一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水及基于其的柔性透明导电膜制造技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水及基于其的柔性透明导电膜：该导电墨水是由纳米银线、石墨烯量子点、分散成膜助剂和去离子水按一定比例混合均一制得；基于其的柔性透明导电膜是在柔性基材上设置有通过涂布上述的石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水而形成的导电层，在导电层上设置有通过涂布UV保护液而形成的保护层。本发明专利技术的柔性透明导电膜具有稳定性好、方阻低、光学性能优异、制备工艺简单、易于工业化生产的特点，适用于大尺寸显示和柔性显示。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水及基于其的柔性透明导电膜
本专利技术涉及电子显示领域，特别涉及一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水以及由该导电墨水制备的柔性透明导电膜，该导电膜中纳米银线含量低，光学性能好、稳定性好、柔韧性好、制备工艺简单，适合工业化生产，特别适用于大尺寸显示和柔性显示。
技术介绍
随着消费者对大尺寸显示产品以及轻便和便携电子产品需求量逐渐增大，柔性导电膜需求量同步增加。目前市售透明导电膜导电层主要为氧化铟锡(ITO)，但ITO膜具有柔性差、方阻高、溅射设备贵等缺点，同时ITO储量有限，随着消耗量增加，价格逐渐升高。近年来科研工作者相继开发了碳纳米管、石墨烯、纳米银线、金属网格等新技术替代ITO，其中纳米银线由于涂布工艺简单、光学性能好、电性能好等特点，成为ITO最优替代材料。但纳米银线导电膜主要依靠纳米银线网络导电，为了达到较低方阻，必须提高纳米银线含量，而随着纳米银线含量提高，制得的导电膜光学性能会受到一定影响；同时纳米银线网络节点处电阻值是限制导电膜电性能的主要因素，并且用在柔性显示屏中，网络节点处阻值变化也是影响导电膜可靠性的主要因素。同时纳米银线由于纳米尺寸效应，活性更强，具有一定的光热不稳定性。因此，针对纳米银线透明导电膜目前存在的问题，目前急需开发一种稳定性好、方阻低、光学性能优异的柔性透明导电膜。
技术实现思路
为了避免上述现有技术不足之处，本专利技术旨在提供一种稳定性好、方阻低、光学性能优异的柔性透明导电膜。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术首先公开了一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水，其特点在于，各原料按质量百分比构成为：优选的，所述纳米银线直径为10-30nm、长径比为1000-1500。优选的，所述石墨烯量子点厚度≤1nm、片径≤10nm，所述石墨烯量子点的表面含有羟基、羧基、羰基、咪唑和氨基中的一种或多种反应性官能团。所述石墨烯量子点采用市售符合尺寸要求的石墨烯量子点，或按如下方法制得：将氧化石墨烯或氧化石墨烯量子点加入水中，超声分散均匀，获得浓度为5-20mg/mL的水溶液，并倒入密闭烧瓶中，使用烘箱在150-250℃处理10-15h，然后冷却、离心，所得沉淀物干燥后，即获得所需尺寸的石墨烯量子点。现有市售氧化石墨烯或氧化石墨烯量子点表面皆含有羟基、羧基、羰基、咪唑和氨基中的一种或多种反应性官能团，经本专利技术的方法处理后，所得石墨烯量子点的表面也含有相应官能团。同时，现有市售氧化石墨烯或氧化石墨烯量子点的尺寸过大，经本专利技术的方法处理后，所得石墨烯量子点可降低为所需尺寸，以使其可以有效作用于纳米银线的节点处。优选的，所述分散成膜助剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸钠中的一种。优选的，所述去离子水的TDS含量为0ppm。本专利技术所述的一种石墨烯量子点/纳米银线复合导电墨水的配置方法，包括如下步骤：a、将去离子水和石墨烯量子点依次加入分散缸，以500-1000r/min速度搅拌30min，制得均一溶液；然后将纳米银线缓慢加入分散缸，再继续搅拌30min，使石墨烯量子点在纳米银线表面通过配位作用充分结合；b、持续搅拌的同时，将分散成膜助剂缓慢加入，然后继续搅拌30min，制得石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水。本专利技术还进一步公开了基于上述石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水的柔性透明导电膜，其特点在于，所述柔性透明导电膜是在柔性基材上设置有通过涂布所述石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水而形成的导电层，在所述导电层上设置有通过涂布UV保护液而形成的保护层。优选的，所述UV保护液的各原料按质量百分比的构成为：优选的，所述UV树脂为AgiSyn230A2、AgiSyn2421、CN8011NS、CN8885NS和CN9010NS中的一种；所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基-环己基苯甲酮、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷和苯酰甲酸酯类混合物中的一种；所述流平剂为BYK-333；所述溶剂由丙酮、环己烷、乙酸乙酯、丁酮、异丙醇、乙酸丁酯、异丁醇，环己酮、四氯化碳、氯仿、四氢呋喃、醋酸甲酯、乙二醇、1,3-丙二醇，正丙醇、丁醇和丙醚中的任意三种按质量比1:1:1复配而成。上述柔性透明导电膜的制作方法，包括如下步骤：a、将所述石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水通过微凹涂布工艺，涂布在柔性基材上，然后经隧道炉100℃烘干1-2min，形成导电层；b、通过微凹涂布工艺将UV保护液涂布在所述导电层表面，然后以500mJ/cm2能量UV固化5-10s，形成保护层，制得柔性透明导电膜；c、在所述柔性透明导电膜的保护层表面覆耐高温PET保护膜，收卷。优选的，所述柔性基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰亚胺(PI)。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过合理配置配方体系，使体系中各原料协同作用，所得导电墨水制得的透明导电膜稳定性高、方阻低、光学性能优异。2、本专利技术采用石墨烯量子点，其作用机制体现在：该石墨烯量子点表面含有反应性官能团，因此在许多溶剂和水中都有优异的分散性能，从而在复合导电墨水中添加简便；石墨烯量子点尺寸小，且具有富电子特性，可以与具有亲电特性的纳米银线通过配位作用结合在一起，使纳米银线表面包覆大量石墨烯量子点，从而阻止纳米银线与空气和水的反应，提高其光热稳定性；由于纳米银线节点处亲电性能优异，石墨烯量子点与纳米银线配位作用更明显，对节点处起到很好的固定作用的同时降低纳米银线接触电阻，从而降低导电膜的方阻，因此制得相同方阻导电膜需要纳米银线含量更低，获得的导电膜光学性能更优异；石墨烯量子点由于表面含有反应性基团可以与基材表面或导电墨水中的分散成膜助剂通过氢键或化学键结合在一起，从而提高导电膜的附着力和耐弯曲性能；3、本专利技术工艺简单，可以卷对卷涂布，易于实现工业生产。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作详细说明，下述实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。下述对比例和实施例所用UV保护液的配方如下：具体制备方法：将UV树脂CN9010NS、光引发剂1173、流平剂BYK-333、溶剂(由丁酮、乙酸乙酯和乙二醇按质量比1:1:1复配而成)依次加入分散缸，然后用四氟乙烯搅拌杆，以500r/min速度搅拌60min，制得UV保护液。对比例1(1)水性导电墨水的配制：本对比例水性导电墨水的各原料按质量百分比构成为：纳米银线0.1％；分散成膜助剂0.2％；去离子水99.7％。其中：所用纳米银线直径10-15nm，长径比1300-1500；所用分散成膜助剂为羟乙基纤维素；所用去离子水的TDS含量为0ppm。具体制备方法如下：将分散成膜助剂和去离子水依次加入分散缸，以500r/min速度搅拌30min，制得均一溶液；然后将纳米银线缓慢加入，继续搅拌30min，制得水性导电墨水。(2)柔性透明导电膜制备：a、将步骤(1)制得的水性导电墨水通过微凹涂布工艺，涂布在PET非硬化面上，然后使用隧道炉(100℃、1min)烘干，制得导电层；b、将UV保护液通过微凹涂布工艺涂布在导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水，其特征在于，各原料按质量百分比构成为：

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水，其特征在于，各原料按质量百分比构成为：2.根据权利要求1所述的一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水，其特征在于：所述纳米银线直径为10-30nm、长径比为1000-1500。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水，其特征在于：所述石墨烯量子点的厚度≤1nm、片径≤10nm；所述石墨烯量子点的表面含有羟基、羧基、羰基、咪唑和氨基中的一种或多种反应性官能团。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水，其特征在于：所述分散成膜助剂为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酸钠中的一种；所述去离子水的TDS含量为0ppm。5.根据权利要求3所述的一种石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水，其特征在于，所述石墨烯量子点采用市售符合尺寸要求的石墨烯量子点，或按如下方法制得：将氧化石墨烯或氧化石墨烯量子点加入水中，超声分散均匀，获得浓度为5-20mg/mL的水溶液，并倒入密闭烧瓶中，使用烘箱在150-250℃处理10-15h，然后冷却、离心，所得沉淀物干燥后，即获得所需尺寸的石墨烯量子点。6.一种权利要求1～5中任意一项所述石墨烯量子点/纳米银线复合水性导电墨水的配置方法，其特征在于，包括如下步骤：a、将去离子水和石墨烯量子点依次加入分散缸，以500-1000r/min速度搅拌30min，制得均一溶液；然后将纳米银线缓慢加入分散缸，再继续搅拌30min，使石墨烯量子点在纳米银线表面通过配位作用充分结合；b、持续搅拌的同时，将分散成膜助剂缓慢加...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕鹏，张梓晗，杨锦，张运奇，聂彪，
申请(专利权)人：合肥微晶材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34