[發明專利]纖蛇紋石納米纖維與樹脂復合透明薄膜及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310275858.4
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103331967A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 劉琨;馮其明;張國范;歐樂明;盧毅屏
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B32B27/04
• 分類號: B32B27/04;B32B27/12;H01L51/52
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 姚迎新

技術領域

本發明屬于礦物材料、復合材料與非金屬礦深加工領域，具體為一種纖蛇紋石納米纖維與樹脂復合薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

有機電致發光器件（OLED）以其低制作成本、低驅動電壓、高清晰度、超薄等諸多優點，已成為最具有發展潛力的下一代顯示技術。而采用柔性襯底材料（如塑料）制成的OLED器件，可以彎曲、折疊、便于攜帶與安裝、耐沖擊等，更是大大拓展了OLED的應用范圍。柔性器件的關鍵之處就是柔性襯底，OLED柔性襯底材料要求的性能主要包括：厚度為60～180μm（一般約為100μm）、透光率大于85%、霧度小于0.7%、熱膨脹系數小于20×10^-6K^-1、具有較好的力學性能且可任意彎曲折疊。盡管目前出現了多種柔性襯底，但在某些方面仍無法完全滿足應用要求。比如塑料薄膜，盡管柔韌性、透明性都能達到應用要求，但存在較高的熱膨脹系數和較低的力學性能，影響OLED器件的制作和使用。因此，不斷探索性能優良的新型OLED柔性襯底材料及其制備方法是近些年國內外的關注重點。目前國內外對采用無機納米纖維，特別是利用非金屬礦物制得的無機納米纖維來制備用于OLED器件襯底材料的薄膜的相關研究尚未有人涉及。

發明內容

本發明為了克服上述現有技術的不足提出的，其所解決的技術問題是提供一種以天然非金屬礦物纖蛇紋石為原料，制備新型的、柔性的可應用于有機電致發光器件柔性襯底之中的透明復合薄膜，以及這種透明復合薄膜的制備方法。

為此，本發明提供了一種纖蛇紋石納米纖維與樹脂復合透明薄膜，包括一層具有孔隙的纖蛇紋石納米纖維層，該纖維層包裹于上下兩層樹脂層之中，所述樹脂滲透于所述纖維層的孔隙中。這種“三明治”結構的復合透明薄膜所用的纖蛇紋石納米纖維為無機物，具有較好的化學穩定性和很高的熱穩定性，在確保透明薄膜其他性能的同時，可有效提高透明復合薄膜的使用穩定性，纖蛇紋石納米纖維的楊氏模量為261-323GPa、拉伸強度為1.1-4.4GPa，可確保透明薄膜具有較好的力學性能；其熱膨脹系數僅為0.26×10^-6K^-1，可有效降低透明薄膜的熱膨脹系數；其折射率為1.517-1.562（軸向）和1.493-1.560（徑向），與某些樹脂接近，其徑向尺寸僅為可見光波長的十分之一，這都可有效提高復合透明薄膜的透光性。有效克服了現有技術無法使用無機物與樹脂復合制備復合透明薄膜的缺點，使得纖蛇紋石納米纖維/樹脂復合透明薄膜在窗口材料、透明薄膜等許多領域具有廣泛的應用潛力。

作為本發明纖蛇紋石納米纖維與樹脂復合透明薄膜的一個優選方案，所述纖蛇紋石納米纖維的含量為20?wt%～75?wt%。

作為本發明纖蛇紋石納米纖維與樹脂復合透明薄膜的另一個優選方案，該薄膜厚度為70～150μm。

本發明進一步提供了一種制備纖蛇紋石納米纖維與樹脂復合透明薄膜的方法，其采用以下技術方案：

將天然非金屬礦物纖蛇紋石經過提純、物理化學分散和純化之后，得到長度超過10μm、直徑為40～80nm的纖蛇紋石納米纖維，再采用下列步驟：

（1）將纖蛇紋石納米纖維加入到水中，并加入與纖蛇紋石納米纖維的質量比為5～50wt%的高分子粘結劑，通過機械攪拌和超聲波進行均勻分散，得到濃度為0.05～2%的均勻膠體溶液；

（2）使用孔徑為0.1～1μm的微濾膜對所述膠體溶液進行過濾，得到的濾膜經干燥以后得到厚度為20～200μm的白色纖蛇紋石納米纖維薄膜；

（3）將所述纖蛇紋石納米纖維薄膜真空浸漬于紫外固化樹脂中1～48小時，取出后經平整成型，成型壓力為0.1～1.0MPa，再采用紫外光進行固化，得到纖蛇紋石納米纖維與樹脂復合透明薄膜。

作為優選，其中步驟（1）中所述高分子粘結劑與纖蛇紋石納米纖維的質量比為10～30wt%。

作為優選，其中步驟（1）中所述高分子粘結劑為聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、古爾膠、淀粉及其衍生物中的任意一種。粘結劑采用水溶性高分子，水溶性好有利于和纖蛇紋石納米纖維更好的接觸，粘結劑的加入可以確保壓濾形成納米纖維薄膜具有較好的力學性能，在真空浸漬過程中可保證薄膜的不損壞。