[發明專利]用于光學塑料表面增硬及抗靜電的溶膠的制備方法

在審

• 申請號: 201410690440.4
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104497643A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 吳春春;張玲潔;楊輝;闕永生;汪海風;華懷偶
• 申請（專利權）人: 浙江大學自貢創新中心
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/12;C09D5/24
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本發明涉及溶膠制備技術，特別是用于光學塑料表面增硬及抗靜電的溶膠的制備方法。

背景技術

靜電是在表面電阻很高的絕緣材料表面出現的電荷積累現象。塑料(聚碳酸酯PC、聚乙烯PE、聚丙烯PP)材料在生產、生活中廣泛使用，因此，由于塑料材料表面的電荷積累會造成很多諸如吸引灰塵、擊穿現象、電磁輻射等問題給生產和生活帶來很大不便和安全隱患。

抗靜電薄膜是指附著于器件表面通過其較高的導電性能將器件表面積累的靜電導出從而達到防靜電效果的一種功能薄膜。通常體積電阻率為10³Ω·cm的抗靜電薄膜可在幾秒鐘之內可將顯示器表面的靜電消除。同時，塑料材料表面硬度較低，很容易造成劃痕，尤其是光學塑料材料表面(如PC)影響板材的透明度。

通常，在基材表面涂覆抗靜電涂層可消除表面電荷積累現象。但是，純無機體系的氧化硅涂層由于與塑料基材附著力很差，涂層容易在熱處理過程中產生裂紋，影響涂層光學性能和抗靜電性能，而純有機抗靜電涂層不僅抗靜電性能需要較高厚度(通常幾十微米)實現外，同時涂層機械性能較差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種用于光學塑料表面增硬及抗靜電的溶膠的制備方法。

為解決技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種用于光學塑料表面增硬及抗靜電的溶膠的制備方法，包括如下步驟：

在200～300r/min的攪拌速率下，將10～20質量份正硅酸乙酯、5～10質量份甲基三甲氧基硅烷、40～67質量份無水乙醇和10～20質量份異丙醇混合均勻；加入質量濃度為10％的鹽酸調節體系氫離子濃度在10^-3～10^-4M，再加入3～5份質量去離子水，在20℃陳化10小時；然后加入5～10質量份的50％質量濃度的苯磺酸摻雜聚噻吩(PEDT)納米粒子溶膠，在20℃攪拌10小時，即得到用于光學塑料表面增硬及抗靜電的溶膠。

與現有技術相比，本發明具有以下特點：

本發明采用導電聚合物粒子苯磺酸摻雜聚噻吩(PEDT)納米粒子溶膠為導電材料，通過溶膠凝膠法將有機材料與無機材料復合制備獲得兼具增硬和抗靜電功能的溶膠。本發明通過有機基團和有機導電材料的引入，在純無機氧化硅涂層的基礎上實現有機無機復合，在1微米左右的厚度上，增加涂層硬度的同時又提高了涂層的柔韌性，實現了有機無機復合抗靜電涂層在塑料材質上的涂覆。

具體實施方式

以下通過實例進一步對本發明進行描述。

本發明中用于光學塑料表面增硬及抗靜電的溶膠的制備方法，在200～300r/min的攪拌速率下，將10～20質量份正硅酸乙酯、5～10質量份甲基三甲氧基硅烷、40～67質量份無水乙醇和10～20質量份異丙醇混合均勻；加入質量濃度為10％的鹽酸調節體系氫離子濃度在10^-3～10^-4M，再加入3～5份質量去離子水，在20℃陳化10小時；然后加入5～10質量份的50％質量濃度的苯磺酸摻雜聚噻吩納米粒子溶膠，在20℃攪拌10小時，即得到用于光學塑料表面增硬及抗靜電的溶膠。

各實施例中的試驗數據見下表(各組分的份數均為質量份數)：

本發明的各實施例中的試劑及來源：

正硅酸乙酯純度99.8％，杭州國藥集團試劑公司；甲基三甲氧基硅烷純度99.8％，杭州杰西卡化工有限公司；無水乙醇、異丙醇均為分析純，杭州國藥集團試劑公司；PEDT溶膠為50％質量濃度的水性溶膠；德國拜耳公司。

本發明所得溶膠的使用方法：

將溶膠通過噴涂、刷涂或輥涂方式涂覆在塑料基材表面，在80℃下熱處理30分鐘后即可在塑料基材表面得到涂覆增硬、抗靜電的涂層。

最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的具體實施例子。顯然，本發明不限于以上實施例子，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。