一种常压制备的碳纳米管基薄膜材料及其制备方法和应用与流程

技术特征：

1.一种常压制备的碳纳米管基薄膜材料，其特征在于，所述碳纳米管基薄膜材料中碳纳米管的质量百分含量为50～100％，所述碳纳米管在碳纳米管基薄膜材料的面内排列具有取向性。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管基薄膜材料，其特征在于，所述碳纳米管基薄膜材料的厚度为0.5～900μm，优选为0.8～100μm，进一步优选为1～80μm；

优选地，所述碳纳米管基薄膜材料的密度为100～5000mg/cm³，进一步优选为150～1500mg/cm³，更进一步优选为300～1000mg/cm³；

优选地，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的碳纳米管基薄膜材料，其特征在于，所述碳纳米管基薄膜材料中还包括功能填料；

优选地，所述碳纳米管基薄膜材料中功能填料的质量百分含量为0.1～50％；

优选地，所述功能填料为金属填料和/或非金属填料；

优选地，所述功能填料包括银纳米线、银微米线、铜纳米线、铜微米线、金纳米线、金微米线、碳纤维、石墨烯、氧化铝、氧化铁、氧化锰、氧化硅、碳化硅、炭黑或mxenes中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为银纳米线、银微米线、石墨烯或mxenes中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1～3任一项所述的碳纳米管基薄膜材料，其特征在于，所述碳纳米管基薄膜材料中还包括聚合物；

优选地，所述碳纳米管基薄膜材料中聚合物的质量百分含量为0.01～50％；

优选地，所述聚合物包括纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、木质素、淀粉、羟甲基淀粉、醋酸淀粉、植物胶、动物胶、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、水性聚氨酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚苯胺、聚乳酸、聚马来酸酐或聚乙二醇中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1～4任一项所述的碳纳米管基薄膜材料，其特征在于，所述碳纳米管基薄膜材料中还包括助剂；

优选地，所述助剂包括抗菌剂、增强剂、阻燃剂、增稠剂、相容剂、抗氧化剂或增粘剂中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述碳纳米管基薄膜材料中助剂的质量百分含量为0.001～50％；

优选地，所述抗菌剂包括氯己定和/或聚盐酸己双胍。

6.一种如权利要求1～5任一项所述的碳纳米管基薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将碳纳米管与水混合，分散，得到水分散液；

(2)将步骤(1)得到的水分散液挤出并打印于放置在有机溶剂中的基底上，得到预处理样品；

(3)将步骤(2)得到的预处理样品从有机溶剂中取出，常压干燥，得到所述碳纳米管基薄膜材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水分散液中碳纳米管的质量百分含量为0.01～20％；

优选地，所述碳纳米管为经过亲水改性的碳纳米管；

优选地，所述亲水改性包括共价亲水改性和/或非共价亲水改性；

优选地，所述共价亲水改性的试剂包括臭氧、硫酸、硝酸、盐酸或王水中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述非共价亲水改性的方法为向水分散液中加入表面活性剂；

优选地，所述水分散液中表面活性剂的质量百分含量为0.01～10％；

优选地，所述水分散液中还包括功能填料、聚合物或助剂中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述水分散液中分散质的质量百分含量为0.1～50％。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇、乙二醇、丙酮、二氯甲烷、氯仿、四氯甲烷或甲基吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合，优选为丙酮和/或异丙醇；

优选地，步骤(2)所述基底包括硅橡胶基底、聚酰亚胺基底、聚四氟乙烯基底或纤维素纤维基底中的任意一种；

优选地，步骤(3)所述常压干燥的温度为15～180℃，进一步优选为20～100℃；

优选地，步骤(3)所述常压干燥的时间为0.1～24h，进一步优选为0.5～6h；

优选地，步骤(3)所述常压干燥后还包括将碳纳米管基薄膜材料与基底剥离的步骤；

优选地，步骤(1)所述水分散液中包括表面活性剂，步骤(3)所述常压干燥后还包括去除表面活性剂的步骤；

优选地，所述去除表面活性剂的方法包括：将常压干燥后的样品置于水中浸泡1～16h，干燥，得到所述碳纳米管基薄膜材料。

9.根据权利要求6～8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：

(1)将碳纳米管、水、任选地功能填料、任选地聚合物以及任选地助剂混合，分散均匀，得到水分散液；所述水分散液中碳纳米管的质量百分含量为0.01～20％；

(2)将步骤(1)得到的水分散液挤出并打印于放置在有机溶剂中的基底上，得到预处理样品；所述有机溶剂为丙酮和/或异丙醇；

(3)将步骤(2)得到的预处理样品从有机溶剂中取出，20～100℃常压干燥0.5～6h，得到所述碳纳米管基薄膜材料。

10.一种如权利要求1～5任一项所述的碳纳米管基薄膜材料在电磁屏蔽材料、电热材料、防火材料、导热材料、过滤材料、传感材料、电极材料、建筑材料、包装材料、生物医用材料、抗菌材料或支撑材料中的应用。

技术总结
本发明提供一种常压制备的碳纳米管基薄膜材料及其制备方法和应用，所述碳纳米管基薄膜材料中碳纳米管的质量百分含量为50～100％，所述碳纳米管在碳纳米管基薄膜材料的面内排列具有取向性。所述制备方法包括如下步骤：(1)将碳纳米管与水混合，分散，得到水分散液；(2)将水分散液挤出并打印于放置在有机溶剂中的基底上，得到预处理样品；(3)将预处理样品从有机溶剂中取出，常压干燥，得到所述碳纳米管基薄膜材料。所述碳纳米管基薄膜材料具有优异的电导率、热导率和电磁屏蔽功能，制备方法简单，生产能耗和成本低，可实现大规模工业化的应用。

技术研发人员：吴娜;曾志辉
受保护的技术使用者：吴娜;曾志辉
技术研发日：2021.05.27
技术公布日：2021.08.31