一种低雾度透明导电导体的制备方法技术

一种低雾度透明导电导体的制备方法，它涉及一种透明导电导体的制备方法。本发明专利技术的目的是要解决现有纳米银线透明导电油墨存在电性能差，雾度较大的问题。制备方法：一、制备初始反应液：溶液A、溶液B和硝酸铁多元醇溶液；二、还原得到反应产物；三、洗涤得到纳米银线；四、表面粗糙化处理表面粗糙化纳米银线；五、混合搅拌均匀，得到透明导电油墨。优点：雾度更低，导电率高，节省纳米银用量，成本低。本发明专利技术主要用于制备低雾度透明导电油墨。

Preparation of a transparent conducting conductor with low fog

The invention relates to a preparation method of a transparent conductive conductor with low haze, which relates to a preparation method of a transparent conductive conductor. The aim of the invention is to solve the problem of poor electric performance and large haze of the existing nano silver wire transparent conductive ink. Preparation methods: first, preparation of initial reaction liquid: solution A, solution B and ferric nitrate polyol solution; two, reduction of reaction products; three, washing nanometer silver line; four, surface roughness treatment surface roughness nano silver wire; five, mixing and mixing evenly to get transparent conductive ink. Advantages: low haze, high conductivity, saving nano silver and low cost. The invention is mainly used for preparing transparent conductive ink with low fog.

【技术实现步骤摘要】
一种低雾度透明导电导体的制备方法
本专利技术涉及一种透明导电导体的制备方法。
技术介绍
纳米线是一种纳米尺度(1纳米＝10-9米)的线。换一种说法，纳米线可以被定义为一种具有在横向上被限制在100纳米以下(纵向没有限制)的一维结构。这种尺度上，量子力学效应很重要，因此也被称作“量子线”。作为纳米技术的一个重要组成部分，纳米线可以被用来制作超小电路。银优良的导电性之外，由于纳米级别的尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲挠性。因此被视为是最有可能替代传统ITO透明电极的材料，为实现柔性、可弯折LED显示、触摸屏等提供了可能，并已有大量的研究将其应用于薄膜太阳能电池。此外由于银纳米线的大长径比效应，使其在导电胶、导热胶等方面的应用中也具有突出的优势。国际上有很多科研单位都已经有应用研究展开工作。2012年，YongZhu博士和北卡罗莱纳州立大学的团队用银纳米线研发出了高传导高伸缩导体(Highlyconductiveandelasticconductors)。Zhu博士指出这种导体可以用来制作可穿戴多功能传感器设备上的弹性电子零件。两年之后，他们开发出了这种传感器。该团队的论文“用银纳米线弹性导体制成的可穿戴多功能传感器”网上发表在Nanoscale杂志上。通过在两块这种导体间插入一块绝缘材料，这些研究人员研发出了储电设备。爱尔兰都柏林三一学院的JonathanN.Coleman研究纳米银线所表现出的柔性以及透明的性能，将其制成膜材将会是科学界寻找已久的替代ITO的理想材料。Coleman和他的同事们现在发现纳米级厚度的纳米银线膜表现出与ITO同等的光电性能，并且在挠曲千次后依然能保持良好的性能。此外他们报道，因为该膜的制备时从分散的水性溶液中，它完全可能通过喷涂工艺实现大面积的材料制备。日本大阪大学在2011年就有银纳米线透明电极的应用展示。大阪大学开发出了采用银纳米线、但可省去烧结工序的技术。具体方法是，清洗分散在PVP中的银纳米线，将银纳米线上附着的PVP量减至最低。由此，可省去在涂布后蒸发PVP的烧结工序。涂布后只实施冲压工序便实现了希望的透明性和低电阻。东芝也将Ag纳米线和碳材料石墨烯相组合，开发出了低薄膜电阻值的透明电极。今后将推进这些新一代透明电极的开发，为实现有机EL照明面板的大型化做出贡献。爱尔兰都柏林三一学院的JonathanN.Coleman利用纳米银线所表现出的柔性以及透明的性能，将其制成膜材将会是科学界寻找已久的替代ITO的理想材料。在国内也有一些研究，但目前基本上都处于实验室研发阶段。国内武汉大学，山东大学等一些团队也进行了纳米银线在锂离子电池及燃料电池领域的一些研究。目前，合成纳米银线的方法主要有硬模板法、软模板法。硬模板是指以阳极氧化铝膜、多孔硅、金属模板天然高分子材料、分子筛、胶态晶体等。通过纳米银前驱体的填充、包裹等将模板的结构、形貌复制到产物中去，然后通过酸碱溶解、高温分解等去除模板，合成纳米银线。硬模板法对模版材料制备工艺要求较高，去除模板也难度较大，难以大规模生产。软模板是利用DNA分子，表面活性剂SDBS(十二烷基苯磺酸钠)、SDS(十二烷基硫酸钠)、CTBA(十六烷基三甲基溴化铵)、聚氧乙烯醚类、季戊四醇等结合使用微乳法、胶束法、液-液界面法等技术制备纳米银线，。与硬模板相比，软模板的后期模板去除工作较为方便，并可以将回收的模板碎片再利用。另外也有一些研究采用自组装法、声电化学法和水热合成等方法。但是现有模板方法大多合成纳米银线具有规则表面，在后期应用中导致，纳米银表面镜面反射严重，雾度较大，是制约纳米银导电膜应用的主要问题。纳米银线透明导电油墨主要由导电填料纳米银线及起粘接作用的树脂，现有纳米银线由于纳米银的镜面反射问题，主要办法是将纳米银线的线径做小，由最初的100nm到目前20-30nm左右。但是纳米银线线径的降低导致电阻降低的问题，特别是纳米银线直径降到20nm以下之后，其电导率指数级下降，导致导电油墨的电性能无法满足要求。提高导电填料的单位浓度可以提高电性能，但是雾度也就随之上升。导致纳米银线油墨制备的薄膜难以大规模试用，特别是手机等小尺寸触摸屏领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有纳米银线透明导电油墨存在电性能差，雾度较大的问题，而提供一种低雾度透明导电导体的制备方法。一种低雾度透明导电导体的制备方法，具体是按以下步骤完成的：一、制备初始反应液：①、将硝酸银、表面活性剂和卤素盐溶解于多元醇A中，得到溶液A；所述溶液A中硝酸银的质量分数为0.001％～10％，表面活性剂的质量分数为0.0001％～1％，卤素盐的质量分数为0.0001％～1％；②、将硝酸银溶解于多元醇B中，得到溶液B，所述溶液B中硝酸银的质量分数为0.001％～10％；所述多元醇B与多元醇A是同一种物质；③、将硝酸铁溶解于多元醇C中，得到硝酸铁多元醇溶液，所述硝酸铁多元醇溶液中硝酸铁的质量分数为0.001％～10％；所述多元醇C与多元醇A是同一种物质；二、还原：以2mL/min～20mL/min的速度将溶液A加入到溶液B，在温度为70～180℃下加热反应Mh，0.5≤M≤24，然后加入硝酸铁多元醇溶液，继续在温度为70～180℃和搅拌速度为300rpm～1000rpm下加热搅拌反应Nmin，7.5≤N≤360，且M:N＝4:1，得到反应产物；所述溶液A与溶液B的体积比为1:(1～10)；所述反应产物中Fe与Ag的摩尔比为1:(30～300)；三、洗涤：先以水、乙醇或丙酮作为洗涤试剂，向反应产物加入洗涤试剂，然后进行离心沉降，得到初次洗涤产物，利用纯水对初次洗涤产物进行离心沉降洗涤，洗涤2～5次，得到纳米银线；所述反应产物与洗涤试剂的体积比为1:(1～3)，单次离心沉降洗涤使用的纯水与反应产物的体积比为(1～3):1；四、表面粗糙化处理：将纳米银线分散于含有抗坏血酸的稀酸性溶液中，在温度为30～60℃下加热搅拌反应0.5h～5h，然后离心沉降，得到表面粗糙化产物，采用纯水对表面粗糙化产物进行离心沉降洗涤，洗涤2～5次，得到表面粗糙化纳米银线；所述纳米银线的质量与含有抗坏血酸的稀酸性溶液的体积比为1g:(1～10)mL；所述含有抗坏血酸的稀酸性溶液由抗坏血酸和稀酸混合而成，所述含有抗坏血酸的稀酸性溶液中抗坏血酸的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，所述稀酸为浓度为0.01mol/L～0.1mol/L的稀硫酸、浓度为0.01mol/L～0.1mol/L的稀盐酸或浓度为0.01mol/L～0.1mol/L的稀硝酸；五、混合：将表面粗糙化纳米银线加入含表面活性剂的水溶液中，搅拌均匀，然后加入水溶性透明高分子粘接剂，搅拌均匀后得到透明导电油墨；所述含表面活性剂的水溶液由表面活性剂和水混合而成，所述含表面活性剂的水溶液中表面活性剂的质量分数为0.00001％～0.0005％，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂；所述水溶性透明高分子粘接剂由透明树脂和水混合而成，所述水溶性透明高分子粘接剂中透明树脂的质量分数为0.1％～1％，所述透明树脂为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素或羧甲基纤维素；所述表面粗糙化纳米银线与含表面活性剂的水溶液中表面活性剂的质量比为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低雾度透明导电导体的制备方法，其特征在于一种低雾度透明导电导体的制备方法是按以下步骤完成的：一、制备初始反应液：①、将硝酸银、表面活性剂和卤素盐溶解于多元醇A中，得到溶液A；所述溶液A中硝酸银的质量分数为0.001％～10％，表面活性剂的质量分数为0.0001％～1％，卤素盐的质量分数为0.0001％～1％；②、将硝酸银溶解于多元醇B中，得到溶液B，所述溶液B中硝酸银的质量分数为0.001％～10％；所述多元醇B与多元醇A是同一种物质；③、将硝酸铁溶解于多元醇C中，得到硝酸铁多元醇溶液，所述硝酸铁多元醇溶液中硝酸铁的质量分数为0.001％～10％；所述多元醇C与多元醇A是同一种物质；二、还原：以2mL/min～20mL/min的速度将溶液A加入到溶液B，在温度为70～180℃下加热反应M h，0.5≤M≤24，然后加入硝酸铁多元醇溶液，继续在温度为70～180℃和搅拌速度为300rpm～1000rpm下加热搅拌反应N min，7.5≤N≤360，且M:N＝4:1，得到反应产物；所述溶液A与溶液B的体积比为1:(1～10)；所述反应产物中Fe与Ag的摩尔比为1:(30～300)；三、洗涤：先以水、乙醇或丙酮作为洗涤试剂，向反应产物加入洗涤试剂，然后进行离心沉降，得到初次洗涤产物，利用纯水对初次洗涤产物进行离心沉降洗涤，洗涤2～5次，得到纳米银线；所述反应产物与洗涤试剂的体积比为1:(1～3)，单次离心沉降洗涤使用的纯水与反应产物的体积比为(1～3):1；四、表面粗糙化处理：将纳米银线分散于含有抗坏血酸的稀酸性溶液中，在温度为30～60℃下加热搅拌反应0.5h～5h，然后离心沉降，得到表面粗糙化产物，采用纯水对表面粗糙化产物进行离心沉降洗涤，洗涤2～5次，得到表面粗糙化纳米银线；所述纳米银线的质量与含有抗坏血酸的稀酸性溶液的体积比为1g:(1～10)mL；所述含有抗坏血酸的稀酸性溶液由抗坏血酸和稀酸混合而成，所述含有抗坏血酸的稀酸性溶液中抗坏血酸的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，所述稀酸为浓度为0.01mol/L～0.1mol/L的稀硫酸、浓度为0.01mol/L～0.1mol/L的稀盐酸或浓度为0.01mol/L～0.1mol/L的稀硝酸；五、混合：将表面粗糙化纳米银线加入含表面活性剂的水溶液中，搅拌均匀，然后加入水溶性透明高分子粘接剂，搅拌均匀后得到透明导电油墨；所述含表面活性剂的水溶液由表面活性剂和水混合而成，所述含表面活性剂的水溶液中表面活性剂的质量分数为0.00001％～0.0005％，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂；所述水溶性透明高分子粘接剂由透明树脂和水混合而成，所述水溶性透明高分子粘接剂中透明树脂的质量分数为0.1％～1％，所述透明树脂为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素或羧甲基纤维素；所述表面粗糙化纳米银线与含表面活性剂的水溶液中表面活性剂的质量比为1:(0.0001～0.01)；所述所述表面粗糙化纳米银线与水溶性透明高分子粘接剂中透明树脂的质量分数为1:(0.1～3)。...

【技术特征摘要】
1.一种低雾度透明导电导体的制备方法，其特征在于一种低雾度透明导电导体的制备方法是按以下步骤完成的：一、制备初始反应液：①、将硝酸银、表面活性剂和卤素盐溶解于多元醇A中，得到溶液A；所述溶液A中硝酸银的质量分数为0.001％～10％，表面活性剂的质量分数为0.0001％～1％，卤素盐的质量分数为0.0001％～1％；②、将硝酸银溶解于多元醇B中，得到溶液B，所述溶液B中硝酸银的质量分数为0.001％～10％；所述多元醇B与多元醇A是同一种物质；③、将硝酸铁溶解于多元醇C中，得到硝酸铁多元醇溶液，所述硝酸铁多元醇溶液中硝酸铁的质量分数为0.001％～10％；所述多元醇C与多元醇A是同一种物质；二、还原：以2mL/min～20mL/min的速度将溶液A加入到溶液B，在温度为70～180℃下加热反应Mh，0.5≤M≤24，然后加入硝酸铁多元醇溶液，继续在温度为70～180℃和搅拌速度为300rpm～1000rpm下加热搅拌反应Nmin，7.5≤N≤360，且M:N＝4:1，得到反应产物；所述溶液A与溶液B的体积比为1:(1～10)；所述反应产物中Fe与Ag的摩尔比为1:(30～300)；三、洗涤：先以水、乙醇或丙酮作为洗涤试剂，向反应产物加入洗涤试剂，然后进行离心沉降，得到初次洗涤产物，利用纯水对初次洗涤产物进行离心沉降洗涤，洗涤2～5次，得到纳米银线；所述反应产物与洗涤试剂的体积比为1:(1～3)，单次离心沉降洗涤使用的纯水与反应产物的体积比为(1～3):1；四、表面粗糙化处理：将纳米银线分散于含有抗坏血酸的稀酸性溶液中，在温度为30～60℃下加热搅拌反应0.5h～5h，然后离心沉降，得到表面粗糙化产物，采用纯水对表面粗糙化产物进行离心沉降洗涤，洗涤2～5次，得到表面粗糙化纳米银线；所述纳米银线的质量与含有抗坏血酸的稀酸性溶液的体积比为1g:(1～10)mL；所述含有抗坏血酸的稀酸性溶液由抗坏血酸和稀酸混合而成，所述含有抗坏血酸的稀酸性溶液中抗坏血酸的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，所述稀酸为浓度为0.01mol/L～0.1mol/L的稀硫酸、浓度为0.01mol/L～0.1mol/L的稀盐酸或浓度为0.01mol/L～0.1mol/L的稀硝酸；五、混合：将表面粗糙化纳米银线加入含表面活性剂的水溶液中，搅拌均匀，然后加入水溶性透明高分子粘接剂，搅拌均匀后得到透明导电油墨；所述含表面活性剂的水溶液由表面活性剂和水混合而成，所述含表面活性剂的水溶液中表面活性剂的质量分数为0.00001％～0.0005％，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂；所述水溶性透明高分子粘接剂由透明树脂和水混合而成，所述水溶性透明高分子粘接剂中透明树脂的质量分数为0.1％～1％，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵祖珍，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，深圳市希诺威光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44