[發(fā)明專利]碳納米管在制備導(dǎo)電有機組合物中的用途及這種組合物的應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680001853.0
• 申請日: 2006-01-05
• 公開（公告）號: CN101098921A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 諾－埃丁·埃爾鮑尼亞
• 申請（專利權(quán)）人: 阿克馬法國公司
• 主分類號: C08K3/04
• 分類號: C08K3/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 宋莉;賈靜環(huán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳納米管在制備導(dǎo)電有機組合物中的用途以及該組合物的應(yīng)用，所述導(dǎo)電有機組合物的電阻率作為溫度的函數(shù)是個常數(shù)。

背景技術(shù)

碳納米管由于其出色的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱率和機械性能而被知曉并使用。因此，它們越來越多地用作用以為材料(尤其是大分子型材料)提供電、熱和/或機械性能的添加劑(WO91/03057；US5744235、US5445327、US54663230)。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)碳納米管應(yīng)用于許多領(lǐng)域，特別是電子領(lǐng)域(取決于溫度和它們的結(jié)構(gòu)，它們可以是導(dǎo)體、半導(dǎo)體或絕緣體)、機械領(lǐng)域例如用于復(fù)合材料的增強(碳納米管的強度比鋼高百倍，卻比鋼輕六倍)和機電領(lǐng)域(它們可以通過電荷注入而伸長或收縮)。

例如，可以提及的是碳納米管在用于電子元件包裝、燃料管線制備、抗靜電涂層、熱敏電阻、超級電容電極等的大分子組合物中的用途。

此外，導(dǎo)電有機組合物及其在電阻元件中的用途(US6640420)是眾所周知的，其中該有機組合物特別顯示出作為溫度的函數(shù)的電阻的正變差或負變差效應(yīng)(PTC或NTC效應(yīng))。

這些組合物通常是基于大分子物質(zhì)的配制劑，所述大分子物質(zhì)中的至少一種組分是天然半結(jié)晶的，例如聚乙烯，而且所述大分子物質(zhì)含有導(dǎo)電添加劑，最著名的是炭黑(J.of?PoI.Sci.Part?B-Vol.41，3094-3101(2003))或PVDF(US20020094441A1、US6,640,420)。

提出的基本原理是，晶區(qū)(crystalline?domain)的熔融增加了體積，從而改變了大分子物質(zhì)/導(dǎo)電填料(charge)比，進而導(dǎo)致組合物從導(dǎo)電狀態(tài)改變?yōu)榻^緣狀態(tài)：因此，逾滲閾值(percolation?threshold)是明確的。

因此，PTC系統(tǒng)可以用作通過焦耳效應(yīng)加熱的系統(tǒng)或借助于阻抗的限電器(electric?limiter)(電壓或電流：斷開)，由于焦耳效應(yīng)，所述阻抗隨著溫度而迅速增加。

為了制備熱敏電阻、加熱油漆、車輛座位加熱系統(tǒng)等，可以利用PTC效應(yīng)。

對于含有碳納米管的、團聚或非團聚的導(dǎo)電有機組合物來說，例如，可以提及專利WO91/03057、US5744235、US5611964、US6403696。

更具體地說，可以提及Hyperion的專利US5651922、WO94/23433和EP692136，其中，由炭黑或石墨繪成平行線，以便將PTC效應(yīng)歸因于含有納米管的導(dǎo)電組合物，即，為了保護基于焦爾效應(yīng)的電路和/或加熱系統(tǒng)，其電阻率隨著溫度的升高而增加。

另外，針對聚乙烯型和聚丙烯型聚合物，EP1052654中記載了碳納米管在有機組合物中的用途，以便獲得具有與PTC效應(yīng)相反的效應(yīng)(即電阻率與溫度無關(guān))的導(dǎo)電組合物。針對聚酰亞胺型聚合物，WO03/024798或US2003/122111中也描述了該用途。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了制備電阻率對溫度不敏感的導(dǎo)電有機組合物，提出了碳納米管在其它類型的有機材料中的使用。“不敏感”意味著在工作溫度范圍內(nèi)(當配制劑是基于半晶型聚合物時，通常為-50℃至高達聚合物的熔點，當配制劑是基于無定型聚合物時，通常為-50℃至高達玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)低于或等于80％、優(yōu)選低于或等于50％、更優(yōu)選低于或等于30％的相對變化。通常，該溫度范圍受所使用的有機配制劑的性質(zhì)的影響。

用于本發(fā)明的有機材料選自：

a.由下列樹脂構(gòu)成的熱塑性樹脂組：

i.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，

ii.丙烯腈-乙烯/丙烯-苯乙烯(AES)，

iii.甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)，

iv.丙烯腈-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯(ABMS)，

v.丙烯腈-丙烯酸正丁酯-苯乙烯(AAS)，

b.改性聚苯乙烯樹膠；

c.下列樹脂：

i.聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、醋酸纖維素、聚酰胺、聚酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚苯醚、聚酮、聚砜、聚苯硫醚(polyphenylenesulphide)；

d.下列樹脂：

i.鹵代、優(yōu)選氟化例如聚偏二氟乙烯(PVDF)或氯化例如聚氯乙烯(PVC)、硅化(siliconated)、聚苯并咪唑；

e.由基于酚、脲、三聚氰胺、二甲苯、對苯二甲酸二烯丙酯、環(huán)氧、苯胺、呋喃、聚氨酯的樹脂構(gòu)成的熱固性樹脂組；