切混合器(SiIverson L5M-A，具有方孔高剪切混合筛的标准 混合组件)在8,000rpm下进一步混合10分钟。随后将等体积的甲醇（Sigma-Aldrich，ACS试 剂级)添加到各个混合物中，以沉淀聚合物复合材料固体。将所得淤浆在〇°C下以3，OOOrpm 离心30分钟，并且将上清液倾析以分离固体。通过添加与先前添加相同的体积、接着离心并 倾析来用新鲜甲醇将固体洗涤两次。随后将固体转移至铝干燥盘，并且在大约150°C的温度 和大约30mmHg的压力下在真空炉中干燥。将干燥的复合材料样品恪融压制成1 -mm厚的测试 片。
[0102] 实施例6-含有3:1的共剥离石墨烯:MWCNT比率的聚碳酸酯复合材料的导电性
[0103] 在本文提供的技术的实施方案的开发过程中，对聚碳酸酯复合材料的电阻率进行 测试。具体地讲，使用兆欧计（Static Solutions RT-1000)测试包含3:1的共剥离石墨稀： MWCNT比率(例如，如上所述)的聚碳酸酯复合材料测试片的电阻率。
[0104] 收集的数据表明，电阻率随着纳米材料负载从0%增加至9.4%而降低10个数量 级，并且随着负载从9.4%增加至25%而进一步降低另一个数量级（图4)。此外，数据表明， 在大约1 %至5 %的负载下的聚碳酸酯中3:1的共剥离的石墨烯:MWCNT比率对于提供在ESD 范围内的电导率是有用的，而5%和更大的负载对于提供在EMI屏蔽范围内的电导率是有用 的(参见例如图4)。
[0105] 实施例7-通过在微型挤出机上熔融配混来由PC母料制备石墨烯/MWCNT/PC纳米复 合材料
[0106] 在本文提供的技术的实施方案的开发过程中，已进行实验来测试含有3:1的石墨 烯:MWCNT比率和25%总碳负载的石墨烯/^WCNT/PC复合材料。具体地讲，包含含有3:1的石 墨烯:MWCNT比率和25 %总碳负载的石墨烯/MWCNT/PC复合材料的母料如上所述制备，并且 用于产生具有更低负载的一系列纳米复合材料。将母料与PC(RTP)在各种稀释比率下混合， 以产生具有1.0重量％、5.0重量％、7.0重量％和10.0重量％的总碳负载的最终复合材料。 将混合样品中的每一个在锥形双螺杆微型配混挤出机（15ml DSM XPL0RE)上在lOOrpm的螺 旋转动和290°C的温度下熔融共混3分钟且随后挤出。使用300°C的进料缸温度和100°C的模 具温度将挤出物在注塑机(DSM XPL0RE)上模制成测试棒。
[0107] 实施例8-通过母料产生的聚碳酸酯复合材料的导电性
[0108] 在本文提供的技术的实施方案的开发过程中，使用兆欧机（Static Solutions RT-1000)对PC复合材料测试棒的电阻率进行测试。如上所述通过熔融配混由母料产生样 品。从实验中收集的电阻率数据表明，测试棒具有作为总碳纳米材料负载的函数而变化的 电阻率（图5)。电阻率随着纳米材料负载从0重量％增加至10重量％而降低五个数量级，导 致对于1重量％与10重量％之间的负载跨越ESD范围的电导率。
[0109] 以上说明书提及的所有出版物和专利为了所有的目的以引用的方式整体并入本 文。所述技术的所述组合物、方法和用途的各种改进和变化对于本领域技术人员是显而易 知的，而不背离所述技术的范围和精神。虽然已结合特定示例性的实施方案描述了所述技 术，但应理解的是，要求保护的本发明不应过度地局限于此类特定实施方案。事实上，对本 领域技术人员来说显而易见的用于进行本发明的所述模式的各种修改意图在以下权利要 求的范围内。
【主权项】
1. 一种聚合物纳米复合材料，其包含： a) 聚合物； b) 包括第一形态的第一液相剥离的原始纳米材料；以及 c) 包括与所述第一纳米材料明显不同的颗粒形态的第二纳米材料。2. 如权利要求1所述的聚合物纳米复合材料，其包含原始石墨烯纳米片和碳纳米管。3. 如权利要求1所述的聚合物纳米复合材料，其中所述第一溶剂剥离的原始纳米材料 和所述第二纳米材料以1:60至60:1的重量比存在。4. 如权利要求1所述的聚合物纳米复合材料，其中所述聚合物为热固性聚合物或者所 述聚合物为热塑性聚合物。5. 如权利要求1所述的聚合物纳米复合材料，其中所述聚合物包括热固性聚合物、热塑 性聚合物和/或热固性聚合物和热塑性聚合物的混合物。6. 如权利要求1所述的聚合物纳米复合材料，其中所述聚合物为或包括环氧树脂、聚丙 烯、聚碳酸酯、不饱和聚酯、聚醚醚酮和/或聚酰胺。7. 如权利要求1所述的聚合物纳米复合材料，其具有小于1X1030hm-cm至小于1X 10120hm-cm的电阻率。8. 如权利要求1所述的聚合物纳米复合材料，其具有小于包含所述聚合物和所述第一 溶剂剥离的原始纳米材料的纳米复合材料的所述电阻率的十分之一或者小于包含所述聚 合物和所述第二纳米材料的纳米复合材料的所述电阻率的十分之一的电阻率。9. 一种聚合物纳米复合材料，其包含处于高度剥离状态的包括两种或更多种明显不同 的颗粒形态的原始纳米材料的液相共剥离混合物。10. 如权利要求9所述的聚合物纳米复合材料，其中所述纳米材料混合物包含石墨稀纳 米片和碳纳米管。11. 一种溶液或稳定分散液，其包含： a) 包括第一形态的第一液相剥离的原始纳米材料；以及 b) 包括与所述第一纳米材料明显不同的颗粒形态的第二纳米材料。12. 如权利要求12所述的溶液或稳定分散液，其包含石墨烯纳米片。13. 如权利要求12所述的溶液或稳定分散液，其包含碳纳米管。14. 如权利要求12所述的溶液或稳定分散液，其包含具有小于0.1的chi值的溶剂。15. 如权利要求12所述的溶液或稳定分散液，其包含N-烷基-吡咯烷酮。16. 如权利要求12所述的溶液或稳定分散液，其包含具有大约38.4mJ/m2至40.4mJ/m2的 表面张力的溶剂。17. 如权利要求12所述的溶液或稳定分散液，其包含比率为1:60至60:1的所述第一液 相剥离的原始纳米材料和所述第二纳米材料。18. -种制备聚合物纳米复合材料的方法，所述方法包括： a) 通过液相剥离来剥离第一纳米材料，以产生所述第一纳米材料的第一溶液或稳定分 散液； b) 使用所述第一纳米材料的所述第一液相或稳定分散液剥离具有与所述第一纳米材 料不同的颗粒形态的第二纳米材料，以提供含有所述第一纳米材料和所述第二纳米材料的 第二液相或稳定分散液； C)将所述第二溶液或稳定分散液引入单体或聚合物基质中；以及 d)从所述基质移除溶剂，以提供聚合物纳米复合材料。19. 如权利要求18所述的方法，其中所述第一纳米材料为原始石墨烯纳米片，并且所述 第二纳米材料为碳纳米管。20. 如权利要求18所述的方法，其中所述第二溶液或稳定分散液含有重量比为1:60至 60:1的所述第一纳米材料和所述第二纳米材料。21. 如权利要求18所述的方法，其中所述聚合物纳米复合材料含有重量比为1:60至60: 1的所述第一纳米材料和所述第二纳米材料。22. 如权利要求18所述的方法，其中所述聚合物为热固性聚合物，或者所述聚合物为热 塑性聚合物。23. 如权利要求18所述的方法，其中所述聚合物包括热固性聚合物、热塑性聚合物和/ 或热固性聚合物和热塑性聚合物的混合物。24. 如权利要求18所述的方法，其中所述聚合物为或包括环氧树脂、聚丙烯、聚碳酸酯、 不饱和聚酯、聚醚醚酮和/或聚酰胺。25. 如权利要求18所述的方法，其中所述聚合物纳米复合材料具有小于1X1030hm-cm至 小于1X10120hm-cm的电阻率。26. 如权利要求18所述的方法，其中所述聚合物纳米复合材料具有小于包含所述聚合 物和所述第一溶剂剥离的原始纳米材料的纳米复合材料的所述电阻率的十分之一或者小 于包含所述聚合物和所述第二纳米材料的纳米复合材料的所述电阻率的十分之一的电阻 率。27. -种制备含有纳米材料的溶剂共剥离混合物的聚合物纳米复合材料的方法，所述 方法包括以下步骤： a) 通过溶剂剥离来剥离纳米材料，以产生所述纳米材料的第一溶液或稳定分散液； b) 使用所述第一纳米材料的所述溶液或稳定分散液剥离具有与所述第一纳米材料不 同的颗粒形态的一种或多种另外的纳米材料，以提供含有处于高度剥离状态的两种或更多 种纳米材料的第二溶液或稳定分散液； c) 将所述第二溶液或稳定分散液引入聚合物基质中；以及 d) 从所述基质移除溶剂，以提供聚合物纳米复合材料。28. -种通过根据权利要求18-27中任一项所述的方法产生的聚合物纳米复合材料。29. -种通过包括以下步骤的方法产生的聚合物复合材料： a) 通过溶剂剥离来剥离第一纳米材料，以产生所述第一纳米材料的第一溶液或稳定分 散液； b) 使用所述第一纳米材料的所述第一溶液或稳定分散液剥离具有与所述第一纳米材 料不同的颗粒形态的第二纳米材料，以提供含有所述第一纳米材料和所述第二纳米材料的 第二溶液或稳定分散液； c) 将所述第二溶液或稳定分散液引入聚合物基质中；以及 d) 从所述基质移除溶剂，以提供聚合物纳米复合材料。30. 如权利要求29所述的聚合物复合材料，其中所述方法还包括通过控制所述第一纳 米材料与所述第二纳米材料的所述重量比来控制所述聚合物复合材料的所述电阻率。31. 如权利要求29所述的聚合物复合材料，其包含组合浓度为至少0.5重量％的所述第 一纳米材料和所述第二材料。32. 如权利要求29所述的聚合物复合材料，其包含比率为1:60至60 :1的所述第一纳米 材料和所述第二材料。
【专利摘要】本文提供了涉及聚合物纳米复合材料的技术，并且具体地但非排他地，涉及包含两种或更多种纳米材料的聚合物纳米复合材料，以及产生包含两种或更多种纳米材料的纳米复合材料的方法。
【IPC分类】B82Y40/00, C08K3/04, B82Y30/00, B82B1/00
【公开号】CN105452358
【申请号】CN201480027362
【发明人】A.D.克劳斯, B.J.科思, 潘贵全, N.R.维特菲尔德特, M.C.霍尔
【申请人】瑞来斯实业公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年3月14日
【公告号】EP2970626A1, US20160032062, WO2014144144A1