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导电材料和导电薄膜及其制备方法与流程

2022-11-14 03:10:30 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及光电子技术领域,具体涉及一种导电材料和导电薄膜及其制备方法。


背景技术:

2.透明电极(transparent electrodes,tes)在电子与光电子产业的发展中占有举足轻重的地位,是制备众多电子与光电子元器件不可缺少的光电功能材料,主要应用于触摸屏、太阳能电池、平板显示器、发光二极管、传感器等。随着柔性、可穿戴式、便携式电子技术的发展,对透明电极提出了更高的要求。不仅需要其具有优异的光电性能、优越的化学稳定性,而且还要求其具有高度柔性,并可低成本、大面积制作。受限于氧化铟锡(indium tin oxide,ito)的高价和低利用率情况,目前已经有多种材料被用来尝试取代ito,如碳纳米管、石墨烯、金属网格和金属纳米线等。其中,碳纳米管具有很高的机械强度,但是其工业化量产技术尚未完善,且制成的薄膜导电性较差;石墨烯透明电极的性能较为接近ito,但是其制膜过程复杂,导致成品率低、制造成本高的特点;金属网格性能优异,但其本身的规则结构容易出现莫瑞干涉。金属纳米线透明电极凭借其高度的抗挠性、优异的透光率和导电性成为很有潜力的ito替代方案。当前采用银纳米线(ag nanowires,agnws)制备的透明电极性能已经优于ito,但agnws依然存在价格昂贵的缺点。铜与银的导电性相当,然而铜的价格仅为银的1%,且储量丰富。因此采用铜纳米线(cu nanowires,cunws)制备透明电极的应用前景更为广阔,将更具有市场竞争力。
3.cunws作为透明导电层,以其良好的光透过性、导电性、柔性以及低成本特性受到了研究者及工业界的广泛关注。目前,cunws的可批量制备已得以实现:采用cunws制备的透明电极在90%透过率下方阻可达28~40ω/sq,性能媲美ito。cunws透明电极具有优越的性能及应用前景,但是cunws极易被氧化,限制其在光电器件中的应用——暴露在空气中的cunws容易与空气中的水氧发生反应,氧化层会自发地在其表面形成,致使导电性失效。因此如何获得更低方阻、更高透过率的柔性透明电极,并实现cunws的抗氧化已成为该领域前沿研究的热点和难点之一。目前研究者广泛采用构筑cunws复合薄膜的方法来提高其稳定性。虽然通过构筑cunws复合薄膜能有效提高cunws的稳定性,但牺牲了其一定的导电性和透过率。因此,有必要设计制备出一种兼具高电导率、高透过率以及优异空气稳定性的cunws复合薄膜。


技术实现要素:

4.本技术提供一种导电材料和导电薄膜及其制备方法,具有较高的透光率和导电性,并且具备高稳定性。
5.本技术提供一种导电材料,导电材料包括铜纳米线、包覆层和导电聚合物;包覆层包覆在铜纳米线表面以形成以铜纳米线为核,以包覆层为壳的铜纳米线核壳结构材料,包覆层包括金属或金属氧化物;导电聚合物与铜纳米线核壳结构材料形成共聚体。
6.可选的,在本技术的一些实施例中,导电聚合物通过自由基与铜纳米线核壳结构
聚合。
7.可选的,在本技术的一些实施例中,铜纳米线的直径为50~200nm。
8.可选的,在本技术的一些实施例中,包覆层包括银、锌、锡、镍、钛、氧化银、氧化锌、氧化锡、氧化镍或二氧化钛中的一种或多种。
9.可选的,在本技术的一些实施例中,导电聚合物包括聚乙撑二氧噻吩、聚吡略、聚噻吩、聚亚苯基、聚苯乙炔或聚苯胺中的一种或多种。
10.可选的,在本技术的一些实施例中,铜纳米线、包覆层和导电聚合物之间的比例为1∶1~1.5∶10~1000。
11.可选的,在本技术的一些实施例中,导电聚合物的分子量为10000~100000。
12.本技术还提供一种导电材料的制备方法,包括:将无机铜盐前驱体、还原剂和分散剂混合于碱性溶液中,加热反应得到铜纳米线;在铜纳米线中加入弱酸和聚乙烯吡略烷酮,混合后加入金属盐和离子控制剂,反应并离心得到铜纳米线核壳结构材料;采用酸对铜纳米线核壳结构材料进行改性,在硅烷偶联剂的作用下,添加导电聚合物,得到导电材料。
13.可选的,在本技术的一些实施例中,无机铜盐前驱体包括硝酸铜、二水合氯化铜、氯化铜或溴化铜中的一种或多种。
14.可选的,在本技术的一些实施例中,还原剂包括葡萄糖、柠檬酸钠、抗坏血酸或硼氢化物中的一种或多种。
15.可选的,在本技术的一些实施例中,分散剂包括聚乙烯吡略烷酮、油胺或十八烷基胺中的一种或多种。
16.可选的,在本技术的一些实施例中,碱性溶液包括氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种或多种。
17.可选的,在本技术的一些实施例中,金属盐包括硝酸银、氯化锌、氯化锡,乙酰丙酮镍、乙酰丙酮钛或乙酰丙酮银中的一种或多种。
18.可选的,在本技术的一些实施例中,离子控制剂包括氯化钠、氯化钾、溴化钠或溴化钾中的一种或多种。
19.可选的,在本技术的一些实施例中,酸包括盐酸、硝酸或硫酸中的一种或多种。
20.可选的,在本技术的一些实施例中,硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧乙氧基硅烷中的一种或多种。
21.可选的,在本技术的一些实施例中,导电聚合物包括聚乙撑二氧噻吩、聚吡略、聚噻吩、聚亚苯基、聚苯乙炔或聚苯胺中的一种或多种。
22.可选的,在本技术的一些实施例中,加热反应的温度为100~200℃。
23.可选的,在本技术的一些实施例中,加热反应的时间为4~6h。
24.可选的,在本技术的一些实施例中,无机铜盐前驱体的浓度为2.0~6.0g/l。
25.本技术还提供一种导电薄膜,导电薄膜包括上述的导电材料或上述的制备方法制备得到的导电材料。
26.可选的,在本技术的一些实施例中,导电薄膜的透光率可以为80%~93%,也可以为83%~90%,还可以为85%~88%。
27.可选的,在本技术的一些实施例中,导电薄膜的方阻可以为10~40ω/sq,也可以为15~35ω/sq,还可以为20~30ω/sq。
28.本技术提供的导电材料,具有如下有益效果:
29.(1)本技术的导电材料包覆有金属或金属氧化物包覆层,提升了导电材料的稳定性,同时本技术的导电材料接枝有导电聚合物,具有优异的透光率和导电性;
30.(2)采用液相合成法制备导电材料,在低成本、低温(<200℃)条件下形成可以大规模生产出光电性能优异和高稳定性的透明导电薄膜的制备工艺,使其具有更加广泛的应用前景和收益。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域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,都属于本技术保护的范围。
32.本技术提供一种导电材料和导电薄膜及其制备方法。以下分别进行详细说明。需说明的是,以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
33.本技术实施例提供一种导电材料,导电材料包括铜纳米线、包覆层和导电聚合物;包覆层包覆在铜纳米线表面以形成以铜纳米线为核,以包覆层为壳的铜纳米线核壳结构材料,包覆层包括金属或金属氧化物;导电聚合物与铜纳米线核壳结构材料形成共聚体。
34.目前,为了改善cunws极易被氧化的特性,研究者通常采用包覆的方法,即在cunws表面添加一层保护层来提高其稳定性。目前常用的包覆方法有化学气相沉积(cvd)石墨烯包覆、氧化石墨烯包覆、镍、银金属包覆、氧化物包覆、聚合物包覆等。石墨烯具有优异的导电性和化学稳定性,在cunws表面包覆一层石墨烯可有效防止cunws发生氧化和环境腐蚀,采用cvd方法在400℃下制备了石墨烯包覆的cunws透明复合电极,复合电极具有很好的抗氧性和稳定性,且薄膜在83.4%的透过率下方阻为23.2ω/sq,因为制备温度较高,不适用于柔性基材;氧化石墨烯(go)适用于液相法制膜,如真空抽滤法、旋涂法、喷涂法等,而且可实现大面积连续化制备。使用超声波技术使go纳米片对超细cunws的紧密包裹,随后在10%的h2气氛下260℃退火30min还原go,可以发现cunw-rgo复合透明电极的光电性能:薄膜在89.2%的透过率下方阻为28.2ω/sq,但由于制备过程中需要高温和氢气或氦气的保护,存在安全性和制备价格的缺点;镍(ni)具有良好的机械强度和延展性,耐高温,并具有极高的化学稳定性,常被用作表面保护层以防止金属氧化;制备的薄膜透光率可保持在80%左右,方阻为62.4ω/sq,透光率和导电性均有损失;银的化学性质稳定,活跃性低,不易被化学药品腐蚀,导热、导电性能很好。采用液相还原法在cunws表面形成一层致密的ag包覆层,制备出cu-ag核壳结构纳米线,通过简单的后处理,其方阻和透光率维持在为29ω/sq、84%。虽然ag包覆cunws能够提升cunws透明电极的抗氧化性,但是由于ag本身容易受到空气中硫化物的腐蚀,可能导致ag-cunws薄膜的光电性损失;氧化锌(zno)和氧化铝(al2o3)均是带有宽带隙半导体材料,在可见光下透过率高或具有很好的导电性。采用原子沉积技术(ald)在cu纳米纤维表面沉积azo/al2o3保护层,在250℃下退火1h后制备成的azo/al2o
3-cu复合透明电极,具有较低的方阻(<20ω/sq)和较高的透过率(<79%);导电聚合物由于兼具导电性和透光率,被广泛应用于透明功能性薄膜的制备,可作为空穴传输层或直接用作电极。利用液相还原技术制备出聚吡略包覆的cunws(cu@ppy),空气中放置1h后方阻增加2~3倍,稳定
性较差,且制备过程中会用到水合肼(有毒性)作为还原剂,安全性和稳定性有待提升。
35.可见,目前的金属、氧化物、导电聚合物等包覆改性方法,都存在高温、耗能高、稳定性较差、导电透光率一般的缺点,因此,本技术采用一种简单安全、高效产率的液相合成法制备了一种具有新型结构的导电材料,具有较高的透光率和导电性,并且具备高稳定性。
36.进一步的,导电聚合物通过自由基与铜纳米线核壳结构聚合。
37.具体的,铜纳米线的直径可以为50~200nm,也可以为80~180nm,还可以为100~150nm。
38.具体地,包覆层包括银、锌、锡、镍、钛、氧化银、氧化锌、氧化锡、氧化镍或二氧化钛中的一种或多种。导电材料包覆有金属或金属氧化物包覆层,提升了导电材料的稳定性。
39.具体的,导电聚合物包括聚乙撑二氧噻吩(pedot)、聚吡略、聚噻吩、聚亚苯基、聚苯乙炔或聚苯胺中的一种或多种。导电聚合物由于兼具导电性和透光率,被广泛应用于透明功能性薄膜的制备,可作为空穴传输层或直接用作电极。导电材料接枝有导电聚合物,从而具有优异的透光率和导电性。
40.具体的,铜纳米线、包覆层和导电聚合物之间的质量比为1∶1~1.5∶10~1000。
41.具体的,导电聚合物的分子量可以为10000~100000,也可以为20000~90000,还可以为50000~80000。
42.本技术实施例还提供一种导电材料的制备方法,包括:将无机铜盐前驱体、还原剂和分散剂混合于碱性溶液中,加热反应得到铜纳米线;在铜纳米线中加入弱酸和聚乙烯吡略烷酮,混合后加入金属盐和离子控制剂,反应并离心得到铜纳米线核壳结构材料;采用酸对铜纳米线核壳结构材料进行改性,在硅烷偶联剂的作用下,添加导电聚合物,得到导电材料。本技术采用液相合成法,液相合成法即为水热液相合成法,可以在低成本、低温条件下大规模生产导电材料。
43.进一步的,无机铜盐前驱体包括硝酸铜、二水合氯化铜、氯化铜或溴化铜中的一种或多种。
44.进一步的,还原剂包括葡萄糖、柠檬酸钠、抗坏血酸或硼氢化物中的一种或多种。
45.进一步的,分散剂包括聚乙烯吡略烷酮(pvp)、油胺或十八烷基胺中的一种或多种。
46.进一步的,碱性溶液包括氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种或多种。
47.进一步的,金属盐包括硝酸银、氯化锌、氯化锡,乙酰丙酮镍、乙酰丙酮钛或乙酰丙酮银中的一种或多种。
48.进一步的,离子控制剂包括氯化钠、氯化钾、溴化钠或溴化钾中的一种或多种。离子控制剂起到控制导电材料的生长的长径比的作用。
49.进一步的,酸包括盐酸、硝酸或硫酸中的一种或多种,优选地,采用稀盐酸对铜纳米线核壳结构材料进行改性。盐酸的浓度为0.1mol/l。
50.进一步的,硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧乙氧基硅烷中的一种或多种。
51.进一步的,导电聚合物包括聚乙撑二氧噻吩、聚吡略、聚噻吩、聚亚苯基、聚苯乙炔或聚苯胺中的一种或多种。
52.具体的,加热反应的温度为可以为100~200℃,也可以为120~180℃,还可以为
150~160℃。温度主要影响前驱体在反应过程中的的还原速率以及纳米线晶种的生长热力学平衡。当反应温度较低时,溶液中前驱体在反应过程中的还原速率较低,会降低其纳米线的生长速率,使得所需反应时间较长且所得的纳米线长度较低和收率低。升温能加快反应速率而使所需反应时间减少,进而增加纳米线的长度和收率。同时,纳米线晶种的生长需要能量,低温条件下,不足以提供纳米线晶种的一维晶种生长需求能量;升温能促进纳米线的生长,但反应过高时,会导致纳米线的断裂,降低所需纳米线的长径比。同时,反应过高还会使前驱体的还原速率过快,不易形成纳米线。因此相对较高的温度促进导电材料纳米线的合成。
53.具体的,加热反应的时间可以为4~6h,也可以为5h。在相对较高的反应温度下,溶液中的前驱体在反应过程中有较快的还原速率,能生成所需尺寸的纳米线晶核,然后随着反应时间的增加而使纳米线晶核向一维晶种生长。同时,反应时间过长,并不会使得纳米线长度无限增加。因此控制反应时间,就能制得的一定长径比的纳米线材料。
54.具体的,无机铜盐前驱体的浓度可以为2.0~6.0g/l,也可以为3.o~5.0g/l,还可以为4.0g/l。pvp的官能团酰基能与铜、银离子进行配位,通过配位作用吸附在特定的晶面上,使得纳米线晶种各向异性生长成纳米线。因此影响纳米线生长的是pvp与前驱体的摩尔比大小,在pvp(k30)的平均分子量和反应添加量一定时(pvp添加量增加还会造成反应溶液体系的黏度,增加合成实验的难度),当无机铜盐前驱体的浓度过低时,pvp会大面积包覆纳米线晶种,降低不同晶面生长的选择性,最终产物可能是纳米颗粒或少量的纳米线产物的混合物;增加前驱体的浓度,可以降低pvp对纳米线晶种的包覆面积,促进纳米线晶种各向异性的生长,获得所需的纳米线材料;而当前驱体的浓度过高时,pvp不能对纳米线晶种的特定晶面的吸附包覆,导致晶种难以各向异性生长,无法生成纳米线材料。
55.具体实施时,导电材料的制备方法包括:
56.(1)先以无机铜盐为前驱体,添加还原剂和分散剂在碱性水溶液中,恒温加热,反应结束后,经离心过程即可获得反应制得铜纳米线;
57.(2)再在制得的铜纳米线的溶液中,加入适量的稀释弱酸和少量聚乙烯吡略烷酮溶液的混合溶液,转移至反应瓶中,恒温磁力搅拌后加入无机盐或有机金属盐溶液、离子控制剂等,继续搅拌并调节合适的温度,采用液相还原法在cunws表面形成一层金属或金属氧化物的包覆层,制得铜纳米线核壳结构材料;再将反应产物溶液转移至离心管并放入离心机中进行离心处理,离心三次后获得沉积在底部的铜纳米线核壳结构材料;
58.(3)然后将铜纳米线核壳结构材料利用稀酸进行羟基化改性并稀释成合适的浓度,在硅烷偶联剂的作用下,添加导电聚合物材料,合成制备出具有共轭高分子的新型铜纳米核壳结构的导电材料。
59.本技术实施例还提供一种导电薄膜,导电薄膜包括上述的导电材料或上述的制备方法制备得到的导电材料。
60.在本技术的一些实施例中,导电薄膜的透光率可以为85%~93%,也可以为85%~90%。
61.在本技术的一些实施例中,导电薄膜的方阻可以为10~40ω/sq,也可以为15~35ω/sq,还可以为20~30ω/sq。
62.具体实施时,在制得的导电材料中加入成膜材料,然后采用涂布方法即可制得导
电薄膜。具体的,成膜材料包括硝化纤维、醋酸纤维素、羧甲基纤维素、树脂改性羧甲基纤维素、树脂改性羟乙基纤维素、乙基纤维素、腈乙基纤维素或羟乙基纤维素中的一种或多种。
63.下面结合具体实施例进行说明。
64.实施例一、
65.本实施例提供导电薄膜的制备方法包括如下步骤:
66.(1)将导电材料进行稀释处理:将1.0wt%的导电材料稀释在醇/水溶液(乙醇/水体积比为1∶5~1∶10)制成100g溶液,加入0.10g的十二烷基苯磺酸钠作为分散稳定剂,再加入2g的分子量在10000左右的高分子树脂改性羧甲基纤维素,超声分散10~20分钟,在1000rpm的转速下离心分离10min取上层清液,获得导电材料的复合导电涂料;
67.(2)选基板,用乙醇清洗后再用去离子水冲洗2遍,烘干,备用;
68.(3)采用涂布的方式将复合导电涂料溶液涂布在基板上(基板材料为pet透明基材,透光率91%、雾度0.3%、厚度0.1mm),加热2min,温度为70℃,制得导电薄膜。
69.本实施例步骤(1)中的导电材料的制备方法包括:
70.a)在150ml的三口烧瓶中加入0.2g的氯化铜、1.0g的pvp、0.5g的抗坏血酸和60ml的乙二醇,再用0.5%的氨水调节ph为弱碱性,然后放入油浴锅中在160~180℃下搅拌混合均匀后反应4~5h,反应结束后,经离心过程即可获得反应制得铜纳米线;
71.b)再将反应制得的铜纳米线溶液与稀释弱酸、聚乙烯吡略烷酮水溶液按4:11:4的比例混合并注入反应瓶中,恒温磁力搅拌3min后加入0.26g的硝酸银溶液,以及离子控制剂,继续搅拌10~30min,反应完成;
72.c)将反应产物溶液转移至离心管,并加入乙二醇作为清洗溶剂,放入离心机中进行离心处理除去过量的有机物,离心三次后获得沉积在底部的铜纳米线核壳结构材料;
73.d)利用稀盐酸对铜纳米线核壳结构材料进行羟基化改性,并稀释成适宜的浓度,在0.2g的硅烷偶联剂的作用下,添加2.5g的导电聚合物聚乙撑二氧噻吩,在氮气保护下,50~70℃恒温加热反应1~2h,合成导电材料。
74.实施例二、
75.本实施例提供导电薄膜的制备方法包括如下步骤:
76.(1)将导电材料进行稀释处理:将1.5wt%的导电材料稀释在醇/水溶液(乙醇/水体积比为1∶5~1∶10)制成100g溶液,加入0.15g的十二烷基苯磺酸钠作为分散稳定剂,再加入2g的分子量在10000左右的高分子树脂改性羧甲基纤维素,超声分散10~20分钟,在1000rpm的转速下离心分离10min取上层清液,获得导电材料的复合导电涂料;
77.(2)选基板,用乙醇清洗后再用去离子水冲洗2遍,烘干,备用;
78.(3)采用涂布的方式将复合导电涂料溶液涂布在基板上(基板材料为pet透明基材,透光率91%、雾度0.3%、厚度0.1mm),加热2min,温度为70℃,制得导电薄膜。
79.本实施例步骤(1)中的导电材料的制备方法包括:
80.a)在150ml的三口烧瓶中加入0.2g的氯化铜、1.0g的pvp、0.5g的抗坏血酸和60ml的乙二醇,再用0.5%的氨水调节ph为弱碱性,然后放入油浴锅中在160~180℃下搅拌混合均匀后反应4~5h,反应结束后,经离心过程即可获得反应制得铜纳米线;
81.b)再将反应制得的铜纳米线溶液与稀释弱酸、聚乙烯吡略烷酮水溶液按4∶11∶4的比例混合并注入反应瓶中,恒温磁力搅拌3min后加入0.26g的硝酸银溶液,以及离子控制
剂,继续搅拌10~30min,反应完成;
82.c)将反应产物溶液转移至离心管,并加入乙二醇作为清洗溶剂,放入离心机中进行离心处理除去过量的有机物,离心三次后获得沉积在底部的铜纳米线核壳结构材料;
83.d)利用稀盐酸对铜纳米线核壳结构材料进行羟基化改性,并稀释成适宜的浓度,在0.2g的硅烷偶联剂的作用下,添加2.5g的导电聚合物聚乙撑二氧噻吩,在氮气保护下,50~70℃恒温加热反应1~2h,合成导电材料。
84.实施例三、
85.本实施例提供导电薄膜的制备方法包括如下步骤:
86.(1)将导电材料进行稀释处理:将2.0wt%的导电材料稀释在醇/水溶液(乙醇/水体积比为1∶5~1∶10)制成100g溶液,加入0.2g的十二烷基苯磺酸钠作为分散稳定剂,再加入2g的分子量在10000左右的高分子树脂改性羧甲基纤维素,超声分散10~20分钟,在1000rpm的转速下离心分离10min取上层清液,获得导电材料的复合导电涂料;
87.(2)选基板,用乙醇清洗后再用去离子水冲洗2遍,烘干,备用;
88.(3)采用涂布的方式将复合导电涂料溶液涂布在基板上(基板材料为pet透明基材,透光率91%、雾度0.3%、厚度0.1mm),加热2min,温度为70℃,制得导电薄膜。
89.本实施例步骤(1)中的导电材料的制备方法包括:
90.a)在150ml的三口烧瓶中加入0.2g的氯化铜、1.0g的pvp、0.5g的抗坏血酸和60ml的乙二醇,再用0.5%的氨水调节ph为弱碱性,然后放入油浴锅中在160~180℃下搅拌混合均匀后反应4~5h,反应结束后,经离心过程即可获得反应制得铜纳米线;
91.b)再将反应制得的铜纳米线溶液与稀释弱酸、聚乙烯吡略烷酮水溶液按4∶11∶4的比例混合并注入反应瓶中,恒温磁力搅拌3min后加入0.26g的硝酸银溶液,以及离子控制剂,继续搅拌10~30min,反应完成;
92.c)将反应产物溶液转移至离心管,并加入乙二醇作为清洗溶剂,放入离心机中进行离心处理除去过量的有机物,离心三次后获得沉积在底部的铜纳米线核壳结构材料;
93.d)利用稀盐酸对铜纳米线核壳结构材料进行羟基化改性,并稀释成适宜的浓度,在0.2g的硅烷偶联剂的作用下,添加2.5g导电聚合物聚乙撑二氧噻吩,在氮气保护下,50~70℃恒温加热反应1~2h,合成导电材料。
94.实施例四、
95.本实施例提供导电薄膜的制备方法包括如下步骤:
96.(1)将导电材料进行稀释处理:将1.5wt%的导电材料稀释在醇/水溶液(乙醇/水体积比为1∶5~1∶10)制成100g溶液,加入0.2g的聚丙烯酸钠作为分散稳定剂,再加入2g的分子量在10000左右的高分子树脂改性羧甲基纤维素,超声分散10~20分钟,在1000rpm的转速下离心分离10min取上层清液,获得导电材料的复合导电涂料;
97.(2)选基板,用乙醇清洗后再用去离子水冲洗2遍,烘干,备用;
98.(3)采用涂布的方式将复合导电涂料溶液涂布在基板上(基板材料为pet透明基材,透光率91%、雾度o.3%、厚度0.1mm),加热2min,温度为70℃,制得导电薄膜。
99.本实施例步骤(1)中的导电材料的制备方法包括:
100.a)在150ml的三口烧瓶中加入0.2g的氯化铜、1.0g的pvp、0.5g的抗坏血酸和60ml的乙二醇,再用0.5%的氨水调节ph为弱碱性,然后放入油浴锅中在160~180℃下搅拌混合
均匀后反应2~3h,反应结束后,经离心过程即可获得反应制得铜纳米线;
101.b)再将反应制得的铜纳米线溶液与稀释弱酸、聚乙烯吡略烷酮水溶液按4∶11∶4的比例混合并注入反应瓶中,恒温磁力搅拌3min后加入0.26g的硝酸银溶液,以及离子控制剂,继续搅拌10~30min,反应完成;
102.c)将反应产物溶液转移至离心管,并加入乙二醇作为清洗溶剂,放入离心机中进行离心处理除去过量的有机物,离心三次后获得沉积在底部的铜纳米线核壳结构材料;
103.d)利用稀盐酸对铜纳米线核壳结构材料进行羟基化改性,并稀释成适宜的浓度,在0.2g的硅烷偶联剂的作用下,添加2.5g的导电聚合物聚乙撑二氧噻吩,在氮气保护下,50~70℃恒温加热反应1~2h,合成导电材料。
104.性能测试
105.对比例1:将实施例1导电材料体系中的导电聚合物聚乙撑二氧噻吩去除,其他组分及其合成剂量保持不变,按照实施例中的制备导电膜方法,制得透明导电薄膜。
106.对于实施例1~4和对比例1的导电薄膜产品,采用四探针测试仪测试图形化透明导电薄膜方阻,光电雾度计测试图形化透明导电薄膜的透光率和雾度,使用3m610胶带测试其附着力,结果见表1。
107.表1性能测试结果
[0108][0109][0110]
由上表可知,采用相同基材时,添加聚乙撑二氧噻吩的导电液材料所制得的透明导电薄膜,具有更好的光学透过率和更低的雾度,以及更低的方阻。
[0111]
本技术采用液相合成法合成制备出新型导电材料,整体制备方案操作简单,反应温度较低(<200℃),合成成本低;导电材料与导电薄膜易于扩大化生产,且制备出的透明导电薄膜分散均匀,导电性和透光率可控,同时具有较好的抗氧化性,透明导电薄膜在较高温度(<200℃)和高湿度下能保持长时间的稳定性。
[0112]
以上对本技术所提供的一种导电材料和导电薄膜及其制备方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本技术的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
再多了解一些

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