碳纳米管防静电涂层及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及新材料技术领域，特别是涉及一种碳纳米管防静电涂层及其制备方法与应用。本发明专利技术通过对烘干后的碳纳米管防静电涂层在相对湿度为60％～100％、温度为35℃～80℃的条件下处理，由于湿度发生改变，体系的极性也发生改变，受此影响，修饰在碳纳米管表面的极性表面活性剂发挥作用，使得进行湿度处理前的涂层中原本因溶剂挥发导致微观相分离而形成的孤立碳纳米管团簇舒展开来，形成相互连接的导电网络，从而提升了烘干后的涂层的导电性能，有效降低了涂层表面的电阻。有效降低了涂层表面的电阻。有效降低了涂层表面的电阻。

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管防静电涂层及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及新材料
，特别是涉及一种碳纳米管防静电涂层及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]高分子材料及制品因其良好的加工性和电绝缘性能，被广泛应用于3C电子、集成电路、通讯、家用电器、透镜视窗和精密设备制造等领域。但高分子材料及制品由于具有较高的表面电阻率(＞10
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Ω/m)，在使用过程中容易积累静电，产生静电吸尘、降低电子产品制造良率、甚至造成火灾爆炸等不良后果。通过在高分子制品表面涂敷透明防静电涂料，再经高温或UV光固化形成涂层，可赋予其防静电能力。
[0003]碳纳米管是一种优异的导电材料，可用于制备防静电涂料。碳纳米管防静电涂料一般是通过将碳纳米管分散在溶液中，再与树脂、溶剂混合后形成的。但在实际应用过程中，由于碳纳米管分散液与树脂或溶剂的相容性存在问题，在溶剂快速挥发过程中容易发生微观相分离，无法形成连续均匀的导电网络，导致碳纳米管薄膜电阻较高，一般在109～10
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Ω/m2，限制了其在防静电领域的大批量应用。
[0004]因此，现有技术中常常通过以下两个研究方向来改善碳纳米管防静电涂料的导电性：1.改善碳纳米管分散液与树脂或溶剂的相容性；2.增加碳纳米管的用量，使碳纳米管用量足够大到即便溶剂快速挥发依然能形成导电网络。然而，第一种方法常常需要外加添加剂实现，不仅可能导致其他性能的下降，而且需要耗费大量精力进行配方的调整；第二种方法虽然可以简单直接地提升涂料的导电性，但是由于碳纳米管用量的增加，不仅成本大幅增加，而且碳纳米管的高用量还将导致涂料的颜色加深，限制了其在透明涂层方面的应用。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种低电阻、高透明度的碳纳米管防静电涂层及其制备方法与应用。
[0006]本专利技术的一个方面，提供了一种碳纳米管防静电涂层的制备方法，其包括以下步骤：
[0007]将含有碳纳米管的涂料涂布于基材表面，烘干得到干涂层；对所述干涂层进行湿度处理，得到处理后的干涂层，然后进行固化处理；
[0008]所述含有碳纳米管的涂料包括碳纳米管分散液、树脂和溶剂，所述碳纳米管分散液中的碳纳米管表面修饰有极性表面活性剂；所述湿度处理是指将所述干涂层在相对湿度为60％～100％、温度为35℃～80℃的条件下处理。
[0009]本专利技术通过对烘干后的碳纳米管防静电涂层在相对湿度为60％～100％、温度为35℃～80℃的条件下处理，由于湿度发生改变，体系的极性也发生改变，受此影响，修饰在碳纳米管表面的极性表面活性剂发挥作用，使得进行湿度处理前的涂层中原本因溶剂挥发导致微观相分离而形成的孤立碳纳米管团簇舒展开来，形成相互连接的导电网络，从而提
升了烘干后的涂层的导电性能，有效降低了涂层表面的电阻。由于构建相互连接的导电网络建立在极性调控的基础上，而并非如传统技术中依赖于碳纳米管导电剂用量的大幅增加，因此，采用本方案可实现更低的碳纳米管用量，有助于提升涂层的透明度和降低生产成本；此外，也可避免改善碳纳米管分散液与树脂或溶剂的相容性的添加剂的引入，使得涂料成分更简单，性能更稳定。
[0010]在其中一个实施例中，所述湿度处理采用湿热气体进行处理，所述湿热气体的流量为0.5L/min
·
cm2～10L/min
·
cm2。
[0011]在其中一个实施例中，所述湿度处理的时间为10s～80s。
[0012]在其中一个实施例中，所述碳纳米管分散液为单壁碳纳米管分散液，所述单壁碳纳米管分散液中单壁碳纳米管的含量为0.1
‰
～5
‰
。
[0013]在其中一个实施例中，所述单壁碳纳米管的长度为100nm～100μm，直径为0.5nm～2nm。
[0014]在其中一个实施例中，所述固化处理为光固化处理。
[0015]在其中一个实施例中，所述含有碳纳米管的涂料按质量百分含量计，包括：1.5％～3％的单壁碳纳米管分散液、1％～5％的光敏性丙烯酸树脂、2％～7％的光敏性单体、0.5％～1.5％的光引发剂以及87％～95％的溶剂。
[0016]在其中一个实施例中，所述涂布之后、烘干之前还包括流平步骤，所述流平的温度为20℃～25℃，相对湿度小于等于55％。
[0017]在其中一个实施例中，所述烘干的温度为50℃～80℃，时间为1min～5min。
[0018]本专利技术的另一方面，提供了一种碳纳米管防静电涂层，其由前述的制备方法制得。
[0019]本专利技术的又一方面，还提供了一种电子器件，其包括前述的碳纳米管防静电涂层。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的原理示意图。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0022]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
[0023]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0024]本专利技术的一个方面，提供了一种碳纳米管防静电涂层的制备方法，其包括以下步骤：
[0025]将含有碳纳米管的涂料涂布于基材表面，烘干得到干涂层；对干涂层进行湿度处理，得到处理后的干涂层，然后进行固化处理；
[0026]含有碳纳米管的涂料包括碳纳米管分散液、树脂和溶剂，碳纳米管分散液中的碳纳米管表面修饰有极性表面活性剂；湿度处理是指将干涂层在相对湿度为60％～100％、温度为35℃～80℃的条件下处理。
[0027]在给电子器件等基材涂布涂料以制备防静电涂层时，在不影响涂层性能的前提下，通常希望涂料干得越快越好，以提高加工效率。涂料在干燥成为涂层时，伴随着溶剂的挥发，因此，溶剂的挥发速度直接影响涂层的形成速率。然而，对含有碳纳米管的涂料而言，溶剂若挥发过快，由于碳纳米管的毛细作用，将导致其被快速挥发的溶剂带着移动，最终以一个个分散的小团簇存在于溶剂挥发后形成的涂层中，小团簇之间彼此没有连接，因此无法形成连续的导电网络，极大影响了涂层的导电性能，表面电阻较大，难以适应实际生产的需要。
[0028]本专利技术通过对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管防静电涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含有碳纳米管的涂料涂布于基材表面，烘干得到干涂层；对所述干涂层进行湿度处理，得到处理后的干涂层，然后进行固化处理；所述含有碳纳米管的涂料包括碳纳米管分散液、树脂和溶剂，所述碳纳米管分散液中的碳纳米管表面修饰有极性表面活性剂；所述湿度处理是指将所述干涂层在相对湿度为60％～100％、温度为35℃～80℃的条件下处理。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述湿度处理采用湿热气体进行处理，所述湿热气体的流量为0.5L/min
·
cm2～10L/min
·
cm2。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述湿度处理的时间为10s～80s。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管分散液为单壁碳纳米管分散液，所述单壁碳纳米管分散液中单壁碳纳米管的含量为0.1
‰
～5
‰
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景春，司家林，
申请(专利权)人：安徽辅朗光学材料有限公司，
类型：发明
国别省市：