一種即用即撕的銀納米線透明導電薄膜的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于透明導電薄膜技術領域，具體涉及一種即用即撕的銀納米線透明導電薄膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]當前，可穿戴設備越來越受到人們的青睞、市場規(guī)模越來越大，成為未來消費電子市場著重發(fā)展的一個領域。但目前可穿戴設備大多還處于實驗階段，離商用化還有一段距離。而限制其商業(yè)化的主要障礙是其構件還不能100%實現可柔性。其中，最大的短板之一是導電基底。目前常用的導電基底是氧化銦錫(ITO)，但這類氧化物的脆性使其不適合用來構建柔性基底。為制備柔性導電基底，人們先后開發(fā)了 PH)0T:PSS、石墨烯、碳納米管、納米金屬線等材料。其中，PH)0T:PSS的的腐蝕性會導致其器件壽命較短，而石墨烯、碳納米管則價格昂貴并且技術不成熟。相對于這些材料，納米金屬線是目前最有可能實現柔性導電基底的材料。在納米金屬線中，銀納米線以其導電性最好、有一定抗氧化性以及成本適中而成為柔性基底構建的首選。目前公布的銀導電薄膜的制備方法中，往往在銀線上覆蓋一層高分子材料以保護銀線。但這層高分子的覆蓋往往會降低薄膜的導電性。同時，僅僅一層高分子材料而無保護膜也不足以保護銀導電薄膜。因此，需要開發(fā)新的薄膜制備方法以解決這些問題。
[0003]浙江科創(chuàng)公司發(fā)表了兩個專利(CN102522145B和CN102522145A)，涉及到新方法。他們在保護膜上涂覆有機硅離型劑制成離型膜，然后在離型膜上涂覆銀納米線溶液；干燥后，在銀線網絡中旋涂并烘干得到一層比銀線網絡薄的PEDOT:PSS層；最后在上面涂覆一層粘結劑，把基底放在粘結劑上面，加熱烘烤得到最終的產品。這樣制備的薄膜在有保護膜的同時，銀線網絡浮于粘結劑之上而避免了薄膜導電性受影響。但是，他們使用的離型膜是抗粘的。我們通過實驗發(fā)現，在離型膜上涂覆墨水，由于缺乏粘結性，涂覆成功率非常低并且涂覆成的薄膜的均勻性普遍不好。同時，缺乏粘結性導致后面旋涂PH)0T:PSS時，銀線網絡很容易漂移而使薄膜均勻性進一步降低。為了使銀線浮于粘結劑上方，他們使用了PEDOT:PSS。而PEDOT:PSS的強酸性會腐蝕銀線，導致薄膜使用壽命較短。同時，PEDOT =PSS的價格較貴，導致生產薄膜的成本較高。我們的重復實驗表明這種薄膜的性能不高并且成本較高。
[0004]因此，如何保持高導電性和透光率的同時制備導電均勻、與襯底粘結性好、保護膜能輕易撕下并能長期保存的銀納米線導電薄膜是透明導電薄膜領域亟需解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種即用即撕的銀納米線透明導電薄膜的制備，解決銀導電薄膜的導電性、導電均勻性、長期存儲、粘結性以及成本等方面的問題。本發(fā)明開發(fā)的銀導電薄膜的導電性高、導電均勻、透光率高、與襯底結合力好、保護膜能輕易撕下并且能長期存儲，能在電子信息領域大量使用。其具體實施方案是: (1)將保護膜進行清洗。本發(fā)明使用的保護膜是PET膜、PE膜、PVC膜、PU膠保護膜等。先將保護保護膜的膜撕下，然后將保護膜放在裝有乙醇的燒杯中，超聲清洗10分鐘。然后將膜放在烘烤平臺上，用紅外烘烤燈烘烤5分鐘。使用的紅外燈的功率為800W、干燥面積為1000cm2；
(2)在保護膜上涂覆一層粘合力低的粘結劑，紅外燈烘干。本發(fā)明使用的粘合力低的粘結劑為非常容易撕下的標簽紙所用的可移除粘結劑或不干膠(阿里巴巴上購買)，或少量常用粘結劑和大量非粘性物質配成的溶液。涂覆使用的是Gardco Automatic DrawdownMachine DP8301片材式涂覆機，也包括其他涂覆機器。嚴格控制涂覆量，使最終粘結層的厚度在10-30nm左右。用紅外烘烤燈烘烤5分鐘；
(3)在(2)基礎上將銀納米線導電墨水涂覆在保護膜上，然后用真空烘箱110°C下真空干燥10分鐘，得到厚度為200nm左右的銀納米線網絡。銀納米線墨水是自制的。銀納米線直徑在30-50nm之間，長度在10-20μπι之間。墨水銀線含量在0.5%左右。除了銀線外，墨水還含有分散劑、表面活性劑、流平劑、保濕劑和粘結劑等助劑；
(4)將基底清洗后烘干。將粘結劑涂覆在基底上。然后用紅外烘烤燈烘烤5分鐘。然后將帶有銀導電網絡的保護膜平放在基底上。接著用紅外烘烤燈干燥5分鐘，使銀線與基底有初步粘結。然后放入真空烘箱中，110°C下真空干燥10分鐘，得到最終的一種即用即撕的銀納米線透明導電薄膜。本發(fā)明使用的高粘合力的粘結劑包括環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚酮樹脂、酚醛樹脂、硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑中的一種或幾種的混合。本發(fā)明使用的基底是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚碳酸酯、聚酰亞胺(PI)或玻璃中的一種?？刂普辰Y劑的量，使最終粘結層的厚度為300nm。
[0006]本發(fā)明有如下優(yōu)點:(I)這種倒置涂膜的技術使銀線網絡高于或不低于基底上的粘結層，使粘結層對銀膜導電性影響極??；同時銀線網絡中的粘結層能有效降低光的散射，減小霧度；因此，這種薄膜具有很高的導電性和透光性；(2)銀導電網絡上有保護膜，制備的銀導電薄膜能長期穩(wěn)定保存；(3)保護膜和銀導電薄膜的粘結性很弱，保護膜很容易撕下而在銀線網絡上無或很少有粘結劑殘留；(3)銀導電網絡與基底的粘合性好；(4)適中的原料價格使這種新型透明導電薄膜的價格適中，有利于其推廣；(5)濕法制膜，步驟簡單，不需ITO制膜所需的復雜步驟和設備，具有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0007]圖1:本發(fā)明的結構示意圖；
1-保護膜；2_可移除粘結層；3_銀導電網絡；4_粘結層；5_基底；其中，3和4層有部分重疊。
具體實施例
[0008]實施例:
選用較薄的PET膜作為保護膜。將保護膜上的膜撕掉，然后將保護膜放在裝有乙醇的燒杯中，超聲清洗10分鐘。然后將膜放在烘烤平臺上，用紅外烘烤燈烘烤5分鐘；
在保護膜上用Gardco Automatic Drawdown Machine DP8301片材式涂覆機涂覆一層可移除粘結劑(阿里巴巴上購買)。嚴格控制涂覆量，使最終粘結層的厚度在10-30nm左右。然后用紅外烘烤燈烘烤5分鐘；
將銀納米線導電墨水涂覆在保護膜上，然后用真空烘箱110°C下真空干燥10分鐘，得到厚度為200nm左右的銀納米線網絡。銀納米線墨水是自制的。銀納米線直徑在30_50nm之間，長度在10_20μπι之間。墨水銀線含量在0.5%左右。除了銀線外，墨水還含有分散劑、表面活性劑、流平劑、保濕劑和粘結劑等助劑；
將丙烯酸樹脂溶液涂覆在PET基底上，然后用紅外烘烤燈烘烤5分鐘初步干燥。然后將有銀導電網絡的保護膜平放在PET基底上，接著用紅外烘烤燈烘烤以使銀線和基底有初步粘結性。最后將其放入真空烘箱，110°C下真空干燥10分鐘，得到最終的一種即用即撕的銀納米線透明導電薄膜。
[0009]以上詳細描述了本發(fā)明的較佳實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據本發(fā)明的構思做出諸多修改和變化。凡本技術領域中技術人員依本發(fā)明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的實驗與技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種即用即撕的銀納米線透明導電薄膜的制備方法，其特征在于，具體制備步驟為: (1)將保護膜進行清洗； (2)在保護膜上涂覆一層粘合力低的粘結劑，紅外燈烘干； (3)將銀納米線導電墨水涂覆在保護膜上，干燥后得到銀導電網絡； (4)將高粘合力粘結劑涂覆在基底上，初步干燥后將保護膜平放在基底上方，干燥得到有保護膜的即用即撕的銀納米線透明導電薄膜。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是:所用的保護膜是PET膜、PE膜、PVC膜、PU膠保護膜等。3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(I)的清洗過程是將保護膜在乙醇溶液中超聲10分鐘，然后紅外干燥。4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)中的粘合力低的粘結劑為非常容易撕下的標簽紙所用的可移除粘結劑和不干膠(阿里巴巴上購買)，或少量常用粘結劑和大量非粘性物質配成的溶液。5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)的紅外燈干燥使用的是500W的紅外烘烤燈，干燥5分鐘左右；這層粘結層厚度為10-30 nm。6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(3)所用的銀納米線是自制的，直徑在30-50nm之間，長度在10-20 μπι之間；墨水銀線含量在0.5%左右；除了銀線外，墨水還含有分散劑、表面活性劑、流平劑、保濕劑和粘結劑等；墨水涂覆后，將襯底放入真空烘箱，110°C加熱烘烤10分鐘。7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:所用高粘合力粘結劑為環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚乙烯醇樹月旨、聚酮樹脂、酚醛樹脂、硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑中的一種或幾種的混合；所用襯底為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚碳酸酯、聚酰亞胺(PI)或玻璃中的一種。8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(4)的過程為將粘結劑涂覆在基底上；然后用紅外烘烤燈烘烤5分鐘；然后將帶有銀導電網絡的保護膜平放在基底上；接著用紅外烘烤燈干燥5分鐘，然后放入真空烘箱中，110°C下真空干燥10分鐘，得到最終的一種即用即撕的銀納米線透明導電薄膜。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種即用即撕的銀納米線透明導電薄膜的制備，其制備步驟為：將保護膜進行清洗；在保護膜上涂覆一層粘合力低的粘結劑，紅外燈烘干；將銀納米線導電墨水涂覆在保護膜上，干燥后得到銀導電網絡；將高粘合力的粘結劑涂覆在基底上，然后將保護膜平放在基底上方，干燥得到有保護膜的即用即撕的銀納米線透明導電薄膜。該方法制備的銀透明導電薄膜擁有長久的雙面保護，能長期存儲；和襯底的粘結性好，導電透光性高、保護膜能輕易撕下，可用于電子信息產業(yè)的很多方面。
【IPC分類】H01B13/00, H01B5/14
【公開號】CN105185470
【申請?zhí)枴緾N201510647160
【發(fā)明人】陳善勇, 劉碧桃, 黎軍軍, 李璐, 阮海波, 關有為
【申請人】重慶文理學院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月9日