导电可固化树脂组合物,由其固化的产品和使用该组合物的成型产品制造技术

一种导电可固化树脂组合物，包括（Ａ）在石墨晶体中含硼的石墨粉末，（Ｂ）一种可固化树脂和／或可固化树脂组合物，其中组分（Ａ）与组分（Ｂ）的质量比为２０至９９．９∶８０至０．１；和其固化产品，以及通过使用该可固化树脂组合物获得的成型产品。该固化产品甚至在加入少量导电填料时也显示优良的导电性，并显示高耐热性、良好的热辐射性能和优良的成型或可加工性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,由其固化的产品和使用该组合物的成型产品的制作方法本申请要求以基于US临时申请60/221924(申请日2000年7月31日)的申请作为优先权。对于电子工业中的聚合物材料要求的主要性能是其可成型性、耐热性、耐久性、电特性(例如高绝缘性、高导电性)、耐腐蚀性、热辐射性等，尽管这些性能可随产品或用途而变化。为此在很多情况下，使用热固性树脂如环氧树脂、苯酚树脂等，或各种工程塑料如聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯醚和液晶聚合物等。当然，对于同时具有上述所有性能的材料的需求更迫切，但是，从为此采用的技术上考虑要获得这样的聚合物存在很大困难，并且就其成本而言常常出现不利的结果。其中一个技术要求是开发具有导电性(特别是高导电性，以使体积电阻为1Ωcm或更低)并且同时具有热辐射和耐热性能的聚合物材料。本专利技术的一个目的在于开发这样一种材料。上述材料的更具体例子可包括用于在电池领域，特别是使用氢、醇类等作为其燃料的燃料电池的隔板中使用的各种器件的高导电组合物。过去对包括含碳材料和热固性树脂组合物的高导电组合物进行了很多研究。例如，在JP-B-50-11355(这里使用的术语“JP-B”是指“已审查的日本专利公开”)和JP-A-59-213610(这里使用的术语“JP-A”是指“未审查的已公开日本专利申请”)中公开了石墨与苯酚树脂的组合物。对于使用环氧树脂和不饱和树脂作为基础树脂的情况，也公开了很多技术。此外，对于制备其中要求高导电性的可固化树脂组合物，存在一种成型可固化树脂组合物，然后加热以碳化并石墨化所得成型制品的方法(例如参见JP-A-8-222241)。当使用含常规石墨粉的可固化树脂组合物时，为提供与本专利技术固化产品相同的导电性必须大大增加石墨粉的加入量。结果，当使用含常规石墨粉的这种组合物时，不仅形成的产品的比重不利地提高，而且在实施成型工艺如压塑、滚塑或注塑时其可成型性降低。此外，对于包括树脂和常规石墨粉的组合物，不能获得具有接触电阻2×10-2Ωcm2或更低的固化产品。若该生产方法包括将成型产品在1000℃-3000℃的高温下长时间加热以获得高导电性，则带来的问题是生产耗时且生产工艺变长，致使生产成本增加。在这些情况下，本专利技术人进行了广泛研究，由此开发包括作为主起始组分的石墨粉末和可固化树脂或其单体组合物(若需要，进一步含有引发剂等)的，该组合物可提供具有优良导电性、高耐热性和良好的热辐射性的固化产品。结果，将特定的含硼石墨与可固化树脂组合，获得了达到本专利技术目的和固化产品。更具体地，本专利技术涉及一种、其固化产品和使用该可固化树脂组合物的成型产品，所述通常包括如下实施方案(1)至(17)(1)一种，包括(A)在石墨晶体中含硼的石墨粉末，(B)一种可固化树脂和/或可固化树脂组合物，其中组分(A)与组分(B)的质量比为20至99.9∶80至0.1，条件是组分(A)、(B)和(c)的质量比总和为100。(2)一种，包括(A)在石墨晶体中含硼的石墨粉末，(B)一种可固化树脂和/或可固化树脂组合物，和(C)具有纤维直径0.05-10μm和纤维长度1-500μm的气相法碳纤维，和/或具有纤维直径0.5-100nm和纤维长度0.01-10μm的碳纳米管。(3)如上述(2)项中描述的，其中组分(A)和(C)总和与组分(B)的质量比，即质量比(A+C∶B)为20至99.9∶80至0.1，条件是组分(A)、(B)和(c)的质量比总和为100。(4)如上述(2)或(3)项中所述的，其中组分(A)与组分(C)的质量比为60至99.9∶40至0.1，条件是组分(A)、(B)和(c)的质量比总和为100。(5)如上述(1)至(4)任何一项中所述的，其中在对石墨粉末施加压力以提供石墨粉末堆密度1.5g/cm3的状态下，相对于施加压力的方向，在作为组分(A)的石墨粉末的直角方向的粉末电阻为0.06Ωcm或更低。(6)如上述(1)至(5)任何一项中所述的，其中组分(A)具有平均颗粒尺寸5至80μm。(7)如上述(1)至(6)任何一项中所述的，其中组分(A)为具有比表面积3m2/g或更低、长径比6或更低、排出(tapping)堆密度0.8g/cm3或更高和晶格间距(Co值)6.745埃或更小的石墨粉末。(8)如上述(1)至(7)任何一项中所述的，其中组分(B)包括选自苯酚树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂和烯丙基酯树脂的至少一种树脂，和一种固化剂。(9)如上述(8)项中所述的，其中组分(B)包括环氧树脂和苯酚树脂。(10)如上述(9)项中所述的，其中环氧树脂包括甲酚线性酚醛清漆型环氧树脂，和苯酚树脂包括线性酚醛清漆型苯酚树脂。(11)如上述(8)项中所述的，其中组分(B)包括乙烯基酯树脂和/或烯丙基酯树脂；选自烯丙基酯单体、丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体和苯乙烯单体的至少一种单体；和自由基聚合引发剂。(12)如上述(11)项中所述的，其中乙烯基酯树脂为酚醛清漆型乙烯基酯树脂。(13)如上述(1)至(12)任何一项中所述的，其中组分(A)为含0.05至5(质量)％硼的石墨粉末。(14)一种可通过将上述(1)至(13)任何一项中所述的固化获得的导电固化产品，该产品具有体积电阻2×10-2Ωcm或更低，接触电阻2×10-2Ωcm2或更低和导热率1.0W/m·k或更大。(15)一种生产上述(11)项所述的导电固化产品的方法，它包括通过压塑、滚塑、注塑和注射压塑中的任何一种模塑方法成型固化产品。(16)一种可通过固化上述(1)至(13)任何一项中所述的获得的燃料电池隔板，所述为包括50至95(质量)％的组分A(或若需要，50至95(质量)％的组分(A)与组分(C)的总和)的，该电池隔板具有体积电阻2×10-2Ωcm或更低，接触电阻2×10-2Ωcm2或更低、导热率1.0W/m·k或更大和气体可渗透率1×10-6cm2/sec或更低。(17)一种生产燃料电池隔板的方法，包括通过压塑、滚塑、注塑和注射压塑中的任何一种模塑方法成型该燃料电池隔板，该电池隔板可通过固化上述(1)至(13)任何一项中所述的获得，所述为包括50至95(质量)％的组分A(或若需要，50至95(质量)％的组分(A)与组分(C)的总和)的，该电池隔板具有体积电阻2×10-2Ωcm或更低，接触电阻2×10-2Ωcm2或更低、导热率1.0W/m·k或更大和气体可渗透率1×10-6cm2/sec或更低。附图的说明附图说明图1为说明测量用于本专利技术的石墨粉末电阻的方法的截面示意图。图2为说明测量用于本专利技术的石墨粉末电阻的方法的透视示意图。图3为说明测量用于本专利技术的固化产品的接触电阻的方法的接触电阻的截面示意图。在这些图中，标号具有如下含义1a，1b电极2压缩棒3台座4侧框5样品6电压接头11试样12碳板13铜板14接线端在本专利技术中，石墨粉末(A)的比表面积优选可为3m2/g(按照ASTMD3037，根据BET法测定)或更低。若比表面积超过3m2/g，则在某些情况下将不利地破坏所得导电性或可成型性能。在降低石墨粉末(A)的比表面积中起重要作用的因素包括颗粒尺寸、颗粒形状、颗粒尺寸分布、表面性能或状况等。在这些因素中，颗粒形状优选可尽量接近球形。此外，为进一步增强导电性，提高石墨颗粒的填充密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电可固化树脂组合物，包括： （Ａ）在石墨晶体中含硼的石墨粉末， （Ｂ）一种可固化树脂和／或可固化树脂组合物，其中组分（Ａ）与组分（Ｂ）的质量比为２０至９９．９∶８０至０．１，条件是组分（Ａ）和（Ｂ）的质量比总和为１００。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：饭野匡，今泉光博，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]