一種塑料復(fù)合薄膜用防滑耐候抗靜電涂層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及塑料薄膜技術(shù)領(lǐng)域的涂層應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種塑料復(fù)合薄膜用 防滑耐候抗靜電涂層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 防滑涂料作為一種功能型材料，主要部分有成膜樹脂、助劑、顏填料、溶劑W及防 滑粒料，其中防滑粒料主要是為了增加涂膜表面的摩擦系數(shù)，樹脂則是為了固定防滑粒料， 并能在基材表面形成保護(hù)層。目前防滑涂料使用最多的樹脂主要包括改性環(huán)氧樹脂、醇酸 樹脂、酪醒樹脂、聚氨醋樹脂和氯化樹脂等，但丙締酸類樹脂研究的卻很少。丙締酸醋乳液 具備優(yōu)良的耐熱性、耐候性、耐腐蝕性且附著力高等優(yōu)點(diǎn)，作為基材不僅性能可W滿足要 求，而且丙締酸醋乳液聚合W水為溶劑，對環(huán)境無污染，綠色環(huán)保。但是由于丙締酸醋類涂 料自身的一些結(jié)構(gòu)缺陷，在使用時(shí)會出現(xiàn)一些問題，如低溫變脆、高溫變粘、耐溶劑性差、與 塑料薄膜粘合性差等問題。目前防滑涂料絕大部分使用的都是有機(jī)溶劑，揮發(fā)到空氣中對 環(huán)境造成污染，運(yùn)些氣體不僅處理起來費(fèi)用很高，而且效果也不見得理想。當(dāng)前，塑料復(fù)合 薄膜的防滑目前主要有兩種方法，一種是生產(chǎn)防滑塑料，運(yùn)種方法需要?？诘纳a(chǎn)設(shè)備，工 藝性要求也很高，生產(chǎn)起來操作麻煩而且成本很高；另一種是使用防滑涂層，即在塑料薄膜 表面涂覆一層防滑涂層來增加摩擦系數(shù)，從而防止了碼煤時(shí)塑料包裝袋的滑落，操作簡單 方便，但關(guān)于塑料薄膜防滑涂層目前研究的較少。與此同時(shí)，塑料復(fù)合薄膜常常產(chǎn)生靜電， 靜電對生產(chǎn)的危害甚大，易產(chǎn)生火災(zāi)。
[0003] 基于此，如何在成本許可、滿足塑料復(fù)合薄膜領(lǐng)域多功能應(yīng)用的情況下，提升其防 靜電、防滑、耐候等多層次功能W滿足塑料復(fù)合薄膜領(lǐng)域的應(yīng)用是當(dāng)前塑料復(fù)合薄膜領(lǐng)域 急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種塑料復(fù)合薄膜用防滑耐候抗靜電涂層及 其制備方法，單層石墨締、改性納米二氧化鐵等協(xié)同對丙締酸進(jìn)行改性，有效地提高了涂層 的耐熱、耐候等性能，W解決上述【背景技術(shù)】中的問題。
[0005] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種塑料復(fù)合薄膜用防滑耐 候抗靜電涂層，包括：溶劑、單體、乳化劑、引發(fā)劑、納米填料、防滑填料、導(dǎo)電填料，其重量配 比為：溶劑40-50份、單體40-50份、乳化劑4-8份、引發(fā)劑0. 5-2份、納米填料0. 1-0. 5份、 防滑填料1-3份、導(dǎo)電填料0. 2-0. 8份。
[0006] 進(jìn)一步地，所述防滑耐候抗靜電涂層，其重量配比為：溶劑45. 65份、單體45. 65 份、乳化劑5. 4份、引發(fā)劑0. 8份、納米填料0. 2份、防滑填料2份、導(dǎo)電填料0. 3份。
[0007] 進(jìn)一步地，所述溶劑為去離子水。
[0008] 進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電填料為單層氧化石墨締。
[0009] 進(jìn)一步地，所述防滑填料為改性納米氧化錯(cuò)粒子。
[0010] 進(jìn)一步地，所述納米填料為改性納米二氧化鐵粒子。
[0011] 進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑為過硫酸錠。
[0012] 進(jìn)一步地，所述乳化劑包括十二烷基硫酸鋼、壬基酪聚氧乙締酸中的一種或幾種 混合。
[0013] 進(jìn)一步地，所述單體包括丙締酸、甲基丙締酸甲醋、丙締酸下醋中的一種或幾種混 么 n〇
[0014] 進(jìn)一步地，所述單體的成分重量配比為丙締酸5份、甲基丙締酸甲醋46份、丙締酸 下醋49份。
[0015] 進(jìn)一步地，所述乳化劑成分重量配比為十二烷基硫酸鋼3. 6份、壬基酪聚氧乙締 酸1. 8份。
[0016] 進(jìn)一步地，所述改性納米二氧化鐵粒子由質(zhì)量比為1:1:98的納米二氧化鐵、 K冊50與丙酬制成，所述改性納米二氧化鐵粒子的粒徑為20nm，其純度99wt%。 陽017] 進(jìn)一步地，所述改性納米氧化錯(cuò)粒子由質(zhì)量比為1:1:98的納米氧化錯(cuò)、皿550與 丙酬制成，所述納米氧化錯(cuò)粒子的粒徑為20-40nm，其純度99wt%。
[0018] 進(jìn)一步地，所述單層氧化石墨締其厚度0. 5-2. 5皿，橫向尺寸l-3um，其電導(dǎo)率 1600-2000S/m。
[0019] 一種塑料復(fù)合薄膜用防滑耐候抗靜電涂層的制備方法，包括W下步驟：
[0020] 步驟一：將納米二氧化鐵與偶聯(lián)劑皿550、丙酬按照比例混合，超聲處理20~ 30min，烘干后得到改性納米二氧化鐵粒子，備用；
[0021] 步驟二：將納米氧化錯(cuò)與偶聯(lián)劑皿550、丙酬按照一定比例混合，超聲處理20~ 30min，烘干后得到改性納米氧化錯(cuò)粒子，備用；
[0022] 步驟=:選取300ml的分液漏斗若干支，將單體各成分各60ml分別加入分液漏斗 中標(biāo)號，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6 %的化0H溶液洗涂單體直至水層呈現(xiàn)無色的效果，用蒸饋水將 單體的水層洗成中性后倒入玻璃瓶，選用無水干燥劑對所得液體初步干燥，之后倒入圓底 燒瓶中開始進(jìn)行減壓蒸饋，并收集饋分，所得精制單體A備用；
[0023] 步驟四：按照一定的質(zhì)量比，將1/3的經(jīng)步驟S精制的單體A和適量的去離子水、 復(fù)合乳化劑和改性納米二氧化鐵粒子、單層氧化石墨締混合，高速攬拌10-20min后將其超 聲分散20-30min，形成B預(yù)乳液；然后將剩余的2/3單體和一定配比的復(fù)合乳化劑SDS/ 0P-10高速攬拌20min后超聲分散30-40min，制得C預(yù)乳化液，備用；
[0024] 步驟五：將預(yù)乳化液B轉(zhuǎn)移至裝有攬拌器、冷凝管和溫度計(jì)的300mL四口燒瓶中， 當(dāng)其升溫至80°C時(shí)加入適量引發(fā)劑過硫酸錠，期間PH值控制在6-8,待乳液泛藍(lán)光后，開始 滴加C預(yù)乳化液，在1.化-化內(nèi)滴加完，升至85°C保溫反應(yīng)化左右開始降溫，40°C時(shí)用氨水 調(diào)乳液的K1為7-8,得改性納米二氧化鐵粒子、單層氧化石墨締/丙締酸醋復(fù)合乳液D;
[00巧]步驟六：將改性納米氧化錯(cuò)粒子按一定比例，與上述步驟五所得D充分混合，然后 將乳液快速攬拌Ih后超聲處理20-30min即得到塑料復(fù)合薄膜用防滑耐候抗靜電涂層。 [00%] 本發(fā)明采用丙締酸醋樹脂作為基體樹脂，其具備優(yōu)良的耐熱性、耐候性、耐腐蝕性 且附著力高等優(yōu)點(diǎn)，作為基材不僅性能可W滿足要求，而且丙締酸醋乳液聚合W水為溶劑， 對環(huán)境無污染、綠色環(huán)保。
[0027]本發(fā)明采用KH550對納米二氧化鐵、氧化錯(cuò)粒子進(jìn)行有機(jī)改性，KH550偶聯(lián)劑同 時(shí)具備親水和親油兩個(gè)部分，其親水部分可使用機(jī)械或者化學(xué)的方法同無機(jī)粉體接枝或鍵 合，親油部分則W伸展或者卷曲的方式附在粉體表面，所W，經(jīng)過偶聯(lián)劑改性的納米粉體在 與有機(jī)聚合物復(fù)合時(shí)，親油部分可通過與高分子鏈纏繞的方式深入到高分子的內(nèi)部，而親 水部分因?yàn)榻又蚧瘜W(xué)鍵合而轉(zhuǎn)為親油，所W經(jīng)偶聯(lián)劑改性的納米粒子能均勻分散于有機(jī) 高分子聚合物中。
[002引丙締酸醋和甲基丙締酸醋聚合物的耐候性很好，相比較后者更好，因?yàn)樵诩谆?締酸醋分子的a位置上存在的是甲基而非丙締酸醋的H原子，不會造成氧化斷鏈的情況， 而其他醋類的防老化性能幾乎都不及運(yùn)兩種醋；另外，聚丙締酸醋和聚甲基丙締酸醋的耐 堿性比較好，且后者優(yōu)于前者。丙締酸和甲基丙締酸既有親水基（一C00H)，又含有親油基， 在乳液體系中有助乳化的作用，因此稱為功能性單體。在乳液聚合時(shí)，加入少量丙締酸或甲 基丙締酸，有W下優(yōu)點(diǎn)：①可提高涂層的附著力；②可提高乳液的穩(wěn)定性；③在堿性條件下 易增稠。由于丙締酸的親水性比甲基丙締酸好，且更易水解，在聚合物乳液顆粒中，丙締酸 傾向于分布在顆粒的表面，而甲基丙締酸則傾向于顆粒內(nèi)部。基于此，為了提高乳液的穩(wěn)定 性和增稠效果，本發(fā)明采用采用丙締酸。甲基丙締酸甲醋是共聚性較好的硬單體，可提供強(qiáng) 度和硬度；丙締酸下醋是軟單體，可賦予涂料柔軟性和粘附性，所W本發(fā)明中，綜合考慮共 聚單體在共聚物中的作用W及產(chǎn)品的要求，選擇甲基丙締酸甲醋和丙締酸下醋分別作為硬 單體和軟單體，再添加少量丙締酸功能單體。
[0029] 本發(fā)明采用用丙締酸醋乳液作為基材，能滿足基本性能要求，且聚合過程中使用 的溶劑是水，對環(huán)境無污染，經(jīng)過改性納米二氧化鐵協(xié)同單層石墨締共同改性的丙締酸樹 月旨，其耐熱、耐候、抗靜電及力學(xué)性能大為提高。
[0030] 單層氧化石墨締理想的結(jié)構(gòu)是平面六邊形點(diǎn)陣，可W看作是一層被剝離的石墨分 子，每個(gè)碳原子均為sp2雜化，并貢獻(xiàn)剩余一個(gè)P軌道上的電子形成大n