一種基于印刷方式的銀納米線透明導(dǎo)電漿料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于印刷方式的銀納米線透明導(dǎo)電漿料，主要針對電子行業(yè)。屬于納米漿料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的觸摸屏面板采用的是ITO(氧化銦錫)導(dǎo)電材料作為觸摸傳感層，ITO材料具有透明性好的優(yōu)點(diǎn)，然而其性質(zhì)比較脆，生產(chǎn)中多直接沉積至玻璃基材上；如果基材為PET等柔性材料，則必須用玻璃作為保護(hù)層，否則ITO導(dǎo)電材料非常易斷；ΙΤ0導(dǎo)電材料一般采用磁控濺射方法沉積至基材表面，這個過程所需的設(shè)備非常昂貴，而且ITO材料在沉積過程中只有30%的利用率，從而造成成本很高；ITO導(dǎo)電材料中的銦是一種稀有金屬，在地殼中含量很低，且無富集礦，極難開采，難以支持大規(guī)模的應(yīng)用。
[0003]ITO材料的方阻大于10歐姆，而且為了確保ITO薄膜材料的透明性，一般ITO薄膜的厚度不大于0.2微米，因此基于ITO材料的電容式觸摸屏尺寸只能局限在22時以內(nèi)，而且由于ITO材料中銦的稀缺性，目前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界開始研發(fā)金屬網(wǎng)格、碳納米管、石墨烯以及銀納米線技術(shù)以替代目前的ITO材料。其中以銀納米線技術(shù)最為成熟，專利CN102391737公開了一種用于觸摸屏的水溶性納米銀線墨水技術(shù)。專利CN201410229462公布了另外含有一定量膠水的納米銀線涂布液以及制備透明導(dǎo)電薄膜的技術(shù)。
[0004]基于納米銀線墨水技術(shù)透明導(dǎo)電薄膜由于不含或者含有很少量的粘結(jié)劑，因此同基材的的結(jié)合力非常差，即使進(jìn)行熱壓，薄膜同基材的結(jié)合力也提高不大。包含一定量膠水的納米銀線涂布液，同基材的結(jié)合力卻大幅提高，但是同納米銀線墨水技術(shù)一樣，納米銀線在墨水或者涂布液中的分散性無法得到保證，且由于納米銀線在墨水或涂布液中的含量較低(< 1% )，因此制備的導(dǎo)電薄膜的方阻在50-500歐姆范圍，相對于ITO材料而言導(dǎo)向性并不占優(yōu)。本發(fā)明的目的是通過仔細(xì)選擇納米銀線的直徑長度、溶劑、起粘結(jié)作用的樹脂、起分散作用的表面活性劑、消泡劑制備一種基于印刷電子方式的透明導(dǎo)電漿料，并在該漿料的基礎(chǔ)上制備透明性、導(dǎo)電性、成本低廉的透明導(dǎo)電薄膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明采用直徑小于50納米的銀線作為導(dǎo)電顆粒，通過選取合適的有機(jī)溶劑以及作為粘結(jié)劑的高分子樹脂以提高導(dǎo)電薄膜同基材的結(jié)合力，并加入合適的表面活性劑確保納米銀線能夠在高分子樹脂以及有機(jī)溶劑中均勻混合。為確保最終獲得均勻一致的透明導(dǎo)電薄膜，導(dǎo)電漿料中還添加一定量的消泡劑。最后制備得到的導(dǎo)電漿料還會進(jìn)行高速離心分散以及超聲處理以強(qiáng)化漿料的均一性。
[0006]要獲得良好的透明導(dǎo)電薄膜的核心是開發(fā)一種高一致性、高準(zhǔn)確性、以及高重復(fù)性的導(dǎo)電漿料，這些優(yōu)異的性能需要結(jié)合多種技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。一般導(dǎo)電漿料最基礎(chǔ)的體系是(導(dǎo)電顆粒+高分子樹脂+有機(jī)溶劑)。導(dǎo)電顆粒有多種選擇，如納米銀線、碳納米管、碳納米纖維、納米銅線、石墨烯等，一般來說納米銀線的效果最佳，其直徑最好在10-50納米范圍內(nèi)以確保制備的導(dǎo)電薄膜具有良好的透明性。高分子樹脂一般為玻璃轉(zhuǎn)化溫度比較高且具有彈性的樹脂或者橡膠材料，包括聚酯樹脂、苯氧樹脂、環(huán)氧樹脂、聚丙烯酸樹脂、聚氯乙烯、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺、聚碳酸醋、聚丙烯、聚乙烯、聚氨醋、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物。實(shí)際中由于苯氧樹脂和聚酯樹脂具有較好的韌性、彈性、穩(wěn)定性，一般優(yōu)先考慮這兩種類型的樹脂，一般其分子量在30000-80000、拉伸模量在20000大氣壓左右、玻璃轉(zhuǎn)變溫度在100攝氏度左右的聚酯或者苯氧樹脂比較理想。在導(dǎo)電漿料的制備過程中，高分子樹脂首先會加入有機(jī)溶劑中形成樹脂溶液，然后將高分子樹脂溶液與導(dǎo)電顆粒進(jìn)行混合。高分子樹脂在溶解過程中需要加熱并且不斷攪拌以形成均勻的溶液。為了確保導(dǎo)電漿料具有可印刷性，溶劑一般需要選擇具有高沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，其沸點(diǎn)至少要140攝氏度，其化學(xué)結(jié)構(gòu)應(yīng)該與使用的高分子樹脂近似。
[0007]實(shí)際情況下，有機(jī)溶劑中可能會存在少量水或者其它雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在對于導(dǎo)電漿料的性能會造成影響，一般采用蒸餾的方法去除這些低沸點(diǎn)的雜質(zhì)。高分子樹脂可能還含有少量固體酸或者金屬氧化物雜質(zhì)，將高分子樹脂溶液進(jìn)行高速離心可以去掉這些雜質(zhì)。由于導(dǎo)電漿料中同時具有高分子樹脂，有機(jī)材料和無機(jī)材料，這幾種材料的親水性和憎水性大不相同，表面活性劑的存在有助于這些性質(zhì)各異的材料能夠形成一個均相體系。理想表面活性劑的憎水集團(tuán)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該同高分子樹脂或者溶劑類似，用量一般為導(dǎo)電顆粒的80%。為了獲得較好的電子印刷特性還需要向電子漿料中添加消泡劑，消泡劑不僅能夠降低漿料的粘度，而且對于形成均相也有一定作用，還可以有效的消除導(dǎo)電漿料中的氣泡，用量一般為導(dǎo)電漿料總量的5%。。制備過程中首先采用蒸餾方法去除溶劑中的雜質(zhì)，然后將高分子樹脂溶解在溶劑中形成高分子溶液，使用高速離心技術(shù)去除高分子樹脂中的微量雜質(zhì)，并向高分子溶液中加入表面活性劑，攪拌均勻，再加入導(dǎo)電顆粒并采用超聲處理，最后加入消泡劑并采用高速離心進(jìn)行混合制得導(dǎo)電漿料。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明中導(dǎo)電漿料的具體制備工藝流程；
[0009]圖2為本發(fā)明中所涉及透明導(dǎo)電薄膜的制造工藝流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不因此而限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0011]一種基于印刷方式的納米銀線透明導(dǎo)電漿料，其施工方法主要采取以下步驟:
[0012]透明基材選用PET膜，PET的厚度為25?100微米；
[0013]制備納米銀線導(dǎo)電漿料，其中納米銀線含量為30wt%，直徑為30納米，長度為30微米。高分子樹脂為聚酯樹脂，其含量為1wt %，有機(jī)溶劑為環(huán)保型溶劑DBE，含量為35.5wt %，表面活性劑含量為24wt %，消泡劑含量為0.5wt % ；
[0014]采用200目絲網(wǎng)，通過絲網(wǎng)印刷方式將導(dǎo)電漿料印刷至PET薄膜表面；
[0015]對PET薄膜通過烘箱干燥固化，在PET透明基材的表面的形成一層透明納米銀線層，納米銀線層的厚度為I?3微米，導(dǎo)電薄膜透光率為75?92%、霧度小于2%，方阻為0.05 ?10hm0
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于導(dǎo)電納米線、高分子樹脂、有機(jī)溶劑、表面活性劑、消泡劑的導(dǎo)電漿料，其中導(dǎo)電納米線的含量為(0.5-50.0)Wt%，高分子樹脂含量為(5.0-95.0)Wt%，有機(jī)溶劑含量為(5.0-10.0) wt %，表面活性劑含量為(0.4-40.0) wt %，消泡劑含量為(0.l-1.0)wt%o2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于所述的有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)大于140攝氏度，包括并不限于DBE、異佛爾酮、二甲基甲酰胺、乙二醇單甲醚、苯甲醇等有機(jī)溶劑的一種或者幾種的混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于所述表面活性劑為氧化聚乙烯蠟、聚乙二醇200或400、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、纖維素衍生物、聚丙烯酰胺、古爾膠、脂肪酸聚乙二醇酯等。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于所述消泡劑為乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷等。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于印刷方式的銀納米線透明導(dǎo)電漿料。通過選擇適當(dāng)?shù)母叻肿訕渲鳛檎辰Y(jié)劑、合適的高分子活性劑以及消泡劑獲得了均勻性優(yōu)異、價格低廉的可印刷導(dǎo)電漿料，采用該導(dǎo)電漿料制備的透明導(dǎo)電薄膜同基材的結(jié)合力非常好，并且具有良好的導(dǎo)電性，不僅可以用于小幅面電容式觸摸屏，而且能夠運(yùn)用至ITO材料無法運(yùn)用的大幅面電容式觸摸屏領(lǐng)域。
【IPC分類】H01B1/22, H01B13/00
【公開號】CN104952513
【申請?zhí)枴緾N201510098709
【發(fā)明人】王文韜
【申請人】蘇州深科微新材料科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年3月6日