一種耐水耐油的銀導(dǎo)電薄膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于透明導(dǎo)電薄膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐水耐油的銀導(dǎo)電薄膜的制備。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前消費(fèi)電子信息領(lǐng)域，可用作電極材料的有石墨烯、碳納米管、金屬氧化物、納米金屬線、導(dǎo)電高分子等。其中，金屬氧化物中的氧化銦錫(ITO)是目前最常用的電極材料。但銦含量的稀少、ITO薄膜制備的復(fù)雜以及ITO本身的脆性使其不適合用來(lái)構(gòu)建低成本柔性電極。在上述材料中，銀納米線以其導(dǎo)電性能最好、技術(shù)最成熟而成為當(dāng)前最有可能突破的柔性導(dǎo)電材料。在制備銀導(dǎo)電薄膜時(shí)，人們往往在銀導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)上覆蓋一層頂涂保護(hù)層以增加銀導(dǎo)電薄膜的防護(hù)性。如專利CN104658700A，采用了 UV膠保護(hù)；專利CN102522145A，采用聚酯、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂等樹(shù)脂保護(hù)；專利CN102522145B，采用導(dǎo)電高分子PEDOT:PSS保護(hù)；以及其他如光學(xué)膠等材料保護(hù)。但這些頂涂材料有一個(gè)共同缺點(diǎn):僅對(duì)水或油中的一種有一定抵抗性。這是由于這些頂涂材料在水或有機(jī)溶劑中有一定溶解性。這對(duì)于薄膜應(yīng)用是不利的，因?yàn)樗蛴袡C(jī)溶劑的進(jìn)入會(huì)導(dǎo)致薄膜性能與壽命的急劇下降。因此，需要開(kāi)發(fā)能耐水耐油的透明導(dǎo)電薄膜。但可惜的是，這方面工作還非常少。
[0003]因此，開(kāi)發(fā)耐水耐油的高性能銀導(dǎo)電薄膜是透明導(dǎo)電薄膜領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種耐水耐油的銀導(dǎo)電薄膜的制備，解決目前薄膜耐水耐油性較差的問(wèn)題。該薄膜具有耐水耐油性能好、導(dǎo)電性高、透光率高、與襯底結(jié)合性好等優(yōu)點(diǎn)，制備簡(jiǎn)單，能廣泛用于電子信息領(lǐng)域。其具體實(shí)施方案是:
(1)將襯底進(jìn)行清洗、干燥和等離子處理；
(2)在襯底上涂覆一層粘結(jié)劑，烘干；
(3)將銀納米線導(dǎo)電墨水涂覆在粘結(jié)層上，干燥后得到銀導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；
(4)將聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)劑涂覆在導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)上，烘干后得到一種耐水耐油的銀導(dǎo)電薄膜。
[0005]本發(fā)明使用的襯底是聚對(duì)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(PD或玻璃中的一種；
(I)中襯底的清洗、干燥與等離子處理過(guò)程為:將新買襯底上的保護(hù)膜撕去，將其放入丙酮、乙醇中分別超聲5分鐘。然后將襯底用紅外烘烤燈烘烤5分鐘。取出襯底，將其放入等離子清洗機(jī)中，真空清洗5分鐘。其中，使用的紅外烘烤燈的功率為800W、干燥面積為1000cm2 ;使用的等離子清洗機(jī)的頻率/功率為13.56MHz/300ff ;
在(I)處理過(guò)的襯底上用5%濃度的粘結(jié)劑涂覆一層粘結(jié)層，厚度在300nm左右。所用粘結(jié)劑為環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚乙烯醇樹(shù)脂、聚酮樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種的混合。涂覆使用的是Gardco Automatic Drawdown Machine DP8301片材式涂覆機(jī)，也包括其他涂覆機(jī)器。涂覆完成后，先用紅外烘烤燈烘烤5分鐘，然后在真空烘箱中真空100°C下干燥10分鐘；
在(2)基礎(chǔ)上涂覆上一層銀納米線涂布液。然后，先用紅外烘烤燈烘烤3分鐘。接著用真空烘箱110°C下真空干燥10分鐘，得到厚度為200nm左右的銀納米線網(wǎng)絡(luò)。銀納米線墨水是自制的。銀納米線直徑在30-50nm之間，長(zhǎng)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(jié)劑等助劑；
步驟(4)所用的聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)劑為聚氟代(三氟甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸全氟烷基酯聚合物、(甲基)丙烯酸全氟烷基酰胺酯聚合物、(甲基)丙烯酸全氟烷基磺酰胺酯聚合物等氟代丙烯酸聚合物中的一種或幾種的混合。由于溶解性原因，涂覆使用的是聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)劑制成的乳液。控制涂覆量，使最終頂涂層厚度為150nm ;
將聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)劑涂覆后，用紅外烘烤燈先烘烤3分鐘，然后用真空烘箱100°C真空下烘烤10分鐘，得到最終的耐水耐油銀導(dǎo)電薄膜；
本發(fā)明使用的聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)劑是一類憎水憎油的粘結(jié)劑，將其涂覆在銀線網(wǎng)絡(luò)上，能有效防止水和有機(jī)物質(zhì)對(duì)薄膜的滲透腐蝕，大大延長(zhǎng)薄膜使用壽命；
本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn):(I)憎水憎油的聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)劑的使用使薄膜能讓落在其上的水和有機(jī)物質(zhì)不能停留侵蝕，始終保持薄膜的高性能；(2)頂涂與底涂讓導(dǎo)電薄膜與襯底的結(jié)合力好，其保護(hù)功能使薄膜壽命長(zhǎng)；(2)銀線網(wǎng)絡(luò)之間的填充減少了光的散射，因而產(chǎn)品霧度低；(4)薄膜導(dǎo)電性和透光率高，有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
1-襯底；2_粘結(jié)層；3_銀導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；4聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)層；其中，3和4層有部分重疊。
具體實(shí)施例
[0007]實(shí)施例:
采用PET作為襯底。將新襯底上的保護(hù)膜撕去，將其放入丙酮、乙醇中分別超聲5分鐘。然后用紅外烘烤燈烤干。接著將其放入等離子清洗機(jī)中，真空清洗5分鐘；
在處理過(guò)的襯底上用Gardco Automatic Drawdown Machine DP8301片材式涂覆機(jī)涂覆上一層5%濃度的聚丙烯酸樹(shù)脂。然后，先用紅外烘烤燈烘烤5分鐘，接著在真空烘箱中真空100°C下干燥10分鐘。得到一層厚度在300nm左右左右的粘結(jié)層；
在粘結(jié)層上涂覆一層銀納米線溶液，先用紅外烘烤燈烘烤3分鐘，再用真空烘箱110Γ下真空干燥10分鐘，得到厚度在200nm左右的銀納米線網(wǎng)絡(luò)；
將(甲基)丙烯酸全氟烷基乙酯聚合物乳液涂覆在銀導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)上。先用紅外烘烤燈烘烤3分鐘，然后用真空烘箱100°C真空下烘烤10分鐘，得到150nm厚的保護(hù)層。綜合以上各步得到最終的耐水耐油銀透明導(dǎo)電薄膜。
[0008]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的實(shí)驗(yàn)與技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐水耐油的銀導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，具體制備步驟為: (1)將襯底進(jìn)行清洗、干燥和等離子處理； (2)在襯底上涂覆一層粘結(jié)劑，烘干； (3)將銀納米線導(dǎo)電墨水涂覆在粘結(jié)層上，干燥后得到銀導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)； (4)將聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)劑涂覆在導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)上，烘干后得到一種耐水耐油的導(dǎo)電薄膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:基底為聚對(duì)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。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:(I)中襯底的清洗為將襯底上的保護(hù)膜撕去，然后將襯底放入丙酮、乙醇中分別超聲5分鐘；干燥為將清洗后的襯底放在紅外烘烤燈下烘烤5分鐘。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(I)的等離子處理過(guò)程為:將襯底平放在等離子處理機(jī)中，打開(kāi)機(jī)器對(duì)襯底處理5分鐘。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所用粘結(jié)劑為環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚乙烯醇樹(shù)脂、聚酮樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種的混合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)的烘干為先用紅外烘烤燈烘烤5分鐘，然后在真空烘箱中真空100°C下干燥10分鐘。7.根據(jù)權(quán)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(zhǎng)度在10-20 μ m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(jié)劑等；墨水涂覆后，先用紅外烘烤燈烘烤3分鐘；然后將襯底放入真空烘箱，真空110°C下加熱烘烤10分鐘。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(4)所用的聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)劑為聚氟代(三氟甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸全氟烷基酯聚合物、(甲基)丙烯酸全氟烷基酰胺酯聚合物、(甲基)丙烯酸全氟烷基磺酰胺酯聚合物等氟代丙烯酸聚合物中的一種或幾種的混合，使用的是其乳液。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(4)將聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)劑乳液涂覆后，用紅外烘烤燈先烘烤3分鐘，然后用真空烘箱100°C真空下烘烤10分鐘，得到最終的耐水耐油銀導(dǎo)電薄膜。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種耐水耐油的銀導(dǎo)電薄膜的制備方法，其制備步驟為：將襯底進(jìn)行清洗、干燥和等離子處理；在襯底上涂覆一層粘結(jié)劑，烘干；將銀納米線導(dǎo)電墨水涂覆在粘結(jié)層上，干燥后得到銀導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)；將聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)劑涂覆在導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)上，烘干后得到一種耐水耐油的導(dǎo)電薄膜。該導(dǎo)電薄膜使用了憎水憎油的聚氟代丙烯酸酯類保護(hù)劑，因而制備的導(dǎo)電薄膜的耐水耐油性能很好。同時(shí)，該薄膜也有優(yōu)異的導(dǎo)電性、透光性以及小的霧度，適合在電子信息領(lǐng)域使用。
【IPC分類】H01B5/14, H01B13/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105206350
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510646940
【發(fā)明人】阮海波, 李璐, 劉碧桃, 周海霞, 陳善勇, 關(guān)有為
【申請(qǐng)人】重慶文理學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日