一种可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层及其制备方法和应用技术

一种可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层及其制备方法，原料包括以下质量比组分：磺酸改性硅溶胶1.00％

【技术实现步骤摘要】
一种可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于PEDOT:PSS电子涂料
，尤其涉及一种PEDOT:PSS电子涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在科技迅速发展的时代，手机、电脑、iPad、电视等电子产品成为了人们的基本生活用品，人们对电子产品在外观、手感、产品重量方面的要求不断提高，所以产品越来越小型化、便携化、数字化，功能越来越齐全，可靠性越来越高，性能越来越好。从而电子产品内部电子线路集成度就越来越高，元器件逐渐趋向小型化、集成化以及模块化，使得元器件耐电压冲击能力减弱，另外在电子产品中，采用的元器件本身存在静电敏感结构，若对电子产品没有经过抗静电处理，在静电积累的情况下，内部元器件会出现吸附灰尘、静电放电、静电击穿等危害。
[0003]目前，市场上常用的防静电材料包括导电碳黑、碳纳米管、石墨烯、季胺盐类材料以及导电高分子，在使用过程中也存在不同的优缺点。例如，导电碳黑、碳纳米管和石墨烯类的碳材料，形成的防静电涂层具有好的表面方块电阻(104‑
108Ω/
□
)，但是涂层颜色偏黑，透光率和雾度偏高的情况；季胺盐类材料制备的防静电涂层具有高的透光率，但是其表面方块电阻(109‑
10
11
Ω/
□
)较低，并且指数与空气湿度密切相关，随湿度变化而不稳定；导电聚合物制备的防静电涂层，透光率较高，表面方块电阻(104‑
108Ω/
□
)较低，但是存在有机聚合物常见的偏软问题。在电子行业中的防静电的部分场合中，对于硬度、透光率的要求越来越高，如触控显示面板的防护、OLED照明与显示、精密仪器设备的窗口防护等，因此，发展一种可增透、高硬度的涂层显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种PEDOT:PSS电子涂层及其制备方法和应用。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层，原料包括以下质量比组分：
[0007]磺酸改性硅溶胶1.00％
‑
2.00％；
[0008]聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)
‑
聚苯乙烯磺酸12.00％
‑
20.00％；
[0009]粘结剂10.00％
‑
20.00％；
[0010]光引发剂0.30
‑
0.50％；
[0011]流平剂0.10％
‑
0.20％；
[0012]表面润湿剂0.10％
‑
0.20％；
[0013]水60.00％
‑
80.00％。
[0014]本专利技术的一种可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂料，是由磺酸改性硅溶胶为增透
填料、聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)
‑
聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)为导电剂、粘结剂、光引发剂以及成膜助剂组成。
[0015]优选的，所述粘结剂包括聚氨酯丙烯酸酯，所述流平剂为聚醚改性有机硅和/或含氟非离子表面活性剂；所述表面润湿剂为含氟表面活性剂、聚醚改性有机硅或阴离子表面活性剂中的至少一种。
[0016]更优选的，所述粘结剂为润奥化工LuCure5378、Syntholux BW 2182、恒光7063、富棋森9060或富棋森9021、W711中的至少一种；所述光引发剂为1173、Omnirad 184D或Omnirad 819DW中的至少一种；所述流平剂为TEGO
‑
450、TEGO
‑
270或FS3100中的至少一种；所述表面润湿剂为Livida＠FL2500、TECH276、TEGO
‑
4100或Rewopol SB DO 75PG中的至少一种；优选的，所述涂层涂覆在透明基材上，厚度为80nm
–
200nm。
[0017]优选的，所述透明基材为玻璃、PET、PMMA、PC或CPI中至少一种。
[0018]优选的，所述可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层的涂层硬度为≥4H，透光率为≥98.0％，表面电阻率为106
‑
109Ω/sq，使透明基材可见光波段透光率增加2.0％
‑
5.0％。
[0019]针对具有可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层的工作条件，本专利技术提出了一种以是由磺酸改性硅溶胶为增透增硬填料、聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)
‑
聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)为导电剂、树脂为粘结剂以及成膜助剂组成的复合涂层方案，其特别是基于以下思路和研究经验：
[0020]1、增透原理：当光射到两种透明介质的界面(即透明基材与增透涂层)时，若光从光密介质射向光疏介质，光有可能发生全反射；当光从光疏介质射向光密介质，反射光有半波损失。对于透明介质上的增透涂层，其折射率大小介于透明介质和空气折射率之间，当光由空气射向透明介质时，使得增透涂层两面的反射光均有半波损失，从而使增透涂层的厚度仅仅只满足两反射光的光程差为半个波长。增透涂层的后表面上的反射光比前表面上的反射光多经历的路程，即为增透涂层的厚度的两倍。所以，增透涂层厚度应为光在透明介质中波长的1/4，从而使两反射光相互抵消。由此可知，增透涂层的厚度d＝λ/4n(其中n为膜的折射率，λ为光在空气中的波长)。在可见光波段，干膜厚度为80nm
–
200nm即可实现增透效果。在本专利技术中，增透涂层的厚度主要由磺酸改性硅溶胶和粘结剂的含量决定，并最终实验98％以上的高透光率。
[0021]2、增硬原理：本专利技术中从三方面实现涂层的增硬效果，一是内添加二氧化硅纳米粒子，形成高硬度耐摩骨架结构；二是所述UV树脂通过UV固化之后，膜层本身具有很好的硬度；三是所述UV树脂不仅具有光固化官能团，还具有1羟基和1个亲水基团，可通过添加双组分材料的交联固化，将松散的二氧化硅纳米粒子结构紧密结合并包裹，形成致密的涂层。通过上述三种复合思路，所制备的水性防静电功能涂层实现有机导电高分子材料PEDOT:PSS电子涂层具有高硬度(4H)的特点。
[0022]3、材料体系设计：PEDOT:PSS导电高分子作为实现电子涂层中实现电子消散的关键材料，保持其本征导电性是体系设计与材料选择的关键，但主要难点如下：一、PEDOT:PSS在水性体系中性能才能保持与发挥，而市面上大部分树脂与助剂为有机溶剂体系(80％以上)，溶剂体系不兼容，极易导致PEDOT:PSS导电高分子材料析出而失效，不具备导电性；二、PEDOT:PSS固含量很低(1％
‑
2％)，因此对于体系中树脂与助剂的添加量非常敏感，从而导致PEDOT:PSS导电高分子的电性能被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层，其特征在于，原料包括以下质量比的组分：磺酸改性硅溶胶1.00％
‑
2.00％；聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)
‑
聚苯乙烯磺酸12.00％
‑
20.00％；粘结剂10.00％
‑
20.00％；光引发剂0.30
‑
0.50％；流平剂0.10％
‑
0.20％；表面润湿剂0.10％
‑
0.20％；水60.00％
‑
80.00％。2.根据权利要求书1所述的可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层，其特征在于，所述粘结剂包括聚氨酯丙烯酸酯，所述流平剂为聚醚改性有机硅和/或含氟非离子表面活性剂；所述表面润湿剂为含氟表面活性剂、聚醚改性有机硅或阴离子表面活性剂中的至少一种。3.根据权利要求书1所述的可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层，其特征在于，所述涂层涂覆在透明基材上，厚度为80nm
–
200nm。4.根据权利要求书3所述的可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层，其特征在于，所述透明基材为玻璃、PET、PMMA、PC或CPI中至少一种。5.根据权利要求书1
‑
4任一项所述的可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层，其特征在于，所述可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层的涂层硬度为≥4H，透光率为≥98.0％，表面电阻率为106
‑
109Ω/sq，使透明基材可见光波段透光率增加2.0％
‑
5.0％。6.一种如权利要求1～5任一项所述的可增透、高硬度的PEDOT:PSS电子涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)用水玻璃通过阳离...

【专利技术属性】
技术研发人员：童思超，
申请(专利权)人：湖南纳昇电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：