其中,d2 > d3 > dl)。
[0082]而且,在分散器3中,流入的高壓的粗分散液通過在分散器孔口通過,在伴隨壓力的降低的同時,成為高流速的流體而流入分散空間。另外,流入分散空間的高流速的粗分散液在分散空間內以高速流動,并在此時接受剪切力。其結果,粗分散液的流速降低,同時粗分散液中的CNT得到良好地分散。進一步,從終端部流出壓力(背壓)比流入的粗分散液的壓力低的碳納米管分散液。
[0083]需要說明的是,通過向碳納米管分散液的液流施加負載,可以向碳納米管分散液負載碳納米管分散液的背壓,例如,通過將下述多級降壓器5設置在分散器3的下游側,可以向碳納米管分散液負載所期望的背壓。另外,分散器3也可以具備用于冷卻碳納米管分散液的熱交換器、冷卻液供給機構。
[0084]在此,由于在該分散器3中,在向粗分散液施加剪切力而使CNT分散時向碳納米管分散液負載了背壓,因此與未負載背壓的情況相比,可以抑制由于流入分散空間內時的壓力降低而引起在分散液中產生氣泡。其結果,可以抑制由于氣蝕(氣泡的產生及消滅)引起的CNT損傷,尤其是可以抑制由于氣泡消滅時的沖擊波而引起的CNT損傷。此外,可以抑制氣泡附著于CNT、以及氣泡的產生所引起的能量損耗,即使是比表面積大的CNT,也能夠均勻且有效地得到分散。
[0085]需要說明的是,由抑制氣泡附著于CNT所帶來的分散性提高效果,對于比表面積大的CNT、尤其是比表面積在600m2/g以上的CNT而言是尤為顯著的。這是因為。越是CNT的比表面積大、表面容易附著氣泡的CNT,則氣泡產生并附著時的分散性越容易下降。
[0086]需要說明的是,由于在上述的分散器3中使用了相對于CNT的尺寸而言充分大的內徑的分散器孔口,因此,即使是在使用了 CNT的含量大的高濃度粗分散液(例如,相對于溶劑和分散劑的總量每100質量份含有0.5質量份以上的CNT的粗分散液)的情況下,由CNT弓丨起流路堵塞的隱患也較小。
[0087][碳納米管分散液的冷卻]
[0088]在熱交換器4中,通過對因在分散器3中施加剪切力而達到了高溫的碳納米管分散液進行冷卻,從而進一步抑制在碳納米管分散液中產生氣泡。需要說明的是,也可以代替設置熱交換器4、而通過預先對粗分散液進行冷卻來抑制在碳納米管分散液中產生氣泡。
[0089][碳納米管分散液的降壓]
[0090]在多級降壓器5中,通過分多個階段降低碳納米管分散液的背壓,可以抑制在分散系統10的出口使碳納米管分散液敞開至大氣壓時在碳納米管分散液中產生氣泡。
[0091]具體來說,對于多級降壓器5沒有特別地限定,可以將多個降壓器串聯連接而構成。進一步,各降壓器具有縮減碳納米管分散液的流量的構成(例如孔口),從而使碳納米管分散液的背壓降低。
[0092]需要說明的是,在各降壓器中進行降壓的碳納米管分散液的背壓的大小可以通過改變例如孔口的內徑來進行調整。進而,如果以例如越是朝向下游側則降壓器的孔口的內徑越小的方式設計多級降壓器,則能夠分階段地降低背壓。在此,從充分地抑制碳納米管分散液中氣泡的產生、抑制CNT的損傷產生的觀點出發,優選使背壓降低至在將碳納米管分散液敞開至大氣壓時不會產生氣泡的壓力為止。
[0093][碳納米管分散液的回收]
[0094]進一步,對于從多級降壓器5排出的碳納米管分散液,可以通過使用流路切換閥(三通閥)7將碳納米管分散液的流路切換至分散系統10的出口側而可以回收。需要說明的是,在CNT的分散不充分的情況下,任選地,可以使用流路切換閥(三通閥)7將碳納米管分散液的流路切換至送回管線6,使碳納米管分散液循環而再次進行分散處理。
[0095]具有以上構成的分散系統,例如可以使用市售的商品名為“BERYU SYSTEMPRO”(株式會社美粒制造)的分散裝置進行構建。該分散裝置是具備上述槽1、高壓栗2、分散器3及熱交換器4的裝置。進一步,可以按照該分散系統的使用說明適當地設定分散條件來實施本發明涉及的碳納米管分散液的制造方法。
[0096]需要說明的是,作為在本發明涉及的碳納米管分散液的制造方法中使用的分散系統,液可以使用通過在分散處理時冷卻碳納米管分散液來抑制氣泡的產生的分散系統。具體來說,作為分散系統,可以使用如下的分散系統:代替上述的分散器3而具備具有用于冷卻碳納米管分散液的熱交換器、冷卻液供給機構的分散器,不負載背壓而向粗分散液施加剪切力來進行分散處理的分散系統。
[0097](復合材料用組合物的制造方法)
[0098]本發明涉及的復合材料用組合物的制造方法的特征在于,包括將通過上述的碳納米管分散液的制造方法得到的碳納米管分散液和含高分子材料液體進行混合的工序。需要說明的是,在復合材料用組合物中,也可以根據使用復合材料用組合物制備的復合材料的用途而配合各種添加劑。
[0099]<碳納米管分散液>
[0100]作為碳納米管分散液,可以使用根據上述的碳納米管分散液的制造方法得到的碳納米管分散液。在此,碳納米管分散液優選為不存在能夠目測到的凝聚塊的均一的分散狀
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[0101 ] <含高分子材料液體>
[0102]在使用了水或水與其它溶劑的混合物作為分散CNT的溶劑的情況下,優選使用膠乳作為含高分子材料液體。
[0103]另一方面,在使用了有機溶劑作為分散CNT的溶劑的情況下,優選使用在所用的有機溶劑中溶解高分子材料而成的高分子材料溶液作為含高分子材料液體。
[0104][膠乳]
[0105]作為膠乳,可以使用與使用復合材料用組合物配制的復合材料的用途相對應的高分子材料的膠乳。具體來說,作為膠乳,可以使用橡膠或樹脂的膠乳。
[0106]在此,對于橡膠膠乳沒有特別地限定,可以列舉:天然橡膠膠乳、合成二烯類橡膠膠乳(丁二烯橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、丙烯腈丁二烯橡膠、乙烯乙酸乙烯酯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯基吡啶橡膠、丁基橡膠等的膠乳)等。
[0107]另外,對于樹脂膠乳沒有特別地限定,可以列舉:苯乙烯類樹脂、丙烯酸類樹脂、甲基丙烯酸類樹脂、有機酸乙烯酯類樹脂、乙烯基醚類樹脂、含鹵素樹脂、烯烴類樹脂、脂環式烯烴類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、聚酯類樹脂、聚酰胺類樹脂、熱塑性聚氨酯樹脂、聚砜類樹脂、聚苯醚類樹脂、有機硅樹脂等的膠乳。
[0108]需要說明的是,上述的膠乳例如可以使用以下的方法來制備。
[0109](1)在表面活性劑的存在下,使溶解于有機溶劑的樹脂或橡膠的溶液在水中進行乳化,根據需要而除去有機溶劑從而得到膠乳的方法;
[0110](2)使構成樹脂或橡膠的單體進行乳液聚合或懸浮聚合而直接得到膠乳的方法。
[0111]需要說明的是,對于膠乳中的高分子材料成分(固體成分)的濃度沒有特別地限定,但從在膠乳中的均勻分散性的觀點出發,優選為20?80質量%、更優選為20?60質量%。
[0112][高分子材料溶液]
[0113]高分子材料溶液只要是與碳納米管分散液不發生相分離而能夠混合的溶液即可,沒有特別地限定。高分子材料溶液可以按照公知的方法適當地制備。
[0114]在此,對于高分子材料溶液的有機溶劑,沒有特別地限定,例如可以列舉:1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、二甲基乙酰胺、甲苯、環己烷、正己烷、甲醇、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙腈、乙二醇、甲基異丁基酮、丁醇及1-辛醇等。
[0115]另外,對于高分子材料沒有特別地限定,例如可以列舉:聚苯乙稀、聚氯乙稀、聚酰亞胺、聚丙烯腈、聚乙烯基吡咯烷酮、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、環烯烴聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚異戊二烯及丙烯腈-丁二烯共聚物等。
[0116]需要說明的是,對于高分子材料溶液中的高分子材料成分的濃度沒有特別地限定,但從適宜地保持高分子材料溶液的粘性、確保良好的操作性的觀點出發,優選為5?30質量%、更優選為8?20質量%。
[0117]〈添加劑〉
[0118]對于添加劑沒有特別地限定,可以列舉:抗氧化劑、熱穩定劑、光穩定劑、紫外線吸收劑、交聯劑、顏料、著色劑、發泡劑、抗靜電劑、阻燃劑、潤滑劑、軟化劑、增粘劑、增塑劑、脫豐吳劑、防臭劑、香料等。
[0119]需要說明的是,只要在不阻礙表現本發明期望的效果的情況下,這些添加劑也可以不配合到復合材料用組合物中,而是在使用復合材料用組合物制備復合材料之后,利用熔融混煉等直接配合到該復合材料中。
[0120]<復合材料用組合物的制備>
[0121]復合材料用組合物可以如下地獲得:使用例如攪拌槳、磁力攪拌裝置、行星式磨機等已知的攪拌機將碳納米管分散液、含高分子材料液體及任意的添加劑混合而獲得。
[0122]在此,從防止將碳納米管分散液和含高分子材料液體混合時的CNT的損傷、同時使CNT在復合材料用組合物中均勻地分散的觀點出發,混合時間優選為10分鐘以上且24小時以下。
[0123]另外,復合材料用組合物中的CNT的量相對于高分子材料100質量份優選為0.01質量份以