碳纳米管分散液及其制造方法技术

本申请提供一种碳纳米管分散液及其制造方法，所述碳纳米管分散液中分散有纳米碳材料，所述纳米碳材料中长度超过105μm的长尺寸比例较少且解纤后的碳纳米管聚集体较多。其特征在于，含有分散介质和分散在所述分散介质中的由碳纳米管构成的纳米碳材料，所述纳米碳材料的98％以上的长度为1μm以上且105μm以下，所述纳米碳材料的平均长宽比为100以上且20000以下。

Dispersion of carbon nanotubes and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳纳米管分散液及其制造方法
本申请涉及一种碳纳米管分散液及其制造方法。
技术介绍
碳纳米管(以下称为CNT)是能够对所期望的部件赋予导电性、导热性等功能的一种纳米碳材料，以CNT分散液的状态被用于各种用途。曾经提出有在使CNT分散于水等分散介质中以得到CNT分散液时，使用超声波均化器或高压均化器等进行分散处理的方案(例如，专利文献1)。目前，由市售的CNT构成的纳米碳材料包含凝聚成束状或舌状的CNT聚集体。束状的CNT聚集体在长度、粗细等方面存在偏差，有时也存在长度超过100μm的长尺寸的CNT聚集体。为了使用含有这样的长尺寸的CNT聚集体的纳米碳材料以得到均匀的CNT分散液，需要多次反复进行分散处理。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第5924103号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题通过对含有CNT聚集体的纳米碳材料进行分散处理，CNT聚集体被解纤，但长度和粗细的偏差变大。这是因为CNT聚集体越短越容易解开，越长越难以解开。长尺寸的CNT聚集体通过反复进行分散处理而变短。因此，难以得到均匀的CNT分散液。在使用了不均匀的CNT分散液的情况下，难以均匀地表现导电性或导热性这样的特性。例如，在用于形成涂膜的情况下，CNT分散液中存在的长尺寸CNT聚集体成为异物而产生不良影响。对于分散在CNT分散液中的纳米碳材料，要求CNT聚集体尽量被解纤，同时长尺寸的比例较少、长度的偏差得到抑制。因此，本申请的目的在于提供一种CNT分散液及其制造方法，所述CNT分散液中分散有长度超过105μm的长尺寸的比例较少、解纤后的CNT聚集体较多的纳米碳材料。用于解决课题的手段根据本申请的碳纳米管分散液，其特征在于，含有分散介质和分散在所述分散介质中的由碳纳米管构成的纳米碳材料，所述纳米碳材料的98％以上的长度为1μm以上且105μm以下，所述纳米碳材料的平均长宽比为100以上且20000以下。根据本专利技术的碳纳米管分散液的制造方法的特征在于，包括：对含有碳纳米管聚集体的纳米碳材料实施第一分散处理，由此将所述纳米碳材料的95％以上的长度调整为1μm以上且105μm以下的工序；和对经过所述第一分散处理后的纳米碳材料实施第二分散处理，使所述聚集体的至少一部分解开的工序，从而得到98％以上的长度为1μm以上且105μm以下、平均长宽比为100以上且20000以下的纳米碳材料。专利技术效果在本专利技术中，在使用含有CNT聚集体的纳米碳材料制造CNT分散液时，在使CNT聚集体的至少一部分分散开之前，使纳米碳材料的尺寸缩短，将长度调整到预定的范围。通过将纳米碳材料的95％以上的长度调整到1μm以上且105μm以下，从而使得纳米碳材料容易解开。CNT聚集体通过继续进行的处理而容易解开，抑制CNT表面发生缺陷。CNT聚集体解开时，长尺寸的纳米碳材料缩短，长度为1μm以上且105μm以下的纳米碳材料为整体的98％以上。这样，得到本专利技术的CNT分散液，其分散有纳米碳材料，所述纳米碳材料中，超过105μm的长尺寸的比例较少且解纤后的CNT聚集体较多。附图说明图1是含有CNT聚集体的市售的纳米碳材料的光学显微镜照片。图2是表示第一分散处理后的CNT聚集体的长度比率的图表。图3是第一分散处理后的CNT聚集体的光学显微镜照片。图4是表示第二分散处理后的CNT的长度比率的图表。具体实施方式在下文中，将参考附图对本申请的实施方式进行详细描述。1.CNT分散液本实施方式的CNT分散液(以下也简称为分散液)中，在分散介质中分散有由CNT构成的纳米碳材料。纳米碳材料中含有的CNT大多以单离分散的CNT或CNT聚集体被解开的状态存在，但有时也确认有以CNT聚集体的状态存在的情况。作为分散介质，例如可以使用水。分散的碳纳米材料的98％以上的长度为1μm以上且105μm以下。纳米碳材料的长度可以根据光学显微镜观察来求出。具体而言，测定在1000倍的光学显微镜照片的预定区域内所确认的纳米碳材料的长度。优选纳米碳材料的95％以上的长度为90μm以下，更优选纳米碳材料的90％以上的长度为75μm以下。CNT的直径一般为约5～100nm。在长度为1μm以上且105μm以下的情况下，算出CNT的长宽比的范围为10以上且21000以下。实际上，CNT的长宽比的下限为100左右。在本实施方式中，由于纳米碳材料的98％以上的长度为1μm以上且105μm以下，所以纳米碳材料的平均长宽比为100以上且20000以下。在本说明书中，“平均长宽比”是指对每个纳米碳材料算出的长宽比的数平均值。平均长宽比可以使用基于光学显微镜观察得到的长度、以及测定透射型电子显微镜(TEM：TransmissionElectronMicroscope)照片而得到的直径来算出。纳米碳材料的平均长宽比优选为4000以上且15000以下。纳米碳材料的长度的标准偏差优选为大约40μm以下。长度的标准偏差可以使用基于显微镜观察而得到的纳米碳材料的长度来计算。标准偏差小表示长度的偏差被抑制。纳米碳材料的长度的标准偏差更优选为25μm以下，最优选为20μm以下。只要具备上述的要件，本实施方式的分散液中的纳米碳材料不一定是CNT聚集体完全被解纤而单离的CNT，也可以在一部分中含有不完全解纤的CNT聚集体。构成纳米碳材料的CNT，如后所述，通过预先进行第一分散处理从而减少第二分散处理的次数，因此，抑制了拉曼光谱中的G带和D带的峰值强度比(G/D比)的降低。CNT的G/D比可以为1.0以上。G/D比为1.0以上的CNT由于缺陷少，因此电特性优异。G/D比更优选为1.05以上，最优选为1.10以上。2.制造方法如上所述，市售的纳米碳材料中含有长度超过105μm的长尺寸CNT聚集体。超过105μm的长尺寸CNT聚集体有时占纳米碳材料的10％以上。本实施方式的CNT分散液可以使用含有这样的CNT聚集体的纳米碳材料，通过本实施方式的方法制造。本实施方式的制造方法包括：第一分散处理，使纳米碳材料的尺寸缩短，将长度调整到预定的范围内；以及第二分散处理，使第一分散处理后的CNT聚集体的至少一部分解开，提高纳米碳材料的平均长宽比。第二分散处理的结果使得预定范围内的长度的纳米碳材料的比例增加。以下，对各分散处理进行说明。(第一分散处理)将含有CNT聚集体的纳米碳材料加入到液体中，调制供第一分散处理使用的试样。作为液体，可以使用例如水、N-甲基-2-吡咯烷酮等。试样中的纳米碳材料的浓度可以为0.01～20质量％左右。例如，在500g的水中加入约0.05～125g的纳米碳材料来调制试样。第一分散处理可以使用例如胶体磨(IKAJapan公司，majicLAB)等湿式微粉碎机。适当选择条件进行第一分散处理，使纳米碳材料的95％以上的长度为1μm以上且105μm以下。例如，在胶体磨的情况下，使间隙为10～300μm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管分散液，其特征在于，包括：/n分散介质；和/n纳米碳材料，分散在所述分散介质中且由碳纳米管构成，/n所述纳米碳材料的98％以上的长度为1μm以上且105μm以下，所述纳米碳材料的平均长宽比为100以上且20000以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171030 JP 2017-2098241.一种碳纳米管分散液，其特征在于，包括：
分散介质；和
纳米碳材料，分散在所述分散介质中且由碳纳米管构成，
所述纳米碳材料的98％以上的长度为1μm以上且105μm以下，所述纳米碳材料的平均长宽比为100以上且20000以下。


2.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液，其特征在于，所述纳米碳材料的长度的标准偏差为40μm以下。


3.一种碳纳米管分散液的制造方法，其特征在于，包括以下工序：
对含有碳纳米管聚集体的纳米碳材料实施第一分散处理，将所述纳米碳材料的95％以上的长度调整为...

【专利技术属性】
技术研发人员：古园智大，小向拓治，
申请(专利权)人：霓达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP