JPS63213534A

JPS63213534A - 導電性ポリマ−複合体およびその製造方法

Info

Publication number: JPS63213534A
Application number: JP62045163A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Shinomura; 篠村　俊彦
Original assignee: Inoue MTP KK
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1987-03-02
Filing date: 1987-03-02
Publication date: 1988-09-06
Also published as: US4824871A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〕本発明は、新規な導電性ポリマー複合体およびその製造
方法に関する。このポリマー複合体は、導電性材料、電
磁波シールド材料、発熱体、蓄電防止材料等として好適
に利用できる。

〔従来の技術〕

高分子材料に導電性充填剤を混合すると、導電性高分子
材料が得られることは周知である。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、一般に導電性充填剤を多量に添加しなければ十
分な導電性は得られない、一方、導電性充填剤を多量に
添加すると、得られる導電性高分子材料の物性の低下や
成形性の低下が生じ、望ましい特性を有する導電性高分
子材料が得られないという問題があった。

（問題点を解決するための手段）すなわち、本発明の導電性ポリマー複合体は、孔径０．
０５μ〜？　Ｏｍｍの連続孔を有し、空孔率が５〜９５
容積％のポリマーＡからなる多孔質体の孔内が、導電性
充填剤ｖ！１０〜９５重量％含有するポリマーＢで充填
されて構成される。

また、本発明の導電性ポリマー複合体の製造方法は、孔
径０．０５μｓ〜１０ｍｍの連続孔を有し、空孔率が５
〜９５容積％のポリマーＡからなる多孔質体の孔内に、
導電性充填剤を１０〜９５重量％含有するポリマーＢの
液状モノマーまたはプレポリマーを充填し、該液状モノ
マーまたはプレポリマーを重合または架橋させ、固化さ
せるさせる工程を有することを特徴とする。

〔発明を実施するための好適な態様〕

本発明の導電性ポリマー複合体は、連続孔を有するポリ
マーＡの多孔質体と、この多孔質体の孔内を充填する導
電性充填剤を含有するポリマーＢとからなるものである
。ポリマー複合体内のポリマーＡの相（多孔質体相）は
、導電性充填剤を含有していないので導電性を有ざない
が、強度等の機械的物性は良好であり、ポリマー複合体
全体としての強度等の機械的物性を維持する役割を果し
ている。一方、多孔質体の孔内を充填する形で形成され
たポリマーＢの相は、強度等の機械的物性には劣るもの
の高い導電性を有し、ポリマー複合体全体としての導電
性を優れたものにしている。

なお、本発明でいう多孔質体の孔内をポリマーＢが充填
しでいる状態とは、多孔質体の孔内が実質的に完全にポ
リマーＢで溝たされされている（孔の７０容量％以上、
好ましくは９０容量％以上が充填されている）状態をい
い、孔の壁面にポリマーＢが付着している状態や、部分
的に充填されない空孔が３０８量％以上残存する態様は
排除する。ポリマーＢの充填が不十分な場合には、強度
等の機械的物性に優れ、かつ導電性にも優れたポリマー
複合体は得られず、本発明の目的が達成できない。

本発明に用いるポリマーＡの多孔質体としでは、孔径０
．０５μｍ〜１０ｍｍの連続孔を有し、空孔率が５〜９
５容積％のものであれば、どのような製法による多孔質
体でもよい、多孔質体の製造方法としでは、例えば発泡
剤を添加し、加熱により発泡させる方法や、固形充填剤
を添加した後延伸する方法等がある。不連続な孔を有す
る多孔質体については、孔内をポリマーＢで充填するの
が困難であるし、たとえ充填できたとしても、ポリマー
Ｂの相が不連続となるため導電性に優れたものが得られ
ない、また、連続孔を有するものであっても、その孔の
孔径の大半が０．０５μ未溝のものであれば、孔内をポ
リマーＢで充填するのが困難となるため適当ではない、
一方、孔の孔径の大半が１０１ＴＩＩＴｌを越えるもの
の場合には、強度等の機械物性が低下し、均質性に劣る
粗雑なものが形成されるため適当ではない。

なお、ここでいう孔の孔径とは、走査型電子顕微鏡によ
り測定された値をいう。

また、ポリマーＡの多孔質体の空孔率は５〜９５容積％
とされる。多孔質体の空孔率が５容積％未溝の場合には
、ポリマー８の充填量が少なすぎるために、十分な導電
性を有するものが得にくく、また、均一に充填されにく
いのでポリマー複合体としての導電性が不均一になりや
すい、一方、空孔率が９５容積％を超える場合には、ポ
リマー複合体全体としての強度等の機械的物性が不十分
となる。

このような多孔質体を形成するポリマーＡとしては、各
種の熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂、合成ゴム、天然ゴム
等が特に制限されることなく使用できる０例えば、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボ
ネート、ポリフェニレンオキサイド、メチルベンテシボ
リマー、ポリビニルアルコール、ポリアルキレンオキサ
イド、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリサルホン、
ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、
ボリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリイミド、液晶ポリマー、フッ素樹脂
、ポリウレタン、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジェンゴム
、ＳＢＲ、ポリイソプレン、クロロプレンゴム、Ｎ８日
、ブチルゴム、天然ゴム等が挙げられる。

一方、本発明の導電性ポリマー複合体に用いるポリマー
Ｂとしでは、常温で液状のモノマー（オリボマーも含む
）を重合させることにより固化するポリマーあるいは常
温で液状のプレポリマーを架橋することにより硬化する
ポリマーであれば各種のものが使用できる０例えば、ポ
リメチルメタクリレート、ポリスチレン、不飽和ポリエ
ステル、ポリスレン等が挙げられる。ポリマーＢは、ポ
リマーＡとは異なるポリマーから選択されるのが一般的
であるが、ポリマーＡと全く同じものであってもよい。

本発明で使用される導電性充填剤としでは、カーボンブ
ラック、金属粉末（金、銀、銅、パラジウム、アルミニ
ウム、鉄、ニッケル等）、金属酸化物粉末（酸化スズ、
酸化亜鉛等）が挙げられる。導電性充填剤は、平均粒径
が０．０１μ〜１ｍｍ程度のものが適当である。これら
導電性充填剤は、アスペクト比（長ざ／直径）が２０以
下の繊維状粉末であってもよい、ポリマーＢの相は、ポ
リマー複合体の導電性を支配するので十分な量の導電性
充填剤を含有していることが望ましく、ポリマー８の相
の導電性充填剤の含有量は１０〜９５重量％の範囲とさ
れる。

本発明のポリマー複合体は、以下のような方法により製
造される。

ポリマーＢの液状モノマーまたはプレポリマー中に導電
性充填剤の所定量（１０〜９５％）と必要に応じて重合
触媒や架橋剤を添加し、十分均一に混合して含浸溶液を
準備する０次に例えばポリマーの多孔質体をロールで挾
んだり真空ポンプで孔内の空気を除去した稜、この含浸
溶液中にポリマーＡの多孔質体を浸漬したり、あるいは
ポリマーＡの多孔質体に含浸溶液を圧入したりする方法
によって、多孔質体の孔内を含浸溶液で充填する。

次いで多孔質体の孔内の液状モノマーまたはプレポリマ
ーを重合または架橋させ、固化したポリマーＢを形成す
る０重合または架橋に際しでは、加熱によるのが好まし
いが、紫外線照射、放射線照射、超音波照射、マイクロ
波照射等の他の重合、架橋方法によってもよい。

本発明の導電性ポリマー複合体には、必要に応じて安定
剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、界面活性剤、充填剤等の各
種添加剤を配合することができる。

〔発明の効果〕

本発明により、機械的物性に優れ、かつ優れた導電性等
の電気特性を有するポリマー複合体が提供された。

（実施例〕以下に実施例にしたがい、本発明をさらに詳細に説明す
る。

比較例１ポリプロどレン（メルトイシデックス＝２）７０重量部
とカーボンブラック（平均粒径０．０３μ）３０重量部
を、ニーダ−で１８０〜２３０℃でメルトさせた俊、１
０分間混練した。得られたコンパウンドを２５０℃でプ
レス成形して厚み２ｍｍ、３０ｍｍＸ　５０ｍｍのシー
トを得た。

このシートの電気特性を評価したところ、体積抵抗は７
．５Ω−ａｍとかなり大で、電磁波透過損失（周波数４
．０ＧＨｚを用い管内法にて測定）は１６ｄＢと小であ
り、導電性材料としても電磁波逼蔽材料としても不適当
であった。

実施例１重合開始剤メチルエチルケトンパーオキサイドを１重量
％含む不飽和ポリエステル（ＦＨ−１１３、大日本イン
キ■製）２０重量部にカーボンブラック（平均粒径３０
ｕ）８０重量部を混合した液状物中に、ロールでニップ
して孔中の空気を除去した発泡ポリウレタンシート（孔
径０．１〜９關の連続孔構造、空孔率約７７容積％）を
浸漬して、液状物中で発泡ポリスレンシートをロールか
ら開放し、復元させることによりシート中に液状物を含
浸させた。この含浸シートをプレス（６０℃、２０ｍ１
ｎ、）　シて液状物を硬化させ、厚み２ｍｍ、３０ｍｍ
Ｘ５０ｍｍのシートを得た。

得られたシートの電気特性を評価したところ、第１表に
示したように、体積抵抗が小で、電磁波透過損失が大で
あり、導電性材料としても、電磁波逼蔽材料としても望
ましいものであった。

実施例２重合触媒を含むメチルメタクリレート６重量部に銅粉末
（平均粒径２μ）９４重量部を混合した液状物中に、ロ
ールでニップして孔中の空気を除去した発泡ポリエチレ
ンシート（孔径０．１〜９ｍｍの連続孔構造、空孔率約
３０容積％）を浸漬しで、発泡ポリエチレンシート中に
液状物を含浸させた。

この含浸シートをプレス（−１２０℃、３０ｍ１ｎ、）
　Ｌ／で液状物を硬化させ、厚み２ｍｍ、　３０ｍｍｘ
　５０ｍｍのシートを得た。

得られたシートの電気特性を評価したところ、第１表に
示したように、体積抵抗が小で、電磁波透過損失が大で
あり、導電性材料としでも、電磁波遮蔽材料としても望
ましいものであった。

実施例３ポリエチレングリコール／トルイレンジインシアネート
＝１７１モル比混合物（液体）２５重量部に７５重量部
のアルミニウム粉末（平均粒径０ｉｕ）と重合触媒（オ
クチル酸スズ）０．１部を混合した液状物中に、真空ポ
ンプで孔中の空気を除去した発泡ポリブＯピレンシート
（孔径０．１〜１００−の連続孔構造、空孔率８容積％
）ｐ８浸漬しで、発泡ポリプロどレジシート中に液状物
を含浸させた。

この含浸シートをプレス（８０℃、ｌｏｍｉｎ、）　’
ｖで液状物を硬化させ、厚み２ｍｍ、３０ｍｍｘ　５０
ｍｍのシートを得た。

得られたシートの電気特性を評価したところ、篤１表に
示したように、体積抵抗が小で、電磁波透過損失が大で
あり、導電性材料としても、電磁波遮蔽材料としても望
ましいものであった。

実施例４スチレンモノマー９０重量部にニッケル粉末（平均粒径
０ｏ０５μ）１０重量部を混合した液状物中に、ロール
でニップして孔中の空気を除去した発泡ＳＢＲゴム（架
橋物、孔径０．１〜１００μの連続孔構造、空孔率約３
０容積％）を浸漬して、発泡ポリエチレンシート中に液
状物を含浸させた。この含浸シートをプレス（１２０℃
、３０ｍ１ｎ、）　して液状物を硬化させ、厚み２ｍｍ
、３０ｍｍｘ　５０ｍｍのシートを得た。

得られたシートの電気特性を評価したところ、第１表に
示したように、体積抵抗が小で、電磁波透過損失が大で
あり、導電性材料としても、電磁波遮蔽材料としても望
ましいものであった。

実施例５ポリプロビレジグリコール／ジフェニルメタンジイソシ
アネート＝Ｉ／１モル比混合物（液体）５重量部に、鉄
粉（平均粒径０．１μ）９５重量部と重合触媒（オクチ
ル酸スズ）０．１重量部を混合した液状物中に、ロール
でニップして孔中の空気を除去した発泡ポリスチレンシ
ート（孔径１〜８００μの連続孔構造、空孔率５０容積
％）を浸漬しで、発泡ポリスチレンシート中に液状物を
含浸させた。

この含浸シートをプレス（８０℃、１０ｍ１ｎ、）　Ｌ
Ｊて液状物を硬化させ、厚み２ｍｍ、　３０ｍｍＸ　５
０ｍｍのシートを得た。

実施例６スチレンモノマー５０重量部に、５ｎ０２粉末（平均粒
径５ｕ）５０重量部とベシゾイルバーオキサイド１重量
部を混合した液状物中に、ロールでニップして孔中の空
気を除去した発泡ポリエレンシート（孔径１５〜９００
−の連続孔構造、空孔率約７０容積％）を浸漬して、発
泡ポリエチレンシート中に液状物を含浸させた。この含
浸シートをプレス（１２０℃、３０ｍ１ｎ、）　Ｌ／で
液状物を硬化させ、厚み２ｍｍ、３０ｍｍＸ　５０ｍｍ
のシートを得た。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）孔径０．０５μｍ〜１０ｍｍの連続孔を有し、空
孔率が５〜９５容積％のポリマーＡからなる多孔質体の
孔内が、導電性充填剤を１０〜９５重量％含有するポリ
マーＢで充填されてなる導電性ポリマー複合体。
（２）孔径０．０５μｍ〜１０ｍｍの連続孔を有し、空
孔率が５〜９５容積％のポリマーＡからなる多孔質体の
孔内に、導電性充填剤を１０〜９５重量％含有するポリ
マーＢの液状モノマーまたはプレポリマーを充填し、該
液状モノマーまたはプレポリマーを重合または架橋させ
、固化させる工程を有することを特徴とする導電性ポリ
マー複合体の製造方法。