本發(fā)明涉及包含源自木質(zhì)素的導(dǎo)電性碳粉末的組合物。還公開(kāi)了其用途。此外，公開(kāi)了制備所述組合物的方法。還公開(kāi)了制備泡沫體(foam)的方法，以及可從所述方法得到的泡沫體以及其用途。還公開(kāi)了多孔材料。

背景技術(shù)：

用于泡沫體的常規(guī)聚合物是電絕緣體且易于堆積靜電。導(dǎo)電性多孔材料的主要應(yīng)用對(duì)電磁干擾(EMI)和靜電放電(ESD)的防護(hù)，例如用于包裝敏感材料(電氣化合物(electrical compounds)、化學(xué)品)、計(jì)算機(jī)和手機(jī)外殼和電子產(chǎn)品的制備和安全鞋。

導(dǎo)電性多孔聚合物通過(guò)以下制備，將導(dǎo)電性材料(金屬粉末、導(dǎo)電性炭黑、研磨或經(jīng)切碎的(短切)碳纖維)與常規(guī)發(fā)泡材料(foaming material，例如PVC、PUR)混合以得到導(dǎo)電性聚合物配混物。最常用的導(dǎo)電性材料為導(dǎo)電性炭黑。通過(guò)高溫分解富含高沸點(diǎn)芳族成分的裂化器燃料油以得到粗炭黑而生產(chǎn)導(dǎo)電性炭黑。然后將其后處理以去除氧和有機(jī)雜質(zhì)以增加導(dǎo)電性。

一定量的導(dǎo)電性材料必須添加至該聚合物以使得配混物為導(dǎo)電性的。對(duì)于大多數(shù)導(dǎo)電性炭黑，在約20-30％添加水平達(dá)到該所謂的逾滲(percolation)點(diǎn)。該導(dǎo)電性材料遠(yuǎn)比聚合物本身昂貴，且為導(dǎo)電性聚合物配混物的一個(gè)主要成本項(xiàng)目。另一缺點(diǎn)為配混物的機(jī)械強(qiáng)度和延展性在這些添加水平降低。

目前發(fā)現(xiàn)了當(dāng)與熱固性材料聚合物混合時(shí)，由碳化木質(zhì)素制備的粉末在低添加水平就提供優(yōu)異的導(dǎo)電性。令人驚奇地，碳化木質(zhì)素粉末顯示與高度導(dǎo)電性炭黑相同的性能。因此，包含碳化木質(zhì)素的新的導(dǎo)電性/耗散性多孔材料解決了上述問(wèn)題。此外，其基于可再生原料且相比已知的導(dǎo)電性材料給予該導(dǎo)電性聚合物復(fù)合物較低的CO₂排放量(排放)。

因此需要新的有競(jìng)爭(zhēng)性的高性能能發(fā)泡的組合物。出人意料的發(fā)現(xiàn)由碳化木質(zhì)素制備的粉末當(dāng)與低添加水平的熱塑性材料混合時(shí)就能提供優(yōu)異的導(dǎo)電性。出人意料地，碳化木質(zhì)素粉末顯示與高導(dǎo)電性且昂貴的炭黑相同的性能。因此，包含碳化木質(zhì)素的新的能發(fā)泡的導(dǎo)電性組合物和發(fā)泡體解決了上述問(wèn)題。此外，該碳化木質(zhì)素基于可再生原料且相比于已確認(rèn)的導(dǎo)電性材料向能發(fā)泡的導(dǎo)電性組合物或發(fā)泡體給予了更低的CO₂排放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

通過(guò)根據(jù)第一方面提供包含基本上源自木質(zhì)素的導(dǎo)電性碳粉末、和能發(fā)泡的聚合物材料，或一種或多種熱塑性塑料和所述材料的組合的聚合物組合物，本發(fā)明解決了上述一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。

本發(fā)明根據(jù)第二方面還提供制備根據(jù)第一方面的組合物的方法，其包括將導(dǎo)電性碳粉末與能發(fā)泡的聚合物材料，或一種或多種熱塑性塑料和所述材料的組合混合。

本發(fā)明還根據(jù)第三方面提供可通過(guò)根據(jù)第二方面的方法得到的聚合物組合物。

本發(fā)明還根據(jù)第四方面提供多孔結(jié)構(gòu)，其包含根據(jù)第一方面和第三方面的泡沫體形式的聚合物組合物。

本發(fā)明還根據(jù)第五方面提供制備泡沫體的方法，包括以下步驟:

a)提供根據(jù)第一方面和第三方面的組合物,

b)任選添加一種或多種添加劑，其可為異氰酸酯(鹽)，

c)向所述組合物添加一種或多種起泡劑(blowing agents),

d)攪拌步驟d)得到的混合物，和

e)將步驟e)中經(jīng)攪拌的混合物運(yùn)輸至模具以連續(xù)不或不連續(xù)地提供泡沫體。

本發(fā)明還根據(jù)第六方面提供可通過(guò)根據(jù)第五方面的方法得到的泡沫體。

本發(fā)明還根據(jù)第七方面提供根據(jù)第一方面、第三方面、第四方面或第六方面的聚合物組合物用于對(duì)射頻干擾(RFI)、電磁干擾(EMI)和/或靜電放電(ESD)的防護(hù)的用途。

本發(fā)明還根據(jù)第七方面提供根據(jù)第一方面和第三方面的聚合物組合物在制備泡沫體中的用途。

發(fā)明詳述

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中該表述"木質(zhì)素"意在包括可用于制備導(dǎo)電性碳粉末的任何木質(zhì)素。所述木質(zhì)素的實(shí)例為，但不限于針葉木(softwood)木質(zhì)素、闊葉木(hardwood)木質(zhì)素、源自一年生植物的木質(zhì)素或通過(guò)不同分級(jí)分離(分餾)方法得到的木質(zhì)素，例如，有機(jī)溶劑型(organosolv)木質(zhì)素或硫酸鹽(kraft)木質(zhì)素。該木質(zhì)素可例如通過(guò)使用EP 1794363公開(kāi)的方法獲得。

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中該表述"導(dǎo)電性碳粉末”意在包括粉末狀物質(zhì)，其由80％或更多的碳組成，具有使例如熱塑性材料、彈性體材料或熱固性材料成為電耗散性的、抗靜電的或?qū)щ娦缘哪芰?。所述熱塑性或熱固性材料進(jìn)一步是化石來(lái)源的聚合物。所述粉末還可為源自化石來(lái)源的炭黑的替代品。

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中該表述“基本上源自木質(zhì)素的導(dǎo)電性碳粉末”意在包括基本上源自木質(zhì)素的導(dǎo)電性碳粉末，優(yōu)選完全源自木質(zhì)素的導(dǎo)電性碳粉末。其起源也可為具有粉末或成形體(shaped body)形式的導(dǎo)電性碳中間體產(chǎn)物，例如，薄片(wafer)、薄板(sheet)、條、棒、膜、絲或絨毛。而且其可通過(guò)包括以下步驟的方法制備，因此也可由所述方法獲得:

a)熱處理包含木質(zhì)素的配混物以將碳含量增加到至少80％從而獲得導(dǎo)電性碳化木質(zhì)素中間體產(chǎn)物和

b)機(jī)械處理該導(dǎo)電性碳化木質(zhì)素中間體產(chǎn)物以獲得導(dǎo)電性碳化木質(zhì)素粉末，或

用于制備導(dǎo)電性碳粉末的方法，包括以下步驟:

i)提供木質(zhì)素和至少一種添加劑,

ii)混合所述組分,

iii)使所述混合物成形以形成成形體,

iv)在至少一個(gè)步驟中對(duì)所述成形體進(jìn)行熱處理，其中最后一步包括在惰性氛圍中在高達(dá)約2000℃溫度處理，從而提供導(dǎo)電性碳化中間體產(chǎn)物

v)磨碎(研磨)所述導(dǎo)電性碳化中間體產(chǎn)物，從而提供導(dǎo)電性碳粉末，或

用于制備絲狀碳化中間體產(chǎn)物的方法，包括以下步驟:

vi)提供木質(zhì)素和至少一種添加劑,

vii)混合所述組分且將所述混合物熔融紡絲為單絲或多絲束組分,

viii)分兩步對(duì)所述成形的本體進(jìn)行熱處理，其中最后一步包括在惰性氛圍中從室溫升高至約2000℃的升溫，因此提供絲狀導(dǎo)電性碳化中間體產(chǎn)物。

該導(dǎo)電性碳還可在第二熱步驟中在從室溫至高達(dá)1600℃，或高達(dá)1200℃或高達(dá)1000℃的溫度范圍獲得。在第一熱步驟，該溫度可高達(dá)300°C。也可以存在從室溫至高達(dá)約2000℃的升溫。

而且所述碳粉末可如上獲得，但具有以下變化，其中以下所述的一個(gè)或多個(gè)步驟可為任選的:

‐任選步驟ii)將木質(zhì)素與添加劑和水混合

‐任選步驟iii)壓制(擠壓)/壓緊(壓實(shí))為成形體

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中該表述“添加劑”意在包括在例如用于進(jìn)一步加工為導(dǎo)電性碳化木質(zhì)素粉末的熔融擠出或熔融紡絲中促進(jìn)含木質(zhì)素的組合物的制備的任何添加劑。實(shí)例為，但不限于增塑劑(如PEG，一個(gè)實(shí)例為PEG400)、使得木質(zhì)素為可熔融擠出的反應(yīng)性試劑如脂族酸或木質(zhì)素溶劑。木質(zhì)素溶劑可為非質(zhì)子極性溶劑，如脂族酰胺，如二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基乙酰胺(DMAc)，鄰苯二甲酸酐(PAA)，叔胺氧化物，如N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)，二甲亞砜(DMSO)，乙二醇，二-乙二醇，分子量為150至20.000g/mol的低分子量聚乙二醇(PEG)或離子液體或所述溶劑和液體的任意組合。

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中該表述"能發(fā)泡的聚合物材料”意在包括任何能發(fā)泡的的聚合物。這些聚合物可為以下所述的熱塑性塑料和/或彈性材料。

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中該表述"熱塑性材料”意在包括可用于制備根據(jù)本發(fā)明第一方面的組合物(由此使用導(dǎo)電性碳粉末(其也包括使用炭黑的情況))的任何熱塑性聚合物或不同熱塑性聚合物的組合(其可為化石來(lái)源的)。所述聚合物可為，但不限于丙烯酸酯如PMMA、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)如HDPE(高密度PE)、MDPE(中密度PE)、LDPE(低密度PE)、PA(聚酰胺)如尼龍、PS(聚苯乙烯)、聚氯乙烯(PVC)、聚砜、醚酮或聚四氟乙烯(PTFE)。所述PE可進(jìn)一步為交聯(lián)的(PEX)。其還可為包含兩種或更多種所述聚合物的共聚物或包含兩種或更多種所述聚合物的混合物。一些上述聚合物也為能發(fā)泡的且這在下文所述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中反映。

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中該表述"彈性聚合物材料”意在包括彈性聚合物材料如，但不限于，SOS(苯乙烯烯烴熱彈性體)、TPAE(酯醚熱彈性體，如))、TPS、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，如SEBS，其為SBS的亞型)、POE(聚烯烴彈性體)、TPO(熱塑性聚烯烴，其可由PP、PE、填料、橡膠中的兩種或更多種的一些級(jí)分(部分，fraction)組成)、PVC/NBR(聚(氯乙烯)和腈橡膠(或丙烯腈丁二烯橡膠)混合物))、MPR(可熔融加工的橡膠類型)、TPV(或TPE-V-熱塑性彈性體-硫化橡膠(vulcanizate)例如丙烯-乙烯-二烯三元共聚物)、TPU熱塑性聚氨酯、COPE(聚醚-酯嵌段共聚物)、COPA/PEBA(聚醚-嵌段-酰胺熱塑性彈性體)和TEO(熱塑性聚烯烴彈性體)、天然或合成橡膠(如苯乙烯橡膠(SBR)、異戊二烯橡膠(IR)、丁基橡膠(IIR)、乙烯丙烯橡膠(EPDM)、腈橡膠(NBR)、氯丁二烯橡膠(CR)、氨基甲酸酯橡膠(U)(urethane rubber)、氟橡膠(FPM)、氯磺化乙烯橡膠(CSM)(chlorosulfonethylene rubber)、丙烯酸類橡膠(ACM)、環(huán)氧氯丙烷橡膠(ECO/CO)(epichlorohydrine rubber)、氯乙烯橡膠(CM)、聚硫化橡膠(T)和聚硅氧烷橡膠(Q))、膠乳或其組合。一些上述聚合物也為能發(fā)泡的且這在下文所述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中反映。

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中該表述"熱固性”意在包括可用于制備根據(jù)本發(fā)明第一方面的組合物(由此使用導(dǎo)電性碳粉末(其也包括使用炭黑的情況))的任何熱固性聚合物(其可為化石起源的)。所述聚合物可為，但不限于聚氨酯、聚酯、酚醛樹(shù)脂(phenol-formaldehyde)、脲醛樹(shù)脂(urea-formaldehyde)、三聚氰胺、環(huán)氧樹(shù)脂、氰酸酯、硫化橡膠和聚酰亞胺。其還可為包含兩種或更多種所述聚合物的共聚物或包含兩種或更多種所述聚合物的混合物。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案，該能發(fā)泡的聚合物材料為能發(fā)泡的熱塑性塑料或能發(fā)泡的彈性聚合物材料,或一種或多種能發(fā)泡的熱塑性塑料的組合或一種或多種發(fā)泡彈性聚合物材料的組合,或一種或多種能發(fā)泡的熱塑性塑料和一種或多種能發(fā)泡的彈性聚合物材料的組合。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案，該能發(fā)泡的熱塑性塑料為PVC、PE、PE、PS、PP、EPS(可膨脹的(expansionable)聚苯乙烯)或其組合。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案，該能發(fā)泡的彈性聚合物材料為T(mén)PU(熱塑性聚氨酯)、TPV(熱塑性彈性體-硫化橡膠)、TPS(苯乙烯嵌段共聚物)、PUR(聚氨酯)或其組合。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案，當(dāng)(被)混合時(shí)在聚合物配混物中該導(dǎo)電性碳粉末在1-40％的添加水平給出逾滲閾值。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案，該導(dǎo)電性碳粉末以該組合物的0.01w％至40w％，優(yōu)選低于20w％，更優(yōu)選低于10w％且最優(yōu)選低于5w％的重量分?jǐn)?shù)存在。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案，當(dāng)(被)配混時(shí)該導(dǎo)電性碳粉末使得該組合物為電耗散性的，優(yōu)選使得體積電阻率低于10^12[Ohm cm]，最優(yōu)選為10^0–10^11[Ohm cm]，特別優(yōu)選低于10^6[Ohm cm]。根據(jù)本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案，當(dāng)(被)混合時(shí)該導(dǎo)電性碳粉末在逾滲點(diǎn)后降低聚合物配混物的體積電阻率至10⁰-10⁶Ω·cm。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案，當(dāng)(被)配混時(shí)該導(dǎo)電性碳粉末提供抗靜電性質(zhì)，優(yōu)選其降低體積電阻率至低于10^12Ohm*cm。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案，當(dāng)(被)配混時(shí)該導(dǎo)電性碳粉末提供抗靜電性質(zhì)，優(yōu)選其降低表面電阻率至低于10^12Ohms/平方(square)。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施方案，當(dāng)(被)配混時(shí)該導(dǎo)電性碳粉末降低獲得的(lowers achieves)導(dǎo)電性，其中優(yōu)選該體積電阻率低于10^6Ohm*cm，最優(yōu)選為10^0至10^6[Ohm cm]。

根據(jù)本發(fā)明第四方面的優(yōu)選實(shí)施方案，該用途為用于外殼、絕熱體(thermal insulation)、膜狀材料、夾層結(jié)構(gòu)、汽車(chē)零部件、座椅和家具、地板抗靜電和回潮(dampening，著水)、包裝、運(yùn)輸、航運(yùn)、安全器件或鞋類物品，如鞋底和鞋跟中。

根據(jù)第二方面的方法可包括擠出、復(fù)合、混合和隨后的處理、原位修飾、固化步驟、再加熱和成形。所述方法還可涉及使用其它偶聯(lián)劑、發(fā)泡試劑(foaming agents)或增容劑。

根據(jù)第五方面的制備泡沫體(多孔材料)的方法可包括擠出、配混、混合和隨后的加工、原位改性、固化步驟和發(fā)泡步驟、再加熱和成形。所述方法也可涉及其它偶合劑、發(fā)泡試劑或增容劑的使用。

當(dāng)涉及到根據(jù)第一方面的組合物，所述組合物可包含源自以下的碳粉末：

o純的木質(zhì)素(不完全干燥)

o純的木質(zhì)素(完全干燥)

o具有10％PEG的干燥的未分級(jí)(未分離)木質(zhì)素具有10％PEG的未干燥的(約95％干燥)未分級(jí)木質(zhì)素

o具有10％DMSO的未干燥的(約95％干燥)木質(zhì)素

o具有5％PEG和5％DMSO的未干燥的(約95％干燥)木質(zhì)素

因此該導(dǎo)電性碳粉末可用于彈性材料體系中，其作用是改變電性能，使得該組合物為導(dǎo)電性的，或者改變電性能用于對(duì)靜電排放的防護(hù)，或者改變電性能用于屏蔽電磁干擾和/或射頻干擾。

因此本發(fā)明描述了新的導(dǎo)電的有成本競(jìng)爭(zhēng)力的導(dǎo)電性多孔材料(泡沫體)，其用于關(guān)于對(duì)靜電放電和電磁干擾防護(hù)的應(yīng)用。本發(fā)明還描述了制備所述導(dǎo)電性多孔材料的方法及其用途。該新的導(dǎo)電性多孔材料包含常規(guī)多孔材料(如聚氨酯或聚氯乙烯等)和基于碳化木質(zhì)素的導(dǎo)電性材料。與已知的導(dǎo)電性多孔材料相比，該新的導(dǎo)電性多孔材料成本更具競(jìng)爭(zhēng)力且具有更低的CO2排放。

本發(fā)明各方面的優(yōu)選特征如同其它各方面加上必要的變更。本文所述的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)以法律允許的最大程度引入。本發(fā)明進(jìn)一步通過(guò)以下實(shí)施例、連同附圖進(jìn)行說(shuō)明，其不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的實(shí)施方案借助實(shí)施方案的實(shí)施例、連同附圖更詳細(xì)的描述，其目的僅是用來(lái)解釋本發(fā)明，絕不用來(lái)限制其范圍。

附圖說(shuō)明

圖1公開(kāi)了本發(fā)明所述的由PP、聚丙烯、(Lyondell Basell的HP 561R)和分別為5％或10％導(dǎo)電性碳粉末構(gòu)成的配混物的體積電阻率。為了比較，對(duì)包含PP和三種不同市售導(dǎo)電性炭黑的參照組合物分別示出了逾滲曲線。

圖2公開(kāi)了經(jīng)壓制(擠壓，compressed)的碳粉末(施加壓力31MPa)的體積電阻率的比較。

圖3公開(kāi)了碳化的纖維的體積電阻率的對(duì)比。

實(shí)施例

成形體形式的含木質(zhì)素配混物的實(shí)施例

實(shí)施例1

使用具有單毛細(xì)管的實(shí)驗(yàn)室雙螺桿擠出機(jī)(DSM Xplore微混合器)由包含88w％針葉木硫酸鹽木質(zhì)素、7w％鄰苯二甲酸酐酸和5w％DMSO(97％純度，Sigma-Aldrich)的混合物熔融紡絲(熔紡)纖維。所得含木質(zhì)素的配混物具有絲的形式，直徑為150μm。

實(shí)施例2

用實(shí)驗(yàn)室雙螺桿擠出機(jī)(KEDSE 20/40“，來(lái)自Brabender GmbH&CO.KG)使用具有62個(gè)毛細(xì)管的多絲模具將實(shí)施例1的混合物擠出。所得含木質(zhì)素的配混物具有多絲束的形式，其中單根絲的直徑為72μm。

實(shí)施例3

制備包含90w％針葉木木質(zhì)素和10％PEG 400(來(lái)自Sigma-Aldrich的聚乙二醇，分子量為400Da)的混合物。

在實(shí)驗(yàn)室雙螺桿擠出機(jī)上使用具有62個(gè)毛細(xì)管的模具將該混合物擠出。所得含木質(zhì)素的配混物具有多絲束的形式，其中單根絲直徑為90μm。

實(shí)施例4

如實(shí)施例3所述那樣制備混合物且置于扁平金屬管中。使用活塞施加壓力，因此該含木質(zhì)素的化合物得到薄片的形狀。

導(dǎo)電性碳中間體產(chǎn)物的實(shí)施例

實(shí)施例5

將實(shí)施例1的含木質(zhì)素的絲以兩步熱處理轉(zhuǎn)化從而得到導(dǎo)電性碳中間體產(chǎn)物。在第一步中所述絲在空氣中以在0.2℃/min至5℃/min之間的變化的加熱速率從室溫加熱至250℃，然后在第二步在氮?dú)庵幸?℃/min的加熱速率從室溫加熱至1600℃。所得導(dǎo)電性碳中間體產(chǎn)物具有直徑為約60μm的絲的形狀且產(chǎn)生的體積電阻率為1.4x10^-3Ohm*cm。體積電阻率使用LCR計(jì)測(cè)量。

實(shí)施例6

實(shí)施例2的所得紡絲以與實(shí)施例5所述相同的方式熱處理。所得碳化多絲具有約80μm的直徑且產(chǎn)生的體積電阻率為0.5x10^-3Ohm*cm。

實(shí)施例7

實(shí)施例3的所得絲以與實(shí)施例5所述相同的方式熱處理。所得碳化多絲具有約75μm的直徑且產(chǎn)生的體積電阻率為0.6x10^-3Ohm*cm。

實(shí)施例8

實(shí)施例3的所得絲根據(jù)以下步驟進(jìn)行熱處理。在第一步中所述絲在空氣中以在0.2℃/min至5℃/min之間的變化的加熱速率從室溫加熱至250℃，然后在第二步中在氮?dú)庵幸?℃/min加熱速率從室溫加熱至1000℃。所得碳化纖維產(chǎn)生的體積電阻率為0.72x10^-3Ohm*cm。

實(shí)施例9

實(shí)施例3所得的絲根據(jù)以下步驟進(jìn)行熱處理。在第一步中所述絲在空氣中以在0.2℃/min至5℃/min之間的變化的加熱速率從室溫加熱至250℃，然后在第二步在氮?dú)庵幸?℃/min加熱速率從室溫加熱至1200℃。所得碳化纖維產(chǎn)生的體積電阻率為0.33x10^-3Ohm*cm。

實(shí)施例10

實(shí)施例3所得的絲根據(jù)以下步驟進(jìn)行熱處理。在第一步中所述絲在空氣中以在0.2℃/min至5℃/min之間的變化的加熱速率從室溫加熱至250℃，然后在第二步在氮?dú)庵幸?℃/min加熱速率從室溫加熱至1400℃。所得碳化纖維產(chǎn)生的體積電阻率為0.23x10^-3Ohm*cm。

實(shí)施例11

實(shí)施例3所得的絲根據(jù)以下步驟進(jìn)行熱處理。在第一步中所述絲在空氣中以在0.2℃/min至5℃/min之間的變化的加熱速率從室溫加熱至250℃，然后在第二步在氮?dú)庵幸?℃/min加熱速率從室溫加熱至1600℃。所得碳化纖維產(chǎn)生的體積電阻率為0.54x10^-3Ohm*cm。

實(shí)施例12

實(shí)施例4的薄片在氮氛圍中通過(guò)以1℃/min的加熱速率從室溫升溫至1600℃的熱處理以得到碳化薄片。

關(guān)于導(dǎo)電性碳粉末的實(shí)施例

實(shí)施例13

實(shí)施例12的碳化薄片使用實(shí)驗(yàn)室研缽用手粉碎以得到導(dǎo)電性碳化木質(zhì)素粉末。

關(guān)于導(dǎo)電性聚合物配混物的實(shí)施例

實(shí)施例14

使用DSM Xplore微混合器將實(shí)施例14的導(dǎo)電性碳化木質(zhì)素粉末混合至聚丙烯基質(zhì)(Lyondell Basell的HP 561R)中。MFR為25g/10min(@230℃/2.16kg/10min)。該組合物由95w％聚丙烯和5％導(dǎo)電性碳化木質(zhì)素粉末組成。擠出的股條(strands)顯示體積電阻率為5.2x10^5Ohm*cm，其比純PP的體積電阻率低許多數(shù)量級(jí)，該純PP的體積電阻率在文獻(xiàn)中報(bào)道的體積電阻率為約1x10^17Ohm*cm(Debowska，M.等人：Positron annihilation in carbon black-polymer composites,Radiation Physics and Chemistry 58(2000),H.5-6,S.575-579)。該實(shí)施例顯示實(shí)施例13的導(dǎo)電性碳化木質(zhì)素粉末事實(shí)上為導(dǎo)電性的。

實(shí)施例15

使用DSM Xplore微混合將器實(shí)施例14的導(dǎo)電性碳粉末混合至聚丙烯基質(zhì)(Lyondell Basell的HP 561R)中。該組合物由90w％(PP)和10％導(dǎo)電性碳化木質(zhì)素粉末組成。擠出的股條產(chǎn)生的體積電阻率為2.6x10^5Ohm*cm。

包括參比導(dǎo)電性聚合物組合物的實(shí)施例

實(shí)施例16

圖1顯示關(guān)于包含不同市售導(dǎo)電性炭黑的導(dǎo)電性聚合物組合物的體積電阻率的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)(Debowska，M.等人：Positron annihilation in carbon black-polymer composites，Radiation Physics and Chemistry 58(2000)，H.5-6，S.575-579)。該市售炭黑為SAPAC-6(來(lái)自CarboChem)、Printex XE-2(來(lái)自Degussa)和Vulcan XC-72(Cabot)。

此外，圖1還公開(kāi)了包含PP(Lyondell Basell的HP 561R)和分別為5％以及10％上述導(dǎo)電性碳粉末的組合物的體積電阻率。

該圖顯示本發(fā)明提供的導(dǎo)電性碳化木質(zhì)素粉末具有與最好的市售炭黑(Printex XE-2)至少相同的導(dǎo)電性性能。

實(shí)施例17

為測(cè)量粉末樣品的導(dǎo)電性(電導(dǎo)率)，將粉末填充至中空?qǐng)A柱體。該圓柱體由非導(dǎo)電性PMMA制備，其在各測(cè)量之間徹底清潔。內(nèi)徑為5mm。在圓柱體底部有一個(gè)鍍金的銅板作為基極。第二電極為銅杵(stamp)，其也為鍍金的且形成第二電極。然后將杵插入圓柱體從而緩慢壓制(擠壓，compress)粉末。通過(guò)力值測(cè)量和在線的位置測(cè)量，對(duì)該施加的壓力以及粉末填充的室中的體積繪圖(繪制)。通過(guò)施加DC電壓至兩個(gè)電極，可測(cè)量絕對(duì)電阻。結(jié)合記載的杵位置，可計(jì)算體積電阻率。為比較具有潛在不同比體積的不同樣品，電阻率值僅可在相同壓力水平比較。在提供的結(jié)果中，用粉末填充該室且壓制至31MPa的最大壓力。測(cè)量值示于圖2。

圖中所示的結(jié)果清楚表明基于木質(zhì)素的碳化粉末(CLP)表現(xiàn)出與Cabot商購(gòu)級(jí)別(Cabot Vulcan XC-72-R)相同的導(dǎo)電性/電阻率性能。

在圖中:

實(shí)施例13-1＝如上述的實(shí)施例13

實(shí)施例13-2＝實(shí)施例13，但未用手使用實(shí)驗(yàn)室研缽粉碎，而是使用低溫研磨。

實(shí)施例18

上述實(shí)施例8–11的產(chǎn)物也與市售級(jí)別的碳纖維比較(分別為T(mén)oho Tenax HTA40 6k和Mitsubishi Dialead K13C–它們的值分別從產(chǎn)品表和互聯(lián)網(wǎng)獲取)。結(jié)果示于圖3。

本發(fā)明的各種實(shí)施方案已如上描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到小的改變將落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的廣度和范圍不應(yīng)被上述任何示例性實(shí)施方案所限制，而是應(yīng)僅根據(jù)以下權(quán)利要求及其等價(jià)物而限定。例如，任何上述組合物或方法可與其它已知方法組合。本發(fā)明范圍內(nèi)的其它方面、優(yōu)點(diǎn)和修改對(duì)于本發(fā)明領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。