CN102863913A

CN102863913A - 一种新型透明导电胶膜及其制备方法

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Publication number: CN102863913A
Application number: CN2012103326263A
Authority: CN
Inventors: 陶宇; 王标兵; 王留阳; 陶瑜骁; 吴海平
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: Changzhou Kaide New Material Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2032-09-10
Also published as: CN102863913B

Abstract

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中透明导电胶膜体电阻率高，延展性低，导电层与基体之间的附着力差的不足，提供一种新型透明导电胶膜及其制备方法，其组成质量百分比如下：25％～35％的氢化双酚A型环氧树脂；22～25％的环氧树脂活性稀释剂；0.5％～1.5％的抗UV添加剂；20%～30%的氢化脂环族胺；2.5％～4％的改性胺类固化促进剂；12～27％的导电填料。所述的透明导电胶膜不仅表面电阻率低，而且体积电阻率低，可以制成不同厚度的薄膜；本发明的透明导电胶膜具有透明性好、导电率高、粘结强度高等优点；本发明的制备方法简单，原材料易得，制备条件不苛刻。

Description

一种新型透明导电胶膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种具有透明、导电和粘结功能的薄膜制备方法。

背景技术

透明导电胶膜具有良好的导电性，在可见光波波段具有高透明光率，并具有粘接功能的薄膜，广泛应用于平板显示、薄膜太阳能电池、传感器、触摸屏和可延展电子等领域。

传统的透明导电薄膜材料主要是锡参杂氧化铟（ITO），薄膜的厚度一般在几十纳米至微米量级之间，主要附着在玻璃等硬质衬底上。由于铟资源的缺乏和昂贵，人们又开发出基于导电聚合物、导电纳米线、碳纳米管和石墨烯等透明导电薄膜，并拓展到聚对苯二甲酸（PET）、聚乙烯醇、聚乙烯等柔性衬底，并开发出柔性显示器、电子纸、柔性太阳能电池、传感皮肤等新应用、新产品。

在工艺上，透明导电薄膜的制备方法，主要采用喷涂、印刷、胶辊、旋涂等方法把导电材料附着或镶嵌在基材中。中国专利CN 102087884A公开一种银纳米半埋于有机聚合物表层的透明导电膜。中国专利CN 102087885A公开一种由基板、银纳米线导电层和平碳化层组成的透明导电膜。中国专利CN 102087886A公开一种基于银纳米线的基板、粘附层和导电层三层组合而成的透明导电膜。以上透明导电膜主要是薄膜表面导电，导电层厚度小，延展性低，粘结性低等特点。

现有导电胶膜很少采用环氧树脂基体的，因为很难做到很软的水平，大部分都是PET基体，制备方法都是通过热压法将导电填料在基体加热变软的情况下压入基体树脂中，得到的导电胶膜表面电阻率满足要求，但是体电阻率很低。胶膜的韧性差，导电层与基体树脂之间的附着力差，在折弯、拉伸的情况下会发生导电网络破坏的情况，反映在实验数据上就是在拉伸、弯曲情况下导电胶膜的电阻率上升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中透明导电胶膜厚度小，导电层与基体的附着力差，导电网络在导电胶膜受到弯曲、折弯情况下导电网络容易破坏的缺点，提供一种新型透明导电胶膜及其制备方法，本发明的透明导电胶膜具有透明性高、体积电导率高、导电膜的厚度可控以及导电网络稳定、制备方法简单等优点。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：本发明提供一种透明导电胶膜，其组成质量百分比如下：

A组分：

25％～35％的氢化双酚A型环氧树脂；

22～25％的环氧树脂活性稀释剂；

B组分：

0.5％～1.5％的抗UV添加剂；

20%～30%的脂环族胺；

2.5％～4％的改性胺类固化促进剂；

C组分：

12～27％的导电填料；

本发明中使用的氢化双酚A型环氧树脂具有较好的透明性，耐黄变，比较好的选择包括日本JER树脂公司YX8000、DOW化学公司DER4080E、UPPC公司POLYPOX E150树脂或其混合物。

本发明中使用的环氧树脂活性稀释剂为分子结构中含有1个或是1个以上环氧基团的缩水甘油醚型环氧树脂，比较好的选择包括：ADEKA公司ED523T、上海溶溶化工501B、Cardolite公司NC513或其混合物。

抗UV添加剂为苯并三苯唑和受阻胺类复合抗UV类添加剂，比较好的选择包括：台湾永光化学EP4、国药化学试剂UV237。

脂环族胺为分子结构中采用伯胺或是仲胺封段，含有1个或1个以上脂环结构的胺类，比较好的选择包括：UPPC公司POLYPOX H445、上海德坤化工EU5992或其混合物。

改性胺类固化促进剂比较好的选择包括：国药化学试剂IPDA、上海溶溶化工KTV9133、Huntsman公司Accelerator933或其混合物。

该导电胶膜中使用的导电填料为银纳米线与银纳米粒子的混合物，其中银纳米线与银纳米粒子的重量比为8：2～9：1。导电填料是采用发明人自己的中国专利公开号为101310899中公开的方法制备的银纳米线与纳米粒子。本发明中由于以银纳米线与银纳米粒子的混合物作为导电填料，线与线之间的接触比粒子与粒子之间的接触更容易形成导电网络。

制备上述新型透明导电胶膜的方法步骤为：（1）、按照质量百分比，分别配好A、B组分，然后分别加入高速混合机搅拌均匀，形成混合溶液。（2）、向混合溶液中加入银纳米线与银纳米粒子的混合物，搅拌均匀，真空脱泡处理。（3）、在常温或50度以下烘箱中将混合溶液中的乙醇挥发，然后将胶液涂覆于四氟乙烯模具中，常温24小时或加热60℃4小时固化。（4）、待固化结束后，脱模制得透明导电胶膜，测试透光率及导电导热率。

本发明中的导电胶膜，采用的是全新的环氧树脂基体的，韧性好，伸长率高，除了表面电阻率低以外还能做到体电阻率也低。能耐弯曲，导电网络稳定。

本发明的有益效果在于：

（1）所述的透明导电胶膜不仅表面电阻率低，而且体积电阻率低，可以制成不同厚度的薄膜。

（2）本发明的透明导电胶膜具有透明性好、导电层与衬底基材之间的强度高等优点。在金属、陶瓷、玻璃及聚合物的表面均具有很好的粘结性。

（3）本发明的透明导电胶膜具有很好的耐弯曲性能，经过1000次折弯测试后导电胶膜的透光性、表面电阻率以及体电阻率在下降均不超过20%。

（4）本发明的制备方法简单，原材料易得，制备条件不苛刻。

具体实施方式

实施例

按照表2中给出的6组实验中各物质质量百分比称量环氧树脂、稀释剂、抗UV添加剂、固化剂、固化促进剂，并将它们混合。混合的方式是机械搅拌，搅拌速率为1000转/分，时间为10分钟。然后在搅拌状态下向混合物中依次加入称量好的银纳米线与银纳米粒子的混合填料。添加结束后继续搅拌15分钟，真空脱泡处理得到混合均匀的胶状物即为透明导电胶膜溶液。将溶液常温下将混合溶液中的乙醇挥发，然后将胶液涂覆于四氟乙烯模具中，常温24小时固化。待固化结束后，脱模制得透明导电胶膜，厚度控制在5mm并进行性能测试。

根据实施例制备的填充银纳米线透明导电胶膜的透光率、表面电阻率、体积电阻率、1000次折弯测试后表面电阻率、1000次折弯测试后透光率、20%伸长率时表面电阻率和玻璃基材上粘结强度测试结果列于表1。由表1中数据可以看出，5mm厚的透明导电胶膜具有较好的粘结性，可见光区域透光率均在80%，最高达到88%；表面电阻率达到2.2*10^-2Ωcm，体电阻率达到3.1*10^-2Ωcm，导电胶膜经过1000次弯曲测试后的电阻率上升不超过10%，经过20%伸长拉伸后电阻率的上升值不超过20%。

表1：实施例的测试结果

表2每组实验各组分的用量：

Claims

1.一种新型透明导电胶膜，其特征在于：其组成质量百分比如下：

A组分：

25％～35％的氢化双酚A型环氧树脂；

22～25％的环氧树脂活性稀释剂；

B组分：

0.5％～1.5％的抗UV添加剂；

20%～30%的脂环族胺；

2.5％～4％的改性胺类固化促进剂；

C组分：

12～27％导电填料。

2.根据权利要求1所述的新型透明导电胶膜，其特征在于：所述的环氧树脂活性稀释剂为分子结构中含有1个或是1个以上环氧基团的缩水甘油醚型环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的新型透明导电胶膜，其特征在于：所述的抗UV添加剂为苯并三苯唑和受阻胺类复合抗UV类添加剂。

4.一种制备权利要求1所述的新型透明导电胶膜的方法，其特征在于：步骤如下：

（1）、按照质量百分比，分别配好A、B组分，然后分别加入高速混合机搅拌均匀，形成混合溶液；

（2）、向混合溶液中加入银纳米线与银纳米粒子的混合物，搅拌均匀，真空脱泡处理；

（3）、然后将胶液涂覆于模具中，常温或加热固化；

（4）、待固化结束后，脱模制得透明导电胶膜。