制备弹性体复合材料的方法技术

本发明专利技术涉及制备包含弹性体基质和纳米管特别是碳纳米管的复合材料的方法，和另外涉及获得的所述复合材料以及涉及其用于制备复合材料产品的用途。本发明专利技术还涉及赋予弹性体基体以至少一种电和/或机械和/或热性能的在配混装置中通过捏合能获得的母料的用途。随后，所述发明专利技术还涉及包含至少一种油和纳米管特别是碳纳米管，以及可能的增粘树脂的聚合物组合物的挤出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及制备包含弾性体基体和纳米管特别是碳纳米管的复合材料的方法，和涉及如此获得的所述复合材料以及涉及其用于制备复合材料产品的用途。弾性体是具有橡胶弹性性能的聚合物，其在不同领域得以应用，例如包括机动车辆零件如轮胎、密封件或管的制备以及药品、电、运输或建筑业。在这些应用中的ー些中，它可以有利地给予它们以导电性能和/或改善它们的机械性能。为了达成该目的，可向其中引入导电填料如碳纳米管(或CNT)。因此，文献WO 2007/035442描述了用于将O. 1%_30重量％，和优选O. 1%-1重量％的CNT引入到液体或固体有机硅树脂基体中的方法，该方法在于通过常规混合器、辊磨机或超声破碎而将所述CNT分散在所述树脂基体中。然后固化所述有机硅树脂(交联)从而获得有机硅弾性体。 然而，在所述文献中建议的エ艺不能容易地转用到其它弾性体树脂基体上，和特别地不能转用到烯烃属性的弾性体上，如天然橡胶、聚异戊ニ烯或聚丁ニ烯。这是因为CNT的低表观密度需要施用强的机械能量以将它们分散在这些树脂中，这产生了足以能导致所述弾性体基质降解的强热。此外，粉末状形式的CNT的处理对弾性体产品配方设计师来说是不方便的。另外，CNT在尺寸、形态和物理性能上的差异意味着仍未能完全知晓CNT粉末的毒理学性质。因此，优选能够使用宏观尺寸的附聚固体形式的CNT，例如为粒料的形式，它比粉末更容易进行处理和传输。因此，对于使用通常用于弾性体エ业的装置，简单地并均匀地将纳米管分散在弹性体树脂基体中而没有显著降解所述树脂的方法仍存有需求。为了满足这些要求，已经建议了基于CNT和增塑剂的、特别地在锥形混合器中制备的且意图在弾性体基质中稀释的预复合材料(FR 2916364)。然而，就相容性而言，用于烯烃弾性体的聚合物粘合剂/增塑剂体系的选择是非常有限的。然而，本专利技术人发现通过使用用于制备弾性体复合材料的基于油、特别是矿物油的母料可作为ー种变体满足的上述需求。因此，本专利技术的主题是用于制备弾性体复合材料的方法，其包含如下的相继步骤(a)将至少一种油和纳米管引入到配混装置中，并然后在所述配混装置中捏合所述至少一种油和所述纳米管，从而获得母料，(b)挤出所述母料，(c)在弾性体基质中稀释所述母料。可以清楚地理解该方法可以包含在上述步骤之前、中间和之后的其它步骤，只要它们没有不利于所述纳米管的分散或不利于所述弾性体基质的完整性(integrity)即可。因此，本方法例如可包括形成粒料(granule)、纤维或带形式的所述母料的中间步骤(b')，这些形态然后可切割成所要求的尺寸。此外，本方法通常包括另外的硫化步骤(ど)。本专利技术的主题还为可根据上述方法获得的弾性体复合材料。本专利技术的主题还为该复合材料的用途。最后，本专利技术的主题是母料在赋予弾性体基体以至少一种电学和/或机械和/或热性能中的用途，所述母料可通过将聚合物组合物在配混装置中捏合，并然后挤出而获得，所述聚合物组合物包含至少ー种油和纳米管。现在将更详细地描述根据本专利技术的所述方法。该方法包含将至少一种油和纳米管引入到配混装置中的第一步骤。对本专利技术来说，术语“油”用来指在环境温度(25°C )和大气压下为液体且为水-不混溶的(在环境温度和大气压下形成肉眼可见的2个相)的介质。该液体介质特别地在水中具有根据OECD方法TG 105测量的小于或等于lmg/1的溶解度。该液体介质可多多少少有些粘性；特别地，在环境温度下其具有O. 1cP-500cP，和优选O. 3-300cP的动态粘度。作 为变体，在环境温度下其具有500CP-35000CP的动态粘度。根据本专利技术，可使用通常可彼此混溶的ー种或多种油。这些油可为极性的，或更好地为非极性的。适用于本专利技术中的油的实例包含一具有高含量(例如至少50重量％)甘油三酯的植物油，所述甘油三酯由甘油的脂肪酸酯组成，其中的所述脂肪酸可具有各种的链长度，所述链可为线性或支化的、饱和或不饱和的；这些油特别地为小麦胚芽油、玉米油、葵花油、亚麻子油、乳木果油、蓖麻油、甜杏仁油、澳洲坚果油、杏仁油、豆油、棉籽油、紫花苜蓿油、罂粟籽油、南瓜油、麻油、嫩葫芦油(marrow oil)、鳄梨油、榛子油、葡萄籽油或黑加仑籽油、月见草油、小米油、大麦油、藜麦油、橄榄油、黒麦油、红花油、烛果油、西番莲花油、麝香薔薇油；或辛酸/癸酸甘油三酯；一式R1C00R2的合成油，其中Rl表示芳基或者包含7_30个碳原子的线性或支化的较高级脂肪酸的残基，且R2表示基干支化或未支化的、任选羟基化的烃的包含3-30个碳原子的链，所述合成油例如PurCellin 油(辛酸十八十六酯(cetostearyl octanoate))、异壬酸异壬酯、苯甲酸C12-C15烧基酯、苯甲酸异硬脂酯(isostearyl benzoate)、肉豆蘧酸异丙酯、醇或多元醇的辛酸酷、癸酸酯或蓖麻醇酸酯；一合成醚、如石油醚；一线性或支化的、饱和或不饱和的C6-C26脂肪醇，特别是支化或不饱和脂肪醇如油醇或辛基十二烷醇；ー硅油，如在环境温度下为液体的聚ニ甲硅氧烷；包含悬垂(pendant)和/或在有机硅链末端的烷基或烷氧基基团的聚ニ甲硅氧烷，所述基团具有2-24个碳原子；苯基有机娃，例如苯基聚三甲基娃氧烧(phenyl trimethicone)、苯基聚ニ甲基娃氧烧(phenyldimethicone)、苯基三甲基娃氧基ニ苯基娃氧烧、ニ苯基聚ニ甲基娃氧烧(diphenyldimethicone)、ニ苯基甲基ニ苯基-三娃氧烧；一矿物来源的油，例如线性或支化烃，如液体石蜡和石蜡衍生物的油、凡士林、聚癸烯、氢化聚异丁烯(特别是Parleam )、角鲨烷；一包含基于线性或支化的烃的单体，例如C5或C9，和/或基于芳烃的单体(例如产品Wingtack 10)的聚合物；一环烃，例如(烷基)环烷烃和(烷基)环烯烃，它们的烷基链是线性或支化的，和饱和或不饱和的，具有1-30个碳原子，如环己烷、ニ辛基环己烷、2，4- ニ甲基-3-环己烯和ニ戊烯；一芳烃，例如苯、甲苯、対-甲基异丙苯、萘或蒽；ー氟油(fluoro oil)，例如 C8-C24 全氟烷；一含氟硅油；和它们的混合物。优选使用矿物油，例如液体石蜡，如由Total以商品名EDC 99_DW或EDC 95_11出售的产品；该油具有3. 5cPs的粘度。在根据本专利技术的方法的第一步骤中制得的所述母料中包含的油的量可为20%_95重量％，优选50%-90重量％，和更优选为70%-85重量％，相对于所述母料的重量。 用于根据本专利技术的方法中的纳米管可为碳纳米管(以下为CNT)或基于硼、磷或氮的纳米管，或包含若干这些元素或至少ー种这些元素与碳结合的纳米管。它们有利地为碳纳米管。这些纳米管具有由规则排列成五边形、六边形和/或七边形的原子组成的管状、中空和封闭形状的从碳获得的特别晶体结构。CNT通常由一个或多个卷起的石墨烯层(leaflet)组成。因此单壁纳米管(SWNT)和多壁纳米管(MWNT)是不同的。双壁纳米管可特别地如Flahaut等人在Chem. Com. (2003)，1442中所描述的进行制备。对多壁纳米管来说，可如文献WO 03/02456中所描述的进行制备。根据本专利技术使用的所述纳米管通常具有O. 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：A科曾科，A莫塞农，
申请(专利权)人：阿克马法国公司，
类型：
国别省市：