KR20090080080A

KR20090080080A - 분산 방법

Info

Publication number: KR20090080080A
Application number: KR1020097009683A
Authority: KR
Inventors: 미하엘 베르케이; 울리히 놀테; 토마스 사위토우스키; 볼프강 프릿친스
Original assignee: 비와이케이-케미 게엠베하
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-07-23
Also published as: US20100059720A1; CN101578237B; EP2089317A2; WO2008058589A3; EP2508472A2; DE102006055106C5; DE102006055106B4; DE102006055106A1; CA2668489C; EP2508472A3; WO2008058589A2; JP5646173B2; US8257677B2; EP2089317B1; CA2668489A1; CN101578237A; JP2010509165A

Abstract

본 발명은 연속상, 특히 적어도 하나의 분산제에서 탄소 나노튜브(CNT)를 분산시키기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법에서, 특별히 사전 처리를 받지 않은 탄소 나노튜브는 분산물에 충분한 힘이 공급되는 동안 연속상, 특히 적어도 하나의 분산제에서, 적어도 하나의 분산제의 존재하에서 분산된다. 본 발명은 추가로 상기 방법 및 그것의 사용에서 얻은 분산제에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 높은 농도에서 그리고 긴 저장 수명으로 분산되는 탄소 나노튜브를 허용한다.

탄소 나노튜브, 연속상, 분산제

Description

분산 방법{DISPERSION METHOD}

본 발명은 연속상, 특히 적어도 하나의 분산매에서 탄소 나노튜브(CNT)를 분산시키는 방법 및, 또한 이 방법으로 얻을 수 있는 분산물 그 자체 및 그것의 사용에 관한 것이다.

탄소 나노튜브(CNT, carbon nanotube)는 탄소의 미시적으로 작은 튜브 구조(즉, 분자 나노튜브)이다. 그것의 벽- 풀러렌의 그것과 유사 또는 흑연의 면과 유사 -은 본질적으로 오직 탄소로 구성되며, 각 경우에 탄소 원자는 6각형과 3개의 결합 파트너를 가지는 벌집형 구조를 가지고, 이 구조는 탄소 원자의 sp² 혼성화로 결정된다.

탄소 나노튜브는, 말하자면 튜브를 형성하기 위해 말아 올려진 흑연의 탄소면으로부터 유래된다: 각 경우에 탄소 원자는 벌집형 6각형 구조와 3개의 결합 파트너를 형성한다. 이상적으로 6각형 구조를 가지는 튜브는 균일한 두께를 가지며 선형이지만; 그러나 5각형 탄소 환을 함유하는 구부러진 또는 좁은 튜브도 또한 가능하다. 흑연의 벌집 네트워크가 튜브를 형성하기 위해 말린 방법("직선" 또는 "사선")에 따라서, 나선형(즉, 나사 모양 방식으로 감김) 및 또한 비거울-대칭 구조, 즉 키랄 구조이다.

특징은 단일-벽 탄소 나노튜브(SWCNT 또는 SWNT)와 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT 또는 MWNT) 사이, 개방 또는 폐쇄된(즉, 예를 들어, 풀러렌 구조의 섹션인 "캡"으로) 탄소 나노튜브 사이 및 또한 텅 빈 나노튜브와 채워진(예를 들어, 은, 액체 납, 비활성기체 등으로) 나노튜브 사이에서 만들어진다.

탄소 나노튜브(CNT)의 직경은, 비록 단지 0.4nm의 튜브 직경을 가지는 탄소 나노튜브(CNT)가 이미 제조되었다 할지라도, 몇 나노미터(예를 들어, 1 내지 50 nm)의 영역에 있다. 개별 튜브에 대해 수 마이크로미터 내지 밀리미터까지 및 튜브 번들에 대해 수 센티미터 까지의 범위에 있는 길이는 이미 달성되었다.

구조의 상세에 의존하여, 탄소 나노튜브 내 전기 전도성은 금속성 또는 반도체성이다. 또한 낮은 온도에서 초전도성인 탄소 나노튜브가 공지되어 있다.

반도체 탄소 나노튜브를 가지는 트랜지스터 및 간단한 회로는 이미 생산되었다. 추가로, 다른 탄소 나노튜브로부터 복잡한 회로의 특이적 생산을 수행하기 위한 시도가 이미 있었다.

탄소 나노튜브의 기계적 특성은 현저하다: CNT는 - 예를 들어 1.3 내지 1.4 g/cm³의 밀도에 대해 - 수 메가파스칼의 엄청난 인장강도를 가지는데; 이와 비교하여, 적어도 7.8 g/cm³의 밀도에 대해 강철은 단지 약 2MPa의 최대 인장강도를 가지고, 따라서 일부 CNT는 강철에 대해서보다 적어도 135배 더 우수하도록 인장강도 대 밀도의 비를 산술적으로 제공한다.

전자 분야에 대한 특정 관심은 전류등급 및 전기 및 열 전도도이다: 전류등급은 동선의 경우에서보다 대략 1000배 더 크며, 반면 실온에서 열 전도도는 다이아몬드의 거의 2배이다. CNT는 또한 반도체일 수 있기 때문에, 규소 트랜지스터보다 더 높은 전압 및 온도- 및 더 높은 클록 주파수 -를 견디는 우수한 트랜지스터를 제조하는데 사용될 수 있으며; 작용 트랜지스터는 CNT로부터 이미 제조되었다. 추가로, CNT는 비휘발성 메모리를 실현하는데 사용될 수 있다. CNT는 또한 계측학 분야에 사용될 수 있다(예를 들어, 주사형 터널 현미경).

그것의 기계적 및 전기적 특성을 기초로, 탄소 나노튜브는 또한 플라스틱에서 용도를 찾을 수 있다: 그 결과, 예를 들어, 플라스틱의 기계적 특성이 크게 개선된다. 추가로, 이 방법에서 전기적으로 전도성인 플라스틱을 제조하는 것이 가능하다.

탄소 나노튜브(CNT)는 시판되며 수많은 제조업자(예를 들어, Bayer MaterialScience AG, 독일; CNT Co. Ltd., 중국; Cheap Tube Inc., 미국; 및 Nanocyl S.A., 벨기에)에 의해 공급된다. 대응하는 제조 공정은 당업자에게 익숙하다. 따라서, 예를 들어, 탄소 나노튜브(CNT)는 탄소 전극 간, 예를 들어; 흑연으로부터 출발하는 레이저 절제에 의해; 또는 탄화수소의 촉매적 분해로써(화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD로 약칭) 아크방전에 의해 제조될 수 있다

탄소 나노튜브(CNT)에 대해 상기 기술된 특성 및 이들 특성으로부터 비롯되는 가능한 이용은 큰 관심을 일깨운다. 특히, 이용의 범위에 대해, 용이하게 관리가능한 형태, 바람직하게는 분산물의 형태로 제공되는 탄소 나노튜브(CNT)에 대한 필요가 있다.

탄소 나노튜브(CNT), 특히 탄소 나노튜브(CNT)는 매우 높은 가로세로비를 가지며 매우 응집된 형태 및/또는 코일 형태로 존재하여서 안정한 분산물로 변환되기가 매우 어렵기 때문에 탄소 나노튜브(CNT)의 분산물은 큰 도전을 지닌다.

따라서 선행 기술에서, 탄소 나노튜브(CNT)를 안정하게 분산시키기 위한 시도는 충분히 있었다. 그러나 선행기술로부터 공지된 방법은 탄소 나노튜브(CNT)의 안정하고, 농축된 분산물에 매우 적당하지 않고: 대부분의 경우에 선행기술의 방법은 저장-안정성 분산물을 이끌 수 없으며, 게다가, 선행기술 분산에서 탄소 나노튜브(CNT)의 농도는 보통 극도로 적다.

따라서, 어떤 선행기술 방법은 비싸고 불편한 우선의 사전처리로써, 특히 이후의 분산을 촉진하기 위하여 표면 극성을 만들 목적을 위해 분산되어야 하는 탄소 나노튜브(CNT)의 표면을 변형하는 것을 제 1 목표로 한다. 탄소 나노튜브(CNT)를 변형하는 적당한 방법은, 예를 들어, 산화 과정, 특히 화학적 사전처리, 할로겐화 또는 탄소 나노튜브의 표면을 변형하기 위한 다른 분극화 과정이다. 예를 들어, 그것의 분산 전에 탄소 나노튜브(CNT)의 불소화 전 동안 제공되는 이런 종류의 한 방법은 예를 들어, US 6827918 B2에서 기술된다.

이들 방법의 불편함은 비싸고 불편한 사전처리이며, 이는 특히 산업적 스케일로 실행될 때 상당히 더 높은 비용으로 본 방법의 더 어려운 실행을 야기한다.

선행기술에서 수용성 폴리머 물질의 존재하에 탄소 나노튜브가 수성 분산물로 변환되는 방법이 또한 기술된다(cf., 예를 들어, US 2004/0131859 A1 및 WO 02/076888 A1). 그러나 이들 방법은 한편으로는, 그것들이 보편적으로 사용가능하지 않다는 불편함을 가지지만 대신 수성 분산매로 제한되고, 다른 한편으로는 그것들은 상대적으로 낮은 탄소 나노튜브(CNT) 함량을 가지는 분산물만을 이끈다. 대신 앞서 언급한 2개의 공보의 일반적인 대상은 그것에서 기술된 분산물의 탄소 나노튜브(CNT)의 재분산성 분말로의 변환이다.

선행 기술의 상기 기술된 방법은 보통 CNT의 낮은 농도 또는 함량과 함께, 종종 장기간 안정성을 결여하는 탄소 나노튜브(CNT)의 불균질 분산물을 초래한다. 추가로, 선행기술 분산물 - 순수한 분산매와 비교하여 -은 점성에서 극도의 증가로 높은 값을 나타내며, 단지 약 1중량% 이하의 탄소 나노튜브(CNT)의 낮은 입자 함량과 커플링된다.

산업적 실행에 관하여, 이들 선행 기술 분산물은 큰 불편함과 관련되며, 결과적으로 다양한 매질에서 탄소 나노튜브(CNT)의 개선된 분산물을 위한 요구가 증가된다.

따라서 본 발명의 대상은 탄소 나노튜브(CNT)의 분산물을 제조하는 방법을 제공하는 것이며, 상기 약술되고 선행기술과 관련된 불편함은 적어도 실질적으로 회피되어야하고 그렇지 않다면 적어도 약화시키려는 의도이다.

본 발명의 추가 대상은 대응하는 선행기술 분산물과 비교하여 개선된 특성을 가지는, 더 구체적으로는 증가된 저장 안정성을 가지고 및/또는 더 높은 탄소 나노튜브(CNT) 함량을 가지는 탄소 나노튜브(CNT)의 분산물을 바람직하게는 효과적인 유동성 등과 같은 우수한 관리성과 협력하여 제공하는 것이다.

본 출원인은 현재 놀랍게도 상기 약술한 문제가 탄소 나노튜브(CNT)가 연속상, 특히 적어도 하나의 분산매에서 분산에 충분한 에너지 투입의 도입으로 적어도 하나의 분산제의 존재하에 분산된다면 효과적으로 해결될 수 있음을 발견하였다.

대단히 놀라운 방법으로, 현재 사실은 고 에너지 유입, 특히 고전단력과 상호작용에서 적당한 분산제의 조합을 통해, 상당히 더 높은 농도에서 및 다양한 분산매에서 탄소 나노튜브(CNT)를 안정하게 분산시키는 적당하고 저렴한 방법을 제공할 수 있음을 발견하였다.

따라서, 상기 약술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 제 1 항에 따르는 분산 방법을 제안한다. 추가로 본 발명의 방법의 유리한 특성은 관련된 종속 방법 항의 대상이다.

본 발명의 추가 대상은 본 발명의 방법에 의해 얻을 수 있는 탄소 나노튜브(CNT)의 분산이며, 분산 그 자체와 관련된 대응하는 청구항에서 정의 또는 기술된다.

최종적으로, 본 발명의 추가 대상은 본 발명의 방법으로 얻을 수 있는 탄소 나노튜브(CNT)의 분산물의 사용이며, 이러한 사용은 대응하는 사용 청구항에서 정의또는 기술된다.

따라서 본 발명은 - 본 발명의 제 1 양태에 따라 - 연속상, 특히 적어도 하나의 분산매에서 탄소 나노튜브(CNT)를 분산시키는 방법, 즉, 그 결과, 연속상, 특히 적어도 하나의 분산매에서 탄소 나노튜브(CNT)의 분산물을 준비하는 방법을 제공하며, 본 탄소 나노튜브(CNT)는 특히 탄소 나노튜브(CNT)의 우선하는 사전처리 없이, 연속상, 특히 적어도 하나의 분산매에서 적어도 하나의 분산제의 존재하에서 분산에 충분한 에너지 유입의 도입으로 분산된다.

본 발명에 대해 사용되는 분산물의 개념에 관하여, 참고문헌은 특히 한 개의 상은 연속적(즉, 분산매)이고 적어도 하나의 추가 상은 미세하게 나누어지는(즉, 분산된 상 또는 분산질; 이 경우 탄소 나노튜브) 분산물의 개념이 2 이상인 상의 시스템(즉, 분산 시스템)에 대한 지정인 1972년 7월의 DIN53900으로 제공될 수 있다. 본 발명의 문맥에서 분산물의 개념은 현탁액, 즉, 액체 중 불용성 미립자의 분산물의 지정에 관하여 배타적으로 지정된다.

본 발명의 문맥에서 사용되는 분산제의 개념- 또한 동의어로 분산제, 분산 첨가제, 습윤제 등으로 지정됨 -은 일반적으로, 특히 두 성분 - 한편으로는 분산되는 입자 및, 다른 한편으로는 분산제- 사이의 계면장력을 낮춤으로써 그리고 습윤을 유발함으로써 분산매 내 입자의 분산을 촉진하는 기질을 지정한다. 결과적으로 사용에서 분산제의 다양한 동의어의 지정이 있으며, 예를 들어, 분산 첨가제, 침강방지제, 습윤제, 세제, 현탁 또는 분산 보조제, 에멀션화제 등이다. 분산제의 개념은 분산매의 개념과 혼동되어서는 안되며, 후자는 분산물의 연속상(즉, 액체, 연속 분산매)을 지정한다. 추가적으로 본 발명의 개념에서, 분산제는 분산된 입자와 마찬가지로 안정화시키는, 즉, 분산물에서 그것들을 안정하게 홀딩하고 효율적인 방법으로 그것의 재응집을 최소화하는 목적에 접합하며; 차례로 이 방법에서, 용이하게 관리가능한 유체 시스템은 분산된 탄소 나노튜브의 고농도의 경우에서조차 실행을 야기하기 때문에 이는 결과된 분산물의 요망되는 점성을 야기한다. 대조적으로, 분산된 CNT의 원치않는 재응집의 결과로서 분산제의 사용 없이 결과된 분산제의 점성에서 이러한 증가가 있을 것이며, 이는 - 적어도 상대적으로 높은 CNT 농도에서 - 이 시스템이 너무 높은 점성 또는 너무 낮은 유동성을 가지기 때문에, 실행에서 더 이상 관리가능한 시스템 결과일 수 없다.

용어 "분산질", "분산시키는", "분산제", "분산 시스템" 및 "분산물"과 관련하여 더욱 상세하게, 참고 문헌은 예를 들어, Rompp Chemielexikon, 10th edition, Georg Thieme Verlag, Stuttgart/New York, Volume 2, 1997, page 1014/1015 및 또한 그것에 언급된 문헌으로 구성되며, 이것의 완전한 명세서 내용은 참고로써 본원에 포함된다.

본 발명의 방법의 특정 특징은 본 발명에 따르는 사실에서 보여지는 것이며, 분산 조작은 에너지의 충분한 유입(예를 들어, 전단에너지의 유입)으로 발생하며; 한편으로는 도입된 에너지는 특히 탄소 나노튜브(CNT)에 의해 형성된 응집, 덩어리, 코일 등을 분산시키는데 필요로 되는 에너지를 제공하기에 충분해야하지만, 다른 한편으로는, 이는 탄소 나노튜브(CNT)의 파괴가 시작되는 상기 특정 수준을 초과하지 않아야하고- 이는 개별 탄소 나노튜브(CNT)를 안정화할 수 있고, 다시 발생하는 재응집을 예방하고, 또한 이후의 분산을 촉진하고 결과된 분산물을 안정화시키는 방법으로 적당한 분산제의 존재의 경우이어야만 한다.

본 발명의 방법으로 결과된 분산물에서 탄소 나노튜브(CNT)의 상대적으로 고농도를 얻는 놀라운 방법이 가능하다. 특히 본 발명의 방법은 고체 함량을 가지는 분산물을 제조하는데 사용될 수 있고, 5중량% 이상의 탄소 나노튜브(CNT)에 관하여 결과된 분산물을 기준으로 한다. 일반적으로 탄소 나노튜브(CNT)는 연속상에서 결과된 분산물을 기준으로 1 x 10^-5% 내지 30%, 특히 1 x 10^-4중량% 내지 20중량%, 바람직하게는 1 x 10^-3중량% 내지 10중량%, 더 바람직하게는 1 x 10^-2중량% 내지 7.5중량%, 매우 바람직하게는 1 x 10^-1중량% 내지 5중량%의 양으로 분산된다.

경제적으로 합리적인 용도를 위해, 본 발명의 방법은 특정 또는 상대적으로 짧은 시간의 기간 내에 수행되거나 또는 결론지어져야 하며, 차례로 단위 시간 당 특정 에너지 유입을 필요로한다. 일반적으로 말해서, 본 발명의 방법 또는 분산 조작은 0.01 내지 30분, 특히 0.1 내지 20분, 바람직하게는 0.2 내지 15분, 더 바람직하게는 0.5 내지 10분, 매우 바람직하게는 0.5 내지 5분의 기간 내에 수행된다. 그럼에도 불구하고, 특정 경우 때문에 또는 용도에 대해, 본 발명의 범주로부터 벗어나는 것 없이 상기 특정된 시간으로부터 벗어날 필요가 있다.

상기 약술된 바와 같이, 분산매에 에너지의 충분한 유입이 되도록 하기 위한 분산 조작을 수행하기 위해, 한편으로는 탄소 나노튜브(CNT)의 믿을 수 있는 분산을 보장하는데 충분해야하고, 다른 한편으로는 탄소 나노튜브(CNT) 또는 그것의 구조를 파괴할 만큼 너무 높지 않아야 되는 필요가 있다.

필요로 되는 에너지 유입의 공급은 바람직하게는 초음파 처리에 의해 수행된다. 그럼에도 불구하고, 비록 초음파에 의한 처리가 본 발명에서 바람직하다고 할지라도, 다른 가능성, 예를 들어, 고압 노즐의 적용이 또한 본 발명의 문맥에서 실현될 수 있다.

일반적으로, 도입된 에너지의 양은 광범위한 범위 내에서 다양할 것이다. 특히 분산되는 탄소 나노튜브(CNT)의 단위 양 당 도입되는 에너지로서 계산되는 도입된 에너지의 양은 5,000 내지 500,000 kJ/kg, 특히 10,000 내지 250,000 kJ/kg, 바람직하게는 15,000 내지 100,000 kJ/kg, 더 바람직하게는 25,000 내지 50,000 kJ/kg이다. 그럼에도 불구하고, 본 용도에 대해 또는 특정 경우의 결과로서, 이는 본 발명의 범주를 벗어나는 것 없이 앞서 언급한 수로부터 벗어나는 것이 필요할 수도 있다.

전형적으로 분산 조작은 이후의 분산을 위해 탄소 나노튜브(CNT)가 연속 상, 특히 분산매 및 분산제 및 또한 적절하게는 추가 구성물 또는 분산물의 성분과 접촉하는 방법 단계로 진행되며, 이들 성분은 서로, 특히 대응하는 에너지의 유입, 바람직하게는 교반으로 균질화된다. 그러나 본 목적을 위해 요구되는 에너지 유입은 그것만으로는 분산 조작을 위한 것보다 더 작고 따라서 통상적인 교반 또는 혼합 작용은 본 목적에 충분하다.

일반적으로, 본 발명의 방법은 연속상, 특히 분산매의 비등점 이하의 온도에서 수행된다. 바람직하게는 본 발명은 10 내지 100℃, 바람직하게는 15 내지 70℃ 범위의 온도에서 수행된다. 이 경우에, 에너지 유입이 결과된 분산물의 온도에서 증가를 야기하기 때문에 적절하게는 냉각과 함께 분산 조작을 수행하는 것이 필요할 수 있다.

상기 약술한 바와 같이, 본 발명의 이점은 특히 우선하는 산화, 화학적 처리(예를 들어, 질산, 오존 등과 같은 산화제로), 열 처리, 분극화, 할로겐화 등이 없이 분산되는 탄소 나노튜브(CNT)의 우선하는 사전처리 없이 수행된다.

본 발명의 방법의 문맥에서, 선행기술로서 알려진 또는 상업적 제품으로서 또한 이용가능한 공정으로써 제조할 수 있는 종류의 실질적으로 어떤 요망되는 탄소 나노튜브(CNT)를 사용하는 것이 가능하다.

본 발명에 따라 사용되는 탄소 나노튜브(CNT)는 예를 들어, 단일-벽 탄소 나노튜브(SWCNT 또는 SWNT) 또는 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT 또는 MWNT), 특히 2- 내지 30-벽, 바람직하게는 3- 내지 15-벽의 탄소 나노튜브일 수 있다.

본 발명에 따라 사용되는 탄소 나노튜브(CNT)는 0.4 내지 50nm, 특히 1 내지 10nm, 바람직하게는 2 내지 6nm의 평균 내부 직경 및/또는 1 내지 60nm, 특히 5 내지 30nm, 바람직하게는 10 내지 20nm의 평균 외부 직경을 가질 수 있다. 본 발명에 따라 사용되는 탄소 나노튜브(CNT)는 0.01 내지 1000μm, 특히 0.1 내지 500μm, 바람직하게는 0.5 내지 200μm, 더 바람직하게는 1 내지 100μm의 평균 직경을 가질 수 있다.

추가로, 본 발명에 따라 사용되는 탄소 나노튜브(CNT)는 적어도 1GPa, 특히 적어도 5 Gpa, 바람직하게는 적어도 10 Gpa마다 인장강도 및/또는 적어도 0.1 TPa, 특히 적어도 0.5 TPa, 바람직하게는 적어도 1 TPa의 탄소 나노튜브 마다 탄성계수 및/또는 적어도 500 w/mK, 특히 적어도 1000 w/mK, 바람직하게는 적어도 2000w/mK의 열 전도도 및/또는 적어도 10³ S/cm, 특히 적어도 0.5x10⁴ S/cm, 바람직하게는 적어도 10⁴S/cm의 전기 전도도를 가질 수 있다.

전형적으로 사용된 탄소 나노튜브(CNT)는 0.01 내지 0.3 g/cm³, 특히 0.02 내지 0.2 g/cm³, 바람직하게는 0.1 내지 0.2 g/cm³의 범위에서 겉보기밀도를 가지며, 다양한 탄소 나노튜브(CNT)의 응집 또는 덩어리의 형태로, 특히 매우 코일링된 형태로 존재한다.

발명으로 적절한 탄소 나노튜브(CNT)는, 예를 들어, Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, 예를 들어, 제품 시리즈 Baytubes^® (예를 들어, Baytubes^® C 150 P)로서 상업적으로 이용가능하다.

연속상 또는 분산매에 관하여, 본 발명에 대해, 원칙적으로 수성계, 유기계 또는 수성-유기계 분산매, 바람직하게는 유기 분산매를 사용하도록 제공되는 것이 가능하다. 전형적으로 사용되는 연속상은 분산 조건, 특히 대기압(101.325 kPa)하 및 10 내지 100℃, 바람직하게는 15 내지 70℃의 범위에 있는 온도 하에서 액체 덩어리 상태로 존재하는 분산매이다.

발명의 바람직한 방법에서, 연속상으로서 사용되는 분산매는 (i) 알코올, 특히 직쇄, 분지 또는 고리, 모노히드릭 또는 폴리히드릭 알코올, 예로써 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에틸헥사놀, 데카놀, 이소트리데실 알코올, 벤질 알코올, 프로파르길 알코올, 올레일 알코올, 리노레일 알코올, 옥소-공정 알코올, 네오펜틸 알코올, 시클로헥사놀, 지방성 알코올, 및 디올 및 폴리올, 예로써, 글리콜; (ii) 에테르 알코올, 예로써 2-메톡시에탄올, 모노페닐 디글리콜, 페닐에탄올, 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜; (iii) 탄화수소, 예로써, 톨루엔, 크실렌, 및 지방성 및/또는 지환족 벤진 분획, 염소처리된 탄화수소, 예로써 클로로포름 및 트리클로로에탄; (iv) 에테르, 특히 고리 및 비환식 에테르, 예로써, 디옥산, 테트라히드로푸란 및 폴리알킬렌 글리콜 디알킬 에테르; (v) 카르복실산 에스테르, 특히 모노카르복실산 에스테르, 예로써, 에틸 아세테이트 및 부틸 아세테이트; 및 디카르복실산 또는 폴리카르복실산 에스테르, 예로써, C₂ 내지 C₄ 디카르복실산의 디알킬 에스테르("2염기성 에스테르"); (vi) 에테르 에스테르, 특히 에틸글리콜 아세테이트 및 메톡시프로필 아세테이트와 같은 알킬글리콜 에스테르; (vii) 부티로락톤과 같은 락톤; (viii) 가소제, 특히 프탈레이트; (ix) 알데히드 및 케톤, 예로써 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논 및 아세톤; (x) 산 아미드, 예로써 디메틸포름아미드; (xi) N-메틸피롤리돈; 및 또한 앞선 언급한 분산매의 혼합물의 군으로부터 선택되는 분산매이다.

추가로, 기본적으로 분산매로서 이온성 액체 또는 초임계유체로서 공지된 것을 사용하는 것이 가능하다. 마찬가지로 물은 본 발명의 문맥에서 적당한 분산매이다.

발명으로 사용된 분산제에 관한 한, 더 구체적으로 폴리머 분산제, 특히 작용 폴리머에 기초한 폴리머 분산제는 적어도 500g/mol, 바람직하게는 적어도 1000 g/mol, 더 바람직하게는 적어도 2000 g/mol의 수평균 분자 질량을 바람직하게 가진다. 특히, 발명으로 사용된 분산제는 작용기 및/또는 안료 친화성을 가지는 기를 가지는 폴리머 및 공중합체, 폴리머 및 공중합체의 알킬암모늄 염, 산성기를 가지는 폴리머 및 공중합체, 콤브 공중합체 및 블록 공중합체, 예로써, 안료 친화성을 가지는 기들을 가지는 블록 공중합체, 특히 안료 친화성을 가지는 염기성 기, 선택적으로 변형된 아크릴레이트 블록 공중합체, 선택적으로 변형된 폴리우레탄, 선택적으로 변형된 및/또는 염화된 폴리아민, 인산 에스테르, 에톡실레이트, 지방산 라디칼을 가지는 폴리머 및 공중합체, 선택적으로 변형된 폴리아크릴레이트, 예로써 트랜스에스테르화된 폴리아크릴레이트, 선택적으로 변형된 폴리에스테르, 예로써 산-작용성 폴리에스테르, 폴리포스페이트 및 그것의 혼합물의 군으로부터 선택될 수 있다.

추가로, 기본적으로 본 발명에 따라서 적당한 분산제로서, 이 목적을 위해 알려진 모든 분산제, 계면활성제, 습윤제 등을 사용하는 것이 가능하다.

본 발명에 바람직한 방법에서 분산제로서 선택되는 화합물은 특히 EP 1 593 700 B1, EP 0 154 678 B1, EP 0 318 999 B1, EP 0 270 126 B1, EP 0 893 155 B1, EP 0 417 490 B1, EP 1 081 169 B1, EP 1 650 246 A1, EP 1 486 524 A1, EP 1 640 389 A1, EP 0 879 860 B1, WO 2005/097872 A1 및 EP 1 416 019 A1의 것이며, 이것의 각 명세서 내용은 전체가 참고로써 본원에 포함된다. 이들 화합물은 제 13 항 내지 제 17 항(= EP 1 593 700 B1), 제 18 항 (= EP 0 154 678 B1), 제 19 항 (= EP 0 318 999 B1), 제 20 항 (= EP 0 270 126 B1), 제 21 항 (= EP 0 893 155 B 1), 제 22 항(= EP 0 417 490 B1), 제 23 항(= EP 1 081 169 B1), 제 24 항(= EP 1 650 246 A1), 제 25 항(= EP 1 486 524 A1), 제 26 항(= EP 1 640 389 A1), 제 27 항(= EP 0 879 860 B1), 제 28 항 (= WO 2005/097872 A1) 및 제 29 항(= EP 1 416 019 A1)에서 더욱 상세하게 기술 또는 정의된다.

본 발명에 관한 한, 기본적으로 연속 작용 또는 불연속 작용으로 수행될 수 있으며, 이는 상대적으로 짧은 시간에 완료될 수 있다. 그것의 낮은 수준의 복잡성 때문에, 유연하게 그리고 경제적으로 수행될 수 있고, 메트릭 톤 스케일로 생산까지 적절하게 설정될 수 있다.

기본적으로 본 발명의 방법은 어떤 매우 넓은 다양성의 분산매, 분산제, 탄소 나노튜브(CNT)에 대해 사용될 수 있고, 추가 과정 또는 과정 단계와 함께 용이하게 합쳐질 수 있다.

처음에 약술한 바와 같이, CNT가 매우 큰 가로세로 비, 예를 들어, 직경 범위, 예를 들어 3 내지 25nm, 길이 범위, 예를 들어 약 10mm 이하를 가지고 매우 코일링된 형태로 존재하기 때문에 CNT의 분산은 큰 도전을 지닌다. 높은 정도의 코일링 때문에, 매우 높은 에너지 유입 또는 전단력이 CNT를 분리시키기 위해 필요하다. 비코일링이 적당한 분산제의 동시 사용 없이 단지 고에너지 유입에 의해 수행되는 경우, CNT는 단지 크기가 감소되고, 충분하게 안정화되지 않아서 결과된 분산물은 불균일하고 장기간 안정성을 결여한다. 분산제의 사용은 더 쉽고 더 알맞은 비코일링을 위해서 한편으로는 CNT를 습윤시키고, 다른 한편으로는 결과의 분리된 CNT를 분산제로 코팅함으로써 안정화하는 것을 목적으로 하고, 그 결과로서 본 발명의 방법으로 안정한 균질 분산제가 획득된다. 이상적으로 분산물은 단지 점성에서 약한 증가 및 CNT의 높은 활성을 나타낸다.

대조적으로, 선행기술에서 기술되는 방법은 보통 장기간 안정성을 결여하는 불균질 분산물을 야기한다. 추가로, 선행 기술 분산물은 단지 약 1% 이하의 낮은 입자 함량과 함께 연관되어 점성에서 높은 증가를 나타낸다.

놀랍게도 현재 본 발명의 방법의 문맥에서 고에너지 유입 또는 전단력을 가지는 적당한 분산제를 합함으로써, 적절하고 저렴한 방법이 어떤 매우 광범위한 다양한 매질 및 상당히 높은 농도에서 CNT를 안정하게 분산시키기 위해 제공되는 것을 발견하였다.

본 발명의 방법은 높은 탄소 나노튜브(CNT) 함량과 높은 충전의 정도(상기 5중량%, 예를 들어, 결과된 분산물을 기준으로 함)를 가지는 분산물을 야기하며, 동시에 이는 낮은 점성도로서 따라서 언제든지 다루기 쉽게 수행된다.

추가로, 본 발명의 방법으로 얻을 수 있는 분산물은 높은 저장 안정성을 나타낸다.

본 발명에 따라서 -본 발명의 제 2 양태에 따라- 연속상, 특히 적어도 하나의 분산매에서 탄소 나노튜브(CNT)의 분산물을 제공하며, 상기 약술한 바와 같이 본 발명의 방법으로 얻을 수 있다.

본 발명의 분산물에 관한 추가의 관련 상세에 대해, 참고문헌은 그것 자체가 분산물에 관해 대응하는 청구항으로 구성될 수 있다.

본 발명에 의해 얻을 수 있는 본 발명에 따르는 분산물은 현저한 안정성, 특히 저장 안정성을 가지며; 특히 본 발명의 분산물은 적어도 일주일, 바람직하게는 적어도 1 개월, 더 바람직하게는 적어도 3 개월, 매우 바람직하게는 적어도 6 개월에 걸치는 저장-안정성이다. 상기 약술한 바와 같이, 본 발명의 분산물은 추가로, 실온에서 유동성이며 이 방법으로 용이하게 관리가능하다. 본 발명에 따라 제조되는 분산물은 뉴토니안 또는 대부분의 요변성 및/또는 구조적으로 점성인 거동, 바람직하게는 뉴토니안 거동을 나타낸다.

본 발명에 따라서 얻을 수 있는 분산물은 다양한 용도에 적합하다. 추가로, 본 발명에 따라서 - 본 발명의 제 3 양태에 따라 - 본 발명의 방법으로 얻을 수 있는 분산물의 발명적 사용이 대응하는 사용 항에서 정의된다.

따라서, 예를 들어, 본 발명의 분산물은 전자 분야, 예를 들어, 컴퓨터 엔지니어링 및 컴퓨터 산업, 반도체 엔지니어링 및 반도체 산업, 및 계측학 및 계측 산업, 예를 들어, 도체 또는 반도체 구조, 나노전기 구조 및 소자, 트랜지스터, 비휘발성 메모리, 디스플레이 및 스크린 및 그것의 구성요소, 및 또한 계측 및 컴퓨터 부품 및 구성 요소, 예로써, 회로, 다이오드 등에서의 용도에 적합하다.

추가적으로 본 발명의 분산물은 플라스틱, 폴리머 조성물, 코팅, 페인트, 잉크, 복합 물질 등에서의 용도 또는 포함에 적당하다.

예의 방법으로써 본 발명의 분산물은 전기 전도성을 증가시키고 및/또는 전자적 특성, 특히, 강도를, 바람직하게는 앞서 언급한 물질(즉, 플라스틱 및 폴리머 조성물, 코팅, 페인트, 잉크, 복합 물질 등)에 대해 개선시키기 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 본 발명의 분산물은 앞서 언급한 물질에서 강화 물질로서 적당하다.

추가로, 본 발명에 따라 제조되는 분산물은 탄소 나노튜브(CNT)의 번들, 섬유, 매트 및 기타 고유 구조(예를 들어, 분산매의 제거 후)를 생산하는데 적당하다.

게다가, 본 발명의 분산물은 우주 기술의 분야의 용도에 적당하다.

본 발명의 분산물의 용도를 위한 추가 분야는 어떤 매우 광범위한 다양한 용도를 위한 냉각 기술 분야, 특히 열 싱크의 생산에 관한 것이다(예를 들어, GSM 기지국에 대해, CPU 냉각기로서 등).

최종적으로 본 발명의 분산물은 또한 전기적 및/또는 전자기적 방사선, 특히 앞서 언급한 물질(즉, 플라스틱 및 폴리머 조성물, 코팅, 페인트, 잉크, 복합 물질 등)로부터 쉴딩을 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 추가 구체예, 변형 및 변화는 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이, 본 명세서를 읽는 당업자에게 용이하게 명백하며 실현 가능하다.

본 발명은 하기 실시예로 참고로써 예시되지만, 이는 본 발명을 제한하고자 하는 의도는 아니다.

실시예 A:

본 발명의 구체적인 이점은, 다른 분산제와 초음파 분산 유닛을 사용하여 분산매로서 PMA(프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 또는 메톡시프로필 아세테이트) 중 CNT의 분산의 예로서 사용하여 하기 기술된다.

우선 분산제와 함께 및 분산제 없이 단지 분산기만으로 모든 다양한 비교 실 험을 수행하였지만, 모든 경우에 결과물은 실망스러웠다: 분산물은 매우 불균질하였고 단지 몇 시간 내지 하루의 시간 후 완전한 침전을 겪었다.

초음파 변환기로 유사한 비교 실험은, 대조적으로 더 나은 결과를 보여주었다: 따라서 분산제 없이 CNT의 0.1% 분산물은 단지 약한 침전을 겪지만, 여전히 매우 불균질하다. 이 경우에 응집은 사실상 파괴되었지만, CNT는 고도로 손상되고 충분하게 안정화되지 않았다. 이 방법으로 제조되는 분산물은 산업적 사용에 적당하지 않다. 그럼에도 분산제의 첨가는 결과물을 상당히 증가시킨다.

따라서, 초음파만 또는 분산제만 사용된다면, 실험은 상당한 침전 거동과 함께 불안정하고 불균질한 분산물 또는 현탁액을 야기한다.

발명 실험에서, 다른 분산제는 초음파의 유입과 조합하여 다른 양으로 사용되며, 요망되는 결과를 야기한다.

사용되는 습윤제 및 분산제

분산제	구조	고형물
DISP-I	안료에 대해 친화성을 가지는 군들을 가지는 고 분자량 공중합체 (EP 1 593 700 B1의 실시예 23)	98%
DISP-II	고분자량 공중합체의 알킬암모늄 염 (EP 0 893 155 B1의 실시예 28)	96%

첫번째 실험 시리즈로서, 메톡시프로필 아세테이트(PMA) 중 MWCNT의 1% 분산물을 초음파의 사용과 함께 제조하였다(표 2). 결과를 분산 조작 후 직접적으로 시각적 인상; 침전 거동; 및 점성도를 기준으로 평가하였다. 분산물을 하기 실시예 B에서 기술하는 바와 동일한 방법으로 제조한다.

PMA 중 MWCNT의 1% 분산물의 실험적 개요

분산제	분산제 농도 (CNT 기준)	분산	점성	응집	안정성
DISP-II	20.0%	초음파	높음	유리벽 상의 큰 입자	결정할 수 없음
DISP-I	20.0%	초음파	높음	유리벽 상의 큰 입자	결정할 수 없음
없음	0%	초음파	높음	유리벽 상의 큰 입자	결정할 수 없음
없음	0%	분산기	낮음	완전한 상 분리	완전하게 침전됨

특히 침전 거동의 더 나은 평가를 허용하기 위해, 제 2 단계는 이들 분산제와 함께 제조되는 더 높은 희석 분산물을 보인다(표 3). 0.1%의 농도에서, DISP-I으로 안정화된 분산물은 최상의 결과를 나타내었다.

PMA 중 MWCNT의 0.1% 분산물의 실험적 개요

분산제	분산제 농도 (CNT 기준)	분산	점성	응집	안정성
DISP-II	100.0%	초음파	낮음	거의 없음	약한 상분리만
DISP-I	50.0%	초음파	낮음	없음	침전 없음
DISP-I	100.0%	초음파	낮음	거의 없음 내지 없음	침전 없음
DISP-I	100.0%	분산기	낮음	완전한 상 분리	완전하게 침전됨
DISP-I	150.0%	초음파	낮음	없음	침전 없음
없음	0%	분산기	낮음	완전한 상 분리	완전하게 침전됨
없음	0%	초음파	낮음	많음	약한 침전

실험 과정에서 놀랍게도 DISP-I와 초음파 생성된 매우 우수한 결과물의 결합이 명백해진다. 결과물은 매우 우수하여 시스템은 또한 5% CNT 함량으로 증가될 수 있고, 분산물은 현저한 특성 및 우수한 저장 안정성을 나타내었다. 10% 이상의 CNT 함량으로 추가 증가가 마찬가지로 실현되었다.

추가적으로 본 발명의 방법은 - CNT의 제조 방식과 상관없이- 성공적으로 실현될 수 있으며, 다시 말해서 본 발명의 방법은 보편적으로 CNT를 위한 사용에 적합하고 CNT의 우선적인 표면 변형을 요구하지 않으며(인시츄 또는 합성 후), 따라서 대규모의 비용 절감이 있다.

이는 수많은 용도에서 CNT의 산업적 사용을 위한 광대한 기회를 야기하는데, 분산물은 하기의 이점을 가지기 때문이다:

- 높은 정도의 충전, 또는 5중량% 이상의 CNT

- 장기간 안정성을 가지는 균질한 분산

- 적절한 분산 방법(CNT의 적절한 비코일링)

- 모든 상업적으로 이용가능한 CNT에 대해 보편적으로 사용될 수 있음

- 비용-효율적인 분산 방법, 마찬가지로 배치(batch)와 연속 작용 둘 다에 평균이상일 수 있고 적절함

- 추가 공정 단계와 합쳐질 수 있음

- 필요하다면 낮은 점성도가 실현가능함

- 추가의 기능화된 첨가제의 첨가가 가능

- 분산제의 기능화가 가능.

추가 구체예에서, 본 발명의 방법은 또한 다른 용매에 옮겨질 수 있음을 나타내었다. 물 또는 극도로 비극성인 매질이 사용될 때, 물론, 분산제의 작용기에 관한 요구는 다르다.

추가로, 본 발명에 따라서 제조되는 분산물은 예를 들어, 분산매 매트릭스 중 CNT의 적응을 위해 추가로 처리될 수 있다. 따라서, 전기 분야에서 CNT의 평행 배열을 수행할 수 있지만, 그러나, CNT는 개별화되고 균질하게 분산된 형태로 이상적으로는 고농도에서 존재해야 한다. 이는 현재 본 발명의 방법을 통해 첫번째 시간 동안 보장된다. 이후의 평행 적응은 그런 까닭에 가능하며 다수의 용도에 대해 필수적이다.

대응하는 실험 시스템은 하기와 같이 설계된다: 탱크에서, 요망되는 분산매 중 응집된 CNT의 현택액이 분산제와 함께 도입되고, 이후에 흐름 세포를 통한 회로에서 펌핑되며, 분산 조작은 초음파를 써서 발생한다. 결과된 분산물은 요망되는 정도의 분산물이 달성될 때까지 탱크에서 재사용되고 회로에서 분산될 수 있고(배치 작용) 또는 초음파 분산 단위와 함께 추가 흐름 세포안으로 펌핑될 수 있다(연속 작용). 이는 그 후 예를 들어, 수지(또는 페인트, 코팅 액체 등)와 함께 혼합될 수 있고, 전기 분야를 통해 이후의 경로는 CNT의 평행 배열을 제공한다. 평행 배열은 또 다르게는 더 늦은 시점에 발생할 수 있다. 필수 조건은 단지 개별화된 CNT의 안정한 분산물 뿐이며, 이는 본 발명의 방법에 의해 보장되는 것이다.

실시예 B:

DISP -I의 100%로 메톡시프로필 아세테이트( PMA ) 중 CNT 의 1.0% 분산물의 제조( Baytube ^® , 예를 들어, Baytube ^® C 150 P)

350ml PE 비커를 196g의 PMA와 2g의 DISP-I로 채우고, 이 처음의 부하를 1000rpm에서 톱니 디스크(d = 40mm)를 가지는 분산기를 사용하여 균질화하였다. 2g의 CNT를 혼합물에 첨가하고, PE 용기를 스테인레스 스틸 이중벽 용기에 두고, 냉각매질로서 물로 5℃로 냉각시켰다. 울트라소노트로드(d = 38mm)를 사용하여 분산시키고, 이를 매질 중 약 2 내지 3cm로 담근다. 대략 (500±20)W의 전력으로 현탁액을 1.5 내지 2분 동안 분산시키고, 온도를 70℃이하로 하였다. 결과는 균질하고, 저장-안정한, 낮은 점성의 검정색 분산물이다.

점성

CNT 충전 정도의 기능으로서 점성

CNT 충전의 정도를 증가시키는 점성 중 증가를 예시하기 위해, 0.1% 내지 5% 범위의 CNT 함량으로 PMA 중 다른 분산물의 점성을 측정하였다(도 1 및 도 2). 보는 바와 같이, 점성은 농도와 함께 급격하게 증가하지만, 3% 이상의 농도에서 조차 여전히 관리가능한 범위에 있다. 도 1은 분산제의 일정한 양으로 CNT에 대해 200중량%의 다른 CNT 함량(0.1%, 0.5%, 1.0%, 2.0%, 3.0% 및 5.0%; 저점에서 고점으로 생각되는 커브)을 가지는 PMA 분산물의 점성을 보여주고, 도 2는 CNT의 농도에 대한 다른 CNT 함량을 가지는 PMA 분산물의 점성의 대응하는 로그 플롯이다.

분산제의 분획의 기능으로서 점성

CNT의 넓은 표면적 및 코일을 형성하기 위한 그것의 자극의 관점에서, 높은 분산제 분획을 사용하여야 한다. 결과적으로 50중량% 내지 200중량%의 분산제 농도(CNT를 기준으로 함)를 사용하였다. 분산을 위해 사용한 측정은 다시 점성이다. 도 3으로부터 150%의 분산제 농도로부터 점성이 여전히 낮은 수준에 남아 있다는 것은 명백하다. 도 3은 다른 양의 DISP-I(50 중량%, 100 중량%, 150 중량%, 및 200 중량%, CNT를 기준으로 함; 고점에서 저점으로 생각되는 커브)를 가지는 PMA 중 CNT의 1% 분산물의 점성의 비교를 보여준다.

다른 CNT 의 비교

도 4의 증거로서, CNT를 분산시키기 위한 본 발명의 방법은 다른 종류의 CNT의 매우 광범위한 다양성에 거의 보편적으로 적용될 수 있다. 도 4는 PMA 중 CNT의 0.1%(저점 커브) 및 1%(고점 커브) 분산물의 점성을 예의 방법으로써 보여준다(한편으로 Bayer MaterialScience Ag제의 Baytube® C 150 P, 다른 한편으로 CNT Co., Ltd.제의 CNT). CNT가 시작되는 것으로부터 제조업자에 상관없이 점성이 사실상 동일하다는 것은 명백하다.

결과의 요약

본 발명의 결과는 샘플의 "벽 미끄러짐"을 회피하는 측정 조건하에서 결정하여 저농도와 고농도 CNT 현탁액의 비교를 한다. 결과 측정은 절대값이 되는 것으로 명백하게 고려되지 않지만, 샘플의 경험적 비교를 위한 기반으로서 도움이 된다.

PMA 중 Baytube®의 0.1% 및 1.0%의 불안정한 현탁액을 분산제 없이 침전 거동 때문에 측정할 수 없었다.

본 발명의 방법을 통해, 5중량% 이상의 CNT 함량을 가지는 유동 페이스트를 제조할 수 있다.

시험한 습윤제의, DISP-I는 그것 자신이 점성 수준에 대하여 가장 효과적이 됨을 보여주었다.

점성은 CNT의 고체 함량 내 증가와 분산제의 동일한 적용(DISP-I의 200중량%)으로 급속도로 증가한다.

측정 조건

UTCE/C 전기 열 조절 유닛을 가지는 ThermoHaake RS300

측정 시스템: 35 mm 1°콘/플레이트 시스템

실험 방식: CSR(Controlled Shear Rate) 방식에서 회전

모든 샘플은 강하게 나타나는 수율 지점을 나타낸다. 게다가 사실상 감각 테스트는 샘플의 부분에서 요변성 또는 구조적으로 점성인 거동을 반영하였다.

광학 현미경 이미지

응집의 정도와 분산물의 양의 결과를 얻기 위해, 마이크로그래프를 다른 분산으로 만들었다. 하기 도면은 특히 우수하고 특히 불량한 분산물을 가지는 샘플의 선택이다.

도 5는 분산제 없이 초음파 처리 후 PMA 중 CNT의 0.1% 분산물의 10배 확대를 보여준다(매우 불량한 분산물, 큰 응집).

도 6는 50% 분산제(DISP-II)의 존재에서 초음파 처리 후 PMA 중 CNT의 0.1% 분산물의 10배 확대를 보여준다(우수하고 안정한 분산물, 응집이 거의 없음, 상당히 균질).

도 7은 100% 분산제(DISP-I)의 존재에서 초음파 처리 후 PMA 중 CNT의 0.1% 분산물의 10배 확대를 보여준다(매우 우수하고 매우 균질한 분산물, 더 이상 큰 응집은 없음, 안정함).

안정성

본 발명에 따라서 제조되는 분산물은 현재 약 4개월 동안 실온에서 안정하고, CNT의 어떤 침전을 나타내지 않는다. 3% 이상의 CNT 함량을 가지는 분산물에서조차 실제로 요변성이지만, 상대적으로 장기간에 걸쳐 CNT의 침전을 보이지 않는다. 대조적으로 다른 방법으로 제조되는 분산은 빈번하게 단지 몇 시간 후 완전한 상 분리를 나타낸다.

Claims

특히 우선하는 사전처리 없이 탄소 나노튜브(CNT)가 연속상, 특히 적어도 하나의 분산매에서 적어도 하나의 분산제의 존재하에 분산물에 충분한 에너지 유입의 도입과 함께 분산되는 것을 특징으로 하는 연속상 특히 적어도 하나의 분산매에서 탄소 나노튜브(CNT)를 분산시키는 방법.
제 1 항에 있어서, 탄소 나노튜브(CNT)는 연속상에서 결과된 분산물을 기준으로 1 x 10^-5중량% 내지 30중량%, 특히 1 x 10^-4중량% 내지 20중량%, 바람직하게는 1 x 10^-3중량% 내지 10중량%, 더 바람직하게는 1 x 10^-2중량% 내지 7.5중량%, 매우 바람직하게는 1 x 10^-1중량% 내지 5중량%의 양으로 분산되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 분산제는 분산되는 탄소 나노튜브(CNT)를 기준으로 25중량% 내지 400중량%, 특히 50중량% 내지 350중량%, 바람직하게는 75중량% 내지 300중량%, 더 바람직하게는 100중량% 내지 275중량%, 매우 바람직하게는 150중량% 내지 250중량%의 양인 것을 특징으로 하는 방법.
앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 본 방법 또는 분산 조작은 0.01 내지 30분, 특히 0.1 내지 20분, 바람직하게는 0.2 내지 15분, 더 바람직하게는 0.5 내지 10분, 매우 바람직하게는 0.5 내지 5분의 기간에 걸쳐 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 분산되는 탄소 나노튜브(CTN)의 단위 양 당 도입되는 에너지로서 계산되는, 초음파 처리에 의해 발생하는 에너지 유입 및/또는 도입된 에너지 양이 5,000 내지 500,000 kJ/kg, 특히 10,000 내지 250,000 kJ/kg, 바람직하게는 15,000 내지 100,000 kJ/kg, 더 바람직하게는 25,000 내지 50,000 kJ/kg인 것을 특징으로 하는 방법.
앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 적당한 분산 조작은 이후에 분산되는 탄소 나노튜브(CNT)가 연속상, 특히 분산매 및 분산제 및 또한 어떤 추가 구성요소 및/또는 분산물의 성분과, 특히 교반과 함께, 접촉하고 균질하게 되는 방법 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 본 방법은 연속상, 특히 분산매의 비등점 이하의 온도, 특히 10 내지 100℃, 바람직하게는 15 내지 70℃의 온도에서, 특히 적절하게는 냉각을 수행하는 분산 조작과 함께 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 분산 조작은 분산되는 탄소 나노튜브(CNT)의 우선하는 사전처리 없이, 특히 산화, 화학적 처리, 열 처리, 분극화 또는 할로겐화 없이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

● 사용되는 탄소 나노튜브(CNT)는 단일-벽 탄소 나노튜브(SWCNT 또는 SWNT) 또는 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT 또는 MWNT), 특히 2- 내지 30-벽, 바람직하게는 3- 내지 15-벽, 탄소 나노튜브로부터 선택되고, 및/또는

● 사용되는 탄소 나노튜브(CNT)는 0.4 내지 50nm, 특히 1 내지 10 nm, 바람직하게는 2 내지 6 nm의 평균 내부 직경을 가지고, 및/또는

● 사용되는 탄소 나노튜브(CNT)는 1 내지 60nm, 특히 5 내지 30nm, 바람직하게는 10 내지 20nm의 평균 외부 직경을 가지고, 및/또는

● 사용되는 탄소 나노튜브(CNT)는 0.01 내지 1000μm, 특히 0.1 내지 500μm, 바람직하게는 0.5 내지 200μm, 더 바람직하게는 1 내지 100μm의 평균 길이를 가지고, 및/또는

● 사용되는 탄소 나노튜브(CNT)는 적어도 1 GPa, 특히 적어도 5 GPa, 바람직하게는 적어도 10 GPa의 탄소 나노튜브 당 인장 강도를 가지며, 및/또는

● 사용되는 탄소 나노튜브(CNT)는 적어도 0.1 TPa, 특히 적어도 0.5 TPa, 바람직하게는 적어도 1 TPa의 탄소 나노튜브 당 탄성계수를 가지고, 및/또는

● 사용되는 탄소 나노튜브(CNT)는 적어도 500 W/mK, 특히 적어도 1000 W/mK, 바람직하게는 적어도 2000 W/mK의 열 전도도를 가지고, 및/또는

● 사용되는 탄소 나노튜브는 적어도 10³ S/cm, 특히 적어도 0.5 x 10⁴ S/cm, 바람직하게는 적어도 10⁴ S/cm의 전기 전도도를 가지고, 및/또는

● 사용되는 탄소 나노튜브는 0.01 내지 0.3 g/cm³, 특히 0.02 내지 0.2 g/cm³, 바람직하게는 0.1 내지 0.2 g/cm³의 범위에서 겉보기 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 수성-, 유기- 또는 수성-유기계 분산매, 바람직하게는 유기 분산매가 연속상, 특히 분산매로서 사용되고 및/또는 분산 조건, 특히 대기압(101.325 kPa)하에 및 10 내지 100℃, 바람직하게는 15 내지 70℃의 범위의 온도에서 존재하는 분산매가 연속상으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 분산매는 (i) 알코올, 특히 직쇄, 분지 또는 고리, 모노히드릭 또는 폴리히드릭 알코올, 예로써 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에틸헥사놀, 데카놀, 이소트리데실 알코올, 벤질 알코올, 프로파르길 알코올, 올레일 알코올, 리노레일 알코올, 옥소-공정 알코올, 네오펜틸 알코올, 시클로헥사놀, 지방성 알코올, 및 디올 및 폴리올, 예로써, 글리콜; (ii) 에테르 알코올, 예 로써 2-메톡시에탄올, 모노페닐 디글리콜, 페닐에탄올, 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜; (iii) 탄화수소, 예로써, 톨루엔, 크실렌, 및 지방성 및/또는 지환족 벤진 분획, 염소처리된 탄화수소, 예로써 클로로포름 및 트리클로로에탄; (iv) 에테르, 특히 고리 및 비환식 에테르, 예로써, 디옥산, 테트라히드로푸란 및 폴리알킬렌 글리콜 디알킬 에테르; (v) 카르복실산 에스테르, 특히 모노카르복실산 에스테르, 예로써, 에틸 아세테이트 및 부틸 아세테이트; 및 디카르복실산 또는 폴리카르복실산 에스테르, 예로써, C₂ 내지 C₄ 디카르복실산의 디알킬 에스테르("2염기성 에스테르"); (vi) 에테르 에스테르, 특히 에틸글리콜 아세테이트 및 메톡시프로필 아세테이트와 같은 알킬글리콜 에스테르; (vii) 부티로락톤과 같은 락톤; (viii) 가소제, 특히 프탈레이트; (ix) 알데히드 및 케톤, 예로써 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논 및 아세톤; (x) 산 아미드, 예로써 디메틸포름아미드; (xi) N-메틸피롤리돈; 및 또한 앞서 언급한 분산매의 혼합물의 군으로부터 선택되는 연속상으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리머 분산제는, 특히 적어도 500g/mol, 바람직하게는 적어도 1000 g/mol, 더 바람직하게는 적어도 2000 g/mol의 수평균 분자 질량을 바람직하게 가지는 기능화된 폴리머를 기준으로 하는 분산제로서 사용되고, 특히, 분산제는 작용기 및/또는 안료 친화성을 가지는 기를 가지는 폴리머 및 공중합체, 폴리머 및 공중합체의 알킬암모늄 염, 산성기를 가지는 폴리 머 및 공중합체, 콤브 공중합체 및 블록 공중합체, 예로써, 안료 친화성을 가지는 기들을 가지는 블록 공중합체, 특히 안료 친화성을 가지는 염기성 기, 선택적으로 변형된 아크릴레이트 블록 공중합체, 선택적으로 변형된 폴리우레탄, 선택적으로 변형된 및/또는 염화된 폴리아민, 인산 에스테르, 에톡실레이트, 지방산 라디칼을 가지는 폴리머 및 공중합체, 선택적으로 변형된 폴리아크릴레이트, 예로써 트랜스에스테르화된 폴리아크릴레이트, 선택적으로 변형된 폴리에스테르, 예로써 산-작용성 폴리에스테르, 폴리포스페이트 및 그것의 혼합물의 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
앞선 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 분산제는 하기의 반응을 통해 얻을 수 있는 부가 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.

a) 우레트디온기를 함유하는 하나 이상의 폴리이소시아네이트

b) 하기 화학식 I의 하나 이상의 화합물

(화학식 I)

Y-(XH)_n

(상기식에서

XH는 이소시아네이트-반응기이고

Y는 이소시아네이트 반응성이 아니며 하나 이상의 지방족, 지환족, 지방족 및/또는 방향족기를 포함하는 모노머 또는 폴리머 기이고,

Y는 20,000 g/mol 미만의 평균 몰 질량의 수를 가지고,

n은 1, 2 또는 3이고,

n은 화학식 I의 화합물의 적어도 50 mol%에 대해 1이고,

단, 실질적으로 성분 a)의 모든 자유 이소시아네이트기는 화학식 I의 화합물과 반응하여 우레트디온기를 함유하는 중간체를 제공한다)

우레트디온기는 이후에 하기와 반응하며

c) 하나 이상의 화학식 II의 화합물

(화학식 II)

Z-NHR

(상기식에서

R은 수소 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 직쇄 또는 분지된 알킬기이고 Z는 지방족, 지환족 및/또는 방향족 염기성 라디칼이고 선택적으로, 이 반응 후, 어떤 반응 아미노기는 여전히 아미노기에 반응하는 화합물과 반응되는 반응 생성물로 존재한다)

또한 이들 부가 화합물의 염 또는 4차화 생성물.
제 13 항에 있어서, Y는 선택적으로 헤테로원자, O, S 및/또는 N 및/또는 에테르, 우레탄, 카르보네이트, 실록산 및/또는 에스테르기를 함유하고 선택적으로 수소는 할로겐으로 치환되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, Z는 하기 정의 중 하나 이상을 가지는 것을 특징으로 하는 방법:

A) 적어도 하나의 3차 아미노기를 가지는 지방족 및/또는 지환족기 또는

B) 어떤 할로겐도 함유하지 않는 적어도 하나의 염기성 환 질소 원자를 가지는 헤테로고리, 이는 기 NHR에 유기 커플링기를 통해 결합되는 헤테로고리 기에 대해 가능하고, 또는

C) 선택적으로 변형된 폴리아민 및/또는 폴리이민의 라디칼.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, Z-NHR로서 사용되는 화합물은 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민, 헥사에틸렌헵타민, n > 5인 화학식 NH₂-(C₂H₄NH)_n-C₂H₄의 더 고급의 선형 축합물, 분지된 폴리-(C₂-C₄)-알킬렌아민, 3차 아미노기 및 1,000,000 g/mol 이하의 수평균 분자질량을 가지는 폴리-(C₂-C₄)-알킬렌이민 또는 이러한 아민의 혼합물의 군으로부터의 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항 또는 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 3차 아미노 기를 가지는 분지된 폴리-(C₂-C₄)-알킬렌아민의 경우, 화합물은 아지리딘 폴리머(폴리폴리에틸렌 에틸렌 이민)이고 및/또는 일부 자유 반응 아미노기는 에폭시드, 카르보네이트, 카르복실산 및/또는 α,β-불포화 화합물과 반응하고 및/또는 사용되는 화학식 I의 화합물은 히드록시-작용 폴리에테르, 히드록시-작용 폴리에스테르, 히드록시-작용 폴리에테르폴리에스테르 및/또는 2 내지 30개의 탄소 원자를 가지는 지방족 및/또는 지환족 알코올이고, 수소 원자의 일부는 선택적으로 할로겐 및/또는 아릴 라디칼로 치환되고, 및/또는 우레트디온 기를 함유하는 폴리이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 및/또는 톨릴렌 디이소시아네이트를 기초로 하는 디이소시아네이트의 고리 이합체 생성물인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 분산제는 폴리이소시아네이트, 히드록시 화합물, 체레비티노프(Zerewitinoff) 수소 및 또한 적어도 하나의 질소-함유 염기성 기, 및 선택적으로 아민 수소를 함유하는 화합물을 선택적으로 용매의 존재하에 및 선택적으로 반응 촉매의 존재하에 반응시킴으로써 얻을 수 있는 부가 화합물 및 그것의 염이며, 이들 부가 화합물은 2.5 내지 6의 평균 작용기수를 가지는 폴리이소시아네이트를 하기와 반응시킴으로써 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.

a) NCO 기의 15 내지 50%, 바람직하게는 20% 내지 40%, 더 바람직하게는, 20 내지 35%의 양으로 반응되는 하기 화학식 I'의 모노히드록시 화합물

(화학식 I')

Y'-OH

(Y'는 하기 정의를 가지며:

(i) 8 내지 30개의 탄소 원자를 가지는 지방족 및/또는 지환족 히드로 탄소기, 수소 원자의 일부는 할로겐 및/또는 아릴 라디칼로 치환될 수 있으며

(ii) 적어도 하나의 -O- 및/또는 -COO-기를 함유하고 350 내지 8000의 분자량을 가지는 지방족, 지환족 및/또는 방향족 기, 일부 수소 원자에 대해 할로겐으로 치환되는 것이 가능하다)

b) 결과 반응 생성물은 화학식 (II')의 화합물과 반응하고

(화학식 II')

G-(E)_n

상기식에서 E는 -OH, -NH₂ 및/또는 -NHR(R은 1 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기이다)이고, n은 2 또는 3이고, G는 적어도 2개의 탄소 원자를 함유하고 3000 미만의 분자량을 가지고, 이는 -O-, -COO-, -CONH-, -S- 및/또는 -SO₂- 기를 함유할 수 있는 지방족기이고, 본래 사용되는 폴리이소시아네이트의 NCO 기의 추가 15% 내지 45%, 바람직하게는 20% 내지 40%, 더 바람직하게는 20% 내지 35%의 양으로 반응되지만, NCO 반응의 반응 a) 및 b)의 정도의 합은 적어도 40% 내지 75%, 바람직하게는 45% 내지 65%, 더 바람직하게는 45% 내지 55%이고,

c) 결과 반응 생성물은 화학식 III'의 화합물과 반응되고

(화학식 III')

Z-Q

상기식에서 Q는 -OH, -NH₂, -NHR(R은 1 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 알킬 기이다) 또는 -SH이고 Z는 적어도 하나의 3차 아미노기와 함께 2 내지 10개의 C 원자를 가지는 지방족 기이고, 또는 수소 원자를 함유하지 않는 적어도 하나의 염기성 환 질소 원자를 가지는 헤테로고리 기이고, 단계 a) 및 b)에 여전히 남아있는 각각 원치않는 이소시아네이트 기에 대한 양으로 Q 기에 1 내지 10개의 C 원자를 가지는 알킬렌 기를 통해 결합되는 헤테로고리 기가 가능하고, 적어도 하나의 화합물 Z-Q의 분자가 존재한다.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 분산제는 선택적으로 용매의 존재하에 및 선택적으로 반응 촉매의 존재하에 2.5 내지 20의 평균 작용기수를 가지는 폴리이소시아네이트를 하기와 반응시킴으로써 얻을 수 있는 부가 화합물 및 그것의 염인 것을 특징으로 하는 방법.

a) 10% 내지 70%, 바람직하게는 15% 내지 45%, 더 바람직하게는 20% 내지 40%의 NCO 기가 반응되는 양으로 화학식 I"의 모노히드록시 화합물

(화합물 I")

Y-OH

(Y는 하기 정의를 가진다:

(i) 8 내지 30개의 탄소 원자를 가지는 지방족 및/또는 지환족 탄화수소기, 이것의 수소 원자의 일부는 할로겐 및/또는 아릴 라디칼로 치환된다,

(ii) 적어도 하나의 -O- 및/또는 -COO- 기를 함유하고 200 내지 10,000의 수 평균 분자량 M_n을 가지는 지방족, 지환족 및/또는 방향족기, 할로겐으로 치환된 일부 수소 원자에 대해 가능하다)

b) 화학식 II"의 화합물과 반응되고

(화학식 II")

G-(E)_n

(E는 -OH, -NH₂ 및/또는 -NHR(R은 1 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기이다)이고 n은 2 또는 3이고, G는 적어도 2개의 탄소 원자를 함유하고 3000이하의 평균 분자량 Mn을 가지는 지방족, 지환족 및/또는 방향족기이며, -O-, -COO-, -CONH-, -S- 및/또는 -SO₂- 기를 함유할 수 있고), 본래 사용되는 폴리이소시아네이트의 NCO 기의 1% 내지 50%, 바람직하게는 5 내지 45%, 더 바람직하게는 15% 내지 40% 양으로 반응되지만, 반응 a) 및 b)는 본래 사용되는 폴리이소시아네이트의 NCO기의 적어도 20% 내지 85%, 바람직하게는 30% 내지 65%, 더 바람직하게는 40% 내지 60%의 전반적인 반응을 야기하고,

C) 화학식 III"의 화합물과 반응되고

(화학식 III")

Z-Q

(Q는 -OH, -NH₂, -NHR(R은 1 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기이다) 또는 -SH이고, Z는 적어도 하나의 3차 아미노기와 함께 2 내지 10개의 C 원자를 가지 는 지방족기 또는 수소 원자를 함유하지 않는 적어도 하나의 염기성 질소 원자를 가지는 헤테로고리기이고, 헤테로고리기는 Q기에 10개 이하의 C 원자를 가지는 알킬렌 기를 통해 결합되는 것이 가능하다), 단계 a) 및 b)에서 여전히 남아있는 각각의 미반응 이소시아네이트 기에 대한 양으로 화합물 Z-Q의 적어도 하나의 분자, 화학식 Ia의 화합물에 의해 치환되는 적어도 1 mol% 화학식 I"의 상기 정의된 화합물이 있고,

(화학식 Ia)

Y'-OH

(Y'는 200 내지 10,000의 평균 분자량 Mn을 가지는 지방족, 지환족 및/또는 방향족 기이고, 이는 할로겐으로 치환된 일부 수소 원자에 대해 가능하다) 모노히드록시-작용 폴리아크릴산 에스테르 및/또는 폴리메트 아크릴산 에스테르 및/또는 그것의 공중합체로 치환되는 적어도 하나의 -NHCOO- 기 및/또는 적어도 1 mol%의 상기 정의된 화학식 I"의 화합물을 함유하며, 이는 코모노머, 특히 비닐 에스테르, 비닐 에테르, 스티렌, 비닐톨루엔 및/또는 비닐시클로헥산의 모노머 단위를 기준으로 하고, 10,000 이하의 평균 분자량 Mn 및/또는 적어도 하나의 하기 화학식 IIa의 화합물로 치환되는 적어도 1 mol %의 상기 정의된 화학식 II"의 화합물을 가지며,

(화학식 IIa)

G'-(OH)_n

상기식에서, G'는 적어도 2개의 탄소 원자를 함유하고 3000 이하의 평균 분 자량 M_n을 가지는 지방족, 지환족 및/또는 방향족기이고, 이는 적어도 하나의 -NHCOO- 및/또는 -Si(CH₃)₂O- 기를 함유하고, n은 2 내지 3의 수이다.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 분산제는 선택적으로 용매의 존재하에서 및 선택적으로 반응 촉매의 존재하에서, 폴리이소시아네이트, 히드록시 화합물 및 추가로 체레비티노프 수소 및 또한 적어도 하나의 산성 작용 모이어티 또는 알콕시실릴기를 함유하는 화합물과 반응함으로써 얻을 수 있는 부가 화합물 및 그것의 염이며, 이들 부가 화합물은 2.5 내지 10의 평균 작용기수를 가지는 폴리이소시아네이트를 하기와 반응시킴으로써 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.

a) 10% 내지 70%의 NCO 기가 반응되는 양으로 화학식 I"'의 모노히드록시 화합물

(화학식 I"')

Y-OH

(상기식에서, Y는 하기 정의를 가지며:

(i) 8 내지 30개의 탄소 원자를 가지는 지방족 및/또는 지환족 탄화수소 기, 이것의 수소 원자의 일부는 할로겐 및/또는 아릴 라디칼로 치환될 수 있고,

(ii) 적어도 하나의 -O-, -NHCOO- 및/또는 -COO- 기를 함유하고 200 내지 10,000의 평균 분자량 Mn을 가지는 지방족, 지환족 및/또는 방향족 기, 이것의 수 소 원자의 일부는 할로겐으로 치환될 수 있다)

b) 본래 사용되는 폴리이소시아네이트의 1% 내지 50%의 NCO 기가 반응되는 양으로 화학식 II"'의 화합물과 반응되며,

(화학식 II"')

G-(E)_n

(상기식에서, G-(E)_n은 디올, 트리올, 디아민, 디히드록시디알킬 술피드 또는 디히드록시 술폰을 나타내고, n은 2 또는 3이고, G는 적어도 2개의 탄소 원자를 함유하고 3000이하의 평균 분자량 Mn을 가지는 지방족, 지환족 및/또는 방향족기이며, 이는 -O-, -COO-, -CONH-, -NHCOO-, -S-, -Si(CH₃)₂O- 및/또는 -SO₂-기를 함유할 수 있고)

그러나, 반응 a) 및 b)는 전반적으로 본래 사용되는 폴리이소시아네이트의 NCO기의 적어도 20% 내지 85%의 반응을 야기하고,

c) 화합물 Z-Q 및/또는 Z-NH-Z의 적어도 0.8몰이 있는 반응 a) 및 b)에서 남은 각각 미반응된 이소시아네이트기에 대한 양으로 화학식 III"'의 화합물 또는 화학식 IV"'의 화합물 중 적어도 하나와 반응되고

(화학식 III"')

Z-Q

(화학식 IV)

Z-NH-Z

(상기식에서, Q는 -OH, -NH₂, -NHR(R은 1 내지 4의 탄소 원자를 가지는 알킬기이다) 또는 -SH이고, 동일 또는 다른 각각의 라디칼 Z는 적어도 하나의 산성 작용 모이어티를 가지고 및/또는 적어도 하나의 Si(OR)_m(R')_3-m기(R 및 R'는 1 내지 10개의 탄소 원자를 가지는 알킬기이고 m은 1 내지 3이다)를 가지는 지방족 및/또는 지환족 및/또는 방향족 라디칼이고, 또는 Z-Q는 1차 아미노기를 함유하는 모노- 또는 폴리히드록시 화합물을 나타낸다)

d) 결과 반응 생성물이 비반응 히드록실기를 함유한다면, 반응되는 각 OH 기에 대해 사용되는 폴리카르복실산 또는 폴리카르복실산 무수물의 적어도 0.8 몰인 양으로 이들 히드록실기는 적어도 2개의 카르복실기를 가지는 폴리카르복실산 또는 그것의 무수물과 반응된다.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 분산제는 산으로 아민-작용 화합물을 염화함으로써 얻을 수 있고, 사용되는 아미노-작용 화합물은 비변형된 지방족 선형 폴리아민 및/또는 비변형된 지방족 분지된 폴리아민 및/또는 변형된 폴리아민의 기로부터 적어도 3개의 아미노기를 가지는 폴리아민이고, 후자는 모노- 또는 폴리이소시아네이트와 반응되는 폴리아민, 에폭시-작용 기질과 반응되는 폴리아민, 고리 카르보네이트와 반응되는 폴리아민, α,β-불포화 화합물과 마이클 반응에 의해 반응되는 폴리아민, 알킬화 및/또는 4차화되는 폴리아민 및/또는 카르복실산과 함께 아미드화되는 분지된 지방족 폴리아민이며 단, 변형 후 여전 히 3개의 염화가능한 아미노기는 분자 마다 또는 이러한 폴리아민의 혼합물 마다 존재하며, 사용되는 산은 하기 화학식의 적어도 하나의 인산 에스테르인 것을 특징으로 하는 방법.

(OH)_3- _nPO(OR¹)_n, n = 1 또는 2,

상기식에서, R¹은 적어도 5개의 C 원자를 가지는 알킬, 아릴 또는 아랄킬 라디칼 및/또는 100 내지 5,000 g/mol의 평균 분자량의 수를 가지는 옥시알킬화된 알코올의 라디칼 및/또는 적어도 하나의 카르복실산 에스테르기를 가지는 라디칼 및/또는 100 내지 5,000 g/mol의 수 평균 분자질량을 가지는 우레탄 기이다.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 I의 인산 에스테르 및 그것의 염이 분산제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.

(화학식 I)

상기식에서, R은 적어도 하나의 에테르 산소 원자(-O-) 및 적어도 하나의 카르복실산 에스테르 기(-COO-) 및/또는 우레탄 기(-NHCOO-)를 함유하고 200 내지 10,000의 평균 분자량 Mn을 가지는 지방족, 지환족 및/또는 방향족 라디칼이고, 이는 지방족 기의 수소 원자의 일부가 할로겐 원자로 치환될 수 있고, 각 R 기에서 에테르 산소 원자의 수 대 카르복실산 에스테르 기 및/또는 우레탄 기의 수의 비는 1:20 내지 20:1의 범위에 있고, n은 1 또는 2이고, 특히 인산 에스테르를 제외하고, R은 모노작용 지방산 및 폴리올의 우레탄-기-자유 모노에스테르이다.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 분지된 폴리머는 하기 모노머 혼합물로부터 유도되는 분산제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법:

(A) 적어도 하나의 에틸렌으로 불포화된 모노머의 50중량% 내지 93중량%,

(B) 1000 내지 20,000의 분자량을 가지는 적어도 하나의 에틸렌으로 불포화된 마크로모노머의 2중량% 내지 25중량%, 및

(C) 적어도 하나의 중합가능한 이미다졸 유도체의 5중량% 내지 25중량%,

성분 (A), (B) 및 (C)는 함께 100중량%를 만들며, 폴리머는 15,000 내지 100,000의 분자량을 가지고 선택적으로 염 형태로 존재한다.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 알콕시화된 에폭시드/아민 부가물은 500 g/mol 이상의 수 평균 분자질량 가지고 하기 반응을 통해 얻을 수 있는 분산제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법:

(A) 적어도 8개의 탄소 원자를 가지는 모노- 및/또는 폴리에폭시드 및

(B) 하나 이상의 2차 OH기를 가지는 부가물을 형성하기 위한 1차 및/또는 2차 아민 및/또는 1차 및/또는 2차 알카놀아미드 및/또는 2차 알킬알카놀아민 및

(C) 알킬렌 옥시드와 함께 부가물의 이후의 알콕실화.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 분산제는

(I) 모노- 또는 폴리작용 방향족 에폭시드와

(II) 400 g/mol의 수 평균 분자질량 또는 분자마다 적어도 4개의 에테르 산소를 가지는 1차 또는 2차 아미노기를 가지는 폴리옥시알킬렌모노아민의 반응을 통해 얻을 수 있는 부가 화합물이며,

출발 물질의 에폭시드 기의 90 내지 100%는 반응되고, 부가 화합물 중 방향족 기의 중량 부분은 50% 이하이고, 부가 화합물은 분자마다 적어도 하나의 염화 가능한 아미노기를 가지고 또는 염 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 공중합체는 (a) 1 내지 80 mol%의 적어도 하나의 에틸렌으로 불포화된 1,2-디카르복실산 유도체, (b) 12 내지 30개의 탄소 원자를 가지는 2 내지 80 mol%의 적어도 하나의 불포화된 모노카르복실산 유도체, (c) 5000g/mol 이하의 수 평균 분자질량을 가지는 1 내지 90 mol%의 적어도 하나의 폴리알킬렌옥시알릴 에테르, 및 (d) (a), (b) 또는 (c)에 의해 포함되지 않는 0 내지 30 mol%의 추가 불포화된 모노머의 공중합에 의해, 선택적으로 이후에 이들 공중합체는 암모니아, 물, 알코올, 아미노 알코올 및/또는 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물과 반응에 의해 얻을 수 있는 분산제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 아크릴산 알킬 에스테르 폴리머는 에폭시 작용기가 없고, 폴리머의 1% 내지 50%의 에테르기는 반응을 겪어 산 아미드를 형성하는 분산제로서 사용되고, 아크릴산 알킬 에스테르 폴리머는 아민으로 폴리머의 에스테르 기의 가아민 분해반응으로 얻을 수 있고, 가아민 분해반응은 (a) 동일 또는 다를 수 있는 화학식 NH₂-R¹-NR²R³의 아민(R¹은 2 내지 4의 탄소 원자를 가지는 2가의 알킬렌 라디칼이며, R² 및 R³는 1 내지 12개의 탄소 원자를 가지는 지방족 및/또는 지환족 알킬 라디칼이다), 및 (b) 화학식 NH₂-R¹-Z의 아민(R¹은 2 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 2가의 알킬렌 라디칼이고, Z는 5- 또는 6-원이다), 2개 이하의 질소 원자 또는 추가적으로 산소를 함유할 수 있는 N-함유 헤테로고리의 기로부터 적어도 하나의 아민을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 화학식의 분산제가 분산제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.

상기식에서,

R¹은 분자 마다 1 내지 3개의 히드록실기를 가지는 화합물의 유기 라티칼 또는 규소 원자에 결합되지 않는 1 내지 3개의 히드록실기를 함유하는 폴리실록산의 라디칼이고,

R²는 2가의 직쇄 또는 분지된 지방족 또는 지환족 라디칼이고,

x는 2 내지 18이고, n은 10 내지 500이고 m은 1 내지 3이고,

분산제는 1,000 내지 20,000 g/mol의 분자량과 3 내지 180mg KOH/g의 산가를 가지고 실온에서 고체이다.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 구배 공중합체가 분산제로서 사용되며, 구배 공중합체는 폴리머가 아닌 단작용성 개시자를 사용하여 에틸렌으로 불포화된 모노머의 리빙 제어 중합에 의해 얻을 수 있고, 구배 공중합체는 친수성 내지 친유성 특성의 폴리머 사슬에 따르는 전이를 가지며,

a) 모노머 (I)은 반응하에 모노머 (II)로 연속적으로 통과되고, 또는

b) 모노머 (I) 및 모노머 (II)는 반응을 위해 반응 용기에 다른 측정속도로 연속적으로 통과되고,

그것으로 또는 구배 공중합체의 추가 화학적 반응 후에 모노머 (I) 또는 모노머 (II) 중의 하나는 구배 공중합체에 도입되며, 분산되는 탄소 나노튜브(CNT)와 상호작용할 수 있고, 나머지 모노머는 연속상, 특히 분산매, 및 모노머 (I) 또는 모노머 (I)의 추가 화학적 반응 중 하나, 한편으로, 또는 모노머 (II) 또는 모노머 (II)의 추가 화학적 반응의 생성물과 양립할 수 있는 구배 공중합체에 기들을 도입하고, 다른 한편으로 소수성 특성을 가지며, 나머지 모노머 또는 다른 모노머의 추 가 화학적 반응의 생성물은 친수성 특성을 가지고,

소수성 및 친수성의 특성은 친수성 특성이 22 J¹/₂/cm³/₂ 이상의 용해도 변수의 경우에서 존재하고, 소수성 특성이 22 J¹/₂/cm³/₂ 미만의 용해도 변수의 경우에서 존재하는 효과로 정의되며, 용어 "모노머 (I)" 및 "모노머 (II)"는 또한 한편으로는 모노머 (I)과 다른 한편으로 모노머 (II)의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
앞선 청구항 중 하나 이상의 방법으로 얻을 수 있는 연속상 중, 특히 적어도 하나의 분산매에서 탄소 나노튜브(CNT)의 분산물.
연속상 중, 특히 적어도 하나의 분산매에서, 탄소 나노튜브는, 특히 우선하는 사전 처리 없이 연속상, 특히 적어도 하나의 분산매에서, 적어도 하나의 분산제의 존재에서 분산에 충분한 에너지 유입의 도입과 함께 분산되는 것을 특징으로 하는 탄소 나노튜브(CNT)의 분산물.
분산물은 적어도 일주일, 바람직하게는 적어도 1개월, 더 바람직하게는 적어도 3개월, 매우 바람직하게는 적어도 6개월 동안 저장-안정하며 및/또는 분산물은 실온에서 유동성이고 및/또는 분산물은 뉴토니안 또는 대부분의 요변성 및/또는 구 조적으로 점성, 바람직하게는 뉴토니안인 것을 특징으로 하는 앞선 청구항 중 하나 이상의 분산물.
전자 분야에서 앞선 청구항 중 하나 이상의 분산물의 사용.
컴퓨터 기술 및 산업, 반도체 기술 및 산업 또는 계측학 및 계측 산업의 분야에서 제 33 항의 사용.
도체 또는 반도체 구조, 나노전기 구조 및 소자, 트랜지스터, 비휘발성 메모리, 디스플레이 및 스크린 및 그것의 구성요소, 계측학 및 컴퓨터 부품 및 구성요소, 예로써, 회로, 다이오드 등을 제조하기 위한 제 33 항 또는 제 34 항의 사용.
플라스틱 및 폴리머 조성물, 코팅, 페인트, 잉크 또는 복합 물질에 앞선 청구항 중 하나 이상의 분산물의 사용.
전기 전도성을 증가시키고 및/또는 기계적 특성, 특히, 강도를, 바람직하게는 플라스틱 및 폴리머 조성물, 코팅, 페인트, 잉크 및 복합 물질 등에 대해 개선시키기 위한 앞선 청구항 중 하나 이상의 분산물의 사용.
탄소 나노튜브(CNT)의 번들, 섬유, 매트 및 기타 고유 구조(예를 들어, 분산 매의 제거 후)를 제조하기 위한 앞선 청구항 중 하나 이상의 분산물의 사용.
우주 기술 분야 에서 앞선 청구항 중 하나 이상의 분산물의 사용.
냉각 기술 분야, 특히 어떤 매우 광범위한 다양한 용도, 특히, GSM 기지국에 대해, CPU 냉각기 등으로서 열 싱크의 생산을 위한 앞선 청구항 중 하나 이상의 분산물의 사용.
전기적 및/또는 전자기적 방사선, 특히, 플라스틱 및 폴리머 조성물, 코팅, 페인트, 잉크, 복합 물질 등으로부터 쉴딩을 위한 앞선 청구항 중 하나 이상의 분산물의 사용.