JP6919790B2 - シリコーン複合材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
[数学式1]
以下、本発明を具体的に説明するために、実施例を挙げて詳細に説明する。しかし、本発明による実施例は、様々な他の形態に変形されてもよく、本発明の範囲が、以下で詳述する実施例に限定されるものと解釈してはならない。本発明の実施例は、当業界において平均の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
粘度は、TA Instrument社製のAR−2000を用いて、plate直径25mmのparallel plateタイプ(plate間のgap:400μm)で、温度は25℃の条件、せん断速度は0.1〜1000s−1の実験条件のうち通常知られている10s−1の条件下で測定した。
導電性ゴム組成物の製造
初期粘度が5,000cPであり、白金触媒とシリコーンゴムが含まれた液状シリコーンに前記液状シリコーン(Liquid Silicon Rubber)100重量部に対してカーボンナノチューブ1重量部を添加し、3本ロールミルでロール間の速度比を1:3.2:10とし、4barの圧力で混合し、且つロールミル混合を3回繰り返して第1のゴム組成物を製造し、初期粘度が5,000cPであり、架橋剤とシリコーンゴムが含まれた液状シリコーンに、前記第1のゴム組成物と同様の方法で、液状シリコーン100重量部に対してカーボンナノチューブ1重量部を添加して混合し、第2のゴム組成物を製造した。
前記第1のゴム組成物と第2のゴム組成物を1:1の重量比で混合し、この混合された導電性ゴム組成物を180℃で1時間熱処理して組成物を硬化し、シリコーン複合材を製造した。
前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物に含まれる液状シリコーンの初期粘度が20,000cPである以外は、前記実施例1と同様の方法でシリコーン複合材を製造した。
前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物に含まれる液状シリコーンの初期粘度が30,000cPである以外は、前記実施例1と同様の方法でシリコーン複合材を製造した。
前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物に含まれる液状シリコーンの初期粘度が40,000cPである以外は、前記実施例1と同様の方法でシリコーン複合材を製造した。
前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物に含まれる液状シリコーンの初期粘度が90,000cPである以外は、前記実施例1と同様の方法でシリコーン複合材を製造した。
前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物に含まれるカーボンナノチューブの含有量がそれぞれ液状シリコーン100重量部に対して0.5重量部である以外は、前記実施例2と同様の方法でシリコーン複合材を製造した。
前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物に含まれるカーボンナノチューブの含有量がそれぞれ液状シリコーン100重量部に対して2重量部である以外は、前記実施例2と同様の方法でシリコーン複合材を製造した。
前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物に含まれるカーボンナノチューブの含有量がそれぞれ液状シリコーン100重量部に対して3重量部である以外は、前記実施例2と同様の方法でシリコーン複合材を製造した。
前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物に含まれるカーボンナノチューブの代わりにカーボンブラックを投入し、且つカーボンブラックの含有量が液状シリコーン100重量部に対して2重量部である以外は、前記実施例2と同様の方法でシリコーン複合材を製造した。
前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物に含まれるカーボンナノチューブの代わりにカーボンブラックを投入し、且つカーボンブラックの含有量が液状シリコーン100重量部に対して10重量部である以外は、前記実施例2と同様の方法でシリコーン複合材を製造した。
前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物に含まれるカーボンナノチューブの代わりにカーボンブラックを投入し、且つカーボンブラックの含有量が液状シリコーン100重量部に対して20重量部である以外は、前記実施例2と同様の方法でシリコーン複合材を製造した。
前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物に含まれるカーボンナノチューブを投入しない以外は、前記実施例2と同様の方法でシリコーン複合材を製造した。
前記実施例および比較例で製造されたシリコーン複合材の体積抵抗を下記の方法で測定しており、下記の数学式1により計算された値が信頼性を有するか確認した。
体積抵抗は、Mitsubishi社製のLoresta MCP−T600を用いて、90Vの電圧を印加して測定しており、4−probe typeのプローブを活用した。体積抵抗オプションを選択(ohm cm)し、試験片の前面および後面を、それぞれ5回ずつ測定し、これを平均して記録した。
誤差率は、実験値に対する計算値の割合(計算値/実験値)であり、1に近いほど誤差がほとんどないことを意味し、抵抗が範囲で測定された場合、その略中間値を用いて計算した。
前記実施例および比較例で製造されたシリコーン複合材の物性を測定し、その結果を下記の表3に示した。
Instron社製のUTM機器を用いて、硬化が完了したシリコーンCNT常温複合材試験片を、ASTM D412Cの引張試験片(dog−bone)形態に打ち抜き、これを、長さ方向に500mm/minの速度で引っ張った時の伸び率を測定した。
Claims (8)
- 液状シリコーンおよびカーボンナノチューブを含む導電性ゴム組成物が硬化されたシリコーン複合材であって、
前記液状シリコーンの初期粘度およびシリコーン複合材の体積抵抗は、下記の数学式1の関係を有し、
前記導電性ゴム組成物は、液状シリコーン100重量部に対してカーボンナノチューブが0.5〜3重量部含まれ、
前記カーボンナノチューブは、アスペクト比が5〜10,000である、
シリコーン複合材。
[数学式1]
xは、前記液状シリコーンの初期粘度(cP)であり、せん断速度10s−1の条件で測定されたものであり、
yは、前記シリコーン複合材の体積抵抗(Ωcm)であり、4−プローブで、90Vの電圧条件で測定されたものであって、1〜10 8 の実数であり、
Aは、−9,999,980であり、Bは、45,000であり、Cは、18〜22の実数であり、Dは、0.001〜0.0018の実数であり、Eは、9,999,985である。 - 前記数学式1中、xは、5,000〜90,000である、請求項1に記載のシリコーン複合材。
- 前記導電性ゴム組成物は、
金属触媒とシリコーンゴムが含まれた第1の液状シリコーンおよびカーボンナノチューブを含む第1のゴム組成物と、
架橋剤とシリコーンゴムが含まれた第2の液状シリコーンおよびカーボンナノチューブを含む第2のゴム組成物とを含む、請求項1又は2に記載のシリコーン複合材。 - 前記導電性ゴム組成物は、
前記第1のゴム組成物5〜95重量%と、前記第2のゴム組成物5〜95重量%とを含む、請求項3に記載のシリコーン複合材。 - 前記第1のゴム組成物および第2のゴム組成物は、粘度が80,000〜180,000cPである、請求項3または4に記載のシリコーン複合材。
- 前記カーボンナノチューブは、直径が5〜100nmであり、黒鉛層が繊維軸に対して平行方向に伸びている非直線状態のカーボンナノチューブが凝集して2次凝集カーボンナノチューブを構成し、
前記2次凝集カーボンナノチューブは、直径が0.1μm以上、長さが5μm以上の非直線状態であり、長径と短径との比が5以上である、請求項1から5のいずれか一項に記載のシリコーン複合材。 - 下記の数学式1により、液状シリコーンの初期粘度およびシリコーン複合材のターゲット体積抵抗が決定されるステップと、
前記液状シリコーン100重量部に対してカーボンナノチューブが0.5〜3重量部含まれるように、前記決定された初期粘度を有する液状シリコーンに前記カーボンナノチューブを混合し、硬化するステップとを含み、
前記カーボンナノチューブは、アスペクト比が5〜10,000である、
シリコーン複合材の製造方法。
[数学式1]
xは、前記液状シリコーンの初期粘度(cP)であり、せん断速度10s−1の条件で測定されたものであり、
yは、前記シリコーン複合材の体積抵抗(Ωcm)であり、4−プローブで、90Vの電圧条件で測定されたものであって、1〜10 8 の実数であり、
Aは、−9,999,980であり、Bは、45,000であり、Cは、18〜22の実数であり、Dは、0.001〜0.0018の実数であり、Eは、9,999,985である。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載のシリコーン複合材を含む、導電性素材。
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