CN107610837B - 一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，该方法先制备纤维素模板；然后依次进行第一浸渍液预处理、透明化处理，干燥处理、热压处理和二次透明化处理；将含纳米导电材料的PET薄膜与得到的纤维素模板在温度为80‑110℃，压力为5‑15MPa条件下复压；在洗涤液中浸泡，进行热压处理，本发明满足人们对现代柔性电子产品的低碳、绿色环保和人性化的要求。相比传统的柔性透明导电薄膜具有定量低、透明度高、方阻小，机械强度高，工艺简单应用广等特点，产品的综合性能也优于现有市场上的柔性透明导电薄膜的相关指标。
Description
技术领域
本发明涉及柔性透明导电薄膜，特别是涉及一种低成本、高性能、环境友好型、透明度高、机械强度高，工艺周期短的柔性透明导电薄膜的制造方法，该柔性透明导电薄膜可应用于柔性有机发光二极管、显示器件、晶体管、太阳能电池、超级电容等柔性电子器件领域。
背景技术
柔性电子(Flexible Electronics)是一种技术的通称，它是将有机/无机材料电子器件制作在柔性高分子塑料或薄金属等衬底材料上的新兴电子技术，以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板等，正变革现代人的生活和工作方式。欧美发达国家已制定了多项重大研究计划，旨在支持有关柔性电子领域的基础与应用研究。柔性透明导电薄膜作为柔性电子材料的关键部件，是对可见光(λ＝380-780nm)的光透过率高(Tavg﹥80％)和电阻率高(﹤10-3Ω﹒cm)的功能薄膜，主要通过在高分子膜系和复合膜系等柔性有机透明薄膜衬底表面进行二次导电加工而成。然而，大多数柔性有机透明薄膜衬底虽具有良好的光透明性能，但存在耐高温性差和热膨胀率高等问题，而这些特征很大程度影响终端电子材料与器件产品的质量和使用寿命。因此，开发一种新型的柔性透明导电薄膜衬底对于当前新形势下的柔性电子产业发展有着举足轻重的推动作用，成为当前世界各国开展高新技术竞争的焦点。
柔性高透明纳米纸作为一种新兴的高性能柔性透明衬底，相比传统的柔性有机透明衬底，其具有低碳环保、光透明度高(～93％)、热膨胀系数低(2.7-10ppm/K，与石英玻璃相当)、可加工温度高(～200℃)等优点，在柔性有机发光二极管、显示器件、晶体管、太阳能电池、超级电容等柔性电子器件领域获得了非常可喜的成功应用经验，已引起世界各国的强烈关注，许多发达国家将其列为国家重点发展技术。柔性高透明纳米纸主要由纳米纤维素(5-30nm纤维直径)组装，其中纳米纤维素主要通过“酶、化学-机械法”(如TEMPO催化体系)对微米级纤维细胞壁进行完全分离和制备成纳米纤维素的浆液，并通过真空抽吸制备柔性透明纳米纸衬底，再经过表面印刷或真空镀膜等二次加工方法制备柔性透明导电纳米纸衬底。虽然上述方法各有特色，但基本上都是通过完全破坏植物纤维细胞壁层次结构和二步法导电加工得到柔性透明导电衬底材料，毫无疑问会增加柔性衬底的生产成本和周期，导致无法实现大面积的“卷-卷”规模化生产。对于如何直接从微米级纤维素快速制备高导电的纳米纤维素，并自行组装成柔性高透明的导电纳米纸衬底，将具有很重要的探索价值和研究意义，不仅可大大简化制备工艺和降低生产成本，还将大面积的“卷-卷”规模化生产成为可能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中柔性透明导电薄膜制作工艺复杂和机械性能差两个方面的问题，提供了一种生产时间短、制作工艺简单、机械性能好、定量低的柔性透明导电薄膜制备方法。
目前以纤维素为基底的柔性透明导电薄膜主要通过纳米纤维素真空抽滤而成，而纳米纤维素的制作和抽滤工艺的使用，不但极大地增加了制作成本，而且对设备要求极高，极大地限制了柔性透明导电薄膜的大规模生产。本发明以离子液体为“运输机”装载纳米导电材料(以纳米银线、纳米氧化铟锡等为例)，实现含纳米导电材料的离子液体通过热压在微米级纤维素模板层次结构的渗过程中，促使微米级纤维素原位物理分丝成纳米纤维素，同时将纳米导电材料与纳米纤维素焊接，制备一种全新的低碳环保的透明导电纳米纤维柔性、可卷曲衬底新材料。
本发明直接通过传统抄纸和浸渍工艺，不经过纳米纤维素的制备和抽滤工艺，直接制备柔性透明导电材料，为实现大面积的“卷-卷”规模化生产柔性透明导电材料的可能性做出了非常有益的探索。
本发明的特点通过以下步骤实现：
一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
1)纤维素模板的制备：以溶解浆或麻浆纤维为基础原料，经打浆和纯化，湿法成型抄造制备纤维素模板；
2)纤维素模板的预处理:将纤维素模板在第一浸渍液中浸泡，然后干燥至恒重；所述第一浸渍液为丙酮或者乙醇；
3)纤维素模板的透明化：将预处理后的纤维素模板用离子液体进行透明化处理；
4)纤维素模板的干燥：将步骤3)而所得到的纤维素模板在第二浸渍液中浸泡，以质量百分比计，干燥至含水率低于8％；所述第二浸渍液为蒸馏水或者乙醇；
5)压榨工艺：将经步骤4)处理后的纤维素模板进行热压处理；
6)纤维素模板的二次透明化：将步骤5)纤维素模板用离子液体进行透明化处理；
7)纳米导电材料的分布：将含纳米导电材料的PET薄膜与步骤6)得到的纤维素模板在温度为80-110℃，压力为5-15MPa条件下复压；
8)洗涤工艺：将经步骤7)处理后的纤维素模板在洗涤液中浸泡，去除残留在薄膜中的离子液体；
9)压榨工艺：将经步骤8)处理后的纤维素模板进行热压处理；
步骤3)和步骤6)所述的离子液体为甲基磷酸脂盐的二烷基咪唑室温离子液体、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体或者1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述打浆的打浆度为20-80°SR；所述纤维素模板的定量为5-40g/m2。为了更进一步增强柔性透明导电薄膜的强度和降低成本，优选地，所述的打浆的打浆度为65°SR，所述的纤维素模板的定量为27g/m2。
优选地，所述将纤维素模板在第一浸渍液中浸泡的时间为1-100分钟；所述纤维素模板在第二浸渍液中浸泡的时间为1-100分钟。
优选地，步骤3)和步骤6)所述的透明化处理还包括以微波工艺辅助；
优选地，步骤3)和步骤6)所述的透明化处理的时间为1-100S。
优选地，步骤2)和步骤4)所述的干燥为微波干燥和热压干燥中的一种或两者结合。
优选地，步骤5)所述的热压处理的时间为300-600s。
优选地，所述洗涤液为蒸馏水、去离子水或者乙醇。
优选地，步骤5)和步骤9)所述的热压处理的温度80-110℃，压力为5-15MPa。
优选地，所述纤维素模板在洗涤液中浸泡的时间为1-2h；所述的含纳米导电材料的PET薄膜为通过真空沉积法将纳米银线或者纳米金线均匀地沉积在PET薄膜表面；单位面积的PET薄膜的纳米导电材料的沉积量为1-100mg/m2，所述的含纳米导电材料的PET薄膜的纳米涂层厚度为2-5nm。
本发明制备的柔性透明导电纳米薄膜定量为5-40g/m2时，厚度为0.01-0.5mm，抗张强度为1000-30000KN/m2，撕裂度为10-20N，透明度为70％-95％，方阻为5-100Ω/sq。
本发明以离子液体为“运输机”装载纳米导电材料，将纳米导电材料在微米级纤维素模板层次结构的渗透，在热压条件下激发离子液体促使纤维素原位物理分丝，直接生成纳米纤维素，同时离子液体将纳米导电材料输送、粘附至纳米纤维素表面上，再经醇浴、冷压实现纳米导电材料与纳米纤维素的焊接，快速制备一种全新的柔性、可卷曲透明导电纳米纸衬底，其克重为5-40g/m2。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
(1)采用离子液体透明化纤维素模板，离子液体由于具有液体流动性和极好的纤维素溶解能力，极大地改善了薄膜的透明度。
(2)采用离子液体将纳米导电材料输送、粘附至纳米纤维素表面上，从而能够使导电材料紧密的吸附在纤维素模板上，导电材料与纤维素基体的结合更加紧密。
(3)本发明柔性透明导电薄膜厚度为0.01-0.5mm，是一种高性能(抗张强度为1000-30000N/m2)，低定量(5-40g/m2)、透明度高(70％-95％)、方阻小(5-100)Ω/□的薄膜。
(4)本发明方法相比传统的柔性透明导电薄膜具有较高的透明度、机械强度高，产品的综合性能明显高于目前市场上存在的柔性透明导电薄膜相关指标。
(5)本发明方法具有工艺简单、成本低、无污染和制作周期短等优点。
具体实施方式
为了更加深入理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是，本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
下面实施例中，抗张强度采用GB/T 12914-2008国家标准测试；材料单位面积上的克重按照NF Q01-003-1975进行测试；紫外分光计(UV-9000)用于测量样品透明度。四探针测试仪(RST-8，中国)用于测定方块电阻。
实施例1
一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)纤维素模板的制备：以高纯度的桉木溶解浆基础原料，经打浆和纯化，湿法成型抄造制备纤维素模板。该打浆的打浆度为45°SR；所述纤维素模板的定量为20g/m2。
(2)纤维素模板的预处理:首先将纤维素模板在浸渍液中浸泡5分钟，然后干燥至恒重；所述的浸渍液为乙醇。
(3)纤维素模板的透明化：将步骤2)所得到的纤维素模板浸渍于离子液体后迅速取出置于两块PET薄膜之间。然后将PET薄膜置于两块厚度为0.5mm的玻璃之间用微波辐射30s。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(4)纤维素模板的干燥：将步骤3)所得到的纤维素模板在浸渍液乙醇中浸泡5钟，然后干燥至恒重，具体是以质量百分比计，干燥至含水率低于8％；
(5)压榨工艺：将经步骤4)处理后的样张在温度为100℃，压力为8MPa的条件下干燥热压300s；
(6)纤维素模板的二次透明化：将经步骤5)纤维素模板用离子液体进行二次透明化处理，处理时间为30S。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(7)纳米导电材料的分布：将含纳米导电材料的PET薄膜与经步骤6)得到的纤维素模板在温度为100℃，压力为5MPa条件下复压。所述的含纳米导电材料的PET薄膜为通过真空沉积法将20μL的纳米银线均匀的沉积在10cm2PET薄膜表面。
(8)洗涤工艺：将经步骤7)处理后的纤维素模板在洗涤液蒸馏水中浸泡1h，去除残留在薄膜中的离子液体；
(9)压榨工艺：将经步骤8)处理后的样张在温度为90℃，压力为5MPa条件下处理300s。通过以上步骤便可得到所述的柔性透明导电薄膜。
目前的柔性透明导电薄膜虽具有良好的光透明性能，但存在耐高温性差和热膨胀率高等，而这些性能很大程度影响终端电子材料与器件产品的质量和使用寿命。本发明创造性地直接从微米级纤维素快速制备高导电的纳米纤维素，并自行组装成柔性高透明的导电纳米纸衬底，不仅可大大简化制备工艺和降低生产成本，还可实现大面积的“卷-卷”规模化生产成为可能。
本发明以离子液体为“运输机”装载纳米导电材料(以纳米银线、纳米氧化铟锡等为例)，实现含纳米导电材料的离子液体通过热压在微米级纤维素模板层次结构的渗过程中，促使纤维素原位物理分丝成纳米纤维素，同时将纳米导电材料与纳米纤维素焊接，制备一种全新的低碳环保的透明导电纳米纤维柔性、可卷曲衬底新材料。目前有关这方面的研究国内外尚没有相关的研究报道，而低碳环保的柔性透明导电衬底已成为当前世界未来柔性电子领域发展的重点方向和热点领域。
本实施例的检测情况如下所示，经检测后，该柔性透明导电纳米薄膜的厚度为0.034mm，克重为20g/m2，透明度为89％，抗张强度为23000KN/m2，方阻为26Ω/sq。与现有已报道柔性透明导电纳米薄膜的相比，该发明所制备的柔性透明导电纳米薄膜光电性能优于其他导电透明衬底材料。高的透明度、机械强度和导电性能，也为该柔性透明导电纳米薄膜的应用奠定了稳固的基础。
实施例2
一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)纤维素模板的制备：以高纯度的竹溶解浆为原料，经打浆和纯化，湿法成型抄造制备纤维素模板。该打浆的打浆度为50°SR；所述纤维素模板的定量为22g/m2。
(2)纤维素模板的预处理:首先将纤维素模板在浸渍液中浸泡5分钟，然后干燥至恒重；所述的浸渍液为乙醇。
(3)纤维素模板的透明化：将步骤2)所得到的纤维素模板浸渍于离子液体后迅速取出置于两块PET薄膜之间。然后将PET薄膜置于两块厚度为0.5mm的玻璃之间用微波辐射30s。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(4)纤维素模板的干燥：将步骤3)所得到的纤维素模板在浸渍液乙醇中浸泡5钟，然后干燥至恒重，以质量百分比计，干燥至含水率低于8％；
(5)压榨工艺：将经步骤4)处理后的样张在温度为100℃，压力为8MPa的条件下干燥热压300s；
(6)纤维素模板的二次透明化：将经步骤5)纤维素模板用离子液体进行二次透明化处理，处理时间为30S。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(7)纳米导电材料的分布：将含纳米导电材料的PET薄膜与经步骤6)得到的纤维素模板在温度为100℃，压力为5MPa条件下复压。所述的含纳米导电材料的PET薄膜为通过真空沉积法将20μL的纳米银线均匀的沉积在10cm2PET薄膜表面。
(8)洗涤工艺：将经步骤7)处理后的纤维素模板在洗涤液蒸馏水中浸泡1h，去除残留在薄膜中的离子液体；
(9)压榨工艺：将经步骤8)处理后的样张在温度为90℃，压力为5MPa条件下处理300s。通过以上步骤便可得到所述的柔性透明导电薄膜。
本实施例的检测情况如下所示，经检测后，该柔性透明导电纳米薄膜的厚度为0.034mm，克重为22g/m2，透明度为88％，抗张强度为26000KN/m2，方阻为26Ω/sq。
实施例3
一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)纤维素模板的制备：以高纯度的杨木溶解浆为原料，经打浆和纯化，湿法成型抄造制备纤维素模板。该打浆的打浆度为60°SR；所述纤维素模板的定量为24g/m2。
(2)纤维素模板的预处理:首先将纤维素模板在浸渍液中浸泡5分钟，然后干燥至恒重；所述的浸渍液为乙醇。
(3)纤维素模板的透明化：将步骤2)所得到的纤维素模板浸渍于离子液体后迅速取出置于两块PET薄膜之间。然后将PET薄膜置于两块厚度为0.5mm的玻璃之间用微波辐射30s。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(4)纤维素模板的干燥：将步骤3)所得到的纤维素模板在浸渍液乙醇中浸泡5钟，然后干燥至恒重，以质量百分比计，干燥至含水率低于8％；
(5)压榨工艺：将经步骤4)处理后的样张在温度为100℃，压力为8MPa的条件下干燥热压300s；
(6)纤维素模板的二次透明化：将经步骤5)纤维素模板用离子液体进行二次透明化处理，处理时间为30S。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(7)纳米导电材料的分布：将含纳米导电材料的PET薄膜与经步骤6)得到的纤维素模板在温度为100℃，压力为5MPa条件下复压。所述的含纳米导电材料的PET薄膜为通过真空沉积法将25μL的纳米银线均匀的沉积在10cm2PET薄膜表面。
(8)洗涤工艺：将经步骤7)处理后的纤维素模板在洗涤液蒸馏水中浸泡1h，去除残留在薄膜中的离子液体；
(9)压榨工艺：将经步骤8)处理后的样张在温度为90℃，压力为5MPa条件下处理300s。通过以上步骤便可得到所述的柔性透明导电薄膜。
本实施例的检测情况如下所示，经检测后，该柔性透明导电纳米薄膜的厚度为0.036mm，克重为24g/m2，透明度为86％，抗张强度为28000KN/m2，方阻为21Ω/sq。
实施例4
一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)纤维素模板的制备：以高纯度的竹溶解浆为原料，经打浆和纯化，湿法成型抄造制备纤维素模板。该打浆的打浆度为60°SR；所述纤维素模板的定量为24g/m2。
(2)纤维素模板的预处理:首先将纤维素模板在浸渍液中浸泡5分钟，然后干燥至恒重；所述的浸渍液为乙醇。
(3)纤维素模板的透明化：将步骤2)所得到的纤维素模板浸渍于离子液体后迅速取出置于两块PET薄膜之间。然后将PET薄膜置于两块厚度为0.5mm的玻璃之间用微波辐射30s。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(4)纤维素模板的干燥：将步骤3)所得到的纤维素模板在浸渍液乙醇中浸泡5钟，然后干燥至恒重，以质量百分比计，干燥至含水率低于8％；
(5)压榨工艺：将经步骤4)处理后的样张在温度为100℃，压力为10MPa的条件下干燥热压300s；
(6)纤维素模板的二次透明化：将经步骤5)纤维素模板用离子液体进行二次透明化处理，处理时间为30S。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(7)纳米导电材料的分布：将含纳米导电材料的PET薄膜与经步骤6)得到的纤维素模板在温度为100℃，压力为5MPa条件下复压。所述的含纳米导电材料的PET薄膜为通过真空沉积法将25μL的纳米银线均匀的沉积在10cm2PET薄膜表面。
(8)洗涤工艺：将经步骤7)处理后的纤维素模板在洗涤液蒸馏水中浸泡1h，去除残留在薄膜中的离子液体；
(9)压榨工艺：将经步骤8)处理后的样张在温度为90℃，压力为10MPa条件下处理300s。通过以上步骤便可得到所述的柔性透明导电薄膜。
本实施例的检测情况如下所示，经检测后，该柔性透明导电纳米薄膜的厚度为0.036mm，克重为24g/m2，透明度为87％，抗张强度为29000KN/m2，方阻为21Ω/sq。
实施例5
一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)纤维素模板的制备：以高纯度的杨木溶解浆为原料，经打浆和纯化，湿法成型抄造制备纤维素模板。该打浆的打浆度为65°SR；所述纤维素模板的定量为25g/m2。
(2)纤维素模板的预处理:首先将纤维素模板在浸渍液中浸泡10分钟，然后干燥至恒重；所述的浸渍液为乙醇。
(3)纤维素模板的透明化：将步骤2)所得到的纤维素模板浸渍于离子液体后迅速取出置于两块PET薄膜之间。然后将PET薄膜置于两块厚度为0.5mm的玻璃之间用微波辐射30s。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(4)纤维素模板的干燥：将步骤3)所得到的纤维素模板在浸渍液乙醇中浸泡5钟，然后干燥至恒重，以质量百分比计，干燥至含水率低于8％；
(5)压榨工艺：将经步骤4)处理后的样张在温度为100℃，压力为10MPa的条件下干燥热压300s；
(6)纤维素模板的二次透明化：将经步骤5)纤维素模板用离子液体进行二次透明化处理，处理时间为30S。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(7)纳米导电材料的分布：将含纳米导电材料的PET薄膜与经步骤6)得到的纤维素模板在温度为100℃，压力为5MPa条件下复压。所述的含纳米导电材料的PET薄膜为通过真空沉积法将25μL的纳米银线均匀的沉积在10cm2PET薄膜表面。
(8)洗涤工艺：将经步骤7)处理后的纤维素模板在洗涤液蒸馏水中浸泡1h，去除残留在薄膜中的离子液体；
(9)压榨工艺：将经步骤8)处理后的样张在温度为90℃，压力为10MPa条件下处理300s。通过以上步骤便可得到所述的柔性透明导电薄膜。
本实施例的检测情况如下所示，经检测后，该柔性透明导电纳米薄膜的厚度为0.036mm，克重为25g/m2，透明度为88％，抗张强度为30000KN/m2，方阻为20Ω/sq。
实施例6
一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)纤维素模板的制备：以高纯度的杨木溶解浆为原料，经打浆和纯化，湿法成型抄造制备纤维素模板。该打浆的打浆度为60°SR；所述纤维素模板的定量为30g/m2。
(2)纤维素模板的预处理:首先将纤维素模板在浸渍液中浸泡5分钟，然后干燥至恒重；所述的浸渍液为乙醇。
(3)纤维素模板的透明化：将步骤2)所得到的纤维素模板浸渍于离子液体后迅速取出置于两块PET薄膜之间。然后将PET薄膜置于两块厚度为0.5mm的玻璃之间用微波辐射30s。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(4)纤维素模板的干燥：将步骤3)所得到的纤维素模板在浸渍液乙醇中浸泡5钟，然后干燥至恒重，以质量百分比计，干燥至含水率低于8％；
(5)压榨工艺：将经步骤4)处理后的样张在温度为100℃，压力为10MPa的条件下干燥热压300s；
(6)纤维素模板的二次透明化：将经步骤5)纤维素模板用离子液体进行二次透明化处理，处理时间为30S。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(7)纳米导电材料的分布：将含纳米导电材料的PET薄膜与经步骤6)得到的纤维素模板在温度为100℃，压力为5MPa条件下复压。所述的含纳米导电材料的PET薄膜为通过真空沉积法将25μL的纳米银线均匀的沉积在10cm2PET薄膜表面。
(8)洗涤工艺：将经步骤7)处理后的纤维素模板在洗涤液蒸馏水中浸泡1h，去除残留在薄膜中的离子液体；
(9)压榨工艺：将经步骤8)处理后的样张在温度为90℃，压力为10MPa条件下处理300s。通过以上步骤便可得到所述的柔性透明导电薄膜。
本实施例的检测情况如下所示，经检测后，该柔性透明导电纳米薄膜的厚度为0.036mm，克重为30g/m2，透明度为85％，抗张强度为31000KN/m2，方阻为21Ω/sq。
实施例7
一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)纤维素模板的制备：以高纯度的桉木溶解浆为础原料，经打浆和纯化，湿法成型抄造制备纤维素模板。该打浆的打浆度为60°SR；所述纤维素模板的定量为30g/m2。
(2)纤维素模板的预处理:首先将纤维素模板在浸渍液中浸泡5分钟，然后干燥至恒重；所述的浸渍液为乙醇。
(3)纤维素模板的透明化：将步骤2)所得到的纤维素模板浸渍于离子液体后迅速取出置于两块PET薄膜之间。然后将PET薄膜置于两块厚度为0.5mm的玻璃之间用微波辐射30s。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(4)纤维素模板的干燥：将步骤3)所得到的纤维素模板在浸渍液乙醇中浸泡5钟，然后干燥至恒重，以质量百分比计，干燥至含水率低于8％；
(5)压榨工艺：将经步骤4)处理后的样张在温度为100℃，压力为10MPa的条件下干燥热压300s；
(6)纤维素模板的二次透明化：将经步骤5)纤维素模板用离子液体进行二次透明化处理，处理时间为30S。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(7)纳米导电材料的分布：将含纳米导电材料的PET薄膜与经步骤6)得到的纤维素模板在温度为100℃，压力为5MPa条件下复压。所述的含纳米导电材料的PET薄膜为通过真空沉积法将30μL的纳米银线均匀的沉积在10cm2PET薄膜表面。
(8)洗涤工艺：将经步骤7)处理后的纤维素模板在洗涤液蒸馏水中浸泡1h，去除残留在薄膜中的离子液体；
(9)压榨工艺：将经步骤8)处理后的样张在温度为90℃，压力为10MPa条件下处理300s。通过以上步骤便可得到所述的柔性透明导电薄膜。
本实施例的检测情况如下所示，经检测后，该柔性透明导电纳米薄膜的厚度为0.036mm，克重为30g/m2，透明度为80％，抗张强度为31000KN/m2，方阻为15Ω/sq。
实施例8
一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)纤维素模板的制备：以高纯度的杨木溶解浆为原料，经打浆和纯化，湿法成型抄造制备纤维素模板。该打浆的打浆度为70°SR；所述纤维素模板的定量为30g/m2。
(2)纤维素模板的预处理:首先将纤维素模板在浸渍液中浸泡5分钟，然后干燥至恒重；所述的浸渍液为乙醇。
(3)纤维素模板的透明化：将步骤2)所得到的纤维素模板浸渍于离子液体后迅速取出置于两块PET薄膜之间。然后将PET薄膜置于两块厚度为0.5mm的玻璃之间用微波辐射30s。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(4)纤维素模板的干燥：将步骤3)所得到的纤维素模板在浸渍液乙醇中浸泡5钟，然后干燥至恒重，以质量百分比计，干燥至含水率低于8％；
(5)压榨工艺：将经步骤4)处理后的样张在温度为100℃，压力为12MPa的条件下干燥热压300s；
(6)纤维素模板的二次透明化：将经步骤5)纤维素模板用离子液体进行二次透明化处理，处理时间为30S。所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体。
(7)纳米导电材料的分布：将含纳米导电材料的PET薄膜与经步骤6)得到的纤维素模板在温度为100℃，压力为5MPa条件下复压。所述的含纳米导电材料的PET薄膜为通过真空沉积法将30μL的纳米银线均匀的沉积在10cm2PET薄膜表面。
(8)洗涤工艺：将经步骤7)处理后的纤维素模板在洗涤液蒸馏水中浸泡1h，去除残留在薄膜中的离子液体；
(9)压榨工艺：将经步骤8)处理后的样张在温度为100℃，压力为12MPa条件下处理300s。通过以上步骤便可得到所述的柔性透明导电薄膜。
本实施例的检测情况如下所示，经检测后，该柔性透明导电纳米薄膜的厚度为0.036mm，克重为30g/m2，透明度为81％，抗张强度为32000KN/m2，方阻为16Ω/sq。
Claims (10)
1.一种柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：
1）纤维素模板的制备：以溶解浆或麻浆纤维为基础原料，经打浆和纯化，湿法成型抄造制备纤维素模板；
2）纤维素模板的预处理：将纤维素模板在第一浸渍液中浸泡，然后干燥至恒重；所述第一浸渍液为丙酮或者乙醇；
3）纤维素模板的透明化：将预处理后的纤维素模板用离子液体进行透明化处理；
4）纤维素模板的干燥：将步骤3）而所得到的纤维素模板在第二浸渍液中浸泡，以质量百分比计，干燥至含水率低于8%；所述第二浸渍液为蒸馏水或者乙醇；
5）压榨工艺：将经步骤4）处理后的纤维素模板进行热压处理；
6）纤维素模板的二次透明化：将步骤5）纤维素模板用离子液体进行透明化处理；
7）纳米导电材料的分布：将含纳米导电材料的PET薄膜与步骤6）得到的纤维素模板在温度为80-110℃，压力为5-15MPa条件下复压；
8）洗涤工艺：将经步骤7）处理后的纤维素模板在洗涤液中浸泡，去除残留在薄膜中的离子液体；
9）压榨工艺：将经步骤8）处理后的纤维素模板进行热压处理；
步骤3）和步骤6）所述的离子液体为甲基磷酸脂盐的二烷基咪唑室温离子液体、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基膦酸酯盐咪唑离子液体或者1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体。
2.根据权利要求1所述的柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，其特征在于，所述打浆的打浆度为20-80°SR；所述纤维素模板的定量为5-40g/m2。
3.根据权利要求1所述的柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，其特征在于，所述将纤维素模板在第一浸渍液中浸泡的时间为1-100分钟；所述纤维素模板在第二浸渍液中浸泡的时间为1-100分钟。
4.根据权利要求1所述的柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3）和步骤6）所述的透明化处理还包括以微波工艺辅助。
5.根据权利要求1所述的柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3）和步骤6）所述的透明化处理的时间为1-100 s。
6.根据权利要求1所述的柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2）和步骤4）所述的干燥为微波干燥和热压干燥中的一种或两者结合。
7.根据权利要求1所述的柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，其特征在于，步骤5）所述的热压处理的时间为300-600s。
8.根据权利要求1所述的柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，其特征在于，所述洗涤液为蒸馏水、去离子水或者乙醇。
9.根据权利要求1所述的柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，其特征在于，步骤5）和步骤9）所述的热压处理的温度80-110℃，压力为5-15MPa。
10.根据权利要求1所述的柔性透明导电纳米薄膜的制备方法，其特征在于，所述纤维素模板在洗涤液中浸泡的时间为1-2h；所述的含纳米导电材料的PET薄膜为通过真空沉积法将纳米银线或者纳米金线均匀地沉积在PET薄膜表面；单位面积的PET薄膜的纳米导电材料的沉积量为1-100mg/m2，所述的含纳米导电材料的PET薄膜的纳米涂层厚度为2-5nm。
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