CN102199335B - 一种防静电组合物及含有该组合物的防静电薄膜 - Google Patents

Abstract

一种防静电组合物及含有该组合物的防静电薄膜，所述组合物的组分按重量份数计为：纳米金属氧化物聚酯胶乳80-120份，聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液5-20份，溶剂200-600份，助溶剂0-50份，表面活性剂0.1-3份。本发明组合物体系性能稳定，涂层均匀；含有该组合物的防静电薄膜的防静电性能稳定，粘牢度好，透明度高，可满足光学平板显示领域的需求。

Description

一种防静电组合物及含有该组合物的防静电薄膜

技术领域

本发明涉及一种防静电组合物及含有该组合物的防静电薄膜。

背景技术

在工业生产和日常生活中，静电无处不在，如工业生产中的尘埃、使用中的电器产品、电子显示屏，等等。静电的存在不仅影响工业产品的质量，还会危害人体的健康。所以在这些场合都希望避免静电的产生，以防止对生产及人类造成危害。

现有塑料制品防静电方式有：加入表面活性剂，其产品表面电阻设置在109欧姆以上，但产品的表面电阻容易受到环境因素的影响，波动较大；如添加高分子型抗静电剂，但存在高分子抗静电剂与材料相容性差的缺点；若内加导电性填料诸如炭黑，虽然产品的导电性好，但产品存在色偏，容易影响产品的透明度；若表面溅射导电材料，其成本高，效率低，不易大规模生产；还有文献指出可以涂敷高分子聚合物，但该方式粘牢度不好。金属氧化物作为导电剂的涂敷物虽有防静电效果但放置稳定性差，直接涂敷后的薄膜表观不均匀，存在条道、发花等现象。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防静电剂组合物，该组合物体系性能稳定，涂层均匀。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种防静电薄膜，该薄膜防静电性能稳定，粘牢度好，透明度高，可满足平板显示领域的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种防静电组合物，所述组合物的组分按重量份数计为：

纳米金属氧化物聚酯胶乳     80-120份，

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液      5-20份，

溶剂                      200-600份，

助溶剂                       0-50份，

表面活性剂                  0.1-3份。

上述防静电组合物，所述纳米金属氧化物聚酯胶乳颗粒的直径为0.2-200nm。

一种防静电薄膜，它包括基材和防静电层，所述防静电层由防静电组合物涂布干燥而成，所述防静电组合物的组分按重量份数计为：

纳米金属氧化物聚酯胶乳          80-120份，

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液           5-20份，

溶剂                           200-600份，

助溶剂                            0-50份，

表面活性剂                       0.1-3份。

上述防静电薄膜，所述防静电层的厚度为0.01-10微米，优选0.5-2微米。

上述防静电薄膜，所述防静电薄膜的表面电阻为106-1012欧姆。

与现有技术相比，本发明提供的防静电组合物，通过采用纳米金属氧化物聚酯胶乳并控制其胶乳粒径，使组合物体系性能稳定，体系不易产生沉淀，并通过对胶乳粒径的调节来保证防静电涂层均匀，保证防静电薄膜的光学性能；通过采用聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液来提高防静电层与基材间的粘牢度；通过配方体系中各组分的优化使得薄膜的防静电效果稳定，而不受环境湿度的影响。本发明提供的薄膜防静电性能稳定，粘牢度好，透明度高，可满足平板显示领域的需求。

具体实施方式

在上述组成中，纳米金属氧化物是作为导电剂存在，纳米金属氧化物可以是氧化锌、氧化铝、氧化钛、氧化锡、掺杂锑的氧化锡及掺杂铝的氧化锡，掺杂钨的氧化锡，氧化钛-氧化锡的复合体、氧化钛-氧化锡的复合体等。其中应优选使用氧化锡、掺杂锑的氧化锡及掺杂铟的氧化锡。

为了提高金属氧化物在组合物中的稳定性，需要用包敷剂将其包敷，常用的包敷剂有聚酯、聚丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛脂、甲基丙酸树脂等。当基材为聚酯时，包敷剂优选聚酯，使金属氧化物具有良好的稳定性，纳米金属氧化物聚酯胶乳粒径为0.2～200nm，当粒径小于0.2 nm时，其防静电效果较差，需加入大量的金属氧化物聚酯胶乳才能保证防静电效果；当粒径大于200nm时，会劣化薄膜的光学性能。

本发明的组合物中含有高聚物乳液，该高聚物乳液的主体树脂可以是聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯和聚氨酯-丙烯酸酯等。优选聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液。聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液具有聚氨酯和丙烯酸酯的双重优点，与基材的粘结性好，粘牢度高等特点。同溶剂型产品相比，水性聚氨酯(PU)和水性聚丙烯酸酯(PA)具有无毒、不污染环境等优点，丙烯酸酯乳液是由苯乙烯、丙烯酸酯类和少量丙烯酸共聚而成的，具有机械强度高、耐划伤性好等优点，但因其自由基聚合，多种单体在分子链上排列为无规结构，存在耐有机溶剂性、坚韧性、耐磨性和耐化学品性不足以及高温发粘、低温发脆等缺点。聚氨酯结构具有优异的温度适应性、弹性、等优点，PU和PA在性质上有一定的互补作用，通过两者复合，发挥综合优势，使涂膜的性能得到明显改善。

本发明的溶剂主要为水，用于调节混合物的浓度，达到控制表面电阻的目的。助溶剂可以选自甲乙酮、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、环己酮、正己烷、甲苯、二甲苯、甲醇、正丙醇、异丙醇、己二醇等一种或数种，优选挥发性好、无毒性的乙醇。乙醇作为助溶剂，可将混合液混合均匀，易于在基材上的铺展，同时加快水分挥发速度，提高生产效率。

为了提高对基材薄膜的润湿性和改善涂层表观性能的作用。本发明的组合物中还含有表面活性剂，还可以为聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚、脱水山梨糖醇脂肪酸等，还可以使用氟系表面活性剂，如含氟的烷基羧酸盐和全氟烷基季铵盐、全氟烷基苯磺酸盐、全氟烷基聚氧乙烯乙醇等，优选十二烷基苯亚磺酸钠与水性硅烷化合物。

本发明组合物的酸碱度保持在碱性状态下利于体系、性能的稳定，其调节剂优选水溶性胺类。

该实施方案结果: 表面电阻可以在106-1012欧姆任意调节，而不影响其它性能。在本发明中，优选使用上述组合物的涂布液，为了使薄膜表面的光滑性、粘连性良好，在不损害粘结性等特性的范围内，优选在该涂布液组合物添加润滑剂，作为该润滑剂还可使用聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、硅氧烷树脂、氟树脂、尿素树脂、苯丙胍胺树脂、聚酰胺树脂等的微粒，这些树脂的微粒只要以微粒包含在涂层中，可以是热塑性的，也可以是热固性的。

根据需要，还可以在组合物加入紫外线吸收剂、颜料、染料和其它抗静电剂等添加剂。

本发明的防静电薄膜的防静电层厚度为0.01-10微米，当防静电层厚度小于0.01微米时，达不到防静电效果， 当防静电层厚度大于10微米时，成本增大。

适合本发明的基材可选自透明聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。

  本发明的防静电组合物可以采用公知的涂布方式涂布在基材的表面。

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于此。纳米金属氧化物聚酯胶乳由竹墨商社提供，聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液由浙江行新力工有限公司生产。乙醇 ， 工业纯 。十二烷基苯亚磺酸钠，工业纯。

实施例1

防静电组合物的配置：

纳米氧化锡聚酯胶乳（粒径0.2nm）     80g；

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液               5g；

去离子水                            200g；

十二烷基苯亚磺酸钠                   0.1g；

按以上配比将各物料加入混合容器中搅拌均匀，得到防静电组合物，待用。

防静电薄膜的制备：

将上述防静电组合物用辊涂方法涂布于100微米聚酯薄膜的表面，在温度为90℃的条件下加热干燥2分钟，得到防静电层厚度为0.01微米的防静电聚酯薄膜。测其性能见表1。

实施例2：

防静电组合物的配置：

纳米掺杂铟的氧化锡聚酯胶乳（粒径80nm）    100g；

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液                      8g；

去离子水                                   300g；

异丙醇                                      20g；

水性硅烷化合物                              0.7g；

按以上配比将各物料加入混合容器中搅拌均匀，得到防静电组合物，待用。

防静电薄膜的制备：

将上述组合物用辊涂方法涂布于100微米聚酯薄膜的表面，在温度为100℃的条件下加热干燥1分钟，得到防静电层厚度为2微米的防静电聚酯薄膜。测其性能见表1。

实施例3：

防静电组合物的配置：

纳米氧化锌聚酯胶乳（120nm）  120g；

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液         12g；

去离子水                       400g；

乙醇                           50g；

十二烷基苯亚磺酸钠             1.2g；

按以上配比将各物料加入混合容器中搅拌均匀，得到防静电组合物，待用。

防静电薄膜的制备：

将上述组合物用辊涂方法涂布于100微米聚酯薄膜的表面，在温度为110℃的条件下加热干燥1分钟，得到防静电层厚度为5微米的防静电聚酯薄膜。测其性能见表1。

实施例4：

防静电组合物的配置：

纳米氧化钛聚酯胶乳（粒径150nm）   100g；

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液             17g；

去离子水                           600g；

乙醇                                40g；

十二烷基苯亚磺酸钠                  2.0g；

按以上配比将各物料加入混合容器中搅拌均匀，得到防静电组合物，待用。

防静电薄膜的制备：

将上述组合物用辊涂方法涂布于100微米聚酯薄膜的表面，在温度为120℃的条件下加热干燥1.5分钟，得到防静电层厚度为8微米的防静电聚酯薄膜。测其性能见表1。

实施例5：

防静电组合物的配置：

纳米掺杂铟的氧化锡聚酯胶乳（粒径200nm）   100g；

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液                     20g；

去离子水                                  500g；

乙醇                                       30g；

十二烷基苯亚磺酸钠                          3g；

按以上配比将各物料加入混合容器中搅拌均匀，得到防静电组合物，待用。

防静电薄膜的制备：

将上述组合物用辊涂方法涂布于100微米聚酯薄膜的表面，在温度为130℃的条件下加热干燥2分钟，得到防静电层厚度为10微米的防静电聚酯薄膜。测其性能见表1。

实施例6：

防静电组合物的配置：

纳米氧化铝聚酯胶乳（粒径200nm）   100g；

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液              20g；

去离子水                            500g；

乙醇                                 30g；

十二烷基苯亚磺酸钠                    3g；

按以上配比将各物料加入混合容器中搅拌均匀，得到防静电组合物，待用。

防静电薄膜的制备：

将上述组合物用辊涂方法涂布于100微米聚酯薄膜的表面，在温度为130℃的条件下加热干燥2分钟，得到防静电层厚度为0.5微米的防静电聚酯薄膜。测其性能见表1。

比较例1：

防静电组合物的配置：

纳米金属氧化物（粒径200nm）   100g；

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液         20g；

去离子水                       500g；

乙醇                           30g；

十二烷基苯亚磺酸钠             3g；

按以上配比将各物料加入混合容器中搅拌均匀，得到防静电组合物。

防静电薄膜的制备：

将上述组合物用辊涂方法涂布于100微米聚酯薄膜的表面，在温度为130℃的条件下加热干燥2分钟，得到防静电层厚度为10微米的防静电聚酯薄膜。测其性能见表1。

比较例2：

防静电组合物的配置：

纳米金属氧化物聚酯胶乳（粒径300nm）   100g；

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液                 20g；

去离子水                               500g；

乙醇                                    30g；

十二烷基苯亚磺酸钠                     3g；

按以上配比将各物料加入混合容器中搅拌均匀，得到防静电组合物，待用。

防静电薄膜的制备：

将上述组合物用辊涂方法涂布于100微米聚酯薄膜的表面，在温度为130℃的条件下加热干燥2分钟，得到防静电层厚度为10微米的防静电聚酯薄膜。测其性能见表1。

性能的评价方法：

1.表面电阻测试：  

北京市瑞普电子仪器厂，型号为 HZ27001高值绝缘电阻测试用电极箱 。

2.粘牢度测试：

使用Braive百格刀将所制得的防静电薄膜样品，切割成100格（等分），接而使用3M#600胶带粘附于百格上，当施力将胶带拉起时，以评估防静电层对基材的粘附性。若100格全未脱离基材，则评定此防静电层对基材的接着性为5B（0），若65格以上被胶带连带拉起时，则评定此防静电层对基材的接着性为0B（*）。

3.透光率、 雾度测试：

依据GB2410-80标准在WGT-S型透过率测定仪（上海精密仪器科学有限公司）上进行测试。

Claims (5)

1.一种防静电组合物，其特征在于，所述组合物的组分按重量份数计为：

纳米金属氧化物聚酯胶乳80-120份，

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液5-20份，

溶剂200-600份，

助溶剂 0-50份，

表面活性剂0.1-3份；

所述纳米金属氧化物聚酯胶乳的粒径为0.2-200nm。

2.一种防静电薄膜，包括基材和防静电层，其特征在于，防静电层由防静电组合物涂布干燥而成，所述防静电组合物的组分按重量份数计为：

纳米金属氧化物聚酯胶乳80-120份，

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液5-20份，

溶剂200-600份，

助溶剂 0-50份，

表面活性剂0.1-3份；

所述纳米金属氧化物聚酯胶乳的粒径为0.2-200nm。

3.根据权利要求2所述的防静电薄膜，其特在于，所述防静电层的厚度为0.01-10微米。

4.根据权利要求3所述的防静电薄膜，其特征在于，所述防静电层的厚度为0.5-2微米。

5.根据权利要求4所述的防静电薄膜，其特征在于，所述防静电薄膜的表面电阻为10⁶-10¹²欧姆。