[發明專利]碳納米管分散液和導電性膜的制造方法

在審

• 申請號: 201680008529.5
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN107207260A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 岡本尚代;中村友彥
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: C01B32/158
• 分類號: C01B32/158;H01B1/00;H01B1/24;H01B13/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 李照明,段承恩

技術領域

本發明涉及包含含碳納米管的組合物的分散液和導電性膜的制造方法。

背景技術

碳納米管由于其理想的一維結構而獲得各種特性，例如良好的導電性、導熱性、力學強度等，從而是被期待應用于各種工業的物質。通過控制碳納米管的直徑、層數和長度，可以期待性能提高和應用性的擴展。通常，碳納米管的層數少時具有高石墨結構。由于單層碳納米管、2層碳納米管具有高石墨結構，因此導電性、導熱性等特性也高，這是已知的。此外，多層碳納米管中的層數較少的2～5層碳納米管，由于其具有單層碳納米管和多層碳納米管兩者的特性，因此在各種用途中作為有希望的材料而受到矚目。

作為利用了碳納米管的導電性的用途，例如有潔凈室用部件、顯示器用部件、汽車用部件等。碳納米管用于對這些部件賦予防靜電性、導電性、電波吸收性、電磁波屏蔽性、近紅外截止性等。碳納米管由于縱橫比高、且用少量就能夠形成導電通路，因此與以往的炭黑等導電性微粒相比，能夠成為光透射性和耐脫落性優異的導電性材料。例如，使用了碳納米管的光學用透明導電性膜是公知的(專利文獻1)。為了使用碳納米管獲得光透射性優異的導電性膜，需要將由數10根碳納米管構成的粗的集束(bundle)和牢固的凝集體解開，使碳納米管高度分散，以少的碳納米管根數高效地形成導電通路。作為獲得這樣的導電性膜的方法，已知例如將碳納米管高度分散于溶劑中而得的分散液涂布于基材的方法等。為了使碳納米管高度分散于溶劑中，有使用分散劑使其分散的方法(專利文獻1、2)。其中，為了使碳納米管進一步高度分散，在水性溶劑中，使用具有對水具有親和性的親水性基團和與碳納米管親和性高的疏水性基團的分散劑使其分散是合適的(專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-012988號公報

專利文獻2：日本特開2009-536911號公報

發明內容

發明所要解決的課題

碳納米管的分散劑大多是基本上絕緣的物質，因此與碳納米管相比，導電性低。因此，如果大量使用分散劑，則在使用該分散液來制作導電性膜的情況下，有時成為阻礙膜的導電性的原因。此外，如果具有親水性基團的分散劑殘留在導電性膜中，則有時在高溫·高濕等環境下，由分散劑的吸濕和膨潤會引起導電性變化等，電阻值穩定性會變差。因此，為了制造兼具高導電性和耐濕熱性的導電性膜，追求分散劑的使用量盡可能少。

本發明是鑒于上述情況而提出的，其課題在于提供，能夠維持碳納米管的高分散性、同時在制成導電性成型體時發揮高導電性和耐濕熱性的碳納米管分散液。

用于解決課題的方法

本發明者們為了解決上述課題而進行了深入研究，結果發現，通過在使含碳納米管的組合物分散時使揮發性鹽共存，可獲得即使分散劑量少也具有高分散性的分散液。

即，本發明涉及含有含碳納米管的組合物、重均分子量為0.1萬以上且40萬以下的分散劑、揮發性鹽和水系溶劑的碳納米管分散液。

此外，本發明涉及下述導電性膜的制造方法：使上述碳納米管分散液在基材上展開，然后使其干燥，從而除去揮發性鹽和水系溶劑。

發明效果

通過使用本發明的碳納米管分散液，能夠獲得高導電性且耐濕熱性優異的導電性成型體。

具體實施方式

在本發明中，使用含碳納米管的組合物作為導電性材料。在本發明中，含碳納米管的組合物是指包含多個碳納米管的總體。含碳納米管的組合物中的碳納米管的存在形態不受特別限定，它們可以以分別獨立、集束狀、或交纏等的形態或這些的混合形態存在。此外，也可以包含具有各種各樣的層數或直徑的碳納米管。此外，即使在分散液、配合了其他成分的組合物、或與其他成分復合而成的復合體中包含的情況下，只要包含多個碳納米管，則解釋為包含有含碳納米管的組合物。含碳納米管的組合物中可以含有源自碳納米管制造法的雜質(例如催化劑、無定形碳)。

關于碳納米管，具有將石墨的一面卷起而形成的筒狀形狀，將卷成1層的碳納米管稱為單層碳納米管，將卷成2層的碳納米管稱為2層碳納米管，將卷成多層的碳納米管稱為多層碳納米管。