[发明专利]碳纳米管母料，其制备方法，以及在形成导电热塑性组合物中的用途

说明书

背景技术

碳纳米管是直径为人类头发直径几千分之一的碳的空心圆柱。碳纳米管具有高强度和高电导率，使得它们可用于很多应用。碳纳米管的一种特殊用途是作为添加剂为电绝缘塑料材料产生电导率。出于健康和安全考虑，碳纳米管当用作塑料添加剂时通常不以其纯的形式处置。相反，通常将它们以在与基体塑料相同或不同的塑料中的浓缩物或母料的形式添加到基体塑料中。这种在塑料中的碳纳米管母料可以安全处置，并且它们促进将碳纳米管均匀分布在整个最终塑料组合物中。但是，制备在塑料中的碳纳米管母料需要单独的高温混配步骤，这可能会不利地影响碳纳米管和/或最终产品塑料的特征和性质。因此，需要将碳纳米管引入到塑料中而又不需要单独的高温混配步骤的方法。进一步需要可改善最终产品塑料的熔体流动性质的方法。

发明内容

一种实施方式是形成导电热塑性组合物的方法，包括：熔融共混：约80至约98wt%的聚合物，基于导电热塑性组合物的重量，和约2至约20wt%的碳纳米管母料，基于导电热塑性组合物的重量；所述碳纳米管母料基于该碳纳米管母料的重量包含，约10至约40wt%的碳纳米管，和约60至约90wt%的熔点为约45至约150℃的蜡。

另一种实施方式是形成碳纳米管母料的方法，包括：共混：约10至约40wt%的碳纳米管，和约60至约90wt%的熔点为约45至约150℃的蜡；其中所有的重量百分比均基于所述碳纳米管母料的重量。

另一种实施方式是导电热塑性组合物，包含：约20至约50wt%含量的聚(亚芳基醚)，基于导电热塑性组合物的重量；约30至约70wt%含量的聚酰胺，基于导电热塑性组合物的重量；和约2至约20wt%含量的碳纳米管母料，基于导电热塑性组合物的重量；其中碳纳米管母料包括约10至约40wt%含量的碳纳米管，基于碳纳米管母料的重量，和熔点为约45至约150℃的蜡，其含量为约60至约90wt%，基于碳纳米管母料的重量；其中导电热塑性组合物表现出：体积电阻率小于或等于3,000欧姆-厘米，和熔体粘度小于或等于200帕-秒，在282℃和1,500秒^-1的剪切速率测得。

下面详细描述这些和其它实施方式。

具体实施方式

发明人已经确定，使用在蜡中制备的碳纳米管母料可以避免形成塑料中的碳纳米管母料所必需的单独高温混配步骤，所述蜡在显著低于用于形成塑料中碳纳米管母料的大多数塑料的熔点或玻璃化转变温度的温度熔融。因此，一种实施方式是形成导电热塑性组合物的方法，包括：熔融共混：约80至约98wt%的聚合物，基于导电热塑性组合物的重量，和约2至约20wt%的碳纳米管母料，基于导电热塑性组合物的重量，所述碳纳米管母料基于碳纳米管母料的重量包含约10至约40wt%的碳纳米管和约60至约90wt%的熔点为约45至约150℃的蜡。

碳纳米管母料包括碳纳米管和蜡。如本申请使用，术语“蜡”是指在25℃和一个大气压为柔软固体的物质。蜡的熔点为约45至约150℃。在该范围内，熔点可以为约50至约130℃，特别是约55至约110℃，更特别为约60至约90℃，甚至更特别为约60至约80℃，再更特别为约60至约70℃。

适宜用于本发明方法的蜡的类型包括脂肪醇，脂肪酸，脂肪酸盐(也称为“皂”)，脂肪酸酰胺，脂肪酸酯，聚烯烃蜡，石蜡，及其组合。

具体的脂肪醇包括，例如，鲸蜡醇(1-十六烷醇，熔点=49℃)，硬脂基醇(1-十八烷醇，熔点=60℃)，花生醇(1-二十烷醇，熔点=64℃)，山醇(1-二十二烷醇，熔点=71℃)，木蜡醇(1-二十四烷醇，熔点=77℃)，蜡基醇(1-二十六烷醇)，褐煤基醇(1-二十八烷醇，熔点=83℃)，肉豆蔻醇(1-三十烷醇，熔点=87℃)，三十四烷醇(geddyl alcohol)(1-三十四烷醇)，及其组合。

具体的脂肪酸包括，例如，肉豆蔻酸(十四烷酸，熔点=54.4℃)，棕榈酸(十六烷酸，熔点=63℃)，硬脂酸(十八烷酸，熔点=70℃)，花生酸(二十烷酸，熔点=75.5℃)，山酸(二十二烷酸，熔点=80℃)，木蜡酸(二十四烷酸，熔点=84℃)，蜡烷酸(二十六烷酸)，褐煤酸(二十八烷酸，熔点=91℃)，及其组合。

具体的脂肪酸盐包括，例如，月桂酸钙(熔点=150-170℃)，硬脂酸钙(熔点=145-155℃)，褐煤酸钙(熔点=147℃)，硬脂酸锌(熔点=120-130℃)，及其组合。