聚物腳DM),W及該些締姪與(甲基)丙締酸燒基醋或己酸己締醋的共聚物;天然橡膠 (NR);面化了基橡膠;有機娃彈性體,例如具有己締基末端的聚(二甲基娃氧燒);聚氨醋 (PU);包括[4、(:。、(;、[8、&或(:12締姪的塑性體;聚醋;丙締酸類聚合物,例如攜帶駿酸或環(huán) 氧官能團(tuán)的聚(丙締酸了醋);W及它們改性的或官能化的衍生物和它們的共混物,且該列 表不是限制性的。
[005U 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選使用彈性體樹脂EPDM、SBR、SBS、S邸S、NBR、NR、PIB、PIP或PU,或 C4、Cs、Ce、Cs、Cg或C 12塑性體,或它們W所有比例的共混物。
[0化2] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,聚合物成分包括單獨使用的至少一種熱塑性聚合 物。
[0化3] 根據(jù)本發(fā)明,基于碳的納米填料W非常低的含量引入沒有使得聚合物成分具備傳 導(dǎo)性成為可能,但使得可達(dá)到設(shè)想的應(yīng)用所需的機械性能。
[0054] 其它組分
[0化5] 除了上述組分之外,本發(fā)明的復(fù)合材料可包括其它添加劑,其特別地選自非聚合 物添加劑或聚合物添加劑。
[0化6] 任選地包含在根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合材料中的非聚合物添加劑特別地包括非聚合物 的增塑劑,表面活性劑例如十二燒基苯橫酸鋼,無機填料例如二氧化娃、二氧化鐵、滑石或 碳酸巧,UV遮蔽劑(特別是基于二氧化鐵的),阻燃劑,用于聚合物的溶劑,熱穩(wěn)定劑或光穩(wěn) 定劑(特別是基于苯酪或亞磯酸醋的),和它們的混合物。
[0化7] 作為聚合物添加劑,可提及分散或增塑聚合物,特別是改進(jìn)納米填料在聚合物基 體中的分散的分散聚合物。
[0化引分散劑的化學(xué)性質(zhì)取決于通過基于碳的納米填料增強的聚合物基體的化學(xué)性質(zhì)。 作為分散劑,可提及例如環(huán)狀對苯二甲酸了二醇醋低聚物(特別是得自切dies的CBT"' 100樹脂),天然蠟,合成蠟,聚締姪蠟,脂肪酸和它們的衍生物,醋/酷胺,皂化脂肪酸,硬脂 酸鋒,酸的脫水山梨糖醇醋,甘油醋,有機酸的衍生物,有機娃燒的有機部分例如氨基娃燒 (Stmkto頓 SCA1100)、氯丙基娃燒(Struktol? SCA 930)、環(huán)氧基娃燒(Stmkto傾 SCA 960)、甲基丙締酷氧基娃燒(Stmktol? SCA 974)或己締基娃燒(Stmktol⑧SCA 971和 SCA 972),接枝的聚合物(Polymer-G-MAH、Polymer-G-GMA),鐵酸鹽(醋)和錯酸鹽(醋) (Tyzor),倍半娃氧燒低聚物(P0S巧,支化的添加劑和聚合物(其W名稱Boltorn肥0、冊0、 H40、肥0、冊0、H40、S 1200、D 2800、P/S801200、DE07508500、H 1500、H/S801700、HV 2680、 P lOOO'PS 1925、PS 2550、冊11、肥004、?500、?1000、胖3000、。3000 等、05]?曲13腳116、8¥1(-〔 8000 (得自 Byk Company)出售)等。
[0腳>] 制各方法
[0060] 現(xiàn)在更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的用于制備包括聚合物成分和基于碳的納米填料 (其選自碳納米管、碳納米纖維、石墨締或該些物質(zhì)W所有比例的混合物)的復(fù)合材料的方 法。
[0061] 該方法包括第一步驟a);將濃縮基于碳的納米填料的母料稀釋在聚合物基體中, W獲得包含0. 25%至3%的基于碳的納米填料的預(yù)復(fù)合物。
[0062] 術(shù)語"濃縮基于碳的納米填料的母料"理解為意指包括分散在聚合物基體中的5% 至50%的基于碳的納米填料(特別是碳納米管)的母料,所述聚合物基體基于熱塑性聚合 物、基于彈性體樹脂基礎(chǔ)物和/或基于分散聚合物。
[006引在可使用的母料中,可提及例如可商購得到的申請人公司的Ch'aphistrengA? CM 級,特別是 CM 12-30、CM 13-30、CM 1-20、CM 2-20、CM 3-20、CM 6-20 和 CM 7-20 級。
[0064] 稀釋步驟可通過在配混設(shè)備中捏合來實施,且直接產(chǎn)生包含0. 25%至3%的基于 碳的納米填料的預(yù)復(fù)合物。
[0065] 在替換的形式中,稀釋步驟W至少兩個相繼步驟進(jìn)行,W精制分散體,第一個步驟 產(chǎn)生包含按質(zhì)量計2. 5%至10%、優(yōu)選按質(zhì)量計2. 5%至5%的基于碳的納米填料的預(yù)復(fù)合 物,和第二個步驟產(chǎn)生包含按質(zhì)量計0.25%至3%的基于碳的納米填料的預(yù)復(fù)合物。
[0066] 根據(jù)該種替換的形式,可精確地實現(xiàn)在分散體中非常低含量的納米填料,同時避 免在分散體中的基于碳的納米填料附聚的風(fēng)險。
[0067] 術(shù)語"配混設(shè)備"在本說明書中理解為意指常規(guī)用于塑料工業(yè)中的器械。在該種器 械中,使用高剪切設(shè)備(例如共捏合機或包括同向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)的兩個螺桿的擠出機) 共混聚合物成分和母料。
[0068] 根據(jù)本發(fā)明可使用的共捏合機的實例為Buss? MDK 46共捏合機和Bu巧⑥MKS 或MX系列的那些(由Buss AG出售),它們?nèi)坑扇缦聵?gòu)成:具有螺棱的螺桿軸,其安置在 任選地由若干部件組成的加熱筒中,所述筒的內(nèi)壁具有能夠與螺棱相互作用W產(chǎn)生捏合材 料的剪切的捏合齒。通過發(fā)動機使該軸旋轉(zhuǎn),并向其提供在軸向上的振蕩運動。該些共捏 合機可配有用于制造粒料的系統(tǒng),例如安裝到它們的出口孔,其可由擠出螺桿或累組成。
[0069] 根據(jù)本發(fā)明可使用的共捏合機優(yōu)選具有7至22、例如10至20的螺桿L/D比,而同 向旋轉(zhuǎn)擠出機有利地具有15至56、例如20至50的L/D比。
[0070] 作為配混設(shè)備,可使用漉式(雙漉或=漉)混合器或磨機,特別是在其中聚合物基 體包含固體彈性體樹脂基礎(chǔ)物的情況下。
[0071] 根據(jù)按照本發(fā)明的方法的步驟a),將濃縮的母料和聚合物基體引入配混設(shè)備中可 W多種方式實施,同時在兩個獨立的引入裝置中,或者相繼地在混合器的同一個進(jìn)料區(qū)中。
[0072] 聚合物基體可具有與構(gòu)成濃縮的母料的聚合物基體相同的性質(zhì)。在替換的形式 中,濃縮的母料包含分散劑,且聚合物基體可不同于構(gòu)成濃縮的母料的聚合物基體。
[0073] 在步驟a)結(jié)束時,預(yù)復(fù)合物可任選地W附聚固體的物理形式,例如W粒料、或經(jīng) 研磨的粉末的形式,或W椿、帶或膜的形式轉(zhuǎn)變(步驟b)。
[0074] 根據(jù)按照本發(fā)明的方法的步驟C),將預(yù)復(fù)合物引入聚合物基體中,所述聚合物基 體包括選自W下的至少一種聚合物:單獨的或作為與彈性體樹脂基礎(chǔ)物的共混物的熱塑性 聚合物,例如W上所述的。
[0075] 步驟C)可使用任何常規(guī)設(shè)備實施,特別是使用密煉機或漉式(雙漉或=漉)混合 器或磨機實施。引入到聚合物基體中的預(yù)復(fù)合物的量取決于為了獲得所得復(fù)合材料所需的 機械性能而需要添加到該基體中的基于碳的納米填料的含量。
[0076] 該聚合物基體包含至少一種聚合物(其可與用于制造母料或用于制備預(yù)復(fù)合物 中的相同(或不同))和任選的各種添加劑,例如潤滑劑、顏料、穩(wěn)定劑、填料或增強劑、抗靜 電劑、殺菌劑、阻燃劑、溶劑、發(fā)泡劑、流變改性劑和它們的混合物。
[0077] 得到的復(fù)合材料可如下成形;根據(jù)任何合適的技術(shù),特別是通過注塑、擠出、壓縮 或模塑,之后在其中聚合物基體包含彈性體樹脂基礎(chǔ)物的情況中進(jìn)行硫化或交聯(lián)處理。
[007引在替換的形式中,根據(jù)步驟C)的將預(yù)復(fù)合物引入聚合物基體中可直接在用于使 所述復(fù)合材料成形的機器(例如注塑設(shè)備)中干地進(jìn)行。
[0079] 根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合材料或根據(jù)本發(fā)明的方法能夠獲得的復(fù)合材料顯示出改進(jìn)的 機械性能,特別是改進(jìn)的拉伸性能。
[0080] 基于碳的納米填料則氏至0,1ppm至小于l(K)ppm的含量的存在改善了在復(fù)合物部 件(纖維、膜、物體等)的制造期間聚合物基體的靜電耗散能力,而不影響它們的機械性能, 且從而使得可更容易地使它們成形用于目標(biāo)用途。此外,基于碳的納米填料的存在基本上 改進(jìn)了由根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合材料獲得的最終產(chǎn)品(成品)的表現(xiàn)(presentation),尤其是 在樣子(a