CN102794960A - 一种防静电离型膜、其制备方法与设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防静电离型膜，包括基膜和功能层，所述功能层由如下重量份的成分制成：导电聚合物树脂0.5~1份，含氢硅油1~2份，乙烯基有机硅树脂5~10份，铂配合物催化剂0.05~0.2份，光引发剂0.05~0.2份。本发明防静电离型膜特性稳定，同时采取热固化，光固化两重固化，固化彻底，化学物理性质稳定，剥离力，防静电能力稳定，附着力好，硅转移少。本发明工艺简单，生产效率高，成本低，生产中废料少。
Description
技术领域
本发明涉及防静电离型膜，尤其是涉及光热双重固化的防静电离型膜及其制备方法。
背景技术
在离型材料的使用中，由于材料与机器导辊及材料与材料之间相互摩擦、剥离、挤压等会使材料表面积存不同性质的电荷，当此种电荷积累到一定程度时，就会产生放电现象。静电的放电会对生产造成很大的影响和破坏，比如材料吸附尘埃、材料涂层击穿、人体电击、引发火灾等。
在市场上目前使用的离型材料中，大部分为表面呈绝缘性质的产品，客户在使用过程中会经常发生静电放电现象，会导致大量不良品及安全事故发生。
目前在市场上也有少部分表面为导电性质的防静电离型膜，但制作工艺复杂，成本高，是通过多步加工制成，生产效率较低，并且产品的防静电效果不佳，随时间会下降，离型效果不稳定，硅油容易转移，外观差。
专利号200780013037.6，发明名称为抗静电有机硅离型涂覆膜的专利，其离型膜具有聚酯膜和在该聚酯膜的至少一侧上以抗静电有机硅离型组合物涂覆至少一次的层组成，其中抗静电有机硅离型组合物包含有机聚硅氧烷、有机氢聚硅氧烷、硅烷偶联剂、导电聚合物树脂和铂螯合物催化剂。此发明的离型膜采用热固化方式涂布而成，固化温度高达180度，对于一些材质已经在Tg点以上。因此薄膜会因温度过高发生拉伸，皱纹等形变，薄膜通过高温又会变的硬而脆，严重影响其质感。如降低固化温度，则固化不彻底，又会影响其品质。
发明内容
本发明的目的是提供一种光热双重固化的防静电离型膜用于避免离型膜在使用过程中的放电现象。
本发明另一目的是提供制备上述防静电离型膜的方法。
本发明再一目的是提供用于制备上述防静电离型膜的设备。
本发明所述功能层由如下重量份的成分制成：
（1）导电聚合物树脂0.5~1份，（2）含氢硅油1~2份，（3）乙烯基有机硅树脂5~10份，（4）铂配合物催化剂0.05~0.2份，（5）光引发剂0.05~0.2份。
优选地，导电聚合物树脂为聚苯胺，其化学结构式为：
优选地，含氢硅油为四甲基二氢基二硅氧烷，其化学结构式为：
优选地，乙烯基有机硅树脂为改性二甲硅油树脂，购自EVONIK公司，其化学结构式为：
x，y，z为大于0并小于3的整数。
其中，该乙烯基有机硅树脂含有“-OH”基团和“C=C”基团，具有较好的附着力。这些基团可以连续或相间，可以处于树脂的任意位置。
优选地，光引发剂为：
1）1-羟基-环已基苯甲基酮，化学结构式为：
2）2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，购自EVONIK公司，结构式为：
本发明所述功能层的各成分作用机理如下：
（1）导电聚合物：又称导电高分子，通过掺杂等手段，使得电导率在半导体和导体范围内的聚合物。通常这一类聚合物主链上含有交替的单键和双键，从而形成了大的共轭π体系。π电子的流动产生了导电的可能性。导电聚合物具有掺杂和脱掺杂特性、较高的室温电导率、较大的比表面积和比重轻等特点，具有防静电的特性，可作为抗静电剂。聚苯胺是从酸性的水溶液介质中通过苯胺单体的氧化聚合而制得，具有较高的电导率，且结构多样化、在空气中稳定、物理化学性能优异。
（2）热固化：在铂配合物催化剂催化下含有“Si-H”硅化合物与不饱和的有机化合物发生加成发应生成有机硅化合物。如下所示：
本发明的含氢硅油与乙烯基有机硅树脂在铂配合物催化剂催化下，发生加成反应。
（3）光固化：光引发剂在光照下接受光能从基态变为激发态，进而分解成自由基。自由基与单体双键结合，并在此基础上进行链式增长，使碳碳双键发生聚合。其中伴随增长链上的自由基的转移和终止。光引发的自由基聚合反应，包括引发、链增长、链转移和链终止过程，具体的聚合过程如下：
1）引发I→2R
2）链增长、链转移
3）链终止
最后分子通过偶合，歧化等终止方式形成稳定的高分子化合物。
本发明的乙烯基有机硅树脂在光引发下发生加成反应。热固化和光固化比较如表1。
表1热固化和光固化比较表
本发明的防静电离型膜的制备方法，包括以下步骤：
1）将导电聚合物树脂、含氢硅油、乙烯基有机硅树脂、铂配合物催化剂和光引发剂按重量份配制成浆料，一次均匀涂布于基膜表面；
2）将涂布好的基膜经过热固化，光固化制备而成。
其中，所述热固化的温度为80-120度、时间为10~30S。
其中，所述光固化的强度为80~120W/cm、剂量为100-400J/cm2、照射时间5~20S。
其中，涂布方式为滚轮式。
制备本发明的防静电离型膜的设备包括：按原料基膜的传动方向依次为放卷装置、涂布装置、烘箱、UV固化箱、收卷装置。
其中，UV固化箱包括UV灯和固化腔体周围加装的气刀。
制备时，将原料基膜固定于放卷装置，用于使原料基膜保持恒定张力平整的进入涂布装置；基膜通过传动轮穿过涂布装置，采用四棍速差涂布，将浆料均匀的涂布在原料基膜上；随后进入烘箱，烘箱长度为10-20m，采用温度传感器实时监测烘箱内部温度，使烘箱温度精度保持正负一度；再通过UV固化箱时，开启气刀，使氮气冲入固化箱，固化箱始终处在无氧环境，有利于涂层快速充分固化；之后绕过传动轮进入收卷装置，将固化完全的防静电离型膜平整的收成卷材；放卷装置和收卷装置与动力源相连。
其中，涂布装置为四辊涂布装置，其结构见附图6。四辊涂布优点在于，几次挤压涂料后涂料均一；涂料互相传递转移后，涂布量变小，是一个控制低涂布量的有效方法；产品外观好，成本低。
本发明的有益效果：
1）本发明产品特性稳定，同时采取热固化，光固化两重固化，固化彻底，形成高分子膜，化学物理性质稳定，剥离力、防静电能力稳定，附着力好，硅转移少。
2）本发明方法的热固化温度80~120度，薄膜不会因温度过高发生拉升，皱纹等形变，不会变硬变脆而影响质感。
3）本发明工艺简单，由一次性作业完成，生产效率高，成本低，生产中废料少。
附图说明
图1为制备本发明防静电离型膜的设备；
图2为本发明防静电离型膜的表面电阻值与时间关系图；
图3为本发明防静电离型膜的剥离力与时间关系图；
图4为市售防静电离型膜的表面电阻值与时间关系图；
图5为市售防静电离型膜的剥离力与时间关系图；
图6为图1中涂布装置的示意图；
其中，1、原料基膜；2、放卷装置；3、涂布装置；4、烘箱；5、UV固化箱；6、收卷装置；7、防静电离型膜；8、9、10、11为滚轮。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。以下试剂均可市售获得。
实施例1防静电离型膜的制备
1、配制浆料
将上述原料按顺序混合，并搅拌30mim，形成均匀混合浆料。
2、防静电离型膜的制备
1）将PET基膜包卷在放卷装置2上，PET基膜通过传动轮穿过涂布装置3；
2）将配置好的浆料放于滚轮8，9之间，通过挤压将涂料转至到滚轮10，滚轮10，11互相挤压，传递滚轮11，将涂料涂布于PET基膜1表面，涂布厚度0.5μm；
3）涂布好的PET基膜通过传动轮进入烘箱4热固化，固化温度80度、固化时间10S，之后进入UV固化箱5，开启气刀，氮气冲入UV固化箱5，进行光固化，UV强度为80W、剂量为300J/cm2、照射时间8S；
4）固化完全的防静电离型膜7绕过传动轮进入收卷装置6，收成卷材制成防静电离型膜7。
实施例2防静电离型膜的制备
1、配制浆料
制备方法同实施例1。
2、防静电离型膜的制备
1）将PE基膜包卷在放卷装置2上，通过传动轮将PE基膜穿过涂布装置3；
2）将配置好的浆料放于滚轮8，9之间，通过挤压将涂料转至到滚轮10，滚轮10，11互相挤压，传递滚轮11，将浆料涂布于PE基膜1表面，涂布厚度2μm；
3）涂布好的PE基膜通过传动轮进入烘箱4热固化，固化温度120度、固化时间30S，之后进入UV固化箱5，开启气刀，氮气冲入UV固化箱5，进行光固化，UV强度为120W、剂量为100J/cm2、照射时间20S；
4）固化完全的防静电离型膜7绕过传动轮进入收卷装置6，收成卷材制成防静电离型膜7。
实施例3防静电离型膜的性能检测
1、防静电测试
检测设备：表面电阻测试仪
温度：22℃±5℃
湿度：30%-80%
方法：把测试仪贴于被测膜表面，读取数据。
测试实施例1的防静电离型膜的防静电能力，采用上述测试方法，每24小时测一组数据，每组数据测5次，取平均值。对照组采用市售防静电离型膜（购自新豪胶粘制品厂）
图2测试数据显示防静电力很稳定，不会随时间的变化而发生明显的波动。优于目前市场上的防静电离型膜，目前市场上的防静电离型膜电阻值会随时间增加而上升，防静电能力下降，见图4。测试实施例2的防静电离型膜得到同样结果。
2、剥离力测试
检测条件：JIS Z02378基准（日本工业标准，压敏胶带和胶片的测试方法）
温度：22℃±5℃
湿度：30%-80%
规格：25mm*300mm
方法：把25mm宽TESA7475测试压合待测膜中间，并把样品固定于测试钢板。然后将其剥离力测试仪器以180度角300mm/min剥离。
测试实施例1的防静电离型膜的剥离力，采用上述测试方法，每24小时测一组数据，每组数据测5次，取平均值。对照组采用市售防静电离型膜（购自新豪胶粘制品厂）
图3测试数据显示剥离力稳定，不会随时间的变化而发生明显的波动。优于目前市场的防静电离型膜，目前市场上的防静电离型膜剥离力会随时间的增加而上升，见图5。测试实施例2的防静电离型膜得到同样结果。
Claims (10)
1.一种防静电离型膜，包括基膜和功能层，其特征在于所述功能层由如下重量份的成分制成：
导电聚合物树脂0.5~1份，含氢硅油1~2份，乙烯基有机硅树脂5~10份，铂配合物催化剂0.05~0.2份，光引发剂0.05~0.2份。
2.根据权利要求1所述的防静电离型膜，其特征在于，所述基膜为PET、PP或PE薄膜。
3.根据权利要求1所述的防静电离型膜，其特征在于，所述导电聚合物树脂为聚苯胺。
4.根据权利要求1所述的防静电离型膜，其特征在于，所述含氢硅油为四甲基二氢基二硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的防静电离型膜，其特征在于，所述乙烯基有机硅树脂为改性二甲硅油树脂。
6.根据权利要求1所述的防静电离型膜，其特征在于，所述光引发剂为1-羟基-环已基苯甲基酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
7.权利要求1-6任一项所述防静电离型膜的制备方法，包括以下步骤：
1）将导电聚合物树脂、含氢硅油、乙烯基有机硅树脂、铂配合物催化剂和光引发剂按重量份配制成浆料，一次均匀涂布于基膜表面；
2）将涂布好的基膜经过热固化，光固化制备而成。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述热固化的温度为80-120度、时间为10-30S。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述光固化的强度为80-120W/cm、剂量为100-400J/cm2、照射时间5-20S。
10.一种制备权利要求1所述防静电离型膜的设备，其特征在于，按原料基膜（1）传动的方向依次为放卷装置（2）、涂布装置（3）、烘箱（4）、UV固化箱（5）、收卷装置（6）。
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