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石墨烯碳顆粒共分散體及其制造方法與流程

文檔序號(hào):11105896閱讀:1109來(lái)源:國(guó)知局
石墨烯碳顆粒共分散體及其制造方法與制造工藝
本申請(qǐng)是2013年12月9日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)14/100,064的部分繼續(xù),并且是2014年3月28日提交美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)14/348,280的部分繼續(xù),其在此通過(guò)引用并入。發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及石墨烯碳顆粒共分散體和制造這樣的共分散體的方法。發(fā)明背景石墨烯碳顆粒具有許多潛在用途,例如在墨水和涂層中。然而,已發(fā)現(xiàn)石墨烯碳顆粒難以分散于各種介質(zhì)中,例如有機(jī)溶劑和水。已使用乙基纖維素作為分散助劑試圖改良石墨烯碳顆粒的分散體。然而,需要石墨烯碳顆粒的經(jīng)改良分散體以改良墨水和涂層和含有這樣的顆粒的其他材料的性質(zhì)。例如,電導(dǎo)率性質(zhì)可利用各種類型的墨水和涂層中的石墨烯碳顆粒的經(jīng)改良分散體進(jìn)行改良,例如透明涂層、有色涂層、底漆涂層、靜電耗散涂層和印刷電子器件、電池、電容器、電跡線(electrictrace)、天線、電加熱涂層等。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的方面提供了共分散體,其包含:溶劑;至少一種聚合物型分散劑;和共分散于該溶劑和該至少一種聚合物型分散劑中的至少兩種類型的石墨烯碳顆粒。本發(fā)明的另一方面提供了由共分散體產(chǎn)生的導(dǎo)電涂層,該共分散體包含:溶劑;至少一種聚合物型分散劑;和共分散于該溶劑和該至少一種聚合物型分散劑中的至少兩種類型的石墨烯碳顆粒。本發(fā)明的再一方面提供了方法,其包括在至少一種聚合物型分散劑的存在下將至少兩種類型的石墨烯碳顆粒共分散于溶劑中,以由此產(chǎn)生至少兩種類型的石墨烯碳顆粒在溶劑和至少一種聚合物型分散劑中的共分散體。附圖說(shuō)明圖1是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的含有石墨烯碳顆粒的涂層的電導(dǎo)率性質(zhì)的圖表。具體實(shí)施方式根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式,石墨烯碳顆粒通過(guò)使用聚合物型分散劑共分散于墨水和涂層和其他材料中以提供期望的性質(zhì),例如增加的電導(dǎo)率。盡管本文主要描述其中石墨烯碳顆粒共分散于墨水和涂層內(nèi)的實(shí)施方式,但應(yīng)理解,具有這樣的共分散體的其他類型材料也在本發(fā)明范圍內(nèi),例如電池、電容器、電跡線等。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“共分散”意指不同類型的石墨烯碳顆粒一起分散于含有聚合物型分散劑的介質(zhì)(例如溶劑)中,以形成石墨烯碳顆粒遍及介質(zhì)而無(wú)顆粒的大量聚結(jié)的基本上均勻的分散體。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“混合物”意指不同類型的石墨烯碳顆粒分別分散于介質(zhì)中,隨后將分別的分散體混合在一起。聚結(jié)的存在可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法(例如TEM顯微圖像的目視分析)來(lái)測(cè)定。聚結(jié)也可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)粒徑測(cè)量技術(shù)、以及含有該石墨烯碳顆粒的材料的電導(dǎo)率的測(cè)量或光學(xué)特征的測(cè)量(例如色彩、霧度、黑度(jetness)、反射率和透射性質(zhì))來(lái)檢測(cè)。一起分散的不同類型的石墨烯顆??砂哂胁煌椒植?、厚度、縱橫比、結(jié)構(gòu)形態(tài)、邊緣官能團(tuán)(functionality)和/或氧含量的顆粒。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒是通過(guò)不同工藝(例如熱生產(chǎn)方法、剝離方法等)制得,如下文更全面描述。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“導(dǎo)電的”當(dāng)是指含有石墨烯碳顆粒的墨水或涂層時(shí),意指墨水或涂層具有至少0.001S/m的電導(dǎo)率。例如,涂層可具有至少0.01S/m或至少10S/m的電導(dǎo)率。通常,電導(dǎo)率可為100S/m至100,000S/m或更高。在某些實(shí)施方式中,電導(dǎo)率可為至少1,000S/m或至少10,000S/m。例如,電導(dǎo)率可為至少20,000S/m、或至少30,000S/m或至少40,000S/m。根據(jù)某些實(shí)施方式,墨水或涂層在不添加石墨烯碳顆粒的情形中并不展現(xiàn)出顯著的電導(dǎo)率。例如,固化或干燥的聚合物型樹脂可具有不可測(cè)量的電導(dǎo)率,而包括石墨烯碳顆粒的本發(fā)明的固化或干燥的聚合物型樹脂可展現(xiàn)出電導(dǎo)率,如上所提及。在某些實(shí)施方式中,基于材料的總固體計(jì),石墨烯碳顆??梢?.1重量%至95重量%的量共分散于基質(zhì)材料(例如成膜樹脂)內(nèi)。例如,石墨烯碳顆??烧荚摬牧系?重量%至90重量%、或5重量%至85重量%。在某些實(shí)施方式中,材料中所含石墨烯碳顆粒的量可相對(duì)較大,例如40重量%或50重量%直至90重量%或95重量%。例如,石墨烯碳顆粒可占60重量%至85重量%、或70重量%至80重量%。在某些實(shí)施方式中,墨水或涂層的電導(dǎo)率性質(zhì)可隨著石墨烯碳顆粒的相對(duì)較少量添加(例如小于50重量%、或小于30重量%)而顯著增加。在某些實(shí)施方式中,涂層或其他材料在石墨烯碳顆粒的相對(duì)較低負(fù)載下可具有足夠高的電導(dǎo)率。例如,上述電導(dǎo)率可在小于20重量%或15重量%的石墨烯碳顆粒負(fù)載下實(shí)現(xiàn)。在某些實(shí)施方式中,顆粒負(fù)載可小于10重量%或8重量%、或小于6重量%或5重量%。例如,對(duì)于包含自身不導(dǎo)電的成膜聚合物或樹脂的涂層而言,3重量%至5重量%石墨烯碳顆粒的分散體可提供至少0.1S/m、例如或至少10S/m的電導(dǎo)率。該組合物可包含本領(lǐng)域中已知的任意各種熱塑性和/或熱固性組合物中。例如,涂料組合物可包含選自以下的成膜樹脂:環(huán)氧樹脂、丙烯酸類聚合物、聚酯聚合物、聚氨酯聚合物、聚酰胺聚合物、聚醚聚合物、雙酚A基環(huán)氧聚合物、聚硅氧烷聚合物、苯乙烯、乙烯、丁烯、其共聚物及其混合物。一般而言,這些聚合物可為通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任意方法制得的這些類型的任意聚合物。這樣的聚合物可為溶劑型、水溶性或水可分散、可乳化,或具有有限的水溶性。此外,聚合物可以溶膠凝膠體系提供,可以核-殼聚合物體系提供,或可以粉末形式提供。在某些實(shí)施方式中,聚合物是在包含水和/或有機(jī)溶劑的連續(xù)相中的分散體,例如乳液聚合物或非水性分散體。除樹脂和石墨烯碳顆粒組分以外,根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的涂料或其他材料可包括常規(guī)地添加至涂層或墨水組合物的額外組分,例如交聯(lián)劑、顏料、調(diào)色劑(tint)、流動(dòng)助劑、消泡劑、分散劑、溶劑、UV吸收劑、催化劑和表面活性劑。熱固性或可固化涂料組合物通常包含具有與自身或交聯(lián)劑有反應(yīng)性的官能團(tuán)的成膜聚合物或樹脂。成膜樹脂上的官能團(tuán)可選自任意各種反應(yīng)性官能團(tuán),包括例如羧酸基團(tuán)、胺基團(tuán)、環(huán)氧基團(tuán)、羥基、硫醇基團(tuán)、氨基甲酸酯基團(tuán)、酰胺基團(tuán)、脲基團(tuán)、異氰酸酯基團(tuán)(包括封閉的異氰酸酯基團(tuán)和三-烷基氨基甲?;?、硫醇基團(tuán)、苯乙烯基團(tuán)、酸酐基團(tuán)、乙酰乙酸酯丙烯酸酯、脲二酮及其組合。熱固性涂料組合物通常包含交聯(lián)劑,其可選自例如氨基塑料、多異氰酸酯(包括封閉的異氰酸酯)、多環(huán)氧化物、β-羥基烷基酰胺、多元酸、酸酐、有機(jī)金屬酸官能材料、多胺、聚酰胺及任意上述的混合物。適宜的多異氰酸酯包括多官能異氰酸酯。多官能多異氰酸酯的實(shí)例包括脂肪族二異氰酸酯(如六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯)、和芳香族二異氰酸酯(例如甲苯二異氰酸酯和4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯)。多異氰酸酯可以封閉的或未封閉的。其他適宜的多異氰酸酯的實(shí)例包括異氰尿酸酯三聚體、脲基甲酸酯和二異氰酸酯的脲二酮。市售的多異氰酸酯的實(shí)例包括Bayer公司出售的DESMODURN3390和Rhodia公司出售的TOLONATEHDT90。適宜的氨基塑料包括胺和/或酰胺與醛的縮合物。例如,三聚氰胺與甲醛的縮合物是適宜的氨基塑料。適宜的氨基塑料在本領(lǐng)域中是熟知的。適宜的氨基塑料公開于例如美國(guó)專利號(hào)6,316,119第5欄第45-55行中,其以引用的方式并入本文中。在某些實(shí)施方式中,樹脂可自交聯(lián)。自交聯(lián)意指樹脂含有能夠與自身反應(yīng)的官能團(tuán)(例如烷氧基硅烷基團(tuán))或反應(yīng)產(chǎn)物含有共反應(yīng)性的官能團(tuán),例如羥基和封閉的異氰酸酯基團(tuán)。固化涂層的干膜厚度通??稍谛∮?.5微米至100微米或更大的范圍內(nèi)(例如1微米至50微米)。作為具體實(shí)例,固化涂層厚度可在1微米至15微米的范圍內(nèi)。然而,顯著更大的涂層厚度和非涂層材料的顯著更大的材料尺寸在本發(fā)明的范圍內(nèi)。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“石墨烯碳顆?!币庵妇哂邪瑂p2-鍵合的碳原子的一個(gè)原子厚平面薄片的一個(gè)或多個(gè)層的結(jié)構(gòu)的碳顆粒,該sp2-鍵合的碳原子緊密堆積成蜂巢晶格。堆疊層的平均數(shù)量可小于100,例如小于50。在某些實(shí)施方式中,堆疊層的平均數(shù)量是30或更少,例如20或更少、10或更少或在一些情形中5或更少。石墨烯碳顆粒可以基本上是扁平,然而,平面薄片的至少一部分可基本上是彎曲、卷曲、皺褶或翹曲(buckled)的。該顆粒通常不具有類球狀或等軸形態(tài)。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒的厚度(在垂直于碳原子層的方向上測(cè)量)不大于10納米、不大于5納米、或在某些實(shí)施方式中不大于4或3或2或1納米,例如不大于3.6納米。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆??蔀?個(gè)原子層至高達(dá)3、6、9、12、20或30個(gè)原子層厚、或更多。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒的寬度和長(zhǎng)度(在平行于碳原子層的方向上測(cè)量)為至少50納米,例如大于100納米,在一些情形中大于100納米至高達(dá)500納米、或大于100納米至高達(dá)200納米。石墨烯碳顆??梢跃哂懈哂?:1(例如高于10:1)的相對(duì)高的縱橫比(縱橫比為定義為顆粒的最長(zhǎng)尺寸與顆粒的最短尺寸的比率)的超薄片、小片或薄片的形式提供。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒具有相對(duì)低的氧含量。例如,甚至在具有不超過(guò)5納米或不超過(guò)2納米的厚度時(shí),石墨烯碳顆粒可具有不超過(guò)2原子重量%、例如不超過(guò)1.5原子重量%或1原子重量%、或不超過(guò)0.6原子重量%(例如約0.5原子重量%)的氧含量。石墨烯碳顆粒的氧含量可使用X-射線光電子能譜法(例如描述于D.R.Dreyer等人,Chem.Soc.Rev.39,228-240(2010)中)來(lái)測(cè)定。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒具有至少50平方米/克、例如70平方米/克至1000平方米/克、或在一些情形中200平方米/克至1000平方米/克或200平方米/克至400平方米/克的B.E.T.比表面積。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“B.E.T.比表面積”是指基于期刊“TheJournaloftheAmericanChemicalSociety”,60,309(1938)中所述的Brunauer-Emmett-Teller方法根據(jù)ASTMD3663-78標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)氮吸附測(cè)定的比表面積。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒具有至少1:1、例如至少1.2:1或1.3:1的拉曼光譜2D/G峰比率。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“2D/G峰比率”是指2692cm-1處的2D峰強(qiáng)度與1,580cm-1處的G峰強(qiáng)度的比率。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒具有相對(duì)低的堆密度。例如,石墨烯碳顆粒的特征在于具有小于0.2g/cm3、例如不超過(guò)0.1g/cm3的堆密度(振實(shí)密度)。出于本發(fā)明的目的,石墨烯碳顆粒的堆密度是通過(guò)將0.4克石墨烯碳顆粒放置于具有可讀刻度的玻璃量筒中來(lái)測(cè)定。使量筒升高大約1英寸并通過(guò)使量筒的底部擊打于硬表面上來(lái)振實(shí)100次,以使石墨烯碳顆粒在量筒內(nèi)沉降。然后測(cè)量顆粒的體積,并通過(guò)將0.4克除以所測(cè)量體積來(lái)計(jì)算堆密度,其中堆密度是以g/cm3表示。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒的壓縮密度和致密化百分比小于石墨粉末和某些類型的基本上扁平的石墨烯碳顆粒(例如由剝離型(exfoliated)石墨形成的那些)的壓縮密度和致密化百分比。目前據(jù)信較低壓縮密度和較低致密化百分比各自促進(jìn)比展現(xiàn)出較高壓縮密度和較高致密化百分比的石墨烯碳顆粒更好的分散和/或流變性質(zhì)。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒的壓縮密度是0.9或更小,例如小于0.8、小于0.7、例如0.6至0.7。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒的致密化百分比為小于40%,例如小于30%,例如25%至30%。出于本發(fā)明的目的,石墨烯碳顆粒的壓縮密度是由給定質(zhì)量的顆粒在壓縮后的所測(cè)量厚度計(jì)算的。具體地,所測(cè)量厚度是通過(guò)使0.1克石墨烯碳顆粒在1.3厘米沖模中在15,000磅的力下經(jīng)受冷壓45分鐘來(lái)測(cè)定,其中接觸壓力是500MPa。然后根據(jù)以下等式由該所測(cè)量的厚度計(jì)算石墨烯碳顆粒的壓縮密度:然后,石墨烯碳顆粒的致密化百分比測(cè)定為如上所測(cè)定的石墨烯碳顆粒的計(jì)算的壓縮密度與2.2g/cm3(其是石墨的密度)的比率。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒在剛混合之后和之后時(shí)間點(diǎn)(例如10分鐘、或20分鐘、或30分鐘、或40分鐘)具有至少100微西門子(例如至少120微西門子、例如至少140微西門子)的經(jīng)測(cè)量體液體電導(dǎo)率(bulkliquidconductivity)。出于本發(fā)明的目的,石墨烯碳顆粒的體液體電導(dǎo)率是如下測(cè)定。首先,將包含石墨烯碳顆粒在丁基溶纖劑中的0.5%的溶液的試樣利用浴超聲波發(fā)生器超聲波處理30分鐘。在超聲波處理之后立即將試樣置于經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)物校準(zhǔn)的電解電導(dǎo)池(K=1)中。將FisherScientificAB30電導(dǎo)儀引入至試樣中以測(cè)量試樣的電導(dǎo)率。繪制在約40分鐘的過(guò)程中的電導(dǎo)率。根據(jù)某些實(shí)施方式,在導(dǎo)電性石墨烯碳顆粒之間發(fā)生滲濾(percolation)(定義為遠(yuǎn)程互連性)。這樣的滲濾可降低涂料組合物的電阻率。導(dǎo)電石墨烯顆粒可占用涂層內(nèi)的最小體積,使得該顆粒形成連續(xù)、或幾乎連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)。在這樣的情形中,石墨烯碳顆粒的縱橫比可影響滲濾所需的最小體積。在某些實(shí)施方式中,待共分散于本發(fā)明組合物中的石墨烯碳顆粒的至少一部分可通過(guò)熱工藝制得。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式,熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆粒是由在熱區(qū)(例如等離子體)中加熱至高溫的含碳前體材料制得。如下文更全面描述,將含碳前體材料加熱至足夠高的溫度(例如,高于3,500℃)以產(chǎn)生具有上述特征的石墨烯碳顆粒。將含碳前體(例如以氣體或液體形式提供的烴)在熱區(qū)中加熱以在該熱區(qū)中或其下游產(chǎn)生石墨烯碳顆粒。例如,熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆??赏ㄟ^(guò)美國(guó)專利號(hào)8,486,363和8,486,364中所公開的體系和方法制得。在某些實(shí)施方式中,熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆粒可通過(guò)使用美國(guó)專利號(hào)8,486,363在[0022]至[0048]中所述的裝置和方法制得,其中(i)將一種或多種能夠形成二碳鏈段的物質(zhì)的烴前體材料(例如正丙醇、乙烷、乙烯、乙炔、氯乙烯、1,2-二氯乙烷、烯丙醇、丙醛和/或溴乙烯)引入至熱區(qū)(例如等離子體)中,和(ii)將該烴在該熱區(qū)中加熱以形成石墨烯碳顆粒。在其他實(shí)施方式中,熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆粒可通過(guò)使用在美國(guó)專利號(hào)8,486,364在[0015]至[0042]中所述的裝置和方法制得,其中(i)將甲烷前體材料(例如包含至少50%甲烷的材料,或在一些情形中至少95%或99%純度或更高的氣體或液體甲烷)引入至熱區(qū)(例如等離子體)中,并(ii)將甲烷前體在熱區(qū)中加熱以形成石墨烯碳顆粒。這樣的方法可產(chǎn)生具有至少一些、在一些情形中所有上述特征的石墨烯碳顆粒。在通過(guò)上述熱生產(chǎn)方法生產(chǎn)石墨烯碳顆粒期間,含碳前體是作為可與惰性載體氣體接觸的供給材料提供。含碳前體材料可在熱區(qū)中通過(guò)例如等離子體體系加熱。在某些實(shí)施方式中,將前體材料加熱至至少3,500℃的溫度,例如從高于3,500℃或4,000℃至高達(dá)10,000℃或20,000℃的溫度。盡管熱區(qū)可通過(guò)等離子體體系產(chǎn)生,但應(yīng)理解,可使用任何其他適宜的加熱體系以產(chǎn)生熱區(qū),例如各種類型的爐,包括電加熱管式爐等。氣體流可與一個(gè)或多個(gè)通過(guò)至少一個(gè)驟冷流注射口注入等離子體室中的驟冷流接觸。驟冷流可冷卻該氣體流以促進(jìn)石墨烯碳顆粒的形成或控制其粒徑或形態(tài)。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中,在氣體產(chǎn)物流與驟冷流接觸之后,超細(xì)顆??纱┻^(guò)會(huì)聚部件。石墨烯碳顆粒離開等離子體體系之后,可將它們進(jìn)行收集??墒褂萌魏芜m宜方法來(lái)從氣流分離石墨烯碳顆粒,例如袋式過(guò)濾器、旋風(fēng)分離器或沉積于基板上。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒的至少一部分可獲自商業(yè)來(lái)源,例如獲自Angstron、XGSciences及其他商業(yè)來(lái)源。在這樣的實(shí)施方式中,市售的石墨烯碳顆??砂瑒冸x型石墨并且與熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆粒相比具有不同特征,例如不同的粒徑分布、厚度、縱橫比、結(jié)構(gòu)形態(tài)、氧含量和化學(xué)官能團(tuán)(在底面/邊緣處)。在某些實(shí)施方式中,不同類型的石墨烯碳顆??晒卜稚⒂谠摻M合物中。例如,當(dāng)熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆粒根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式與市售的石墨烯碳顆粒組合時(shí),可實(shí)現(xiàn)石墨烯碳顆粒特征的雙峰、三峰分布等。組合物中所含的石墨烯碳顆??删哂卸喾辶椒植肌⒖v橫比分布、結(jié)構(gòu)形態(tài)、邊緣官能團(tuán)差異、氧含量等。在其中熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆粒和市售的石墨烯碳顆粒(例如,來(lái)自剝離型石墨)二者共分散并且添加至涂料組合物中以產(chǎn)生雙峰石墨烯粒徑分布的本發(fā)明實(shí)施方式中,控制不同類型的石墨烯碳顆粒的相對(duì)量以產(chǎn)生涂層的期望電導(dǎo)率性質(zhì)。例如,基于石墨烯碳顆粒的總重量計(jì),以熱方式產(chǎn)生的石墨烯顆??烧?重量%至50重量%,且該市售的石墨烯碳顆??烧?0重量%至99重量%。在某些實(shí)施方式中,熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆??烧?重量%或4重量%至40重量%、或6重量%或8重量%至35重量%、或10重量%至30重量%。當(dāng)本發(fā)明的具有這樣的相對(duì)量的熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆粒和市售的石墨烯碳顆粒的共分散體并入涂層、墨水或其他材料中時(shí),這樣的材料與以類似比率含有這樣的類型的石墨烯碳顆粒的混合物的相似材料相比可展現(xiàn)出顯著增加的電導(dǎo)率。例如,該共分散體與混合物相比可使電導(dǎo)率增加至少10%或20%。在某些實(shí)施方式中,電導(dǎo)率可增加至少50%、70%或90%、或更多。在某些實(shí)施方式中,利用本發(fā)明分散體產(chǎn)生的涂料組合物或其他材料基本上不含某些化合物,例如聚亞烷基亞胺、石墨或其他組分。例如,術(shù)語(yǔ)“基本上不含聚亞烷基亞胺”意指聚亞烷基亞胺不是有意地添加的,或作為雜質(zhì)或以痕量(例如,小于1重量%或小于0.1重量%)存在。術(shù)語(yǔ)“基本上不含石墨”意指石墨不是有意地添加的,或作為雜質(zhì)或以痕量(例如,小于1重量%或小于0.1重量%)存在。在某些實(shí)施方式中,石墨可以少量(例如,材料的小于5重量%或小于1重量%)存在于材料中。若存在石墨,則其量基于石墨和石墨烯碳顆粒的組合重量計(jì)通常小于石墨烯碳顆粒,例如,小于30重量%(例如小于20重量%或10重量%)。在某些實(shí)施方式中,本發(fā)明的組合物是由包含以下的共分散體制得:(a)至少兩種類型的石墨烯碳顆粒,例如任意上述的那些;(b)載體,可選自水、至少一種有機(jī)溶劑、或水與至少一種有機(jī)溶劑的組合;(c)至少一種聚合物型分散劑,例如下文一般性描述的共聚物;和任選地,(d)至少一種如上所述的樹脂或其他添加劑。本發(fā)明的某些組合物包含至少一種聚合物型分散劑。在某些實(shí)施方式中,這樣的聚合物型分散劑包含三嵌段共聚物,該共聚物包含:(i)包含石墨烯碳親和基團(tuán)(例如疏水芳香族基團(tuán))的第一鏈段;(ii)包含極性基團(tuán)(例如羥基、胺基團(tuán)、醚基團(tuán)和/或酸基團(tuán))的第二鏈段;和(iii)不同于該第一鏈段和該第二鏈段的第三鏈段,例如基本上非極性(即,基本上不含極性基團(tuán))的鏈段。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“基本上不含”當(dāng)關(guān)于聚合鏈段中不存在基團(tuán)而使用時(shí)意指不超過(guò)5重量%的用于形成第三鏈段的單體包含極性基團(tuán)。適宜的聚合物型分散劑包括由原子轉(zhuǎn)移自由基聚合產(chǎn)生的丙烯酸類共聚物。在某些實(shí)施方式中,這樣的共聚物具有1,000至20,000的重均分子量。在某些實(shí)施方式中,聚合顏料分散劑具有由以下通式(I)表示的聚合物鏈結(jié)構(gòu),Φ-(G)p-(W)q-(Y)sT(I)其中G是至少一種可自由基聚合烯屬不飽和單體的殘基;W和Y是至少一種可自由基聚合烯屬不飽和單體的殘基,其中W和Y彼此不同;Y是任選的;Φ是引發(fā)劑的疏水殘基或得自引發(fā)劑且不含可自由基轉(zhuǎn)移基團(tuán);T是或得自引發(fā)劑的可自由基轉(zhuǎn)移基團(tuán);p、q和s表示殘基嵌段中存在的殘基的平均數(shù)量;p、q和s各自個(gè)別地選擇,使得聚合物型分散劑具有至少250的數(shù)均分子量。聚合物型分散劑可一般性描述為具有頭部和尾部結(jié)構(gòu),即,具有聚合頭部部分和聚合尾部部分。聚合尾部部分可具有親水部分和疏水部分(尤其在其末端)。盡管不打算受任何理論約束,但據(jù)信聚合物型分散劑的聚合頭部部分可與石墨烯碳顆粒締合,而聚合尾部部分幫助分散石墨烯碳顆粒并可與墨水或涂料組合物的其他組分締合。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“疏水”和“親水”是彼此相對(duì)的。在某些實(shí)施方式中,聚合物型分散劑是通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)制備。ATRP工藝可一般性描述為包括:在引發(fā)體系的存在下聚合一種或多種可自由基聚合單體;形成聚合物;和分離所形成的聚合物。在某些實(shí)施方式中,引發(fā)體系包含:具有單一可自由基轉(zhuǎn)移原子或基團(tuán)的單體引發(fā)劑;過(guò)渡金屬化合物,即,與引發(fā)劑一起參與可逆氧化還原循環(huán)的催化劑;和配體,其與過(guò)渡金屬化合物配位。ATRP工藝進(jìn)一步詳細(xì)描述于國(guó)際專利公開號(hào)WO98/40415和美國(guó)專利號(hào)5,807,937、5,763,548和5,789,487中。可用于聚合物型分散劑的ATRP制備的催化劑包括可與引發(fā)劑和生長(zhǎng)的聚合物鏈一起參與氧化還原循環(huán)的任何過(guò)渡金屬化合物。過(guò)渡金屬化合物不與聚合物鏈形成直接碳-金屬鍵可以是優(yōu)選的。可用于本發(fā)明中的過(guò)渡金屬催化劑可由以下通式(II)表示,Mn+Xn(II)其中M是過(guò)渡金屬;n是過(guò)渡金屬上具有0至7的值的形式電荷;且X是反離子或共價(jià)鍵合的組分。過(guò)渡金屬M(fèi)的實(shí)例包括但不限Cu、Fe、Au、Ag、Hg、Pd、Pt、Co、Mn、Ru、Mo、Nb和Zn。X的實(shí)例包括但不限于鹵基、羥基、氧、C1-C6-烷氧基、氰基、氰氧基、氰硫基和疊氮基。在一個(gè)特定實(shí)例中,過(guò)渡金屬是Cu(I)且X是鹵基(例如氯)。因此,過(guò)渡金屬催化劑的一個(gè)特定類型是鹵化亞銅,例如Cu(I)Cl。在某些實(shí)施方式中,當(dāng)使用Cu(I)Cl時(shí),過(guò)渡金屬催化劑可含有少量(例如1摩爾%)的氧化還原共軛物(例如Cu(II)Cl2)??捎糜谥苽渚酆衔镄头稚┑念~外催化劑描述于美國(guó)專利號(hào)5,807,937第18欄第29至56行中。氧化還原共軛物進(jìn)一步詳細(xì)描述于美國(guó)專利號(hào)5,807,937第11欄第1行至第13欄第38行中??捎糜诰酆衔镄头稚┑腁TRP制備的配體包括但不限于具有一個(gè)或多個(gè)氮、氧、磷和/或硫原子的化合物,其可與過(guò)渡金屬催化劑化合物通過(guò)例如σ和/或π鍵配位。有用配體的類別包括但不限于未經(jīng)取代和經(jīng)取代的吡啶和聯(lián)吡啶;卟啉;穴狀配體;冠醚,例如18-冠-6;多胺,例如乙二胺;二醇,例如亞烷基二醇,例如乙二醇;一氧化碳;和配位單體,例如苯乙烯、丙烯腈和(甲基)丙烯酸羥基烷基酯。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“(甲基)丙烯酸酯”及類似術(shù)語(yǔ)是指丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯的混合物。配體的一種特定類別是經(jīng)取代的聯(lián)吡啶,例如4,4’-二烷基-聯(lián)吡啶??捎糜谥苽渚酆衔镄头稚┑念~外配體描述于美國(guó)專利號(hào)5,807,937第18欄第57行至第21欄第43行??捎糜诰酆衔镄头稚┑腁TRP制備的單體引發(fā)劑類別包括但不限于脂肪族化合物、脂環(huán)族化合物、芳香族化合物、多環(huán)芳香族化合物、雜環(huán)化合物、磺?;衔?、亞氧硫基化合物、羧酸的酯、亞硝酸酯、酮、膦酸酯及其混合物,其各自具有可自由基轉(zhuǎn)移基團(tuán)、且優(yōu)選單一可自由基轉(zhuǎn)移基團(tuán)。單體引發(fā)劑的可自由基轉(zhuǎn)移基團(tuán)可選自例如氰基、氰氧基、氰硫基、疊氮基和鹵基。單體引發(fā)劑也可經(jīng)官能團(tuán)、例如環(huán)氧乙烷基(oxyranyl)(例如縮水甘油基)取代。額外有用的引發(fā)劑描述于美國(guó)專利號(hào)5,807,937第17欄第4行至第18欄第28行。在某些實(shí)施方式中,單體引發(fā)劑選自1-鹵基-2,3-環(huán)氧丙烷、對(duì)-甲苯磺?;u化物、對(duì)-甲苯亞氧硫基鹵化物、α-鹵基-C2-C6-羧酸的C6-C20-烷基酯、鹵代甲苯、(1-鹵乙基)苯、鹵甲基萘、鹵甲基蒽及其混合物。α-鹵基-C2-C6-羧酸的C2-C6-烷基酯的實(shí)例包括α-溴丙酸己酯、α-溴丙酸2-乙基己酯、α-溴己酸2-乙基己酯和α-溴丙酸二十烷基酯。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“單體引發(fā)劑”意欲與聚合引發(fā)劑(例如具有自由基可轉(zhuǎn)移基團(tuán)的聚醚、聚氨酯、聚酯和丙烯酸類聚合物)區(qū)分。在ATRP制備中,聚合物型分散劑和單體引發(fā)劑、過(guò)渡金屬化合物和配體的量和相對(duì)比例可以是最有效實(shí)施ATRP的那些。所用引發(fā)劑的量可廣泛地變化并通常以10-4摩爾/升(M)至3M(例如10-3M至10-1M)的濃度存在于反應(yīng)介質(zhì)中。由于聚合物型分散劑的分子量可與引發(fā)劑和單體的相對(duì)濃度直接相關(guān),因此引發(fā)劑對(duì)單體的摩爾比為聚合物制備中的重要因素。引發(fā)劑對(duì)單體的摩爾比通常在10-4:1至0.5:1的范圍內(nèi),例如10-3:1至5x10-2:1。在通過(guò)ATRP方法制備聚合物型分散劑中,過(guò)渡金屬化合物對(duì)引發(fā)劑的摩爾比通常在10-4:1至10:1的范圍內(nèi),例如0.1:1至5:1。配體對(duì)過(guò)渡金屬化合物的摩爾比通常在0.1:1至100:1的范圍內(nèi),例如0.2:1至10:1。聚合物型分散劑可在不存在溶劑的情況下制備,即,通過(guò)本體聚合工藝。通常,聚合物型分散劑是在溶劑,通常水和/或有機(jī)溶劑的存在下制備。有用的有機(jī)溶劑類別包括但不限于羧酸的酯、醚、環(huán)狀醚、C5-C10烷烴、C5-C8環(huán)烷烴、芳香族烴溶劑、鹵化烴溶劑、酰胺、亞硝酸酯、亞砜、砜及其混合物。也可使用超臨界溶劑,例如CO2、C1-C4烷烴和碳氟化合物。一種類別的溶劑是芳香族烴溶劑,例如二甲苯、甲苯和混合的芳香族溶劑,例如從ExxonChemicalAmerica以商標(biāo)名SOLVESSO市售的那些。額外的溶劑進(jìn)一步詳細(xì)描述于美國(guó)專利號(hào)5,807,937第21欄第44行至第22攔第54行。聚合物型分散劑的ATRP制備通常是在25℃至140℃(例如50℃至100℃)的范圍內(nèi)的反應(yīng)溫度下和1個(gè)至100個(gè)大氣壓的壓力,通常在環(huán)境壓力下進(jìn)行。ATRP過(guò)渡金屬催化劑和其締合配體在其用于本發(fā)明的聚合物型分散劑之前通常與該聚合物型分散劑分開或從其移除。ATRP催化劑的移除可使用已知方法實(shí)現(xiàn),包括例如將催化劑粘合劑添加至聚合物型分散劑、溶劑和催化劑的混合物,隨后過(guò)濾。適宜的催化劑粘合劑的實(shí)例包括例如氧化鋁、二氧化硅、粘土或其組合。聚合物型分散劑、溶劑和ATRP催化劑的混合物可穿過(guò)催化劑粘合劑床?;蛘撸珹TRP催化劑可原位氧化,該催化劑的氧化殘基保留于聚合物型分散劑中。關(guān)于通式(I),G可以是至少一種可自由基聚合烯屬不飽和單體的殘基,例如選自與羧酸反應(yīng)(其可為芳香族羧酸或多環(huán)芳香族羧酸)的環(huán)氧乙烷官能單體。與羧酸反應(yīng)的環(huán)氧乙烷官能單體或其殘基可選自例如(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯、(甲基)丙烯酸3,4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基酯、(甲基)丙烯酸2-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基酯、烯丙基縮水甘油基醚及其混合物??膳c環(huán)氧乙烷官能單體或其殘基反應(yīng)的羧酸實(shí)例包括但不限于萘甲酸、羥基萘甲酸、對(duì)-硝基苯甲酸及其混合物。繼續(xù)關(guān)于通式(I),在某些實(shí)施方式中,W和Y可各自獨(dú)立地為包括但不限于以下的殘基:(甲基)丙烯酸甲基酯、(甲基)丙烯酸乙基酯、(甲基)丙烯酸丙基酯、(甲基)丙烯酸異丙基酯、(甲基)丙烯酸正丁基酯、(甲基)丙烯酸異丁基酯、(甲基)丙烯酸叔丁基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸異冰片基酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己基酯、(甲基)丙烯酸3,3,5-三甲基環(huán)己基酯、二十烷(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸羥乙基酯、(甲基)丙烯酸羥丙基酯、(甲基)丙烯酸羥丁基酯、(甲基)丙烯酸丁基酯、甲氧基聚(乙二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇)單(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚(丙二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚(丙二醇)單(甲基)丙烯酸酯、甲氧基共聚(乙二醇/丙二醇)單(甲基)丙烯酸酯、共聚(乙二醇/丙二醇)單(甲基)丙烯酸酯。在通式(I)中,在某些實(shí)施方式中,W和Y可各自獨(dú)立地為具有多于一個(gè)(甲基)丙烯?;膯误w的殘基,例如(甲基)丙烯酸酐、二乙二醇雙(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、4,4’-異亞丙基聯(lián)苯酚雙(甲基)丙烯酸酯(雙酚A二(甲基)丙烯酸酯)、烷氧基化的4,4’-異亞丙基聯(lián)苯酚雙(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、烷氧基化的三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯和共聚(乙二醇/丙二醇)二(甲基)丙烯酸酯。數(shù)字p、q和s分別表示分別每G殘基(G-嵌段或G-鏈段)、W殘基(W-嵌段或W-鏈段)和Y殘基(Y-嵌段G或Y-鏈段)的嵌段或鏈段中出現(xiàn)的G、W和Y殘基的平均總數(shù)。當(dāng)含有多于一種類型或種類的單體殘基時(shí),W-和Y-嵌段可各自具有無(wú)規(guī)嵌段(例如,二-嵌段和三嵌段)、交替和梯度結(jié)構(gòu)中的至少一種。梯度結(jié)構(gòu)是指沿聚合物主鏈逐漸地以體系和可預(yù)見方式改變的一系列不同單體殘基。出于說(shuō)明的目的,含有6個(gè)甲基丙烯酸丁基酯(BMA)的殘基和6個(gè)甲基丙烯酸羥基丙基酯(HPMA)的殘基(其中q為12)的W-嵌段可具有二嵌段、四嵌段、交替和梯度結(jié)構(gòu),如美國(guó)專利號(hào)6,642,301第10欄第5-25行中所述。在某些實(shí)施方式中,G-嵌段可包括約5-15個(gè)與芳香族羧酸(例如3-羥基-2-萘甲酸)反應(yīng)的(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯的殘基,W-嵌段可為約20-30個(gè)BMA和HPMA殘基的無(wú)規(guī)嵌段,且Y-嵌段可為約5-15個(gè)丙烯酸丁基酯(BA)殘基的均勻嵌段。單體殘基沿聚合物型分散劑的聚合物主鏈出現(xiàn)的順序通常由相應(yīng)單體供給至在其中進(jìn)行受控自由基聚合的容器的順序決定。例如,作為殘基并入聚合物型分散劑的G-嵌段中的單體通常在作為殘基并入W-嵌段中的那些單體之前供給至反應(yīng)容器中,隨后是Y-嵌段的殘基。在W-和Y-嵌段的形成期間,若一次將多于一種單體供給至反應(yīng)容器,則單體的相對(duì)反應(yīng)性通常決定它們并入至現(xiàn)有聚合物鏈中的順序。單體殘基在W-和Y-嵌段中的梯度序列可通過(guò)受控自由基聚合、和特別是通過(guò)ATRP方法通過(guò)以下來(lái)制備:(a)在聚合過(guò)程期間改變供給至反應(yīng)介質(zhì)中的單體比率,(b)使用含有具有不同聚合速率的單體的單體進(jìn)料,或(c)(a)與(b)的組合。含有梯度結(jié)構(gòu)的共聚物進(jìn)一步詳細(xì)描述于美國(guó)專利號(hào)5,807,937第29欄第29行至第31欄第35行。在某些實(shí)施方式中,對(duì)于通式(I)而言,下標(biāo)q和s各自具有至少1、例如至少5的值。同樣,對(duì)于通式(I)而言,下標(biāo)通常具有小于300、例如小于100或小于50(例如20或更小)的值。下標(biāo)q和s的值的范圍可在這些值的任意組合之間(包括所列舉的值),例如s可為1至100的數(shù)值。下標(biāo)p可具有至少1、例如至少5的值。下標(biāo)p也通常具有小于300、例如小于100或小于50(例如20或更小)的值。下標(biāo)p的值的范圍可在這些值的任意組合之間(包括所列舉的值),例如p可為至多50的數(shù)值。聚合物型分散劑通常具有250至40,000、例如1000至30,000或2000至20,000的數(shù)均分子量(Mn),如使用聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)物通過(guò)凝膠滲透色譜法所測(cè)定。通式(I)的符號(hào)Φ是或得自通過(guò)受控自由基聚合制備聚合物型分散劑中所用的引發(fā)劑的殘基,且不含引發(fā)劑的可自由基轉(zhuǎn)移基團(tuán)。例如,當(dāng)聚合物型分散劑在甲苯磺酰氯的存在下引發(fā)時(shí),符號(hào)Φ、更具體地Φ-是殘基符號(hào)Φ也可表示引發(fā)劑殘基的衍生物。在通式(I)中,T是或得自ATRP引發(fā)劑的可自由基轉(zhuǎn)移基團(tuán)??勺杂苫D(zhuǎn)移基團(tuán)的殘基可(a)留在聚合物型分散劑上、(b)經(jīng)移除或(c)化學(xué)轉(zhuǎn)化成另一部分??勺杂苫D(zhuǎn)移基團(tuán)可通過(guò)用親核化合物(例如堿金屬烷氧基化物)取代來(lái)移除。當(dāng)可自由基轉(zhuǎn)移基團(tuán)的殘基是例如氰基(-CN)時(shí),其可通過(guò)本領(lǐng)域中已知的方法轉(zhuǎn)化成酰胺基團(tuán)或羧酸基團(tuán)。聚合物型分散劑通常是基于石墨烯碳顆粒共分散體的總重量計(jì)以至少0.1重量%、例如至少0.5重量%或在一些情形中至少1重量%的量存在于上述石墨烯碳顆粒共分散體中。聚合物型分散劑通??苫谑┨碱w粒共分散體的總重量計(jì)以小于75重量%或小于50重量%的量存在于石墨烯碳顆粒共分散體中。在某些實(shí)施方式中,聚合物型分散劑可基于石墨烯碳顆粒共分散體的總重量計(jì)以小于30重量%或小于15重量%的量存在于石墨烯碳顆粒分散體中。石墨烯碳顆粒共分散體通常也包含至少水和/或至少一種有機(jī)溶劑??纱嬖诘挠袡C(jī)溶劑的類別包括但不限于二甲苯、甲苯、醇例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁基醇、叔丁基醇、異丁基醇、糠醇和四氫糠醇;酮或酮醇,例如丙酮、甲基乙基酮和二丙酮醇;醚,例如二甲醚和甲基乙基醚;環(huán)狀醚,例如四氫呋喃和二噁烷;酯,例如乙酸乙酯、乳酸乙酯、碳酸亞乙酯和碳酸亞丙酯;多元醇,例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、四甘醇、聚乙二醇、甘油、2-甲基-2,4-戊二醇和1,2,6-己三醇;亞烷基二醇的羥基官能團(tuán)醚,例如丁基2-羥基乙基醚、己基2-羥基乙基醚、甲基2-羥基丙基醚和苯基2-羥基丙基醚;含氮的環(huán)狀化合物,例如吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑啉酮;和含硫化合物,例如硫代甘醇、二甲基亞砜和四亞甲基砜。當(dāng)溶劑包含水時(shí),其可單獨(dú)或與有機(jī)溶劑(例如,丙二醇單甲醚、乙醇等)組合使用。石墨烯碳顆粒共分散體可通過(guò)使用常規(guī)混合技術(shù)來(lái)制備,例如能源密集型混合或研磨方式,例如球磨機(jī)或介質(zhì)磨機(jī)(例如,砂磨機(jī))、磨碎機(jī)、3-輥磨機(jī)、轉(zhuǎn)子/定子混合機(jī)、高速混合機(jī)、超聲波發(fā)生器等。石墨烯碳顆粒可與成膜樹脂和組合物的其他組分混合。例如,對(duì)于雙組分涂層體系,石墨烯碳顆??晒卜稚⒂诓糠諥和/或部分B中。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆粒是通過(guò)各種混合技術(shù)(例如超聲波處理、高速混合、介質(zhì)研磨等)共分散于部分A中。在某些實(shí)施方式中,石墨烯碳顆??墒褂酶吣芰亢?或高剪切技術(shù)(例如超聲波處理、3-輥研磨、球磨、磨碎機(jī)、轉(zhuǎn)子/定子混合機(jī)等)混合于涂料組合物中。以下實(shí)施例旨在說(shuō)明本發(fā)明的各個(gè)方面,且并不旨在限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1通過(guò)添加70g以下組合物至具有220gSEPRErmil1.0-1.25mm研磨介質(zhì)的8盎司玻璃罐中來(lái)分散表1中匯總的組合物。所有組合物均經(jīng)配制包含60.95gN-甲基-2-吡咯烷酮、7.0g總石墨烯碳顆粒、和2.05g溶劑型嵌段共聚物分散劑(其包含43重量%乙酸正丁酯和57重量%US2008/0188610中所公開的嵌段共聚物)。使用Lau分散器(DAS200型,Lau,GmbH)將罐中的試樣搖動(dòng)4小時(shí)。搖動(dòng)之后,將分散體用額外的N-甲基-2-吡咯烷酮稀釋,然后過(guò)濾掉研磨介質(zhì)。各組合物中的P/B(顏料與粘合劑比率)是6。表1分散體試樣:ABCDEFGHIJ%M-25010010090858075706050%TGC1000010152025304050%TS6.010.78.68.78.38.28.27.59.59.1在表1中,名稱M-25代表從XGSciences商購(gòu)的xGnP-M-25剝離型石墨烯碳顆粒。名稱TGC代表根據(jù)美國(guó)專利號(hào)8,486,364中所公開的方法產(chǎn)生的熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆粒,其具有280m2/g的經(jīng)測(cè)量BET表面積。顯示稀釋和過(guò)濾掉研磨介質(zhì)之后各種分散體的%TS(%總固體)。試樣A僅含有TGC石墨烯碳顆粒,而試樣B和C僅含有M-25石墨烯碳顆粒。試樣D、E、F、G、H、I和J含有共分散在一起的兩種類型的石墨烯碳顆粒。顯示各種組合物中各種類型的石墨烯碳顆粒相對(duì)于總石墨烯碳顆粒含量的重量%。實(shí)施例2將來(lái)自表1僅含有TGC石墨烯碳顆粒的試樣A與來(lái)自表1僅含有M-25石墨烯碳顆粒的試樣B以下表2中所列的不同比率混合。各種混合物是通過(guò)將適當(dāng)量的各種試樣一起添加至玻璃罐中并利用攪拌槳?jiǎng)×覕嚢柚敝翉氐谆旌蠟橹箒?lái)制得。各種所得組合物的P/B是6。表2混合物試樣:12345678910111213%M-2598969492908886848280706050%TGC2468101214161820304050實(shí)施例3使用分配噴嘴(PICO閥,MV-100,Nordson,EFD)和桌面機(jī)器人(2504N,Janome)將來(lái)自表1的試樣C至J和來(lái)自表2的試樣1至13作為1-2mm寬線以蛇形電路圖案施加至2x3英寸載玻片(Fisherbrand,Plain,Precleaned)并然后在烘箱中在212°F下干燥30分鐘。通過(guò)首先測(cè)量蛇形電路的電阻對(duì)電路線的長(zhǎng)度來(lái)測(cè)定電導(dǎo)率。然后,使用針式輪廓儀(Dektak)測(cè)量蛇形線的橫截面積。使用橫截面積(A)和電路的給定長(zhǎng)度(L)的電阻(R)的測(cè)量值,使用等式ρ=RA/L計(jì)算電阻率(ρ)。然后通過(guò)取電阻率的倒數(shù)σ=1/ρ計(jì)算電導(dǎo)率(σ)。電導(dǎo)率結(jié)果顯示于表3中,以西門子/米的單位表示。表3電導(dǎo)率在表3中,%TGC表示組合物的總石墨烯碳顆粒含量的熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆粒的重量%。M-25表示僅xGnP-M-25(來(lái)自試樣C)的分散體。M表示具有兩種不同石墨烯碳顆粒類型(試樣1至13)的分散體的混合物。C表示兩種類型的石墨烯碳顆粒(試樣D至J)的共分散體。表3中所列的電導(dǎo)率結(jié)果以圖表方式顯示于圖1中,圖1繪制共分散體和石墨烯碳顆粒的混合物二者的電導(dǎo)率對(duì)%TGC。實(shí)施例4共分散體是通過(guò)將70g的以下組合物添加至具有350gZirconox1.0-1.2mm介質(zhì)的8盎司玻璃罐來(lái)制得:87.02重量%N-甲基-2-吡咯烷酮、1.00重量%乙酸正丁酯、7.70重量%xGnP-M-25剝離型石墨烯碳顆粒、2.57重量%根據(jù)美國(guó)專利號(hào)8,486,364中所公開的方法產(chǎn)生、具有280m2/g的經(jīng)測(cè)量BET表面積的熱產(chǎn)生的石墨烯碳顆粒和1.71重量%分散劑固體,其中分散劑固體源自兩種類型的溶劑型嵌段共聚物分散劑(二者均是US2008/0188610中所公開的嵌段共聚物)的50/50混合物,其中分散劑的化學(xué)組成是類似的,但兩種分散劑的分子量不同;具體地,一者具有9700g/mol的分子量,且另一者具有4850g/mol的分子量。使用Lau分配器(DAS200型,Lau,GmbH)將罐和研磨介質(zhì)搖動(dòng)4小時(shí)。搖動(dòng)之后,將共分散體用額外的N-甲基-2-吡咯烷酮稀釋,然后過(guò)濾掉研磨介質(zhì)。此組合物的P/B(顏料與粘合劑比率)是6。此組合物的電導(dǎo)率經(jīng)測(cè)量為27,893S/m。出于該詳細(xì)說(shuō)明的目的,應(yīng)理解本發(fā)明可采用各種替代變化和步驟順序,除了其中明確有相反的規(guī)定之外。另外,除了在任何操作實(shí)施例中,或其中另外說(shuō)明,所有表達(dá),例如說(shuō)明書和權(quán)利要求中使用的成分的量的數(shù)字,應(yīng)被理解為在所有情況下由術(shù)語(yǔ)“約”來(lái)修飾。因此,除非有相反指示,下述說(shuō)明書和附加的權(quán)利要求中陳述的數(shù)字參數(shù)是近似值,其可根據(jù)本發(fā)明獲得的期望性能而變化。最起碼,并且不試圖限制將等同原則應(yīng)用到權(quán)利要求范圍,每個(gè)數(shù)字參數(shù)應(yīng)至少按照所報(bào)告的有效數(shù)字的位數(shù)并通過(guò)應(yīng)用普通的四舍五入方法來(lái)解釋。雖然陳述本發(fā)明寬廣范圍的數(shù)字范圍和參數(shù)是近似值,但在具體實(shí)施例中稱述的數(shù)值是盡可能精確地報(bào)告的。然而,任何數(shù)值必然固有地包含在它們各自測(cè)試方法中發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差必然造成的一定誤差。同樣,應(yīng)當(dāng)理解的是,本文中引用的任何數(shù)值范圍旨在包括全部包括在其中的子范圍。例如,“1至10”的范圍旨在包括所述的最小值1和所述的最大值10之間(并且包括端值)的全部子范圍,也就是說(shuō),具有最小值等于或大于1,和最大值等于或小于10。在本申請(qǐng)中,單數(shù)的使用包括復(fù)數(shù)和復(fù)數(shù)包括單數(shù),除非另有明確規(guī)定。另外,在本申請(qǐng)中,使用“或者”表示“和/或”,除非另有明確規(guī)定,即使在某些情況中可以明確使用“和/或”。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解可以對(duì)本發(fā)明作出改變,而不脫離前面的說(shuō)明書所公開的理念。這樣的改變被認(rèn)為包括在下面的權(quán)利要求中,除非該權(quán)利要求通過(guò)它們的語(yǔ)言另有明確表示。因此,此處詳細(xì)描述的具體實(shí)施方案僅僅是示例性的,并非限制本發(fā)明的范圍,對(duì)本發(fā)明的范圍給予附加的權(quán)利要求及其任何和全部等價(jià)物的全部寬度。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 
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