一种碳纳米管分散液及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种碳纳米管分散液及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管分散液及其制备方法


[0001]本专利技术属于碳纳米管
，具体涉及一种碳纳米管分散液及其制备方法
。

技术介绍

[0002]碳纳米管作为一种具有高长径比，高导电性和高强度的一维纳米材料，其大规模商业应用需求最主要来自锂电池和导电塑料领域，尤其作为导电添加剂在锂电池中的需求超过
80
％
。
然而，高比表面积和高长径比的碳纳米管具有较强的范德华力，使得碳纳米管极易缠绕在一起或者团聚成束，严重阻碍了其在电极材料中的应用
。
因此，如何提高碳纳米管的分散性成为目前迫切需要解决的问题
。
[0003]针对问题，相关技术中使用了各种分散剂来获得稳定的碳纳米管分散液
。
目前商用的碳纳米管导电浆料主要使用非离子性型的聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，以
N
‑
甲基吡咯烷酮为分散介质，但制备所得的分散液黏度大，流动性差，且制得的碳纳米管分散液在高温环境下
(>40℃)
容易凝胶，不利于后续的生产加工或管道输送
。
[0004]因此，为了实现耐高温长期储存的稳定性，仍需开发一种碳纳米管分散液
。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一
。
为此，本专利技术提供了一种碳纳米管分散液，实现了碳纳米管浆料的耐高温长期储存稳定性
。
[0006]本专利技术还提供了一种碳纳米管分散液的制备方法
。
[0007]本专利技术的第一方面提供了一种碳纳米管分散液，组分包括：碳纳米管
、
主分散剂
、
助分散剂
、
稳定添加剂和溶剂，所述主分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述助分散剂为胺类化合物
。
[0008]本专利技术关于碳纳米管分散液的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
[0009]本专利技术的碳纳米管分散液，选用非离子型表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮搭配助分散剂以及稳定添加剂，可以均匀地分散碳纳米管，使得碳纳米管分散液有很好的流动性，高温储存稳定性以及导电性
。
[0010]常规的碳纳米管分散液，在高温环境下
(>40℃)
容易凝胶，无法进行后续的生产加工或管道输送，而本专利技术的碳纳米管分散液，具有高温储存稳定性，即使在
60℃
的高温条件下储存7天，也不会凝胶，并且仍然具有较低的黏度和很好的流动性，利于后续的生产加工或管道输送
。
[0011]本专利技术的碳纳米管分散液，是一种具有高浓度
、
低黏度以及长期耐高温储存稳定性的碳纳米管导电浆料
。
[0012]高浓度的碳纳米管浆料，由于其浓度较高，其中所含的碳纳米管颗粒数量更多
。
因此，第一方面，高浓度浆料意味着每单位体积中含有更多的碳纳米管颗粒，从而可以更快速地制备具有所需性能的材料；第二方面，通过制备高浓度浆料，可以在相对较小的体积内储
存更多的碳纳米管颗粒，从而节省实验室或工业生产中的储存空间；第三方面，高浓度浆料在运输过程中可以减少所需的运输容器数量，从而降低了运输成本；第四方面，高浓度浆料可以通过适当的稀释来获得所需浓度，从而在不同应用中更灵活地调控使用浓度；第五方面，在一些应用中，高浓度的碳纳米管浆料可以添加到基础材料中，从而在材料中分散更多的碳纳米管，从而改善材料的导电性
、
机械强度
、
热导率等性能；第六方面，在一些制备过程中，使用高浓度浆料可以减少添加剂的用量，从而提高制备效率；第七方面，相比于低浓度碳管浆料，在运输
、
使用等操作环节中具有极大的优势，由于许多应用更倾向于使用高浓度碳管浆料，因此，本专利技术的碳纳米管分散液，适用范围更广
。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳纳米管的长度为5μ
m
～
50
μ
m。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳纳米管的外径为
5nm
～
50nm。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳纳米管在粉末
X
射线测定中2θ
＝
25
°±2°
处存在波峰，且波峰的半峰宽优选2°±
0.5
°
。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳纳米管在拉曼光谱中
IG/ID
比为
1.0
～
10.0。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳纳米管在拉曼光谱中
IG/ID
比为
1.0
～
5.0。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳纳米管在拉曼光谱中
IG/ID
比为
1.5
～
3.0。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，以质量百分比计，组分包括：
[0020]碳纳米管：
4.0wt
％～
10.0wt
％；
[0021]主分散剂：
0.6wt
％～
1.0wt
％；
[0022]助分散剂：
0.1wt
％～
0.3wt
％；
[0023]稳定添加剂：
0.1wt
％～
0.3wt
％；
[0024]溶剂：
88.4wt
％～
95.2wt
％
。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳纳米管分散液的粒度分布
D
50
≤5
μ
m。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳纳米管分散液的粒度分布
D
90
≤10
μ
m。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述胺类化合物包括乙胺
、
二甲胺
、
三乙胺
、
二丙胺
、
丁胺
、
异丁胺
、
乙醇胺
、
二乙醇胺
、
三乙醇胺
、
辛胺
、
异辛胺
、
异丁醇胺和叔丁醇胺中的至少一种
。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，所述胺类化合物为分子量
≤1000
的脂肪胺
。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，所述胺类化合物为分子量
≤500
的脂肪胺
。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，所述胺类化合物为分子量
≤100
的脂肪胺
。
[0031]根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种碳纳米管分散液，其特征在于，组分包括：碳纳米管
、
主分散剂
、
助分散剂
、
稳定添加剂和溶剂，所述主分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述助分散剂为胺类化合物
。2.
根据权利要求1所述的碳纳米管分散液，其特征在于，所述碳纳米管的长度为5μ
m
～
50
μ
m
；和
/
或，所述碳纳米管的外径为
5nm
～
50nm。3.
根据权利要求1所述的碳纳米管分散液，其特征在于，以质量百分比计，组分包括：碳纳米管：
4.0wt
％～
10.0wt
％；主分散剂：
0.6wt
％～
1.0wt
％；助分散剂：
0.1wt
％～
0.3wt
％；稳定添加剂：
0.1wt
％～
0.3wt
％；溶剂：
88.4wt
％～
95.2wt
％
。4.
根据权利要求1至3任一项所述的碳纳米管分散液，其特征在于，所述碳纳米管分散液的粒度分布
D
50
≤5
μ
m
；和
/
或，所述碳纳米管分散液的粒度分布
D
90
≤10
μ
m。5.
根据权利要求1至3任一项所述的碳纳米管分散液，其特征在于，所述胺类化合物包括乙胺
、
二甲胺
、
三乙胺
、
二丙胺
、
丁胺
、
异丁胺
、
乙醇胺
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张路生，周芳，俞波，韩凯，
申请(专利权)人：上海邦炭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：