专利名称：一种高分子聚合物涂层导电膜及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料领域，特别是涉及一种高分子聚合物涂层导电膜以 及导电膜的制备方法。
背景技术：
长期以来，塑料一直被认为是不导电的绝缘体。但是黑格、马克迪尔米德 和白川英树的工作改变了人们对塑料的看法。事实上，在某种条件下，塑料可 以像金属一样导电，这一发现导致今天塑料电子学的诞生。它的诞生也使计算 机和信息科学的硬件，从无机半导体的超大规模集成芯片向尺寸较小的分子器
件发展，相应地使计算机的速度和存储容量扩大108倍。在不远的将来，半导体
塑料将在更多方面得到应用，如手机显示屏幕、大型平板显示屏幕、可折叠电 脑屏幕、太阳能电池等。
目前导电塑料可以分为两大类导电复合材料和结构导电塑料。导电复合 材料是以树脂为连续相，以粉末填料(如炭黑、金属粉、石墨等)、导电纤维、 纳米粒子、纳米碳管及纳米纤维作为分散相，按照塑料成型加工工艺制成的材 料(或产品)，主要用作抗静电和电磁屏蔽制品。其制品不但成型简便，而且质 量可靠，已在矿山、电子、电器工业中广泛应用。结构导电塑料是以具有共轭 双键的高分子材料，经掺杂制备的高性能导电塑料，其性能优异、电导率高， 有的甚至超过钢的电导率。但其加工困难、成本昂贵，实际应用仍存在众多技 术难题，是目前研究开发的重点。
随着国内市场电子屏蔽材料朝高、精、尖方向发展，融合电子、塑料、涂 层等多行业的新一代电子屏蔽材料成为市场开发和应用的趋势。这类材料主要
应用在中、高端电子仪器、精密设备、传感器以及电磁屏蔽等技术上，具有良 好的导电和电子屏蔽效果，也可以应用在医疗设备的包装材料领域。
目前市场中的电子屏蔽和包装类材料大多为高分子塑料薄膜经过导电材料 和屏蔽金属材料等涂覆或镀膜而成，加工方式较复杂，成本高，特别是电阻值 和其他一些物理性能不能满足应用要求，市场受到一定的限制。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，提出了一种高分子聚合物涂层导电膜，它将高分子塑料薄膜与导电材料融为一体，产品的电阻值和其他物理性能
得以优化，能满足多方面应用的需要；同时提出了该导电膜的制备方法。 本发明解决技术问题所采取的技术方案是
一种高分子聚合物涂层导电膜，主要组份为芳香族聚氨酯树脂和导电炭黑， 由离型纸转移涂层法制备而成，其中涂层所用浆料的配方如下，以重量份计
芳香族聚氨酯树脂 100
曱苯 120~160
二甲基甲酰胺 5CK140
导电炭黑 8 20
分散剂 0.5~3 。
所述导电炭黑为特导电炭黑、超导炉黑、特导炉黑和乙炔黑中的一种或几种。
所述分散剂为具有活性基的高分子化合物、低分子量的碱性聚酰胺阳离子 型分散剂和脂肪酰二乙醇胺非离子型分散剂和超分散剂中的一种或几种。
所述的具有活性基的高分子化合物是萘磺酸盐缩聚物，优选萘磺酸钠与曱 醛的缩聚物或萘^t酸钾与曱醛的缩聚物。
所述的低分子量的碱性聚酰胺阳离子型分散剂优选德国BYK公司的 Disper-130分散剂。
所述的超分散剂是指锚碇式的分散剂，优选英国ICI公司的Solsperse-3000、 Solsperse陽9000或Solsperse-13940。
一种所述高分子聚合物涂层导电膜的制备方法，采用离型纸转移涂层法， 包括融合、研磨、涂层和成巻步骤
(l)融合准确称取芳香族聚氨酯树脂置于搅拌釜中，并依次加入二曱基甲 酰胺、导电炭黑和甲苯；密闭搅拌釜，使釜内物料充分浸润、融合，融合时间 控制在72 96小时；其中各组份的用量按重量份计符合下述配方的要求
芳香族聚氨酯树脂 100
甲苯 120~160
二甲基曱酰胺 50 140
导电炭黑 8~20
分散剂 0.5~3
(2)研磨经充分浸润、融合后，按上述配方要求加入分散剂，充分搅拌并 用三辊研磨机研磨，然后过滤而制得涂层用浆料；研磨次数2 5次，辊速比 1:3:9，滤网目数150~240目；
5(3) 涂层采用三涂三烘涂布机和离型纸转移涂布法；先涂布面层，涂布量 为50~250g/m2 (湿重)，刀距0.05 0.2mm，接着进入烘箱干燥，温度90 150。C, 时间1.5 5min;再涂布中层，然后涂布底层，工艺要求与面层涂布相同；
(4) 成巻完成涂层后分离离型纸，然后巻取并包装；巻取时控制收巻张力 为2.5 3.0Mpa。
所述融合步骤中，各组份的用量按重量份计优选为芳香族聚氨酯树脂IOO 份，甲苯120份，二曱基曱酰胺80份，导电炭黑8份，分散剂1份。
所述涂层步骤中，优选面层、中层和底层的涂布量分别为100 200g/m2 (湿 重)，刀距0.1 0.15mm，烘箱干燥温度10(K120。C，时间2.5 4min。
所述涂层步骤中，更优选面层、中层和底层的涂布量分别为140~160g/m2 (湿重),刀距0.12 0.13mm。
本发明以优质的特导电炭黑和低模量软质芳香族聚氨酯树脂为原材料，采 用离型纸转移涂层法制备而成；在涂层用浆料制备过程中，采用了有机溶剂浸 润法和三辊研磨法，其中溶剂选用曱苯和二甲基甲酰胺，工艺先进合理，浆料 细度良好。从而使产品的电阻值均一稳定。
本发明产品具有良好的电性能和物理性能，其主要^t术指标为
① 断裂强度>18N，
② 电阻(200 300 ) 12±20Q/6cm,
实施例1:高分子聚合物涂层导电膜的生产方法
浆料的配方按重量份计如下所示芳香族聚氨酯树脂IOO份，曱苯120份， 二甲基甲酰胺80份，特导电炭黑8份，萘磺酸钠与甲醛缩聚物l份。
如附图所示，生产过程主要包括融合、研磨、涂层和成巻步骤(l)准确称 取芳香族聚氨酯树脂IOO份置于搅拌釜中，并依次加入二曱基曱酰胺80份、特 导电炭黑8份和曱苯120份；加入特导电炭黑时，需从搅拌釜上方的小孔中慢 慢倒入；然后密闭搅拌釜，使釜内物料充分浸润、融合，融合时间控制为80小
总厚度0.25 0.5mm, ⑤溶剂残留率《0.5%。
附图为本发明制备方法一种实施方式工艺流程示意图。
具体实施例方式
6时。(2)经充分浸润、融合后，加入萘磺酸盐缩聚物1份，充分搅拌并用三辊研 磨机研磨，研磨3次，辊速比1:3:9;然后过滤得浆料，滤网目数200目。(3) 采用三涂三烘涂布机和离型纸转移涂布法；先涂布面层，涂布量为150g/n^(湿 重)，刀距0.1mm,接着进入烘箱干燥，温度120。C,时间3min;再涂布中层， 然后涂布底层，工艺要求与面层涂布相同。(4)完成涂层后分离离型纸，然后巻 取并包装；巻取时控制收巻张力为2.5Mpa。
经测定所得主要技术指标为
①断裂强度21N,
② 电阻250Q/6cm,
③ 工作温度-20~80°C ,
④ 总厚度0.27mm,
⑤ 溶剂残留率《0.5%。
实施例2:高分子聚合物涂层导电膜的生产方法
浆料的配方按重量份计如下所示芳香族聚氨酯树脂IOO份，曱苯110份， 二曱基曱酰胺85份，特导电炭黑9份，Disper-130分散剂1.5份。
如附图所示，生产过程主要包括融合、研磨、涂层和成巻步骤(l)准确称 取芳香族聚氨酯树脂IOO份置于搅拌釜中，并依次加入二曱基曱酰胺85份、特 导电炭黑9份和曱苯110份；加入特导电炭黑时，从搅拌釜上方的小孔中慢慢 倒入；然后密闭搅拌釜，使釜内物料充分浸润、融合，融合时间控制为90小时。 (2)经充分浸润、融合后，加入Disper-130分散剂1.5份，充分搅拌并用三辊研磨 机研磨，研磨4次，辊速比1:3:9;然后过滤得浆料，滤网目数200目。(3)采 用三涂三烘涂布机和离型纸转移涂布法；先涂布面层，涂布量为155g/m2(湿重)， 刀距O.lmm，接着进入烘箱干燥，温度125。C，时间3.5min;再涂布中层，然后 涂布底层，工艺要求与面层涂布相同。(4)完成涂层后分离离型纸，然后巻取并 包装；巻取时控制收巻张力为2.5Mpa。
经测定所得主要技术指标为
①断裂强度23N,
② 电阻250Q/6cm,
③ 工作温度-20~80°C ,
④ 总厚度0.27mm,
⑤ 溶剂残留率《0.5%。
实施例3:高分子聚合物涂层导电膜的生产方法 浆料的配方同实施例2。如附图所示，生产过程主要包括融合、研磨、涂层和成巻步骤其中步骤 (1)同实施例2。 (2)经充分浸润、融合后，加入Disper-130分散剂1.5份，充分搅 拌并用三辊研磨机研磨，研磨3次，辊速比1:3:9;然后过滤得浆料，滤网目 数200目。(3)采用三涂三烘涂布机和离型纸转移涂布法；先涂布面层，涂布量 为160g/m2(湿重)，刀距0.12mm,接着进入烘箱干燥，温度130°C,时间3,5min; 再涂布中层，然后涂布底层，工艺要求与面层涂布相同。(4)完成涂层后分离离 型纸，然后巻> 又并包装；巻取时控制收巻张力为2.5Mpa。
经测定所得主要技术指标为
① 断裂强度26N,
② 电阻260Q/6cm，
③ 工作温度-20~80°C ，
④ 总厚度0.30mm,
⑤ 溶剂残留率《0.5%。 实施例4:高分子聚合物涂层导电膜
涂层用浆料的配方如下，以重量份计芳香族聚氨酯树脂IOO份，曱苯120 份，二曱基曱酰胺120份，特导电炭黑8份，萘磺酸钠与曱醛的缩聚物2份。 导电膜成品的断裂强度达18N,电阻230Q/6cm，产品厚度0.26mm。
实施例5:高分子聚合物涂层导电膜
涂层用浆料的配方如下，以重量^分计芳香族聚氨酯树脂IOO份，曱苯IOO 份，二曱基甲酰胺120份，超导炉黑8份，Solsperse-9000分散剂2份。制成品 的断裂强度达21N，电阻250Q/6cm,产品厚度0.28mm。
实施例6:高分子聚合物涂层导电膜
涂层用浆料的配方如下，以重量份计芳香族聚氨酯树脂IOO份，甲苯IOO 份，二曱基甲酰胺100份，特导电炭黑10份，脂肪酰二乙醇胺3份。制成品的 断裂强度达26N,电阻280Q/6cm,产品厚度0.30mm。
实施例7:高分子聚合物涂层导电膜
涂层用浆料的配方如下，以重量份计芳香族聚氨酯树脂IOO份，曱苯150 份，二曱基甲酰胺100份，乙炔黑10份，脂肪酰二乙醇胺3份。制成品的断裂 强度达24N，电阻2卯Q/6cm，产品厚度0.36mm。
实施例8:高分子聚合物涂层导电膜
涂层用浆料的配方如下，以重量4分计芳香族聚氨酯树脂IOO份，曱苯150 份，二曱基甲酰胺140份，特导电炭黑10份，脂肪酰二乙醇胺2份。制成品的 断裂强度达22N，电阻295Q/6cm，产品厚度0.33mm。
权利要求
1.一种高分子聚合物涂层导电膜，主要组份为芳香族聚氨酯树脂和导电炭黑，其特征在于，由离型纸转移涂层法制备而成，其中涂层所用浆料的配方如下，以重量份计芳香族聚氨酯树脂100甲苯120～160二甲基甲酰胺50～140导电炭黑8～20分散剂 0.5～2。
2. 根据权利要求1所述的高分子聚合物涂层导电膜，其特征在于，所述导 电炭黑为特导电炭黑、超导炉黑、特导炉黑和乙炔黑中的一种或几种。
3. 根据权利要求1所述的高分子聚合物涂层导电膜，其特征在于，所述分 散剂为具有活性基的高分子化合物、低分子量的碱性聚酰胺阳离子型分散剂和 脂肪酰二乙醇胺非离子型分散剂和超分散剂中的一种或几种。
4. 根据权利要求3所述的高分子聚合物涂层导电膜，其特征在于，所述的 具有活性基的高分子化合物是萘磺酸盐缩聚物，优选萘磺酸钠与甲醛的缩聚物 或萘磺酸钾与曱醛的缩聚物。
5. 根据权利要求l-4之任意一项所述的高分子聚合物涂层导电膜的制备方 法，其特征在于，采用离型纸转移涂层法，包括融合、研磨、涂层和成巻步骤:(l)融合准确称取芳香族聚氨酯树脂置于搅拌釜中，并依次加入二曱基曱 酰胺、导电炭黑和甲苯；密闭搅拌釜，使釜内物料充分浸润、融合，融合时间 控制在72 96小时；其中各组份的用量按重量份计符合下述配方的要求芳香族聚氨酯树脂 100曱苯 120~160二曱基曱酰胺 50 140导电炭黑 8~20分散剂 0.5 2 ;(2) 研磨经充分浸润、融合后，按上述配方要求加入分散剂，充分搅拌并 用三辊研磨机研磨，然后过滤而制得涂层用浆料；研磨次数2 5次，辊速比1 : 3 : 9，滤网目数150 240目；(3) 涂层釆用三涂三烘涂布机和离型纸转移涂布法；先涂布面层，涂布量 为50~250g/m2 (湿重)，刀距0.05 0.2mm,接着进入烘箱干燥，温度90 15(TC, 时间1.5 5min;再涂布中层，然后涂布底层，工艺要求与面层涂布相同；(4) 成巻完成涂层后分离离型纸，然后巻取并包装；巻取时控制收巻张力为2.5 3.0Mpa。
6.根据权利要求5所述的高分子聚合物涂层导电膜的制备方法，其特征在 于，所述融合步骤中，各组份的用量按重量份计符合下述配方的要求芳香族聚氨酯树脂 100曱苯 120二曱基曱酰胺 80 导电炭黑 8 分散剂 1 。
7. 根据权利要求5或6所述的高分子聚合物涂层导电膜的制备方法，其特 征在于，所述涂层步骤中，面层、中层和底层的涂布量分别为100~200g/m2 (湿 重)，刀距0.1 0.15mm,烘箱千燥温度100~120°C ，时间2.5 4min。
8. 根据权利要求5、 6或7所述的高分子聚合物涂层导电膜的制备方法， 其特征在于，所述涂层步骤中，面层、中层和底层的涂布量分别为140 160g/m2(湿重),刀距0.12 0.13mm。
全文摘要
本发明属于高分子材料领域，特别是涉及一种高分子聚合物涂层导电膜及其制备方法。产品主要组份为芳香族聚氨酯树脂和导电炭黑，由离型纸转移涂层法制备而成，其中涂层所用浆料以重量份计的配方为芳香族聚氨酯树脂100，甲苯120～160，二甲基甲酰胺50～140，导电炭黑8～20，分散剂0.5～3。制备工艺先进合理，主要包括融合、研磨、涂层和成卷步骤涂层时采用三涂三烘涂布机，单层涂布量为50～250g/m<sup>2</sup>(湿重)，刀距0.05～0.2mm。本发明产品具有良好的电性能和物理性能，其电阻值均一稳定。
文档编号C08L75/00GK101624468SQ200910101378
公开日2010年1月13日 申请日期2009年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者叶雪康, 吴新初, 楚伟锋, 王悦群 申请人:海宁杰玛高科涂层织物有限公司