[发明专利]多层石墨烯分散液、热物性测定用黑化剂以及粉末烧结用脱模剂/润滑剂

说明书

本发明提供一种能够瞬间在试样表面制作薄且均匀的含多层石墨烯的涂膜的多层石墨烯分散液、黑化效果优异的热物性测定用黑化剂、以及脱模/润滑效果优异的粉末烧结用脱模剂/润滑剂。本发明的多层石墨烯分散液的特征在于，多层石墨烯分散在含有有机溶剂和液化气体的液相中。本发明的热物性测定用黑化剂用于在热物性测定用试样的表面形成黑化膜，该黑化剂由上述多层石墨烯分散液构成。另外，本发明的粉末烧结用脱模剂/润滑剂用于在粉末烧结中在烧结模具和烧结体之间形成分离层，该脱模剂/润滑剂由上述多层石墨烯分散液构成。

技术领域

本发明涉及多层石墨烯分散液、热物性测定用黑化剂以及粉末烧结用脱模剂/润滑剂。

背景技术

一直以来，掌握材料的热传导率被认为是非常重要的，能够短时间内测定热传导率的闪光法被广泛应用于以生产现场为代表的各研究机构、大学等中。

在该闪光法中，对于高透光性的试样、表面为白色或镜面且难以吸收光的试样而言，为了提高脉冲加热光的吸收性，需要对试样的两个表面进行黑化处理。该黑化处理是热物性测定中重要的操作，但是尚未开发出用于黑化处理的黑化剂，目前使用的是市售的气溶胶式的石墨型脱模剂或润滑剂。

以往，关于黑化剂、热物性测定的手段以及粉末烧结的手段，公开了以下技术。

在专利文献1中公开了，首先根据需要在热物性测定用试样的表面进行金属膜旋涂，然后，使用液体墨等含碳黑的液体进行旋涂来形成黑化膜，提高测定精度。但是，需要有旋涂用的设备，操作复杂，并且难以对小试片进行表面处理。

在专利文献2中公开了一种基于半球面镜式激光闪光方式的热扩散率测定方法，其通过在平板状测定试样的两侧或单侧对向设置的半球面镜，将照射于试样表面的激光束的反射光再次返回到试样表面以提高激光束的吸收率，和/或多重反射来自试样背面的热放射以提高试样背面的表观放射率，从而在未对试样涂布黑色涂料的情况下测定热扩散率。该技术是一种不需要用黑化剂对试片表面进行黑化处理的方法，但不能适用于市售的设备，在实用性方面还存在改进的空间。

非专利文献1中的研究着眼于影响热扩散率测定结果的主要因素即黑化处理，以评价该影响并明确测定精度为目的，其中记载了使用市售的通用石墨喷雾考察黑化处理的个体差异以及黑化处理的膜厚对测定精度的影响的结果。

尽管已经提出了喷雾涂布以外的黑化处理方法(专利文献1)、不需要黑化处理的方法(专利文献2)，但都不能算是简便的方法。虽然使用如上所述的市售的气溶胶式石墨型脱模剂或润滑剂，并通过喷雾涂布对试样的两表面进行黑化处理的方法简便，但难以在试样表面瞬间制作薄且均匀的涂膜。另外，为了高精度地测定像铜这样的高热传导率的试样或厚度在几毫米水平的薄试样的热传导率，也需要新型的黑化剂。

石墨烯是一种被期待作为下一代材料的纳米碳材料，具有与现有的石墨微粒子、碳黑等的碳粒子不同的特性，在工业上的应用开发已取得了进展，并且提出了多种应用技术。特别是，利用其透明性以及导电性而向柔性显示器等的应用受到了关注。专利文献3～6的技术等提出了与多层石墨烯分散液有关的技术。在专利文献3中提出了多层石墨烯分散液，该多层石墨烯分散液含有：多层石墨烯；具有碳原子数12～30的烃基和非离子型基团的聚合物；以及酮类有机溶剂。在专利文献4中提出了在基板上涂布石墨烯第1溶液和石墨烯第2溶液的技术，所述石墨烯第1溶液是用构成电荷转移络合物的电子受体有机分子对有机溶剂中的石墨烯进行改性而得的溶液，所述石墨烯第2溶液是用构成电荷转移络合物的电子供体有机分子对有机溶剂中的石墨烯进行改性而得的溶液。在专利文献5中提出了使用碱金属盐的石墨烯溶液的制造方法。在专利文献6中提出了作为水系分散液的石墨烯片有机分散体的制造方法。

然而，在这些现有的技术中，并没有研究石墨烯作为黑化剂的用途、作为以闪光法测定热扩散系数中的黑化剂的用途。