制備彈性體復合材料的方法技術

本發明專利技術涉及制備包含彈性體基質和納米管特別是碳納米管的復合材料的方法，和另外涉及獲得的所述復合材料以及涉及其用于制備復合材料產品的用途。本發明專利技術還涉及賦予彈性體基體以至少一種電和/或機械和/或熱性能的在配混裝置中通過捏合能獲得的母料的用途。隨后，所述發明專利技術還涉及包含至少一種油和納米管特別是碳納米管，以及可能的增粘樹脂的聚合物組合物的擠出。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及制備包含弾性體基體和納米管特別是碳納米管的復合材料的方法，和涉及如此獲得的所述復合材料以及涉及其用于制備復合材料產品的用途。弾性體是具有橡膠彈性性能的聚合物，其在不同領域得以應用，例如包括機動車輛零件如輪胎、密封件或管的制備以及藥品、電、運輸或建筑業。在這些應用中的ー些中，它可以有利地給予它們以導電性能和/或改善它們的機械性能。為了達成該目的，可向其中引入導電填料如碳納米管(或CNT)。因此，文獻WO 2007/035442描述了用于將O. 1%_30重量％，和優選O. 1%-1重量％的CNT引入到液體或固體有機硅樹脂基體中的方法，該方法在于通過常規混合器、輥磨機或超聲破碎而將所述CNT分散在所述樹脂基體中。然后固化所述有機硅樹脂(交聯)從而獲得有機硅弾性體。 然而，在所述文獻中建議的エ藝不能容易地轉用到其它弾性體樹脂基體上，和特別地不能轉用到烯烴屬性的弾性體上，如天然橡膠、聚異戊ニ烯或聚丁ニ烯。這是因為CNT的低表觀密度需要施用強的機械能量以將它們分散在這些樹脂中，這產生了足以能導致所述弾性體基質降解的強熱。此外，粉末狀形式的CNT的處理對弾性體產品配方設計師來說是不方便的。另外，CNT在尺寸、形態和物理性能上的差異意味著仍未能完全知曉CNT粉末的毒理學性質。因此，優選能夠使用宏觀尺寸的附聚固體形式的CNT，例如為粒料的形式，它比粉末更容易進行處理和傳輸。因此，對于使用通常用于弾性體エ業的裝置，簡單地并均勻地將納米管分散在彈性體樹脂基體中而沒有顯著降解所述樹脂的方法仍存有需求。為了滿足這些要求，已經建議了基于CNT和增塑劑的、特別地在錐形混合器中制備的且意圖在弾性體基質中稀釋的預復合材料(FR 2916364)。然而，就相容性而言，用于烯烴弾性體的聚合物粘合劑/增塑劑體系的選擇是非常有限的。然而，本專利技術人發現通過使用用于制備弾性體復合材料的基于油、特別是礦物油的母料可作為ー種變體滿足的上述需求。因此，本專利技術的主題是用于制備弾性體復合材料的方法，其包含如下的相繼步驟(a)將至少一種油和納米管引入到配混裝置中，并然后在所述配混裝置中捏合所述至少一種油和所述納米管，從而獲得母料，(b)擠出所述母料，(c)在弾性體基質中稀釋所述母料。可以清楚地理解該方法可以包含在上述步驟之前、中間和之后的其它步驟，只要它們沒有不利于所述納米管的分散或不利于所述弾性體基質的完整性(integrity)即可。因此，本方法例如可包括形成粒料(granule)、纖維或帶形式的所述母料的中間步驟(b')，這些形態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驟(ど)。本專利技術的主題還為可根據上述方法獲得的弾性體復合材料。本專利技術的主題還為該復合材料的用途。最后，本專利技術的主題是母料在賦予弾性體基體以至少一種電學和/或機械和/或熱性能中的用途，所述母料可通過將聚合物組合物在配混裝置中捏合，并然后擠出而獲得，所述聚合物組合物包含至少ー種油和納米管。現在將更詳細地描述根據本專利技術的所述方法。該方法包含將至少一種油和納米管引入到配混裝置中的第一步驟。對本專利技術來說，術語“油”用來指在環境溫度(25°C )和大氣壓下為液體且為水-不混溶的(在環境溫度和大氣壓下形成肉眼可見的2個相)的介質。該液體介質特別地在水中具有根據OECD方法TG 105測量的小于或等于lmg/1的溶解度。該液體介質可多多少少有些粘性；特別地，在環境溫度下其具有O. 1cP-500cP，和優選O. 3-300cP的動態粘度。作 為變體，在環境溫度下其具有500CP-35000CP的動態粘度。根據本專利技術，可使用通常可彼此混溶的ー種或多種油。這些油可為極性的，或更好地為非極性的。適用于本專利技術中的油的實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組成，其中的所述脂肪酸可具有各種的鏈長度，所述鏈可為線性或支化的、飽和或不飽和的；這些油特別地為小麥胚芽油、玉米油、葵花油、亞麻子油、乳木果油、蓖麻油、甜杏仁油、澳洲堅果油、杏仁油、豆油、棉籽油、紫花苜蓿油、罌粟籽油、南瓜油、麻油、嫩葫蘆油(marrow oil)、鱷梨油、榛子油、葡萄籽油或黑加侖籽油、月見草油、小米油、大麥油、藜麥油、橄欖油、黒麥油、紅花油、燭果油、西番蓮花油、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個碳原子的線性或支化的較高級脂肪酸的殘基，且R2表示基干支化或未支化的、任選羥基化的烴的包含3-30個碳原子的鏈，所述合成油例如PurCellin 油(辛酸十八十六酯(cetostearyl octanoate))、異壬酸異壬酯、苯甲酸C12-C15燒基酯、苯甲酸異硬脂酯(isostearyl benzoate)、肉豆蘧酸異丙酯、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；一線性或支化的、飽和或不飽和的C6-C26脂肪醇，特別是支化或不飽和脂肪醇如油醇或辛基十二烷醇；ー硅油，如在環境溫度下為液體的聚ニ甲硅氧烷；包含懸垂(pendant)和/或在有機硅鏈末端的烷基或烷氧基基團的聚ニ甲硅氧烷，所述基團具有2-24個碳原子；苯基有機娃，例如苯基聚三甲基娃氧燒(phenyl trimethicone)、苯基聚ニ甲基娃氧燒(phenyldimethicone)、苯基三甲基娃氧基ニ苯基娃氧燒、ニ苯基聚ニ甲基娃氧燒(diphenyldimethicone)、ニ苯基甲基ニ苯基-三娃氧燒；一礦物來源的油，例如線性或支化烴，如液體石蠟和石蠟衍生物的油、凡士林、聚癸烯、氫化聚異丁烯(特別是Parleam )、角鯊烷；一包含基于線性或支化的烴的單體，例如C5或C9，和/或基于芳烴的單體(例如產品Wingtack 10)的聚合物；一環烴，例如(烷基)環烷烴和(烷基)環烯烴，它們的烷基鏈是線性或支化的，和飽和或不飽和的，具有1-30個碳原子，如環己烷、ニ辛基環己烷、2，4- ニ甲基-3-環己烯和ニ戊烯；一芳烴，例如苯、甲苯、対-甲基異丙苯、萘或蒽；ー氟油(fluoro oil)，例如 C8-C24 全氟烷；一含氟硅油；和它們的混合物。優選使用礦物油，例如液體石蠟，如由Total以商品名EDC 99_DW或EDC 95_11出售的產品；該油具有3. 5cPs的粘度。在根據本專利技術的方法的第一步驟中制得的所述母料中包含的油的量可為20%_95重量％，優選50%-90重量％，和更優選為70%-85重量％，相對于所述母料的重量。 用于根據本專利技術的方法中的納米管可為碳納米管(以下為CNT)或基于硼、磷或氮的納米管，或包含若干這些元素或至少ー種這些元素與碳結合的納米管。它們有利地為碳納米管。這些納米管具有由規則排列成五邊形、六邊形和/或七邊形的原子組成的管狀、中空和封閉形狀的從碳獲得的特別晶體結構。CNT通常由一個或多個卷起的石墨烯層(leaflet)組成。因此單壁納米管(SWNT)和多壁納米管(MWNT)是不同的。雙壁納米管可特別地如Flahaut等人在Chem. Com. (2003)，1442中所描述的進行制備。對多壁納米管來說，可如文獻WO 03/02456中所描述的進行制備。根據本專利技術使用的所述納米管通常具有O. 本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A科曾科，A莫塞農，
申請(專利權)人：阿克馬法國公司，
類型：
國別省市：