[发明专利]薄片化石墨‑树脂复合材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过对石墨或一次薄片化石墨进行剥离而得到的薄片化石墨-树脂复合材料及其制造方法。

背景技术

石墨为对大量石墨烯进行层叠而成的层叠体。可通过对石墨进行剥离而得到石墨烯叠层数少于石墨烯或者石墨的薄片化石墨。该薄片化石墨向导电性材料或导热性材料等的应用备受期待。

近年来，对通过使聚合物接枝于石墨烯或薄片化石墨来提高该石墨烯或薄片化石墨在树脂中的分散性的方法等进行了各种讨论。例如在下述专利文献1中公开有一种通过使进行了剥离的石墨烯和自由基聚合性单体共聚合来制造接枝有聚合物的石墨烯的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：US7，659，350B2

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1的方法中，预先对石墨进行剥离并使用由此得到的剥离石墨烯。

然而，在现有公知的石墨烯的剥离方法中，需要在通过酸对原料石墨进行处理，然后，对上述石墨进行加热而剥离，进而使得到的石墨烯或薄片化石墨的粉体积累。如上所述，为了得到石墨烯或薄片化石墨，需要经大量复杂的工序对原料石墨进行剥离。另外，在现有方法中存在如下问题：由于以粉体的形式得到石墨烯或薄片化石墨，因此难以处理。

本发明的目的在于，提供一种在树脂等中的分散性高、容易处理的薄片化石墨-树脂复合材料。

用于解决问题的技术方案

本发明的薄片化石墨-树脂复合材料为对薄片化石墨和树脂进行复合化而成的薄片化石墨-树脂复合材料。就本申请的第一发明的薄片化石墨-树脂复合材料而言，在将通过下述方法测得的亚甲基蓝吸附量(μ摩尔/g)设为y、BET比表面积(m²/g)设为x时，比例y/x为0.15以上，且BET比表面积为25m²/g以上。上述亚甲基蓝的吸附量基于10mg/L浓度的亚甲基蓝的甲醇溶液的吸光度与将薄片化石墨-树脂复合材料投入该亚甲基蓝的甲醇溶液中、并在搅拌后通过离心分离而得到的上清液的吸光度之差进行测定。关于该亚甲基蓝吸附量测定方法，在后面的实施方式的说明中详细叙述。

本申请的第二发明的薄片化石墨-树脂复合材料为将薄片化石墨和树脂复合化而成的薄片化石墨-树脂复合材料，复合材料中的树脂的热分解开始温度及热分解结束温度分别高于复合化前的树脂的热分解开始温度及热分解结束温度。

在本发明的薄片化石墨-树脂复合材料的其它特定方面中，树脂的含量为1质量％～70质量％。

在本发明的薄片化石墨-树脂复合材料的另一特定方面中，树脂为自由基聚合性单体的聚合物。

本发明的薄片化石墨-树脂复合材料的制造方法为上述薄片化石墨-树脂复合材料的制造方法。就本发明的薄片化石墨-树脂复合材料的制造方法而言，其包括准备含有石墨或一次薄片化石墨、以及聚合物的组合物，所述组合物中，所述聚合物被固定于所述石墨或一次薄片化石墨上。使所述组合物中所含的所述聚合物发生热分解，从而在残留所述聚合物的一部分的同时，将所述石墨或一次薄片化石墨剥离。

在本发明的薄片化石墨-树脂复合材料的制造方法的某特定方面，在所述准备组合物的工序中，使所述聚合物接枝或吸附于所述石墨或一次薄片化石墨上，从而将所述聚合物固定于所述石墨或一次薄片化石墨上。

在本发明的薄片化石墨-树脂复合材料的制造方法的第一实施方式中，所述准备组合物的工序包括：

准备包含所述石墨或一次薄片化石墨、以及自由基聚合性单体的混合物的工序；使所述混合物中所含的所述自由基聚合性单体进行聚合，从而在所述混合物中生成自由基聚合性单体聚合而成的所述聚合物，并且使所述聚合物接枝于所述石墨或一次薄片化石墨上的工序。

在本发明的薄片化石墨-树脂复合材料的制造方法的第二实施方式中，在所述准备组合物的工序中，在所述石墨或一次薄片化石墨的存在下将所述聚合物加热至50℃以上且400℃以下的温度范围的温度，使所述聚合物接枝于所述石墨或一次薄片化石墨上。

以下，对包含上述第一实施方式或上述第二实施方式的本发明的薄片化石墨-树脂复合材料的制造方法的各种特定方面进行说明。

本发明的薄片化石墨-树脂复合材料的制造方法的某特定的方面，在准备组合物的工序中，组合物还含有热分解性发泡剂。此时，可进一步有效地剥离石墨或一次薄片化石墨。因此，可进一步增大得到的薄片化石墨的比表面积。