本發(fā)明涉及平面顯示器領(lǐng)域，尤其涉及一種碳納米管導(dǎo)電球的制備方法。

背景技術(shù)：

導(dǎo)電金球(Au ball)作為電子產(chǎn)業(yè)中的重要材料，被普遍應(yīng)用膠體材料中，目前，在液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)產(chǎn)業(yè)中常用摻有導(dǎo)電金球的框膠來導(dǎo)通上下基板，形成導(dǎo)電通路。當(dāng)基板貼合后，導(dǎo)電金球外層的金/鎳包裹層能夠傳輸電子(電導(dǎo)率要求達(dá)到2.4×105S/cm)，導(dǎo)電金球內(nèi)核具有彈性的樹脂球能夠緩沖貼合后的壓力。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，金球與框膠混合調(diào)制成金膠使用，該金膠主要由導(dǎo)電金球、樹脂基體、分散劑、固化劑、促進(jìn)劑等組成。傳統(tǒng)導(dǎo)電金球的生產(chǎn)是使用化學(xué)鍍法在直徑為5～8μm的樹脂球表面進(jìn)行金/鎳的包裹，此法耗能大，工藝復(fù)雜，鍍金過程中使用的金鹽大多是氰化物，毒性非常大，過程中易產(chǎn)生重金屬污染，而且金的價(jià)格昂貴，增加了成本。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，電鍍制作導(dǎo)電金球的工藝，正在逐漸被新材料新工藝所替代。

碳納米管(Carbon Nanotube，CNT)是常見的一維碳納米材料，具有優(yōu)異的電學(xué)性能和機(jī)械性能，在強(qiáng)力超聲的作用下可以溶解在不同的溶劑中，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。另外，隨著CNT產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，CNT成本逐漸降低，價(jià)格成本已經(jīng)不再能夠阻礙CNT的工業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用。專利文件CN105199641公開了一種碳納米管導(dǎo)電球的制備方法，通過將聚合物微球、或SiO₂微球加入CNT分散液中，然后進(jìn)行超聲、離心、過濾、及干燥處理，從而得到CNT包裹聚合物微球或SiO₂微球的具有優(yōu)異導(dǎo)電性的碳納米管導(dǎo)電球(CNT ball)，該方法簡單，環(huán)保節(jié)能。然而在包裹過程中，雖然擁有較高比表面積的CNT能夠包裹住微球，但是由于微球表面親水性較差，在后續(xù)的超聲或者離心制程中，都會產(chǎn)生CNT脫離的風(fēng)險(xiǎn)，從而導(dǎo)致CNT不能夠有效的包裹微球。

聚合物表面改性的方法很多，大體可以分為兩類：化學(xué)改性和物理改性?；瘜W(xué)改性方法主要有化學(xué)氧化法、化學(xué)浸蝕法、低溫等離子體處理法、表面接枝法、離子注入法等。物理改性包括機(jī)械改性和表面涂覆改性等。在化學(xué)氧化法中，酸氧化是一種最常見的表面處理方法，能夠氧化聚合物表面，生成一系列含氧基團(tuán)如羥基、羰基、羧基、磺酸基和不飽和鍵等含氧的極性基團(tuán)，這些基團(tuán)的生成，可使聚合物表面活化，從親油表面活化成親水表面，達(dá)到提高聚合物表面張力的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種碳納米管導(dǎo)電球的制備方法，采用酸氧化的方式在聚合物微球、或SiO₂微球表面產(chǎn)生含氧基團(tuán)，使得后續(xù)碳納米管能夠有效地包裹住聚合物微球、或SiO₂微球而形成包裹性好的碳納米管導(dǎo)電球。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種碳納米管導(dǎo)電球的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、提供聚合物微球、或SiO₂微球，采用酸氧化的方式對所述聚合物微球、或SiO₂微球進(jìn)行表面改性處理，在聚合物微球、或SiO₂微球表面產(chǎn)生含氧基團(tuán)，得到酸氧化處理的聚合物微球、或SiO₂微球；

步驟2、提供碳納米管分散液，將所述酸氧化處理的聚合物微球、或SiO₂微球加入碳納米管分散液中，進(jìn)行超聲處理，然后進(jìn)行離心、過濾、沖洗、干燥處理，得到碳納米管導(dǎo)電球。

所述步驟1中，所述酸氧化的方式指的是使用化學(xué)試劑酸氧化的方式，其中所述化學(xué)試劑為無水鉻酸-四氯乙烷系氧化液、鉻酸-醋酸系氧化液、氯酸-硫酸系氧化液、重鉻酸鹽-硫酸系氧化液、濃硝酸、濃硫酸、及過氧化氫中的一種或多種的混合溶液。

所述化學(xué)試劑為標(biāo)準(zhǔn)鉻酸溶液，包含重鉻酸鉀、濃硫酸、及水，其中重鉻酸鉀、濃硫酸、及水的質(zhì)量比為5:100:8。

所述步驟1中采用酸氧化的方式對所述聚合物微球、或SiO₂微球進(jìn)行表面改性處理的具體過程為，取聚合物微球、或SiO₂微球于燒杯中，加入標(biāo)準(zhǔn)鉻酸溶液，在15℃～100℃溫度下，處理0.1min～180min，過濾出聚合物微球、或SiO₂微球，然后使用去離子水沖洗，得到酸氧化處理的聚合物微球、或SiO₂微球。

所述步驟1中，所述酸氧化的方式指的是臭氧酸氧化的方式、或氧離子轟擊的方式。

所述步驟2中提供的碳納米管分散液的具體制備過程為，提供碳納米管粉末及溶劑，將所述碳納米管粉末加入溶劑中，通過超聲、攪拌處理，離心，取上清液，獲得濃度范圍為0.01mg/mL～10mg/mL的碳納米管分散液。

所述溶劑包括水、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙酮、氯仿、N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、甲苯中的一種或多種。

所述碳納米管分散液的具體制備過程還包括在溶劑中加入表面活性劑。

所述表面活性劑包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸銨、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十四烷基硫酸鈉中的一種或多種。

所述步驟1中，所述聚合物微球包括聚苯乙烯、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚丙烯酸聚合物微球中的一種或多種，所述聚合物微球尺寸均一，所述聚合物微球的粒徑范圍為1μm～50μm。

有益效果：本發(fā)明提供一種碳納米管導(dǎo)電球的制備方法，結(jié)合聚合物微球、SiO₂微球的穩(wěn)定性和碳納米管的高導(dǎo)電性優(yōu)勢，以聚合物微球、或SiO₂微球?yàn)榛w，包裹碳納米管材料，得到球狀的碳納米管導(dǎo)電球，其中，在包裹碳納米管材料之前，采用酸氧化的方式對所述聚合物微球、或SiO₂微球進(jìn)行表面改性處理，此處理方法簡單易行，可以有效地在聚合物微球、或SiO₂微球表面產(chǎn)生含氧基團(tuán)，由于含氧基團(tuán)的吸附作用，進(jìn)而使得后續(xù)碳納米管能夠有效地包裹住聚合物微球、或SiO₂微球而獲得碳納米管包裹性好的碳納米管導(dǎo)電球。

為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。

附圖說明

下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實(shí)施方式詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。

附圖中，

圖1為本發(fā)明的碳納米管導(dǎo)電球的制備方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明的碳納米管導(dǎo)電球的制備方法的實(shí)施例1所得到的碳納米管導(dǎo)電球的掃描電鏡照片；

圖3為本發(fā)明的碳納米管導(dǎo)電球的制備方法的實(shí)施例2所得到的碳納米管導(dǎo)電球的掃描電鏡照片；

圖4為本發(fā)明的碳納米管導(dǎo)電球的制備方法的實(shí)施例3所得到的碳納米管導(dǎo)電球的掃描電鏡照片。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。

請參閱圖1，本發(fā)明首先提供一種碳納米管導(dǎo)電球的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、提供聚合物微球、或SiO₂微球，采用酸氧化的方式對所述聚合物微球、或SiO₂微球進(jìn)行表面改性處理，在聚合物微球、或SiO₂微球表面產(chǎn)生含氧基團(tuán)，得到酸氧化處理的聚合物微球、或SiO₂微球。

具體地，所述步驟1中，采用酸氧化的方式指的是使用化學(xué)試劑酸氧化的方式、臭氧酸氧化的方式、或氧離子轟擊的方式；其中，所述化學(xué)試劑屬于強(qiáng)氧化液，可以為常用的無水鉻酸-四氯乙烷系氧化液、鉻酸-醋酸系氧化液、氯酸-硫酸系氧化液、重鉻酸鹽-硫酸系氧化液、濃硝酸、濃硫酸、及過氧化氫或者其他的具有氧化性的試劑，再或者也可以為上述溶液中多種的混合溶液。

優(yōu)選地，所述步驟1中提供的是聚合物微球，且所述酸氧化的方式指的是使用化學(xué)試劑酸氧化的方式，強(qiáng)氧化液的化學(xué)試劑能夠氧化聚合物微球表面，生成一系列含氧基團(tuán)如羥基、羰基、羧基、磺酸基和不飽和鍵等極性基團(tuán)，這些基團(tuán)的生成，可使聚合物表面活化，從親油表面活化成親水表面，達(dá)到提高聚合物表面張力的目的，同時(shí)聚合物微球的弱邊界層因溶于強(qiáng)氧化液中而被破壞成凹凸不平的結(jié)構(gòu)，從而增加了表面粗糙度，提高了后續(xù)碳納米管的包裹效果。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述化學(xué)試劑為標(biāo)準(zhǔn)鉻酸溶液，其由重鉻酸鉀、濃硫酸、及水所構(gòu)成，其中重鉻酸鉀、濃硫酸、及水的質(zhì)量比為5:100:8；所述步驟1具體為，稱取聚合物微球于燒杯中，加入標(biāo)準(zhǔn)鉻酸溶液，在15℃～100℃溫度下，處理0.1min～180min，然后過濾出聚合物微球，使用去離子水沖洗聚合物微球，得到酸氧化處理的聚合物微球，此時(shí)聚合物微球表面含有羧基、羥基和羰基的含氧基團(tuán)，從而有助于后續(xù)碳納米管的包裹。

具體地，所述步驟1中，所述聚合物微球包括聚苯乙烯、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚丙烯酸聚合物微球中的一種或多種，所述聚合物微球尺寸均一，所述聚合物微球的粒徑范圍為1μm～50μm。

步驟2、提供碳納米管分散液，將所述酸氧化處理的聚合物微球、或SiO₂微球加入碳納米管分散液中，進(jìn)行超聲處理，然后進(jìn)行離心、過濾、沖洗、干燥處理，得到碳納米管導(dǎo)電球。

具體地，所述步驟2中提供的碳納米管分散液的具體制備過程為，提供碳納米管粉末及溶劑，將所述碳納米管粉末加入溶劑中，通過超聲、攪拌處理，離心，取上清液，獲得濃度范圍為0.01mg/mL～10mg/mL的碳納米管分散液。

具體地，所述溶劑包括水、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙酮、氯仿、N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、甲苯、等極性溶劑中的一種或多種。

具體地，所述碳納米管分散液的具體制備過程還可選擇性包括在溶劑中加入表面活性劑；所述表面活性劑包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸銨、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十四烷基硫酸鈉中的一種或多種。

另外，本發(fā)明也可以選擇采用酸氧化的方式表面氧化處理碳納米管，然后使用酸氧化處理的碳納米管來包裹聚合物微球、或SiO₂微球，然而由于對碳納米管進(jìn)行氧化會影響碳納米管的導(dǎo)電性，所以本發(fā)明優(yōu)先采用碳納米管來包裹酸氧化處理的聚合物微球、或SiO₂微球的方式。

以下為本發(fā)明的碳納米管導(dǎo)電球的制備方法的優(yōu)選實(shí)施例。

實(shí)施例1：

取聚合物微球1g于燒杯中，然后將20ml標(biāo)準(zhǔn)鉻酸溶液倒入燒杯中，在15℃下攪拌反應(yīng)3h，過濾出聚合物微球，使用去離子水沖洗聚合物微球，干燥處理后，得到酸氧化處理的聚合物微球。然后將碳納米管分散液與酸氧化處理的聚合物微球攪拌超聲，然后離心，經(jīng)多次沖洗，去除掉球表面的雜質(zhì)，干燥后，如圖2所示，獲得碳納米管包裹性好的碳納米管導(dǎo)電球。

實(shí)施例2：

取聚合物微球1g于燒杯中，然后將20ml標(biāo)準(zhǔn)鉻酸溶液倒入燒杯中，在60℃下攪拌反應(yīng)10min，過濾出聚合物微球，使用去離子水沖洗聚合物微球，干燥處理后，得到酸氧化處理的聚合物微球。然后將碳納米管分散液與酸氧化處理的聚合物微球攪拌超聲，然后離心，經(jīng)多次沖洗，去除掉球表面的雜質(zhì)，干燥后，如圖3所示，獲得碳納米管包裹性好的碳納米管導(dǎo)電球。

實(shí)施例3：

取聚合物微球1g于燒杯中，然后將20ml標(biāo)準(zhǔn)鉻酸溶液倒入燒杯中，在80℃下攪拌反應(yīng)5min，過濾出聚合物微球，使用去離子水沖洗聚合物微球，干燥處理后，得到酸氧化處理的聚合物微球。然后將碳納米管分散液與酸氧化處理的聚合物微球攪拌超聲，然后離心，經(jīng)多次沖洗，去除掉球表面的雜質(zhì)，干燥后，如圖4所示，獲得碳納米管包裹性好的碳納米管導(dǎo)電球。

實(shí)施例4：

取聚合物微球1g于燒杯中，然后將20ml標(biāo)準(zhǔn)鉻酸溶液倒入燒杯中，在100℃下攪拌反應(yīng)6s，過濾出聚合物微球，使用去離子水沖洗聚合物微球，干燥處理后，得到酸氧化處理的聚合物微球。然后將碳納米管分散液與酸氧化處理的聚合物微球攪拌超聲，然后離心，經(jīng)多次沖洗，去除掉球表面的雜質(zhì)，干燥后，獲得碳納米管包裹性好的碳納米管導(dǎo)電球。

綜上所述，本發(fā)明的碳納米管導(dǎo)電球的制備方法，結(jié)合聚合物微球、SiO₂微球的穩(wěn)定性和碳納米管的高導(dǎo)電性優(yōu)勢，以聚合物微球、或SiO₂微球?yàn)榛w，包裹碳納米管材料，得到球狀的碳納米管導(dǎo)電球，其中，在包裹碳納米管材料之前，采用酸氧化的方式對所述聚合物微球、或SiO₂微球進(jìn)行表面改性處理，此處理方法簡單易行，可以有效地在聚合物微球、或SiO₂微球表面產(chǎn)生含氧基團(tuán)，由于含氧基團(tuán)的吸附作用，進(jìn)而使得后續(xù)碳納米管能夠有效地包裹住聚合物微球、或SiO₂微球而獲得碳納米管包裹性好的碳納米管導(dǎo)電球。

以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。