[發明專利]形成包含碳納米管的成型制品的方法

有效

• 申請號: 201880019333.5
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN110431260B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: H·伯斯圖爾;M·米烏森-維爾特茨;R·特爾瓦爾貝克;R·拉法耶;J·德容;H·馬特曼;M·J·奧托
• 申請（專利權）人: 科亞公司
• 主分類號: D01F9/12
• 分類號: D01F9/12;D21H13/50;C01B32/174
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

本發明涉及生產包含碳納米管的成型制品的方法，包括以下步驟：提供在含有至少一種酸的酸性液體中的碳納米管，所述至少一種酸的哈米特酸度函數小于100％硫酸的哈米特酸度函數，所述至少一種酸的哈米特酸度函數等于或大于90％硫酸的哈米特酸度函數；并使包含碳納米管的酸性液體成型為成型制品。

描述

本發明涉及生產包含碳納米管的成型制品的方法，并涉及可由所述方法得到的包含碳納米管的成型制品。

本發明尤其涉及生產碳納米管纖維的方法，但是也可以通過所述方法生產包含碳納米管的其它成型制品，例如碳納米管紙，碳納米管帶，和同軸電纜，同軸電纜包括包含碳納米管的屏蔽罩，此屏蔽罩圍繞中心導電芯和在中心導電芯周圍的絕緣層。

現有技術的生產碳納米管纖維的方法包括通過將碳納米管引入超酸中得到紡絲液的步驟，其中在紡絲液中，每個碳納米管是分別溶解的。

US 7,125,502 B2公開了對齊排列的單壁碳納米管的纖維，其通過這樣的方法制備：將單壁碳納米管加入100％硫酸或超酸中并在混合至多3天的時間內保持無水且不含氧的，從而得到各自分散且可以彼此防滑動和自對齊的碳納米管。超酸插入各單壁碳納米管之間。

WO 2009/058855 A2公開了從碳納米管在超酸溶劑中的溶液制備的碳納米管纖維，超酸插入各單壁碳納米管之間，其中碳納米管在超酸中的濃度使得此溶液處于液晶態。

WO 2013/034672 A2公開了具有低電阻的碳納米管纖維，其是從碳納米管在超酸中的紡絲液擠出得到的。

已經發現，現有技術的方法要求具有高品質、即G/D比率為至少30的碳納米管作為原料和/或要求進行提純步驟以得到具有足以提供能擠出形成碳納米管纖維的紡絲液的品質的原料。

還發現，現有技術的方法需要長的混合時間，高達72小時，從而得到能擠出形成碳納米管纖維的溶液。

WO 2009/058855 A2公開了僅僅氯磺酸能溶解具有超過1μm長度的碳納米管，僅僅氯磺酸能溶解雙壁和多壁碳納米管，并且僅僅氯磺酸能溶解碳納米管至足夠高的濃度以使此溶液具有允許拉伸擠出物的粘度。

在這些生產碳納米管纖維的方法中使用的氯磺酸是不利的，因為氯磺酸比較昂貴，對在生產碳納米管(CNT)纖維中所需的設備有腐蝕性，并且對人體有毒性。還應注意的是，無法從許多供應商得到氯磺酸。

WO 2006/137893 A2公開了生產不含聚合物的碳納米管組裝體例如纖維、繩、帶或膜的方法，包括以下步驟：將納米纖維分散在分散液體中，所述分散液具有低于100％硫酸的給質子能力，即不需要使用超酸，以形成納米纖維的分散體，其中分散液體包含水作為其按重量計的主要組分。尤其是，使用起表面活性劑作用的分散助劑形成分散體，所得的分散體具有3-11的pH。由WO 2006/137893 A2提供的碳納米管纖維可以具有在10S/cm以上或在100S/cm以上的電導率。

但是，仍然需要進一步改進現有技術的方法和改進包含碳納米管的成型制品的性能。

本發明的目的是改進生產包含碳納米管的成型制品的方法和/或改進包含碳納米管的成型制品的性能。

本發明的目的通過權利要求1所述的方法實現。