一种复合导电膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及导电膜技术领域，尤其涉及一种复合导电膜及其制备方法。


背景技术：

2.随着柔性电子器件应用市场逐步扩张，如硅基太阳能电池、平板显示、发光二极管、可穿戴的电子器件等。氧化铟锡(ito)因其高透光度和电导率一直是透明导电膜的主要材料。但ito固有的易脆性使其不适合应用到柔性基底上。此外，金属铟价格昂贵，毒性大于铅且在地球上的储量较低，需要新的材料且性能与ito相似甚至更佳。
3.银的电导率为6.3
×
107ω/m，是地球上电导率最高的金属。且银的价格远低于稀有金属铟。银纳米线(agnws)具有良好的导电性与透光度、且涂布工艺简单，可以用于导电墨水，制备柔性导电薄膜。
4.但是使用银纳米线基导电墨水时，银纳米线容易团聚，在烧结时容易产生咖啡环效应，影响导电性；另外银纳米线与基膜的附着力不佳，容易脱落，影响导电性。


技术实现要素：

5.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种复合导电膜及其制备方法，本发明可以避免银纳米线容易团聚，烧结时容易产生咖啡环效应的问题，提高导电性，并且可以紧密固定银纳米线，提高导电性。
6.本发明提出了一种复合导电膜，包括：依次附着在聚酰亚胺基膜表面的聚多巴胺层和银纳米线层，其中，合成聚酰亚胺的二胺单体为3,5
‑
二(4
‑
氨基苯氧基)苯甲酸。
7.合成聚酰亚胺的二酐单体可以为：二酐单体可以为4,4'
‑
(4,4'
‑
异丙基二苯氧基)二(邻苯二甲酸酐)(bpada)、4,4
‑
六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6fda)、1,2,4,5
‑
环己烷四甲酸二酐、1,2,3,4
‑
环戊烷四甲酸二酐等中的至少一种。
8.本发明还提出了上述复合导电膜的制备方法，包括如下步骤：将聚酰亚胺基膜在多巴胺的tris缓冲水溶液中浸泡，干燥得到中间膜；在中间膜表面涂覆导电墨水，烧结得到复合导电膜。
9.优选地，导电墨水的原料按重量份包括：银纳米线0.2
‑
0.4g、分散剂0.3
‑
0.5g、粘合剂0.5
‑
1g、水100g。
10.优选地，分散剂为羟丙基纤维素和氟碳表面活性剂，其中，羟丙基纤维素和氟碳表面活性剂的重量比为1
‑
2:1。
11.优选地，粘合剂为水性环氧树脂。
12.优选地，浸泡18
‑
24h得到中间膜。
13.优选地，烧结温度为180
‑
200℃，烧结时间为20
‑
25min。
14.优选地，多巴胺的tris缓冲水溶液中，多巴胺的浓度为0.015
‑
0.025g/ml。
15.优选地，聚酰亚胺基膜经tris缓冲水溶液洗涤后，再浸泡在多巴胺缓冲水溶液中。
16.上述tris缓冲水溶液的ph＝8.5，三羟甲基氨基甲烷(tris)的浓度可以为10mmol/
l。
17.上述水均为去离子水。
18.有益效果：
19.本发明选用分散剂羟丙基纤维素和氟碳表面活性剂相互作用，使得银纳米线均匀分散在导电墨水中，并降低其表面张力；并且选用3,5
‑
二(4
‑
氨基苯氧基)苯甲酸作为二胺单体，在聚酰亚胺中引入羧基，并通过羧基可以在聚酰亚胺基膜表面接枝聚多巴胺，引入多个羟基，羟基可与导电墨水中的银纳米线络合固定，进一步避免银纳米线团聚，并且在烧结过程中进一步避免银纳米线的团聚和咖啡环效应，使得银纳米线均匀分散在基膜表面，提高导电性；另外环氧树脂可与活性羟基共价结合，形成交联网络提高粘附性，固定银纳米线，防止其脱落，提高导电性。
具体实施方式
20.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
21.实施例1
22.一种复合导电膜的制备方法，包括如下步骤：
23.取3,5
‑
二(4
‑
氨基苯氧基)苯甲酸和4,4
‑
六氟异丙基邻苯二甲酸酐，按照1:1摩尔比在二甲基乙酰胺中反应得到聚酰胺酸溶液，然后涂覆于清洗并干燥后的玻璃载体表面，分别于90℃、130℃、170℃、210℃、260℃保温1h亚胺化得到聚酰亚胺基膜；
24.依次用乙醇、水、tris缓冲水溶液(ph＝8.5)洗涤聚酰亚胺基膜，然后将聚酰亚胺基膜加入多巴胺浓度为0.015g/ml的tris缓冲水溶液(ph＝8.5)中浸泡24h，氮气吹干得到中间膜；在中间膜表面涂覆导电墨水，于180℃烧结25min得到复合导电膜；
25.其中，导电墨水的原料按重量份包括：银纳米线0.2g、羟丙基纤维素0.2g、氟碳表面活性剂sm
‑
fc
‑
100 0.1g、水性环氧树脂0.5g、水100g。
26.实施例2
27.一种复合导电膜的制备方法，包括如下步骤：
28.取3,5
‑
二(4
‑
氨基苯氧基)苯甲酸和1,2,4,5
‑
环己烷四甲酸二酐，按照1:1摩尔比在二甲基乙酰胺中反应得到聚酰胺酸溶液，然后涂覆于清洗并干燥后的玻璃载体表面，分别于90℃、130℃、170℃、210℃、260℃保温1h亚胺化得到聚酰亚胺基膜；
29.依次用乙醇、水、tris缓冲水溶液(ph＝8.5)洗涤聚酰亚胺基膜，然后将聚酰亚胺基膜加入多巴胺浓度为0.025g/ml的tris缓冲水溶液(ph＝8.5)中浸泡18h，氮气吹干得到中间膜；在中间膜表面涂覆导电墨水，于200℃烧结20min得到复合导电膜；
30.其中，导电墨水的原料按重量份包括：银纳米线0.4g、羟丙基纤维素0.25g、氟碳表面活性剂sm
‑
fc
‑
100 0.25g、水性环氧树脂1g、水100g。
31.实施例3
32.一种复合导电膜的制备方法，包括如下步骤：
33.取3,5
‑
二(4
‑
氨基苯氧基)苯甲酸和4,4'
‑
(4,4'
‑
异丙基二苯氧基)二(邻苯二甲酸酐)，按照1:1摩尔比在二甲基乙酰胺中反应得到聚酰胺酸溶液，然后涂覆于清洗并干燥后的玻璃载体表面，分别于90℃、130℃、170℃、210℃、260℃保温1h亚胺化得到聚酰亚胺基膜；
34.依次用乙醇、水、tris缓冲水溶液(ph＝8.5)洗涤聚酰亚胺基膜，然后将聚酰亚胺基膜加入多巴胺浓度为0.02g/ml的tris缓冲水溶液(ph＝8.5)中浸泡20h，氮气吹干得到中间膜；在中间膜表面涂覆导电墨水，于190℃烧结25min得到复合导电膜；
35.其中，导电墨水的原料按重量份包括：银纳米线0.3g、羟丙基纤维素0.24g、氟碳表面活性剂sm
‑
fc
‑
100 0.16g、水性环氧树脂0.8g、水100g。
36.对比例1
37.聚酰亚胺基膜同实施例3，依次用乙醇、水洗涤聚酰亚胺基膜，氮气吹干后，涂覆导电墨水，于190℃烧结25min得到复合导电膜，导电墨水同实施例3。
38.对比例2
39.将“羟丙基纤维素0.24g、氟碳表面活性剂sm
‑
fc
‑
100 0.16g”，替换成“十二烷基苯磺酸钠0.4g”，其他同实施例3。
40.检测实施例1
‑
3和对比例1
‑
2制得的复合导电膜的性能，各复合导电膜的尺寸相同，结果如表1所示。
41.表1检测结果
[0042][0043]
备注：百格法测试附着力，涂层100％保留时为0级；涂层保留较完整，仅有少数边角破损时为1级；边角破损较多但无整格脱落时为2级；边角破损严重，有少量整格脱落时为3级；边角破损严重，有较多整格脱落，但涂层保留面积＞65％时为4级；涂层保留面积＜65％时为5级。
[0044]
由表1可以看出，本发明具有良好的导电性，无咖啡环产生，且银纳米线附着力好。
[0045]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。