本發(fā)明涉及平面顯示器領域，尤其涉及一種碳納米管導電球的表面處理方法與碳納米管球導電膠的制備方法。

背景技術：

導電金球(Au ball)作為電子產(chǎn)業(yè)中的重要材料，被普遍應用膠體材料中，目前，在液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)產(chǎn)業(yè)中常用摻有導電金球的框膠來導通上下基板，形成導電通路。當基板貼合后，導電金球外層的金/鎳包裹層能夠傳輸電子(電導率要求達到2.4×105S/cm)，導電金球內(nèi)核具有彈性的樹脂球能夠緩沖貼合后的壓力。實際應用時，金球與框膠混合調(diào)制成金膠使用，該金膠主要由導電金球、樹脂基體、分散劑、固化劑、促進劑等組成。傳統(tǒng)導電金球的生產(chǎn)是使用化學鍍法在直徑為5～8μm的樹脂球表面進行金/鎳的包裹，此法耗能大，工藝復雜，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，而且金的價格昂貴，增加了成本。隨著人們環(huán)保意識的增強，電鍍制作導電金球的工藝，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)異的電學性能和機械性能，在強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，價格成本已經(jīng)不再能夠阻礙CNT的工業(yè)化和大規(guī)模應用。目前，已經(jīng)有人提出采用導電性優(yōu)良的CNT取代Au ball表面Ni/Au導電層的技術方案，CNT可以吸附在樹脂球表面，很好的包裹住樹脂球，在其表面形成一層導電層，從而制備得到導電性優(yōu)異的可以取代現(xiàn)行Au ball的CNT導電球(ball)。然而，當CNT ball與有機膠材，如環(huán)氧樹脂膠、亞克力樹脂膠或者其他類膠材，或它們的混合膠混合時，由于包覆的碳納米管之間的范德華力，以及靜電吸附作用，在將CNT ball與有機膠材進行混合時，CNT ball容易發(fā)生團聚，在有機膠材中較難分散均勻；另外，CNT ball的無機界面與有機膠樹脂的有機界面的較難融合也使導電球較難在膠材里分散開。正是這些問題的存在，限制了CNT ball膠的正常應用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種碳納米管導電球的表面處理方法，采用活性劑處理碳納米管導電球，使碳納米管導電球能夠均勻的分散在框膠等有機膠材中。

本發(fā)明的目的還在于提供一種碳納米管球導電膠的制備方法，通過將修飾后的碳納米管導電球與有機膠材混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種碳納米管導電球的表面處理方法，包括以下步驟：

步驟1、提供活性劑，所述活性劑為表面活性劑、或偶聯(lián)劑，將所述活性劑配制成溶液，得到表面修飾液；

步驟2、提供碳納米管導電球，稱取碳納米管導電球于燒杯中，然后按照表面修飾液中活性劑與碳納米管導電球的一定質量比，將表面修飾液加入燒杯中，超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到修飾后的碳納米管導電球。

可選地，所述步驟1中提供的活性劑為表面活性劑，所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、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、或十六烷基三甲基溴化銨。

所述表面修飾液為表面活性劑溶液，其溶液百分比為0.1％～20％。

所述步驟1中，將表面活性劑溶解在去離子水中，配制成表面活性劑溶液，得到表面修飾液。

可選地，所述步驟1中提供的活性劑為偶聯(lián)劑，所述偶聯(lián)劑為含-NH₂的硅烷偶聯(lián)劑。

所述表面修飾液為偶聯(lián)劑溶液，其溶液百分比為0.1％～20％。

所述步驟1中，將乙醇和去離子水配制成醇水溶液，使醇水溶液pH為3-5，在弱酸環(huán)境下向醇水溶液中加入偶聯(lián)劑，配制成偶聯(lián)劑溶液，得到表面修飾液。

所述步驟2中，按照表面修飾液中活性劑與碳納米管導電球的質量比為0.1％～20％，將表面修飾液加入燒杯中。

所述步驟2中提供的碳納米管導電球包括核心球、及包覆所述核心球表面的碳納米管層，所述核心球為聚合物微球、或SiO₂微球。

本發(fā)明還提供一種碳納米管球導電膠的制備方法，采用上述的碳納米管導電球的表面處理方法，得到修飾后的碳納米管導電球，將所述修飾后的碳納米管導電球與有機膠材混合，得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

有益效果：本發(fā)明提供一種碳納米管導電球的表面處理方法與一種碳納米管球導電膠的制備方法。本發(fā)明的碳納米管導電球的表面處理方法，采用表面活性劑、或偶聯(lián)劑對碳納米管導電球的表面進行處理，其中，表面活性劑、偶聯(lián)劑能夠起到使碳納米管導電球與有機膠材的界面融合的交聯(lián)作用，從而能夠有效地提高碳納米管導電球在有機膠材中的均勻分散性，并且該方法簡單有效，適合大規(guī)模生產(chǎn)；本發(fā)明的碳納米管球導電膠的制備方法，采用上述的碳納米管導電球的表面處理方法得到修飾后的碳納米管導電球，然后將所述修飾后的碳納米管導電球與有機膠材混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術內(nèi)容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，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

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

附圖中，

圖1為本發(fā)明的碳納米管導電球的表面處理方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明的碳納米管導電球的表面處理方法的實施例1所得到的修飾后的碳納米管導電球的掃描電鏡照片；

圖3為本發(fā)明的碳納米管導電球的表面處理方法的實施例1中所采用的碳納米管導電球在未經(jīng)過表面處理前不能在環(huán)氧樹脂膠中分散均勻的照片；

圖4為本發(fā)明的碳納米管導電球的表面處理方法的實施例1中所采用的碳納米管導電球在經(jīng)過表面處理后能在環(huán)氧樹脂膠中分散均勻的照片。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細描述。

請參閱圖1，本發(fā)明首先提供一種碳納米管導電球的表面處理方法，包括以下步驟：

步驟1、提供活性劑，將所述活性劑配制成溶液，得到表面修飾液。

具體地，所述活性劑可采用表面活性劑，所述表面活性劑包含所有的陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、和非離子表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉、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(SDBS)、或十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)；所述表面修飾液為表面活性劑溶液，其溶液百分比為0.1％～20％，優(yōu)選為1％；所述步驟1中將所述活性劑配制成溶液的過程具體為，將表面活性劑溶解在去離子水中，配制成表面活性劑溶液，得到表面修飾液?；蛘撸?/p>

所述活性劑也可采用偶聯(lián)劑，所述偶聯(lián)劑具體為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選為含-NH₂的硅烷偶聯(lián)劑，其與環(huán)氧樹脂相容性良好，后續(xù)可以使碳納米管導電球穩(wěn)定的存在于環(huán)氧樹脂中，并可用作環(huán)氧樹脂固化劑，如KH602(N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷)；所述表面修飾液為偶聯(lián)劑溶液，其溶液百分比為0.1％～20％，優(yōu)選為1％；所述步驟1中將所述活性劑配制成溶液的過程具體為，將乙醇和去離子水配制成醇水溶液，使用酸溶液進行調(diào)解使醇水溶液pH為3-5，在弱酸環(huán)境下向醇水溶液中加入偶聯(lián)劑，配制成偶聯(lián)劑溶液，得到表面修飾液。

步驟2、提供碳納米管導電球(CNT ball)，稱取碳納米管導電球于燒杯中，然后按照表面修飾液中活性劑與碳納米管導電球的一定質量比，將表面修飾液加入燒杯中，超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到修飾后的碳納米管導電球。

具體地，所述步驟2中，按照表面修飾液中活性劑與碳納米管導電球的質量比為0.1％～20％，優(yōu)選為1％，將表面修飾液加入燒杯中。

具體地，所述步驟2中提供的碳納米管導電球包括核心球、及包覆所述核心球表面的碳納米管層，所述核心球為聚合物微球、或SiO₂微球。

具體地，所述步驟2中提供的碳納米管導電球可以通過將一定濃度的碳納米管溶液按照比例與樹脂球混合，然后經(jīng)過超聲分散和冷凍抽干后制得；進一步地，該碳納米管導電球的制備方法具體包括：

步驟10、提供碳納米管粉末及溶劑，將所述碳納米管粉末加入所述溶劑中，為幫助碳納米管分散均勻，可選擇性地加入表面活性劑，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、甲苯中的一種或多種；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。

步驟20、提供聚合物微球、或SiO₂微球，將所述聚合物微球、或SiO₂微球加入所述碳納米管分散液中，進行超聲處理，得到分散均勻的碳納米管/聚合物微球混合液、或碳納米管/SiO₂微球混合液。

具體地，所述聚合物微球包括聚苯乙烯、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚丙烯酸樹脂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～30μm。

步驟30、將所述碳納米管/聚合物微球混合液、或碳納米管/SiO₂微球混合液進行離心、過濾、干燥處理，去除混合液中的溶劑和雜質，得到碳納米管導電球。

或者，所述步驟2中提供的碳納米管導電球也可以通過其他方法制備得到。

本發(fā)明的碳納米管導電球的表面處理方法，采用表面活性劑、或偶聯(lián)劑對碳納米管導電球的表面進行處理，其中，表面活性劑、偶聯(lián)劑能夠起到使碳納米管導電球與有機膠材的界面融合的交聯(lián)作用，從而能夠有效地提高碳納米管導電球在框膠等有機膠材中的均勻分散性，進而能夠得到分散均勻的碳納米管球導電膠，并且該方法簡單有效，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

基于上述碳納米管導電球的表面處理方法，本發(fā)明還提供一種碳納米管球導電膠的制備方法，采用上述的碳納米管導電球的表面處理方法，得到修飾后的碳納米管導電球，將所述修飾后的碳納米管導電球與有機膠材混合，得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

具體地，所述有機膠材可以為環(huán)氧樹脂膠、亞克力樹脂膠、或者其他類膠材。

具體地，本發(fā)明所制備的碳納米管球導電膠，由修飾后的碳納米管導電球與有機膠材混合制得，碳納米管導電球能夠均勻分散于框膠等有機膠材中，進而使得碳納米管球導電膠具有優(yōu)良的導電性；所制備的碳納米管球導電膠可應用于TFT-LCD中，具體可作為框膠用于連接上下基板側的電極，此外，也在超細電路連接中也有著巨大的應用前景。

以下為本發(fā)明的碳納米管導電球的表面處理方法與碳納米管球導電膠的制備方法的優(yōu)選實施例。

實施例1：

取CNT ball 1g于燒杯中，然后將10ml溶液質量比為0.1％的SDBS溶液倒入燒杯中，SDBS與CNT ball的質量比為1％；超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，如圖2所示的掃描電鏡照片，得到SDBS修飾后的CNT ball，將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，如圖4所示的照片，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠，另外如圖3所示的照片，所使用的CNT ball在未經(jīng)過表面處理前不能在環(huán)氧樹脂膠中分散均勻。

實施例2：

取CNT ball 0.1g于燒杯中，然后將2ml溶液百分比為0.5％的SDBS溶液倒入燒杯中，SDBS與CNT ball的質量比為10％。超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到SDBS修飾后的CNT ball；將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

實施例3：

取CNT ball 10g于燒杯中，然后將10ml溶液百分比為0.1％的SDBS溶液倒入燒杯中，SDBS與CNT ball的質量比為0.1％。超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到SDBS修飾后的CNT ball；將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

實施例4：

取CNT ball 10g于燒杯中，然后將10ml溶液百分比為20％的SDBS溶液倒入燒杯中，SDBS與CNT ball的質量比為20％。超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到SDBS修飾后的CNT ball。將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

實施例5：

取CNT ball 1g于燒杯中，然后將10ml溶液百分比為0.1％的CTAB溶液倒入燒杯中，CTAB與CNT ball的質量比為1％。超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到CTAB修飾后的CNT ball；將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

實施例6：

取CNT ball 0.1g于燒杯中，然后將2ml溶液質量百分比為0.5％的CTAB溶液倒入燒杯中，CTAB與CNT ball的質量比為10％。超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到CTAB修飾后的CNT ball；將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

實施例7：

取CNT ball 10g于燒杯中，然后將10ml溶液百分比為0.1％的CTAB溶液倒入燒杯中，CTAB與CNT ball的質量比為0.1％。超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到CTAB修飾后的CNT ball；將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

實施例8：

取CNT ball 10g于燒杯中，然后將10ml溶液百分比為20％的CTAB溶液倒入燒杯中，CTAB與CNT ball的質量比為20％。超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到CTAB修飾后的CNT ball。將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

實施例9：

取CNT ball 1g于燒杯中，然后將10ml溶液百分比為0.1％的KH602溶液倒入燒杯中，KH602與CNT ball的質量比為1％。超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到KH602修飾后的CNT ball；將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

實施例10：

取CNT ball 0.1g于燒杯中，然后將2ml溶液百分比為0.5％的KH602溶液倒入燒杯中，KH602與CNT ball的質量比為10％。超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到KH602修飾后的CNT ball；將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

實施例11：

取CNT ball 10g于燒杯中，然后將10ml溶液百分比為0.1％的KH602溶液倒入燒杯中，KH602與CNT ball的質量比為0.1％。超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到KH602修飾后的CNT ball；將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

實施例12：

取CNT ball 10g于燒杯中，然后將10ml溶液質量百分比為20％的KH602溶液倒入燒杯中，KH602與CNT ball的質量百分比為20％。超聲處理后，轉移至離心管中離心，取下層粉末，冷凍干燥，得到KH602修飾后的CNT ball。將修飾后的CNT ball，與環(huán)氧樹脂膠混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

綜上所述，本發(fā)明的碳納米管導電球的表面處理方法，采用表面活性劑、或偶聯(lián)劑對碳納米管導電球的表面進行處理，其中，表面活性劑、偶聯(lián)劑能夠起到使碳納米管導電球與有機膠材的界面融合的交聯(lián)作用，從而能夠有效地提高碳納米管導電球在有機膠材中的均勻分散性，并且該方法簡單有效，適合大規(guī)模生產(chǎn)；本發(fā)明的碳納米管球導電膠的制備方法，采用上述的碳納米管導電球的表面處理方法得到修飾后的碳納米管導電球，然后將所述修飾后的碳納米管導電球與有機膠材混合，可以得到分散均勻的碳納米管球導電膠。

以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。