用于对碳质材料共价接枝的工艺制造技术

本发明专利技术涉及用于制备经共价接枝的碳质材料的工艺，其包括如下步骤：(a)提供碳质材料；(b)提供至少一种反应物；(c)将所述碳质材料与所述反应物混合，从而获得混合物；和(d)将步骤(c)中获得的混合物在IR辐射下照射；从而获得经共价接枝的碳质材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制备经共价接枝的碳质材料的工艺。本专利技术还涉及用于制备包括 经共价接枝的碳质材料的纳米复合材料的工艺。
技术介绍
碳质材料例如碳质纳米颗粒由于其性质是颗粒的表面的结果而不是本体体积的 结果而提供令人感兴趣且常常预料不到的性质。例如纳米颗粒即使在低的浓度下也可显示 出令人惊讶的机械、光学和电性质。在聚合物科学中、特别是对于聚合物增强而言，纳米颗 粒的性质已经引起了兴趣。已经将特别的注意力集中于碳纳米管（CNT)。 使纳米管接枝有化学官能性进一步改善纳米管的性质，并且使各种各样的应用成 为可能。传统地，化学接枝是通过例如如下的反应而进行的：弗里德尔-克拉夫茨、自由基、 酰胺化、重氮化、氟化、狄尔斯-阿尔德、电化学、等离子体处理等。然而，对于大规模工业装 置而言，实验条件不总是合适的、现实的、或者在经济上可行的。 仍然需要用于使碳质材料接枝有化学官能性的替代的和改进的工艺。仍然需要可 在工业上现实的实验条件下进行的工艺。仍然需要可在大的体积（大规模（mass)接枝） 上进行的工艺。仍然需要可提供均匀接枝的工艺。仍然需要有效且划算的工艺。
技术实现思路
因此本专利技术的一个目的是提供用于制备经共价接枝的碳质材料的改进工艺。本发 明的另一目的是提供用于制备包括经共价接枝的碳质材料的纳米复合材料的改进工艺。本 专利技术的另一目的是提供可在工业上现实的实验条件下进行的用于制备经共价接枝的碳质 材料的工艺。本专利技术的另一目的是提供可在工业上现实的实验条件下进行的用于制备包括 经共价接枝的碳质材料的纳米复合材料的工艺。本专利技术的另一目的是提供可在大的体积上 进行的用于制备经共价接枝的碳质材料的工艺。本专利技术的另一目的是提供可在大的体积上 进行的用于制备包括经共价接枝的碳质材料的纳米复合材料的工艺。本专利技术的另一目的是 提供可提供均匀接枝的用于制备经共价接枝的碳质材料的工艺。本专利技术的另一目的是提供 可提供均匀接枝的用于制备包括经共价接枝的碳质材料的纳米复合材料的工艺。本专利技术的 另一目的是提供有效且划算的用于制备经共价接枝的碳质材料的工艺。本专利技术的另一目的 是提供有效且划算的用于制备包括经共价接枝的碳质材料的纳米复合材料的工艺。 本专利技术人现已发现，这些目的通过本工艺可单独地或者以任意组合得到满足。本 专利技术人已经惊讶地发现，通过选择反应物（和任选的共反应物、溶剂和/或助溶剂）和用IR 照射，实现了化学官能性向碳质材料的良好的共价接枝。此外，本专利技术人已经发现，本工艺 可显示短时间反应。此外，本专利技术人已经发现，本工艺可在适中且安全的实验条件下进行。 此外，本专利技术人已经发现，本工艺可提供高度有效的接枝方法。此外，本专利技术人已经发现，本 工艺可提供高度均匀的接枝方法。此外，本专利技术人已经发现，本工艺可提供选择性的接枝方 法。此外，本专利技术人已经发现，本工艺可防止碳质材料例如碳纳米管变短。此外，本专利技术人 已经发现，本工艺可提供在大的试样体积上接枝的方法，并且与电化学接枝反应相比，可不 限于试样表面。 根据第一方面，本专利技术提供用于制备经共价接枝的碳质材料的工艺，其包括如下 步骤： (a)提供碳质材料； (b)提供至少一种反应物； (C)将所述碳质材料与所述反应物混合，从而获得混合物；和 (d)将步骤（c)中获得的混合物在IR辐射下照射； 从而获得经共价接枝的碳质材料。 根据第二方面，本专利技术提供用于制备聚合物复合材料的工艺，其包括如下步骤： (a)提供包括至少一种聚合物、优选地包括至少一种聚烯烃、优选地包括聚乙烯或 聚丙稀的聚合物成分（polymer composition); (b)提供相对于所述聚合物复合材料的总重量的至少0. 001 %重量的按照根据本 专利技术第一方面的工艺制备的经共价接枝的碳质材料； (C)将所述经共价接枝的碳质材料与所述聚合物成分共混，从而获得聚合物复合 材料。 根据第三方面，本专利技术涵盖通过根据本专利技术第一方面的工艺获得的经共价接枝的 碳质材料。根据第四方面，本专利技术涵盖通过根据本专利技术第二方面的工艺获得的聚合物复合 材料。 独立权利要求和从属权利要求阐述本专利技术的具体和优选的特征。来自从属权利要 求的特征可酌情与来自独立权利要求或者其它从属权利要求的特征组合。 在以下段落中，更详细地定义本专利技术的不同方面。如此定义的各方面可与任何其 它一个方面或多个方面组合，除非清楚地有相反指示。特别地，被指示为优选的或有利的任 何特征可与被指示为优选的或者有利的任何其它一个特征或多个特征组合。【具体实施方式】 在描述本专利技术的工艺之前，应理解，本专利技术不限于所描述的具体工艺，因为这样的 工艺当然可变化。还应理解，本文中使用的术语不意图为限制性的，因为本专利技术的范围将仅 由所附权利要求定义。 如本文中使用的，单数形式"一个（种）（a，an)"和"该（所述）"包括单数个和复 数个指数物两者，除非上下文清楚地另有规定。举例来说，"（一种）反应物"意味着一种反 应物或者超过一种反应物。 如本文中使用的术语"包括"和"由...组成（comprised of)"是与"包含"或 "含（有）"同义的，并且是包容性的或者开放式的并且不排除另外的、未叙述的成员、要素 或方法步骤。将领会，如本文中使用的术语"包括"和"由...组成"包括术语"由...构成 (consist of) '，。 通过端点进行的数值范围的叙述包含囊括在该范围内的所有整数以及酌情时的 分数（例如1到5在涉及例如要素的数目时可包含1、2、3、4,并且在涉及例如量度时还可包 含I. 5、2、2. 75和3. 80)。端点的叙述还包含端点值本身（例如，1. 0-5. 0包含1. 0和5. 0 两者）。本文中叙述的任何数值范围意图包含囊括在其中的所有子范围。 如本文中使用的术语"具有1-20个碳原子的烃基"意图指的是选自包括如下的组 的部分：线型或支化的C 1-C2。烷基；C 3-C2。环烷基；C 6_C2。芳基；C 7_C2。烧芳基；和C 7_C2。芳烷 基；或其任意组合。示例性的烃基基团为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、异戊基、己基、异丁 基、庚基、辛基、壬基、癸基、鲸蜡基、2-乙基己基、和苯基。任何烃基部分可用卤素原子取代。 示例性的卤素原子包含氯、溴、氟和碘并且在这些卤素原子之中，优选氟和氯。 术语"C124烷基"（作为基团或者基团的一部分）指的是式CnH 2n+1的烃基，其中η 为范围1-24的数。通常，所述烷基基团包括1-20个碳原子、优选1-12个碳原子、优选1-10 个碳原子、优选1-6个碳原子、更优选1、2、3、4、5、6个碳原子。烷基基团可为线型的或支 化的并且可如本文中所指示的那样被取代。当在本文中跟在碳原子之后使用下标时，该下 标指的是所命名基团可含有的碳原子数。因此，例如C 1 24烷基基团包含具有1-24个碳原 子的所有的线型、或支化的烷基基团，并且因此包含例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、2-甲 基-乙基、丁基和其异构体（例如正丁基、异丁基和叔丁基）；戊基和其异构体、己基和其异 构体、庚基和其异构体、辛基和其异构体、壬基和其异构体、癸基和其异构体、十一烷基和其 异构体、十二烷基和其异构体、十三烷基和其异构体、十四烷基和其异构体、十五烷基和其 异构体、十六本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备经共价接枝的碳质材料的工艺，其包括如下步骤：(a)提供碳质材料；(b)提供至少一种反应物；(c)将所述碳质材料与所述反应物混合，从而获得混合物；和(d)将步骤(c)中获得的混合物在IR辐射下照射；从而获得经共价接枝的碳质材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：O洛斯特，C布维，S德特里奇，J德尔哈利，Z梅克哈利夫，M韦乔德兹，T德瓦希夫，
申请(专利权)人：道达尔研究技术弗吕公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE