本發(fā)明涉及柔性透明導電薄膜技術領域，具體涉及一種化學接枝改性的PET/納米銀線透明導電膜的制備。
背景技術：
透明導電薄膜是一種既具有導電性，又具有高透光性的薄膜，廣泛應用于液晶顯示、觸控面板和太陽能電池等電子元器件領域。未來移動終端、可穿戴設備、智能家電等產(chǎn)品，對觸摸面板有著強勁需求，同時隨著觸控面板大尺寸化、低價化，以及傳統(tǒng)ITO薄膜不能應用于可彎曲面，導電性及透光率等本質(zhì)問題不易克服等因素，眾廠商紛紛開始研究ITO的替代品，包括納米銀線、金屬網(wǎng)格、碳納米管以及石墨烯等材料。從市場反應上來看，應用新材料技術生產(chǎn)的薄膜產(chǎn)品所占的比重在逐年提高。目前，石墨烯仍處于研發(fā)階段，離量產(chǎn)還有很遠的距離。碳納米管工業(yè)化量產(chǎn)技術尚未完善，其制成的薄膜產(chǎn)品導電性還不能達到普通ITO薄膜的水平。金屬網(wǎng)格技術制作的產(chǎn)品有不可克服的莫瑞干涉問題，應用受到限制。若要降低金屬網(wǎng)格中金屬的線寬，則需要更改制成工藝，成本會隨之增加，而且會有易斷線等問題。而納米銀線技術則是最有可能接近量產(chǎn)的新型材料。
納米銀線技術因制程工藝簡單，可采用印刷制程快速生產(chǎn)大面積的觸控面板，同時具有較小的彎曲半徑，且在彎曲時電阻變化率較小，應用在具有柔性曲面顯示的設備?，F(xiàn)有的柔性曲面設備中用到的襯底材料多為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜，PET大分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整，結(jié)晶度較高，且分子中無強極性基團，故其表面親和性較差。目前主要采用的方法有表面涂覆法、表面氧化法、等離子體法、高能輻射、紫外光輻射等，但這均影響了PET的本體性能或無法達到長期改性效果。可見，現(xiàn)有技術仍存在較大的缺陷。
技術實現(xiàn)要素：
有鑒于此，有必要針對上述問題，提供一種既可以達到表面改性提高附著力的目的，又不會損壞基材的本體性能的化學接枝改性的PET/納米銀線透明導電膜的制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：
本發(fā)明的化學接枝改性的PET/納米銀線透明導電膜的制備，包括：PET基材表面除雜、納米銀線混合液制備以及透明導電膜的制備；
所述PET基材表面除雜包括：PET基材選用經(jīng)過雙面硬化層處理的光學級鍍膜PET，并采用丙酮與乙醇混合溶劑對PET基材進行處理、清洗、干燥備用；
所述納米銀線混合液制備包括：將0.1-10g偶聯(lián)劑加入到濃度為0.01-10mg/ml的納米銀線乙醇溶液中，得到的偶聯(lián)劑-納米銀線乙醇溶液升溫至30-150℃攪拌30-240min得到納米銀線混合液；
透明導電膜的制備包括：將經(jīng)表面除雜后的PET基材浸入到納米銀線混合液中，反應溫度控制在30-120℃，時間30-180min，反應結(jié)束后，經(jīng)蒸餾水反復沖洗，再在60-180℃烤箱烘烤30-240min，制備得到透明導電薄膜。
作為優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑加入量為0.1-5g，納米銀線乙醇溶液的濃度為0.01-5mg/ml。
作為優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑-納米銀線乙醇溶液升溫至30-120℃攪拌30-150min。
作為優(yōu)選的，所述透明導電膜的制備中，反應溫度控制在30-100℃，時間30-150min；所述烤箱烘烤溫度為60-120℃，時間為30-150min。
作為優(yōu)選的，所述PET基材厚度為50um、100um、125um，并自帶保護膜。
作為優(yōu)選的，所述無水乙醇與丙酮體積比為1。
作為優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑為巰基硅烷偶聯(lián)劑KH-580或巰基硅烷偶聯(lián)劑KH-590。
進一步的，所述偶聯(lián)劑為巰基硅烷偶聯(lián)劑KH-590。
本發(fā)明制備得到的透明導電薄膜厚度為50-600nm，優(yōu)選為50-300nm。
與現(xiàn)有納米銀線透明導電薄膜技術相比，本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明采用納米銀線取代納米銀顆粒作為薄膜導電材料分散于乙醇中，通過銀線之間相互接觸達到導電目的；
通過硅烷偶聯(lián)劑一端的巰基與納米銀的配位作用使納米銀線表面化學修飾上偶聯(lián)劑，同時偶聯(lián)劑另一端的硅氧烷基與PET表面上的硬化層相結(jié)合，以化學鍵合的形式將納米銀線固定附著于PET表面，使制備的納米銀線透明導電薄膜的附著力得到大幅提高。
本發(fā)明的透明導電薄膜附著力強，耐撓曲性得到提高，同時條件溫和，操作簡單，對于柔性電子領域具有很高的應用價值。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明的技術方案作進一步清楚、完整地描述。需要說明的是，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
步驟1)PET基材表面除雜：將帶有保護膜的50um光學級雙面硬化PET基材用無水乙醇/丙酮體積比為1的混合溶劑清洗后，再用蒸餾水沖洗PET基材表面殘留的混合溶劑，80℃真空干燥后得到表面潔凈的PET基材；
步驟2)納米銀線混合液的制備：將0.5g硅烷偶聯(lián)劑KH-590加入到0.08mg/ml的納米銀線乙醇溶液中，得到的偶聯(lián)劑-納米銀線乙醇溶液經(jīng)60℃磁力攪拌90min后，制備得到納米銀線混合液；
步驟3)透明導電膜的制備：將步驟1)得到的表面潔凈的PET基材浸入到步驟2)制備的納米銀線混合液中，在溫度40℃、反應150min后，經(jīng)蒸餾水反復沖洗PET基材表面未接枝的聚合物，再經(jīng)烤箱溫度100℃下烘烤60min，得到厚度為50nm的PET/納米銀線透明導電薄膜。
實施例2
步驟1)PET基材表面除雜：將帶有保護膜的50um光學級雙面硬化PET基材用無水乙醇/丙酮體積比為1的混合溶劑清洗后，再用蒸餾水沖洗PET基材表面殘留的混合溶劑，80℃真空干燥后得到表面潔凈的PET基材；
步驟2)納米銀線混合液的制備：將1g硅烷偶聯(lián)劑KH-590加入到0.3mg/ml的納米銀線乙醇溶液中，經(jīng)90℃磁力攪拌60min后，制備得到納米銀線混合液；
步驟3)透明導電膜的制備：將步驟1)得到的表面潔凈的PET基材浸入到步驟2)制備的納米銀線混合液中，在溫度60℃、反應120min后，經(jīng)蒸餾水反復沖洗PET基材表面未接枝的聚合物，再經(jīng)烤箱溫度100℃烘烤下60min，得到厚度為50nm的PET/納米銀線透明導電薄膜。
實施例3
步驟1)PET基材表面除雜：將帶有保護膜的100um光學級雙面硬化PET基材用無水乙醇/丙酮體積比為1的混合溶劑清洗后，再用蒸餾水沖洗PET基材表面殘留的混合溶劑，80℃真空干燥后得到表面潔凈的PET基材；
步驟2)納米銀線混合液的制備：將0.5g硅烷偶聯(lián)劑KH-590加入到0.08mg/ml的納米銀線乙醇溶液中，經(jīng)60℃磁力攪拌90min后，制備得到納米銀線混合液；
步驟3)透明導電膜的制備：將步驟1)得到的表面潔凈的PET基材浸入到步驟2)制備的納米銀線混合液中，在溫度40℃、反應150min后，經(jīng)蒸餾水反復沖洗PET基材表面未接枝的聚合物，再經(jīng)烤箱溫度100℃下烘烤60min，得到厚度為50nm的PET/納米銀線透明導電薄膜。
實施例4
步驟1)PET基材表面除雜：將帶有保護膜的100um光學級雙面硬化PET基材用無水乙醇/丙酮體積比為1的混合溶劑清洗后，再用蒸餾水沖洗PET基材表面殘留的混合溶劑，80℃真空干燥后得到表面潔凈的PET基材；
步驟2)納米銀線混合液的制備：將1g硅烷偶聯(lián)劑KH-590加入到0.3mg/ml的納米銀線乙醇溶液中，經(jīng)90℃磁力攪拌60min后，制備得到納米銀線混合液；
步驟3)透明導電膜的制備：將步驟1)得到的表面潔凈的PET基材浸入到步驟2)制備的納米銀線混合液中，在溫度60℃、反應120min后，經(jīng)蒸餾水反復沖洗PET基材表面未接枝的聚合物，再經(jīng)烤箱溫度100℃烘烤下60min，得到厚度為50nm的PET/納米銀線透明導電薄膜。
實施例5
步驟1)PET基材表面除雜：將帶有保護膜的125um光學級雙面硬化PET基材用無水乙醇/丙酮體積比為1的混合溶劑清洗后，再用蒸餾水沖洗PET基材表面殘留的混合溶劑，80℃真空干燥后得到表面潔凈的PET基材；
步驟2)納米銀線混合液的制備：將0.5g硅烷偶聯(lián)劑KH-590加入到0.08mg/ml的納米銀線乙醇溶液中，經(jīng)60℃磁力攪拌90min后，制備得到納米銀線混合液；
步驟3)透明導電膜的制備：將步驟1)得到的表面潔凈的PET基材浸入到步驟2)制備的納米銀線混合液中，在溫度40℃、反應150min后，經(jīng)蒸餾水反復沖洗PET基材表面未接枝的聚合物，再經(jīng)烤箱溫度100℃烘烤下60min，得到厚度為50nm的PET/納米銀線透明導電薄膜。
實施例6
步驟1)PET基材表面除雜：將帶有保護膜的125um光學級雙面硬化PET基材用無水乙醇/丙酮體積比為1的混合溶劑清洗后，再用蒸餾水沖洗PET基材表面殘留的混合溶劑，80℃真空干燥后得到表面潔凈的PET基材；
步驟2)納米銀線混合液的制備：將3g硅烷偶聯(lián)劑KH-590加入到2mg/ml的納米銀線乙醇溶液中，經(jīng)90℃磁力攪拌60min后，制備得到納米銀線混合液；
步驟3)透明導電膜的制備：將步驟1)得到的表面潔凈的PET基材浸入到步驟2)制備的納米銀線混合液中，在溫度90℃、反應120min后，經(jīng)蒸餾水反復沖洗PET基材表面未接枝的聚合物，再經(jīng)烤箱溫度90℃烘烤下100min，得到厚度為50nm的PET/納米銀線透明導電薄膜。
對比實施例1
步驟1)PET基材表面除雜：將帶有保護膜的50um光學級雙面硬化PET基材用無水乙醇/丙酮體積比為1的混合溶劑清洗后，再用蒸餾水沖洗PET基材表面殘留的混合溶劑，80℃真空干燥后得到表面潔凈的PET基材；
步驟2)納米銀線透明導電薄膜的制備：直接將步驟1)得到的表面潔凈的PET基材浸入到0.3mg/ml的納米銀線乙醇溶液中，60℃浸漬180min，用蒸餾水沖洗后經(jīng)烤箱溫度100℃烘烤60min，得到厚度為40nm的納米銀線透明導電薄膜。
對比實施例2
步驟1)PET基材表面除雜：將帶有保護膜的100um光學級雙面硬化PET基材用無水乙醇/丙酮體積比為1的混合溶劑清洗后，再用蒸餾水沖洗PET基材表面殘留的混合溶劑，80℃真空干燥后得到表面潔凈的PET基材；
步驟2)納米銀線透明導電薄膜的制備：直接將步驟1)得到的表面潔凈的PET基材浸入到0.3mg/ml的納米銀線乙醇溶液中，60℃浸漬180min，用蒸餾水沖洗后經(jīng)烤箱溫度100℃烘烤60min，得到厚度為40nm的納米銀線透明導電薄膜。
對比實施例3
步驟1)PET基材表面除雜：將帶有保護膜的125um光學級雙面硬化PET基材用無水乙醇/丙酮體積比為1的混合溶劑清洗后，再用蒸餾水沖洗PET基材表面殘留的混合溶劑，80℃真空干燥后得到表面潔凈的PET基材；
步驟2)納米銀線透明導電薄膜的制備：直接將步驟1)得到的表面潔凈的PET基材浸入到0.3mg/ml的納米銀線乙醇溶液中，60℃浸漬180min，用蒸餾水沖洗后經(jīng)烤箱溫度100℃烘烤60min，得到厚度為40nm的納米銀線透明導電薄膜。
表1中為測定各實施例經(jīng)化學接枝改性的PET納米銀線透明導電薄膜的各項性能指標：
表1上述各實施例中納米銀線透明導電薄膜的性能
從上表可知，本發(fā)明的經(jīng)化學接枝改性PET納米銀線透明導電薄膜附著力強，耐撓曲性得到提高，同時條件溫和，操作簡單，對于柔性電子領域具有很高的應用價值。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。