一种高耐弯折透明导电膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及透明导电膜制备技术领域，尤其涉及一种高耐弯折透明导电膜及其制备方法。本发明专利技术提供的柔性透明导电膜由超细银纳米线和柔性基底组成。将大长径比、超细银纳米线通过过滤、转印、二次压制等步骤，转移到柔性基底上制备出柔性透明导电膜，其可见光透过率T>90%，方块电阻Rs<50Ω/sq，耐弯折次数达40000次以上。本发明专利技术工艺、设备简单，不需要对基底进行预处理，不需要额外添加有机溶剂，成本低，且导电网络厚度易控制，容易实现规模化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及透明导电膜制备
，尤其涉及。
技术介绍
透明导电膜由于其具有良好的光学透明度和表面传导性，广泛用于液晶显示器、触摸屏、LED以及薄膜太阳能电池等产品中；目前该透明导电膜的主要材料是氧化铟锡(ΙΤ0)，然而ITO作为一种金属氧化物，不耐受弯折曲挠，无法在挠性电子设备上使用，相比之下，采用一维和二维纳米材料作为主要成分的柔性透明导电膜可具备优异的透光性能、导电性能及抗曲挠性能，是目前柔性透明导电膜的热点研宄内容之一。现有的柔性透明导电膜常采用导电高分子、碳纳米管(CNT)、石墨烯、金属纳米线等制备；但相比之下，金属纳米线网络导电性最好，生产成本低，其中纳米银线除具有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，因而备受青睐；而研宄发现，纳米银线的物理化学性质及潜在应用主要依赖于其尺寸，申请号为201210190604.8的中国专利公布了一种柔性透明导电膜及其制备方法，选择直径在60 nm~300nm之间且长径比为100~300的纳米银线制备透明导电膜，其结果显示透光率T>70 %，表面电阻Rs~120 Ω/sq，与高端的ITO膜(透光率T>90 %，方块电阻Rs〈100 Ω/sq)相比还是有比较大的差距；美国陶氏化学公司的G.Khanarian等(The optical andelectrical properties of silver nanowire mesh films, App1.Phys.2013, 114,024302)通过实验和理论计算得出，当银纳米线的直径〈50 nm，长度>5 μπι时，所制备的导电膜透光率Τ>90 %，方块电阻Rs~100 Ω/sq，雾度H〈1 %，性能有了极大的提高。为了提高导电层与柔性基底的粘附性和耐弯折性，中国专利201410100497.4选用尺寸为10-50 μ m，半径为80~120 nm的纳米银线作为导电填料，再采用胶黏剂作为中间层与基底及纳米银线产生作用，最后在薄膜上层喷涂一层石墨烯，以此来提高纳米线与基底的粘附性，然而在进行弯曲试验500次后，其导电膜方阻即增加了 14.7%，弯曲1000次后，其方阻增加了 44.2%，远远达不到高耐弯折性的水平；而目前未见通过一种简便工艺生产具有高透光性、高导电性和高耐弯折透明导电膜的报道。因此开发一种简便快速且易于获得高透光率和低方阻的高耐弯折透明导电膜的制备方法就显得非常重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前柔性透明导电膜制备过程复杂，耐弯折性差，导电网络厚度难控制，难以达到高透光率及导电性等问题，提供一种高耐弯折、高透光率和低方阻的柔性透明导电膜；同时提供一种制备过程简单、膜厚易控制的高耐弯折透明导电膜的制备方法。为实验上述目的，本专利技术采用如下技术方案: 一种高耐弯折透明导电膜，其特征在于:所述透明导电膜由柔性透明薄膜基底和超细银纳米线导电层组成，其耐弯折次数达4万次以上，可见光透过率T>90%，方块电阻Rs〈50Ω /sq。所述的超细银纳米线导电层中，银纳米线平均直径为20~60 nm，长度为10~50μ m，导电层中银纳米线紧密搭接构成均匀的导电网络，导电层厚度为40~60 nm。所述的柔性透明薄膜基底为厚度100~500 μπι，透光率大于95%的有机聚合物中的任一种。一种高耐弯折透明导电膜的制备方法，具体步骤包括: (I)将平均直径20~60nm，长度为10~50 μ m的银纳米线配制成悬浮液，取悬浮液加入无水乙醇稀释、搅拌均匀后，用砂芯过滤装置抽滤，在有机过滤膜上形成一层均匀的银纳米线膜层。(2)将银纳米线膜层覆盖到柔性透明塑料基底上，对它施加一定的机械压力后，轻轻撕开有机过滤膜，即得到平整、均匀的银纳米线/聚合物复合导电膜。(3)对复合导电膜施加二次压制处理，得到高耐弯折透明导电膜。步骤(I)中所述的银纳米线悬浮液的质量体积浓度为0.1-0.25 mg/mL，溶剂为无水乙醇溶液。步骤(I)中所述的银纳米线悬浮液加入无水乙醇稀释，银纳米线悬浮液与无水乙醇的体积比为:0.007-0.15:1。步骤(2)中对透明导电膜所施加的机械压力是通过压片机或辊压机来实现，压力范围为0.5-5 MPa0步骤(3)中，为实现更佳的导电性和粘附性，二次压制处理所施加的压力范围为2-10 MPa0步骤(2)和(3)中，施加压力的时间应保持在15~20 S。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果: (I)本专利技术采用超细银纳米线，在简化导电薄膜生产工艺同时，制备的柔性透明导电膜具有优异的导电性和透光率，可见光透过率T>90 %，方块电阻Rs〈50 Ω/sq。(2)本专利技术可以通过加入银纳米线的量有效的控制导电膜层的厚度。(3)根据上述方法制备的透明导电膜具有良好的耐弯折性，耐弯折次数达40000次以上。【附图说明】: 图1、2是实施例1中AgNWs-PET膜的扫描电镜照片。图3是实施例1中AgNWs-PET膜的紫外-可见光透光率曲线。图4是实施例1中AgNWs-PET膜的原子力显微镜3D照片。图5、图6是实施例2中AgNWs-PET膜的扫描电镜照片。图7是实施例2中AgNWs-PET膜的紫外-可见光透光率曲线。图8是对比例中AgNWs-PET膜的原子力显微镜3D照片。图9是对比例中AgNWs-PET膜的弯折照片。图10是实施例1与对比例中AgNWs-PET膜的耐弯折情况对比曲线。【具体实施方式】: 以下结合具体的实施例对本专利技术的技术方案及有益效果作进一步的说明。实施例1 (I)将直径为40~60nm、长度为30~50 μ m的银纳米线超声分散，配制成质量体积浓度为0.25 mg/mL的悬浮液，取200 μ I银纳米线悬浮液加入20 ml无水乙醇，搅拌均勾后倒入砂芯过滤装置中，抽滤，在有机过滤膜上形成一层均匀的银纳米线膜层。(2)将银纳米线膜层覆盖到厚度为100 ym的PET基底上，对它施加3 MPa机械压力并保持20 s后，轻轻撕开有机过滤膜，即得到平整、均匀的银纳米线/聚合物复合导电膜。(3)对复合导电膜施加10 MPa压力，保持20 S，得到高耐弯折透明导电膜。实验结果对比: 图1、图2为本实施例所制备的AgNWs-PET膜扫描电镜照片，从图中可见，银纳米线互相搭接构成均匀的导电网络，导电层厚度约为60 nm。图3是AgNWs-PET膜的透光率曲线；由结果可知，AgNWs-PET膜其可见光透光率(550nm)为91.1%，此时方块电阻检测为10.8 Ω/sq。图4是AgNWs-PET膜的原子力显微镜3D照片，从照片中可见，银纳米线与PET基底粘附性很好，可耐弯折45000次。当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高耐弯折透明导电膜，其特征在于：所述高耐弯折透明导电膜由柔性透明薄膜基底和超细银纳米线导电层组成，其耐弯折次数达4万次以上，可见光透过率T>90%，方块电阻Rs<50 Ω/sq。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈湘黔，李旻，景茂祥，陈翠玉，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32