一种透明导电胶膜的制备方法与流程

1.本发明涉及导电胶膜制备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种透明导电胶膜的制备方法。


背景技术：

2.透明柔性导电材料的制备及其在电子器件方面的应用是近年来柔性电子领域研究的热点，是开发柔性显示器、光伏及光电探测设备的关键材料。目前应用最为广泛的氧化钢锡(to)等陶瓷基透明导电材料脆性较大，易于受力脆裂，无法满足柔性电子设备的需求，以银纳米线(ag nw)为代表的金属纳米线网络可能很好地满足透明柔性导电的需要，因此需要用到透明导电胶膜用于导电连接。
3.经检索在现有已经公开的文献中，专利公开号cn102863913b的专利公开了，针对现有导电胶膜很少采用环氧树脂基体的，因为很难做到很软的水平，大部分都是pet基体，制备方法都是通过热压法将导电填料在基体加热变软的情况下压入基体树脂中，得到的导电胶膜表面电阻率满足要求，但是体电阻率很低。胶膜的制性差，导电层与基体树脂之间的附着力差，在折弯、拉伸的情况下会发生导电网络破坏的情况，反映在实验数据上就是在拉伸、弯曲情况下导电胶膜的电阻率上升；该专利则通过25％～35％的氢化双酚a型环氧树脂；22～25％的环氧树脂活性稀释剂；0.5％～1.5％的抗uv添加剂；20％～30％的氢化脂环族胺；2.5％～4％的改性胺类固化促进剂；12～27％的导电填料。所述的透明导电胶膜不仅表面电阻率低，而且体积电阻率低，可以制成不同厚度的薄膜，该发明的透明导电胶膜具有透明性好、导电率高、粘结强度高等优点；该发明的制备方法简单，原材料易得，制备条件不苛刻；但是该专利存在如下缺陷；
4.上述制备方法在制备透明导电胶膜时，虽然可以起到导电作用，但是在制备过程中并未进行多次模压，从而混合的材料外部导电层与内部导电层之间紧密贴合性较差，导电离子间距较大，导电时效率较低，为此需要提供一种透明导电胶膜的制备方法。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种透明导电胶膜的制备方法。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种透明导电胶膜的制备方法，包括具体步骤如下：
7.s1、制备导电液，将金属氧化物粉末30—50份、π共轭系导电性高分子中的聚阴离子20—30份，加入到搅拌机内，并且称取一定量的硫酸亚硝酰合铁5—10份，按化学式计量摩尔比加入无水乙醇50—60份，并加入适量的硅醇盐10—30份，再加柠檬酸5—10份，用氨水调整ph＝2-3，样品在80℃回流使其水解缩聚，然后在120℃缓慢蒸发，实现溶液－溶胶－凝胶的转化，在50℃干燥得到于凝胶，在130℃下得到整体压片板，压片板可以放置在氯化钠溶液浸泡50—60分钟，静置30—40分钟，使其混合后产生导电液；
8.s2、混合材料，将聚丁二烯橡胶胶乳10—30份、甲基丙烯酸甲酯单体5—15份、苯乙
烯单体6—10份、丙烯腈单体5—15份加入混合机内，混合后再加入一半导电液按照转速为120—160r/min，混合时间为5—10分钟，形成混合材料；
9.s3、模具清理，成型模具需要用到无水乙醇20—50份增压冲洗，且冲洗时需要对成型模具中的上模具内壁和下模具内壁同步冲洗，冲洗后需要用擦拭布贴合在上模具内壁和下模具内壁逆时针转圈，确保成型模具无杂质；
10.s4、注塑成型，将成型模具内部升温到80-120℃，并且对模具内部抽真空5—10分钟，再增压1200—2000pa的压力使混合材料注入至成型模具中，使其成型模压后，打开阀门将成型模具内部压力外排出去，再对成型模具的上模具向上拉扯，成型模具的下模具起到下拉作用，整个成型模具可以打开，待成型模具内部的透明导电膜降温至38-40℃时取出；
11.s5、二次导电覆膜，将取出的透明导电膜在离心机内部，离心机按照离心转速为150—180r/min，离心时间为10—20min，待透明导电膜外部无液体杂质时，将另外一半的导电液加入到离心机内，并且导电液需要浸泡透明导电膜10—30分钟，然后温度设为50-80℃保温5—10分钟，保温后取出二次透明导电膜；
12.s6、真空模压，二次透明导电膜放入到真空模压机内，负压数值设为500—700pa负压5—20分钟，使其二次透明导电膜外部气泡消失，即可取出二次透明导电膜；
13.s7、膜切成型，将二次透明导电膜放置在液压膜切机上，按照长度为50—60cm，宽度10—20cm尺寸膜切，每次膜切时需要抽查人员随机抽取5—10条透明导电膜，依次查看各个模体尺寸是否合格，将合格的透明导电膜装箱储存，完成透明导电膜的制备。
14.优选地，所述s1中金属氧化物粉末选自锆、钛、铝、锌、铟和锡的金属和选自新戊酰三氟乙酰丙酮、乙酰丙酮、三氟乙酰丙酮和六氟乙酰丙酮的配体形成，所述s1中π共轭系导电性高分子中的聚阴离子为聚(3,4－乙二氧基噻吩)或聚吡咯，所述s1中干凝胶在高温下进行一定时间热处理，于100℃得到超细粉，粉料200pa静水压下，加压成片(d＝2—4mm)。
15.优选地，所述s2中控制混合机转速为40—60r/min，混合时间为10—30分钟，加热至80℃再保温10—20分钟，所述s2中混合材料颜色由黄色变为透明色，且变色等待时间为10—20分钟。
16.优选地，所述s3中冲洗压力数值为100—300pa，冲洗时间不低于5—10分钟，且冲洗水温需保持在40-50℃。
17.优选地，所述s4中降温需要安装5—10台散热风扇，依次分布在成型模具外部位置处，相邻两台散热风扇之间的间距设为50-100cm。
18.优选地，所述s6中气泡需要2-5名观察人员围绕在二次透明导电膜四周环绕3-5圈，环绕时需保持同向环绕。
19.优选地，所述s7中抽查人员数量设为2-4名，且每次抽查后需要签署个人信息在检验表上，检验表需要准备两份。
20.本发明的技术效果和优点：
21.1、本发明使混合材料注入至成型模具中，使其成型模压后，打开阀门将成型模具内部压力外排出去，再对成型模具的上模具向上拉扯，待透明导电膜外部无液体杂质时，将另外一半的导电液加入到离心机内，二次透明导电膜放入到真空模压机内膜压，可以充分将各种导电材料充分挤压混合，双次膜压，减少导电材料之间的缝隙，提高紧密性，因此导电率更好；
22.2、本发明能够使金属氧化物粉末、π共轭系导电性高分子中的聚阴离子，加入到搅拌机内，并且称取一定量的硫酸亚硝酰合铁，按化学式计量摩尔比加入无水乙醇，再加柠檬酸份，用氨水调整ph＝2-3，这样可以充分使导电离子分散在各个膜体上，形成多点位导电连接，不易造成导电离子聚集，因此分散均匀，导电效果更好；
23.3、本发明采用对模具内部抽真空后，再增压的压力使混合材料注入至成型模具中，二次透明导电膜放入到真空模压机内负压，使其二次透明导电膜外部气泡消失，每次膜压时都能保证抽真空操作，确保外部空气无法进入到膜体内部，避免产生微小气泡，因此有效提高紧密性；
24.综上，通过上述多个作用的相互影响，首先混合材料注入至成型模具中，使其成型模压后，可以充分将各种导电材料充分挤压混合，再称取一定量的硫酸亚硝酰合铁，按化学式计量摩尔比加入无水乙醇，再加柠檬酸份，用氨水调整ph＝2-3，这样可以充分使导电离子分散在各个膜体上，最后对模具内部抽真空后，二次透明导电膜放入到真空模压机内负压，综上能够有效提高膜体的紧密导电性，导电效果更好。
附图说明
25.图1为本发明的一种透明导电胶膜的制备方法流程示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例1；
28.一种透明导电胶膜的制备方法，包括具体步骤如下：
29.s1、制备导电液，将金属氧化物粉末30份、聚吡咯20份，加入到搅拌机内，并且称取一定量的硫酸亚硝酰合铁5份，按化学式计量摩尔比加入无水乙醇50份，并加入适量的硅醇盐10份，再加柠檬酸5份，用氨水调整ph＝2，样品在80℃回流使其水解缩聚，然后在120℃缓慢蒸发，实现溶液－溶胶－凝胶的转化，在50℃干燥得到于凝胶，干凝胶在高温下进行一定时间热处理，于100℃得到超细粉，粉料200pa静水压下，加压成片(d＝2mm)，在130℃下得到整体压片板，压片板可以放置在氯化钠溶液浸泡50分钟，静置30分钟，使其混合后产生导电液；
30.s2、混合材料，将聚丁二烯橡胶胶乳10份、甲基丙烯酸甲酯单体5份、苯乙烯单体6份、丙烯腈单体5份加入混合机内，控制混合机转速为40r/min，混合时间为10分钟，加热至80℃再保温10分钟，混合后再加入一半导电液按照转速为120r/min，混合时间为5分钟，混合材料颜色由黄色变为透明色，且变色等待时间为10分钟，形成混合材料；
31.s3、模具清理，成型模具需要用到无水乙醇20份增压冲洗，冲洗压力数值为100pa，冲洗时间不低于5分钟，且冲洗水温需保持在40℃，且冲洗时需要对成型模具中的上模具内壁和下模具内壁同步冲洗，冲洗后需要用擦拭布贴合在上模具内壁和下模具内壁逆时针转圈，确保成型模具无杂质；
32.s4、注塑成型，将成型模具内部升温到80℃，并且对模具内部抽真空5分钟，再增压1200pa的压力使混合材料注入至成型模具中，使其成型模压后，打开阀门将成型模具内部压力外排出去，再对成型模具的上模具向上拉扯，成型模具的下模具起到下拉作用，整个成型模具可以打开，待成型模具内部的透明导电膜降温至38℃时取出，且降温需要安装5台散热风扇，依次分布在成型模具外部位置处，相邻两台散热风扇之间的间距设为50cm；
33.s5、二次导电覆膜，将取出的透明导电膜在离心机内部，离心机按照离心转速为150r/min，离心时间为10min，待透明导电膜外部无液体杂质时，将另外一半的导电液加入到离心机内，并且导电液需要浸泡透明导电膜10分钟，然后温度设为50℃保温5分钟，保温后取出二次透明导电膜；
34.s6、真空模压，二次透明导电膜放入到真空模压机内，负压数值设为500pa负压5分钟，使其二次透明导电膜外部气泡消失，且气泡需要2名观察人员围绕在二次透明导电膜四周环绕3圈，环绕时需保持同向环绕，即可取出二次透明导电膜；
35.s7、膜切成型，将二次透明导电膜放置在液压膜切机上，按照长度为50cm，宽度10cm尺寸膜切，每次膜切时需要抽查人员随机抽取5条透明导电膜，且抽查人员数量设为2名，且每次抽查后需要签署个人信息在检验表上，检验表需要准备两份，依次查看各个模体尺寸是否合格，将合格的透明导电膜装箱储存，完成透明导电膜的制备。
36.实施例2；
37.一种透明导电胶膜的制备方法，包括具体步骤如下：
38.s1、制备导电液，将金属氧化物粉末40份、聚吡咯25份，加入到搅拌机内，并且称取一定量的硫酸亚硝酰合铁8份，按化学式计量摩尔比加入无水乙醇55份，并加入适量的硅醇盐20份，再加柠檬酸8份，用氨水调整ph＝2，样品在80℃回流使其水解缩聚，然后在120℃缓慢蒸发，实现溶液－溶胶－凝胶的转化，在50℃干燥得到于凝胶，干凝胶在高温下进行一定时间热处理，于100℃得到超细粉，粉料200pa静水压下，加压成片(d＝3mm)，在130℃下得到整体压片板，压片板可以放置在氯化钠溶液浸泡55分钟，静置35分钟，使其混合后产生导电液；
39.s2、混合材料，将聚丁二烯橡胶胶乳20份、甲基丙烯酸甲酯单体10份、苯乙烯单体8份、丙烯腈单体10份加入混合机内，控制混合机转速为50r/min，混合时间为20分钟，加热至80℃再保温15分钟，混合后再加入一半导电液按照转速为140r/min，混合时间为8分钟，混合材料颜色由黄色变为透明色，且变色等待时间为15分钟，形成混合材料；
40.s3、模具清理，成型模具需要用到无水乙醇30份增压冲洗，冲洗压力数值为200pa，冲洗时间不低于8分钟，且冲洗水温需保持在45℃，且冲洗时需要对成型模具中的上模具内壁和下模具内壁同步冲洗，冲洗后需要用擦拭布贴合在上模具内壁和下模具内壁逆时针转圈，确保成型模具无杂质；
41.s4、注塑成型，将成型模具内部升温到100℃，并且对模具内部抽真空8分钟，再增压1800pa的压力使混合材料注入至成型模具中，使其成型模压后，打开阀门将成型模具内部压力外排出去，再对成型模具的上模具向上拉扯，成型模具的下模具起到下拉作用，整个成型模具可以打开，待成型模具内部的透明导电膜降温至38-40℃时取出，且降温需要安装8台散热风扇，依次分布在成型模具外部位置处，相邻两台散热风扇之间的间距设为50-100cm；
42.s5、二次导电覆膜，将取出的透明导电膜在离心机内部，离心机按照离心转速为170r/min，离心时间为15min，待透明导电膜外部无液体杂质时，将另外一半的导电液加入到离心机内，并且导电液需要浸泡透明导电膜20分钟，然后温度设为70℃保温8分钟，保温后取出二次透明导电膜；
43.s6、真空模压，二次透明导电膜放入到真空模压机内，负压数值设为600pa负压10分钟，使其二次透明导电膜外部气泡消失，且气泡需要2名观察人员围绕在二次透明导电膜四周环绕3-5圈，环绕时需保持同向环绕，即可取出二次透明导电膜；
44.s7、膜切成型，将二次透明导电膜放置在液压膜切机上，按照长度为55cm，宽度15cm尺寸膜切，每次膜切时需要抽查人员随机抽取8条透明导电膜，且抽查人员数量设为3名，且每次抽查后需要签署个人信息在检验表上，检验表需要准备两份，依次查看各个模体尺寸是否合格，将合格的透明导电膜装箱储存，完成透明导电膜的制备。
45.实施例3；
46.一种透明导电胶膜的制备方法，包括具体步骤如下：
47.s1、制备导电液，将金属氧化物粉末50份、聚吡咯30份，加入到搅拌机内，并且称取一定量的硫酸亚硝酰合铁10份，按化学式计量摩尔比加入无水乙醇60份，并加入适量的硅醇盐30份，再加柠檬酸10份，用氨水调整ph＝3，样品在80℃回流使其水解缩聚，然后在120℃缓慢蒸发，实现溶液－溶胶－凝胶的转化，在50℃干燥得到于凝胶，干凝胶在高温下进行一定时间热处理，于100℃得到超细粉，粉料200pa静水压下，加压成片(d＝4mm)，在130℃下得到整体压片板，压片板可以放置在氯化钠溶液浸泡60分钟，静置40分钟，使其混合后产生导电液；
48.s2、混合材料，将聚丁二烯橡胶胶乳30份、甲基丙烯酸甲酯单体15份、苯乙烯单体10份、丙烯腈单体15份加入混合机内，控制混合机转速为60r/min，混合时间为30分钟，加热至80℃再保温20分钟，混合后再加入一半导电液按照转速为160r/min，混合时间为10分钟，混合材料颜色由黄色变为透明色，且变色等待时间为20分钟，形成混合材料；
49.s3、模具清理，成型模具需要用到无水乙醇50份增压冲洗，冲洗压力数值为300pa，冲洗时间不低于10分钟，且冲洗水温需保持在50℃，且冲洗时需要对成型模具中的上模具内壁和下模具内壁同步冲洗，冲洗后需要用擦拭布贴合在上模具内壁和下模具内壁逆时针转圈，确保成型模具无杂质；
50.s4、注塑成型，将成型模具内部升温到120℃，并且对模具内部抽真空10分钟，再增压2000pa的压力使混合材料注入至成型模具中，使其成型模压后，打开阀门将成型模具内部压力外排出去，再对成型模具的上模具向上拉扯，成型模具的下模具起到下拉作用，整个成型模具可以打开，待成型模具内部的透明导电膜降温至40℃时取出，且降温需要安装10台散热风扇，依次分布在成型模具外部位置处，相邻两台散热风扇之间的间距设为100cm；
51.s5、二次导电覆膜，将取出的透明导电膜在离心机内部，离心机按照离心转速为180r/min，离心时间为20min，待透明导电膜外部无液体杂质时，将另外一半的导电液加入到离心机内，并且导电液需要浸泡透明导电膜30分钟，然后温度设为80℃保温10分钟，保温后取出二次透明导电膜；
52.s6、真空模压，二次透明导电膜放入到真空模压机内，负压数值设为700pa负压20分钟，使其二次透明导电膜外部气泡消失，且气泡需要5名观察人员围绕在二次透明导电膜
四周环绕5圈，环绕时需保持同向环绕，即可取出二次透明导电膜；
53.s7、膜切成型，将二次透明导电膜放置在液压膜切机上，按照长度为60cm，宽度20cm尺寸膜切，每次膜切时需要抽查人员随机抽取10条透明导电膜，且抽查人员数量设为4名，且每次抽查后需要签署个人信息在检验表上，检验表需要准备两份，依次查看各个模体尺寸是否合格，将合格的透明导电膜装箱储存，完成透明导电膜的制备。
54.通过上述四组实施例测试后，依次检测透过率％、渗透深度(mm)、电阻率(ω.m)、耐受温度℃，在测试的过程中，获得的各项测试参数对比数据如下表：
[0055] 透过率％电阻率(ω.m)耐受温度℃实施例19225380实施例29120360实施例392.818395
[0056]
经过上述三组实施例对比，即可知晓实施例3中透过率最大，因此透明效果更好，而且电阻率最小导电效果更好，且导电耐受温度数值更高，因此可以充分将各种导电材料充分挤压混合，双次膜压，减少导电材料之间的缝隙，提高紧密性，因此导电率更好。
[0057]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种透明导电胶膜的制备方法，其特征在于：包括具体步骤如下：s1、制备导电液，将金属氧化物粉末30—50份、π共轭系导电性高分子中的聚阴离子20—30份，加入到搅拌机内，并且称取一定量的硫酸亚硝酰合铁5—10份，按化学式计量摩尔比加入无水乙醇50—60份，并加入适量的硅醇盐10—30份，再加柠檬酸5—10份，用氨水调整ph＝2-3，样品在80℃回流使其水解缩聚，然后在120℃缓慢蒸发，实现溶液－溶胶－凝胶的转化，在50℃干燥得到于凝胶，在130℃下得到整体压片板，压片板可以放置在氯化钠溶液浸泡50—60分钟，静置30—40分钟，使其混合后产生导电液；s2、混合材料，将聚丁二烯橡胶胶乳10—30份、甲基丙烯酸甲酯单体5—15份、苯乙烯单体6—10份、丙烯腈单体5—15份加入混合机内，混合后再加入一半导电液按照转速为120—160r/min，混合时间为5—10分钟，形成混合材料；s3、模具清理，成型模具需要用到无水乙醇20—50份增压冲洗，且冲洗时需要对成型模具中的上模具内壁和下模具内壁同步冲洗，冲洗后需要用擦拭布贴合在上模具内壁和下模具内壁逆时针转圈，确保成型模具无杂质；s4、注塑成型，将成型模具内部升温到80-120℃，并且对模具内部抽真空5—10分钟，再增压1200—2000pa的压力使混合材料注入至成型模具中，使其成型模压后，打开阀门将成型模具内部压力外排出去，再对成型模具的上模具向上拉扯，成型模具的下模具起到下拉作用，整个成型模具可以打开，待成型模具内部的透明导电膜降温至38-40℃时取出；s5、二次导电覆膜，将取出的透明导电膜在离心机内部，离心机按照离心转速为150—180r/min，离心时间为10—20min，待透明导电膜外部无液体杂质时，将另外一半的导电液加入到离心机内，并且导电液需要浸泡透明导电膜10—30分钟，然后温度设为50-80℃保温5—10分钟，保温后取出二次透明导电膜；s6、真空模压，二次透明导电膜放入到真空模压机内，负压数值设为500—700pa负压5—20分钟，使其二次透明导电膜外部气泡消失，即可取出二次透明导电膜；s7、膜切成型，将二次透明导电膜放置在液压膜切机上，按照长度为50—60cm，宽度10—20cm尺寸膜切，每次膜切时需要抽查人员随机抽取5—10条透明导电膜，依次查看各个模体尺寸是否合格，将合格的透明导电膜装箱储存，完成透明导电膜的制备。2.根据权利要求1所述的一种透明导电胶膜的制备方法，其特征在于：所述s1中金属氧化物粉末选自锆、钛、铝、锌、铟和锡的金属和选自新戊酰三氟乙酰丙酮、乙酰丙酮、三氟乙酰丙酮和六氟乙酰丙酮的配体形成。3.根据权利要求1所述的一种透明导电胶膜的制备方法，其特征在于：所述s1中π共轭系导电性高分子中的聚阴离子为聚(3,4－乙二氧基噻吩)或聚吡咯。4.根据权利要求1所述的一种透明导电胶膜的制备方法，其特征在于：所述s1中干凝胶在高温下进行一定时间热处理，于100℃得到超细粉，粉料200pa静水压下，加压成片(d＝2—4mm)。5.根据权利要求1所述的一种透明导电胶膜的制备方法，其特征在于：所述s2中控制混合机转速为40—60r/min，混合时间为10—30分钟，加热至80℃再保温10—20分钟。6.根据权利要求1所述的一种透明导电胶膜的制备方法，其特征在于：所述s2中混合材料颜色由黄色变为透明色，且变色等待时间为10—20分钟。7.根据权利要求1所述的一种透明导电胶膜的制备方法，其特征在于：所述s3中冲洗压
力数值为100—300pa，冲洗时间不低于5—10分钟，且冲洗水温需保持在40-50℃。8.根据权利要求1所述的一种透明导电胶膜的制备方法，其特征在于：所述s4中降温需要安装5—10台散热风扇，依次分布在成型模具外部位置处，相邻两台散热风扇之间的间距设为50-100cm。9.根据权利要求1所述的一种透明导电胶膜的制备方法，其特征在于：所述s6中气泡需要2-5名观察人员围绕在二次透明导电膜四周环绕3-5圈，环绕时需保持同向环绕。10.根据权利要求1所述的一种透明导电胶膜的制备方法，其特征在于：所述s7中抽查人员数量设为2-4名，且每次抽查后需要签署个人信息在检验表上，检验表需要准备两份。

技术总结
本发明公开了一种透明导电胶膜的制备方法，具体涉及导电胶膜制备技术领域，包括具体步骤如下：S1、制备导电液可以将金属氧化物粉末30—50份、π共轭系导电性高分子中的聚阴离子20—30份，加入到搅拌机内，S2、混合材料，S3、模具清理，S4、注塑成型，S5、二次导电覆膜，S6、真空模压，S7、膜切成型。本发明使混合材料注入至成型模具中，对成型模具的上模具向上拉扯，另外一半的导电液加入到离心机内，二次透明导电膜放入到真空模压机内膜压，可以充分将各种导电材料充分挤压混合，双次膜压减少导电材料之间的缝隙，提高紧密性，因此导电率更好。因此导电率更好。因此导电率更好。


技术研发人员：沈喜训 赵洪军
受保护的技术使用者：苏州博濬新材料科技有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/8/1