本發(fā)明涉及一種水性抗靜電劑涂覆液及其制備方法，尤其涉及一種利用導(dǎo)電高分子作為抗靜電有效成份的抗靜電劑涂覆液、其制備方法以及在抗靜電產(chǎn)品中的應(yīng)用，屬于高分子材料抗靜電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于高分子材料在加工與應(yīng)用中會產(chǎn)生靜電，對生產(chǎn)與應(yīng)用造成不便、損害、甚至危險，給生產(chǎn)和經(jīng)濟帶來嚴重損失。因此，高分子抗靜電的研究與應(yīng)用變得極為重要。在高分子材料應(yīng)用中，當(dāng)表面電阻率為1011～1012ω·cm時，就不受靜電影響?；衔锏捏w積電阻率和靜電半衰期也是常用的衡量靜電傾向的指標，對于同一種材料，體積電阻率比表面電阻率低2個數(shù)量級左右。通過使用抗靜電劑，可以降低材料的電阻率，增加靜電荷的泄漏，或減少表面摩擦，使之不產(chǎn)生過多的靜電荷，以達到抗靜電目的。

目前抗靜電劑主要分為兩大類：抗靜電劑和導(dǎo)電材料，前者包括小分子表面活性劑類和高分子永久抗靜電劑(本征耗散型聚合物)，后者包括本征導(dǎo)電高分子、碳類、金屬類、金屬氧化物和復(fù)合類。但是，由于表面活性劑與材料的粘附能力弱，其抗靜電效果短暫，容易水洗失效或擦落，且具有濕度依賴性，因此限制了其應(yīng)用范圍。為了提高抗靜電持久效果，業(yè)界已開發(fā)出高分子永久抗靜電劑(專利cn101747470a，cn104233793a，cn103204873a)，即高分子類的表面活性劑，如聚醚酯酰胺、聚乙二醇、聚丙二醇等，通過機械共混后，抗靜電劑分子由高分子材料內(nèi)部向表面遷移,并在表面形成均勻的抗靜電層。若表面的抗靜電劑因水洗或擦落掉,內(nèi)部抗靜電劑分子可遷移至表面,從而恢復(fù)其抗靜電性能,因此又被稱為永久性抗靜電劑，這種技術(shù)目前已被廣泛應(yīng)用。即便如此，此類抗靜電劑依然具有嚴重的濕度依賴性，當(dāng)環(huán)境濕度太低，抗靜電劑難以在材料表面形成水膜，便喪失抗靜電效果。而濕度高低的地域性分布明顯，且具有明顯的季節(jié)依賴性，例如在冬季氣候干燥時，表面活性劑類抗靜電劑便難以見效，給生產(chǎn)和生活帶來嚴重的安全 隱患。與此同時，表面活性劑類抗靜電劑通常只能用于材料表面抗靜電，無本體抗靜電性，無法應(yīng)用于靜電防護鞋、服裝、和包裝類等產(chǎn)品。

為了解決以上抗靜電劑遇到的耐持久、濕度依賴性、以及本體抗靜電問題，國內(nèi)外逐步開發(fā)了導(dǎo)電材料抗靜電劑(cn1670118，cn103073705a，cn103524791a)，即導(dǎo)電性粉末或纖維，如炭黑、金屬粉末、碳纖維、碳納米管、石墨烯等，從而獲得耐久性抗靜電材料。然而，對于金屬粉末和炭黑等抗靜電劑，由于其與聚合物相容性差，為了達到有效的抗靜電效果，必須添加大量的抗靜電劑使高分子材料內(nèi)部形成連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。但是目前尚未有任何關(guān)于導(dǎo)電高分子抗靜電劑及涂覆液的報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液、其制備方法及應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液，其包含：

作為有效成分的水性自摻雜的導(dǎo)電高分子，所述水性自摻雜的導(dǎo)電高分子為聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撐二氧噻吩；以及，

基礎(chǔ)組分，包含膠粘劑、增塑劑、鋪展劑、交聯(lián)劑、水中的任一種或多種的組合。

作為優(yōu)選實施方案之一，所述自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液包含按照質(zhì)量百分比計算的如下組分：水性自摻雜的導(dǎo)電高分子1％～10％、膠粘劑0.5％～30％、增塑劑0.1％～10％、鋪展劑0.1％～5％、交聯(lián)劑0.2％～15％、水40％～80％。

本發(fā)明實施例還提供了前述自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液的制備方法，其包括：將聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撐二氧噻吩、膠粘劑、增塑劑、鋪展劑、交聯(lián)劑和水混合，均勻混合后得抗靜電劑涂覆液。

本發(fā)明實施例還提供了由前述自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液形成的涂層，其透光率為90％～99.9％，表面電阻為10⁵～10¹⁰ω/□，靜電耗散時間小于2秒。

本發(fā)明實施例還提供了前述的自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液或前述的涂層于制備抗靜電產(chǎn)品中的應(yīng)用。

本發(fā)明實施例還提供了一種抗靜電產(chǎn)品，其包括由前述自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂 覆液形成的抗靜電結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點包括：

1.本發(fā)明的一種自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液，其中包含聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撐二氧噻吩，為水溶性，具有自摻雜功能，通過在3,4-乙撐二氧噻吩(edot)上引入烷基鏈磺酸基團，再聚合成水溶性自摻雜導(dǎo)電高分子聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撐二氧噻吩(pedot-s)，一方面磺酸基的引入不僅能夠提高聚噻吩的水溶性，而且能起到自摻雜作用；另一方面，避免pss及其它表面活性劑/摻雜劑的使用，降低固含量的同時提高電導(dǎo)性；再一方面抗靜電劑pedot-s能夠溶解在水中，避免有毒有機溶劑的使用，從而制備清潔的抗靜電劑涂覆液。此外，采用edot-s與其他種類單體的共聚，不僅能夠調(diào)節(jié)其電學(xué)性能，而且能夠提高抗靜電劑的穩(wěn)定性和持久性，為本征型導(dǎo)電高分子，無濕度依賴性，無需添加其他成分，固含量低，在各種場合都能發(fā)揮抗靜電的優(yōu)異性能；

2.本發(fā)明的自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液的制備方法，工藝步驟簡單，成本低廉，易于大規(guī)模制造生產(chǎn)；

3.本發(fā)明的所制備的涂層及其抗靜電產(chǎn)品，其色澤變化小，透明度降低率在0.1％～10％，表面電阻在10⁵～10¹⁰ω/□之間，靜電耗散時間小于2秒，且耐摩擦、水洗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所用的核心抗靜電有效成份聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撐二氧噻吩(pedot-s)的分子結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明優(yōu)選實施例公開的制備抗靜電劑涂覆液的流程示意圖。

具體實施方式

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本案發(fā)明人經(jīng)長期研究和大量實踐，得以提出本發(fā)明的技術(shù)方案，其主要是以水性自摻雜的導(dǎo)電高分子為有效成分，制備了水性抗靜電劑涂覆液，從而實現(xiàn)免pss及其它表面活性劑/摻雜劑的使用，降低固含量的同時提高電導(dǎo)性，避免有毒有機溶劑的使用，從而制備清潔的抗靜電劑涂覆液。此外，具有自摻雜功能的抗靜電活性材料，不僅具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和持久性，而且無濕度依賴性，在各種場合都能發(fā)揮抗靜電的優(yōu)異性能。

如下將對該技術(shù)方案、其實施過程及原理等作進一步的解釋說明。

本發(fā)明實施例的一個方面提供了一種自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液，其包含：

作為有效成分的水性自摻雜的導(dǎo)電高分子，所述水性自摻雜的導(dǎo)電高分子為聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撐二氧噻吩；

以及，基礎(chǔ)組分，包含膠粘劑、增塑劑、鋪展劑、交聯(lián)劑、水中的任一種或多種的組合。

作為優(yōu)選實施方案之一，所述自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液包含按照質(zhì)量百分比計算的如下組分：水性自摻雜的導(dǎo)電高分子1％～10％、膠粘劑0.5％～30％、增塑劑0.1％～10％、鋪展劑0.1％～5％、交聯(lián)劑0.2％～15％、水40％～80％。

其中，所述膠粘劑包括聚氨酯類、聚丙烯酸類、聚丙烯酸酯類、聚酰亞胺類、聚環(huán)氧樹脂類、聚對苯乙烯磺酸、聚乙烯醇、水溶性殼聚糖、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、聚氯乙烯樹脂、硅膠類中的任意一種或兩種以上的組合物，但不限于此。

其中，所述增塑劑包括鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二丁芐酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、對苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、己二酸二異癸酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二丁酸酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二異辛酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯-辛酯、磷酸甲苯二苯酯、環(huán)氧大豆油、環(huán)氧脂肪酸丁酯、環(huán)氧脂肪酸辛酯、環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯、聚癸二酸丙二醇酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三(正辛正癸)酯、氯化石蠟、氯化石油酯、雙季戊四醇酯、59酸乙二醇酯中的任意一種或兩種以上的組合物，但不限于此。

其中，所述鋪展劑包括異丙醇、丁醇、有機硅類、丙烯酸、高級酸類中的任意一種或兩種以上的組合物，但不限于此。

其中，所述交聯(lián)劑包括過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰、二叔丁基過氧化物、二亞乙基三胺、2,5-二甲基-2,5二叔丁基過氧化己烷、2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-異丙基咪唑、四氣鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、三亞乙基四胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺中的任意一種或兩種以上的組合物，但不限于此。

其中，所述水包括去離子水、蒸餾水或鹽酸洗溶液中的任意一種或兩種以上的組合物，但不限于此。

本發(fā)明實施例的另一個方面提供了前述自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液的制備方法，其包括：將聚-2’-丁磺酸基甲醚-3,4-乙撐二氧噻吩、膠粘劑、增塑劑、鋪展劑、交聯(lián)劑和水混合，均勻混合后得抗靜電劑涂覆液。

所述混合的方式可以是機械攪拌、超聲混合、磁力攪拌中的一種或者幾種聯(lián)合使用。

本發(fā)明實施例還提供了由前述自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液形成的涂層，其透光率為90％-99.9％，表面電阻為10⁵～10¹⁰ω/□，靜電耗散時間小于2秒。

本發(fā)明實施例還提供了前述的自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液或前述的涂層于制備抗靜電產(chǎn)品中的應(yīng)用。

其中，所述應(yīng)用的方法包括將所述抗靜電劑涂覆液至少以涂抹、旋涂、噴涂或打印方式應(yīng)用于產(chǎn)品中。

本發(fā)明實施例還提供了一種抗靜電產(chǎn)品，其包括由前述自摻雜導(dǎo)電高分子抗靜電劑涂覆液形成的抗靜電結(jié)構(gòu)。

以下結(jié)合若干實施例及附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的解釋說明。

實施例1

(1)抗靜電劑涂覆液的制備：將10份pedot-s、5份水性聚酰亞胺、10份鄰苯二甲酸二異辛酯、10份二甲胺基丙胺、5份硅油，80份去離子水混合，攪拌均勻后，得淡藍色抗靜電劑涂覆液。

(2)抗靜電劑涂覆液的使用：取0.1份抗靜電劑涂覆液，采用涂抹器將其均勻涂覆于面積為1m²的pet膜上，再于80度干燥10分鐘，得抗靜電產(chǎn)品。

(3)抗靜電效果表征：對涂覆后的pet薄膜進行表征，測得在濕度為30～90，溫度為5～45攝氏度下表面電阻值為2.1×10⁹歐姆，靜電耗散時間1.5秒。經(jīng)過水洗后，表面電阻值為5.7×10⁹歐姆。

實施例2

(1)抗靜電劑涂覆液的制備：將15份pedot-s、5份水性聚丙烯酸酯、8份磷酸三甲苯酯、5份異丙醇、90份去離子水混合，攪拌均勻后，得淡藍色抗靜電劑涂覆液。

(2)抗靜電劑涂覆液的使用：取0.1份抗靜電劑涂覆液，采用涂抹器將其均勻涂覆于面積為1m²的pet膜上，再于80度干燥8分鐘，得抗靜電產(chǎn)品。

(3)抗靜電效果表征：對涂覆后的pet薄膜進行表征，測得在濕度為30～90，溫度 為5～45攝氏度下表面電阻值為6.1×10⁶歐姆，靜電耗散時間1.6秒。經(jīng)過水洗后，表面電阻值為7.7×10⁶歐姆。

實施例3

(1)抗靜電劑涂覆液的制備：將1份pedot-s、10份水性環(huán)氧樹脂、5份雙季戊四醇酯、1份有機硅烷、80份去離子水混合，攪拌均勻后，得淡藍色抗靜電劑涂覆液。

(2)抗靜電劑涂覆液的使用：取0.5份抗靜電劑涂覆液，采用涂抹器將其均勻涂覆于面積為0.5m²的pet膜上，再于80度干燥5分鐘，得抗靜電產(chǎn)品。

(3)抗靜電效果表征：對涂覆后的pet薄膜進行表征，測得在濕度為30～90，溫度為5～45攝氏度下表面電阻值為1.1×10⁷歐姆，靜電耗散時間1秒。經(jīng)過水洗后，表面電阻值為3.7×10⁷歐姆。

實施例4

(1)抗靜電劑涂覆液的制備：將5份pedot-s、12份水溶性殼聚糖、5份雙季戊四醇酯、1份丙烯酸、5份二甲胺基丙胺、80份去離子水混合，攪拌均勻后，得淡藍色抗靜電劑涂覆液。

(2)抗靜電劑涂覆液的使用：取1份抗靜電劑涂覆液，采用涂抹器將其均勻涂覆于面積為0.5m²的pet膜上，再于80度干燥5分鐘，得抗靜電產(chǎn)品。

(3)抗靜電效果表征：對涂覆后的pet薄膜進行表征，測得在濕度為30～90，溫度為5～45攝氏度下表面電阻值為2.1×10⁸歐姆，靜電耗散時間1秒。經(jīng)過水洗后，表面電阻值為1.7×10⁸歐姆。

實施例5

(1)抗靜電劑涂覆液的制備：將5份pedot-s、12份水溶性殼聚糖、5份雙季戊四醇酯、1份丙烯酸、5份二甲胺基丙胺、80份去離子水混合，攪拌均勻后，得淡藍色抗靜電劑涂覆液。

(2)抗靜電劑涂覆液的使用：取1份抗靜電劑涂覆液，采用涂抹器將其均勻涂覆于面積為0.5m²的pet膜上，再于80度干燥5分鐘，得抗靜電產(chǎn)品。

(3)抗靜電效果表征：對涂覆后的pet薄膜進行表征，測得在濕度為30～90，溫度為5～45攝氏度下表面電阻值為2.1×10⁸歐姆，靜電耗散時間1秒。經(jīng)過水洗后，表面電阻值為1.7×10⁸歐姆。

實施例6

(1)抗靜電劑涂覆液的制備：將2份pedot-s、8份聚乙烯醇、5份雙季戊四醇酯、2份硼酸、80份去離子水混合，攪拌均勻后，得淡藍色抗靜電劑涂覆液。

(2)抗靜電劑涂覆液的使用：取1份抗靜電劑涂覆液，采用涂抹器將其均勻涂覆于面積為0.5m²的pet膜上，再于70度干燥10分鐘，得抗靜電產(chǎn)品。

(3)抗靜電效果表征：對涂覆后的pet薄膜進行表征，測得在濕度為30～90，溫度為5～45攝氏度下表面電阻值為4.1×10⁸歐姆，靜電耗散時間1秒。經(jīng)過水洗后，表面電阻值為6.7×10⁸歐姆。

藉由本發(fā)明的上述技術(shù)方案，實現(xiàn)了pet等高分子薄膜材料的抗靜電能力。綜上可知，通過本案發(fā)明的抗靜電劑涂覆液的使用，獲得的pet抗靜電薄膜色澤變化小，透明度降低率在0.1％～10％，表面電阻在10⁵～10¹⁰ω/□之間，靜電耗散時間小于2秒，且耐摩擦、水洗等。

以上所述的僅是本發(fā)明的一些實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出其它變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。