[發(fā)明專利]一種碳納米管導(dǎo)電母粒及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010147025.X
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111363220B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王小斌;陳名海;彭小權(quán);孫云龍
• 申請（專利權(quán)）人: 江西銅業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/12;C08L91/06;C08L91/00;C08K3/04;C08J3/22
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發(fā)明屬于碳納米管應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種碳納米管導(dǎo)電母粒及其制備方法。導(dǎo)電母粒的組分為：多壁碳納米管、蠟、分散助劑、聚合物，具體制備方法為，將白油和蠟混合，加熱熔化蠟，在加入多壁碳納米管、分散助劑及聚合物，高速攪拌分散均勻，采用壓榨及烘干的方法將白油除去，再通過擠出共混拉條切粒成導(dǎo)電母粒。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明利用白油和蠟熔化液態(tài)下相容性較好且與碳納米管浸潤性良好的特性，使得多壁碳納米管得到有效分散。壓榨后多壁碳納米管分散狀態(tài)被保留下來，進入到聚合物熔體中，制得母粒改性材料導(dǎo)電閾值低，解決了多壁碳納米管在高粘度聚合物熔體中難分散的問題。此方法工藝簡單，加工過程粉塵飛揚少，白油可重復(fù)利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于碳納米管應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種碳納米管導(dǎo)電母粒及其制備方法。

背景技術(shù)

碳納米管屬于一維碳納米材料，即直徑為納米級尺度的小管形狀。其具備良好的導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性，由于其密度小且長徑比大，碳納米管成為一種良好的高分子復(fù)合材料導(dǎo)電填料。高分子材料通常電阻率很高，長期使用會使得高分子制品產(chǎn)生大量靜電，可能損壞制品，還存在造成著火爆炸的危害。為解決這個問題，在高分子材料中添加抗靜電母粒是一個普遍的解決方案。

通常，碳納米管高分子復(fù)合導(dǎo)電材料的導(dǎo)電母粒制備方法大致有兩大類，一是將高分子材料與碳納米管經(jīng)過雙螺桿擠出機或密煉機熔融共混制備得到導(dǎo)電母粒，二是將高分子材料溶解在溶劑中，加入碳納米管進行機械攪拌或超聲進行分散，再將溶劑除去制備得到導(dǎo)電母粒。

CN 101870802 A提出了一種將成纖高聚物與導(dǎo)電成分、偶聯(lián)劑和分散劑經(jīng)高速混合后進行雙螺桿擠出造粒制得導(dǎo)電母粒的固相分散方法，各組分在進行高速混合時會有大量粉塵飛揚。另外由于在雙螺桿擠出過程中，高分子材料的熔體粘度較高，碳納米管分散效果有限，這導(dǎo)致制備材料所需碳納米管量較多，勢必會增加成本，還可能對基體材料的力學(xué)性能造成影響。

CN 104744788 A提出了一種將乙烯一醋酸乙烯酷共聚物完全溶解于良溶劑，在超聲攪拌的條件下加入碳納米管混合均勻，待良溶劑揮發(fā)完全，在粉碎機中粉碎得到碳納米管母料。此類對聚合物溶解性較好的溶劑可選較少，一般為具有毒性的有機溶劑，且需溶解聚合物的溶劑量較大，溶劑揮發(fā)較慢，難以規(guī)模化生產(chǎn)。

為了得到更好的分散效果，人們還會采用低粘度液體有機溶劑對碳納米管進行分散。CN 104844820 A公開了一種采用有機溶劑超聲和機械攪拌分散碳納米管用于制備碳納米管導(dǎo)電母粒及應(yīng)用的方法，雖然濃縮后去除了有機溶劑，但加工過程中有機溶劑揮發(fā)后具有一定毒性，會帶來空氣污染，造成健康危害。CN 107880369 A公開了一種基于碳納米管及石墨烯復(fù)配體系的聚烯烴導(dǎo)電母粒及其制備方法，將碳納米管和石墨烯分散于易揮發(fā)性惰性溶劑中，隨后經(jīng)超聲制備得到分散液，再與原料、相容劑混合，通過雙螺桿擠出制備得到碳納米管母粒。有機溶劑的大量使用，不僅不利于環(huán)保，也將對規(guī)模化生產(chǎn)帶來巨大安全隱患，同時超聲的處理方式難以實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

傳統(tǒng)碳納米管導(dǎo)電母粒制備方法存在碳納米管難分散、粉塵飛揚、使用有毒害溶劑及生產(chǎn)效率低等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種碳納米管導(dǎo)電母粒及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述以及其他潛在問題中任一問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案：一種碳納米管導(dǎo)電母粒，所述碳納米管導(dǎo)電母粒的各個組分的質(zhì)量百分比為：多壁碳納米管10％-40％、蠟10％-40％、分散助劑5-20％、聚合物20-75％，組分的質(zhì)量百分比之和等于100％。

進一步，所述蠟為蒙旦蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一種。

進一步，所述聚合物為聚乙烯、聚丙烯、聚酯或聚酰胺。

進一步，所述分散助劑為油溶性分散劑。