポリウレタン複合材料の製造方法は、
液状のポリオールに対して、平均直径が0.4nm〜230nmのカーボンナノチューブを混合して第1溶液を得る第1混合工程と、
前記第1溶液を流動しながら加圧して圧縮した後、圧力を解放または減圧して元の体積に復元し、カーボンナノチューブが解繊された第2溶液を得る解繊工程と、
前記第2溶液に対して、液状のポリイソシアネートを混合して第3溶液を得る第2混合工程と、
前記第3溶液におけるポリオールとポリイソシアネートとを反応させてポリウレタン複合材料を得る反応工程と、
を含み、
前記第1混合工程における前記カーボンナノチューブの配合量は、前記ポリオール100質量部に対して0.8質量部〜1.8質量部であり、
前記ポリウレタン複合材料は、体積抵抗率が1.0×10(Ω・cm)〜9.0×10(Ω・cm)であることを特徴とする。
[Application Example 7]
The method for producing a polyurethane composite material according to this application example is as follows:
A first mixing step of obtaining a first solution by mixing carbon nanotubes having an average diameter of 0.4 nm to 230 nm with respect to a liquid polyol;
After pressing and compressing the first solution while flowing, the pressure is released or decompressed to restore the original volume, and a defibrating step to obtain a second solution in which the carbon nanotubes are defibrated;
A second mixing step in which a liquid polyisocyanate is mixed with the second solution to obtain a third solution;
A reaction step of reacting a polyol and a polyisocyanate in the third solution to obtain a polyurethane composite material;
Including
The compounding amount of the carbon nanotubes in the first mixing step is 0.8 part by mass to 1.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol.
The polyurethane composite material has a volume resistivity of 1.0 × 10 2 (Ω · cm) to 9.0 × 10 6 (Ω · cm).

[適用例8]
本適用例に係るポリウレタン複合材料の製造方法において、
前記第2混合工程は、前記第2溶液に対して、導電性を有するイオン液体を混合する工程を含み、
ポリウレタン100質量部に対する前記カーボンナノチューブ及び前記イオン液体の配合量の合計は、0.45質量部〜2.00質量部であることができる。
[Application Example 8]
In the method for producing a polyurethane composite material according to this application example,
The second mixing step includes a step of mixing an ionic liquid having conductivity with the second solution,
The total amount of the carbon nanotube and the ionic liquid with respect to 100 parts by mass of polyurethane may be 0.45 parts by mass to 2.00 parts by mass.

[適用例9]
本適用例に係るポリウレタン複合材料の製造方法において、
前記解繊工程は、ロール間隔が0.001mm〜0.01mmの複数本のロールで行うことができる。
[Application Example 9]
In the method for producing a polyurethane composite material according to this application example,
The defibrating step can be performed with a plurality of rolls having a roll interval of 0.001 mm to 0.01 mm.

本発明によれば、カーボンナノチューブを配合して導電性を付与しつつ優れた物理的特性を有するポリウレタン複合材料及びポリウレタン複合材料の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the polyurethane composite material which has the outstanding physical characteristic, mix | blending carbon nanotube and provided electroconductivity, and a polyurethane composite material can be provided.

一実施の形態に係るポリウレタン複合材料の製造方法の解繊工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the defibration process of the manufacturing method of the polyurethane composite material which concerns on one embodiment. 一実施の形態に係るポリウレタン複合材料の製造方法の解繊工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the defibration process of the manufacturing method of the polyurethane composite material which concerns on one embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

A.ポリウレタン複合材料
本実施形態に係るポリウレタン複合材料は、ポリウレタンと、平均直径が0.4nm〜230nmのカーボンナノチューブと、を含み、前記カーボンナノチューブの配合量は、前記ポリウレタン100質量部に対して0.45質量部〜1.00質量部であり、前記ポリウレタン複合材料は、体積抵抗率が1.0×10(Ω・cm)〜9.0×10(Ω・cm)であることを特徴とする。
A. Polyurethane Composite Material The polyurethane composite material according to the present embodiment includes polyurethane and carbon nanotubes having an average diameter of 0.4 nm to 230 nm, and the blending amount of the carbon nanotubes is set to 0.000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane. 45 parts by mass to 1.00 parts by mass, and the polyurethane composite material has a volume resistivity of 1.0 × 10 2 (Ω · cm) to 9.0 × 10 6 (Ω · cm). And

ポリウレタン複合材料は、導電性を有するイオン液体をさらに含んでもよい。また、ポリウレタン複合材料は、カーボンナノチューブ及びイオン液体以外にポリウレタンに一般に用いられている公知の添加剤等を含んでもよい。   The polyurethane composite material may further include an ionic liquid having conductivity. Further, the polyurethane composite material may contain known additives generally used for polyurethane in addition to the carbon nanotube and the ionic liquid.

A−1.ポリウレタン
ポリウレタン(ウレタン樹脂、ウレタンゴムともいう)は、ウレタン結合を含む高分子化合物である。ウレタン結合は、イソシアネート基とヒドロキシル基との反応により生成される。ポリウレタンは、直鎖状のもの及び分岐状のものを含む。
A-1. Polyurethane Polyurethane (also referred to as urethane resin or urethane rubber) is a polymer compound containing a urethane bond. A urethane bond is produced | generated by reaction of an isocyanate group and a hydroxyl group. Polyurethane includes linear and branched ones.

ウレタン結合を形成するためのイソシアネート基は、2個以上のイソシアネート基を含む化合物(ポリイソシアネートという)から供給される。また、ウレタン結合を形成するためのヒドロキシル基は、2個以上のヒドロキシル基を含む化合物(ポリオールという)から供給される。ポリウレタンは、工業的にはポリイソシアネートとポリオールとの重付加反応によって得られる。   The isocyanate group for forming a urethane bond is supplied from a compound containing two or more isocyanate groups (referred to as polyisocyanate). Moreover, the hydroxyl group for forming a urethane bond is supplied from a compound (referred to as polyol) containing two or more hydroxyl groups. Polyurethane is industrially obtained by polyaddition reaction of polyisocyanate and polyol.

また、ポリウレタンは、ウレタン結合以外の結合を含んでいてもよく、例えば、イソシアネート基とアミノ基との反応により生じるウレア結合(尿素結合)、ウレア結合とイソシアネート基との反応により生じるビュレット結合、ウレタン結合とイソシアネート基との反応により生じるアルファネート結合、及び、イソシアネート基の三量化によるイソシアヌレート結合などが挙げられる。   In addition, polyurethane may contain bonds other than urethane bonds, for example, urea bonds (urea bonds) generated by reaction of isocyanate groups and amino groups, burette bonds generated by reaction of urea bonds and isocyanate groups, urethanes Examples include an alphanate bond generated by a reaction between a bond and an isocyanate group, and an isocyanurate bond formed by trimerization of an isocyanate group.

A−2.カーボンナノチューブ
カーボンナノチューブは、平均直径(繊維径)が0.4nm〜230nmである。さらに、カーボンナノチューブは、平均直径(繊維径)が5nm〜100nmの多層カーボンナノチューブであることができ、平均直径(繊維径)が5nm〜20nmの多層カーボンナノチューブであることができる。カーボンナノチューブの平均直径が小さい方が、カー
ボンナノチューブの濃度が同じであれば、単位体積当たりのカーボンナノチューブの本数が多くなり、かつ、カーボンナノチューブによって形成されるセル構造も微細になるため、ポリウレタン複合材料の物理的特定をより向上させることができるが、加工性が低下する傾向がある。カーボンナノチューブの平均直径は、電子顕微鏡による観察によって計測することができる。なお、本発明の詳細な説明においてカーボンナノチューブの平均直径及び平均長さは、電子顕微鏡による例えば5,000倍の撮像(カーボンナノチューブのサイズによって適宜倍率は変更できる)から200箇所以上の直径及び長さを計測し、その算術平均値として計算して得ることができる。
A-2. Carbon nanotube The carbon nanotube has an average diameter (fiber diameter) of 0.4 nm to 230 nm. Furthermore, the carbon nanotubes can be multi-walled carbon nanotubes having an average diameter (fiber diameter) of 5 nm to 100 nm, and can be multi-walled carbon nanotubes having an average diameter (fiber diameter) of 5 nm to 20 nm. If the carbon nanotube concentration is the same when the average diameter of the carbon nanotube is smaller, the number of carbon nanotubes per unit volume increases, and the cell structure formed by the carbon nanotubes also becomes finer. The physical identification of the material can be further improved, but the processability tends to decrease. The average diameter of the carbon nanotube can be measured by observation with an electron microscope. In the detailed description of the present invention, the average diameter and the average length of the carbon nanotubes are, for example, 5,000 times imaged by an electron microscope (the magnification can be appropriately changed according to the size of the carbon nanotubes), and the diameters and lengths of 200 or more locations. It can be obtained by measuring the thickness and calculating the arithmetic average value.

カーボンナノチューブは、その表面を活性化する処理をしてもよい。   The carbon nanotube may be subjected to a treatment for activating its surface.

ポリウレタン複合材料におけるカーボンナノチューブの配合量は、ポリウレタン100質量部に対して0.45質量部〜1.00質量部である。さらに、ポリウレタン複合材料におけるカーボンナノチューブの配合量は、ポリウレタン100質量部に対して0.48質量部〜0.97質量部であることができ、特に0.60質量部〜0.85質量部であることができる。カーボンナノチューブの配合量が0.45質量部以上であればカーボンナノチューブを解繊することで所望の導電性の向上が得られる。カーボンナノチューブの配合量が1.00質量部以下であれば加工(後述する「第2混合工程」等)することができる。また、カーボンナノチューブの配合量が1.00質量部以下であれば、物理的強度の低下、特に耐摩耗特性の低下を防止できる。ここで、ポリウレタン複合材料におけるポリウレタンの配合量とは、ポリウレタンの生成に用いられる成分(ポリオール、ポリイソシアネート、ブタンジオール等)を合計した配合量である。   The compounding quantity of the carbon nanotube in a polyurethane composite material is 0.45 mass part-1.00 mass part with respect to 100 mass parts of polyurethane. Furthermore, the compounding amount of the carbon nanotube in the polyurethane composite material may be 0.48 to 0.97 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyurethane, particularly 0.60 to 0.85 parts by mass. Can be. If the blending amount of the carbon nanotube is 0.45 parts by mass or more, desired conductivity can be improved by defibrating the carbon nanotube. If the compounding amount of the carbon nanotube is 1.00 parts by mass or less, it can be processed (such as “second mixing step” described later). Moreover, if the compounding quantity of a carbon nanotube is 1.00 mass part or less, the fall of physical strength, especially the wear-resistant characteristic can be prevented. Here, the blending amount of polyurethane in the polyurethane composite material is a blending amount of components (polyol, polyisocyanate, butanediol, etc.) used for producing polyurethane.

カーボンナノチューブは、炭素六角網面のグラファイトの1枚面(グラフェンシート)を巻いて筒状にした形状を有する単層カーボンナノチューブ(SWNT:シングルウォールカーボンナノチューブ)、多層カーボンナノチューブ(MWNT:マルチウォールカーボンナノチューブ)であることができる。多層カーボンナノチューブには、2層カーボンナノチューブ(DWNT:ダブルウォールカーボンナノチューブ)を含む。また、部分的にカーボンナノチューブの構造を有する炭素材料も使用することができる。なお、カーボンナノチューブという名称の他にグラファイトフィブリルナノチューブ、気相成長炭素繊維といった名称で称されることもある。   Carbon nanotubes are single-walled carbon nanotubes (SWNT: single-walled carbon nanotubes) and multi-walled carbon nanotubes (MWNT: multi-walled carbon) that are formed by winding one surface of graphite (graphene sheet) of carbon hexagonal mesh. Nanotubes). Multi-walled carbon nanotubes include double-walled carbon nanotubes (DWNT: double wall carbon nanotubes). A carbon material partially having a carbon nanotube structure can also be used. In addition to the name “carbon nanotube”, it may be called “graphite fibril nanotube” or “vapor-grown carbon fiber”.

カーボンナノチューブは、気相成長法によって得ることができる。気相成長法は、触媒気相合成法(Catalytic Chemical Vapor Deposition:CCVD)とも呼ばれ、炭化水素等のガスを金属系触媒の存在下で気相熱分解させて未処理のカーボンナノチューブを製造する方法である。より詳細に気相成長法を説明すると、例えば、ベンゼン、トルエン等の有機化合物を原料とし、フェロセン、ニッケルセン等の有機遷移金属化合物を金属系触媒として用い、これらをキャリアーガスとともに高温例えば400℃〜1000℃の反応温度に設定された反応炉に導入し、浮遊状態あるいは反応炉壁にカーボンナノチューブを生成させる浮遊流動反応法(Floating Reaction Method)や、あらかじめアルミナ、酸化マグネシウム等のセラミックス上に担持された金属含有粒子を炭素含有化合物と高温で接触させてカーボンナノチューブを基板上に生成させる触媒担持反応法(sub strate Reaction Method)等を用いることができる。   Carbon nanotubes can be obtained by vapor deposition. Vapor deposition is also called catalytic chemical vapor deposition (CCVD), which produces untreated carbon nanotubes by gas phase pyrolysis of hydrocarbons and other gases in the presence of a metal-based catalyst. Is the method. The vapor phase growth method will be described in more detail. For example, an organic compound such as benzene or toluene is used as a raw material, an organic transition metal compound such as ferrocene or nickelcene is used as a metal catalyst, and these are used together with a carrier gas at a high temperature such as 400 ° C. Introduced into a reaction furnace set at a reaction temperature of ˜1000 ° C., and floated on a floating reaction method (floating reaction method) for generating carbon nanotubes on the reaction furnace wall, or previously supported on ceramics such as alumina and magnesium oxide A catalyst-supporting reaction method (substrate reaction method) in which the metal-containing particles are brought into contact with a carbon-containing compound at a high temperature to generate carbon nanotubes on the substrate can be used.

カーボンナノチューブは、ポリウレタン複合材料の中で解繊された状態で全体に分散して存在することができる。解繊された状態とは、カーボンナノチューブの凝集塊(最大直径が60μm以上の塊)が無い状態である。   The carbon nanotubes can exist in a dispersed state throughout the polyurethane composite material. The defibrated state is a state where there is no aggregate of carbon nanotubes (a mass having a maximum diameter of 60 μm or more).

A−3.イオン液体
イオン液体は、100℃以下の融点を有し、イオンのみからなる化合物である。特に、室温付近で液体状態であるイオンのみからなる化合物であることがポリウレタン複合材料にとっては好ましい。
A-3. Ionic liquid An ionic liquid is a compound having a melting point of 100 ° C. or lower and consisting only of ions. In particular, it is preferable for a polyurethane composite material to be a compound consisting only of ions that are in a liquid state near room temperature.

イオン液体は、導電性を有するイオン液体である。イオン液体のアニオン及びカチオンに制限はないが、非金属系のカチオンであることが好ましい。イオン液体としては、例えば、有機窒素系イオン液体、チタン系イオン液体、過塩素酸リチウム系イオン液体等が挙げられる。   The ionic liquid is an ionic liquid having conductivity. The anion and cation of the ionic liquid are not limited, but are preferably non-metallic cations. Examples of the ionic liquid include organic nitrogen-based ionic liquid, titanium-based ionic liquid, lithium perchlorate-based ionic liquid, and the like.

ポリウレタン複合材料におけるポリウレタン100質量部に対するカーボンナノチューブ及びイオン液体の配合量の合計は、0.45質量部〜2.00質量部であることができる。イオン液体は、カーボンナノチューブの導電性効果を安定化するものであるため、必ずしも配合しなくてもよいが、少量で当該安定化の効果を得ることができる。イオン液体の配合量は、ポリウレタン100質量部に対して0質量部〜1.00質量部であることができ、さらに0.30質量部〜1.21質量部であることができる。   The total amount of the carbon nanotube and the ionic liquid added to 100 parts by mass of polyurethane in the polyurethane composite material may be 0.45 parts by mass to 2.00 parts by mass. Since the ionic liquid stabilizes the conductive effect of the carbon nanotubes, the ionic liquid may not necessarily be blended, but the stabilizing effect can be obtained with a small amount. The compounding quantity of an ionic liquid can be 0 mass part-1.00 mass part with respect to 100 mass parts of polyurethane, Furthermore, it can be 0.30 mass part-1.21 mass part.

A−4.体積抵抗率
ポリウレタン複合材料は、体積抵抗率が1.0×10(Ω・cm)〜9.0×10(Ω・cm)である。さらに、ポリウレタン複合材料は、体積抵抗率が1.0×10(Ω・cm)〜9.0×10(Ω・cm)であることができ、特に1.0×10(Ω・cm)〜9.0×10(Ω・cm)であることができる。ポリウレタン複合材料によれば、少量のカーボンナノチューブを配合して導電性を付与することができる。そのため、ポリウレタン複合材料は、帯電防止用途に採用することができる。
A-4. Volume resistivity The polyurethane composite material has a volume resistivity of 1.0 × 10 2 (Ω · cm) to 9.0 × 10 6 (Ω · cm). Further, the polyurethane composite material may have a volume resistivity of 1.0 × 10 2 (Ω · cm) to 9.0 × 10 5 (Ω · cm), and more particularly 1.0 × 10 2 (Ω · cm). cm) to 9.0 × 10 4 (Ω · cm). According to the polyurethane composite material, a small amount of carbon nanotubes can be blended to impart conductivity. Therefore, the polyurethane composite material can be employed for antistatic applications.

体積抵抗率(Ω・cm)は、電気抵抗(Ω)を単位体積(1cm×1cm×1cm)当たりで示した値である。ポリウレタン複合材料は、体積抵抗率が1.0×10(Ω・cm)以下であるので、JIS K 7194に準拠して、定電流印加方式により測定する。 The volume resistivity (Ω · cm) is a value indicating the electric resistance (Ω) per unit volume (1 cm × 1 cm × 1 cm). Since the polyurethane composite material has a volume resistivity of 1.0 × 10 6 (Ω · cm) or less, it is measured by a constant current application method in accordance with JIS K 7194.

ポリウレタン複合材料における導電性の向上は、解繊されたカーボンナノチューブがポリウレタン複合材料中に分散することにより、カーボンナノチューブ同士の接触による導電だけでなくカーボンナノチューブ同士が近接する部分でのトンネル効果による電子の移動が起こることによるものと推測される。ミラブルゴムのような半固体状のポリマーを用いた場合に比べて、液状のポリオールを母材として用いて製造するポリウレタン複合材料におけるカーボンナノチューブ同士の最近接間距離は平均して小さくなるため、トンネル効果の発生確率が向上するものと推測される。また、導電性を有するイオン液体を添加することにより、近接するカーボンナノチューブ間のトンネル効果の発生確率の向上にイオン液体が寄与すると推測され、イオン液体を添加しないポリウレタン複合材料よりもイオン液体を添加したポリウレタン複合材料の方が安定的な導電性を確保することが可能である。ここで安定的な導電性とは、同じ成分が同量配合されたポリウレタン複合材料の複数のサンプルを作成した場合に、いずれのサンプルの体積抵抗率もほぼ同程度の値を示し、サンプル間における導電性の変動が小さいということである。   The improvement in conductivity in polyurethane composite materials is due to the dispersal of carbon nanotubes dispersed in the polyurethane composite material, so that not only the conduction caused by the contact between carbon nanotubes but also the tunnel effect in the area where the carbon nanotubes are close to each other. It is presumed that this movement is caused. Compared to the case of using a semisolid polymer such as millable rubber, the distance between the closest points of carbon nanotubes in a polyurethane composite produced using a liquid polyol as a base material becomes smaller on average, so the tunnel effect It is presumed that the probability of occurrence is improved. In addition, it is speculated that the addition of conductive ionic liquids will contribute to the improvement of the probability of tunneling between adjacent carbon nanotubes, and ionic liquids are added to polyurethane composites that do not contain ionic liquids. Thus, the polyurethane composite material can ensure stable conductivity. Here, stable conductivity means that when a plurality of samples of a polyurethane composite material containing the same amount of the same components are prepared, the volume resistivity of each sample shows almost the same value between samples. This means that the variation in conductivity is small.

A−5.テーバー摩耗試験
テーバー摩耗試験は、JIS K 7204に準拠したH−22摩耗輪、荷重10N、1000回転後の試験片の摩耗量を測定する。テーバー摩耗試験におけるポリウレタン単体の摩耗量に対するポリウレタン複合材料の摩耗量増加率は、110%未満であることができる。さらに、ポリウレタン複合材料は、同試験における摩耗量増加率が、ポリウレタン単体の摩耗量に対し40%〜109%であることができ、さらに50%〜100%であることができる。ここで、ポリウレタン単体の試験片は、ポリウレタン複合材料に用いら
れたポリウレタン成分と同じ配合で、同じ成形条件で得られたものである。ポリウレタン単体の試験片には導電性物質(カーボンナノチューブ等)は含まれない。ポリウレタン複合材料によれば、カーボンナノチューブを配合して導電性を付与しつつ優れた物理的特性の低下が少ない。
A-5. Taber abrasion test The Taber abrasion test measures the amount of abrasion of a test piece after 1000 rotations of an H-22 wear wheel, a load of 10 N according to JIS K7204. The rate of increase in the amount of wear of the polyurethane composite relative to the amount of wear of the polyurethane alone in the Taber abrasion test can be less than 110%. Further, the polyurethane composite material may have an increase rate of wear amount in the same test of 40% to 109%, and further 50% to 100% with respect to the wear amount of the polyurethane alone. Here, the test piece of the polyurethane simple substance was obtained under the same molding conditions with the same composition as the polyurethane component used in the polyurethane composite material. Conductive substances (carbon nanotubes, etc.) are not included in polyurethane single-piece test pieces. According to the polyurethane composite material, the deterioration of the excellent physical properties is small while blending the carbon nanotube and imparting conductivity.

A−6.引張試験
ポリウレタン複合材料は、JIS K7127に基づいて引張試験を行ったときの引張強さ(TS(MPa))がポリウレタン単体と同等以上であり、切断時伸び(Eb(%))がポリウレタン単体のより大きく、例えばポリウレタン単体の切断時伸びの値に対して110%〜150%であることができる。ポリウレタン複合材料は、カーボンナノチューブの補強効果を得ることができ、かつ、切断時伸びを向上させることができる。
A-6. Tensile test Polyurethane composite material has tensile strength (TS (MPa)) equal to or higher than that of polyurethane alone when tensile test is performed based on JIS K7127, and elongation at break (Eb (%)) is that of polyurethane alone. For example, it may be 110% to 150% with respect to the value of elongation at break of a single polyurethane. The polyurethane composite material can obtain the reinforcing effect of the carbon nanotubes and can improve the elongation at the time of cutting.

B.ポリウレタン複合材料の製造方法
本実施形態に係るポリウレタン複合材料の製造方法は、液状のポリオールに対して、平均直径が0.4nm〜230nmのカーボンナノチューブを混合して第1溶液を得る第1混合工程と、前記第1溶液を流動しながら加圧して圧縮した後、圧力を解放または減圧して元の体積に復元し、カーボンナノチューブが解繊された第2溶液を得る解繊工程と、前記第2溶液に対して、液状のポリイソシアネートを混合して第3溶液を得る第2混合工程と、前記第3溶液におけるポリオールとポリイソシアネートとを反応させてポリウレタン複合材料を得る反応工程と、を含み、前記第1混合工程における前記カーボンナノチューブの配合量は、前記ポリオール100質量部に対して0.8質量部〜1.8質量部であり、前記ポリウレタン複合材料は、体積抵抗率が1.0×10(Ω・cm)〜9.0×10(Ω・cm)であることを特徴とする。
B. Method for Producing Polyurethane Composite Material A method for producing a polyurethane composite material according to this embodiment is a first mixing step in which a liquid polyol is mixed with carbon nanotubes having an average diameter of 0.4 nm to 230 nm to obtain a first solution. And after pressing and compressing the first solution while flowing, the pressure is released or reduced to restore the original volume, and a defibrating step of obtaining a second solution in which the carbon nanotubes are defibrated, A second mixing step in which a liquid polyisocyanate is mixed with two solutions to obtain a third solution, and a reaction step in which a polyol and polyisocyanate in the third solution are reacted to obtain a polyurethane composite material. The compounding amount of the carbon nanotubes in the first mixing step is 0.8 to 1.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol. The polyurethane composite material has a volume resistivity of 1.0 × 10 2 (Ω · cm) to 9.0 × 10 6 (Ω · cm).

B−1.第1混合工程
第1混合工程は、液状のポリオールに対して、前記A−2で説明したカーボンナノチューブを混合して第1溶液を得る工程である。
B-1. 1st mixing process A 1st mixing process is a process of mixing the carbon nanotube demonstrated by said A-2 with respect to a liquid polyol, and obtaining a 1st solution.

カーボンナノチューブの配合量は、ポリウレタン複合材料におけるポリウレタン100質量部に対して0.45質量部〜1.00質量部となるように調整して、ポリオールに混合する。第1混合工程におけるカーボンナノチューブの配合量は、ポリオール100質量部に対して0.8質量部〜1.8質量部である。さらに、カーボンナノチューブの配合量は、ポリオール100質量部に対して0.8質量部〜1.6質量部であることができ、特に1.0質量部〜1.4質量部であることができる。ポリウレタン複合材料におけるポリウレタンの成分は、ポリイソシアネート、ポリオール、及びその他のポリウレタンの原料(架橋剤等)からなる。カーボンナノチューブが1.8以下であれば第2混合工程で加工が容易となる傾向がある。   The compounding quantity of a carbon nanotube is adjusted so that it may become 0.45 mass part-1.00 mass part with respect to 100 mass parts of polyurethane in a polyurethane composite material, and it mixes with a polyol. The compounding quantity of the carbon nanotube in a 1st mixing process is 0.8 mass part-1.8 mass parts with respect to 100 mass parts of polyols. Furthermore, the compounding quantity of a carbon nanotube can be 0.8 mass part-1.6 mass parts with respect to 100 mass parts of polyol, and can be 1.0 mass part-1.4 mass parts especially. . The polyurethane component in the polyurethane composite material is composed of polyisocyanate, polyol, and other polyurethane raw materials (such as a crosslinking agent). If the carbon nanotube is 1.8 or less, the processing tends to be easy in the second mixing step.

第1混合工程において、ポリオールは液状である。ポリオールが室温で液体でない場合には、ポリオールの融点以上の温度で第1混合工程を行う。ポリオールが液体であることで、少量のカーボンナノチューブであっても導電性が向上すると推測される。   In the first mixing step, the polyol is liquid. When the polyol is not liquid at room temperature, the first mixing step is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the polyol. Since the polyol is liquid, it is estimated that the conductivity is improved even with a small amount of carbon nanotubes.

第1混合工程は、ポリオールに予定した配合量のカーボンナノファイバーを投入し終わるまでの工程であり、好ましくは、作業者が目視してカーボンナノファイバーがポリオールの全体に混合されたことを認識するまでの工程であることができる。より具体的には、容器内に入れた所定量の液状のポリオールとカーボンナノファイバーとを手作業で撹拌し、あるいは公知の攪拌機で撹拌することができる。   The first mixing step is a step until charging of the carbon nanofibers of a predetermined blending amount into the polyol is completed. Preferably, the operator visually recognizes that the carbon nanofibers are mixed with the whole polyol. It can be a process up to. More specifically, a predetermined amount of liquid polyol and carbon nanofibers placed in a container can be stirred manually or with a known stirrer.

第1混合工程で得られた第1溶液は、液体(ポリオール)中にカーボンナノファイバーが粒子状に単独で分布した状態である。カーボンナノファイバーの液体に対する濡れ性に
よっては、液体がカーボンナノファイバーの凝集塊の中心まで含浸できずに凝集塊が空気を含んでいる状態である。カーボンナノファイバーは、液体の分子運動性を十分に拘束することができず、カーボンナノファイバーの凝集塊と液体とが分離しやすい状態にあり、複合材としては非常に不安定な構造である。混合工程後、第1溶液に対して次の解繊工程を実施する。
The first solution obtained in the first mixing step is in a state where carbon nanofibers are individually distributed in a liquid (polyol) form. Depending on the wettability of the carbon nanofibers to the liquid, the liquid cannot be impregnated to the center of the carbon nanofiber aggregates, and the aggregates contain air. Carbon nanofibers cannot sufficiently constrain the molecular mobility of the liquid, and the carbon nanofiber aggregates and the liquid are easily separated from each other, and the structure is extremely unstable as a composite material. After the mixing step, the following defibrating step is performed on the first solution.

B−1−1.ポリオール
ポリオールは、二官能以上のヒドロキシル基を有する化合物であれば特に限定されない。ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールなどが挙げられる。
B-1-1. Polyol The polyol is not particularly limited as long as it is a compound having a bifunctional or higher functional hydroxyl group. Examples of the polyol include polyether polyol and polyester polyol.

ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレントリオール、ポリプロピレンテトラオール、ポリテトラメチレングリコール、ポリテトラメチレントリオール、これらの共重合体などのポリアルキレングリコール、これらに側鎖を導入したり分岐構造を導入したりした誘導体、変成体、さらにはこれらの混合物などが挙げられる。   Examples of polyether polyols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polypropylene triol, polypropylene tetraol, polytetramethylene glycol, polytetramethylene triol, polyalkylene glycols such as copolymers thereof, and side chains introduced into these. Examples thereof include derivatives, modified products, and mixtures thereof in which a branched structure is introduced.

ポリエステルポリオールとしては、例えば、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリネオペンチルアジペート、ポリエチレンプロピレンアジペート、ポリエチレンブチレンアジペート、ポリブチレンヘキサメチレンアジペート、ポリジエチレンアジペート、ポリ(ポリテトラメチレン)アジペート、ポリエチレンアゼレート、ポリエチレンセバケート、ポリブチレンアゼレート、ポリブチレンセバケート、ポリエチレンテレフタレート等の縮合ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリカーボネートジオール、これらに側鎖を導入したり分岐構造を導入したりした誘導体、変成体、さらにはこれらの混合物などが挙げられる。   Examples of the polyester polyol include polyethylene adipate, polybutylene adipate, polyhexamethylene adipate, polyneopentyl adipate, polyethylene propylene adipate, polyethylene butylene adipate, polybutylene hexamethylene adipate, polydiethylene adipate, poly (polytetramethylene) adipate, Polyethylene azelate, polyethylene sebacate, polybutylene azelate, polybutylene sebacate, condensed polyester polyols such as polyethylene terephthalate, polycaprolactone diol, polycarbonate diol, derivatives that introduced side chains or branched structures into these, Examples thereof include a modified product and a mixture thereof.

B−2.解繊工程
解繊工程は、第1混合工程で得られた第1溶液を流動しながら加圧して圧縮した後、圧力を解放または減圧して元の体積に復元し、第2溶液を得る工程である。解繊工程は、複数回繰り返し行われる。解繊工程は、ロール間隔が0.001mm〜0.01mmの複数本のロールで行うことができる。図1及び図2を用いて解繊工程について説明する。図1及び図2は、解繊工程を模式的に示す図である。
B-2. Defibration process The defibration process is a process in which the first solution obtained in the first mixing process is pressurized and compressed while flowing, and then the pressure is released or reduced to restore the original volume to obtain the second solution. It is. The defibrating process is repeated a plurality of times. The defibrating step can be performed with a plurality of rolls having a roll interval of 0.001 mm to 0.01 mm. The defibrating process will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.1 and FIG.2 is a figure which shows a fibrillation process typically.

図1は、3本ロール1の側面図である。3本のロール10,20,30は、所定の回転速度V1,V2,V3で回転する。第1混合工程で得られた第1溶液は、図の左側のロール10の上から供給され、矢印A1の方向にロール10の回転と共に移動して、ロール10とロール20との間のニップに入り込む。ロール10とロール20との間のニップを通った溶液は、矢印A2,A3の方向にロール20の回転と共に移動して、続いてロール20とロール30との間のニップに入り込む。そして、ロール20とロール30との間のニップを通った溶液は、矢印A4の方向にロール30の回転と共に移動して、ロール30から取り出され、矢印B1で示すように、再びロール10に供給される。この操作を複数回繰り返す。   FIG. 1 is a side view of the three roll 1. The three rolls 10, 20, and 30 rotate at predetermined rotational speeds V1, V2, and V3. The first solution obtained in the first mixing step is supplied from above the roll 10 on the left side of the figure, moves with the rotation of the roll 10 in the direction of arrow A1, and enters the nip between the roll 10 and the roll 20. Get in. The solution that has passed through the nip between the roll 10 and the roll 20 moves in the directions of arrows A2 and A3 along with the rotation of the roll 20, and then enters the nip between the roll 20 and the roll 30. Then, the solution passing through the nip between the roll 20 and the roll 30 moves in the direction of the arrow A4 along with the rotation of the roll 30, is taken out from the roll 30, and is supplied again to the roll 10 as shown by the arrow B1. Is done. Repeat this operation multiple times.

図1及び図2に示すように、3本ロール1は、ロール10,20の幅方向(回転軸に沿った方向)の所定間隔を隔てた位置に仕切板50,52を有する。ロール間のニップは狭いため、第1溶液は少しずつニップを通過するため、ニップに入れない第1溶液がロールの幅方向に広がろうとする。仕切板50,52は、ニップに入れない第1溶液が所定幅以上に広がらないようにするものである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the three rolls 1 have partition plates 50 and 52 at positions spaced apart from each other by a predetermined distance in the width direction (direction along the rotation axis) of the rolls 10 and 20. Since the nip between the rolls is narrow, the first solution gradually passes through the nip, so that the first solution that cannot enter the nip tends to spread in the width direction of the roll. The partition plates 50 and 52 prevent the first solution that cannot enter the nip from spreading beyond a predetermined width.

解繊工程は、各ロール10,20,30のロール間隔(ニップ)が0.001mm〜0
.01mmの3本ロールで行うことができる。ここでは3本ロールを用いているが、ロールの数は特に限定されるものでは無く、複数本のロール、例えば、2本ロールを用いてもよく、その場合には、同様のロール間隔で混練することができる。
In the defibrating step, the roll interval (nip) between the rolls 10, 20, and 30 is 0.001 mm to 0.
. It can be performed with three rolls of 01 mm. Although three rolls are used here, the number of rolls is not particularly limited, and a plurality of rolls, for example, two rolls may be used. In that case, kneading is performed at the same roll interval. can do.

解繊工程は、ロールの回転比が1.2〜3.0であることができる。ロールの回転比が大きければ、第1溶液に剪断力が大きくなり、カーボンナノファイバー同士を引き離す力として作用するからである。ここでいうロールの回転比は、隣り合うロールの回転比である。すなわち、ロール10の表面速度をV1、ロール20の表面速度をV2、ロール30の表面速度をV3とすると、ロール10,20の表面速度比(V2/V1)はV1=1としたときにV2=1.2〜3.0の範囲で選択することができ、ロール20,30の表面速度比(V3/V2)はV2=1としたときにV3=1.2〜3.0の範囲で選択することができる。   In the defibrating step, the rotation ratio of the roll may be 1.2 to 3.0. This is because if the rotation ratio of the roll is large, the shearing force is increased in the first solution and acts as a force for separating the carbon nanofibers from each other. The rotation ratio of a roll here is a rotation ratio of an adjacent roll. That is, assuming that the surface speed of the roll 10 is V1, the surface speed of the roll 20 is V2, and the surface speed of the roll 30 is V3, the surface speed ratio (V2 / V1) of the rolls 10 and 20 is V2 = 1. = 1.2 to 3.0, and the surface speed ratio (V3 / V2) of the rolls 20 and 30 is in the range of V3 = 1.2 to 3.0 when V2 = 1. You can choose.

ロール10に供給された第1溶液は、ロール10とロール20との間の非常に狭いニップに入り込み、ロールの回転比によって流動しながら加圧される。第1溶液は、仕切板50,52によってロール10の幅方向への移動は制限されているので、所定体積が順次ニップに供給されることになり、ニップで圧縮されて体積が減少する。その後、第1溶液は、ニップを抜けてロール20の矢印A2に沿って移動すると、圧力が解放または減圧して元の体積に復元する。そして、この体積の復元に伴って、カーボンナノファイバーは大きく流動し、凝集したカーボンナノファイバーがほぐれる。   The first solution supplied to the roll 10 enters a very narrow nip between the roll 10 and the roll 20 and is pressurized while flowing according to the rotation ratio of the roll. Since the movement of the first solution in the width direction of the roll 10 is restricted by the partition plates 50 and 52, a predetermined volume is sequentially supplied to the nip, and the volume is reduced by being compressed in the nip. Thereafter, when the first solution passes through the nip and moves along the arrow A2 of the roll 20, the pressure is released or reduced to restore the original volume. As the volume is restored, the carbon nanofibers flow greatly, and the aggregated carbon nanofibers are loosened.

また、第1溶液は、次のロール20とロール30との間の非常に狭いニップで同様の加圧、圧縮、解放、復元を行うことで、凝集したカーボンナノファイバーはさらにほぐれる。   In addition, the first solution is subjected to the same pressurization, compression, release, and restoration in a very narrow nip between the next roll 20 and the roll 30, so that the aggregated carbon nanofibers are further loosened.

さらに、このロール10からロール30への一連の工程を複数回繰り返し行うことにより、第1溶液中のカーボンナノファイバーの解繊は進み、第2溶液を得ることができる。解繊工程は、例えば、3分〜10分間行うことができる。解繊工程は、例えば、一連の工程を1回としたとき、10回〜30回行うことができる。   Further, by repeating the series of steps from the roll 10 to the roll 30 a plurality of times, the carbon nanofibers in the first solution are defibrated and a second solution can be obtained. The defibrating step can be performed, for example, for 3 minutes to 10 minutes. The defibrating process can be performed 10 to 30 times, for example, when a series of processes is performed once.

解繊工程は、第1溶液のポリオールの融点に合わせて混練温度(第1溶液の温度)を設定することができる。第1溶液のポリオールの融点が室温以下の場合には、解繊工程の混練温度を0℃〜60℃の範囲で行うことができ、さらに、混練温度を15℃〜50℃の範囲で行うことができる。第1溶液のポリオールの融点が室温より高い場合には、解繊工程の混練温度は、当該融点以上であって当該融点より30℃高い温度以下で行うことができる。解繊工程は、液体の有する体積弾性率を利用して行うものであるため、第1溶液が液体である範囲で、なるべく低温で行う方が好ましい。体積弾性率は、ヤング率と比例関係にあり、圧縮率の逆数である。ヤング率は温度の上昇とともに減少し、圧縮率は温度上昇に伴い増加する為、体積弾性率も温度の上昇に伴い減少するからである。したがって、第1溶液の温度は、60℃以下、好ましくは50℃以下とすることが好ましい。第1溶液の温度は、生産性の観点から、0℃以上、好ましくは15℃以上であることが好ましい。ロールの温度が低いと、例えば、ロールにおける結露の問題が発生するからである。   In the defibrating step, the kneading temperature (temperature of the first solution) can be set in accordance with the melting point of the polyol of the first solution. When the melting point of the polyol of the first solution is not more than room temperature, the kneading temperature in the defibrating step can be performed in the range of 0 ° C to 60 ° C, and further the kneading temperature is performed in the range of 15 ° C to 50 ° C. Can do. When the melting point of the polyol of the first solution is higher than room temperature, the kneading temperature in the defibrating step can be performed at a temperature not lower than the melting point and not higher than 30 ° C. above the melting point. Since the defibrating process is performed using the bulk modulus of the liquid, it is preferable to perform it at as low a temperature as possible within the range where the first solution is liquid. The bulk modulus is proportional to the Young's modulus and is the reciprocal of the compressibility. This is because the Young's modulus decreases with increasing temperature and the compressibility increases with increasing temperature, and the bulk modulus also decreases with increasing temperature. Therefore, the temperature of the first solution is preferably 60 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or lower. The temperature of the first solution is preferably 0 ° C. or higher, preferably 15 ° C. or higher, from the viewpoint of productivity. This is because, when the temperature of the roll is low, for example, a problem of condensation in the roll occurs.

解繊工程は、3本ロールなどのロールによる混練に限らず、第1溶液の体積を圧縮した後に復元することができる混練方法であれば、他の方法を採用することができる。例えば、第1溶液を加圧して流動させながら圧縮し、キャビテーションや乱流を発生させた後、急激に減圧する分散装置、例えばホモジナイザーを用いることが出来る。   The defibrating step is not limited to kneading with a roll such as a three roll, but may be any other method as long as it can be restored after the volume of the first solution is compressed. For example, it is possible to use a dispersing device such as a homogenizer that pressurizes and compresses the first solution to generate cavitation or turbulent flow and then rapidly reduces the pressure.

解繊工程において得られた剪断力により、液体に高い剪断力が作用し、凝集していたカーボンナノファイバーがロール1に繰り返し通されることによって徐々に相互に分離し、
解繊され、第1溶液中に分散され、カーボンナノファイバーの分散性および分散安定性(カーボンナノファイバーが再凝集しにくいこと)に優れたポリウレタン複合材料を得ることができる。したがって、本製造方法によって得られたポリウレタン複合材料は、カーボンナノファイバーの凝集塊が原因の問題が起こらないため、多種多様の用途に適用することができる。
Due to the shear force obtained in the defibration process, a high shear force acts on the liquid, and the aggregated carbon nanofibers are gradually separated from each other by being repeatedly passed through the roll 1,
A polyurethane composite material that has been defibrated and dispersed in the first solution and has excellent dispersibility and dispersion stability of carbon nanofibers (the carbon nanofibers are difficult to reaggregate) can be obtained. Therefore, the polyurethane composite material obtained by the present production method can be applied to a wide variety of uses because the problem caused by the aggregate of carbon nanofibers does not occur.

解繊工程で得られた第2溶液は、液体又はペースト状であることが好ましい。第2混合工程におけるポリイソシアネートとの混合を容易にするためである。第2溶液は、室温において、自重を以って流動することが無くとも、例えば温度の上昇又は混合時に加わる外力により粘度の低下を得られる場合その後の混合工程を実施することができる。第2溶液が液体又はペースト状であるためには、カーボンナノチューブの配合量が多くなると流動しない状態となるため、第1溶液のポリオール100質量部に対してカーボンナノチューブが1.8質量部を超えない範囲で調整することができる。第2容液を液体又はペースト状とするためには、前記A−2及び前記B−1で説明したカーボンナノチューブの配合量となるように調整することができる。   The second solution obtained in the defibrating step is preferably liquid or pasty. This is to facilitate mixing with the polyisocyanate in the second mixing step. Even if the second solution does not flow due to its own weight at room temperature, for example, when the viscosity can be decreased by an external force applied during temperature increase or mixing, the subsequent mixing step can be performed. Since the second solution is liquid or pasty, it does not flow when the amount of carbon nanotubes increases, so the carbon nanotubes exceed 1.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol in the first solution. It can be adjusted within a range. In order to make the second liquid into a liquid or paste, it can be adjusted so as to be the blending amount of the carbon nanotubes described in A-2 and B-1.

B−3.第2混合工程
第2混合工程は、第2溶液に対して、液状のポリイソシアネートを混合して第3溶液を得る工程である。第2混合工程は、ポリイソシアネート以外のポリウレタンを生成するための成分を配合してもよい。第2混合工程は、第2溶液に対して、イオン液体を混合する工程を含むことができる。
B-3. Second Mixing Step The second mixing step is a step of obtaining a third solution by mixing liquid polyisocyanate with the second solution. A 2nd mixing process may mix | blend the component for producing | generating polyurethanes other than polyisocyanate. The second mixing step can include a step of mixing the ionic liquid with the second solution.

第2混合工程は、第2溶液、ポリイソシアネート、及びイオン液体を液体の状態で混合することができる。したがって、ポリオール、ポリイソシアネート及びイオン液体のいずれかが室温で固体の場合には、その融点以上の温度まで加熱して混合することができる。   In the second mixing step, the second solution, polyisocyanate, and ionic liquid can be mixed in a liquid state. Therefore, when any of the polyol, polyisocyanate and ionic liquid is solid at room temperature, it can be mixed by heating to a temperature equal to or higher than its melting point.

第2混合工程は、例えば、2本ロール、3本ロール、自公転式ミキサ(プラネタリミキサ)などを用いて行うことができる。   The second mixing step can be performed using, for example, a two-roll, three-roll, self-revolving mixer (planetary mixer) or the like.

B−3−1.ポリイソシアネート
ポリイソシアネートは、二官能以上のイソシアネート基含有化合物であれば特に限定されない。ポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネートが挙げられる。
B-3-1. Polyisocyanate Polyisocyanate is not particularly limited as long as it is a bifunctional or higher isocyanate group-containing compound. Examples of the polyisocyanate include aliphatic polyisocyanate, aromatic polyisocyanate, and alicyclic polyisocyanate.

脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート等が挙げられる。   Examples of the aliphatic polyisocyanate include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate. Etc.

芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,4−フェニレンジイソシアネート(PPDI)、2,4−トルエンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トルエンジイソシアネート(2,6−TDI)、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’−MDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、o−トリレンジイソシアネート(TODI)、粗製TDI、ポリフェニルメタンポリイソシアネート(粗製MDI)等が挙げられる。   Examples of the aromatic polyisocyanate include 1,4-phenylene diisocyanate (PPDI), 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-toluene diisocyanate (2,6-TDI), 2,4. '-Diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), o-tolylene diisocyanate (TODI), crude TDI And polyphenylmethane polyisocyanate (crude MDI).

脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン-4,4’−ジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−2,4−ジイソシアネート、1,4−ビス(2
−イソシアネートエチル)シクロヘキサン等が挙げられる。
Examples of the alicyclic polyisocyanate include isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, methylcyclohexane-2,4-diisocyanate, 1,4-bis (2
-Isocyanatoethyl) cyclohexane and the like.

これらのポリイソシアネートは、複数種を混合して用いてもよい。   These polyisocyanates may be used as a mixture of plural kinds.

B−3−2.イオン液体
イオン液体は、前記A−3で説明した導電性を有するイオン液体を用いることができる。イオン液体の配合量については、前記A−3で説明した通りである。
B-3-2. Ionic liquid As the ionic liquid, the ionic liquid having conductivity described in A-3 can be used. About the compounding quantity of an ionic liquid, it is as having demonstrated said A-3.

B−3−3.その他の原料
第2混合工程は、前記B−1−1で説明したポリオール及び前記B−3−1で説明したポリイソシアネート以外にポリウレタンを生成するために用いられるその他の原料を混合してもよい。その他の原料としては、例えば、架橋剤、触媒、可塑剤等が挙げられる。架橋剤としては、短鎖アルコール類、短鎖アミン類が用いられ、例えば、エチレングリコール、1,4ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(MOCA)等が挙げられる。触媒としては、トリエチレンジアミン(TEDA)、ジラウリン酸ジブチルスズ(DBTDL)等が挙げられる。
B-3-3. Other raw materials In the second mixing step, other raw materials used for producing polyurethane may be mixed in addition to the polyol described in B-1-1 and the polyisocyanate described in B-3-1. . Examples of other raw materials include a crosslinking agent, a catalyst, and a plasticizer. As the crosslinking agent, short-chain alcohols and short-chain amines are used. For example, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene, 3 , 3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane (MOCA) and the like. Examples of the catalyst include triethylenediamine (TEDA) and dibutyltin dilaurate (DBTDL).

B−4.反応工程
反応工程は、前記B−3で得られた第3溶液におけるポリオールとポリイソシアネートとを反応させてポリウレタン複合材料を得る工程である。反応工程は、第2混合工程の中で開始してもよい。反応工程は、第3溶液を金型内に注入する工程を含むことができる。
B-4. Reaction Step The reaction step is a step of obtaining a polyurethane composite material by reacting the polyol and the polyisocyanate in the third solution obtained in B-3. The reaction process may be started in the second mixing process. The reaction step can include a step of injecting the third solution into the mold.

反応工程によって得られたポリウレタン複合材料は、カーボンナノチューブを配合して導電性を付与しつつ優れた物理的特性を有する。反応工程によって得られたポリウレタン複合材料は、前記Aにおいて説明したポリウレタン複合材料であることができる。   The polyurethane composite material obtained by the reaction process has excellent physical properties while blending carbon nanotubes and imparting conductivity. The polyurethane composite material obtained by the reaction step can be the polyurethane composite material described in A above.

以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.

(1)サンプルの作製
第1混合工程:容器内でポリオールに、カーボンナノチューブ(MWCNT)を投入し、手作業で撹拌して第1溶液を得た(ポリオールに架橋剤の1,4−ブタンジオールを予め混合してもよい)。カーボンナノチューブは、各サンプルにおけるポリオール100質量部(phr)に対して、表1〜表6に示した質量部(phr)となるように配合量を決定した。表1〜表6の「ポリウレタン100phrに対するMWCNTの配合量」は、ポリウレタン成分(ポリオール、ポリイソシアネート、1,4−ブタンジオール)100質量部に対するカーボンナノチューブの配合量である。また、表4及び表5における「ポリウレタン100phrに対するMWCNT及びイオン液体の配合量」は、ポリウレタン成分100質量部に対するカーボンナノチューブ及び導電性を有するイオン液体の合計配合量である。また、表3及び表6における「ポリウレタン100phrに対する導電性成分の配合量」は、ポリウレタン成分100質量部に対する導電性成分であるケッチェンブラック及びイオン液体の合計配合量である。比較例1はポリウレタン単体であり、比較例2〜4,6〜8では、カーボンナノチューブの代わりに一般に導電性物質として用いられるケッチェンブラックを混合した。
(1) Sample Preparation First Mixing Step: Carbon nanotubes (MWCNT) were charged into a polyol in a container and stirred manually to obtain a first solution (1,4-butanediol as a crosslinking agent in the polyol). May be mixed in advance). The compounding quantity of the carbon nanotube was determined so that it might become the mass part (phr) shown in Table 1-Table 6 with respect to 100 mass parts (phr) of the polyol in each sample. “The amount of MWCNT added to 100 phr of polyurethane” in Tables 1 to 6 is the amount of carbon nanotubes added to 100 parts by mass of the polyurethane component (polyol, polyisocyanate, 1,4-butanediol). In Tables 4 and 5, “the blending amount of MWCNT and ionic liquid with respect to 100 phr of polyurethane” is the total blending amount of carbon nanotubes and conductive ionic liquid with respect to 100 parts by mass of the polyurethane component. Moreover, "the compounding quantity of the electroconductive component with respect to 100 phr of polyurethane" in Table 3 and Table 6 is a total compounding quantity of ketjen black and an ionic liquid which are electroconductive components with respect to 100 mass parts of polyurethane components. Comparative Example 1 is a single polyurethane, and in Comparative Examples 2-4 and 6-8, ketjen black generally used as a conductive material was mixed instead of carbon nanotubes.

解繊工程:ロール直径が50mmの3本ロール(ロール温度23〜40℃)に、各サンプルの第1溶液を投入して、3〜10分間混練し、第2溶液を得た(3本ロールについては図1,2参照)。ロール間隔は、0.001mm〜0.01mm未満であった。ロール速度比は、図1におけるV1=1としたときに、V2=1.8、V3=3.3であった。   Defibration process: The first solution of each sample was put into a three roll (roll temperature 23 to 40 ° C.) having a roll diameter of 50 mm and kneaded for 3 to 10 minutes to obtain a second solution (three rolls) (See FIGS. 1 and 2). The roll interval was 0.001 mm to less than 0.01 mm. The roll speed ratio was V2 = 1.8 and V3 = 3.3 when V1 = 1 in FIG.

第2混合工程:解繊工程と同じ3本ロールに、各サンプルの第2溶液を投入し、イソシアネート、1,4−ブタンジオール及び導電性を有するイオン液体(イオン液体−1,2)を投入し、混合して第3溶液を得た。実施例1〜11の第1溶液は、流動性を示し、第2混合工程での混合が可能であった。   Second mixing step: Add the second solution of each sample to the same three rolls as in the defibration step, and add isocyanate, 1,4-butanediol and conductive ionic liquid (ionic liquid-1, 2). And mixed to obtain a third solution. The first solutions of Examples 1 to 11 showed fluidity and could be mixed in the second mixing step.

反応工程:第3溶液を流動性が低下する前に金型に注入し、硬化反応させ、実施例1〜11及び比較例1〜8のポリウレタン複合材料サンプルを得た。   Reaction process: Before fluidity | liquidity fell, the 3rd solution was inject | poured into the metal mold | die and it was made to harden and react and obtained the polyurethane composite material sample of Examples 1-11 and Comparative Examples 1-8.

下記表1〜表6に示す配合剤は、
ポリオール:保土ヶ谷化学工業社製、ポリエーテルポリオールPTGL1000、分子量1000、
多層カーボンナノチューブ(MWCNT):平均直径10nm、
ケッチェンブラック:ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製、KB600JD、
イオン液体−1:田岡化学工業社製US600(有機窒素系イオン液体)、
イオン液体−2:日本カーリット社製PEL20A(過塩素酸リチウム系イオン液体)、
であった(平均直径は、走査型電子顕微鏡の撮像を用いて200か所以上の測定値を算術平均した値である。
The compounding agents shown in Tables 1 to 6 below are
Polyol: Hodogaya Chemical Industries, polyether polyol PTGL1000, molecular weight 1000,
Multi-walled carbon nanotube (MWCNT): average diameter 10 nm,
Ketjen Black: Lion Specialty Chemicals, KB600JD,
Ionic liquid-1: US600 (organic nitrogen-based ionic liquid) manufactured by Taoka Chemical Co., Ltd.
Ionic liquid-2: Nippon Carlit Co., Ltd. PEL20A (lithium perchlorate ionic liquid),
(The average diameter is a value obtained by arithmetically averaging measured values at 200 or more locations using the imaging of a scanning electron microscope.

第2混合工程において、全ての実施例及び比較例は、ポリウレタン成分として、表1〜表6の配合の他に、ポリオール100質量部に対してポリイソシアネート(三井化学社製コスモネートPH、融点37℃)を55.6質量部と1,4−ブタンジオール(BASF出光社製1,4−ブタンジオール、粘度65mPa・s(25℃))を10質量部とが配合された。   In the second mixing step, all examples and comparative examples were prepared by using polyisocyanate (Cosmonate PH, melting point 37, manufactured by Mitsui Chemicals Co., Ltd.) with respect to 100 parts by mass of polyol as a polyurethane component, in addition to the formulations shown in Tables 1 to 6. 55.6 parts by mass of 1 ° C.) and 10 parts by mass of 1,4-butanediol (1,4-butanediol, viscosity 65 mPa · s (25 ° C.) manufactured by BASF Idemitsu).

(2)引張試験
実施例及び比較例のサンプル(JIS7号のダンベル形状に打ち抜いた試験片)について、島津製作所社製オートグラフAG−Xの引張試験機を用いて、23±2℃、標準線間距離10mm、引張速度50mm/minでJIS K7127に準拠して引張試験を行い引張強さ(TS(MPa))及び破断伸び(Eb(%))を測定した。測定結果を表1〜表6に示した。
(2) Tensile test For samples of Examples and Comparative Examples (test pieces punched into JIS No. 7 dumbbell shape), using a Shimadzu Corporation Autograph AG-X tensile tester, 23 ± 2 ° C, standard line A tensile test was performed in accordance with JIS K7127 at a distance of 10 mm and a tensile speed of 50 mm / min, and tensile strength (TS (MPa)) and elongation at break (Eb (%)) were measured. The measurement results are shown in Tables 1 to 6.

引張試験の破断面を電子顕微鏡観察した。実施例1〜11のサンプルの破断面にはカーボンナノチューブの凝集塊は発見されなかった。   The fracture surface of the tensile test was observed with an electron microscope. No agglomerates of carbon nanotubes were found on the fracture surfaces of the samples of Examples 1-11.

(3)テーバー摩耗試験
実施例及び比較例のサンプルについて、JIS K7204に準拠してテーバー摩耗試験を実施した。当該試験は、テーバー社製テーバー摩耗試験機を使用し、H−22摩耗輪、荷重10N、1000回転後において摩耗量(mg)を測定した。測定結果を表1〜表6に示した。比較例1のポリウレタン単体の摩耗量は、40mgであった。比較例1のポリウレタン単体の摩耗量(40mg)に対する各サンプルのポリウレタン複合材料の摩耗量増加率((各サンプルの摩耗量−40mg)/40mg×100)を計算し、表1〜表6に「摩耗量増加率(%)」として示した。
(3) Taber abrasion test About the sample of the Example and the comparative example, the Taber abrasion test was implemented based on JISK7204. In this test, a Taber abrasion tester manufactured by Taber Co., Ltd. was used, and the amount of wear (mg) was measured after 1000 rotations with an H-22 wear wheel and a load of 10N. The measurement results are shown in Tables 1 to 6. The wear amount of the polyurethane alone in Comparative Example 1 was 40 mg. The rate of increase in the amount of wear of the polyurethane composite material of each sample relative to the amount of wear (40 mg) of the polyurethane alone of Comparative Example 1 was calculated ((wear amount of each sample−40 mg) / 40 mg × 100). The rate of increase in wear (%) ".

(4)体積抵抗率の測定
実施例及び比較例のサンプル(50mm×50mm×2mm)について、体積抵抗率を測定した。比較例1〜4、6〜8については、1.0×10(Ω・cm)より高いので、「体積抵抗率−1」として、三菱ケミカルアナリテック社製高抵抗抵抗率測定器MCP−HT450(測定電圧10V)を用いて、JIS K6911に準拠して、定電圧印加・漏洩電流測定方式により、測定した。また、実施例1〜11及び比較例5については、
1.0×10(Ω・cm)より低いので、「体積抵抗率−2」として、三菱ケミカルアナリテック社製低抵抗率測定器MCP−T610(測定電圧90V)を用いて、JIS K
7194に準拠して、定電流印加方式により測定した。測定結果を表1〜表6に示した。
(4) Measurement of volume resistivity The volume resistivity was measured about the sample (50 mm x 50 mm x 2 mm) of the Example and the comparative example. About Comparative Examples 1-4 and 6-8, since it is higher than 1.0 * 10 < 6 > ((omega | ohm) * cm), Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd. high resistance resistivity measuring device MCP- is used as "volume resistivity-1". Using HT450 (measurement voltage 10 V), measurement was performed by a constant voltage application / leakage current measurement method in accordance with JIS K6911. Moreover, about Examples 1-11 and Comparative Example 5,
Since it is lower than 1.0 × 10 6 (Ω · cm), JIS K is used as a “volume resistivity-2” using a low resistivity meter MCP-T610 (measurement voltage 90 V) manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech.
In accordance with 7194, measurement was performed by a constant current application method. The measurement results are shown in Tables 1 to 6.

Figure 2019056087
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表1〜表6の結果によれば、実施例1〜11のポリウレタン複合材料サンプルは、比較例1のサンプルに比べて、引張強さが同等程度以上で、切断時伸びが大きく向上し、物理的特性に優れていた。特に、ケッチェンブラックを大量に配合して導電性を向上させた比較例4のサンプルに比べて、実施例1〜11のサンプルは、引張強さが大きかった。   According to the results of Tables 1 to 6, the polyurethane composite material samples of Examples 1 to 11 have a tensile strength equal to or higher than that of the sample of Comparative Example 1, and the elongation at break is greatly improved. Excellent characteristics. In particular, the samples of Examples 1 to 11 had higher tensile strength than the sample of Comparative Example 4 in which a large amount of ketjen black was added to improve conductivity.

実施例1〜11のサンプルは、比較例4のサンプルに比べて、テーバー摩耗の摩耗量が少なかった。また、実施例1〜11のサンプルの摩耗量は、比較例4の摩耗量に比べて少なく、摩耗量増加率は100%以下であった。   The samples of Examples 1 to 11 had a smaller amount of Taber abrasion than the sample of Comparative Example 4. Moreover, the abrasion loss of the samples of Examples 1 to 11 was smaller than the abrasion loss of Comparative Example 4, and the rate of increase in the abrasion loss was 100% or less.

実施例1〜11のポリウレタン複合材料サンプルの体積抵抗率も、最大で6.8×10(Ω・cm)であり、少量のカーボンナノチューブの配合によって効率的に導電性を向上させることができた。 The volume resistivity of the polyurethane composite material samples of Examples 1 to 11 is also 6.8 × 10 4 (Ω · cm) at the maximum, and the conductivity can be improved efficiently by blending a small amount of carbon nanotubes. It was.

1…3本ロール、10,20,30…ロール、50,52…仕切板、V1,V2,V3…回転速度、A1〜A4,B1…矢印   1 ... 3 rolls 10, 20, 30 ... roll, 50, 52 ... partition plate, V1, V2, V3 ... rotational speed, A1 to A4, B1 ... arrow

Claims (9)

ポリウレタンと、平均直径が0.4nm〜230nmのカーボンナノチューブと、を含むポリウレタン複合材料であって、
前記カーボンナノチューブの配合量は、前記ポリウレタン100質量部に対して0.45質量部〜1.00質量部であり、
前記ポリウレタン複合材料は、体積抵抗率が1.0×10(Ω・cm)〜9.0×10(Ω・cm)である、ポリウレタン複合材料。
A polyurethane composite material including polyurethane and carbon nanotubes having an average diameter of 0.4 nm to 230 nm,
The compounding amount of the carbon nanotube is 0.45 parts by mass to 1.00 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane.
The polyurethane composite material is a polyurethane composite material having a volume resistivity of 1.0 × 10 2 (Ω · cm) to 9.0 × 10 6 (Ω · cm).
請求項1において、
前記カーボンナノチューブは、平均直径が5nm〜100nmの多層カーボンナノチューブである、ポリウレタン複合材料。
In claim 1,
The carbon nanotube is a polyurethane composite material which is a multi-walled carbon nanotube having an average diameter of 5 nm to 100 nm.
請求項1又は2において、
前記カーボンナノチューブは、平均直径が5nm〜20nmの多層カーボンナノチューブである、ポリウレタン複合材料。
In claim 1 or 2,
The carbon nanotube is a polyurethane composite material which is a multi-walled carbon nanotube having an average diameter of 5 nm to 20 nm.
請求項1〜3のいずれか1項において、
前記カーボンナノチューブの配合量は、前記ポリウレタン100質量部に対して0.48質量部〜0.97質量部である、ポリウレタン複合材料。
In any one of Claims 1-3,
The compounding quantity of the said carbon nanotube is a polyurethane composite material which is 0.48 mass part-0.97 mass part with respect to 100 mass parts of said polyurethanes.
請求項1〜4のいずれか1項において、
前記ポリウレタン複合材料は、導電性を有するイオン液体をさらに含み、
前記ポリウレタン100質量部に対する前記カーボンナノチューブ及び前記イオン液体の配合量の合計は、0.45質量部〜2.00質量部である、ポリウレタン複合材料。
In any one of Claims 1-4,
The polyurethane composite material further includes an ionic liquid having conductivity,
The total of the compounding quantity of the said carbon nanotube and the said ionic liquid with respect to 100 mass parts of said polyurethanes is a polyurethane composite material which is 0.45 mass parts-2.00 mass parts.
請求項1〜5のいずれか1項において、
JIS K 7204に準拠したH−22摩耗輪、荷重10N、1000回転後のテーバー摩耗試験における前記ポリウレタン単体の摩耗量に対する前記ポリウレタン複合材料の摩耗量増加率は、110%未満である、ポリウレタン複合材料。
In any one of Claims 1-5,
A polyurethane composite material in which the rate of increase in the amount of wear of the polyurethane composite material with respect to the amount of wear of the polyurethane alone in the Taber wear test after 1000 revolutions in H-22 wear wheel according to JIS K 7204 is less than 110% .
液状のポリオールに対して、平均直径が0.4nm〜230nmのカーボンナノチューブを混合して第1溶液を得る第1混合工程と、
前記第1溶液を流動しながら加圧して圧縮した後、圧力を解放または減圧して元の体積に復元し、カーボンナノチューブが解繊された第2溶液を得る解繊工程と、
前記第2溶液に対して、液状のポリイソシアネートを混合して第3溶液を得る第2混合工程と、
前記第3溶液におけるポリオールとポリイソシアネートとを反応させてポリウレタン複合材料を得る反応工程と、
を含み、
前記第1混合工程における前記カーボンナノチューブの配合量は、前記ポリオール100質量部に対して0.8質量部〜1.8質量部であり、
前記ポリウレタン複合材料は、体積抵抗率が1.0×10(Ω・cm)〜9.0×10(Ω・cm)である、ポリウレタン複合材料の製造方法。
A first mixing step of obtaining a first solution by mixing carbon nanotubes having an average diameter of 0.4 nm to 230 nm with respect to a liquid polyol;
After pressing and compressing the first solution while flowing, the pressure is released or decompressed to restore the original volume, and a defibrating step to obtain a second solution in which the carbon nanotubes are defibrated;
A second mixing step in which a liquid polyisocyanate is mixed with the second solution to obtain a third solution;
A reaction step of reacting a polyol and a polyisocyanate in the third solution to obtain a polyurethane composite material;
Including
The compounding amount of the carbon nanotubes in the first mixing step is 0.8 part by mass to 1.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol.
The polyurethane composite material is a method for producing a polyurethane composite material having a volume resistivity of 1.0 × 10 2 (Ω · cm) to 9.0 × 10 6 (Ω · cm).
請求項7において、
前記第2混合工程は、前記第2溶液に対して、導電性を有するイオン液体を混合する工程を含み、
ポリウレタン100質量部に対する前記カーボンナノチューブ及び前記イオン液体の配合量の合計は、0.45質量部〜2.00質量部である、ポリウレタン複合材料の製造方
法。
In claim 7,
The second mixing step includes a step of mixing an ionic liquid having conductivity with the second solution,
The total of the compounding quantity of the said carbon nanotube and the said ionic liquid with respect to 100 mass parts of polyurethanes is a manufacturing method of a polyurethane composite material which is 0.45 mass parts-2.00 mass parts.
請求項7又は8において、
前記解繊工程は、ロール間隔が0.001mm〜0.01mmの複数本のロールで行う、ポリウレタン複合材料の製造方法。
In claim 7 or 8,
The said defibration process is a manufacturing method of the polyurethane composite material performed with a several roll whose roll space | interval is 0.001 mm-0.01 mm.
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