[发明专利]碳纳米管透明导电薄膜及其制备方法

说明书

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。

技术领域

本发明属于导电薄膜技术领域，尤其涉及一种碳纳米管透明导电薄膜及其制备方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明要解决的问题

本发明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

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明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％。