专利名称：具有可移除性添加剂的溶剂基和水基碳纳米管油墨的制作方法
技术领域：
本公开的主题涉及形成碳纳米管的分散体或油墨。更具体地，本公开的主题涉及形成使用可移除性添加剂获得的在水和溶剂介质中的碳纳米管油墨。
背景技术：
单壁碳纳米管(SWCNT)、双壁碳纳米管(DWCNT)和多壁碳纳米管(MWCNT)的大多数应用通常要求它们以在合适溶剂系统中的纯化形式分散体的方式得以利用。除非另外指明，这些类型的碳纳米管一般描述为碳纳米管(CNT)。制备后原样(as produced)的原始(raw)碳纳米管碳灰(soot)通常包括随所需碳纳米管产品一起的材料杂质(外来杂质)，例如过渡金属催化剂、石墨碳、无定形碳纳米颗粒、富勒烯、碳洋葱(carbon onion)、多环芳烃。给定的原料中电子杂质的种类和程度可取决于合成方法，例如激光、电弧、高压一氧化碳转化(HiPco)、化学气相沉积(CVD)或燃烧。已知的纯化方案通常涉及一般单元操作(unit operation)步骤,例如预氧化、酸回流、机械混合、超声破碎、过滤、中和以及离心分离。对合适组合的选择取决于碳纳米管的生产方法和具体目标杂质。如下所示，表I提供了不同纳米管样品中占主要的杂质和它们的纯化中所使用的单元操作的示例性列举。表I
权利要求
1.一种油墨组合物，该油墨组合物包含 多个碳纳米管； 溶剂；和 使所述多个碳纳米管在所述溶剂中稳定化的可移除性添加剂。
2.权利要求I的油墨组合物，其中所述可移除性添加剂经选择以充当分散剂和稳定剂。
3.权利要求I的油墨组合物，其中所述可移除性添加剂经选择以至少部分地基于所述可移除性添加剂的分子量调节油墨粘度。
4.权利要求I的油墨组合物，其中所述溶剂是水以及其中所述可移除性添加剂是N，N-二异丙基乙胺(DIPEA)。
5.权利要求I的油墨组合物，其中所述可移除性添加剂选自二亚乙基三胺(DETA)、二异丙基乙胺(DIPEA)、三乙醇胺、乙二胺、氨基乙基乙醇胺、三亚乙基四胺(TETA)、四亚乙基五胺(ΤΕΡΑ)、五亚乙基六胺(PEHA)和它们的混合物。
6.权利要求I的油墨组合物，其中所述溶剂是选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)、环己酮、甲基乙基酮(MEK)和甲基异丙基酮的有机溶剂，以及其中所述添加剂是聚碳酸亚丙酯。
7.权利要求I的油墨组合物，其中对所述可移除性添加剂进行选择使得可通过在低于约250°C的温度下热退火从该油墨组合物除去至少90%所述可移除性添加剂。
8.权利要求I的油墨组合物，其中所述多个碳纳米管的至少90%是单壁碳纳米管。
9.权利要求8的油墨组合物，其中分散在溶剂中的所述单壁碳纳米管与其在初始制备后原样的单壁碳纳米管材料中的分布相比富含半导体性碳纳米管或金属性碳纳米管。
10.权利要求I的油墨组合物，其中所述多个碳纳米管的至少90%是双壁碳纳米管。
11.权利要求I的油墨组合物，其中所述多个碳纳米管的至少90%是多壁碳纳米管。
12.权利要求8的油墨组合物，其中所述多个碳纳米管碳纳米管是功能化的。
13.—种制备油墨组合物的方法，该方法包括 提供多个碳纳米管； 向所述多个碳纳米管提供可移除性添加剂； 向所述多个碳纳米管和所述可移除性添加剂提供溶剂，其中将所述多个碳纳米管分散在所述溶剂内并且其中所述可移除性添加剂使悬浮在所述溶剂中的所述多个碳纳米管稳定化；以及 通过热退火除去大部分所述可移除性添加剂。
14.权利要求13的方法，其还包括将所述油墨组合物施加到基材。
15.权利要求14的方法，其中所述可移除性添加剂在所述油墨组合物施加到基材后能够被除去。
16.权利要求15的方法，其中对所述可移除性添加剂进行选择使得可通过在低于约250°C的温度下热退火从该油墨组合物除去至少90%所述可移除性添加剂。
17.权利要求14的方法，其中所述基材是玻璃基材、塑料基材和蓝宝石基材中的一种。
18.权利要求13的方法，其中对所述可移除性添加剂进行选择以充当分散剂和稳定剂。
19.权利要求13的方法，其中对所述可移除性添加剂进行选择以至少部分地基于所述可移除性添加剂的分子量调节油墨粘度。
20.权利要求13的方法，其中所述溶剂是水，其中所述可移除性添加剂是N，N-二异丙基乙胺(DIPEA)，并且其中该方法还包括在将所述多个碳纳米管分散在所述溶剂中之前通过将所述可移除性添加剂施加到所述多个碳纳米管来使所述多个碳纳米管稳定化。
21.权利要求13的方法，其中所述可移除性添加剂选自二亚乙基三胺(DETA)、二异丙基乙胺(DIPEA)、三乙醇胺、乙二胺、氨基乙基乙醇胺、三亚乙基四胺(TETA)、四亚乙基五胺(ΤΕΡΑ)、五亚乙基六胺(PEHA)和它们的混合物。
22.权利要求13的方法，其中所述溶剂是选自N-甲基吡咯烷酮(ΝΜΡ)、丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)、环己酮、甲基乙基酮(MEK)和甲基异丙基酮的有机溶剂，并且其中所述添加剂是聚碳酸亚丙酯。
23.权利要求13的方法，其还包括在将所述多个碳纳米管分散在所述溶剂中之前将所述溶剂与所述可移除性添加剂混合。
24.权利要求13的方法，其中对所述可移除性添加剂进行选择使得所述多个碳纳米管各自地悬浮在所述溶剂中。
25.权利要求13的方法，其中对所述可移除性添加剂进行选择使得所述多个碳纳米管在所述溶剂内基本成束。
26.权利要求13的方法，其还包括将所述油墨组合物沉积到表面上，其中所述油墨组合物在所述表面上形成抗静电薄膜。
全文摘要
根据一些实施方案，提供了用于形成具有可移除性添加剂的溶剂基和水基碳纳米管油墨的组合物和方法。在一些实施方案中，油墨组合物包含一种或多种碳纳米管、溶剂和可移除性添加剂，该可移除性添加剂可以用作稳定剂、粘度调节剂或它们任何合适的组合。可以通过热退火将该可移除性添加剂从得自油墨组合物的制品除去。
文档编号C09D11/00GK102648249SQ201080043732
公开日2012年8月22日 申请日期2010年8月12日 优先权日2009年8月14日
发明者H·里希特, R·西瓦拉詹, V·威金斯 申请人:Nano-C公司