[发明专利]一种氧化铟锡纳米涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铟锡纳米涂层的制备方法。

背景技术

氧化铟锡(ITO)涂层具有透明、导电、隔绝太阳光中的紫外线、反射红外线等功能。日常生活中，在液晶显示、汽车防热玻璃、防静电薄膜、电磁屏蔽和红外线反射装置等方面有广泛的应用。

现有技术中制备氧化铟锡涂层的方法有：物理气相沉积、化学气相沉积、电子束蒸发和直流磁控溅射等技术，但这些方法存在着高温、高真空度、仪器限制、无法大面积成膜、生产成本较高等缺点。近年来，人们开始以氧化铟锡纳米颗粒为原料，通过超声、高速搅拌、行星式球磨或震荡式球磨机将颗粒分散在乙醇等溶剂中，制备氧化铟锡纳米分散液。德国德固赛公司生产的氧化铟锡纳米颗粒，经过特殊处理可以阻隔97％的近红外波段的红外线。

目前，国内外一些关于透明导电隔热氧化铟锡纳米涂层的专利多是涉及氧化铟锡纳米颗粒的制备技术，如CN200510072252.6和CN200510072250.7；氧化铟锡纳米分散液的制备方法和应用，如CN200910051236.7、EP2143689和EP2116513；以及提高氧化铟锡纳米颗粒在分散液中稳定性的技术。在申请号为CN200580041150.6的专利申请中，通过对氧化铟锡纳米颗粒的表面改性提高涂层的透光性和导电性。尽管如此，目前文献中采用氧化铟锡纳米分散液的方法制得纳米涂层的透明、隔热、导电性能并不理想。J.Ederth et.al.Thin Solid Films 445，199-206(2003)，N.Al-Dahoudi，M.A.Aegerter et.al.Thin Solid Films 502，193-197(2006)和A.Reindl，W.Peukert et.al.Thin Solid Films 517，1624(2009)，上述三篇文献对氧化铟锡纳米颗粒的分散及涂层表面性能、结构进行了研究。由于氧化铟锡纳米颗粒比表面积大，团聚体的存在，使得涂层表面存在大量由颗粒状结构产生的孔隙，孔隙率约占涂层总体积的15-50％，阻碍了电子在涂层内部的传输；另外，涂层表面粗糙度较大，容易对光产生反射和散射。这些因素影响了氧化铟锡纳米涂层的透光性、导电性。目前，仍然缺少有效改善涂层表面结构，进而提高涂层导电性的方法。

发明内容

因此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种氧化铟锡纳米涂层的制备方法，提高氧化铟锡纳米涂层的导电性、透光性和附着力。

本发明的发明人经过大量的研究发现：在一定温度、压力条件下通过热压处理，能显著降低氧化铟锡纳米颗粒间的孔隙率，使得氧化铟锡纳米颗粒间的界面融合更好，提高电子传输能力，进而提高涂层的导电性；同时降低氧化铟锡纳米涂层的表面粗糙度，提高涂层的透光性。

基于以上发现，本发明提供了一种氧化铟锡纳米涂层的制备方法，该方法包括如下步骤：1)将氧化铟锡纳米颗粒与分散剂、溶剂和助剂混合制备氧化铟锡纳米分散液，将制得的分散液涂覆于基材表面，烘干后形成氧化铟锡纳米涂层；或者将氧化铟锡纳米颗粒与成膜物质、分散剂、溶剂和助剂混合制备氧化铟锡纳米涂料，将制得的涂料涂覆于基材表面，固化后形成氧化铟锡纳米涂层；2)对表面附着有氧化铟锡纳米涂层的基材进行热压处理。

根据本发明提供的制备方法，其中，所述热压处理的压力可以为1.3E+4至1.3E+8Pa，优选为1.3E+6至6.7E+7Pa；所述热压处理的温度可以为80-300℃，优选为100-200℃。

根据本发明提供的制备方法，其中，所述热压处理的时间可以根据涂层的厚度来确定。一般情况下，所述氧化铟锡纳米涂层的厚度可以为0.1-20μm；所述热压处理的时间可以为0.5-300分钟，优选为1-60分钟，更优选为2-10分钟，例如，可以为5分钟。

根据本发明提供的制备方法，其中，所述氧化铟锡纳米颗粒的平均粒径可以为10-200纳米，优选为20-50纳米。

其中，所述氧化铟锡纳米分散液中各组份的含量可以为：氧化铟锡纳米颗粒10-50重量％；分散剂0.1-10重量％；溶剂40-90重量％；助剂0.1-10重量％。

根据本发明提供的制备方法，其中，所述氧化铟锡纳米涂料中各组份的含量可以为：氧化铟锡纳米颗粒10-50重量％；成膜物质10-50重量％；溶剂20-65重量％；分散剂0.1-10重量％；助剂0.1-10重量％。

根据本发明的制备方法，其中，所述溶剂可以选自水、甲苯、烷基苯、乙醇、丙二醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙酮、丁酮、甲乙酮和环己酮中的一种或多种；