[发明专利]包含碳纳米材料-接枝-聚烯烃的球形颗粒及其制备方法和用途

说明书

本发明题为“包含碳纳米材料‑接枝‑聚烯烃的球形颗粒及其制备方法和用途”。本发明涉及一种形成高度球形碳纳米材料‑接枝‑聚烯烃(CNM‑g‑聚烯烃)颗粒的非限制性示例方法，该方法可包括：混合混合物，该混合物包含：(a)包含接枝到碳纳米材料的聚烯烃的CNM‑g‑聚烯烃，(b)与CNM‑g‑聚烯烃的聚烯烃不混溶的载流体，任选的(c)未接枝到CNM的热塑性聚合物，和任选的(d)乳液稳定剂，所述混合在大于所述CNM‑g‑聚烯烃的聚烯烃以及当包括时热塑性聚合物的熔点或软化温度的温度下以及在足够高以将CNM‑g‑聚烯烃分散在载流体中的剪切速率下进行；将该混合物冷却至低于该熔点或软化温度以形成CNM‑g‑聚烯烃颗粒；以及将CNM‑g‑聚烯烃颗粒与载流体分离。

技术领域

本公开涉及包含碳纳米材料-接枝-聚烯烃(CNM-g-聚烯烃)的高度球 形颗粒。本公开还涉及此类颗粒(在本文中也称为CNM-g-聚烯烃颗粒)的 组合物、合成方法和应用。

背景技术

热塑性聚合物通常用于制造挤出物品，如膜、袋、颗粒和长丝。许多 热塑性聚合物具有耐受高温和/或低温而不会丧失物理特性的能力。因此， 由热塑性聚合物形成的物品可用于苛刻应用中，如动力工具、汽车部件、 齿轮和器具部件。

聚烯烃，诸如聚乙烯和聚丙烯，由于它们的通用性质、容易定制的微 结构和相对低的成本而成为最大类别的商业聚合物之一。调整聚烯烃的物 理特性和/或赋予聚烯烃新特性的一种方法是掺入填料。例如，碳纳米材料 如碳纳米管和石墨烯已用于改善聚烯烃的机械、热和电特性。所述聚烯烃- 碳纳米材料复合材料已经在传统方法如挤出中用于产生各种物品。扩展可 将聚烯烃-碳纳米材料复合材料制成物品的方法将进一步扩展聚合物复合材 料工业。

发明内容

本公开涉及包含CNM-g-聚烯烃的高度球形颗粒。本公开还涉及此类 颗粒的组合物、合成方法和应用。

本文公开了选择性激光烧结方法，该方法包括：将碳纳米材料-接枝- 聚烯烃(CNM-g-聚烯烃)颗粒任选地与其他热塑性聚合物颗粒相组合沉积 到表面上，其中该CNM-g-聚烯烃颗粒包含：接枝到碳纳米材料的聚烯烃； 以及一旦沉积，便将CNM-g-聚烯烃颗粒的至少一部分暴露于激光以熔化其 聚合物颗粒并通过选择性激光烧结形成固结体。

本文公开的方法包括：混合混合物，该混合物包含：(a)CNM-g-聚烯 烃，其包含：接枝到碳纳米材料的聚烯烃，(b)与CNM-g-聚烯烃的聚烯烃 不混溶的载流体，任选的(c)未接枝到CNM的热塑性聚合物，和任选的(d) 乳液稳定剂，该混合在大于CNM-g-聚烯烃的聚烯烃以及热塑性聚合物(当 包括时)的熔点或软化温度的温度下以及在足够高以将CNM-g-聚烯烃分散 在载流体中的剪切速率下进行；将混合物冷却至低于该熔点或软化温度以 成CNM-g-聚烯烃颗粒；以及将CNM-g-聚烯烃颗粒与载流体分离。

附图说明

包括以下附图是为了示出实施方案的某些方面，并且不应被视为排他 的实施方案。如受益于本公开的本领域技术人员将想到的，所公开的主题 能够在形式和功能上实现相当大的修改、改变、组合和等同物。

图1示出了本公开的非限制性示例方法的流程图。

具体实施方式

三维(3D)打印(也称为增材制造)是迅速发展的技术领域。尽管 3D打印传统上一直用于快速原型活动，但是该技术越来越多地用于制备商 业和工业物品，这些物品可能具有与快速原型完全不同的结构公差和机械 公差。

3D打印通过以下方式操作：将(a)熔融或可凝固材料的小液滴或流或(b) 粉末微粒中的任一者沉积在精确沉积位置中以便后续固结成更大物品，该 更大物品可具有任何数量的复杂形状。此类沉积和固结过程通常在计算机 的控制下进行以提供更大物品的逐层堆积。在特定示例中，可使用激光在 3D打印系统中进行粉末微粒的固结以促进选择性激光烧结(SLS)。