CN101323759A - 导电胶带及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种导电胶带，其包括胶粘层及多个碳纳米管。该多个碳纳米管相互平行地穿设于上述胶粘层中且垂直于该胶粘层两侧表面，该多个碳纳米管的两端从该胶粘层两侧露头。一种导电胶带的制造方法，其包括以下步骤：制备胶粘剂及多个碳纳米管；使该胶粘剂包覆该多个碳纳米管；及使该多个碳纳米管从该胶粘剂的两端露头而形成导电胶带。所述的导电胶带，其碳纳米管穿设于该胶粘层中，碳纳米管的导电性要优于无定形碳的导电性，故含碳纳米管的导电胶带的电阻低；制备导电胶带时，如要达到同样的导电性，那么碳纳米管的用量会更少，因此导电胶带的成本低。所述的导电胶带的制造方法，通过将碳纳米管穿设于胶粘剂中，制备方法简单且成本低。

Description

导电胶带及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种导电胶带及其制造方法，尤其涉及一种使用碳纳米管阵列的导电胶带及其制造方法。
背景技术
在进行扫描电镜(SEM)和X-射线能谱(EDS)分析时，人们常常需要用一种导电且具有粘性的物体来固定所要观测的样品。目前，使用非常广泛的是碳导电胶带(Carbon Conductive Tape，CCT)，其中的碳为无定形碳。
但是上述碳导电胶带存在二方面的缺点：一是电阻非常大，一般都在约700KΩ/cm的级别；二是成本比较高(通常，一卷8mm×20m的碳导电胶带的售价约为300元人民币)。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种电阻低及成本低的导电胶带及其制造方法。
一种导电胶带，其包括胶粘层及多个碳纳米管。该多个碳纳米管相互平行地穿设于上述胶粘层中且垂直于该胶粘层两侧表面，该多个碳纳米管的两端从该胶粘层两侧露头。
一种导电胶带的制造方法，其包括以下步骤：(1)制备胶粘剂及碳纳米管；(2)使该胶粘剂包覆该碳纳米管；及(3)使该碳纳米管从胶粘剂的两端露头而形成导电胶带。
所述的导电胶带，其碳纳米管穿设于该胶粘层中，碳纳米管的导电性要优于无定形碳的导电性，故含碳纳米管的导电胶带的电阻低；制备导电胶带时，如要达到同样的导电性，那么碳纳米管的用量会更少，因此导电胶带的成本低。
所述的导电胶带的制造方法，通过将碳纳米管穿设于胶粘剂中，制备方法简单且成本低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种导电胶带的截面示意图。
图2为本发明实施例提供的一种导电胶带的制造流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明实施例提供一种导电胶带10，其包括胶粘层102及多个碳纳米管104。该多个碳纳米管104相互平行地穿设于上述胶粘层102中且垂直于该胶粘层102两侧表面，该多个碳纳米管104的两端从该胶粘层102两侧露头。
该多个碳纳米管为碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列104可选自多壁碳纳米管阵列、单壁碳纳米管阵列或两者的混合物。碳纳米管阵列104可通过化学气相沉积法、电弧放电法或激光蒸发法等现有方法制备，优选地，该碳纳米管阵列104是超顺排碳纳米管阵列，该胶粘层102为压敏胶粘层。
请参阅图2，本发明实施例提供一种导电胶带的制造方法，该制造方法包括以下步骤：
(100)制备胶粘剂及多个碳纳米管；
(200)使胶粘剂包覆该多个碳纳米管；及
(300)使该多个碳纳米管从胶粘剂的两端露头。
本实施例中，该多个碳纳米管形成碳纳米管阵列。
在步骤(100)中，制备胶粘剂的方法包括：将丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基已酯、醋酸乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、过氧化苯甲酰、甲苯及醋酸乙酯混合均匀分散后得到该胶粘剂。上述各种物质的质量份数分别为：112.5份的丙烯酸丁酯、116.5份的丙烯酸-2-乙基已酯、12.5份的醋酸乙烯、1.25份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、7.5份的丙烯酸、0.5份的过氧化苯甲酰、87.5份的甲苯及162.5份的醋酸乙酯，其分散可通过细胞破碎机及超声清洗机实现。该胶粘剂具有较高的内聚力和胶接强度，适用于制备胶粘带、自粘标签及双面胶带等。当该胶粘剂用于双面胶带时，其胶接强度可达5.6N/cm。当然，上述各种物质的质量份数可依实际需要而作相应变更，而不必具体以本实施例为限。
优选地，该碳纳米管阵列为超顺排碳纳米管阵列。本实施例中，超顺排碳纳米管阵列的制备方法采用化学气相沉积法，其具体步骤包括：(1b)提供一平整基底，本实施例优选为采用4英寸的硅基底；(2b)在硅基底表面均匀形成一催化剂层，该催化剂层材料可选用铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)或其任意组合的合金之一；(3b)将上述形成有催化剂层的基底在700～900℃的空气中退火约30分钟～90分钟；(4b)将处理过的基底置于反应炉中，在保护气体环境下加热到500～740℃，然后通入碳源气体反应约5～30分钟，生长得到超顺排碳纳米管阵列，其高度为200～400微米。当然，还可以根据实际需要改变碳纳米管阵列制备方法中的各种参数而对应得到各种超顺排碳纳米管阵列的高度。
该超顺排碳纳米管阵列为多个彼此平行且垂直于基底生长的碳纳米管形成的纯碳纳米管阵列。通过上述控制生长条件，该超顺排碳纳米管阵列中基本不含有杂质，如无定型碳或残留的催化剂金属颗粒等。该碳纳米管阵列中的碳纳米管彼此通过范德华力紧密接触形成阵列。上述的碳源气可选用乙炔等化学性质较活泼的碳氢化合物，保护气体可选用氮气、氨气或惰性气体。
当然，碳纳米管阵列还可选自其他阵列，这些阵列的制备方法包括化学气相沉积法、电弧放电法或激光蒸发法等现有制备方法。
在步骤(200)中，所述的包覆碳纳米管阵列的步骤包括：(100a)将带有碳纳米管阵列的硅基底倒扣在一个容器内，碳纳米管阵列向下位于容器内，该容器的深度大于碳纳米管阵列的高度；及(200a)将胶粘剂倾倒入容器内并填满容器。
在步骤(100a)中，容器的深度没有特别要求，只要比在步骤(100)中制备的碳纳米管阵列的高度大即可，容器可以选择为玻璃容器或铁质容器等。
在步骤(300)中，所述的使碳纳米管阵列从胶粘剂的两端露头的方法包括以下步骤：(100b)待胶粘剂凝固后将胶粘剂从容器内取出；(200b)分别将硅基底及相对于硅基底的胶粘剂端固定；及(300b)利用多个平行的刀片沿垂直于碳纳米管阵列生长的方向对包覆有碳纳米管阵列的胶粘剂进行切割得到多片包覆有碳纳米管阵列的胶粘剂，每片胶粘剂即为导电胶带。
在步骤(100b)中，胶粘剂的凝固可采用自然凝固或人工凝固等方法。人工凝固的方法包括风干、热干或两者相结合。
在步骤(200b)中，可通过夹具或粘胶将硅基底固定于固定平台上，而相对于硅基底的胶粘剂端可利用其自身的粘性将其固定在如厚纸板等物体上。优选的是，该固定平台与该厚纸板是相互平行的。
在步骤(300b)中，相邻两个刀片间的距离即为每片导电胶带的厚度。
可以理解的是，在由刀片切割形成的胶粘剂的切面中，碳纳米管阵列中的碳纳米管的两端是暴露于空气中。
另外，在步骤(300)中，所述的另一种使碳纳米管阵列从胶粘剂的两端露头的方法包括以下步骤：将胶粘层从容器内取出及将硅基底移除，以等离子体蚀刻该胶粘剂使碳纳米管阵列沿其生长方向的两侧从胶粘剂的两端露头。在等离子体蚀刻中，碳纳米管阵列的蚀刻速度比胶粘剂的聚合体蚀刻速度慢，故可使碳纳米管从胶粘剂中露头。优选的是，该等离子体是氧离子
可以理解的是，胶粘剂形成的是本发明实施例的导电胶带10的胶粘层102。
本发明实施例所提供的导电胶带10，其碳纳米管阵列穿设于该胶粘层中，碳纳米管的导电性要优于无定形碳的导电性，故含碳纳米管阵列的导电胶带的电阻低；制备导电胶带10时，如要达到同样的导电性，那么碳纳米管阵列的用量会更少，因此导电胶带10的成本低；使用本发明实施提供的胶粘剂，可使导电胶带的粘性好。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种导电胶带，其包括：
胶粘层，其特征在于，该导电胶带进一步包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管相互平行地穿设于上述胶粘层中且垂直于该胶粘层两侧表面，该多个碳纳米管的两端从该胶粘层两侧露头。
2.如权利要求1所述的导电胶带，其特征在于，所述的多个碳纳米管形成碳纳米管阵列。
3.如权利要求1所述的导电胶带，其特征在于，所述的胶粘层为压敏胶粘层。
4.一种导电胶带的制造方法，其包括以下步骤：
(1)制备胶粘剂及多个碳纳米管；
(2)使该胶粘剂包覆该多个碳纳米管；及
(3)使该多个碳纳米管从胶粘剂的两端露头而形成导电胶带。
5.如权利要求4所述的导电胶带的制造方法，其特征在于，所述的制备胶粘剂的步骤包括：将丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、醋酸乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、过氧化苯甲酰、甲苯及醋酸乙酯混合均匀分散后得到该胶粘剂。
6.如权利要求4所述的导电胶带的制造方法，其特征在于，所述的多个碳纳米管形成碳纳米管阵列。
7.如权利要求6所述的导电胶带的制造方法，其特征在于，所述的制备碳纳米管的步骤包括在硅基底上通过化学气相沉积法生成碳纳米管阵列。
8.如权利要求6所述的导电胶带的制造方法，其特征在于，所述的包覆多个碳纳米管的步骤包括：
(1a)将带有多个碳纳米管的硅基底倒扣在一个容器内，多个碳纳米管向下位于容器内，该容器的深度大于多个碳纳米管的高度；及
(2a)将胶粘剂倾倒入容器内并填满容器。
9.如权利要求6所述的导电胶带的制造方法，其特征在于，所述的使碳纳米管阵列从胶粘剂的两端露头的步骤包括：
(1b)待胶粘剂凝固后将胶粘剂从容器内取出；
(2b)分别将硅基底及相对于硅基底的胶粘剂端固定；及
(3b)利用多个平行的刀片沿垂直于多个碳纳米管生长的方向对包覆有多个碳纳米管的胶粘剂进行切割得到多片包覆有多个碳纳米管的胶粘剂，每片胶粘剂即为导电胶带。
10.如权利要求6所述的导电胶带的制造方法，其特征在于，所述的使多个碳纳米管从胶粘剂的两端露头的步骤包括：
(1c)将胶粘层从容器内取出及将硅基底移除；及
(2c)以等离子体蚀刻该胶粘剂使多个碳纳米管沿其生长方向的两侧从胶粘剂的两端露头。
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