具有非常低浓度的碳纳米填料的复合材料、其制备方法和所述材料的用图_4

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spect)、表面外观和光学品质方面。
[0081] 考虑到W下非限定性且纯说明性的实施例,得到本发明的更好理解。
[00間 连施例
[0083] 连施例liCNT对聚丙締的机械性能的影响
[0084] 使用得自Arkema的GraphistrengthK CM 12-30级,其包含完全分散在树脂中的 30%的〔饥'〇?!')。
[0085] 使用Buss共捏合机使Graphis仕6113化? CM 12-30分散在PPH聚丙締(具有20的 MFI)中,W获得包含按质量计0.5%的CNT的预复合物。该分散体W 2个步骤制造,第一步 骤产生包含10%的CNT的预复合物,和第二步骤由在PPH中稀释20倍组成。
[0086] 在复合材料产品的通过注射的成形单元中直接地用PPH(MFI 20)干地稀释包含 0. 5%的CNT的预复合物,W获得包含按重量计25ppm、5化pm和95ppm的CNT的复合材料, 分别表示为复合材料1、复合材料2和复合材料3,它们W 6 X 6 X 0. 3cm的板、条和哑铃的形 式提供。
[0087] 使该些复合材料产品经受根据标准ISO 572-2的拉伸测试,其在MTS拉伸测试设 备上W 50mm/分钟的速率从小的哑铃H1开始实施,W将它们的机械性能与不含CNT的PPH 的机械性能进行比较。
[008引该些测试的结果整理于下表1中。
[0089] 表 1
[0090]
【主权项】
1. 包括聚合物成分和基于碳的纳米填料的复合材料,所述基于碳的纳米填料选自碳 纳米管、碳纳米纤维、石墨烯或这些物质以所有比例的混合物,其特征在于,所述基于碳的 纳米填料的重量含量为0.lppm至99ppm,且所述聚合物成分包括聚合物基体,所述聚合物 基体包括选自以下的至少一种热塑性聚合物:烯烃的均聚物和共聚物,例如聚乙烯、聚丙 烯、聚丁二烯、聚丁烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物;丙烯酸类均聚物和共聚物以及聚 ((甲基)丙烯酸烷基酯),例如聚(甲基丙烯酸甲酯);均聚酰胺和共聚酰胺;聚碳酸酯;聚 (对苯二甲酸乙二醇酯);聚(对苯二甲酸丁二醇酯);聚醚,例如聚(苯醚)、聚(甲醛)和 聚(氧化乙烯)或聚(乙二醇);聚苯乙烯;苯乙烯和马来酸酐的共聚物;聚(氯乙烯);含 氟聚合物,例如聚(偏氟乙烯)、聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯;天然橡胶或合成橡胶;热塑性 聚氨酯;聚芳醚酮(PAEK)例如聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮(PEKK);聚醚酰亚胺;聚砜;聚 (苯硫醚);乙酸纤维素;聚(乙酸乙烯酯);和它们的共混物;其可能作为与弹性体树脂基 础物的共混物。
2. 权利要求1的材料,其特征在于,所述基于碳的纳米填料为单独的或作为与石墨烯 的共混物的碳纳米管。
3. 权利要求1或2的材料,其特征在于,所述热塑性聚合物选自:烯烃的均聚物和共聚 物,例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚丁烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物;聚碳酸酯; 以及酰胺的均聚物和共聚物。
4. 前述权利要求任一项的材料,其特征在于,所述弹性体树脂基础物选自氟碳或氟硅 氧烷弹性体;丁二烯的均聚物和共聚物,其任选地由不饱和单体官能化,所述不饱和单体例 如马来酸酐、(甲基)丙烯酸、丙烯腈(NBR)和/或苯乙烯(SBR;SBS;SEBS);氯丁橡胶(或 聚氯丁二烯);聚异丁烯(PIB);聚异丙烯(PIP);聚异戊二烯;异戊二烯与苯乙烯、丁二烯、 丙烯腈和/或甲基丙烯酸甲酯的共聚物;基于丙烯和/或乙烯的共聚物,且特别是基于乙 烯、丙烯和二烯的三元共聚物(EPDM),以及这些烯烃与(甲基)丙烯酸烷基酯或乙酸乙烯 酯的共聚物;天然橡胶(NR);卤化丁基橡胶;有机硅弹性体,例如具有乙烯基末端的聚(二 甲基硅氧烷);聚氨酯(PU);包括(;、(:5、(:6、(:8、(: 9或(:12烯烃的塑性体;聚酯;丙烯酸类聚合 物,例如携带羧酸或环氧官能团的聚(丙烯酸丁酯);以及它们改性的或官能化的衍生物和 它们的共混物。
5. 用于制备复合材料的方法,所述复合材料包括聚合物成分和基于碳的纳米填料,所 述基于碳的纳米填料选自碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯或这些物质以所有比例的混合物, 所述方法包括以下步骤: a) 将浓缩基于碳的纳米填料的母料与聚合物基体引入配混设备中,然后在配混设备中 捏合,以获得预复合物,所述预复合物包含按质量计0. 25%至3%的基于碳的纳米填料; b) 任选地以附聚固体形式、例如粒料或经研磨的粉末转变预复合物; c) 将预复合物引入聚合物基体中以获得复合材料,所述聚合物基体包括选自以下的至 少一种聚合物:单独的或作为与弹性体树脂基础物的共混物的热塑性聚合物。
6. 权利要求5的用于制备复合材料的方法,其特征在于,步骤a)以至少两个相继的步 骤实施,第一个步骤产生包含按质量计2. 5%至10%、优选按质量计2. 5%至5%的基于碳 的纳米填料的预复合物,和第二个步骤产生包含按质量计〇. 25%至3%的基于碳的纳米填 料的预复合物。
7. 权利要求5或6的用于制备复合材料的方法,其特征在于,步骤a)的聚合物基体与 步骤c)的聚合物基体相同。
8. 权利要求5或6的用于制备复合材料的方法,其特征在于,根据步骤c)的将预复合 物引入聚合物基体中直接在用于使所述复合材料成形的机器例如注塑设备中干地进行。
9. 根据权利要求5-8任一项的方法能够获得的复合材料。
10. 权利要求9的材料,其特征在于,它包含按质量计0.lppm至0.25 %的基于碳的纳 米填料,优选按质量计〇.lppm至0. 1 %的基于碳的纳米填料,更优选0.lppm至99ppm的基 于碳的纳米填料,所述基于碳的纳米填料选自碳纳米管、碳纳米纤维、石墨稀或这些物质以 所有比例的混合物。
11. 根据权利要求1-4任一项或根据权利要求9或10的复合材料在制造各种复合物产 品中的用途,所述复合物产品例如纱、膜、管、纤维、无纺物,例如织物或毡,所述产品可用于 光纤导管,缆线加工,废水或废气或工业用水或工业用气管道,挤出或模塑的涂层,通过注 塑、挤出、压缩或模塑制造的制品,用在机动车业中,或用在农业领域中、特别是用于保护农 业用地。
12. 具有0.lppm至99ppm含量的基于碳的纳米填料用于改善聚合物基体的机械性能、 特别是拉伸性能、同时使根据任何合适的技术、特别是通过注塑、挤出、压缩、模塑或纤维的 纺丝使其成形为复合物部件容易、和同时在这些复合物部件的制造期间改善其静电耗散能 力的用途,所述基于碳的纳米填料选自碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯或这些物质以所有比 例的混合物,所述聚合物基体包括选自以下的至少一种聚合物:单独的或作为与弹性体树 脂基础物的共混物的热塑性聚合物。
【专利摘要】本发明涉及包含聚合物成分和非常低浓度的碳纳米填料(特别是碳纳米管)的复合材料,所述复合材料具有改进的机械性能。本发明还涉及用于制造所述复合材料的方法及其不同的用途。本发明进一步涉及浓度为0.1ppm至99ppm的碳纳米填料用于改进聚合物基体的机械性能(特别是拉伸性能)、同时使采用任何合适的技术(特别是注射、挤出、压缩或模塑)使其成形为复合物部件容易、和同时改善其静电耗散能力的用途,所述聚合物基体包括选自以下的至少一种聚合物:单独的或与弹性体树脂基础物混合的热塑性聚合物。
【IPC分类】C08J5-00, B29C70-12, C08L23-02, B29B7-38, C08K3-04, C08J3-22
【公开号】CN104603184
【申请号】CN201380041303
【发明人】A.科尔曾科, P.德尔普拉特, C.布卢特奥, A.泰默申科, A.戈亚克金, D.扎卡罗夫
【申请人】阿克马法国公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年6月3日
【公告号】EP2855564A1, US20150147506, WO2013182792A1, WO2013182792A8
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