[发明专利]氟化碳粒子及其制法和用途

说明书

本发明是关于新的氟化碳粒子及其制法和作为疏水·疏油剂、抗粘结性给与剂、固体润滑剂、导电性给与剂、各种形式的复合材料、静电显像的调色添加剂和载体(carrier)被复层添加剂、定影辊、磷酸型燃料电池、空气/锌电池、镍/氢蓄电池等方面的应用。

氟化碳是通过将粉碎状的各种碳材料氟化后而得到，以固体粉末形式存在的。由于氟化碳具有极低的表面能，另外，它不依环境而变化，即使在苛刻的条件下也能显示其优良的特性，所以在疏水、疏油剂、脱模剂、抗粘结剂、固体润滑剂等的广泛领域中，被评价为优良的工业材料。

在利用氟化碳的这些优良性质时，一般与其说单独地以粉末状况直接使用氟化碳粒子，倒不如将氟化碳粉体添加·分散到树脂、橡胶等材料中、或者使其分散到油、润滑脂、有机溶剂或水溶液等液体中、或者与其他粉体一起成为微粒子复合材料等方式加以利用。

可是，这种通过将氟化碳粉体与其他材料复合，在利用上述的各种优良性质时，由于氟化碳粉体在其他的材料中难以均一地且稳定地分散，所以存在着所希望的性质不能充分发挥的问题。

其原因是，一般市售的以往的氟化碳粒子由于它是由高度地氟化到粒子内部的粒子全体构成了氟化碳，造成了(1)粒子的比重可高到2.5～3.0，另外，(2)比起原来石墨的微结晶的面(001)的面间隔为0.34毫微米，经过氟化成为氟化碳后，其面间隔扩大到0.6～0.9毫微米，所以在氟化工艺中，使全体粒子产生形变、发生了不规则的崩解、粒度分布变得非常宽、而且粒子的形状不规则，这样就导致了其分散性和粉末的流动性的降低。

如果能得到比重低、粒度分布窄的氟化碳粒子的话，从可以减小与分散剂的比重差、提高分散性的观点来看，是有利的。例如，关于低比重的氟化碳粒子，在特开昭50-142968号公报上公开了氟含有率在35～55重量％的氟化碳粒子[氟对碳的原子比(以下简称F/C)相当0.34～0.77]。

可是，由于具有高F/C范围的氟化碳粒子的结晶的(001)面间隔处于最扩大的状态，所以如上所述易于发生粒子的崩解、被分散在其他材料中使用时存在着分散性问题，从而不能充分地发挥其优良的润滑性。

另外，还知道一种将碳表面，在-80～50℃下，用氟气处理的复合材料用的改性碳材料(特公平4-38686号公报)。但是，在上述材料表面上，未能生成氟化碳，只是产生了有助于亲水性的半离子型的弱C-F键，因此，显示不出氟化碳所具有的疏水性，若与原料碳材料相比，反而更具有亲水性(第16次氟化学讨论会讲演征稿集、16页、平成3年9月20日发行、氟化学垦谈会，第17次征稿集、21～22页，平成4年9月21日发行)。

另外，还有一种在表面及表面层气孔部的一部分或全部，用氟化碳构成的反应堆用石墨材料(特公昭56-31283号公报)，但这涉及到石墨成形体，与添加到其他材料中所使用的氟化碳粉体是不同的。

本发明鉴于以上的这些问题，其目的在于提供一种通过使粒子全体保持低的F/C，粒子表面保持高的F/C，所得到的低比重的氟化碳粒子，从而具有以往氟化碳粒子所具有的疏水性、疏油性、润滑性、抗粘结性、防湿性及防污性等，同时还具有以往氟化碳粒子所没有过的优良分散性和粉末流动性，进而具有可控制的导电性及带电特性的新颖的氟化碳粒子。

本发明的目的还在于提供使用少量的高价氟就可以制造新的氟化碳粒子的方法。

本发明的目的还在于提供作为应用新的氟化碳而得到的疏水·疏油剂、抗粘结性给与剂、固体润滑剂及导电性给与剂。

进而，本发明的目的在于提供与其他各种材料以各种形态复合而成的复合材料。

本发明的目的还在于提供可减少在静电显像用调色剂的载体表面上的附着量，提高在感光体表面残留的调色剂的清扫性的效果优良的调色添加剂。

本发明的目的进而在于提供对耐磨损性和调色剂使用性(spent)优良的、调色剂带电量不产生分散的静电显像用载体的载体被复层添加剂。

本发明的目的还在于提供不产生热偏移(offset)，静电偏移的静电显像用定影辊。

本发明的目的还在于提供内阻小而且长效的磷酸型燃料电池用或空气电池用的气体扩散电极。

本发明的目的还在于提供急速充电性能优良、且充放电周期寿命长，使用包氢合金的碱蓄电池。