[发明专利]一种超高防护的银导电薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于透明导电薄膜技术领域，具体涉及一种超高防护的银导电薄膜的制备。

背景技术

目前，使用最多的电极材料是氧化铟锡(ITO)，而最有可能实现商业化柔性电极的材料是银纳米线。人们将银纳米线配制成墨水，然后通过喷涂、刮涂、滚涂等方式将墨水涂覆在有底涂粘结层的基底上，最后将顶涂保护层涂覆在银纳米网络上，得到银导电薄膜。底涂和顶涂的使用大大增加了银导电薄膜的防护性能并显著提升了薄膜寿命，使其离实用化越来越近。常用底涂材料主要是各种树脂，如环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等。常用顶涂材料主要有UV胶、光学胶、各种树脂、导电高分子等，如专利CN104658700A、CN102522145A、CN102522145B所述。但这些底涂和顶涂材料有一个共同缺点：对外界刺激的防护性能还不够以及涂覆会造成银线网络性能的部分下降。这是由高分子材料包裹在银线表面而阻碍了银线网络导电以及高分子本身防护性能决定的。要得到有超高防护的高性能银导电薄膜，需要具有超高防护性能并且不影响薄膜导电性能的保护粘结剂出现。而这类研究在专利中还未出现。

因此，寻找合适的保护粘结剂来制备具有超高防护性能的高性能银导电薄膜是导电薄膜领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高防护的银导电薄膜的制备，解决目前薄膜防护性能不足以及保护剂导致银线网络导电性能下降的问题。该薄膜具有防护性能超好、导电性高、透光率高、与衬底结合性好等优点，制备简单，能广泛用于电子信息领域。其具体实施方案是：

(1)将衬底进行清洗、干燥和等离子处理；

(2)在衬底上涂覆一层DJB-823固体薄膜保护剂，烘干；

(3)将银纳米线导电墨水涂覆在粘结层上，干燥后得到银导电网络；

(4)将DJB-823固体薄膜保护剂涂覆在导电网络上，烘干后得到一种超高防护的银导电薄膜。

本发明使用的衬底是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚碳酸酯、聚酰亚胺(PI)或玻璃中的一种；

(1)中衬底的清洗、干燥与等离子处理过程为：将新买衬底上的保护膜撕去，将其放入丙酮、乙醇中分别超声5分钟。然后将衬底用红外烘烤灯烘烤5分钟。取出衬底，将其放入等离子清洗机中，真空清洗5分钟。其中，使用的红外烘烤灯的功率为800W、干燥面积为1000cm²；使用的等离子清洗机的频率/功率为13.56MHz/300W；

在(1)处理过的衬底上涂覆一层DJB-823固体薄膜保护剂溶液，使烘干后的厚度在300nm左右。涂覆使用的是GardcoAutomaticDrawdownMachineDP8301片材式涂覆机，也包括其他涂覆机器。涂覆完成后，先用红外烘烤灯烘烤5分钟，然后在真空烘箱中真空100℃下干燥10分钟；

(2)中DJB-823固体薄膜保护剂溶液的配制步骤为：将DJB-823固体薄膜保护剂削成粉末，称取0.5-2克，加入100ml混合溶剂(120号溶剂汽油60％、正丁醇40％)中。在水浴中加热到55-65℃并轻轻搅拌10分钟。待保护剂完全溶解成清亮溶液后，保持水浴温度50-65℃即可使用；

在(2)基础上涂覆上一层银纳米线涂布液。然后，先用红外烘烤灯烘烤3分钟。接着用真空烘箱110℃下真空干燥10分钟，得到厚度为200nm左右的银纳米线网络。银纳米线墨水是自制的。银纳米线直径在30-50nm之间，长度在10-20μm之间。墨水银线含量在0.5％左右。除了银线外，墨水还含有分散剂、表面活性剂、流平剂、保湿剂和粘结剂等助剂；

(4)中将DJB-823固体薄膜保护剂溶液涂覆在银导电网络上，控制涂覆量使烘干后的厚度在150nm左右。然后先用红外烘烤灯烘烤3分钟，接着用真空烘箱100℃真空下烘烤10分钟，得到最终的有超高防护性能的银导电薄膜；

本发明使用的是在航空航天和军品中广泛使用的DJB-823固体薄膜保护剂。它理化性质稳定、无毒、无气味，在大气中不吸潮、不分解、不升华、不吸附飞尘和有害气体，可长期存放。其对金属尤其是银类制品的防护性能超好，能超强防护5-10年，而一般防护时间更长。该保护剂对金属和塑料具有极佳的粘合性能，能将银线与衬底牢牢的粘附在一起。同时，实验表明，该保护剂甚至在几微米厚的情况下也对金属的导电性、塑料的绝缘性、波导元件的高频性等性能几乎没影响。这保证了将其涂覆在银纳米网络上后，银纳米网络的导电性一点不会降低；