[发明专利]碳纤维用分散剂、碳纤维分散组合物、以及碳纤维片的制造方法

说明书

本发明提供一种可以使较长的碳纤维、例如12.5mm以上、特别为10.0mm～100.0mm、进而为12.5mm～50.0mm的碳纤维均匀地分散在水系介质中的碳纤维用分散剂。所述碳纤维用分散剂组合使用下述(A)和(B)：(A)苯基缩水甘油醚及环氧乙烷的无规共聚物、或者苯基缩水甘油醚、环氧乙烷及环氧丙烷的无规共聚物，以及(B)基于二官能多元醇和六亚甲基二异氰酸酯的聚醚型聚氨酯树脂，所述二官能多元醇为聚乙二醇、和/或、环氧乙烷‑环氧丙烷无规共聚物。

技术领域

本发明涉及碳纤维用分散剂、含有碳纤维用分散剂的碳纤维分散组合物、以及由碳纤维分散组合物制造碳纤维片的方法。

背景技术

由于碳纤维具有高机械特性、耐药品性、导电性及导热性等优异的特性，因此，为了提高机械强度，在飞机、汽车及休闲用品等领域得到广泛应用，另外，为了赋予导电性、导热性，在电子设备部件等领域得到广泛应用。

为了使用碳纤维制造如上所述的机械性及功能性复合材料，要求将碳纤维均匀地分散于溶液、树脂溶液及树脂。然而，由于碳纤维的凝聚力通常很强，因此是难以均匀分散的材料，要求提供能够进行更均匀的分散的方法、分散剂。

作为用于使碳纤维、碳纳米纤维等均匀地分散于水系介质的方法，已知有在聚乙烯醇水溶液中加入硼砂而制备凝胶状分散液、并在该分散液中加入碳纳米纤维进行搅拌的方法(专利文献1)等。

作为用于使碳纤维、碳纳米纤维等均匀地分散于水系介质或非水系介质中的分散剂，已知有在使碳纤维分散于有机溶剂可溶性树脂的有机溶剂溶液中时为了提高分散性而添加的下述通式(1)所示的碳纤维用分散剂(专利文献2)，

[化学式1]

[式中，R₁、R₂、R₃及R₄分别独立地表示氢原子、羟基、无取代或取代的碳原子为1～30的烷基、无取代或取代的羟基烷基、烷氧基、酰氧基、羧基、酰基、伯～叔氨基、无取代或取代的芳基、无取代或取代的芳氧基、或者无取代或取代的杂环基，R₅及R₆分别独立地表示氢原子、无取代或取代的碳原子为1～30的烷基、无取代或取代的芳基、或者无取代或取代的杂环基，或者另外R₅与R₆可以键合而形成环，R₇表示氢原子、无取代或取代的碳原子为1～30的烷基、无取代或取代的羟基烷基、烷氧基、酰氧基、羰基、羧基、伯～叔氨基、无取代或取代的芳基、无取代或取代的芳氧基、或者无取代或取代的杂环基，X∶Y∶Z＝65～90∶5～30∶0～10。]，

以及下述通式(1)表示的碳纤维用分散剂(专利文献3)，

[化学式2]

[式中，R₁、R₂、R₄、R₆、R₇及R₈分别独立地表示氢原子、羟基、无取代或取代的碳原子为1～30的烷基、无取代或取代的羟基烷基、烷氧基、酰氧基、羧基、酰基、伯～叔氨基、无取代或取代的芳基、无取代或取代的芳氧基、或者无取代或取代的杂环基，其中，R₆或R₇为羟基时的氢原子任选被无取代或取代的杂环基所取代，R₃、R₅及R₉分别独立地表示氢原子、无取代或取代的碳原子为1～30的烷基、无取代或取代的芳基、无取代或取代的杂环基、无取代或取代的吡喃基、或者无取代或取代的呋喃基，或者可以在经由氧原子键合的基团的情况下除去与该基团邻接的基团而形成羰基，与不同的碳键合的基团可以进行连结而形成烯烃或环，取代至手性碳的取代基的立体构型可以为直立(axial)、平伏(equatorial)或外消旋中的任一个，在糖苷键的情况下可以为α、β中的任一种，m表示0或1，n表示0～2的整数。]。