カーボン ナノチューブ導電性ペースト、導電性マスターバッチ、パウダーのどれを選択すればよいですか?

カーボン ナノチューブを購入する際、多くのエンジニアが最初に直面する疑問は、「どのブランドがより優れた性能を持っているか」ではなく、「粉末、ペースト、またはマスターバッチを購入すべきか」ということです。これら 3 つの形式は似ているように見えますが、アプリケーション ロジックはまったく異なります。選択を誤ると、せいぜい分散が失敗し、パフォーマンスが低下します。最悪の場合、生産ライン全体が廃棄されてしまいます。国内の大手カーボン ナノチューブ メーカーの製品ラインは 3 つの形式すべてをカバーしていますが、それぞれが非常に異なるシナリオに適しています。この記事では、「使用できないものを購入する」という落とし穴を避けるために、三次元 - 加工技術、下流産業、および使用しきい値 - からカーボン ナノチューブ導電性ペースト、導電性マスターバッチ、およびカーボン ナノチューブ パウダーの選択ロジックを系統的に概説します。

1. 3 つの形式間の主な違い: 明確にするための 1 つの表

粉末、ペースト、マスターバッチの本質的な違いはカーボン ナノチューブ自体にあるのではなく、製品の形状と事前分散の程度にあります。-これにより、どのような種類の加工技術が適しているかが直接決まります。-

簡単に理解すると、パウダーは「小麦粉」、ペーストは「生地」（水と混ぜ合わせたもの）、マスターバッチは「即席麺」（麺ケーキと調味料がすでに準備されており、水を加えて調理するだけ）です。

2. カーボンナノチューブパウダー：最高の柔軟性、最高のバリア

カーボン ナノチューブ パウダーは、分散問題を解決できれば、プラスチック配合業者、マスターバッチ製造者、研究室の研究開発者など、独立した分散能力と配合開発ニーズを持つユーザーに適しています。-。

利点:

柔軟な配合:さまざまな樹脂や添加剤と制限なく自由に組み合わせることができます。

保管コストと輸送コストが低い:溶剤を含まず、単位重量あたりのカーボン ナノチューブ含有量が最も多く、輸送コストが最も低くなります。

高温プロセスに適しています:-溶融配合、セラミック焼結、その他のプロセスでは、溶剤を含むペーストを使用できません。-

デメリットとリスク:

非常に凝集しやすい:カーボンナノチューブ粉末粒子間のファンデルワールス力は非常に強力です。強い剪断力を加えずにマトリックスに直接添加すると、分散効果が非常に不十分になることがよくあります。

粉塵の問題:生産プロセスでは、労働衛生保護と環境コンプライアンスを考慮する必要があります。

典型的なアプリケーション シナリオ:

プラスチック/ゴム改質配合:溶剤を必要とせず、二軸押出機で-高温溶融ブレンドします。-

カーボンナノチューブ導電性マスターバッチの製造:マスターバッチメーカーは原料として粉末を購入し、樹脂キャリアを独自に配合します。

導電性セラミックス、エアロゲル、その他の焼結体：固体状態の混合とその後の高温焼成。-ペースト中の溶剤は素地構造を破壊する可能性があります。

実験室新材料研究開発:乾式実験や最先端の​​材料研究では、粉末のみを使用できます。{0}

権威ある参考文献:研究によると、ポリマーにカーボン ナノチューブ パウダーを 2% ～ 3% 添加すると、導電率が大幅に向上し、プラスチックの静電気の問題が解決されることがわかっています。アルミニウム基複合材料では、すでに長征 12 号ロケットに使用されています。

3. カーボンナノチューブ導電性ペースト: リチウム電池業界にとって紛れもない選択肢

カーボン ナノチューブ導電性ペーストは、リチウム電池の電極コーティング - に最適なソリューションです。最も困難な分散作業がすでに完了しているため、顧客は直接混合して使用でき、使用閾値が大幅に下がります。

なぜリチウム電池にはペーストが主流なのでしょうか?

カーボン ナノチューブの分散は業界で課題として認識されています。リチウム電池メーカーにとって、自己分散用の粉末を購入するには、高せん断分散装置、分散剤スクリーニング、プロセス探索、その他の重要なリソースへの投資が必要であり、バッチの一貫性を保証するのは困難です。-一方、カーボン ナノチューブ導電性ペーストは、出荷前に CNT メーカーによって事前に分散されます。-お客様は、活物質と結合剤を適切な割合で混合するだけで済みます。

技術パラメータリファレンス:

CNT含有量:通常は 3% ～ 5% (溶媒の種類によって異なります)。

添加量：優れた導電効果を達成するには、電極に 0.5% ～ 1% しか必要ありません。

パフォーマンスの向上:バッテリーの内部抵抗を大幅に低減し、活物質の比容量利用率を向上させ、高速充放電能力を強化します。{0}

該当するシナリオ:

リチウム電池のアノードおよびカソード電極コーティング- は絶対的な主流アプリケーションです。

導電性コーティング、静電気防止インク-- は、スプレーおよびロール コーティングのプロセスを簡素化します。

機能性フィルム、セパレータコーティング- 濡れた薄い層のコーティング、ペーストを使用すると、より簡単に均一な被覆を実現できます。

制限事項に関する注意:ペーストには溶剤が含まれており、気泡、ボイド、その他の欠陥が発生する可能性があるため、高温溶融加工（射出成形や押出成形など）には適していません。{0}

4. カーボンナノチューブ導電性マスターバッチ: プラスチック業界向けの「確実な」ソリューション

導電性マスターバッチは、プラスチック分野での用途に最も便利なカーボン ナノチューブの形態であり、電子部品の帯電防止包装、自動車燃料システムの部品、および高い清浄度要件が求められるその他のシナリオに特に適しています。-粉塵汚染を発生させることなく、カラー マスターバッチのように使用するだけです。

マスターバッチの独自の価値

プラスチック産業では、カーボン ナノチューブ パウダーを直接使用すると、分散が難しいだけでなく、大量の粉塵が発生します。導電性マスターバッチは、カーボン ナノチューブを特定の樹脂キャリア（PC、PA、PP、ABS など）にあらかじめ分散させてペレットにしています。-通常のプラスチックペレットと指定の希釈率で混合するだけで、直接射出成形や押出成形が可能です。

業界データ参照:

マスターバッチ中の CNT 含有量は通常 10% ～ 25%、一般的な値は 15% ～ 20% です。

希釈後に2%-20%を添加すると、帯電防止効果や導電効果が得られます。

PC、PP、PA66、PA12、PA6、PBT、LDPE、HDPE、POM、PEEK、ABS を含む 10 種類以上の樹脂システムで使用できます。

代表的な用途:

電子部品の帯電防止パッケージ-:IC チップとハードディスク ドライブに静電気放電 (ESD) 保護を提供します。

自動車燃料システムコンポーネント:静電気による燃料の蓄積や燃料ラインの腐食を防ぎます。

キャリア テープ、コンベヤ ベルト、導電性ワイヤ、および永続的な帯電防止特性を必要とするその他のプラスチック部品。-

ユーザーのフィードバック:マスターバッチは添加後も高い機械的特性（靭性、耐衝撃性）を維持します。製品の表面は耐摩耗性と耐傷性があり、リサイクルや再利用後も導電性能はほとんど変化しません。-

5. 選び方は？ - シナリオ-に基づく意思決定のフローチャート

「加工技術」から逆算すると、- ウェット コーティングにはペーストが使用され、溶融配合にはパウダーが使用され、射出成形/押出にはマスターバッチが使用されます。

ブレンド戦略のリファレンス:リチウム電池の高レート システムでは、1%-2% カーボン ブラック + 0.3%-0.8% CNT を使用したカーボン ブラック + CNT ペースト混合計画を使用して、「点線相乗効果」導電ネットワークを構築し、レート機能とサイクル寿命のバランスをとることができます。ハイエンドシステムでは、グラフェンをさらに導入することもできます。

6. 山東丹豊新素材の選定サポート

Shandong Tanfeng New Materials は、純度 98% 以上、月間生産量 200 トンの 2 つの主要な製品ライン - パウダーとペースト - を提供しており、お客様のプロセスに基づいて適切な形状を推奨できます。

Shandong Tanfeng New Materials の製品レイアウトは、粉末とペーストの 2 つの主流の形態をカバーしています。

粉末製品:TF-220 および TF-320 シリーズ多層カーボン ナノチューブ、チューブ直径 10 ～ 15 nm、チューブ長 10 ～ 15 μm、純度 98% 以上、灰分含有量 2% 以下、抵抗率<1000 μΩ·m.

ペースト製品:カスタマイズ可能な NMP- ベースまたは水- ベースのカーボン ナノチューブ導電性ペーストは、お客様のさまざまなアノードおよびカソード システムに差別化されたソリューションを提供します。

生産能力:年間生産量 200 トンで、大規模な調達ニーズに対応します。-

コアチームのメンバーは浙江大学材料科学工学院出身であり、カーボン ナノチューブ分散技術と触媒効率の向上に関する独自の中核技術を備えており、粉末からペーストまでの全プロセスの技術サポートをお客様に提供しています。{0}