[发明专利]用于在聚合物中分散纳米纤维和纳米管的超声辅助连续方法

权利要求书

1.用于产生具有增强的热、机械和/或电性质的聚合物复合材料的方法，其包括：

提供一种或多种聚合物；

提供填料，其中所述填料是一种或多种纳米纤维或一种或多种纳米管；

提供连续混合器，用于混合所述一种或多种聚合物和所述填料；

提供超声处理装置，其具有频率范围为约15kHz至约1000kHz的超声处理区；

在所述连续混合器中混合所述一种或多种聚合物和所述填料，产生聚合物填料混合物；

将所述聚合物填料混合物送入所述超声处理区，其中所述聚合物填料混合物经受超声处理60秒以下，从而进一步分散所述填料和产生具有改进的热、电和/或机械性质的聚合物复合材料；

回收所述超声处理的聚合物填料混合物作为聚合物混合物产品。

2.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种聚合物是热塑性树脂和/或热固性树脂。

3.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种聚合物是热塑性橡胶和/或热固性反应流体。

4.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种聚合物是聚醚酰亚胺。

5.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种纳米纤维是聚合物纳米纤维、陶瓷纳米纤维和/或碳纳米纤维。

6.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种纳米管是碳纳米管。

7.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种纳米纤维具有约1纳米至约200纳米之间的直径。

8.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种纳米纤维具有约15纳米至约200纳米之间的直径。

9.权利要求1所述的方法，其中所述超声处理装置在15kHz至500kHz之间的频率下操作。

10.权利要求1所述的方法，其中所述超声处理装置在30℃至40℃之间的温度下操作。

11.权利要求1所述的方法，其中所述超声处理装置操作30秒以下。

12.权利要求1所述的方法，其中所述超声处理区在所述混合物离开混合区并进入加压区后出现。

13.权利要求1所述的方法，其中所述连续混合器是单螺杆混合挤出机。

14.权利要求1所述的方法，其中所述连续混合器是双螺杆混合挤出机。

15.权利要求1所述的方法，其中所述连续混合器具有2个或更多个处理区。

16.权利要求15所述的方法，其中所述2个或更多个处理区包括用于分散混合的至少一个区和用于分配混合的至少一个区。

17.权利要求15所述的方法，其中所述2个或更多个处理区包括在所述第二处理区发生的超声处理。

18.权利要求1所述的方法，其中所述连续混合器具有至少三个处理区，所述超声处理在所述第三处理区发生。

19.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种纳米纤维是浓度在按重量计0至20％之间的碳纳米纤维。

20.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种纳米管是浓度在按重量计0至20％之间的碳纳米管。

21.权利要求1所述的方法，其中所述超声处理的聚合物填料混合物随后用水冷却。

22.权利要求1所述的方法，其中所述超声处理装置由一个或更多个超声处理喇叭组成。

23.权利要求1所述的方法，其中所述聚合物混合物产品是一个或更多个球粒、一个或更多个膜，被进料到注塑装置中或者被进料到挤出装置中。

24.聚合物复合材料，其由权利要求1所述的方法制备。

25.用于混合聚合物和填料的设备，其包括：

以15kHz至约1000kHz的频率操作的超声处理区；

挤出机，其中一个或多个流线型通道将预混合的混合物输送到所述超声处理区；

排出装置，其中超声处理的混合物离开所述超声处理区进入一个或多个流线型排出通道。

26.权利要求25所述的设备，其中所述挤出机是单螺杆挤出机。