[发明专利]碳纳米管复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管复合膜及其制备方法。

背景技术

透明导电膜是指对可见光的光透过率较高，电导率高的薄膜。自1907年Badker报道了通过溅射镉并使之热氧化形成氧化镉制备出透明导电薄膜以来，透明导电薄膜的研究受到普遍重视。随着科学的不断发展，透明导电薄膜在液晶显示、触摸屏、电致变色器件、飞机热窗、除霜玻璃等领域起着重要的作用。

目前，常用的透明导电膜有氧化铟锡、氧化锌等金属氧化物薄膜，这些透明导电膜的制备方法主要包括蒸镀法、溅射法等方法。蒸镀法、溅射法属于玻璃深加工方法，设备复杂、成本较高、不适合大规模生产。且，由于采用上述方法形成透明导电膜时，均需经过一个较高的退火过程，对透明导电膜的基底造成损害，无法在熔点较低的基底上形成，限制了透明导电膜的应用。

人们研究发现碳纳米管具有优异的导电特性，且人们可以通过从碳纳米管阵列中采用拉伸的方法制备出一种碳纳米管膜，该碳纳米管膜不但具有导电性，而且还具有一定的透光度。但该碳纳米管膜是直接从一碳纳米管阵列中拉取获得的，该碳纳米管膜中的碳纳米管之间仅通过范德华力相互连接，故，该碳纳米管的强度较低，不利于该碳纳米管膜的广泛应用。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种制备具有较高强度的碳纳米管复合膜及其制备方法。

一种碳纳米管复合膜，包括一聚合物材料以及一碳纳米管膜，所述碳纳米管膜复合于所述聚合物内部形成一连续膜状结构，所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管线以及多个碳纳米管团簇，该多个碳纳米管线间隔设置；该多个碳纳米管团簇通过该多个碳纳米管线隔开，且位于相邻的碳纳米管线之间的多个碳纳米管团簇间隔设置。

一种碳纳米管复合膜的制备方法，包括：提供一初始碳纳米管膜，该初始碳纳米管膜包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连且沿第一方向择优取向延伸；图案化所述初始碳纳米管膜，使所述初始碳纳米管膜在所述第一方向上形成至少一行通孔，且每行上至少有两个间隔设置的通孔；采用一溶剂处理所述形成有至少一行通孔的初始碳纳米管膜，使该形成有至少一行通孔的初始碳纳米管膜收缩，形成所述一碳纳米管膜；以及将所述碳纳米管膜与一聚合物材料复合。

与现有技术相比较，本发明提供的碳纳米管复合膜具有以下优点：首先，由于该碳纳米管复合膜由多个聚集成束且具有良好机械性能的碳纳米管线和碳纳米管团簇与一聚合物材料复合而成，故，该碳纳米管复合膜具有良好的机械性能。其次，由于该碳纳米管复合膜中的多个碳纳米管线间隔设置，且该多个碳纳米管团簇通过该多个碳纳米管线隔开，故，该碳纳米管复合膜为一导电异向性的薄膜，有利于该碳纳米管复合膜的应用。另外，本发明的碳纳米管复合膜的制备方法还具有工艺简单、成本低廉等特点。

附图说明

图1为本发明提供的碳纳米管复合膜制备方法的流程图。

图2为本发明提供的碳纳米管复合膜制备方法中所采用的碳纳米管初级膜的扫描电镜照片。

图3为本发明提供的碳纳米管复合膜制备方法中所采用的形成有一行通孔的碳纳米管初级膜的平面结构示意图。

图4为本发明提供的碳纳米管复合膜制备方法中所采用的形成有多行通孔的碳纳米管初级膜的平面结构示意图。

图5为本发明第一实施例提供的碳纳米管复合膜的结构示意图。

图6为本发明第一实施例提供的碳纳米管复合膜的结构示意图。

图7是本发明第一实施例提供的碳纳米管复合膜制备方法的工艺流程图。

图8是本发明第一实施例提供的碳纳米管复合膜制备方法中所采用的形成有通孔的碳纳米管初级膜的平面结构示意图。

图9为图8所示的形成有通孔的碳纳米管初级膜的部分光学显微镜照片。

图10为本发第一明实施例提供的碳纳米管复合膜制备方法中所采用的碳纳米管膜的光学显微镜照片。

图11是本发明第二实施例提供的碳纳米管复合膜的结构示意图。

图12是本发明第二实施例提供的碳纳米管复合膜制备方法中所采用的碳纳米管膜的光学显微镜照片。

主要元件符号说明