CN108441163B - 一种应用于银纳米线导电膜的光学胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于银纳米线导电膜的光学胶及其制作方法，其原料包括：聚氨酯改性丙烯酸酯预聚物、活性稀释单体、光引发剂、抗氧剂、银稳定剂、光稳定剂、抗黄变阻聚剂和苯并三唑型UV吸收剂。本发明光学胶的各原料协同作用，具有高透过率、高折射率、耐高温高湿、耐UV老化、耐黄变和大幅度提高高温高湿环境下通电稳定性的优势。

Description

一种应用于银纳米线导电膜的光学胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及用于显示的电子元件的银纳米线导电膜的光学胶及其制备方法。

背景技术

伴随着信息产业的快速发展，手机、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)以及其它一些掌上娱乐电子产品成为人们生活的必须品。我国是触控模块的生产大国，在大尺寸触控屏中，现有透明导电材料ITO与OCA光学胶配合使用制备触控模组。

OCA光学胶是与透明光学元件的光学性能相近，并具有良好粘接性能的特种胶粘剂，其将两块或多块透明光学元件粘合成为能满足光路设计要求的光学组件，例如LCD中的导电玻璃与液晶层。对OCA光学胶的基本性能要求包括：1、优良的光学透明性，在指定的光波波段内光透过率大于98％以上；2、较高的折射率，固化后胶的折射率与被粘光学元件的折射率相近；3、在使用温度范围内粘结强度高，胶层的弹性模量低，固化后延伸率大，收缩变形小；4、耐黄变、耐紫外线、耐冷热冲击、耐振动、耐油、耐溶剂、耐湿热老化等；5、可以在室温或中温条件下固化，热固化后产生的收缩应力及由于胶层和光学零件热膨胀系数不同而产生的应力小；6、无毒或低毒，无刺激性气味，对使用者健康无不良影响。

现有的光学胶在应用中存在吸湿性较强、防潮性差的缺陷，环氧丙烯酸酯等主体树脂的分子链中含有亲水的含氧基团，使液态光学胶具有一定的吸湿性，应用于透明光学元件的粘接后，在长时间的使用过程中不断吸收空气中的水分，导致胶层发生溶胀、力学性能及透光率下降，进而导致相应设备的可靠性、耐久性降低。同时现有的光学胶还存在与银纳米线透明导电膜匹配性较差，长时间高温高湿通电和UV照射易于发黄，耐高温高湿通电稳定性差、耐水性差、银纳米线易于被OCA光学胶胶中组分氧化等问题。

目前，上述问题严重制约了银纳米线透明导电薄膜的工业化应用，为了解决上述技术问题，一种适用于银纳米线导电膜的光学胶亟待研究。

发明内容

为避免上述现有技术的不足之处，本发明旨在提供一种应用于银纳米线导电膜的光学胶及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明应用于银纳米线导电膜的光学胶，其特点在于：所述光学胶的各原料按质量份数的构成为：

进一步地，所述的聚氨酯改性丙烯酸酯预聚物为沙多玛CN2920聚氨酯改性丙烯酸酯、CN964聚氨酯丙烯酸酯、CN965NS聚氨酯丙烯酸酯、CN996A NS脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、CN996NS脂肪族聚氨酯丙烯酸酯或CN981A NS聚氨酯丙烯酸酯。

进一步地，所述的活性稀释单体为单官能团活性单体和/或多官能团活性单体；所述的单官能团活性稀释单体为异冰片基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯和十二烷基甲基丙烯酸酯中的至少一种；所述的多官能团活性单体为三异氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯和二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯中的至少一种。

进一步地，所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、光引发剂754和光引发剂cv400中的至少一种。

进一步地，所述的银稳定剂为十二烷基硫醇、十六烷基硫醇和十八烷基硫醇中至少一种。

进一步地，所述的苯并三唑型UV吸收剂为2-(5-氯-苯并三唑基)-6-邻叔丁基对甲酚、3-(2-苯并三氮唑-2-基)-5-(1,1-羟乙基)烷基酯、2-(5-氯-2-苯并三氮唑-2-基)-4-甲基-6-叔丁基苯酚、2-(2-苯并三氮唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯乙基)-4-(1,1,3,3-)苯酚、2-(2’-羟基-5-叔辛基苯并三唑)、2,2’-亚甲基双(6-苯并三唑-2-基)-4-叔辛基苯酚和6-(2-苯并三唑基)-4-叔辛基-6-叔丁基-4-甲基-2,2’-亚甲基双酚中的至少一种。

进一步地，所述的抗氧剂为南京华立明科工贸有限公司的抗氧剂3114、抗氧剂1425或抗氧剂245。

进一步地，所述的光稳定剂为4,4’-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、4,6-双(辛基硫代甲基)-0-甲酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、三甘醇-双(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、2,2-亚甲基双(4-甲基-6-(1-甲基环已基)-苯酚)、亚磷酸二苯基异癸基酯、亚磷酸三癸基酯、二苯乙烯基戊四醇、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(4,6-二叔丁基苯酚)、六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸]和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。

进一步地，所述的抗黄变阻聚剂为2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基。

本发明上述应用于银纳米线导电膜的光学胶的制作方法，包括如下步骤：

(1)按重量份称取各原料，然后混合并搅拌分散均匀，获得预涂浆料；

(2)使用狭缝涂布机将所述预涂浆料涂覆在一层离型膜上，形成涂料层，然后再在涂料层上粘合另一层离型膜，获得光学胶初品；

(3)将所述光学胶初品通过UVLED灯固化，即获得应用于银纳米线导电膜的光学胶。

本发明所应用的材料为新型透明导电材料，银纳米线为纳米级直径、微米级长度，目前其长径比可以达到1000，是一种光敏材料，具有极高的反应活性。在本发明中，聚氨酯改性丙烯酸酯预聚物、抗氧剂、光引发剂、光稳定剂和抗黄变阻聚剂可以提高OCA胶体主体树脂的光稳定性、耐黄变、耐水性、耐溶剂性能。银稳定剂和苯并三唑型UV吸收剂分别从银纳米线的反应活性和光敏特性特点出发保护银纳米线的稳定性，银稳定剂中含有的硫醇键和疏水物质可以钝化银纳米线同时阻隔水、氧气，苯并三唑型UV吸收剂可以吸收紫外光波，减少导电膜中银纳米线的活化反应条件，达到维持导电膜高稳定性的目的。本发明光学胶的各原料协同作用，具有高透过率、高折射率、耐高温高湿、耐UV老化、耐黄变和大幅度提高高温高湿环境下通电稳定性的优势。

本发明的有益效果体现在：

1、本发明的OCA光学胶透过率可以达到99.5％以上，应用于银纳米线导电膜上时，具有UV紫外老化500h，光照区域不发生黄变的特点。

2、本发明的OCA光学胶应用于银纳米线导电膜上时，可以改善其耐水性差、银纳米线易于被光学胶中组分氧化的问题，可以有效的保护银纳米线导电膜的高温高湿通电稳定性，在85℃/85％RH的高温高湿环境下通电测试240h，其电阻增幅小于10％。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明，下述实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

下述实施例所用原料型号、厂家如下：

聚氨酯改性丙烯酸酯预聚物为CN2920，购买自沙多玛广州化学有限公司；

活性稀释单体为三异氰脲酸三丙烯酸酯，购买自沙多玛广州化学有限公司；

抗氧剂3114，购买自南京华立明科工贸有限公司；

银稳定剂十八烷基硫醇，购买上海阿拉丁生化科技股份有限公司；

光引发剂754，购买自巴斯夫中国有限公司；

抗黄变阻聚剂2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基，购买自深圳市安立新材料有限公司；

苯并三唑型UV吸收剂为UV-328，购买自南京华立明科工贸有限公司；

光稳定剂770为癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，购买自巴斯夫中国有限公司；

SLC-6205DG光学OCA，购自深圳市新纶科技股份有限公司。

实施例1～5

各实施例中，光学胶的各原料按质量分数的构成参见表1。除表1中各原料外，另外还有实施例1-5中共同使用的同等含量的三个原料：光稳定剂、光引发剂、抗黄变阻聚剂分别为0.1份、1.5份、0.5份。

各实施例光学胶的制作方法如下：

(1)按重量份称取各原料，然后混合并搅拌分散均匀，获得预涂浆料；

(2)使用狭缝涂布机将预涂浆料涂覆(涂布速度为20m/min)在一层离型膜上，形成厚度为150μm的涂料层，然后再在涂料层上粘合另一层离型膜，获得光学胶初品；

(3)将光学胶初品通过UVLED灯固化(固化能量800mJ/cm²)，即获得应用于银纳米线导电膜的光学胶。

表1

对上述各实施例所得光学胶进行如下性能测试：

1、透过率和雾度测试：

采用申光牌型号为WGW的光电雾度测试仪测量各实施例所得光学胶的透过率和雾度。具体结果见表2。

表2

指标	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						H(％)	0.1	0	0.1	0.1	0
透过率(％)	99.5	99.8	99.7	99.5	99.6

2、通电稳定性测试：

将上述实施例所得光学胶一面的离型膜剥离，然后粘合在银纳米线透明导电膜的一面，再在银纳米线透明导电膜的另一面涂覆镭射银浆，将镭射银浆连接导线，然后分别在25℃/55％RH和85℃/85％RH的高温高湿环境下通5V直流电压进行测试，并记录1000h时25℃/55％RH环境下和240h时85℃/85％RH环境下的电阻增幅。为进行对比，采用OCA光学胶样品SLC-6205DG，按相同方法测试85℃/85％RH环境下的电阻增幅，当增幅大于100％时记为损毁，具体结果见表3。

表3

名称	25℃/55％RH，1000h	85℃/85％RH，240h
			实施例1	2.21％	8.52％
实施例2	1.75％	6.74％
			实施例3	0.85％	4.52％
实施例4	2.12％	8.75％
			实施例5	2.32％	8.43％
对比	/	损毁

3、UV紫外老化弯折实验测试：

将上述实施例所得光学胶一面的离型膜剥离，然后粘合在银纳米线透明导电膜的一面，将样品在辐射强度为0.68w/m²、温度60℃的环境中照射500h，记录b*值变化。采用OCA光学胶样品SLC-6205DG，按相同方法测试b*值变化，作为对比。具体结果见表4。

表4

名称	UV照射0h	UV照射500h
			实施例1	3.21	3.24
实施例2	3.23	3.27
			实施例3	3.17	3.20
实施例4	3.25	9.48
			实施例5	3.21	3.22
对比	3.22	9.76

由实施例1～5可知，本发明的光学胶具有良好的透过率，抗黄变、高温高湿通电稳定性。

以上仅为本发明的示例性实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种应用于银纳米线导电膜的光学胶，其特征在于：所述光学胶的各原料按质量份数的构成为：

所述的聚氨酯改性丙烯酸酯预聚物为沙多玛CN2920聚氨酯改性丙烯酸酯、CN964聚氨酯丙烯酸酯、CN965 NS聚氨酯丙烯酸酯、CN996A NS脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、CN996 NS脂肪族聚氨酯丙烯酸酯或CN981A NS聚氨酯丙烯酸酯；

所述的银稳定剂为十二烷基硫醇、十六烷基硫醇和十八烷基硫醇中至少一种。

2.根据权利要求1所述的应用于银纳米线导电膜的光学胶，其特征在于：所述的活性稀释单体为单官能团活性单体和/或多官能团活性单体；

所述的单官能团活性稀释单体为异冰片基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯和十二烷基甲基丙烯酸酯中的至少一种；

所述的多官能团活性单体为三异氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯和二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的应用于银纳米线导电膜的光学胶，其特征在于：所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、光引发剂754和光引发剂cv400中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的应用于银纳米线导电膜的光学胶，其特征在于：所述的苯并三唑型UV吸收剂为2-(5-氯-苯并三唑基)-6-邻叔丁基对甲酚、3-(2-苯并三氮唑-2-基)-5-(1,1-羟乙基)烷基酯、2-(5-氯-2-苯并三氮唑-2-基)-4-甲基-6-叔丁基苯酚、2-(2-苯并三氮唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯乙基)-4-(1,1,3,3-)苯酚、2-(2’-羟基-5-叔辛基苯并三唑)、2,2’-亚甲基双(6-苯并三唑-2-基)-4-叔辛基苯酚和6-(2-苯并三唑基)-4-叔辛基-6-叔丁基-4-甲基-2,2’-亚甲基双酚中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的应用于银纳米线导电膜的光学胶，其特征在于：

所述的抗氧剂为南京华立明科工贸有限公司的抗氧剂3114、抗氧剂1425或抗氧剂245；

所述的光稳定剂为4,4’-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、4,6-双(辛基硫代甲基)-0-甲酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、三甘醇-双(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、2,2-亚甲基双(4-甲基-6-(1-甲基环已基)-苯酚)、亚磷酸二苯基异癸基酯、亚磷酸三癸基酯、二苯乙烯基戊四醇、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(4,6-二叔丁基苯酚)、六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸]和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种；

所述的抗黄变阻聚剂为2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基。

6.一种权利要求1～5中任意一项所述的应用于银纳米线导电膜的光学胶的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按重量份称取各原料，然后混合并搅拌分散均匀，获得预涂浆料；

(2)使用狭缝涂布机将所述预涂浆料涂覆在一层离型膜上，形成涂料层，然后再在涂料层上粘合另一层离型膜，获得光学胶初品；

(3)将所述光学胶初品通过UVLED灯固化，即获得应用于银纳米线导电膜的光学胶。