银纳米线导电浆料及其涂布工艺研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ganjinwei2001
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透明导电膜作为一种重要的光电功能材料广泛应用于显示器件、触控器件、透明加热器件、太阳能电池、有机发光二极管、电磁屏蔽及其他相关技术领域。目前主导市场的氧化铟锡由于其脆性已无法满足柔性电子器件的发展,银纳米柔性透明导电膜是目前取代氧化铟锡的最佳材料,极具前景。本文主要研究银纳米线柔性透明导电膜的制备,包括银纳米线的多元醇法合成、银纳米线的纯化、银纳米线导电浆料配方、透明导电膜涂布工艺及其在柔性触控和电磁屏蔽中的应用。在对银纳米线的合成与纯化研究中,通过调节反应溶液中Na Br和Na Cl的浓度实现了直径为42 nm、35 nm、30 nm和26 nm不同长度的银纳米线的可控制备。通过对反应溶液的氮气保护提高了银纳米线产率,实现了1 L合成体积下的批量合成。使用防沉剂对银纳米线进行表面修饰提高了银纳米线的分散性,解决了离心过程中银纳米线团聚的问题,使用防沉剂修饰离心再采用搅拌离心过滤纯化银纳米线的方法实现了银纳米线的大批量提纯。在对银纳米线导电浆料配方及其涂布工艺研究中,通过在浆料中加入增稠剂0.2 wt.%提高浆料的粘度和分散稳定性,加入Triton X100提高浆料对基材的润湿性,通过调节浆料中银纳米线的浓度来调控透明导电膜的方阻。使用刮刀涂布机涂布银纳米线导电浆料的最佳涂布工艺参数为:涂布厚度10μm、涂布速度20 mm s-1和干燥温度130℃10 min;OC浆料中丙烯酸树脂最佳固含量为0.8 wt.%,涂布OC层后在不影响导电膜光电性能的条件下成功地提高了导电层对PET基材的附着力;本文中所采用的银纳米线制备与提纯方法和导电浆料配方的产业化可行性在卷对卷中试实验中得到了充分的证明,实现了方阻为55Ωsq-1、透过率为92.3%及雾度为0.97%高性能银纳米线透明导电膜的量产。通过对导电膜图案化后制备的柔性器件具备初步的功能,不同方阻的透明导电膜可以应用于电磁屏蔽领域,随着方阻的减小透明导电膜的电磁屏蔽效能提高,其中方阻为6.2Ωsq-1的导电膜在X波段的电磁屏蔽效能达到了31.93 d B。
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