TWI406301B - 具有碳複合物之高導電性樹脂組合物 - Google Patents

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Description

具有碳複合物之高導電性樹脂組合物
本發明係關於一種包含一碳複合物材料之高導電性聚合物混合物，且更特定言之，係關於一種包含一具有絕佳導電度之碳複合物材料的聚合物組合物。
熱塑性樹脂具有絕佳之可加工性及可塑性，因此已應用在各種工業領域中，包含多種生活用品、辦公室自動化裝置、電動/電子商品等。此外，依使用熱塑性樹脂之產品的形式及特性，亦不斷嘗試使熱塑性樹脂具有除此絕佳之可加工性及可塑性外的特殊性質，使該熱塑性樹脂可用作為高附加價值之材料。
特定言之，已進行多種使熱塑性樹脂賦有導電度的嘗試，以求所得之導電性熱塑性樹脂可用來使得汽車、各種電動設備、電子總成或電纜能呈現電磁干擾(ElectroMagnetic Interference,EMI)屏蔽之特性。
一般而言，此類導電性熱塑性樹脂係使用包含混有導電性添加物(包含碳黑、碳纖維、金屬粉末、金屬塗覆之礦物粉末、金屬纖維等)之熱塑性樹脂組合物所製得。然而，除非添加顯著量之此類導電性添加物，否則難以確保該導電性熱塑性樹脂具有所欲程度之導電性。
再者，由於大量無機材料的導入，使用碳質材料(例如碳黑或碳纖維)之聚合物複合物會造成樹脂硬度增加、高表面粗糙度及物理性質下降。更甚者，此類聚合物複合物材料難以實現所欲之高導電度。
此外，由於添加物之導入，在聚合物複合物之製造期間難以進行發泡。
同時，亦嘗試利用碳奈米管作為導電性添加物以賦予此類導電性熱塑性樹脂絕佳之導電度。
然而，當將碳奈米管與一熱塑性樹脂混合，且隨後注入所得之混合物以獲得一導電性熱塑性樹脂，在注入程序間所生成之剪應力會使該碳奈米管團聚或排列，而使該碳奈米管在導電性熱塑性樹脂中分散不佳。因而，難以獲得足夠的導電度。
在此情況下，韓國專利第706652號揭露一種導電性熱塑性樹脂組合物，包含；80重量份數至99重量份數之一熱塑性樹脂；0.1重量份數至10重量份數之碳奈米管；以及0.1重量份數至10重量份數之有機奈米黏土(nanoclay)。
此外，韓國早期公開專利第2006-52657號揭露一種組合物，包含：99.6重量份數至10重量份數之至少一種熱塑性樹脂；0重量份數至50重量份數之至少一種橡膠彈性體；0.2重量份數至10.0重量份數之碳奈米纖絲(nanofibrils)；0.2重量份數至10.0重量份數之至少一種微粒碳化合物(較佳為碳黑或石墨粉末)；及0重量份數至50重量份數之至少一種填料及/或強化材料。
然而，在上述之組合物中，仍難以將碳奈米管分散於樹脂中以使碳奈米管發揮至最大程度。此外，其需要導入大量的碳奈米管以實現導電度。因此，相較於其他已知之使用碳質材料(例如碳黑或碳纖維)的組合物，其徒增昂貴材料之消耗，導致不良的成本效益。
本發明之一目的在於藉由形成一碳奈米管(經表面改質以增加分散性)與其他碳化合物之複合物，而提供一種具有絕佳分散性、高導電度及高成本效益之聚合物組合物。本發明之另一目的在於提供一具有絕佳吸震(shock absorbing)特性之聚合物組合物。
為達成本發明之目的，本發明提供導一種導電性樹脂組合物，包含：100重量份數之一熱塑性樹脂：0.1重量份數至5.0重量份數之經表面改質之碳奈米管，以100重量份數之熱塑性樹脂計：及1重量份數至20重量份數之一碳化合物，以100重量份數之熱塑性樹脂計。本發明亦提供更包含0.01重量份數至5重量份數之一發泡劑的導電性樹脂組合物，以100重量份數之熱塑性樹脂計。
此外，本發明提供一種導電性樹脂組合物，其中該經表面改質之碳奈米管係經表面改質以使其包含0.1重量份數至10重量份數之一選自以下群組的元素：氧、氮及前述之組合，以100重量份數之碳奈米管計。
再者，本發明提供一種導電性樹脂組合物，其中係藉由添加羧酸、硝酸、磷酸或硫酸至碳奈米管中以進行該碳奈米管表面之氧化，而獲得該經表面改質之碳奈米管。
再者，本發明提供一種導電性樹脂組合物，其中該經表面改質之碳奈米管係在100℃至600℃之溫度、50大氣壓至400大氣壓之壓力下，於次臨界水或超臨界水之存在下，藉由以一選自以下群組之氧化劑氧化該碳奈米管表面而獲得：氧、空氣、臭氧、含水之過氧化氫、硝酸、硝基化合物及前述之組合。
再者，本發明提供一種導電性樹脂組合物，其中該經表面改質之碳奈米管係在100℃至600℃之溫度、50大氣壓至400大氣壓之壓力下，於次臨界水或超臨界水之存在下，藉由以一選自以下群組之氧化劑氧化該碳奈米管之表面而獲得：氧、空氣、臭氧、含水之過氧化氫、硝酸、硝基化合物及前述之組合；以及隨後在100℃至600℃之溫度、50大氣壓至400大氣壓之壓力下，於次臨界水或超臨界水之存在下，藉由注入一具有至少一選自以下群組官之能基之官能化合物至一表面改質反應器以進行表面處理：羧基、羧酸酯、胺、胺鹽、季胺(quaternary amine)、磷酸、膦酸酯、硫酸、硫酸酯、醇、巰基、酯、醯胺、環氧基、醛、酮及前述之組合。
再者，本發明提供一種導電性樹脂組合物，其中該熱塑性樹脂係一選自以下群組之樹脂：聚縮醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、苯乙烯樹脂、聚酯樹脂、乙烯基樹脂、聚苯醚樹脂、聚烯烴樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、聚芳酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚芳碸樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯硫醚樹脂、氟樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚酮樹脂、聚苯并噁唑樹脂(polybenzoxazole resins)、聚噁二唑樹脂(polyoxadiazole resins)、聚苯并噻唑樹脂(polybenzothiazole resins)、聚苯并咪唑樹脂(polybenzimidazole resins)、聚吡啶樹脂(polypyridine resins)、聚三唑樹脂(polytriazole resins)、聚吡咯啶樹脂(polypyrrolidine resins)、聚二苯并呋喃樹脂(polydibenzofuran resins)、聚碸樹脂、聚脲樹脂(polyurea resins)、聚磷腈樹脂(polyphosphazene resins)及液晶聚合物樹脂、前述之共聚物或前述之混合物。
再者，本發明提供一種導電性樹脂組合物，其中該碳化合物包含碳黑、石墨或碳纖維。
再者，本發明提供一種導電性樹脂組合物，其中該碳化合物之平均顆粒尺寸為0.001微米至300微米。
再者，本發明提供一種藉由擠製該導電性樹脂組合物而獲得之模製物。
再者，本發明提供一種藉由調整該模製物之表面電阻以提供電磁干擾(ElectroMagnetic Interference，EMI)屏蔽、靜電消散或靜電防護而獲得之塑膠模製物。
根據本發明之一實施態樣，包含一碳複合物材料之導電性樹脂組合物係使用經表面改質之碳奈米管與一碳化合物(例如石墨、碳黑或碳纖維)之組合作為複合物材料。因此，該導電性樹脂組合物具有絕佳之導電度。特定言之，即使僅使用少量之碳奈米管該導電樹脂亦提供了高導電度，因此呈現高成本效益。此外，進一步包含一發泡劑之導電性樹脂組合物呈現良好的發泡性及因而產生之良好吸震特性。因此，該導電性樹脂組合物同時呈現良好之吸震特性及高導電度。再者，該導電性樹脂組合物即使僅使用少量之昂貴碳奈米管亦呈現高導電度。
此外，導電性樹脂組合物係使用於次臨界水或超臨界水存在下經表面改質之碳奈米管。因此，該碳奈米管係簡易地於環保條件下(不使用酸)經表面改質，以使其在樹脂中具有改良之分散性。
再者，根據本發明之一實施態樣，可以適用於各種工業領域的粒狀物型態來提供該包含一碳複合物材料之導電性樹脂。
在下文中，將詳細說明本發明之較佳實施態樣。為求明確簡要，將省略本發明所含之已知功能及構造的詳細說明，蓋其可能造成本發明之標的不明確。
當闡明一特定之製造過程與材料容忍度時，所用之「大約」、「實質上」、或其他近似之詞彙，係定義為所述數值之接近值。此等之詞彙係用於防範任何不法入侵者不當使用包含用於協助瞭解本發明之精確值及絕對值之本發明揭露內容。
本發明提供一種導電性組合物，其使用一熱塑性樹脂以及一經表面改質之碳奈米管與一碳化合物之複合物的組合，以改良其分散性及增加其導電度。此外，藉由減少使用大量昂貴之碳奈米管，碳化合物(例如碳黑、石墨或碳纖維)與該經表面改質之碳奈米管之組合的使用改良了其成本效益。雖然此類碳化合物無法提供如碳奈米管般高的功效品質，但其亦顯著地幫助該碳奈米管之功效。因此，該碳奈米管與碳化合物之組合提供了一協同效應，造就了高成本效益及良好功能性。以此方式，可增加該導電性組合物之工業應用性。再者，更進一步包含一發泡劑之導電性組合物可同時提供良好之吸震性質及顯著改良之導電性度，並藉此得以適用在各個工業領域中。
在一方面，本發明提供一種導電性樹脂組合物，包含：100重量份數之一熱塑性樹脂；0.1重量份數至5.0重量份數之經表面改質的碳奈米管，以100重量份數之熱塑性樹脂計；及1重量份數至20重量份數之一碳化合物，以100重量份數之熱塑性樹脂計。在另一方面，本發明提供之上述導電性樹脂組合物更包含0.01重量份數至5重量份數之一發泡劑，以100重量份數之熱塑性樹脂計。
可用於本發明之熱塑性樹脂的特定實例包含一選自以下群組之樹脂：聚縮醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、苯乙烯樹脂、聚酯樹脂、乙烯基樹脂、聚苯醚樹脂、聚烯烴樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、聚芳酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚芳碸樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯硫醚樹脂、氟樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚酮樹脂、聚苯并噁唑樹脂、聚噁二唑樹脂、聚苯并噻唑樹脂、聚苯并咪唑樹脂、聚吡啶樹脂、聚三唑樹脂、聚吡咯啶樹脂、聚二苯并呋喃樹脂、聚碸樹脂、聚脲樹脂、聚磷腈樹脂及液晶聚合物樹脂、前述之共聚物樹脂或前述之混合物。較佳係聚烯烴樹脂或聚酯樹脂，更佳係聚乙烯。
此外，經表面改質之碳奈米管之使用量可為0.1重量份數至5.0重量份數，以100重量份數之熱塑性樹脂計。該經表面改質之碳奈米管可改良機械特性及導電性之間的平衡。當該經表面改質之碳奈米管使用量小於0.1重量份數時，則無法顯著地改良其導電性。另一方面，當該經表面改質之碳奈米管的使用量大於5.0重量份數，則其熱塑性樹脂的機械特性可能會下降。再者，縱然使用過量之碳奈米管，也無法額外地增加導電性，僅造成昂貴材料之虛耗。
碳奈米管可選自以下群組：單壁碳奈米管、雙壁碳奈米管、薄壁碳奈米管、多壁碳奈米管、束狀碳奈米管及前述之組合。
經表面改質之碳奈米管可經表面改質以使其包含0.1至10重量份數之一選自以下群組之元素：氧、氮及前述之組合，以100重量份數之碳奈米管計。
透過氧化而經表面改質之碳奈米管在與樹脂混合後呈現明顯改良的分散性，藉此影響導電度。此外，除樹脂外，亦可促使此類經表面改質之碳奈米管與其他碳質材料或碳化合物間之混合。
因此，經表面改質之碳奈米管係藉由氧化所獲得，例如，藉由添加一酸所造成之表面氧化、藉由於高溫高壓下與水反應所造成之表面氧化等。
舉例而言，經表面改質之碳奈米管可在100℃至600℃之溫度、50大氣壓至400大氣壓之壓力下，於次臨界水或超臨界水存在 下，利用一選自以下群組之氧化物，藉由碳奈米管之表面氧化所獲得：氧、空氣、臭氧、含水之過氧化氫、硝酸、硝基化合物及前述之組合。可於次臨界水或超臨界水之存在下，藉由使用一可輕易操作及容易廢水處理之無害氧化物，以透過環保的方式獲得經表面改質之碳奈米管。透過氧化物的簡單導入(藉此改良其分散性)，此種於次臨界水或超臨界水存在下之表面改質改良了碳奈米管的表面改質效果。
此外，經表面改質之碳奈米管可以下述方式獲得：在100℃至600℃之溫度、50大氣壓至400大氣壓之壓力下，於次臨界水或超臨界水存在下，藉由以一選自氧、空氣、臭氧、含水之過氧化氫、硝酸、硝基化合物及前述之混合的氧化物，進行碳奈米管之表面氧化；以及隨後在100℃至600℃之溫度、50大氣壓至400大氣壓之壓力下，於次臨界水或超臨界水存在下，注入一具有一選自以下群組之官能基的官能化合物至一表面處理反應器以進行表面處理：羧基、羧酸酯、胺、胺鹽、季胺、磷酸、膦酸酯、硫酸、硫酸酯、醇、巰基、酯、醯胺、環氧基、醛、酮及前述之組合。
在一變形態樣中，該經表面改質之碳奈米管可藉由添加羧酸、硝酸、磷酸或硫酸至碳奈米管中，透過碳奈米管表面的氧化而獲得。簡言之，簡易之酸導入可獲表面氧化及改質之效。
用於本發明之碳化合物的存在量可為1重量份數至20重量份數，以100重量份數之熱塑性樹脂計。當碳化合物之用量小於1重量份數時，縱然添加了碳化合物，亦無法改良其成本效益。另一方面，即使透過使碳化合物之添加量大於20重量份數，對於導電度或成本效益亦無額外之改良。
碳化合物可包含碳黑、石墨或碳纖維，但不限於此。可使用任何碳質材料。
作為碳化合物之碳黑的平均顆粒尺寸較佳為0.001微米至0.5微米。作為碳化合物之石墨粉末的平均顆粒尺寸較佳為較佳為1微米至300微米。再者，作為碳化合物之碳纖維較佳以平均顆粒尺寸為0.01微米至0.1微米之微纖維型態提供。
根據本發明之一實施態樣，可使用導電性添加物(例如金屬粉末、金屬塗覆礦物粉末或金屬纖維)與碳複合物材料之組合。更佳可使用平均顆粒尺寸為0.001微米至0.1微米之金屬粉末(例如鉛(Pb)或鋁(Al))。
根據本發明之一另實施態樣，導電性樹脂組合物可更包含0.01重量份數至5重量份數之一發泡劑，以100重量份數之熱塑性樹脂計，發泡劑具改良導電性之能力。發泡劑可根據熱塑性樹脂之特殊形態適當使用，且係選自以下群組：偶氮二羧基醯胺(azodicarboxylamide)、偶氮雙四唑二胺基胍(azobistetrazole diaminoguanidine)、偶氮雙四唑胍(azobistetrazole guanidine)、5-苯基四唑(5-phenyltetrazole)、雙四唑胍(bistetrazole guanidine)、雙四唑哌嗪(bistetrazole piperazine)、雙四唑二銨(bistetrazole diammonium)、N,N-二亞硝基五亞甲基四胺(N,N-dinitrosopentamethylene tetramine)、氫偶氮二羧基醯胺(hydrazodicarboxylamide)及前述之組合。用量為0.01重量份數至5重量份數之發泡劑與經表面改質之碳奈米管及碳化合物之組合的使用提供了良好的分散性，無困難地提供良好的發泡，以及明顯地改良導電度。
導電性樹脂組合物可藉由一已知的方式混合該組合物之成分而獲得。此成分之混合可藉由一一般擠製程序進行，以提供適用於各種工業領域之粒狀物。特定言之，該粒狀物可視特殊用途而模製成片狀、膜狀等。
再一方面，本發明提供一塑膠模製物，其係藉由調整模製物之表面電阻以提供電磁干擾(ElectroMagnetic Interference,EMI)屏蔽、靜電消散及靜電防護而獲得。
再一方面，本發明提供一包含一碳複合物材料之導電性樹脂組合物，係用於至少一種選自以下群組之材料：導電性塗層劑、靜電消散材料、靜電消散塗層劑、導電性材料、電磁干擾(ElectroMagnetic Interference,EMI)、屏蔽材料、電子波吸收材料、電磁干擾(ElectroMagnetic Interference,EMI)屏蔽塗層劑、電子波吸收塗層劑、太陽能電池材料、供染料敏化太陽能電池用之電極材料(DSSCs)、電動裝置、電子裝置、半導體裝置、光電裝置、筆記型個人電腦元件材料、電腦元件材料、蜂巢式行動電話元件材料、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)元件材料、供遊戲機器用之元件材料、外殼材料(housing materials)、透明電極材料、不透明電極材料、場發射顯示器(field emission display,FED)材料、背光模組(backlight unit，BLU)材料、液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)材料、電漿顯示面板(plasma display panel,PDP)材料、發光二極體(light emitting diode,LED)材料、觸控面板材料、電子顯示器材料、告示牌材料、顯示器材料、熱發射體、熱輻射體、鍍覆材料、觸媒、共觸媒、氧化劑、還原劑、供汽車零件用之材料、供船舶零件用之材料、供飛機零件用之材料、電子信函材料、保護膠帶材料、黏著材料、托盤式(tray)材料、無塵室材料、供運輸機器零件用之材料、阻燃材料、抗菌材料、金屬複合物材料、非鐵金屬(non-ferrous metal)複合物材料、供醫療儀器零件用之材料、建築材料、地板材料、壁紙材料、光源元件材料、燈具材料、光學儀器之元件材料、供纖維製造機器零件用之材料、供布料製造機器零件用之材料、供電動裝置製造機器用之材料及供電子裝置製造機器用之材料。
參照以下各實施態樣之說明將可清楚呈現本發明之該等優點、特徵及層面。然而，本發明可以多種不同形式實施且不應限定於本發明中所闡述之例示性實施態樣。
[製備實施例1]
首先，在一預處理反應器中經由一循環泵將12公克之多壁碳奈米管(MWCNT)(CM95，取自韓華奈米科技公司(Hanwha Nanotec,Co.))與988公克之蒸餾水混合以提供一多壁碳奈米管溶液。在透過一高壓注射泵將該多壁碳奈米管溶液以30公克/分鐘之流率導入至一預熱反應器之前，在一熱交換器前端、於0.8公克/分鐘之流率下，將壓縮到245大氣壓至252大氣壓之氣相氧與該多壁碳奈米管溶液混合。所得之混合溶液經由該熱交換器導入至該已預熱至200℃至260℃之預熱反應器中。將該經預熱之混合溶液導入一包含350℃、230大氣壓至250大氣壓之次臨界水的表面改質反應器以進行表面改質。將該經表面改質之產物輸送回該熱交換器中並在其中冷卻至200℃，其後，透過一冷卻系統將該經表面改質之產物進一步冷卻至約25℃之溫度。以此方式，以一連續方式獲得11.8公克之經表面改質之多壁碳奈米管。
[製備實施例2]
重複製備實施例1，惟以空氣取代氧作為氧化物。
[製備實施例3]
重複製備實施例1，惟以臭氧取代氧作為氧化物。
[製備實施例4]
重複製備實施例1，惟加入108.8公克(1.6體積莫耳濃度)之50%含水過氧化氫取代氧作為氧化物。
[製備實施例5]
重複製備實施例1，惟加入25.2公克(0.4體積莫耳濃度)之硝酸取代氧作為氧化物。
[實施例1]
首先，將940公克之低密度聚乙烯(LDPE830；HCC)、10公克之由製備實施例1所獲得之經表面改質的碳奈米管及50公克之碳黑(VXC500；CABOT)導入一旋轉雙螺桿擠製機之漏斗中。在200℃下、藉由螺桿之旋轉，使該聚合物樹脂於該擠製機中熔融並與該碳材料攪混，以便將該所得之產物透過擠製機之擠模(die)連續地釋出。藉由一製粒機(pelletizer)將該自擠製機射出之聚乙烯束製成常見的短粒狀物，隨後藉由壓力將該粒狀物模製成一厚度為2毫米之片狀物。
[實施例2]
重複實施例1，惟將905公克之低密度聚乙烯(LDPE830；HCC)、5公克之由製備實施例2所獲得的經表面改質之多壁碳奈米管(MWCNT)及90公克之碳黑(VXC500；CABOT)導入至該旋轉雙螺桿擠製機之漏斗中。
[實施例3]
重複實施例1，惟以10公克之由製備實施例3所獲得之經表面改質的碳奈米管取代由製備實施例1所獲得之經表面改質之碳奈米管，並用50公克之平均顆粒尺寸為0.1微米的碳纖維取代50公克之碳黑。
[實施例4]
重複實施例2，惟以5公克之由製備實施例4所獲得之經表面改質的碳奈米管取代由製備實施例1所獲得之經表面改質的碳奈米管，並用90公克之平均顆粒尺寸為10.0微米的碳纖維取代90公克之碳黑。
[實施例5]
重複實施例2，惟以5公克之由製備實施例5所獲得之經表面改質的碳奈米管取代由製備實施例1所獲得之經表面改質的碳奈米管，並用90公克之平均顆粒尺寸為10.0微米的碳纖維取代90公克之碳黑。
[實施例6]
首先，將938公克之低密度聚乙烯(LDPE830；HCC)、10公克之由製備實施例1所獲得的碳奈米管、50公克之碳黑(VXC500；CABOT)及2公克之偶氮二羰基醯胺導入至旋轉雙螺桿擠製機之漏斗中。在150℃下、藉由螺桿之旋轉，使該聚合物樹脂於該擠製機中熔融並與該碳材料攪混，以便透過擠製機之擠模連續地釋出一片狀物。隨後，將該片狀物導入至一200℃之烘箱中以獲得一經發泡之片狀物。
[實施例7]
重複實施例6，惟將903公克之低密度聚乙烯(LDPE830；HCC)、5公克之由製備實施例2所獲得的碳奈米管及90公克之碳黑(VXC500；CABOT)導入至該雙螺桿擠製機之漏斗中。
[實施例8]
重複實施例6，惟以10公克之由製備實施例3所獲得之經表面改質的碳奈米管取代由製備實施例1所獲得之經表面改質的碳奈米管，並用50公克之平均顆粒尺寸為0.1毫米的碳纖維取代50公克之碳黑。
[實施例9]
重複實施例7，惟以5公克之由製備實施例4所獲得之經表面改質的碳奈米管取代由製備實施例1所獲得之經表面改質的碳奈米管，並用90公克之平均顆粒尺寸為10.0微米的碳纖維取代90公克之碳黑。
[實施例10]
重複實施例7，惟以5公克之由製備實施例5所獲得之經表面改質的碳奈米管取代該由製備實施例1所獲得之經表面改質的碳奈米管，並用90公克之平均顆粒尺寸為10.0毫米的碳纖維取代90公克之碳黑。
[比較實施例1]
首先，將970公克之低密度聚乙烯(LDPE830；HCC)及30公克之未經表面改質之碳奈米管導入至一旋轉雙螺桿擠製機之漏斗中。在200℃下、藉由螺桿之旋轉，將該聚合物樹脂於該擠製機中熔融並與該碳材料攪混，以使得所得之產物透過該擠製機的擠模連續地釋出。隨後，藉由一製粒機將該自擠製機射出之聚乙烯束成形成常見的短粒狀物，並藉由壓力將該粒狀物模製成一厚度為2毫米之片狀物。
[比較實施例2]
重複比較實施例1，惟以30公克之由製備實施例1所獲得之經表面改質的碳奈米管取代未經表面改質之碳奈米管。
[比較實施例3]
重複比較實施例1，惟將650公克之低密度聚乙烯(LDPE830；HCC)及350公克之碳黑(VXC500；CABOT)導入至該旋轉雙螺桿擠製機之漏斗中。
[比較實施例4]
重複比較實施例1，惟將750公克之低密度聚乙烯(LDPE 830；HCC)及250公克之平均顆粒尺寸為0.1微米的碳纖維導入至該旋轉雙螺桿擠製機之漏斗中。
[比較實施例5]
重複實施例1，惟使用5公克之未經表面改質的碳奈米管取代經表面改質之碳奈米管。
[比較實施例6]
重複實施例2，惟使用5公克之未經表面改質的碳奈米管取代經表面改質之碳奈米管。
[比較實施例7]
重複實施例3，惟使用10公克之未經表面改質的碳奈米管取代經表面改質之碳奈米管。
[比較實施例8]
重複實施例4，惟使用5公克之未經表面改質的碳奈米管取代經表面改質之碳奈米管。
[比較實施例9]
重複實施例6，惟將968公克之低密度聚乙烯(LDPE830；HCC)、30公克之未經表面改質的碳奈米管及2公克之偶氮二羧基醯胺導入至該旋轉雙螺桿擠製機之漏斗中。
[比較實施例10]
重複比較實施例9，惟使用30公克之由製備實施例1獲得之經表面改質的碳奈米管取代未經表面改質之碳奈米管。
[比較實施例11]
重複比較實施例9，惟將648公克之低密度聚乙烯(LDPE830；HCC)及350公克之碳黑導入至該旋轉雙螺桿擠製機的漏斗中。
[比較實施例12]
重複比較實施例9，惟將748公克之低密度聚乙烯(LDPE830；HCC)及250公克之平均顆粒尺寸為0.1微米的碳纖維導入至旋轉雙螺桿擠製機之漏斗中。
[比較實施例13]
重複實施例6，惟使用5公克之未經表面改質的碳奈米管。
[比較實施例14]
重複實施例7，惟使用5公克之未經表面改質的碳奈米管。
[比較實施例15]
重複實施例8，惟使用10公克之未經表面改質之碳奈米管。
[比較實施例16]
重複實施例9，惟使用5公克未經表面改質之碳奈米管。
[比較實施例17]
重複實施例6，惟不使用偶氮二羧基醯胺且將低密度聚乙烯(LDPE 830；HCC)之量調整至940公克。
[測試方法]
1.　測量表面電阻
根據JISK 7194/ASTM D991利用Loresta GP(MCP-T600)測量各實例之表面電阻。
雖然本發明已依特定之實施態樣描述，然本領域習知技藝者當可了解可在不違背本發明之精神及範疇的情況下，進行各種變化及改良，如下申請專利範圍所述。

Claims (10)

  1. 一種導電性樹脂組合物，包含：100重量份數之一熱塑性樹脂；0.1重量份數至5.0重量份數之一經表面改質之碳奈米管，以100重量份數之熱塑性樹脂計；1重量份數至20重量份數之一碳化合物，以100重量份數之熱塑性樹脂計；以及0.01重量份數至5重量份數之一發泡劑，以100重量份數之該熱塑性樹脂計，其中，該經表面改質之碳奈米管係藉由以下方式獲得：在100℃至600℃之溫度、50大氣壓至400大氣壓之壓力下、於次臨界水或超臨界水之存在下，藉由以一選自以下群組之氧化劑氧化該碳奈米管的表面：氧、空氣、臭氧、含水的過氧化氫、硝酸、硝基化合物及前述之組合；以及隨後在100℃至600℃之溫度、50大氣壓至400大氣壓之壓力下，藉由注入一具有至少一選自以下群組之官能基之官能化合物至一表面改質反應器以進行表面處理：羧基、羧酸酯、胺、胺鹽、季胺(quaternary amine)、磷酸、膦酸酯、硫酸、硫酸酯、醇、巰基、酯、醯胺基、環氧基、醛基、酮及前述之組合。
  2. 如請求項1之導電性樹脂組合物，其中該經表面改質之碳奈 米管係經表面改質以使其含有0.1重量份數至10重量份數之一選自以下群組的元素：氧、氮及其組合，以100重量份數之該碳奈米管計。
  3. 如請求項2之導電性樹脂組合物，其中該經表面改質之碳奈米管係藉由添加羧酸、硝酸、磷酸或硫酸至碳奈米管以進行該碳奈米管表面之氧化反應所獲得。
  4. 如請求項1之導電性樹脂組合物，其中該熱塑性樹脂係一選自以下群組之樹脂：聚縮醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、苯乙烯樹脂、聚酯樹脂、乙烯基樹脂、聚苯醚樹脂、聚烯烴樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、聚芳酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚芳碸樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯硫醚樹脂、氟樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚酮樹脂、聚苯并噁唑樹脂(polybenzoxazole resins)、聚噁二唑樹脂(polyoxadiazole resins)、聚苯并噻唑樹脂(polybenzothiazole resins)、聚苯并咪唑樹脂(polybenzimidazole resins)、聚吡啶樹脂(polypyridine resins)、聚三唑樹脂(polytriazole resins)、聚吡咯啶樹脂(polypyrrolidine resins)、聚二苯并呋喃樹脂(polydibenzofuran resins)、聚碸樹脂、聚脲樹脂(polyurea resins)、聚磷腈樹脂(polyphosphazene resins)及液晶聚合物樹脂、前述之共聚物樹脂或前述之混合物。
  5. 如請求項1之導電性樹脂組合物，其中該碳化合物係選自以下群組：碳黑、石墨、碳纖維及前述之組合。
  6. 如請求項5之導電性樹脂組合物，其中該碳化合物之平均顆粒尺寸為0.001微米至300微米。
  7. 如請求1之導電性樹脂組合物，其中該發泡劑係選自以下群組：偶氮二羧基醯胺(azodicarboxylamide)、偶氮雙四唑二胺基胍(azobistetrazole diaminoguanidine)、偶氮雙四唑胍(azobistetrazole guanidine)、5-苯基四唑(5-phenyltetrazole)、雙四唑胍(bistetrazole guanidine)、雙四唑哌嗪(bistetrazole piperazine)、雙四唑二銨(bistetrazole diammonium)、N,N-二亞硝基五亞甲基四胺(N,N-dinitrosopentamethylene tetramine)、氫偶氮二羧基醯胺(hydrazodicarboxylamide)及前述之組合。
  8. 如請求項1之導電性樹脂組合物，其係一包含一碳複合物材料之導電性樹脂組合物，係用於至少一種選自以下群組之材料：導電性塗層劑、靜電消散材料、靜電消散塗層劑、導電性材料、電磁干擾(ElectroMagnetic Interference,EMI)屏蔽材料、電子波吸收材料、電磁干擾(ElectroMagnetic Interference,EMI)屏蔽塗層劑、電子波吸收塗層劑、太陽能電池材料、供染料敏化太陽能電池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)用之電極材料、電動裝置、電子裝置、半導體裝置、光電裝置、筆記型個人電腦元件材料、電腦元件材料、蜂巢式行動電話元件材料、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)元件材料、供遊戲機器用之元件材料、外殼材料(housing materials)、透明電極材料、不透明電極材料、場發射顯示器 (field emission display,FED)材料、背光模組(backlight unit,BLU)材料、液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)材料、電漿顯示面板(plasma display panel,PDP)材料、發光二極體(light emitting diode,LED)材料、觸控面板材料、電子顯示器材料、告示牌材料、顯示器材料、熱發射體、熱輻射體、鍍覆材料、觸媒、共觸媒、氧化劑、還原劑、供汽車零件用之材料、供船舶零件用之材料、供飛機零件用之材料、電子信函材料、保護膠帶材料、黏著材料、托盤式(tray)材料、無塵室材料、供運輸機器零件用之材料、阻燃材料、抗菌材料、金屬複合物材料、非鐵金屬(non-ferrous metal)複合物材料、供醫療儀器零件用之材料、建築材料、地板材料、壁紙材料、光源元件材料、燈具材料、光學儀器元件材料、供纖維製造機器零件用之材料、供布料製造機器零件用之材料、供電動裝置製造機器用之材料及供電子裝置製造機器用之材料。
  9. 一種模製物，係藉由擠製如請求項1所述之導電性樹脂組合物所獲得。
  10. 如請求項9之模製物，其係一塑膠模製物，其係藉由調整表面電阻以提供電磁干擾(ElectroMagnetic Interference，EMI)屏蔽、靜電消散或靜電防護而製得。
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