KR101349670B1 - Highly conductive carbon nanotubes having vertical bundle moieties and highly conductive coating solution using the same - Google Patents
Highly conductive carbon nanotubes having vertical bundle moieties and highly conductive coating solution using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101349670B1 KR101349670B1 KR1020100137497A KR20100137497A KR101349670B1 KR 101349670 B1 KR101349670 B1 KR 101349670B1 KR 1020100137497 A KR1020100137497 A KR 1020100137497A KR 20100137497 A KR20100137497 A KR 20100137497A KR 101349670 B1 KR101349670 B1 KR 101349670B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- carbon nanotube
- carbon nanotubes
- sheet
- catalyst particles
- carbon
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
- C01B32/16—Preparation
- C01B32/162—Preparation characterised by catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/24—Electrically-conducting paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
- C01B2202/20—Nanotubes characterized by their properties
- C01B2202/22—Electronic properties
Abstract
본 발명은 수직 배향된 번들 구조를 지닌 고전도성 탄소나노튜브 및 그의 제조방법 및 이를 이용한 고전도성 코팅액 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 비정질 결정구조로 이루어진 두께와 너비의 비율이 1:1∼1:30 범위를 갖는 쉬트형 촉매입자에 탄소 공급원을 제공하여 열화학적 기상증착법으로 합성시킨 번들 구조를 지닌 고전도성 탄소나노튜브 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 쉬트형 촉매 입자를 이용하여 열화학적 기상증착법으로 탄소나노튜브를 합성하게 되면 촉매 쉬트의 상면 및 하면의 양쪽방향으로 수직 배향된 번들의 직경이 10~100㎛ 범위이고 길이가 10~500㎛ 범위인 번들 구조를 지닌 탄소나노튜브가 합성되고 또한 상기 방법에 의해 제조된 번들 구조의 탄소나노튜브를 사용하여 제조된 정전기방지용 전도성 코팅액에 관한 것이다.The present invention relates to a highly conductive carbon nanotube having a vertically oriented bundle structure, a method for preparing the same, and a composition for coating a highly conductive liquid using the same. More specifically, a highly conductive carbon nanoparticle having a bundle structure synthesized by thermochemical vapor deposition by providing a carbon source to a sheet-type catalyst particle having a ratio of thickness and width having an amorphous crystal structure in the range of 1: 1 to 1:30. A tube and a method of manufacturing the same. In addition, when the carbon nanotubes are synthesized by thermochemical vapor deposition using the sheet-type catalyst particles, the diameter of the bundle vertically oriented in both directions of the upper and lower surfaces of the catalyst sheet is in the range of 10 to 100 μm, and the length is 10. A carbon nanotube having a bundle structure in the range of ˜500 μm is synthesized, and also relates to an antistatic conductive coating liquid prepared using the carbon nanotube having a bundle structure prepared by the above method.
Description
본 발명은 수직 배향된 번들 구조를 지닌 고전도성 탄소나노튜브 및 그의 제조방법 및 이를 이용한 고전도성 코팅액 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 비정질 결정구조로 이루어진 두께와 너비의 비율이 1:1∼1:30 범위를 갖는 쉬트형 촉매입자에 탄소 공급원을 제공하여 열화학적 기상증착법으로 합성시킨 번들 구조를 지닌 고전도성 탄소나노튜브 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a highly conductive carbon nanotube having a vertically oriented bundle structure, a method for preparing the same, and a composition for coating a highly conductive liquid using the same. More specifically, a highly conductive carbon nanoparticle having a bundle structure synthesized by thermochemical vapor deposition by providing a carbon source to a sheet-type catalyst particle having a ratio of thickness and width having an amorphous crystal structure in the range of 1: 1 to 1:30. A tube and a method of manufacturing the same.
또한 본 발명은 상기 쉬트형 촉매 입자를 이용하여 열화학적 기상증착법으로 탄소나노튜브를 합성하게 되면 촉매 쉬트의 상면 및 하면의 양쪽방향으로 수직 배향된 번들의 직경이 10~100㎛ 범위이고 길이가 10~500㎛ 범위인 번들 구조를 지닌 탄소나노튜브가 합성되고 또한 상기 방법에 의해 제조된 번들 구조의 탄소나노튜브를 사용하여 제조된 정전기방지용 전도성 코팅액에 관한 것이다.
In addition, when the carbon nanotubes are synthesized by thermochemical vapor deposition using the sheet-type catalyst particles, the diameter of the bundle vertically oriented in both directions of the upper and lower surfaces of the catalyst sheet is in the range of 10 to 100 μm, and the length is 10. A carbon nanotube having a bundle structure in the range of ˜500 μm is synthesized, and also relates to an antistatic conductive coating liquid prepared using the carbon nanotube having a bundle structure prepared by the above method.
1991년 이지마 박사[S.Iijima, Nature, 354(1991)]의 탄소나노튜브 발견으로 인하여 더욱 더 나노탄소물질에 대한 관심이 집중되고 세계적인 연구개발이 진행되면서 나노탄소소재가 갖고 있는 다양하고 유익한 물리 화학적 특성들은 최근 구조 제어 기술의 발달로 인하여 고분자 보강재 분야 의약품분야 에너지 저장분야 고분자 합성 촉매 담지 분야 등에서 새로운 소재 가치를 추구하는 중이다.
The discovery of carbon nanotubes by Dr. S.Iijima, Nature, 354 (1991) in 1991 led to the growing interest in nano-carbon materials and the progress of global research and development. Due to the recent development of structural control technology, chemical properties are pursuing new material values in the field of polymer reinforcement, pharmaceuticals, energy storage, and polymer synthesis catalysts.
한편 나노탄소소재의 결정 구조 해석에 대한 연구는 미국의 Baker와 N. M. Rodriguez 연구그룹에 의해 상세히 진행된 바 있다(J. Mater. Res., Vol 8 : 3233~3250, 1993). 탄소나노튜브 제조방법으로 아크 방전법(Arc discharging method) 레이저 기화법(Laser ablation method) 촉매 성장법(Catalytic growing method) 플라스마 합성법(Plasma synthetic method)등이 개시되어있으며 하기와 같은 여러 문헌에서 언급되고 있다. R. E. Smalley et al., J. Phs. Chem., 243, 49(1995); M. Endo et al., Carbon, 33, 873(1995); 미국특허 제 5,424,054호; Chem. Phys. Lett., vol.243, pp.1-12(1995); Science, vol.273, pp.483-487(1996) 미국특허 제 6,210,800호 등이다.
On the other hand, studies on the crystal structure analysis of nanocarbon materials have been conducted in detail by Baker and NM Rodriguez research group in the US (J. Mater. Res., Vol 8: 3233 ~ 3250, 1993). As a method of manufacturing carbon nanotubes, an arc discharging method, a laser ablation method, a catalytic growing method, a plasma synthetic method, and the like have been disclosed, and are mentioned in various documents as follows. have. RE Smalley et al. , J. Phs. Chem. , 243, 49 (1995); M. Endo et al. , Carbon , 33, 873 (1995); US Patent No. 5,424,054; Chem. Phys. Lett ., Vol. 243, pp. 1-12 (1995); Science , vol. 273, pp. 483-487 (1996) US Pat. No. 6,210,800 and the like.
산업적 이용 측면에서 저렴하고 양질의 탄소나노튜브를 생산하는 것이 매우 중요하다. 소재의 섬경이나 길이와 같은 구조적 제어는 전이금속 및 촉매 지지체 혹은 담지체와의 상호 작용의 이해를 통해 접근이 가능한 것으로 알려져 있다.
In terms of industrial use, it is very important to produce inexpensive and high quality carbon nanotubes. Structural control, such as islanding and length of the material, is known to be accessible through understanding the interaction with transition metals and catalyst supports or carriers.
PCT 국제특허공개 WO 2006/050903호 '불균질 촉매 상 기체 탄소 화합물의 분해에 의한 탄소나노튜브의 제조용 촉매'에서는 Mn, Co 및 선택적으로 Mo를 촉매활성물질로 사용하고 지지물질을 포함하는 전이금속 촉매계를 개발하여 섬경 3~150nm의 탄소나노튜브 합성 수율을 향상시킨 방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 특허문헌에서는 용액 전도성을 높이는 촉매 입자의 형상의 역할에 대해 특별히 개시한 바 없다.
In PCT International Patent Publication No. WO 2006/050903, 'Catalysts for the production of carbon nanotubes by decomposition of gaseous carbon compounds on heterogeneous catalysts', transition metals containing Mn, Co and optionally Mo as catalytically active materials and supporting materials Disclosed is a method of improving the yield of carbon nanotubes having a diameter of 3 to 150 nm by developing a catalyst system. However, the patent document does not specifically disclose the role of the shape of the catalyst particles to increase the solution conductivity.
대한민국 공개특허 제10-2006-18472호 '메카노케미컬 처리된 촉매를 이용한 탄소나노섬유의 제조방법'에서는 탄소나노섬유 제조용 촉매인 니켈과 담체인 마그네슘을 혼합시켜 특정의 반응 조건에서 메카노케미컬 처리한 담지 촉매를 사용하고 탄소원으로 아세틸렌을 이용하여 화학적 기상증착법으로 탄소나노섬유를 제조하는 방법을 개시하고 있다.
Republic of Korea Patent Publication No. 10-2006-18472 'Method for producing carbon nanofibers using mechanochemically treated catalyst' in the process of the mechanochemical treatment under specific reaction conditions by mixing nickel and magnesium as a catalyst for the production of carbon nanofibers Disclosed is a method for producing carbon nanofibers by chemical vapor deposition using one supported catalyst and acetylene as a carbon source.
또한 대한민국 공개특허 제10-2005-78596호 '탄소나노튜브 정제방법 및 이를 이용한 탄소 나노튜브 제조방법'에서는 플라즈마 화학적 기상증착공정을 이용한 탄소나노튜브 제조방법에 있어서, 탄소나노튜브 성장을 위한 기판을 마련하는 단계와 플라즈마 화학적 기상증착공정을 이용하여 상기 기판 상에 탄소나노튜브를 성장시키는 단계와 불활성 가스의 플라즈마를 이용하여 상기 탄소나노튜브를 정제하는 단계로 구성된 플라즈마 화학적 기상증착공정을 개시하고 있다. 그러나 상기와 같은 촉매조성물로 제조된 탄소나노튜브들의 용액 전도성을 본질적으로 향상시키는 기술 수단에 대한 해석이나 언급은 전무한 상태이다.
In addition, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2005-78596 'carbon nanotube purification method and carbon nanotube manufacturing method using the same' in the carbon nanotube manufacturing method using a plasma chemical vapor deposition process, a substrate for carbon nanotube growth A plasma chemical vapor deposition process comprising the steps of preparing and growing carbon nanotubes on the substrate using a plasma chemical vapor deposition process and purifying the carbon nanotubes using plasma of an inert gas are disclosed. . However, there are no interpretations or references to technical means for improving the solution conductivity of carbon nanotubes prepared by the catalyst composition as described above.
탄소나노튜브 제조기술과 관련하여 다수의 학술문헌이나 특허문헌에 언급된 탄소나노튜브용 촉매 제조법은 전이금속 및 지지체 혹은 담지체 입자의 크기 형상 그리고 상호간의 조성비에 의해 결정된다고 볼 수 있다. 촉매 제조에 대한 언급은 이미 P. E. Anderson et al., J. Mater. Res., 14(7), 2912(1999) 및 R. J. Best, W. W. Russell, J. Am. Chem. Soc., 76, 838(1954) 등에서 제시되었으나 촉매 활성의 향상이나 탄소나노튜브의 구조적 특징은 수많은 촉매합성 변수 제어를 통해 지속적으로 발전되어 왔다.
The method for preparing carbon nanotube catalysts mentioned in a number of academic and patent literature related to carbon nanotube manufacturing technology can be determined by the size shape of transition metal and support or carrier particles and the composition ratio between them. References to catalyst preparation have already been made by PE Anderson et al. , J. Mater. Res. , 14 (7), 2912 (1999) and RJ Best, WW Russell, J. Am. Chem. Soc. , 76, 838 (1954), but the improvement of the catalytic activity and the structural characteristics of carbon nanotubes have been continuously developed through the control of a number of catalyst synthesis parameters.
그러나 이러한 탄소나노튜브 합성과 관련된 종래의 기술들은 탄소나노튜브의 용액내 분산을 손쉽고 효과적으로 시킬 수 있는 탄소나노튜브의 형상과 연관시켜 설명하는 면에서는 그 내용이 부족하며 배치식이나 연속식 합성방법에 상관없이 전도성 탄소나노튜브 제조에 적합한 촉매의 특징을 규정한 기술적 문헌은 많지 않다.
However, the related arts related to the synthesis of carbon nanotubes are insufficient in the context of explaining the shape of carbon nanotubes which can easily and effectively disperse the dispersion of carbon nanotubes in solution. Regardless, there are not many technical literatures that characterize catalysts suitable for the production of conductive carbon nanotubes.
대부분의 탄소나노튜브 제조용 촉매 입자의 형상들은 구형이나 미분쇄된 미세 분말의 형태를 갖는다. 최근 유동화 촉매 개념으로 중공(hollow) 타입의 구형입자를 사용하는 방법들이 제시되고 있다. 한편 반도체 공정을 응용한 배향성 탄소나노튜브의 수직 성장이 시도되고 있으나 코팅용액이나 고분자 컴파운딩에 적합한 경제적인 합성 공정이라 볼 수 없다.
Most carbon nanotube catalyst particles have the shape of spherical or finely divided fine powder. Recently, methods using hollow type spherical particles have been proposed as a fluidization catalyst concept. On the other hand, vertical growth of oriented carbon nanotubes using a semiconductor process has been attempted, but it is not an economical synthesis process suitable for coating solution or polymer compounding.
엉켜있는 탄소나노튜브 응집체를 개별적인 섬유상으로 분산시키기 위해서는 화학적 표면 개질을 통해 분산력을 향상시키거나 고에너지의 전단력을 가해줘야 하지만 대부분 그 과정에서 분쇄 절단이라는 물성의 열화 메카니즘이 동시에 발생되어 탄소나노튜브 본연의 특성을 살리기가 어려운 실정이다.
In order to disperse the entangled carbon nanotube aggregates into individual fibrous forms, it is necessary to improve the dispersing force through chemical surface modification or to apply high energy shearing force. However, in the process, the deterioration mechanism of pulverization and cutting occurs simultaneously. It is difficult to utilize the characteristics of the situation.
일본의 하다 연구그룹에서는 제한된 매질 표면에 급속성장기술(super-growth CNT)을 바탕으로 수직배향 기술을 제시하였다. 이러한 배향성 타입의 탄소나노튜브(array or aligned CNTs bundles)들은 엉김 타입(entangled CNT particles)보다 분산 측면에서 유리할 것이라 추정된다. 이러한 배향성 타입을 분체 입자형태로 열화학증착법으로 대량 생산할 수 있다면 고분자 복합재 응용이나 용액 분산에 있어서 분산 에너지가 훨씬 적게 요구될 것으로 예상되어진다. 이러한 고분산 메카니즘은 도5에 나타낸 것처럼 단계적으로 마크로 크기(macro size)에서 마이크로 단위(micro size)로 궁극적으로는 나노크기의 분산 단위로 진행될 것으로 판단된다.
The Hada Research Group in Japan has proposed a vertical orientation technique based on super-growth CNTs on a limited medium surface. It is assumed that such oriented type carbon nanotubes (array or aligned CNTs bundles) will be advantageous in terms of dispersion than entangled CNT particles. If the oriented type can be mass-produced in the form of powder particles by thermochemical vapor deposition, it is expected that much less dispersion energy is required for polymer composite application or solution dispersion. Such a high dispersion mechanism is expected to proceed step by step from macro size to micro size and ultimately to nano size dispersion unit as shown in FIG. 5.
종래의 기술 방법으로 제조할 경우 분산공정에서 절단 분쇄 등과 같은 구조적 결함 발생 가능성이 높아 탄소나노튜브의 고유 고전도성 물성을 활용하는 데에 제한이 되고 있다.
In the case of manufacturing by the prior art method, there is a high possibility of structural defects such as cutting and grinding in the dispersion process has been a limitation in utilizing the inherent high conductivity properties of carbon nanotubes.
따라서 본 발명자들은 탄소나노튜브의 전도성 특징을 최대한 증진시킨 번들 구조의 탄소나노튜브 합성 방법과 상기 고전도성을 지닌 번들형 탄소나노튜브를 코팅 용액에 분산시킨 수용성 고전도성 코팅용액을 제조하기 위해 연구를 계속하던 중 비정질 결정구조로 이루어진 두께와 너비의 비율이 1:1∼1:30 범위를 갖는 쉬트형 촉매입자에 탄소 공급원을 열화학적 기상증착법으로 합성하여 촉매 쉬트의 상면 및 하면의 양쪽방향으로 수직 배향된 번들의 직경이 10~100㎛ 범위이고 길이가 10~500㎛ 범위의 수직 배향된 번들 구조를 지닌 탄소나노튜브를 제조함으로써 본 발명을 완성하게 된 것이다.
Therefore, the present inventors have studied to prepare a method for synthesizing a carbon nanotube of a bundle structure that maximizes the conductivity characteristics of the carbon nanotubes and to prepare a water-soluble high conductivity coating solution in which the bundle type carbon nanotubes having the high conductivity are dispersed in a coating solution. During this process, the carbon source was synthesized by thermochemical vapor deposition on a sheet-type catalyst particle having an amorphous crystal structure with a thickness and width in the range of 1: 1 to 1:30, and was perpendicular to both the top and bottom surfaces of the catalyst sheet. The present invention has been completed by manufacturing carbon nanotubes having a vertically oriented bundle structure having a diameter in the range of 10 to 100 μm and a length in the range of 10 to 500 μm.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 탄소나노튜브의 전도성 특징을 최대한 증진시킨 번들 구조의 탄소나노튜브 합성 방법과 상기 고전도성을 지닌 번들형 탄소나노튜브를 코팅 용액에 분산시킨 수용성 고전도성 코팅용액을 개발코자 한 것이다. 즉 비정질 결정구조로 이루어진 두께와 너비의 비율이 1:1∼1:30 범위를 갖는 쉬트형 촉매입자에 탄소 공급원을 제공하여 열화학적 기상증착법으로 합성하여 촉매 쉬트의 상면 및 하면의 양쪽방향으로 수직 배향된 번들의 직경이 10~100㎛ 범위이고 길이가 10~500㎛ 범위의 수직 배향된 번들 구조를 지닌 탄소나노튜브를 개발코자 한 것이다.
The problem to be solved by the present invention is to develop a method of synthesizing a carbon nanotubes of the bundle structure to maximize the conductive characteristics of the carbon nanotubes and to develop a water-soluble high conductivity coating solution in which the bundle-type carbon nanotubes having the high conductivity is dispersed in a coating solution It was a good thing. That is, by providing a carbon source to a sheet-type catalyst particle having a thickness and width ratio of an amorphous crystal structure in the range of 1: 1 to 1:30, synthesized by thermochemical vapor deposition, it is perpendicular to both the top and bottom surfaces of the catalyst sheet. It is intended to develop carbon nanotubes having a vertically oriented bundle structure having a diameter of the oriented bundles in the range of 10 to 100 μm and a length of 10 to 500 μm.
본 발명의 목적은 비정질상 쉬트형 전이금속 촉매입자에 탄소 공급원을 주입하고 400 내지 800℃에서 화학적 기상증착법으로 촉매입자 상하단에 수직형상으로 번들 구조의 탄소나노튜브를 성장시켜 제조된 번들 구조의 탄소나노튜브 제조 방법에 있어서,An object of the present invention is to inject a carbon source into the amorphous sheet-type transition metal catalyst particles and to grow the carbon nanotubes of the bundle structure in a vertical shape on the upper and lower ends of the catalyst particles by chemical vapor deposition at 400 to 800 ℃ carbon nanotubes of the bundle structure In the tube manufacturing method,
상기 비정질상 쉬트형 전이금속 촉매입자의 형상은Shape of the amorphous sheet-type transition metal catalyst particles is
촉매입자의 너비(Wcat)는 3 내지 30㎛이고, 촉매입자의 길이(Lcat)는 3 내지 30㎛이고, 촉매입자의 두께(Tcat)는 0.1 내지 3㎛이며, The width (Wcat) of the catalyst particles is 3 to 30㎛, the length (Lcat) of the catalyst particles is 3 to 30㎛, the thickness (Tcat) of the catalyst particles is 0.1 to 3㎛,
쉬트형 촉매입자의 너비/쉬트형 촉매입자의 길이(Wcat/Lcat)가 0.1 내지 10 범위이고 쉬트형 촉매입자의 길이/쉬트형 촉매입자의 두께(Lcat/Tcat)가 1 내지 300 범위임을 특징으로 하는 번들 구조의 탄소나노튜브 제조 방법을 제공하는 것이다.
The width of sheet-type catalyst particles / length of sheet-type catalyst particles (Wcat / Lcat) ranges from 0.1 to 10, and the length of sheet-type catalyst particles / thickness of sheet type catalyst particles (Lcat / Tcat) ranges from 1 to 300. It is to provide a carbon nanotube manufacturing method of the bundle structure.
이때 상기 번들 구조의 탄소나노튜브는 상기 쉬트형 촉매 입자의 상부 방향 또는 하부 방향으로 동시에 성장되는 것이며, At this time, the carbon nanotubes of the bundle structure are grown simultaneously in the upper direction or the lower direction of the sheet-type catalyst particles,
쉬트형 촉매입자 상부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT1)/탄소나노튜브 번들의 직경(WCNT)이 1 내지 10 범위이고, 쉬트형 촉매입자 하부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT2)/탄소나노튜브 번들의 직경(WCNT)이 1 내지 10 범위이고, 탄소나노튜브 번들의 전체 길이(LtCNT)/쉬트형 촉매입자의 두께(Tcat)가 100 내지 500 범위이며, 탄소나노튜브 번들의 전체 길이(LtCNT)는 상부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT1), 하부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT2) 및 쉬트형 촉매입자의 두께(Tcat)의 합임을 특징으로 한다.
Carbon nanotube length (L CNT1 ) vertically grown toward the sheet-type catalyst particles (L CNT1 ) / CNT diameter (W CNT ) ranges from 1 to 10, and carbon nanotube length (L vertically grown toward the bottom of the sheet-type catalyst particles) CNT2 ) / carbon nanotube bundle diameter (W CNT ) is in the range of 1 to 10, the total length of the carbon nanotube bundle (L tCNT ) / sheet type catalyst particles (Tcat) is in the range of 100 to 500, carbon nano The total length (L tCNT ) of the tube bundle is the sum of the length of carbon nanotubes (L CNT1 ) grown vertically in the upper direction, the length of carbon nanotubes (L CNT2 ) grown vertically in the lower direction and the thickness (Tcat) of the sheet-type catalyst particles. It features.
또한 쉬트형 촉매입자 상부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT1)는 10 내지 100㎛이고, 쉬트형 촉매입자 하부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT2)는 10 내지 100㎛이며, 탄소나노튜브 번들의 직경(WCNT)은 3 내지 30㎛임을 특징으로 한다.
In addition, the length of carbon nanotubes (L CNT1 ) vertically grown in the sheet-type catalyst particles upward direction is 10 to 100 μm, and the length of carbon nanotubes (L CNT2 ) vertically grown in the sheet-type catalyst particles downward direction is 10 to 100 μm. The diameter (W CNT ) of the nanotube bundle is characterized in that 3 to 30㎛.
이때 상기 탄소나노튜브의 섬경은 5~20nm 임을 특징으로 한다.
At this time, the island diameter of the carbon nanotubes is characterized in that 5 ~ 20nm.
이때 번들형 탄소나노튜브 제조용 촉매 입자의 겉보기밀도는 0.05~0.90g/cc임을 특징으로 한다.
At this time, the apparent density of the catalyst particles for producing the bundle-type carbon nanotubes is characterized in that 0.05 ~ 0.90g / cc.
또한 본 발명의 또다른 목적은 상기 방법에 따라 제조된 번들 구조의 탄소나노튜브를 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention to provide a carbon nanotube of the bundle structure prepared according to the above method.
또한 본 발명의 또다른 목적은 상기 번들 구조의 탄소나노튜브를 수용성 용매에 분산시킨 높은 전기전도도를 지닌 수용성 고전도성 탄소나노튜브 코팅액 조성물에 있어서, 상기 탄소나노튜브 고형물 함량이 0.01~3 중량% 임을 특징으로 하는 수용성 고전도성 탄소나노튜브 코팅액 조성물을 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention is a water-soluble high conductivity carbon nanotube coating liquid composition having a high electrical conductivity in which the carbon nanotubes of the bundle structure are dispersed in a water-soluble solvent, wherein the carbon nanotube solids content is 0.01 to 3% by weight. It is to provide a water-soluble high conductivity carbon nanotube coating liquid composition characterized in.
또한 이온성 또는 비이온성 분산제를 0.01~5 중량% 포함함을 특징으로 한다.
In addition, the ionic or nonionic dispersant is characterized in that it comprises 0.01 to 5% by weight.
이때 상기 이온성 분산제는 소디움 도데실 벤젠 설폰네이트(NaDDBS), 소디움 도데실 설페이트(SDS), 세틸트리메틸 암모니움 클로라이드(CTAC), 도데실트리메틸 암모니움 브로마이드(DTAB)중에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 한다.
The ionic dispersant is at least one selected from sodium dodecyl benzene sulfonate (NaDDBS), sodium dodecyl sulfate (SDS), cetyltrimethyl ammonium chloride (CTAC), dodecyltrimethyl ammonium bromide (DTAB) do.
또한 상기 비이온성 분산제는 비이온성 분산제의 헤드부가 방향족 탄화수소기인 벤젠, 나프탈렌, 아세나프탈렌, 아세나프텐, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 벤즈안트라센 또는 이들의 혼합된 형태이고, 헤드부에 연결되는 말단부는 친수성 반복단위인 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드 단량체로 구성된 고분자 사슬임을 특징으로 한다.
In addition, the nonionic dispersant is benzene, naphthalene, acenaphthalene, acenaphthene, anthracene, phenanthrene, pyrene, benzanthracene, or a mixture thereof, in which the head portion of the nonionic dispersant is an aromatic hydrocarbon group, and the terminal portion connected to the head portion is hydrophilic repeating. Characterized in that it is a polymer chain composed of ethylene oxide or propylene oxide monomer as a unit.
본 발명의 또다른 목적은 수용성 고전도성 탄소나노튜브 코팅액 조성물을 대전방지, 전자파 차폐 및 고열전도성 분야에 적용하는 것을 특징으로 하는 수용성 고전도성 탄소나노튜브 코팅액 조성물의 사용방법을 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a method for using a water-soluble highly conductive carbon nanotube coating liquid composition, wherein the water-soluble highly conductive carbon nanotube coating liquid composition is applied to an antistatic, electromagnetic shielding, and high thermal conductivity field.
본 발명의 효과는 본 발명의 방법에 의해 제조된 수직 배향된 번들 구조의 탄소나노튜브를 함유하는 정전기방지용 전도성 코팅액을 제공하는 것이다. 상기 코팅액 내의 탄소나노튜브의 고형물 함량은 0.01~3 중량% 범위이고 이온성 또는 비이온성 분산제의 함량은 0.01~5 중량% 범위인 고전도성 코팅액 조성물은 정전기방지기능, 전자파차폐, 고강도 기능 등이 요구되는 반도체 트레이, 자동차 부품, 가전전자기부품소재 등과 같은 응용 분야에 코팅용액을 제공함으로써 경제적인 가격으로 탄소나노튜브를 제공할 수 있는 이점을 지니는 것이다.
An effect of the present invention is to provide an antistatic conductive coating liquid containing carbon nanotubes of a vertically oriented bundle structure produced by the method of the present invention. The highly conductive coating liquid composition in which the solid content of the carbon nanotubes in the coating liquid is in the range of 0.01 to 3% by weight and the content of the ionic or nonionic dispersant is in the range of 0.01 to 5% by weight is required for antistatic function, electromagnetic shielding, high strength function, etc. By providing a coating solution for applications such as semiconductor trays, automotive parts, and home electronics and electronic parts materials, it is possible to provide carbon nanotubes at an economical price.
도 1은 본 발명의 실시예에서 제조된 고전도성 탄소나노튜브 번들의 전계방사 주사전자현미경(FE-SEM) 사진이다.(배율 700배)
도 2는 본 발명의 실시예에서 제조된 고전도성 탄소나노튜브 번들의 전계방사 주사전자현미경(FE-SEM) 사진이다.(배율 20,000배)
a)쉬트형 촉매 분체의 두께 영역
b) 쉬트형 촉매 분체 입자의 수직 배향된 탄소나노튜브 번들 영역
도 3은 실시예에서 제조된 촉매입자 형상도 및 이를 이용하여 제조한 탄소나노튜브 번들의 형상도이다.
a) 활성 촉매입자, b) 쉬트형 촉매 분체 형상, c) 쉬트형 촉매 분체의 너비의 크기, d) 쉬트형 촉매 분체의 길이의 크기, e) 쉬트형 촉매 분체의 두께, f) 탄소나노튜브 번들 너비의 크기, g) 쉬트형 촉매 분체 상방향으로 성장된 탄소나노튜브 번들 길이의 크기, h) 쉬트형 촉매 분체 하방향으로 성장된 탄소나노튜브 번들 길이의 크기
도 4는 본 발명의 실시예에서 사용된 비정질 촉매입자의 X-레이 회절 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 제조된 고분산 탄소나노튜브 번들 입자들의 용매내에서의 분산 단계별 형상을 개략화한 메카니즘 설명도이다.
A) 분산전 고전도성 탄소나노튜브 번들입자 형상
B) 마크로 크기(macro size)의 번들입자 분산 형상
C) 마이크로 크기(micro size)의 번들입자 분산 형상
D) 나노 크기의 입자 분산 형상1 is a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) photograph of a highly conductive carbon nanotube bundle manufactured in an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) photograph of the highly conductive carbon nanotube bundle prepared in the embodiment of the present invention. (20,000 times magnification)
a) thickness range of sheet-type catalyst powder
b) vertically oriented carbon nanotube bundle regions of sheet-like catalyst powder particles
3 is a shape diagram of the catalyst particles prepared in the embodiment and a carbon nanotube bundle manufactured using the same.
a) active catalyst particles, b) sheet catalyst powder shape, c) width of sheet catalyst powder, d) length of sheet catalyst powder, e) thickness of sheet catalyst powder, f) carbon nanotubes The size of the bundle width, g) the size of the carbon nanotube bundle length grown upwards of the sheet catalyst powder, h) the size of the carbon nanotube bundle length grown downwards of the sheet catalyst powder
Figure 4 is an X-ray diffraction graph of the amorphous catalyst particles used in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a mechanism of the step-by-step shape in the solvent of the highly dispersed carbon nanotube bundle particles prepared in the embodiment of the present invention.
A) Shape of high-conductivity carbon nanotube bundle particles before dispersion
B) Bundle particle dispersion shape of macro size
C) Micro particle bundle particle dispersion shape
D) Nano-Sized Particle Dispersion Geometry
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 수직 배향된 번들 구조를 지닌 고전도성 탄소나노튜브 및 그의 제조방법 및 이를 이용한 고전도성 코팅액 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 비정질 결정구조로 이루어진 두께와 너비의 비율이 1:1∼1:30 범위를 갖는 쉬트형 촉매입자에 탄소 공급원을 제공하여 열화학적 기상증착법으로 합성시킨 번들 구조를 지닌 고전도성 탄소나노튜브 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a highly conductive carbon nanotube having a vertically oriented bundle structure, a method for preparing the same, and a composition for coating a highly conductive liquid using the same. More specifically, a highly conductive carbon nanoparticle having a bundle structure synthesized by thermochemical vapor deposition by providing a carbon source to a sheet-type catalyst particle having a ratio of thickness and width having an amorphous crystal structure in the range of 1: 1 to 1:30. A tube and a method of manufacturing the same.
또한 본 발명은 상기 쉬트형 촉매 입자를 이용하여 열화학적 기상증착법으로 탄소나노튜브를 합성하게 되면 촉매 쉬트의 상면 및 하면의 양쪽방향으로 수직 배향된 번들의 직경이 10~100㎛ 범위이고 길이가 10~500㎛ 범위인 번들 구조를 지닌 탄소나노튜브가 합성되고 또한 상기 방법에 의해 제조된 번들 구조의 탄소나노튜브를 사용하여 제조된 정전기방지용 전도성 코팅액에 관한 것이다.
In addition, when the carbon nanotubes are synthesized by thermochemical vapor deposition using the sheet-type catalyst particles, the diameter of the bundle vertically oriented in both directions of the upper and lower surfaces of the catalyst sheet is in the range of 10 to 100 μm, and the length is 10. A carbon nanotube having a bundle structure in the range of ˜500 μm is synthesized, and also relates to an antistatic conductive coating liquid prepared using the carbon nanotube having a bundle structure prepared by the above method.
본 발명은 비정질상 쉬트형 전이금속 촉매입자에 탄소 공급원을 주입하고 400 내지 800℃에서 화학적 기상증착법으로 촉매입자 상하단에 수직형상으로 번들 구조의 탄소나노튜브를 성장시켜 제조된 번들 구조의 탄소나노튜브 제조 방법에 있어서,The present invention provides a carbon nanotube in a bundle structure prepared by injecting a carbon source into an amorphous sheet-type transition metal catalyst particle and growing carbon nanotubes in a bundle structure vertically above and below the catalyst particle by chemical vapor deposition at 400 to 800 ° C. In the method,
상기 비정질상 쉬트형 전이금속 촉매입자의 형상은Shape of the amorphous sheet-type transition metal catalyst particles is
촉매입자의 너비(Wcat)는 3 내지 30㎛이고, 촉매입자의 길이(Lcat)는 3 내지 30㎛이고, 촉매입자의 두께(Tcat)는 0.1 내지 3㎛이며, The width (Wcat) of the catalyst particles is 3 to 30㎛, the length (Lcat) of the catalyst particles is 3 to 30㎛, the thickness (Tcat) of the catalyst particles is 0.1 to 3㎛,
쉬트형 촉매입자의 너비/쉬트형 촉매입자의 길이(Wcat/Lcat)가 0.1 내지 10 범위이고 쉬트형 촉매입자의 길이/쉬트형 촉매입자의 두께(Lcat/Tcat)가 1 내지 300 범위임을 특징으로 하는 번들 구조의 탄소나노튜브 제조 방법을 제공하는 것이다.
The width of sheet-type catalyst particles / length of sheet-type catalyst particles (Wcat / Lcat) ranges from 0.1 to 10, and the length of sheet-type catalyst particles / thickness of sheet type catalyst particles (Lcat / Tcat) ranges from 1 to 300. It is to provide a carbon nanotube manufacturing method of the bundle structure.
이때 상기 번들 구조의 탄소나노튜브는 상기 쉬트형 촉매 입자의 상부 방향 또는 하부 방향으로 동시에 성장되는 것이며, 쉬트형 촉매입자 상부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT1)/탄소나노튜브 번들의 직경(WCNT)이 1 내지 10 범위이고, 쉬트형 촉매입자 하부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT2)/탄소나노튜브 번들의 직경(WCNT)이 1 내지 10 범위이고, 탄소나노튜브 번들의 전체 길이(LtCNT)/쉬트형 촉매입자의 두께(Tcat)가 100 내지 500 범위이며, 탄소나노튜브 번들의 전체 길이(LtCNT)는 상부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT1), 하부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT2) 및 쉬트형 촉매입자의 두께(Tcat)의 합이다.
At this time, the carbon nanotubes of the bundle structure are grown simultaneously in the upper direction or the lower direction of the sheet-type catalyst particles, the length of the carbon nanotube length (L CNT1 ) / carbon nanotube bundles vertically grown in the sheet-type catalyst particles upward direction (W CNT ) is in the range of 1 to 10, carbon nanotube length (L CNT2 ) / carbon nanotube bundle diameter (W CNT ) of the vertical growth in the sheet-type catalyst particles downward direction is in the range of 1 to 10, carbon nanotube bundle The total length (L tCNT ) / sheet type of catalyst particles (Tcat) is in the range of 100 to 500, the total length (L tCNT ) of the carbon nanotube bundle is a vertically grown carbon nanotube length (L CNT1 ), It is the sum of the length of carbon nanotubes L CNT2 vertically grown in the downward direction and the thickness Tcat of the sheet-type catalyst particles.
또한 쉬트형 촉매입자 상부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT1)는 10 내지 100㎛이고, 쉬트형 촉매입자 하부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT2)는 10 내지 100㎛이며, 탄소나노튜브 번들의 직경(WCNT)은 3 내지 30㎛이다.
In addition, the length of carbon nanotubes (L CNT1 ) vertically grown in the sheet-type catalyst particles upward direction is 10 to 100 μm, and the length of carbon nanotubes (L CNT2 ) vertically grown in the sheet-type catalyst particles downward direction is 10 to 100 μm. The diameter (W CNT ) of the nanotube bundles is 3 to 30 μm.
상기 본 발명은 하기 형상식으로 나타낼 수 있는 쉬트형 전이금속 촉매입자에 하기 형상식으로 나타낼 수 있는 번들 구조를 지닌 탄소나노튜브 번들을 제조하는 것이다.
The present invention is to produce a carbon nanotube bundle having a bundle structure that can be represented by the following transition formula to the sheet-type transition metal catalyst particles can be represented by the following formula.
쉬트형 촉매입자의 형상식은 다음과 같다.The formula of the sheet-type catalyst particles is as follows.
0.1≤[Wcat/Lcat]≤10, 1≤[Lcat/Tcat]≤300
0.1≤ [Wcat / Lcat] ≤10, 1≤ [Lcat / Tcat] ≤300
상기 식에서 In the above formula
[Wcat/Lcat]는 FE-SEM 관찰에 의한 쉬트형 촉매입자 형상의 기하학적인 비율로 [Wcat]는 쉬트형 촉매입자의 너비의 크기를 나타내고, [Lcat]는 길이방향의 크기를 나타내고, [Tcat]는 쉬트형 촉매입자의 두께의 크기를 나타낸다.[Wcat / Lcat] is the geometric ratio of the sheet-type catalyst particle shape by FE-SEM observation, [Wcat] is the size of the width of the sheet-type catalyst particle, [Lcat] is the length of the longitudinal direction, [Tcat] ] Indicates the magnitude of the thickness of the sheet-type catalyst particles.
3㎛≤Wcat≤30㎛, 3㎛≤Lcat≤30㎛, 0.1㎛≤Tcat≤3㎛이다.
3 µm ≤ Wcat ≤ 30 µm, 3 µm ≤ Lcat ≤ 30 µm, 0.1 µm ≤ Tcat ≤ 3 µm.
또한 제조된 탄소나노튜브 번들의 형상식은 다음과 같다. In addition, the formula of the carbon nanotube bundle is as follows.
1≤[LCNT1/WCNT]≤10, 1≤[LCNT2/WCNT]≤10, 100≤[LtCNT/Tcat]≤5001≤ [L CNT1 / W CNT ] ≤10, 1≤ [L CNT2 / W CNT ] ≤10, 100≤ [L tCNT / Tcat] ≤500
LtCNT =LCNT1 + LCNT2 + TcatL tCNT = L CNT1 + L CNT2 + Tcat
상기 식에서,Where
[LCNT1/WCNT], [LCNT2/WCNT], [LtCNT/Tcat]는 FE-SEM 관찰에 의한 탄소나노튜브 번들 구조의 기하학적인 비율로 [LCNT1]는 쉬트형 촉매 분체 입자를 중심으로 상방향으로 성장한 탄소나노튜브의 길이 방향의 번들의 크기를 나타내고, [LCNT2]는 쉬트형 촉매 분체 입자를 중심으로 하방향으로 성장한 탄소나노튜브의 길이 방향의 번들의 크기를 나타내고, WCNT는 탄소나노튜브 번들의 너비 방향의 크기를 나타내고, LtCNT 는 탄소나노튜브 번들의 전체길이의 크기를 나타낸다.
[L CNT1 / W CNT], [L CNT2 / W CNT], [L tCNT / Tcat] is a is a sheet-like catalyst powder particles [L CNT1] a geometric ratio of the carbon nanotube bundle structure according to observe FE-SEM The length of the bundle in the longitudinal direction of the carbon nanotubes grown in the upper direction toward the center, and [L CNT2 ] represents the size of the bundle in the longitudinal direction of the carbon nanotubes grown downward in the center of the sheet-type catalyst powder particles, W CNT represents the width direction of the carbon nanotube bundle, L tCNT represents the size of the total length of the carbon nanotube bundle.
10㎛≤LCNT1≤100㎛, 10㎛≤LCNT2≤100㎛, 3㎛≤WCNT≤30㎛ 이다.
10 μm ≦ L CNT1 ≦ 100 μm, 10 μm ≦ L CNT2 ≦ 100 μm, 3 μm ≦ W CNT ≦ 30 μm.
상기 번들 구조의 탄소나노튜브의 기하학적 설명은 도 3에 나타내었다.
The geometric description of the carbon nanotubes of the bundle structure is shown in FIG. 3.
상기 제조된 탄소나노튜브의 겉보기 밀도는 ASTM D 1895 규격에 따라 측정한 결과 0.01∼0.03g/cm3 값을 나타내었다.
The apparent density of the prepared carbon nanotubes was 0.01-0.03 g / cm 3 as measured according to ASTM D 1895 standard.
이때 상기 탄소나노튜브의 섬경은 5~20nm 임을 특징으로 한다.
At this time, the island diameter of the carbon nanotubes is characterized in that 5 ~ 20nm.
이때 번들형 탄소나노튜브 제조용 촉매 입자의 겉보기밀도는 0.05~0.90g/cc임을 특징으로 한다.
At this time, the apparent density of the catalyst particles for producing the bundle-type carbon nanotubes is characterized in that 0.05 ~ 0.90g / cc.
또한 본 발명은 상기 번들 구조의 탄소나노튜브를 수용성 용매에 분산시킨 높은 전기전도도를 지닌 수용성 고전도성 탄소나노튜브 코팅액 조성물에 있어서, 상기 탄소나노튜브 고형물 함량이 0.01~3 중량% 임을 특징으로 하는 수용성 고전도성 탄소나노튜브 코팅액 조성물을 제공하는 것이다.
In addition, the present invention is a water-soluble highly conductive carbon nanotube coating liquid composition having a high electrical conductivity in which the carbon nanotubes of the bundle structure are dispersed in a water-soluble solvent, wherein the carbon nanotube solids content is 0.01 to 3% by weight It is to provide a highly conductive carbon nanotube coating liquid composition.
이때 상기 수용성 고전도성 탄소나노튜브 코팅액 조성물은 이온성 또는 비이온성 분산제를 0.01~5 중량% 포함함을 특징으로 한다.
At this time, the water-soluble high conductivity carbon nanotube coating liquid composition is characterized in that it comprises 0.01 to 5% by weight of an ionic or nonionic dispersant.
이때 이온성 분산제는 소디움 도데실 벤젠 설폰네이트(sodium dodecyl benzene sulfonate, NaDDBS), 소디움 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate, SDS), 세틸트리메틸 암모니움 클로라이드(cetyltrimethyl ammonium chloride,CTAC), 도데실트리메틸 암모니움 브로마이드(dodecyl trimethyl ammonium bromide, DTAB)중에서 선택 될 수 있다.
At this time, the ionic dispersant is sodium dodecyl benzene sulfonate (NaDDBS), sodium dodecyl sulfate (SDS), cetyltrimethyl ammonium chloride (CTAC), dodecyltrimethyl ammonium It can be selected from bromide (dodecyl trimethyl ammonium bromide, DTAB).
비이온성 분산제의 헤드부가 될수 있는 방향족 탄화수소기의 바람직한 예는 벤젠(benzene), 나프탈렌(naphthalene), 아세나프탈렌(acenaphthalene), 아세나프텐(acenaphthene), 안트라센(anthracene), 페난트렌(phenanthrene), 피렌(pyrene), 벤즈안트라센(benzanthrancene)등과 같은 방향족 탄화수소기가 될 수 있으나 반드시 이들로 제한되는 것은 아니며, 헤드부에 연결되는 말단부는 용매의 종류에 따라 적절히 선택 될 수 있다. 예를 들어 말단부는 바람직하게 친수성 반복단위인 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드의 단량체 원료로 구성되어 있으며, 이두개의 단량체 원료가 일정비율로 구성되는 분산제는 모두 가능하다.
Preferred examples of the aromatic hydrocarbon group that may be the head portion of the nonionic dispersant include benzene, naphthalene, acenaphthalene, acenaphthene, anthracene, phenanthrene and pyrene ), But may be an aromatic hydrocarbon group such as benzanthracene, but is not necessarily limited thereto, and the terminal portion connected to the head portion may be appropriately selected depending on the type of solvent. For example, the distal end is preferably composed of a monomer raw material of ethylene oxide and propylene oxide which are hydrophilic repeating units, and both dispersants in which the two monomer raw materials are composed in a constant ratio are possible.
예를 들면 triton X series, Koremul-NP-series(한국, 한농화성), Pluronic series, Brij series등을 사용할 수 있다.
For example, triton X series, Koremul-NP-series (Korea, Hannongseong), Pluronic series, Brij series and the like can be used.
또한 수용성 고전도성 탄소나노튜브 코팅액 조성물을 대전방지, 전자파 차폐, 고열전도성 분야등에 적용하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the water-soluble high-conductivity carbon nanotube coating liquid composition is characterized in that applied to the antistatic, electromagnetic shielding, high thermal conductivity.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.
(실시예 1) 본 발명의 번들 구조의 탄소나노튜브 및 전도성 코팅액의 제조
Example 1 Preparation of Carbon Nanotubes and Conductive Coating Solutions of the Bundle Structure of the Present Invention
(탄소나노튜브 합성용 쉬트형 촉매 분말 제조)
(Manufacture of sheet type catalyst powder for carbon nanotube synthesis)
아이런나이트레이트(Fe(NO3)2??9H2O) 179g, 알루미늄나이트레이트(Al(NO3)3??9H2O) 344.1g, 마그네슘나이트레이트(Mg(NO3)2??6H2O) 5.3g을 증류수 2000ml에 넣고 2시간 동안 마그네틱 바를 사용하여 혼합 용해시켰다. 다음 2 L/시간 이송 속도로 분무노즐을 통해 내부온도가 750도로 유지되고 있는 석영 재질의 수직형 열처리 반응기 고온 챔버에 분사하여 순간 열처리를 진행하였다. 반응시간은 30분 진행하였다. 이때 얻어지는 분말을 상온에서 냉각한 후 제트 밀을 통해 평균입도를 32μm 이내로 조절하였다. STM D 1895 규격에 따라 겉보기 밀도를 측정하였다. 이들 분말의 결정성 확인을 위해 X선 회절 분석을 실시하였다. 그 결과는 도 4에 나타내었다. 쉬트 촉매의 형상 분석을 위해 FE-SEM 관찰을 수행하였다. 제조 촉매 분말의 특징은 표 1에 나타내었다.
Iron nitrate (Fe (NO 3) 2 ?? 9H 2 O) 179g, aluminum nitrate (Al (NO 3) 3 ?? 9H 2 O) 344.1g, magnesium nitrate (Mg (NO 3) 2 ?? 6H 2 O) 5.3 g was added to 2000 ml of distilled water and mixed and dissolved for 2 hours using a magnetic bar. Next, the instantaneous heat treatment was performed by spraying a high temperature chamber of a quartz heat treatment reactor in which the internal temperature was maintained at 750 degrees through a spray nozzle at a feed rate of 2 L / hour. The reaction time was 30 minutes. At this time, after cooling the powder obtained at room temperature, the average particle size was adjusted within 32μm through a jet mill. Apparent density was measured according to the STM D 1895 specification. X-ray diffraction analysis was performed to confirm the crystallinity of these powders. The results are shown in Fig. FE-SEM observations were performed for shape analysis of the sheet catalyst. The characteristics of the prepared catalyst powders are shown in Table 1.
(탄소나노튜브 번들 응집체 제조)
(Manufacture of carbon nanotube bundle aggregate)
쉬트형 촉매 분말 1.2g을 석영재질의 평판 트레이를 사용하여 구경이 200mm인 석영 수평 반응기내에 투입하여 반응가스인 에틸렌을 0.32 L/분 비율로 60분간 흘러 보내어 반응을 진행하였다. 이때 반응온도는 650도 이었다. 합성 탄소나노튜브의 특성은 표1 및 표2에 나타내었다. 제조된 탄소나노튜브의 번들 형상은 도 1에 나타내었다. 도 2에 탄소나노튜브 번들과 쉬트형 촉매입자의 모습을 나타내었다.
1.2 g of the sheet-type catalyst powder was introduced into a quartz horizontal reactor having a diameter of 200 mm using a flat plate tray made of quartz, and the reaction gas was flowed for 60 minutes at a rate of 0.32 L / min for reaction gas. At this time, the reaction temperature was 650 degrees. The properties of the synthetic carbon nanotubes are shown in Table 1 and Table 2. The bundle shape of the prepared carbon nanotubes is shown in FIG. 1. Figure 2 shows the carbon nanotube bundle and the sheet-like catalyst particles.
(촉매수율 계산식)(Calculation yield formula)
촉매수율(%)=[(생성된 탄소나노튜브 중량-투입된 촉매 중량)/투입된 촉매 중량]ㅧ100
Catalyst Yield (%) = [(Generated Carbon Nanotube Weight-Feeded Catalyst Weight) / Feed Catalyst Weight] ㅧ 100
(에탄올 분산을 이용한 합성 탄소나노튜브의 표면 저항값 측정)
(Measurement of Surface Resistance of Synthetic Carbon Nanotubes Using Ethanol Dispersion)
탄소나노튜브 0.3mg, 에탄올 60ml을 100cc크기의 유리재질의 병에 투입한 후 420W급 초음파 분산기를 이용하여 10분간 초음파 분산처리를 실시하였다. 제조된 탄소나노튜브 분산용액을 멤브레인 필터를 이용하여 탄소나노튜브 박막을 제조한 후 100도에서 2시간 건조 후 박막의 표면 면저항값을 4점법 방식으로 측정 분석하였다. 측정결과는 표 3에 나타내었다.
0.3 mg of carbon nanotubes and 60 ml of ethanol were put into a 100cc glass bottle, and ultrasonic dispersion treatment was performed for 10 minutes using a 420W ultrasonic disperser. The prepared carbon nanotube dispersion solution was prepared using a membrane filter to produce a carbon nanotube thin film, and then dried at 100 ° C. for 2 hours. The surface sheet resistance of the thin film was measured and analyzed by a 4-point method. The measurement results are shown in Table 3.
(탄소나노튜브를 이용한 전도성 코팅액 제조)
(Production of conductive coating solution using carbon nanotubes)
탄소나노튜브 30mg, 증류수 10ml, 소디움 도데실 설페이트(SDS) 분산제 50mg을 투입한 후 420W급 초음파 분산기를 이용하여 30분간 초음파 분산처리를 실시하였다. 제조된 분산용액 및 멤브레인 필터를 이용하여 탄소나노튜브 박막을 제조한 후 100도에서 2시간 건조 후 박막의 표면 면저항을 4점법 방식으로 측정 분석하였다. 측정결과는 표 4에 나타내었다.
30 mg of carbon nanotubes, 10 ml of distilled water, and 50 mg of sodium dodecyl sulfate (SDS) dispersant were added thereto, followed by ultrasonic dispersion treatment for 30 minutes using a 420W ultrasonic disperser. Carbon nanotube thin films were prepared using the prepared dispersion solution and membrane filter, and dried at 100 ° C. for 2 hours. The measurement results are shown in Table 4.
상기 방법과 동일한 방법으로 분산제를 비 이온성인 Koremul-NP-10(한국, 한농화성)을 이용하여 탄소나노튜브 분산용액을 제조하였다. 이때 탄소나노튜브는 30mg, 증류수 10ml, NP-10분산제 50mg을 투입하였다.
A carbon nanotube dispersion solution was prepared by using Koremul-NP-10 (Korea, Hannongseong), which is a nonionic dispersant in the same manner as the above method. At this time, the carbon nanotube 30mg, distilled water 10ml, NP-10 dispersant 50mg was added.
(실시예 2) 본 발명의 번들 구조의 탄소나노튜브 및 전도성 코팅액의 제조
Example 2 Preparation of Carbon Nanotube and Conductive Coating Solution of Bundle Structure of the Present Invention
실시예 1에 기재된 방법에 의해 촉매물질 조성비는 같으며 다만 촉매의 제조온도를 700도로 바꾸어 제조하였다. STM D 1895 규격에 따라 겉보기 밀도를 측정하였다. 이들 분말의 결정성 확인을 위해 X선 회절 분석을 실시하였다. 쉬트 촉매의 형상 분석을 위해 전계방사 주사전자현미경(FE-SEM) 관찰을 수행하였다. 제조 촉매 분말의 특징은 표 1에 나타내었다. 탄소나노튜브 합성은 실시예1에 기재된 방법과 동일하게 실시하였다. 합성 탄소나노튜브의 특성은 표 1 및 표 2에 나타내었다.
The composition of the catalyst material was the same by the method described in Example 1 except that the preparation temperature of the catalyst was changed to 700 degrees. Apparent density was measured according to the STM D 1895 specification. X-ray diffraction analysis was performed to confirm the crystallinity of these powders. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) observation was performed to analyze the shape of the sheet catalyst. The characteristics of the prepared catalyst powders are shown in Table 1. Carbon nanotube synthesis was carried out in the same manner as described in Example 1. The properties of the synthetic carbon nanotubes are shown in Tables 1 and 2.
탄소나노튜브 0.3mg, 에탄올 60ml을 100cc크기의 유리재질의 병에 투입한 후 420W급 초음파 분산기를 이용하여 10분간 초음파 분산처리를 실시하였다. 제조된 탄소나노튜브 분산용액을 멤브레인 필터를 이용하여 탄소나노튜브 박막을 제조한 후 100도에서 2시간 건조 후 박막의 표면 면저항값을 4점법 방식으로 측정 분석하였다. 측정결과는 표 3에 나타내었다.
0.3 mg of carbon nanotubes and 60 ml of ethanol were put into a 100cc glass bottle, and ultrasonic dispersion treatment was performed for 10 minutes using a 420W ultrasonic disperser. The prepared carbon nanotube dispersion solution was prepared using a membrane filter to produce a carbon nanotube thin film, and then dried at 100 ° C. for 2 hours. The surface sheet resistance of the thin film was measured and analyzed by a 4-point method. The measurement results are shown in Table 3.
(탄소나노튜브를 이용한 전도성 코팅액 제조)
(Production of conductive coating solution using carbon nanotubes)
탄소나노튜브 30mg, 증류수 10ml, 소디움 도데실 설페이트(SDS) 분산제 50mg을 투입한 후 420W급 초음파 분산기를 이용하여 30분간 초음파 분산처리를 실시하였다. 제조된 분산용액 및 멤브레인 필터를 이용하여 탄소나노튜브 박막을 제조한 후 100도에서 2시간 건조 후 박막의 표면 면저항을 4점법 방식으로 측정 분석하였다. 측정결과는 표 4에 나타내었다.
30 mg of carbon nanotubes, 10 ml of distilled water, and 50 mg of sodium dodecyl sulfate (SDS) dispersant were added thereto, followed by ultrasonic dispersion treatment for 30 minutes using a 420W ultrasonic disperser. Carbon nanotube thin films were prepared using the prepared dispersion solution and membrane filter, and dried at 100 ° C. for 2 hours. The measurement results are shown in Table 4.
상기 방법과 동일한 방법으로 분산제를 비 이온성인 Koremul-NP-10(한국, 한농화성)을 이용하여 탄소나노튜브 분산용액을 제조하였다. 이때 탄소나노튜브는 30mg, 증류수 10ml, NP-10분산제 50mg을 투입하였다.
A carbon nanotube dispersion solution was prepared by using Koremul-NP-10 (Korea, Hannongseong), which is a nonionic dispersant in the same manner as the above method. At this time, the carbon nanotube 30mg, distilled water 10ml, NP-10 dispersant 50mg was added.
(비교예 1) 탄소나노튜브 및 전도성 코팅액의 제조 (결정성 할로우-구형 촉매)
Comparative Example 1 Preparation of Carbon Nanotubes and Conductive Coatings (Crystalline Hollow-Spherical Catalyst)
실시예 1에 기재된 방법에 의해 촉매물질 조성비는 같으며 다만 분무 열처리온도를 800도에서 30분간 진행하였다. 또한 촉매의 입도 조절을 하지 않는 상태에서 촉매 입자를 제조하였다. STM D 1895 규격에 따라 겉보기 밀도를 측정하였다. 이들 분말의 결정성 확인을 위해 X선 회절 분석을 실시하였다. 촉매의 형상 분석을 위해 FE-SEM 관찰을 수행하였다. 제조 촉매 분말의 특징은 표 1에 나타내었다. 탄소나노튜브 합성은 실시예에 기재된 방법과 동일하게 실시하였다. 합성 탄소나노튜브의 특성은 표1 및 표2에 나타내었다.
By the method described in Example 1, the catalyst material composition ratio was the same, but the spray heat treatment temperature was performed at 800 ° C for 30 minutes. In addition, catalyst particles were prepared in a state in which the particle size of the catalyst was not controlled. Apparent density was measured according to the STM D 1895 specification. X-ray diffraction analysis was performed to confirm the crystallinity of these powders. FE-SEM observations were performed for shape analysis of the catalyst. The characteristics of the prepared catalyst powders are shown in Table 1. Carbon nanotube synthesis was carried out in the same manner as described in the Examples. The properties of the synthetic carbon nanotubes are shown in Table 1 and Table 2.
탄소나노튜브 0.3mg, 에탄올 60ml을 100cc크기의 유리재질의 병에 투입한 후 420W급 초음파 분산기를 이용하여 10분간 초음파 분산처리를 실시하였다. 제조된 탄소나노튜브 분산용액을 멤브레인 필터를 이용하여 탄소나노튜브 박막을 제조한 후 100도에서 2시간 건조 후 박막의 표면 면저항값을 4점법 방식으로 측정 분석하였다. 측정결과는 표 3에 나타내었다.
0.3 mg of carbon nanotubes and 60 ml of ethanol were put into a 100cc glass bottle, and ultrasonic dispersion treatment was performed for 10 minutes using a 420W ultrasonic disperser. The prepared carbon nanotube dispersion solution was prepared using a membrane filter to produce a carbon nanotube thin film, and then dried at 100 ° C. for 2 hours. The surface sheet resistance of the thin film was measured and analyzed by a 4-point method. The measurement results are shown in Table 3.
(탄소나노튜브를 이용한 전도성 코팅액 제조)
(Production of conductive coating solution using carbon nanotubes)
탄소나노튜브 30mg, 증류수 10ml, 소디움 도데실 설페이트(SDS) 분산제 50mg을 투입한 후 420W급 초음파 분산기를 이용하여 30분간 초음파 분산처리를 실시하였다. 제조된 분산용액 및 멤브레인 필터를 이용하여 탄소나노튜브 박막을 제조한 후 100도에서 2시간 건조 후 박막의 표면 면저항을 4점법 방식으로 측정 분석하였다. 측정결과는 표 4에 나타내었다.
30 mg of carbon nanotubes, 10 ml of distilled water, and 50 mg of sodium dodecyl sulfate (SDS) dispersant were added thereto, followed by ultrasonic dispersion treatment for 30 minutes using a 420W ultrasonic disperser. Carbon nanotube thin films were prepared using the prepared dispersion solution and membrane filter, and dried at 100 ° C. for 2 hours. The measurement results are shown in Table 4.
상기 방법과 동일한 방법으로 분산제를 비 이온성인 Koremul-NP-10(한국, 한농화성)을 이용하여 탄소나노튜브 분산용액을 제조하였다. 이때 탄소나노튜브는 30mg, 증류수 10ml, NP-10분산제 50mg을 투입하였다.
A carbon nanotube dispersion solution was prepared by using Koremul-NP-10 (Korea, Hannongseong), which is a nonionic dispersant in the same manner as the above method. At this time, the carbon nanotube 30mg, distilled water 10ml, NP-10 dispersant 50mg was added.
(비교예 2) 탄소나노튜브 및 전도성 코팅액의 제조 (결정성 입자형 촉매)
Comparative Example 2 Preparation of Carbon Nanotube and Conductive Coating Solution (Crystalline Particle Catalyst)
실시예 1에 기재된 방법에 의해 촉매물질 조성비는 같고 침전법을 이용하여 촉매 입자를 제조하고 이를 분무 건조 열처리를 한 후 700도 열처리 온도에서 2시간 열산화 처리하였다. STM D 1895 규격에 따라 겉보기 밀도를 측정하였다. 이들 분말의 결정성 확인을 위해 X선 회절 분석을 실시하였다. 촉매의 형상 분석을 위해 FE-SEM 관찰을 수행하였다. 제조 촉매 분말의 특징은 표 1에 나타내었다. 탄소나노튜브 합성은 촉매 분말을 실시예에 기재된 방법과 동일하게 실시하였다. 합성 탄소나노튜브의 특성은 표1 및 표2에 나타내었다.
According to the method described in Example 1, the catalyst material composition ratio was the same, and catalyst particles were prepared by the precipitation method, which was spray dried, and thermally treated at 700 ° C. for 2 hours. Apparent density was measured according to the STM D 1895 specification. X-ray diffraction analysis was performed to confirm the crystallinity of these powders. FE-SEM observations were performed for shape analysis of the catalyst. The characteristics of the prepared catalyst powders are shown in Table 1. Carbon nanotube synthesis was carried out in the same manner as the catalyst powder described in Examples. The properties of the synthetic carbon nanotubes are shown in Table 1 and Table 2.
탄소나노튜브 0.3mg, 에탄올 60ml을 100cc크기의 유리재질의 병에 투입한 후 420W급 초음파 분산기를 이용하여 10분간 초음파 분산처리를 실시하였다. 제조된 탄소나노튜브 분산용액을 멤브레인 필터를 이용하여 탄소나노튜브 박막을 제조한 후 100도에서 2시간 건조 후 박막의 표면 면저항값을 4점법 방식으로 측정 분석하였다. 측정결과는 표 3에 나타내었다.
0.3 mg of carbon nanotubes and 60 ml of ethanol were put into a 100cc glass bottle, and ultrasonic dispersion treatment was performed for 10 minutes using a 420W ultrasonic disperser. The prepared carbon nanotube dispersion solution was prepared using a membrane filter to produce a carbon nanotube thin film, and then dried at 100 ° C. for 2 hours. The surface sheet resistance of the thin film was measured and analyzed by a 4-point method. The measurement results are shown in Table 3.
(탄소나노튜브를 이용한 전도성 코팅액 제조)
(Production of conductive coating solution using carbon nanotubes)
탄소나노튜브 30mg, 증류수 10ml, 소디움 도데실 설페이트(SDS) 분산제 50mg을 투입한 후 420W급 초음파 분산기를 이용하여 30분간 초음파 분산처리를 실시하였다. 제조된 분산용액 및 멤브레인 필터를 이용하여 탄소나노튜브 박막을 제조한 후 100도에서 2시간 건조 후 박막의 표면 면저항을 4점법 방식으로 측정 분석하였다. 측정결과는 표 4에 나타내었다.
30 mg of carbon nanotubes, 10 ml of distilled water, and 50 mg of sodium dodecyl sulfate (SDS) dispersant were added thereto, followed by ultrasonic dispersion treatment for 30 minutes using a 420W ultrasonic disperser. Carbon nanotube thin films were prepared using the prepared dispersion solution and membrane filter, and dried at 100 ° C. for 2 hours. The measurement results are shown in Table 4.
상기 방법과 동일한 방법으로 분산제를 비 이온성인 Koremul-NP-10(한국, 한농화성)을 이용하여 탄소나노튜브 분산용액을 제조하였다. 이때 탄소나노튜브는 30mg, 증류수 10ml, NP-10분산제 50mg을 투입하였다.
A carbon nanotube dispersion solution was prepared by using Koremul-NP-10 (Korea, Hannongseong), which is a nonionic dispersant in the same manner as the above method. At this time, the carbon nanotube 30mg, distilled water 10ml, NP-10 dispersant 50mg was added.
%)Catalyst yield
%)
(㎛)Island
(탆)
비Length / width
ratio
(㎛)Overall bundle length
(탆)
상기 표 3에 나타난 바와 같이 본원발명의 실시예에 의해 제조된 에탄올 분산을 이용한 탄소나노튜브 박막의 표면 저항치는 230 내지 250 ohm/sq를 나타내었고 비교예에 의해 제조된 에탄올 분산을 이용한 탄소나노튜브 박막의 표면 저항치는 340 내지 630 ohm/sq를 나타내었다. 따라서 본원발명 탄소나노튜브 박막이 통상의 탄소나노튜브 박막에 비해 37내지 73% 정도의 표면 저항치를 나타냄으로써 전도성이 향상된 것임을 확인할 수 있었다.
As shown in Table 3, the surface resistance of the carbon nanotube thin film using the ethanol dispersion prepared according to the embodiment of the present invention was 230 to 250 ohm / sq and the carbon nanotube using the ethanol dispersion prepared by the comparative example. The surface resistance of the thin film was 340 to 630 ohm / sq. Therefore, the present invention showed that the conductivity of the carbon nanotube thin film was improved by showing a surface resistance of about 37 to 73% compared to the conventional carbon nanotube thin film.
상기 표 4에 나타난 바와 같이 본원발명의 실시예에 의해 제조된 코팅액의 표면 저항치는 6 내지 11 kohm/sq를 나타내었고 비교예에 의해 제조된 코팅액의 표면 저항치는 21 내지 56 kohm/sq를 나타내었다. 따라서 본원발명 탄소나노튜브를 함유한 코팅액이 통상의 탄소나노튜브를 함유한 코팅액에 비해 16 내지 30% 정도의 표면 저항치를 나타냄으로써 코팅액의 전도성이 향상된 것임을 확인할 수 있었다. As shown in Table 4, the surface resistivity of the coating solution prepared by Examples of the present invention was 6 to 11 kohm / sq, and the surface resistivity of the coating solution prepared by the comparative example was 21 to 56 kohm / sq. . Therefore, it was confirmed that the coating liquid containing the present invention carbon nanotubes exhibited a surface resistance of about 16 to 30% compared to the coating liquid containing the carbon nanotubes, thereby improving the conductivity of the coating liquid.
Claims (11)
상기 번들 구조의 탄소나노튜브는
ⅰ) 비정질상 쉬트형 Fe, Al, Mg 금속촉매입자에 탄소 공급원을 주입하는 단계;
ⅱ) 400∼800℃에서 탄소 공급원과 쉬트형 촉매 입자 간의 반응을 통해 화학적 기상증착법으로 촉매를 소진시키면서 촉매 입자의 상 하부에 탄소나노튜브를 증착시키는 단계; 및
ⅲ) 쉬트형 촉매 입자의 상부 및 하부에서 증착된 탄소나노튜브를 수직 방향으로 동시에 성장시키는 단계;
로 제조된 촉매 입자의 상부 및 하부 방향으로 수직 배향된 번들 구조의 탄소나노튜브이고,
상기 비정질상 쉬트형 전이금속 촉매 입자의 겉보기 밀도는 0.05∼0.90g/cc이고, 촉매 입자의 형상은 너비(Wcat) 및 길이(Lcat)는 각각 3∼30㎛이고, 촉매입자의 두께(Tcat)는 0.1∼3㎛이고,
쉬트형 촉매입자 상부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT1)는 10∼100㎛이고, 쉬트형 촉매입자 하부 방향으로 수직 성장한 탄소나노튜브 길이(LCNT2)는 10∼100㎛이며, 탄소나노튜브 번들의 직경(WCNT)은 3∼30㎛임을 특징으로 하는
수용성 고전도성 탄소나노튜브 코팅액 조성물
In the water-soluble highly conductive carbon nanotube coating liquid composition in which 0.01 to 3% by weight of the carbon nanotube solid content of the bundle structure and 0.01 to 5% by weight of the ionic or nonionic dispersant are dispersed in a water-soluble solvent,
Carbon nanotubes of the bundle structure
Iii) injecting a carbon source into the amorphous sheet-type Fe, Al, Mg metal catalyst particles;
Ii) depositing carbon nanotubes on the upper and lower portions of the catalyst particles while exhausting the catalyst by chemical vapor deposition through a reaction between the carbon source and the sheet-type catalyst particles at 400-800 ° C .; And
Iii) simultaneously growing carbon nanotubes deposited on the top and bottom of the sheet-shaped catalyst particles in a vertical direction;
Bundles of carbon nanotubes vertically oriented in the upper and lower directions of the catalyst particles,
The apparent density of the amorphous sheet-type transition metal catalyst particles is 0.05 ~ 0.90 g / cc, the shape of the catalyst particles (Wcat) and the length (Lcat) is 3 ~ 30㎛, respectively, the thickness (Tcat) of the catalyst particles 0.1 to 3 μm,
The length of carbon nanotubes (LCNT1) grown vertically in the sheet-type catalyst particles upward direction is 10 to 100 µm, and the length of carbon nanotubes (LCNT2) grown vertically in the sheet-type catalyst particles downward direction is 10 to 100 µm and the carbon nanotube bundles The diameter (WCNT) is characterized in that 3 ~ 30㎛
Water Soluble High Conductivity Carbon Nanotube Coating Liquid Composition
The method of claim 7, wherein the ionic dispersant is selected from sodium dodecyl benzene sulfonate (NaDDBS), sodium dodecyl sulfate (SDS), cetyltrimethyl ammonium chloride (CTAC), dodecyltrimethyl ammonium bromide (DTAB) Water-soluble high conductivity carbon nanotube coating liquid composition characterized in that the species
8. The nonionic dispersant according to claim 7, wherein the nonionic dispersant is benzene, naphthalene, acenaphthalene, acenaphthene, anthracene, phenanthrene, pyrene, benzanthracene, or a mixture thereof, in which the head portion of the nonionic dispersant is an aromatic hydrocarbon group. Water-soluble high conductivity carbon nanotube coating liquid composition characterized in that the terminal portion is a polymer chain composed of ethylene oxide or propylene oxide monomer which is a hydrophilic repeating unit
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100137497A KR101349670B1 (en) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | Highly conductive carbon nanotubes having vertical bundle moieties and highly conductive coating solution using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100137497A KR101349670B1 (en) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | Highly conductive carbon nanotubes having vertical bundle moieties and highly conductive coating solution using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120075709A KR20120075709A (en) | 2012-07-09 |
| KR101349670B1 true KR101349670B1 (en) | 2014-01-15 |
Family
ID=46709552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100137497A KR101349670B1 (en) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | Highly conductive carbon nanotubes having vertical bundle moieties and highly conductive coating solution using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101349670B1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101700355B1 (en) | 2014-05-22 | 2017-01-26 | 주식회사 엘지화학 | Preparation method of carbon nanotube and dispersed composition of carbon nanotube |
| WO2015178631A1 (en) * | 2014-05-22 | 2015-11-26 | 주식회사 엘지화학 | Method for preparing carbon nanotube, and dispersion composition of carbon nanotube |
| KR101689334B1 (en) | 2015-03-25 | 2016-12-23 | 전남대학교산학협력단 | Preparation method of a highly conductive carbon nanotube filler with tree-like structure |
| KR101718784B1 (en) | 2016-02-11 | 2017-03-22 | 전남대학교산학협력단 | Apparatus for manufacturing high purity and high density carbon nanotube fiber |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010201351A (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Toray Ind Inc | Catalyst body for preparing carbon nanotube, method for the same, method for preparing composition containing carbon nanotube and composition containing carbon nanotube |
-
2010
- 2010-12-29 KR KR1020100137497A patent/KR101349670B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010201351A (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Toray Ind Inc | Catalyst body for preparing carbon nanotube, method for the same, method for preparing composition containing carbon nanotube and composition containing carbon nanotube |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120075709A (en) | 2012-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101350690B1 (en) | Highly conductive carbon nanotube having bundle moieties with ultra-low bulk density and its manufacturing method | |
| KR102182553B1 (en) | Method for manufacturing single atom catalyst supported on carbon carrier | |
| Awasthi et al. | Synthesis of carbon nanotubes | |
| US7767615B2 (en) | Method for producing carbon nanotubes and/or nanofibres | |
| KR100969861B1 (en) | Catalysts for preparing carbon nanotube comprising multi component support materials containing amorphous si particles and the bulk scale preparation of carbon nanotube using the same | |
| US9409779B2 (en) | Catalyst for producing carbon nanotubes by means of the decomposition of gaseous carbon compounds on a heterogeneous catalyst | |
| US7470418B2 (en) | Ultra-fine fibrous carbon and preparation method thereof | |
| KR101867545B1 (en) | Carbon nanostructures and networks produced by chemical vapor deposition | |
| EP2803638B1 (en) | Carbon nanotubes and method for manufacturing same | |
| EP3156125A1 (en) | Method for manufacturing carbon nanotube agglomerate having controlled bulk density | |
| KR101327812B1 (en) | Highly conductive carbon nanotube having bundle moieties with ultra-low bulk density and highly conductive polymer nano-composite using the same | |
| KR101349670B1 (en) | Highly conductive carbon nanotubes having vertical bundle moieties and highly conductive coating solution using the same | |
| KR101231761B1 (en) | Highly conductive carbon nanotubes having vertical bundle moieties and highly conductive polymer nanocomposite using the same | |
| Keller et al. | Carbon nanotube formation in situ during carbonization in shaped bulk solid cobalt nanoparticle compositions | |
| KR101241035B1 (en) | Process for preparing catalyst compositions for the synthesis of carbon nanotube having high bulk density | |
| Mansoor et al. | Optimization of ethanol flow rate for improved catalytic activity of Ni particles to synthesize MWCNTs using a CVD reactor | |
| Chen et al. | The effect of reaction temperature on the diameter distribution of carbon nanotubes grown from ethylene decomposition over a Co-La-O catalyst | |
| Sun et al. | Recent development of the synthesis and engineering applications of one-dimensional boron nitride nanomaterials | |
| Alexiadis et al. | Influence of structural and preparation parameters of Fe2O3/Al2O3 catalysts on rate of production and quality of carbon nanotubes | |
| KR20170032566A (en) | Carbon nanotubes having improved crystallinity | |
| KR101357630B1 (en) | Supported Catalyst for Synthesizing Carbon Nanotubes and Method for Preparing thereof | |
| RU2391289C2 (en) | Method of preparing nitrogen-containing carbon material with nanotube structure | |
| Chen et al. | Carbon nanotubes grown over Fe− Mo− Mg− O composite catalysts | |
| US20220298017A1 (en) | Long and Narrow Diameter Carbon Nanotubes and Catalysts for Producing Same | |
| KR20170076893A (en) | Method for synthesis of carbon nanotube using porous ceramicse |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161219 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180102 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181227 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191224 Year of fee payment: 7 |