一种具有压电效应的透明导电膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及导电材料领域，尤其涉及一种具有压电效应的透明导电膜及其制备方法。该透明导电膜包括基膜和依次涂布在基膜表面的纳米银导电层和OC保护层，纳米银导电层的原料包括银纳米线、粘附剂、流平剂、表面活性剂、抗氧化剂、超纯水；OC保护层包括丙烯酸树脂、光引发剂、流平剂、SiO2纳米粒子、有机溶剂。本发明专利技术以银纳米线为原料制备导电层，银纳米线可降低导电膜的导电阻值，提高耐磨性和弯折性；同时在导电层上涂布OC保护层，有助于提高导电膜的透过率，且在OC保护层中添加SiO2纳米粒子，使其具有压电效应。本发明专利技术的导电膜，具有压电效应的同时，其耐弯折能力强，且方阻低，使用寿命长。

A transparent conductive film with piezoelectric effect and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种具有压电效应的透明导电膜及其制备方法
本专利技术涉及导电材料领域，尤其涉及一种具有压电效应的透明导电膜及其制备方法。
技术介绍
压电效应是指某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为压电传感器。压电薄膜作为一种动态应变传感器，当你拉伸或弯曲一片压电聚偏氟乙烯PVDF高分子膜(压电薄膜)，薄膜上下电极表面之间就会产生一个电信号(电荷或电压)，并且同拉伸或弯曲的形变成比例。一般的压电材料都对压力敏感，但对于压电薄膜来说，在纵向施加一个很小的力时，横向上会产生很大的应力，而如果对薄膜大面积施加同样的力时，产生的应力会小很多。现有的压电膜的原料多为聚偏氟乙烯(PVDF)，其阻值高、不耐弯折，限制了其应用范围。
技术实现思路
本专利技术针对以上技术问题，提供一种具有压电效应的透明导电膜及其制备方法，以银纳米线为主要原料，并结合超薄基膜材料，制备得到耐弯折、低阻值、具有压电效应的透明导电膜。在本专利技术的一个方面，提供一种具有压电效应的透明导电膜，该透明导电膜包括基膜和依次涂布在基膜表面的纳米银导电层和OC保护层；纳米银导电层的原料包括：银纳米线、粘附剂、流平剂、表面活性剂、抗氧化剂、超纯水；OC保护层的原料包括：丙烯酸树脂、光引发剂、流平剂、SiO2纳米粒子、有机溶剂。进一步的，纳米银导电层的原料包括：银纳米线0.1-0.5wt％，粘附剂0.5-1.0wt％，流平剂0.1-0.5wt％，表面活性剂0.05-0.1wt％，抗氧化剂0.001-0.005wt％，余量为超纯水；OC保护层包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂1-5份，光引发剂0.5-2份，流平剂0.1-0.5份，SiO2纳米粒子0.01-0.05份，有机溶剂80-90份。进一步的，银纳米线的直径为10-30nm，长径比≥1000。进一步的，纳米银导电层的厚度为20-35μm，OC保护层的厚度为5-12μm。进一步的，粘附剂为醋酸纤维素、丙酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种；流平剂为水性流平剂；表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、苯磺酸钠和含氟表面活性剂中的一种或多种；抗氧化剂为亚磷酸酯抗氧剂和酚类抗氧剂复配；丙烯酸树脂为环氧类丙烯酸树脂、聚氨酯类丙烯酸树脂、聚酯类丙烯酸树脂中的一种或多种；光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的一种或多种。本专利技术的透明导电膜，以银纳米线为原料制备得到导电层，银纳米线可降低导电膜的导电阻值，提高耐磨性和弯折性；同时在导电层上涂布OC保护层，保护纳米银导电层增加附着力，提高导电膜的透过率，在OC保护层中添加SiO2纳米粒子，使其具有压电效应。本专利技术的导电膜，相对于聚偏氟乙烯压电膜，具有压电效应的同时，其耐弯折能力强，可承受180°弯折角度下20万次以上的弯折次数以及90°弯折角度下500万次以上的弯折次数，且方阻低，使用寿命长，提高了具有压电效应的导电膜的应用范围。本专利技术的另一方面，提供一种具有压电效应的透明导电膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将银纳米线0.1-0.5wt％、粘附剂0.5-1.0wt％、流平剂0.1-0.5wt％、表面活性剂0.05-0.1wt％、抗氧化剂0.001-0.005wt％和超纯水加入到搅拌机中脱泡、混合均匀，得到第一混合物；(2)将丙烯酸树脂1-5份、光引发剂0.5-2份、流平剂0.1-0.5份、SiO2纳米粒子0.01-0.05份、有机溶剂80-90份搅拌混合，得到第二混合物；(3)在基膜上涂布第一混合物，并烘烤固化，得到纳米银导电层；(4)在纳米银导电层上涂布第二混合物，并烘烤固化，得到透明导电膜。进一步的，步骤(3)中的涂布速度为8-12m/min，固化温度100-150℃，固化时间80-120s。进一步的，步骤(4)中的涂布速度为2-6m/min，固化温度100-150℃，固化时间200-300s。进一步的，步骤(4)中烘烤固化后，还包括UV固化。进一步的，UV固化的紫外光能量为4.0mW/cm2-6.0mW/cm2，固化时间1-3s。本专利技术通过分别将导电层和保护层的原料混合、依次涂布在基膜表面，经固化得到具有压电效应的、耐弯折的透明导电膜。本专利技术的制备方法简单，成膜工艺流程简单、设备要求低，成膜效率高，有利于大面积生产。具体实施方式下面将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。一种具有压电效应的透明导电膜，该透明导电膜包括基膜和依次涂布在基膜表面的纳米银导电层和OC保护层；纳米银导电层的原料包括：银纳米线、粘附剂、流平剂、表面活性剂、抗氧化剂、超纯水；OC保护层包括以下原料：丙烯酸树脂、光引发剂、流平剂、SiO2纳米粒子、有机溶剂。本专利技术的透明导电膜，以银纳米线为原料制备得到导电层，银纳米线可降低导电膜的导电阻值，提高耐磨性和弯折性；同时在导电层上涂布OC保护层，保护纳米银导电层增加附着力，提高导电膜的透过率，在OC保护层中添加SiO2纳米粒子，使其具有压电效应。本专利技术的导电膜，相对于聚偏氟乙烯压电膜，具有压电效应的同时，其耐弯折能力强，且方阻低，使用寿命长，提高了具有压电效应的导电膜的应用范围。在本专利技术的一些实施例中，纳米银导电层的原料包括：银纳米线0.1-0.5wt％，粘附剂0.5-1.0wt％，流平剂0.1-0.5wt％，表面活性剂0.05-0.1wt％，抗氧化剂0.001-0.005wt％，余量为超纯水；OC保护层包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂1-5份，光引发剂0.5-2份，流平剂0.1-0.5份，SiO2纳米粒子0.01-0.05份，有机溶剂80-90份。在本专利技术的一些实施例中，银纳米线的直径为10-30nm，长径比≥1000。基于银纳米线的透明导电膜，具有透明度高、导电性高、雾度低、黄度低、耐弯曲性好等特性。在本专利技术的一些实施例中，纳米银导电层的厚度为20-35μm，优选的，导电层厚度为25μm；OC保护层的厚度为5-12μm，优选的，保护层厚度为9μm。OC保护层原料中的SiO2纳米粒子作为压电材料，使得本专利技术的透明导电膜具有压电薄膜的特性，替代了常规的聚偏氟乙烯压电膜，且与银纳米线相结合，改善了常规的压电膜产品阻值高、不耐弯折的缺点，提高了导电膜的耐曲挠性。OC保护层作为一种树脂薄膜，涂布在纳米银导电层上，起到对导电层的保护作用，且将压电材料均匀混合在保护层原料中，使得固化后的保护层各处具有压电效应。在本专利技术的一些实施例中，粘附剂为醋酸纤维素、三醋酸纤维素、丙酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有压电效应的透明导电膜，其特征在于，所述透明导电膜包括基膜和依次涂布在所述基膜表面的纳米银导电层和OC保护层；所述纳米银导电层的原料包括：银纳米线、粘附剂、流平剂、表面活性剂、抗氧化剂、超纯水；所述OC保护层的原料包括：丙烯酸树脂、光引发剂、流平剂、SiO2纳米粒子、有机溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种具有压电效应的透明导电膜，其特征在于，所述透明导电膜包括基膜和依次涂布在所述基膜表面的纳米银导电层和OC保护层；所述纳米银导电层的原料包括：银纳米线、粘附剂、流平剂、表面活性剂、抗氧化剂、超纯水；所述OC保护层的原料包括：丙烯酸树脂、光引发剂、流平剂、SiO2纳米粒子、有机溶剂。2.根据权利要求1所述的具有压电效应的透明导电膜，其特征在于：所述纳米银导电层的原料包括：银纳米线0.1-0.5wt％，粘附剂0.5-1.0wt％，流平剂0.1-0.5wt％，表面活性剂0.05-0.1wt％，抗氧化剂0.001-0.005wt％，余量为超纯水；所述OC保护层包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂1-5份，光引发剂0.5-2份，流平剂0.1-0.5份，SiO2纳米粒子0.01-0.05份，有机溶剂80-90份。3.根据权利要求1或2所述的具有压电效应的透明导电膜，其特征在于，所述银纳米线的直径为10-30nm，长径比≥1000。4.根据权利要求1或2所述的具有压电效应的透明导电膜，其特征在于，所述纳米银导电层的厚度为20-35μm，所述OC保护层的厚度为5-12μm。5.根据权利要求1或2所述的具有压电效应的透明导电膜，其特征在于：所述粘附剂为醋酸纤维素、丙酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种；所述流平剂为水性流平剂；所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、苯磺酸钠和含氟表面活性剂中的一种或多种；所述抗氧化剂为亚磷酸酯抗氧剂和酚类抗氧剂复配；所述丙烯酸树脂为环氧类丙烯酸树脂、聚氨酯类丙烯酸树脂、聚酯类丙烯酸树脂中的一种或多种；所述光引发剂为2-羟基-2-甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆华俊，曾西平，靳世东，李晓明，
申请(专利权)人：深圳市华科创智技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44