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《碳納米管透明導電涂料的制備及在吸塑片材的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、碳納米管透明導電涂料的制備及在吸塑片材的應用中國科學院成都有機化學有限公司中科時代納米事業(yè)部0、引言導電塑料廣泛應用于電子工業(yè)、汽車工業(yè)、石油煤炭等行業(yè)。提高塑料電導率、消除靜電的有效方法，是加入導電功能體，通過共混擠出改性降低體積電阻，或表面涂覆改性降低表面電阻，形成導電塑料。共混擠出改性的導電塑料，通常以碳材料為導電功能體，呈現黑色的外觀，不能滿足對彩色/透明、美觀、裝飾性的要求。用于表面涂覆改性的透明導電涂料正好能滿足這部分市場需求。透明導電涂料是新興的電子化學品材料，發(fā)展迅速，市場前景廣闊，非常值
2、得關注。透明導電涂料最重要的成分是透明導電功能體。物質的透明性和導電性通常是矛盾的，兼具透明性和導電性的物質是很稀少的。現有的透明導電功能體主要有導電高分子聚噻吩和金屬氧化物如氧化銻錫、氧化銦錫。聚噻吩（PEDOT）具有透明度高、導電性好的優(yōu)勢，是導電涂料普遍使用的功能體。PEDOT以水分散液的形式供貨，以微球形態(tài)存在于水分散液中。PEDOT微球形成的導電網絡，在片材熱拉伸的吸塑加工中，不能變形，很難保持通暢，除非加大PEDOT微球的堆積密度。PEDOT微球主要是德國、比利時和韓國公司生產，價格昂貴。盡管
3、PEDOT微球國產化程度正在提高，吸塑透明導電片材的成本仍然較高。同時，PEDOT的結構在紫外線、光熱等作用下容易變化，引起導電持久性下降。新型透明導電功能材料的研究開發(fā)一直很受關注和重視。碳納米管（CNTs）是納米直徑、微米長度、中空纖維狀結構的一維納米材料，具有高強度高模量、高導電高導熱、長徑比大的性能，小管徑的CNTs構成的網格狀薄膜具有永久透明導電性。CNTs薄膜的透明導電性雖不及PEDOT優(yōu)秀，但CNTs形成的導電網絡，抗擊形變的能力非常強，吸塑前后的表面電阻，幾乎不會變化。同時，CNTs的價格
4、較低、化學性能穩(wěn)定。CNTs是非常具有發(fā)展前途的透明導電功能體。本文研究碳納米管透明導靜電涂料的制備及其在吸塑導電片材中的應用。1、實驗過程1.1實驗原料高純単壁碳納米管TNS、羧基化高純単壁碳納米管TNSC、多壁碳納米管TNM2（外徑8-15nm），碳納米管水分散劑TNWDIS，中國科學院成都有機化學有限公司生產。北京某公司碳納米管產品，標為S-1，平均外徑10nm。比利時某公司碳納米管產品，標為S-2，平均外徑9.5nm。TNS、TNSC、TNM2、S-1、S-2都屬于小管徑碳納米管。PET薄膜，0.
5、1mm厚，A4紙大小。PET片材，0.65mm厚，60cm寬。1.2實驗設備Scientz-ⅡD型超聲波細胞粉碎機(寧波新芝生物科技股份有限公司)、SC-3614型低速離心機(安徽中科中佳科學儀器有限公司)、AFA-Ⅱ自動涂膜器（上海普申化工機械有限公司）、高速凹版印刷機（江陰市匯通機械有限公司）、高速吸塑機（東莞南方電業(yè)機械）。1.3實驗內容和方法（1）CNTs分散液制備。CNTs和TNWDIS在水介質中共混，總量100g，然后在超聲波細胞粉碎機中分散，所用超聲變幅桿為Φ6，輸出功率選擇為60%，超聲開
6、時間為3s，超聲關時間也為3s，超聲總時間設置為6×10min，分散液經過低速離心機3000轉/分、60分鐘的沉降，如果含固物的收率超過80%，則分散液制備合格，否則，增加TNWDIS的用量，重新分散，直至分散液離心沉降后收率達標，分散液制備合格。制備各種CNTs的分散液。（2）CNTs薄膜的制備。把CNTs分散液通過自動涂膜器，涂覆在PET薄膜上，烘干。然后將PET薄膜浸泡在濃硝酸中，氧化去除TNWDIS分散劑，15秒后取出水洗，烘干，制得CNTs薄膜。測試不同CNTs薄膜的透明導電性，選擇出制備透明導
7、靜電涂料的碳納米管。（3）CNTs/PU薄膜的制備。把CNTs分散液和水性聚氨酯乳液混合后，通過自動涂膜器涂覆在PET薄膜上，烘干，形成CNTs/聚氨酯（PU）薄膜，測試涂層不同CNTs含量時薄膜透明導電性、涂層附著力，選擇出CNTs合適的含量。（4）CNTs透明導靜電涂料TNTC的配制及PET導電片材的加工?？紤]涂料的施工性能，如潤濕性和粘度，通過在高速凹版印刷機上反復試驗，配制涂料TNTC。高速凹版印刷機的凹版輥200目，進片速度30米/分鐘。（5）PET導電片材的吸塑成型加工。考察經過不同吸塑深度加
8、工后，PET片材表面電阻及涂層附著力、硬度的變化。1.4性能表征QJ83-1型數字直流電橋（上海正陽儀表廠）測試導電薄膜的方塊電阻（Ω/□），SL-030表面電阻測試儀（斯萊德靜電測試儀器公司）測試導電片材的表面電阻（Ω），WGW光電霧度儀（上海物理光學儀器廠）測試導電薄膜的透光率，NDJ-5S數字式粘度計（上海尼潤智能科技公司）測試涂料粘度，KrüssK100全自動表面張力儀(德國)測試涂料表面張力，參照國家標準GB9286
