一种抗老化透明导电薄膜的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种透明导电薄膜的制备方法，尤其涉及一种抗老化透明导电薄膜的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 上世纪60年代以来，透明导电薄膜以及一些其他的透明导电材料应运而生。但 是目前应用最为广泛的透明导电膜是在玻璃、陶瓷等硬质材料上制备的，存在质脆、不易形 变、质重等缺点，并且大尺寸玻璃等硬质材料不易制备，限制了透明导电膜的应用。并且其 透明导电膜是由IT0等氧化物材料作为主体制备的。IT0制备的透明导电膜由于材料原因 存在很多限制：首先，其制备的透明导电膜的平均电阻较大，且现有技术下无法得到降低； 其次，IT0制备的透明导电膜不易形变，不能折叠；再次IT0的原材料稀缺，其价格昂贵，且 制备IT0透明导电膜需要的仪器价格昂贵；而且，IT0制备的透明导电膜其尺寸只能达到 12. 5英寸。
[0003] 与之相对的是，在有机柔性基材上制备的柔性透明导电薄膜，不仅具有相同的光 电特性，而且具有许多独特优点，如可弯曲、不易破碎、质轻、可以制备各种尺寸、形状且可 以卷对卷方式连续生产，提高了生产效率、便于运输。随着电子器件与电子产品朝轻便化方 向发展，柔性透明导电薄膜终将取代硬质透明导电薄膜。
[0004] 现有技术中，通常采用纳米银线作为导电添加材料在整个柔性材料中形成导电网 络来制备柔性透明导电薄膜。但是该柔性透明导电薄膜仍然存在很多不足：1)柔性透明导 电薄膜中纳米银线分布不均、易团曲；2)底涂层与基材层、导电层的结合效果不理想；3)保 护层的耐候性较差，严重影响了产品的使用寿命。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种抗老化透明导电薄膜的制备 方法，采用该方法制备出的导电薄膜具有高透光度、高耐候性、高结合强度、高导电性以及 高使用寿命。
[0006] 本案采用的技术方案如下：
[0007] -种抗老化透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤1)以光学级的PET为基材，在所述PET表面涂布底涂液，烘干，形成底涂层；
[0009] 步骤2)在所述底涂层表面涂布导电液，烘干，形成导电层；
[0010] 步骤3)在所述导电层表面涂布保护液，烘干，得到抗老化的透明导电薄膜；
[0011] 其中，所述底涂液包括以下重量份的材料：
[0012]
[0013] 所述导电液包括以下重量份的材料：
[0014]
[0015] 所述保护液包括以下重量份的材料：
[0016]
[0017]
[0018] 优选的是，所述的抗老化透明导电薄膜的制备方法，其中，在所述底涂液中，环氧 树脂的数均分子量为2500~2700g/mol，聚氨酯树脂的数均分子量为2000~2200g/mol。
[0019] 优选的是，所述的抗老化透明导电薄膜的制备方法，其中，在所述导电液中，苯乙 烯-丙烯酸酯共聚物的数均分子量为1900~2100g/mol，且苯乙烯-丙烯酸酯共聚物中，苯 乙烯的含量为28~30wt %。
[0020] 优选的是，所述的抗老化透明导电薄膜的制备方法，其中，在所述保护液中，苯乙 烯-乙炔共聚物的数均分子量为2300~2500g/mol，且苯乙烯-乙炔共聚物中，乙炔的含量 为 17 ~19wt%。
[0021] 优选的是，所述的抗老化透明导电薄膜的制备方法，其中，在所述保护液中，聚丙 烯酸酯的数均分子量为3100~3300g/mol，聚氨酯树脂的数均分子量为1600~1800g/ mol 〇
[0022] 优选的是，所述的抗老化透明导电薄膜的制备方法，其中，所述底涂液还包括 0. 002~0. 003重量份的碳粉，所述碳粉的粒径彡10nm。
[0023] 优选的是，所述的抗老化透明导电薄膜的制备方法，其中，所述导电液还包括 0. 001~0. 003重量份的对硝基苯磺酸钾。
[0024] 优选的是，所述的抗老化透明导电薄膜的制备方法，其中，所述保护液还包括 0. 002~0. 003重量份的1，3, 5-三氟苯。
[0025] 优选的是，所述的抗老化透明导电薄膜的制备方法，其中，所述保护液还包括 0. 002~0. 003重量份的氧化锶。
[0026] 优选的是，所述的抗老化透明导电薄膜的制备方法，其中，所述保护液还包括 0. 002~0. 003重量份的氧化钇。
[0027] 本发明至少存在以下有益效果：
[0028] 1)通过对底涂液的改进，不仅增加了底涂层与PET基材层的粘结强度，而且也提 高了底涂层与导电层的结合稳定性，同时通过添加的氧化物，改善了底涂层的绝缘性能，以 进一步保护PET层免受导电层的电弧伤害；
[0029] 2)通过对导电层的改进，改善了纳米银线的分散效果，使得导电层的分布更加均 匀，以有效提高导电层的导电性能，通过对导电液的可持续稳定分散性能的不断优化，使得 导电薄膜的制备工艺得以快速方便的被实施；
[0030] 3)通过对保护液的改进，提高了保护层的抗老化性能、抗刮性能及耐高温性能，从 而得以进一步对导电层进行有效保护，延长导电薄膜的使用寿命，扩宽导电薄膜的应用领 域。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书 文字能够据以实施。
[0032] 本案提出一实施例的抗老化透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0033] 步骤1)以光学级的PET为基材，在PET表面涂布底涂液，烘干，形成底涂层；
[0034] 步骤2)在底涂层表面涂布导电液，烘干，形成导电层；
[0035] 步骤3)在导电层表面涂布保护液，烘干，得到抗老化的透明导电薄膜；
[0036] 其中，底涂液包括以下重量份的材料：
[0037]
[0038] 环氧树脂用于提高底涂层与PET层的粘结强度，聚氨酯树脂用于提高底涂层与导 电层的粘结强度及底涂层整体的韧性，以提高底涂层的结构稳定性，从而可以延长导电薄 膜的使用寿命。对硝基苯甲酸乙酯用于在保证树脂高粘结强度的前提下，提高底涂层的耐 高温性能。氧化钒和氧化硼用于改善底涂层的粗糙度，并提高底涂层的绝缘性能，同时，氧 化钒和氧化硼的结合，还可协效产生抗干裂性能，以保证底涂层在长时间位于高温干燥环 境中时，不发生开裂现象，从而进一步有效提高了底涂层的结构稳定性。但需要注意的是， 环氧树脂、聚氨酯树脂、对硝基苯甲酸乙酯、氧化钒和氧化硼的添加量应受到限制，偏离的 参数范围将影响导电薄膜的性能。
[0039] 导电液包括以下重量份的材料：
[0040]
[0041] 纳米银线是指长度和粒径均达到纳米级的细银丝。苯乙烯-丙烯酸酯共聚物在本 案中是一种包覆剂，它将纳米银线包裹后，可使得纳米银线易于悬浮于溶液中。现有技术中 认为，简单的无机离子型化合物不具备分散能力，甚至会影响银线的悬浮效果，但本案通过 实验意外发现，某些无机离子型化合物，如氟化锂，只要其含量低至一定程度，就能表现出 令人惊喜的分散能力。琼脂可提高纳米银线在分散液中的悬浮活跃度，又可以提升纳米银 线的饱和浓度，从而可以摆脱必须需要大量溶剂来悬浮银线的束缚，从而能够给导电薄膜 的导电性能带来质的飞越。但需要强调的是，纳米银线、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、氟化锂 和琼脂的添加量应受到限制，偏离的参数范围将影响导电薄膜的性能。
[0042] 保护液包括以下重量份的材料：
[0043]
[0044] 苯乙烯-乙炔共聚物可提高保护层的抗老化能力和表面硬度。聚丙烯酸酯主要用 于在不影响透光度的前提下，提高保护层与导电层的粘结力。聚氨酯树脂用于提高保护层 的韧性，并能够协同苯乙烯-乙炔共聚物提高保护层的耐高温性能。二苯基硫醚具有抑制 紫外的功能，可显著提升保护层的耐候性能。氧化钪用于提高保护层的抗刮性能、绝缘性能 和耐高温性能。但需要强调的是，苯乙烯-乙炔共聚物、聚丙烯酸酯、聚氨酯树脂、二苯基硫 醚和氧化钪的添加量应受到限制，偏离的参数范围将影响导电薄膜的性能。
[0045] 作为本案另一实施例，其中，在底涂液中，环氧树脂的数均分子量为2500~ 2700g/mol，聚氨酯树脂的数均分子量为2000~2200g/mol。实验发现，树脂的分子量对导 电薄膜的性能有很大影响，因此，环氧树脂和聚氨酯树脂的数均分子量都应被限定。不适合 的分子量范围将会导致导电薄膜的性能下降。
[0046] 作为本案另一实施例，其中，在导电液中，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的数均分子量 为1900~2100g/mol，且苯乙烯-丙烯酸酯共聚物中，苯乙烯的含量为28~30wt%。其 中，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的数均分子量