[發明專利]碳材料分散組合物及其制造方法

有效

• 申請號: 201611032345.0
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106752758B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 樸善燦;孔仙英;崔賢成;李秀娟
• 申請（專利權）人: 株式會社東進世美肯
• 主分類號: C09D167/00
• 分類號: C09D167/00;C09D1/00;C09D7/61;C09D7/65
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;鐘海勝

本發明公開了一種碳材料分散組合物及其制造方法，所述碳材料分散組合物能夠增加碳材料的添加量，且能夠有效分散上述碳材料。上述碳材料分散組合物包含：選自由石墨烯、石墨、炭黑、碳納米管及它們的混合物組成的組中的碳材料；分散劑；及溶劑，上述分散劑包含彼此具有不同的分子量的第一聚合物和第二聚合物。

技術領域

本發明涉及碳材料分散組合物及其制造方法，更詳細而言，涉及能夠增加碳材料的添加量，且能夠有效分散碳材料的碳材料分散組合物及其制造方法。

背景技術

石墨烯(graphene)是碳原子以六邊形蜂窩狀連接而具有二維片(sheet)形狀的碳結晶。石墨烯是具有金屬的性質和非金屬的性質這兩者的物質，石墨烯的抗拉強度與鋼鐵相比強311倍，電子遷移率與硅相比快1,000倍，導熱率與銅相比大10倍以上，透明程度達使光的98％通過，且具有即使彎曲或拉伸也維持特性的性質。由于這樣的性質，可以應用于納米材料、油墨、糊劑(Paste)、阻隔材料、散熱材料、超輕材料、高強度材料、能源電極材料、新一代半導體、透明電極等多種多樣的用途。

為了將石墨烯容易地以大面積涂布于基材，廣泛利用溶液工序。在溶液工序的情況下，為了確保與基材的密合力，使用額外的粘合劑。這樣使用粘合劑的情況下，通常將石墨烯、分散劑、粘合劑等單純混合而使用。如果這樣單純混合粘合劑和石墨烯，則石墨烯的分散穩定性可能下降。由此，需要額外選擇使石墨烯良好地分散且具有充分的結合力的粘合劑。此外，需要恰當選擇分散劑以不對涂布組合物的物性造成不良影響。此外，為了使石墨烯良好地分散于粘合劑，有時在石墨烯上連接官能團而制成氧化石墨烯，但用這樣的氧化石墨烯制造涂布液的情況下，為了提高分散性和涂布性，需要添加高分子量的分散劑。

作為上述分散劑，使用表面活性劑或分散型高分子，這樣的情況下，涂布液的流動差或者觸變性指數(thixotropy index，T.I.)高，因而難以使大量的石墨烯分散，在為了改善分散性而添加過量的表面活性劑的情況下，涂膜的導電性、導熱性、熱穩定性和附著性會下降。已知以往通過酸處理而制造氧化石墨烯(Graphene oxide，GO)并將氧化石墨烯的末端用胺基取代而制成的石墨烯(參照聚合物(Polymer)(韓國)，Vol.35，No.3，265-271，May，2011)，為了分散碳材料利用表面活性劑作為分散劑(參照日本公開專利2009-084082號和日本公開專利2009-190924號)，但在制造涂布液時，存在無法添加高含量碳材料，流動性低這樣的問題。因此，要求包含能夠改善碳材料的含量、分散性和流動性的分散劑的組合物。

發明內容

因此，本發明的目的在于，提供能夠增加碳材料的添加量，且能夠改善包含上述碳材料的組合物的流動性和觸變性指數的碳材料分散組合物及其制造方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種碳材料分散組合物，其包含：選自由石墨烯、石墨、炭黑、碳納米管及它們的混合物組成的組中的碳材料；分散劑；及溶劑，上述分散劑包含彼此具有不同的分子量的第一聚合物和第二聚合物。此外，本發明提供一種碳材料分散組合物的制造方法，其包括將碳材料、分散劑和溶劑混合的步驟，上述碳材料選自由石墨烯、石墨、炭黑、碳納米管及它們的混合物組成的組，上述分散劑包含彼此具有不同的分子量的第一聚合物和第二聚合物。

根據本發明的碳材料分散組合物及其制造方法，能夠添加高含量的碳材料，且能夠改善包含碳材料的組合物的流動性和觸變性指數。

具體實施方式

以下，詳細說明本發明。

根據本發明的碳材料分散組合物能夠添加高含量的碳材料，分散性和涂布性優異，且包含碳材料、碳材料用分散劑和溶劑。

上述碳材料作為導電性、導熱性、熱穩定性和附著性優異的化合物，其選自由石墨烯(Graphene)、膨脹石墨(Expanded graphite)等石墨(Graphite)、炭黑(Carbon black)、碳納米管(Carbon nanotube，CNT)等組成的組。