[发明专利]氧化薄片化石墨衍生物、其树脂复合材料以及该树脂复合材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在热塑性树脂中的分散性优异的氧化薄片化石墨衍生物、以及上述氧化薄片化石墨衍生物均匀分散在热塑性树脂中的树脂复合材料及上述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具有高弹性模量和高导电性而受到瞩目。通过将这种具有石墨烯结构的碳材料与合成树脂复合，可以补强由合成树脂制成的制品的强度或赋予其导电性。特别是，石墨烯片、碳纳米管、薄片化石墨等为纳米尺寸，且比表面积较大。因此，通常认为在使上述碳材料与树脂复合时，上述效果会更为显著。

一般情况下，为了充分体现出作为复合材料的效果，优选使上述碳材料处于均匀分散在基体树脂中的状态。因此，下述专利文献1中公开了一种使用碳材料和树脂的共同溶剂来获得均匀分散的方法。根据该方法，只要树脂和碳材料存在共同溶剂，就能够获得处于均匀分散状态的树脂复合材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-264059号公报

发明内容

发明要解决的问题

上述碳材料由π堆积力产生的凝聚力较大，因而存在着在溶剂中的分散性极差的问题。此外，在专利文献1记载的制造方法中，为了使上述碳材料分散在树脂中，需要大量的溶剂。因此，还存在着溶剂后续成本高及溶剂除去困难等问题。

另一方面，通过将薄片化石墨氧化而得到的氧化薄片化石墨具有sp³结构，因而π堆积力弱。此外，氧化薄片化石墨的表面上具有羟基、羧基、环氧基这样的官能团，因而空间位阻大。因此，已知氧化薄片化石墨一般比薄片化石墨具有更好的分散性。

然而，氧化薄片化石墨由于表面上具有如上所述的高极性基团，因此，由极性产生的凝聚力大。因此，其在聚烯烃等低极性热塑性树脂中的分散性差。因此，存在着难以制作氧化薄片化石墨与热塑性树脂的均匀复合材料的问题。

本发明的目的在于提供一种在热塑性树脂中的分散性优异的氧化薄片化石墨衍生物、以及上述氧化薄片化石墨衍生物和热塑性树脂形成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

本发明的氧化薄片化石墨衍生物是通过使氧化薄片化石墨和选自具有下述式(1)结构的化合物、具有下述式(2)结构的化合物、具有下述式(3)结构的化合物及具有下述式(4)结构的化合物中的至少1种化合物反应而得到的，所述氧化薄片化石墨的通过元素分析测得的C/O比为8以下.

[化学式1]

式(1)中，R₁～R₄独立地代表选自甲硅烷基、甲硅烷氧基、烷氧基、乙烯基、氯原子、芳基、烷基、醚基、酯基、胺基、酰胺基、氢原子、巯基及环氧基中的官能团，且R₁～R₄中的至少1个为甲硅烷氧基或烷氧基。

[化学式2]

式(2)中，R₅和R₆独立地代表选自烷基、芳基、乙烯基、醚基、烷氧基、氯原子及羟基中的官能团，且R₅或R₆中的至少1个为氯原子、烷氧基、羟基中的任意基团。

[化学式3]

O＝C＝N-R₇     (3)

式(3)中，R₇为烷基、芳基、醚基、乙烯基中的任意官能团。

[化学式4]

式(4)中，R₈～R₁₀为烷基或氢，且R₈～R₁₀中的至少1个为碳原子数8以上的烷基。

本发明的树脂复合材料含有上述氧化薄片化石墨衍生物和热塑性树脂。优选上述热塑性树脂为聚烯烃。优选聚烯烃为聚丙烯。

本发明的树脂复合材料的制造方法包括：通过将上述氧化薄片化石墨衍生物和热塑性树脂混炼，使上述氧化薄片化石墨衍生物分散在热塑性树脂中。

发明的效果