CN110591488A - 一种用于电化铝着色层的抗静电组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电化铝着色层的抗静电组合物及其制备方法。作为电化铝各涂层载体的BOPET薄膜层为绝缘体，在生产过程中不断摩擦使其易累积富集静电，给后续加工造成了一定危害。本发明由下列重量份原料制备而成：丙烯酸树脂10‑50份，醋酸丁酸纤维素1‑10份，铝粉5‑10份，铝酸酯偶联剂0.1‑1份，聚酰胺蜡浆0.1‑1份，丁酮10‑40份，乙酸乙酯10‑40份，乙酸正丙酯1‑10份。该抗静电组合物制备工艺简单易控制，性能稳定，无沉铝现象出现，使用方便快捷，与多数高分子树脂相容性优良，抗静电效果明显，且不影响电化铝的光泽度和烫印性能，可大幅改善电化铝的外观质量和良品率。

Description

一种用于电化铝着色层的抗静电组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及薄膜涂层产品技术领域，更具体涉及一种用于电化铝着色层的抗静电组合物。

背景技术

在一定的外因作用下，例如摩擦、接触、分离、外界电场或电磁场感应等，电子会离开一种材料的表面而积累在另一种材料表面，致使电子总数与质子总数不再相等，而不同种类的绝缘材料在快速摩擦、接触、分离过程中，具有较强吸附电子能力的材料由于获得电子而出现负电荷，而另一种材料由于失去电子而带正电荷，当材料的电阻较高时就会产生静电积累。静电的产生主要与绝缘材料的化学组成、分子结构、力学特性、光洁程度、电性能以及环境温湿度、外界机械作用情况如接触压力、摩擦分离的速度等因素有关。在接触、分离和摩擦过程中，电荷是不断地产生又不断地泄露，因此，实际观察到的静电荷量是2个过程的动态平衡值。

静电危害起因于静电力和静电火花。对于印刷企业而言，它的第一种危害来源于带电体的相互作用，由于静电力作用，印品之间牢牢粘贴在一起难于分开，强行分开涂层会遭到破坏，且易吸附操作环境中的微尘，不仅影响印品外观，也无法快速准确测量涂层重量，保证印品的后续质量等。静电的第二大危害，是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。人们常说，防患于未然，采取不同的抗静电技术防止产生静电，常见的抗静电技术分别为物理消除法和化学消除法。

物理消除法是在不改变材料性能的情况下，利用静电本身固有的特性来消除的方法。一是采用“接地”的形式构建静电泄露通道，将产生的静电不断泄露消除；二是高压放电式静电消除法，即采用高压放电式静电消除器来消除静电；三是环境湿度控制法，即增加车间环境的相对湿度，适宜在60％～70％范围，可以提高塑料、纸张表面的水分，形成微薄的、可以导电的水膜，从而加速静电泄漏。化学消除静电法即抗静电剂处理技术，主要是将抗静电剂或表面活性剂通过添加或填充技术或涂层技术，对树脂或基材进行电性能改性的方法，是较为彻底和完善的抗静电技术，其抗静电的导电机理一般可分为导电回路的形成和回路形成后的导电两部分。但由于添加或涂布了抗静电剂，引起了材料化学成分的改变，特别适用于对塑料树脂的改性。

电化铝是一种真空镀铝新型包装材料，由BOPET薄膜层、离型层、着色层、真空镀铝层和热熔胶层构成，其制备方法包括在BOPET薄膜层上涂布离型层和着色层，经真空镀铝得到镀铝层，然后再涂布热熔胶层，最后分切复卷而成。其中，作为电化铝各涂层载体的BOPET薄膜层为绝缘体，在生产过程中不断摩擦使其易累积富集静电，现主要通过涂布机上安装的静电消除器来消除，但效果不好，尤其是着色层涂布烘干收卷后富集了大量的静电，给后续加工造成了一定危害。如因静电力作用，取样时膜片粘贴在一起难于打开，须静置0.5-1h待静电消除后才可进行测量，生产效率低；或者吸附在取样人员身上，使涂层遭到破坏，检测结果偏差大，从而影响生产中涂布量的控制，造成电化铝烫印质量缺陷，如着色层干涂量偏低，电化铝偏紧，烫印层发虚，甚至出现烫印不上情况；着色层干涂量偏高，电化铝偏松，易出现糊版和掉粉情况。另外，由于静电原因，涂布着色层后的膜片会吸附环境中的微尘，因微尘具有低表面能特性，在真空镀铝过程中无法使铝蒸汽附着，形成无铝的“砂眼”，影响产品外观质量，导致废品产生。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明旨在提供一种性能稳定，无沉铝现象出现，使用方便快捷，与多数高分子树脂相容性优良，抗静电效果明显的用于电化铝着色层的抗静电组合物及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术手段：一种用于电化铝着色层的抗静电组合物，所用原料按重量份数计算配比如下：丙烯酸树脂10-50份，醋酸丁酸纤维素1-10份，铝粉5-10份，铝酸酯偶联剂0.1-1份，聚酰胺蜡浆 0.1-1份，丁酮10-40份，乙酸乙酯10-40份，乙酸正丙酯1-10份。

优选的，一种用于电化铝着色层的抗静电组合物，所用原料按重量份数计算配比如下：丙烯酸树脂25-35份，醋酸丁酸纤维素5-10份，铝粉8-10份，铝酸酯偶联剂0.5-1份，聚酰胺蜡浆 0.5-1份，丁酮19-30份，乙酸乙酯19-30份，乙酸正丙酯1-5份。

其中，所述丙烯酸树脂为防掉银热塑性丙烯酸树脂，清澈透明液体，黏度 20-50pa.s/25℃，酸值1-4mgKOH/g，溶剂体系为醋酸丁酯/丁酮，固含量45±2%，Tg℃ 70℃。该树脂具有附着力好、耐候性及耐水煮性、耐醇性优良、银粉排布优和不掉银、与NC及CAB相容性佳等特性。其漆膜具有光泽高、密着性好、铝粉漆白度高等特点。广泛适用于ABS、HIPS、PVC等塑胶基材的光固化底油涂装，与光固化光油层间附着力好。

所述醋酸丁酸纤维素的型号为CAB-381-2，其中乙酰基13.5%，丁酰基38%，羟基1.3%，熔度范围171-184℃，玻璃化温度Tg133-271℃，分子量值（平均数）20000，可溶于丁酯、乙酯、丁酮 甲苯、环乙酮、酯类、醇类等溶剂。该产品具有如下功能：CAB加入金属涂料中,可加速溶剂从漆膜中释放,缩短触干时间；CAB作为流平剂,可改善流平性,消除漆膜缩孔；CAB加入塑料涂料中,能增强耐磨性、颜色稳定性,增加韧性；在汽车底漆中加入CAB有助于溶剂挥发时更好的促使底漆的收缩和铝粉的定向排列；在汽车修补漆体系中加入,能缩短干燥时间,提高抗冷裂性,并具有良好的抛光性能；CAB加入清漆后,能加强附着力、光泽性和保光性,使体系又有交联特性又有干燥速度。

所述铝粉为球形状纳米级铝粉，平均粒径50nm，纯度99.9%，比表面积20m²/g，体积密度0.23g/cm³。粒度分布均匀，比表面活性高，易于分散使用在树脂、橡胶等高分子材料中，主要用作高效催化剂、活化烧结添加剂、金属和废金属的表面导电涂层处理、导电膜层、高档金属颜料、复合材料、航天、化工、冶金（铝热法冶金、炼钢脱氧剂）、造船（导电涂料）、耐火材料（炼钢炉镁碳砖）、新型建材、防腐材料等。

所述铝酸酯偶联剂为白色或淡黄色蜡状固体，熔点60-90℃，热分解温度300℃，溶于溶剂汽油、醋酸乙酯、甲苯、松节油等，主要用于无机颜料表面活性改性。与其它偶联剂(如钛酸酯、硼酸酯等)相比，经铝酸酯偶联剂活化改性处理后的无机粉体，除质量稳定外，还具有色浅、无毒、味小及对PVC的协同热稳定性和润滑性，适用范围广，无须稀释剂，使用方便，价格低廉。适用于各种无机填料、无机阻燃剂、颜料的表面活化改性，经改性后的填料、阻燃剂、颜料，可适用于塑料、橡胶、涂料、油墨、层压制品和粘结剂等复合制品。偶联剂用量一般为填料的0.5-2.5%左右，推荐用量为1%。

所述聚酰胺蜡浆为透明白色浆状，是一种分散在溶剂混合物中的活性聚酰胺蜡浆，固含量19-20%，比重0.87-0.89，具有高效防流挂、防沉降、良好的粘度增加特性和触变性，主要用于船舶、建筑及厚层防腐清漆，需高光的面漆；基于醇酸树脂，聚氨酯，丙烯酸酯等的木器涂料。根据不同涂料配方，根据需要来调整添加量，一般防沉为整体涂料配方的0.5-2.0%，防流挂为整体涂料配方的2.0-5.0%。

所述丁酮为无色透明液体，用作醋酸纤维素、丙烯酸树脂、醇酸树脂、涂料、油墨等的溶剂，其优点是溶解性强，挥发性比丙酮低，属中沸点酮类溶剂。

所述乙酸乙酯为无色澄清液体，是硝酸纤维素、乙基纤维素、乙酸纤维素和氯丁橡胶的快干溶剂，也是工业上使用的低毒性溶剂。

所述乙酸正丙酯又名“醋酸正丙酯”、“醋酸丙酯”，常温下为无色透明液体，与乙醇、乙醚互溶，有特殊的水果香味。

本发明一种用于电化铝着色层的抗静电组合物及其制备方法，包括以下步骤 ：

a、把按配比称量好的丁酮、乙酸乙酯、乙酸正丙酯加入容器中常温搅拌3～5min，搅拌速度为100-300r/min，得混合液A ；

b、在混合液A中加入按配比称量好的铝粉，加热至73～77℃高速搅拌30-60min，使铝粉分散均匀，搅拌速度为500-700 r/min，得铝粉分散液B；

c、在铝粉分散液B中加入按配比称量好的铝酸酯偶联剂，73～77℃保温条件下高速搅拌10-30min，使偶联剂溶剂完全，搅拌速度为500-700 r/min，得含偶联剂铝粉分散液C；

d、在含偶联剂铝粉分散液C中分别加入按配比称量好的丙烯酸树脂、醋酸丁酸纤维素、聚酰胺蜡浆， 73～77℃保温条件下高速搅拌30-60min，搅拌速度为500-700 r/min，使树脂完全溶解或分散均匀，将料温降至常温，用比例为1:1的丁酮、乙酸乙酯混合溶液补足100份，过滤，得抗静电组合物。

本发明具有以下有益效果：

①该抗静电组合物为有机高分子树脂、导电填料、溶剂及助剂共混改性的复合材料，其中导电填料纳米级金属铝粒子在偶联剂等助剂的协同作用下均匀分散于液态高分子树脂体系中，处于绝缘状态。当溶剂挥发有机树脂固化成膜过程中，导电金属铝粒子间的距离变小，彼此之间紧密连结形成一个导电回路网络，使自由电子载流子从高聚物的这一端经过此网络到达另一端，从而使漆膜变成导电膜层，达到及时消除静电的目的。

②该抗静电组合物制备工艺简单易控制，性能稳定，无沉铝现象出现，使用方便快捷，与多数高分子树脂相容性优良，抗静电效果明显，且不影响电化铝的光泽度和烫印性能，可大幅改善电化铝的外观质量和良品率。

③该抗静电组合物适用范围广，可满足普通电化铝着色层和镭射电化铝成像层的生产要求。

具体实施方式

实施例 1

一种用于电化铝着色层的抗静电组合物，具体配方按重量份数计为：丙烯酸树脂25份，醋酸丁酸纤维素5份，铝粉8份，铝酸酯偶联剂0.5份，聚酰胺蜡浆 0.5份，丁酮30份，乙酸乙酯30份，乙酸正丙酯1份。

按照以下步骤进行生产：

a、把按配比称量好的丁酮、乙酸乙酯、乙酸正丙酯加入容器中常温搅拌 3 ～ 5min，搅拌速度为 100-300r/min，得混合液 A ；

b、在混合液A中加入按配比称量好的铝粉，加热至73～77℃高速搅拌30-60min，使铝粉分散均匀，搅拌速度为500-700 r/min，得铝粉分散液B；

c、在铝粉分散液B中加入按配比称量好的铝酸酯偶联剂， 73～77℃保温条件下高速搅拌10-30min，使偶联剂溶剂完全，搅拌速度为500-700 r/min，得含偶联剂铝粉分散液C；

d、在含偶联剂铝粉分散液C中分别加入按配比称量好的丙烯酸树脂、醋酸丁酸纤维素、聚酰胺蜡浆，73～77℃保温条件下高速搅拌30-60min，搅拌速度为500-700 r/min，使树脂完全溶解或分散均匀，将料温降至常温，用比例为1:1的丁酮、乙酸乙酯混合溶液补足100份，过滤，得抗静电组合物。

将制备好的抗静电组合物加入到金色电化铝着色层涂料中，添加量为金色电化铝着色层涂料总量的5%，经充分搅拌后，在湿度为50-70%的环境，通过250目网纹辊以80-120-155-130℃的烘干温度，95-105m/min的涂布机速，5.0-5.5g/m²的湿涂布量涂布在含离型层的聚酯薄膜上，烘干收卷，然后在该涂层表面依次添加镀铝层、胶层，最后经分切复卷而成。该抗静电组合物使用方便快捷，与金色电化铝着色层高分子树脂相容性优良，无分层现象，制备的电化铝着色层抗静电效果明显，达到及时消除静电的目的，镀铝层无砂眼，且不影响电化铝的光泽度和烫印性能，大幅改善电化铝的外观质量和良品率。

实施例 2

一种用于电化铝着色层的抗静电组合物，具体配方按重量份数计为：防掉银热塑性丙烯酸树脂30份，醋酸丁酸纤维素8份，铝粉9份，铝酸酯偶联剂0.8份，聚酰胺蜡浆 0.8份，丁酮24.2份，乙酸乙酯24.2份，乙酸正丙酯3份。

具体生产步骤同实施例1。

实施例 3

一种用于电化铝着色层的抗静电组合物，具体配方按重量份数计为：丙烯酸树脂35份，醋酸丁酸纤维素10份，纳米级的球形状金属铝粉10份，铝酸酯偶联剂1.0份，聚酰胺蜡浆1.0份，丁酮19份，乙酸乙酯19份，乙酸正丙酯5份。

具体生产步骤同实施例1。

Claims (5)

1.一种用于电化铝着色层的抗静电组合物，其特征在于，所用原料按重量份数计算配比如下：丙烯酸树脂10-50份，醋酸丁酸纤维素1-10份，铝粉5-10份，铝酸酯偶联剂0.1-1份，聚酰胺蜡浆 0.1-1份，丁酮10-40份，乙酸乙酯10-40份，乙酸正丙酯1-10份。

2.根据权利要求 1 所述的一种用于电化铝着色层的抗静电组合物，其特征在于，所用原料按重量份数计算配比如下：丙烯酸树脂25-35份，醋酸丁酸纤维素5-10份，铝粉8-10份，铝酸酯偶联剂0.5-1份，聚酰胺蜡浆 0.5-1份，丁酮19-30份，乙酸乙酯19-30份，乙酸正丙酯1-5份。

3.根据权利要求 1或2所述的一种用于电化铝着色层的抗静电组合物，其特征在于，所述丙烯酸树脂为防掉银热塑性丙烯酸树脂。

4.根据权利要求 1或2 所述的一种用于电化铝着色层的抗静电组合物，其特征在于，所述的铝粉为纳米级的球形状金属铝粉。

5.根据权利要求 1 ～ 4 中任一项所述的用于电化铝着色层的抗静电组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 ：

a、把按配比称量好的丁酮、乙酸乙酯、乙酸正丙酯加入容器中常温搅拌 3 ～ 5min，搅拌速度为 100-300r/min，得混合液 A ；

b、在混合液A中加入按配比称量好的铝粉，加热至73～77℃高速搅拌30-60min，使铝粉分散均匀，搅拌速度为500-700 r/min，得铝粉分散液B；

c、在铝粉分散液B中加入按配比称量好的铝酸酯偶联剂，73～77℃保温条件下高速搅拌10—30min，使偶联剂溶剂完全，搅拌速度为500-700 r/min，得含偶联剂铝粉分散液C；

d、在含偶联剂铝粉分散液C中分别加入按配比称量好的丙烯酸树脂、醋酸丁酸纤维素、聚酰胺蜡浆，73～77℃保温条件下高速搅拌30-60min，搅拌速度为500-700 r/min，使树脂完全溶解或分散均匀，将料温降至常温，用比例为1:1的丁酮、乙酸乙酯混合溶液补足100份，过滤，得抗静电组合物。