[發明專利]一種熱修復柔性透明導電膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202010434714.9
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111584130B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 王悅輝;趙玉珍;謝輝;馬軍現;林凱文;張小賓
• 申請（專利權）人: 電子科技大學中山學院
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B1/02;H01B13/00;C09D11/52;C09D11/30;C08G18/76;C08G18/48;C08G18/28;C08G18/83;C08F283/01;C08F220/32
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 馬小星

本發明涉及透明導電膜技術領域，尤其涉及一種熱修復柔性透明導電膜及其制備方法。本發明的熱修復柔性透明導電膜，包括依次層疊設置的透明導電層、透明功能層和熱可逆DA反應聚氨酯基底層；所述透明導電層為銀納米線導電網；所述透明功能層由聚酯丙烯酸酯齊聚物和呋喃丙烯酸甲酯聚合得到。本發明的導電膜透明度高，且具有良好的自修復性能，經多次修復后仍具有良好的透光率和導電性，修復效率高。

技術領域

本發明涉及透明導電膜技術領域，尤其涉及一種熱修復柔性透明導電膜及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著便攜式電子器件和柔性可穿戴電子設備的發展，柔性透明導電電極作為光電器件重要的組成部分成為研究熱點。電子器件的正常工作依賴于可導通的電子電路，然而，電極在使用中因反復磨損、彎折、沖擊或刮擦等易產生微裂紋或微損傷，從而導致器件無法正常工作，甚至成為電子垃圾。隨著環保意識的提高和可持續發展理念的不斷深入，迫切需要研發具有自修復功能的柔性透明導電電極，實現材料本身微裂紋或微損傷的智能修復，恢復其基本功能，從而提高器件的可靠性，延長使用壽命，提升器件的重復使用率等。

自修復材料是在受到損傷時能夠模仿生物體自主愈合的一種新型智能材料，即通過物質或能量補給機制使材料的損傷部位得以自動愈合。根據物質和能量供給方式的不同，一般分為埋植型自修復和本征型自修復。本征型自修復材料是當材料發生破損時，在外界光、電、磁、溶劑等刺激作用下分子鏈段發生解離、重組、纏繞，從而實現修復的材料。該類材料主要是通過可逆共價鍵(如金屬配位作用、π-π作用等)或非共價鍵(如酰腙鍵體系、二硫鍵、Diels-Alder(DA)反應)組合的高分子或超分子聚合物。盡管自修復材料的研究已取得了重大進展，但由于電子元器件對電、熱、力及環境等特殊要求，只有為數不多的自修復材料體系可應用在電子領域。

目前，自修復導電膜主要是通過將導電納米材料(如金屬納米線、納米管、石墨烯、導電聚合物和分級納米復合材料)分散到自修復聚合物或熱塑性彈性體中，再經流延等工藝成膜。雖然該方法具有操作簡單、快速和成本低等特點，但該方法制備的自修復導電膜通常是不透明的(無法應用到需要透明的光電器件)，極大地制約了該類材料在柔性光電器件上的推廣應用。為了開發自修復柔性透明導電膜，研究者嘗試了幾種方案，如銀納米線或表面改性的碳納米管懸浮液滴涂到Layer-by-layer(LbL)組裝的聚電解質多層膜(polyelectrolyte multilayers，PEM)表面、聚電解質水凝膠或含離子液體聚合物凝膠、銀納米線膜熱壓到熱可逆DA鍵自修復聚氨酯膜表面、熱可逆DA鍵自修復聚氨酯(PU-DA)前驅體涂覆在金屬納米線膜表面。雖然LbL組裝的PEM導電薄膜和水凝膠導電膜具有一定的透光率，但通過水自修復過程會導致電路短路，甚至缺水而導致自修復性能的喪失；近紅外光自修復的PEM導電膜、銀納米線膜熱壓到熱可逆DA鍵自修復聚氨酯膜表面形成的熱修復的PU-DA導電膜以及熱可逆DA鍵自修復聚氨酯(PU-DA)前驅體涂覆在金屬納米線膜表面形成的熱修復的PU-DA導電膜不僅透明度相對較差，而且還存在修復效率隨修復次數的增加迅速下降等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱修復柔性透明導電膜及其制備方法，本發明的導電膜透明度高，且具有良好的自修復性能，經多次修復后仍具有良好的透光率和導電性，修復效率高。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種熱修復柔性透明導電膜，包括依次層疊設置的透明導電層、透明功能層和熱可逆DA反應聚氨酯基底層；所述透明導電層為銀納米線導電網；所述透明功能層由聚酯丙烯酸酯齊聚物和呋喃丙烯酸甲酯聚合得到。

優選的，所述聚酯丙烯酸酯齊聚物和呋喃丙烯酸甲酯的質量比為3～4:1。

本發明提供了上述方案所述熱修復柔性透明導電膜的制備方法，包括以下步驟：

采用噴墨印制的方法在基材表面噴印銀納米線透明導電網絡圖形，在基材表面形成透明導電層；