一種表面改性的銀納米線導電液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種表面改性的銀納米線導電液及其制備方法，其組成為：銀納米線、改性銀納米顆粒、分散劑、流平劑及基材潤濕劑；其中改性銀納米顆粒是由硝酸銀在醇溶液體系中與巰基乙胺或3?巰基?1?丙胺發(fā)生反應，所生成的一端具有胺基、另一端巰基中氫被銀取代的物質(zhì)。本發(fā)明的銀納米線導電液通過對銀納米線進行表面改性，使銀納米線和銀納米顆粒之間通過聯(lián)結(jié)劑聯(lián)結(jié)，具有彈性伸縮功能，可以提高導電性能和保持良好的透過率，具有良好的市場應用前景。
【專利說明】
一種表面改性的銀納米線導電液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銀納米線導電液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 銀納米線透明導電膜被認為是柔性導電薄膜領(lǐng)域非常有前途的材料，而制備這種 透明導電膜時需要將銀納米線做成一種可以導電的液體一銀納米線導電液，且銀納米線導 電液中需要添加各種助劑以克服諸多問題，如透過率、霧度、導電性、基材潤濕性等。
[0003] -般來說助劑種類越多、助劑含量越大，則銀線導電性受影響越大。因此，專利 CN103008679A通過將銀線直接分散在醇類溶劑中制備出導電墨水，該方法減少了助劑用量 和種類，但是卻很難保證良好的涂覆效果。而為了保持良好的涂覆效果，專利 CN104650653A、CN103627255A和CN104464880A在導電液中添加了很多不同種類的助劑來調(diào) 節(jié)性能，但是其所選擇的這些助劑大多是高分子助劑，在墨水涂覆后很難除去，導致薄膜導 電性和透光率的降低。
[0004] 專利CN105153814A提供了一種水基銀納米線墨水的配置方法，其使用羧甲基纖維 素鈉替換 了美國Cambrios 公司發(fā)表的專利 US8018568B2、US8632700B2、US8723216B2 和 US8049333B2)中所使用的增稠劑羥丙基甲基纖維素，可以解決后處理過程中導致的薄膜的 導電性和透光性不佳的問題。
[0005] 專利CN105111824A提供了一種含有導電填料的醇基銀納米線墨水，其通過簡單的 物理摻雜填料如金屬納米離子(如金、銀、銅等納米粒子）、PED0T:PSS、石墨稀、碳納米管、金 屬氧化物。此方法的目的是通過填充銀納米線導電網(wǎng)絡(luò)中的空隙，提升電導率，但是雜亂無 序的填充物質(zhì)會極大的增加光的散射，而導致涂覆后透明導電膜的霧度較大。
[0006] 目前的研究表明：銀納米線的直徑、銀納米顆粒直徑和霧度具有指數(shù)變化關(guān)系。網(wǎng) 絡(luò)狀銀納米線要求高的電導率，則要求單位面積中銀納米線的含量盡可能的高，從而保持 高電導率;而高的透過率則要求銀納米線和顆粒的含量越少越好、分散越均勻越好。因此， 如何平衡高透過率、高電導率、低霧度三者之間的關(guān)系則成為高性能透明導電膜的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種表面改性的銀納米線導電液 及其制備方法，旨在保持高透過率、低霧度的情況下，進一步其提高電導率。
[0008] 本發(fā)明解決技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：
[0009] 本發(fā)明表面改性的銀納米線導電液，其特征在于:構(gòu)成所述導電液的原料包括：
[0010] 銀納米線 0.5-1份；： 改性銀納米顆粒 0.0025-0.01份： 分散劑 0.01-0.2份； 流平劑 0,01-0,2份；
[0011] 基材潤濕劑 0.01-0.2份； 水 98-99.5 份； 上述原料總份數(shù)為100份；
[0012] 所述改性銀納米顆粒是由硝酸銀在醇溶液體系中與巰基乙胺或3-巰基-1-丙胺發(fā) 生反應，所生成的一端具有胺基、另一端巰基中氫被銀取代的物質(zhì)。所述醇溶液為乙二醇、 丙二醇、丙三醇中的一種或幾種的混合。
[0013] 其中，所述的分散劑為羥丙基甲基纖維素或羧甲基纖維素鈉。所述的流平劑為迪 高流平劑410或道康寧流平劑DC-57。所述的基材潤濕劑為氟碳表面活性劑(如杜邦FS-10、 杜邦 FS-63)。
[0014] 本發(fā)明所述銀納米線導電液的制備方法，包括如下步驟：
[0015] a、將巰基乙胺或3-巰基-1-丙胺與硝酸銀加入到作為還原劑的醇溶液中，在20°c-30 °C攪拌10_20h，得到含改性銀納米顆粒的懸浮液A;
[0016] b、將所述懸浮液A加入到濃度為0. l-20mg/mL的銀納米線水分散液中，攪拌1-2h， 得到含表面改性的銀納米線-銀納米粒子的懸浮液B;
[0017] c、在懸浮液B中加入分散劑、流平劑及基材潤濕劑，攪拌l_2h，即得表面改性的銀 納米線導電液。
[0018] 本發(fā)明的原理為：由硝酸銀在醇溶液體系中通過和巰基乙胺或3-巰基-1-丙胺發(fā)
生反應，生成一端有胺基、另一端巰基中氫被銀取代的物質(zhì)，如 在實驗 〇 中發(fā)現(xiàn)胺基和銀納米線具有某種隱形的親和力(如圖1所示），因此，銀納米線通過表面改性 聯(lián)結(jié)銀納米顆粒使顆粒和銀納米線之間具有了彈性伸縮的功能。通電后，通過納米量子效 應，在微觀尺度上使銀納米線和改性銀納米顆粒有效的伸縮擴展，增大導電面積，同時定向 填充導電粒子也增加了導電物質(zhì)的含量，使導電液的電導率進一步提高。
[0019] 本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0020] 本發(fā)明表面改性的銀納米線導電液，通過對銀納米線進行表面改性，使銀納米線 和銀納米線顆粒之間通過聯(lián)結(jié)劑聯(lián)結(jié)，具有彈性伸縮功能，可以在保持高透過率、低霧度的 情況下，有效的降低近1/3的表面電阻，顯著的提高了電導率;本發(fā)明的方法簡單，操作方 便。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的原理不意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將通過實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做清晰的闡述說明。
[0023] 實施例1
[0024] 本實施例表面改性的銀納米線導電液的原料包括： 銀納米線 0.5份； 改性銀納米顆粒 0.0025份； 分散劑 0.1份；
[0025] 流平劑 0.01份； 基材潤濕劑 .0.01份； 水 99.3775 份。
[0026]本實施例按如下步驟制備表面改性的銀納米線導電液：
[0027] a、將O.lmol巰基乙胺與0.0054mol硝酸銀加入到200mL乙二醇中，在25°C攪拌15h， 得到含改性銀納米顆粒的懸浮液A;
[0028] b、將0.5mL懸浮液A加入到濃度為5mg/mL的銀納米線水分散液中，使總體積為 100mL，且改性銀納米顆粒占銀納米線質(zhì)量的0.5%，攪拌2h，得到含表面改性的銀納米線-銀納米粒子的懸浮液B;
[0029] c、在懸浮液B中加入O.lg的羥丙基甲基纖維素、O.Olg的迪高流平劑410、0.01g的 基材潤濕劑杜邦FS-10,攪拌1-2h，即得表面改性的銀納米線導電液。
[0030]按表1對實施例1中的各原料及配比進行調(diào)整，并按相同的方式進行銀納米線導電 液的制備。其中，實施例1~4、6~10所用分散劑為羥丙基甲基纖維素，實施例5所用分散劑 為羧甲基纖維素鈉;實施例1~5、7~10所用流平劑為迪高流平劑410,實施例6所用流平劑 為道康寧DC-57;實施例1~6、8~10所用基材潤濕劑為杜邦FS-10,實施例7所用基材潤濕劑 為杜邦FS-63。
[0031 ]表1.各實施例所制備導電液的原料組份
[0034]將上述實施例制備的導電液在PET上進行刮涂，然后在烘箱中80 °C烘干30min，形 成導電膜。
[0035] 對導電膜進行表面電阻、透過率、霧度的測試，檢測方法為:平均表面電阻采用ST-2258A多功能數(shù)字式四探針測試儀;透過率和霧度測試采用申光光電霧度儀器。
[0036]對導電膜的成膜效果進行觀察:對刮涂后的PET膜進行表明觀察，如果表面厚度均 勻，則成膜效果良好，如果表面厚度不均勻，則成膜效果較差。
[0037]各實施例所得樣品的測試結(jié)果見表2。
[0038]表2:各實施例的測試結(jié)果
[0040] 對比實施例1、2、3、4可知，改性后銀納米線比沒有改性銀納米線的表面電阻降低 約1/3,其中透過率和霧度差距較小，且隨著改性銀納米顆粒含量的增加表面電阻呈降低的 趨勢，透過率小幅降低，霧度呈現(xiàn)規(guī)律性增加。
[0041] 對比實施例5、6、7可知，采用本發(fā)明中的分散劑、流平劑、基材潤濕劑均可以保持 良好的透過率、表面電阻、霧度。
[0042]對比實施例1和8可知，提高改性銀納米線的濃度，表面電阻明顯降低，但是霧度明 顯提高，說明改性銀納米線也需要一個合適的濃度，才能呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。
[0043]對比實施例1、9、10可知，提高流平劑、分散劑、基材潤濕劑含量后對成膜效果造成 不同的影響，實施例1的表現(xiàn)效果更佳，實施例9、10表現(xiàn)效果稍差。
[0044]最后應說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并 非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做 出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引 申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1. 一種表面改性的銀納米線導電液，其特征在于:構(gòu)成所述導電液的原料包括： 銀納米線 0,5-1份； 改性銀納米顆粒 0.0025-0.01份； 分散劑 0.01-0.2份； 流平劑 0.01-0.2份； 基材潤濕劑 0.01-0.2份； 水 98-99.5 份； 上述原料總份數(shù)為100份； 所述改性銀納米顆粒是由硝酸銀在醇溶液體系中與巰基乙胺或3-巰基-1-丙胺發(fā)生反 應，所生成的一端具有胺基、另一端巰基中氫被銀取代的物質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀納米線導電液，其特征在于:所述的分散劑為羥丙基甲基纖 維素或羧甲基纖維素鈉。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀納米線導電液，其特征在于：所述的流平劑為迪高流平劑 410或道康寧流平劑DC-57。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀納米線導電液，其特征在于:所述的基材潤濕劑為氟碳表面 活性劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀納米線導電液，其特征在于:所述醇溶液為乙二醇、丙二醇、 丙三醇中的一種或幾種的混合。6. -種權(quán)利要求1~5中任意一項所述銀納米線導電液的制備方法，其特征在于包括如 下步驟： a、 將巰基乙胺或3-巰基-1-丙胺與硝酸銀加入到作為還原劑的醇溶液中，在20°C-30°C 攪拌10-20h，得到含改性銀納米顆粒的懸浮液A; b、 將所述懸浮液A加入到濃度為0. l-20mg/mL的銀納米線水分散液中，攪拌1-2h，得到 含表面改性的銀納米線-銀納米粒子的懸浮液B; c、 在懸浮液B中加入分散劑、流平劑及基材潤濕劑，攪拌1-2h，即得表面改性的銀納米 線導電液。
【文檔編號】B82Y30/00GK106001601SQ201610397171
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】張梓晗, 呂鵬, 陶豹
【申請人】合肥微晶材料科技有限公司