CN111253793A

CN111253793A - 耐候型光固化抗静电涂料及抗静电制品

Info

Publication number: CN111253793A
Application number: CN202010116278.0A
Authority: CN
Inventors: 张景春; 司家林
Original assignee: Suzhou Fulang Optical Materials Co ltd
Current assignee: Anhui Fulang optical materials Co.,Ltd.
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2020-06-09

Abstract

本发明涉及一种耐候型光固化抗静电涂料及抗静电制品。按照质量份数计，制备耐候型光固化抗静电涂料的原料包括：氨基甲酸酯丙烯酸酯4份～6份；活性单体2份～3份；光引发剂0.5份～1份；结构型导电高分子材料0.1份～2份；紫外线吸收剂0.1份～0.5份；稀释剂85份～95份。本发明提供的耐候型光固化抗静电涂料，特别选用氨基甲酸酯丙烯酸酯，其具有优异的耐候性，涂膜交联密度高，使抗静电涂层不易发生黄变现象。另外合理添加紫外线吸收剂，阻止环境中的紫外线对结构型导电高分子材料结构造成的影响，大大提高了抗静电涂层的抗静电持久性，延长了EPA工作区中各部件的使用寿命，降低了应用成本，且不影响涂层对基材的附着力。

Description

耐候型光固化抗静电涂料及抗静电制品

技术领域

本发明涉及材料化学技术领域，特别是涉及一种耐候型光固化抗静电涂料及抗静电制品。

背景技术

自1977年发现聚乙炔具有导电特性以来，结构型导电高分子材料在国内外已得到广泛的应用，尤其在抗静电、电磁波屏蔽、微波吸收、电子元件中的电极、按键开关和面状发热体等。近年来，结构型导电高分子材料迅速地发展起来，人们对其分子设计、材料合成、掺杂方法、导电机理、物理性能等各方面展开了系统的研究，相继开发出了聚吡咯、聚苯硫醚、聚苯胺、聚噻吩等具有导电能力的高分子材料。

抗静电涂料是由抗静电材料、树脂、固化剂和功能助剂组成的一类功能型涂料，已被广泛应用于显示屏、保护膜和防静电工作区(EPA)的各种防护材料上。常见的抗静电材料有抗静电剂、抗静电无机材料和结构型导电高分子材料三大类。其中结构型导电高分子材料因其优异的导电性和良好的相容性，被广泛应用于抗静电涂料中。

一般地，在保护膜领域，对抗静电材料的寿命要求不高，一般6个月左右，但在EPA工作区的静电防护材料上，一般需要使用长效型的抗静电制品，使用寿命要求在5年以上。且EPA中的静电防护材料在运输和使用过程中，均会曝露于阳光或日光灯的环境下，因此，以结构型导电高分子材料作为抗静电材料的抗静电制品，由于结构型导电高分子材料在光照条件下结构不稳定，导电性能会急剧下降，而影响抗静电制品的使用寿命。

发明内容

基于此，有必要针对基于结构型导电高分子材料的抗静电制品，在光照条件下，导电性能会急剧下降，缩短使用寿命的问题，提供一种耐候型光固化抗静电涂料及抗静电制品。

一种耐候型光固化抗静电涂料，按照质量份数计，制备所述耐候型光固化抗静电涂料的原料包括：

在其中一个实施例中，按照质量份数计，制备所述耐候型光固化抗静电涂料的原料包括：

在其中一个实施例中，所述氨基甲酸酯丙烯酸酯的官能度为3～6官，23℃粘度为800～60000mPas。

在其中一个实施例中，所述结构型导电高分子材料选自聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚苯硫醚和聚乙炔中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述紫外线吸收剂选自二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并咪唑类紫外线吸收剂和三嗪类紫外线吸收剂中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述光引发剂选自裂解型光引发剂。

在其中一个实施例中，所述活性单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和1,6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

在其中一个实施例中，按照质量份数计，制备所述耐候型光固化抗静电涂料的原料还包括：0.3份～0.9份助剂。

在其中一个实施例中，所述助剂包括消泡剂、分散剂、防沉剂、抗氧剂、附着力促进剂、防腐剂、pH调节剂、成膜助剂和流平剂中的至少一种。

本发明还提供一种抗静电制品，具有抗静电涂层，所述抗静电涂层由任一项所述的耐候型光固化抗静电涂料制得。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供一种耐候型光固化抗静电涂料配方，其中特别选用氨基甲酸酯丙烯酸酯，其具有优异的耐候性，涂膜交联密度高，使抗静电涂层不易发生黄变现象。另外合理添加紫外线吸收剂，阻止环境中的紫外线对结构型导电高分子材料结构造成的影响，大大提高了抗静电涂层的抗静电持久性，延长了EPA工作区中各部件的使用寿命，降低了应用成本，且不影响涂层对基材的附着力。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一实施方式的耐候型光固化抗静电涂料，按照质量份数计，制备耐候型光固化抗静电涂料的原料包括：

上述耐候型光固化抗静电涂料中，结构型导电高分子材料是由具有π键或部分共轭π键的高分子经化学或电化学“掺杂”，使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料，如聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PAn)、聚乙炔(PA)等。不需要掺杂的结构型导电高分子材料有聚氮化硫类，而大多数均需采用一定的手段进行掺杂才能具有较优的导电性。

在光固化涂料体系中，活性单体也参与交联固化反应，并起到调节粘度、稀释的作用。从化学结构来说，活性单体一般是含有可聚合官能团的小分子。在光固化体系中由于采用了活性单体，大大减少了固化过程中进入空气的有机挥发物，这赋予了光固化体系的环保特性。活性单体按其每个分子所含反应性基团的多少，可以分为单官能团活性单体、双官能团活性单体和多官能团活性单体。按官能团的种类，则可把活性单体分为(甲基)丙烯酸酯类、乙烯基类、乙烯基醚类、环氧类等。按固化机理，也可把活性单体分为自由基型和阳离子型两类。

光引发剂又称光敏剂(photosensitizer)或光固化剂(photocuring agent)，是一类能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm)吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化。

本发明特别选择氨基甲酸酯丙烯酸酯，相对普通的树脂具有优异的耐候型，涂膜交联密度高。

优选地，按照质量份数计，制备耐候型光固化抗静电涂料的原料包括：

在一些实施例中，氨基甲酸酯丙烯酸酯的官能度为3～6官，23℃粘度为800～60000mPas。优选地，选自拜耳公司的VPLS2265、U100、U680H、XP 2491和XP 2683/1中的至少一种。采用上述种类的氨基甲酸酯丙烯酸酯可有效改善制得的涂层的耐侯性能，不易发生黄变现象。

在一些实施例中，结构型导电高分子材料选自聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚苯硫醚和聚乙炔中至少一种。

在一些实施例中，紫外线吸收剂选自二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并咪唑类紫外线吸收剂和三嗪类紫外线吸收剂中的至少一种。优选地，如BASF的BASF C81、326、328、329、234、360、UV-P、1577FF、1600、571、3030、3039、B75、B97。

在一些实施例中，光引发剂为裂解型光引发剂。裂解型的光引发剂黄变系数较小，主要是取代苄基的红移波长偏小，不易产生共振变色优选为1-羟基-环己基-苯基甲酮(光引发剂184)。

在一些实施例中，活性单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)中的至少一种。上述种类的活性单体双键转换率高，残留率低。

在一些实施例中，稀释剂选自醇类稀释剂、酮类稀释剂、酯类稀释剂、醇醚类稀释剂和醇酮类稀释剂的一种或多种；

更优选地：

醇类稀释剂选自甲醇、乙醇、正丙醇和丁醇中的一种或多种；

和/或；

酮类稀释剂选自丙酮、丁酮、环戊酮和甲基异丁基酮中的一种或多种；

和/或；

酯类稀释剂选自乙酸乙酯、乙酸丁酯和醋酸戊酯中的一种或多种；

和/或；

醇醚类稀释剂选自乙二醇乙醚、乙二醇丁醚和二乙二醇乙醚中的一种或多种；

和/或；

醇酮类稀释剂选自4-羟基-2-丁酮和二丙酮醇中的一种或多种；

更优选地，稀释剂包括3.0～3.5质量份的乙醇、52.1-54.0质量份的正丙醇、5.0～6.5质量份的丁醇、1.5～2.0质量份的乙酸丁酯和25.0～27.0质量份的乙二醇乙醚。

在一些实施例中，按照质量份数计，制备耐候型光固化抗静电涂料的原料还包括：0.3份～0.9份助剂。

在一些实施例中，助剂包括消泡剂、分散剂、防沉剂、抗氧剂、附着力促进剂、防腐剂、pH调节剂、成膜助剂、流平剂中的一种或多种。

优选地，助剂为抗氧剂和/或流平剂；更优选地，抗氧剂的重量份为0.1～0.3份，流平剂的重量份为0.2～0.6份。

优选地，抗氧剂为2,6二叔丁基对甲酚，流平剂为改性聚硅氧烷，优选BYK333流平剂。

本发明还提供一种抗静电制品，该抗静电制品具有抗静电涂层，抗静电涂层由任一项上述的耐候型光固化抗静电涂料制得。

抗静电制品的制备步骤为：将耐候型光固化防静电涂料经涂布工艺涂敷在基材上后经干燥、光固化得到。

进一步地，涂布工艺可为喷涂、淋涂、浸涂、辊涂、刷涂等。涂布工艺简单易行，便于操作。

优选地，干燥的条件为：60℃～70℃条件下热固化5～8分钟；更优选地，经60℃、68℃、60℃三段温度热固化，每段固化时间相同，总固化时间为5～8分钟，得到预制品。

优选地，光固化的条件为：将干燥后的涂有耐候型光固化抗静电涂料的预制品以2～4m/min的速度进入光源区，累计辐射1000～3000mj/cm²。

进一步地，基材可以为PVC板、PC板、PMMA板等。

本发明的抗静电涂层在PVC或PC表面的硬度为HB，在PMMA表面的硬度为2H，具有优异的耐划伤性。

优选的，如上述的抗静电涂层的厚度为4～15μm；更优选为6μm～10μm。

以下为具体实施例。

实施例1

将拜耳公司VPLS2265(3.4官)5.5kg与TMPTA 3kg、1-羟基-环己基-苯基甲酮0.5kg、乙醇3kg、正丙醇54kg、正丁醇5kg、乙酸丁酯2kg、乙二醇甲醚27kg、聚苯胺2kg及2,6二叔丁基对甲酚0.5kg、BASF B75 0.5kg混匀，即得耐候光固化抗静电涂料。

实施例2

将拜耳公司VPLS2265(3.4官)5.5kg与TMPTA 3kg、1-羟基-环己基-苯基甲酮0.5kg、乙醇3kg、正丙醇54kg、正丁醇5kg、乙酸丁酯2kg、乙二醇甲醚27kg、聚苯胺2kg及2,6二叔丁基对甲酚0.5kg、BASF B75 0.1kg混匀，即得耐候光固化抗静电涂料。

实施例3

将拜耳公司U680H(4官)5.5kg与HDDA 3kg、1-羟基-环己基-苯基甲酮0.5kg、乙醇3kg、正丙醇54kg、正丁醇5kg、乙酸丁酯2kg、乙二醇甲醚27kg、聚苯胺2kg及2,6二叔丁基对甲酚0.5kg、BASF B97 0.5kg混匀，即得耐候光固化抗静电涂料。

实施例4

将拜耳公司XP 2683/1(2官)5.5kg与HDDA 3kg、1-羟基-环己基-苯基甲酮0.5kg、乙醇3kg、正丙醇54kg、正丁醇5kg、乙酸丁酯2kg、乙二醇甲醚27kg、聚苯胺2kg及2,6二叔丁基对甲酚0.5kg、BASF B75 0.5kg混匀，即得耐候光固化抗静电涂料。

对比例1

与实施例4基本相同，区别在于，将拜耳耐候树脂XP 2683/1替换为长兴聚氨酯丙烯酸酯6145。

对比例2

与实施例4基本相同，区别在于，未添加BSF B75紫外线吸收剂。

对比例3

与实施例4基本相同，区别在于，BSF B75紫外线吸收剂添加量为1kg。

将实施例1～4和对比例1～3制备的耐候光固化防静电涂料按照以下步骤制作于亚克力(PMMA)板上：

1)、首先对PMMA板进行清洗，包含吹洗和溶剂清洗。

2)、使用耐候光固化防静电涂料对清洗后的PMMA板进行淋涂，涂层厚度7μm；然后进行三段温度干燥，分别为65℃干燥8分钟，得到预制品。

3)、将预制品以2m/min的速度进入光源区，累计辐射1500mJ/cm²，分别得到实验组1～4和对比组1～3的防静电PMMA板。

性能测试

将实验组1～4及对比组1～3制备得到的防静电PMMA板进行各项性能指标评价，评价结果如表1所示：

表1

注：PMMA板的初始硬度2H，透光率91.5％。

由以上实验组和对比组的测试数据可知：

实施例4中采用耐候型氨基甲酸酯丙烯酸酯，有效改善了涂层的耐候性能，而对比例1中使用普通聚氨酯丙烯酸树脂，则经氙灯老化后，涂层容易发生黄变现象。

实施例4由于紫外线吸收剂的加入，明显改善涂层抗静电性能的耐氙灯老化性，氙灯老化时间普遍大于40分钟。而对比例2中未加紫外线吸收剂的对比样老化时间在10分钟左右；对比例3中的紫外线吸收剂添加量过大，氙灯老化后涂层发现脱落现象。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种耐候型光固化抗静电涂料，其特征在于，按照质量份数计，制备所述耐候型光固化抗静电涂料的原料包括：

2.根据权利要求1所述的耐候型光固化抗静电涂料，其特征在于，按照质量份数计，制备所述耐候型光固化抗静电涂料的原料包括：

3.根据权利要求1所述的耐候型光固化抗静电涂料，其特征在于，所述氨基甲酸酯丙烯酸酯的官能度为3～6官，23℃粘度为800～60000mPas。

4.根据权利要求1所述的耐候型光固化抗静电涂料，其特征在于，所述结构型导电高分子材料选自聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚苯硫醚和聚乙炔中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的耐候型光固化抗静电涂料，其特征在于，所述紫外线吸收剂选自二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并咪唑类紫外线吸收剂和三嗪类紫外线吸收剂中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的耐候型光固化抗静电涂料，其特征在于，所述光引发剂选自裂解型光引发剂。

7.根据权利要求1所述的耐候型光固化抗静电涂料，其特征在于，所述活性单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和1,6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

8.根据权利要求1～7任一项所述的耐候型光固化抗静电涂料，其特征在于，按照质量份数计，制备所述耐候型光固化抗静电涂料的原料还包括：0.3份～0.9份助剂。

9.根据权利要求8所述的耐候型光固化抗静电涂料，其特征在于，所述助剂包括消泡剂、分散剂、防沉剂、抗氧剂、附着力促进剂、防腐剂、pH调节剂、成膜助剂和流平剂中的至少一种。

10.一种抗静电制品，其特征在于，具有抗静电涂层，所述抗静电涂层由权利要求1～9任一项所述的耐候型光固化抗静电涂料制得。