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CN111518472A - 一种抗静电剂和一种抗静电离型膜及其制备方法 - Google Patents

一种抗静电剂和一种抗静电离型膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及薄膜材料制备技术领域，具体涉及一种抗静电剂和一种抗静电离型膜及其制备方法。所述抗静电离型膜包括基膜层和功能层，功能层由抗静电剂制得。其中抗静电剂包含如下重量份的组分：导电单体0.05～0.5份，光固化有机硅氧烷树脂20～40份，光固化有机硅离型剂60～80份，光引发剂0.05～0.5份。本发明的抗静电离型膜特性稳定，采取光固化的固化方式，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；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。

Description

一种抗静电剂和一种抗静电离型膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜材料制备技术领域，尤其涉及一种抗静电剂和一种抗静电离型膜及其制备方法。
背景技术
目前市场上的离型材料，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，如材料吸附尘埃、材料涂层击穿、人体电击、引发火灾等。
聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)为代表的聚烯烃是用途最广泛的通用塑料，聚烯烃具有价格低、耐水、化学稳定性好、成型加工容易的优点。但是聚烯烃有很强的电绝缘性，体积电阻率均在1016～1020Ω·cm。目前，添加抗静电剂是消除聚烯烃静电最为常见的做法。
所谓抗静电剂是指涂敷于材料表面或掺在材料内部，以减少静电积累的助剂。根据使用方式的不同，分为外加型抗静电剂和混炼型抗静电剂。外加型抗静电剂的主要是表面活性剂。使用前首先用适当的溶剂配制成0.5～2.0％浓度的溶液，然后通过涂布、喷雾、浸渍等方法使之附着在聚合物制品的表面。混炼型抗静电剂是在聚合物的加工过程中添加到树脂内，成型后显示良好的抗静电性。同时，也有少部分表面为导电性质的抗静电离型膜，但存在制作工艺复杂，成本高，生产效率较低，且产品的抗静电效果不佳，离型效果不稳定，硅油容易转移，外观差等问题。
另外，还有一些离型膜采用热固化方式涂布而成，固化温度较高，会使薄膜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。若降低固化温度，则固化不彻底，又会影响其品质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗静电剂和一种抗静电离型膜及其制备方法，该抗静电离型膜固化彻底，化学物理性质稳定，剥离力、抗静电能力稳定，附着力好，硅转移少，能够很好地避免离型膜在使用过程中出现的放电现象。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种抗静电剂，包含如下重量份的组分：导电单体0.05～0.5份，光固化有机硅氧烷树脂20～40份，光固化有机硅离型剂60～80份，光引发剂0.05～0.5份。
作为优选，所述导电单体为乙烯基甲基恶唑烷酮。
作为优选，所述光固化有机硅氧烷树脂为TEGO RC711或TEGO RC722。
作为优选，所述光固化有机硅离型剂为TEGO RC902或TEGO RC922。
作为优选，所述光引发剂为TEGO PHOTOINITIATOR A18。
本发明又提供了一种抗静电离型膜，包括基膜层和功能层，所述功能层由所述的抗静电剂制得。
作为优选，所述基膜层为PET薄膜、PP薄膜和PE薄膜中任意一种。
本发明还提供了一种抗静电离型膜的制备方法，包含如下步骤：
将导电单体、光固化有机硅氧烷树脂、光固化有机硅离型剂和光引发剂按重量配比混合得到混合料，并将混合料设置在基膜层表面；
将设置好的基膜层进行光固化处理，即得抗静电离型膜。
作为优选，所述混合料设置在基膜层表面的厚度为0.4～0.6μm。
作为优选，所述光固化处理为紫外光固化，所述紫外光的照射强度为80～120W/cm、照射剂量为100～400J/cm2、照射时间为3～20s。
本发明的有益效果是：本发明的抗静电离型膜特性稳定，采取光固化的固化方式，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；本发明的抗静电离型膜采用紫外光固化，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；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。
具体实施方式
本发明提供了一种抗静电剂，包含如下重量份的组分：导电单体0.05～0.5份，光固化有机硅氧烷树脂20～40份，光固化有机硅离型剂60～80份，光引发剂0.05～0.5份。
本发明提供的抗静电剂包含导电单体0.05～0.5份，优选为0.1～0.4份，进一步优选为0.2～0.3份。
在本发明中，所述导电单体优选乙烯基甲基恶唑烷酮。
在本发明中，所述乙烯基甲基恶唑烷酮购于BASF公司，其化学结构式为：
Figure BDA0002458467700000031
所述导电单体又称导电小分子，通过掺杂等手段，使得电导率在半导体和导体范围内，通常导电单体主链上含有交替的单键和双键，从而形成了大的共轭体系，电子的流动产生了导电的可能性。导电单体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，具有抗静电的特性，且结构多样、在空气中稳定、物理化学性能优异。
本发明提供的抗静电剂包含光固化有机硅氧烷树脂20～40份，优选为25～35份，进一步优选为28～32份。
在本发明中，所述光固化有机硅氧烷树脂优选TEGO RC711或TEGO RC722。
在本发明中，所述光固化有机硅氧烷树脂购于Evonik公司，其化学结构式为：
Figure BDA0002458467700000032
本发明提供的抗静电剂包含光固化有机硅离型剂60～80份，优选为65～75份，进一步优选为68～70份。
在本发明中，所述光固化有机硅离型剂优选TEGO RC902或TEGO RC922。
在本发明中，所述光固化有机硅离型剂为改性二甲硅油树脂，购自Evonik公司，其化学结构式为：
Figure BDA0002458467700000041
n、m为大于0并小于3的整数。
所述光固化有机硅离型剂含有丙烯酸基团和“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。
本发明提供的抗静电剂包含光引发剂0.05～0.5份，优选为0.1～0.4份，进一步优选为0.2～0.3份。
在本发明中，所述光引发剂优选TEGO PHOTOINITIATOR A18。
本发明又提供了一种抗静电离型膜，包括基膜层和功能层，所述功能层由所述的抗静电剂制得。
在本发明中，所述基膜层优选为PET薄膜、PP薄膜和PE薄膜中任意一种。
本发明还提供了一种抗静电离型膜的制备方法，包含如下步骤：
将导电单体、光固化有机硅氧烷树脂、光固化有机硅离型剂和光引发剂按重量配比混合得到混合料，并将混合料设置在基膜层表面；
将设置好的基膜层进行光固化处理，即得抗静电离型膜。
在本发明中，所述混合料设置在基膜层表面的厚度优选为0.4～0.6μm，进一步优选为0.45～0.5μm。
在本发明中，所述光固化处理优选为紫外光固化，所述紫外光的照射强度优选为80～120W/cm，进一步优选为90～110W/cm；照射剂量优选为100～400J/cm2，进一步优选为200～300J/cm2；照射时间优选为3～20s，进一步优选为8～15s。
所述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，最后分子通过耦合，歧化等终止方式形成稳定的高分子化合物。
下面结合实施例对本发明提供的一种抗静电剂和一种抗静电离型膜及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
取100克乙烯基甲基恶唑烷酮，100克光固化有机硅氧烷树脂TEGO RC711，800克光固化有机硅离型剂TEGO RC902，20克光引发剂TEGO PHOTOINITIATOR A18；将上述原料按顺序混合并搅拌30min，制得混合料；将混合料设置在PET薄膜表面，涂布厚度0.5μm；接下来进行紫外光固化，紫外光的照射强度为120W/cm、照射剂量为300J/cm2、照射时间为3s，即得抗静电离型膜样品1。
实施例2
取100克乙烯基甲基恶唑烷酮，100克光固化有机硅氧烷树脂TEGO RC722，800克光固化有机硅离型剂TEGO RC902，20克光引发剂TEGO PHOTOINITIATOR A18；将上述原料按顺序混合并搅拌30min，制得混合料；将混合料设置在PET薄膜表面，涂布厚度0.5μm；接下来进行紫外光固化，紫外光的照射强度为120W/cm、照射剂量为300J/cm2、照射时间为3s，即得抗静电离型膜样品2。
实施例3
取100克乙烯基甲基恶唑烷酮，100克光固化有机硅氧烷树脂TEGO RC711，800克光固化有机硅离型剂TEGO RC922，20克光引发剂TEGO PHOTOINITIATOR A18；将上述原料按顺序混合并搅拌30min，制得混合料；将混合料设置在PET薄膜表面，涂布厚度0.5μm；接下来进行紫外光固化，紫外光的照射强度为120W/cm、照射剂量为300J/cm2、照射时间为3s，即得抗静电离型膜样品3。
实施例4
取100克乙烯基甲基恶唑烷酮，100克光固化有机硅氧烷树脂TEGO RC722，800克光固化有机硅离型剂TEGO RC922，20克光引发剂TEGO PHOTOINITIATOR A18；将上述原料按顺序混合并搅拌30min，制得混合料；将混合料设置在PET薄膜表面，涂布厚度0.5μm；接下来进行紫外光固化，紫外光的照射强度为120W/cm、照射剂量为300J/cm2、照射时间为3s，即得抗静电离型膜样品4。
实施例5
取100克光固化有机硅氧烷树脂TEGO RC711，800克光固化有机硅离型剂TEGORC902，20克光引发剂TEGO PHOTOINITIATOR A18；将上述原料按顺序混合并搅拌30min，制得混合料；将混合料设置在PET薄膜表面，涂布厚度0.5μm；接下来进行紫外光固化，紫外光的照射强度为120W/cm、照射剂量为300J/cm2、照射时间为3s，即得抗静电离型膜样品5。
实验例1
将实施例1～5所得抗静电离型膜样品1～5用于抗静电测试
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。
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。
实验例2
将实施例1～5所得抗静电离型膜样品1～5进行剥离力测试
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宽的标准胶带(TESA7475-v02)压合待测膜中间，并把样品固定于测试钢板，然后进行剥离力测试，仪器180度角，300mm/min剥离。
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。
表1抗静电离型膜样品1的剥离力与表面电阻值
时间(天) 1 7 14 28 72 144
剥离力(g/inch) 6.4 6.5 6.8 6.5 6.9 7.1
表面电阻值(Ω) 10<sup>9</sup> 10<sup>9</sup> 10<sup>9</sup> 10<sup>9</sup> 10<sup>9</sup> 10<sup>9</sup>
表1测试数据显示抗静电离型膜样品1的剥离力和抗静电力均很稳定，不会随时间的变化而发生明显的波动，优于目前市场的抗静电离型膜。
表2抗静电离型膜的离型力和表面电阻值
Figure BDA0002458467700000071
通过表2我们可以对比发现，本发明抗静电离型膜的性能没有因为添加抗静电剂而发生明显变化，离型力很稳定，抗静电效果也非常优良。
由以上实施例可知，本发明提供了一种抗静电剂和一种抗静电离型膜及其制备方法，该抗静电离型膜特性稳定，采取光固化的固化方式，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；本发明的抗静电离型膜采用紫外光固化，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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种抗静电剂，其特征在于，包含如下重量份的组分：导电单体0.05～0.5份，光固化有机硅氧烷树脂20～40份，光固化有机硅离型剂60～80份，光引发剂0.05～0.5份。
2.根据权利要求1所述的抗静电剂，其特征在于，所述导电单体为乙烯基甲基恶唑烷酮。
3.根据权利要求1或2所述的抗静电剂，其特征在于，所述光固化有机硅氧烷树脂为TEGO RC711或TEGO RC722。
4.根据权利要求1所述的抗静电剂，其特征在于，所述光固化有机硅离型剂为TEGORC902或TEGO RC922。
5.根据权利要求1或4所述的抗静电剂，其特征在于，所述光引发剂为TEGOPHOTOINITIATORA18。
6.一种抗静电离型膜，其特征在于，包括基膜层和功能层，所述功能层由权利要求1所述的抗静电剂制得。
7.根据权利要求6所述的抗静电离型膜，其特征在于，所述基膜层为PET薄膜、PP薄膜和PE薄膜中任意一种。
8.权利要求6或7所述抗静电离型膜的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
将导电单体、光固化有机硅氧烷树脂、光固化有机硅离型剂和光引发剂按重量配比混合得到混合料，并将混合料设置在基膜层表面；
将设置好的基膜层进行光固化处理，即得抗静电离型膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述混合料设置在基膜层表面的厚度为0.4～0.6μm。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述光固化处理为紫外光固化，所述紫外光的照射强度为80～120W/cm、照射剂量为100～400J/cm2、照射时间为3～20s。
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