[發明專利]表面處理了的碳納米結構體的制造方法

有效

• 申請號: 201880014646.1
• 申請日: 2018-02-19
• 公開（公告）號: CN110366536B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 川上修
• 申請（專利權）人: 日本瑞翁株式會社
• 主分類號: C01B32/174
• 分類號: C01B32/174;C01B32/159
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 楊衛萍;劉繼富

本發明提供一種碳納米結構體，其能夠制備分散穩定性優異的碳納米結構體分散液。本發明的表面處理了的碳納米結構體的制造方法包含下述工序：減壓處理工序，將包含碳納米結構體和分散介質的含有碳納米結構體的液體進行減壓；表面處理工序，在減壓處理工序后或減壓處理工序中向含有碳納米結構體的液體中添加氧化劑，使碳納米結構體的表面氧原子濃度為7.0at％以上。在此，碳納米結構體優選包含碳納米管。

技術領域

本發明涉及表面處理了的碳納米結構體的制造方法，特別是涉及使用氧化劑制造表面處理了的碳納米結構體的制造方法。

背景技術

近年來，作為機械特性等各種特性優異的材料，納米碳、納米纖維以及納米線等各種各樣的結構體備受矚目。其中，作為導電性、導熱性以及機械特性優異的材料，納米碳，特別是碳納米管(以下，有時候稱為“CNT”。)等纖維狀的碳納米結構體備受矚目。

此外，下述技術備受矚目：通過對CNT等碳納米結構體實施各種表面處理，從而使碳納米結構體發揮更優異的特性。

具體而言，例如在專利文獻1中，通過用乙烯-馬來酸酐共聚物處理碳納米管的表面，使得用X射線光電子能譜分析法(XPS)測定的表面氧濃度成為3.0～30at％，由此得到在高溫下的強度和韌性優異的表面處理碳納米管。

此外，例如在專利文獻2中，通過使多層碳納米管與氣相氧化劑接觸，從而得到對水的分散性提高的氧化多層碳納米管。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-101233號公報；

專利文獻2：日本特表2003-505332號公報。

發明內容

發明要解決的問題

在此，CNT等碳納米結構體是直徑為納米尺寸的微細的結構體，因此作為單體的操作性和加工性差。因此，碳納米結構體通過作為使多個碳納米結構體例如以膜狀形式集合而成的集合體、或通過作為與樹脂、橡膠等高分子材料或金屬復合而成的復合材料，而被用于各種各樣的用途。而且，作為碳納米結構體的集合體的形成方法，提出了如下方法：使碳納米結構體分散于分散介質中，形成碳納米結構體分散液，從碳納米結構體分散液中除去分散介質。此外，作為包含碳納米結構體的復合材料的形成方法，提出了如下方法：將高分子材料等基體材料與碳納米結構體分散液進行混合，形成復合材料用組合物，使復合材料從該復合材料用組合物中析出或沉淀。

而且，從使碳納米結構體的集合體和復合材料發揮優異特性的觀點出發，作為在集合體和復合材料的形成中所使用的碳納米結構體分散液，要求碳納米結構體會在分散介質中良好地分散的分散液。

但是，在上述現有的表面處理碳納米管、氧化多層碳納米管中，不能得到碳納米管的分散穩定性優異的分散液。

因此，本發明的目的在于提供可以制備分散穩定性優異的碳納米結構體分散液的碳納米結構體。

用于解決問題的方案

本發明人以解決上述問題為目的進行了深入研究。然后，本發明人發現，如果在對包含碳納米結構體與分散介質的含有碳納米結構體的液體進行減壓處理后或在減壓處理中，在含有碳納米結構體的液體中添加氧化劑，而使碳納米結構體的表面氧原子濃度為規定值以上，則能夠得到在液體中的分散穩定性優異的碳納米結構體，從而完成了本發明。