一种具有强粘附性的碳纳米管浆料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，包括如下质量百分比的原料：第一混合溶剂89％‑95％和经过研磨分散处理的碳纳米管5％‑11％；所述第一混合溶剂包括如下质量百分比的原料：第二混合溶剂50％‑70％、三氧化二铁9％‑20％、分散剂0.31％‑0.62％、流平剂0.05％‑0.1％、表面活化剂0.02％‑0.04％和粘结剂14％‑28％；其中，所述第二混合溶剂包括解胶剂和去离子水，所述解胶剂使所述第二混合溶剂的PH值为7‑11。本发明专利技术提供的碳纳米管浆料，有效解决了传统碳纳米管浆料对玻璃基底粘附性差、易剐蹭、高压下易打火放电烧蚀脱落的问题，大大提升了浆料对玻璃基板的粘附性，该浆料适用于在以玻璃材料，如ITO玻璃为基底上制备粘附性强的碳纳米管涂层。此外，本发明专利技术还涉及一种具有强粘附性的碳纳米管浆料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种具有强粘附性的碳纳米管浆料及其制备方法
本专利技术属于碳纳米管浆料
，具体涉及一种具有强粘附性的碳纳米管浆料及其制备方法。
技术介绍
碳纳米管具有独特的一维纳米结构，且比表面积大，机械强度高，化学性质稳定，轴向良好的导电性，且利于电子运输，纳米尺度的尖端和管壁的缺陷都形成良好的电子发射端，是最有潜力的场发射阴极材料。在制备碳纳米管涂层时，使用传统配方的碳纳米管浆料对基底的粘附性较弱，易被剐蹭磨损。因此，制备一种对基底具有强粘附性的碳纳米管浆料是解决以上问题的关键。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的传统浆料在基底上附着力差，易剐蹭的问题，提供一种具有强粘附性的碳纳米管浆料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，包括如下质量百分比的原料：第一混合溶剂89％-95％和经过研磨分散处理的碳纳米管5％-11％；所述第一混合溶剂包括如下质量百分比的原料：第二混合溶剂50％-70％、三氧化二铁9％-20％、分散剂0.31％-0.62％、流平剂0.05％-0.1％、表面活化剂0.02％-0.04％和粘结剂14％-28％；其中，所述第二混合溶剂包括解胶剂和去离子水，所述解胶剂使所述第二混合溶剂的PH值为7-11。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步的，所述三氧化二铁为三氧化二铁粉末。进一步的，所述分散剂为木质素磺酸盐类。进一步的，所述分散剂为甲基木质素钠(CMC)或木质素磺酸钙钠(C-21)。进一步的，所述流平剂为乙二醇。进一步的，所述表面活化剂为非离子型表面活性剂。进一步的，所述非离子型表面活性剂为吐温-20或吐温-80。进一步的，所述解胶剂为氨水。进一步的，所述解胶剂使所述去离子水的PH值为10。进一步的，所述粘结剂为硅酸钠和硅酸钾。进一步的，所述碳纳米管为选自电弧放电法、激光烧蚀法、固相热解法、电解法、化学气相沉积法中任一种方法制备的单臂或多臂碳纳米管的任意一种。进一步的，所述研磨分散处理采用研磨钵或球磨机。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种具有强粘附性的碳纳米管浆料的制备方法，包括以下步骤：配置第一混合溶剂：将质量百分比为50％-70％的第二混合溶剂、9％-20％的三氧化二铁、0.31％-0.62％的分散剂、0.05％-0.1％的流平剂、0.02％-0.04％的表面活化剂和14％-28％的粘结剂加入搅拌器中进行第一混合处理，获得第一混合溶剂，其中，所述第二混合溶剂包括解胶剂和去离子水，所述解胶剂使所述第二混合溶剂的PH值为7-11；配置碳纳米管浆料：将质量百分比为89％-95％的所述第一混合溶剂和质量百分比为5％-11％的经过研磨分散处理的碳纳米管加入搅拌器中进行第二混合处理，获得所述碳纳米管浆料。进一步的，所述第一混合处理包括在所述搅拌器中水浴加热并搅拌，其中所述搅拌器的转速为800-1000r/min，水浴加热的温度为60-80℃，搅拌的时间为1-2h。和/或，所述第二混合处理包括在所述搅拌器中水浴加热并搅拌，其中所述搅拌器的转速为800-1000r/min，水浴加热的温度为60-80℃，搅拌的时间为2-4h。进一步的，所述搅拌器为恒温加热磁力搅拌器。进一步的，所述恒温加热磁力搅拌器的型号为DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，主要利用粘结剂与基底进一步发生化学键合，生成的产物沉积在孔隙中和基底牢固结合，使碳纳米管浆料制备的涂层与基底间产生足够的附着力，大大提升了碳纳米管浆料对基底的粘附性，此外，三氧化二铁的添加使得CNTs粒子带有阳性，解胶剂使去离子水呈碱性，使得同性电荷互斥，防止胶粒聚集沉淀；分散剂和表面活化剂包裹住CNTs分子，使其分散均匀并且由疏水变亲水性；流平剂使得涂层表面更加平整。综上，这种强粘附性的碳纳米管浆料克服了传统碳纳米管浆料对基底粘附性差、易剐蹭、高压下易打火放电烧蚀脱落的问题。该浆料适用于在以玻璃材料，如ITO玻璃为基底上制备粘附性强的碳纳米管涂层。附图说明图1为基于本专利技术实施例1的一种具有强粘附性的碳纳米管浆料制备的场发射阴极，经发射后的表面形貌SEM图；图2为基于传统的碳纳米管浆料制备的场发射阴极，经发射后的表面形貌SEM图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术第一方面提供了一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，包括如下质量百分比的原料：第一混合溶剂89％-95％和经过研磨分散处理的碳纳米管5％-11％；所述第一混合溶剂包括如下质量百分比的原料：第二混合溶剂50％-70％、三氧化二铁9％-20％、分散剂0.31％-0.62％、流平剂0.05％-0.1％、表面活化剂0.02％-0.04％和粘结剂14％-28％；其中，所述第二混合溶剂包括解胶剂和去离子水，所述解胶剂使所述第二混合溶剂的PH值为7-11。可选地，所述三氧化二铁为三氧化二铁粉末。可选地，所述分散剂为木质素磺酸盐类。可选地，所述分散剂为甲基木质素钠(CMC)或木质素磺酸钙钠(C-21)。可选地，所述流平剂为乙二醇。可选地，所述表面活化剂为非离子型表面活性剂。可选地，所述非离子型表面活性剂为吐温-20或吐温-80。可选地，所述解胶剂为氨水。可选地，所述解胶剂使所述去离子水的PH值为10。可选地，所述粘结剂为硅酸钠和硅酸钾。可选地，所述碳纳米管为选自电弧放电法、激光烧蚀法、固相热解法、电解法、化学气相沉积法中任一种方法制备的单臂或多臂碳纳米管的任意一种。可选地，所述研磨分散处理采用研磨钵或球磨机。本专利技术第二方面提供了一种具有强粘附性的碳纳米管浆料的制备方法，包括以下步骤：配置第一混合溶剂：将质量百分比为50％-70％的第二混合溶剂、9％-20％的三氧化二铁、0.31％-0.62％的分散剂、0.05％-0.1％的流平剂、0.02％-0.04％的表面活化剂和14％-28％的粘结剂加入搅拌器中进行第一混合处理，获得第一混合溶剂，其中，所述第二混合溶剂包括解胶剂和去离子水，所述解胶剂使所述第二混合溶剂的PH值为7-11；配置碳纳米管浆料：将质量百分比为89％-95％的所述第一混合溶剂和质量百分比为5％-11％的经过研磨分散处理的碳纳米管加入搅拌器中进行第二混合处理，获得所述碳纳米管浆料。可选地，所述第一混合处理包括在所述搅拌器中水浴加热并搅拌，其中所述搅拌器的转速为800-1000r/min，水浴加热的温度为60-80℃，搅拌的时间为1-2h。和/或，所述第二混合处理包括在所述搅拌器中水浴加热并搅拌，其中所述搅拌器的转速为800-1000r/min，水浴加热的温度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：第一混合溶剂89％-95％和经过研磨分散处理的碳纳米管5％-11％；/n所述第一混合溶剂包括如下质量百分比的原料：第二混合溶剂50％-70％、三氧化二铁9％-20％、分散剂0.31％-0.62％、流平剂0.05％-0.1％、表面活化剂0.02％-0.04％和粘结剂14％-28％；其中，所述第二混合溶剂包括解胶剂和去离子水，所述解胶剂使所述第二混合溶剂的PH值为7-11。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：第一混合溶剂89％-95％和经过研磨分散处理的碳纳米管5％-11％；
所述第一混合溶剂包括如下质量百分比的原料：第二混合溶剂50％-70％、三氧化二铁9％-20％、分散剂0.31％-0.62％、流平剂0.05％-0.1％、表面活化剂0.02％-0.04％和粘结剂14％-28％；其中，所述第二混合溶剂包括解胶剂和去离子水，所述解胶剂使所述第二混合溶剂的PH值为7-11。


2.根据权利要求1所述的一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，其特征在于，所述三氧化二铁为三氧化二铁粉末。


3.根据权利要求1所述的一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，其特征在于，所述分散剂为甲基木质素钠或木质素磺酸钙钠。


4.根据权利要求1所述的一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，其特征在于，所述流平剂为乙二醇。


5.根据权利要求1所述的一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，其特征在于，所述表面活化剂为非离子型表面活性剂。


6.根据权利要求1所述的一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，其特征在于，所述解胶剂为氨水。


7.根据权利要求1所述的一种具有强粘附性的碳纳米管浆料，其特征在于，所述粘结剂为硅酸钠和硅酸钾。


8.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷增杰，祁康成，雷李杨霞，王小菊，杨威，曹贵川，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，电子科技大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62