[發明專利]一種全印刷多功能透明薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201611267258.3
• 申請日: 2016-12-31
• 公開（公告）號: CN106739597B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 鐘杰;黃福志;彭勇;庫治良;程一兵
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B41M1/30
• 分類號: B41M1/30;C09D11/03;C09D11/107;C09D11/102;C09D11/101
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;徐曉琴

技術領域

本發明屬于透明功能薄膜領域，具體涉及一種全印刷多功能透明薄膜及其制備方法。

背景技術

透明材料是目前裝備智能化及建筑智能化的重要構成材料。基于設計服務于人類生活需求及提升的理念，使用功能化的透明材料能顯著提升產品和設計的價值。建筑或其它交通工具使用的透明玻璃窗從最開始的透光，逐漸演變成具有多種功能特性的透明窗，如各種波段的光線隔絕，可控的顏色變化，超疏水，殺菌和加熱等等功能。目前發展的已有產業化的變色玻璃、調光玻璃以及LOW-E玻璃是透明材料功能化的典型代表，達到一些部分的功能要求，已經向產業化邁進。但作為實際應用來講，其制造成本仍然比較高，大范圍推廣使用難，而通過制備溶液漿料，然后以全印刷工藝來制備透明功能薄膜將具有顯著競爭優勢。

石墨烯是一種新型材料，具有獨特的二維晶體結構，碳原子的六方結構組成的單原子厚度的納米片，從而產生非常高的電導性(8×10⁵S/m)、高熱導性(約5300Wm^-1K^-1)、大表面積(>2600m²/g)、強機械特性(拉伸強度為130GPa并且楊氏模量為1TPa)、低摩擦系數以及優良的抗腐蝕性。目前，使用石墨烯作為導電層主要采用真空法制備及配合膜轉移實現，使用溶液法難以達到高導電性及同時保證透明度符合采光要求。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的不足，目的在于提供一種全印刷多功能透明薄膜及其制備方法。

為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案為：

一種全印刷多功能透明薄膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)選用膜層基底，清洗干凈，吹干，備用；

(2)印制過渡層：首先配制過渡層可印刷墨水；然后在常溫下將過渡層可印刷墨水噴涂在基板上，再對基板烘干，完成過渡層的制備；

(3)制備功能層：首先配制功能層可印刷墨水，然后將功能層可印刷墨水刮涂在過渡層之上，再對形成的功能層薄膜進行加熱烘烤、還原和再加熱，完成功能層的制備；

(4)制備抗損層：配制抗損層可印刷墨水，將抗損層可印刷墨水刮涂在功能層之上，對形成的抗損層進行加熱烘烤，完成抗損層的制備；

在膜層基底上依次完成過渡層、功能層、過渡層和抗損層的制備過程，所得薄膜即為全印刷多功能透明薄膜。

上述方案中，在涂覆抗損層之前，使用步驟(2)所述方法在功能層上制備一層過渡層，然后在過渡層之上制備抗損層。

上述方案中，所述基底為玻璃或有機聚合物，所述玻璃為石英玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、高硅氧玻璃、鈉鈣硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、鉛硅酸鹽玻璃和硼硅酸鹽玻璃中的一種，所述有機聚合物為PET、PP、PE、PMMA、PC、PEN和PI中的一種。

上述方案中，所述基底材料的厚度為0.01～30mm，優選為0.1～4mm。

上述方案中，所述過渡層可印刷墨水為0.1wt％～15wt％的硅烷偶連劑醇溶液、0.1wt％～15wt％的甲苯-2,4-二異氰酸酯溶液、或0.1wt％～10wt％的乙氧基氟碳水溶液。

上述方案中，所述過渡層的膜層厚度為1nm～2μm。

上述方案中，步驟(2)所述烘干的溫度為50℃～100℃。

上述方案中，所述功能層可印刷墨水的組分按體積百分比計為：氧化石墨烯水性溶液20％～60％、納米銀線溶液15％～70％、分散溶劑3％～10％、樹脂混合劑0％～10％、偶連劑0～10％、其它組分1％～12％，所述其它組分為納米金屬氧化物、金屬氧化物的有機前驅體和金屬氧化物的無機前驅體鹽中的一種或幾種。

上述方案中，所述金屬氧化物的有機前驅體和金屬氧化物的無機前驅體鹽選自四異丙醇鈦、鈦酸異丙酯、二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯、正硅酸乙酯、硅酸丙酯、氯化鋅、醋酸鋅和氯化錫中的一種或幾種。

上述方案中，所述納米金屬氧化物為納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化鋯、納米氧化鉬、或納米氧化鎢。

上述方案中，所述氧化石墨烯水性溶液的濃度為0.01～2g/mL。

上述方案中，所述納米銀線溶液為納米銀線水性溶液或納米銀線異丙醇溶液，濃度為0.01～2g/mL。

上述方案中，所述分散溶劑為去離子水、乙醇、異丙醇、丙酮、或N-甲基吡咯烷酮。

上述方案中，所述樹脂混合劑為聚丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂和水性環氧樹脂中的一種或幾種。