一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法，屬于納米 材料、顯示材料、光電子器件、通訊技術(shù)等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] PET作為一種碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜優(yōu)選的柔性基底，具有透光率高，耐形 變，柔性好等優(yōu)點(diǎn)，因而在電子發(fā)光器件中得到廣泛應(yīng)用。
[0003] 碳納米管具有良好的導(dǎo)電性能和柔韌性，由其制備的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜 在電子發(fā)光器件，太陽(yáng)能電池，液晶顯示器，觸摸屏等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。采用棒涂法以PET 為基底制備碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜，簡(jiǎn)便快捷，膜表面均勻，柔軟耐形變，可實(shí)現(xiàn)大面 積生產(chǎn)。
[0004] 棒涂法制備碳納米管透明導(dǎo)電薄膜，關(guān)鍵是制備粘度適中的碳納米管油墨。然而， 傳統(tǒng)的碳納米管油墨是由不同類(lèi)型的表面活性劑分散而成，油墨具有一定的粘度，雖然可 以刮成均勻的膜，但是薄膜的附著力非常低，在薄膜后處理及轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，觸碰就會(huì)破壞 碳納米管薄膜的形貌，不利于大面積生產(chǎn)制備。同時(shí)，由于技術(shù)的限制，碳納米管在PET基 底上的附著力很難直接測(cè)試。因此，本發(fā)明通過(guò)改變傳統(tǒng)的碳納米管油墨的配制方法，在碳 納米管油墨配制的過(guò)程中加入粘結(jié)劑PAA。最后，本發(fā)明通過(guò)對(duì)碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜 使用Scotch?膠帶法和附著力因子可以定量地表征碳納米管薄膜在PET基底上的附著力大 小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜附著力差，提供了一種簡(jiǎn)單易實(shí) 施的改變碳納米管油墨配方，添加粘結(jié)劑提高附著力的方法。
[0006] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo) 電薄膜及其制備方法。其特征在于：按質(zhì)量百分比，其配制用碳納米管油墨由以下組分組 成： 碳納米管 0. 05°廣0. 5% 十二烷基苯磺酸鈉 0. 5%飛°/〇 曲拉通 0.75%?10% 聚丙烯酸 0, 5%?5% 去離子水 79. 5%?97. 75% 上述組分總量為100%; ①以質(zhì)量比〇. 05%?0. 5%的比例稱(chēng)取碳納米管粉末，0. 5%?5%的SDBS，溶于20? 50ml去離子水中，在水浴超聲里40?80W功率下超聲1?2h，然后再在探頭超聲儀中 100?120W功率下超聲0? 5?lh。 ② 將①步驟制備的碳納米管分散液在5000?8000rpm轉(zhuǎn)速下離心分離0. 5?lh。取 上層80%離心液于一小燒杯中用保鮮膜覆蓋靜置待用。 ③ 將②制備的碳納米管溶液在40?60 °C水浴中低速攪拌，加入0. 75 %?10 %的 TX100,攪拌2?5min后，再加入0. 5 %?5 %PAA，繼續(xù)攪拌5?lOmin，得到碳納米管油墨。 ④ 碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜的快速制備方法：由繞線棒將碳納米管油墨均勻涂覆在 柔性薄膜基底上，在40?KKTC條件下干燥，得到碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜； ⑤ 碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜的后處理過(guò)程如下： a. 將干燥后的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜置于去離子水中浸泡20?80min，取出放入 供箱中40?100°C下干燥20?60min; b. 將a中碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜放入摩爾濃度為6?14M的濃硝酸中浸泡30? 120min，取出放入水中洗至中性，放入烘箱中40?100°C下干燥20?60min，得到性能良好 的碳納米管薄膜；
[0007] -種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法，其特征在于：SC〇tchTM 膠帶法的具體步驟為： ① 測(cè)試原始SWCNTs薄膜在可見(jiàn)光波長(zhǎng)550nm處的透光率T。。 ② 用Scotch?膠帶均勻的粘在原始SWCNTs薄膜表面，將膠帶輕輕揭掉后，測(cè)試其可見(jiàn) 光波長(zhǎng)550nm處的透光率Tn〇
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法，按質(zhì)量百分比，其溶液 由以下組分組成：
上述組分總量為100%。
2. -種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法，其導(dǎo)電薄膜制備過(guò)程， 特征在于：包括以下步驟： ① 以質(zhì)量比〇. 05%?0. 5%的比例稱(chēng)取SWCNTs粉末，0. 5%?5%的SDBS，溶于20? 50ml去離子水中，在水浴超聲里40?80W功率下超聲1?2h，然后再在探頭超聲儀中 100?120W功率下超聲0? 5?lh。 ② 將①步驟制備的碳納米管分散液在5000?8000rpm轉(zhuǎn)速下離心分離0. 5?lh。取 上層80%離心液于一小燒杯中用保鮮膜覆蓋靜置待用。 ③ 將②制備的碳納米管溶液在40?60 °C水浴中低速攪拌，加入0. 75 %?10 %的 TX100,攪拌2?5min后，再加入0. 5%?5%PAA，繼續(xù)攪拌5?lOmin，得到碳納米管均勻 分散的碳納米管油墨。 ④ 碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜的快速制備方法：由繞線棒將碳納米管油墨均勻涂覆在 柔性PET基底上，在40?KKTC條件下干燥，得到碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜。
3. -種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法，Scotch?膠帶法特征在 于：測(cè)試膠帶揭掉前后SWCNTs薄膜在波長(zhǎng)550nm處的透光率（T)，引入附著力因子f，定量 地表征附著力。
其中f為附著力因子，L為初始薄膜的透光率，T"為膠帶在SWCNTs薄膜揭掉后薄膜的 透光率。當(dāng)Tn=TQ，f= 1，附著力最好；當(dāng)1；= 100，f= 0,附著力為0。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法， 其特征在于：上述碳納米管油墨的表面張力為1?70mN/m、粘度為0. 01?10Pa.s。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法， 其特征在于：在碳納米管油墨配制過(guò)程中，加入TX100攪拌2?5min后再慢慢加入粘結(jié)劑 PAA，對(duì)碳納米管油墨粘度幾無(wú)影響，易于成膜，碳納米管薄膜與基底之間的附著力增強(qiáng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法， 其特征在于：碳納米管薄膜成膜后，只需在空氣中干燥1?2min，碳納米管薄膜附著力就會(huì) 增強(qiáng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法， 其特征在于：上述繞線棒的涂布速度是1?20cm/s、繞線直徑為0. 05mm?1.Omm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法， 其特征在于：測(cè)試碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜透光率在55%?98%，比較兩種薄膜附著力 時(shí)，薄膜透光率差別保持在1 %?5 %。
9. 根據(jù)權(quán)利3所述的一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法， Scotch?膠帶法的具體步驟為： ① 測(cè)試原始SWCNTs薄膜在可見(jiàn)光波長(zhǎng)550nm處的透光率T。。 ② 用Scotch?膠帶均勻的粘在原始SWCNTs薄膜表面，將膠帶輕輕揭掉后，測(cè)試其在可 見(jiàn)光波長(zhǎng)550nm處的透光率Tn。 ③ 將T。和1\代入公式（1)，計(jì)算附著力因子f。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方 法，其特征在于：膠帶粘在整個(gè)碳納米管透明導(dǎo)電薄膜表面，并用持續(xù)均等的力壓平，膠帶 粘附時(shí)間為1?2min。
【專(zhuān)利摘要】本文公開(kāi)了一種強(qiáng)附著力的碳納米管柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法。具體包括在水溶液中，采用一定比例的十二烷基苯磺酸鈉和曲拉通雙元分散劑配制一定粘度的碳納米管油墨，將聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜置于涂布板上，用滴管吸取適量的涂布液置于PET上，然后用涂布棒刮涂一遍，室溫下干燥，可以制得均勻的碳納米管透明導(dǎo)電薄膜，并使用ScotchTM膠帶法進(jìn)行附著力檢測(cè)，該碳納米管薄膜的附著力很差。在此油墨中加入一種粘結(jié)劑聚丙烯酸，然后再用涂布棒從上往下刮涂一遍，最后在室溫下干燥，可以制得強(qiáng)附著力的碳納米管透明導(dǎo)電薄膜。此外，本發(fā)明操作過(guò)程簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)大面積制備，效果明顯。
【IPC分類(lèi)】H01B13-00, H01B1-24, H01B5-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104575687
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410596637
【發(fā)明人】耿宏章, 張澤晨, 王炎, 丁二雄, 王婧, 羅志佳, 楊海杰
【申請(qǐng)人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年10月28日