一种紫外光固化抗静电剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种紫外光固化抗静电剂及其制备方法，首先利用偶联剂改性单壁碳纳米管，然后将改性单壁碳纳米管和UV预聚体A和分散剂加入高速搅拌机中充分混合，再用超细研磨机制得单壁碳纳米管浓缩浆料，再将单壁碳纳米管浓缩浆料与UV预聚体B、活性稀释剂、流平剂、光引发剂和溶剂搅拌制得紫外固化抗静电剂。采用本方法制得的紫外光固化抗静电克服了单壁碳纳米管在光固化涂料中容易团聚的问题，制成的光固化抗静电剂固化效率高，不仅适合在汞灯条件下固化，而且在LED灯条件下仍然可以实现有氧固化，方便使用，且扩大了应用范围。并且涂了本抗静电剂的塑胶或薄膜，其表面抗静电效果可以长久保持，并且可以耐高温高湿，对实际应用具有重要意义。用具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光固化抗静电剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子复合材料领域，尤其涉及一种紫外光固化抗静电剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]高分子薄膜或塑胶制品由于具有较高的表面电阻率，在模切加工或使用过程中容易积累静电，产生静电吸尘、降低制造良率、甚至引发火灾爆炸。通常做法是在薄膜或塑胶表面涂覆抗静电剂，通过抗静电剂中的导电成分，使静电及时导走、不至于累积，可避免静电带来的不良影响。
[0003]常用的抗静电剂按导电成分区别有季胺盐类、聚噻吩类、碳纳米管类，一般为水性或者油性溶剂的热固化体系。比如专利CN107964341 A和专利CN 113528009A就公开了基于单壁碳纳米管的油性或水性热固化抗静电剂。由于热固化体系材料的交联程度并不高，对基材的附着力不足、对碳纳米管的包裹性也不充分，抗静电涂层非常容易从薄膜或塑胶制品表面脱落，因此逐渐会被紫外光固化体系的抗静电剂所取代。
[0004]紫外光固化涂料一般都含有UV预聚体、活性稀释剂、光引发剂，可以在紫外光照射条件下发生交联固化，常用的紫外光源包括汞灯和LED灯。专利CN 104277674B公开了一种含多壁碳纳米管的光固化抗静电涂料，专利CN 112679677B公开了一种含多壁碳纳米管的抗静电光敏树脂，专利CN 113337200B公开了一种含单壁碳纳米管的光固化防静电涂层。这些技术基本上都采用了改性或研磨的方式提高碳纳米管在光固化涂料体系中的相容性。
[0005]上述技术都是利用碳纳米管的导电性制成的抗静电涂料，并且都提出了解决碳纳米管与高分子树脂体系相容性，防止碳纳米管团聚的办法。但是缺点是操作流程依然相对复杂，比如专利CN 104277674 B和专利CN 112679677 B都需要对碳纳米管进行酸洗处理，专利CN 113337200 B不仅需要对碳纳米管进行粗磨和细磨，还要对涂层进行湿热气体处理。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种紫外光固化抗静电剂及其制备方法，技术方案如下：
[0007]一种紫外光固化抗静电剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1：按重量组分计，在密闭容器中将10
‑
20份的单壁碳纳米管加入到50
‑
60份乙醇中，超声振动分散，时间20
‑
30min，再转移至搅拌釜中，开启搅拌机，速度设置为120
‑
200rpm。碳纳米管可以提供一维的导电通路，利于静电的传导释放，且相对于多壁碳纳米管，单壁碳纳米管的导电率高、尺寸更小，更适合制备抗静电剂。
[0009]S2：按重量组分计，将3
‑
5份偶联剂与15
‑
37份乙醇预混后滴加到所述搅拌釜中，5
‑
10min滴加完毕，再将所述搅拌釜继续搅拌30
‑
60min。偶联剂对单壁碳纳米管进行改性处理，偶联剂包裹在单壁碳纳米管的表面，提高相容性，偶联剂水解后还可增加与树脂的结合力。制备过程中，将壁碳纳米管首先在乙酸中超声分散，使壁碳纳米管打散，形成单独的个
体，不团聚在一起；然后再加入偶联剂包覆，使这种单独个体形态固定下来。
[0010]S3：所述搅拌釜停止搅拌，将所述搅拌釜加热至60
‑
90℃，烘干2
‑
3h，使所述搅拌釜中的乙醇溶剂挥发并回收重复使用，所述搅拌釜剩下的混合物凝固成疏松的块状物体；
[0011]S4：将所述疏松的块状物体磨碎成粉末状，用1000目筛网过滤，制得改性单壁碳纳米管；
[0012]S5：按重量组分计，将10份改性单壁碳纳米管、40
‑
70份UV预聚体A和0.3
‑
0.5份分散剂加入高速搅拌机中充分混合，搅拌速度为500～1000rpm，搅拌时间20～30min；这些型号UV树脂的粘度很低、柔韧性强，有利于与粉体共同研磨制备浆料，利于单壁碳纳米管在树脂中的均匀分散。
[0013]S6：将S6搅拌后所得的混合物转移到超细砂磨机中，以800～1200rpm的转速研磨15～25min，得到单壁碳纳米管浓缩浆料；
[0014]S7：按重量组分计，将所述单壁碳纳米管浓缩浆料加入到反应釜中，避光条件下，搅拌速度300～500rpm，然后向所述反应釜中依次加入30～60份UV预聚体B、20～40份活性稀释剂、0.3～0.5份流平剂、3～6份光引发剂、50～200份溶剂，搅拌30～50min；制得紫外固化抗静电剂。
[0015]优选的，步骤S1中所述单壁碳纳米管的管长为0.5～2μm，管直径为1～2nm，比表面积≥450m2/g。
[0016]优选的，步骤S2中，所述偶联剂为所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，其中硅烷偶联剂为KH
‑
550、KH
‑
560和KH
‑
570中的一种；钛酸酯偶联剂为钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯中的一种。
[0017]优选的，步骤S5中所述UV预聚体A为单官能度或双官能度聚氨酯丙烯酸酯树脂，且粘度<250cps；所述分散剂为BYK
‑
105、Tego
‑
710、德谦912、Efka
‑
4800中的一种。这些型号的分散剂适用于UV体系内粉体的分散。这些UV树脂的粘度很低、柔韧性强，有利于与粉体共同研磨制备浆料，利于单壁碳纳米管在树脂中的均匀分散。
[0018]优选的，步骤S7中所述UV预聚体B为六官能度聚氨酯丙烯酸酯树脂，且粘度为500～2000cps。这些UV树脂的柔韧性、耐磨性、反应性、耐水煮性都比较强，且粘度较低，有利于最终的抗静电剂在塑胶基材表面耐磨、耐高温高湿性能。
[0019]优选的，步骤S7中所述活性稀释剂为丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或几种。这些活性稀释剂在透光率、反应效率、收缩率等方面性能比较均衡，适用于光固化聚合；
[0020]优选的，步骤S7中所述流平剂为BYK
‑
333、Tego
‑
100、德谦810、Efka
‑
3883中的一种。这些分散剂适用于UV体系内粉体的分散；
[0021]优选的，步骤S7中所述光引发剂为ITX、BDK、369、907中的一种与TPO按3:1复配制得。复配的光引发剂引发效率高，有利于UV树脂和活性稀释剂能够在较宽的波长范围(270～420nm)、较低光照能量条件(200～400mj/cm2)下，能够快速交联反应，并且在LED灯条件下也能够有效固化；
[0022]优选的，步骤S7中所述溶剂为异丙醇、正丙醇、正丁醇中的一种或几种。溶剂采用这几种醇类、对UV树脂的溶解性强、挥发快，利于烘干。
[0023]由上述的制备方法制得的紫外光固化抗静电剂。
[0024]本专利技术的有益效果在于：1、首先对单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外光固化抗静电剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：按重量组分计，在密闭容器中将10
‑
20份的单壁碳纳米管加入到50
‑
60份乙醇中，超声振动分散，时间20
‑
30min，再转移至搅拌釜中，开启搅拌机，速度设置为120
‑
200rpm；S2：按重量组分计，将3
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5份偶联剂与15
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37份乙醇预混后滴加到所述搅拌釜中，5
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10min滴加完毕，再将所述搅拌釜继续搅拌30
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60min；S3：所述搅拌釜停止搅拌，将所述搅拌釜加热至60
‑
90℃，烘干2
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3h，使所述搅拌釜中的乙醇溶剂挥发并回收重复使用，所述搅拌釜剩下的混合物凝固成疏松的块状物体；S4：将所述疏松的块状物体磨碎成粉末状，用1000目筛网过滤，制得改性单壁碳纳米管；S5：按重量组分计，将10份改性单壁碳纳米管、40
‑
70份UV预聚体A和0.3
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0.5份分散剂加入高速搅拌机中充分混合，搅拌速度为500～1000rpm，搅拌时间20～30min；S6：将S6搅拌后所得的混合物转移到超细砂磨机中，以800～1200rpm的转速研磨15～25min，得到单壁碳纳米管浓缩浆料；S7：按重量组分计，将所述单壁碳纳米管浓缩浆料加入到反应釜中，避光条件下，搅拌速度300～500rpm，然后向所述反应釜中依次加入30～60份UV预聚体B、20～40份活性稀释剂、0.3～0.5份流平剂、3～6份光引发剂、50～200份溶剂，搅拌30～50min；制得紫外固化抗静电剂。2.根据权利要求1所述的一种紫外光固化抗静电剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述单壁碳纳米管的管长为0.5～2μm，管直径为1～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹峰，薛萌，王亚飞，
申请(专利权)人：苏州纳普乐思纳米材料有限公司，
类型：发明
国别省市：