Die Haftung der leitfähigen Kohlenstoffnanoröhrenpaste ist im Allgemeinen gut und kann durch Formulierungsdesign und Prozessoptimierung weiter verbessert werden. Die neuesten Forschungsergebnisse zeigen, dass die Haftung einer optimierten leitfähigen Paste aus Kohlenstoff-Nanoröhren-Verbundwerkstoff die Note 0 erreichen kann (die höchste Stufe im Gitterschnitttest). Bei leitfähigen Klebstoffanwendungen kann die Zugabe von 0,19 Gew.-% Kohlenstoffnanoröhren die Schälfestigkeit um 82 % erhöhen. Durch die Verwendung eines Zwischenschichtprozesses (dünne -schichtige untere Elektrode) kann die Adhäsionsleistung von CNTs effektiv verbessert und ein zuverlässiger ohmscher Kontakt hergestellt werden. Der nationale Standard GB/T 33818-2017 „Carbon Nanotube Conductive Paste“ nennt ausdrücklich die Haftung als wichtigen Prüfindikator. Zu den Hauptfaktoren, die die Haftung beeinflussen, gehören die Wahl des Harzbindemittels, der Dispersionszustand und die Pastenpartikelgröße (weniger als oder gleich 2 μm ist optimaler). Shandong Tanfeng New Material war an der Formulierung des Gruppenstandards T/CAQI 423-2025 „Carbon Nanotube Composite Conductive Paste for Lithium-ion Batteries“ beteiligt und sein hochwertiges Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Pulver bietet Rohstoffsicherheit für hervorragende Haftung.
1. Definieren Sie zunächst den Standard: Wie definiert der nationale Standard „Haftung“?
In der nationalen Norm GB/T 33818-2017 „Carbon Nanotube Conductive Paste“ ist die Haftung als ein wichtiger Prüfpunkt aufgeführt. Zu den gängigen Testmethoden in der Branche gehören der Gitterschnitttest (GB/T 9286) und der 3M-Klebebandschältest.
„Adhäsion“ ist kein subjektives Gefühl; Es verfügt über klare Teststandards und -methoden.
Gemäß der nationalen Norm GB/T 33818-2017 „Carbon Nanotube Conductive Paste“ ist die Haftung eines der neun Kernpunkte für die Prüfung der Qualität von Carbon Nanotube Conductive Paste. Zu den anderen zählen Viskosität, elektrische Leitfähigkeit, thermische Stabilität, Wasserbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit, Schlagfestigkeit usw.
In der Industrie übliche Methoden zur Prüfung der Haftung:
| Testmethode | Testprinzip | Urteilsstandard | Anwendbare Szenarien |
|---|---|---|---|
| Cross-Cut-Test (GB/T 9286) | Schneiden Sie mit einem Cutter ein Kreuzschraffurgitter aus und ziehen Sie es dann mit Klebeband ab | Güteklasse 0=Schnittkanten völlig glatt; Großflächiges Peeling der Güteklasse 5 = | Harte Untergründe |
| 3M-Klebeband 90-Grad-Zugtest | Ziehen Sie das Klebeband im 90-Grad-Winkel zur Beschichtung ab | Kein Peeling=qualifiziert | Membranschalter, Schaltkreise aus Silberpaste |
| Cross-Cut-Tester | Schneiden Sie mit einem Kreuz--Schnittmesser ein Gitter aus und ziehen Sie es dann mit Klebeband ab | Peeling-Bereich<5% = qualified | Allgemeiner Zweck |
Im Spezifikationsblatt einer leitfähigen Silberpaste aus Kohlenstoffnanoröhren in Industriequalität heißt es ausdrücklich: „Verwenden Sie 3M 600-Klebeband, ziehen Sie die Silberlinie in einem 90-Grad-Winkel ab, und es sollte kein Abblättern auftreten.“ Dies ist der branchenübliche Beurteilungsstandard für „qualifizierte“ Haftung - einfach, direkt und ohne Mehrdeutigkeit.
Bei flexiblen Elektronikanwendungen umfassen Haftungstests auch wiederholte Biege- und Abriebtests, um die Haltbarkeit der Beschichtung unter dynamischen Einsatzbedingungen zu bewerten.
2. Experimentelle Daten: Wie hoch kann die Haftung einer leitfähigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Paste tatsächlich sein?
Nach der Optimierung der Formulierung kann die Haftung der leitfähigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Paste die Note 0 erreichen (die höchste Stufe im Gitterschnitttest); In leitfähigen Klebstoffen können Kohlenstoffnanoröhren die Schälfestigkeit um bis zu 82 % erhöhen.
2.1 Neueste Forschungsergebnisse: Die Haftung kann Grad 0 erreichen
Eine Studie aus dem Jahr 2023, veröffentlicht inChemische Industrie Guangdongsoptimierte systematisch die Formulierung einer kohlenstoffbasierten leitfähigen Verbundpaste. Die Forscher verwendeten Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) als Bindemittel anstelle herkömmlicher Harze, verwendeten Polyvinylpyrrolidon (PVP) als Dispergiermittel und verwendeten einen Graphen/Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Verbundstoff als leitfähigen Füllstoff.
Testergebnisse:
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Widerstand | So niedrig wie 0,009 Ω·cm |
| Haftung | Note 0 (höchste Stufe im Cross--Cut-Test) |
Was bedeutet Note 0?Der Gitterschnitttest unterteilt die Haftung in die Klassen 0-5. Die Note 0 steht für „die Schnittkanten sind völlig glatt, ohne Abblättern an den Rändern des Gitters“ – das ist eine perfekte Bewertung im Haftungstest.
2.2 Leitfähiges Klebefeld: CNTs erhöhen die Schälfestigkeit um 82 %
Eine Studie aus dem Jahr 2025, veröffentlicht inSolarenergiematerialien und Solarzellenuntersuchte systematisch die Wirkung von Kohlenstoffnanoröhren auf die photovoltaischen elektrisch leitfähigen Klebstoffe (ECAs).
Eckdaten:
| CNT-Zugabebetrag | Änderung der Schälfestigkeit | Abschluss |
|---|---|---|
| 0,05 Gew.-% | Keine wesentliche Änderung | Es gibt einen Schwelleneffekt |
| 0,19 Gew.-% | +82% | Sättigungsverstärkungspunkt erreicht |
| >0,19 Gew.-% | Sinkende Renditen | Eine höhere Zugabe verringert die Wirksamkeit |
Die Studie zeigte, dass es ein „goldenes Fenster“ für die CNT-Zugabe gibt: - zu niedrig ist unwirksam, zu hoch führt zu sinkenden Erträgen. Das Vorhandensein einer Schwellenkonzentration bedeutet, dass für jedes spezifische System eine Feinoptimierung erforderlich ist und nicht einfach „je mehr, desto besser“.
2.3 Feldemissionsgeräte: Zwischenschichtprozess verbessert die Adhäsionsleistung
Eine Studie aus dem Jahr 2013, veröffentlicht inActa Photonica Sinicaentwickelte einen „integrierten Kaltkathoden“-Prozess: Zwischen der unteren Silberelektrode und der Kohlenstoff-Nanoröhrenschicht wurde eine dünne-schichtige untere Elektrode mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen als Zwischenschicht hinzugefügt.
Testergebnisse:
| Parameter | Verbesserung |
|---|---|
| Feldstärke einschalten- | 2,11 V/μm → 1,68 V/μm (20 % Reduzierung) |
| Maximaler Emissionsstrom | 905 μA → 1866 μA (106 % Steigerung) |
| Adhäsionsleistung von CNTs | Effektiv verbessert |
| Ohmscher Kontakt | Zuverlässig |
Die Studie zeigte, dass das Vorhandensein der Zwischenschicht die Bindungsstärke zwischen CNTs und dem Substrat deutlich verbesserte und eine stabile Lichthelligkeit auch nach einem Dauerbetrieb von mehr als 10 Tagen aufrechterhielt.
3. Einflussfaktoren: Welche Faktoren bestimmen die Haftungsleistung?
Die vier Hauptfaktoren, die die Haftung der leitfähigen Kohlenstoffnanoröhrenpaste beeinflussen, sind: Bindemittelauswahl, CNT-Dispersionszustand, Pastenpartikelgröße und Aushärtungsprozess.
3.1 Bindemittel ist der „Kern der Haftung“
Das Bindemittel ist der direkteste Faktor, der die Haftung bestimmt:
| Aspekt | Details |
|---|---|
| Traditionelle Entscheidungen | Epoxidharz, Acrylharz, Polyurethan |
| Optimierte Lösung | Die Verwendung von Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) anstelle herkömmlicher Harze kann die Haftung verbessern |
| Klebstoffkombination | Flexible Harzklebstoffe auf Wasserbasis-können die Faserhaftung und die Wärmealterungsbeständigkeit verbessern |
3.2 CNT-Dispersionszustand
CNTs sind aufgrund der Van-der-Waals-Kräfte sehr anfällig für Agglomeration - Agglomerate verursachen ungleichmäßige innere Spannungen in der Beschichtung und werden zu Schwachstellen für die Haftung.
| Dispersionszustand | Auswirkung auf die Haftung |
|---|---|
| Gute Streuung | CNTs sind gleichmäßig in der Matrix verteilt und bilden einen „Ankerpunkt“-Verstärkungseffekt |
| Schlechte Streuung | Agglomerate bilden Spannungskonzentrationspunkte, von denen sich die Beschichtung leicht ablöst |
3.3 Partikelgröße einfügen
Studien haben ergeben, dass die Kontrolle der Pastenpartikelgröße durch Mahlen entscheidend ist:
| Schritt | Durchschnittliche Partikelgröße |
|---|---|
| Erstes Schleifen | Ungefähr 2 μm |
| Zweites Mahlen | Ungefähr 500 nm |
Pasten mit feineren Partikelgrößen können leichter eine bessere Faserhaftung erreichen.
3.4 Aushärtungsprozess
Aushärtungstemperatur, -zeit und Aufheiz-/Abkühlrate beeinflussen alle die endgültige Haftung:
| Ausgabe | Folge |
|---|---|
| Unter-Aushärtung | Bindemittel unvollständig vernetzt, schlechte Haftung |
| Über-Aushärtung | Bindemittel altert und wird spröde, Beschichtung reißt leicht |
Kurzübersichtstabelle für Einflussfaktoren auf die Haftung
| Faktor | Optimale Richtung | Prinzip |
|---|---|---|
| Bindemitteltyp | CMC, Epoxidharz, wasserbasiertes-Harz | Bestimmt die Grenzflächenhaftung zwischen Beschichtung und Untergrund |
| CNT-Dispersionszustand | Einheitlich, keine Agglomeration | Bildet eine gleichmäßige Spannungsverteilung |
| Partikelgröße einfügen | Kleiner oder gleich 2 μm (Kleiner oder gleich 500 nm ist besser) | Kleinere Partikel füllen den Mikrobereich des Substrats leichter aus |
| Aushärtungsprozess | Präzise Steuerung nach Bindemittelvorgaben | Gewährleistet eine vollständige Vernetzung |
4. Anwendungsszenarien vs. Haftungsanforderungen
Unterschiedliche Anwendungsszenarien stellen unterschiedliche Anforderungen an die Haftung. - Lithiumbatterieelektroden sind „eingebettete“ Typen, die eine Synergie mit aktiven Materialien erfordern. Leitfähige Beschichtungen sind „Oberflächen“-Beschichtungen, die eine direkte Verbindung mit dem Substrat erfordern.
| Anwendungsszenario | Substrat | Haftungsanforderung | Testmethode | Typische Anforderung |
|---|---|---|---|---|
| Lithium-Batterie-Elektrode | Aluminiumfolie/Kupferfolie | Synergie mit aktiven Materialien, keine Neigung zum Pulververlust | Prüfung der Elektrodenschälfestigkeit | Branchenpraxis |
| Leitfähige Beschichtung/EMI-Abschirmung | PET-Folie, Kunststoff | Cross-Cut-Test Note 0-1 | Cross-Cut Tester + 3M-Band | Kein Abblättern beim Abziehen mit 3M-Klebeband im 90-Grad-Winkel |
| Leitfähige Fasern | Polyester, Nylon | Verschleiß{{0}beständig, waschbeständig- | Abriebtest, Waschtest | Klebstoffkombination verbessert die Haftung |
| Membranschalter | PET, PC | Cross-Cut-Test Note 0 | 3M-Klebeband 90-Grad-Zugtest | „Kein Peeling“ |
| Feldemissionskathoden | Glassubstrat | Adhäsionsleistung + ohmscher Kontakt | Aktueller Stabilitätstest | Dauerbetrieb über mehr als 10 Tage |
| Leitfähige Tinte/3D-Druck | PI-Folie, Glas | Glatte Oberfläche, kein Abblättern | Schältest | Kann defekte Stromkreise reparieren |
Ein wichtiger Unterschied:In Lithiumbatterieanwendungen spiegelt sich die Haftung der leitfähigen Kohlenstoffnanoröhrenpaste in der Elektrodenschälfestigkeit - wider, der Bindungsstärke zwischen der aktiven Materialschicht und dem Stromkollektor, nachdem die Paste auf Aluminium-/Kupferfolie aufgetragen, getrocknet und kalandriert wurde. Es ähnelt dem Konzept, „wie fest die Beschichtung auf der Substratoberfläche haftet“, aber das Testobjekt und die Standards unterscheiden sich geringfügig.
5. Shandong Tanfeng Neues Material: Standardsetzer + hochwertiger Rohstofflieferant
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. liefert nicht nur hochreines Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Pulver, sondern beteiligte sich auch maßgeblich an der Formulierung des Gruppenstandards „Carbon Nanotube Composite Conductive Paste for Lithium-Ionen-Batterien“ und ist damit einer der Standardsetzer in der Leitpastenindustrie.
Die Haftung der leitfähigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Paste beginnt mit hoch-reinen, gut-dispergierten Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Rohstoffen.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. ist genau die Kernkraft am vorgelagerten Ende dieser Industriekette. Seine Produktvorteile entsprechen direkt den Haftungsanforderungen:
| Vorteilsdimension | Die Stärke des neuen Tanfeng-Materials | Bedeutung für die Adhäsion |
|---|---|---|
| Standardeinstellung | Mitarbeit beim Entwurf des Gruppenstandards T/CAQI 423-2025 | Definiert Qualität aus der Standardquelle; Die Haftung ist ein Schlüsselindikator für den Standard |
| Produktmatrix | Vollständiges SWCNT/DWCNT/MWCNT-Sortiment | Verschiedene Rohrdurchmesser erhältlich, passend zu unterschiedlichen Bindemittelsystemen |
| Produktreinheit | Größer oder gleich 98 %, stabile Chargen | Weniger Verunreinigungen → bessere Verteilung → verbesserte Haftung |
| Vorbereitungsprozess | CVD-Methode mit präziser Steuerung | Enge Rohrdurchmesserverteilung, gute Konsistenz, reduzierte Agglomeration |
Das hochreine Kohlenstoffnanoröhrenpulver von Tanfeng New Material bietet eine ideale Rohstoffsicherheit für nachgeschaltete Hersteller leitfähiger Pasten. Wenn Pastenhersteller in ihren Formulierungen eine Haftung der Klasse 0 anstreben, ist der Ausgangspunkt eine Charge gut-dispergierter,-reiner Kohlenstoffnanoröhren-Rohstoffe - und genau darin liegt das Fachgebiet von Tanfeng New Material.
Zusammenfassung: Kurzübersichtstabelle für Kernadhäsionsdaten der leitfähigen Kohlenstoffnanoröhrenpaste
| Kernfrage | Antwort | Datenquelle |
|---|---|---|
| Wie hoch kann die Haftung sein? | Note 0 (höchste Stufe im Cross--Cut-Test) nach Formulierungsoptimierung | 2023 Chemische Industrie GuangdongsStudie |
| Wie stark können CNTs die Haftung verbessern? | Die Zugabe einer geeigneten Menge von 0,19 Gew.-% erhöht die Schälfestigkeit des leitfähigen Klebstoffs um 82 %. | ScienceDirect-Studie 2025 |
| Erfordert die nationale Norm dies? | GB/T 33818-2017 listet die Haftung als einen wichtigen Prüfpunkt auf | Nationaler Standard |
| Welche Testmethoden gibt es? | Gitterschnitttest (GB/T 9286), 3M-Band-90-Grad-Zugtest | Industriestandard |
| Wer war an der Festlegung des Standards beteiligt? | Shandong Tanfeng New Material war an der Ausarbeitung von T/CAQI 423-2025 beteiligt | Gruppenstandard |
Zusammenfassung in einem-Satz:Die Haftung der leitfähigen Kohlenstoffnanoröhrenpaste ist im Allgemeinen gut (kann Grad 0 erreichen) und kann durch Optimierung des Bindemittels, des Dispersionszustands und der Pastenpartikelgröße weiter verbessert werden. Durch die Zugabe einer geeigneten Menge an CNTs zu leitfähigen Klebstoffen kann die Haftung deutlich erhöht werden (um bis zu 82 %). Als einer der Branchenstandardsetzer bietet das hochwertige CNT-Pulver von Shandong Tanfeng New Material „Source-Level-Assurance“ für hervorragende Haftung.