一种UV固化透明导电涂料及其制备方法与流程

本发明涉及功能涂料技术领域，具体涉及uv固化透明导电涂料及其制备方法。

背景技术：

现有的导电薄膜大多不透明，其中的导电成分一般为炭黑或石墨，不透明的导电薄膜应用范围较小。

而现有的透明导电薄膜通常使用氧化铟(铟成本高且稀缺)、氧化锡等氧化物半导体，需要高温烧结或特殊方法才能在基材上成膜，薄膜是无法弯折的脆性膜，其能应用的基材也不多。如《ito透明导电薄膜的研究进展》一文中所述ito膜是硬度较高的脆性膜，无法弯折，使其无法应用在复杂形状基材表面；制备方法较复杂，例如磁控溅射法、喷雾热解法、化学气相沉积法等，需要500℃左右退火成膜，使其无法应用于塑料基材表面；铟的储量少，价格昂贵，使其成本居高不下。ito膜的方阻很大，无法做到100ω/sq以下。

柔性透明导电薄膜方面，现有的柔性透明导电薄膜通常使用热固化成膜，固化温度60-150度不等，固化时间也较长，如《cn201820082196-一种透明导电膜-实用新型》中固化温度130℃，时间3分钟，或使用特殊方法成膜，如磁控溅射法，如《cn201610075929-一种透明导电薄膜及具有该透明导电薄膜的触摸屏-申请公开》，能应用的基材有限。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种透光性佳、导电性佳的uv固化透明导电涂料。该涂料通过使用纳米级的导电粉末或导电线，使得该涂料在较佳的透光性的条件下具有较佳的导电性。

本发明的目的之二在于提供该导电涂料的制备方法。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种uv固化透明导电涂料，由按重量份计的以下组分制成：50-60份基础树脂、20-30份复合溶剂、10-20份导电填料、1-3份分散剂、0.5-2份阻聚剂和1-3份光引发剂；

导电填料为纳米金属粉末或其与纳米银线的组合；

复合溶剂由醇类溶剂、苯类溶剂按10：(3-5)的重量比组成；醇类溶剂为4个碳原子以下的醇。

进一步地，基础树脂为不饱和聚酯树脂、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯中的一种或几种。

进一步地，醇类溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或两种以上。

进一步地，苯类溶剂为苯、甲苯、二甲苯和三甲苯中的一种或两种以上。

进一步地，复合溶剂由乙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯按(2.5-3.5)：1:(0.4-0.6):(0.8-1.2)的重量比组成。

进一步地，纳米金属粉末为纳米银粉、纳米铝粉、纳米铜粉和纳米镍粉中的一种或两种以上。

进一步地，导电填料为纳米银线与纳米银粉或与纳米铝粉的组合，纳米银线的长度为5-100μm。

进一步地，分散剂为byk-110分散剂。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种制备如上述的uv固化透明导电涂料的方法，包括以下步骤：

1)将导电填料、分散剂和复合溶剂加至高速分散机中分散，得到导电浆料；

2)在高速分散机作用下，将基础树脂逐渐添加至导电浆料中，继续分散；

3)将阻聚剂和光引发剂加至导电浆料中，继续分散，得到uv固化透明导电涂料。

进一步地，步骤2)中，基础树脂在分散机作用下滴加至导电浆料中。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过使用纳米金属粉末或与金属线的组合，在基础树脂内形成近乎对透光率无影响的导电网络，从而得到透明的导电涂料；

本发明通过使用醇类溶剂、复合溶剂及分散剂的多重均质体系，使纳米金属粉末或与金属线均匀地分散在基础树脂内，从而形成连续、均匀的导电网络；

本发明还通过优化的醇类溶剂、复合溶剂和配比，以及对醇类溶剂的碳链长度的优化，使得到导电涂料在分散性和vocs挥发量之间有一个较佳的均衡。

本发明还提供了该导电涂料的制备方法，通过先对纳米导电粉末或和纳米线进行均质得到导电浆料，再通过逐渐向导电浆料中加入基础树脂的方式，使得导电浆料在基础树脂中具有较佳的分散均匀性。

本发明提供的uv固化透明导电涂料，方阻可达到5-15(ω/sq)，透光率大于90％，雾度小于5％，相较于普通的导电石墨型的导电涂料方阻相当但具有较好的透明性。

附图说明

图1为实施例1-3使用的纳米银线。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。本实施例中所采用到的材料均可从市场购得。

以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。

本发明提供一种uv固化透明导电涂料，由按重量份计的以下组分制成：50-60份基础树脂、20-30份复合溶剂、10-20份导电填料、1-3份分散剂、0.5-2份阻聚剂和1-3份光引发剂；

所述导电填料为纳米金属粉末或其与纳米银线的组合；

所述复合溶剂由醇类溶剂、苯类溶剂按10：(3-5)的重量比组成；所述醇类溶剂为4个碳原子以下的醇。

本发明通过使用纳米级的导电粉末和导电线，并通过使用醇类溶剂、苯类溶剂和分散剂的方式使其在基础树脂中具有较均匀的分散性，从而得到导电填料分布均匀、质地致密的导电涂料，对于塑料、金属、玻璃、陶瓷等大多数基材表面均具有较佳的附着能力。实施例1-3所使用的纳米银线，具有800-1200：1的长径比，扫描电镜图如图1所示，长度优选为5-100μm，更优选的为10-80μm。

以下具体实施方式中，所使用的光引发剂为市售的光引发剂为二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷(tpo)，分子式为c22h21po2，所采用的阻聚剂为市售的阻聚剂叔丁基对苯二酚(mtbhq)。

实施例1：

一种uv固化透明导电涂料，由按重量份计的以下组分制成：50份环氧丙烯酸酯、30份复合溶剂、15份银纳米线、2份byk-110分散剂、0.5份阻聚剂和2份光引发剂；

该复合溶剂由正丁醇和二甲苯按7:3的重量比混合而成。

制备该uv固化透明导电涂料的方法，包括以下步骤：

1)将银纳米线、byk-110分散剂和复合溶剂加至高速分散机中分散，得到导电浆料；

2)在高速分散机作用下，将环氧丙烯酸酯逐滴添加至导电浆料中，继续分散；

3)继续将阻聚剂和光引发剂加至导电浆料中，继续分散，得到uv固化透明导电涂料。

实施例2：

一种uv固化透明导电涂料，由按重量份计的以下组分制成：60份聚酯丙烯酸酯、25份复合溶剂、5份银纳米线、10份纳米银粉、3份byk-110分散剂、1份阻聚剂和3份光引发剂；

该复合溶剂由乙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯按3:1:0.5:1的重量比混合而成。

制备该uv固化透明导电涂料的方法，包括以下步骤：

1)将银纳米线、纳米银粉、byk-110分散剂和复合溶剂加至高速分散机中分散，得到导电浆料；

2)在高速分散机作用下，将聚酯丙烯酸酯逐滴添加至导电浆料中，继续分散；

3)继续将阻聚剂和光引发剂加至导电浆料中，继续分散，得到uv固化透明导电涂料。

实施例3：

一种uv固化透明导电涂料，由按重量份计的以下组分制成：55份聚氨酯丙烯酸酯、30份复合溶剂、5份银纳米线、15份纳米铜粉、2份byk-110分散剂、2份阻聚剂和2份光引发剂；

该复合溶剂由乙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯按3.5:1:0.4:1.2的重量比混合而成。

制备该uv固化透明导电涂料的方法，包括以下步骤：

1)将银纳米线、纳米铜粉、byk-110分散剂和复合溶剂加至高速分散机中分散，得到导电浆料；

2)在高速分散机作用下，将聚氨酯丙烯酸酯逐滴添加至导电浆料中，继续分散；

3)继续将阻聚剂和光引发剂加至导电浆料中，继续分散，得到uv固化透明导电涂料。

对比例1：

一种uv固化导电涂料，一种uv固化透明导电涂料，由按重量份计的以下组分制成：60份聚酯丙烯酸酯、25份复合溶剂、15份导电炭粉、3份byk-110分散剂、1份阻聚剂和3份光引发剂；

该复合溶剂由乙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯按3:1:0.5:1的重量比混合而成。

制备该uv固化透明导电涂料的方法，包括以下步骤：

1)将导电炭粉、byk-110分散剂和复合溶剂加至高速分散机中分散，得到导电浆料；

2)在高速分散机作用下，将聚酯丙烯酸酯逐滴添加至导电浆料中，继续分散；

3)继续将阻聚剂和光引发剂加至导电浆料中，继续分散，得到uv固化导电涂料。

性能检测

将实施例1-3与对比例1得到的导电涂料，涂覆于10×10cm的釉面陶瓷表面，形成20-30μm厚度的涂层，，经uv辐照固化成型，检测透光率、雾度并通过百格划痕测试检测附着力，结果如下表所示：

由上表可知，由实施例1-3得到的导电涂料，其方阻与采用导电石墨得到的导电涂层的方阻相差无几，其透光率均大于90％且雾度小于5％，是良好的透明导电涂料。该透明导电涂料在釉面陶瓷表面附着力高，可应用于光滑的绝缘介质表面。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。