碳纳米管透明导电薄膜及其制备方法技术

本申请涉及导电薄膜技术领域，提供了一种碳纳米管透明导电薄膜的制备方法。该方法包括以下步骤：将碳纳米管分散在含有分散剂的溶剂中，制备碳纳米管分散液；将所述碳纳米管分散液进行离心处理，取上清液，其中，所述成膜助剂选自透明且具有导电性的成膜助剂；在所述上清液中添加成膜助剂并混合处理，得到碳纳米管溶液；将所述碳纳米管溶液沉积在基板上，干燥后，清洗处理，制备得到碳纳米管透明导电薄膜。本申请提供的方法制备的碳纳米管透明导电薄膜，具有较低的电阻和较高的透明性，适合应用于触摸屏、显示器、太阳能电池等领域中。

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管透明导电薄膜及其制备方法
本专利技术属于导电薄膜
，尤其涉及一种碳纳米管透明导电薄膜及其制备方法。
技术介绍
透明导电薄膜是一种重要的光电材料，在触摸屏、显示器、太阳能电池等领域有着广泛的应用。氧化铟锡(ITO)薄膜由于电阻率低，透过率可达90％以上，同时在干燥或潮湿的环境中都拥有良好的稳定性与兼容性，而受到广泛关注，成为目前最常用的透明导电薄膜。然而，ITO中的铟是稀有材料，总储备量低，造价高，且ITO的低弯曲率、柔性差，限制了其在柔性设备、可伸缩设备、可穿戴电子设备上的应用。因此，寻找柔性好、成本低的透明导电薄膜材料成为研究热点。碳纳米管作为一种纳米材料，在柔性、导电、透光等方面都呈现出良好的特性，具有制备低成本低的柔性透明导电薄膜的潜力。事实证明，采用碳纳米管制备透明导电薄膜拥有更强的力学性能和柔性。目前碳纳米管透明导电薄膜的制备方法主要有两种，第一种为干法制膜，方法为：利用碳纳米管阵列拉丝成膜或者采用原位生长碳纳米管薄膜。采用该方法制备碳纳米管透明导电薄膜，不仅制备工艺复杂，而且对设备和工艺的要求极高，不利于大规模工业化生产。第二种为湿法制膜，方法为：将碳纳米管分散液沉积在基底上，干燥成膜。由于该工艺无需高温、真空设备，易于量产，而受到广泛关注。但是采用湿法制备的碳纳米管透明导电薄膜，其性能受到制备过程中多种影响因素(如碳纳米管材料本身属性、碳纳米管分散液的分散效果、分散剂等)的制约，难以同时实现导电、透明性能的共同提高。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供一种碳纳米管透明导电薄膜及其制备方法，旨在解决湿法制备碳纳米管导电薄膜时，受制备工艺的多重影响，难以同时实现导电和透明性能的共同提高的问题。解决问题的方法为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种碳纳米管透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：将碳纳米管分散在含有分散剂的溶剂中，制备碳纳米管分散液；将所述碳纳米管分散液进行离心处理，取上清液；在所述上清液中添加成膜助剂并混合处理，得到碳纳米管溶液，其中，所述成膜助剂选自透明且具有导电性的成膜助剂；将所述碳纳米管溶液沉积在基板上，干燥后，清洗处理，制备得到碳纳米管透明导电薄膜。优选的，所述碳纳米管选自长度为50～400μm的碳纳米管。优选的，所述碳纳米管的长度为50～400μm；且所述碳纳米管分散液中，所述碳纳米管的质量百分含量为0.05～1％。优选的，所述成膜助剂选自透明聚合物树脂，且所述透明聚合物树脂中同时含有亲水段和疏水段。优选的，所述成膜助剂选自同时含有亲水段和疏水段的透明聚合物树脂；且所述碳纳米管溶液中，所述成膜助剂的质量百分含量为0.1～1％。优选的，所述成膜助剂选自聚硅氧烷树脂、氟树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚醚砜、聚芳酯、聚碳酸酯树脂、聚氨酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚酰亚胺、双丙烯酸酯树脂、纤维素树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯中的至少一种。优选的，所述碳纳米管溶液中，所述成膜助剂与所述碳纳米管的质量比为1～2:1。优选的，所述碳纳米管为经酸化处理的碳纳米管。优选的，将碳纳米管分散在含有分散剂的溶剂中的步骤之后，还包括进行超声分散，得到所述碳纳米管分散液。优选的，所述碳纳米管为经酸化处理的碳纳米管；且将碳纳米管分散在含有分散剂的溶剂中的步骤之后，还包括进行超声分散，得到所述碳纳米管分散液。优选的，所述碳纳米管分散液中，所述分散剂的重量百分含量为2～10％。优选的，所述碳纳米管为经酸化处理的碳纳米管；所述碳纳米管分散液中，所述分散剂的重量百分含量为2～10％。优选的，所述碳纳米管分散液中，所述分散剂的重量百分含量为2～10％；且将碳纳米管分散在含有分散剂的溶剂中的步骤之后，还包括进行超声分散，得到所述碳纳米管分散液。优选的，所述碳纳米管为经酸化处理的碳纳米管；所述碳纳米管分散液中，所述分散剂的重量百分含量为2～10％；且将碳纳米管分散在含有分散剂的溶剂中的步骤之后，还包括进行超声分散，得到所述碳纳米管分散液。优选的，所述离心处理的转速为8000～16000r/min，离心时间为60～120min，离心次数为1～2次。优选的，所述混合处理采用低速搅拌的方式，且所述低速搅拌的转速为600-1000r/min。优选的，所述离心处理的转速为8000～16000r/min，离心时间为60～120min，离心次数为1～2次；所述混合处理采用低速搅拌的方式，且所述低速搅拌的转速为600-1000r/min。优选的，所述清洗处理的方法为：依次采用强酸和水，对得到的薄膜进行清洗。优选的，所述混合处理采用低速搅拌的方式，且所述低速搅拌的转速为600-1000r/min；所述清洗处理的方法为：依次采用强酸和水，对得到的薄膜进行清洗。优选的，所述离心处理的转速为8000～16000r/min，离心时间为60～120min，离心次数为1～2次；所述清洗处理的方法为：依次采用强酸和水，对得到的薄膜进行清洗。优选的，所述离心处理的转速为8000～16000r/min，离心时间为60～120min，离心次数为1～2次；所述混合处理采用低速搅拌的方式，且所述低速搅拌的转速为600-1000r/min；所述清洗处理的方法为：依次采用强酸和水，对得到的薄膜进行清洗。优选的，所述碳纳米管透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：在含有分散剂的水中添加经酸化处理的碳纳米管，超声分散，制备碳纳米管分散液；将所述碳纳米管分散液进行离心处理，取上清液；在转速为600-1000r/min的搅拌条件下，在所述上清液中添加成膜助剂，得到碳纳米管溶液；将所述碳纳米管溶液沉积在基板上，干燥后，依次采用强酸和水对得到的薄膜进行清洗，去除所述分散剂，再次干燥后，得到所述碳纳米管透明导电薄膜。本专利技术另一方面提供一种碳纳米管透明导电薄膜，包括碳纳米管和成膜助剂，其中，所述成膜助剂选自选自透明聚合物树脂，且所述透明聚合物树脂中同时含有亲水段和疏水段。优选的，所述碳纳米管选自长度为50～400μm的碳纳米管。优选的，所述碳纳米管中，至少部分所述碳纳米管中含有含氧官能团。优选的，所述成膜助剂与所述碳纳米管的质量比为1～2:1。优选的，所述成膜助剂选自聚硅氧烷树脂、氟树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚醚砜、聚芳酯、聚碳酸酯树脂、聚氨酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚酰亚胺、双丙烯酸酯树脂、纤维素树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯中的至少一种。优选的，所述碳纳米管选自长度为50～400μm的碳纳米管；且所述碳纳米管中，至少部分所述碳纳米管中含有含氧官能团本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将碳纳米管分散在含有分散剂的溶剂中，制备碳纳米管分散液；/n将所述碳纳米管分散液进行离心处理，取上清液；/n在所述上清液中添加成膜助剂并混合处理，得到碳纳米管溶液，其中，所述成膜助剂选自透明且具有导电性的成膜助剂；/n将所述碳纳米管溶液沉积在基板上，干燥后清洗处理，制备得到碳纳米管透明导电薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将碳纳米管分散在含有分散剂的溶剂中，制备碳纳米管分散液；
将所述碳纳米管分散液进行离心处理，取上清液；
在所述上清液中添加成膜助剂并混合处理，得到碳纳米管溶液，其中，所述成膜助剂选自透明且具有导电性的成膜助剂；
将所述碳纳米管溶液沉积在基板上，干燥后清洗处理，制备得到碳纳米管透明导电薄膜。


2.根据权利要求1所述的碳纳米管透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管选自长度为50～400μm的碳纳米管；或
所述碳纳米管的长度为50～400μm；且所述碳纳米管分散液中，所述碳纳米管的质量百分含量为0.05～1％。


3.根据权利要求1所述的碳纳米管透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述成膜助剂选自透明聚合物树脂，且所述透明聚合物树脂中同时含有亲水段和疏水段；或
所述成膜助剂选自同时含有亲水段和疏水段的透明聚合物树脂；且所述碳纳米管溶液中，所述成膜助剂的质量百分含量为0.1～1％。


4.根据权利要求3所述的碳纳米管透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述成膜助剂选自聚硅氧烷树脂、氟树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚醚砜、聚芳酯、聚碳酸酯树脂、聚氨酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚酰亚胺、双丙烯酸酯树脂、纤维素树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯中的至少一种。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的碳纳米管透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管溶液中，所述成膜助剂与所述碳纳米管的质量比为1～2:1。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的碳纳米管透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管为经酸化处理的碳纳米管；和/或
将碳纳米管分散在含有分散剂的溶剂中的步骤之后，还包括进行超声分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌林，
申请(专利权)人：深圳烯湾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44