CN107345096B - 一种纳米银线-银络合物复合导电墨水及其透明导电膜的制备方法 - Google Patents
一种纳米银线-银络合物复合导电墨水及其透明导电膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107345096B CN107345096B CN201710765439.7A CN201710765439A CN107345096B CN 107345096 B CN107345096 B CN 107345096B CN 201710765439 A CN201710765439 A CN 201710765439A CN 107345096 B CN107345096 B CN 107345096B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silver
- nano
- silver wire
- ink
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/52—Electrically conductive inks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/06—Coating with compositions not containing macromolecular substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2369/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
- C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2383/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
- C08J2383/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2429/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
- C08J2429/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C08J2429/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2433/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2465/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2475/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
- C08J2475/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
- C08J2483/04—Polysiloxanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种纳米银线‑银络合物复合导电墨水,包括纳米银线墨水和银络合物墨水,纳米银线墨水占重量百分比80~95%,银络合物墨水占重量百分比5~20%;所述的纳米银线墨水包括纳米银线和分散剂,纳米银线占重量百分比0.5~5%,分散剂占重量百分比95~99.5%;所述的银络合物墨水包括银络合物和稳定剂,银络合物占重量百分比5~10%,稳定剂占重量百分比90~95%。本发明能够延长复合导电墨水的保存期,易于产业化生产,提高其成膜后的导电性和均一性,可以有效降低纳米银线墨水中纳米银线析出的速度,防止纳米银线团聚沉降;同时,也可增加纳米银线成膜后的电阻均一性。
Description
技术领域
本发明涉及液晶技术领域,特别涉及一种基于纳米银线导电墨水及其透明导电膜的制备方法。
背景技术
透明导电膜是在可见光范围内具有高透光率和导电特性的一种柔性薄膜,可应用于触控、显示、光伏、照明、可穿戴电子器件等各种领域。目前ITO导电膜占据透明导电膜90%的市场,但它存在价格昂贵、柔韧性差、高能耗和电阻高的问题,所以急需可适用于弯曲应用和大尺寸应用的新型替代技术。
纳米银线透明导电膜是以纳米银线交叉互穿形成网络结构实现导电功能,通过网络结构中的网孔进行透光。纳米银线透明导电膜因其具有可实现大面积卷对卷加工工艺、高良品率、低成本、低电阻、高透光、低雾度、高柔性等的优点,已逐步成为最有希望替代ITO的透明导电膜。
影响纳米银线透明导电膜产品性能的主要因素是纳米银线墨水的配方和成膜工艺。纳米银线表面活性高,分散在溶剂中极易发生团聚沉降,一方面导致所配制成的纳米银线墨水稳定性差、保存期短,难于产业化生产;另一方面导致纳米银线墨水形成的薄膜,电阻均一性差,不满足应用需求。为了解决这些问题,技术人员采用了很多方法来调整纳米银线墨水的配方,以改善纳米银线团聚沉降和成膜电阻均一性差的问题。如在纳米银线墨水加入高聚物,使高聚物能有效包覆纳米银线表面,从而避免纳米银线相互接触而发生团聚,虽然可以提高纳米银线墨水的稳定性,但高聚物的加入会显著增加纳米银线墨水成膜后的电阻;还有比如在纳米银线墨水加入表面活性剂,虽然可以提高纳米银线墨水成膜后的电阻均一性,但不能改善纳米银线墨水的稳定性,同时也会影响纳米银线墨水成膜后的电阻。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:针对上述现有纳米银线墨水所存在的问题和不足,提供一种纳米银线-银络合物复合导电墨水。
本发明解决的另一技术问题是提供一种高稳定性、高导电性、高电阻均一性的纳米银线透明导电膜的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种纳米银线-银络合物复合导电墨水,包括纳米银线墨水和银络合物墨水,其中,纳米银线墨水占重量百分比80~95%,银络合物墨水占重量百分比5~20%;所述的纳米银线墨水包括纳米银线和分散剂,其中,纳米银线占重量百分比0.5~5%,分散剂占重量百分比95~99.5%;所述的银络合物墨水包括银络合物和稳定剂,其中,银络合物占重量百分比5~10%,稳定剂占重量百分比90~95%。
上述纳米银线-银络合物复合导电墨水,所述银络合物可选自AgSCN、AgOCN、AgOCNBr、AgSCSN3、Ag4Fe(CM)6、Ag3Fe(CN)6、Ag(NH3)2Cl、Ag(NH3)2CN中的任意一种。
上述纳米银线-银络合物复合导电墨水,所述纳米银线直径为10~150nm,长度为2~200μm。
上述纳米银线-银络合物复合导电墨水,所述稳定剂为沸点150~280℃的有机溶剂,选自松油醇、2-苯氧基乙醇、丙三醇、辛二硫醇或乙二醇中的任意一种。
上述纳米银线-银络合物复合导电墨水,所述分散剂为沸点35~120℃的溶剂,选自水、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯、甲苯、丁酮、甲醇、三氯甲烷或二氯甲烷中的任意一种或互溶的两种。
本发明的所述纳米银线透明导电膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将柔性透明衬底进行电晕或等离子处理;
(2)将权利要求1所述的纳米银线-银络合物复合导电墨水涂布到柔性透明衬底表面,热固化后形成纳米银线-银络合物复合导电层;
(3)将保护层涂布液涂布到纳米银线-银络合物复合导电层表面,热固或光固化后形成保护层,得到纳米银线透明导电膜。
上述透明导电膜的制备方法,所述柔性透明衬底为聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种,所述柔性透明衬底的厚度为7.5~225μm。
上述透明导电膜的制备方法,所述纳米银线-银络合物复合导电层的厚度为15~300nm。
上述透明导电膜的制备方法,所述保护层为聚乙烯醇、聚氨酯、聚酯、丙烯酸树脂、聚噻吩、有机硅改性树脂的任意一种或两种混合物形成的薄膜,所述保护层的厚度为20~150nm。
上述透明导电膜的制备方法,所述涂布的方式为条缝涂布、坡流涂布、微凹版涂布或刮刀涂布。
有益效果
与现有技术相比,本发明通过在纳米银线墨水中加入银络合物墨水形成纳米银线-银络合物复合导电墨水,其有益效果表现在:
(1)利用银络合物兼具有有机络合基团的分散性和无机银的导电性,有效阻止了纳米银线团聚沉降的发生,显著提高了纳米银线导电墨水的稳定性,延长其保存期,易于产业化生产。同时,银络合物可有效将纳米银线连接成网络结构,提高其成膜后的导电性和均一性。
(2)由于银络合物墨水中稳定剂为高沸点(>150℃)有机溶剂,这样可以有效降低纳米银线墨水中纳米银线析出的速度,防止纳米银线团聚沉降;同时,也可抑制纳米银线墨水在成膜过程中低沸点低沸点(<120℃)溶剂分散剂的快速挥发,增加纳米银线成膜后的电阻均一性。
(3)本发明的纳米银线透明导电膜,可采用卷对卷制备工艺,更适合大面积连续化工业化生产,工艺简单、制造成本低。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案更加清楚明白,将对本发明的实施方式作进一步的详细说明,但这些实施例仅仅用以解释本发明,并不限定本发明的其它实施方式。
一种纳米银线-银络合物复合导电墨水,包括纳米银线墨水和银络合物墨水,其中,纳米银线墨水占重量百分比80~95%,银络合物墨水占重量百分比5~20%;所述的纳米银线墨水包括纳米银线和分散剂,其中,纳米银线占重量百分比0.5~5%,分散剂占重量百分比95~99.5%;所述的银络合物墨水包括银络合物和稳定剂,其中,银络合物占重量百分比5~10%,稳定剂占重量百分比90~95%。
适合于本发明纳米银线墨水中所含的纳米银线直径为10~150nm,优选15~50nm,若银线过细的话,其表面活性极高,相互间极易缠绕团聚;若银线过粗的话,会降低所形成导电薄膜的光学性能。纳米银线长度为2~200μm,优选10~50μm,若银线过短的话,银线相互间搭接不起来,形不成导电网络;若银线过长的话,银线相互间容易缠绕、断裂。纳米银线重量百分比为0.5~5%,含量低于0.5%的话,所形成透明导电膜电阻太高;含量高于5%的话,纳米银线因其表面活性高,极易团聚。适合于本发明纳米银线墨水中所含的分散剂为沸点35~120℃的溶剂,优选水、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯、甲苯、丁酮、甲醇、三氯甲烷或二氯甲烷中的任意一种或互溶的两种。分散剂重量百分比为95~99.5%,用于调节纳米银线的浓度和粘度。
适合于本发明银络合物墨水中的银络合物可选自AgSCN、AgOCN、AgOCNBr、AgSCSN3、Ag4Fe(CM)6、Ag3Fe(CN)6、Ag(NH3)2Cl、Ag(NH3)2CN中的任意一种。银络合物重量百分比为5~10%,含量低于5%的话,所含有机络合基团不能很好地包覆纳米银线,起不到阻止纳米银线的团聚沉降;含量高于10%的话,会影响所形成透明导电膜的电阻和光学性能。适合于本发明银络合物墨水中的稳定剂为沸点150~280℃的有机溶剂,优选松油醇、2-苯氧基乙醇、丙三醇、辛二硫醇或乙二醇中的任意一种。稳定剂重量百分比为90~95%,含量低于90%的话,不能很好地分散银络合物;含量高于95%的话,由于其沸点过高,不容易挥发,会影响成膜的速率。
一种纳米银线透明导电膜的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)将柔性透明衬底进行电晕或等离子处理;
(2)将权利要求1所述的纳米银线-银络合物复合导电墨水通过条缝涂布、坡流涂布、微凹版涂布或刮刀涂布法涂布到柔性透明衬底表面,热固化后形成纳米银线-银络合物复合导电层;
(3)将保护层涂布液通过条缝涂布、坡流涂布、微凹版涂布或刮刀涂布法涂布到纳米银线-银络合物复合导电层表面,热固或光固化后形成保护层,得到纳米银线透明导电膜。
适合于本发明的柔性透明衬底要求有一定的耐热性,这是因为如果柔性透明衬底在后期加工过程中,与纳米银线-银络合物复合层和保护层热膨胀尺寸变化不一致,将导致二者的开裂和剥离。因此本发明的柔性透明衬底选用线膨胀系数小的树脂膜,最好小于40ppm/℃,如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酸酯(PVA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的任意一种,优选的是价格低廉、性能优良的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET。柔性透明基衬底的厚度为7.5~225μm,优选12~188μm,若过薄的话,基材机械强度太低,不利于纳米银线-银络合物复合层和保护层的制作;过厚的话,透过率太低、柔性也变差。柔性透明基衬底的全光透光率要求80%以上,优选85%以上,雾度要求3%以下,优选1.5%以下,以获得光学性能优良的纳米银线透明导电膜。柔性透明衬底在涂布银线-银络合物复合导电墨水前,需对其进行电晕或等离子处理,表面能要求32dyn/cm以上,优选34dyn/cm以上。
纳米银线-银络合物复合导电墨水的涂布方式可选自条缝涂布、坡流涂布、微凹版涂布或刮刀涂布中的任意一种,优选的是条缝涂布或坡流涂布,因为二者为非接触涂布方式,在纳米银线-银络合物复合导电墨水时,纳米银线不易团聚析出和产生条纹缺陷。纳米银线-银络合物复合导电墨水涂布到柔性透明衬底后,经过30~150℃加热固化,形成纳米银线-银络合物复合导电层,厚度为15~300nm,优选50~150nm,若过薄的话,薄膜导电性差;若过厚的话,薄膜光学性能差。
保护层设置在纳米银线-银络合物复合导电层表面。纳米银线由于其表面活性极高,在空气环境中一方面它极易被氧气氧化、导致纳米银线层电阻升高;另一方面水汽渗入纳米银线层,会电解形成氢离子和氢氧根离子,发生银迁移,显著降低纳米银线层的寿命。所以需要在纳米银线-银络合物复合导电层表面涂覆一层保护层以完成对纳米银线-银络合物复合导电层的保护,来提高纳米银线透明导电膜的耐高温氧化和耐湿气性能。同时,也可提高纳米银线透明导电膜的光学性能。本发明保护层材料可选自聚乙烯醇、聚氨酯、聚酯、丙烯酸树脂、聚噻吩或有机硅改性树脂中的任意一种或两种混合物。涂布方式可选自条缝涂布、坡流涂布、微凹版涂布或刮刀涂布法中的任意一种,优选的是条缝涂布或坡流涂布,因为二者为非接触涂布方式,在涂布保护材料时,不会对下层的纳米银线-银络合物复合导电层造成剐蹭、磨损、划伤等缺陷。本发明保护层的厚度为20~150nm,优选30~100nm。保护层过薄的话,不能完全遮盖纳米银线-银络合物复合导电层,起不到增加薄膜阻隔性的作用;膜层过厚的话,会导致纳米银线-银络合物复合导电层电阻升高、薄膜透光率降低。
以下结合实施例中对本发明进行详细说明。
实施例1
第一步:处理柔性透明衬底
选用100μm厚度PET,幅宽为550mm,全光透过率为91.3%,雾度为0.34%,0.8kV电压电晕后,表面能为36dyn/cm。
第二步:制备纳米银线-银络合物复合层
配制纳米银线-银络合物复合导电墨水:1)将线径为25nm、长度为15μm的纳米银线分散在乙醇溶剂中,配制成浓度为0.5wt%的纳米银线墨水8L;2)将银络合物AgSCN分散在稳定剂松油醇中,配制成浓度为10wt%的银络合物墨水2L;3)然后将8L纳米银线墨水和2L银络合物墨水混合,搅拌0.5h形成纳米银线-银络合物导电墨水。
涂布纳米银线-银络合物导电墨水:采用条缝涂布机将上述配制好的纳米银线-银络合物导电墨水,以5m/min的车速涂布到PET表面,80℃干燥形成厚度为100nm的纳米银线-银络合物导电层。
第三步:制备保护层
配制保护层涂布液:将0.5g聚氨酯树脂分散在乙酸乙酯溶剂中,形成固含量为2%的聚氨酯涂布液。
涂布保护层涂布液:在上述制备好的PET/纳米银线-银络合物复合层表面,采用条缝涂布的方式卷对卷涂布一层聚氨酯涂布液,85℃干燥形成厚度为80nm的保护层。
实施例2
第一步:处理柔性透明衬底
选用125μm厚度PC,幅宽为560mm,全光透过率为88.2%,雾度为0.78%,0.6kV电压电晕后,表面能为38dyn/cm。
第二步:制备纳米银线-银络合物复合层
配制纳米银线-银络合物复合导电墨水:1)将线径为50nm、长度为10μm的纳米银线分散在水溶剂中,配制成浓度为1wt%的纳米银线墨水8.5L;2)将银络合物AgOCN分散在稳定剂2-苯氧基乙醇中,配制成8wt%的银络合物墨水1.5L;3)然后将8.5L纳米银线墨水和1.5L银络合物墨水混合,搅拌0.5h形成纳米银线-银络合物导电墨水。
涂布纳米银线-银络合物导电墨水:采用坡流涂布机将上述配制好的纳米银线-银络合物导电墨水,以6m/min的车速涂布到PC表面,105℃干燥形成厚度为50nm的纳米银线-银络合物导电层。
第三步:制备保护层
配制保护层涂布液:将0.5g有机硅改性树脂分散在异丙醇溶剂中,形成固含量为2.5%的有机硅改性树脂涂布液。
涂布保护层涂布液:在上述制备好的PC/纳米银线-银络合物复合层表面,采用坡流涂布的方式卷对卷涂布一层有机硅改性树脂涂布液,65℃干燥形成厚度为100nm的保护层。
实施例3
第一步:处理柔性透明衬底
选用12μm厚度PI,幅宽为540mm,全光透过率为89.5%,雾度为0.53%,1kV等离子处理后,表面能为34dyn/cm。
第二步:制备纳米银线-银络合物复合层
配制纳米银线-银络合物复合导电墨水:1)将线径为15nm、长度为30μm的纳米银线分散在异丙醇溶剂中,配制成浓度为2wt%的纳米银线墨水9L;2)将银络合物AgOCNBr分散在稳定剂丙三醇中,配制成浓度为6.5wt%的银络合物墨水1L;3)然后将9L纳米银线墨水和1L银络合物墨水混合,搅拌0.5h形成纳米银线-银络合物导电墨水。
涂布纳米银线-银络合物导电墨水:采用微凹版涂布机将上述配制好的纳米银线-银络合物导电墨水,以4m/min的车速涂布到PI表面,85℃干燥形成厚度为150nm的纳米银线-银络合物导电层。
第三步:制备保护层
配制保护层涂布液:将0.5g聚丙烯酸树脂分散在乙醇溶剂中,形成固含量为3%的聚丙烯酸树脂涂布液。
涂布保护层涂布液:在上述制备好的PI/纳米银线-银络合物复合层表面,采用刮刀的方式卷对卷涂布一层聚丙烯酸树脂涂布液,55℃干燥形成厚度为60nm的保护层。
实施例4
第一步:处理柔性透明衬底
选用188μm厚度PEN,幅宽为550mm,全光透过率为90.8%,雾度为0.67%,1kV电晕处理后,表面能为42dyn/cm。
第二步:制备纳米银线-银络合物复合层
配制纳米银线-银络合物复合导电墨水:1)将线径为30nm、长度为50μm的纳米银线分散在丙酮溶剂中,配制成浓度为4wt%的纳米银线墨水9.5L;2)将银络合物AgSCSN3分散在稳定剂辛二硫醇中,配制成浓度为5wt%的银络合物墨水0.5L;3)然后将9.5L纳米银线墨水和0.5L银络合物墨水混合,搅拌0.5h形成纳米银线-银络合物墨水。
涂布纳米银线-银络合物复合导电墨水:采用刮刀涂布机将上述配制好的纳米银线-银络合物导电墨水,以6m/min的车速涂布到PEN表面,90℃干燥形成厚度为200nm的纳米银线-银络合物导电层。
第三步:制备保护层
配制保护层涂布液:将0.5g聚乙烯醇分散在乙酸乙酯溶剂中,形成固含量为1.5%的聚乙烯醇涂布液。
涂布保护层涂布液:在上述制备好的PEN/纳米银线-银络合物复合层表面,采用条缝涂布的方式卷对卷涂布一层聚乙烯醇涂布液,85℃干燥形成厚度为30nm的保护层。
实施例5
第一步:处理柔性透明衬底
选用75μm厚度PDMS,幅宽为560mm,全光透过率为91.2%,雾度为0.47%,0.8kV电晕处理后,表面能为46dyn/cm。
第二步:制备纳米银线-银络合物复合层
配制纳米银线-银络合物复合导电墨水:1)将线径为80nm、长度为100μm的纳米银线分散在乙酸乙酯溶剂中,配制成浓度为5wt%的纳米银线墨水9.2L;2)将银络合物Ag4Fe(CM)6分散在稳定剂乙二醇中,配制成浓度为5.5wt%的银络合物墨水0.8L;3)然后将9.2L纳米银线墨水和0.8L银络合物墨水混合,搅拌0.5h形成涂布纳米银线-银络合物复合导电墨水。
涂布纳米银线-银络合物复合导电墨水:采用微凹版涂布机将上述配制好的涂布纳米银线-银络合物复合导电墨水,以4m/min的车速涂布到PDMS表面,65℃干燥形成厚度为300nm的纳米银线层。
第三步:制备保护层
配制保护层涂布液:将0.5g聚噻吩分散在水中,再加入0.1g表面活性剂,形成固含量为2.5%的聚噻吩涂布液。
涂布保护层涂布液:在上述制备好的PDMS/纳米银线-银络合物复合层表面,采用坡流涂布的方式卷对卷涂布一层聚噻吩涂布液,105℃干燥形成厚度为50nm的保护层。
对比例1
第一步:处理柔性透明衬底
同实施例1。
第二步:制备纳米银线层
配制纳米银线墨水:将线径为25nm、长度为15μm的纳米银线分散在乙醇溶剂中,配制成浓度为0.5wt%的纳米银线墨水8L。
涂布纳米银线墨水:采用条缝涂布机将上述配制好的纳米银线墨水,以5m/min的车速涂布到PET表面,80℃干燥形成厚度为100nm的纳米银线层。
第三步:制备保护层
同实施例1。
实施例1-5和对比例1所制备纳米银线透明导电膜的方块电阻及其均一性、全光透光率、雾度、黄度值、以及耐高温和耐湿热老化性能指标,见表1。
(1)方块电阻(R)测试
条件:采用ST-21型方块电阻测试仪,温度23±5℃,相对湿度:(50±10)%RH。
(2)全光透光率(T)和雾度(H)测试
条件:采用透光率/雾度测定仪,参照标准GB/T 2041-2008透明塑料透光率和雾度的测定,温度23±5℃,相对湿度:(50±10)%RH。
(3)黄度值(b*)测试
条件:采用色度仪,参照标准GB/T 2409-1980塑料黄色指数试验方法,温度23±5℃,相对湿度:(50±10)%RH。
(4)耐高温测试
条件:温度80℃、时间240h,参照GB/T 2918-1998塑料试样状态调节和试验的标准环境。电阻变化(ΔR)=(R老化后-R老化前)/R老化前;透光率变化(ΔT)=(T老化后-T老化前)/T老化前;雾度变化(ΔH)=(H老化后-H老化前)/H老化前;黄度变化(Δb*)=(b*老化后-b*老化前)/b*老化前。
(5)耐湿热老化测试
条件:湿度95%RH、温度60℃、时间240h,参照GB/T 2918-1998塑料试样状态调节和试验的标准环境。电阻变化(ΔR)=(R老化后-R老化前)/R老化前;透光率变化(ΔT)=(T老化后-T老化前)/T老化前;雾度变化(ΔH)=(H老化后-H老化前)/H老化前;黄度变化(Δb*)=(b*老化后-b*老化前)/b*老化前。
表1实施例1-5和对比例1测试数据表
由表1数据看出,实施例1-5发明的纳米银线透明导电膜相对于对比例1未加银络合物墨水形成的纳米银线透明导电膜,电阻更低、均一性更好、耐高温、耐湿热、耐黄变性能明显优异。
Claims (7)
1.一种纳米银线透明导电膜,其层间结构由上向下依次为:保护膜、纳米银线-银络合物复合导电层和柔性透明衬底,其特征在于,所述纳米银线-银络合物复合导电层由纳米银线-银络合物复合导电墨水涂布到柔性透明衬底表面,热固化后形成;
所述复合导电墨水包括纳米银线墨水和银络合物墨水,其中,纳米银线墨水占重量百分比80~95%,银络合物墨水占重量百分比5~20%;
所述纳米银线墨水包括纳米银线和分散剂,其中,纳米银线占重量百分比0.5~5%,分散剂占重量百分比95~99.5%;
所述银络合物墨水包括银络合物和稳定剂,其中,银络合物占重量百分比5~10%,稳定剂占重量百分比90~95%;
所述银络合物可选自AgSCN、AgOCN、AgOCNBr、AgSCSN3、Ag4Fe(CM)6、Ag3Fe(CN)6、Ag(NH3)2Cl或Ag(NH3)2CN中的任意一种;
所述稳定剂为沸点150~280℃的有机溶剂,所述稳定剂选自松油醇、2-苯氧基乙醇、丙三醇、辛二硫醇或乙二醇中的任意一种;
所述保护膜为聚乙烯醇、聚氨酯、聚酯、丙烯酸树脂、聚噻吩、有机硅改性树脂的任意一种或两种混合物形成的薄膜,所述保护膜的厚度为20~150 nm;
所述柔性透明衬底选自如聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种,线膨胀系数小于40 ppm/℃,所述柔性透明衬底的全光透光率要求80%以上,雾度要求3%以下;柔性透明衬底在涂布纳米银线-银络合物复合导电墨水前,需对其进行电晕或等离子处理,表面能要求32dyn/cm以上。
2.根据权利要求1所述的纳米银线透明导电膜,其特征在于,所述纳米银线直径为10~150 nm,长度为2~200 μm。
3.根据权利要求2所述的纳米银线透明导电膜,其特征在于,所述分散剂为沸点35~120℃的溶剂,所述分散剂选自水、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯、甲苯、丁酮、甲醇、三氯甲烷或二氯甲烷中的任意一种或互溶的两种。
4.一种制备如权利要求1-3中任一项所述纳米银线透明导电膜的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将柔性透明衬底进行电晕或等离子处理;
(2)将纳米银线-银络合物复合导电墨水涂布到柔性透明衬底表面,热固化后形成纳米银线-银络合物复合导电层;
(3)将保护膜涂布液涂布到纳米银线-银络合物复合导电层表面,热固或光固化后形成保护膜,得到纳米银线透明导电膜。
5.根据权利要求4所述的纳米银线透明导电膜的制备方法,其特征在于,所述柔性透明衬底为聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种,所述柔性透明衬底的厚度为7.5~225 μm。
6.根据权利要求5所述的纳米银线透明导电膜的制备方法,其特征在于,所述纳米银线-银络合物复合导电层的厚度为15~300 nm。
7.根据权利要求6所述的纳米银线透明导电膜的制备方法,其特征在于,所述涂布方式为条缝涂布、坡流涂布、微凹版涂布或刮刀涂布。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710765439.7A CN107345096B (zh) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | 一种纳米银线-银络合物复合导电墨水及其透明导电膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710765439.7A CN107345096B (zh) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | 一种纳米银线-银络合物复合导电墨水及其透明导电膜的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107345096A CN107345096A (zh) | 2017-11-14 |
CN107345096B true CN107345096B (zh) | 2020-12-08 |
Family
ID=60257698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710765439.7A Active CN107345096B (zh) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | 一种纳米银线-银络合物复合导电墨水及其透明导电膜的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107345096B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102147330B1 (ko) * | 2019-09-30 | 2020-08-24 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 대전방지 폴리이미드계 필름 및 이를 이용한 플렉서블 디스플레이 패널 |
CN113885739A (zh) * | 2021-09-22 | 2022-01-04 | 深圳市华科创智技术有限公司 | 基于打印技术的单层纳米银导电膜触控传感器的制备工艺及单层纳米银导电膜触控传感器 |
CN114171239B (zh) * | 2021-11-30 | 2024-12-13 | 深圳市华科创智技术有限公司 | 一种复合导电墨水、透明导电薄膜及其制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103157807A (zh) * | 2011-12-19 | 2013-06-19 | 财团法人工业技术研究院 | 纳米银线之制备方法 |
CN107093500B (zh) * | 2017-03-30 | 2019-04-09 | 华南理工大学 | 一种银纳米线柔性透明导电薄膜的图形化方法 |
-
2017
- 2017-08-30 CN CN201710765439.7A patent/CN107345096B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103157807A (zh) * | 2011-12-19 | 2013-06-19 | 财团法人工业技术研究院 | 纳米银线之制备方法 |
CN107093500B (zh) * | 2017-03-30 | 2019-04-09 | 华南理工大学 | 一种银纳米线柔性透明导电薄膜的图形化方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107345096A (zh) | 2017-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103531304B (zh) | 一种快速制备大面积碳纳米管柔性透明导电薄膜及提高其导电性的方法 | |
CN107345096B (zh) | 一种纳米银线-银络合物复合导电墨水及其透明导电膜的制备方法 | |
Jeong et al. | Role of Polymeric Metal Nucleation Inducers in Fabricating Large‐Area, Flexible, and Transparent Electrodes for Printable Electronics | |
US20100028634A1 (en) | Metal oxide coatings for electrically conductive carbon nanotube films | |
CN107113920A (zh) | 透明面状发热体 | |
CN109095782A (zh) | 一种基于三维立体微结构的银纳米线透明导电薄膜的制备方法 | |
CN107316708A (zh) | 银纳米线‑可剥离树脂复合透明导电薄膜的制备方法 | |
CN111192965B (zh) | 柔性透明电极及其制备方法与由其制备的柔性太阳能电池 | |
CN106057359B (zh) | 一种嵌入式多取向金属纳米线透明导电薄膜的制备方法 | |
Dong et al. | Fabrication of high-quality flexible transparent conductive thin films with a Nb2O5/AgNWs/Nb2O5 sandwich structure | |
CN106782768A (zh) | 一种纳米金属线透明导电薄膜及其制备方法 | |
CN102214499B (zh) | 含纳米银线的软性透明导电膜及其制造方法 | |
CN102623080A (zh) | 基于溶液法/印刷涂布工艺的透明导电薄膜及其制备方法 | |
CN107705884A (zh) | 一种基于银纳米线的透明导电纸及其制备方法 | |
Zhang et al. | Controllable assembly of a hierarchical multiscale architecture based on silver nanoparticle grids/nanowires for flexible organic solar cells | |
Duzyer et al. | Transparent Conducting Electrodes from Conducting Polymer Nanofibers and Their Application as Thin‐Film Heaters | |
CN110223800A (zh) | 一种可生物降解的柔性透明导电薄膜的制备方法 | |
TWI423268B (zh) | 含奈米銀線之軟性透明導電膜及其製造方法 | |
CN109524151B (zh) | 透明导电基板及其制备方法和应用 | |
WO2015124027A1 (zh) | 一种有序分布的导电薄膜及其器件和纳米导线结构 | |
CN111627613A (zh) | 基于酚氧树脂的银纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法 | |
CN108447617B (zh) | 一种保护纳米银线透明导电薄膜的方法 | |
CN114038623A (zh) | 一种银纳米线-生物材料复合透明导电薄膜及其制备方法与应用 | |
Lee et al. | Poly (dimethylsiloxane)-protected silver nanowire network for transparent conductor with enhanced oxidation resistance and adhesion properties | |
JP2018507507A (ja) | 金属ナノワイヤーを含む透明導電体、及びこれを形成する方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210924 Address after: 071054, 6 Kennan Avenue, Baoding, Hebei Patentee after: CHINA LUCKY Group Corp. Patentee after: Shanghai Lekai New Material Technology Co.,Ltd. Address before: 071054, 6 Kennan Avenue, Baoding, Hebei Patentee before: CHINA LUCKY Group Corp. |