[发明专利]含有高浓度碳纳米管的导电性树脂组合物的制备方法

说明书

本发明的一实施例提供一种含有高浓度碳纳米管的导电性树脂组合物的制备方法，使用包括进料口和侧口的挤出机，其特征在于，包括：步骤(a)，通过对碳纳米管粉末进行压制成型来制备碳纳米管颗粒；以及步骤(b)，将热塑性树脂和增强剂分别投入所述进料口和所述侧口，并将所述碳纳米管颗粒投入所述进料口或所述侧口，进行挤出。

技术领域

本发明涉及含有高浓度碳纳米管的导电性树脂组合物的制备方法，更详细地，涉及使用具有多个侧面进料器的挤出机的包含高浓度碳纳米管的导电性树脂组合物的制备方法。

背景技术

热塑性树脂是指在加热时软化并呈可塑性、而在冷却时固化的树脂。上述热塑性树脂具有优异的加工性和成型性，因此广泛应用于各种家用产品、办公自动化设备、电气电子产品、汽车部件等，并且，持续进行通过根据产品的类型和特性赋予特定性能来将热塑性树脂用作高附加值材料的尝试。

尤其，通过使热塑性树脂与导电性非金属成分混合来向热塑性树脂赋予导电性的产品受到越来越多的关注。炭黑、石墨、碳纤维、石墨烯等已被用作导电非金属组分。

但是，为了获得有意义的导电性，需要添加相对于热塑性树脂约20wt％或更大的导电性填料，在这种情况下，热塑性树脂的机械特性有可能降低。例如，若添加小量的石墨，则可应用于透明电极、防止静电、电磁屏蔽及陶瓷涂层等，但若添加大量的石墨，则由于石墨有可能涂抹在产品的表面上或石墨具有低硬度而难以应用于各种产品。

近年来，已经提出了作为导电填料混合相对少量的碳纳米管以同时实现产品的机械性能和导电性的方法。但是，在作为原料的热塑性树脂与碳纳米管混合的情况下，由于碳纳米管的表观密度低，因此热塑性树脂与碳纳米管之间有可能发生相分离，且因碳纳米管分散而难以调节碳纳米管的投入量，因此工作性会显着降低。

对此，使用通过加压碳纳米管而提高表观密度的碳纳米管颗粒来能够抑制相分离，但由于热塑性树脂熔体的粘度较高而导致碳纳米管难以均匀分散的问题。若碳纳米管在热塑性树脂中的分散性降低，则有可能在产品的各部分之间发生机械性能和导电性的不必要的偏差。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术的问题而提出的，其目的在于提供一种导电性树脂组合物的制备方法，根据该制备方法，可以改善在混合热塑性树脂与碳纳米管时的工作性和碳纳米管在塑性树脂中的分散性，并且由此制造的产品可以实现均匀的机械性能和导电性。

本发明的一实施方式提供一种导电性树脂组合物的制备方法，使用包括进料口和侧口的挤出机，其特征在于，包括：步骤(a)、通过对碳纳米管粉末进行压制成型来制备碳纳米管颗粒；以及步骤(b)、将热塑性树脂和增强剂分别投入所述进料口和所述侧口，并将所述碳纳米管颗粒投入所述进料口或所述侧口，进行挤出。

在一实施例中,在所述步骤(b)中，所述碳纳米管颗粒可被投入到所述进料口中。

在一实施例中,在所述步骤(b)中，所述碳纳米管颗粒可被投入到所述侧口中。

在一实施例中,所述挤出机可包括两个或更多的侧口。

在一实施例中,所述挤出机可包括内径为15mm～30mm的筒体和纵横比为41或更大的螺杆，所述螺杆可以100rpm～500rpm的转速驱动。

在一实施例中,所述挤出机可包括第一侧口和第二侧口，所述增强剂可被投入到所述第一侧口，所述碳纳米管颗粒可被投入到所述第二侧口。

在一实施例中,所述碳纳米管粉末可包括束长度为0.05μm～100μm、束直径为0.05μm～10μm、纯度为95％或更高的碳纳米管。

在一实施例中,所述碳纳米管的拉曼光谱强度比(I_G/I_D)可为1.0～1.5。

在一实施例中,所述碳纳米管可为具有20个或更少的壁的多壁碳纳米管。