碳纳米管分散液及制造方法、复合材料用组合物制造方法、复合材料及其制造方法及成型体技术

本发明专利技术的目的在于提供一种在抑制CNT的损伤的同时高效地制造CNT高度分散的碳纳米管分散液的方法。本发明专利技术的碳纳米管分散液的制造方法的特征在于，分散工序实施至少1次将包含碳纳米管和分散介质的粗分散液加压、压送而对粗分散液赋予剪切力从而使碳纳米管分散的分散处理，使加压粗分散液的压力不同地将所述分散工序反复进行数次，至少1次在相互连续的分散工序间使加压粗分散液的压力相差10MPa以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及碳纳米管分散液的制造方法、碳纳米管分散液、复合材料用组合物的制造方法、复合材料的制造方法、复合材料及复合材料成型体。具体地，本专利技术涉及一种碳纳米管分散液的制造方法及通过该制造方法得到的碳纳米管分散液。此外，本专利技术涉及一种使用该碳纳米管分散液的复合材料用组合物的制造方法及使用该复合材料用组合物的复合材料的制造方法。进而，本专利技术涉及一种通过该复合材料的制造方法得到的复合材料及使用该复合材料而形成的复合材料成型体。
技术介绍
在现有技术中，作为导电性、机械特性优秀的材料，使用在树脂、橡胶等高分子材料中配合碳材料而成的复合材料。而且，近年来，作为导电性、机械特性的提高效果高的碳材料，碳纳米管(以下，有时称为“CNT”)备受瞩目。其中，单层碳纳米管(以下，有时称为“单层CNT”)是示出高的导电性的纤维状的导电性填充物，即使配合量为少量也可使复合材料的导电性、机械特性良好地提高，因此作为复合材料用的碳材料特别备受瞩目。其中，从使复合材料的导电性、机械特性良好地提高的观点出发，需要使CNT等碳材料均匀地分散于高分子材料的基质中。因此，提出了通过使用将使CNT均匀地分散于分散介质中的碳纳米管分散液和高分子材料混合而成的复合材料用组合物制备复合材料从而得到CNT均匀地分散于高分子材料的基质中的复合材料的技术。但是，对于单层CNT等CNT，CNT易于彼此凝集而缠绕。因此，在作为碳材料使用CNT的复合材料的制造中，要求高效地制备CNT均匀地分散的碳纳米管分散液的技术。因此，在例如专利文献1中，提出了如下技术：通过利用剪切力、冲击波、空化等对在分散介质中粗分散的CNT进行断裂，从而得到断裂的CNT高度分散的碳纳米管分散液。此外，在例如专利文献2中，提出了如下技术：通过使用超声波均化器对分散介质中的凝集的CNT进行切断并分解，从而得到CNT高度分散的碳纳米管分散液。进而，在例如专利文献3～4中，提出了如下技术：通过对使CNT粗分散于分散介质中而成的粗分散液，使用气流粉碎机反复进行数次在一定的处理压力下的分散处理，从而得到抑制CNT的损伤并CNT良好地分散的碳纳米管分散液。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-16222号公报；专利文献2：日本特开2010-254546号公报；专利文献3：日本特开2013-230951号公报；专利文献4：日本特开2010-097794号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在对CNT积极地进行断裂或切断并使其分散的上述专利文献1～2所记载的碳纳米管分散液的制造方法中，分散处理时的CNT的损伤大。因此，在上述专利文献1～2所记载的技术中，存在使用得到的碳纳米管分散液制备的复合材料不能发挥所期望的导电性、机械特性的情况。此外，在使用气流粉碎机、反复进行数次在一定的处理压力下的分散处理而使CNT分散的上述专利文献3～4所记载的碳纳米管分散液的制造方法中，在使CNT更高效地分散而提高CNT高度分散的碳纳米管分散液的生产性的方面有改善的余地。因此，本专利技术的目的在于提供一种在抑制CNT的损伤的同时高效地制造CNT高度分散的碳纳米管分散液的方法。此外，本专利技术的目的在于提供一种使用该制造方法制造的碳纳米管分散液、以及使用该碳纳米管分散液的复合材料用组合物的制造方法及复合材料的制造方法。进而，本专利技术的目的在于提供一种导电性、机械特性优秀的复合材料及复合材料成型体。用于解决课题的方案本专利技术人以实现上述目的为目标而进行了深入研究。然后，本专利技术人发现，通过对包含碳纳米管和分散介质的粗分散液采用规定的分散方法及分散条件，从而可在抑制碳纳米管的损伤的同时使碳纳米管高效地分散，由此完成了本专利技术。即，本专利技术以有利地解决上述课题为目标，本专利技术的碳纳米管分散液的制造方法的1个大特征在于：分散工序实施至少1次将包含碳纳米管和分散介质的粗分散液加压、压送而对上述粗分散液赋予剪切力从而使上述碳纳米管分散的分散处理，使加压上述粗分散液的压力不同地将上述分散工序反复进行数次，至少1次在相互连续的分散工序间使加压上述粗分散液的压力相差10MPa以上。像这样，如果使用将粗分散液加压及压送、对粗分散液赋予剪切力从而使碳纳米管分散的分散处理，则能够抑制碳纳米管的损伤的产生。此外，如果在反复进行分散工序时使加压粗分散液的压力不同于前一个分散工序、并且使相互连续的分散工序间的压力差至少1次成为10MPa以上，则能够使碳纳米管高度且高效地分散。在此，本专利技术的碳纳米管分散液的制造方法优选上述碳纳米管的平均直径(Av)和直径的标准差(σ)满足关系式：0.20<(3σ/Av)<0.60。这是因为，3σ/Av超过0.20且小于0.60的碳纳米管的导电性、机械特性的提高效果特别优秀。另外，在本专利技术中，“碳纳米管的平均直径(Av)”和“碳纳米管的直径的标准差(σ：标本标准差)”分别能够使用透射式电子显微镜对任意的100条碳纳米管的直径(外径)进行测定而求出。而且，本专利技术的碳纳米管分散液的制造方法优选上述碳纳米管分散液的BET比表面积为600m2/g以上。这是因为，BET比表面积为600m2/g以上的碳纳米管的导电性、机械特性的提高效果特别优秀。此外，这是因为，根据本专利技术的制造方法，即使是BET比表面积为600m2/g以上的碳纳米管，也能够使其高度且高效地分散。另外，在本专利技术中，“BET比表面积”是指使用BET法测定的氮吸附比表面积。此外，本专利技术是将有利地解决上述课题作为目标的，本专利技术的碳纳米管分散液的1个大特征在于：通过上述的碳纳米管分散液的制造方法的任一种得到。在使用上述的碳纳米管分散液的制造方法制备的碳纳米管分散液中，抑制了碳纳米管的损伤，并且碳纳米管高度分散，因此能够良好地用作复合材料等原料。另外，上述的碳纳米管分散液能够在与胶乳等含有高分子材料的液体混合而制造复合材料用组合物时使用。此外，像上述那样得到的复合材料用组合物能够在制造复合材料时使用。而且，在使上述复合材料用组合物凝固而得到的复合材料和对该复合材料进行成型而成的复合材料成型体中，均匀地分散有抑制了损伤的碳纳米管，因此能够发挥所期望的性能。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种在抑制CNT的损伤的同时高效地制造CNT高度分散的碳纳米管分散液的方法。此外，根据本专利技术，能够提供一种使用该制造方法制造的碳纳米管分散液、以及使用该碳纳米管分散液的复合材料用组合物的制造方法及复合材料的制造方法。进而，根据本专利技术，能够提供一种导电性、机械特性优秀的复合材料及复合材料成型体。附图说明图1是本专利技术的碳纳米管分散液的制造方法的一个例子的流程图。图2是示出可在本专利技术的碳纳米管分散液的制造方法中使用的分散系统的一个例子的概略结构的图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行详细说明。在此，本专利技术的碳纳米管分散液的制造方法能够在制造使CNT高度分散于分散介质中而成的碳纳米管分散液时使用。而且，使用本专利技术的碳纳米管分散液的制造方法制造的碳纳米管分散液能够与例如胶乳等含有高分子材料的液体混合而在制造复合材料用组合物时使用。另外，碳纳米管分散液可以不与胶乳等混合而以原样的状态在导电性薄膜的形成等中使用。此外，上述复合材料用组合物能够在制造复合材料时使用。而且，复合材料能够根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管分散液的制造方法，其特征在于，分散工序实施至少1次将包含碳纳米管和分散介质的粗分散液加压、压送而对所述粗分散液赋予剪切力从而使所述碳纳米管分散的分散处理，使加压所述粗分散液的压力不同地将所述分散工序反复进行数次，至少1次在相互连续的分散工序间使加压所述粗分散液的压力相差10MPa以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 JP 2014-1131181.一种碳纳米管分散液的制造方法，其特征在于，分散工序实施至少1次将包含碳纳米管和分散介质的粗分散液加压、压送而对所述粗分散液赋予剪切力从而使所述碳纳米管分散的分散处理，使加压所述粗分散液的压力不同地将所述分散工序反复进行数次，至少1次在相互连续的分散工序间使加压所述粗分散液的压力相差10MPa以上。2.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液的制造方法，其中，所述碳纳米管的平均直径Av和直径的标准差σ满足关系式：0.20<(3σ/Av)<0...

【专利技术属性】
技术研发人员：重田真宏，上岛贡，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP