[发明专利]用于制备具有增强的导电性的基于半结晶聚合物的复合材料的母料、工艺和由其制造的复合材料

权利要求书

1.在制备复合材料的过程中使用的母料，所述母料包括具有根据ISO 11357-3:2013测量的熔融温度Tm1的第一半结晶聚合物与碳纳米管的共混物，其中根据ISO 11358测定，基于所述母料的总重量，碳纳米管含量为至少5重量％的碳纳米管，所述母料具有根据ISO 1133在21.6kg的负荷下测定的范围为2g/10min-1000g/10min的高负荷熔体指数HLMI；

特征在于当将所述母料与第二半结晶聚合物以获得包含根据ISO11358测定的相对于复合材料的总重量的0.9重量％-1.1重量％、优选地1重量％的碳纳米管的复合材料的相应比例共混时，所述复合材料产生：

-根据ASTM D2663-14测定的低于2％、更优选地低于1％的附聚物面积分数U％，

-根据IEC 60167测定的低于10⁵欧姆/□、更优选地低于10⁴欧姆/□的表面电阻率，

其中，所述第二半结晶聚合物选择成与所述第一半结晶聚合物混溶、具有范围为Tm1–5℃到Tm1+5℃的熔融温度Tm2并且具有根据ISO 1133在2.16kg的负荷下测定的不大于20g/10min的熔体流动指数。

2.根据权利要求1的母料，特征在于所述第一半结晶聚合物具有根据ISO 1133在2.16kg的负荷下测定的范围为5-250g/10min的熔体流动指数。

3.根据权利要求1或2任一项的母料，特征在于所述母料包括基于所述母料的总重量的0.01-4.0重量％的一种或多种添加剂，所述一种或多种添加剂选自蜡、甘油三硬脂酸酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、芥酸酰胺、油酸酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物和鲸蜡基三甲基溴化铵。

4.根据权利要求1-3任一项的母料，特征在于所述第一和第二半结晶聚合物独立地选自聚乙烯、间同立构或全同立构聚丙烯、聚乳酸、聚酰胺、乙基-乙酸乙烯酯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚甲醛、间同立构聚苯乙烯(SPS)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚丁烯、或聚己烯；优选地所述第一和第二半结晶聚合物独立地选自聚乙烯、间同立构或全同立构聚丙烯和聚乳酸；更优选地所述第一和第二半结晶聚合物独立地选自聚乙烯和间同立构或全同立构聚丙烯。

5.根据权利要求1-4任一项的母料，特征在于所述第一半结晶聚合物为：

a)聚乙烯，并且所述母料的HLMI范围为10-100g/10min，其根据ISO 1133在21.6kg的负荷下在190℃的温度下测定；或者

b)间同立构或全同立构聚丙烯，并且所述母料的HLMI范围为100-1000g/10min，其根据ISO 1133在21.6kg的负荷下在230℃的温度下测定。

6.用于制备根据权利要求1-5任一项的母料的工艺，其包括如下步骤：

(a)提供碳纳米管，

(b)提供具有根据ISO 11357-3:2013测量的熔融温度Tm1的第一半结晶聚合物，和优选地其中第一半结晶聚合物具有根据ISO 1133在2.16kg的负荷下测量的包括在5和250g/10min之间的熔体流动指数；

(c)通过在包括保持在包括在Tm1+1℃和Tm1+50℃之间、优选地在Tm1+5℃和Tm1+30℃之间的温度下的运输区和熔融区的挤出机中挤出，将所述碳纳米管和所述第一半结晶聚合物一起共混，和

(d)通过模头形成母料，所述母料

●包括根据ISO 11358测定的基于所述母料的总重量的至少5重量％的碳纳米管，和

●具有根据ISO1133在21.6kg的负荷下测定的2g/10min-1000g/10min的高负荷熔体指数HLMI。

7.根据权利要求6的工艺，特征在于所述工艺进一步包括如下步骤：在步骤(c)中将基于所述母料的总重量的0.01-4.0重量％的一种或多种添加剂与所述第一半结晶聚合物以及碳纳米管共混，所述一种或多种添加剂选自蜡、甘油三硬脂酸酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、芥酸酰胺、油酸酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物和鲸蜡基三甲基溴化铵。

8.根据权利要求6或7的工艺，特征在于将所述碳纳米管和所述第一半结晶聚合物一起共混的步骤(c)在同向旋转双螺杆挤出机上以至少300rpm的螺杆速度进行。