CN107910103A - 应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺，包括以下步骤：将银纳米线水分散液、水性丙烯酸树脂、三乙烯四胺、复合溶剂；加入到真空搅拌机中真空脱泡、混合均匀，获得混合液；在搅拌下在混合液加入对甲砜基甲苯、聚乙烯醇水溶液，后继续搅拌约10分钟，使充分混合均匀，此水溶性树脂液为水溶性聚酯树脂液；按量加入烷基醇酰胺，异丙氧基乙醇加入到真空搅拌机中，继续搅拌均匀，即获得银纳米线浆料。本发明有效地分散纳米银线，降低了导电电阻率，也提高了耐折弯性能。

Description

应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺

技术领域

本发明涉及一种银纳米线涂覆液技术领域，特别涉及一种应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺。

背景技术

金属氧化物，特别是ITO，在可见光区具有较高的光透过率和较低的电阻率，在过去50年来一直是透明导电电极研究和应用的热点。然而金属氧化物本身导电性有限，且质脆易碎，不易变形等缺陷，同时原料资源日益稀缺，价格昂贵，已经无法满足现代光电子器件的发展的需求近年来随着微纳米技术的发展，透明导电电极开拓的一个新领域是二维微纳米新材料与结构薄膜电极，例如高聚物导电薄膜，碳纳米管膜，石墨烯膜以及金属纳米线膜。石墨烯薄膜因其本身特殊的形貌而具有很好的柔性，同时也具有很好的载流子迁移率，但量产技术尚未成熟；碳纳米管薄膜需要较大长径比，且碳管的均匀分散和碳管之间的欧姆电阻问题限制了薄膜的面内导电性。透明导电薄膜除了优良的导电性，还需要优良的光透射率，而纳米金属银线电极具有出色的导电性和光透射率。由于银是电良导体，导电性好，因而微纳米银线用作电极材料可以降低能耗（相对于氧化物薄膜电极）。同时微纳米银线的粒径小于可见光入射波长时，金属微纳米结构的等离子效应增强光透射率，使电极具有很好的光电性能。同时微纳米银线电极适合柔性、大面积低成本生产。因而微纳米银线电极将成为现在ITO透明导电电极的有利替代者。而微纳米银线涂覆液中助剂的选择则决定了产品的性能。因此，为得到较佳性能，人们尝试用各种不同助剂配制了不同性能的涂覆液。现有配方形成的银纳米线薄膜导电性和耐折弯性能等指标仍有待改善，如何克服上述技术问题并改善，成为本领域普通技术人员努力的方向。

发明内容

本发明目的是提供一种应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺，此制备工艺获得的银纳米线浆料既可降低银纳米线含量，有效地分散纳米银线，降低了导电电阻率，也提高了耐折弯性能，折弯次数超过5000次。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺，所述银纳米线浆料由以下重量份的组分组成：银纳米线水分散液100份、水性丙烯酸树脂5~8份、三乙烯四胺2~5份、对甲砜基甲苯1~2份、聚乙烯醇水溶液0.2~0.5份、烷基醇酰胺0.2~0.4份、异丙氧基乙醇0.3~0.5份、复合溶剂30~40份；包括以下步骤：

步骤一、将银纳米线水分散液100份、水性丙烯酸树脂5~8份、三乙烯四胺2~5份、复合溶剂30~40份；加入到真空搅拌机中真空脱泡、混合均匀，获得混合液，所述银纳米线水分散液的浓度为2～10mg/mL；

步骤二、在搅拌下在混合液加入对甲砜基甲苯1~2份、聚乙烯醇水溶液0.2~0.5份，后继续搅拌约10分钟，使充分混合均匀，此水溶性树脂液为水溶性聚酯树脂液；

步骤三、按量加入烷基醇酰胺0.2~0.4份，异丙氧基乙醇0.3~0.5份加入到真空搅拌机中，继续搅拌均匀，即获得基于银纳米线为的银纳米线浆料。

上述技术方案中进一步改进技术方案如下：

1、上述方案中，所述银纳米线水分散液中银纳米线直径为20~150nm，纳米银线长度为50~500mm。

2、上述方案中，所述醇类溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种。

3、上述方案中，所述酮类溶剂为丙酮、丁酮、环己酮、异佛尔酮中的一种。

4、上述方案中，所述复合溶剂由醇类溶剂、酮类溶剂按照10：（2~4）的重量份混合而成。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

本发明应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺，其在银纳米线水分散液100份、水性丙烯酸树脂5~8份、聚乙烯醇水溶液0.2~0.5份、烷基醇酰胺0.2~0.4份、异丙氧基乙醇0.3~0.5份体系中进一步添加三乙烯四胺2~5份、对甲砜基甲苯1~2份，既可降低银纳米线含量，有效地分散纳米银线，降低了导电电阻率，也提高了耐折弯性能，折弯次数超过5000次；其次，其配方进一步采用异丙氧基乙醇0.3~0.5份和由醇类溶剂、酮类溶剂按照10：（2~4）的重量份混合而成复合溶剂，有效调节涂覆液的粘度和干燥速度，进一步避免了银纳米线堆积，保证了导电的均匀性，也改善了透光率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1~4：一种应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺，所述银纳米线浆料由以下重量份的组分组成，如表1所示：

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					银纳米线水分散液	100份	100份	100份	100份
水性丙烯酸树脂	6份	5份	6.2份	7份
					二烯丙基胺三乙烯四胺	3份	2.2份	5份	4份
吡咯喹啉醌对甲砜基甲苯	1.8份	1份	1.5份	1.2份
					羧甲基纤维素钠聚乙烯醇水溶液	0.24份	0.4份	0.3份	0.45份
脂肪醇聚氧乙烯醚烷基醇酰胺	0.3份	0.35份	0.4份	0.26份
					异丙氧基乙醇	0.4份	0.5份	0.35份	0.42份
氢化蓖麻油	0.15份	0.25份	0.1份	0.2份
					复合溶剂	35份	32份	38份	35份

；

所述制备工艺包括以下步骤：

步骤一、将银纳米线水分散液100份、水性丙烯酸树脂5~8份、三乙烯四胺2~5份、氢化蓖麻油0.1~0.3份、复合溶剂30~40份；加入到真空搅拌机中真空脱泡、混合均匀，获得混合液，所述银纳米线水分散液的浓度为2～10mg/mL；

步骤二、在搅拌下在混合液加入对甲砜基甲苯1~2份、聚乙烯醇水溶液0.2~0.5份，后继续搅拌约10分钟，使充分混合均匀，此水溶性树脂液为水溶性聚酯树脂液；

步骤三、按量加入烷基醇酰胺0.2~0.4份，异丙氧基乙醇0.3~0.5份加入到真空搅拌机中，继续搅拌均匀，即获得基于银纳米线为的银纳米线浆料。

上述银纳米线水分散液中银纳米线直径为20~150nm，纳米银线长度为50~500mm。

实施例1中复合溶剂由甲醇、环己酮按照10：2重量份混合而成，实施例2中复合溶剂由异丙醇、丁酮按照10：2.5重量份混合而成，实施例3中复合溶剂由乙醇、环己酮按照10：3重量份混合而成，实施例4中复合溶剂由甲醇、异佛尔酮按照10：3.8重量份混合而成。

本实施例1~4制备工艺获得的银纳米线浆料在PET薄膜上涂布干燥成膜的测试结果，如表2所示：

表2

从表格2可知，采用本发明制备工艺获得的柔性导电薄膜用银纳米线浆料时，其既可降低银纳米线含量，有效地分散纳米银线，降低了导电电阻率，也提高了耐折弯性能，折弯次数超过5000次；其次，其有效调节涂覆液的粘度和干燥速度，进一步避免了银纳米线堆积，保证了导电的均匀性，也改善了透光率。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺，其特征在于：所述银纳米线浆料由以下重量份的组分组成：银纳米线水分散液100份、水性丙烯酸树脂5~8份、三乙烯四胺2~5份、对甲砜基甲苯1~2份、聚乙烯醇水溶液0.2~0.5份、烷基醇酰胺0.2~0.4份、异丙氧基乙醇0.3~0.5份、氢化蓖麻油 0.1~0.3份、复合溶剂30~40份；所述制备工艺包括以下步骤：

步骤一、将银纳米线水分散液100份、水性丙烯酸树脂5~8份、三乙烯四胺2~5份、氢化蓖麻油0.1~0.3份、复合溶剂30~40份；加入到真空搅拌机中真空脱泡、混合均匀，获得混合液，所述银纳米线水分散液的浓度为2～10mg/mL；

步骤二、在搅拌下在混合液加入对甲砜基甲苯1~2份、聚乙烯醇水溶液0.2~0.5份，后继续搅拌约10分钟，使充分混合均匀，此水溶性树脂液为水溶性聚酯树脂液；

步骤三、按量加入烷基醇酰胺0.2~0.4份，异丙氧基乙醇0.3~0.5份加入到真空搅拌机中，继续搅拌均匀，即获得基于银纳米线为的银纳米线浆料。

2.根据权利要求1所述的应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺，其特征在于：所述银纳米线水分散液中银纳米线直径为20~150nm，纳米银线长度为50~500mm。

3.根据权利要求1所述的应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺，其特征在于：所述醇类溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种。

4.根据权利要求1所述的应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺，其特征在于：所述酮类溶剂为丙酮、丁酮、环己酮、异佛尔酮中的一种。

5.根据权利要求1所述的应用于柔性导电电极的银纳米线浆料制备工艺，其特征在于：所述复合溶剂由醇类溶剂、酮类溶剂按照10：（2~4）的重量份混合而成。