JP5777323B2 - ナノカーボン含有塗料組成物及びそれにより形成された塗膜 - Google Patents
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1. バインダー成分、ポリアミド酸の有機アミン塩、ナノカーボン及び水性溶媒を含有することを特徴とするナノカーボン含有塗料組成物。
2. 前記ポリアミド酸は、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン及び芳香族テトラカルボン酸二無水物からなる重縮合体である、上記項1に記載のナノカーボン含有塗料組成物。
3. 前記ナノカーボンは、単層又は多層のカーボンナノチューブである、上記項1又は2に記載のナノカーボン含有塗料組成物。
4. 接着剤組成物である、上記項1〜3のいずれかに記載のナノカーボン含有塗料組成物。
5. 上記項1〜4のいずれかに記載のナノカーボン含有塗料組成物の乾燥物である塗膜。
6. 前記乾燥体が100〜300℃で熱処理されている、上記項5に記載の塗膜。
本発明で用いるナノカーボンは限定的ではなく、公知の単層又は多層のカーボンナノチューブなどが使用できる。具体的には、例えば、次のものが例示できる。
(i) 単層カーボンナノチューブ、
(ii) アモルファスナノスケールカーボンチューブ、
(iii) ナノフレークカーボンチューブ及び入れ子構造の多層カーボンナノチューブからなる群から選ばれるカーボンチューブ、又は
(iv)上記(iii)のカーボンチューブと炭化鉄又は鉄とからなり、該カーボンチューブのチューブ内空間部の10〜90%の範囲に炭化鉄又は鉄が充填されている鉄−炭素複合体。
<カーボンナノチューブ>
カーボンナノチューブは、黒鉛シート(即ち、黒鉛構造の炭素原子面ないしグラフェンシート)がチューブ状に閉じた中空炭素物質であり、その直径はナノメートルスケールであり、壁構造は黒鉛構造を有している。カーボンナノチューブのうち、壁構造が一枚の黒鉛シートでチューブ状に閉じたものは単層カーボンナノチューブと呼ばれ、複数枚の黒鉛シートがそれぞれチューブ状に閉じて、入れ子状になっているものは入れ子構造の多層カーボンナノチューブと呼ばれている。本発明では、これら単層又は多層カーボンナノチューブがいずれも使用できる。
<アモルファスナノスケールカーボンチューブ>
アモルファスナノスケールカーボンチューブは、WO00/40509(特許第3355442号)に記載されており、カーボンからなる主骨格を有し、直径が0.1〜1000nmであり、アモルファス構造を有するナノスケールカーボンチューブであって、直線状の形態を有し、X線回折法(入射X線:CuKα)において、ディフラクトメーター法により測定される炭素網平面(002)の平面間隔(d002)が3.54Å以上、特に3.7Å以上であり、回折角度(2θ)が25.1度以下、特に24.1度以下であり、2θバンドの半値幅が3.2度以上、特に7.0度以上であることを特徴とするものである。
<鉄−炭素複合体>
鉄−炭素複合体は、特開2002−338220号公報に記載されており、(a)ナノフレークカーボンチューブ及び入れ子構造の多層カーボンナノチューブからなる群から選ばれるカーボンチューブと(b)炭化鉄又は鉄とからなり、該カーボンチューブ(a)のチューブ内空間部の10〜90%の範囲に(b)の炭化鉄又は鉄が充填されている。即ち、チューブ内空間部の100%の範囲に完全に充填されているものではなく、上記金属又は合金がそのチューブ内空間部の10〜90%の範囲に充填されている(即ち、部分的に充填されている)ことを特徴とするものである。壁部は、パッチワーク状ないし張り子状(いわゆるpaper mache状)のナノフレークカーボンチューブである。
本発明のナノカーボン含有塗膜は、上記ナノカーボン含有塗料組成物の乾燥物である。
(ポリアミド酸の合成)
三口セパラブルフラスコに、9,9−ビスアニリンフルオレン(BAF、JFEケミカル(株)製)8.71gを添加し、更に乾燥したN-メチルピロリドン(NMP)75.04gを添加した。
(ポリアミド酸塩の作製)
ポリアミド酸0.5gを2−エトキシエタノール2mlに溶解させ、これに0.1gのトリエタノールアミンを加えて塩を析出させた。
(カーボンナノチューブの分散)
上記ポリアミド酸塩水溶液5mlに0.05gのカーボンナノチューブ(CNT)(ナノシル社製 NC7000)を加えて超音波ホモジナイザーで分散(300mA、5分)した。
(カーボンナノチューブ含有塗料組成物)
上記CNT水分散液にウレタンエマルション(三洋化成製 ユーコートUWS-145)を混合(ウレタン重量:ポリアミド酸重量:CNT重量= 10:10:1)した。混合によってCNTの凝集は起こらず、CNTは安定に分散していた。
(カーボンナノチューブ含有塗膜)
実施例1の塗料組成物をガラス板及びポリプロピレン管上に塗布して100℃で1時間乾燥させた。得られた塗膜は、ガラス板及びポリプリピレンのいずれにおいても、乾燥による収縮は起こすことなく平坦な乾燥膜となり、基材へよく接着していた。また、塗膜を煮沸しても崩壊は見られなかった。
1%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液10mlに0.05gのカーボンナノチューブ(CNT)(ナノシル社製 NC7000)を加えて超音波ホモジナイザーで分散(300mA、5分)した。分散液の上澄みを取り出し、これにウレタンエマルション(三洋化成製 ユーコートUWS-145)を混合(ウレタン重量: CNT重量= 10:1)したところ次第にCNTが凝集して沈殿した。このことは、本発明の塗料組成物の安定性が高いことを示している。
実施例1においてウレタンエマルションを加えない以外は同組成のCNT水分散液を実施例2と同様にしてポリプロピレン管上に塗布し、乾燥したところ、はじきが生じて均一な塗膜を形成できなかった。このことは、本発明の塗料組成物の基材密着性が高いことを示している。
Claims (7)
- バインダー成分、ポリアミド酸の有機アミン塩、ナノカーボン及び水性溶媒を含有することを特徴とするナノカーボン含有塗料組成物であって、
該ポリアミド酸は、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン及び芳香族テトラカルボン酸二無水物からなる重縮合体である、ナノカーボン含有塗料組成物。 - 前記ナノカーボンは、単層又は多層のカーボンナノチューブである、請求項1に記載のナノカーボン含有塗料組成物。
- 請求項1又は2に記載のナノカーボン含有塗料組成物の乾燥物である塗膜。
- 前記乾燥体が100〜300℃で熱処理されている、請求項3に記載の塗膜。
- バインダー成分、ポリアミド酸の有機アミン塩、ナノカーボン及び水性溶媒を含有することを特徴とするナノカーボン含有接着剤組成物であって、
該ポリアミド酸は、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン及び芳香族テトラカルボン酸二無水物からなる重縮合体である、ナノカーボン含有接着剤組成物。 - 前記ナノカーボンは、単層又は多層のカーボンナノチューブである、請求項5に記載のナノカーボン含有接着剤組成物。
- 請求項6に記載のナノカーボン含有接着剤組成物の乾燥物である膜。
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