抗靜電膜及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種抗靜電膜及其制備方法。所述制備方法包括：于基底上涂覆低玻璃化溫度的樹脂，經干燥之后獲得復合薄膜；于所述復合薄膜的樹脂層表面施加納米碳材料；以及，加熱所述樹脂層至所述樹脂的粘流態溫度，從而至少使部分納米碳材料自動融入所述樹脂層。本發明專利技術利用納米碳材料的大比表面積特性，通過熔融態樹脂的熱收縮實現納米碳材料自發融入樹脂中，獲得表面導電特性，且還可清除未嵌入樹脂的納米碳材料而獲得結構穩定的抗靜電表面。本發明專利技術工藝具有簡便、適應面廣等特點，能夠快速制備大面積納米碳抗靜電薄，且所獲產品具有表面導電穩定性好、耐摩擦、耐有機溶劑擦拭等優勢，在各類抗靜電包裝、托盤等領域具有重要商業價值。

Antistatic film and preparation method thereof

The invention discloses an antistatic film and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: coating on the substrate with low glass transition temperature of the resin, drying after obtaining composite film; composite film on the surface of the resin layer applied to nano carbon materials; and heating the viscous flow temperature of the resin layer to the resin, and at least part of the carbon nano material into the automatic the resin layer. The invention utilizes the characteristics of high surface area carbon nano materials, the thermal shrinkage molten resin to achieve carbon nano materials into spontaneous resin, obtain the conductive properties of carbon nano materials surface, and can also remove resin embedded and antistatic surface to obtain stable structure. The invention has the advantages of simple process, wide adaptation, fast preparation of large area carbon nano antistatic thin, and the obtained product has good stability, conductive surface friction resistance, solvent wipe and other advantages, has important commercial value in all kinds of anti-static packaging, pallets etc..

【技術實現步驟摘要】

本專利技術特別涉及一種基于納米碳材料的抗靜電膜及其制備方法，屬于納米材料

技術介紹
目前保護膜被廣泛應用于LCD、觸摸顯示屏的保護，FPC制造工序中的模切加工及各IT相關部件的加工工序。這些電子產品的應用場合一般都有防靜電的要求，因為靜電的存在不僅是產品表面容易吸附灰塵，更加影響觸摸屏的精準度，或導致電子產品加工過程中線路擊穿，使產品失效。因此，有必要對保護膜做靜電防護處理。現在市售的防靜電膜一般是通過添加普通小分子抗靜電劑或是填充碳黑體系制備。普通抗靜電劑制備防靜電材料受環境濕度影響大，防靜電性能不穩定，有效期短；碳黑體系的防靜電材料由于其材料本身的顏色使得到的產品透明度低，極大的限制了其應用。納米碳材料，例如碳納米管具有優異的電學、力學、柔韌性和拉伸性能，可以做成很薄的膜，通過適當的拉伸又進一步增加其透明度，碳納米管的導電性可以實現持久防靜電，受環境濕度影響小，透明度高，因此越來越受人們關注。碳納米管與高分子片材通過不同的復合方法可制備具有增強、導電和電磁屏蔽等功能的優異材料，因此碳納米管與高分子的復合材料前景十分誘人，但目前仍存在許多問題。現在制備碳納米管高分子片材復合材料的主要技術手段是將增強相碳納米管與基體直接混合得到復合材料，例如CN100488758C公開一種碳納米管/高分子復合材料的制備方法，這種方法是將碳納米管溶液分散在環氧樹脂中，經固化得到復合材料，這種復合材料的加工性能差，碳納米管含量低。又例如，CN104476869A公開一種碳納米管防靜電膜的制備方法，其選用自粘附的高分子片材或在片材上涂覆膠黏劑增加碳納米管與片材間復合力，但這種方法難以實現碳納米管在復合薄膜中的均勻分散，且會引入難以去除的膠黏劑等雜質。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的主要目的在于提供一種抗靜電膜及其制備方法。為實現前述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案包括：在一些實施例中提供了一種抗靜電膜的制備方法，其包括：于基底上涂覆低玻璃化溫度的樹脂，經干燥之后獲得復合薄膜；于所述復合薄膜的樹脂層表面施加納米碳材料；以及，加熱所述樹脂層至所述樹脂的粘流態溫度，從而至少使部分納米碳材料融入所述樹脂層。在一些較為具體的實施例中，所述制備方法可以包括：(1)在基底表面涂覆低玻璃化溫度的樹脂，經烘干之后獲得復合薄膜；(2)將納米碳分散液涂覆于復合薄膜的樹脂層表面，低溫烘烤除去所述分散液內的溶劑；(3)將經步驟(2)處理的復合薄膜冷卻至室溫后，再快速升溫至所述樹脂的粘流態溫度，使至少部分納米碳材料自動融入所述樹脂層。進一步的，所述抗靜電膜的制備方法還可包括：清除分布在抗靜電膜表面且未融入樹脂層的納米碳材料。優選的，其中采用的清除方法可以包括氣吹或清洗，但不限于此。進一步的，所述基底可選自塑料基底，例如，可采用的塑料包括聚苯乙烯、聚砜、聚酰胺、聚丁二烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二酯中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。進一步的，所述低玻璃化溫度樹脂優選自玻璃化溫度低于-20℃的樹脂，例如熱塑性聚氨酯彈性體、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、天然橡膠、聚丙烯酸乙酯、聚甲醛、聚己內酯中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。在一些實施例中，所述制備方法可以包括：將所述樹脂溶于有機溶劑形成濃度為0.01～30wt％的樹脂溶液，之后將所述樹脂溶液涂覆在基底上，經烘干后形成復合薄膜。優選的，所述有機溶劑可以包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氫呋喃、正丁醇、二甲基亞砜中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。優選的，其中采用的涂覆方式包括噴涂、滾涂、旋涂、刮涂、浸涂中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。優選的，所述樹脂層的厚度為500nm～50μm。進一步的，所述納米碳材料包括單壁碳納米管、多壁碳納米管、石墨烯的任意一種及兩種以上的組合。優選的，其中碳納米管的管徑為0.4～30nm，長度為0.1～50um，純度≥95％。優選的，所述納米碳分散液的濃度為0.001～10wt％。優選的，所述納米碳分散液中的溶劑包括水、醇類、醚類、脂類、醇醚類的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。優選的，其中采用的涂覆方式包括噴涂、滾涂、旋涂、刮涂、絲網印刷中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。優選的，所述納米碳分散液于所述樹脂層表面的涂覆量為50mg～10g/m2。在一些較為優選的實施例中，步驟(2)中采用的低溫烘烤溫度為50～80℃，保溫時間為10min～10h。在一些較為優選的實施例中，步驟(3)中所述樹脂的粘流態溫度為80～140℃，其中采用的升溫速率為50～300℃/min，保溫5s～5min。在一些實施例中還提供了由前述任一種方法制備的抗靜電膜。優選的，所述抗靜電膜的透光率在90％以上，尤其優選在95％以上。優選的，所述抗靜電膜的電導率高于e1s/m，尤其優選高于e2s/m。與現有技術相比，本專利技術提供的抗靜電膜制備方法通過將納米碳材料分散液涂覆于樹脂表面，利用納米碳材料的大的比表面積的特性，能夠方法簡便，快速制備大面積納米碳抗靜電薄，并且該工藝適應面廣、方法簡便、易于大規模制備等優勢。又及，本專利技術的制備方法在涂覆過程中未嵌入樹脂中的納米碳材料除去后可以循環利用，綠色環保，從而保證了抗靜電膜的優異性能。附圖說明圖1是本專利技術一典型實施方案之中一種抗靜電膜的制備工藝流程圖。具體實施方式鑒于現有技術中的不足，本案專利技術人經長期研究和大量實踐，得以提出本專利技術的技術方案，其通過將納米碳分散于復合薄膜表層樹脂表面,通過表層樹脂的熱收縮實現納米碳材料自發地部分融入表層樹脂中獲得表面導電特性。在一些較為具體的實施案例中，所述碳抗靜電膜的制備方法具體可以包括如下步驟：(1)在基底塑料A表面涂覆一層低玻璃化溫度的樹脂B，經烘干之后獲得復合薄膜；(2)將納米碳分散液涂覆于該復合薄膜的樹脂B表面，低溫烘烤將分散液溶劑揮發；(3)冷卻至室溫后，進一步快速升溫至樹脂B的粘流態溫度范圍，利用納米碳材料大比表面積特性，通過樹脂B的熱收縮自動實現納米碳材料部分融入樹脂B；(4)該膜可進一步清除未嵌入樹脂B的納米碳材料，獲得結構穩定的抗靜電膜材料。其中，所述基底塑料A、低玻璃化溫度樹脂B等的選取范圍及各工序的工藝條件可如前文所述，此處不再贅述。藉由本專利技術的制備工藝，可以最大程度保持碳納米材料在抗靜電膜表層的有效分布，從而可以兼獲良好的透光率與導電率，并可顯著提高抗靜電膜的耐水、耐醇、耐磨性等，使之具有優異的綜合性能，并且該工藝還具有適應面廣、方法簡便、易于大規模制備等優勢。如下將結合若干實施例對本專利技術的技術方案、其實施過程及原理等作進一步的解釋說明。實施例1該實施例中提供的一種抗靜電膜的制備方法具體包括以下步驟：(1)在聚苯乙烯表面涂覆一層玻璃化溫度為-68℃的聚乙烯，經烘干之后獲得聚苯乙烯/聚乙烯復合薄膜；(2)將質量濃度為10％的多壁碳納米管分散液涂覆于該復合薄膜的聚乙烯表面，涂覆厚度為10微米，在70℃下烘烤將碳納米管分散液的溶劑揮發，保溫5小時；(3)冷卻至室溫后，進一步快速升溫至聚乙烯的粘流態溫度100℃，升溫速率100本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抗靜電膜的制備方法，其特征在于包括：于基底上涂覆低玻璃化溫度的樹脂，經干燥之后獲得復合薄膜；于所述復合薄膜的樹脂層表面施加納米碳材料；以及，加熱所述樹脂層至所述樹脂的粘流態溫度，從而至少使部分納米碳材料自動融入所述樹脂層。

【技術特征摘要】
1.一種抗靜電膜的制備方法，其特征在于包括：于基底上涂覆低玻璃化溫度的樹脂，經干燥之后獲得復合薄膜；于所述復合薄膜的樹脂層表面施加納米碳材料；以及，加熱所述樹脂層至所述樹脂的粘流態溫度，從而至少使部分納米碳材料自動融入所述樹脂層。2.根據權利要求1所述抗靜電膜的制備方法，其特征在于包括：(1)在基底表面涂覆低玻璃化溫度的樹脂，經烘干之后獲得復合薄膜；(2)將納米碳分散液涂覆于復合薄膜的樹脂層表面，低溫烘烤除去所述分散液內的溶劑；(3)將經步驟(2)處理的復合薄膜冷卻至室溫后，再快速升溫至所述樹脂的粘流態溫度，使至少部分納米碳材料自動融入所述樹脂層。3.根據權利要求1或2所述抗靜電膜的制備方法，其特征在于還包括：清除分布在抗靜電膜表面且未融入樹脂層的納米碳材料；優選的，其中采用的清除方法包括氣吹或清洗。4.根據權利要求1或2所述抗靜電膜的制備方法，其特征在于：所述基底選自塑料基底，其中采用的塑料包括聚苯乙烯、聚砜、聚酰胺、聚丁二烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二酯中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述低玻璃化溫度樹脂選自玻璃化溫度低于-20℃的樹脂，包括熱塑性聚氨酯彈性體、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、天然橡膠、聚丙烯酸乙酯、聚甲醛、聚己內酯中的任意一種或兩種以上的組合。5.根據權利要求1或2所述抗靜電膜的制備方法，其特征在于包括：將所述樹脂溶于有機溶劑形成濃度為0.01～30wt％的樹脂溶液，之后將所述樹脂溶液涂覆在基底上，經烘...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳名海，程志杰，金赫華，李清文，
申請(專利權)人：中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所，
類型：發明
國別省市：江蘇;32