切混合器(SiIverson L5M-A，具有方孔高剪切混合篩的標(biāo)準(zhǔn) 混合組件)在8,000rpm下進(jìn)一步混合10分鐘。隨后將等體積的甲醇（Sigma-Aldrich，ACS試 劑級(jí))添加到各個(gè)混合物中，以沉淀聚合物復(fù)合材料固體。將所得淤漿在〇°C下以3，OOOrpm 離心30分鐘，并且將上清液傾析以分離固體。通過添加與先前添加相同的體積、接著離心并 傾析來用新鮮甲醇將固體洗滌兩次。隨后將固體轉(zhuǎn)移至鋁干燥盤，并且在大約150°C的溫度 和大約30mmHg的壓力下在真空爐中干燥。將干燥的復(fù)合材料樣品恪融壓制成1 -mm厚的測試 片。
[0102] 實(shí)施例6-含有3:1的共剝離石墨烯:MWCNT比率的聚碳酸酯復(fù)合材料的導(dǎo)電性
[0103] 在本文提供的技術(shù)的實(shí)施方案的開發(fā)過程中，對(duì)聚碳酸酯復(fù)合材料的電阻率進(jìn)行 測試。具體地講，使用兆歐計(jì)（Static Solutions RT-1000)測試包含3:1的共剝離石墨?。?MWCNT比率(例如，如上所述)的聚碳酸酯復(fù)合材料測試片的電阻率。
[0104] 收集的數(shù)據(jù)表明，電阻率隨著納米材料負(fù)載從0%增加至9.4%而降低10個(gè)數(shù)量 級(jí)，并且隨著負(fù)載從9.4%增加至25%而進(jìn)一步降低另一個(gè)數(shù)量級(jí)（圖4)。此外，數(shù)據(jù)表明， 在大約1 %至5 %的負(fù)載下的聚碳酸酯中3:1的共剝離的石墨烯:MWCNT比率對(duì)于提供在ESD 范圍內(nèi)的電導(dǎo)率是有用的，而5%和更大的負(fù)載對(duì)于提供在EMI屏蔽范圍內(nèi)的電導(dǎo)率是有用 的(參見例如圖4)。
[0105] 實(shí)施例7-通過在微型擠出機(jī)上熔融配混來由PC母料制備石墨烯/MWCNT/PC納米復(fù) 合材料
[0106] 在本文提供的技術(shù)的實(shí)施方案的開發(fā)過程中，已進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來測試含有3:1的石墨 烯:MWCNT比率和25%總碳負(fù)載的石墨烯/^WCNT/PC復(fù)合材料。具體地講，包含含有3:1的石 墨烯:MWCNT比率和25 %總碳負(fù)載的石墨烯/MWCNT/PC復(fù)合材料的母料如上所述制備，并且 用于產(chǎn)生具有更低負(fù)載的一系列納米復(fù)合材料。將母料與PC(RTP)在各種稀釋比率下混合， 以產(chǎn)生具有1.0重量％、5.0重量％、7.0重量％和10.0重量％的總碳負(fù)載的最終復(fù)合材料。 將混合樣品中的每一個(gè)在錐形雙螺桿微型配混擠出機(jī)（15ml DSM XPL0RE)上在lOOrpm的螺 旋轉(zhuǎn)動(dòng)和290°C的溫度下熔融共混3分鐘且隨后擠出。使用300°C的進(jìn)料缸溫度和100°C的模 具溫度將擠出物在注塑機(jī)(DSM XPL0RE)上模制成測試棒。
[0107] 實(shí)施例8-通過母料產(chǎn)生的聚碳酸酯復(fù)合材料的導(dǎo)電性
[0108] 在本文提供的技術(shù)的實(shí)施方案的開發(fā)過程中，使用兆歐機(jī)（Static Solutions RT-1000)對(duì)PC復(fù)合材料測試棒的電阻率進(jìn)行測試。如上所述通過熔融配混由母料產(chǎn)生樣 品。從實(shí)驗(yàn)中收集的電阻率數(shù)據(jù)表明，測試棒具有作為總碳納米材料負(fù)載的函數(shù)而變化的 電阻率（圖5)。電阻率隨著納米材料負(fù)載從0重量％增加至10重量％而降低五個(gè)數(shù)量級(jí)，導(dǎo) 致對(duì)于1重量％與10重量％之間的負(fù)載跨越ESD范圍的電導(dǎo)率。
[0109] 以上說明書提及的所有出版物和專利為了所有的目的以引用的方式整體并入本 文。所述技術(shù)的所述組合物、方法和用途的各種改進(jìn)和變化對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易 知的，而不背離所述技術(shù)的范圍和精神。雖然已結(jié)合特定示例性的實(shí)施方案描述了所述技 術(shù)，但應(yīng)理解的是，要求保護(hù)的本發(fā)明不應(yīng)過度地局限于此類特定實(shí)施方案。事實(shí)上，對(duì)本 領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的用于進(jìn)行本發(fā)明的所述模式的各種修改意圖在以下權(quán)利要 求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚合物納米復(fù)合材料，其包含： a) 聚合物； b) 包括第一形態(tài)的第一液相剝離的原始納米材料；以及 c) 包括與所述第一納米材料明顯不同的顆粒形態(tài)的第二納米材料。2. 如權(quán)利要求1所述的聚合物納米復(fù)合材料，其包含原始石墨烯納米片和碳納米管。3. 如權(quán)利要求1所述的聚合物納米復(fù)合材料，其中所述第一溶劑剝離的原始納米材料 和所述第二納米材料以1:60至60:1的重量比存在。4. 如權(quán)利要求1所述的聚合物納米復(fù)合材料，其中所述聚合物為熱固性聚合物或者所 述聚合物為熱塑性聚合物。5. 如權(quán)利要求1所述的聚合物納米復(fù)合材料，其中所述聚合物包括熱固性聚合物、熱塑 性聚合物和/或熱固性聚合物和熱塑性聚合物的混合物。6. 如權(quán)利要求1所述的聚合物納米復(fù)合材料，其中所述聚合物為或包括環(huán)氧樹脂、聚丙 烯、聚碳酸酯、不飽和聚酯、聚醚醚酮和/或聚酰胺。7. 如權(quán)利要求1所述的聚合物納米復(fù)合材料，其具有小于1X1030hm-cm至小于1X 10120hm-cm的電阻率。8. 如權(quán)利要求1所述的聚合物納米復(fù)合材料，其具有小于包含所述聚合物和所述第一 溶劑剝離的原始納米材料的納米復(fù)合材料的所述電阻率的十分之一或者小于包含所述聚 合物和所述第二納米材料的納米復(fù)合材料的所述電阻率的十分之一的電阻率。9. 一種聚合物納米復(fù)合材料，其包含處于高度剝離狀態(tài)的包括兩種或更多種明顯不同 的顆粒形態(tài)的原始納米材料的液相共剝離混合物。10. 如權(quán)利要求9所述的聚合物納米復(fù)合材料，其中所述納米材料混合物包含石墨稀納 米片和碳納米管。11. 一種溶液或穩(wěn)定分散液，其包含： a) 包括第一形態(tài)的第一液相剝離的原始納米材料；以及 b) 包括與所述第一納米材料明顯不同的顆粒形態(tài)的第二納米材料。12. 如權(quán)利要求12所述的溶液或穩(wěn)定分散液，其包含石墨烯納米片。13. 如權(quán)利要求12所述的溶液或穩(wěn)定分散液，其包含碳納米管。14. 如權(quán)利要求12所述的溶液或穩(wěn)定分散液，其包含具有小于0.1的chi值的溶劑。15. 如權(quán)利要求12所述的溶液或穩(wěn)定分散液，其包含N-烷基-吡咯烷酮。16. 如權(quán)利要求12所述的溶液或穩(wěn)定分散液，其包含具有大約38.4mJ/m2至40.4mJ/m2的 表面張力的溶劑。17. 如權(quán)利要求12所述的溶液或穩(wěn)定分散液，其包含比率為1:60至60:1的所述第一液 相剝離的原始納米材料和所述第二納米材料。18. -種制備聚合物納米復(fù)合材料的方法，所述方法包括： a) 通過液相剝離來剝離第一納米材料，以產(chǎn)生所述第一納米材料的第一溶液或穩(wěn)定分 散液； b) 使用所述第一納米材料的所述第一液相或穩(wěn)定分散液剝離具有與所述第一納米材 料不同的顆粒形態(tài)的第二納米材料，以提供含有所述第一納米材料和所述第二納米材料的 第二液相或穩(wěn)定分散液； C)將所述第二溶液或穩(wěn)定分散液引入單體或聚合物基質(zhì)中；以及 d)從所述基質(zhì)移除溶劑，以提供聚合物納米復(fù)合材料。19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一納米材料為原始石墨烯納米片，并且所述 第二納米材料為碳納米管。20. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第二溶液或穩(wěn)定分散液含有重量比為1:60至 60:1的所述第一納米材料和所述第二納米材料。21. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述聚合物納米復(fù)合材料含有重量比為1:60至60: 1的所述第一納米材料和所述第二納米材料。22. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述聚合物為熱固性聚合物，或者所述聚合物為熱 塑性聚合物。23. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述聚合物包括熱固性聚合物、熱塑性聚合物和/ 或熱固性聚合物和熱塑性聚合物的混合物。24. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述聚合物為或包括環(huán)氧樹脂、聚丙烯、聚碳酸酯、 不飽和聚酯、聚醚醚酮和/或聚酰胺。25. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述聚合物納米復(fù)合材料具有小于1X1030hm-cm至 小于1X10120hm-cm的電阻率。26. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述聚合物納米復(fù)合材料具有小于包含所述聚合 物和所述第一溶劑剝離的原始納米材料的納米復(fù)合材料的所述電阻率的十分之一或者小 于包含所述聚合物和所述第二納米材料的納米復(fù)合材料的所述電阻率的十分之一的電阻 率。27. -種制備含有納米材料的溶劑共剝離混合物的聚合物納米復(fù)合材料的方法，所述 方法包括以下步驟： a) 通過溶劑剝離來剝離納米材料，以產(chǎn)生所述納米材料的第一溶液或穩(wěn)定分散液； b) 使用所述第一納米材料的所述溶液或穩(wěn)定分散液剝離具有與所述第一納米材料不 同的顆粒形態(tài)的一種或多種另外的納米材料，以提供含有處于高度剝離狀態(tài)的兩種或更多 種納米材料的第二溶液或穩(wěn)定分散液； c) 將所述第二溶液或穩(wěn)定分散液引入聚合物基質(zhì)中；以及 d) 從所述基質(zhì)移除溶劑，以提供聚合物納米復(fù)合材料。28. -種通過根據(jù)權(quán)利要求18-27中任一項(xiàng)所述的方法產(chǎn)生的聚合物納米復(fù)合材料。29. -種通過包括以下步驟的方法產(chǎn)生的聚合物復(fù)合材料： a) 通過溶劑剝離來剝離第一納米材料，以產(chǎn)生所述第一納米材料的第一溶液或穩(wěn)定分 散液； b) 使用所述第一納米材料的所述第一溶液或穩(wěn)定分散液剝離具有與所述第一納米材 料不同的顆粒形態(tài)的第二納米材料，以提供含有所述第一納米材料和所述第二納米材料的 第二溶液或穩(wěn)定分散液； c) 將所述第二溶液或穩(wěn)定分散液引入聚合物基質(zhì)中；以及 d) 從所述基質(zhì)移除溶劑，以提供聚合物納米復(fù)合材料。30. 如權(quán)利要求29所述的聚合物復(fù)合材料，其中所述方法還包括通過控制所述第一納 米材料與所述第二納米材料的所述重量比來控制所述聚合物復(fù)合材料的所述電阻率。31. 如權(quán)利要求29所述的聚合物復(fù)合材料，其包含組合濃度為至少0.5重量％的所述第 一納米材料和所述第二材料。32. 如權(quán)利要求29所述的聚合物復(fù)合材料，其包含比率為1:60至60 :1的所述第一納米 材料和所述第二材料。
【專利摘要】本文提供了涉及聚合物納米復(fù)合材料的技術(shù)，并且具體地但非排他地，涉及包含兩種或更多種納米材料的聚合物納米復(fù)合材料，以及產(chǎn)生包含兩種或更多種納米材料的納米復(fù)合材料的方法。
【IPC分類】B82Y40/00, C08K3/04, B82Y30/00, B82B1/00
【公開號(hào)】CN105452358
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480027362
【發(fā)明人】A.D.克勞斯, B.J.科思, 潘貴全, N.R.維特菲爾德特, M.C.霍爾
【申請(qǐng)人】瑞來斯實(shí)業(yè)公司
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2014年3月14日
【公告號(hào)】EP2970626A1, US20160032062, WO2014144144A1