CN110072930A - 聚合物组合物 - Google Patents

聚合物组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN110072930A
CN110072930A CN201780077117.1A CN201780077117A CN110072930A CN 110072930 A CN110072930 A CN 110072930A CN 201780077117 A CN201780077117 A CN 201780077117A CN 110072930 A CN110072930 A CN 110072930A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composition
weight
graphite material
polymer
product
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780077117.1A
Other languages
English (en)
Inventor
M·吉勒斯
D·博纳基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Imerys Graphite and Carbon Switzerland SA
Imesche Co
Original Assignee
Imesche Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Imesche Co filed Critical Imesche Co
Publication of CN110072930A publication Critical patent/CN110072930A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/04—Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F210/06—Propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/203—Solid polymers with solid and/or liquid additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/06—Making preforms by moulding the material
    • B29B11/10—Extrusion moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/10—Polymers of propylene
    • B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2507/00—Use of elements other than metals as filler
    • B29K2507/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0003—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B29K2995/0005—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0012—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular thermal properties
    • B29K2995/0013—Conductive
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K2003/343—Peroxyhydrates, peroxyacids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

包含聚合物和石墨材料的组合物、制造所述组合物的方法以及所述组合物制造复合物或制品(例如汽车车身部件)的应用。

Description

聚合物组合物
技术领域
本发明大体涉及石墨材料在聚合物组合物中的应用，以提供在保持抗张强度和刚度的同时具有改善的耐刮擦性、颜色、导热性、导电性、UV稳定性及其他性质的组合物。本发明还涉及由所述聚合物组合物形成的聚合物复合物和制品(例如压缩成型时的树脂混配物)，以及制造所述聚合物组合物、复合物和制品的方法。
背景技术
无机颗粒材料一般用作聚合物组合物中的填料，例如用于减少组合物中聚合物的量，例如降低组合物的成本。无机颗粒材料也可影响聚合物组合物的性质。例如，在聚合物组合物中使用无机颗粒材料可影响聚合物组合物的颜色、强度、刚度、抗冲击性和/或柔性。无机颗粒材料的性质也可影响聚合物组合物的加工。
特别是，已经开发出滑石颗粒以在塑料中提供刚度。目前，滑石主要用于聚丙烯类组合物中，其中滑石含量基于组合物的总重量为约5重量％至约40重量％。这些组合物通常用于制造轻质汽车部件。炭黑可用于使组合物呈黑色。然而，如果刮擦组合物，可能会显现白色。
因此，希望提供适用于增强聚合物组合物的替代和/或改进的无机颗粒材料。
发明内容
本发明至少部分地旨在提供包含聚合物和石墨材料的组合物，其例如具有良好的机械特性和/或所需的黑色，即使在刮擦和/或损伤时也是如此。
根据第一方面，提供了一种组合物，其包含聚合物和等于或大于约1重量％的石墨材料。在某些实施方式中，所述组合物的L*值等于或小于约65。因此，根据本发明的另一方面，提供了包含聚合物和等于或大于约1重量％的石墨材料的组合物，其中，所述组合物的L*值等于或小于约65。
根据第二方面，提供了由根据本发明的任何方面或实施方式的组合物形成的聚合物复合物或聚合物制品。在某些实施方式中，所述聚合物复合物或聚合物制品通过挤出和/或成型而形成。
根据第三方面，提供了制造根据本发明的任何方面或实施方式的组合物的方法，所述方法包括将聚合物、石墨材料和任何可选的成分组合。
根据第四方面，提供了制造根据本发明的任何方面或实施方式的聚合物复合物或聚合物制品的方法，所述方法包括将根据本发明的任何方面或实施方式的组合物挤出和/或成型。
根据第五方面，提供了根据本发明的任何方面或实施方式的组合物、聚合物复合物和/或聚合物制品用于制造汽车车身部件的应用。
根据第六方面，提供了石墨材料用于替代聚合物组合物中的至少一部分(例如所有)滑石颗粒的应用。包含石墨材料的聚合物组合物的力学性质(例如刚度和/或抗冲击性)可以与不含石墨材料(例如包含滑石作为唯一的无机颗粒材料)的聚合物组合物的物理性质相当(例如在10％以内)。与不含石墨材料的聚合物组合物相比，包含石墨材料的聚合物组合物可例如在刮擦后具有更低的L*值。
根据第七方面，提供了至少约1重量％的石墨材料作为填料在聚合物组合物中的应用(基于组合物的总重量)，以至少部分代替其他无机矿物填料和/或与不含所述至少约1重量％的石墨材料的聚合物组合物相比提供至少一种下述性质：
a.更高的抗冲击性；
b.更高的抗张强度；
c.更高的刚度；
d.更低的L*值(例如在刮擦后)；
e.更高的热导率；
f.加工过程中减少的循环时间
g.更高的电导率；
h.提高的UV稳定性；
i.减少的重量；和
j.降低的密度。
本发明的某些实施方式或方法可提供一个或多个下述优点：
·良好的力学性质(例如强度、抗冲击性、刚度)，例如与包含另选无机颗粒材料填料的组合物相当的力学性质；
·刮擦后的良好黑色(例如，与包含另选无机颗粒材料填料的组合物相比，刮擦后更深或L*值更低)；
·导热性，其例如可使得加工过程中的循环时间缩短；
·导电性，其例如可使组合物能够适用于静电涂漆或镀覆系统；
·降低的重量和/或密度。
关于本发明的任何特定的一个或多个所述方面提供的细节、实例和优选同样适用于本发明的所有方面。除非本文另有说明，或者在上下文中明显矛盾，否则本文所述的实施方式、实例和优选以其所有可能的变型的任何组合都被本发明所涵盖。
具体实施方式
本发明至少部分地基于令人惊讶的发现，即石墨材料可以为聚合物组合物提供增强作用，例如与目前用于增强聚合物组合物的无机颗粒材料(例如滑石)相当的增强作用。本发明还至少部分地基于下述令人惊讶的发现，即包含石墨材料的聚合物组合物是黑色的，并且在刮擦和/或损伤后可以保持其黑色。本发明还至少部分地基于下述令人惊讶的发现，即包含石墨材料的聚合物组合物可以是例如导热、导电、UV稳定并且重量轻，同时保持组合物的增强/力学性质。
聚合物组合物、复合物和制品
于是本发明提供了包含聚合物和石墨材料的组合物。
术语“石墨材料”是指包含具有层状结构(单个层称为石墨烯)的结晶形式的碳的材料，其中所述层通过范德华键保持在一起。例如，石墨材料可以是天然石墨、合成石墨、膨胀石墨、层离石墨、石墨烯、少层石墨烯(包含2至10个原子层)、石墨纤维、纳米石墨、石墨化焦炭(例如石墨化焦粉)或它们的混合物。下文中，本发明可以指天然石墨或合成石墨。然而，本发明不应被解释为局限于此类实施方式。
当从天然存在的来源获得石墨材料时，一些矿物杂质可能会不可避免地污染粉碎材料。然而，一般而言，本发明中使用的石墨材料含有的其他矿物杂质少于5重量％，优选少于1重量％。
例如，石墨材料的d50可以为约1μm至约20μm。例如，石墨材料的d50可以为约1.5μm至约20μm，或约2μm至约20μm，或约2.5μm至约20μm，或约3μm至约20μm，或约3.5μm至约20μm，或约4μm至约20μm，或约4.5μm至约19.5μm，或约5μm至约19μm，或约5.5μm至约18.5μm，或约6μm至约18μm，或约6.5μm至约17.5μm，或约7μm至约17μm，或约7.5μm至约16.5μm，或约8μm至约16μm，或约8.5μm至约15.5μm，或约9μm至约15μm，或约9.5μm至约14.5μm，或约10μm至约14μm。例如，石墨材料的d50可以为约1μm至约8μm，或约1μm至约7μm，或约1μm至约6μm，或约1μm至约5μm。例如，石墨材料的d50可以为约12μm至约20μm，或约14μm至约20μm，或约15μm至约19μm。例如，石墨材料可以是天然石墨，并且d50可以为约5μm至约18μm。例如，石墨材料可以是合成石墨，并且d50可以为约15μm至约20μm。
例如，石墨材料的d90可以为约2μm至约50μm。例如，石墨材料的d90可以为约4μm至约50μm，或约6μm至约50μm，或约8μm至约50μm，或约10μm至约48μm，或约12μm至约46μm，或约14μm至约44μm，或约16μm至约42μm，或约18μm至约40μm，或约20μm至约38μm，或约22μm至约36μm，或约24μm至约34μm，或约26μm至约32μm，或约28μm至约30μm。例如，石墨材料的d90可以为约30μm至约50μm，或约35μm至约45μm，或约36μm至约44μm，或约38μm至约42μm。例如，石墨材料可以是天然石墨，并且d90可以为约10μm至约50μm，或约10μm至约45μm，或约20μm至约40μm，或约30μm至约40μm。例如，石墨材料可以是合成石墨，并且d90可以为约35μm至约45μm，或约40μm至约45μm。
例如，石墨材料的d50可以为约5μm至约18μm，d90可以为约10μm至约40μm。例如，石墨材料的d50可以为约4μm至约8μm，d90可以为约10μm至约14μm。例如，石墨材料的d50可以为约15μm至约20μm，d90可以为约36μm至约42μm。例如，石墨材料的d50可以为约16μm至约20μm，d90可以为约40μm至约44μm。
例如，石墨材料的BET比表面积可以为约4m2/g至约100m2/g。例如，石墨材料的BET比表面积可以为约4m2/g至约90m2/g，或约4m2/g至约80m2/g，或约4m2/g至约70m2/g，或约4m2/g至约60m2/g，或约4m2/g至约50m2/g，或约4m2/g至约40m2/g，或约4m2/g至约30m2/g，或约4m2/g至约20m2/g，或约4m2/g至约18m2/g，或约4m2/g至约16m2/g，或约4m2/g至约15m2/g，或约4m2/g至约14m2/g，或约4m2/g至约12m2/g，或约4m2/g至约11m2/g。例如，石墨材料的BET比表面积可以为约4m2/g至约11m2/g，或约4.5m2/g至约11m2/g，或约4.8m2/g至约10.8m2/g。
除非另有说明，否则使用Malvern激光散射技术测定粒度测量值。在该技术中，基于Mie理论的应用，可以使用激光束的衍射来测量粉末、悬浮液和乳液中的颗粒的尺寸。这种机器(例如Malvern Mastersizer S(由Malvern Instruments提供))提供了本领域中称为“等效球直径”(e.s.d)的尺寸小于给定e.s.d值的颗粒的累积体积百分比的测量值和绘图。d50和d90是在分别有50体积％和90体积％的颗粒的等效球直径小于该d50或d90值时以这种方式测定的颗粒e.s.d的值。
如本文所用的“比表面积(BET)”是指相对于单位质量的矿物颗粒的表面积，其根据BET法通过吸附在所述颗粒表面上以形成完全覆盖所述表面的单分子层的氮气的量确定(根据BET法、AFNOR标准X11-621和622或ISO 9277测量)。在某些实施方式中，比表面积根据ISO 9277或与其等效的任何方法确定。
例如，基于组合物的总重量，所述组合物可包含等于或大于约1重量％的石墨材料。例如，基于组合物的总重量，所述组合物可包含等于或大于约2重量％，或等于或大于约3重量％，或等于或大于约4重量％，或等于或大于约5重量％，或等于或大于约6重量％，或等于或大于约7重量％，或等于或大于约8重量％，或等于或大于约9重量％，或等于或大于约10重量％的石墨材料。
例如，基于组合物的总重量，所述组合物可包含至多约70重量％的石墨材料。例如，所述组合物可包含至多约60重量％、或至多约55重量％、或至多约50重量％、或至多约45重量％、或至多约40重量％、或至多约35重量％、或至多约30重量％、或至多约25重量％、或至多约20重量％的石墨材料。
例如，所述组合物可包含约1重量％至约70重量％、或约5重量％至约70重量％、或约10重量％至约70重量％的石墨材料。例如，所述组合物可包含约1重量％至约50重量％、或约5重量％至约50重量％、或约10重量％至约50重量％的石墨材料。例如，所述组合物可包含约1重量％至约40重量％、或约5重量％至约40重量％、或约10重量％至约40重量％的石墨材料。例如，所述组合物可包含约1重量％至约30重量％、或约5重量％至约30重量％、或约10重量％至约30重量％的石墨材料。例如，所述组合物可包含约1重量％至约20重量％，或约5重量％至约20重量％，或约10重量％至约20重量％的石墨材料。
聚合物可以是任何天然或合成聚合物，或它们的混合物。例如，聚合物可以是热塑性或热固性的。本文所用的术语“聚合物”包括均聚物和/或共聚物，以及交联和/或缠结的聚合物。
本领域普通技术人员将容易理解可应用于聚合物成分的术语“前体”。例如，合适的前体可包括以下的一种或多种：单体、交联剂、包含交联剂和促进剂的固化体系或它们的任何组合。其中，根据本发明，将石墨材料与聚合物的前体混合，随后通过将前体成分固化和/或聚合形成所需的聚合物来形成聚合物组合物。
本发明的组合物中包含的聚合物(包括均聚物和/或共聚物)可由以下单体中的一种或多种制备：丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和在烷基中具有1-18个碳原子的丙烯酸烷基酯、苯乙烯、具有取代基的苯乙烯、二乙烯基苯、苯二甲酸二烯丙酯、丁二烯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、马来酸酐、马来酸或富马酸的酯、四氢邻苯二甲酸或酸酐、衣康酸或酸酐以及衣康酸的酯(具有或没有交联二聚体、三聚体或四聚体)、巴豆酸、新戊二醇、丙二醇、丁二醇、乙二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、环己烷二甲醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、己二酸或琥珀酸、壬二酸和二聚脂肪酸、甲苯二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯。
聚合物可选自以下的一种或多种：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚缩醛、聚碳酸酯、聚乙烯基、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚烯烃(聚链烯烃)、聚乙烯、聚丙烯、环氧聚合物、不饱和聚酯、聚氨酯、聚环戊二烯以及它们的共聚物。合适的聚合物还包括液体橡胶，例如硅酮。
可根据本发明使用的聚合物有利地是热塑性聚合物。热塑性聚合物是那些在加热作用下软化并在冷却时再次硬化至其原始特性的聚合物，即加热-冷却循环是完全可逆的。根据常规定义，热塑性塑料是具有分子键的直链和支链有机聚合物。可根据本发明使用的聚合物的实例包括但不限于聚乙烯，例如，线性低密度聚乙烯(LLDPE)及其中密度级、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、氯乙烯/聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯以及它们的混合物。
在某些实施方式中，聚合物是聚烯烃聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或乙烯、丙烯和丁烯单体中的两种以上的共聚物，例如乙烯-丙烯共聚物。在某些实施方式中，聚合物是丙烯、聚乙烯和乙烯-丙烯共聚物中的两种以上的混合物，例如丙烯和聚乙烯的混合物。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。在某些实施方式中，聚合物包含聚丙烯或聚乙烯或聚丙烯和聚乙烯的混合物，基本上由其组成，或者由其组成。
例如，基于组合物的总重量，所述组合物可包含至少约20重量％的聚合物。例如，所述组合物可包含至少约25重量％、或至少约30重量％、或至少约35重量％、或至少约40重量％、或至少约45重量％、或至少约50重量％的聚合物。例如，所述组合物可包含至多约99.5重量％的聚合物。例如，所述组合物可包含至多约95重量％、或至多约90重量％、或至多约85重量％、或至多约80重量％、或至多约75重量％、或至多约70重量％的聚合物。
例如，所述组合物可包含石墨材料以外的无机颗粒材料，其包括但不限于滑石、炭黑、碱土金属碳酸盐或硫酸盐(如碳酸钙、碳酸镁、白云石、石膏)、含水高岭石族粘土(如高岭土、埃洛石或球粘土)、无水(煅烧)高岭石族粘土(如偏高岭土或完全煅烧高岭土)、云母、珍珠岩、长石、霞石正长岩、硅灰石、硅藻土、重晶石、玻璃以及天然或合成二氧化硅或硅酸盐。在某些实施方式中，所述组合物还包含滑石。在某些实施方式中，所述组合物还包含炭黑。在某些实施方式中，所述组合物还包含滑石和炭黑。
在组合物的制备期间或者在石墨材料的制备期间可以包含其他无机颗粒材料，例如可以将石墨材料与其他无机颗粒材料混合和共混，可选地与表面处理剂组合。在此类实施方式中，其他无机颗粒材料可用表面处理剂进行表面处理。
例如，其他无机颗粒材料的量可以为约5重量％至约70重量％，例如约10重量％至约60重量％，或约15重量％至约50重量％，或约20重量％至约40重量％。例如，其他无机颗粒材料的量可以为约5重量％至约40重量％，或约10重量％至约35重量％，或约15重量％至约30重量％，或约20重量％至约25重量％。
在某些实施方式中，所述组合物还包含约5重量％至约70重量％的滑石。例如，所述组合物还可包含约10重量％至约60重量％、或约20重量％至约50重量％、或约30重量％至约40重量％的滑石。例如，所述组合物还可包含约5重量％至约40重量％的滑石，例如约5重量％至约30重量％、或约5重量％至约20重量％、或约10重量％至约35重量％、或约10重量％至约30重量％、或约15重量％至约30重量％、或约20重量％至约25重量％的滑石。
例如，滑石可以进行表面处理。如本文所用的术语“表面处理”是指滑石颗粒与附着(例如，物理吸附或粘合)或以其他方式与滑石表面结合的化合物接触。滑石的表面处理可用于减少或消除滑石颗粒的聚集和/或增强滑石颗粒结合到聚合物组合物中。
合适的表面处理剂包括具有带有极性基团的疏水性碳链的化合物，例如胺、硅烷，硅氧烷、醇或酸及其金属盐类。例如，表面处理剂是聚醚或其衍生物，例如聚醚改性的聚硅氧烷。
聚醚可以是聚氧亚烷基(POA)，例如聚亚烷基二醇(PAG)或聚亚烷基氧(PAO)。如本文所用的术语“聚亚烷基二醇”是指数均分子量低于20,000g/mol的POA，术语“聚亚烷基氧”是指数均分子量高于20,000g/mol的POA。在某些实施方式中，表面处理剂包含或者是聚亚烷基二醇，其数均分子量为约100至约15,000g/mol，例如约200至约10,000g/mol，或约500至约9000g/mol，或约1000至约9000g/mol，或约2000至约900g/mol，或约4000至约9000g/mol，或约6000至约9000g/mol，或约6000至约8500g/mol。
聚醚可以是选自以下的一种或多种的聚亚烷基氧：多聚甲醛(聚亚甲基氧)、聚四亚甲基二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚亚乙基氧、聚亚丙基氧、聚亚丁基氧以及它们的组合。
表面处理剂可以包含或可以是聚乙二醇。表面处理可以包含或者可以是聚乙二醇和聚丙二醇(PPG)的混合物。表面处理剂可以是聚乙二醇，其数均分子量为约200至约10,000g/mol，例如约500至约9000g/mol，或约1000至约9000g/mol，或约2000至约900g/mol，或约4000至约9000g/mol，或约6000至约9000g/mol，或约6000至约8500g/mol。示例性PEG包括来自BASF的PuriolTM系列的聚乙二醇，例如PuriolTM 8005。
表面处理剂可以包含或可以是脂肪酸和/或其金属盐，例如硬脂酸或硬脂酸金属盐，例如硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸锌。
合适的硅烷类试剂是氨基硅烷，例如三甲氧基甲硅烷基乙胺、三乙氧基甲硅烷基乙胺、三丙氧基甲硅烷基乙胺、三丁氧基甲硅烷基乙胺、三甲氧基甲硅烷基丙胺、三乙氧基甲硅烷基丙胺、三丙氧基甲硅烷基丙胺、三异丙氧基甲硅烷基丙胺、三丁氧基甲硅烷基丙胺、三甲氧基甲硅烷基丁胺、三乙氧基甲硅烷基丁胺、三丙氧基甲硅烷基丁胺、三丁氧基甲硅烷基丁胺、三甲氧基甲硅烷基戊胺、三乙氧基甲硅烷基戊胺、三丙氧基甲硅烷基戊胺、三丁氧基甲硅烷基戊胺、三甲氧基甲硅烷基己胺、三乙氧基甲硅烷基己胺、三丙氧基甲硅烷基己胺、三丁氧基甲硅烷基己胺、三甲氧基甲硅烷基庚胺、三乙氧基甲硅烷基庚胺、三丙氧基甲硅烷基庚胺、三丁氧基甲硅烷基庚胺、三甲氧基甲硅烷基辛胺、三乙氧基甲硅烷基辛胺、三丙氧基甲硅烷基辛胺和三丁氧基甲硅烷基辛胺等。具有烃基和极性基团的合适的试剂是烃基胺，如三乙醇胺(TEA)，以及氨基醇试剂，如2-氨基-2-甲基-1-丙醇。是含有5％的水的市售2-氨基-2-甲基-1-丙醇制剂。
表面处理剂可以以有效实现所需结果的量添加。在某些实施方式中，表面处理剂的量相对于滑石的重量为约0.1重量％至5重量％，例如相对于滑石的重量为约0.1重量％至2重量％。
表面处理剂可通过加入滑石中并用常规方法进行混合来施用。表面处理剂可以在由相对较粗的滑石原料制备滑石的过程中和在将滑石加入聚合物组合物之前施用。
例如，滑石与石墨材料的重量比可以为约20:1至约1:20。例如，滑石与石墨材料的重量比可以为约15:1至约1:15，例如约10:1至约1:10，例如约5:1至约1:5。例如，滑石与石墨材料的重量比可以为约20:1至约1:10，或约20:1至约1:5，或约20:1至约1:2，或约20:1至约1:1。例如，滑石与石墨材料的重量比可以为约10:1至约1:10，或约10:1至约1:5，或约10:1至约1:2，或约10:1至约1:1。例如，滑石与石墨材料的重量比可以为约5:1至约1:10，或约5:1至约1:5，或约5:1至约1:2，或约5:1至约1:1。
在某些实施方式中，所述组合物还包含约1重量％至约10重量％的炭黑。例如，所述组合物还包含约2重量％至约9重量％、或约3重量％至约8重量％、或约4重量％至约7重量％、或约5重量％至约6重量％的炭黑。
例如，炭黑与石墨材料的重量比可以为约5:1至约1:50。例如，炭黑与石墨材料的重量比可以为约2:1至约1:50，或约1:1至约1:50。例如，炭黑与石墨材料的重量比可以为约2:1至约1:40，或约2:1至约1:30，或约2:1至约1:20，或约2:1至约1:10，或约2:1至约1:5。例如，炭黑与石墨材料的重量比可以为约1:1至约1:40，或约1:1至约1:30，或约1:1至约1:20，或约1:1至约1:10，或约1:1至约1:5。
在某些实施方式中，基于聚合物组合物的总重量，石墨材料、滑石和炭黑以外的其他无机颗粒材料的量小于约10重量％，例如小于约5重量％，或小于约1重量％，或小于约0.5重量％，或小于约0.4重量％，或小于约0.3重量％，或小于约0.2重量％，或小于约0.1重量％。
在某些实施方式中，组合物中的无机颗粒材料的总量(即包含任何石墨材料、滑石和炭黑)不超过约80重量％。例如，所述组合物可包含至多约75重量％、或至多约70重量％、或至多约65重量％、或至多约60重量％、或至多约55重量％、或至多约50重量％的全部无机颗粒材料。
在某些实施方式中，所述组合物是母料组合物(适合于与其他聚合物组合以形成最终聚合物组合物)。在其他实施方式中，所述组合物是可加工以形成聚合物复合物或制品而无需加入其他聚合物的最终聚合物组合物。
无机颗粒材料在母料组合物中的总量可高于在最终聚合物组合物中的总量。如果所述组合物是母料组合物，基于组合物的总重量，组合物中无机颗粒材料的总量可以为约40重量％至约80重量％，例如约45重量％至约75重量％，或约50重量％至约75重量％，或约55重量％至约75重量％，或约60重量％至约70重量％。如果聚合物组合物是母料组合物，组合物中石墨材料的总量可以为约5重量％至约80重量％，例如约10重量％至约75重量％，或约20重量％至约70重量％，或约25重量％至约65重量％，或约30重量％至约60重量％，或约40重量％至约50重量％。如果所述组合物是最终聚合物组合物，组合物中无机颗粒材料的总量可以为约1重量％至约60重量％，例如约1重量％至约45重量％，或约1重量％至约30重量％，或约1重量％至约20重量％，或约5重量％至约40重量％，或约10重量％至约35重量％，或约15重量％至约30重量％。如果所述组合物是最终聚合物组合物，组合物中石墨材料的总量可以为约1重量％至约50重量％，例如约1重量％至约45重量％，或约5重量％至约40重量％，或约10重量％至约35重量％，或约15重量％至约30重量％。
在某些实施方式中，石墨材料可用作聚合物组合物中的功能性填料，例如用于修改或增强聚合物组合物的一种或多种力学性质，或者修改聚合物组合物的一种或多种颜色特性。在某些实施方式中，石墨材料可用于提供具有导热性和/或导电性的组合物、复合物或制品。
在某些实施方式中，石墨材料可用作增量填料，例如用于补充或取代可能更难以并入聚合物组合物中的其他填料材料。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的L*值等于或小于约65。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的L*值可以等于或小于约60，或等于或小于约55，或等于或小于约50，或等于或小于约45，或等于或小于约40。在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的L*值可以为0至约65。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的L*值可以为约5至约60，或约10至约55，或约15至约50，或约20至约45，或约25至约40。在某些实施方式中，基于所述组合物、复合物或制品的总重量，所述组合物、复合物或制品包含至少约20重量％的石墨材料。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。
在某些实施方式中，聚合物组合物、复合物或制品在刮擦后保持在该范围内的L*值。这可以使用Erichsen交叉影线法测量，其中在固定载荷(例如10N)下在聚合物组合物、复合物或制品的表面上形成特定的刮擦图案。然后通过测量刮擦后L*的差异(与刮擦前的聚合物组合物、复合物或制品的L*值相比)来确定刮擦性能。较低的L*差异(较低的ΔL*)表示较小的划痕可见性。例如，这可以使用1mm切削工具进行20次切削来测量，每个切削之间为2mm，切削速度为16.67mm/s，压力载荷为10N。
在某些实施方式中，组合物、复合物或制品的ΔL*(如上所述测得)等于或小于约10。例如，组合物、复合物或制品的ΔL*可等于或小于约8，或等于或小于约6，或等于或小于约5，或等于或小于约4，或等于或小于约3，或等于或小于约2，或等于或小于约1.5，或等于或小于约1。例如，组合物、复合物或制品的ΔL*可以为至少约0.5，例如至少约1。在某些实施方式中，基于所述组合物的总重量，所述组合物、复合物或制品包含等于或大于约20重量％的石墨材料。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。
在某些实施方式中，本文公开的石墨材料可提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其L*值等于或小于约65。例如，本文公开的石墨材料可提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其L*值等于或小于约60，或等于或小于约55，或等于或小于约50，或等于或小于约45，或等于或小于约40。在某些实施方式中，本文公开的石墨材料可提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其L*值为约0至约65。例如，本文公开的石墨材料可提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其L*值为约5至约60，或约10至约55，或约15至约50，或约20至约45，或约25至约40。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的L*值比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的L*值低至少约10点(例如，如果本发明的组合物的L*值为40，则相应的组合物的L*值为50)。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的L*值可比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的L*值低至少约15点，或至少约20点，或至少约25点，或至少约30点。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的L*值可比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的L*值低至多约70点，或至多约60点，或至多约50点，或至多约40点。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的L*值比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的L*值低至少约10点(例如，如果本发明的组合物的L*值为40，则相应的组合物的L*值为50)。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的L*值可比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的L*值低至少约15点，或至少约20点，或至少约25点，或至少约30点。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的L*值比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的L*值低至多约70点，或至多约60点，或至多约50点，或至多约40点。
使用CIE L*a*b*色空间确定L*。可以使用来自KONICA/MINOLTA的分光光度计MINOLTA CM-3700D(发光体D65/10°)测量聚合物组合物的L*白度。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品是导热的。在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品在25℃的面内热导率等于或大于约0.6W/mk，或等于或大于约0.7W/mk。在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品在25℃的面内热导率等于或大于约0.8W/mk，或等于或大于约0.9W/mk，或等于或大于约1W/mk，或等于或大于约1.1W/mk，或等于或大于约1.2W/mk。在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品在25℃的面内热导率为约0.7W/mk至约10W/mk，或约0.7W/mk至约8W/mk，或约0.7W/mk至约6W/mk，或约0.7W/mk至约5W/mk，或约0.8W/mk至约4.5W/mk，或约0.9W/mk至约4W/mk，或约1W/mk至约3W/mk。在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品在25℃的面内热导率为约0.7W/mk至约2W/mk，或约0.8W/mk至约1.8W/mk，或约0.9W/mk至约1.6W/mk，或约1W/mk至约1.4W/mk。在某些实施方式中，基于所述组合物的总重量，所述组合物、复合物或制品包含等于或大于约20重量％的石墨材料。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。
在某些实施方式中，本文公开的石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其25℃的面内热导率等于或大于约0.6W/mk，或等于或大于约0.7W/mk，或等于或大于约0.8W/mk，或等于或大于约0.9W/mk，或等于或大于约1W/mk，或等于或大于约1.1W/mk，或等于或大于约1.2W/mk。在某些实施方式中，所述石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其25℃的面内热导率为约0.7W/mk至约10W/mk，或约0.7W/mk至约8W/mk，或约0.7W/mk至约6W/mk，或约0.7W/mk至约5W/mk，或约0.8W/mk至约4.5W/mk，或约0.9W/mk至约4W/mk，或约1W/mk至约3W/mk。在某些实施方式中，所述石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其25℃的面内热导率为约0.7W/mk至约2W/mk，或约0.8W/mk至约1.8W/mk，或约0.9W/mk至约1.6W/mk，或约1W/mk至约1.3W/mk。
在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的25℃的面内热导率比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品25℃的面内热导率大至少约20％。例如，所述组合物、复合物或制品的25℃的面内热导率比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的25℃的面内热导率大至少约25％，或至少约30％，或至少约35％，或至少约40％，或至少约45％，或至少约50％。例如，所述组合物、复合物或制品的25℃的面内热导率比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的25℃的面内热导率大至多约100％，或至多约95％，或至多约90％，或至多约85％，或至多约80％，或至多约75％。在某些实施方式中，基于所述组合物、复合物或制品的总重量，本发明的组合物、复合物或制品包含等于或大于约20重量％的石墨材料。
在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的25℃的面内热导率比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的25℃的面内热导率大至少约20％。例如，所述组合物、复合物或制品的25℃的面内热导率比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的25℃的面内热导率大至少约25％，或至少约30％，或至少约35％，或至少约40％，或至少约45％，或至少约50％。例如，所述组合物、复合物或制品的25℃的面内热导率比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的25℃的面内热导率大至多约100％，或至多约95％，或至多约90％，或至多约85％，或至多约80％，或至多约75％。在某些实施方式中，基于所述组合物、复合物或制品的总重量，本发明的组合物、复合物或制品包含等于或大于约20重量％的石墨材料。
在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率等于或大于约0.2W/mk，或等于或大于约0.3W/mk。在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率等于或大于约0.4W/mk，或等于或大于约0.5W/mk，或等于或大于约0.6W/mk，或等于或大于约0.7W/mk，或等于或大于约0.8W/mk，或等于或大于约0.9W/mk，或等于或大于约1W/mk，或等于或大于约1.1W//mk，或等于或大于约1.2W/mk。在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率为约0.2W/mk至约4W/mk，或约0.2W/mk至约2W/mk，或约0.2W/mk至约1.5W/mk，或约0.3W/mk至约1.4W/mk，或约0.4W/mk至约1.3W/mk，或约0.5W/mk至约1.2W/mk，或约0.6W/mk至约1.1W/mk，或约0.7至约1W/mk。在某些实施方式中，基于所述组合物的总重量，所述组合物、复合物或制品包含等于或大于约20重量％的石墨材料。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。
在某些实施方式中，本文公开的石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其25℃的面间热导率等于或大于约0.2W/mk，或等于或大于约0.3W/mk，或等于或大于约0.4W/mk，或等于或大于约0.5W/mk，或等于或大于约0.6W/mk，或等于或大于约0.7W/mk，或等于或大于约0.8W/mk，或等于或大于约0.9W/mk，或等于或大于约1W/mk，或等于或大于约1.1W//mk，或等于或大于约1.2W/mk。在某些实施方式中，所述石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其25℃的面间热导率为约0.2W/mk至约4W/mk，或约0.2W/mk至约2W/mk，或约0.2W/mk至约1.5W/mk，或约0.3W/mk至约1.4W/mk，或约0.4W/mk至约1.3W/mk，或约0.5W/mk至约1.2W/mk，或约0.6W/mk至约1.1W/mk，或约0.7至约1W/mk。在某些实施方式中，所述石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其25℃的面间热导率为约0.2W/mk至约1.5W/mk，或约0.3W/mk至约1.4W/mk，或约0.4W/mk至约1.3W/mk，或约0.5W/mk至约1.2W/mk，或约0.6W/mk至约1.1W/mk，或约0.7至约1W/mk。
在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率大至少约20％。例如，所述组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率可比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率大至少约25％，或至少约30％，或至少约35％，或至少约40％，或至少约45％，或至少约50％。例如，所述组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率可比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率大至多约100％，或至多约95％，或至多约90％，或至多约85％，或至多约80％，或至多约75％。在某些实施方式中，基于所述组合物、复合物或制品的总重量，本发明的组合物、复合物或制品包含等于或大于约20重量％的石墨材料。
在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率大至少约20％。例如，所述组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率大至少约25％，或至少约30％，或至少约35％，或至少约40％，或至少约45％，或至少约50％。例如，所述组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率可比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的25℃的面间热导率大至多约100％，或至多约95％，或至多约90％，或至多约85％，或至多约80％，或至多约75％。在某些实施方式中，基于所述组合物、复合物或制品的总重量，本发明的组合物、复合物或制品包含等于或大于约20重量％的石墨材料。
可根据ASTM E1461使用Netzsch Laserflash LFA447测量热导率，并且可依照C.Raman,High Performance Plastics 2011Proceedings,(2011)Smithers RapraTechnology(其内容通过引用并入本文)中描述的程序并使用压缩成型的样品测量面间热导率和面内热导率。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品可以是导电的。在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品可以是导电的，使得电阻率等于或小于约109Ohm/cm。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品可以是导电的，使得电阻率等于或小于约108Ohm/cm，或等于或小于约107Ohm/cm，或等于或小于约106Ohm/cm，或等于或小于约105Ohm/cm，或等于或小于约104Ohm/cm。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品可以是导电的，使得电阻率等于或大于约1Ohm/cm，或等于或大于约10Ohm/cm，或等于或大于约100Ohm/cm，或等于或大于约1000Ohm/cm。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。在某些实施方式中，所述组合物包含等于或大于20重量％的石墨材料。
在某些实施方式中，本文公开的石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其电阻率等于或小于约109Ohm/cm。例如，石墨材料可提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其电阻率等于或小于约108Ohm/cm，或等于或小于约107Ohm/cm，或等于或小于约106Ohm/cm，或等于或小于约105Ohm/cm，或等于或小于约104Ohm/cm。例如，石墨材料可提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其电阻率等于或大于约1Ohm/cm，或等于或大于约10Ohm/cm，或等于或大于约100Ohm/cm，或等于或大于约1000Ohm/cm。
在某些实施方式中，压缩成型时的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率比不含石墨材料的压缩成型时的相应的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率小至少约20％。例如，压缩成型时的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率比不含石墨材料的压缩成型时的相应的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率小至少约25％，或至少约30％，或至少约35％，或至少约40％，或至少约45％，或至少约50％。例如，压缩成型时的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率比不含石墨材料的压缩成型时的相应的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率小至多约100％，或至多约95％，或至多约90％，或至多约85％，或至多约80％，或至多约75％。在某些实施方式中，基于压缩成型时的组合物、复合物、制品或树脂混配物的总重量，本发明的压缩成型时的组合物、复合物、制品或树脂混配物包含等于或大于约20重量％的石墨材料。
在某些实施方式中，压缩成型时的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率比包含等量的滑石代替石墨材料的压缩成型时的相应的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率小至少约20％。例如，压缩成型时的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率比包含等量的滑石代替石墨材料的压缩成型时的相应的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率小至少约25％，或至少约30％，或至少约35％，或至少约40％，或至少约45％，或至少约50％。例如，压缩成型时的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率比包含等量的滑石代替石墨材料的压缩成型时的相应的组合物、复合物、制品或树脂混配物的25℃的电阻率小至多约100％，或至多约95％，或至多约90％，或至多约85％，或至多约80％，或至多约75％。在某些实施方式中，基于压缩成型时的组合物、复合物、制品或树脂混配物的总重量，本发明的压缩成型时的组合物、复合物、制品或树脂混配物包含等于或大于约20重量％的石墨材料。
电阻率可通过ISO 3915或ASTM D257并使用压缩成型的样品进行测量。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的密度等于或小于约1.5g/cm3。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的密度可以等于或小于约1.4g/cm3，或等于或小于约1.3g/cm3，或等于或小于约1.2g/cm3，或等于或小于约1.1g/cm3。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的密度可以为约0.9g/cm3至约1.5g/cm3，或约1g/cm3至约1.4g/cm3。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品包含等于或大于约20重量％的石墨材料。
在某些实施方式中，本文公开的石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其密度等于或小于约1.5g/cm3。例如，石墨材料可提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其密度等于或小于约1.4g/cm3，或等于或小于约1.3g/cm3，或等于或小于约1.2g/cm3，或等于或小于约1.1g/cm3。例如，石墨材料可提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其密度为约0.9g/cm3至约1.5g/cm3，或约1g/cm3至约1.4g/cm3。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品可以比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品轻至少约1％。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品可以比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品轻至少约2％，或至少约3％，或至少约4％，或至少约5％。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品可以比包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品轻至多约10％，或至多约8％，或至多约6％。
在某些实施方式中，石墨材料提高了聚合物组合物、复合物或制品的冲击强度。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的-20℃的夏比冲击强度(无缺口的)为至少约20kJ/m2。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的-20℃的夏比冲击强度(无缺口的)可以为至少约25kJ/m2，或至少约30kJ/m2，或至少约35kJ/m2，或至少约40kJ/m2。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的-20℃的夏比冲击强度(无缺口的)可以为至多约80kJ/m2，或至多约70kJ/m2，或至多约60kJ/m2，或至多约50kJ/m2。在某些实施方式中，基于组合物、复合物或制品的总重量，所述组合物、复合物或制品包含至少约20重量％的石墨材料。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。
在某些实施方式中，本文公开的石墨材料可以提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其-20℃的夏比冲击强度(无缺口的)为至少约20kJ/m2，或至少约25kJ/m2，或至少约30kJ/m2，或至少约35kJ/m2，或至少约40kJ/m2。在某些实施方式中，本文公开的石墨材料可以提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其-20℃的夏比冲击强度(无缺口的)为至多约80kJ/m2，或至多约70kJ/m2，或至多约60kJ/m2，或至多约50kJ/m2。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的-20℃或23℃的夏比冲击强度(无缺口的或有缺口的)比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的-20℃或23℃的夏比冲击强度(无缺口的或有缺口的)大至少约1％。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的-20℃或23℃的夏比冲击强度(无缺口的或有缺口的)比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的-20℃或23℃的夏比冲击强度(无缺口的或有缺口的)大至少约2％，或至少约3％，或至少约3％，或至少约4％，或至少约5％，或至少约6％，或至少约7％，或至少约8％，或至少约9％，或至少约10％，或至少约12％，或至少约14％，或至少约15％，或至少约16％，或至少约18％，或至少约20％。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的-20℃或23℃的夏比冲击强度(无缺口的或有缺口的)比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的-20℃或23℃的夏比冲击强度(无缺口的或有缺口的)大至多约100％，或至多约80％，或至多约60％，或至多约50％，或至多约40％，或至多约30％。在比较组合物时，测量应在相同温度下进行，并且两者都应有缺口或两者都应无缺口。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的-20℃或23℃的夏比冲击强度(无缺口的或有缺口的)在包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物的-20℃或23℃的夏比冲击强度(无缺口的或有缺口的)的约50％内(即，+或-50％)。在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的-20℃或23℃的夏比冲击强度(无缺口的或有缺口的)在包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物的-20℃或23℃的夏比冲击强度(无缺口的或有缺口的)的约45％、或约40％、或约35％、或约30％、或约25％、或约20％、或约15％、或约10％、或约9％、或约8％、或约7％、或约6％、或约5％、或约4％、或约3％、或约2％、或约1％内。在比较组合物时，测量应在相同温度下进行，并且两者都应有缺口或两者都应无缺口。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的23℃的夏比冲击强度(无缺口的)为至少约50kJ/m2。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的23℃的夏比冲击强度(无缺口的)可为至少约60kJ/m2，或至少约70kJ/m2，或至少约80kJ/m2，或至少约90kJ/m2，或至少约100kJ/m2。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的23℃的夏比冲击强度(无缺口的)可为至多约150kJ/m2，或至多约120kJ/m2。在某些实施方式中，基于组合物、复合物或制品的总重量，所述组合物、复合物或制品包含至少约20重量％的石墨材料。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。
在某些实施方式中，本文公开的石墨材料可以提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其23℃的夏比冲击强度(无缺口的)为至少约50kJ/m2，或至少约60kJ/m2，或至少约70kJ/m2，或至少约80kJ/m2，或至少约90kJ/m2，或至少约100kJ/m2。在某些实施方式中，本文公开的石墨材料可以提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其23℃的夏比冲击强度(无缺口的)为至多约150kJ/m2，或至多约120kJ/m2。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的23℃的夏比冲击强度(有缺口的)为至少约3kJ/m2。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的23℃的夏比冲击强度(有缺口的)可为至少约3.5kJ/m2，或至少约4kJ/m2，或至少约4.5kJ/m2。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的23℃的夏比冲击强度(有缺口的)可以为至多约8kJ/m2，或至多约7kJ/m2，或至多约6kJ/m2。在某些实施方式中，基于组合物、复合物或制品的总重量，所述组合物、复合物或制品包含至少约20重量％的石墨材料。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。
在某些实施方式中，本文公开的石墨材料可以提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其23℃的夏比冲击强度(有缺口的)为至少约3kJ/m2，或至少约3.5kJ/m2，或至少约4kJ/m2，或至少约4.5kJ/m2。在某些实施方式中，本文公开的石墨材料可以提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其23℃的夏比冲击强度(有缺口的)为至多约8kJ/m2，或至多约7kJ/m2，或至多约6kJ/m2。
根据ISO 179，在有缺口或无缺口的80mm×10mm×4mm条上测量夏比冲击强度。
在某些实施方式中，石墨材料提高了聚合物组合物、复合物或制品的刚度。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的弯曲模量等于或大于约1800MPa。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的弯曲模量可以等于或大于约1900MPa，或等于或大于约2000MPa，或等于或大于约2100MPa，或等于或大于约2200MPa，或等于或大于约2300MPa，或等于或大于约2400MPa。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的弯曲模量可以为至多约3000MPa，例如至多约2900MPa，或至多约2800MPa，或至多约2700MPa，或至多约2600MPa，或至多约2500MPa。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。在某些实施方式中，基于聚合物组合物、复合物或制品，所述组合物、复合物或制品包含至少约20重量％的石墨材料。
在某些实施方式中，石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其弯曲模量等于或大于约1800MPa，或等于或大于约1900MPa，或等于或大于约2000MPa，或等于或大于约2100MPa，或等于或大于约2200MPa，或等于或大于约2300MPa，或等于或大于约2400MPa。在某些实施方式中，石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其弯曲模量为至多约3000MPa，例如至多约2900MPa，或至多约2800MPa，或至多约2700MPa，或至多约2600MPa，或至多约2500MPa。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的弯曲模量比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的弯曲模量大至少约1％。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的弯曲模量可比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的弯曲模量大至少约5％，或至少约10％，或至少约15％，或至少约20％，或至少约25％，或至少约30％。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的弯曲模量可比不含石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的弯曲模量大至多约100％，或至多约90％，或至多约80％，或至多约70％，或至多约60％，或至多约50％。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的弯曲模量在包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的弯曲模量的约20％内(+或-20％)。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的弯曲模量可在包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物、复合物或制品的弯曲模量的约15％、或约10％、或约9％、或约8％、或约7％、或约6％、或约5％、或约4％、或约3％、或约2％、或约1％内。
根据ISO 178，在80mm×10mm×4mm条上测量弯曲模量。
在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的热变形温度(HDT)等于或大于约45℃。在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的HDT等于或大于约46℃，或等于或大于约47℃，或等于或大于约48℃，或等于或大于约49℃，或等于或大于约50℃。例如，所述组合物、复合物或制品的HDT可以为至多约65℃，或至多约60℃，或至多约59℃，或至多约58℃，或至多约57℃，或至多约56℃，或至多约55℃。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。在某些实施方式中，基于组合物、复合物或制品的总重量，所述组合物、复合物或制品包含等于或大于约20重量％的石墨材料。
在某些实施方式中，石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其HDT等于或大于约45℃，或等于或大于约46℃，或等于或大于约47℃，或等于或大于约48℃，或等于或大于约49℃，或等于或大于约50℃。在某些实施方式中，石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其HDT为至多约65℃，或至多约60℃，或至多约59℃，或至多约58℃，或至多约57℃，或至多约56℃，或至多约55℃。
在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的HDT在包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物的HDT的约10℃内(+或-10℃)。例如，所述组合物、复合物或制品的HDT可以在包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物的HDT的约9℃、或约8℃、或约7℃、或约6℃、或约5℃、或约4℃、或约3℃内。
根据ISO 75A，可以在80mm×10mm×4mm条上测量HDT。
在某些实施方式中，石墨材料降低了聚合物组合物、复合物或制品的线性热膨胀系数(CLTE)。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的CLTE等于或小于约160×10-6℃。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的CLTE可以等于或小于约155×10-6℃，或等于或小于约150×10-6℃，或等于或小于约145×10-6℃，或等于或小于约140×10-6℃。例如，所述聚合物组合物、复合物或制品的CLTE可以等于或大于约50×10-6℃，或等于或大于约60×10-6℃，或等于或大于约70×10-6℃，或等于或大于约80×10-6℃，或等于或大于约90×10-6℃，或等于或大于约100×10-6℃。在某些实施方式中，所述聚合物是聚丙烯。在某些实施方式中，基于组合物、复合物或制品的总重量，所述组合物、复合物或制品包含至少约20重量％的石墨材料。
在某些实施方式中，石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其CLTE等于或小于约160×10-6℃，或等于或小于约155×10-6℃，或等于或小于约150×10-6℃，或等于或小于约145×10-6℃，或等于或小于约140×10-6℃。在某些实施方式中，石墨材料提供一种由聚丙烯和20重量％的石墨材料组成的组合物，其CLTE等于或大于约50×10-6℃，或等于或大于约60×10-6℃，或等于或大于约70×10-6℃，或等于或大于约80×10-6℃，或等于或大于约90×10-6℃，或等于或大于约100×10-6℃。
在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的CLTE比不含石墨材料的相应的组合物的CLTE小至少约1％。在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的CLTE比不含石墨材料的相应的组合物的CLTE小至少约2％，或至少约3％，或至少约4％，或至少约5％，或至少约10％，或至少约15％，或至少约20％，或至少约25％，或至少约30％。在某些实施方式中，所述组合物、复合物或制品的CLTE比不含石墨材料的相应的组合物的CLTE小至多约80％，或至多约70％，或至多约60％，或至多约50％。
在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的CLTE在包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物的CLTE的约40％内(+或-40％)。在某些实施方式中，所述聚合物组合物、复合物或制品的CLTE在包含等量的滑石代替石墨材料的相应的组合物的CLTE的约35％、或约30％、或约25％、或约20％、或约15％、或约10％、或约5％内。
CLTE可以在通风和温度控制的烘箱中在被模切以获得50mm×50mm×2mm的尺寸的两个2mm厚的注射板上同时测量。在80℃退火4小时后，使用LVDT传感器记录CLTE。然后在温度程序的第二阶段内(温度从23℃开始，以每分钟1℃的速度升至70℃)通过经由塑料样品上的捕获器测量尺寸变化来进行测量。平行和垂直于聚合物流来测量，并计算平均值。
在某些实施方式中，石墨材料提高了聚合物组合物、复合物或制品的UV稳定性。不希望受理论束缚，据信这是因为石墨材料吸收UV光和/或反射UV光，因此使其更不可能降解聚合物基质。这是有利的，因为UV曝光可能引起聚合物降解并且可能例如不利地影响所用材料的颜色、形状和/或力学性质(例如抗张强度)。
通过比较添加石墨材料前后UV对组合物的影响，可以根据任何合适的方法确定UV的影响。在某些实施方式中，UV稳定性的改善可以通过加速老化来确定。这涉及使用特殊腔室和仪器模拟环境条件以加速老化过程。例如，可以使用下述试验标准中的一种：ASTMD4587、ASTM D4329、ISO 4892、SAE J2020、SAE J2527和SAE J2412。
本文提及的“相应的组合物”是与和其进行比较的组合物相同的组合物，不同之处在于其不含任何的石墨材料，并且可选地包含等量的滑石代替石墨材料。
制造聚合物组合物、复合物和制品的方法
本发明的组合物可以通过以任何合适的顺序将其成分紧密地组合(例如混合)在一起来制备。例如，所述组合物的聚合物与任何其他成分可首先组合，然后石墨材料或无机颗粒材料可与第一组合物组合(例如共混，如干混)。所述组合物可经加工以形成最终聚合物复合物或制品。
本发明的组合物的制备可以通过本领域已知的任何合适的混合方法完成，这对本领域普通技术人员来说是容易明白的。
这些方法包括将其各成分或前体干混，以及以常规方式进行加工。必要时，某些成分可在加入混配混合物之前预先混合。
在热塑性聚合物组合物的情况下，这种加工可包括熔融混合，直接在挤出机中进行以由组合物制造制品，或在单独的混合设备中预混合。或者，各成分的干混物可以直接注射成型而无需预熔融混合。
该组合物可以通过将其成分紧密混合在一起来制备。然后，在如上所述进行加工之前，可以将石墨材料与聚合物和任何所需的其他成分适当地干混。
其他填料化合物可以在混合阶段添加和共混。
为了制备交联或固化的聚合物组合物，根据所用聚合物的性质和量，未固化的成分或其前体的共混物以及必要时的石墨材料和任何所需的非石墨成分将在热、压力和/或光的适当条件下与有效量的任何合适的交联剂或固化体系接触，从而使聚合物交联和/或固化。
为了制备石墨材料和任何所需的其他成分在聚合时原位存在的聚合物组合物，根据所用单体的性质和量，单体和任何所需的其他聚合物前体、石墨材料以及任何其他成分的共混物将在热、压力和/或光的适当条件下接触，从而使单体与石墨材料和任何其他成分原位聚合。
在某些实施方式中，将石墨材料在搅拌下分散到包含聚合物(例如聚丙烯)和可选的固化剂的混合物中。混合物还可包含脱模剂。
可以将所得分散体脱气以除去夹带的空气。然后可将所得分散体倒入合适的模具中并固化。合适的固化温度为20-200℃，例如20-120℃，或例如60-90℃。
起始聚合物混合物还可包含预聚物(例如丙烯单体)。预聚物可以与起始聚合物对应或不对应。
起始聚合物或聚合物/单体溶液的粘度、固化剂、脱模剂和无机颗粒材料的量可根据最终固化产物的要求而变化。通常，加入的无机颗粒材料的量越大，分散体的粘度越高。可加入分散剂以减小分散体的粘度。作为另选，可减少起始溶液中的聚合物的量。
合适的固化剂对于本领域普通技术人员来说是容易明白的，包括有机过氧化物、氢过氧化物和偶氮化合物。过氧化物和氢过氧化物固化剂的实例包括二甲基二丁基过氧己烷、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化甲乙酮、过氧化月桂酰、环己酮过氧化物、过苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化氢、叔丁基苯过氧化氢、氢过氧化枯烯和过辛酸叔丁酯。
混配组合物还可包含另外的成分，例如助滑剂(例如芥酸酰胺)、加工助剂(例如AMF-705)、脱模剂和抗氧化剂。
合适的脱模剂对于本领域普通技术人员来说是容易明白的，包括脂肪酸、脂肪酸的锌、钙、镁和锂盐以及有机磷酸酯。具体实例是硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锂、油酸钙、棕榈酸锌。通常，基于母料的重量，助滑剂和加工助剂以及脱模剂的添加量小于约5重量％。如本领域普通技术人员容易明白的，包括上述那些在内的聚合物制品可随后使用本领域已知的常规技术挤出、压缩成型或注射成型。因此，如下面描述的，本发明还涉及由本发明的组合物形成的制品。
在某些实施方式中，聚合物组合物包含着色剂，若该着色剂存在，则将在聚合物组合物的混配期间加入。着色剂可以色母粒的形式添加。合适的颜色是多种多样的。
在某些实施方式中，将石墨材料加入双螺杆挤出机中，向其中进给未填充的聚合物并使其熔融。石墨材料通过料斗进给到挤出机中(例如通过重力进料)，并与聚合物均匀共混。混合物从挤出机中出来并可以冷却。然后，例如，可以将混合物进一步压缩成型或注射成型为有用的形状。
上述方法可包括混配和挤出。混配可使用双螺杆混配机进行，例如Clextral BC21双螺杆挤出机，或Leistritz ZSE 18双螺杆挤出机，或Baker Perkins 25mm双螺杆混配机。聚合物、石墨材料和可选的其他成分可预混并由单个料斗进给。所得熔体可例如在水浴中冷却，然后丸粒化。试件(例如夏比条或拉伸哑铃)可以注射成型或浇铸或吹塑成膜。
螺杆温度可以为约100℃至约300℃，例如约150℃至约280℃，例如约180℃至约250℃，或约200至230℃。
螺杆速度可以为约100rpm至1200rpm，例如约100rpm至1000rpm，例如约200rpm至800rpm，例如约250rpm至650rpm，例如约200rpm至400rpm，或约500rpm至700rpm。在某些实施方式中，螺杆速度为约300rpm。在其他实施方式中，螺杆速度为约600rpm。
合适的注射成型设备包括例如Billion 50T Proxima压机。聚合物组合物可在成型前干燥。干燥可在任何适当的温度(例如约60℃)进行适当的时间，例如约1小时至20小时，例如约2小时至18小时，或约1小时至3小时，或约4小时至8小时，或约12小时至18小时。干燥期间的温度可保持不变或可变。在某些实施方式中，干燥期间的温度为约70℃至120℃，例如约80℃至100℃，例如约90℃。
成型一般在聚合物组合物可流动的温度下进行。例如，成型温度可以为约100℃至300℃，例如约200℃至300℃，或约240℃至约280℃。在成型后，使成型件冷却并固化。
其他合适的加工技术包括气体辅助注射成型、压延、真空成形、热成形、吹塑成型、拉伸、纺纱、成膜、层压或它们的任何组合。如本领域普通技术人员所明白的，可使用任何合适的设备。
如本文所述，可以以任何合适的方式加工聚合物组合物以便形成商业制品或并入商业制品中。可由聚合物组合物形成的制品是多种多样的。实例包括汽车车身部件和面板，例如发动机罩(引擎盖)、翼子板、后视镜壳、车门(前和/或后)、后挡板和保险杠(前和/或后)。
以下编号条款也可限定本发明的具体实施方式：
1.一种组合物，其包含：
聚合物；和
等于或大于约1重量％的石墨材料；
其中，所述组合物的L*值等于或小于约65。
2.如条款1所述的组合物，其中，所述聚合物是聚烯烃，如聚丙烯。
3.如条款1或2所述的组合物，其中，所述石墨材料是天然石墨、合成石墨、膨胀石墨、层离石墨、石墨烯、少层石墨烯、石墨纤维、纳米石墨、石墨化焦粉或它们的混合物。
4.如条款1至3中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含约1重量％至约70重量％的所述石墨材料，例如约5重量％至约30重量％的所述石墨材料。
5.如条款1至4中任一项所述的组合物，其中，所述组合物还包含其他无机颗粒材料，如滑石和/或炭黑。
6.如条款1至5中任一项所述的组合物，其中，所述组合物还包含约5重量％至约70重量％的滑石，例如约5重量％至约40重量％的滑石。
7.如条款5或6所述的组合物，其中，滑石与石墨材料的重量比为约20:1至约1:20。
8.如条款1至7中任一项所述的组合物，其中，所述组合物还包含约1重量％至约10重量％的炭黑。
9.如条款5或8所述的组合物，其中，炭黑与石墨材料的重量比为约5:1至约1:50。
10.如条款1至9中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含至多约80重量％的全部无机颗粒材料。
11.如条款1至10中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含至少约20重量％的聚合物，例如至少约30重量％的聚合物。
12.如条款1至11中任一项所述的组合物，其中，所述组合物的L*值等于或小于约60或等于或小于约45。
13.如条款1至12中任一项所述的组合物，其中，所述石墨材料是天然石墨或合成石墨。
14.如条款1至13中任一项所述的组合物，其中，所述石墨材料的d50为约1μm至约20μm。
15.如条款1至14中任一项所述的组合物，其中，所述石墨材料的d90为约2μm至约50μm。
16.如条款1至15中任一项所述的组合物，其中，所述石墨材料的d50为约1μm至约5μm，或约15μm至约19μm。
17.如条款1至16中任一项所述的组合物，其中，所述聚合物是聚丙烯，所述组合物的-20℃的夏比冲击强度等于或大于约20kJ/m2。
18.如条款1至17中任一项所述的组合物，其中，所述聚合物是聚丙烯，并且所述组合物的热变形温度等于或大于约45℃。
19.如条款1至18中任一项所述的组合物，其中，所述聚合物是聚丙烯，并且所述组合物的线性热膨胀系数(CLTE)等于或小于约150×10-6℃。
20.如条款1至19中任一项所述的组合物，其中，所述组合物的25℃的热导率等于或大于约0.6W/mk。
21.如条款1至20中任一项所述的组合物，其中，所述组合物是导电的，使得电阻率小于109Ohm/cm。
22.一种聚合物复合物或制品，其由条款1至21中任一项所述的组合物形成，例如挤出或成型。
23.如条款22所述的聚合物复合物或制品，其中，所述聚合物复合物或制品是汽车车身部件。
24.一种制造条款1至21中任一项所述的组合物的方法，所述方法包括将所述聚合物与所述石墨材料和任何可选的成分组合。
25.如条款23所述的方法，其还包括将条款1至21中任一项所述的组合物挤出或成型。
26.条款1至21中任一项所述的组合物或条款22所述的聚合物复合物或制品用于制造汽车车身部件的应用。
27.至少约1重量％的石墨材料作为填料在聚合物组合物中的应用，所述应用至少部分代替其他无机矿物填料，和/或与不含所述至少约1重量％的石墨材料的聚合物组合物相比提供至少一种下述性质：
a.更高的抗冲击性；
b.更高的抗张强度；
c.更高的刚度；
d.更低的L*值(例如在刮擦后)；
e.更高的热导率；
f.加工过程中减少的循环时间；
g.更高的电导率；
h.提高的UV稳定性；
i.减少的重量；和
j.降低的密度。
现在将通过仅仅参照以下非限制性实施例来详细描述本发明。
实施例
实施例1
将包含聚丙烯共聚物(来自Exxon Mobil的7075L级)和20重量％的石墨材料的组合物与包含相同聚丙烯共聚物和20重量％的滑石的组合物进行比较。
使用以下石墨材料：
-石墨A(合成石墨，通过激光衍射测得d50为18μm，d90为42μm)；
-石墨B(天然石墨，通过激光衍射测得d50为17μm，d90为39μm)；
-石墨C(天然石墨，通过激光衍射测得d50为6μm，d90为12μm)。
使用以下滑石材料：
-滑石A(滑石，通过激光衍射测得d50为6μm，d95为13.1μm)；
-滑石B(滑石，通过激光衍射测得d50为11.4μm，d95为13.2μm).
使用注射成型的样品，利用上述方法测量-20℃的无缺口的夏比抗冲击性、23℃的无缺口的夏比抗冲击性、23℃的有缺口的夏比抗冲击性、弯曲模量、HDT、CLTE和L*。使用压缩成型的样品，利用上述方法测量25℃的面内热导率和面间热导率、密度和电阻率。
HDT、CLTE、L*、密度和热导率测量的结果在表1中示出。
L*、夏比抗冲击性和弯曲模量测量的结果在表2中示出。
表1
表2
出乎意料地发现，石墨材料提供的聚合物组合物具有与包含相同量的滑石的组合物相似的冲击强度、HDT、CLTE和密度。还出乎意料地发现，石墨材料提供的聚合物组合物是黑色的，并且热导率提高。
实施例2
将包含聚丙烯共聚物(来自Exxon Mobil的7075L级)和各种量的石墨材料(如上面实施例1中一样的石墨B或石墨C)、滑石和/或炭黑的组合物的颜色与不含炭黑的组合物进行比较。
通过上述方法测量组合物的各种颜色参数。
结果在表3中示出。
表3
<u>组成</u> <u>L*</u> <u>a*</u> <u>b*</u>
20重量％的石墨B 39.9 0.61 0.92
20重量％的石墨B+0.17重量％的炭黑 35.5 0.48 0.56
20重量％的石墨B+0.33重量％的炭黑 35.6 0.51 0.64
20重量％的石墨B+0.67重量％的炭黑 35.4 0.51 0.61
20重量％的石墨B+1重量％的炭黑 34 0.49 0.52
20重量％的石墨B+1.67重量％的炭黑 32.8 0.45 0.35
20重量％的石墨B+3.33重量％的炭黑 31.4 0.38 0.04
20重量％的石墨B+5重量％的炭黑 29.9 0.31 -0.26
20重量％的石墨C+1.67重量％的炭黑 31.6 0.37 0.18
20重量％的滑石A+1重量％的炭黑 25.5 0.06 -0.12
20重量％的石墨C 39.1 0.57 0.81

Claims (15)

1.一种组合物，其包含：
聚合物；和
等于或大于约1重量％的石墨材料；
其中，所述组合物的L*值等于或小于约65。
2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述聚合物是聚烯烃，如聚丙烯。
3.如权利要求1或2所述的组合物，其中，所述石墨材料是天然石墨、合成石墨、膨胀石墨、层离石墨、石墨烯、少层石墨烯、石墨纤维、纳米石墨、石墨化焦粉或它们的混合物。
4.如权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含约1重量％至约70重量％的所述石墨材料，例如约5重量％至约30重量％的所述石墨材料。
5.如权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中，所述组合物还包含其他无机颗粒材料，如滑石和/或炭黑。
6.如权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中，所述组合物还包含约5重量％至约70重量％的滑石，例如约5重量％至约40重量％的滑石。
7.如权利要求5或6所述的组合物，其中，滑石与石墨材料的重量比为约20:1至约1:20。
8.如权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中，所述组合物还包含约1重量％至约10重量％的炭黑。
9.如权利要求5或8所述的组合物，其中，炭黑与石墨材料的重量比为约5:1至约1:50。
10.如权利要求1至9中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含至多约80重量％的全部无机颗粒材料。
11.如权利要求1至10中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含至少约20重量％的聚合物，例如至少约30重量％的聚合物。
12.如权利要求1至11中任一项所述的组合物，其中，所述石墨材料具有约1μm至约20μm的d50和/或约2μm至约50μm的d90。
13.一种聚合物复合物或制品，其由权利要求1至12中任一项所述的组合物形成，例如挤出或成型。
14.一种制造权利要求1至12中任一项所述的组合物的方法，所述方法包括将所述聚合物与所述石墨材料和任何可选的成分组合。
15.至少约1重量％的石墨材料作为填料在聚合物组合物中的应用，所述应用至少部分代替其他无机矿物填料，和/或与不含所述至少约1重量％的石墨材料的聚合物组合物相比提供至少一种下述性质：
a.更高的抗冲击性；
b.更高的抗张强度；
c.更高的刚度；
d.更低的L*值(例如在刮擦后)；
e.更高的热导率；
f.加工过程中减少的循环时间；
g.更高的电导率；
h.提高的UV稳定性；
i.减少的重量；和
j.降低的密度。
CN201780077117.1A 2016-12-15 2017-11-28 聚合物组合物 Pending CN110072930A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16306685 2016-12-15
EP16306685.5 2016-12-15
PCT/EP2017/080727 WO2018108522A1 (en) 2016-12-15 2017-11-28 Polymer compositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110072930A true CN110072930A (zh) 2019-07-30

Family

ID=57749785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780077117.1A Pending CN110072930A (zh) 2016-12-15 2017-11-28 聚合物组合物

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190322836A1 (zh)
EP (1) EP3555186A1 (zh)
JP (1) JP2020514434A (zh)
KR (1) KR20190090017A (zh)
CN (1) CN110072930A (zh)
WO (1) WO2018108522A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11084925B2 (en) 2018-02-20 2021-08-10 Ticona Llc Thermally conductive polymer composition
GB2592855A (en) * 2019-10-06 2021-09-15 2Dtronics Ltd Two-dimensional materials-based recycled polymer composite materials and method of preparation
CN111171449B (zh) * 2020-02-05 2022-10-28 上海大学 一种高导热聚丙/烯石墨烯复合材料及其制备方法
US11577665B2 (en) * 2020-02-27 2023-02-14 Cpk Interior Products Urethane and graphene interior trim panel
JP7393279B2 (ja) * 2020-03-31 2023-12-06 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 導電性樹脂組成物及び該組成物を用いた電磁波シールド材

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1751089A (zh) * 2002-12-19 2006-03-22 兰爱克谢斯德国有限责任公司 具有炭黑和碳纳米原纤维的导电性热塑性材料
CN103173031A (zh) * 2010-03-25 2013-06-26 积水化学工业株式会社 树脂组合物、合成树脂片、合成树脂成形品及合成树脂叠层体
CN103183951A (zh) * 2011-12-30 2013-07-03 第一毛织株式会社 热塑性树脂组合物

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6100512A (en) * 1997-08-19 2000-08-08 Fort James Corporation Microwaveable micronodular surface including polypropylene, mica and talc
JP2005146017A (ja) * 2003-11-11 2005-06-09 Jsp Corp ポリプロピレン系樹脂発泡粒子及びこれを用いた型内成形体
JP5690632B2 (ja) * 2011-03-31 2015-03-25 積水化成品工業株式会社 シード重合用ポリプロピレン系樹脂粒子、その製造方法、複合樹脂粒子、発泡性複合樹脂粒子、予備発泡粒子および発泡成形体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1751089A (zh) * 2002-12-19 2006-03-22 兰爱克谢斯德国有限责任公司 具有炭黑和碳纳米原纤维的导电性热塑性材料
CN103173031A (zh) * 2010-03-25 2013-06-26 积水化学工业株式会社 树脂组合物、合成树脂片、合成树脂成形品及合成树脂叠层体
CN103183951A (zh) * 2011-12-30 2013-07-03 第一毛织株式会社 热塑性树脂组合物
EP2610293A1 (en) * 2011-12-30 2013-07-03 Cheil Industries Inc. Thermoplastic resin composition

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018108522A1 (en) 2018-06-21
JP2020514434A (ja) 2020-05-21
US20190322836A1 (en) 2019-10-24
KR20190090017A (ko) 2019-07-31
EP3555186A1 (en) 2019-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110072930A (zh) 聚合物组合物
JP6615615B2 (ja) タルク組成物およびその使用
JP7204712B2 (ja) タルク粒子及びその使用
US6312639B1 (en) Processing aid for thermoplastic resin compositions
CN102108175B (zh) 一种低光泽高刚韧性聚丙烯复合材料及其制备方法
JP5276091B2 (ja) ポリオレフィン組成物を製造する方法
JP2654979B2 (ja) 充填剤含有ポリプロピレン組成物用顔料マスターバッチ
CN107849281A (zh) 经填充的组合物
CN108276725A (zh) 一种超高流动性、高刚性、高抗冲的聚丙烯纳米复合材料及其制备方法
CN107541004A (zh) 一种抗负荷耐疲劳型tpe热塑性弹性体及其制备方法
Wang et al. Toughening polypropylene by tiny amounts of fillers
US7160496B2 (en) Thermoplastic compositions containing metal material
JP2000109639A (ja) 成形性、成形外観に優れるポリプロピレン系樹脂組成物
CN111836856B (zh) 橡胶共混物、其制品和其制造方法
KR100564911B1 (ko) 분체 성형용 열가소성 엘라스토머 조성물을 적용한 분체 성형용 재료 및 그 제조 방법
CN106117788A (zh) 一种磨砂感电线用热塑性弹性体及其制备方法
BR112020024904A2 (pt) usos de enchimentos minerais
JP2006016620A (ja) スラッシュ成形用熱可塑性エラストマー組成物、粉末物およびこれを用いた表皮体
JPS63243149A (ja) プロピレン系重合体組成物
JP2015030758A (ja) 熱可塑性樹脂組成物成形体廃材から得た熱可塑性樹脂組成物及び該樹脂組成物の成形体である自動車内装部品
JP2015030759A (ja) タルクを含有し、高結晶性ポリプロピレンを主成分とする熱可塑性樹脂組成物成形体廃材から得た熱可塑性樹脂組成物及び該樹脂組成物の成形体である自動車内装部品

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190730