[發明專利]一種高導電耐腐蝕銀-碳納米管/納米金剛石復合膜層及制備與應用

有效

• 申請號: 201710495416.9
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107326358B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 康志新;張洋
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C23C24/04
• 分類號: C23C24/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

本發明屬于材料表面工程技術領域，公開了一種高導電耐腐蝕銀?碳納米管/納米金剛石復合膜層及制備與應用。所述方法為：(1)基體前處理；(2)混合液Ⅰ的配制：采用水將銀氨溶液、十二烷基硫酸鈉、多壁碳納米管、納米金剛石配制成混合溶液；混合液Ⅱ的配制：采用水將三乙醇胺和乙二醛配制成混合溶液；(3)將表面處理后的基體固定在勻膠機上，開啟勻膠機，將混合液Ⅰ、混合液Ⅱ同時噴涂在基體上，勻膠，熱處理，得到銀?碳納米管/納米金剛石復合膜層。本發明的方法簡單，膜層均勻，納米金剛石和碳納米管沉積量高，具有優良的導電性能和耐腐蝕性能。

技術領域

本發明屬于材料表面工程技術領域，具體涉及一種高導電耐腐蝕銀-碳納米管/納米金剛石復合膜層及其制備方法與應用。

背景技術

近年來，柔性、可彎折的電子設備，包括電子皮膚、數據傳輸、可穿戴電子設備、柔性太陽能電池板等研究頗為熱門，其中多數研究都集中在銀、金等貴金屬上。出于經濟的考慮，銀的使用更廣泛，雖然純銀-碳納米管復合材料具有很好的延展性、導電性。但膜層的耐腐蝕性能較差，力學性能不夠優異。因此需要開發出電學性能優良、力學性能穩定且耐腐蝕的復合膜層。

碳納米管還具有良好的導電性能和良好的傳熱性能。若將其與其他材料制成復合材料,可給復合材料帶來優良的電學增強效果，使復合材料的性能極大改善，但是碳納米管的加入會引入原電池，導致復合涂層的耐腐蝕性能下降。

目前，制備具有優良導電性能的銀碳納米管復合膜層已有較多研究，但其耐腐蝕性能相比純銀金屬層卻有所降低；銀/納米金剛石復合膜層多采用電沉積的方法，但納米金剛石在電鍍液中的分散性較差，極易沉積，故膜層的沉積量難以保證；復合膜層的制備方法多采用燒結法、噴涂法、旋涂法、熱蒸發氣相沉積等，但碳納米管和納米金剛石沉積量、分散較差，制備可控性不足；所以，目前仍缺乏一種保證碳納米管的沉積量和分散性的前提下，能夠高效制備銀-碳納米管納米金剛石復合膜層的制備方式。

發明內容

為了克服現有技術的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種高導電耐腐蝕銀-碳納米管/納米金剛石復合膜層的制備方法。該方法基于雙組份溶液法，將碳納米管和納米金剛石前后加入到溶液中，除了表面活性劑作用之外，利用納米粒子之間的斥力作用來提高納米顆粒在溶液中的分散性，最后將旋轉涂布與均勻噴涂技術結合，進一步提高制備過程中的碳納米管和納米金剛石的均勻分散，過程易于實現，且通過該法所獲得的銀-碳納米管復合膜層中碳納米管和納米金剛石分布均勻，沉積量可觀。

本發明的另一目的在于提供由上述制備方法得到的高導電耐腐蝕銀-碳納米管/納米金剛石復合膜層。

本發明的再一目的在于提供上述高導電耐腐蝕銀-碳納米管/納米金剛石復合膜層的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種高導電耐腐蝕銀-碳納米管/納米金剛石復合膜層的制備方法，包括以下步驟：

(1)基體的表面預處理；

(2)混合液Ⅰ和混合液Ⅱ的配制：

混合液Ⅰ的配制：采用水將銀氨溶液、十二烷基硫酸鈉、多壁碳納米管以及納米金剛石配成混合液Ⅰ；所述混合液Ⅰ中各成分的濃度為硝酸銀10-50g/L、氨水10-50ml/L、十二烷基硫酸鈉0.6-5g/L、多壁碳納米管1-5g/L、納米金剛石1-5g/L；

混合液Ⅱ的配制：采用水將三乙醇胺和乙二醛配成混合液Ⅱ，所述混合液Ⅱ中各成分的濃度為三乙醇胺10-50ml/L、乙二醛50-200ml/L；

(3)銀-碳納米管/納米金剛石復合膜層的旋噴法制備：

將經表面預處理后的基體固定在勻膠機上，開啟勻膠機，將混合液Ⅰ、混合液Ⅱ同時噴涂在基體上，勻膠，熱處理，得到高導電耐腐蝕銀-碳納米管/納米金剛石復合膜層。