[發(fā)明專利]基于紡織品模板制備銦錫氧化物/PDMS樹脂導電材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110004013.2
• 申請日: 2011-01-10
• 公開（公告）號: CN102176348A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 王宏志;胡沛然;李耀剛;張青紅
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B1/08;H01B5/14
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發(fā)明屬于導電材料的制備領域，特別是涉及一種基于紡織品模板制備銦錫氧化物/PDMS樹脂導電材料的方法。

背景技術

近年來，隨著信息技術和光電產(chǎn)品的飛躍發(fā)展，新型導電材料越來越受到人們的廣泛研究與關注。透明導電氧化物(TCO)研究年代較早，但以其優(yōu)異的導電性能、較高的化學穩(wěn)定性以及與基底良好的結合性能，受到人們的重視，特別是在電子學領域有著眾多的應用，如平面顯示器、傳感器、染料敏化太陽能電池等。TCO材料主要有SnO₂基、In₂O₃基和ZnO基等多種體系，其中又以銦錫氧化物(ITO)最具代表性。ITO是目前研究與應用最為廣泛的透明導電氧化物之一，它的電阻率常介于10^-3～10^-4Ω·cm之間，可見光區(qū)透射率達85％以上，因而具有透光性好、電阻率低、容易刻蝕和低溫制備等優(yōu)點。制備ITO導電材料的方法很多，有沉淀法、溶膠-凝膠法、溶劑熱法等。R.A.Gilstrap等人在Advanced?Materials，4163，20，(2008)上以醋酸銦和醋酸錫為原料，在有機溶劑十八烯(ODE)中，高溫合成了粒徑大約在5nm左右的ITO納米顆粒，并且具有良好的導電性能。

傳統(tǒng)電子器件中的顯示觸摸屏，目前其制備材料主要為稀有金屬的半導體氧化物，如ITO等。這些材料的缺陷主要在于它們均為脆性材料，無法應用于柔韌性基底上，從而制備出可折疊式或者卷曲的顯示觸摸屏。將上述金屬氧化物材料與有機基底進行復合，制備出的復合柔性導電材料，作為柔性導電材料的發(fā)展方向之一，其未來可廣泛應用于智能服裝、嵌入式健康監(jiān)控設備、數(shù)字多媒體等眾多消費電子領域以及太陽能電池、柔性輸電線路等能源領域，因此必將受到人們更加廣泛的研究與關注。L.B.Hu等人在Nano?Letters，708，10，(2010)上用棉布浸泡在碳納米管溶液中的方法制得了SWNT導電織物，具有良好的導電性和電容性能，可以應用于能量儲存領域。X.Y.Zeng等人在Advanced?Materials，4484，22，(2010)上用銀納米線與PVA樹脂進行復合，最終得到透明的復合柔性導電材料，并就導電性能與ITO、碳納米管等進行了對比研究。

目前尚無基于紡織品模板制備銦錫氧化物/PDMS樹脂復合柔性導電材料的研究報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于紡織品模板制備銦錫氧化物/PDMS樹脂導電材料的方法。該方法制備工藝簡單，成本低廉，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；制得的銦錫氧化物/PDMS樹脂復合柔性導電材料結構致密，且具有良好的導電性以及可折疊性能。

一種基于紡織品模板制備銦錫氧化物/PDMS樹脂導電材料的方法，包括：

(1)在室溫下，按照In₂O₃/SnO₂質(zhì)量比為8～10.5∶1稱取將氯化銦和氯化錫，并溶解于去離子水中，再加入堿性溶液，得到pH值為8～11的混合溶液；在60～90℃，使所述混合溶液在反應釜中反應8～20h后，自然冷卻至室溫，然后洗滌，得到銦錫氧化物前驅(qū)體溶液；

(2)在抽真空環(huán)境下，將紡織品浸泡在上述前驅(qū)體溶液中，然后取出并干燥，重復浸泡并干燥2～5次，最后在馬弗爐中350～550℃下煅燒10～24h，得到銦錫氧化物導電材料；

(3)將PDMS(聚二甲基硅氧烷)與配套的固化劑以10∶1的質(zhì)量比混合均勻，然后將步驟(2)所得的銦錫氧化物導電材料平鋪在上面，在100～120℃下固化10～20min，制得銦錫氧化物/PDMS樹脂復合導電材料。

所述步驟(1)中的堿性溶液為濃度為10～30wt％的NaOH水溶液或濃度為5～28wt％的氨水。

所述步驟(1)中的洗滌過程為：用去離子水洗3～8次，然后用無水乙醇洗2～4次。

所述步驟(1)中混合溶液的體積為反應釜容積的1/2～4/5。

所述步驟(2)中紡織品質(zhì)量為前驅(qū)體溶液質(zhì)量的18～25％。

所述步驟(2)中的紡織品為棉布或無紡布。

所述步驟(2)中的抽真空環(huán)境，其真空泵壓力為0.07～0.1MPa。

所述步驟(2)中的浸泡，其條件為每次浸泡時間2～6h；干燥，其條件為每次干燥溫度為50～80℃，每次干燥時間為20～40min。

所述步驟(3)中的PDMS(含配套固化劑)型號為Sylgard?184(道康寧公司，購買時提供主劑/固化劑雙組份液態(tài)包裝)。