在加工过程中通过原位化学改性改善的石墨烯和氧化石墨烯分散的制作方法

    技术2025-06-15  19


    本公开涉及表现出改善的石墨烯和氧化石墨烯分散(dispersion)的聚合物材料。


    背景技术:

    1、石墨烯和氧化石墨烯是聚合物树脂的理想传导填料。这些材料的特征通常在于高纵横比、高强度、高导电性和导热性。已知少量的石墨烯就会改善机械性质。石墨烯和氧化石墨烯也被认为比石墨或炭黑对应物更具成本效益,因为石墨烯和氧化石墨烯的负载量明显更低,从而产生类似的效果。特别地,对于热管理或导电性将有所参与(play parts)的应用而言,石墨烯总体上预期优于目前的解决方案——考虑到石墨烯的高纵横比以及良好的固有导电性和导热性。然而,这种增强的性能尚未得到实现,因为石墨烯和氧化石墨烯似乎受到聚合物树脂基质中不良分散的阻碍。本公开的各方面解决了这些和其它需求。


    技术实现思路

    1、本公开的各方面涉及组合物,其包括(i)约60wt.%至约99.85wt.%的极性聚合物树脂;(ii)约0.05wt.%至约20wt.%的石墨烯;和(iii)约0.001wt.%至约8wt.%的碱添加剂,其中所述石墨烯与所述碱添加剂组合在所述组合物中以提供改性石墨烯,其中所述组合物的模塑(molded)样品表现出当根据iso 6603测试时与不存在所述碱添加剂的参考组合物相比更大的多轴冲击强度,其中所有组分的组合重量百分比值不超过100wt.%,并且所有重量百分比值基于所述组合物的总重量。



    技术特征:

    1.组合物,其包括:

    2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述极性聚合物树脂包括选自下列的聚酰胺:尼龙-4、尼龙-4,6(pa46)、尼龙-6,10、尼龙-6,9、尼龙-6,12、尼龙-9t、尼龙-6,6与尼龙-6的共聚物、尼龙610(pa 610)、尼龙11(pa 11)、尼龙12(pa 12)、尼龙6-3-t(pa 6-3-t)、聚酰胺mxd6(pa-mxd6)、聚邻苯二甲酰胺(ppa)和/或聚-醚-嵌段酰胺、聚己内酰胺、聚己二酰己二胺、聚癸二酰己二胺、六亚甲基二胺与正十二烷二酸的聚酰胺、聚十一烷基内酰胺、聚十二烷基内酰胺、聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酰己二胺、六亚甲基二胺与对苯二甲酸的聚酰胺,或其组合。

    3.根据权利要求1所述的组合物,其中所述极性聚合物树脂包括聚酰胺-6。

    4.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物,其中所述石墨烯具有当使用x射线光电子能谱法测量时基于所述石墨烯的总重量上至10wt.%的氧含量。

    5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物,其中所述碱添加剂包括有机碱或无机碱。

    6.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物,其中所述碱添加剂包括碳酸钾、硬脂酸钠、碳酸氢钾、乙酸钠、乙酸钾、甲酸钠和甲酸钾,或其组合。

    7.根据权利要求1-6中任一项所述的组合物,其中所述组合物表现出当根据iso 6603测试时至少4j的多轴冲击强度。

    8.根据权利要求1-6中任一项所述的组合物,其中所述组合物表现出当根据iso 180/1u测试时至少90kj/m2的无缺口izod冲击强度。

    9.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物,其中所述组合物进一步包括脱模剂。

    10.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物,其中所述组合物进一步包括0.01wt.%到1wt.%的脱模剂。

    11.根据权利要求1-10中任一项所述的组合物,其中所述组合物表现出当与不存在所述碱添加剂的参考组合物相比时改善的石墨烯分散,所述改善的石墨烯分散的特征在于改善的延展性或改善的多轴冲击强度。

    12.根据权利要求1-11中任一项所述的组合物,其中所述组合物包括约1wt.%至约20wt.%的石墨烯,并且其中所述组合物的模塑样品表现出当根据astm d4496测试时与不存在所述碱添加剂的参考组合物相比更低的比体积电阻率。

    13.根据权利要求1-11中任一项所述的组合物,其中所述组合物具有约0.1至约100当量的碱/所述石墨烯的酸基氧含量。

    14.制品,其由根据权利要求1-13中任一项所述的组合物形成。

    15.形成组合物的方法,所述方法包括:


    技术总结
    公开了组合物,其包括:约60wt.%至约99.85wt.%的极性聚合物树脂;约0.05wt.%至约20wt.%的石墨烯;和约0.001wt.%至约8wt.%的碱添加剂,其中所述石墨烯与所述碱添加剂组合在所述组合物中以提供改性石墨烯,其中所述组合物的模塑样品表现出当根据ISO 6603测试时与不存在所述碱添加剂的参考组合物相比更大的多轴冲击强度,其中所有组分的组合重量百分比值不超过100wt.%,并且所有重量百分比值基于所述组合物的总重量。

    技术研发人员:J·A·M·卢格,F·P·M·莫希,J·简瑟
    受保护的技术使用者:高新特殊工程塑料全球技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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