CN110570972A - 一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料及其制备方法，该导电浆料包括以下重量份的原料：基体树脂4‑10份、酯类溶剂5‑30份、附着力促进剂0.6‑1.7份、流变剂0.5‑1.1份、防沉助剂1.0‑2.8份、粉体定向剂0.5‑1.3份、固化催化剂0.5‑1.8份、导电粉体60‑90份。本发明还提供了该导电浆料的制备方法。本发明制备的导电浆料具有良好的抗氧化性能以及耐酸碱性能，将其应用于金属网格透明导电膜中，可以制作3～10μm的超细线路，并提供极佳的导电性、良好的耐候性与稳定性。

Description

一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料及其制备方法

技术领域

本申请属于导电浆料技术领域,具体涉及一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料及其制备方法。

背景技术

透明导电薄膜是把光学透明性与导电性能复合在一体的光电材料,广泛地应用于光电子器件中,如触摸屏、液晶显示器、发光二极管和太阳能电池。目前，用作透明电极的材料主要是透明导电氧化物(TCO)，其中又以氧化铟锡(In2O3:Sn,ITO)为主。ITO薄膜具有电阻低(＜100Ω/□)、透过率高(＞90％)的特点，生产工艺成熟。然而，ITO也有一些缺点，最主要的是要用到稀有金属铟，生产过程需要高温、真空条件，成本较高。此外它的脆性限制了其在柔性、可折叠设备上的应用。因此，越来越多的人致力于研究新的可替代ITO的材料。目前，主要的新型材料有5种：石墨烯、碳纳米管、导电高分子、银纳米线和金属网格。

石墨烯在可见光波段具有高载流子迁移率、高透过率(90％)的特点，是透明导电薄膜的良好材料，但是不适于大规模生产，晶界缺陷多、片层间接触电阻大，光电性能较差(80％，3kΩ/□)，无法替代ITO。

碳纳米管可以看作由石墨烯片层卷曲而成的圆柱，但是单个碳纳米管间的接触电阻非常大，限制了其作为透明导电薄膜的应用。2011年Hecht等制备出透过率为91％时方块电阻为60Ω/□的碳纳米管薄膜，是目前光电性能最好的碳纳米管薄膜之一，但仍然低于ITO。

导电高分子薄膜可以采用液相法大规模制备，成本低，且具有优良的力学性能，最常用的材料是PEDOT：PSS，当透过率高于90％时，其电阻率通常大于100Ω/□。不足以替代ITO。

银纳米线透明导电膜制备方法简单，适宜大尺寸、大规模制备，然而纳米线之间较差的接触导致了低导电性。并且银纳米线透明导电膜耐候性较差，在长时间使用后会出现龟裂、电阻上升等缺陷。

金属网格(Metal mesh)技术在PET薄膜上制造出指定宽度与深度的凹槽，通过刮涂方式将银浆填入槽中形成导电金属网格图案。金属网格的电阻率比ITO低，通常小于10Ω/□，可以实现卷对卷生产，且网格的抗弯折性良好，可用于柔性器件，因此是替代ITO的良好材料。金属网格以其优异的光电性能获得了广泛关注，其光学透过率和电阻率可以独立地调节，被视为替代ITO的强有力竞争者。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种抗氧化性能以及耐酸碱性能优良的导电浆料及其制备方法。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料，包括以下重量份的原料：基体树脂4-10份、酯类溶剂5-30份、附着力促进剂0.6-1.7份、流变剂0.5-1.1份、防沉助剂1.0-2.8份、粉体定向剂0.5-1.3份、固化催化剂0.5-1.8份、导电粉体60-90份。

进一步地，所述基体树脂选自改性环氧树脂、聚氨酯树脂、EVA、聚酯树脂或有机硅树脂中的一种。

进一步地，所述酯类溶剂选自DBE、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯或丁二酸二甲酯中的一种或多种。

进一步地，所述附着力促进剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或稀土偶联剂中的一种。

进一步地，所述流变剂选自坡缕石粘土、膨润土、有机粘土、纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、司班80或黄原胶中的一种。

进一步地，所述防沉助剂选自聚乙烯蜡、纳米炭黑颗粒或气相二氧化硅中一种。

进一步地，所述粉体定向剂为BYK410或PN411。

进一步地，所述固化催化剂选自封端异氰酸酯、双氰胺或铂金催化剂中的一种。

进一步地，所述导电粉体选自球状银粉、片状银粉、树枝状银粉或棒状银粉中一种或多种。

一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料的制备方法，包括以下步骤：

高分子树脂载体的制备：将基体树脂以及酯类溶剂进行混合，在70-90℃下完全溶解，然后过400-800目筛网，过滤除杂，得到高分子树脂载体；

导电浆料的制备：将导电粉体、附着力促进剂、流变剂、防沉助剂、粉体定向剂、固化催化剂和高分子树脂载体在混料机中进行充分混合，得到预混料，然后将预混料在研磨机中进行高速剪切研磨分散，得到半成品；

将半成品通过400-2000目筛网过滤，除去浆料中的杂质或者分散不均匀的较大颗粒，然后将过滤完的半成品置于真空脱泡机中，抽真空后，即得产品。

本发明的有益效果在于：

本发明制备的导电浆料电阻极低，固化后体积电阻率最低＜1×10^-5Ω·㎝，高温高湿环境下存放1500小时不氧化，在盐雾试验中外观良好，电阻变化＜10％，附着力5B，说明其具有极强的抗氧化性与耐酸碱盐性能，能够有效地提高金属网格透明导电膜的使用稳定性与使用寿命，并且本发明制备的导电浆料可采用压印工艺涂覆，可制造3～10μm超细线宽的柔性透明导电膜。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面将结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料，由以下重量份的原料制备而成：改性环氧树脂6份、DBE 24份、硅烷偶联剂1份、坡缕石粘土0.7份、聚乙烯蜡1份、BYK410 0.5份、封端异氰酸酯0.5份、球状银粉66.3份。具体的制备方法如下：

按照上述重量份将改性环氧树脂与DBE进行混合，并在85℃的条件下溶解完全，然后过800目筛网，过滤除杂，得到高分子树脂载体，检测其粘度值，要求值为100-5000cps，超出范围的产品不进入下一工序；

按照上述重量份将硅烷偶联剂、坡缕石粘土、聚乙烯蜡、BYK410、封端异氰酸酯、球状银粉在混料机中进行充分混合，得到预混料，然后将预混料在研磨机中进行高速剪切研磨分散，得到半成品；

将半成品通过1500目筛网过滤，除去浆料中的杂质或分散不均匀的较大颗粒，然后将过滤完的浆料置于真空脱泡机中，抽真空后，即得产品(导电浆料)，检测其粘度值，要求值为300-10000cps，超出范围的属于不合格。

实施例2

一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料，由以下重量份的原料制备而成：改性环氧树脂4份、DBE 14份、硅烷偶联剂1.2份、坡缕石粘土0.7份、聚乙烯蜡2份、BYK410 1份、封端异氰酸酯1.5份、球状银粉75.6份。具体的制备方法如下：

按照上述重量份将改性环氧树脂与DBE进行混合，并在80℃的条件下溶解完全，然后过600目筛网，过滤除杂，得到高分子树脂载体，检测其粘度值，要求值为100-5000cps，超出范围的产品不进入下一工序；

按照上述重量份将硅烷偶联剂、坡缕石粘土、聚乙烯蜡、BYK410、封端异氰酸酯、球状银粉在混料机中进行充分混合，得到预混料，然后将预混料在研磨机中进行高速剪切研磨分散，得到半成品；

将半成品通过1000目筛网过滤，除去浆料中的杂质或分散不均匀的较大颗粒，然后将过滤完的浆料置于真空脱泡机中，抽真空后，即得产品(导电浆料)，检测其粘度值，要求值为300-10000cps，超出范围的属于不合格。

实施例3

一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料，由以下重量份的原料制备而成：改性环氧树脂4份、DBE 19份、硅烷偶联剂1.5份、坡缕石粘土0.5份、聚乙烯蜡1.5份、BYK4100.7份、封端异氰酸酯1.5份、球状银粉71.3份。

具体的制备方法如下：

按照上述重量份将改性环氧树脂与DBE进行混合，并在75℃的条件下溶解完全，然后过700目筛网，过滤除杂，得到高分子树脂载体，检测其粘度值，要求值为100-5000cps，超出范围的产品不进入下一工序；

按照上述重量份将硅烷偶联剂、坡缕石粘土、聚乙烯蜡、BYK410、封端异氰酸酯、球状银粉在混料机中进行充分混合，得到预混料，然后将预混料在研磨机中进行高速剪切研磨分散，得到半成品；

将半成品通过1700目筛网过滤，除去浆料中的杂质或分散不均匀的较大颗粒，然后将过滤完的浆料置于真空脱泡机中，抽真空后，即得产品(导电浆料)，检测其粘度值，要求值为300-10000cps，超出范围的属于不合格。

对实施例1-3的产品进行检测，检测方法如下：

(1)体积电阻率测定：电阻率测试仪；

(2)高温高湿实验：在85℃温度、85％湿度下存放1500小时；

(3)盐雾实验：在35±2℃的密封条件下，环境湿度大于80％，pH值在6.5-7.2范围内，用5％±1％的NaCl盐水喷雾72h。

检测结果：体积电阻率＜1×10^-5Ω·㎝，制作3～10μm超细线路金属网格透明导电膜方阻＜10Ω/□。在高温高湿环境下存放1500小时不氧化，在盐雾实验中外观良好，电阻变化＜10％，附着力5B级。

实施例4

一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料，由以下重量份的原料制备而成：聚氨酯树脂8份、乙酸乙酯20份、钛酸酯偶联剂1份、膨润土0.9份、纳米炭黑颗粒2.2份、PN4111.1份、双氰胺1.3份、片状银粉65.5份；其制备方法与实施例1相同。

实施例5

一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料，由以下重量份的原料制备而成：聚酯树脂7份、乙酸丁酯8份、铝酸酯偶联剂1.7份、纤维素1.1份、气相二氧化硅2.6份、PN4111.2份、双氰胺1.7份、片状银粉76.7份；其制备方法与实施例1相同。

实施例6

一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料，由以下重量份的原料制备而成：有机硅树脂10份、乙二醇丁醚15份、稀土偶联剂0.8份、有机粘土0.7份、气相二氧化硅1.6份、PN411 0.8份、铂金催化剂0.8份、树枝状银粉70.3份；其制备方法与实施例1相同。

实施例7

一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料，由以下重量份的原料制备而成：EVA5份、己二酸二甲酯10份、丁二酸二甲酯10份、硅烷偶联剂1.3份、十二烷基磺酸钠0.9份、聚乙烯蜡1.8份、BYK4101.2份、封端异氰酸酯0.9份、棒状银粉35份、树枝状银粉33.9份；其制备方法与实施例1相同。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：基体树脂4-10份、酯类溶剂5-30份、附着力促进剂0.6-1.7份、流变剂0.5-1.1份、防沉助剂1.0-2.8份、粉体定向剂0.5-1.3份、固化催化剂0.5-1.8份、导电粉体60-90份。

2.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述基体树脂选自改性环氧树脂、聚氨酯树脂、EVA、聚酯树脂或有机硅树脂中的一种。

3.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述酯类溶剂选自DBE、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯或丁二酸二甲酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述附着力促进剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或稀土偶联剂中的一种。

5.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述流变剂选自坡缕石粘土、膨润土、有机粘土、纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、司班80或黄原胶中的一种。

6.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述防沉助剂选自聚乙烯蜡、纳米炭黑颗粒或气相二氧化硅中一种。

7.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述粉体定向剂为BYK410或PN411。

8.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述固化催化剂选自封端异氰酸酯、双氰胺或铂金催化剂中的一种。

9.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述导电粉体选自球状银粉、片状银粉、树枝状银粉或棒状银粉中一种或多种。

10.一种应用于金属网格透明导电膜的导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

高分子树脂载体的制备：将基体树脂以及酯类溶剂进行混合，在70-90℃下完全溶解，然后过400-800目筛网，过滤除杂，得到高分子树脂载体；

导电浆料的制备：将导电粉体、附着力促进剂、流变剂、防沉助剂、粉体定向剂、固化催化剂和高分子树脂载体在混料机中进行充分混合，得到预混料，然后将预混料在研磨机中进行高速剪切研磨分散，得到半成品；

将半成品通过400-2000目筛网过滤，除去浆料中的杂质或者分散不均匀的较大颗粒，然后将过滤完的半成品置于真空脱泡机中，抽真空后，即得产品。