CN110517806A - 一种纳米银线导电浆料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及导电浆料领域,具体涉及一种纳米银线导电浆料及其应用。一种纳米银线导电浆料,由以下重量百分比的组分组成:纳米银线0.08‑0.2wt%、分散剂0.06‑0.09wt%、粘稠剂2.5‑4wt%、表面活性剂0.3‑1.5wt%、流平剂0.1‑0.5wt%、润湿剂0.2‑0.4wt%、偶联剂0.1‑0.3wt%,余量为溶剂。所述导电浆料制备的导电膜的阻抗值低于50Ω/cm2。本发明调节优化导电浆料中纳米银线及各种助剂的配比,制备出电阻低、透明度高、雾度低、外观良好的纳米银线导电膜。
Description
技术领域
本发明涉及导电浆料领域,具体涉及一种纳米银线导电浆料及其应用。
背景技术
随着微电子技术的发展,人们对电子元器件尤其是纳米银线导电膜的要求越来越高。现有纳米银线导电膜配方中,助剂的种类和质量对纳米银线导电浆料的电阻有一定的影响。一般情况下,当某种助剂的质量超过某一个界定范围的时候,纳米银线导电浆料的电阻会有一个甚至几个数量级别的上升,助剂种类和质量的科学使用对于生产高质量的纳米银线导电浆料起着关键的作用。现有技术中,对于纳米银线导电浆料的配方大多处于摸索阶段,市场上可见到较好的纳米银线导电浆料制备的导电膜实美国C3纳米公司生产的,其中导电膜的电阻是50Ω/cm2。另外一方面,助剂的科学配置也会影响到后续工业生产的涂布情况,工业涂布过程中可能出现的问题是彩虹纹、橘皮纹、团聚、发白、条纹等现象,这些现象会直接影响到产品的质量及后续进一步使用。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种纳米银线导电浆料及其应用,具体技术方案如下:
一种纳米银线导电浆料,由以下重量百分比的组分组成:纳米银线0.08-0.2wt%、分散剂0.06-0.09wt%、粘稠剂2.5-4wt%、表面活性剂0.3-1.5wt%、流平剂0.1-0.5wt%、润湿剂0.2-0.4wt%、偶联剂0.1-0.3wt%,余量为溶剂。
进一步地,所述分散剂包括烷氧基改性多官能团基聚合物铵盐、丙烯酸共聚物铵盐、丙烯酸共聚物钠盐、聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、季铵化合物、磷酸钠盐、醇衍生物中的一种或多种。
进一步地,所述分粘稠剂包括乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
进一步地,所述粘稠剂包括乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
进一步地,所述表面活性剂包括聚氧乙烯-8-辛基苯基醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脱水山梨醇单月桂酸酯、脱水山梨醇单棕榈酸酯、脱水山梨醇单硬脂酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯、脱水山梨醇单油酸酯、脱水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨单油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯硬酯酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物中的一种或多种。
进一步地,所述流平剂包括异佛尔酮、二丙酮醇、醇丙烯酸、改性丙烯酸、聚甲基烷基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷、氟碳化合物中的一种或多种。
进一步地,所述润湿剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚,聚氧乙烯脂肪醇醚,聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
进一步地,所述偶联剂包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
进一步地,所述溶剂为水性溶剂或油性溶剂。所述油性溶剂包括松节油、二甲苯、甲苯、乙醇、松油醇、丙酮、环己酮、甲乙酮、异丙醇、丁醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的一种或多种。
进一步地,所述纳米银线导电浆料的制备方法为:将所述分散剂溶解于所述溶剂里,加入纳米银线溶液混合搅匀,继续加入所述表面活性剂、所述流平剂、所述润湿剂、所述偶联剂,最后加入所述粘稠剂混合均匀。
一种纳米银线导电膜,由所述纳米银线导电浆料制备而成。其制备方法为:将所述纳米银线导电浆料用迈耶棒涂布在PET膜上,涂布湿厚为20-30um,然后置与80-120℃烘箱内烘干2-5min。
进一步地,所述导电膜的阻抗值低于50Ω/cm2。
一种显示器件,包括所述纳米银线导电膜。
本发明调节优化导电浆料中纳米银线及各种助剂的配比,制备出电阻低、透明度高、雾度低、外观良好的纳米银线导电膜。通过多次正交实验,确定了最优导电浆料的组分配比。
具体实施方式
下面将结合具体实施例,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明的保护范围。
实施例1
(1)纳米银线导电浆料的制备
称取0.08g丙烯酸共聚物铵盐分散剂溶于50g水中,加入0.08g纳米银线分散均匀,继续加入0.3g聚氧乙烯-8-辛基苯基醚表面活性剂、0.1g二丙酮醇流平剂、0.2g聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂、0.1gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂、2.5g甲基纤维素粘稠剂,最后加水至混合物总重为100g,混合均匀得纳米银线导电浆料。
(2)纳米银线导电膜的制备
将所述纳米银线导电浆料用迈耶棒涂布在PET膜上,涂布湿厚为25um,然后置于100℃烘箱内烘干5min,得纳米银线导电膜。
实施例2
(1)纳米银线导电浆料的制备
称取0.03g聚羧酸钠盐分散剂溶于50g水中,加入0.12g纳米银线,继续加入0.45g脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂、0.15g异佛尔酮流平剂、0.3g聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂、0.15gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂、3.75g乙基纤维素粘稠剂,最后加水至混合物总重为100g,混合均匀得纳米银线导电浆料。
(2)纳米银线导电膜的制备
将所述纳米银线导电浆料用迈耶棒涂布在PET膜上,涂布湿厚为25um,然后置于100℃烘箱内烘干5min,得纳米银线导电膜。
实施例3
(1)纳米银线导电浆料的制备
称取0.04g烷氧基改性多官能团基聚合物铵盐分散剂溶于50g水中,加入0.16g纳米银线分散均匀,继续加入0.6g脱水山梨醇单棕榈酸酯表面活性剂、0.2g聚甲基烷基硅氧烷流平剂、0.4g聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂、0.2g N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂、4g乙基纤维素粘稠剂,最后加水至混合物总重为100g,混合均匀得纳米银线导电浆料。
(2)纳米银线导电膜的制备
将所述纳米银线导电浆料用迈耶棒涂布在PET膜上,涂布湿厚为25um,然后置于100℃烘箱内烘干5min,得纳米银线导电膜。
实施例4
(1)纳米银线导电浆料的制备
称取0.05g丙烯酸共聚物铵盐分散剂溶于50g水中,加入0.2g纳米银线分散均匀,继续加入0.75g聚氧乙烯-8-辛基苯基醚表面活性剂、0.25g二丙酮醇流平剂、0.4g聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂、0.25gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂、4g甲基纤维素粘稠剂,最后加水至混合物总重为100g,混合均匀得纳米银线导电浆料。
(2)纳米银线导电膜的制备
将所述纳米银线导电浆料用迈耶棒涂布在PET膜上,涂布湿厚为25um,然后置于100℃烘箱内烘干5min,得纳米银线导电膜。
实施例5
(1)纳米银线导电浆料的制备
称取0.09g聚羧酸钠盐分散剂溶于50g水中,加入0.2g纳米银线分散均匀,继续加入0.3g脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂、0.1g异佛尔酮流平剂、0.2g聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂、0.1gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂、2.5g乙基纤维素粘稠剂,最后加水至混合物总重为100g,混合均匀得纳米银线导电浆料。
(2)纳米银线导电膜的制备
将所述纳米银线导电浆料用迈耶棒涂布在PET膜上,涂布湿厚为25um,然后置于100℃烘箱内烘干5min,得纳米银线导电膜。
实施例6
(1)纳米银线导电浆料的制备
称取0.09g烷氧基改性多官能团基聚合物铵盐分散剂溶于50g水中,加入0.2g纳米银线分散均匀,继续加入1.5g脱水山梨醇单棕榈酸酯表面活性剂、0.5g聚甲基烷基硅氧烷流平剂、0.4g聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂、0.3g N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂、4g乙基纤维素粘稠剂,最后加水至混合物总重为100g,混合均匀得纳米银线导电浆料。
(2)纳米银线导电膜的制备
将所述纳米银线导电浆料用迈耶棒涂布在PET膜上,涂布湿厚为25um,然后置于100℃烘箱内烘干5min,得纳米银线导电膜。
实施例7
(1)纳米银线导电浆料的制备
称取0.09g烷氧基改性多官能团基聚合物铵盐分散剂溶于50g水中,加入0.08g纳米银线分散均匀,继续加入1.5g脱水山梨醇单棕榈酸酯表面活性剂、0.5g聚甲基烷基硅氧烷流平剂、0.4g聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂、0.3gN-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂、4g乙基纤维素粘稠剂,最后加水至混合物总重为100g,混合均匀得纳米银线导电浆料。
(2)纳米银线导电膜的制备
将所述纳米银线导电浆料用迈耶棒涂布在PET膜上,涂布湿厚为25um,然后置于100℃烘箱内烘干5min,得纳米银线导电膜。
对比例1
与实施例1相比,本对比例的区别在于,本对比例区别仅在于,所述分散剂的添加量为0.01g。
对比例1
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述分散剂的添加量为0.01g。
对比例2
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述粘稠剂的添加量为2g。
对比例3
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述表面活性剂的添加量为0.2g。
对比例4
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述流平剂的添加量为0.08g。
对比例5
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述润湿剂的添加量为0.1g。
对比例6
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述润湿剂的添加量为0.08g。
对比例7
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述分散剂的添加量为0.1g。
对比例8
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述粘稠剂的添加量为4.5g。
对比例9
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述表面活性剂的添加量为0.2g。
对比例10
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述流平剂的添加量为0.6g。
对比例11
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述润湿剂的添加量为0.5g。
对比例12
与实施例1相比,本对比例的区别在于,所述润湿剂的添加量为0.4g。
以上实施例和对比例中制备的纳米银线导电膜的性能测试结果见表1。其中,电阻测试结果是采用M-3型手持式四探针测试仪测试所得,透明度和雾度测试结果是采用WGT-S透光率/雾度测定仪测试所得。
表1
由实施例1-7的测试结果可知,本发明的纳米银线导电浆料制备的导电膜的阻抗值低于50Ω/cm2,雾度低于0.92%,透明度高于88.7%,外观良好或较优。本发明通过合理配比纳米银线和助剂,得到低电阻、低雾度、较高透明度和外观良好的纳银线导电膜。
由对比例1-6可知,对一定纳米银线质量分数的导电浆料,各种助剂配比偏低时,导电浆料的导电性能较弱,这是因为助剂不足时导电浆料的分散性、润湿性和流平性较差,涂覆在基材膜片上时分布不匀,粘附性较弱。由对比例7-12可知,对一定纳米银线质量分数的导电浆料,各种助剂配比偏高时,增加了导电浆料的非导电性物质含量,降低导电性能。
综上,纳米银线和各种助剂的质量分数影响导电膜的电阻和雾度,其中对电阻的大小影响尤为明显。纳米银线的含量越高,导电浆料导电性越强,但雾度也越高。相同纳米银线质量分数下,各种助剂总质量分数越高,电阻越高,雾度越小。这是由于助剂含量过高时,导电浆料中非导电物质含量增加,导电效果降低。然而助剂在导电浆料中起到润湿、流平等作用,在改善外观及电性能方面起到重要作用。因此,本发明充分优化纳米银线和各种助剂的质量分数,以兼顾导电膜的导电性能、透光性能及外观。
Claims (9)
1.一种纳米银线导电浆料,其特征在于,由以下重量百分比的组分组成:纳米银线0.08-0.2wt%、分散剂0.06-0.09wt%、粘稠剂2.5-4wt%、表面活性剂0.3-1.5wt%、流平剂0.1-0.5wt%、润湿剂0.2-0.4wt%、偶联剂0.1-0.3wt%,余量为溶剂。
2.根据权利要求1所述的纳米银线导电浆料,其特征在于,所述分散剂包括烷氧基改性多官能团基聚合物铵盐、丙烯酸共聚物铵盐、丙烯酸共聚物钠盐、聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钾盐中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的纳米银线导电浆料,其特征在于,所述分粘稠剂包括乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的纳米银线导电浆料,其特征在于,所述粘稠剂包括乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的纳米银线导电浆料,其特征在于,所述表面活性剂包括聚氧乙烯-8-辛基苯基醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脱水山梨醇单月桂酸酯、脱水山梨醇单棕榈酸酯、脱水山梨醇单硬脂酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯、脱水山梨醇单油酸酯、脱水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨单油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯硬酯酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的纳米银线导电浆料,其特征在于,其制备方法为:将所述分散剂溶解于所述溶剂里,加入纳米银线溶液混合搅匀,继续加入所述表面活性剂、所述流平剂、所述润湿剂、所述偶联剂,最后加入所述粘稠剂混合均匀。
7.一种纳米银线导电膜,其特征在于,由权利要求1-6任一项所述的纳米银线导电浆料制备而成。
8.根据权利要求7所述的纳米银线导电膜,其特征在于,所述导电膜的阻抗值低于50Ω/cm2。
9.一种显示器件,其特征在于,包括权利要求7所述的纳米银线导电膜。
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