CN114031801A - 一种改性抗静电丙烯酸树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改性抗静电丙烯酸树脂及其制备方法，改性抗静电丙烯酸树脂包括改性丙烯酸树脂涂料、交联固化剂及复合离子液体抗静电剂，其中改性丙烯酸树脂涂料包括改性丙烯酸树脂、助溶剂及水，改性丙烯酸树脂、助溶剂及水的重量比为(40～60)：(30～50)：(1～10)；复合离子液体抗静电剂包括1‑乙基‑3‑甲基咪唑硫酸乙酯和三羟乙基甲基胺硫酸甲酯，1‑乙基‑3‑甲基咪唑硫酸乙酯和三羟乙基甲基胺硫酸甲酯重量比为(7～9)：(1～3)。本发明的改性抗静电丙烯酸树脂制备成保护膜胶后，同时具备良好的抗静电性能和高透光性，使用在显微镜镜头、手机屏幕、电子摄像头、高分辨度显示屏等电子设备器件上使得成像更清晰，同时具有耐用性强，不易沾染灰尘的优点。

Description

一种改性抗静电丙烯酸树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及电子器件保护膜涂料领域，具体地，涉及一种改性抗静电丙烯酸树脂及其制备方法。

背景技术

随着现在的科技发展越来越快，各种电子产品也迅速发展起来，但是由于电子产品都内含有高精密的各种电子元器件，因此比较脆弱，在操作和使用过程中需要极其注意各项防静电措施，以防止由于静电原因所带来的不必要的损失。

在功能型的防静电保护膜的制作过程中，最核心的环节就是向功能型薄膜的胶黏材料中加入抗静电剂。早前人们主要采用一些阳离子或者阴离子型的表面活性剂作为抗静电添加剂加入到胶黏材料中，但这些传统抗静电剂在达到抗静电效果的同时具有热稳定性差，作用时间短，光学透明性差以及使用条件苛刻等不可克服的弊端。

在公开号为CN108410297A的专利中，其采用的抗静电材料为导电炭黑和碳纳米管的混合物，作为固体混合物其与树脂相容性较差，对树脂原有属性会产生影响，此外其固有颜色对于丙烯酸树脂的透明度具有较大影响，从而限制了其实际应用领域及范围。

保护膜覆盖在光学镜头表面，起到保护镜头的作用，防止镜头磨损等情况。而在摄像头、监控摄像头以及一些需要进行人脸特征识别的带摄像头的电子设备仪器中，如果使用的保护膜抗静电性能差则可能将周围的尘埃吸附到镜头表面，保护膜透光性差就会影响设备成像清晰度，同时在替换保护膜时也会让胶残留在镜头上，影响镜头透明度，而目前市场上的保护膜很难同时具备优良抗静电性能和高透光性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种改性抗静电丙烯酸树脂及其制备方法。

根据本发明的第一方面，本发明的一种改性抗静电丙烯酸树脂，包括改性丙烯酸树脂涂料、交联固化剂及复合离子液体抗静电剂，改性丙烯酸树脂涂料、交联固化剂及复合离子液体抗静电剂的重量比为100：(0.5～1)：(0.5～10)；改性丙烯酸树脂涂料包括改性丙烯酸树脂、助溶剂及水，改性丙烯酸树脂、助溶剂及水的重量比为(40～60)：(30～50)：(1～10)；复合离子液体抗静电剂包括1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯和三羟乙基甲基胺硫酸甲酯，1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯和三羟乙基甲基胺硫酸甲酯重量比为(7～9)：(1～3)。

优选的，改性丙烯酸树脂的主要成分如下式(Ⅰ)：

优选的，R₁、R₂、R₃、R₄及R₅为烃基，羧基，环氧基中的一种或多种。

优选的，交联固化剂为氮丙啶或异氰酸酯。

优选的，助溶剂为乙酸乙酯或乙醇。

根据本发明的第二方面，本发明的一种改性抗静电丙烯酸树脂的制备方法，包括称取三羟乙基甲基胺硫酸甲酯和1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯，在常温条件下充分搅拌混合，获得复合离子液体抗静电剂；

称取改性丙烯酸树脂、助溶剂及水，在常温条件下充分搅拌混合，获得改性丙烯酸树脂涂料；

称取改性丙烯酸树脂涂料、交联固化剂及复合离子液体抗静电剂，常温条件下，在改性丙烯酸树脂涂料中加入交联固化剂，加入后采用机械搅拌机以300-400rpm的转速搅拌10-20min；搅拌完毕后，再加入复合离子液体抗静电剂，加入后采用机械搅拌机以350-450rpm的转速搅拌5-10min，搅拌结束，即可得改性抗静电丙烯酸树脂。

本发明的有益效果在于：通过在改性丙烯酸树脂中添加由1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯和三羟乙基甲基胺硫酸甲酯混合复配后制备而成的复合离子液体抗静电剂从而制成具有抗静电功能的改性丙烯酸树脂涂料，然后将制成的改性抗静电丙烯酸树脂涂布在PET基材上，解决了用于电子器件上的保护膜材料抗静电性能差，容易沾染灰尘的问题，其中改性丙烯酸树脂涂料与制备的复合离子液体抗静电剂具有良好的相容性，混合后抗静电剂不会在丙烯酸树脂中析出，保持了丙烯酸树脂涂层原有的良好透光度，同时使用该改性抗静电丙烯酸树脂涂布后的PET保护膜的还具有优良的抗静电属性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为实施例中脱胶实验结果图；

图2为实施例中图1中A部放大示意图；

图3为实施例中图1中B部放大示意图；

图4为实施例中刮擦实验结果图；

图5为实施例中图4中C部放大示意图；

图6为实施例中图4中D部放大示意图。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为能进一步了解本发明的申请内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例一

本实施例提供一种改性抗静电丙烯酸树脂，包括改性丙烯酸树脂涂料、交联固化剂及复合离子液体抗静电剂，改性丙烯酸树脂涂料、交联固化剂及复合离子液体抗静电剂的重量比为100：(0.5～1)：(0.5～10)；

其中，改性丙烯酸树脂涂料包括改性丙烯酸树脂、助溶剂及水，改性丙烯酸树脂、助溶剂及水的重量比为(40～60)：(30～50)：(1～10)；

复合离子液体抗静电剂包括1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯和三羟乙基甲基胺硫酸甲酯，1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯和三羟乙基甲基胺硫酸甲酯重量比为(7～9)：(1～3)。

在本例中，改性丙烯酸树脂的主要成分如下式(Ⅰ)：

式(Ⅰ)中的R₁、R₂、R₃、R₄及R₅为烃基，羧基，环氧基中的一种或多种。

优选的，采用的交联固化剂为氮丙啶或异氰酸酯，助溶剂为乙酸乙酯或乙醇。

实施例二

本实施例提供一种改性抗静电丙烯酸树脂的制备方法，包括：

称取(40～60)：(30～50)：(1～10)重量比的改性丙烯酸树脂、助溶剂及水，在常温条件下充分搅拌混合，得改性丙烯酸树脂涂料；称取(7～9)：(1～3)重量比的1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯和三羟乙基甲基胺硫酸甲酯，在常温条件下充分搅拌混合，得复合离子液体抗静电剂；称取100：(0.5～1)：(0.5～10)重量比的改性丙烯酸树脂涂料、交联固化剂及复合离子液体抗静电剂，常温条件下，在改性丙烯酸树脂涂料中加入交联固化剂，加入后采用机械搅拌机以300-400rpm的转速搅拌10-20min；搅拌完毕后，再加入复合离子液体抗静电剂，加入后采用机械搅拌机以350-450rpm的转速搅拌5-10min，搅拌结束，即可得改性抗静电丙烯酸树脂。

我们将上述方法制备的改性抗静电丙烯酸树脂涂布在PET基材上，烘干，制备成保护膜，并对保护膜进行了刮擦实验、撕膜试验及抗静电性能的测试。

在制备保护膜的过程中，我们选用了5块同样的PET基材，获得了a、b、c、d及e共5块不同的保护膜，作为我们5块保护膜测试样品，各样品制备时各成分添加情况及烘干条件的具体情况如下表1所示：

我们将获得的5块不同的保护膜测试样品各裁切一半进行撕膜试验，将5个样品分别贴于手机屏幕，贴完后室温静置五分钟，将保护膜样品撕下，观察其脱胶情况；同时取5块保护膜测试样品的各剩余一半进行刮擦实验，刮擦实验采用大拇指对样品涂布的表面进行刮擦，刮擦后观察其有无刮痕，获得的结果如表1所示：

表1

本例中，我们还制备20种改性抗静电丙烯酸树脂涂布于20块PET基材上，获得20块保护膜测试样品，并对获得的20块保护膜进行编号，依次为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15、A16、A17、A18、A19与A20。其中制备的20种改性抗静电丙烯酸树脂中，每种改性抗静电丙烯酸树脂中所含氮丙啶的重量比相同，均取0.5，每种改性抗静电丙烯酸树脂中所含的改性丙烯酸树脂涂料的重量比也相同，而每种改性抗静电丙烯酸树脂中所含的复合离子液体抗静电剂的重量比不同，分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5及10。

我们对20块测试样品采用同样的烘干条件进行烘干，烘干后立即进行电阻值测试，测试方式如下：选取每块测试样品各5个不同区域进行电阻值的检测，将电阻测试仪放置在每个待测区域，待数据显示稳定，读取并记录测试数据，然后计算5个待测区域测试数据的平均值，所得的平均值即为该测试样品的最终电阻值。

测试完毕，将20块测试样品各裁切为2块分别放入双八五和室温环境进行实验，双八五的实验环境设温度为85℃，湿度为85％RH；室温实验环境设温度为25℃，湿度为65％RH，测试样品在双八五和室温环境下放置72小时后，取出进行电阻值测试，测试方法如下：对每块经过双八五和常温实验后的测试样品的5个不同区域进行电阻值的检测，具体操作时，将电阻测试仪放置在测试样品待测区域，待数据显示稳定，读取并记录测试数据，在测出同一个样品的5个不同区域的电阻值后，计算5个待测区域测试数据的平均值，所得的平均值即为该测试样品的最终电阻值。将所有样品测试完后，获得的数据如下表2：

表2

对比例一

与实施例二不同的是，我们调整了烘干的条件，烘干条件设置为130℃1min和140℃0.5min获得保护膜测试样品f和g并对其进行了撕膜实验和刮擦实验，具体实验结果如下表3：

表3

对比例二

与实施例二不同的是，本例中PET基材上涂布的丙烯酸树脂中抗静电剂的添加量为0。

我们将本例中制备的保护膜标记为测试样品B1，并测其烘干后即刻的电阻值，测试方法为：选取测试样品B1的5个不同区域进行电阻值的检测，将电阻测试仪放置在每个待测区域，待数据显示稳定，读取并记录测试数据，然后计算5个待测区域测试数据的平均值，所得的平均值即为该测试样品的最终电阻值。测试结束，同样将B1保护膜样品切成2片，一片放入双八五环境进行实验，另一片放入室温环境进行实验，并在放置72h后取出分别进行电阻值测试，测试方法为：对每块进行双八五和室温实验72h后的测试样品的5个不同区域进行电阻值的检测，将电阻测试仪放置于指定待测区域，待数据显示稳定，读取并记录测试数据，获得同一个样品5个区域的电阻值后，计算5个待测区域测试数据的平均值，所得的平均值即为该测试样品的最终电阻值。测试完成后，获得的数据如下表4：

表4

对比例三

与实施例二不同的是，本例中抗静电剂由单一离子液体1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯制备而成。

本例中，制备20种改性抗静电丙烯酸树脂涂布于20块PET基材上，获得20块保护膜测试样品，并对获得的20块保护膜进行编号，依次为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19与C20。其中制备的20种改性抗静电丙烯酸树脂中，每种改性抗静电丙烯酸树脂中所含交联固化剂的重量比相同，均取0.5，每种改性抗静电丙烯酸树脂中所含的改性丙烯酸树脂涂料的重量比也相同，而每种改性抗静电丙烯酸树脂中所含的抗静电剂的重量比不同，分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5及10。

我们对制备的20个保护膜测试样品进行烘干后即刻电阻值测试，测试方式如下：选取每块测试样品各5个不同区域进行电阻值的检测，将电阻测试仪放置在每个待测区域，待数据显示稳定，读取并记录测试数据，然后计算5个待测区域测试数据的平均值，所得的平均值即为该测试样品的最终电阻值。具体数据如表5所示：

表5

对比例四

与对比例三不同的是，本例中抗静电剂由单一离子液体三羟乙基甲基胺硫酸甲酯制备而成。

本例中，制备20种改性抗静电丙烯酸树脂涂布于20块PET基材上，获得20块保护膜测试样品，并对获得的20块保护膜进行编号，依次为D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18、D19与D20。其中制备的20种改性抗静电丙烯酸树脂中，每种改性抗静电丙烯酸树脂中所含的交联固化剂的重量比相同，均取0.5，每种改性抗静电丙烯酸树脂中所含的改性丙烯酸树脂涂料的重量比也相同，而每种改性抗静电丙烯酸树脂中所含的复合离子液体抗静电剂的重量比不同，分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5及10。

我们对制备的20个保护膜测试样品进行烘干后即刻电阻值测试，测试方式如下：选取每块测试样品各5个不同区域进行电阻值的检测，将电阻测试仪放置在每个待测区域，待数据显示稳定，读取并记录测试数据，然后计算5个待测区域测试数据的平均值，所得的平均值即为该测试样品的最终电阻值。具体数据如表6所示：

表6

1、固化情况对比

对比表1和表3，由表1的结果可知，烘干温度在140～180℃，烘干时间在1～3min之间的样品，如图1和图2所示，经过贴膜撕膜试验后，保护膜的表面都很光滑；且经过手指刮擦试验后，保护膜样品的表面均无刮痕(如图4和图5所示)。而烘干条件的设置为130℃烘干1min和140℃烘干0.5min的两个保护膜样品f和g中，经过贴膜撕膜后就有脱胶的情况，如图1和图3所示，有些许胶粘附在手机表面，严重影响手机的使用，而保护膜经过刮擦试验，存在刮痕明显的情况(如图4和图6所示)。

2、抗静电性能对比

对比表2和表4，如表2所示，随着复合离子液体抗静电剂重量比的增加，各样品的电阻值逐渐减小，可见制备的保护膜的抗静电性能也随之提高，且经过双八五环境后，每个样品的电阻值相对烘干后即刻的电阻值均有减小，表明各个样品在经过双八五老化试验后仍能保持有很好的抗静电性能，同时也说明各个样品的抗静电性能保持时间长，耐用性强；而通过对比室温后保护膜表面电阻值结果也可以看出，实施例二中各个样品的电阻值在经过室温环境72h后，电阻值也会减小，因此其再经过室温环境后也表现有良好的抗静电性能。

如表4，表4中抗静电剂添加量为0，烘干后即刻电阻值为＞10¹⁴，易产生静电，影响使用，其经过双八五试验和室温72h后电阻值均＞10¹⁴，因此未添加抗静电剂的保护膜其抗静电性能差，不适合作为保护膜使用。

对比表2和表5可以得知，对比例三中保护膜电阻值较实施例二中添加同比例抗静电剂的保护膜的表面电阻值大，其更容易产生静电，抗静电性能略差；通过表2、表5与表6的结果对比可以得知，对比例四中的20块不同的保护膜其表面电阻值比对比例一中添加同比例抗静电剂的保护膜的表面电阻值高，表明使用对比例四中的抗静电剂制成的保护膜有较好的抗静电性能，而相对实施例二中使用同比例的抗静电剂制备的保护膜的抗静电性能略差。

因此，由实验结果可以得知，实施例二中制成的保护膜的抗静电性能较对比例三和对比例四中保护膜的抗静电性能更优，且经过双八五试验72小时后，实施例二中的抗静电保护膜的抗静电性能仍然保持较好，表现有较强的耐用性，可以满足使用需求。

3、透光性对比

测试方法：取未涂布的PET基材(编号为E1)，以及抗静电剂添加重量比均为5的实施例二、对比例三以及对比例四中保护膜A10、C10和D10各一块作为待测样品，分别进行紫外线光透光率(UV_T)/可见光透光率(VL_T)/红外光透光率(IR_T)检测，采用LH-221平行光源透光率测量仪，按键开机，将待测样品放于透光率检测仪的测试槽口，显示的数据即为待测样品的各光源的透光率数值。各待测样品测得的数据如表7所示：

待测样品	E1	A10	C10	D10
					UV<sub>T</sub>	85.8	85.9	72.5	85.7
VL<sub>T</sub>	89.8	89.1	79.1	89.1
					IR<sub>T</sub>	89.6	89.9	78.3	90.0

表7

通过表7可以看出，只加1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯抗静电剂的保护膜样品C10的透光率与不涂布的PET基材相比，其UV_T减小了13％，VL_T减小了10％，IR_T减小了11％，而只加三羟乙基甲基胺硫酸甲酯抗静电剂的保护膜样品D10各光源的透光率较未涂布的PET基材的透光率并无明显变化，同样添加1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯和三羟乙基甲基胺硫酸甲酯作为复合离子液体抗静电剂，涂布于PET基材制成的保护膜样品A10，其各光源的透光率较不涂布的PET基材的透光率也无明显变化，因此，对比例4中的保护膜虽然表现有很好的透光性，但是其抗静电性能较差，不能满足使用时的抗静电值要求，而实施例二中制备成的保护膜既具备很好的抗静电性能，同时也有很好的透光性，可以满足使用需求。

综上，本发明中的抗静电丙烯酸树脂具有很好的抗静电性能，制成的保护膜具有良好的抗静电性能和较强的耐用性，还具有较优的透光性能，是一种适合用于显微镜镜头或对透光度有较高要求的电子设备如手机屏幕、电子摄像头、高分辨度显示屏等电子器件上的保护膜。

上仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种改性抗静电丙烯酸树脂，其特征在于，包括改性丙烯酸树脂涂料、交联固化剂及复合离子液体抗静电剂，所述改性丙烯酸树脂涂料、交联固化剂及复合离子液体抗静电剂的重量比为100：(0.5～1)：(0.5～10)；

所述改性丙烯酸树脂涂料包括改性丙烯酸树脂、助溶剂及水，其中所述改性丙烯酸树脂、助溶剂及水的重量比为(40～60)：(30～50)：(1～10)；

所述复合离子液体抗静电剂包括1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯和三羟乙基甲基胺硫酸甲酯，所述1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯和三羟乙基甲基胺硫酸甲酯重量比为(7～9)：(1～3)。

2.根据权利要求1所述的改性抗静电丙烯酸树脂，其特征在于，所述改性丙烯酸树脂的主要成分如下式(Ⅰ)：

3.根据权利要求2所述的改性抗静电丙烯酸树脂，其特征在于，所述R₁、R₂、R₃、R₄及R₅为烃基，羧基，环氧基中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的改性抗静电丙烯酸树脂，其特征在于，所述交联固化剂为氮丙啶或异氰酸酯。

5.根据权利要求4所述的改性抗静电丙烯酸树脂，其特征在于，所述助溶剂为乙酸乙酯或乙醇。

6.一种权利要求1-5任一所述的改性抗静电丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，包括：

称取三羟乙基甲基胺硫酸甲酯和1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯，在常温条件下充分搅拌混合，获得复合离子液体抗静电剂；

称取改性丙烯酸树脂、助溶剂及水，在常温条件下充分搅拌混合，获得改性丙烯酸树脂涂料；

称取改性丙烯酸树脂涂料、交联固化剂及复合离子液体抗静电剂，常温条件下，在改性丙烯酸树脂涂料中加入交联固化剂，加入后采用机械搅拌机以300-400rpm的转速搅拌10-20min；搅拌完毕后，再加入复合离子液体抗静电剂，加入后采用机械搅拌机以350-450rpm的转速搅拌5-10min，搅拌结束，即可得改性抗静电丙烯酸树脂。

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