描述了一种适于制备透明导电层的组合物，所述组合物包含水与一种或多种醇的混合物、导电纳米物质以及一种或多种溶解的苯乙烯/(甲基)丙烯酸类共聚物。
A composition containing a silver nanowire in a mixture of alcohol / water and a dispersed styrene / (methyl) acrylic acid copolymer in an alcohol / water mixture for preparation of transparent conductive layers
A composition suitable for preparing transparent conductive layer is described, which comprises a mixture of water and one or more alcohols, conductive nanomaterials, and one or more dissolved styrene / (methyl) acrylic copolymers.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备透明导电层的含有处于醇/水混合物中的银纳米线和分散的苯乙烯/(甲基)丙烯酸类共聚物的组合物本专利技术分别涉及一种适于制备透明导电层的组合物、一种用于制备透明导电层的方法，以及所述组合物用于制备所述导电层的用途。本文所用的术语“透明导电层”是指以下层：(i)在施加适当电压时，能够允许电流流动，和(ii)根据ASTMD1003测量，在可见区(400-700nm)中的光透射率为80％或更大，参见例如US8,049,333。所述层通常设置在衬底表面上，其中所述衬底通常为电绝缘体。该透明导电层作为抗静电层和电磁波屏蔽层广泛用于平板液晶显示器、触摸屏、电致发光器件、薄膜光伏电池中。该透明导电层通常为包含(i)光学透明固体相邻相(也称为基体)和(ii)在所述基体中延伸的导电纳米物质的导电网络的复合体。基体由一种或多种光学透明聚合物形成。所述基体在层内结合导电纳米物质，填充所述导电纳米物质之间的空隙，提供机械完整性以及层稳定性且使该层与衬底表面结合。导电纳米物质的导电网络允许电流在层内的相邻和重叠导电纳米物质之间流动。由于纳米物质尺寸小，其对复合体的光学行为的影响非常小，因此允许形成光学透明复合体，即根据ASTMD1003测得在可见区(400-700nm)中光透射率为80％或更大的复合体，参见例如US8,049,333。该透明导电层通常通过如下方法制备，将溶解或分散在合适液体中的包含足量如下组分的组合物施加至衬底表面：(i)一种或多种形成基体的粘合剂，(ii)导电纳米物质，和(iii)任选的辅助成分，且从施加至所述衬底的所述表面上的所述组合物中移除在25℃和101.325kPa下为液体的那些成分(下文中称为液体成分)，从而达到在所述衬底的所述表面上形成透明导电层的程度，所述透明导电层包含施加组合物的在25℃和101.325kPa下为固体的成分(下文中称为固体成分)。用于制备透明导电层的该类组合物通常称为油墨。US2008/0182090A1公开了一种适于用作高速印刷的油墨以制造电子电路如RFID天线等的组合物，所述组合物包含以下成分：(a)导电颗粒，优选为银颗粒，更优选为银薄片，(b)苯乙烯/(甲基)丙烯酸类共聚物，(c)阴离子润湿剂，(d)消泡剂，和(e)水，以及任选的至少一种选自如下组的溶剂：醇、胺、二醇、乙酸酯、醚、酮、醛和酰胺。根据US2008/0182090A1，阴离子润湿剂优选选自磺基琥珀酸碱金属盐和阴离子聚丙烯酸盐共聚物。根据US2008/0182090A1，获得的导电层的厚度为3-7μm。优选地，在US2008/0182090A1所述的油墨中，银颗粒(a)的浓度为组合物的约10-90％，且共聚物(b)的浓度为组合物的约2-50％。因此，在所述油墨中，在25℃和101.325kPa下为固体的成分(下文称为固体成分)的浓度明显较高。US2008/0182090A1未公开所得导电层的光学性质，然而据认为光透射率由于油墨中的大量固体成分而相当低且雾度相当高。在施加至衬底表面以制备导电层的油墨的给定湿厚度下，可获得的导电层的厚度及因此不透明度随施加油墨中固体成分浓度的增加而增大。因为湿厚度因技术原因而存在下限，几乎不可能通过降低湿厚度来降低可获得的导电层的厚度和不透明度，且为了获得完全透明导电层，湿厚度必须尽可能接近所述下限。US2012/0097059A1公开了一种油墨组合物，其包含：多种金属纳米结构、一种或多种粘度调节剂及包含水和一种或多种水混溶性共溶剂的含水液体载剂，其中水为含水液体载剂重量的约40-60％，其中共溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、丙二醇、丙二醇甲基醚或乙二醇。根据US2012/0097059A1，使用共溶剂以便在印刷后促进油墨干燥，这是因为对混溶性溶剂的体系而言，沸点低于各纯溶剂的沸点。根据US2012/0097059A1，优选油墨组合物包含一种或多种表面活性剂，其用以调节表面张力和润湿。优选表面活性剂为氟表面活性剂、基于烷基酚乙氧基化物的非离子表面活性剂、仲醇乙氧基化物和炔系表面活性剂。在某些实施方案中，US2012/0097059A1的油墨组合物进一步包含粘合增进剂，其中粘合增进剂为有机硅烷化合物。在非在先公开的申请(申请号62/037,630)中，描述了一种适于制备透明导电层的组合物，所述组合物包含导电纳米物质和一种或多种溶解的苯乙烯/(甲基)丙烯酸类共聚物。其并未公开所述组合物包含一种或多种选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和叔丁醇的醇。US2008/0182090A1和US2012/0097059A1依赖于将润湿剂以及分别地表面活性剂添加至油墨中，这导致油墨配制的复杂性增大。此外，所述润湿剂以及分别地表面活性剂通常分别为在25℃和101.325kPa下为固体或在101.325kPa下具有高沸点以使得它们在油墨施加至衬底后不易移除的物质。因此，润湿剂以及分别地表面活性剂作为在所述衬底的所述表面上形成的层中的外来物残留，从而在所述层中引入组成异质性且影响所述层的特性。更具体地，该润湿剂以及分别地表面活性剂对层的电子传导性没有贡献，且通常对基体形成没有贡献，但通常可对层的光学性质具有不利影响，即使所述润湿剂以及分别地表面活性剂以非常低的浓度存在于油墨中也是如此。此外，表面活性剂在油墨中的存在可能诱导泡沫形成，这可导致使用所述油墨制备的层的不均匀性和不连续性。本专利技术的目的是提供一种适于制备具有根据2013年11月公布的ASTMD1003(程序A)测得为80％或更大的光透射率的透明导电层的油墨，其中所述油墨可靠且安全地润湿待涂覆的衬底。更具体地，本专利技术的目的是提供一种对由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的衬底呈现出良好湿润性质的油墨。进一步具体地，本专利技术的目的是降低油墨配制的复杂性，且避免不促成或甚至不利地影响可由所述油墨获得的透明导电层的特性的油墨成分。进一步优选地，可由所述油墨获得的透明导电层应显示出通过四点探针测得为1000欧姆/平方或更小的方阻。进一步优选地，所述透明导电层应显示出根据如2013年11月公布的ASTMD1003(程序A)测得为2％或更小的雾度和通过四点探针测得为1000欧姆/平方或更小的方阻。这些和其他目的通过本专利技术的组合物实现，所述组合物包含以下成分：(A)混合物，其包含：(A-1)水，(A-2)一种或多种选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和叔丁醇的醇，(B)导电纳米物质，所述导电纳米物质(B)具有两个处于1-100nm范围内的外部尺寸及其处于1-100μm范围内的第三外部尺寸，其中所述导电纳米物质(B)的总重量分数以组合物的总重量计为0.01-1重量％，(C)溶解在混合物(A)中的一种或多种苯乙烯/(甲基)丙烯酸类共聚物，所述溶解的共聚物(C)各自具有500-22000g/mol的数均分子量，其中所述溶解的共聚物(C)的总重量分数以组合物的总重量计为0.02-5重量％。在下文中，本专利技术的组合物(如上文所定义)也称为油墨。在本专利技术的组合物(如上文所定义)中，在25℃和101.325kPa下为液体的主要成分为包含如下成分的混合物(A)：(A-1)水，和(A-2)一种或多种选自甲醇、乙醇、正丙醇、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种组合物，其包含以下成分：(A)混合物，其包含：(A‑1)水，(A‑2)一种或多种选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和叔丁醇的醇，(B)导电纳米物质，所述导电纳米物质(B)具有两个处于1‑100nm范围内的外部尺寸及其处于1‑100μm范围内的第三外部尺寸，其中所述导电纳米物质(B)的总重量分数以组合物的总重量计为0.01‑1重量％，(C)溶解在混合物(A)中的一种或多种苯乙烯/(甲基)丙烯酸类共聚物，所述溶解的共聚物(C)各自具有500‑22000g/mol的数均分子量，其中所述溶解的共聚物(C)的总重量分数以组合物的总重量计为0.02‑5重量％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.09 US 62/144,9611.一种组合物，其包含以下成分：(A)混合物，其包含：(A-1)水，(A-2)一种或多种选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和叔丁醇的醇，(B)导电纳米物质，所述导电纳米物质(B)具有两个处于1-100nm范围内的外部尺寸及其处于1-100μm范围内的第三外部尺寸，其中所述导电纳米物质(B)的总重量分数以组合物的总重量计为0.01-1重量％，(C)溶解在混合物(A)中的一种或多种苯乙烯/(甲基)丙烯酸类共聚物，所述溶解的共聚物(C)各自具有500-22000g/mol的数均分子量，其中所述溶解的共聚物(C)的总重量分数以组合物的总重量计为0.02-5重量％。2.如权利要求1所述的组合物，其中所述导电纳米物质(B)具有1-100μm的长度和1-100nm的直径，其中所述导电纳米物质(B)包含一种或多种选自银、铜、金和碳的材料。3.如权利要求1或2所述的组合物，其中所述导电纳米物质(B)选自纳米线和纳米管。4.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述导电纳米物质(B)的总重量与所述溶解的共聚物(C)的总重量之间的比例为1:20-20:1。5.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中混合物(A)由以下组分组成：(A-1)70％至<100％的水，(A-2)>0％至30％的一种或多种选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和叔丁醇的醇，在每种情况下以混合物(A)的总体积计。6.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中一种或多种醇(A-2)选自异丙醇、正丁醇和叔丁醇。7.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其包含：(A)由如下组分组成的混合物：(A-1)70-98％的水，(A-2)2-30％的一种或多种选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和叔丁醇的醇；(...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·迪奇，T·斯图姆，D·塞弗里德，张锐，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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