[发明专利]碳纳米管分散剂

说明书

技术领域

本发明涉及碳纳米管分散剂，且更具体地说，涉及由含三芳基胺结构作为支化点的高支化聚合物制成的碳纳米管分散剂，还涉及包括上述分散剂的含碳纳米管的组合物。

背景技术

碳纳米管(下文中有时可以缩写为CNT)在宽的领域范围内的应用可能性方面作为对纳米技术而言的潜在的材料已经被研究。对于它们的应用，可以广泛地分类为使用单一CNT本身作为晶体管、微探针等的方法，和使用多个CNT共同作为整体例如电子发射电极、燃料电池电极或分散CNT的导电性复合体的方法。

当使用单一CNT时，将CNT添加到溶剂并用超声波辐射，接着收集单独分散的CNT例如通过电泳或类似方法。

在另一方面，在呈整体形式使用的导电性复合体情况下，必须将它们充分分散在充当基体材料的聚合物中。

然而，CNT具有问题，在于它们一般难以分散。在普通复合体中，使用复合体，同时不完全地分散CNT。因此，不能说CNT的性能得到令人满意地表现。

而且，这种问题导致在CNT的各种应用中的困难。为避免这一点，已经深入研究了通过表面重整、表面化学改性或类似方式改进CNT的可分散性的方法。

作为此种分散CNT的方法、已提出将具有盘绕结构的聚（（间亚苯基亚乙烯基）-共聚-（二辛氧基-对亚苯基亚乙烯基））沉积在CNT表面上的方法（参见例如，专利文献1）。

在这种方法中，可以将CNT离散地分散在有机溶剂中，并示出了与聚合物沉积的单一CNT的状态。虽然如此，在一旦分散到某种程度后，凝聚就发生并因此，CNT收集为沉淀物，与其中CNT长时间保持分散的储存情况不同。

为了解决上述问题，已提出借助于聚乙烯吡咯烷酮将CNT分散在酰胺基极性有机溶剂中的方法（参见例如，专利文献2）和分散在醇属有机溶剂中的方法（参见例如，专利文献3）。

然而，用作分散剂的聚合物的特征在于它由直链聚合物制成，并且涉及高支化聚合物的知识从未见到。

在另一方面，已经提出了关注于用作CNT的分散剂的高支化聚合物的方法（参见例如专利文献4）。所述高支化聚合物具有骨架上的分支如同星形聚合物或枝状体和超支化聚合物的情况那样的类型，所述枝状体和超支化聚合物分类为树枝状聚合物。

这些高支化聚合物不但显示如此特定形状以致具有较松散内部空间和颗粒行为，原因在于分支的正面引入，与一般呈绳子形式的普通聚合物不同，而且具有许多可以通过引入各种官能团改性的末端。当使用这些特征时，与直链聚合物相比存在将CNT分散到更高程度的某种可能性。

然而，在专利文献4的其中上述高支化聚合物用作分散剂的技术中，除了机械处理以外热处理也是必要的以致保持CNT长时间呈离散分散状态，并且CNT的可分散性没有如此高。

此外，在这一专利文献4的技术中，制备分散剂的产率低，并且必须使用大量用作偶联剂的金属催化剂以改进产率，以致存在金属组分留在所得高支化聚合物中的担心，从而导致在复合体与CNT一起使用时对应用有限制的担心。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A2000-44216

专利文献2：JP-A2005-162877

专利文献3：JP-A2008-24522

专利文献4：WO2008/139839

发明内容

本发明要解决的问题

本发明是在对上述这些情形进行了考虑的情况下做出的，并且目的是提供能够将CNT分散在介质例如有机溶剂中达到其单一尺寸的程度的碳纳米管分散剂。

解决问题的手段

本发明发明人为了达到上述目的进行了深入研究，结果，发现具有三芳基胺结构作为支化点的高支化聚合物在CNT的可分散性方面是优异的，并且当使用这种高支化聚合物作为CNT分散剂时CNT(其至少一部分)，可以离散地分散到其单一颗粒尺寸而无需附加的热处理，从而完成了本发明。

更具体地说，本发明提供：

1.碳纳米管分散剂，其特征在于包括通过三芳基胺化合物和醛化合物和/或酮化合物在酸催化剂存在下的缩聚而获得的高支化聚合物；

2.1的碳纳米管分散剂，其中该高支化聚合物的通过凝胶渗透色谱测量并聚苯乙烯换算的重均分子量在1,000-2,000,000；

3.2的碳纳米管分散剂，其中所述高支化聚合物具有由式（1）或（2）表示的重复单元

[化学式1]