本發(fā)明涉及透明導電薄膜制造領域，具體說是一種連續(xù)規(guī)模化制備透明導電薄膜的裝置及制備方法。

背景技術：

透明導電薄膜是一種重要的光電材料，廣泛應用于觸摸屏、液晶顯示、有機發(fā)光二極管顯示、太陽能電池等光電領域。電子信息產(chǎn)品和技術的不斷發(fā)展和升級換代，對透明導電膜的發(fā)展提出了柔性化、超輕薄化、高穩(wěn)定性等更高的要求。錮錫氧化物是目前綜合性能最好的透明導電薄膜，但錮錫氧化物存在資源短缺、成本高、柔韌性和化學穩(wěn)定性差等諸多問題，無法滿足新型透明導電膜的要求。

現(xiàn)在用于制作透明導電薄膜的導電材料主要有：銀納米線、導電高分子、碳納米管以及石墨烯等。由于這些導電填料獨特的結構，采用它們制作的透明導電薄膜具有優(yōu)異的導電性能和透光率，在經(jīng)過多次彎折后仍然能夠保持較低的表面電阻值，被視為可以取代錮錫氧化物的下一代透明導電薄膜。

目前，制備透明導電薄膜的方法主要有濕法和干法兩種。濕法是首先將導電填料分散，得到均勻穩(wěn)定的分散液，然后再通過真空抽濾、旋涂、浸涂、噴涂等方法將導電填料沉積到期望的襯底上。對于真空抽濾和旋涂，由于設備的尺寸決定其很難連續(xù)規(guī)?；苽渫该鲗щ姳∧?。浸涂和噴涂可以直接在大面積透明基板上制備透明導電薄膜，但是無法連續(xù)規(guī)模制備。干法制備透明導電薄膜主要集中在化學氣相沉積制備石墨烯以及直接生長碳納米管陣列然后將其拉成薄膜，這種方法雖然能制備出高性能的透明導電薄膜，但是由于化學氣相沉積設備尺寸有限，難以實現(xiàn)連續(xù)規(guī)?；苽洹＞C上,目前函需發(fā)展針對連續(xù)規(guī)?；该鲗щ姳∧ぶ苽浼夹g。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服目前現(xiàn)有透明導電薄膜生產(chǎn)存在的不能夠連續(xù)規(guī)?；苽涞娜毕?，從而實現(xiàn)一種占地體積小，操作簡單方便，且能夠實現(xiàn)連續(xù)規(guī)模化制備的連續(xù)規(guī)?；苽渫该鲗щ姳∧さ难b置及制備方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案是：一種連續(xù)規(guī)?；苽渫该鲗щ姳∧さ难b置，包括機架、基體支撐釋放機構、保護層回收機構、自動噴涂機構、溫控加熱機構和成品收卷機構，所述基體支撐釋放機構安裝于機架的一側端部，成品收卷機構安裝于機架的另一側端部，保護層回收機構固定設置于機架頂部靠近基體支撐釋放機構一側，保護層回收機構的側部機架上固定設置自動噴涂機構，自動噴涂機構下部一側固定安裝溫控加熱機構。

作為本發(fā)明制備裝置的優(yōu)選技術方案，所述基體支撐釋放機構包括氣脹輥和基體支撐板，所述基體支撐板一側固定安裝于機架側部，氣脹輥安裝于基體支撐板之間。

作為本發(fā)明制備裝置的優(yōu)選技術方案，所述保護層回收機構包括回收支架、調速電機、減速器、保護層纏繞輥、中間導向輥和導向分離輥，所述調速電機設置于回收支架上，且調速電機通過減速機帶動保護層纏繞輥轉動，導向分離輥安裝于回收支架和自動噴涂機構之間的機架上，中間導向輥設置于保護層纏繞輥一側的回收支架上；調速電機的勻速轉動范圍為90~1400rpm/min，減速器的減速比為1:180。

作為本發(fā)明制備裝置的優(yōu)選技術方案，所述自動噴涂機構包括噴涂支架、噴涂導向輥、噴筆和滑臺，所述滑臺固定設置于噴涂支架一側，噴筆固定設置于滑臺上，滑臺帶動噴筆做直線往復運動，噴涂導向輥平行設置于噴涂支架兩側的機架上。

作為本發(fā)明制備裝置的優(yōu)選技術方案，噴筆的噴涂壓強范圍為0.25-0.35MPa，且噴筆噴口距離基體的距離為：30~100mm，滑臺的運動速度范圍為3000~4000mm/min。

作為本發(fā)明制備裝置的優(yōu)選技術方案，所述溫控加熱機構包括溫度控制器、溫度傳感器和紅外加熱板，溫度控制器通過溫度傳感器控制紅外加熱板的加熱溫度范圍為40~60℃。

作為本發(fā)明制備裝置的優(yōu)選技術方案，所述成品收卷機構包括力矩電機、成品支撐板和成品纏繞輥，成品支撐板一端固定安裝與機架側部，成品纏繞輥設置于成品支撐板中間且由力矩電機帶動旋轉，力矩電機的控制器設定范圍為9~11。

一種連續(xù)規(guī)?；苽渫该鲗щ娞技{米管/聚碳酸酯薄膜的方法，包括以下步驟：

步驟1：配置多壁碳納米管溶液：

a)利用細胞粉碎儀，設定功率30%，時間40分鐘，將多壁碳納米管粉末超聲分離在有機溶劑丙酮中，配置成質量濃度為0.01%的多壁碳納米管溶液。

b)將步驟a配置的多壁碳納米管丙酮溶液利用離心機離心分離，設定離心機轉速2000rpm/min，離心時間10min，然后取上清液。

步驟2：制備裝置準備：

a)將成卷的聚碳酸酯薄膜安裝到氣脹輥上，聚碳酸酯薄膜引至導向分離輥和噴涂導向輥之間，其中聚碳酸酯薄膜的保護層在中間導向輥的導向下，由保護層纏繞輥收集，聚碳酸酯薄膜在噴涂導向輥的導向下由力矩電機帶動，收集在成品纏繞輥上。

b)將步驟1配置好的多壁碳納米管溶液上清液裝到與噴筆連通的容器內，設定噴筆噴涂壓強為0.3MPa，噴筆噴口距離聚碳酸酯薄膜的距離為5cm，滑臺的滑動速度為4000mm/min。

c)設定紅外加熱板的溫度為40℃，力矩電機控制器設定9，調速電機設定轉速120 rpm/min。

步驟3：透明導電薄膜制備。

a)首先打開紅外加熱板的控制開關，加熱到設定溫度后，依次打開滑臺、力矩電機、調速電機開關，待聚碳酸酯薄膜運行穩(wěn)定后，打開噴筆開關，步驟1配置好的多壁碳納米管溶液上清液噴涂到聚碳酸酯薄膜表面，紅外加熱板促進丙酮的揮發(fā)，制備的透明導電薄膜收集到成品纏繞輥上。

b)制備結束后，首先關閉噴筆開關，然后依次關閉力矩電機、調速電機、滑臺、紅外加熱板開關，取下成品纏繞輥上的透明導電薄膜，清洗噴筆。

作為本發(fā)明制備方法的優(yōu)選技術方案，所述多壁碳納米管粉末型號為TNIM2，多壁碳納米管外徑為8~15nm，內徑為3~6nm，長度為30-50μm，純度為95%。

作為本發(fā)明制備方法的優(yōu)選技術方案，力矩電機功率為10W，調速電機功率為10W，氣脹輥外徑為70mm，成品纏繞輥外徑為50mm，噴筆的噴嘴內徑為0.5mm，紅外加熱板的功率為500W。

本發(fā)明的連續(xù)規(guī)?；苽渫该鲗щ姳∧さ难b置及制備方法的有益效果：

1.本發(fā)明的連續(xù)規(guī)?；苽渫该鲗щ姳∧さ难b置，占地體積小，操作簡單方便，且有效的結合噴涂和卷對卷技術，實現(xiàn)了連續(xù)規(guī)?；苽渫该鲗щ姼叻肿颖∧?。

2.本發(fā)明的連續(xù)規(guī)模化制備透明導電薄膜的裝置及制備方法，生產(chǎn)過程不需要人工干預，設定好參數(shù)后能夠實現(xiàn)全自動連續(xù)規(guī)?；a(chǎn)，設備的自動化程度大大提高，生產(chǎn)效率大幅提升。

附圖說明

圖1是連續(xù)規(guī)?；苽渫该鲗щ姳∧さ难b置的結構示意圖；

圖2為采用本發(fā)明的制備裝置和方法制備的透明導電碳納米管/聚碳酸酯薄膜SEM圖。

參見圖1-2：1-機架，2-基體支撐釋放機構，201-氣脹輥，202-基體支撐板，3-保護層回收機構，301-回收支架，302-調速電機，303-保護層纏繞輥，304-中間導向輥，305-導向分離輥，4-自動噴涂機構，401-噴涂支架，402-噴涂導向輥，403-噴筆，404-滑臺，5-溫控加熱機構，501-紅外加熱板，6-成品收卷機構，601-力矩電機，602-成品支撐板，603-成品纏繞輥。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體的實施方式對本發(fā)明的連續(xù)規(guī)模化制備透明導電薄膜的裝置及制備方法做更加詳細的描述。

實施例1：

本發(fā)明的連續(xù)規(guī)模化制備透明導電薄膜的裝置，包括機架1、基體支撐釋放機構2、保護層回收機構3、自動噴涂機構4、溫控加熱機構5和成品收卷機構6，所述基體支撐釋放機構2安裝于機架1的一側端部，成品收卷機構6安裝于機架1的另一側端部，保護層回收機構3固定設置于機架1頂部靠近基體支撐釋放機構2一側，保護層回收機構3的側部機架1上固定設置自動噴涂機構4，自動噴涂機構4下部一側固定安裝溫控加熱機構5。

所述基體支撐釋放機構2包括氣脹輥201和基體支撐板202，所述基體支撐板202一側固定安裝于機架1側部，氣脹輥201安裝于基體支撐板202之間。

所述保護層回收機構3包括回收支架301、調速電機302、減速器、保護層纏繞輥303、中間導向輥304和導向分離輥305，所述調速電機302設置于回收支架301上，且調速電機302通過減速機帶動保護層纏繞輥303轉動，導向分離輥304安裝于回收支架301和自動噴涂機構4之間的機架1上，中間導向輥304設置于保護層纏繞輥303一側的回收支架301上；調速電機302的轉速為120rpm/min，減速器的減速比為1:180。

所述自動噴涂機構4包括噴涂支架401、噴涂導向輥402、噴筆403和滑臺404，所述滑臺404固定設置于噴涂支架401一側，噴筆403固定設置于滑臺404上，滑臺404帶動噴筆403做直線往復運動，噴涂導向輥402平行設置于噴涂支架401兩側的機架1上。

噴筆403的噴涂壓強為0.3MPa，且噴筆403噴口距離基體的距離為：50mm，滑臺403的運動速度為4000mm/min。

所述溫控加熱機構5包括溫度控制器、溫度傳感器和紅外加熱板501，溫度控制器通過溫度傳感器控制紅外加熱板501的加熱溫度為50℃。

所述成品收卷機構6包括力矩電機601、成品支撐板602和成品纏繞輥603，成品支撐板602一端固定安裝與機架1側部，成品纏繞輥603設置于成品支撐板602中間且由力矩電機601帶動旋轉，力矩電機601的控制器設定為9。

一種連續(xù)規(guī)?；苽渫该鲗щ娞技{米管/聚碳酸酯薄膜的方法，包括以下步驟：

步驟1：配置多壁碳納米管溶液：

c)利用細胞粉碎儀，設定功率30%，時間40分鐘，將多壁碳納米管粉末超聲分離在有機溶劑丙酮中，配置成質量濃度為0.01%的多壁碳納米管溶液。

d)將步驟a配置的多壁碳納米管丙酮溶液利用離心機離心分離，設定離心機轉速2000rpm/min，離心時間10min，然后取上清液。

步驟2：制備裝置準備：

d)將成卷的基體材料聚碳酸酯薄膜安裝到氣脹輥201上，聚碳酸酯薄膜引至導向分離輥305和噴涂導向輥402之間，其中聚碳酸酯薄膜的保護層在中間導向輥304的導向下，由保護層纏繞輥303收集，聚碳酸酯薄膜在噴涂導向輥402的導向下由力矩電機601帶動，收集在成品纏繞輥603上。

e)將步驟1配置好的多壁碳納米管溶液上清液裝到與噴筆連通的容器內，設定噴筆403噴涂壓強為0.3MPa，噴筆403噴口距離聚碳酸酯薄膜的距離為5cm，滑臺404的滑動速度為4000mm/min。

f)設定紅外加熱板501的溫度為40℃，力矩電機601控制器設定9，調速電機302設定轉速120 rpm/min。

步驟3：透明導電薄膜制備。

c)首先打開紅外加熱板501的控制開關，加熱到設定溫度后，依次打開滑臺404、力矩電機601、調速電機302開關，待聚碳酸酯薄膜運行穩(wěn)定后，打開噴筆403開關，步驟1配置好的多壁碳納米管溶液上清液噴涂到聚碳酸酯薄膜表面，紅外加熱板501促進丙酮的揮發(fā)，制備的透明導電薄膜收集到成品纏繞輥603上。

d)制備結束后，首先關閉噴筆403開關，然后依次關閉力矩電機601、調速電機302、滑臺404、紅外加熱板501開關，取下成品纏繞輥603上的透明導電薄膜，清洗噴筆403。

所述多壁碳納米管粉末型號為TNIM2，多壁碳納米管外徑為8~15nm，內徑為3~6nm，長度為30-50μm，純度為95%。

力矩電機601功率為10W，調速電機302功率為10W，氣脹輥201外徑為70mm，成品纏繞輥603外徑為50mm，噴筆403的噴嘴內徑為0.5mm，紅外加熱板501的功率為500W。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領域的技術人員在不脫離本發(fā)明構思和原則的前提下所做出的等同變化與修改，均應屬于本發(fā)明保護的范圍。