Фторуглеродные частицы, способ их получения, водо- и маслоотталкивающие средства, агенты неклейкости, твердые смазки, агенты для придания электрической проводимости, добавки к тонеру, композитные материалы, фиксирующие валики и способ их изготовления, тонкоизмельченные композитные частицы, газодиффузионные электроды, топливный элемент, воздушные батареи и щелочные аккумуляторные батареи

Фторуглеродные частицы, способ их получения, водо- и маслоотталкивающие средства, агенты неклейкости, твердые смазки, агенты для придания электрической проводимости, добавки к тонеру, композитные материалы, фиксирующие валики и способ их изготовления, тонкоизмельченные композитные частицы, газодиффузионные электроды, топливный элемент, воздушные батареи и щелочные аккумуляторные батареи

Реферат

 

Изобретение предназначено для отраслей, в которых могут быть использованы фторуглеродные частицы. Среднечисленный размер 0,01 - 50 мкм. Распределение частиц с этим размером 20 % от среднечисленного размера до по крайней мере 50% всего количества частиц. Истинный удельный вес 1,7 - 2,5. Отношение F/С частицы в целом 0,001 - 0,5, на поверхности - 0,1 - 2,0. Степень сферичности 0,8 - 1,0. Фторуглеродные частицы получают нагреванием углеродных частиц с указанными параметрами до 350 - 600^oC и пропусканием газообразного фтора. Агенты неклейкости, твердые смазки, водо- и маслоотталкивающие средства, агенты для придания электрической проводимости, добавки к тонеру включают эти фторуглеродные частицы. Композитные материалы включают матрицу - смолы, каучуки, металлы, керамику, микрочастицы мезоуглерода, игольчатый кокс, углеродную сажу, пек, деготь, масла, органические растворители, воду или водные растворы и диспергированные в матрице фторуглеродные частицы. Тонкоизмельченные композитные частицы содержат ядро из твердых вышеуказанных материалов и покрытие - фторуглеродные частицы. Фиксирующие валики получают электроосаждением тонкоизмельченных композитных частиц и термообработкой. Газодиффузионные электроды содержат поверхностный слой из фторуглеродных частиц или композиционных материалов. Топливные элементы и воздушные батареи включают эти газодиффузионные электроды. Аноды щелочных аккумуляторных батарей изготовлены с использованием фторуглеродных частиц или композитных материалов. Технический результат - получение новых фторуглеродных частиц, в которых количество поглощаемого дорогого газообразного фтора уменьшено. 16 с. и 9 з.п.ф-лы, 1 ил., 12 табл.

Настоящее изобретение относится к новым фторуглеродным частицам и способу их получения и применения в качестве водоотталкивающих и маслоотталкивающих агентов, агентов не повышающих клейкость, твердых смазок, агентов для придания электрической проводимости, композитных материалов различных форм, добавок к тонерам и добавок для нанесения покрытия на подложку для проявления электростатического изображения, фиксирующих валиков, топливных элементов на основе фосфорной кислоты воздушно-цинковых батарей и никель/металгидридных батарей.

Известный уровень техники Фторуглероды могут быть получены фторированием различных порошковых углеродных материалов и формируются в виде твердых порошков. Так как фторуглероды имеют чрезвычайно низкую поверхностную энергию и могут проявлять превосходные характеристики в сложных условиях независимо от атмосферы, фторуглероды были оценены как превосходные промышленные материалы в разнообразных технических областях, например, агенты для водо- и маслоотталкивания, соединения для антиадгезионных смазок, агенты не повышающие клейкость и твердые смазки.

Когда используют эти превосходные свойства фторуглеродов, вместо того, чтобы применять фторуглеродный порошок сам по себе в форме порошка, фторуглероды обычно применяют, например, путем добавления и диспергирования фторуглеродных частиц в материалы, такие как смолы и каучуки, путем диспергирования в масле, смазки, органические растворители или водные растворы или путем получения тонкодисперсных композитов с другими порошками.

Однако, когда используют вышеуказанные разнообразные превосходные свойства фторуглерода путем составления композиции из его порошка с другими материалами, то появляется проблема, связанная с тем, что фторуглерод труден для однородного и устойчивого диспергирования в другие материалы и желаемые свойства не могут быть получены в достаточной степени.

Причина заключается в том, что как обычно промышленно используемые фторуглеродные частицы являются высокофторированными по всей внутренней части, при получении частиц, которые полностью находятся в форме фторуглерода, 1/удельный вес повышается от 2,5 до 3,0, и 2/ в процессе стадии фторирования частицы разрушаются вследствие напряжения, возникшего во всей частице, что делает очень широким распределение частиц по размеру и делает форму частиц неправильной из-за того, что, хотя параметр /001/ плоскости микрокристалла графита составляет 0,34 нм, параметр плоскости фторуглерода расширяется от 0,6 до 0,9 нм вследствие фторирования. Поэтому полностью фторированный фторуглерод является плохим в отношении диспергируемости и текучести порошка.

Если могут быть получены фторуглеродные частицы, имеющие низкий удельный вес и узкое распределение частиц по размеру, то такие фторуглеродные частицы обладают преимуществом с точки зрения того, что их отличие по удельному весу от диспергирующей среды приводит к небольшому повышению диспергируемости. Например, в качестве фторуглеродных частиц, которые могут иметь низкий удельный вес, японский патент JP-A-142968/1975 раскрывает фторуглеродные частицы, имеющие содержание фтора от 35 до 55 вес.% /соответствующие атомному отношению атома фтора к атому углерода/, обозначенному далее как "F/C" /от 0,34 до 0,77/.

Однако фторуглеродные частицы, имеющие такое высокое отношение F/C, в пределах указанной выше области находятся в таком состоянии, что параметр /001/ плоскости кристалла является максимальным и, таким образом, как упомянуто выше, частицы имеют тенденцию к разрушению. Поэтому при диспергировании в другие материалы остается проблема, связанная с диспергируемостью, и поэтому не могут быть проявлены превосходные свойства смазывания.

Кроме того, известно, что модифицированные углеродные материалы для композитных материалов получают обработкой углеродной поверхности газообразным фтором при температуре от 80 до 50^oC /JP-B-38686/1992/. Однако на поверхности материала не появляется какого-либо фторуглерода, а появляется только слабая полу-ионная C-F связь, которая вносит вклад в гидрофильные свойства. Таким образом, обработанный фторуглерод не обнаруживает водоотталкивающего свойства, которое свойственно фторуглероду, а скорее становится более гидрофильным, чем исходный углеродный материал /Proceedings of 16th Fluorine Chemistry Canferenee, p. 16 (Sep. 20, 1991), 17th Proceedings of Fluorine Chemistry Conference, p. 21-22 (Sep. 21, 1992)/.

Существует графитовый материал для атомных реакторов, который содержит фторуглерод частично или полностью на его поверхностной области или в порах поверхностного слоя /J-B-31283/1981/. Этот патент направлен на формование графита и технически отличается от фторида углерода, который используют в виде добавок к другим материалам.

С этих точек зрения настоящее изобретение является более совершенным и одной из целей изобретения являются фторуглеродные частицы, имеющие поверхностную диспергируемость и текучесть порошка и, кроме того, контролируемую проводимость и способность к зарядке /charging propertu/, которые не свойственны обычным фторуглеродным частицам, а также водоотталкивающее свойство, маслоотталкивающее свойство, неадгезивное и несмачивающее свойство и коррозионную устойчивость, которые свойственны обычным фторуглеродным частицам, указанные фторуглеродные частицы являются фторуглеродными частицами с низким удельным весом, в которых F/C в целом поддерживается на низком уровне, но F/C на поверхности частицы является высокой.

Целью настоящего изобретения является способ получения новых фторуглеродных частиц, в которых количество поглощаемого дорогого газообразного фтора может быть уменьшено.

Целью настоящего изобретения является придание новому фторуглероду, в применениях, водо- и маслоотталкивающих свойств, свойства выступать в качестве агента не повышающего клейкость, в качестве твердой смазки и в качестве агента для придания электрической проводимости.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение композитного материал, который совмещают с другими различными материалами различными способами.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение добавки к тонерам, которая дает превосходный эффект, потому что количество тонеров, прилипающих к поверхности носителя для проявления электростатического изображения, может быть снижено и, таким образом, осветляющее свойство тонеров, остающихся на поверхности фоторецептора, может быть улучшено.

Дальнейшей целью настоящего изобретения является обеспечение добавки для нанесения покрытия на подложку для того, чтобы получить носитель для проявления электростатического изображения, которое обладает превосходной износостойкостью и свойством тонер-спент (toner - spent) и не дает нарушения в заряде тонера.

Целью настоящего изобретения является обеспечение фиксирующего валика для проявления электростатического изображения, который не вызывает ни теплового отслоения, ни электростатического отслоения.

Целью настоящего изобретения является также обеспечение газообразного диффузионного электрода для топливного элемента на основе фосфорной кислоты или воздушной батареи, которая имеет небольшое внутреннее сопротивление и продолжительное время жизни.

Целью настоящего изобретения является обеспечение щелочных батарей использующих водородпоглощающий сплав, который обладает преимуществом в отношении быстрой зарядки и имеет продолжительный цикл зарядки - разрядки.

Раскрытие изобретения Настоящее изобретение относится к фторуглеродным частицам, в которых среднечисленный размер частиц составляет 0,01-50 мкм, содержание частиц, имеющих такой диаметр таково, что распределение частиц по размеру находится в пределах от среднечисленного размера частиц 20% до по крайней мере 50% количества всех частиц, истинный удельный вес составляет 1,7-2,5, F/C для частиц в целом составляет 0,001-, 05, предпочтительно 0,001-0,3, наиболее предпочтительно 0,001-0,2 и F/C на поверхности частиц всегда больше чем F/С в целом и составляет 0,1-2,0, предпочтительно 0,3-2,0.

Настоящее изобретение также относится к способу получения фторуглеродных частиц, который включает предварительное нагревание при 350-600^oC углеродного порошка, в котором среднечисленный размер частиц составляет 0,01-50 мкм и содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение частиц по размеру находится в пределах от среднечисленного размера частиц 20% до по крайней мере 50% количества всех частиц, введение газообразного фтора и затем взаимодействие углеродных частиц с газообразным фтором при температуре в указанном выше пределе.

Настоящее изобретение относится также к использованию указанных выше фторуглеродных частиц, например, для водо- и маслоотталкивания, для получения агентов, не повышающих клейкость, в качестве твердой смазки, в качестве агента для придания электрической проводимости, в качестве добавки для нанесения покрытия на подложку для проявления электростатического изображения, в качестве композитного материала, объединенного с другими материалами и тонкодисперсных композитных частиц, покрытых другими материалами, и к использованию вышеуказанного материала для фиксирующих валиков, газового диффузионного электрода, топливного элемента на основе фосфорной кислоты, воздушной батареи и щелочной батареи.

Настоящее изобретение относится к добавке для тонеров для проявления электростатического изображения включающий фторуглеродные частицы, в которых среднечисленный размер частиц составляет 0,01-50 мкм, содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение размера частиц находится в пределах от среднечисленного размера частиц 20% до по крайней мере 50% количество всех частиц, истинный удельный вес составляет 1,7-2,5, величина F/C в целом, составляет 0,001-0,3 и F/C на поверхности всегда выше, чем величина F/C в целом и составляет 0,1-2,0.

На чертеже дано схематическое изображение одного из вариантов конструкции топливного элемента на основе фосфорной кислоты согласно настоящего изобретения.

Фторуглеродные частицы настоящего изобретения представляют частицы, имеющие так называемую структуру ядро - оболочка и включает части ядра, в основном состоящего из углерода, и часть оболочки, которая является очень тонкой и содержит большое количество фторуглерода, величина F/C части оболочки всегда выше, чем у ядра.

Причина, по которой фторуглеродные частицы настоящего изобретения трудно разрушаются, несмотря на то, что величина F/C части оболочки является большой, заключается в том, как полагают, что фторуглерод присутствует в относительно большом количестве в поверхностной части, ограничивая напряжение только вблизи поверхностной области и, как объяснялось ранее в литературе, напряжение не проникает во внутреннюю часть и, таким образом, нарушение не будет происходить в области всей частицы.

Фторуглерод, полученный согласно настоящего изобретения, не имеет четкого пика в области, близкой к угловой дифракции, соответствующей /001/ плоскости, полученной на рентгеновском дифрактометре, и даже если пик наблюдается, то такой пик является широким. Предполагают, что в зависимости от типа исходного углерода, так как фторуглерод существует в виде тонкого слоя на поверхности частиц, резкий пик может не наблюдаться.

Фторуглерод в настоящем изобретении обычно получают взаимодействием различных углеродных материалов с фтором, и он в основном включает неорганический полимерный фторуглерод, в котором атомы углерода связаны ковалентно, химически.

Фторуглеродные частицы настоящего изобретения имеют среднечисленный размер частиц 0,01-50 мкм. Если среднечисленный размер становится меньше, имеет место сильная тенденция к вторичной аггломерации и, таким образом, при использовании он становится трудным для однородного диспергирования в материалах. Если становится больше, диспергируемость становится хуже. Предпочтительная область составляет 0,01-20 мкм, более предпочтительная 0,1-10 мкм.

В настоящем изобретении распределение размера частиц и среднечисленный размер частиц определяют следующим образом.

Измеряют размеры 100 статистически выбранных частиц на фотографии, полученной на электронном микроскопе. Исходя из числа частиц с определенным размером, получают распределение размера частиц. Затем рассчитывают среднечисленный размер частиц из распределения размера частиц.

Фторуглеродные частицы настоящего изобретения имеют распределение размера частиц, в котором содержание частиц, имеющих такой диаметр, такова, что распределение размера частиц находится в пределах от среднечисленного размера частиц 20% до по крайней мере 50% всех частиц. Если распределение размера частиц становится шире, величина F/C в целом и F/C на поверхности становятся неоднородными, т.е. частицы, имеющие слишком большие или слишком малые величины F/C, присутствуют в смешанном виде дополнительно к частицам, имеющим желаемую величину F/C. Предпочтительное распределение размера частиц является таким, что частицы имеют такой диаметр, при котором распределение размера частиц находится в пределах от среднечисленного размера частиц 20% до, по крайней мере 60% от всего количества, более предпочтительно, по крайней мере, 70% от всего количества частиц.

Фторуглеродные частицы настоящего изобретения имеют истинный удельный вес 1,7-2,5. Самый нижний предел истинного удельного веса зависит от истинного удельного веса исходного углерода. Если истинный удельный вес больше 2,5, фторуглерод не может поддерживать свою сферическую форму и является плохо диспергируемым. Предпочтительный истинный удельный вес составляет 1,7-2,3, более предпочтительно 1,7-2,0.

Истинный удельный вес фторуглеродных частиц изменяют с помощью обычного способа, в котором, например, используют этанол, описанный в Hideaki Chihara "Butsuvikagakau jikkendo" 3rd ed. Tokyo Kagaku Dojin /1988/, и частицы взвешивают в пикнометре.

Величина F/C частицы в целом остается между 0,001 и 0,5. Если величина F/C меньше, желаемое исполнение не может быть получено, потому что недостаточно количество фторуглерода. Если больше, частица начинает разрушаться и, таким образом, не поддерживает своей сферической формы, что является результатом плохой диспергируемости. Предпочтительная величина F/C составляет 0,001-0,3, более предпочтительно 0,001-0,2.

В настоящем изобретении величину F/C частицы в целом измеряют следующим образом.

Фторуглеродные частицы сжигают вместе с агентом, улучшающим сгорание Na₂O₂ и полиэтиленовой пленкой в склянке, наполненной кислородом, и полученный фтористый водород HF абсорбируют в воду. Количество полученного HF измеряют ионометром с селективным фторидным электродом /Io Analyzer 901 of Orion Corp/. Из измеренной величины относительно всей оставшейся части фторуглеродной частицы в виде углерода рассчитывают отношение F/C числа атомов фтора к числу атомов углерода. Полученная величина представляет F/C частицы в целом.

Величину F/C фторуглеродной частицы на поверхности определяют следующим образом.

F₁S спектр /680-700 эв/ и C₁S спектр /280-300 эв/ фторуглеродной частицы измеряют с помощью рентгеновского фотоэлектронного спектрометра /ES CA-750 Shimadzu Ca, Ltd. /. Из отношения площадей в спектральном атласе, соответствующем каждому спектру, рассчитывают отношение F/C числа атомов фтора к числу атомов углерода на поверхности фторуглеродной частицы.

Величина F/C на поверхности составляет 0,1-2,0, предпочтительно 0,3-2,0, более предпочтительно 0,5-1,5.

Фторуглеродные частицы настоящего изобретения являются превосходными по диспергируемости и текучести порошка. Эти свойства далее улучшаются, если форма частиц приближается к сферической. Обычно используют степень сферичности, которая указывает, какую приблизительно сферичность имеет частица. Фторуглеродные частицы настоящего изобретения имеют степень сферичности 0,5-1,0, предпочтительно 0,8-1,0.

Степень сферичности фторуглеродных частиц настоящего изобретения определяют с помощью отношения /периферической длины круга, который имеет такую же площадь, как площадь проектированного изображения частицы/ /длине профиля проектированного изображения частицы/, и описано в Kiichira Kubo et al. "Funtai Rivon to Oyo" 2-е изд., стр. 50. Marnzen /1979/. В способе, приведенном в качестве примера, эта степень сферичности может быть измерена путем использования анализатора изображения /TV IP-4100 II of Nippon Avioniсs Co Ltd/. Если частица является совершенно сферической, степень сферичности составляет 1,0. Если частица растягивается или становится неправильной, степень сферичности становится малой.

Получение фторуглеродных частиц настоящего изобретения можно проводить предварительным нагреванием от 350^o до 600^oC углеродных частиц, в которых среднечисленный размер частиц составляет 0,01-50 мкм и содержание частиц, имеющих такой диаметр таково, что распределение размера частицы находится в пределах от среднечисленного размера частицы 20% до по крайней мере 50% количества всех частиц, введением газообразного фтора и взаимодействием углеродных частиц с фтором при температуре в указанной выше области в течение данного времени для фторирования углеродных частиц.

В настоящем изобретении причина, по которой углеродные частицы предварительно нагревают до температуры реакции, заключается в том, что фторируют поверхность углеродной частицы в течение короткого времени при постоянной температуре. Если предварительное нагревание не проводят, углеродные частицы постепенно фторируются при низкой температуре, которая не может обеспечить фторуглеродные частицы настоящего изобретения.

В способе настоящего изобретения углеродные частицы, имеющие данные свойства, фторируют при температуре от около 350^o до около 600^oC в течение данного времени в присутствии фтора. Если температура реакции ниже чем около 350^oC, поверхность углеродных частиц не может в достаточной степени провзаимодействовать с фтором, если выше чем около 600^oC, то появляется тенденция к тому, что имеет место предпочтительно реакция термического разложения, а не образования фторуглеродных частиц. Время реакции изменяется с изменением температуры реакции. Если время реакции короче, то трудно провести фторирование поверхности углеродных частиц достаточно и однородно. Если длиннее, фторирование происходит также внутри углеродной частицы, поэтому частицы разрушаются, превращаясь в аморфную форму. Предпочтительная температура реакции изменяется в зависимости от типа и размера углеродной частицы и составляет 400-550^oC, более предпочтительно 400-500^oC. Время реакции обычно составляет от 1 минуты до 6 часов, предпочтительно от 5 минут до 3 часов, более предпочтительно от 10 минут до 2 часов.

Согласно способу настоящего изобретения, так как реакцию проводят в течение относительно короткого времени при данных условиях реакции, полученные фторуглеродные частицы имеют низкую величину F/C в ядре частицы и высокую величину F/C на поверхности /оболочка частицы/ углеродной частицы.

Газообразный фтор обычно вводят после разбавления азотом, аргоном, гелием, воздухом или им подобными соединениями до 2-100 объемных %, предпочтительно 2-50 объемных %, более предпочтительно 5-20 объемных %. В разбавленный газ, если необходимо, добавляют кислород, тетрафторуглерод, фтористый водород и им подобные. После реакции газообразный фтор постепенно вытесняется инертным газом и затем фторуглеродные частицы охлаждают.

Исходные углеродные частицы, использованные в способе настоящего изобретения, имеют степень сферичности, равную желаемой степени сферичности фторуглеродных частиц. Степень сферичности углеродных частиц составляет обычно 0,5-1,0, предпочтительно, 0,8-1,0.

Примерами фторуглеродных частиц для фторирования в способе настоящего изобретения являются, например, мезоуглеродные микрошарики /MC/ /углерод термически обработанный при 2800^oC, полученный из OSAKA GaS Ca., Ltd; среднечисленный размер частицы: 6-20 мкм; содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение размера частицы находится в пределах среднечисленного размера частицы 20%: 50%; степень сферичности: 0,7-0,8; истинный удельный вес 2,1-2,2; тонко диспергированный термический углерод /FT/, получаемый из Asahi Carbon Co., Ltd: среднечисленный размер частицы: 0,09 мкм; распределение размера частиц /частиц, находящихся в пределах среднечисленного размера частиц 20% /: 70%; степень сферичности: 0,9-1,0; истинный удельный вес: 1,8-1,9; средние термические частицы, получаемые из Columbia Corbon Co., Ltd: среднечисленный размер частицы: 0,35 мкм; распределение размера частицы /частиц, находящихся в пределах среднечисленного размера частицы 20%/ : 60%; степень сферичности: 0,9-1,0; истинный удельный вес: 1,8-1,9; ацетиленовая сажа Denka Black, получаемая из Denki Kagaku Kogyo Co. , Ltd: среднечисленный размер частицы: 0,04 мкм; распределение размера частицы /частиц, находящихся в пределах среднечисленного размера частицы 20%/ : 70%; степень сферичности: 0,9-1,0; истинный удельный вес: 1,8-1,9; сажа печи и им подобные.

Фторуглеродные частицы настоящего изобретения являются превосходными по свойству текучести порошка. Поэтому они имеют хорошие перерабатывающие свойства не только, когда используются сами по себе, но также, когда используются при добавлении к смолам, каучукам, пленкам, краскам, маслам, водным растворам, смазкам, другим различным неорганическим материалам и другим различным металлическим материалам и, как упомянуто выше, обладают также хорошей диспергируемостью.

Применения, использующие водоотталкивающее свойство, представляют, например, добавки для пленок, добавки для смол, добавки для красок и добавки для каучуков и добавки для дисперсий для гальванических покрытий. Конкретными примерами являются, например, воздушный электрод для воздушной батареи, газовый диффузионный электрод для топливной ячейки на основе фосфорной кислоты, анод для закрытого типа вторичной батареи, имеющий анод из сплава, поглощающего водород и им подобные.

Применения, использующие свойство неклейкости /разъединения/, представляют, например добавку для пленок, добавку для смол, добавку для красок и добавку для каучуков и конкретными примерами являются, например, фиксирующий валик для электростатической копирующей машины, головка для формования смолы и антиадгезионный агент для пластика, каучука, головка для отливки изделий, стеклянные изделия и спекшихся сплавов и им подобные.

Применения, использующие смазывающие свойства, представляют, например, и добавку для смазывающих масел и смазок. Примерами смазывающих масел являются, например, минеральные масла, такие как нафтеновые углеводороды, парафиновые углеводороды и ароматические углеводороды; синтетические масла такие как полимеризованные олефиновые масла, диэфирные масла, полиалкиленгликолевые масла, галоидированные углеводородные масла, силиконовые масла и фосфатные масла; жидкие жиры. Примерами смазок являются смазки, полученные добавлением металлического мыла, бентонита, силикагеля, фталлоцианина меди, аллилмочевины и фторсодержащей смолы к основному маслу, такому как упомянутое выше минеральное масло или синтетическое масло.

Конкретные примеры представляют машинное масло для автомобилей, смазку для подшипника, графитовую смазку, смазку для вытяжки металла и им подобные.

Фторуглеродные частицы обладают удивительным свойством, т.е. контролируемой электрической проводимостью. Углеродные частицы, такие как углеродная сажа, являются электрически проводящими, но фторированный углерод становится изолятором. Хотя проводимость остается в некоторой степени в неполностью фторированном углероде, так как углерод фторируется в целом, остающаяся проводимость очень низкая и недостаточна для того, чтобы обеспечить дополнительное использование в качестве агента для придания проводимости. Фторуглеродные частицы настоящего изобретения, имеют, как упомянуто выше, структуру ядро-оболочка и ту часть, которая представляет оболочку, является очень тонким фторуглеродным слоем. Поэтому предполагается, что проводимость углерода той части, которая является ядром, не теряется.

Таким образом, фторуглеродные частицы настоящего изобретения могут быть далее применены для использования в электропроводимости. В качестве примеров этого можно привести, например, проводящую краску, антистатическую смолообразную композицию, антистатический контейнер для полупроводниковой насадки, антистатическую и образивоустойчивую пластину, чистящий элемент для очистки поверхности фоточувствительного барабана электростатической копирующей машины, фиксирующий валик электростатической копирующей машины, тонер или носитель для электростатической копирующей машины, переменный резистор, газодиффузионный электрод для топливной ячейки на основе фосфорной кислоты, воздушный электрод для воздушной батареи, агент для обработки поверхности для сплава, поглощающего водород в щелочной батареи, и им подобные.

Хотя фторуглеродные частицы могут быть применены сами по себе в различных применениях, использующих их превосходные свойства, объединением с другими материалами можно обеспечить специфические функции фторуглеродных частиц настоящего изобретения с другими материалами.

Примеры композитных материалов, представляют, например, композитные материалы, в которые добавляют фторуглеродные частицы и диспергируют в твердые материалы, такие как смолы, каучуки, металлы, керамику и углероды, жидкие материалы, такие как масла, органические растворители, вода и различные водные растворы. В качестве смол применяют смолы, которым могут быть приданы специфические функции фторуглерода. Примерами синтетических смол являются фенольная смола, карбамидная смола, эпоксисмола, фторсодержащая смола, ацетальная смола, поликарбонат, полиамид, полиимид, полиэфир, полифениленсульфид, силиконовая смола и им подобные. Примерами каучуков являются стирол-бутадиеновый каучук, хлоропреновый каучук, неопреновый каучук, нитрильный каучук, этилен-пропилен-бутадиеновый каучук и им подобные. Примерами металлов являются алюминий, титан, никель, свинец, олово, медь, цинк и им подобные. Могут быть также применены сплавы, такие как дюралюминий, нержавеющая сталь и сплав, поглощающий водород. Примерами керамик являются SiC, Si₃N₄, BN, AlN, PbSnF₄, а также оксиды, такие как оксид алюминия, циркония, иттрия и титана и им подобные. Примерами углеродов являются микрочастицы мезоуглерода, игольчатый кокс, углеродная сажа, пек, деготь и им подобные. Примерами масел являются минеральные масла и синтетические масла, такие как полиэфирные масла, а также фторсодержащие масла, такие как перфторполиэфирные и CTF E олигомерное. Однако масла, которые содержат аминовую добавку, не являются предпочтительными. Примерами органических растворителей являются спирты, такие как этанол, углеводороды, такие как бензол, галоидированные углеводороды /в молекуле может содержаться атом водорода/, и им подобные. Примерами водных растворов являются водные растворы, содержащие поверхностно-активное вещество, специфический раствор для гальванического покрытия и им подобные.

Композит с твердым материалом может быть получен, например, диспергированием фторуглеродных частиц в виде твердого вещества в соответствующий органический растворитель или водный раствор и в процессе покрытия или после него высушиванием дисперсии для удаления органического растворителя или им подобного. Если необходимо, может быть проведена последующая обработка, такая как спекание. Может быть применен другой способ, по которому может быть получено твердое вещество сразу получением тонкодиспергированных частиц композита, как упомянуто далее, порошкообразных кроющих частиц или непосредственно спрессованных частиц и, если необходимо, последующей обработкой подобной спеканию. Согласно этому способу твердое вещество может быть получено в виде тонкой пленки, такой как пленка, пористая мембрана или покрытие и спрессованное изделие.

Композит с жидким материалом может быть получен, например, диспергированием фторуглеродных частиц в жидкий материал с помощью ультразвуковой диспергирующей машины. Если необходимо, могут быть введены добавки, такие как поверхностно-активное вещество. Жидкий композит может быть в форме краски, разбрызгивающего раствора, плакирующего раствора, смазывающего масла, смазки и им подобных.

Кроме того, можно получать тонкодиспергированные частицы композита покрытием твердых частиц фторуглеродными частицами настоящего изобретения. Примерами твердых частиц являются, например, частицы смолы, частицы каучука, частицы металла, частицы керамики, частицы углерода и им подобных. Применимый размер частиц находится в пределах 0,1 - 500 мкм и форма твердой частицы может быть несферической. Предпочтительный способ для покрытия фторуглеродными частицами представляет, например, способ, в котором используют способ ударного смешения или смешения с помощью мешалки, который проводят на машине с улучшенной ударной поверхностью или в смесителе с высокоскоростным перемешиванием /сухого типа/. Частицы тонкодисперсного композита являются пригодными для применений в качестве водо- и маслоотталкивателя, агента неклейкости, твердой смазки и агента для придания электрической проводимости и им подобных и, более конкретно, порошкообразной краски для электростатического покрытия, порошка для распыления пламени, порошка для порошкообразной металлургии, добавки для плакирующей дисперсии, добавки к тонерам для проявления электростатического изображения, добавки к смолообразному покрытию носителя для проявления электрического изображения, электрода щелочных батарей из сплава, поглощающего водород, в котором используют сплав, поглощающий водород, смазки для обработки металла волочением, добавки для покрытия фиксирующих валиков и им подобных.

Фторуглеродные частицы настоящего изобретения являются особенно полезными в качестве добавки для тонера для проявления электростатического изображения. Фторуглеродные частицы предварительно добавляли к тонерам для того, чтобы предотвратить адгезию тонеров к поверхности носителя или поверхности фоточувствительного слоя. Однако эффект предотвращения адгезии в известных ранее способах является незначительным, потому что фторуглеродные частицы, полученные известными ранее способами, обладают плохой текучестью порошка из-за их неправильной формы и широкого распределения частиц и, таким образом, недостаточно диспергируют в тонерах. Фторуглеродные частицы настоящего изобретения обладают превосходной диспергируемостью и текучестью порошка и являются добавкой к тонеру, который не был известен ранее.

А именно настоящее изобретение также относится к добавке к тонеру для проявления электростатического изображения, включающей фторуглеродные частицы, в которых среднечисленный размер частицы представляет 0,01-10 мкм, предпочтительно 0,1-10 мкм, содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение размера частиц измеряется в пределах от среднечисленного размера частицы 20% до по крайней мере 50% всего количества частиц, истинный удельный вес равен 1,7-2,5, величина F/C частицы на поверхности всегда выше величины F/C в целом и равна 0,1-2,0.

Фторуглеродные частицы, использованные в добавке к тонеру для проявления электростатического изображения, представляют те же самые фторуглеродные частицы настоящего изобретения, за исключением тех частиц, среднечисленный размер которых составляет 0,01-10 мкм. Если среднечисленный размер частицы фторуглеродных частиц больше 10 мкм, то проявляется тенденция к тому, что характеристики тонера не могут быть достаточно показательными, так как размер частицы становится близок к размеру частицы тонера.

Так как добавка к тонеру для проявления электростатического изображения настоящего изобретения имеет однородную форму, узкое распределение размера частиц и малый истинный удельный вес, добавка обладает превосходной текучестью порошка и диспергируемостью и, таким образом, однородно диспергируется в тонере. В результате, так как поверхность добавки к тонеру является фторированной, улучшается эффект предотвращения адгезии тонера к поверхности носителя и удаляемости остающегося тонера с фоточувствительного барабана.

Добавку к тонеру для проявления электростатического изображения настоящего изобретения используют добавлением к тонеру с обычно смешиваемыми компонентами. Примеры обычных компонентов, которые являются составляющими тонер, представляют, например, связующую смолу, окрашивающий агент и им подобные.

Количество добавки к тонеру для проявления электростатического изображения составляет 0,01-10 весовых частей на 100 весовых части тонера. Если количество больше, характеристики тонера не могут быть показательными, а если меньше, эффекты добавки не могут быть получены. Предпочтительное количество составляет 0,1-3 весовых части.

Примерами связующих смол являются, например: гомо- или сополимеры стиролов, такие как стирол, хлоростирол и винилстирол; моноолефины, такие как этилен, пропилен, бутилен и изобутилен; виниловые эфиры такие как вилилацетат, винилпропионат, винилбутилат, винилпропианат и винилбензоат; эфиры -метиленалифатических монокарбоновых кислот, такие как метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат, додецилакрилат, октилакрилат, фенилакрилат, метилметакрилат, этилметакрилат и бутилметакрила; виниловые эфиры, такие как винилметиловый эфир, винилэтиловый эфир и винилбутиловый эфир; финилкетоны такие как винилметилкетон, винилгексилкетон и винилизопренилкетон; и им подобные, более конкретно, полистирол, стирол-алкилакрилатный сополимер, сополимер стирола с малеиновым ангидридом, полиэтилен, полипропилен и им подобные. В качестве связующих смол могут быть также применены полиэфиры, полиуретаны, эпоксисмолы, силиконовые смолы, полиамиды, древесные смолы, парафины и им подобные. Примерами окрашивающих агентов являются, например, углеродная сажа, нитрозиновый краситель, анилиновый голубой, Karcoil голубой, хромовый желтый, ультр