一种纳米涂膜材料及其制备方法 本发明属于透明的连续的导电膜技术领域,尤其是涉及一种显示器、显像管用纳米涂膜材料及其制备方法。
按照常规,介电常数高的材料,其表面易聚积静电荷,允许电磁波的透射,例如玻璃,特别是用于采用阴极射线管的显像管和计算机显示器、等离子显示器的显示屏上,由于其内表面受电子的轰击,导致可见度降低,电磁波的辐射影响周围的物体,同时,玻璃表面对光线的镜面反射效应使得在一定光线照射下,屏幕图像的清晰度降低,常规的各种透明导电膜所含的物质主要为ITO膜,即氧化铟锡膜之类的氧化物,还有选用贵金属纳米导电粒子的导电膜,如银包钯、银包金、镍包钯、镍包金等,含氧化铟锡膜之类的氧化物,一般采用阴极磁控溅射涂层法或高温热喷涂使之粘附于玻璃表面,形成一层透明的导电膜,用这种方法形成的导电膜,在达到防静电要求时,导电膜透明度时足够的,由于采用物理气相沉积法或化学气相沉积法来形成薄膜时要求必须有高温和真空,而显示器件一般都经不起高温450℃以上,因此,在大面积基片上形成透明导电膜所需的投资费用很高,生产效率低,生产成本上升,加之铟锡氧化本身成本很高,因此生产经济性差,采用贵金属作为导电微粒子,配制成的悬浮液体虽然涂覆工艺不是特别复杂,但由于贵金属本身的价值很高,以及透明涂覆金属地量至少为10wt%,这种方法的生产成本也很高。
本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种图像清晰度高、生产成本低、防静电、防眩光、防辐射性好、生产效率高的纳米涂膜材料及其制备方法
本发明的目的是这样实现的,一种纳米涂膜材料,其特点在于其成份按重量百分比为:氧化锡40-95%,氧化锑0.5-35%,氧化钛0.1-15%,氧化锆0.1-5%,氧化硅0.1-15%,上述氧化物的晶粒径在5-30nm之间。
为了进一步实现本发明的目的,本发明用如下制备方法进行实施,该制备方法步骤如下:
a、称取所需氯化锡、氯化锑、氯化钛、氯化锆完全溶解于有机醇中:
b、加热,保持温度在60-150℃进行醇回流1-8小时;
c、然后加入碱,调整其PH值为9.5-10之间,反应生成沉淀,其反应式为:
A代表Sn、Sb、Zr、Ti,X代表自然数;
d、将过滤掉沉淀的液体加入有机保护剂,控制反应温度在60-300℃,压力为0.1-30Mpa下,进行水解,生成粒度为5-30nm的沉淀;
e、将沉淀水洗过滤后加入酸和有机保护剂,解胶形成乳液;
f、将乳液在300℃的干燥温度下进行喷雾、干燥,形成复合氢氧化物粒子;
g、将复合氢氧化物粒子在250-900℃下焙烧,形成晶粒度小于30nm,颗粒度小于2μm松散团聚的粒子,其反应式为:
h、将生成的粒子研磨4-12小时后,放入离心机中,控制转速在10000-15000转/分进行分级分选。
g、将合格产品加入占原材料重量0.3-45%的硅烷偶联剂、表面包覆剂生成最终产物,其反应式为:
M代表Ti、Zr、Si、Sn、Sb,Et代表一个C或多个C的脂肪醇基。
h、将最终产物浓缩后即成本发明。
为了进一步实现本发明的目的,本发明还可以有机保护剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、酒石酸钾钠、聚丙烯酰胺、柠檬酸、EDTA、氟碳表面活性剂,可单用也可为任意两个及两个以上混合。
为了进一步实现本发明的目的,本发明还可以表面包覆剂是钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、硼铝酸酯偶联剂。
本发明采用共沉淀法,结合表面处理与机械分散处理方法,利用传统材料,采用一些特殊分散剂,经包覆处理,最终在使用性能上达到防静电、防眩光、防辐射的效果,通过控制沉淀条件,采取提高沉淀温度在60-150℃之间,反应剂采取雾化加入法,以加快反应速度,以及在体系中加入保护剂,采用高温高压焙烧法,温度控制在250-900℃,形成复合金属氧化物纳米晶,其团聚体较为松散,可采用机械研磨分散处理,加入的特种表面活性剂,可以使研磨分散的效率高及体系稳定,本发明与以往制作单一金属氧化物晶体离子不同还在于本发明将四种金属氧化物复合在一起,控制他们的比例,使其满足低的导电性,通过加入低折射率的金属氧化物,使得最终形成的导电膜能产生凹凸不平的陨石坑结构,达到防止产生眩光的目的。
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1,称取氯化锡69.2g,氯化锑49.3g,氯化钛35.6g,氯化锆9.5g,将其完全溶解于有机醇中配成溶液,有机醇可以选用甲醇,加热温度至150℃进行回流,回流时间为8小时,加入氨水调整PH值为10,反应生成沉淀,过滤除出沉淀物后加入有机保护剂,在本实施例中有机保护剂为EDTA和酒石酸钾钠,控制温度在300℃及压力在30 Mpa下进行水解,生成粒度为5-30nm的沉淀,将生成的沉淀水洗、过滤,再加入硝酸、保护剂EDTA和酒石酸钾钠,解胶形成乳液,然后在300℃的干燥温度下进行喷雾干燥、造粒,以形成复合氢氧化物粒子,将复合氢氧化物粒子在900℃下焙烧,形成晶粒度小于30nm,颗粒度小于2μm松散团聚的粒子,将生成的粒子研磨12小时后,放入离心机中,控制转速在10000-15000转/分进行分级分选,将分级后的合格产品加入30g硅烷偶联剂、表面包覆剂后浓缩即成本发明,本实施例中表面包覆剂选取钛酸酯偶联剂中的异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯,硅烷偶联剂选用的是乙烯基硅烷,最终产物中含有氧化锡40g,氧化锑35g,氧化钛15g,氧化锆5g,氧化硅9g。
实施例2,称取氯化锡164.3g,氯化锑0.71g,氯化钛0.24g,氯化锆0.18g,将其完全溶解于有机醇乙醇中配成溶液,加热温度至60 ℃进行回流,回流时间为1小时,加入三乙醇胺调整PH值为9.5,反应生成沉淀,过滤除出沉淀物后加入有机保护剂聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮,控制温度在60℃及压力在0.1 Mpa下进行水解,生成粒度为5-30nm的沉淀,将生成的沉淀水洗、过滤,再加入草酸、保护剂柠檬酸,解胶形成乳液,然后在300℃的干燥温度下进行喷雾干燥、造粒,以形成复合氢氧化物粒子,将复合氢氧化物粒子在250℃下焙烧,形成晶粒度小于30nm,颗粒度小于2μm松散团聚的粒子,将生成的粒子研磨4小时后,放入离心机中,控制转速在10000-15000转/分进行分级分选,将分级后的合格产品加入16.7g硅烷偶联剂尿基硅烷、表面包覆剂钛酸铝后浓缩即成本发明,最终产物中含有氧化锡95g,氧化锑0.5g,氧化钛0.1g,氧化锆0.1g,氧化硅5g。
实施例3,称取氯化锡116.8g,氯化锑25g,氯化钛18g,氯化锆4.84g,将其完全溶解于有机醇异丙醇中配成溶液,加热温度至110℃进行回流,回流时间为4.5小时,加入二乙烯三胺调整PH值为9.6,反应生成沉淀,过滤除出沉淀物后加入有机保护剂氟碳表面活性剂FC-4,控制温度在180℃及压力在15Mpa下进行水解,生成粒度为5-30nm的沉淀,将生成的沉淀水洗、过滤,再加入磷酸、保护剂聚乙烯醇,解胶形成乳液,然后在300℃的干燥温度下进行喷雾干燥、造粒,以形成复合氢氧化物粒子,将复合氢氧化物粒子在550℃下焙烧,形成晶粒度小于30nm,颗粒度小于2μm松散团聚的粒子,将生成的粒子研磨8小时后,放入离心机中,控制转速在10000-15000转/分进行分级分选,将分级后的合格产品加入23.3g硅烷偶联剂酰胺基硅烷、表面包覆剂三乙醇胺钛酸酯后浓缩即成本发明,最终产物中含有氧化锡67.5g,氧化锑17.8g,氧化钛7.6g,氧化锆2.6g,氧化硅7g。
实施例4,称取氯化锡140.6g,氯化锑12.9g,氯化钛9.12g,氯化锆2.5g,将其完全溶解于有机醇正丁醇中配成溶液,加热温度至85℃进行回流,回流时间为2.5小时,加入二乙醇胺调整PH值为9.7,反应生成沉淀,过滤除出沉淀物后加入有机保护剂聚乙烯吡咯烷酮,控制温度在120℃及压力在8 Mpa下进行水解,生成粒度为5-30nm的沉淀,将生成的沉淀水洗、过滤,再加入柠檬酸、保护剂氟碳表面活性剂FC-3,解胶形成乳液,然后在300℃的干燥温度下进行喷雾干燥、造粒,以形成复合氢氧化物粒子,将复合氢氧化物粒子在400℃下焙烧,形成晶粒度小于30nm,颗粒度小于2μm松散团聚的粒子,将生成的粒子研磨6小时后,放入离心机中,控制转速在10000-15000转/分进行分级分选,将分级后的合格产品加入20g硅烷偶联剂氨丙基硅烷、表面包覆剂聚钛酸丁酯后浓缩即成本发明,最终产物中含有氧化锡81.3g,氧化锑9.2g,氧化钛3.9g,氧化锆1.4g,氧化硅6g。
实施例5,称取氯化锡93g,氯化锑37g,氯化钛27g,氯化锆7.2g,将其完全溶解于有机醇甲醇中配成溶液,加热温度至240℃进行回流,回流时间为7小时,加入氢氧化钠调整PH值为9.8,反应生成沉淀,过滤除出沉淀物后加入有机保护剂聚丙烯酰胺,控制温度在240℃及压力在23Mpa下进行水解,生成粒度为5-30nm的沉淀,将生成的沉淀水洗、过滤,再加入氨基磺酸、保护剂氟碳表面活性剂FN-2,解胶形成乳液,然后在300℃的干燥温度下进行喷雾干燥、造粒,以形成复合氢氧化物粒子,将复合氢氧化物粒子在750℃下焙烧,形成晶粒度小于30nm,颗粒度小于2μm松散团聚的粒子,将生成的粒子研磨10小时后,放入离心机中,控制转速在10000-15000转/分进行分级分选,将分级后的合格产品加入13.3g硅烷偶联剂KH-560、表面包覆剂后三硬脂酸铝浓缩即成本发明,最终产物中含有氧化锡53.8g,氧化锑26g,氧化钛11.3g,氧化锆3.8g,氧化硅4g。