[发明专利]多层树脂成型体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在热塑性树脂中分散有填料的多层树脂成型体及其制造方法，特别涉及一种在热塑性树脂中分散有包含具有石墨烯结构的碳材料的填料的多层树脂成型体及其制造方法。

背景技术

近年来，对于弹性模量等机械强度高的树脂成型体有着强烈的需求。作为机械强度高的树脂成型体的材料，例如，使几nm至几十nm大小的填料分散在热塑性树脂中而形成的树脂复合材料受到瞩目。作为这种纳米水平的填料，已知有碳纤维、多层碳纳米管、碳纤维、薄片化石墨烯及粘土等。

为了有效地提高由上述树脂复合材料形成的树脂成型体的机械强度，必须使上述纳米水平的填料在树脂成型体中沿一个方向取向。例如，下述专利文献1中公开了一种方法，其通过将包含碳材料的填料与基体的混合物挤出成型为纤维状，并使纤维状成型物的方向一致地固定，从而使包含碳材料的填料在基体中取向。此外，下述专利文献2中公开了一种通过向包含碳材料的填料与基体的混合物施加电场来使填料在基体中沿特定方向取向的方法、以及通过该方法获得的填料发生了取向的连接膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第7186092号

专利文献2：日本特开2006-312677号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在通过专利文献1和2的方法使纳米水平的填料取向而获得的树脂成型体中，上述填料的取向性较低。因此，存在着树脂成型体的机械强度不能得到充分提高的问题。

本发明的目的在于提供一种填料取向性高、且机械强度高的多层树脂成型体及其制造方法。

解决问题的方法

本发明的多层树脂成型体由多个树脂组合物层叠层而成，所述多个树脂组合物层包含热塑性树脂和填料，所述填料包含具有石墨烯结构的碳材料，在所述多个树脂组合物层中，所述填料分散在所述热塑性树脂中。本发明的多层树脂成型体中，各个上述填料的长度方向与全部上述填料的长度方向的平均方向所成的角度为±6°以下。

在本发明的多层树脂成型体的某个特定方面中，所述多个树脂组合物层中每一层的厚度为上述填料厚度的1～3倍。在这种情况下，上述填料朝向与上述树脂组合物层的层面平行的方向取向，因而能够进一步提高上述填料的取向性。因此，能够进一步提高多层树脂成型体的机械强度。

在本发明的多层树脂成型体的其他特定方面中，所述具有石墨烯结构的碳材料的长宽比为10～500的范围。在这种情况下，能够有效地提高对外力的补强效果，所述外力是沿着与所述具有石墨烯结构的碳材料的叠层面相交的方向施加的力。

在本发明的多层树脂成型体的另外的特定方面中，所述具有石墨烯结构的碳材料为选自薄片化石墨、碳纤维及碳纳米管中的至少一种。在这种情况下，薄片化石墨具有纳米尺寸且比表面积较大。因此，能够进一步提高多层树脂成型体的机械强度。

在本发明的多层树脂成型体的其他特定方面中，所述热塑性树脂为选自聚烯烃类树脂、聚酰胺及ABS树脂中的至少一种。在这种情况下，通过使用通用的聚烯烃类树脂，能够降低多层树脂成型体的成本。

在本发明的多层树脂成型体的另外的特定方面中，相对于所述热塑性树脂100重量份，所述填料的含有比例为1～50重量份。在这种情况下，能够更有效地提高多层树脂成型体的机械强度。

在本发明的多层树脂成型体的另一其他特定方面中，所述多层树脂成型体的形状为片状。在这种情况下，通过将片状的多个树脂组合物层叠层，可以容易地成型多层树脂成型体。

在本发明的多层树脂成型体的其他特定方面中，多层树脂成型体由多个树脂组合物层叠层而成，所述多个树脂组合物层包含热塑性树脂和填料，所述填料包含具有石墨烯结构的碳材料，在所述多个树脂组合物层中，所述填料分散在所述热塑性树脂中，将所述填料的厚度设为α时，所述多个树脂组合物层中每一层的厚度t为α＜t≤15α。就该多层树脂成型体而言，其由多个树脂组合物层叠层而成，在所述多个树脂组合物层中，填料分散在热塑性树脂中，所述填料包含具有石墨烯结构的碳材料，其中，将上述填料的厚度设为α时，上述多个树脂组合物层中每一层的厚度t为α＜t≤15α，因而上述填料存在于各树脂组合物层内而不会扰乱层界面。因此，在该多层树脂成型体中，树脂组合物层无紊乱地叠层。由此，可以提供机械强度得到了有效提高的多层树脂成型体。

在本发明的多层树脂成型体的另外的特定方面中，所述多个树脂组合物层中每一层的厚度为0.01μm～2.0μm的范围。在这种情况下，可以更为切实地提高多层树脂成型体的机械强度。