KR102463829B1 - Dispersing agent for high-concentration aqueous carbon nanotubes and carbon nanotube dispersion containing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고농도 수계 탄소나노튜브용 분산제 및 이를 포함하는 탄소나노튜브 분산액에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리비닐피롤리돈 및 스티렌-아크릴 공중합체를 포함하는 분산제 및 이를 포함하는 탄소나노튜브 분산액에 관한 것이다.The present invention relates to a high concentration aqueous carbon nanotube dispersant and a carbon nanotube dispersion containing the same, and more particularly, to a dispersing agent containing polyvinylpyrrolidone and a styrene-acrylic copolymer and a carbon nanotube dispersion containing the same. it's about
탄소나노튜브는 대표적으로 다중벽 탄소나노튜브(Multi-Walled Carbon Nanotubes)와 단일벽 탄소나노튜브(Single-Walled Carbon Nanotubes)로 분류하여 구분하는데, 다중벽 탄소나노튜브는 여러 벽으로 이어진 튜브형태를 의미하며, 벽 개수에 따라 이중벽 탄소나노튜브(Double-Walled Carbon Nanotubes), 얇은 다중벽 탄소나노튜브(Thin-Walled Carbon Nanotubes) 등으로 구분하기도 한다. 이는 여러 개의 번들로 구성되어 있으며, 각각의 6개의 탄소로 구성된 육각형들이 서로 관 모양을 이루고 있어 물리적 및 화학적으로 뛰어난 성능을 발현한다.Carbon nanotubes are typically classified into multi-walled carbon nanotubes and single-walled carbon nanotubes. According to the number of walls, it is also divided into double-walled carbon nanotubes and thin-walled carbon nanotubes. It is composed of several bundles, and each of the hexagons composed of 6 carbons form a tubular shape with each other, thereby exhibiting excellent physical and chemical performance.
탄소나노튜브는 직경 및 길이에 따라 일부 성능의 차이는 있으나, 인장력이 매우 뛰어나며 높은 열적 및 전기적 특성을 가지고 있어 이차전지, 수소저장소재, 전기화학센서, 전자파 차폐, 시멘트 등에 적용이 가능하여 향후 몇 년간 지속적으로 성장할 것으로 전망되는 소재이다. 이차전지에서 현재 사용되고 있는 기존 탄소 재료 대신에 탄소나노튜브를 사용하면 무게를 줄일 수 있고, 충전 효율을 크게 높일 수 있다.Although carbon nanotubes have some performance differences depending on diameter and length, they have very good tensile strength and high thermal and electrical properties. It is a material that is expected to grow continuously over the years. If carbon nanotubes are used instead of the existing carbon materials currently used in secondary batteries, weight can be reduced and charging efficiency can be greatly increased.
하지만 탄소나노튜브는 취급이 어렵고 고가라는 단점을 가지고 있으며, 탄소나노튜브 간의 강한 반데르발스(Van der Waals) 결합에너지로 인해 상온 및 상압에서 매우 안정적인 구조를 가지고 있다. 따라서 분산이 어려우며 정확한 길이 또한 측정이 어려워 첨단기술 분야에 국한되어 적용되고 있다. 이러한 문제점은 화학적 표면 개질과 고도의 분산 기술을 통하여 해결할 수 있고, 이를 통해 안정된 상태의 탄소나노튜브 분산액은 이차전지 및 그 외 응용분야에 활용할 수 있어 중요한 소재로서 가치를 인정받을 수 있다.However, carbon nanotubes have the disadvantage of being difficult to handle and expensive, and have a very stable structure at room temperature and pressure due to the strong Van der Waals bonding energy between carbon nanotubes. Therefore, dispersion is difficult and the exact length is also difficult to measure, so it is limited to high-tech fields. These problems can be solved through chemical surface modification and advanced dispersion technology, and through this, the carbon nanotube dispersion in a stable state can be used for secondary batteries and other applications, so that it can be recognized as an important material.
이와 관련하여 탄소나노튜브의 분산체에 관한 기술로서, 한국등록특허 제 10-1471044 호는 탄소나노튜브에 시너지스트인 중심에 금속이온을 함유하는 프탈로시아닌 화합물을 혼합하여 분산체를 형성하고 있으며, 한국공개특허 제 10-2011-0126998 호는 극성인 반응성 관능기를 갖는 고분자 분산제를 활용함으로써 탄소나노튜브의 분산성을 개선하고자 하였다.In this regard, as a technology related to the dispersion of carbon nanotubes, Korean Patent Registration No. 10-1471044 forms a dispersion by mixing a phthalocyanine compound containing a metal ion at the synergistic center of the carbon nanotube. Patent Publication No. 10-2011-0126998 tried to improve the dispersibility of carbon nanotubes by using a polymer dispersant having a polar reactive functional group.
본 발명의 탄소나노튜브 분산액은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 탄소나노튜브(CNT), 분산제, 및 수계 용매를 포함하며, 상기 분산제가 폴리비닐피롤리돈 및 스티렌-아크릴 공중합체를 포함하는 탄소나노튜브 분산액을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The carbon nanotube dispersion of the present invention has been devised to solve the above problems, and includes carbon nanotubes (CNT), a dispersing agent, and an aqueous solvent, and the dispersing agent is polyvinylpyrrolidone and a styrene-acrylic copolymer. An object of the present invention is to provide a carbon nanotube dispersion comprising a.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.The present invention may also have the object of achieving these objects and other objects that can be easily derived by a person skilled in the art from the general description of the present specification in addition to the above clear objects.
본 발명의 탄소나노튜브 분산액은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 탄소나노튜브(CNT), 분산제, 및 수계 용매를 포함하며, 상기 분산제가 폴리비닐피롤리돈 및 스티렌-아크릴 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 한다.The carbon nanotube dispersion of the present invention includes carbon nanotubes (CNT), a dispersing agent, and an aqueous solvent, and the dispersing agent includes polyvinylpyrrolidone and a styrene-acrylic copolymer characterized in that
또한, 상기 스티렌-아크릴 공중합체는 중량평균분자량이 10,000 내지 40,000, 12,000 내지 35,000 또는 15,000 내지 30,000일 수 있다.In addition, the styrene-acrylic copolymer may have a weight average molecular weight of 10,000 to 40,000, 12,000 to 35,000, or 15,000 to 30,000.
또한, 상기 스티렌-아크릴 공중합체는 스티렌 단량체와 아크릴 단량체의 몰 비율이 75 : 25 내지 25 : 75일 수 있다.In addition, in the styrene-acrylic copolymer, a molar ratio of the styrene monomer to the acrylic monomer may be 75:25 to 25:75.
그리고, 상기 스티렌-아크릴 공중합체에 있어서 스티렌 단량체는 스티렌, 탄소수 8 내지 10의 스티렌 유도체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.And, in the styrene-acrylic copolymer, the styrene monomer may be selected from the group consisting of styrene, styrene derivatives having 8 to 10 carbon atoms, and mixtures thereof.
그리고, 상기 스티렌-아크릴 공중합체에 있어서 아크릴 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 탄소수 1 내지 32, 1 내지 22, 또는 1 내지 12의 선형 알킬기 또는 가지형 알킬기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산 유도체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.And, in the styrene-acrylic copolymer, the acrylic monomer is acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid or methacrylic acid derivative having a linear or branched alkyl group having 1 to 32, 1 to 22, or 1 to 12 carbon atoms, and these may be selected from the group consisting of a mixture of
또한, 상기 분산제는 상기 탄소나노튜브 100 중량부에 대하여 10 내지 500 중량부, 10 내지 100 중량부, 또는 10 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.In addition, the dispersant may be included in an amount of 10 to 500 parts by weight, 10 to 100 parts by weight, or 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon nanotubes.
그리고, 상기 탄소나노튜브는 다중벽 탄소나노튜브이고,And, the carbon nanotube is a multi-walled carbon nanotube,
상기 분산제는 탄소나노튜브 100 중량부에 대하여 10 내지 500 중량부, 30 내지 300 중량부, 또는 50 내지 150 중량부를 포함할 수 있다.The dispersant may include 10 to 500 parts by weight, 30 to 300 parts by weight, or 50 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon nanotubes.
그리고, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브이고,And, the carbon nanotube is a single-walled carbon nanotube,
상기 분산제는 탄소나노튜브 100 중량부에 대하여 10 내지 500 중량부, 50 내지 400 중량부, 또는 100 내지 300 중량부를 포함할 수 있다.The dispersant may include 10 to 500 parts by weight, 50 to 400 parts by weight, or 100 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon nanotubes.
또한, 상기 분산제는 폴리비닐피롤리돈 100 중량부 및 스티렌-아크릴 공중합체 1 내지 100 중량부, 5 내지 80 중량부, 또는 10 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.In addition, the dispersant may include 100 parts by weight of polyvinylpyrrolidone and 1 to 100 parts by weight, 5 to 80 parts by weight, or 10 to 50 parts by weight of the styrene-acrylic copolymer.
또한, 상기 분산제는 음이온 계면활성제를 포함할 수 있다.In addition, the dispersant may include an anionic surfactant.
그리고, 상기 분산제는 폴리비닐피롤리돈 및 스티렌-아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여 음이온 계면활성제 10 내지 100 중량부, 10 내지 50 중량부, 또는 10 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.In addition, the dispersant may include 10 to 100 parts by weight, 10 to 50 parts by weight, or 10 to 20 parts by weight of an anionic surfactant based on 100 parts by weight of polyvinylpyrrolidone and the styrene-acrylic copolymer.
그리고, 상기 음이온 계면활성제는 술폰산계 음이온 또는 인산계 음이온 화합물일 수 있다.In addition, the anionic surfactant may be a sulfonic acid-based anion or a phosphate-based anionic compound.
그리고, 상기 음이온 계면활성제는 분자량 1,000 이하, 900 이하, 또는 800 이하일 수 있다.In addition, the anionic surfactant may have a molecular weight of 1,000 or less, 900 or less, or 800 or less.
그리고, 상기 음이온 계면활성제는 다이소듐 다이스티릴바이페닐 다이설포네이트(Disodium distyrylbiphenyl disulfonate)일 수 있다.In addition, the anionic surfactant may be disodium distyrylbiphenyl disulfonate.
또한, 상기 탄소나노튜브는 상기 탄소나노튜브 분산액 전체 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 0.01 내지 9 중량%, 또는 0.01 내지 8 중량% 포함될 수 있다.In addition, the carbon nanotube may be included in an amount of 0.01 to 10 wt%, 0.01 to 9 wt%, or 0.01 to 8 wt%, based on the total weight of the carbon nanotube dispersion.
그리고, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 얇은 다중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 다발형 탄소나노튜브, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.In addition, the carbon nanotubes may be single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, thin multi-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, bundled carbon nanotubes, or a mixture thereof.
그리고, 상기 탄소나노튜브는 다중벽 탄소나노튜브이고, 상기 탄소나노튜브 분산액 전체 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 0.1 내지 9 중량%, 또는 0.5 내지 8 중량% 포함할 수 있다.And, the carbon nanotube is a multi-walled carbon nanotube, and may contain 0.01 to 10 wt%, 0.1 to 9 wt%, or 0.5 to 8 wt% based on the total weight of the carbon nanotube dispersion.
그리고, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브이고, 상기 탄소나노튜브 분산액 전체 중량에 대하여 0.01 내지 3 중량%, 0.01 내지 2 중량%, 또는 0.01 내지 1 중량% 포함할 수 있다.In addition, the carbon nanotube is a single-walled carbon nanotube, and may contain 0.01 to 3 wt%, 0.01 to 2 wt%, or 0.01 to 1 wt%, based on the total weight of the carbon nanotube dispersion.
그리고, 상기 탄소나노튜브 분산액은 점도(cps)가 1700 이하, 1100 이하, 또는 800 이하일 수 있다.In addition, the carbon nanotube dispersion may have a viscosity (cps) of 1700 or less, 1100 or less, or 800 or less.
본 발명에 따른 탄소나노튜브 분산액은 높은 열적 및 전기적 특성으로 인해 이차전지, 수소저장소재, 전기화학센서, 전자파 차폐, 대전방지 등에 적용이 가능하다. 특히 이차전지 분야에 적용시 카본블랙(Carbon black)에 비해 소량 사용하여도 동등한 성능이 나오기 때문에 활물질 소재의 추가 사용이 가능하여 전지 성능을 향상시킬 수 있다. 더불어, 탄소나노튜브를 사용함으로써 최근 전기자동차 화재발생 원인으로 지목되고 있는 실리콘의 부피팽창을 억제하여 안정성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.The carbon nanotube dispersion according to the present invention can be applied to secondary batteries, hydrogen storage materials, electrochemical sensors, electromagnetic wave shielding, antistatic and the like due to high thermal and electrical properties. In particular, when applied to the secondary battery field, the equivalent performance is obtained even when used in a small amount compared to carbon black, so that the additional use of an active material is possible, thereby improving battery performance. In addition, the use of carbon nanotubes has an advantage in that it is possible to secure stability by suppressing the volume expansion of silicon, which is recently pointed out as a cause of fires in electric vehicles.
또한, 본 발명에 따르면 탄소나노튜브 사이의 반데르발스 결합을 약화시킴으로써 분산성 및 분산안정성을 확보한 분산 기술을 이용하여 탄소나노튜브의 특성을 극대화시킬 수 있다. 이러한 결과를 통해 이차전지 분야뿐만 아니라 전자파 차폐, 방열/발열 등 다양한 분야의 제품 성능을 크게 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, the characteristics of carbon nanotubes can be maximized by using a dispersion technique that secures dispersibility and dispersion stability by weakening the van der Waals bond between carbon nanotubes. Through these results, product performance in various fields such as electromagnetic wave shielding and heat dissipation/heat generation as well as secondary battery field can be greatly improved.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
다만, 아래는 특정 실시예들을 예시하여 상세히 설명하는 것일 뿐, 본 발명은 다양하게 변경될 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에, 예시된 특정 실시예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, the present invention is not limited to the specific exemplary embodiments, since the following is merely a detailed description by exemplifying specific embodiments, and since the present invention may be variously changed and may have various forms. It should be understood that the present invention includes all modifications, equivalents and substitutions included in the spirit and scope of the present invention.
또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the following description, many specific details such as specific components are described, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and it is common in the art that the present invention can be practiced without these specific details. It will be self-evident to those who have the knowledge of And, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
그리고, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.And, the terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
본 출원에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In this application, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, '포함하다', '함유하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소(또는 구성성분) 등이 존재함을 지칭하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.In the present application, terms such as 'comprise', 'contain' or 'have' are intended to refer to the presence of a feature, component (or component), etc. described in the specification, but one or more other features or It does not mean that the component etc. are not present or cannot be added.
본 발명은 점도가 낮고 분산 안정성이 높은 탄소나노튜브용 분산제와 이를 포함하는 탄소나노튜브 분산액, 그리고 이들의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 탄소나노튜브 분산액은 탄소나노튜브(CNT), 분산제 및 이온교환수와 같은 수계 용매를 포함하는 것을 특징으로 한다. 특히 본 발명의 분산제는 폴리비닐피롤리돈 및 스티렌-아크릴 공중합체를 포함하는 고분자 분산제를 포함함으로써 CNT 농도가 높고 점도(cps)가 1700 이하, 1100 이하, 또는 800 이하인 낮은 점도의 탄소나노튜브 분산액을 제공할 수 있다.The present invention provides a dispersing agent for carbon nanotubes having a low viscosity and high dispersion stability, a carbon nanotube dispersion containing the same, and a method for preparing the same. The carbon nanotube dispersion of the present invention is characterized in that it contains carbon nanotubes (CNT), a dispersant, and an aqueous solvent such as ion-exchanged water. In particular, the dispersant of the present invention contains a polymer dispersant containing polyvinylpyrrolidone and a styrene-acrylic copolymer, so that the CNT concentration is high and the viscosity (cps) is 1700 or less, 1100 or less, or 800 or less carbon nanotube dispersion of low viscosity. can provide
한편, 본 발명의 탄소나노튜브 분산액의 제조방법은, 탄소나노튜브, 분산제 및 용매로서 이온교환수를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계 및 상기 혼합물을 교반한 후 고압 조건 하에서 분산 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때 교반은 임펠러를 이용할 수 있고 특히 프로펠러 타입 임펠러(Propeller type impeller)를 이용할 수 있으며, 900 내지 1500 rpm, 1000 내지 1400 rpm, 또는 1100 내지 1300 rpm 에서 10 내지 30분 또는 15 내지 25분 동안 처리할 수 있다. 또한, 상기 분산 처리는 고압균질기를 이용할 수 있고, 1000 내지 2000 bar, 1100 내지 1800 bar, 또는 1300 내지 1500 bar 압력 조건에서 반복하여 처리할 수 있다.On the other hand, the method for producing a carbon nanotube dispersion of the present invention comprises the steps of preparing a mixture by mixing carbon nanotubes, a dispersing agent, and ion-exchanged water as a solvent, and dispersing the mixture under high pressure conditions after stirring the mixture characterized in that At this time, the agitation may use an impeller, and in particular, a propeller type impeller may be used, and may be treated at 900 to 1500 rpm, 1000 to 1400 rpm, or 1100 to 1300 rpm for 10 to 30 minutes or 15 to 25 minutes. can In addition, the dispersion treatment may use a high-pressure homogenizer, and may be repeatedly processed under pressure conditions of 1000 to 2000 bar, 1100 to 1800 bar, or 1300 to 1500 bar.
이하, 본 발명에 따른 탄소나노튜브 분산액에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the carbon nanotube dispersion according to the present invention will be described in detail.
탄소나노튜브carbon nanotube
상기 탄소나노튜브는 벽 개수에 따라 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 얇은 다중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 다발형 탄소나노튜브로 분류될 수 있으며, 본 발명의 탄소나노튜브는 단일벽, 이중벽, 얇은 다중벽, 다중벽, 다발형 및 이들의 혼합물로 이루어진 어떤 형태이든 가능하고 분산액의 용도에 따라 적절히 선택될 수 있다. 또한, 상기 탄소나노튜브는 상기 탄소나노튜브 분산액 전체 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 0.01 내지 9 중량%, 또는 0.01 내지 8 중량% 포함될 수 있다.The carbon nanotubes may be classified into single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, thin multi-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, and bundled carbon nanotubes according to the number of walls, and the carbon nanotube of the present invention may be in any form consisting of single-walled, double-walled, thin multi-walled, multi-walled, bundled, and mixtures thereof, and may be appropriately selected according to the use of the dispersion. In addition, the carbon nanotube may be included in an amount of 0.01 to 10 wt%, 0.01 to 9 wt%, or 0.01 to 8 wt%, based on the total weight of the carbon nanotube dispersion.
상기 탄소나노튜브의 함량은 탄소나노튜브 종류에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 예컨대, 다중벽 탄소나노튜브를 사용하는 경우, 탄소나노튜브 분산액 전체 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 0.1 내지 9 중량%, 또는 0.5 내지 8 중량% 포함할 수 있다. 또한, 단일벽 탄소나노튜브를 사용하는 경우, 탄소나노튜브 분산액 전체 중량에 대하여 0.01 내지 3 중량%, 0.01 내지 2 중량%, 또는 0.01 내지 1 중량% 포함할 수 있다.The content of the carbon nanotube may be appropriately adjusted according to the type of carbon nanotube. For example, when using multi-wall carbon nanotubes, the carbon nanotube dispersion may contain 0.01 to 10 wt%, 0.1 to 9 wt%, or 0.5 to 8 wt% based on the total weight of the carbon nanotube dispersion. In addition, when single-walled carbon nanotubes are used, 0.01 to 3% by weight, 0.01 to 2% by weight, or 0.01 to 1% by weight based on the total weight of the carbon nanotube dispersion may be included.
분산제dispersant
본 발명의 분산제는 탄소나노튜브 분산액 내에서 탄소나노튜브가 응집되지 않고 고르게 분산될 수 있도록 하기 위한 것으로, 탄소나노튜브 100 중량부에 대하여 10 내지 500 중량부, 10 내지 100 중량부, 또는 10 내지 30 중량부로 포함될 수 있으나, 탄소나노튜브 종류에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 예컨대, 다중벽 탄소나노튜브를 사용하는 경우, 분산제는 탄소나노튜브 100 중량부에 대하여 10 내지 500 중량부, 30 내지 300 중량부, 또는 50 내지 150 중량부 포함될 수 있다. 또한, 단일벽 탄소나노튜브를 사용하는 경우, 분산제는 탄소나노튜브 100 중량부에 대하여 10 내지 500 중량부, 50 내지 400 중량부, 또는 100 내지 300 중량부 포함될 수 있다. 분산제의 함량이 상기 범위 미만인 경우 분산 성능이 부족하여 분산액의 점도가 증가할 수 있으며, 분산제 함량이 상기 범위를 초과할 경우 분산제가 불순물로 작용하여 제품 성능 저하의 원인이 될 수 있다. The dispersant of the present invention is for enabling the carbon nanotubes to be uniformly dispersed without agglomeration in the carbon nanotube dispersion, and from 10 to 500 parts by weight, 10 to 100 parts by weight, or 10 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon nanotubes. It may be included in 30 parts by weight, but may be appropriately adjusted depending on the type of carbon nanotube. For example, when using multi-walled carbon nanotubes, the dispersant may be included in an amount of 10 to 500 parts by weight, 30 to 300 parts by weight, or 50 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon nanotubes. In addition, when single-walled carbon nanotubes are used, the dispersant may be included in an amount of 10 to 500 parts by weight, 50 to 400 parts by weight, or 100 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon nanotubes. If the content of the dispersant is less than the above range, the dispersion performance may be insufficient and the viscosity of the dispersion may increase. If the content of the dispersant exceeds the above range, the dispersant may act as an impurity and cause deterioration of product performance.
또한, 본 발명의 탄소나노튜브 분산액은 분산제로 폴리비닐피롤리돈과 스티렌-아크릴 공중합체를 함께 사용하는 것을 특징으로 한다. 폴리비닐피롤리돈과 스티렌-아크릴 공중합체 2 종을 포함하는 분산제를 통해 탄소나노튜브 분산액의 점도를 감소시킬 수 있다. In addition, the carbon nanotube dispersion of the present invention is characterized in that polyvinylpyrrolidone and a styrene-acrylic copolymer are used together as a dispersant. The viscosity of the carbon nanotube dispersion can be reduced by using a dispersing agent including polyvinylpyrrolidone and two types of styrene-acrylic copolymer.
구체적으로, 상기 분산제는 폴리비닐피롤리돈 100 중량부 및 스티렌-아크릴 공중합체 1 내지 100 중량부, 5 내지 80 중량부, 또는 10 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. 폴리비닐피롤리돈에 비해 스티렌-아크릴 공중합체의 함량이 상기 범위 미만 또는 초과할 경우 분산액의 점도가 증가하여 점도 증가율 및 공정성이 저하될 수 있다.Specifically, the dispersant may include 100 parts by weight of polyvinylpyrrolidone and 1 to 100 parts by weight, 5 to 80 parts by weight, or 10 to 50 parts by weight of the styrene-acrylic copolymer. Compared to polyvinylpyrrolidone, when the content of the styrene-acrylic copolymer is less than or exceeding the above range, the viscosity of the dispersion may increase, thereby decreasing the viscosity increase rate and fairness.
상기 스티렌-아크릴 공중합체를 포함하는 분산제는 탄소나노튜브 분산액의 점도를 저하시키기 위한 것으로, 스티렌-아크릴 공중합체에 있어서 스티렌 단량체와 아크릴 단량체의 몰비가 75:25 내지 25:75, 또는 약 30:70인 공중합체일 수 있다. 더욱 구체적으로는, 스티렌 단량체와 아크릴 단량체의 몰비는 25:75 내지 60:40, 30:70 내지 50:50, 또는 35:65 내지 40:60일 수 있다.The dispersant including the styrene-acrylic copolymer is for reducing the viscosity of the carbon nanotube dispersion, and in the styrene-acrylic copolymer, the molar ratio of the styrene monomer to the acrylic monomer is 75:25 to 25:75, or about 30: 70, which may be a copolymer. More specifically, the molar ratio of the styrene monomer to the acrylic monomer may be 25:75 to 60:40, 30:70 to 50:50, or 35:65 to 40:60.
스티렌-아크릴 공중합체는 소수성의 스티렌계 단량체와 카르복실기, 에스테르기, 카르보닐기 등에 의해 친수성을 갖는 아크릴계 단량체로 이루어진 공중합체이다. 친수성 부분과 소수성 부분의 화학 구조 및 이의 비율에 의해 스티렌-아크릴 공중합체의 특성이 결정되며, 스티렌과 아크릴의 몰 비율이 상기 범위를 만족하는 공중합체를 사용할 경우, 분산제가 물에 잘 용해되고, 탄소나노튜브 분산액의 점도 감소 효과가 우수하게 나타난다. 상기 스티렌-아크릴 공중합체는 교대 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체, 또는 랜덤 공중합체일 수 있다.The styrene-acrylic copolymer is a copolymer composed of a hydrophobic styrene-based monomer and an acrylic-based monomer having hydrophilicity due to a carboxyl group, an ester group, or a carbonyl group. The properties of the styrene-acrylic copolymer are determined by the chemical structure of the hydrophilic part and the hydrophobic part and the ratio thereof. The effect of reducing the viscosity of the carbon nanotube dispersion is excellent. The styrene-acrylic copolymer may be an alternating copolymer, a block copolymer, a graft copolymer, or a random copolymer.
상기 스티렌-아크릴 공중합체는 중량평균분자량이 10,000 내지 40,000, 12,000 내지 35,000 또는 15,000 내지 30,000일 수 있다. 스티렌-아크릴 공중합체의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우에는 분산 성능이 떨어지고, 반면에 상기 범위를 초과할 경우 탄소나노튜브 분산액의 점도가 증가하여 점도 증가율 및 공정성이 저하될 수 있다.The styrene-acrylic copolymer may have a weight average molecular weight of 10,000 to 40,000, 12,000 to 35,000, or 15,000 to 30,000. When the weight average molecular weight of the styrene-acrylic copolymer is less than the above range, the dispersion performance is deteriorated. On the other hand, when the weight average molecular weight exceeds the above range, the viscosity of the carbon nanotube dispersion increases, thereby reducing the viscosity increase rate and fairness.
본 발명에서 사용되는 스티렌 단량체는 스티렌, 탄소수 8 내지 10의 스티렌 유도체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 스티렌, α-메틸스티렌, α-에틸스티렌, p-메틸스티렌, p-에틸스티렌, 할로겐화 스티렌 화합물, o-메톡시스티렌, 클로로스티렌 등을 포함할 수 있고, 이들은 단독으로 또는 배합하여 사용될 수 있다.The styrene monomer used in the present invention may include one selected from the group consisting of styrene, styrene derivatives having 8 to 10 carbon atoms, and mixtures thereof. For example, styrene, α-methylstyrene, α-ethylstyrene, p-methylstyrene, p-ethylstyrene, halogenated styrene compounds, o-methoxystyrene, chlorostyrene, etc. may be included, and these may be used alone or in combination. can
본 발명에서 사용되는 아크릴계 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 탄소수 1 내지 32, 1 내지 22, 또는 1 내지 12의 선형 알킬기 또는 가지형 알킬기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산과 그 유도체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸 헥실 (메타)아크릴레이트, 하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트 등을 포함할 수 있고, 이들은 단독으로 또는 배합하여 사용될 수 있다. The acrylic monomer used in the present invention is acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid or methacrylic acid having a linear or branched alkyl group having 1 to 32, 1 to 22, or 1 to 12 carbon atoms, and derivatives thereof, and mixtures thereof. It may include one selected from the group. For example, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethyl hexyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, 2 -Hydroxypropyl (meth)acrylate and the like may be included, and these may be used alone or in combination.
상기 분산제는 음이온 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 분산제는 폴리비닐피롤리돈 및 스티렌-아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여 음이온 계면활성제 10 내지 100 중량부, 10 내지 50 중량부, 또는 10 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 음이온 계면활성제의 함량이 상기 범위 미만인 경우 경시에 따른 점도 증가율이 증가할 수 있으며, 상기 범위를 초과할 경우 기포가 발생하여 코팅성 및 공정성이 저하될 수 있다.The dispersant may further include an anionic surfactant. In this case, the dispersant may include 10 to 100 parts by weight, 10 to 50 parts by weight, or 10 to 20 parts by weight of an anionic surfactant based on 100 parts by weight of polyvinylpyrrolidone and styrene-acrylic copolymer. If the content of the anionic surfactant is less than the above range, the viscosity increase rate over time may increase, and if it exceeds the above range, bubbles may be generated, thereby reducing coating properties and processability.
상기 음이온 계면활성제는 분자량 1,000 이하, 900 이하, 또는 800 이하일 수 있고, 술폰산계 음이온 또는 인산계 음이온을 배합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 다이소듐 다이스티릴바이페닐 다이설포네이트(Disodium distyrylbiphenyl disulfonate)일 수 있다. 상기 범위를 초과할 경우 탄소나노튜브 분산액의 점도가 증가하여 점도 증가율 및 공정성이 저하될 수 있다.The anionic surfactant may have a molecular weight of 1,000 or less, 900 or less, or 800 or less, and may be used by combining a sulfonic acid-based anion or a phosphate-based anion, preferably disodium distyrylbiphenyl disulfonate (Disodium distyrylbiphenyl disulfonate) can be When it exceeds the above range, the viscosity of the carbon nanotube dispersion may increase, thereby reducing the viscosity increase rate and processability.
수계 용매water-based solvent
본 발명은 수성 탄소나노튜브 분산액에 관한 것으로 수계 용매를 포함하는 것을 특징으로 한다. 수계 용매는 이온교환수일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. The present invention relates to an aqueous carbon nanotube dispersion, characterized in that it contains an aqueous solvent. The aqueous solvent may be ion-exchanged water, but is not limited thereto.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 더 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples.
[실시예][Example]
제조예 1: 스티렌-아크릴 공중합체의 합성(1)Preparation Example 1: Synthesis of styrene-acrylic copolymer (1)
온도계, 교반기, 적하깔때기, 질소 도입관 및 환류 냉각장치가 구비된 유리제 반응기에 스티렌 단량체 87몰부, 이소프로필알코올 435몰부, 이온교환수 145몰부를 주입하여 균일하게 혼합하였다. 반응기 내를 질소 치환하여 질소 분위기 하에서 85 ℃까지 승온하였다. 다음으로 아크릴산 145몰부와 개시제로서 황산나트륨 수용액(25%) 80몰부를 4시간 동안 적하하였다. 단량체 및 개시제 적하 완료 후 25% 황산나트륨 수용액 20몰부를 1시간 동안 적하하고 2시간 동안 85 ℃를 유지하면서 미반응 단량체를 완전히 중합시켰다. 반응기 내부를 감압하면서 101 ℃까지 승온하여 이소프로필알코올을 제거하였다. 반응혼합물을 실온으로 냉각 후 이온교환수 390몰부를 첨가하고, 가성소다(50% 수용액) 150몰부를 서서히 투입하여 공중합체를 합성하였다.87 mol parts of styrene monomer, 435 mol parts of isopropyl alcohol, and 145 mol parts of ion-exchanged water were injected into a glass reactor equipped with a thermometer, stirrer, dropping funnel, nitrogen inlet tube and reflux cooling device, and uniformly mixed. The inside of the reactor was replaced with nitrogen, and the temperature was raised to 85°C in a nitrogen atmosphere. Next, 145 mol parts of acrylic acid and 80 mol parts of sodium sulfate aqueous solution (25%) as an initiator were added dropwise over 4 hours. After completion of the dropping of the monomer and initiator, 20 mole parts of a 25% aqueous sodium sulfate solution was added dropwise for 1 hour, and the unreacted monomer was completely polymerized while maintaining 85° C. for 2 hours. The temperature was raised to 101 °C while depressurizing the inside of the reactor to remove isopropyl alcohol. After cooling the reaction mixture to room temperature, 390 mol parts of ion-exchanged water was added, and 150 mol parts of caustic soda (50% aqueous solution) was slowly added to synthesize a copolymer.
제조예 2: 스티렌-아크릴 공중합체의 합성(2)Preparation Example 2: Synthesis of styrene-acrylic copolymer (2)
스티렌 단량체 87부를 주입하고, 아크릴산 90부를 적하한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 스티렌-아크릴 공중합체를 합성하였다.A styrene-acrylic copolymer was synthesized in the same manner as in Preparation Example 1, except that 87 parts of styrene monomer was injected and 90 parts of acrylic acid was added dropwise.
제조예 3: 스티렌-아크릴 공중합체의 합성(3)Preparation Example 3: Synthesis of styrene-acrylic copolymer (3)
스티렌 단량체 87부를 주입하고, 아크릴산 60부를 적하한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 스티렌-아크릴 공중합체를 합성하였다.A styrene-acrylic copolymer was synthesized in the same manner as in Preparation Example 1, except that 87 parts of styrene monomer was injected and 60 parts of acrylic acid was added dropwise.
제조예 4: 스티렌-아크릴 공중합체의 합성(4)Preparation Example 4: Synthesis of styrene-acrylic copolymer (4)
아크릴산과 개시제로서 황산나트륨 수용액을 8시간 적하한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 스티렌-아크릴 공중합체를 합성하였다.A styrene-acrylic copolymer was synthesized in the same manner as in Preparation Example 1, except that acrylic acid and an aqueous sodium sulfate solution as an initiator were added dropwise for 8 hours.
제조예 5: 스티렌-아크릴 공중합체의 합성(5)Preparation Example 5: Synthesis of styrene-acrylic copolymer (5)
황산나트륨 수용액 130부를 4시간 동안 적하하고, 황산나트륨 수용액 20부를 1시간 동안 적하하여 미반응 단량체를 완전히 중합시킨 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 스티렌-아크릴 공중합체를 합성하였다.A styrene-acrylic copolymer was synthesized in the same manner as in Preparation Example 1, except that 130 parts of sodium sulfate aqueous solution was added dropwise over 4 hours, and 20 parts of sodium sulfate aqueous solution was dropped over 1 hour to completely polymerize unreacted monomers.
제조예 6: 스티렌-아크릴 공중합체의 합성(6)Preparation Example 6: Synthesis of styrene-acrylic copolymer (6)
반응혼합물을 실온으로 냉각 후 이온교환수 390부를 첨가하고, 암모늄염을 150부를 서서히 투입한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 스티렌-아크릴 공중합체를 합성하였다. A styrene-acrylic copolymer was synthesized in the same manner as in Preparation Example 1, except that 390 parts of ion-exchanged water was added after cooling the reaction mixture to room temperature, and 150 parts of ammonium salt was slowly added.
상기 제조예 1 내지 6에 따라 제조된 공중합체의 분자량, 다분산성, 및 점도는 하기 표 1과 같다.The molecular weight, polydispersity, and viscosity of the copolymers prepared according to Preparation Examples 1 to 6 are shown in Table 1 below.
(cps)viscosity
(cps)
실시예 1: 탄소나노튜브 분산액의 제조(1)Example 1: Preparation of carbon nanotube dispersion (1)
이온교환수에 다중벽 탄소나노튜브(10B, JEIO社) 5중량%, 폴리비닐피롤리돈(K17, Ashland社) 2.25중량%, 제조예 1의 분산제 0.75중량% 및 용매로서 이온교환수를 혼합하여 500g의 혼합물을 제조한 후, Propeller type impeller를 이용하여 1,200rpm 조건에서 20분간 처리하고, Micronox사의 PICOMAX 장비(고압균질기)를 이용하여 1,400bar의 압력 조건으로 15회 처리하여 탄소나노튜브 분산액을 제조하였다.5% by weight of multi-walled carbon nanotubes (10B, JEIO), 2.25% by weight of polyvinylpyrrolidone (K17, Ashland), 0.75% by weight of the dispersant of Preparation Example 1, and ion-exchanged water as a solvent are mixed in ion-exchanged water After preparing a mixture of 500 g by using a propeller type impeller, it was treated for 20 minutes at 1,200 rpm, and 15 times at a pressure of 1,400 bar using Micronox's PICOMAX equipment (high pressure homogenizer), followed by a carbon nanotube dispersion. was prepared.
실시예 2: 탄소나노튜브 분산액의 제조(2)Example 2: Preparation of carbon nanotube dispersion (2)
제조예 2의 스티렌-아크릴 공중합체 분산제 0.75중량%로 혼합한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소나노튜브 분산액을 제조하였다.A carbon nanotube dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.75 wt% of the styrene-acrylic copolymer dispersant of Preparation Example 2 was mixed.
실시예 3: 탄소나노튜브 분산액의 제조(3)Example 3: Preparation of carbon nanotube dispersion (3)
제조예 3의 스티렌-아크릴 공중합체 분산제 0.75중량% 혼합한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소나노튜브 분산액을 제조하였다.A carbon nanotube dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.75 wt% of the styrene-acrylic copolymer dispersant of Preparation Example 3 was mixed.
실시예 4: 탄소나노튜브 분산액의 제조(4)Example 4: Preparation of carbon nanotube dispersion (4)
제조예 4의 스티렌-아크릴 공중합체 분산제 0.75중량%로 혼합한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소나노튜브 분산액을 제조하였다.A carbon nanotube dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.75 wt% of the styrene-acrylic copolymer dispersant of Preparation Example 4 was mixed.
실시예 5: 탄소나노튜브 분산액의 제조(5)Example 5: Preparation of carbon nanotube dispersion (5)
제조예 5의 스티렌-아크릴 공중합체 분산제 0.75중량%로 혼합한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소나노튜브 분산액을 제조하였다.A carbon nanotube dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.75% by weight of the styrene-acrylic copolymer dispersant of Preparation Example 5 was mixed.
실시예 6: 탄소나노튜브 분산액의 제조(6)Example 6: Preparation of carbon nanotube dispersion (6)
제조예 6의 스티렌-아크릴 공중합체 분산제 0.75중량%로 혼합한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소나노튜브 분산액을 제조하였다.A carbon nanotube dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.75 wt% of the styrene-acrylic copolymer dispersant of Preparation Example 6 was mixed.
실시예 7: 탄소나노튜브 분산액의 제조(7)Example 7: Preparation of carbon nanotube dispersion (7)
제조예 1의 스티렌-아크릴 공중합체 분산제 0.75중량%, 음이온 계면활성제인 다이소듐다이스티릴바이페닐다이설포네이트를 0.5중량% 혼합한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소나노튜브 분산액을 제조하였다.Carbon nanotubes in the same manner as in Example 1, except that 0.75 wt% of the styrene-acrylic copolymer dispersant of Preparation Example 1 and 0.5 wt% of disodium distyrylbiphenyldisulfonate, an anionic surfactant, were mixed. A dispersion was prepared.
비교예 1: 탄소나노튜브 분산액의 제조(8)Comparative Example 1: Preparation of carbon nanotube dispersion (8)
분산제를 폴리비닐피롤리돈 2.25중량%, 폴리아크릴산(분자량 8,500) 0.75중량%로 혼합한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄소나노튜브 분산액을 제조하였다.A carbon nanotube dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that the dispersant was mixed at 2.25% by weight of polyvinylpyrrolidone and 0.75% by weight of polyacrylic acid (molecular weight 8,500).
시험예 1: 점도 측정Test Example 1: Viscosity Measurement
실시예 1 내지 7 및 비교예 1에 의해 제조된 탄소나노튜브 분산액의 점도를 측정하였다. 상기 점도는 점도계(Dial Viscometer LVT, Brookfield社)를 이용하여 25℃, 60rpm 조건에서 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다.The viscosity of the carbon nanotube dispersions prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 was measured. The viscosity was measured at 25° C. and 60 rpm using a viscometer (Dial Viscometer LVT, Brookfield Co.). The measurement results are shown in Table 2 below.
시험예 2: 흡광도 측정Test Example 2: Absorbance Measurement
실시예 1 내지 7 및 비교예 1에 의해 제조된 탄소나노튜브 분산액의 흡광도를 측정하였다. 이온교환수 9.9g과 탄소나노튜브 분산액을 0.1g을 혼합하여 1/100 농도로 희석한 후 희석한 탄소나노튜브 분산액 1g에 이온교환수 10g을 넣어 한번 더 희석하였다. 상기 흡광도는 자외선-가시광선 분광광도계(UV-1800, SHIMADZU社)를 이용하여 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다.The absorbance of the carbon nanotube dispersions prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 was measured. 9.9 g of ion-exchanged water and 0.1 g of the carbon nanotube dispersion were mixed and diluted to 1/100 concentration, and then 10 g of ion-exchanged water was added to 1 g of the diluted carbon nanotube dispersion and diluted once more. The absorbance was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-1800, SHIMADZU). The measurement results are shown in Table 2 below.
(cps)viscosity
(cps)
(1:10)absorbance
(1:10)
상기 표 2로부터 스티렌-아크릴 공중합체를 포함하는 분산제를 사용한 실시예 1 내지 7이 비교예에 비해 낮은 점도와 높은 흡광도를 보인 것을 알 수 있다. 특히 실시예 1과 실시예 7은 가장 점도가 낮고 흡광도가 높은 것으로 보아 분산 성능이 가장 좋은 것을 알 수 있다. 반면에 비교예 1과 같이 스티렌-아크릴 공중합체가 아닌 폴리아크릴산을 분산제로 사용하였을 때는 응집이 발생하여 점도 측정이 불가능하였다. From Table 2, it can be seen that Examples 1 to 7 using a dispersing agent including a styrene-acrylic copolymer showed lower viscosity and higher absorbance than Comparative Examples. In particular, it can be seen that Examples 1 and 7 have the lowest viscosity and high absorbance, and thus have the best dispersion performance. On the other hand, as in Comparative Example 1, when polyacrylic acid, not a styrene-acrylic copolymer, was used as a dispersant, agglomeration occurred and it was impossible to measure the viscosity.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and those skilled in the art can implement various modifications without departing from the gist of the present invention. Of course it is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above embodiments, and should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.
Claims (7)
탄소나노튜브(CNT), 분산제, 및 수계 용매를 포함하며,
상기 분산제가 폴리비닐피롤리돈 및 스티렌-아크릴 공중합체를 포함하고,
상기 스티렌-아크릴 공중합체는 스티렌 단량체와 아크릴 단량체의 몰 비율이 75 : 25 내지 25 : 75이고,
상기 스티렌-아크릴 공중합체에 있어서 스티렌 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, α-에틸스티렌, p-메틸스티렌, p-에틸스티렌, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 분산제는 상기 탄소나노튜브 100 중량부에 대하여 10 내지 500 중량부로 포함되고,
상기 분산제는 폴리비닐피롤리돈 100 중량부 및 스티렌-아크릴 공중합체 5 내지 80 중량부를 포함하고,
상기 탄소나노튜브 분산액은 점도(cps)가 1700 이하인,
탄소나노튜브 분산액.As a carbon nanotube dispersion,
Contains carbon nanotubes (CNT), a dispersant, and an aqueous solvent,
The dispersant comprises polyvinylpyrrolidone and a styrene-acrylic copolymer,
The styrene-acrylic copolymer has a molar ratio of styrene monomer to acrylic monomer of 75:25 to 25:75,
In the styrene-acrylic copolymer, the styrene monomer is selected from the group consisting of styrene, α-methylstyrene, α-ethylstyrene, p-methylstyrene, p-ethylstyrene, and mixtures thereof;
The dispersant is included in an amount of 10 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon nanotubes,
The dispersant comprises 100 parts by weight of polyvinylpyrrolidone and 5 to 80 parts by weight of a styrene-acrylic copolymer,
The carbon nanotube dispersion has a viscosity (cps) of 1700 or less,
Carbon nanotube dispersion.
상기 스티렌-아크릴 공중합체는 중량평균분자량이 10,000 내지 40,000인 것을 특징으로 하는, 탄소나노튜브 분산액.The method according to claim 1,
The styrene-acrylic copolymer has a weight average molecular weight of 10,000 to 40,000, characterized in that the carbon nanotube dispersion.
상기 분산제는 음이온 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 탄소나노튜브 분산액.The method according to claim 1,
The dispersing agent, characterized in that it comprises an anionic surfactant, carbon nanotube dispersion.
상기 탄소나노튜브는 상기 탄소나노튜브 분산액 전체 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량% 포함된 것을 특징으로 하는, 탄소나노튜브 분산액.
The method according to claim 1,
The carbon nanotube dispersion, characterized in that contained in 0.01 to 10% by weight based on the total weight of the carbon nanotube dispersion.
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