CN114388197A - 基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途 - Google Patents

基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途 Download PDF

Info

Publication number
CN114388197A
CN114388197A CN202110865192.2A CN202110865192A CN114388197A CN 114388197 A CN114388197 A CN 114388197A CN 202110865192 A CN202110865192 A CN 202110865192A CN 114388197 A CN114388197 A CN 114388197A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyester
film
transparent conductive
nano silver
conductive film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110865192.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114388197B (zh
Inventor
程正载
王林枫
蔡拴普
王欢
孙欣
贾如艳
袁贝贝
程俊鹏
杨迎澳
马里奥·高迪尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Chuandu Optoelectronic Technology Co ltd
Shenzhen Wanzhida Technology Transfer Center Co ltd
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN202110865192.2A priority Critical patent/CN114388197B/zh
Publication of CN114388197A publication Critical patent/CN114388197A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114388197B publication Critical patent/CN114388197B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G63/685—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing nitrogen
    • C08G63/6854—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing nitrogen derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/6856—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78—Preparation processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/044—Forming conductive coatings; Forming coatings having anti-static properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

Abstract

本发明公开了基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途，属于高分子合成与复合材料领域。以4，4′‑(羰基二亚胺)双苯甲酸（A）为二酸单体，以1,3‑二羟基丙酮为第一个二醇单体，以1,3‑二（羟甲基）‑2‑咪唑啉酮（B）作为第二个二醇单体，经过催化酯化和催化缩聚及一系列分离步骤，得到基于对氨基苯甲酸的聚酯。本发明所合成的共聚酯具有较高的分子量和透明度，良好的延展性能、力学性能，用作透明导电聚酯薄膜的基材原料，与纳米银线涂布液进一步加工，制成纳米银线透明导电薄膜，用于智能触摸屏的膜组件的制备。

Description

基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途
技术领域
本发明涉及基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途，具体涉及以4，4′-(羰基二亚胺)双苯甲酸（A）为二酸单体，以1,3-二羟基丙酮为第一个二醇单体，以1,3-二（羟甲基）-2-咪唑啉酮（B）作为第二个二醇单体，经过催化酯化和催化缩聚及一系列分离步骤，得到基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯。本发明所合成的聚酯具有较高的分子量和透明度，良好的延展性能、力学性能，用作透明导电聚酯薄膜的基材原料，与纳米银线涂布液进一步加工，制成纳米银线透明导电薄膜，用于智能触摸屏的膜组件的制备。
背景技术
在信息时代，人们的日常生活已经离不开各式各样的电子器件，而具有高导电性和高透明度的透明导电膜（TCFs）对于各种电子器件的性能至关重要，例如触摸屏、平板电视、电子阅读器、智能手机、智能玻璃、有机太阳能电池和液晶显示器等电子器件；在所有透明导电材料中，氧化铟锡（ITO）是当前电子工业中最常用的，其优异的光学透过率和较低的方阻使得它们在光电子器件领域的应用中如鱼得水；然而，ITO具有一些固有的缺点，如沉积工艺需要在高真空条件下进行，沉积温度较高，相对较高的成本和脆性。而随着电子器件向智能化、多功能化以及便携化发展，人们对柔性电子设备的需求也迅速增长，ITO已经无法满足这些器件的应用要求。
因此，越来越多的人开始深入研究可以代替ITO新型透明导电材料，例如银纳米线透明导电膜，碳纳米管（CNTs），石墨烯以及导电聚合物等；碳基的透明导电膜主要包括CNTs和石墨烯，由于碳的导电性高，导热性好，机械强度高，化学稳定性好，但是对于CNTs 来说，由于其较大的接触电阻，其构筑的透明导电膜的方阻通常要远大于ITO，这些都制约了它在市场上的发展；
金属纳米结构由于其独特的光电性质和在透明导电膜中的潜在应用而在十年内引起了极大的关注。金属纳米结构主要包括金属薄膜，金属纳米网格和金属纳米线构成的导电网络。当金属薄膜的厚度低于10 nm时，金属会逐渐变得透明。然而，当厚度减小时，金属薄膜的方块电阻会显著增加，而对于金属纳米网格来说，使其线宽降低的工艺技术还不成熟，并且其表面的粗糙度可能会限制在触摸面板中的应用；各种金属纳米线导电网络，如银纳米线网络作为极有可能替代 ITO 的柔性透明导电材料，在各种金属纳米线中，由于金属银的优良导电性，银纳米线（AgNWs）透明导电膜具有优异的光透过率和导电性能，在太阳能电池、透明加热器件、柔性触摸屏、柔性显示等领域中都具有广泛的应用前景。DuraisamyH[1]等([1]Duraisamy N, Hong S J, Choi K H. Deposition and characterization ofsilver nanowires embedded PEDOT: PSS thin films via electrohydrodynamicatomization[J]. Chemical engineering journal, 2013, 225: 887-894.)使用静电喷涂法将AgNWs嵌入到聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT∶PSS)中，制备了透射率为77%的AgNWs/PEDOT:PSS复合薄膜，但是该复合膜的方块电阻较大且透射率不高；Chen Y[2]等([2]Chen Y, Lan W, Wang J, et al. Highly flexible, transparent,conductive and antibacterial films made of spin-coated silver nanowires and aprotective ZnO layer[J]. Physica E: Low-Dimensional Systems andNanostructures, 2016, 76: 88-94.)在PET基底上旋涂3 mg/mL的纳米银线分散液和氧化锌前驱体溶液，得到透光率92%、方阻9 Ω/sq的柔性透明导电薄膜，弯曲1000次后方阻没有明显的变化，但制备的薄膜形貌参差不齐，表面粗糙度较高；Jo W[3]等([3]Jo W, Kang HS, Choi J, et al. Plasticized polymer interlayer for low-temperaturefabrication of a high-quality silver nanowire-based flexible transparent andconductive film[J]. ACS applied materials & interfaces, 2017, 9(17): 15114-15121.)通过喷涂的方法，将银纳米线嵌入涂覆有感光树脂NOA 85的PET薄膜上，制备了AgNW/NOA 85复合型导电薄膜，方阻109 Ω/sq，透光率91.7%，该复合膜的方块电阻较大且薄膜涂层不均匀，不适用于工业化生产。
如今，想要将银纳米线透明导电膜银线投入应用中，必须要解决一些问题，纳米线构成的渗透网络存在较高的接触电阻；由于银纳米线以及基材表面对光的散射作用，银纳米线透明导电膜的透光率不高，在使用过程中会影响人的视觉体验。
发明内容
现有的聚酯材料的合成主要部分依旧使用石油基原料，并且需要采用较多的催化剂，催化效率较低，得到的聚酯颜色较深，聚酯的力学性能，热学性能，加工性能较差；银纳米线构成的渗透网络存在较高的接触电阻；由于银纳米线以及基材表面对光的散射作用，银纳米线透明导电膜的透光率不高。针对现有技术中的上述问题，本发明的主要目的提供了基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途，以4，4′-(羰基二亚胺)双苯甲酸（A）为二酸单体，以1,3-二羟基丙酮为第一个二醇单体，以1,3-二（羟甲基）-2-咪唑啉酮（B）作为第二个二醇单体，经过催化酯化和催化缩聚及一系列分离步骤，得到基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯。本发明所合成的聚酯具有较高的分子量和透明度，良好的延展性能、力学性能，用作透明导电聚酯薄膜的基材原料，与纳米银线涂布液进一步加工，制成纳米银线透明导电薄膜，用于智能触摸屏的膜组件的制备。
本发明采用如下技术方案：
基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯，其结构如式1所示
Figure 566418DEST_PATH_IMAGE001
式1
其中：式1中的n为60~70，m为40~50；
基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯的制备，其特征包括如下步骤：
1）催化酯化：用A表示CAS 1234-27-1的化学品:4,4'-(carbonyldiimino)bis-Benzoic acid即4，4′-(羰基二亚胺)双苯甲酸，用B表示CAS 136-84-5的化学品:1,3-二（羟甲基）-2-咪唑啉酮；将A，1,3-二羟基丙酮和B投入反应器中，在催化剂作用下，氮气氛围下，常压，140℃～170℃搅拌条件下进行催化酯化反应1.5h～2.5h，得到催化酯化产物；
2）催化缩聚：得到催化酯化产物后，控制反应体系真空度在50Pa以下，240℃～250℃的条件下进行缩聚反应3.5h～4.5h，得到聚酯粗品；
3）聚酯粗品的纯化：将聚酯粗品冷却至室温后，加入一定量的氯仿，充分振荡使其溶解，过滤掉不溶物后在清液中加入甲醇或乙醇或异丙醇，直至产生的沉淀不再增加为止，离心分离，将沉淀物过滤后，滤渣再用冷的甲醇或乙醇或异丙醇进行洗涤，然后在60℃~70℃下真空干燥2.0-3.0h，即得到所需要的基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯产品。
作为进一步优选，所述步骤1）中，加入的A，1,3-二羟基丙酮和B之间的物质的量比为2:（1.3~1.5）:(1.2~1.1)。
作为进一步优选，所述步骤1)中，所述的催化剂为三氧化二钇，2、4、6-三硝基苯磺酸，草酸钴，六氨合氯化钴，草酸镍，二丁基氯化锡的一种或两种作为催化剂，催化剂的总用量为1,3-二羟基丙酮质量的0.054%~0.1%。
采用权利要求1-4所制备的基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯，经过流涎成膜工艺，制备得到膜厚度为30~50µm的透明聚酯薄膜P。
纳米银线透明导电膜制备的步骤如下：
1）纳米银线的制备：取12份质量的聚乙烯吡咯烷酮在130℃的条件下溶解于40份质量的丙三醇中，再取4份质量0.1mol/L的AgNO3加入上述混合液中，加热反应10-30min后，添加0.01份质量的三氧化二矾作为成核控制剂，反应3-5h，冷却，加入120份质量的丙酮混合，离心分离，过滤，洗涤，干燥，得到长度为25~30 µm，直径为10~15nm的纳米银线；
2）纳米银浆的制备：按质量比3:15:3配比称取醋酸丁酸纤维、乙醇、十六烷基二甲基溴化氨，在130℃下搅拌1.5h后，边搅拌边加入1份质量的纳米银线，再不断搅拌使其均匀分布，得到银含量为3%的纳米银浆；
3）纳米银线透明导电膜制备：以膜厚度为30~50µm的透明聚酯薄膜P为基材，通过浸渍涂布法或喷涂法将银浓度为3%的纳米银浆为涂布液，均匀涂布在膜厚度为30~50µm的透明聚酯薄膜上，以使得分布在薄膜上的纳米银的含量达到30~60mg/m2，所得薄膜经过65℃的真空无尘烘箱烘干后，即得光子透光率超过94%的纳米银线透明导电薄膜F。
权利要求6所述的以透明共聚酯薄膜P为基材，通过与纳米银线的复合，制得的纳米银透明导电薄膜的用途：作为智能触摸屏的膜组件的制备；其特征如下：首先，通过使用银导电胶和丝网印刷机，在纳米银透明导电薄膜F的边缘印刷电路，然后，通过激光蚀刻薄膜F，以形成触摸屏的标准电路，最后，添加外部电路形成最终的触摸屏。
有益效果
1、原料的精心挑选：4，4′-(羰基二亚胺)双苯甲酸(A)是一种可以由对氨基苯甲酸通过系列转化制得的生物质原料，对氨基苯甲酸是机体细胞生长和分裂所必需的物质叶酸的组成部分之一，在酵母、肝脏、麸皮、麦芽中含量甚高。它是由莽草酸途径经分支酸合成的；二羟基丙酮是一种天然存在的酮糖，具有生物可降解性，是一种具有多功能的添加剂；本专利方法制备的该种生物质聚酯薄膜产品被扔弃后，能参与到自然的循环过程中，易于被自然环境中的水、阳光、土壤、空气和微生物降解。
2、所合成的聚酯的力学性能：带有环状刚性的芳环结构的A的引入，大大地改善了聚酯的性能（包括拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度），二醇的引入提高其延展性能，可以制备超薄且具有强韧性的薄膜。
3、本发明通过制备长度在25~30µm、直径在10~15nm的纳米银线配制成纳米银浆涂布液，进一步制备的纳米银透明导电薄膜；其光子透光率比纳米银线/还原氧化石墨烯复合柔性透明导电薄膜高15.5%-16.9%，方块电阻低了21.2~24.7Ω/sq，从而制得高透光率，高导电性的纳米银透明导电薄膜，可用于智能触摸屏的膜组件的制备。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的说明，但本发明不受实施例的限制。本发明中原料物质均为常规市售。为了更加清晰地理解本发明的目的、技术方案及优点，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体例子所涉及的具体数据仅用以解释本发明，并不限于本发明；
实施例中制备共聚酯的结构确定：采用德国布鲁克光谱仪器公司的BrukerAvance DMX600型核磁共振仪、德国布鲁克光谱仪器公司VERTEX70型的傅里叶变换红外光谱仪进行确定；采用Waters-Breeze凝胶色谱分析仪测试了其数均分子质量(Mn)；
实施例中的力学性能测试：拉伸性能测试按 GB/T 1040.2—2006 标准执行；弯曲性能按GB/T 9341—2008标准执行；冲击性能按GB/T 1843—2008标准执行；结果各取5个测试试样的平均值；
实施例中制备的薄膜光电性能测试：用透光率雾度测试仪测薄膜的透光度；用HPS2526精密方块电阻测试仪测薄膜的方块电阻；
收率=100%×目标产物的实际生成量/目标产物的理论生成量；
纳米银线的制备：取12份质量的聚乙烯吡咯烷酮在130℃的条件下溶解于40份质量的丙三醇中，再取4份质量0.1mol/L的AgNO3溶液加入上述混合液中，反应10-30min后，添加0.01份质量的三氧化二矾作为成核控制剂，反应3-5h，冷却，加入120份质量的丙酮混合，离心分离，过滤，洗涤，干燥，得到长度为25~30 µm，直径为10~15 nm的纳米银线；
纳米银浆的制备：按质量比3:15:3配比称取醋酸丁酸纤维、乙醇、十六烷基二甲基溴化氨，在130℃下搅拌1.5h后，边搅拌边加入1份质量的纳米银线，再不断搅拌使其均匀分布，得到银含量为3%的纳米银浆。
实施例1：在50 mL的单口烧瓶依次加入1.173g（13 mmol）的1,3-二羟基丙酮，6.075g（20 mmol）的A，1.606g(11mmol)的B和1.173mg的六氨合氯化钴，在氮气氛围下，在170℃搅拌条件下进行酯化反应2.5h后，继续升高温度至240℃，同时开启真空泵并控制真空度在50Pa以下，继续进行缩聚反应5h得到聚酯粗品；向聚酯粗品中加入50mL氯仿，浸泡3h后过滤；取清液逐滴加入到异丙醇中，得到浑浊体系，离心后得到沉淀，过滤，滤渣用10mL异丙醇洗涤3次，过滤，60℃下真空干燥，得到4.837g的聚酯，收率为83.69%，Mn为44100 g/mol；
纳米银透明导电薄膜F1的制备：聚酯经过流涎薄膜工艺，得到38µm的聚酯薄膜P1，以该薄膜为基材，通过喷涂法将银浓度为3%的纳米银浆为涂布液均匀涂布在膜厚度为38µm的透明聚酯薄膜上，所得薄膜经过65℃的真空无尘烘箱烘干后，即得到纳米银透明导电薄膜F1，作为智能触摸屏的膜组件的制备，透光率为94.5%，方块电阻32.4Ω/sq。
实施例2：在50 mL的单口烧瓶依次加入1.269g（14 mmol）的1,3-二羟基丙酮，6.075g（20 mmol）的A，1.606g(11mmol)的B和1.269mg的草酸镍，在氮气氛围下，在170℃搅拌条件下进行酯化反应2.5h后，继续升高温度至240℃，同时开启真空泵并控制真空度在50Pa以下，继续进行缩聚反应5h得到聚酯粗品；向聚酯粗品中加入50mL氯仿，浸泡3h后过滤；取清液逐滴加入到异丙醇中，得到浑浊体系，离心后得到沉淀，过滤，滤渣用10mL异丙醇洗涤3次，过滤，60℃下真空干燥，得到5.025g的聚酯，收率为85.60%，Mn为43100 g/mol；
纳米银透明导电薄膜F2的制备：聚酯经过流涎薄膜工艺，得到41µm的聚酯薄膜P2，以该薄膜为基材，通过浸渍涂布法或喷涂法将银浓度为3%的纳米银浆为涂布液均匀涂布在膜厚度为41 µm的透明聚酯薄膜上，所得薄膜经过65℃的真空无尘烘箱烘干后，即得到纳米银透明导电薄膜F2，作为智能触摸屏的膜组件的制备，透光率为95.1%，方块电阻30.3Ω/sq。
实施例3：在50 mL的单口烧瓶依次加入1.356g（15 mmol）的1,3-二羟基丙酮，6.075g（20 mmol）的A，1.752g(12mmol)的B和1.356mg的2、4、6-三硝基苯磺酸，在氮气氛围下，在170℃搅拌条件下进行酯化反应2.5h后，继续升高温度至240℃，同时开启真空泵并控制真空度在50Pa以下，继续进行缩聚反应5h得到聚酯粗品；向聚酯粗品中加入50mL氯仿，浸泡3h后过滤；取清液逐滴加入到异丙醇中，得到浑浊体系，离心后得到沉淀，过滤，滤渣用10mL异丙醇洗涤3次，过滤，60℃下真空干燥，得到5.387g的聚酯，收率为91.00%，Mn为44100g/mol；
纳米银透明导电薄膜F3的制备：聚酯经过流涎薄膜工艺，得到33µm的聚酯薄膜P3，以该薄膜为基材，通过浸渍涂布法或喷涂法将银浓度为3%的纳米银浆为涂布液均匀涂布在膜厚度为33 µm的透明聚酯薄膜上，所得薄膜经过65℃的真空无尘烘箱烘干后，即得到纳米银透明导电薄膜F3，作为智能触摸屏的膜组件的制备，透光率为95.3%，方块电阻32.7Ω/sq。
实施例4：在50 mL的单口烧瓶依次加入1.356g（15 mmol）的1,3-二羟基丙酮，6.075g（20 mmol）的A，1.752g(12mmol)的B和1.356mg的三氧化二钇，在氮气氛围下，在170℃搅拌条件下进行酯化反应2.5h后，继续升高温度至240℃，同时开启真空泵并控制真空度在50Pa以下，继续进行缩聚反应5h得到聚酯粗品；向聚酯粗品中加入50mL氯仿，浸泡3h后过滤；取清液逐滴加入到异丙醇中，得到浑浊体系，离心后得到沉淀，过滤，滤渣用10mL异丙醇洗涤3次，过滤，60℃下真空干燥，得到5.587g的聚酯，收率为94.38%，Mn为42600 g/mol；
纳米银透明导电薄膜F4的制备：聚酯经过流涎薄膜工艺，得到42µm的聚酯薄膜P4，以该薄膜为基材，通过浸渍涂布法或喷涂法将银浓度为3%的纳米银浆为涂布液均匀涂布在膜厚度为12 µm的透明聚酯薄膜上，所得薄膜经过65℃的真空无尘烘箱烘干后，即得到纳米银透明导电薄膜F4，作为智能触摸屏的膜组件的制备，透光率为95.4%，方块电阻31.8Ω/sq。
实施例5：在50 mL的单口烧瓶依次加入1.173g（13 mmol）的1,3-二羟基丙酮，6.075g（20 mmol）的A，1.606g(11mmol)的B和1.173mg的草酸钴，在氮气氛围下，在170℃搅拌条件下进行酯化反应2.5h后，继续升高温度至240℃，同时开启真空泵并控制真空度在50Pa以下，继续进行缩聚反应5h得到聚酯粗品；向聚酯粗品中加入50mL氯仿，浸泡3h后过滤；取清液逐滴加入到异丙醇中，得到浑浊体系，离心后得到沉淀，过滤，滤渣用10mL异丙醇洗涤3次，过滤，60℃下真空干燥，得到5.567g的聚酯，收率为87.95%，Mn为41400g/mol；
纳米银透明导电薄膜F5的制备：聚酯经过流涎薄膜工艺，得到44µm的聚酯薄膜P5，以该薄膜为基材，通过浸渍涂布法或喷涂法将银浓度为3%的纳米银浆为涂布液均匀涂布在膜厚度为44 µm的透明聚酯薄膜上，所得薄膜经过65℃的真空无尘烘箱烘干后，即得到纳米银透明导电薄膜F5，作为智能触摸屏的膜组件的制备，透光率为94.8%，方块电阻33.8Ω/sq。
实施例6：在50 mL的单口烧瓶依次加入1.269g（14 mmol）的1,3-二羟基丙酮，6.075g（20 mmol）的A，1.752g(12mmol)的B和1.269mg的二丁基氯化锡，在氮气氛围下，在170℃搅拌条件下进行酯化反应2.5h后，继续升高温度至240℃，同时开启真空泵并控制真空度在50Pa以下，继续进行缩聚反应5h得到聚酯粗品；向聚酯粗品中加入50mL氯仿，浸泡3h后过滤；取清液逐滴加入到异丙醇中，得到浑浊体系，离心后得到沉淀，过滤，滤渣用10mL异丙醇洗涤3次，过滤，60℃下真空干燥，得到5.495g的聚酯，收率为85.72%，Mn为45100g/mol；
纳米银透明导电薄膜F6的制备：聚酯经过流涎薄膜工艺，得到35µm的聚酯薄膜P6，以该薄膜为基材，通过浸渍涂布法或喷涂法将银浓度为3%的纳米银浆为涂布液均匀涂布在膜厚度为35 µm的透明聚酯薄膜上，所得薄膜经过65℃的真空无尘烘箱烘干后，即得到纳米银透明导电薄膜F6；作为智能触摸屏的膜组件的制备，透光率为95.9%，方块电阻30.6Ω/sq。
表1实例1～6中聚酯薄膜P1～P6样品与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的性能对比
样品 断裂强度/MPa 断裂伸长率/% 初始模量/MPa 熔点或软化点/℃ 结晶度/%
P<sub>1</sub> 292.1 131.8 1802 386.9 39.9
P<sub>2</sub> 318.9 128.7 1693 421.6 40.7
P<sub>3</sub> 321.8 139.4 1694 375.6 42.1
P<sub>4</sub> 282.7 119.4 1758 448.3 41.5
P<sub>5</sub> 297.3 120.9 1672 392.7 38.6
P<sub>6</sub> 343.6 145.1 1890 372.3 39.3
PET<sup>[4]</sup> 227.5 60.5 4550 256.4 36.4
[4]刘圆圆,马晓飞,胡红梅,吕媛媛,郝克倩,石禄丹,俞建勇,王学利.氧化石墨烯共聚改性PET纤维的制备及表征[J].产业用纺织品,2019,37(06):25-32+37.
表2实例1～6中纳米银透明导电薄膜F1～F6样品与AgNWs-rGO薄膜的光电性能对比
样品 透光率% 方块电阻Ω/sq
F<sub>1</sub> 94.5 32.4
F<sub>2</sub> 95.1 30.3
F<sub>3</sub> 95.3 32.7
F<sub>4</sub> 95.4 31.6
F<sub>5</sub> 94.8 33.8
F<sub>6</sub> 95.9 30.6
AgNWs-rGO薄膜<sup>[5]</sup> 79 55
[5]王可,杨星,杜得喜,李志凌,谢辉,王悦辉.还原氧化石墨烯对纳米银线/还原氧化石墨烯复合柔性透明导电薄膜影响（英文）[J].稀有金属材料与工程,2019,48(07):2107-2111.
从表1和表2中的数据对比可知，所合成的聚酯薄膜P1～P6的结晶度比聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的结晶度增加了2.2%~5.7%；聚酯薄膜P1～P6的熔点或软化点比聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的熔点或软化点高109.3~191.9℃；聚酯薄膜P1～P6的断裂强度比聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的断裂强度高55.2~116.1MPa；聚酯薄膜P1～P6的断裂伸长率比聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的断裂伸长率高43.7~84.6%；聚酯薄膜P1～P6的初始模量比聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的初始模量高2660~2878MPa；纳米银透明导电薄膜F1～F6的的光子透光率比纳米银线/还原氧化石墨烯复合柔性透明导电薄膜高15.5%-16.9%，方块电阻低了21.2~24.7Ω/sq；基于以上数据，可见聚酯薄膜的分子量、热性能、力学性能和纳米银透明导电薄膜透光率、导电性能等都有显著的提升。
综上所述，现有的聚酯材料的合成主要部分依旧使用石油基原料，并且需要采用较多的催化剂，催化效率较低，得到的聚酯颜色较深，聚酯的力学性能，热学性能，加工性能较差；银纳米线构成的渗透网络存在较高的接触电阻；由于银纳米线以及基材表面对光的散射作用，银纳米线透明导电膜的透光率不高；针对现有技术中的上述问题，本发明的主要目的提供了基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途，以4，4′-(羰基二亚胺)双苯甲酸（A）为二酸单体，以1,3-二羟基丙酮为第一个二醇单体，以1,3-二（羟甲基）-2-咪唑啉酮（B）作为第二个二醇单体，经过催化酯化和催化缩聚及一系列分离步骤，得到基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯。本发明所合成的共聚酯具有较高的分子量和透明度，良好的延展性能、力学性能，因此本发明申请“基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途”发明专利，用作透明导电聚酯薄膜的基材原料，与纳米银线涂布液进一步加工，制成纳米银线透明导电薄膜，作为智能触摸屏的膜组件的制备，将会有良好的市场前景。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯，其结构如式1所示
Figure DEST_PATH_IMAGE001
式1
其中：式1中的n为60~70，m为40~50。
2.基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯制备，其特征包括如下步骤：
1）催化酯化：用A表示CAS 1234-27-1的化学品:4,4'-(carbonyldiimino)bis-Benzoicacid即4，4′-(羰基二亚胺)双苯甲酸，用B表示CAS 136-84-5的化学品:1,3-二（羟甲基）-2-咪唑啉酮；将A，1,3-二羟基丙酮和B投入反应器中，在催化剂作用下，氮气氛围下，常压，140℃～170℃搅拌条件下进行催化酯化反应1.5h～2.5h，得到催化酯化产物；
2）催化缩聚：得到催化酯化产物后，控制反应体系真空度在50Pa以下，240℃～250℃的条件下进行缩聚反应3.5h～5h，得到聚酯粗品；
3）聚酯粗品的纯化：将聚酯粗品冷却至室温后，加入一定量的氯仿，充分振荡使其溶解，过滤掉不溶物后，在清液中加入甲醇或乙醇或异丙醇，直至产生的沉淀不再增加为止，离心分离，将沉淀物过滤后，滤渣再用冷的甲醇或乙醇或异丙醇进行洗涤3-4次，然后在60℃~70℃下真空干燥2.0-3.0h，即得到所需要的基于对氨基苯甲酸的聚酯产品。
3.权利要求1-2所述的基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯的制备，其特征在于加入的A，1,3-二羟基丙酮和B之间的物质的量比为2:（1.3~1.5）:(1.2~1.1)。
4.权利要求1-3所述的基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯的制备，其特征在于聚酯的制备过程中使用三氧化二钇，2、4、6-三硝基苯磺酸，草酸钴，六氨合氯化钴，草酸镍，二丁基氯化锡的一种作为催化剂，催化剂的总用量为1,3-二羟基丙酮质量的0.054%~0.1%。
5.采用权利要求1-4所制备的基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯，经过流涎成膜工艺，制备得到膜厚度为30~50µm的透明聚酯薄膜P。
6.纳米银线透明导电膜的制备，其特征包括如下步骤：
1）纳米银线的制备：取12份质量的聚乙烯吡咯烷酮在130℃的条件溶解于40份质量的丙三醇中，再取4份质量0.1mol/L的AgNO3溶液加入上述混合液中，反应10-30min后，添加0.01份质量的三氧化二矾作为成核控制剂，反应3-5h，冷却，加入120份质量的丙酮混合，离心分离，过滤，洗涤，干燥，得到长度为25~30 µm，直径为10~15 nm的纳米银线；
2）纳米银浆的制备：按质量比3:15:3的配比称取醋酸丁酸纤维、乙醇、十六烷基二甲基溴化氨，在130℃下搅拌1.5h后，边搅拌边加入1份质量的纳米银线，不断搅拌使其均匀分布，得到银含量为3%的纳米银浆；
3）纳米银线透明导电膜制备：以膜厚度为30~50µm的透明聚酯薄膜P为基材，通过浸渍涂布法或喷涂法将银浓度为3%的纳米银浆为涂布液，均匀涂布在膜厚度为30~50µm的透明共聚酯薄膜上，以使得分布在薄膜上的纳米银的含量达到30~60mg/m2，所得薄膜经过65℃的真空无尘烘箱烘干后，即得到纳米银线透明导电薄膜F。
7.权利要求6所述的以透明聚酯薄膜P为基材，通过与纳米银线的复合，制得的纳米银线透明导电薄膜的用途：作为智能触摸屏的膜组件的制备；其特征如下：首先，通过使用银导电胶和丝网印刷机，在纳米银透明导电薄膜F的边缘印刷电路，然后，通过激光蚀刻薄膜F，以形成触摸屏的标准电路，最后，添加外部电路形成最终的触摸屏。
CN202110865192.2A 2021-07-29 2021-07-29 基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途 Active CN114388197B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110865192.2A CN114388197B (zh) 2021-07-29 2021-07-29 基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110865192.2A CN114388197B (zh) 2021-07-29 2021-07-29 基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114388197A true CN114388197A (zh) 2022-04-22
CN114388197B CN114388197B (zh) 2023-09-12

Family

ID=81194858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110865192.2A Active CN114388197B (zh) 2021-07-29 2021-07-29 基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114388197B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1333303A (zh) * 2000-07-11 2002-01-30 索鲁蒂奥地利有限公司 低分子量脂族聚酯多元醇、其制备及其在高性能涂料组合物中的应用
US20180072896A1 (en) * 2015-05-25 2018-03-15 South China University Of Technology Method for in-site synthesis of transparent conductive coating of poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/nano silver
CN109021710A (zh) * 2018-08-02 2018-12-18 电子科技大学中山学院 一种纳米银线导电墨水、制备方法及透明导电膜制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1333303A (zh) * 2000-07-11 2002-01-30 索鲁蒂奥地利有限公司 低分子量脂族聚酯多元醇、其制备及其在高性能涂料组合物中的应用
US20180072896A1 (en) * 2015-05-25 2018-03-15 South China University Of Technology Method for in-site synthesis of transparent conductive coating of poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/nano silver
CN109021710A (zh) * 2018-08-02 2018-12-18 电子科技大学中山学院 一种纳米银线导电墨水、制备方法及透明导电膜制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114388197B (zh) 2023-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011078170A1 (ja) 導電性組成物、並びに、それを用いた透明導電体、タッチパネル及び太陽電池
US10421873B2 (en) Method for in-site synthesis of transparent conductive coating of poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/nano silver
KR101009442B1 (ko) 전도성 구조체를 이용한 전도성필름 제조방법 및 전도성필름
CN110824803B (zh) 柔性电致变色纸单侧电极及其制备方法
JP2018166033A (ja) 銀ナノワイヤインク及び透明導電膜の製造方法
Ham et al. PEDOT‐PSS/singlewall carbon nanotubes composites
TW201415497A (zh) 透明導電薄膜
CN108735349B (zh) 一种含离子液体的银纳米线透明导电薄膜及其制备方法
CN111180112B (zh) 一种金属纳米线柔性导电薄膜及其制备方法
Liu et al. Transparent and conductive cellulose film by controllably growing aluminum doped zinc oxide on regenerated cellulose film
CN105482138A (zh) 一种导电聚合物复合纳米薄膜材料的制备方法
CN114621421A (zh) 一种环保共聚酯、透明抗静电环保共聚酯膜制备及应用
CN114388197B (zh) 基于对氨基苯甲酸衍生物的聚酯、透明导电膜制备及用途
JP5639463B2 (ja) 導電性組成物、並びに、それを用いた透明導電体、タッチパネル及び太陽電池
CN111232957B (zh) 一种碳材料分散剂及其制备方法和应用
JP2013008512A (ja) 導電性組成物、これを用いた透明導電体、並びに、この透明導電体を含むタッチパネル及び太陽電池
CN111001820A (zh) 一种纳米银线及其制备方法和应用
WO2012023553A1 (ja) 導電材料、タッチパネル、及び太陽電池
Ye et al. Fabrication of bacterial cellulose-based ATO-PPy nanocomposites as flexible conductive materials
Gao et al. Conductive polymer/nanocellulose composites as a functional platform for electronic devices: A mini-review
KR101336395B1 (ko) 투명전극용 ｉｔｏ 페이스트 제조방법 및 이에 의해 제조된 투명전극용 ｉｔｏ 페이스트
CN113241211B (zh) 一种有机薄膜的制备方法
CN115677994A (zh) 基于联苯二甲酸的聚酯、纳米银导电膜制备及应用
CN116218167B (zh) 一种抗静电母粒、抗静电聚酯薄膜及其制备方法
KR20140145300A (ko) 고내구성 투명전도성 코팅액 조성물, 그 제조방법 및 상기 조성물을 이용하여 제조된 투명전도성 필름

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230818

Address after: 221200 Plant 6, Precision Manufacturing Park, Suining Economic Development Zone, Xuzhou City, Jiangsu Province

Applicant after: Jiangsu Chuandu Optoelectronic Technology Co.,Ltd.

Address before: Room 1003, Building A, Zhiyun Industrial Park, No. 13 Huaxing Road, Henglang Community, Dalang Street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518109

Applicant before: Shenzhen Wanzhida Technology Transfer Center Co.,Ltd.

Effective date of registration: 20230818

Address after: Room 1003, Building A, Zhiyun Industrial Park, No. 13 Huaxing Road, Henglang Community, Dalang Street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518109

Applicant after: Shenzhen Wanzhida Technology Transfer Center Co.,Ltd.

Address before: 430081 No. 947 Heping Avenue, Qingshan District, Hubei, Wuhan

Applicant before: WUHAN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant