抗静电膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗静电膜及其制备方法。所述制备方法包括：于基底上涂覆低玻璃化温度的树脂，经干燥之后获得复合薄膜；于所述复合薄膜的树脂层表面施加纳米碳材料；以及，加热所述树脂层至所述树脂的粘流态温度，从而至少使部分纳米碳材料自动融入所述树脂层。本发明专利技术利用纳米碳材料的大比表面积特性，通过熔融态树脂的热收缩实现纳米碳材料自发融入树脂中，获得表面导电特性，且还可清除未嵌入树脂的纳米碳材料而获得结构稳定的抗静电表面。本发明专利技术工艺具有简便、适应面广等特点，能够快速制备大面积纳米碳抗静电薄，且所获产品具有表面导电稳定性好、耐摩擦、耐有机溶剂擦拭等优势，在各类抗静电包装、托盘等领域具有重要商业价值。

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..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术特别涉及一种基于纳米碳材料的抗静电膜及其制备方法，属于纳米材料

技术介绍
目前保护膜被广泛应用于LCD、触摸显示屏的保护，FPC制造工序中的模切加工及各IT相关部件的加工工序。这些电子产品的应用场合一般都有防静电的要求，因为静电的存在不仅是产品表面容易吸附灰尘，更加影响触摸屏的精准度，或导致电子产品加工过程中线路击穿，使产品失效。因此，有必要对保护膜做静电防护处理。现在市售的防静电膜一般是通过添加普通小分子抗静电剂或是填充碳黑体系制备。普通抗静电剂制备防静电材料受环境湿度影响大，防静电性能不稳定，有效期短；碳黑体系的防静电材料由于其材料本身的颜色使得到的产品透明度低，极大的限制了其应用。纳米碳材料，例如碳纳米管具有优异的电学、力学、柔韧性和拉伸性能，可以做成很薄的膜，通过适当的拉伸又进一步增加其透明度，碳纳米管的导电性可以实现持久防静电，受环境湿度影响小，透明度高，因此越来越受人们关注。碳纳米管与高分子片材通过不同的复合方法可制备具有增强、导电和电磁屏蔽等功能的优异材料，因此碳纳米管与高分子的复合材料前景十分诱人，但目前仍存在许多问题。现在制备碳纳米管高分子片材复合材料的主要技术手段是将增强相碳纳米管与基体直接混合得到复合材料，例如CN100488758C公开一种碳纳米管/高分子复合材料的制备方法，这种方法是将碳纳米管溶液分散在环氧树脂中，经固化得到复合材料，这种复合材料的加工性能差，碳纳米管含量低。又例如，CN104476869A公开一种碳纳米管防静电膜的制备方法，其选用自粘附的高分子片材或在片材上涂覆胶黏剂增加碳纳米管与片材间复合力，但这种方法难以实现碳纳米管在复合薄膜中的均匀分散，且会引入难以去除的胶黏剂等杂质。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的主要目的在于提供一种抗静电膜及其制备方法。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：在一些实施例中提供了一种抗静电膜的制备方法，其包括：于基底上涂覆低玻璃化温度的树脂，经干燥之后获得复合薄膜；于所述复合薄膜的树脂层表面施加纳米碳材料；以及，加热所述树脂层至所述树脂的粘流态温度，从而至少使部分纳米碳材料融入所述树脂层。在一些较为具体的实施例中，所述制备方法可以包括：(1)在基底表面涂覆低玻璃化温度的树脂，经烘干之后获得复合薄膜；(2)将纳米碳分散液涂覆于复合薄膜的树脂层表面，低温烘烤除去所述分散液内的溶剂；(3)将经步骤(2)处理的复合薄膜冷却至室温后，再快速升温至所述树脂的粘流态温度，使至少部分纳米碳材料自动融入所述树脂层。进一步的，所述抗静电膜的制备方法还可包括：清除分布在抗静电膜表面且未融入树脂层的纳米碳材料。优选的，其中采用的清除方法可以包括气吹或清洗，但不限于此。进一步的，所述基底可选自塑料基底，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、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二酯中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述低玻璃化温度树脂优选自玻璃化温度低于-20℃的树脂，例如热塑性聚氨酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、天然橡胶、聚丙烯酸乙酯、聚甲醛、聚己内酯中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。在一些实施例中，所述制备方法可以包括：将所述树脂溶于有机溶剂形成浓度为0.01～30wt％的树脂溶液，之后将所述树脂溶液涂覆在基底上，经烘干后形成复合薄膜。优选的，所述有机溶剂可以包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、正丁醇、二甲基亚砜中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。优选的，其中采用的涂覆方式包括喷涂、滚涂、旋涂、刮涂、浸涂中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。优选的，所述树脂层的厚度为500nm～50μm。进一步的，所述纳米碳材料包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯的任意一种及两种以上的组合。优选的，其中碳纳米管的管径为0.4～30nm，长度为0.1～50um，纯度≥95％。优选的，所述纳米碳分散液的浓度为0.001～10wt％。优选的，所述纳米碳分散液中的溶剂包括水、醇类、醚类、脂类、醇醚类的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。优选的，其中采用的涂覆方式包括喷涂、滚涂、旋涂、刮涂、丝网印刷中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。优选的，所述纳米碳分散液于所述树脂层表面的涂覆量为50mg～10g/m2。在一些较为优选的实施例中，步骤(2)中采用的低温烘烤温度为50～80℃，保温时间为10min～10h。在一些较为优选的实施例中，步骤(3)中所述树脂的粘流态温度为80～140℃，其中采用的升温速率为50～300℃/min，保温5s～5min。在一些实施例中还提供了由前述任一种方法制备的抗静电膜。优选的，所述抗静电膜的透光率在90％以上，尤其优选在95％以上。优选的，所述抗静电膜的电导率高于e1s/m，尤其优选高于e2s/m。与现有技术相比，本专利技术提供的抗静电膜制备方法通过将纳米碳材料分散液涂覆于树脂表面，利用纳米碳材料的大的比表面积的特性，能够方法简便，快速制备大面积纳米碳抗静电薄，并且该工艺适应面广、方法简便、易于大规模制备等优势。又及，本专利技术的制备方法在涂覆过程中未嵌入树脂中的纳米碳材料除去后可以循环利用，绿色环保，从而保证了抗静电膜的优异性能。附图说明图1是本专利技术一典型实施方案之中一种抗静电膜的制备工艺流程图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其通过将纳米碳分散于复合薄膜表层树脂表面,通过表层树脂的热收缩实现纳米碳材料自发地部分融入表层树脂中获得表面导电特性。在一些较为具体的实施案例中，所述碳抗静电膜的制备方法具体可以包括如下步骤：(1)在基底塑料A表面涂覆一层低玻璃化温度的树脂B，经烘干之后获得复合薄膜；(2)将纳米碳分散液涂覆于该复合薄膜的树脂B表面，低温烘烤将分散液溶剂挥发；(3)冷却至室温后，进一步快速升温至树脂B的粘流态温度范围，利用纳米碳材料大比表面积特性，通过树脂B的热收缩自动实现纳米碳材料部分融入树脂B；(4)该膜可进一步清除未嵌入树脂B的纳米碳材料，获得结构稳定的抗静电膜材料。其中，所述基底塑料A、低玻璃化温度树脂B等的选取范围及各工序的工艺条件可如前文所述，此处不再赘述。藉由本专利技术的制备工艺，可以最大程度保持碳纳米材料在抗静电膜表层的有效分布，从而可以兼获良好的透光率与导电率，并可显著提高抗静电膜的耐水、耐醇、耐磨性等，使之具有优异的综合性能，并且该工艺还具有适应面广、方法简便、易于大规模制备等优势。如下将结合若干实施例对本专利技术的技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。实施例1该实施例中提供的一种抗静电膜的制备方法具体包括以下步骤：(1)在聚苯乙烯表面涂覆一层玻璃化温度为-68℃的聚乙烯，经烘干之后获得聚苯乙烯/聚乙烯复合薄膜；(2)将质量浓度为10％的多壁碳纳米管分散液涂覆于该复合薄膜的聚乙烯表面，涂覆厚度为10微米，在70℃下烘烤将碳纳米管分散液的溶剂挥发，保温5小时；(3)冷却至室温后，进一步快速升温至聚乙烯的粘流态温度100℃，升温速率100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗静电膜的制备方法，其特征在于包括：于基底上涂覆低玻璃化温度的树脂，经干燥之后获得复合薄膜；于所述复合薄膜的树脂层表面施加纳米碳材料；以及，加热所述树脂层至所述树脂的粘流态温度，从而至少使部分纳米碳材料自动融入所述树脂层。

【技术特征摘要】
1.一种抗静电膜的制备方法，其特征在于包括：于基底上涂覆低玻璃化温度的树脂，经干燥之后获得复合薄膜；于所述复合薄膜的树脂层表面施加纳米碳材料；以及，加热所述树脂层至所述树脂的粘流态温度，从而至少使部分纳米碳材料自动融入所述树脂层。2.根据权利要求1所述抗静电膜的制备方法，其特征在于包括：(1)在基底表面涂覆低玻璃化温度的树脂，经烘干之后获得复合薄膜；(2)将纳米碳分散液涂覆于复合薄膜的树脂层表面，低温烘烤除去所述分散液内的溶剂；(3)将经步骤(2)处理的复合薄膜冷却至室温后，再快速升温至所述树脂的粘流态温度，使至少部分纳米碳材料自动融入所述树脂层。3.根据权利要求1或2所述抗静电膜的制备方法，其特征在于还包括：清除分布在抗静电膜表面且未融入树脂层的纳米碳材料；优选的，其中采用的清除方法包括气吹或清洗。4.根据权利要求1或2所述抗静电膜的制备方法，其特征在于：所述基底选自塑料基底，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、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二酯中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述低玻璃化温度树脂选自玻璃化温度低于-20℃的树脂，包括热塑性聚氨酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、天然橡胶、聚丙烯酸乙酯、聚甲醛、聚己内酯中的任意一种或两种以上的组合。5.根据权利要求1或2所述抗静电膜的制备方法，其特征在于包括：将所述树脂溶于有机溶剂形成浓度为0.01～30wt％的树脂溶液，之后将所述树脂溶液涂覆在基底上，经烘...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈名海，程志杰，金赫华，李清文，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32