抗靜電耐刮涂層以及涂層方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗靜電耐刮涂層，包括：襯底基材，涂抹于襯底基材上的導(dǎo)電涂層，涂抹于導(dǎo)電涂層的耐刮涂層；導(dǎo)電涂層按重量百分比組成有：聚乙烯二氧噻吩水分散液10%~50%，水溶性的功能性樹脂1%~10%，醇溶劑20%~50%，有機(jī)助劑1%~10%，水10%~50%，成膜助劑0.01%~2%；耐刮涂層包括：油性聚酯樹脂。本發(fā)明提供一種將抗靜電功能和耐刮耐磨性能分別用兩個(gè)涂層來實(shí)現(xiàn)的抗靜電耐刮涂層以及涂層方法；本發(fā)明的涂層不僅薄而且耐磨性能好，且導(dǎo)電性能好，表面電阻的穩(wěn)定性高；涂層受酒精的影響程度低，耐水性也高。
【專利說明】抗靜電耐刮涂層以及涂層方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 一種涂層以及涂層方法，特別是一種抗靜電耐刮涂層以及涂層方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，使保護(hù)膜具有抗靜電能力有兩種途徑：一在保護(hù)膜襯底基材中添加抗靜電 齊IJ，現(xiàn)有技術(shù)添加的抗靜電劑有表面活性劑型、離子液體型、鋰鹽等，表面活性劑型的抗靜 電劑對濕度依賴大，且抗靜電性能也不理想；離子液體型和鋰鹽型的添加劑價(jià)格昂貴，抗 靜電性也不夠理想，且與襯底基材的相容性也是一個(gè)問題.二在保護(hù)膜襯底基材表面涂敷 一層抗靜電層，該抗靜電層一般由樹脂和導(dǎo)電材料組成，樹脂將抗靜電材料粘結(jié)在一起形 成導(dǎo)電薄膜.該方法無需考慮抗靜電劑與基材的相容性，樹脂與抗靜電劑經(jīng)過靈活的匹配 可以獲得優(yōu)異的抗靜電性.抗靜電劑除了可以使用第一種方法中采用的，還可以使用高分 子聚合物導(dǎo)電材料，如聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯.高分子聚合物導(dǎo)電材料相比于上述小分子 導(dǎo)電材料而言，既具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，又不易遷移表面造成污染；現(xiàn)有技術(shù)還未解決這樣 的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種將抗靜電功能和耐刮耐磨性 能分別用兩個(gè)涂層來實(shí)現(xiàn)的抗靜電耐刮涂層以及涂層方法；本發(fā)明的涂層不僅薄而且耐磨 性能好，且導(dǎo)電性能好，表面電阻的穩(wěn)定性高；涂層受酒精的影響程度低，耐水性也高。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0005] 抗靜電耐刮涂層，包括：襯底基材，涂抹于襯底基材上的導(dǎo)電涂層，涂抹于導(dǎo)電涂 層的耐刮涂層；導(dǎo)電涂層按重量百分比組成有：聚乙烯二氧噻吩水分散液10%?50%，水 溶性的功能性樹脂1 %?10%，醇溶劑20%?50%，有機(jī)助劑1 %?10%，水10%?50%， 成膜助劑〇. 01%?2% ;耐刮涂層包括：油性聚酯樹脂。
[0006] 前述的抗靜電耐刮涂層，聚乙烯二氧噻吩水分散液的固含量的質(zhì)量百分比為 0· 1%?3%。
[0007] 前述的抗靜電耐刮涂層，水溶性的功能性樹脂包括：油溶性的聚酯改性的聚氨酯 樹脂，油溶性的聚丙烯酸酯改性的聚氨酯樹脂，改性不飽和聚酯樹脂。
[0008] 前述的抗靜電耐刮涂層，醇溶劑包括：乙醇、異丙醇、丁醇。
[0009] 前述的抗靜電耐刮涂層，耐刮涂層還包括：油性固化劑。
[0010] 前述的抗靜電耐刮涂層，有機(jī)助劑包括：N-甲基吡咯烷酮，乙二醇單甲醚，二甲 基亞諷。
[0011] 前述的抗靜電耐刮涂層，導(dǎo)電涂層厚度〈1 μ m，表面電阻為104?6 Ω/m2。
[0012] 前述的抗靜電耐刮涂層，耐刮涂層的厚度為1-15 μ m，抗靜電耐刮涂層表面的電阻 為 108 ?11 Ω/m2。
[0013] 前述的抗靜電耐刮涂層的涂層方法，包括以下步驟：
[0014] 步驟一：將水溶性的功能性樹脂與聚乙烯二氧噻吩水分散液、成膜助劑及水強(qiáng)烈 的攪拌混合；
[0015] 步驟二：將醇溶劑和有機(jī)助劑攪拌混合形成的混合物在機(jī)械攪拌下慢慢加入步驟 一形成的混合物中；
[0016] 步驟三：將步驟二形成的混合物涂布在襯底基材，在80?KKTC的溫度烘干3分 鐘即可得到導(dǎo)電層；
[0017] 步驟四：油性聚酯樹脂或者油性聚酯樹脂與固化劑的混合物，涂布在導(dǎo)電層上，在 KKTC條件下烘干3分鐘，得到的抗靜電耐刮涂層。
[0018] 如述的抗靜電耐刮涂層的涂層方法，涂布方式包括：棒涂、棍涂、嗔涂、旋轉(zhuǎn)涂敷。
[0019] 本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明提供一種將抗靜電功能和耐刮耐磨性能分別用兩 個(gè)涂層來實(shí)現(xiàn)的抗靜電耐刮涂層以及涂層方法；本發(fā)明的涂層不僅薄而且耐磨性能好，且 導(dǎo)電性能好，表面電阻的穩(wěn)定性高；涂層受酒精的影響程度低，耐水性也高。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0021] 抗靜電耐刮涂層，包括：襯底基材，涂抹于襯底基材上的導(dǎo)電涂層，涂抹于導(dǎo)電涂 層的耐刮涂層；導(dǎo)電涂層按重量百分比組成有：聚乙烯二氧噻吩水分散液10%?50%，水 溶性的功能性樹脂1 %?10%，醇溶劑20%?50%，有機(jī)助劑1 %?10%，水10%?50%， 成膜助劑〇. 01%?2%;耐刮涂層包括：油性聚酯樹脂。聚乙烯二氧噻吩水分散液的固含量 的質(zhì)量百分比為〇. 1 %?3%。作為一種優(yōu)選，水溶性的功能性樹脂包括：油溶性的聚酯改 性的聚氨酯樹脂，油溶性的聚丙烯酸酯改性的聚氨酯樹脂，改性不飽和聚酯樹脂；醇溶劑包 括：乙醇、異丙醇、丁醇；耐刮涂層還包括：油性固化劑；有機(jī)助劑包括：N-甲基吡咯烷酮， 乙二醇單甲醚，二甲基亞砜。
[0022] 導(dǎo)電涂層厚度〈1 μ m，表面電阻為104?6 Ω/m2 ;耐刮涂層的厚度為1-15 μ m，抗 靜電耐刮涂層表面的電阻為108?11 Ω/m2。
[0023] 抗靜電耐刮涂層的涂層方法，包括以下步驟：
[0024] 步驟一：將水溶性的功能性樹脂與聚乙烯二氧噻吩水分散液、成膜助劑及水強(qiáng)烈 的攪拌混合；
[0025] 步驟二：將醇溶劑和有機(jī)助劑攪拌混合形成的混合物在機(jī)械攪拌下慢慢加入步驟 一形成的混合物中；
[0026] 步驟三：將步驟二形成的混合物涂布在襯底基材，在80?100°C的溫度烘干3分 鐘即可得到導(dǎo)電層；
[0027] 步驟四：油性聚酯樹脂或者油性聚酯樹脂與固化劑的混合物，涂布在導(dǎo)電層上，在 KKTC條件下烘干3分鐘，得到的抗靜電耐刮涂層。涂布方式包括：棒涂、輥涂、噴涂、旋轉(zhuǎn)涂 敷。
[0028] 其中以聚苯乙烯磺酸摻雜聚乙烯二氧噻吩制得的水性分散液自從被拜耳公司成 功商業(yè)化以來，已被廣泛應(yīng)用。目前市場上有多款聚乙烯二氧噻吩的水分散液，其固含量 一般為〇. 1%至3% Wt ;不同廠家生產(chǎn)的聚苯乙烯磺酸摻雜聚乙烯二氧噻吩水分散液的導(dǎo) 電能力也不盡相同，本發(fā)明優(yōu)先選擇導(dǎo)電能力較好的聚苯乙烯磺酸摻雜聚乙烯二氧噻吩 水分散液；另外，為保證聚乙烯二氧噻吩水分散液的可分散性及導(dǎo)電涂層的透明性，要求 聚乙烯二氧噻吩水分散液的顆粒粒徑D50低于100納米；過大的粒徑將影響保護(hù)膜的透光 性。水溶性的功能性樹脂有兩個(gè)作用：第一作為水性粘結(jié)劑粘結(jié)聚乙烯二氧噻吩顆粒；第 二該樹脂本身與聚乙烯二氧噻吩顆粒有強(qiáng)的親和力，易于形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)涂層導(dǎo)電能 力.作為水性粘結(jié)劑的作用時(shí)，只需易于聚乙烯二氧噻吩水分散液成膜，對基材及對分散 液中的顆粒有一定粘結(jié)性即可.本發(fā)明中的導(dǎo)電涂層主要是獲得高的導(dǎo)電能力，對粘結(jié)性 的要求不高，因此導(dǎo)電涂層材料中水溶性的功能性樹脂的比例可以控制在較低的水平，這 樣不至于過多稀釋聚乙烯二氧噻吩的導(dǎo)電能力；因此，水溶性的功能性樹脂在本發(fā)明所述 導(dǎo)電涂層材料中所占比例為1%至10% Wt之間；低于1%時(shí)，粘結(jié)作用不夠，在涂布耐磨 耐刮層時(shí)可能被破壞，高于10%時(shí)會(huì)影響導(dǎo)電層的導(dǎo)電能力。
[0029] 本發(fā)明所述的醇溶劑為乙醇、異丙醇、丁醇或它們的混合物.醇溶劑的引入是為 利于水性體系在塑料襯底表面成膜.本發(fā)明所述的導(dǎo)電層材料是一個(gè)水性體系，具有較高 的表面能，不易在低表面能的塑料襯底表面成膜，加入一定量的醇溶劑有利于降低體系表 面能.本發(fā)明采用的醇沸點(diǎn)不能太高，其分子中的碳原子數(shù)要求低于五，優(yōu)先選用乙醇、 異丙醇、丁醇或它們的混合物.醇的用量在20%至50% Wt之間，醇用量過低對降低體系 表面能作用不大，醇用量過高會(huì)影響聚乙烯二氧噻吩和水溶性的功能性樹脂的溶解性，導(dǎo) 致沉淀無法涂膜.
[0030] 本發(fā)明采用的有機(jī)助劑，可以為N-甲基吡咯烷酮，乙二醇單甲醚，二甲基亞砜 等；是為了幫助導(dǎo)電層材料中聚乙烯二氧噻吩水分散液顆粒更好的成膜，以利于導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò) 通道的形成，獲得更高的導(dǎo)電能力.可選用N-甲基吡咯烷酮，乙二醇單甲醚，二甲基亞 砜中的一種或幾種混合物.有機(jī)助劑含量不要超過10% Wt，否則會(huì)不易干燥影響涂層與塑 料襯底間的結(jié)合力。本發(fā)明所采用的成膜助劑有兩個(gè)作用：第一類似于醇溶劑的功能降低 體系表面張力利于成膜，使得形成的導(dǎo)電層沒有細(xì)微的缺陷；第二易于耐磨耐刮材料在導(dǎo) 電涂層上成膜，增加兩層間的結(jié)合力.該成膜助劑的含量為0.01%至2% Wt，含量過低沒 有效果，過高不易溶解于導(dǎo)電材料體系中.
[0031] 本發(fā)明所采用的水為去離子水，水的含量為10 %至50% Wt,過低不能很好溶解 聚乙烯二氧噻吩顆粒和水溶性的功能性樹脂，過高不利于成膜。
[0032] 耐刮涂層采用油性聚酯樹脂，油性聚酯樹脂可以是油溶性的聚酯改性的聚氨酯 樹脂、油溶性的聚丙烯酸酯改性的聚氨酯樹脂、改性不飽和聚酯樹脂；一般而言，采用水性 樹脂制作的涂層在使用過程中易吸收空氣中的水分而破壞，因此本發(fā)明采用油溶性的樹 脂以杜絕該問題的發(fā)生，另外，就現(xiàn)有技術(shù)而言，油溶性樹脂與塑料基材的結(jié)合力要好于 水性樹脂.盡管導(dǎo)電涂層是由水性樹脂制作而成，其與基材結(jié)合力并不理想，但本發(fā)明中 導(dǎo)電涂層的厚度很薄，當(dāng)涂布一層油性聚酯樹脂后，其會(huì)滲入導(dǎo)電涂層的微孔中與基材結(jié) 合，使的最終的涂層具有很好的耐磨耐刮性，且由于油性樹脂的包裹，導(dǎo)電涂層中的水性 樹脂也不會(huì)存在吸收空氣中水分的問題。本發(fā)明還可以在油性聚酯樹脂中加入一定的固化 劑以進(jìn)一步提高涂層的耐磨耐刮性.
[0033] 以下提供具體的實(shí)施例以便更好的說明本發(fā)明，混合比例為重量百分比。
[0034] [實(shí)施例1]
[0035] 根據(jù)表一所示的配方比例，首先配制導(dǎo)電層材料.將聚乙烯二氧噻吩分散液與水 及水溶性樹脂強(qiáng)烈攪拌下混合均勻，然后將異丙醇、二甲基亞砜、成膜助劑混合均勻，將形 成的混合物在攪拌下慢慢加入上述水性功能性樹脂與聚乙烯二氧噻吩的混合物中，混合 均勻即可形成導(dǎo)電層材料.采用線棒將配好的導(dǎo)電層材料均勻涂敷在聚對苯二甲酸乙二 醇酯薄膜上，放入90°C的烘箱烘干3分鐘，即可形成導(dǎo)電層.再用線棒將10% Wt的油性 聚酯改性的聚氨酯樹脂涂敷在上述薄膜的導(dǎo)電層上，放入l〇〇°C烘箱烘干3分鐘即可形成 抗靜電耐磨耐刮涂層.所用聚乙烯二氧噻吩分散液為Clevios提供的BAYTRON P.水溶性 樹脂為自制，成膜助劑為市購，油性聚酯改性聚氨酯樹脂為自制.
[0036] [實(shí)施例2]
[0037] 導(dǎo)電涂層材料的配制方法與實(shí)施例1相同，耐磨耐刮涂層材料為10% Wt的油性 聚丙烯酸酯改性的聚氨酯樹脂，該樹脂為自制。
[0038] [實(shí)施例3]
[0039] 導(dǎo)電涂層材料的配制方法與實(shí)施例1相同，耐磨耐刮涂層材料為10% Wt的油性 改性不飽和聚酯樹脂，該樹脂為市購。
[0040] 表一
[0041]
【權(quán)利要求】
1. 抗靜電耐刮涂層，其特征在于，包括：襯底基材，涂抹于上述襯底基材上的導(dǎo)電涂 層，涂抹于上述導(dǎo)電涂層的耐刮涂層；上述導(dǎo)電涂層按重量百分比組成有：聚乙烯二氧噻 吩水分散液109Γ50%，水溶性的功能性樹脂19Γ10%，醇溶劑209Γ50%，有機(jī)助劑19Γ10%，水 109Γ50%，成膜助劑0. 019Γ2% ;上述耐刮涂層包括：油性聚酯樹脂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電耐刮涂層，其特征在于，上述聚乙烯二氧噻吩水分散 液的固含量的質(zhì)量百分比為〇. 1%~3%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電耐刮涂層，其特征在于，水溶性的功能性樹脂包括：油 溶性的聚酯改性的聚氨酯樹脂，油溶性的聚丙烯酸酯改性的聚氨酯樹脂，改性不飽和聚酯 樹脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電耐刮涂層，其特征在于，上述醇溶劑包括：乙醇、異丙 醇、丁醇。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電耐刮涂層，其特征在于，上述耐刮涂層還包括：油性固 化劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電耐刮涂層，其特征在于，上述有機(jī)助劑包括：N-甲基吡 咯烷酮，乙二醇單甲醚，二甲基亞砜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電耐刮涂層，其特征在于，上述導(dǎo)電涂層厚度〈lym，表 面電阻為104?6 Ω/m2。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電耐刮涂層，其特征在于，上述耐刮涂層的厚度為 1-15以111，上述抗靜電耐刮涂層表面的電阻為108?11〇/1112。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電耐刮涂層的涂層方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一：將上述水溶性的功能性樹脂與聚乙烯二氧噻吩水分散液、成膜助劑及水強(qiáng)烈 的攪拌混合； 步驟二：將上述醇溶劑和有機(jī)助劑攪拌混合形成的混合物在機(jī)械攪拌下慢慢加入步驟 一形成的混合物中； 步驟三：將步驟二形成的混合物涂布在上述襯底基材，在8(n〇0°C的溫度烘干3分鐘 即可得到導(dǎo)電層； 步驟四：上述油性聚酯樹脂或者上述油性聚酯樹脂與固化劑的混合物，涂布在導(dǎo)電層 上，在l〇〇°C條件下烘干3分鐘，得到抗靜電耐刮涂層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的抗靜電耐刮涂層的涂層方法，其特征在于，上述涂布方式包 括：棒涂、棍涂、嗔涂、旋轉(zhuǎn)涂敷。
【文檔編號】B32B27/08GK104194580SQ201410410271
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】喻四海, 施法寬, 王曉賓 申請人:昆山博益鑫成高分子材料有限公司