專利名稱：具有靜電耗散性能的透明多層片材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透明多層片材，更尤其涉及抗靜電性能，以及透明性優(yōu)異的透明多層 片材。
背景技術(shù)：
靜電荷產(chǎn)生并積累在大多數(shù)塑料表面上。因?yàn)樗芰喜牧暇哂械蛯?dǎo)電率，所以它們 具有強(qiáng)的在其上積累靜電荷的傾向，這引起與塑料的加工和應(yīng)用有關(guān)的各種問(wèn)題。例如，當(dāng) 膜由具有低導(dǎo)電率的塑料材料制成時(shí)，靜電荷不但導(dǎo)致所得膜之間的強(qiáng)粘附并因此使得難 以進(jìn)行接下來(lái)的加工，而且由于灰塵等附著于其上而降低膜的適銷性。具體來(lái)說(shuō)，因?yàn)殡姎?/電子工業(yè)中使用的許多部件可能甚至被非常少量的靜電荷損害，所以這些部件的存儲(chǔ)、運(yùn) 輸和裝配過(guò)程中最重要的事情是調(diào)節(jié)靜電荷的產(chǎn)生和耗散。已經(jīng)開發(fā)了各種靜電耗散材料來(lái)抑制靜電荷的產(chǎn)生和累積。例如，早就使用通過(guò) 將呈低分子量陽(yáng)離子或陰離子形式的抗靜電劑添加到各種聚合物材料中來(lái)獲得靜電耗散 性能的方法。然而，低分子量抗靜電劑具有的問(wèn)題是它由于低耐熱性而在聚合物樹脂加工 的高溫條件下受損害，并因此靜電耗散性能退化。此外，當(dāng)?shù)头肿恿靠轨o電劑與聚合物樹脂 具有差的相容性時(shí)，存在的問(wèn)題是因?yàn)榈头肿恿靠轨o電劑洗脫到表面上所以靜電耗散性能 隨著時(shí)間退化。作為抑制靜電荷的產(chǎn)生和累積的另一種方法，開發(fā)了這樣一種方法，其中 將本征導(dǎo)電性聚合物(ICP)與粘結(jié)劑材料一起溶解在溶劑中，然后用所得溶液涂覆塑性表 面。然而，這種方法具有的問(wèn)題在于，不但因?yàn)橥吭谒苄员砻嫔系腎CP容易地從該表面脫掉 而使導(dǎo)電率容易地?fù)p失，而且ICP具有大約數(shù)十微米的非常薄的厚度，并因此涂層表面在 熱成型期間破裂等而產(chǎn)生靜電荷積累在其中的熱點(diǎn)。作為抑制靜電荷的產(chǎn)生和累積的又一 種方法，存在將有機(jī)或無(wú)機(jī)填料，例如金屬或炭黑與聚合物樹脂混合制備聚合物復(fù)合樹脂 組合物的方法，但是這種方法也具有問(wèn)題，因?yàn)楸仨毷褂眠^(guò)量的填料(超過(guò)10重量％，基于 聚合物樹脂的總重量)來(lái)獲得足夠的靜電耗散性能，這導(dǎo)致聚合物復(fù)合樹脂組合物的機(jī)械 性能，例如沖擊強(qiáng)度的退化。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)含炭黑的聚合物復(fù)合樹脂組合物用于包裝容器和 類似物時(shí)，炭黑被洗脫而污染該包裝容器中的產(chǎn)品的表面。為了解決上述問(wèn)題，還開發(fā)了將本征耗散性聚合物(IDP)與另一種樹脂共混的方 法，但是這種方法具有缺陷，因?yàn)樵搹?fù)合樹脂的透明性由于IDP和另一種樹脂間的折射率 差異而退化，并因此該方法難以應(yīng)用于要求透明性的用途。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題因此，本發(fā)明的目的是提供抗靜電性能，以及透明性優(yōu)異的透明多層片材。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供透明多層片材，其中幾乎沒(méi)有抗靜電劑洗脫的擔(dān)憂，
4因?yàn)闆](méi)有使用低分子量抗靜電劑，并且其中幾乎沒(méi)有導(dǎo)電聚合物層和不導(dǎo)電聚合物層間的 脫離，因?yàn)樗鼈冮g的相容性優(yōu)異。技術(shù)解決方案為了達(dá)到這些目的，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，提供了具有靜電耗散性能的透明多層 片材，所述片材包括表面層和背層，所述表面層包含含氧化乙烯的導(dǎo)電性熱塑性聚氨酯或 聚脲樹脂，所述背層附著到所述表面層并包含透明不導(dǎo)電聚合物樹脂。優(yōu)選地，所述聚氨酯或聚脲樹脂包含以下物質(zhì)的聚合產(chǎn)物(a)含氧化乙烯并與 異氰酸酯基反應(yīng)的聚醚系聚合物；(b)芳族或脂族二異氰酸酯化合物；和(c)含伯羥基或胺 基的C2-C10擴(kuò)鏈劑，并且所述透明不導(dǎo)電聚合物樹脂選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、二醇改 性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、二醇改性的聚環(huán)己烷對(duì)苯二甲酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳 酸酯、透明的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和它們的混合物。此外，優(yōu)選所述表面層具有 0. 05-3mm的厚度，所述背層具有0. 05_10mm的厚度。優(yōu)選地，所述透明多層片材呈表面層分 別附著于其每一面上的背層形式。有利效果根據(jù)本發(fā)明的透明多層片材不但具有優(yōu)異的透明性，而且具有持久且突出的靜電 耗散性能。此外，本發(fā)明的透明多層片材具有導(dǎo)電聚合物層和不導(dǎo)電聚合物層間的良好的 相容性，這導(dǎo)致它們之間降低的脫離。發(fā)明的模式現(xiàn)將詳細(xì)地參考本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的具有靜電耗散性能的透明多層片材包括表面層和背層，該表面層包 含含氧化乙烯的熱塑性聚氨酯或聚脲樹脂，是透明的，并且具有靜電耗散性能；該背層與該 表面層附著，并包含不具有靜電耗散性能的透明聚合物樹脂。構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的透明多層片材的表面層的聚氨酯或聚脲是具有半永久靜電耗 散性能的樹脂，即本征耗散性聚合物(IDP)樹脂，并包含以下物質(zhì)的聚合產(chǎn)物(a)含氧化 乙烯并與異氰酸酯基反應(yīng)的聚醚系聚合物；(b)芳族或脂族二異氰酸酯化合物；和(c)含伯 羥基或胺基的C2-C10擴(kuò)鏈劑。上面(a)中所提及的聚醚系聚合物具有含氧化乙烯基的主 鏈，和含能夠與二異氰酸酯反應(yīng)的醇(-0H)或胺(-NH2)的兩個(gè)端基?？梢允褂贸示畚镄?式的線性聚合物(其主鏈僅包含氧化乙烯)、呈共聚物形式的線性聚合物(其主鏈包含氧化 乙烯單體及其它種類的單體)或它們的混合物作為所述聚醚系聚合物?？膳c氧化乙烯共聚 合的其它種類的單體包括氧化1，2-丙烯、氧化1，3-丙烯、表氯醇、氧化1，2_ 丁烯、氧化1， 3- 丁烯、氧化苯乙烯、烯丙基縮水甘油基、正丁基縮水甘油醚、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯 酸縮水甘油酯、2-乙基己基縮水甘油醚、它們的混合物和類似物。所述聚醚系聚合物具有 大約500-10，000,優(yōu)選大約600-4，000,更優(yōu)選大約1，000-2, 000的數(shù)均分子量(Mn)。當(dāng) 所述聚醚系聚合物具有小于500的數(shù)均分子量時(shí)，聚合的樹脂的靜電耗散性能退化。相反， 當(dāng)聚醚系聚合物具有超過(guò)10，000的數(shù)均分子量時(shí)，聚氨酯聚合中可能存在困難。此外，當(dāng) 氧化乙烯單體及其它種類的單體形成共聚物時(shí)，希望氧化乙烯單體按10摩爾％或更多，例 如，10-80摩爾％，優(yōu)選30摩爾％或更多，更優(yōu)選50摩爾％或更多存在，基于全部單體。如 果氧化乙烯單體的含量太少，則存在對(duì)聚合物樹脂導(dǎo)電率退化的擔(dān)憂。相反，如果氧化乙烯 單體的含量太大，則存在這樣的擔(dān)憂，即可能不能足夠地獲得其它種類單體的添加對(duì)物理性能的作用。因?yàn)榫勖严稻酆衔锏难趸蚁O性基團(tuán)可以形成親水性聚合物，所以所述聚 醚系聚合物具有半永久性且優(yōu)異的電導(dǎo)率。上面(b)中所提及的芳族或脂族二異氰酸酯化合物的具體實(shí)例包括芳族異氰酸 酯，例如1，6_六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、4，4-二環(huán)己甲烷二異氰酸酯(H12MDI)、3-異氰酸 酯基甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)、1，4_環(huán)己基二異氰酸酯(CHDI)和2，2， 4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯(TMDI)；和脂族異氰酸酯，例如1，4_亞苯基二異氰酸酯、2， 4-甲苯二異氰酸酯、2，6-甲苯二異氰酸酯和它們的混合物；2，2’ -亞甲基二苯基二異氰酸 酯、2，4’ -亞甲基二苯基二異氰酸酯、4，4’ -亞甲基二苯基二異氰酸酯和它們的混合物；和 萘二異氰酸酯，它們都可以單獨(dú)地或與其它結(jié)合地使用。優(yōu)選使用4，4’ -亞甲基二苯基二 異氰酸酯或1，6_六亞甲基二異氰酸酯(HDI)作為二異氰酸酯化合物。上面(c)中所提及的擴(kuò)鏈劑，即使聚合物樹脂的主鏈延長(zhǎng)的材料，是含2-10個(gè) 碳原子的并在其兩個(gè)端基含伯羥基或胺基的化合物。所述擴(kuò)鏈劑的實(shí)例包括二醇，例如 乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1，3-丙二醇、1，4_ 丁二醇、1，5-戊二醇、1，10-癸二 醇、2，2_ 二甲基-1，3-丙二醇、1，4_環(huán)己烷二甲醇、氫醌雙(2-羥乙基)醚、1，6-己二醇和 新戊二醇；和二胺，例如1，2_亞丙基二胺、1，3_亞丙基二胺、異佛爾酮二胺、亞乙基二胺、 N-甲基亞丙基-1，3-二胺和N，N' -二亞甲基二胺，它們都可以單獨(dú)地或與其它結(jié)合地 使用。優(yōu)選使用1，4_ 丁二醇作為擴(kuò)鏈劑。擴(kuò)鏈劑按0. lmOl-30mOl，優(yōu)選0. Imol-lOmol， 更優(yōu)選0. lmol-5mol的量使用，基于Imol聚醚系聚合物。此外，二異氰酸酯化合物按 0. 90mol-l. IOmol 優(yōu)選 0. 92mol_l. 05mol，更優(yōu)選 0. 90mol_l. 02mol 的量存在，基于 1. Omol 的擴(kuò)鏈劑和聚醚系聚合物的總量(即，擴(kuò)鏈劑+聚醚系聚合物)。至于這一點(diǎn)，如果擴(kuò)鏈劑 和二異氰酸酯的含量不在上述范圍內(nèi)，則存在這樣的擔(dān)憂，即所制備的聚合物的性能退化， 或聚合物的聚合不適合地達(dá)到?？梢酝ㄟ^(guò)典型的聚氨酯或聚脲聚合方法制備本征耗散性聚合物(IDP)樹脂。例 如，它可以通過(guò)一次完成的聚合方法制備，其中使含氧化乙烯的聚醚系聚合物、二異氰酸酯 化合物和擴(kuò)鏈劑彼此同時(shí)地反應(yīng)，或可以如下制備將所述聚醚系聚合物與擴(kuò)鏈劑共混，然 后使該混合物與二異氰酸酯化合物反應(yīng)。如果有必要的話，可以如下制備IDP樹脂，即聚氨 酯或聚脲使聚醚系聚合物與二異氰酸酯反應(yīng)以獲得預(yù)聚物，然后使所獲得的預(yù)聚物與擴(kuò) 鏈劑反應(yīng)。此外，為了提高聚合物樹脂的靜電耗散性能(導(dǎo)電性)，IDP樹脂還可以按0. 1-20 重量份的量包括呈無(wú)機(jī)或有機(jī)鹽形式的靜電耗散性能增強(qiáng)劑，基于100重量份聚醚系聚合 物、二異氰酸酯化合物和擴(kuò)鏈劑的總量。可以通過(guò)在聚合物樹脂的聚合期間添加或與聚合 的聚合物樹脂物理混合而將靜電耗散性能增強(qiáng)劑分散在聚合物樹脂的主鏈中。至于這一 點(diǎn)，如果基于100重量份聚醚系聚合物、二異氰酸酯化合物和擴(kuò)鏈劑的總使用量按小于0. 1 重量份的量使用呈無(wú)機(jī)或有機(jī)鹽形式的靜電耗散性能增強(qiáng)劑，則增強(qiáng)靜電耗散性能或?qū)щ?性的效果不顯著。相反，如果按超過(guò)20重量份的量使用靜電耗散性能增強(qiáng)劑，則不但增強(qiáng) 靜電耗散性能或?qū)щ娦缘男Ч矫娴奶岣卟伙@著，而且產(chǎn)物成本提高并且當(dāng)過(guò)量使用靜電 耗散性能增強(qiáng)劑時(shí)，該樹脂的機(jī)械性能可能降低。呈無(wú)機(jī)鹽形式的靜電耗散性能增強(qiáng)劑的實(shí)例包括高氯酸鋰(LiClO4)、六氟磷酸 鋰(LiPF6)、六氟砷酸鋰(LiASF6)、碘化鋰(LiI)、溴化鋰(LiBr)、硫氰酸鋰(LiSCN)、硝酸
6鋰(LiN03)、硫化鋰(Li2S)、三(三氟甲基磺?；?甲基化鋰(LiC(SO2CF3) 3)、三氟甲烷磺 酸鋰鹽(LiSO3CF3)、(雙)三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiN(SO2CF3)2)、(雙)全氟乙烷磺酰胺鋰 (LiN(SO2C2F5)2)、5_鋰磺基間苯二甲酸、3，5-二碘-2-羥基苯甲酸鋰鹽、3，5-二碘水楊酸鋰 鹽、β-羥基丙酮酸鋰鹽水合物、氨基甲?；姿岫圎}、對(duì)甲苯亞磺酸鋰鹽、聚(乙烯-共 聚_甲基丙烯酸)鋰鹽、無(wú)水甲苯-4-亞磺酸鋰鹽等等，它們都可以單獨(dú)地或與其它結(jié)合 地使用。優(yōu)選使用(雙)三氟甲烷磺酰胺鋰(LiN(SO2CF3)2)或(雙)全氟乙烷磺酰胺鋰 (LiN(SO2C2F5)2)。包含含氮陽(yáng)離子和與其配位的陰離子的離子鹽可以用作呈有機(jī)鹽形式的靜電耗 散性能增強(qiáng)劑。含氮陽(yáng)離子的實(shí)例包括吡啶鐺、噠嗪鐺、嘧啶鐺、吡嗪鐺、咪唑鐺、吡唑鐺、噻 唑鐺、噁唑鐺、三唑鐺等，它們都可以單獨(dú)地或與其它結(jié)合地使用。優(yōu)選使用咪唑鐺。與所 述含氮陽(yáng)離子弱配位的陰離子的實(shí)例包括無(wú)機(jī)陰離子，例如Cr、Br—、F—、HSOp Η2Ρ04_、Ν03_、 C104_、BF4_、PF6_、SbF6_、ASF6_、烷烴磺酸根、芳基磺酸根和烷芳基磺酸根；和氟代有機(jī)陰離子， 全氟烷烴磺酸根、氰基全氟烷烴磺?；０?、雙(氰基)氟代烷烴磺?；谆?、雙(全 氟烷烴磺?；?酰亞胺、雙(全氟烷烴磺?；?甲基化物和三(全氟烷烴磺?；?甲基化 物，它們都可以單獨(dú)地或與其它結(jié)合地使用。優(yōu)選使用氟代有機(jī)陰離子。使用各種類型的 混合器，例如螺桿擠出機(jī)的物理混合，或在樹脂聚合期間的添加可以用作將呈無(wú)機(jī)或有機(jī) 鹽形式的靜電耗散性能增強(qiáng)劑分散在聚合物樹脂中的方法。構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的透明多層片材的背層的聚合物樹脂是透明的，但是沒(méi)有靜電耗 散性能(即是不導(dǎo)電的)。這種透明不導(dǎo)電聚合物樹脂的實(shí)例包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯(PET)、二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、二醇改性的聚環(huán)己烷對(duì)苯二甲酸酯 (PCTG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、透明的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(透明 的ABS)等，它們都可以單獨(dú)地或與其它結(jié)合地使用。根據(jù)本發(fā)明的透明多層片材可以通過(guò)各種典型的方法制造，并且可以示例性地通 過(guò)使用主擠出機(jī)和共擠出機(jī)的共擠出制造。根據(jù)本發(fā)明的透明多層片材可以呈各種形式， 例如，表面層和背層彼此附著的形式，表面層分別附著于背層每一面上的形式(即，表面 層-背層(中層)_表面層結(jié)構(gòu))等。根據(jù)本發(fā)明的透明多層片材的總厚度可以根據(jù)其用 途改變，但是通常為0. 5-10mm，優(yōu)選l_8mm。表面層的厚度為0. 05_3mm，優(yōu)選0. l_2mm，更優(yōu) 選0. 2-lmm。此外，背層或中層的厚度為0. 05_10mm，優(yōu)選0. l_8mm，更優(yōu)選l_6mm。至于這 一點(diǎn)，當(dāng)表面和背層的厚度不在上述范圍內(nèi)時(shí)，存在這樣的擔(dān)憂不可能同時(shí)改進(jìn)片材的透 明性和抗靜電性能，或片材的物理性能退化。根據(jù)本發(fā)明的透明多層片材可以用作要求透 明性并對(duì)靜電敏感的電氣/電子部件的包裝材料和用作半導(dǎo)體工廠的清潔室的面板。下文中，將經(jīng)由本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案和對(duì)比實(shí)施例詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而， 以下實(shí)施例僅是說(shuō)明性的，并且本發(fā)明的范圍不應(yīng)該理解為限于此。對(duì)比實(shí)施例1 聚氨酯的聚合將62. 9重量％具有1000的數(shù)均分子量的聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA) ,31. 5重 量％4，4_亞甲基雙(苯基異氰酸酯)(MDI)和5.6重量％ 1，4-丁二醇裝入連續(xù)反應(yīng)擠出機(jī) (Werner & Pfleiderer ZSK 58雙軸擠出機(jī))，該擠出機(jī)具有等于總螺桿長(zhǎng)度的30%的捏合 段，然后在190-220°C下使熱塑性聚氨酯樹脂聚合。在聚合期間使螺桿在300rpm下旋轉(zhuǎn)，并 使用150ppm 二月桂酸二丁錫作為催化劑。通過(guò)使用造粒機(jī)將在該連續(xù)反應(yīng)擠出機(jī)中聚合
7的聚氨酯樹脂成型成粒料，并通過(guò)使用除濕干燥器(Conair SC60，進(jìn)口空氣露點(diǎn)=-50°C ) 在70°C下干燥所成型的粒料干燥5小時(shí)。在通過(guò)使用注射模塑機(jī)將這樣成型的粒料模塑成 四邊形試樣(150mmX150mmX2mm)后，讓試樣在23士 1°C的溫度和50士 15%的相對(duì)濕度的 條件下保持24小時(shí)，然后通過(guò)電阻率測(cè)定儀根據(jù)ASTM D-257標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行表面電阻率測(cè)量，結(jié) 果示于下面表1中。對(duì)比實(shí)施例2 聚氨酯的聚合用和對(duì)比實(shí)施例1中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行表面電阻率測(cè)量，不 同之處在于使用60. 9重量％具有1000的數(shù)均分子量的聚丁二醇(PTMG) ,32. 8重量％ 4， 4-亞甲基雙(苯基異氰酸酯)(MDI)和6.3重量％ 1，4_ 丁二醇。測(cè)量結(jié)果示于下表1中。制備實(shí)施例1 聚氨酯的聚合用和對(duì)比實(shí)施例1中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行表面電阻率測(cè)量，不 同之處在于使用64. 3重量％具有1500的數(shù)均分子量的聚乙二醇(PEG)、29.4重量％ 4， 4-亞甲基雙(苯基異氰酸酯)(MDI)和6.3重量％ 1，4_ 丁二醇。測(cè)量結(jié)果示于下表1中。制備實(shí)施例2 聚氨酯的聚合用和對(duì)比實(shí)施例1中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行表面電阻率測(cè)量，不 同之處在于使用64. 0重量％具有1500的數(shù)均分子量的聚乙二醇(PEG)、25. 9重量％六亞 甲基二異氰酸酯(HDI)和10. 1重量％ 1，4_ 丁二醇。測(cè)量結(jié)果示于下表1中。制備實(shí)施例3 聚氨酯的聚合用和對(duì)比實(shí)施例1中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行表面電阻率測(cè)量，不 同之處在于使用(A) 64. 3重量％具有1500的數(shù)均分子量的聚乙二醇(PEG)、(B) 29. 4重 量％ 4，4-亞甲基雙(苯基異氰酸酯)(MDI)和(C)6. 3重量％ 1，4-丁二醇，并按2. 5重量 份的量添加(雙)全氟乙烷磺酰亞胺鋰(LiN(SO2C2F5)2),基于100份上述化合物(A+B+C)的 總量。測(cè)量結(jié)果示于下表1中。制備實(shí)施例4:聚氨酯的聚合用和對(duì)比實(shí)施例1中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行表面電阻率測(cè)量，不 同之處在于使用(A) 64.0重量％具有1500的數(shù)均分子量的聚乙二醇(PEG)、(B) 25. 9重 量％六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和(C)IO. 1重量％ 1，4_ 丁二醇，并按1.0重量份的量添加 (雙)全氟乙烷磺酰亞胺鋰(LiN(SO2C2F5)2),基于100份上述化合物(A+B+C)的總量。測(cè)量 結(jié)果示于下表1中。制備實(shí)施例5 聚氨酯的聚合用和對(duì)比實(shí)施例1中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行表面電阻率測(cè)量，不 同之處在于(A) 78. 2重量％具有1500的數(shù)均分子量的聚乙二醇(PEG)，(B) 18. 3重量％六 亞甲基二異氰酸酯(HDI)和(C)IO. 1重量％乙二醇，并按2.0重量份的量添加含咪唑鐺基 陽(yáng)離子和(雙)全氟乙烷磺酰亞胺(N(SO2C2F5)2)基陰離子的有機(jī)鹽，基于100份上述化合 物(A+B+C)的總量。測(cè)量結(jié)果示于下表1中。表 1
8 從表1可以看出，在制備實(shí)施例1-5中使用聚乙二醇制備的熱塑性聚氨酯樹脂顯 示比使用聚己二酸丁二醇酯二醇(對(duì)比實(shí)施例1)或聚丁二醇(對(duì)比實(shí)施例2)制備的熱塑 性聚氨酯樹脂低的表面電阻率，并因此抗靜電性能是優(yōu)異的。具體來(lái)說(shuō)，可以證實(shí)，當(dāng)其中 含有鋰鹽，例如(雙)全氟乙烷磺酰亞胺鋰，或咪唑鐺基有機(jī)鹽時(shí)，聚氨酯的電性能得到出 奇高地改進(jìn)。對(duì)比實(shí)施例3 具有三層結(jié)構(gòu)的片材的制造使用具有共擠出機(jī)的片材擠出機(jī)制造具有三層結(jié)構(gòu)的透明片材，其中對(duì)比實(shí)施例 1中的熱塑性聚氨酯樹脂構(gòu)成該片材每一面上的表面層且二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇
9酯(PETG)樹脂構(gòu)成中層。該透明三層片材的總厚度為大約3mm，構(gòu)成每個(gè)表面層的聚氨酯 樹脂的厚度為大約0. 3mm，構(gòu)成中層的二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹脂的厚度為大 約2. 4mm。使用這樣制造的片材制備四邊形試樣(50mmX50mmX3mm)，然后通過(guò)霧度計(jì)根據(jù) ASTM D-1003標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行透光率測(cè)量。此外，在制備另一個(gè)四邊形試樣(150mmX150mmX3mm) 后，在23士 1°C的溫度和50士 15%的相對(duì)濕度的條件下保持試樣24小時(shí)，然后通過(guò)電阻率 測(cè)定儀根據(jù)ASTM D-257標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行表面電阻率測(cè)量。上述測(cè)量結(jié)果示于下表2中。對(duì)比實(shí)施例4 具有三層結(jié)構(gòu)的片材的制造用和對(duì)比實(shí)施例3中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行透光率測(cè)量，不同之 處在于對(duì)比實(shí)施例2中的熱塑性聚氨酯樹脂構(gòu)成表面層，且二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯樹脂構(gòu)成中層。測(cè)量結(jié)果示于下表2中。實(shí)施例1 具有三層結(jié)構(gòu)的片材的制造用和對(duì)比實(shí)施例3中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行透光率測(cè)量，不同之 處在于制備實(shí)施例1中的熱塑性聚氨酯樹脂構(gòu)成表面層，且二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯樹脂構(gòu)成中層。測(cè)量結(jié)果示于下表2中。實(shí)施例2 具有三層結(jié)構(gòu)的片材的制造用和對(duì)比實(shí)施例3中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行透光率測(cè)量，不同之 處在于制備實(shí)施例2中的熱塑性聚氨酯樹脂構(gòu)成表面層，且二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯樹脂構(gòu)成中層。測(cè)量結(jié)果示于下表2中。實(shí)施例3 具有三層結(jié)構(gòu)的片材的制造用和對(duì)比實(shí)施例3中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行透光率測(cè)量，不同之 處在于制備實(shí)施例3中的熱塑性聚氨酯樹脂構(gòu)成表面層，且二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯樹脂構(gòu)成中層。測(cè)量結(jié)果示于下表2中。實(shí)施例4 具有三層結(jié)構(gòu)的片材的制造用和對(duì)比實(shí)施例3中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行透光率測(cè)量，不同之 處在于制備實(shí)施例4中的熱塑性聚氨酯樹脂構(gòu)成表面層，且二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯樹脂構(gòu)成中層。測(cè)量結(jié)果示于下表2中。實(shí)施例5 具有三層結(jié)構(gòu)的片材的制造用和對(duì)比實(shí)施例3中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行透光率測(cè)量，不同之 處在于制備實(shí)施例5中的熱塑性聚氨酯樹脂構(gòu)成表面層，且二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯樹脂構(gòu)成中層。測(cè)量結(jié)果示于下表2中。實(shí)施例6 具有三層結(jié)構(gòu)的片材的制造用和對(duì)比實(shí)施例3中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行透光率測(cè)量，不同之 處在于制備實(shí)施例3中的熱塑性聚氨酯樹脂構(gòu)成表面層，且二醇改性的聚環(huán)己烷對(duì)苯二甲 酸酯(PCTG)樹脂構(gòu)成中層。測(cè)量結(jié)果示于下表2中。實(shí)施例7 具有三層結(jié)構(gòu)的片材的制造用和對(duì)比實(shí)施例3中的描述相同的方式制備試樣，然后進(jìn)行透光率測(cè)量，不同之 處在于制備實(shí)施例3中的熱塑性聚氨酯樹脂構(gòu)成表面層，且聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂 構(gòu)成中層。測(cè)量結(jié)果示于下表2中。表2 如表2所示，具有由氨基甲酸酯制成的表面層和由透明聚合物樹脂制成的中層的 多層(三層)片材的透明性優(yōu)異。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)使用聚乙二醇制備的熱塑性聚氨酯樹脂用 作表面層(在實(shí)施例1-7的情況下)時(shí)，片材具有低表面電阻率，并因此具有優(yōu)勝的靜電耗 散性能。此外，當(dāng)片材含有鋰鹽，例如(雙)全氟乙烷磺酰亞胺鋰，或咪唑鐺基有機(jī)鹽時(shí)，其 電性能得到出奇高地改進(jìn)。雖然出于說(shuō)明性目的描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 理解在不脫離由所附的權(quán)利要求書所公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提下還可以作出各 種修改、增補(bǔ)和置換。
1權(quán)利要求
具有靜電耗散性能的透明多層片材，所述片材包括表面層，其包含含有氧化乙烯的導(dǎo)電性熱塑性聚氨酯或聚脲樹脂；和與所述表面層附著并包含透明不導(dǎo)電聚合物樹脂的背層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的透明多層片材，其中所述聚氨酯或聚脲樹脂包含以下物質(zhì)的聚合 產(chǎn)物(a)含氧化乙烯并與異氰酸酯基反應(yīng)的聚醚系聚合物；(b)芳族或脂族二異氰酸酯化 合物；和(c)含伯羥基或胺基的C2-C10擴(kuò)鏈劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的透明多層片材，其中所述聚醚系聚合物具有500-10，000的數(shù) 均分子量(Mn)，并包括含氧化乙烯基的主鏈，和含能夠與二異氰酸酯反應(yīng)的醇(-0H)或胺 (-NH2)的兩個(gè)端基。
4.權(quán)利要求3的透明多層片材，其中所述主鏈包含氧化乙烯單體和其它種類單體的共 聚物，所述其它種類單體選自氧化1，2_丙烯、氧化1，3_丙烯、表氯醇、氧化1，2_ 丁烯、氧 化1，3_ 丁烯、氧化苯乙烯、烯丙基縮水甘油基、正丁基縮水甘油醚、丙烯酸縮水甘油酯、甲 基丙烯酸縮水甘油酯、2-乙基己基縮水甘油醚和它們的混合物，并且所述氧化乙烯單體按 10-80摩爾％的量被包含，基于全部單體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的透明多層片材，其中所述二異氰酸酯化合物選自1，6_六亞甲基二 異氰酸酯(HDI)、4，4_二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、3-異氰酸酯基甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基 異氰酸酯、1，4_環(huán)己基二異氰酸酯、2，2，4_三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1，4_亞苯基二異 氰酸酯、2，4_甲苯二異氰酸酯、2，6_甲苯二異氰酸酯、2，2’ -亞甲基二苯基二異氰酸酯、2， 4’ _亞甲基二苯基二異氰酸酯、4，4’ -亞甲基二苯基二異氰酸酯、萘二異氰酸酯和它們的混 合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的透明多層片材，其中所述擴(kuò)鏈劑選自乙二醇、二乙二醇、丙二醇、 二丙二醇、1，3-丙二醇、1，4_ 丁二醇、1，5-戊二醇、1，10-癸二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二 醇、1，4_環(huán)己烷二甲醇、氫醌雙(2-羥乙基)醚、1，6_己二醇和新戊二醇、1，2_亞丙基二胺、 1,3-亞丙基二胺、異佛爾酮二胺、亞乙基二胺、N-甲基亞丙基-1，3- 二胺、N，N’ - 二亞甲基 二胺和它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的透明多層片材，其中所述二異氰酸酯化合物按0.90mol-l. IOmol 的量使用，基于1. Omol的擴(kuò)鏈劑和聚醚系聚合物的總量。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的透明多層片材，其中所述擴(kuò)鏈劑按0.lmol-30mol的量使用，基于 Imol聚醚系聚合物。
9.權(quán)利要求2所要求的透明多層片材，還按0.1-20重量份的量包含呈無(wú)機(jī)或有機(jī)鹽形 式的靜電耗散性能增強(qiáng)劑，基于100重量份聚醚系聚合物、二異氰酸酯化合物和擴(kuò)鏈劑的 總使用量。
10.權(quán)利要求9所要求的透明多層片材，其中所述呈無(wú)機(jī)鹽形式的靜電耗散性能增強(qiáng) 劑選自高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、六氟砷酸鋰、碘化鋰、溴化鋰、硫氰酸鋰、硝酸鋰、硫化鋰、三 (三氟甲基磺?；?甲基化鋰、三氟甲烷磺酸鋰鹽、(雙)三氟甲烷磺酰亞胺鋰、(雙)全氟 乙烷磺酰胺鋰、5-鋰磺基間苯二甲酸、3，5-二碘-2-羥基苯甲酸鋰鹽、3，5-二碘水楊酸鋰 鹽、β -羥基丙酮酸鋰鹽水合物、氨基甲?；姿岫圎}、對(duì)甲苯亞磺酸鋰鹽、聚(乙烯-共 聚_甲基丙烯酸)鋰鹽、無(wú)水甲苯-4-亞磺酸鋰鹽和它們的混合物。
11.權(quán)利要求9所要求的透明多層片材，其中所述呈有機(jī)鹽形式的靜電耗散性能增強(qiáng)劑包含含氮陽(yáng)離子和與其配位的陰離子，所述含氮陽(yáng)離子選自吡啶鐺、噠嗪鐺、嘧啶鐺、吡 嗪鐺、咪唑鐺、卩比唑鐺、噻唑鐺、噁唑鐺、三唑鐺和它們的混合物，所述陰離子選自Cl—、Br_、 F_、HS04_、H2P04_、N03_、C104_、BF4_、PF6_、SbF6_、AsF6_、烷烴磺酸根、芳基磺酸根和烷芳基磺酸 根，全氟烷烴磺酸根、氰基全氟烷烴磺?；０?、雙(氰基)氟代烷烴磺?；谆?、雙 (全氟烷烴磺?；?酰亞胺、雙(全氟烷烴磺?；?甲基化物、三(全氟烷烴磺?；?甲基 化物和它們的混合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的透明多層片材，其中所述透明不導(dǎo)電聚合物樹脂選自聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯、二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、二醇改性的聚環(huán)己烷對(duì)苯二甲酸酯、聚 甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、透明的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(透明的ABS)和它們的混合 物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的透明多層片材，其中所述表面層具有0.05-3mm的厚度，所述背層 具有0. 05-10mm的厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的透明多層片材，它具有所述表面層分別附著在所述背層的每一 面上的形式。
全文摘要
公開了抗靜電性能，以及透明性優(yōu)異的透明多層片材。所述透明多層片材包括表面層和背層，所述表面層包含氧化乙烯的導(dǎo)電性熱塑性聚氨酯或聚脲樹脂，所述背層與所述表面層附著到并包含透明不導(dǎo)電聚合物樹脂。優(yōu)選地，所述聚氨酯或聚脲樹脂是以下物質(zhì)的聚合產(chǎn)物(a)含氧化乙烯并與異氰酸酯基反應(yīng)的聚醚系聚合物；(b)芳族或脂族二異氰酸酯化合物；和(c)含伯羥基或胺基的C2-C10擴(kuò)鏈劑，并且所述透明不導(dǎo)電聚合物樹脂選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、二醇改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、二醇改性的聚環(huán)己烷對(duì)苯二甲酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、透明的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和它們的混合物。
文檔編號(hào)C08K3/00GK101918212SQ200880122764
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者D·S·金, H·Y·李, N·J·金, T·W·李, Y·W·金 申請(qǐng)人:路博潤(rùn)高級(jí)材料公司