專利名稱：一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法，特別是涉及一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒及其制備方法和一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法，更具體地是涉及將一類同時(shí)含有芳環(huán)和腈基的聚合物作為分散劑聚合物通過非共價(jià)改性方法制備出高碳納米管含量的母粒及利用該母粒制備復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
碳納米管(CNTs)具有的獨(dú)特結(jié)構(gòu)賦予其優(yōu)異的力 學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性能，使其在提高聚合物力學(xué)性能及制備導(dǎo)電復(fù)合材料、導(dǎo)電復(fù)合纖維中具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，利用CNTs制備導(dǎo)電復(fù)合材料迅速成為研究熱點(diǎn)。白樹林等(中國(guó)專利ZL 201010175050. 5)將CNTs與純高聚物同時(shí)加入擠出機(jī)中制備出CNTs填充導(dǎo)電熱塑性高聚物初級(jí)母粒，其中CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 1-20. 0%。然后采用熔融侵潤(rùn)法制備不銹鋼纖維填充高聚物二級(jí)母粒。最后將上述初級(jí)母粒、二級(jí)母粒和純高聚物切片混合共同注塑成導(dǎo)電高聚物材料。劉克美等(中國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)CN102399418A)先將金屬鋁微細(xì)粉、碳納米管、活性竹炭粉、活化海泡石、硫化銀按照質(zhì)量比(1-3):1 (O. 5-1. 5) (0. 4-2) (0. 01-1)混合均勻，研磨后得到粒徑不大于15 μ m的導(dǎo)電改性材料，然后將上述導(dǎo)電改性材料加入到聚酯熔體中，攪拌均勻后，擠出造粒，得到CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 35 13. 75%的導(dǎo)電抗菌聚酯母粒。易慶峰等(中國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)CN 101870812A)將CNTs、納米蒙脫土、相容增韌劑和尼龍66混合，用密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)制備得到導(dǎo)電母粒，其中CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10. (Γ30. 0%。然后將母粒與尼龍66、相容增韌劑、抗氧劑、成核劑和潤(rùn)滑劑混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出制備得到導(dǎo)電尼龍材料。但是CNTs的獨(dú)特結(jié)構(gòu)在賦予其眾多優(yōu)異的性能的同時(shí)也限制了其應(yīng)用。CNTs表面具有大η鍵，缺陷少，缺乏活性基團(tuán)，使其表面既不親水也不親油，很難在各種溶劑或聚合物熔體中分散和溶解。此外，CNTs具有大的比表面積、長(zhǎng)徑比和較強(qiáng)的范德華力，使其易團(tuán)聚或纏繞。因此，為了改善CNTs在聚合物中的分散性，通常需要對(duì)其進(jìn)行共價(jià)改性(中國(guó)專利ZL 200610118122. 6 ；Zhao X. D. , Lin ff. R. , Song N. H. , et al. J. Mater.Chem.，2006，16:4619-4625 ；)或非共價(jià)改性(中國(guó)專利ZL 200810159180)。共價(jià)改性，通常指利用CNTs表面或末端位置上的缺陷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成特定的官能團(tuán)或接上功能性分子；非共價(jià)改性，指利用CNTs表面的疏水性表面和π電子結(jié)構(gòu)與其它分子通過疏水力、π-堆疊等弱相互作用結(jié)合，使可溶性的有機(jī)分子纏繞或吸附在CNTs的表面。這兩種改性方法在含CNTs的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備中均得到了廣泛的應(yīng)用。在采用共價(jià)改性方法制備導(dǎo)電復(fù)合材料方面，錢琦等(中國(guó)專利ZL200510024522. 6)首先對(duì)CNTs進(jìn)行硝酸氧化結(jié)合球磨表面處理，然后與聚乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、偶聯(lián)劑和抗氧劑在二甲苯中混合得到混合料，再將得到的混合料與三元乙丙橡膠、交聯(lián)劑、助交聯(lián)劑采用熔融共混制備得到抗靜電復(fù)合材料的高濃度母料，其中CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2. (Γ17. 0%。最后將得到的母料與普通聚乙烯按一定比例進(jìn)行熔融共混造粒，得到CNTs/聚乙烯抗靜電復(fù)合材料。黃德歡等(中國(guó)專利ZL 200710067203. 2)先將CNTs進(jìn)行酸堿氧化處理，然后與馬來酸酐接枝聚丙烯混合形成反應(yīng)混合物，經(jīng)過熔融反應(yīng)擠出制備得到CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. Γ20. 0%的CNTs/PP復(fù)合材料。CNTs經(jīng)酸堿修飾后表面能降低，同時(shí)連接有羥基和羧基，這些基團(tuán)可與馬來酸酐反應(yīng)而接枝到PP長(zhǎng)鏈上，從而提高了 CNTs在PP基體中的分散性。肖茹等(中國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)CN 101864610A)將混酸氧化處理后的CNTs與聚烯烴經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融造粒，得到CNTs/聚烯烴母粒，其中CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0 10· 0%。在采用非共價(jià)改性方法制備導(dǎo)電復(fù)合材料方面，周煥民等(中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N101870802A)將成纖高聚物(如滌綸切片、尼龍切片)、導(dǎo)電成分(炭黑和CNTs)、偶聯(lián)劑及分散劑(如蒙旦蠟、聚乙烯蠟、OP蠟、鋁酸酯)通過干燥、處理、加入輔劑進(jìn)行高速混合均勻，然后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出拉條切粒得到母粒，其中CNTs的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I. 6%。目前，制備含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料方法存在CNTs含量偏低、分散性較差等缺陷。而為了提高CNTs在聚合物基體中的含量和改善其在基體中的分散性，通常對(duì)其進(jìn)行共價(jià)和非共價(jià)改性。CNTs的共價(jià)改性雖然可控性好，但是會(huì)破壞其石墨狀管壁結(jié)構(gòu)，使其電性能受到影響；非共價(jià)改性不會(huì)破壞原CNTs的結(jié)構(gòu)，能更好地發(fā)揮其優(yōu)良特性，具有更高的應(yīng)用價(jià)值，但目前采用的非共價(jià)改性方法還無法有效地提高CNTs在聚合物基體中的含量和分散性。因此篩選出一種能夠?qū)NTs通過非共價(jià)改性的方法即可顯著提高其分散性的聚合物，對(duì)于制備CNTs含量高、分散性好、工藝簡(jiǎn)單且適用范圍廣的導(dǎo)電復(fù)合材料是十分有意義的，同時(shí)可以極大地簡(jiǎn)化導(dǎo)電復(fù)合材料的制備工藝及提高CNTs在復(fù)合材料中的分散性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種高碳納米管含量的聚合物母粒的制備方法，及采用這種母粒制備導(dǎo)電復(fù)合材料的方法。所得母粒中CNTs含量高、分散均勻，且無需對(duì)CNTs進(jìn)行共價(jià)改性和添加偶聯(lián)劑和表面活性劑等，同時(shí)制備工藝簡(jiǎn)單、成本低、使用范圍廣。利用這種母粒制備的導(dǎo)電復(fù)合材料，可廣泛應(yīng)用于工程塑料、橡膠、膜制品及纖維材料中。本發(fā)明的一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒，是CNTs與分散劑聚合物的混合物切片，所述的CNTs均勻地鑲嵌在所述的分散劑聚合物中，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；所述的CNTs為單壁碳納米管(SWCNT)或多壁碳納米管(MWCNT)；所述的分散劑聚合物為同時(shí)含有苯環(huán)和腈基的聚合物，為苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN樹脂)、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)或聚芳醚腈(PEN)。作為優(yōu)選的技術(shù)方案如上所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒，所述的CNTs與分散劑聚合物的質(zhì)量比為5 50:95 50。如上所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒，所述的CNTs直徑和長(zhǎng)度分別為
O.75 30nm和O. Γ50 μ m ;所述的分散劑聚合物的熔融指數(shù)為2 10g/10min。本發(fā)明還提供了一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒的制備方法，將CNTs與分散劑聚合物切片按質(zhì)量比5 50:95 50混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，熔融共混6 20分鐘后，擠出并造粒制備得到含碳納米管的導(dǎo)電母粒。
如上所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒的制備方法，所述的CNTs為單壁碳納米管(SWCNT)或多壁碳納米管(MWCNT);所述的分散劑聚合物為同時(shí)含有苯環(huán)和腈基的聚合物，為苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN樹脂)、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)或聚芳醚腈(PEN)。如上所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒的制備方法，所述的CNTs直徑和長(zhǎng)度分別為O. 75^30nm和O. Γ50 μ m ;所述的分散劑聚合物的熔融指數(shù)為2 10g/10min ;所述的熔融共混溫度為185 315°C。本發(fā)明又提供了一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料，所述的含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料是CNTs、分散劑聚合物和熱塑性高聚物的混合物；所述的CNTs均勻地鑲嵌在分散劑聚合物中，并作為導(dǎo)電介質(zhì)均勻地分散在熱塑性高聚物中。所述的CNTs為單壁碳納米管(SWCNT)或多壁碳納米管(MWCNT)；所述的分散劑聚合物為同時(shí)含有苯環(huán)和腈基的聚合物，為苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN樹脂)、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)或聚芳醚腈(PEN)；所述的熱塑性高聚物為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚乳酸(PLA)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚酯(PET)或熱塑性聚氨酯(TPU)。如上所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料，所述的含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料中，所述CNTs和所述分散劑聚合物的質(zhì)量之和與所述熱塑性高聚物的質(zhì)量之比為2 40:98 60，且所述CNTs在所述導(dǎo)電復(fù)合材料中的含量為l 20wt% ;所述的CNTs直徑和長(zhǎng)度分別為O. 75^30nm和O. Γ50 μ m ;所述的分散劑聚合物的熔融指數(shù)為2 10g/10min ;所述的熱塑性聚合物的熔融指數(shù)為3 80g/min。本發(fā)明又提供了一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，包括(I)母粒制備將CNTs與分散劑聚合物切片按質(zhì)量比5 50:95 50混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，熔融共混6 20分鐘后，擠出并造粒制備得到含碳納米管的導(dǎo)電母粒；(2)導(dǎo)電復(fù)合材料的制備將上步制備得到的含碳納米管的導(dǎo)電母粒與熱塑性聚合物切片按質(zhì)量比2 40:98飛O加入到雙螺桿擠出機(jī)中，同時(shí)應(yīng)滿足CNTs的含量為l 20wt%，然后熔融共混擠出制備得到含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料。如上所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，所述的碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料中，所述的CNTs直徑和長(zhǎng)度分別為0. 75^30nm和0. Γ50 μ m ;所述的分散劑聚合物的熔融指數(shù)為2 5g/10min ;所述的熱塑性聚合物的熔融指數(shù)為3 80g/min ;所述的熔融共混溫度為185 315°C。有益效果(I)作為分散劑的聚合物中的苯環(huán)和腈基通過π-Ji堆疊與CNTs協(xié)同作用，可以顯著改善CNTs的分散性，從而提高CNTs在母粒和復(fù)合材料中的含量。(2)無需對(duì)CNTs進(jìn)行共價(jià)改性，不會(huì)破壞CNTs的結(jié)構(gòu)，而且無需添加偶聯(lián)劑等助齊U，只需通過非共價(jià)改性的方法即可達(dá)到改善CNTs在聚合物中分散性能的目的。(3)所得母粒的碳納米管含量高，且成本低、適用范圍廣、制備工藝簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、膜及纖維材料的加工、成型。(4)所得導(dǎo)電復(fù)合材料的制備工藝簡(jiǎn)單，CNTs在導(dǎo)電復(fù)合材料中的分散性能好，從而可顯著提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
實(shí)施例I采用直徑和長(zhǎng)度分別為O. 75nm和O. I μ m的單壁碳納米管(SWCNT)、MFI=4g/10min的苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)作為分散劑聚合物和MFI=3g/min的聚丙烯(PP)制備導(dǎo)電復(fù)合材料。制備過程如下(I)母粒制備將SWCNTs與SAN切片按質(zhì)量比50:50混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在195°C下熔融共混20分鐘后，擠出并造粒制備得到導(dǎo)電母粒；(2)導(dǎo)電復(fù)合材料的制備將制備得到的導(dǎo)電母粒與PP切片按質(zhì)量比40:60混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)在205 V下熔融共混并擠出，制備得到含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料。制備得到的導(dǎo)電復(fù)合材料中碳納米管含量為20wt%，電導(dǎo)率為I. 2S/cm。實(shí)施例2采用直徑和長(zhǎng)度分別為30nm和50 μ m的多壁碳納米管(MWCNT)、MFI=6g/10min的苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)作為分散劑聚合物和MFI=20g/min的聚甲醛(POM)制備導(dǎo)電復(fù)合材料。制備過程如下(I)母粒制備將MWCNTs與SAN切片按質(zhì)量比50:50混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在205°C下熔融共混12分鐘后，擠出并造粒制備得到導(dǎo)電母粒；(2)導(dǎo)電復(fù)合材料的制備將制備得到的導(dǎo)電母粒與POM切片按質(zhì)量比2:98混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)在215°C下熔融共混并擠出，制備得到含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料。制備得到的導(dǎo)電復(fù)合材料中碳納米管含量為lwt%，電導(dǎo)率為3. 5X l(T4S/cm。實(shí)施例3采用直徑和長(zhǎng)度分別為12nm和3 μ m的多壁碳納米管(MWCNT)、MFI=5g/10min的苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)作為分散劑聚合物和MFI=3g/min的聚乳酸(PLA)制備導(dǎo)電復(fù)合材料。制備過程如下(I)母粒制備將MWCNTs與SAN切片按質(zhì)量比25:75混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在195°C下熔融共混10分鐘后，擠出并造粒制備得到導(dǎo)電母粒；(2)導(dǎo)電復(fù)合材料的制備將制備得到的導(dǎo)電母粒與PLA切片按質(zhì)量比40:60混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)在215 °C下熔融共混并擠出，制備得到含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料。制備得到的導(dǎo)電復(fù)合材料中碳納米管含量為10wt%，電導(dǎo)率為O. 15S/cm。實(shí)施例4采用直徑和長(zhǎng)度分別為5nm和3 μ m的單壁碳納米管(SWCNT)、MFI=3. 5g/10min的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)作為分散劑聚合物和MFI=25g/min的聚乙烯(PE)制備導(dǎo)電復(fù)合材料。制備過程如下(I)母粒制備將SWCNTs與ABS切片按質(zhì)量比40:60混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在185°C下熔融共混15分鐘后，擠出并造粒制備得到導(dǎo)電母粒；(2)導(dǎo)電復(fù)合材料的制備將制備得到的導(dǎo)電母粒與PE切片按質(zhì)量比20:80混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)在185°C下熔融共混并擠出，制備得到含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料。制備得到的導(dǎo)電復(fù)合材料中碳納米管含量為8wt%，電導(dǎo)率為I. OX l(T2S/cm。實(shí)施例5采用直徑和長(zhǎng)度分別為9. 5nm和L 5 μ m的多壁碳納米管(MWCNT)、MFI=2g/10min的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)作為分散劑聚合物和MFI=45g/min的熱塑性聚氨 酯(TPU)制備導(dǎo)電復(fù)合材料。制備過程如下(I)母粒制備將MWCNTs與ABS切片按質(zhì)量比30:70混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在195°C下熔融共混10分鐘后，擠出并造粒制備得到導(dǎo)電母粒；(2)導(dǎo)電復(fù)合材料的制備將制備得到的導(dǎo)電母粒與TPU按質(zhì)量比40:60混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)在205°C下熔融共混并擠出，制備得到含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料。制備得到的導(dǎo)電復(fù)合材料中碳納米管含量為12wt%，電導(dǎo)率為O. 35S/cm。實(shí)施例6采用直徑和長(zhǎng)度分別為I. 5nm和I μ m的單壁碳納米管(SWCNT)、MFI=10g/10min的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)作為分散劑聚合物和MFI=80g/min的尼龍6(PA6)制備導(dǎo)電復(fù)合材料。制備過程如下(I)母粒制備將SffCNTs與ABS切片按質(zhì)量比20:80混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在220°C下熔融共混10分鐘后，擠出并造粒制備得到導(dǎo)電母粒；(2)導(dǎo)電復(fù)合材料的制備將制備得到的導(dǎo)電母粒與PA6切片按質(zhì)量比30:70混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)在265 °C下熔融共混并擠出，制備得到含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料。制備得到的導(dǎo)電復(fù)合材料中碳納米管含量為6wt%，電導(dǎo)率為6. 8X l(T3S/cm。實(shí)施例7采用直徑和長(zhǎng)度分別為9. 5nm和L 5 μ m的多壁碳納米管(MWCNT)、MFI=8g/10min的聚芳醚腈(PEN)作為分散劑聚合物和MFI=15g/min的聚酯(PET)制備導(dǎo)電復(fù)合材料。制備過程如下(I)母粒制備將MWCNTs與PEN切片按質(zhì)量比5:95混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在315°C下熔融共混8分鐘后，擠出并造粒制備得到導(dǎo)電母粒；(2)導(dǎo)電復(fù)合材料的制備將制備得到的導(dǎo)電母粒與PET切片按質(zhì)量比40:60混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)在315°C下熔融共混并擠出，制備得到含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料。制備得到的導(dǎo)電復(fù)合材料中碳納米管含量為2wt%，電導(dǎo)率為7. 6X 10_4S/cm。
權(quán)利要求
1.一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒，其特征是所述的含碳納米管的導(dǎo)電母粒是CNTs與分散劑聚合物的混合物切片，所述的CNTs鑲嵌在所述的分散劑聚合物中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)； 所述的CNTs為單壁碳納米管或多壁碳納米管； 所述的分散劑聚合物為同時(shí)含有苯環(huán)和腈基的聚合物，為苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物或聚芳醚腈。
2.如權(quán)利要求I所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒，其特征在于，所述的CNTs與分散劑聚合物的質(zhì)量比為5 50:95 50。
3.如權(quán)利要求I所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒，其特征在于，所述的CNTs直徑和長(zhǎng)度分別為O. 75^30nm和O. Γ50 μ m ;所述的分散劑聚合物的熔融指數(shù)為2 10g/10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒的制備方法，其特征是將CNTs與分散劑聚合物切片按質(zhì)量比5 50:95 50混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，熔融共混6 20分鐘后，擠出并造粒制備得到含碳納米管的導(dǎo)電母粒。
5.如權(quán)利要求4所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒的制備方法，其特征在于，所述的CNTs為單壁碳納米管或多壁碳納米管；所述的分散劑聚合物為同時(shí)含有苯環(huán)和腈基的聚合物，為苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物或聚芳醚腈。
6.如權(quán)利要求4所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電母粒的制備方法，其特征在于，所述的CNTs直徑和長(zhǎng)度分別為O. 75^30nm和O. Γ50 μ m ;所述的分散劑聚合物的熔融指數(shù)為2 10g/10min ;所述的熔融共混溫度為185 315°C。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的含碳納米管的導(dǎo)電母粒制得的含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征是所述的含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料是CNTs、分散劑聚合物和熱塑性高聚物的混合物；所述的CNTs均勻地鑲嵌在分散劑聚合物中，并作為導(dǎo)電介質(zhì)均勻地分散在熱塑性高聚物中； 所述的CNTs為單壁碳納米管或多壁碳納米管； 所述的分散劑聚合物為同時(shí)含有苯環(huán)和腈基的聚合物，為苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物或聚芳醚腈； 所述的熱塑性高聚物為聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚甲醛、聚酰胺、聚酯或熱塑性聚氨酯。
8.如權(quán)利要求7所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料，其特征在于，所述的含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料中，所述CNTs和所述分散劑聚合物的質(zhì)量之和與所述熱塑性高聚物的質(zhì)量之比為2 40:98飛0，且所述的CNTs在所述的導(dǎo)電復(fù)合材料中的含量為f 20wt% ;所述的CNTs直徑和長(zhǎng)度分別為O. 75 30nm和O. Γ50 μ m ;所述的分散劑聚合物的熔融指數(shù)為2 10g/10min ;所述的熱塑性聚合物的熔融指數(shù)為3 80g/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征是包括 (1)母粒制備將CNTs與分散劑聚合物切片按質(zhì)量比5 50:95 50混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)中，熔融共混6 20分鐘后，擠出并造粒制備得到含碳納米管的導(dǎo)電母粒； (2)導(dǎo)電復(fù)合材料的制備將上步制備得到的含碳納米管的導(dǎo)電母粒與熱塑性聚合物切片按質(zhì)量比2 40:98飛O加入到雙螺桿擠出機(jī)中，同時(shí)應(yīng)滿足CNTs的含量為f 20wt%，然后熔融共混擠出制備得到含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的CNTs直徑和長(zhǎng)度分別為O. 75^30nm和O. Γ50 μ m ;所述的分散劑聚合物的熔融指數(shù)為2 10g/10min ;所述的熱塑性聚合物的熔融指數(shù)為3 80g/min ;所述的熔融共混溫度為·185 315 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法，本發(fā)明的一種含碳納米管的導(dǎo)電復(fù)合材料，其組分包括碳納米管(CNTs)、分散劑聚合物和基體聚合物。該方法包括(1)將CNTs與作為分散劑的含苯環(huán)和腈基的聚合物切片按質(zhì)量比(5-50)∶(95-50)混合均勻后用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、擠出、造粒制備得到母粒；(2)將制備得到的母粒與純熱塑性聚合物切片按質(zhì)量比(2-40)∶(98-60)加入雙螺桿擠出機(jī)中，同時(shí)應(yīng)滿足CNTs的含量為1～20%，然后熔融共混擠出制備得到導(dǎo)電復(fù)合材料。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，無需對(duì)CNTs進(jìn)行共價(jià)改性，不會(huì)破壞其結(jié)構(gòu)，且分散性好，所得復(fù)合材料CNTs含量高、導(dǎo)電性能好。
文檔編號(hào)C08L23/12GK102911446SQ201210442820
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者鄒黎明, 徐速, 何鈞煒, 倪建華, 凌新龍, 掌婷婷 申請(qǐng)人:東華大學(xué)