[發(fā)明專利]內(nèi)埋的粘土/納米二氧化硅靜電耗散涂層

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480021995.8
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN105683307A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·J·穆勒;D·J·施密特;景乃勇
• 申請（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號: C09D7/00
• 分類號: C09D7/00;C08K3/00;C09D5/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 陳長會

技術(shù)領(lǐng)域

本公開廣義地涉及包括粘土材料的二氧化硅納米粒子組合物， 并且更具體地涉及包括具有二氧化硅納米粒子的無定形二氧化硅基 質(zhì)和分散在無定形二氧化硅基質(zhì)中的粘土粒子的組合物，并且涉及 具有內(nèi)埋的抗靜電層且具有在內(nèi)埋的抗靜電層上的保護(hù)層的制品， 該內(nèi)埋的抗靜電層包括無定形二氧化硅基質(zhì)。

背景技術(shù)

靜電電荷的耗散在許多研究領(lǐng)域中是重要的，在這些研究領(lǐng)域 中，希望阻止導(dǎo)致對電子部件造成損壞的電涌/電火花，或揮發(fā)性易 燃蒸汽的意外點燃。示例包括電子設(shè)備(例如，等離子體顯示屏) 制造、電子部件封裝、研磨帶和聚合物膜幅材處理。

為解決這些問題，常常使用抗靜電劑。抗靜電劑是用于處理材 料或它們的表面以便減少或消除通常由摩擦帶電效應(yīng)引起的靜電積 聚的化合物。它的作用在于通過自身導(dǎo)電或通過從空氣吸收濕氣使 得表面或材料自身為輕微導(dǎo)電的，所以可使用一些濕潤劑。抗靜電 劑的分子通常同時具有親水性區(qū)域和疏水性區(qū)域，類似于表面活性 劑的那些；疏水性側(cè)與材料的表面相互作用，而親水性側(cè)與空氣濕 氣相互作用并結(jié)合水分子。

仍存在對另外的能夠減少靜電荷積聚和/或耗散的材料的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本公開描述可在制品上產(chǎn)生多層的抗靜電涂層的組合物和方 法，制品包括具有二氧化硅納米粒子的無定形基質(zhì)和分散在無定形 二氧化硅基質(zhì)中的粘土粒子的內(nèi)埋抗靜電層。

在一個方面，本公開包括一種在基底上形成多層抗靜電涂層的 方法，該方法包括：提供納米二氧化硅/粘土(“第一”)涂料組合物， 該涂料組合物包含水性介質(zhì)、分散在水性介質(zhì)中的二氧化硅納米粒 子和分散在水性介質(zhì)中的粘土粒子。二氧化硅納米粒子在最長尺寸 上具有最多至100nm的平均粒度，并且粘土粒子在最長尺寸上具有 從20nm至1000nm范圍內(nèi)的平均粒度。粘土粒子與二氧化硅納米粒 子的重量比在0.01至0.25的范圍內(nèi)。納米二氧化硅/粘土涂料組合物 具有小于或等于4的pH。

第一方面的方法還包括使納米二氧化硅/粘土涂料組合物與基底 的表面接觸，以及將納米二氧化硅/粘土涂料組合物至少部分地干燥 以便在基底的表面上形成抗靜電組合物的層。抗靜電組合物包括二 氧化硅納米粒子的無定形基質(zhì)，并且粘土粒子分散在無定形基質(zhì)中。

第一方面的方法還包括提供保護(hù)層，保護(hù)層包括設(shè)置在抗靜電 組合物的層上的有機(jī)聚合物的層，從而在基底上形成多層抗靜電涂 層。

在第一方面的方法的一些實施例中，提供保護(hù)層包括將第二涂 料組合物涂覆至抗靜電組合物的層上，以及將第二涂料組合物至少 部分地固化以形成有機(jī)聚合物的層，其中第二涂料組合物包含含氟 聚合物、有機(jī)硅、烴聚合物、它們的共聚物或它們的共混物。

在第一方面的方法的一些其它實施例中，提供保護(hù)層包括將保 護(hù)膜層合至抗靜電組合物的層上，其中保護(hù)膜包含有機(jī)聚合物，并 且其中有機(jī)聚合物包含含氟聚合物、有機(jī)硅、烴聚合物、它們的共 聚物或它們的共混物。

在第二方面，本公開包括一種制品，制品包括具有多層抗靜電 涂層的基底，該涂層具有在抗靜電組合物的層上的光學(xué)透明的保護(hù) 層。抗靜電組合物包括在最長尺寸上具有至多100nm的平均粒度的 二氧化硅納米粒子的無定形基質(zhì)，以及分散在二氧化硅納米粒子的 無定形基質(zhì)中的粘土粒子，粘土粒子在最長尺寸上具有在20nm至 1000nm范圍內(nèi)的平均粒度。光學(xué)透明的保護(hù)層包含含氟聚合物、有 機(jī)硅、烴聚合物、它們的聚合物或它們的共混物。

有利地，根據(jù)本公開的多層抗靜電涂層通常為透明的、耐用的 并且意料不到地表現(xiàn)出良好的抗靜電特性。

如本文所用：

術(shù)語“抗靜電制品”是指具有多層抗靜電涂層的制品，其中多層 抗靜電涂層的表面的至少一部分具有電荷耗散特性。

術(shù)語“二氧化硅納米粒子的分散體”是指其中單個二氧化硅納米 粒子分散的分散體，而不是指具有團(tuán)聚成鏈的燒結(jié)的初級二氧化硅 粒子的熱解法二氧化硅的分散體；

術(shù)語“基本上不含”是指包含少于1重量％，通常少于0.1重量％， 并且更通常少于0.01重量％；

術(shù)語“基本上不含非揮發(fā)性有機(jī)化合物”是指包含少于1重量％ 的在1個大氣壓(100kPa)下具有高于150℃的沸點的有機(jī)化合物；

術(shù)語“納米粒子”是指在最長尺寸上具有1至200納米的粒度的 粒子；