[发明专利]碳材料分散组合物及其制造方法

说明书

本发明公开了一种碳材料分散组合物及其制造方法，所述碳材料分散组合物能够增加碳材料的添加量，且能够有效分散上述碳材料。上述碳材料分散组合物包含：选自由石墨烯、石墨、炭黑、碳纳米管及它们的混合物组成的组中的碳材料；分散剂；及溶剂，上述分散剂包含彼此具有不同的分子量的第一聚合物和第二聚合物。

技术领域

本发明涉及碳材料分散组合物及其制造方法，更详细而言，涉及能够增加碳材料的添加量，且能够有效分散碳材料的碳材料分散组合物及其制造方法。

背景技术

石墨烯(graphene)是碳原子以六边形蜂窝状连接而具有二维片(sheet)形状的碳结晶。石墨烯是具有金属的性质和非金属的性质这两者的物质，石墨烯的抗拉强度与钢铁相比强311倍，电子迁移率与硅相比快1,000倍，导热率与铜相比大10倍以上，透明程度达使光的98％通过，且具有即使弯曲或拉伸也维持特性的性质。由于这样的性质，可以应用于纳米材料、油墨、糊剂(Paste)、阻隔材料、散热材料、超轻材料、高强度材料、能源电极材料、新一代半导体、透明电极等多种多样的用途。

为了将石墨烯容易地以大面积涂布于基材，广泛利用溶液工序。在溶液工序的情况下，为了确保与基材的密合力，使用额外的粘合剂。这样使用粘合剂的情况下，通常将石墨烯、分散剂、粘合剂等单纯混合而使用。如果这样单纯混合粘合剂和石墨烯，则石墨烯的分散稳定性可能下降。由此，需要额外选择使石墨烯良好地分散且具有充分的结合力的粘合剂。此外，需要恰当选择分散剂以不对涂布组合物的物性造成不良影响。此外，为了使石墨烯良好地分散于粘合剂，有时在石墨烯上连接官能团而制成氧化石墨烯，但用这样的氧化石墨烯制造涂布液的情况下，为了提高分散性和涂布性，需要添加高分子量的分散剂。

作为上述分散剂，使用表面活性剂或分散型高分子，这样的情况下，涂布液的流动差或者触变性指数(thixotropy index，T.I.)高，因而难以使大量的石墨烯分散，在为了改善分散性而添加过量的表面活性剂的情况下，涂膜的导电性、导热性、热稳定性和附着性会下降。已知以往通过酸处理而制造氧化石墨烯(Graphene oxide，GO)并将氧化石墨烯的末端用胺基取代而制成的石墨烯(参照聚合物(Polymer)(韩国)，Vol.35，No.3，265-271，May，2011)，为了分散碳材料利用表面活性剂作为分散剂(参照日本公开专利2009-084082号和日本公开专利2009-190924号)，但在制造涂布液时，存在无法添加高含量碳材料，流动性低这样的问题。因此，要求包含能够改善碳材料的含量、分散性和流动性的分散剂的组合物。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供能够增加碳材料的添加量，且能够改善包含上述碳材料的组合物的流动性和触变性指数的碳材料分散组合物及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种碳材料分散组合物，其包含：选自由石墨烯、石墨、炭黑、碳纳米管及它们的混合物组成的组中的碳材料；分散剂；及溶剂，上述分散剂包含彼此具有不同的分子量的第一聚合物和第二聚合物。此外，本发明提供一种碳材料分散组合物的制造方法，其包括将碳材料、分散剂和溶剂混合的步骤，上述碳材料选自由石墨烯、石墨、炭黑、碳纳米管及它们的混合物组成的组，上述分散剂包含彼此具有不同的分子量的第一聚合物和第二聚合物。

根据本发明的碳材料分散组合物及其制造方法，能够添加高含量的碳材料，且能够改善包含碳材料的组合物的流动性和触变性指数。

具体实施方式

以下，详细说明本发明。

根据本发明的碳材料分散组合物能够添加高含量的碳材料，分散性和涂布性优异，且包含碳材料、碳材料用分散剂和溶剂。

上述碳材料作为导电性、导热性、热稳定性和附着性优异的化合物，其选自由石墨烯(Graphene)、膨胀石墨(Expanded graphite)等石墨(Graphite)、炭黑(Carbon black)、碳纳米管(Carbon nanotube，CNT)等组成的组。