[发明专利]由填充剂以及非相容性的树脂或弹性体构成的结构体及其制造方法或其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种由填充剂以及非相容性的树脂或弹性体构成的结构体、及其制造方法或其用途，所述结构体的特征在于，其包含由非相容性的选自热塑性树脂及热固性树脂中的树脂或弹性体所构成的共连续结构体，非相容性的树脂的一方的树脂中含有作为填料的填充剂。作为用途，用于导电性或热传导性材料、或者燃料电池用电极材料以及电磁波吸收材料等。

背景技术

对使导电性填料等分散在树脂中所得的导电性复合材料的特性而言，可以期待使导电性大为提高。对于该特性而言，选择了何种物质作为填料成为重要的因素，而树脂中的填料的分散状态也成为重要的因素。

在树脂中加入导电性填料的情况下，通过使填料之间在树脂中形成网孔结构，可提高复合材料的导电性，不管是理论上还是实验上都得到确认(专利文献4特开2006-527786号公报)。

但是，如果从树脂中的填料的分散状态这方面考虑，填料的分散状态不好，还不如考虑使导电性填料分散，这可以说在考虑导电性方面是有效的。现状是，不能说使导电性填料分散是充分的。

对导电性复合材料的期望高，例如在燃料电池用电极材料中，认为利用导电性复合材料是最有效的手段。这种情况下以具有良好的导电性特性为前提，进而，需要(1)每单位表面积的另外每单位体积的导电率大；(2)机械强度大；(3)具有对于氢气及氧气的不渗透性；及(4)在电化学电池的酸性气氛内具有化学耐性等。

目前，作为燃料电池用电极材料或者双极型隔板，使用非腐蚀性机械加工了的石墨板或者使用冲压加工了的金属板。但是，利用通过机械加工制造的石墨板的方法价格高，不适于大规模生产。另外，因使用金属板而加重板重量，结果存在不实用这样的问题，尚未实现具有以实用化为前提的良好的导电性。

另外，提案有利用使碳纳米管(CNT)分散在非腐蚀性的氟系聚合物中所得的材料作为上述双极板。的确有益于轻质化，而其反面，存在这样的问题点：因氟系聚合物中固有的工艺，操作变得繁杂，结果不能提高最成为问题的导电性。

在要求机械强度优异的材料、进而对氢气及氧气的不渗透性或在电化学电池的酸性气氛内化学耐性为前提的燃料电池电极材料中，选择耐药品性优异的聚偏氟乙烯(PVDF)等氟系聚合物、或者同样耐药品性优异的聚(对苯硫醚)(PPS)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳酯(PAR)等、或者聚酰胺6(PA6)或聚酰胺66(PA66)等尼龙系树脂等是最合适的，同时由于是树脂材料，因此非常有益于轻质化。但是，以PVDF树脂为代表的这些树脂存在这样的问题点：即使使导电性填料直接分散，分散性也差，因此如所想地那样不能提高导电性。

综上所述，在导电性复合材料中，解决使导电性填料分散在树脂中是最为重要的，需要使导电性填料分散在树脂中的新型方法，通过新型方法所得的新型结构的导电性复合材料的开发、及在使用这些导电性复合材料的领域中，在材料所要求的特性上、特别是在导电性填料的直接分散性不好的树脂中使导电性填料分散的新型方法、通过新型方法所得的新型结构的导电性复合材料的开发成为紧急的课题。

虽然不直接关联复合材料的开发，但本发明人等一直在进行有关非相容性的高分子共混物的高次结构的研究。

目前，作为非相容性的高分子共混物的高次结构，所熟知的是通过以一方的高分子成为基质、另一方成为分散相来形成海-岛结构。

该海-岛结构在构成共混物的高分子间的组成和各自的熔融粘度之比大致成比例的条件下发生相转换，由该条件通过改变组成、粘度比，海和岛的关系发生逆转。在该相转换发生的条件附近出现的高次结构被称为2种高分子相互形成连续相的、所谓的共连续结构。

已知由于以往所公知的共连续结构与海-岛结构不同，相互形成连续相，因此由其结构显现出多种物性(专利文献1、2)。

对于共连续结构而言，不管在哪种非相容性高分子共混物中，通过取得如上所述的共混物组成和构成聚合物间的粘度比的平衡，可以使共连续结构出现。

本发明人等已经为此发明有内部反馈型(内部帰還型)微量型高剪切成型加工机(专利文献3)。该机械可在宽范围内使树脂的熔融粘度变化。因而，仅仅通过将非相容性高分子共混物混炼数分钟，就可使组成高分子间的粘度比大幅下降，减小分散的高分子相的尺寸。

发明了使用内部反馈型微量型高剪切成型加工机、在树脂(或弹性体)中纳米分散有填料的二元体系(特愿2008-025964号)。

另外，对于三元体系(聚合物共混物/填料)，使共连续结构形成后，除去一方的连续相得到多孔结构。该聚合物共混物作为生物可降解树脂的组合，填料限定于粘土等二氧化硅系。