聚酯薄膜或片材用抗靜電塗層的製備方法
2023-10-24 23:13:57
專利名稱：聚酯薄膜或片材用抗靜電塗層的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種抗靜電塗層的製備方法，特別是涉及一種聚酯薄膜或片材用抗靜 電塗層的製備方法。
背景技術：
聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是一種具有較高熔融溫度和玻璃化轉變溫度的半結 晶聚合物，在纖維及非纖維領域都有廣泛的應用。聚對苯二甲酸乙二酯在非纖維領域的一 項重要應用是製作薄膜，片材，用作電子、電器等行業的包裝材料。由於聚對苯二甲酸乙二 酯膜透明性好，耐高溫衝洗，可應用於感光膠片；聚對苯二甲酸乙二酯用作光碟基材也是一 個很有潛力的應用市場。此外，聚對苯二甲酸乙二酯片材可用作液晶面板、介面卡、連接器、 硬碟驅動元件等，且應用呈逐年上升的趨勢。但是，由於聚對苯二甲酸乙二酯電阻率高，同時，聚酯產品間的摩擦係數較高。靜 摩擦係數為0. 40 0. 75，動摩擦係數為0. 33 0. 45。在接觸和摩擦過程中容易產生和聚 集靜電荷，從而限制了它在電子電氣等行業的用途。靜電問題也給聚對苯二甲酸乙二酯的 加工應用帶來很多麻煩，靜電荷的存在使聚對苯二甲酸乙二酯製品在存儲和使用中其表面 易吸附塵埃，影響外觀效果；在加工表面積較大的聚對苯二甲酸乙二酯製品如薄膜時，靜電 荷產生的力極大地幹擾了加工過程的進行，阻礙薄膜收卷；在PET用於電子、電器等產品的 應用中，當靜電荷容量達到一定值時，還會因為放電而引發不安全事故。用於包裝領域的聚 對苯二甲酸乙二酯片材有2/3是需要抗靜電處理的，所以聚對苯二甲酸乙二酯抗靜電處理 是個困惑整個行業，也亟待解決的問題。親水性高分子型抗靜電劑也是一個新的研究方向，常用的有聚醚醯胺和聚乙二醇 以及聚醚酯。其導電機理主要來自於官能團的吸水能力。如聚醚酯，其親水功能主要來自 於醚鍵，醚鍵的氧原子有孤對電子，具有吸附水分子的能力。但另一方面也正是因為聚醚酯 有良好的親水性，導致水溶性強，容易流失，靜電改性的效果尤其是耐久性不好。此外，目前也有納米級摻銻氧化錫(ATO)、納米導電粉體、碳納米管、納米導電纖維 材料、以及納米無機/有機複合導電材料用於聚對苯二甲酸乙二酯抗靜電處理。這些納米 導電粉或纖維均勻分散到樹脂的基體中，獲得導電網絡，從而得到優良的導電性能。但是， 這些納米粒子會遇到納米顆粒團聚的問題，一方面影響導電性能，不能很好地發揮導電作 用，另一方面，形成的塗層透明性很差。實際生產中聚對苯二甲酸乙二酯膜或者片材均為捲筒式，抗靜電改性除了要考慮 表面阻抗外，還需要考慮塗層的持久抗靜電性，霧度，塗層附著力以及摩擦係數。本發明中 的該抗靜電塗層與聚酯有良好的結合力，經塗覆過的薄膜或片材在低相對溼度下仍呈現低 的表面電阻率，低霧度。在放置近兩個月後，表面阻抗基本保持不變。
發明內容
本發明的目的之一是製備聚酯薄膜或片材用透明的抗靜電塗層，塗覆於聚酯薄膜或片材表面，生產出霧度低，摩擦係數適宜的永久性抗靜電聚對苯二甲酸乙二酯膜或片材。本發明提供一種聚酯薄膜或片材用抗靜電塗層的製備方法，其特徵在於，包括以 下步驟第一步、二氧化鈦溶膠的製備鈦酸四丁酯溶解在丙酮中，鈦酸四丁酯和丙酮以重量比味1 0.5，加入5份的乙 醇，攪拌調節體系的PH值為2，滴加6份由乙醇和水重量比9 1的混合液，陳化對小時， 得到二氧化鈦溶膠；第二步、樹脂溶液的製備將甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯共聚物，Mw = 23000, Tg = 70°C，溶解溶解在乙 醇、異丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯的混合溶劑中，得到樹脂溶液；第三步、共混將第一步得到的二氧化鈦溶膠和第二步樹脂溶液以一定的比例共混，攪拌得到二 氧化鈦溶膠-樹脂塗料；第四步、塗膜及烘乾採用凹版塗布法將第三步製得的塗料均勻地塗到聚酯薄膜或者片材上，塗布的克 重控制在1. 2-2g/m2。塗好的薄膜或片材立即烘乾，烘乾溫度為80-110°C，烘乾時間為6_30 秒，即得到聚酯薄膜或片材用抗靜電塗層；所述的混合溶劑其中乙醇的重量百分比為33.3%、異丙醇重量百分比為10.0%、 乙酸乙酯重量百分比為33. 3%、乙酸丁酯重量百分比為8. 4%。所述的二氧化鈦溶膠和樹脂溶液的共混比例為1 9 5 5，最佳比例為 2 8 3 7。所述的樹脂溶液的固含量為11 20%，溶液粘度為23°C下，Φ2mm的蔡恩粘度在 15 ^s。製得的聚酯薄膜或片材用抗靜電塗層用以下方法進行評估1抗靜電性能在室溫條件下，將試樣在室溫條件下平衡超過40小時後，將試樣用超高電阻表 (HI0KISM8220)進行測試。2、霧度使用日本電色的NDH5000進行檢測，測試樣品大於25. 4mm的圓形入射孔。測試 HAZE，依照標準為ASTM D1003。3、附著力以24mm寬、持粘力達到5N的膠帶平伏地粘在試樣上(試樣長180mm)用壓輥滾壓 2次(壓輥負荷為^g，直徑84mm，外包橡膠，橡膠硬度60 80 (肖氏硬度)，厚度6mm，滾壓 速度約300mm/min，然後將試樣置於JJI^K拉力機上並以250mm/min的速度剝離(180度剝 離)、產品全寬測三個數值(邊緣5cm及中央處)。4、動摩擦係數在常溫下，使用Labthink MXD-02測試薄膜或片材表面的動摩擦係數。參照標準 為GB/T10006塑料薄膜和薄片摩擦係數測定方法。將二氧化鈦溶膠分散在丙烯酸樹脂或者聚氨酯的溶液中，即這種穩定的網絡結構
4移植到具有成膜物質的體系中，透明，穩定，在長達10個月的混合後，仍然均勻透明。當這 種塗料塗布到基材上，乾燥後，這種網絡形式便固定下來，固定在樹脂中，緊緊貼合在基材 上。將此種共混物經過凹版塗布法或逆轉輥塗布法或線棒塗布法或氣刀塗布法或浸 漬法或旋塗法進行塗布，控制塗布的克重為1. 2 2g/m2。所得的片材或薄膜在低相對溼度 下和長時間存放後的表面阻抗仍可保持在IO8 IO9 Ω / 口。所述的抗靜電塗層和PET基材 有良好的附著力，霧度低，摩擦係數適宜。
圖1 二氧化鈦溶膠的電鏡照片本發明中所得的二氧化鈦溶膠如圖1所示。鈦酸酯四丁酯發生部分水解，羥基之 間互聯，形成較為穩定的網絡結構。每個球體伸出3 4個觸角，與其他球體互聯。
具體實施例方式下面通過實施例和對比例進一步說明本發明，在不違反本發明的宗旨條件下，本 發明應不限於以下實驗例具體明示內容。實施例第一步、二氧化鈦溶膠的製備鈦酸四丁酯以1 0.5的比例溶解在丙酮中，然後加入5份的乙醇。攪拌0.5小 時後，調節體系的PH值到2。然後攪拌過程中，以每滴/4 6秒的速度滴加6份由乙醇和 水(9 1)組成的混合液。滴加完畢，陳化M小時，得到二氧化鈦溶膠。第二步、樹脂溶液的製備將丙烯酸樹脂，甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯共聚物，Mw = 23000, Tg = 70°C, 溶解溶解在乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯的混合溶劑中，其中乙醇的重量百分比為 33.3%、異丙醇重量百分比為10.0%、乙酸乙酯重量百分比為33.3%、乙酸丁酯重量百分 比為8.4%，配製成15%，粘度為22s(23°C )的樹脂溶液。第三步、共混將第一步得到的二氧化鈦溶膠和第二步樹脂溶液以0.5 9.5,1 9,2 8， 3 7,5 5的比例互混，攪拌0.5小時，得到5個透明均勻的二氧化鈦溶膠-樹脂塗料。第四步、塗膜及烘乾採用凹版塗布法將第三步製得的塗料均勻地塗到聚酯薄膜或者片材上，塗布的克 重控制在1. 2-2g/m2。塗好的薄膜或片材立即烘乾，烘乾溫度為80-110°C，烘乾時間為6_30 秒，即得到聚酯薄膜或片材用抗靜電塗層。用凹版塗布法塗布到50 μ mPET表面。每種比例 取整門幅的左中右進行性能，取其平均值，測試結果如表1所示。表1各樣品性能測試對比
權利要求
1.聚酯薄膜或片材用抗靜電塗層的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟第一步、二氧化鈦溶膠的製備鈦酸四丁酯溶解在丙酮中，鈦酸四丁酯和丙酮以重量比味1 0.5，加入5份的乙醇，攪 拌調節體系的PH值為2，滴加6份由乙醇和水重量比9 1的混合液，陳化對小時，得到二 氧化鈦溶膠；第二步、樹脂溶液的製備將甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯共聚物，Mw = 23000, Tg = 70°C，溶解溶解在乙醇、異 丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯的混合溶劑中，得到樹脂溶液；第三步、共混將第一步得到的二氧化鈦溶膠和第二步樹脂溶液以一定的比例共混，攪拌得到二氧化 鈦溶膠-樹脂塗料；第四步、塗膜及烘乾採用凹版塗布法將第三步製得的塗料均勻地塗到聚酯薄膜或者片材上，塗布的克重控 制在1. 2-2g/m2。塗好的薄膜或片材立即烘乾，烘乾溫度為80-110°C，烘乾時間為6_30秒， 即得到聚酯薄膜或片材用抗靜電塗層。
2.如權利要求1所述的聚酯薄膜或片材用抗靜電塗料的製備方法，其特徵在於，所述 的混合溶劑其中乙醇的重量百分比為33.3%、異丙醇重量百分比為10.0%、乙酸乙酯重量 百分比為33. 3%、乙酸丁酯重量百分比為8. 4%。
3.如權利要求1所述的聚酯薄膜或片材用抗靜電塗料的製備方法，其特徵在於，所述 的二氧化鈦溶膠和樹脂溶液的共混比例為1 9 5 5，最佳比例為2 8 3 7。
4.如照權利要求1所述的聚酯薄膜或片材用抗靜電塗料的製備方法，其特徵在於，所 述的樹脂溶液的固含量為11 20%，溶液粘度為23°C下，Φ2mm的蔡恩粘度在15 ^s。
全文摘要
本發明涉及聚酯薄膜或片材用抗靜電塗層的製備方法。所述的抗靜電塗層為二氧化鈦溶膠/樹脂體系。該抗靜電塗層與聚酯有良好的結合力，經塗覆過的薄膜或片材在低相對溼度下仍呈現低的表面阻抗，低霧度。在放置近兩個月後，表面阻抗基本保持不變。
文檔編號C08J7/04GK102115544SQ20101058435
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月11日 優先權日2010年12月11日
發明者吳娟娟, 殷天惠, 洪月蓉, 盛小海, 陳超 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司