CN1175078C

CN1175078C - 一种高分子电解质防静电剂组合物及其应用

Info

Publication number: CN1175078C
Application number: CNB021173249A
Authority: CN
Inventors: 秦长喜; 魏杰; 刘瀛; 李刚; 尤丽娟
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology; China Lucky Film Group Corp
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology; China Lucky Film Group Corp
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: CN1458217A

Abstract

本发明涉及一种高分子电解质防静电剂组合物，特别涉及一种溶剂型高分子电解质防静电剂组合物，包括聚乙二醇20～50%，碱金属盐6～20%和有机溶剂30～70%(重量百分比)，其中碱金属盐可以是硫氰化钾、硫氰化钠、硫氰化锂等，有机溶剂为甲醇或丙酮，将该防静电剂组合物加入到溶剂型涂布液中，涂布于醋酸纤维素片基表面，有效地降低片基的表面电阻，同时不增加片基储存期间的粘连性和不影响片基透明性。

Description

一种高分子电解质防静电剂组合物及其应用

技术领域

本发明涉及一种防静电剂组合物及其应用，特别涉及一种溶剂型高分子电解质防静电剂组合物及其应用。

背景技术

用于感光材料照相乳剂的醋酸纤维素片基，由于具有能满足胶片对片基的性能要求，多年来已被广泛用作感光材料的支持体一片基。但由于片基有极好的化学稳定性和电绝缘性，在生产和使用过程中会造成电荷积累而放电，使未经曝光的胶片产生静电斑痕，致使胶片大量报废。尤其是目前的高温快速加工工艺，使问题更为突出。因此，片基在生产过程中或涂布乳剂前，须涂布含防静电剂的涂层，以降低片基的表面电阻，使其具有较好的导电性，生产过程中产生的静电荷及时传递到装备的导轴，以免达到过高的电荷密度，避免胶片产生静电斑痕，使胶片的生产和使用能顺利完成。

为解决胶片的防静电问题，国内外学者已发表了大量研究成果。例如，US3,169,867报道用化学处理的方法，改善片基表面性能；JP248,572/1995公开了使用含氟表面活性剂和皂角作防静电剂用于感光材料；US4,070,189、US5,326,688公开了使用交联聚苯乙烯季铵盐抗静电剂的技术；EP603,944公开了一种水溶或水分散的非离子表面活性化合物防静电剂；EP704,755公开了使用一种低粘度和高度磺化的水溶性聚缩醛作防静电剂。以上专利均是报道一种表面处理的办法，用来提高片基的表面活性或降低表面电阻。迄今为止，报道的片基防静电涂层使用较多的防静电剂是阴离子型和阳离子型表面活性剂及共聚物磺酸盐等等。如聚苯乙烯磺酸钠、季铵盐型表面活性剂、琥铂酸酯磺酸盐等，这些防静电剂主要是借助吸水作用使防静电剂离解为可导电的离子，达到降低表面电阻的目的。

高分子固体电解质(Solid Polymer Electrolytes)，又称离子导电聚合物，简称为SPE。它是近几年迅速发展起来的一种新型固体电解质材料。高分子固体电解质是一种虽为固态仍能按液体电解质那样传递离子，具有离子传导性的高分子聚合物基质和掺杂无机盐的络合物。高分子固体电解质完全依靠高分子自身的极性与金属离子相容，并借助于高分子与金属离子的相互作用促进金属离子的解离，从而在完全没有水分的条件下仍有高的离子导电性。

高分子电解质中的离子迁移也并不像溶液中的离子那样有很高的自由度。它是通过分子链与离子的相互作用实现的，并处于被固定(拟溶剂化)在高分子链上的状态。因此，随着分子链的运动，盐离子连续的改变与之作用的对象(链段)，同时引起离子的迁移。离子随着链段的重排不断地发生络合与解络合，从一个位置迁到另一个位置。

高分子电解质不仅具有高分子材料的一切优点：质轻，比强度高，容易成型加工，价格便宜等，而且可以使胶片抗静电过程中的吸湿问题、防粘连问题和永久性防静电问题得到改善。该类型高分子电解质作为防静电剂的使用国内已有专利报道，如中国专利公开号CN1183578A，该专利发明的高分子防静电剂是由聚乙二醇、碱金属盐和明胶组成的水溶液，用于涤纶片基的防静电，具有良好的防静电效果，但是该专利公开的防静电剂是一种含有明胶的水溶性防静电体系，它不适宜直接加入到醋酸纤维素片基的有机溶剂型涂布液中，否则易造成涂布表观质量差，另外，明胶的加入对于应用于片基背层防静电，在湿度较高时会产生粘连的缺陷。目前国内醋酸纤维素片基直接涂布防静电层主要是以聚合物树脂的金属盐作防静电剂，溶解在水介质中，添加到含有有机溶剂的涂布液中，其缺点：一是这些防静电剂的效果差(一般表面电阻在10^9～10/cm)，二是使用时由于含少量的水可能会造成涂层表观质量差的问题。

本发明的目的是提供一种防静电剂组合物，克服醋酸纤维素片基防静电涂层的表观质量问题和提高片基的防静电性能，同时不会造成胶片粘连。

发明内容

本发明提供了一种高分子电解质防静电剂组合物，其含有聚乙二醇和碱金属盐，其特征在于含有一种有机溶剂，该高分子电解质防静电剂组合物的组份和含量(重量百分比)为：

聚乙二醇 20～50％

碱金属盐 6～20％

有机溶剂 30～70％

优选配方为：聚乙二醇 30～40％

碱金属盐 10～20％

有机溶剂 45～60％

上述聚乙二醇分子量为400到2000，优选为800到1500。

上述碱金属盐为碱金属盐是硫氰酸盐：硫氰化钾、硫氰化钠、硫氰化锂或高氯酸盐：高氯酸锂、高氯酸钾、高氯酸钠或三氟磺酸盐：三氟磺酸锂。

上述有机溶剂为丙酮或甲醇。

本发明涂布液配方为：

丙酮 60～70份

甲醇 10～20份

二醋酸纤维素 0.5～1份

防静电剂组合物 6～10份

本发明防静电剂组合物的制备是：将聚乙二醇加入到有机溶剂中，搅拌使其溶解，再加入碱金属盐，搅拌溶解后过滤，得到高分子电解质防静电剂组合物。

本发明防静电剂组合物的应用方法是：将0.5～1份的二醋酸纤维素加入到60～70份的丙酮中充分溶解，缓慢加入10～20份的甲醇，搅拌，混合均匀，再加入6～10份的高分子电解质防静电剂组成物，混合均匀，涂布于醋酸纤维素片基上。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明

比较例1：

20克明胶溶于500ml蒸馏水中，再依次加入聚乙二醇(PE1000)和16.5克KSCN，搅拌溶解1小时，然后加入5ml 10％的KOH溶液调节上述溶液的值到6～7，得到防静电剂溶液。取1克二醋酸纤维素加入70ml丙酮搅拌使其溶解，再加入20ml甲醇搅拌均匀，加入上述配置的防静电剂溶液10ml混合均匀，采用浸涂方法涂布于醋酸纤维素片基上，涂层厚度2u，50℃干燥，测试表面电阻和粘连面积。

比较例2：

取5克聚苯乙烯磺酸钠溶解在50℃的20ml蒸馏水中，得到防静电剂溶液。取1克二醋酸纤维素加入70ml丙酮搅拌使其溶解，再加入20ml甲醇搅拌均匀，加入上述配置的防静电剂溶液10ml混合均匀，采用浸涂方法涂布于醋酸纤维素片基上，50℃干燥，测试其表面电阻和粘连面积。

比较例3：

以丙烯酸丁酯/依糠酸共聚物钠盐溶液(10％)为防静电剂溶液。取1克二醋酸纤维素加入70ml丙酮搅拌使其溶解，再加入20ml甲醇搅拌均匀，加入上述配置的防静电剂溶液10ml混合均匀，采用浸涂方法涂布于醋酸纤维素片基上，50℃干燥，测试其表面电阻和粘连面积。

实施例1：

在250ml丙酮中加入聚乙二醇(PEG1000)200克，搅拌溶解，再加入50克干燥过的LiSCN搅拌至完全溶解，过滤，得到以丙酮为溶剂的高分子电解质防静电剂溶液待用。取0.5克二醋酸纤维素加入65ml丙酮搅拌使其溶解，再加入15ml甲醇搅拌均匀，加入上述配置的防静电剂溶液9ml混合均匀，采用浸涂方法涂布于醋酸纤维素片基上，涂层厚度2u，50℃干燥，测试表面电阻和粘连面积。

实施例2：

在250ml丙酮中加入聚乙二醇(PEG1500)400克，搅拌溶解，再加入150克干燥过的KSCN搅拌至完全溶解，过滤，得到以丙酮为溶剂的高分子电解质防静电剂溶液待用。取1克二醋酸纤维素加入70ml丙酮搅拌使其溶解，再加入10ml甲醇搅拌均匀，加入上述配置的防静电剂溶液6ml混合均匀，采用浸涂方法涂布于醋酸纤维素片基上，涂层厚度2u，50℃干燥，测试表面电阻和粘连面积。

实施例3：

在250ml丙酮中加入聚乙二醇(PEG2000)82.5克，搅拌溶解，再加入25克干燥过的NaSCN搅拌至完全溶解，过滤，得到以丙酮为溶剂的高分子电解质防静电剂溶液待用。取0.75克二醋酸纤维素加入70ml丙酮搅拌使其溶解，再加入10ml甲醇搅拌均匀，加入上述配置的防静电剂溶液8ml混合均匀，采用浸涂方法涂布于醋酸纤维素片基上，涂层厚度2u，50℃干燥，测试表面电阻和粘连面积。

实施例4：

在250ml甲醇中加入聚乙二醇(PEG800)178.5克，搅拌溶解，再加入71.5克干燥过的LiClO₄搅拌至完全溶解，过滤，得到以甲醇为溶剂的高分子电解质防静电剂溶液待用。取1可克醋酸纤维素加入60ml丙酮搅拌使其溶解，再加入15ml甲醇搅拌均匀，加入上述配置的防静电剂溶液10ml混合均匀，采用浸涂方法涂布于醋酸纤维素片基上，涂层厚度2u，50℃干燥，测试表面电阻和粘连面积。

实施例5：

在250ml丙酮中加入聚乙二醇(PEG400)207.5克，搅拌溶解，再加入97.5克干燥过的NaClO₄搅拌至完全溶解，过滤，得到以丙酮为溶剂的高分子电解质防静电剂溶液待用。取0.75克二醋酸纤维素加入60ml丙酮搅拌使其溶解，再加入20ml甲醇搅拌均匀，加入上述配置的防静电剂溶液9ml混合均匀，采用浸涂方法涂布于醋酸纤维素片基上，涂层厚度2u，50℃干燥，测试表面电阻和粘连面积。

实施例6：

在250ml甲醇中加入聚乙二醇(PEG1500)109克，搅拌溶解，再加入57.5克干燥过的KClO₄搅拌至完全溶解，过滤，得到以甲醇为溶剂的高分子电解质防静电剂溶液待用。取0.5克二醋酸纤维素加入60ml丙酮搅拌使其溶解，再加入20ml甲醇搅拌均匀，加入上述配置的防静电剂溶液9ml混合均匀，采用浸涂方法涂布于醋酸纤维素片基上，涂层厚度2u，50℃干燥，测试表面电阻和粘连面积。

实施例7：

在250ml丙酮中加入聚乙二醇(PEG1000)157.5克，搅拌溶解，再加入92.5克干燥过的LiCF₃SO₃搅拌至完全溶解，过滤，得到以丙酮为溶剂的高分子电解质防静电剂溶液待用。取1克二醋酸纤维素加入60ml丙酮搅拌使其溶解，再加入20ml甲醇搅拌均匀，加入上述配置的防静电剂溶液9ml混合均匀，采用浸涂方法涂布于醋酸纤维素片基上，涂层厚度2u，50℃干燥，测试表面电阻和粘连面积。

有益效果

使用不同的防静电剂组合物的片基的表面电阻及粘连面积^*

防静电剂	片基表面电阻(RH＝50％)	粘连面积	表观
防静电剂	片基表面电阻(RH＝50％)	粘连面积	表观	实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7比较例1比较例2比较例3	4.5×10⁷2.2×10⁸6.1×10⁷8.5×10⁶6.7×10⁷1.5×10⁸5.3×10⁷3.7×10⁸6.7×10⁹7.0×10¹⁰	≤25％≤25％≤25％≤25％≤25％≤25％≤25％≤47％≤25％≤25％	透明性良好透明性良好透明性良好透明性良好透明性良好透明性良好透明性良好透明性差透明性稍差透明性稍差

片基表面电阻采用GB6844-86方法测试，具体方法为：采用ZC36型超高阻测试仪或其它型号的同类仪器测试，测试样片在23±2℃，相对湿度45％～55％条件下平衡24小时，然后再在该条件下使用上述仪器测试片基的表面电阻。

片基粘连面积采用ZBG80002-88方法测试，具体方法为：将上述各例涂布防静电剂涂层的片基裁成40mm×40mm的尺寸，在标准规定的温度、湿度条件下先平衡，然后将样片同向叠合夹在同样尺寸的玻璃板之间，压上重物使达到标准规定的压强，调节温度40±2℃、相对湿度85％，在此条件下老化72小时，分开试样，计算粘连面积的百分率。

从表中数据可以看出，与中国专利公开号CN1183578A公开的高分子防静电剂和以聚合物树脂的金属盐作防静电剂相比，本发明的高分子电解质防静电剂组合物，添加到含有有机溶剂的涂布液中，涂布于醋酸纤维素片基上，片基的防静电性能提高，表观质量改善，粘连面积减小。

Claims

1.一种高分子电解质防静电剂组合物，含有聚乙二醇和碱金属盐，其特征在于含有一种有机溶剂，其中所述的有机溶剂是甲醇或丙酮，该高分子电解质防静电剂组合物各组份含量(重量百分比)为：聚乙二醇20～50％，碱金属盐6～20％，有机溶剂30～70％。

2.根据权利要求1所述的高分子电解质防静电剂组合物，其特征在于所述的高分子电解质防静电剂组合物各组份含量(重量百分比)为：聚乙二醇30～40％，碱金属盐10～20％，有机溶剂45～60％。

3.根据权利要求1所述的高分子电解质防静电剂组合物，其特征在于所述的聚乙二醇的分子量为400～2000。

4.根据权利要求3所述的高分子电解质防静电剂组合物，其特征在于所述的聚乙二醇的分子量为800～1500。

5.根据权利要求1所述的高分子电解质防静电剂组合物，其特征在于所述的碱金属盐是硫氰酸盐：硫氰化钾、硫氰化钠、硫氰化锂或高氯酸盐：高氯酸锂、高氯酸钾、高氯酸钠或三氟磺酸盐：三氟磺酸锂。

6.根据权利要求1所述的高分子电解质防静电剂组合物的应用方法，其特征在于按下列步骤进行：

将0.5～1份的二醋酸纤维素加入到60～70份的丙酮中充分溶解，缓慢加入10～20份的甲醇，搅拌，混合均匀，再加入6～10份的高分子电解质防静电剂组成物，混合均匀，涂布于醋酸纤维素片基上。