陶瓷体组合物及由其制得的抗静电耐磨陶瓷体的制作方法

专利名称：陶瓷体组合物及由其制得的抗静电耐磨陶瓷体的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有导电有机聚合物的陶瓷体组合物、由该陶瓷体组合物制成的耐磨抗静电陶瓷体制品以及上述陶瓷体和陶瓷体组合物的制造方法。
背景技术：
本领域中已知可以将添加剂掺合到聚合物中。消雾剂、抗氧剂、增塑剂、稳定剂、红外吸收剂、杀微生物剂、阻燃剂、填料、润滑剂、非离子型表面活性剂之类的添加剂在聚合物技术中有广泛的应用。这些添加剂例如可以是液体、糊料、蜡状低熔点溶液或固体。
塑料是电绝缘的，因此会在制造和使用过程中由于与材料接触或磨擦或从材料上剥离产生和积聚静电。导电率高的塑料能防止电荷的积聚，因此是抗静电的。本领域中已知将光学透明导电涂层用于显示器、光电导部件和太阳能光伏电池中。美国专利5770216揭示了含有氧化锌颗粒添加剂的薄膜。美国专利5300575揭示了含有高电导率聚噻吩类化合物的塑料薄膜。
某些抗静电涂层不能在较低湿度下导电。例如，含有分散在有机基体中离子导电体的抗静电涂层一般需要水进行导电。在水的存在下可输送电荷，但当这种抗静电涂层放在约20％相对湿度下时，就停止导电。与离子导电体不同，分散在有机基体中的导电有机材料(如聚噻吩)能在约低于20％湿度下进行导电。导电可以在约低于20％湿度下进行。当将含有导电有机聚合物的有机基体放在较干燥的环境中时，由于电子能流过聚合物主链中的共轭双键，可进行导电。然而，含有导电有机聚合物的有机基体易被拉伸，从而限制了它在某些场合下的使用。
发明概述本发明提供能固化形成耐磨抗静电陶瓷体的陶瓷体组合物。本发明的陶瓷体(ceramer)组合物含有许多胶态二氧化硅颗粒、粘结剂前体和导电有机聚合物分散体。在一个优选的实施方式中，该陶瓷体组合物还包括含酰胺基的化合物。这种含酰胺基的化合物增加了固化陶瓷体的透明度。这种陶瓷体组合物还可含有胶态无机氧化物颗粒、偶联剂、涂布改性剂(如引发剂和光敏剂)、表面活性剂和其它任选的添加剂。
本发明也涉及由上述陶瓷体组合物制成的陶瓷体制品。这种陶瓷体制品可包括将陶瓷体涂层粘附在至少一部分底材表面上。合适的底材例如聚合物薄膜、玻璃、陶瓷、金属等。特别合适的底材是电子贮藏容器。陶瓷体制品例如也可包括成形的陶瓷体颗粒。
本发明也涉及用于制造具有抗静电性和耐磨性的透明陶瓷体的陶瓷体组合物的制造方法。该方法包括如下步骤a)将硅水溶胶(aqueous silica sol)与任选的偶联剂和粘结剂前体混合形成混合物；b)干燥步骤a)中的混合物，使该混合物基本上不含水；c)将含酰胺基的化合物与导电有机聚合物混合形成导电有机聚合物分散体；和d)将步骤c)中的导电有机聚合物分散体与步骤b)中的混合物混合，形成陶瓷体组合物。当步骤d)中的材料固化时，就形成抗静电耐磨陶瓷体。
本发明也包括一种陶瓷体组合物的制造方法。该方法包括如下步骤a)将硅水溶胶与任选的偶联剂和至少一种有机单体混合形成混合物；b)干燥步骤a)中的混合物，使该混合物基本上不含水；c)将导电有机聚合物与步骤b)中的混合物混合形成陶瓷体组合物。当步骤c)中的材料固化时，就形成抗静电耐磨陶瓷体。
本发明中将使用如下术语“粘结剂”是指固化或硬化的粘结剂前体。
“粘结剂前体”是指含至少一种活性单体、低聚物或它们混合物的可固化组合物。
“陶瓷体”是指固化的陶瓷体组合物。
“陶瓷体组合物”是指含有均匀分散在至少一种粘结剂前体中的基本上未聚集的胶态无机氧化物颗粒(包括至少一种二氧化硅颗粒)的可流动分散体。
“涂层”是指一层陶瓷体。
“偶联剂”是指具有能共价或离子键结合于硅酸盐颗粒的第一官能团、能与有机前体反应的任选第二官能团以及连接在第一官能团上并位于第一官能团和第二官能团(如存在第二官能团的话)之间的疏水链段的有机分子。偶联剂可起分散剂作用“可固化”是指通过冷却(使热熔体凝固)、加热(以干燥或凝固溶剂中的材料)和/或聚合(如链增长、化学交联、辐射交联等)方法可转化成固体(基本不流动的材料)的可流动材料。
附图简介

图1是涂有陶瓷体的电子贮藏容器的透视图。
图2是几种陶瓷体制品的透射图。
图3是底材上陶瓷体涂层的截面图。
图3a是底材上陶瓷体涂层的截面图。
图4是用基本上不含含酰胺基的化合物的陶瓷体组合物制成的陶瓷体涂层的照片。
图5是用含有含酰胺基的化合物的陶瓷体组合物制成的陶瓷体涂层的照片。
详细描述本发明提供可固化形成耐磨抗静电性陶瓷体的陶瓷体组合物。这种陶瓷体可制成粘附在底材上的陶瓷体涂层或可制成陶瓷体制品。本发明的陶瓷体组合物含有许多胶态二氧化硅颗粒、粘结剂前体和导电有机聚合物。在优选的实施方式中，陶瓷体组合物还含有含酰胺基的化合物(amide-containing compound)。任选地，本发明的陶瓷体组合物还包含胶态无机氧化物颗粒、偶联剂、涂布改性剂(如引发剂和/或光敏剂)、表面活性剂和任选的其它添加剂。
上述的陶瓷体组合物可涂布在木材、陶瓷、聚合物(如聚丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚烯烃、聚氨酯和聚氯乙烯)、金属、玻璃之类的各种底材。该陶瓷体组合物特别适于涂布在电子贮藏容器上。
图1表示抗静电贮藏容器30，它包括电子器件的贮藏容器32和粘附在该贮藏容器32表面上的陶瓷体涂层34。可用本发明陶瓷体涂布的电子贮藏容器的一个实例记载在美国专利5051351(Niles等)。为了赋予贮藏容器最佳的抗静电性能，陶瓷体涂层34最好既涂覆贮藏容器32的内表面，又涂覆该贮藏容器的外表面。任选地，该贮藏容器可仅部分地被陶瓷体组合物涂覆。陶瓷体涂层34即使在低湿度条件下也是耐磨和抗静电的。该涂层有助于通过消除静电荷来保护贮藏在该涂覆贮藏容器30中的电子器件。上述的静电荷可能会损坏上述的电子器件。
本发明的陶瓷体组合物可以固化形成具有各种形状和尺寸的陶瓷体制品。图2表示了用本发明陶瓷体组合物制成的几种几何形状的陶瓷体制品40。这些成形的陶瓷体制品可以有任何所需的形状，如它们的形状可以是立方体42、圆锥形44、圆柱体46和球体48。陶瓷体制品的形状可以规则的(如几何形状)或不规则的。成形的陶瓷体制品可以用常规方法制成。这些方法包括模压法、压花法和挤出法。本发明的陶瓷体制品可以有任何尺寸，但较好约为0.1-10毫米。
现参见图3，所示的本发明陶瓷体是片状底材上的涂层。涂有陶瓷体的底材50包括具有第一主表面54和第二主表面56的片状底材52。陶瓷体涂层58粘合到片状底材52的第一主表面52上，且与第一主表面52相连接。陶瓷体58包含大量分散在全部固化粘结剂中的胶态二氧化硅颗粒和导电有机聚合物。片状底材52可以是聚合物薄膜(如聚酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺和聚氯乙烯)、玻璃板材、陶瓷片材、金属(如镍)、或其它任何电绝缘材料(如木材)。举例来说，该底材可以是电子器件贮藏容器的一部分、磨料制品、电子显示器表面、包装材料、楼面覆面料、墙面装修料、窗户覆盖物或压敏粘合带。任选地，片状底材52的第二主表面56也可涂覆陶瓷体涂层26。
现参见图3a，所示的本发明陶瓷体是片状底材上的涂层。在实施方式60中，陶瓷体涂层58表面涂有电绝缘耐磨面涂层62。面涂层62可以是任何所需的耐磨涂层，如聚合多官能丙烯酸酯耐磨涂层。面涂层62的耐磨性较好大于陶瓷体涂层58的耐磨性。这样，面涂层62增加了片状底材52的耐磨性值。为了保持抗静电性，面涂层62较好涂成很薄的层或涂层，以最大限度地减少面涂层的电绝缘效果。
现在详细描述本发明的陶瓷体组合物的组分。
导电有机聚合物适用于本发明实施的导电有机聚合物包括聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及其混合物。为了稳定陶瓷体组合物中的导电有机聚合物，最好使导电有机聚合物与反离子缔合。优选的导电有机聚合物是带电荷的，且包括3，4-聚亚乙二氧基噻吩、聚吡咯、聚苯胺及它们的混合物。最优选的导电有机聚合物是用反离子聚苯乙烯磺酸盐稳定的3，4-聚亚乙二氧基噻吩。
本发明的陶瓷体组合物一般含有约0.05-50％重量导电有机聚合物。本发明的陶瓷体组合物较好含有约0.05-5％重量导电有机聚合物。为了提供光学透明的陶瓷体，本发明的陶瓷体组合物最好含有低于1％导电有机聚合物。
含酰胺基的化合物许多含酰胺基的化合物可用于本发明的实施中。合适的含酰胺基的化合物包括N，N-二取代的乙酰胺、N，N-二取代的甲酰胺、N，N-二取代的丙烯酰胺、N-取代的吡咯烷酮、N-取代的甲酰胺、N-取代的己内酰胺或它们的混合物。优选的含酰胺基的化合物包括N，N-二甲基乙酰胺、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺或它们的混合物。本发明的陶瓷体组合物一般约含有1-90％重量含酰胺基的化合物。本发明也包括含酰胺基的化合物是粘结剂前体的陶瓷体组合物。能产生透明陶瓷体的本发明陶瓷体组合物含有二氧化硅颗粒、含酰胺基的化合物、基本上不含酰胺的粘结剂前体和导电有机聚合物。本发明的另一种能产生透明陶瓷体的陶瓷体组合物包含二氧化硅颗粒、含酰胺基的化合物、含酰胺基的粘结剂前体和导电有机聚合物。本发明的另一种能产生透明陶瓷体的陶瓷体包含二氧化硅颗粒、含有足以分散导电有机聚合物的酰胺基团的粘结剂前体和导电有机聚合物。含有不是粘结剂前体的含酰胺基的化合物的本发明陶瓷体组合物会形成基本上不含含酰胺基的化合物的透明陶瓷体，因为含酰胺基的化合物会在陶瓷体组合物固化过程中蒸发。
为了增加最终陶瓷体的透明性，可以将含酰胺基的化合物加入本发明的陶瓷体组合物中。据认为，与二氧化硅颗粒混合的酰胺有助于分散导电聚合物。图4是基本上不含含酰胺基的化合物的陶瓷体涂层的照片，图5是含有含酰胺基的化合物的陶瓷体涂层的照片。与图5相对照，图4显示有斑点70的陶瓷体涂层。根据一些试验组合物，在陶瓷体组合物中加入酰胺产生基本上没有斑点70的陶瓷体。虽然不想与任何具体的理论相联系，但认为斑点70是导电聚合物沉淀的结果。透明涂层部分是指基本上没有斑点的陶瓷体涂层。
胶态无机氧化物颗粒本发明的陶瓷体组合物包含大量胶态二氧化硅颗粒。胶态二氧化硅颗粒增加本发明陶瓷体的耐磨性，且有助于稳定导电有机聚合物。优选提供用本领域中已知方法制得的硅溶胶形式的二氧化硅颗粒。本申请中所用的“溶胶”是指基本上非聚集的无机氧化物颗粒在液体介质中的胶态分散体。在水溶液中均匀分散成溶胶的胶态二氧化硅可以商品名“LUDOX”购自E.I.DuPont de Nemoursand Co.Wilmington，DE)、以商品名“NYACOL”购自Nyacol Co.，Ashland，MA)以及以商品名“NALCO”购自Nalco Chemical Co.，Oak Brook，IL。非水硅溶胶(也称为二氧化硅有机溶胶)也可以商品名“NALCO 1057”购自Nalco ChemicalCo.(一种2-丙氧基乙醇中的硅溶胶)、以商品名“MA-ST，IP-ST”和“EG-ST”’购自Nissan Chemical Ind.，Tokyo，Japan。胶态二氧化硅颗粒的平均粒径较好约为5-100纳米，更好约为10-50纳米。平均粒径可用透射电子显微镜确定。合适胶态二氧化硅的另一些实例记载在美国专利5126394(Bilkadi)中。该专利揭示的内容参考结合于本申请中。本发明实施中所用的硅溶胶的pH约为2-6或8-11。
胶态二氧化硅颗粒优选用偶联剂官能化，更好用(甲基)丙烯酸酯官能化。本申请所用的“(甲基)丙烯酸酯官能化”是指用(甲基)丙烯酸酯封端的有机官能硅烷使二氧化硅颗粒官能化。官能化的颗粒直接和各向同性地结合在粘结剂上。一般通过在含水胶态二氧化硅中加入(甲基)丙烯酸酯官能的硅烷，使胶态二氧化硅颗粒官能化。(甲基)丙烯酸酯官能的胶态二氧化硅的实例记载在美国专利4491508(Olsen等)、4455205(Olsen等)、4478876(Chung)、4486504(Chung)和5258225(Katsamberis)中。本发明的陶瓷体组合物一般含有约5-65％重量胶态二氧化硅颗粒，更好约10-50％重量胶态二氧化硅颗粒，最好约30-50％重量胶态二氧化硅颗粒。固化陶瓷体组合物产生本发明的陶瓷体。结果，陶瓷体含有与用于制造陶瓷体的陶瓷体组合物(扣除挥发性组分)基本上相同重量百分数的二氧化硅颗粒。
除了二氧化硅以外，胶态无机颗粒还可含有折射率比二氧化硅更高的胶态颗粒。这种折射率更高的胶态颗粒的实例包括，但不限于氧化铝、二氧化钛、氧化锆、铈土和氧化锑溶胶。所有这些材料都可从供应商(如Nyacol Co.和NalcoChemical Co.)处购得。
用于制造陶瓷体的胶态无机颗粒最好来源于溶胶。如果用胶态颗粒粉末制造陶瓷体组合物，则会形成难处理的物质，从而产生不适于大多数用途的涂层。例如，现已发现用含胶态粒度粉末的组合物已形成光学透明度和涂布流动性都较差的陶瓷体涂层。因此，在本发明的陶瓷体组合物中使用胶态粒度的粉末不是优选的。
偶联剂含有一种或多种偶联剂的本发明陶瓷体组合物一般比基本上不含偶联剂的陶瓷体组合物产生具有更好的耐磨性、耐候性和耐溶剂性的陶瓷体。本发明实施中所用的偶联剂的实例包括许多有机官能硅烷单体，如一官能和多官能有机硅化合物。优选的有机官能硅烷是可水解有机官能硅烷，本领域中也将其称之为把二氧化硅颗粒偶联到有机材料上的“偶联剂”。示例性的实例包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、(甲基)丙烯酰氧烷基三甲氧基硅烷如甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酰氧丙基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三氯硅烷、全氟烷基三甲氧基硅烷、全氟烷基三乙氧基硅烷、全氟甲基烷基三甲氧基硅烷、如1，1，1-三氟乙基三甲氧基硅烷、十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三甲氧基硅烷、全氟烷基三氯硅烷、三氟甲基丙基三甲氧基硅烷、三氟甲基丙基三氯硅烷和全氟化亚磺酰氨基烷基三甲氧基硅烷(如购自美国3M公司的FC405)、这些物质的混合物等。优选的偶联剂选自甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、甲基丙烯酸3-(三乙氧基甲硅烷基)丙酯、丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和它们的混合物。本发明的陶瓷体组合物一般包括约0.5-15％重量特定偶联剂。本发明的陶瓷体较好含有约1-10％重量偶联剂，最好含有约5-10％重量特定的偶联剂。
粘结剂前体烯键式不饱和粘结剂前体优选是单官能的烯键式不饱和单体、多官能的烯键式不饱和单体、低聚物或它们的混合物。适用于实施本发明的有机单体包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、或酰胺，如N，N-二甲基丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸酯、丙烯酸2-羟乙酯、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺或它们的混合物。
多官能的烯键式不饱和单体优选是(甲基)丙烯酸酯。它更好选自丙烯酸或甲基丙烯酸的二官能烯键式不饱和酯、丙烯酸或甲基丙烯酸的三官能烯键式不饱和酯、丙烯酸或甲基丙烯酸的四官能烯键式不饱和酯、以及它们的混合物。其中，(甲基)丙烯酸的二官能和三官能的烯键式不饱和酯是最优选的。
优选的丙烯酸多官能烯键式不饱和酯的折射率约为1.40-1.65，且该酯可用下式表示 R4是氢、卤素或(C1-C4)烷基(R4较好是氢或甲基)；
R5是多价有机基团，它可以是环状、支链、直链的；可以是脂族、芳族或杂环的；可含有碳、氢、氮、非过氧的氧、硫或磷原子；Y是氢、C1-C4烷基或质子官能团；m是表示上述酯中丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的数目的整数，且至少为2；和n具有R5-m价的值。
参照该结构式，R5的分子量较好约为14-100，m的值为2-6(m的值更好为2-5，最好为2-3，当使用多官能丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的混合物时，m的平均值约为2.05-5)，n的值为1-3。优选的质子官能团选自-OH、-COOH、-SH、-PO(OH)2、-SO3H和-SO(OH)2。
(甲基)丙烯酸的合适多官能烯键式不饱和酯的实例是多元醇的多丙烯酸或多甲基丙烯酸酯，例如包括脂族二元醇(如乙二醇、三甘醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、1，3-环戊二醇、1-乙氧基-2，3-丙二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、1，4-环己二醇、1，6-己二醇、1，2-环己二醇、1，6-环己烷二甲醇)的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯；脂族三元醇(如甘油、1，2，3-丙烷三甲醇、1，2，4-丁三醇、1，2，5-戊三醇、1，3，6-己三醇和1，5，10-癸三醇)的三丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯；三羟乙基异氰脲酸酯的三丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯；脂族三元醇(如1，2，3，4-丁四醇、1，1，2，2-四羟甲基乙烷、1，1，3，3-四羟甲基丙烷和季戊四醇四丙烯酸酯)的四丙烯酸酯和四甲基丙烯酸酯；脂族五元醇(阿东糖醇)的五丙烯酸酯和五甲基丙烯酸酯；六元醇(如山梨醇和二季戊四醇)的六丙烯酸酯和六甲基丙烯酸酯；芳族二醇(如间苯二酚、焦儿茶酚、双酚A和邻苯二甲酸二(2-羟乙)酯)的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯；芳族三醇(如连苯三酚、间苯三酚和2-苯基-2，2-羟甲基乙醇)的三甲基丙烯酸酯；和二羟乙基乙内酰脲的六丙烯酰酯和六甲基丙烯酸酯；以及它们的混合物。
(甲基)丙烯酸的多官能烯键式不饱和酯较好是(甲基)丙烯酸的非聚醚类多官能烯键式不饱和酯。(甲基)丙烯酸的多官能烯键式不饱和酯更好选自季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、季戊四醇三甲基丙烯酸酯以及它们的混合物。(甲基)丙烯酸的多官能烯键式不饱和酯最好是季戊四醇的三丙烯酸酯。
除丙烯酸的多官能烯键式不饱和酯以外，陶瓷体组合物可含有(甲基)丙烯酸的单官能烯键式不饱和酯(即丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯和/或芳基酯)。(甲基)丙烯酸酯的烷基优选含有约4-14个碳原子(平均)。上述烷基任选地在链中可含有例如形成醚的氧原子。(甲基)丙烯酸酯的芳基较好含有约6-20个碳原子(平均)。它们的实例包括，但不限于(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲基丁酯、(甲基)丙烯酸4-甲基-2-戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异癸酯和(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸2，2′-(乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸联苯酯、(甲基)丙烯酸叔丁基苯酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二甲基金刚烷酯、(甲基)丙烯酸2-萘酯、(甲基)丙烯酸苯酯。其它的实例包括，但不限于聚乙氧基化或聚丙氧基化甲氧基(甲基)丙烯酸酯(即聚环氧乙烷/环氧丙烷)一(甲基)丙烯酸酯大分子单体)、聚甲基乙烯基醚一(甲基)丙烯酸酯大分子单体和乙氧基化或丙氧基化壬基酚丙烯酸酯大分子单体。这些大分子单体的分子量一般约为100-600克/摩尔，较好约为300-600克/摩尔。优选的可用的单官能(甲基)丙烯酸酯包括丙烯酸甲基丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯和甲氧基封端的聚乙二醇一甲基丙烯酸酯。
单官能烯键式不饱和单体也可选自(甲基)丙烯酰胺、α-烯烃、乙烯基醚、乙烯基酯以及它们的混合物。实例包括，但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、丙烯酸2，2′-(乙氧基乙氧基)乙酯、丙烯酸2-羟丙酯或甲基丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸3-羟丙酯或甲基丙烯酸3-羟丙酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸联苯酯、丙烯酸叔丁基苯酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸二甲基金刚烷酯、丙烯酸2-萘酯、丙烯酸苯酯。优选的单官能丙烯酸类单体包括丙烯酸、丙烯酸叔丁酯、N，N-二甲基丙烯酰胺、1，1，3，3-四甲基丁基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸3-羟丙酯、丙烯酸异冰片酯和丙烯酸2-苯氧基乙酯。其它的实例包括丙烯酰胺类，如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-乙基-N-氨乙基丙烯酰胺、N-乙基-N-羟乙基丙烯酰胺、N，N-二羟甲基丙烯酰胺、N，N-二羟乙基丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、二甲基氨基乙基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺(直链和支链的)、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺和1，1，3，3-四甲基丁基丙烯酰胺。上述含酰胺基的粘结剂前体也可用作含酰胺基的化合物，并稳定导电有机聚合物。
丙烯酰胺一般具有如下结构式 式中R1和R2各自表示氢、任选地含有羟基、卤素、羰基和酰氨基官能团的C1-8烷基、任选地含有羰基和酰氨基官能团的C1-C8亚烷基、C1-C4烷氧基甲基、C4-C18芳基、C1-C3烷基C4-C18芳基和C4-C18杂芳基；条件是R1和R2中不超过1个是氢；和R3是氢、卤素或甲基。
R1较好是C1-C4烷基；R2较好是C1-4烷基；R3较好是氢、卤素或甲基。R1和R2可以相同或不同。R1和R2更好都是CH3，R3是氢。
合适丙烯酰胺的实例是N-(3-溴丙酰氨基甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-(5，5-二甲基己基)丙烯酰胺、N-(1，1-二甲基-3-氧代丁基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-(异丁氧基甲基)丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-甲基-N-乙基丙烯酰胺、N-(2-芴基)丙烯酰胺、N-(2-芴基)-2-甲基丙烯酰胺、2，3-二(2-呋喃基)丙烯酰胺、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺。特别优选的丙烯酰胺是N，N-二甲基丙烯酰胺。
本发明的陶瓷体组合物较好包括有机基质以及至少包含二氧化硅的胶态无机颗粒。粘结剂较好由可固化有机粘结剂前体和任选的有机官能硅烷偶联剂制成。上述的可固化有机粘结剂前体包括选自(甲基)丙烯酸的多官能烯键式不饱和酯、单官能烯键式不饱和单体(如酯或酰胺)及其混合物的烯键式不饱和单体。
本发明的陶瓷体组合物较好含有约5-80％重量至少一种烯键式不饱和单体。
如果该烯键式不饱和单体包括多官能烯键式不饱和单体和单官能烯键式不饱和单体的混合物，该多官能单体的用量较好至少约为20％重量，且该单官能单体的用量至少约为5％重量。多官能单体的用量较好不超过60％重量，单官能单体的用量较好不超过20％重量。
固化剂在制造抗静电性陶瓷体时，将陶瓷体组合物暴露在能引发该陶瓷体组合物中粘结剂前体固化的能源中(如热、紫外线或电子束)。该固化过程一般经自由基机理进行。这种自由基机理可能需要使用自由基引发剂(本申请中简称为引发剂，如光引发剂或热引发剂)。如果能源是电子束，该电子束产生自由基，而且一般不需要引发剂。如果该能源是热、紫外光或可见光，一般需要引发剂。当将引发剂暴露在这些能源之一时，这些引发剂产生自由基，然后引发聚合和交联。
合适自由基热引发剂的实例包括，但不限于过氧化物如过氧苯甲酰、偶氮化合物、二苯甲酮类化合物和醌类化合物。暴露在可见光中时能产生自由基的光引发剂的实例包括，但不限于二苯甲酮类化合物。暴露在紫外光中时能产生自由基的光引发剂的实例包括，但不限于有机过氧化物、偶氮化合物、醌类化合物、二苯甲酮类化合物、亚硝基化合物、酰基卤、腙、巯基化合物、吡喃鎓化合物、三酰基咪唑、双咪唑、氯代烷基三嗪、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚和甲基苯偶姻、二酮(如苯偶酰和二乙酰)、苯某酮(如苯乙酮、2，2，2-三溴-1-苯基乙酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，2，2-三溴-1(2-硝基苯基)乙酮、二苯甲酮和4，4-二(二甲氨基)二苯甲酮)。市售紫外光引发剂的实例包括以商品名IRGACURE 184(1-羟基环己基苯基酮)、IGACURE361和DAROCUR 1173(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)购自Ciba-Geigy，Hawthorn，NY的紫外光引发剂。如果使用，一般将一定量的引发剂加入前体组合物中，以进行所需量和所需速率的固化。引发剂的用量较好约为0.1-10％重量，更好约为2-4％重量，以除溶剂外的陶瓷体组合物的总重量为基准。应当理解，可以使用不同引发剂的混合物。
除引发剂以外，本发明的陶瓷体组合物可包括光敏剂。光敏剂有利于形成能引发前体组合物固化的自由基，特别是在空气气氛中。合适的光敏剂包括，但不限于芳族酮和叔胺。合适的芳族酮包括，但不限于二苯甲酮、苯乙酮、苯偶酰、苯甲醛、邻氯苯甲醛、呫吨酮、噻吨酮、9，10-蒽醌和许多其它芳族酮。合适的叔胺包括，但不限于甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、三乙醇胺、苯基甲基乙醇胺、苯甲酸二甲氨基乙酯等。本发明组合物中光敏剂的用量较好约为0.01-10％重量，更好约为0.05-5％重量，最好约为0.25-3％重量，以陶瓷体组合物的总重量为基准。应当理解，如有需要，可以使用不同光敏剂的混合物。
任选的添加剂本发明的陶瓷体组合物也可包括用于改善它在底材上的流动性或湿润性的流平剂。如果陶瓷体组合物不能安全润湿底材，则可能导致在涂层中出现可见的缺陷(如针孔和/或脊纹)。流平剂的实例包括，但不限于烷氧基封端的聚硅氧烷(如商品名“DOW 57”购自Dow Corning，Midland，MI的聚硅氧烷，它是二甲基、甲基和聚环氧乙烷乙酸酯封端的硅氧烷的混合物)和氟化物表面活性剂(如以商品名“FC430”、“FC431”和“FX313”购自3M公司的氟化物表面活性剂)。该陶瓷体组合物中流平剂的用量以能产生所需结果为准。按陶瓷体组合物的总重量计，流平剂的用量较好最高达约3％重量，更好约为0.5-1％重量。应当理解，如有需要，可以使用不同流平剂的混合物。
另外，如果使用硅烷偶联剂，在一些情况下宜相对于偶联剂的重量加入约1-3％重量冰醋酸或类似的羧酸，作为水解有机官能硅烷的催化剂。
已知聚合物材料可经多种机理降解。能抵消这种降解的常见已知添加剂是稳定剂、吸收剂、抗氧剂等。本发明的陶瓷体组合物可包含一种或多种如下物质紫外稳定剂、紫外吸收剂、臭氧稳定剂和热稳定剂/抗氧剂。
为了改善陶瓷体涂层的耐候性和减少陶瓷体涂层经过一段时间“发黄”，可在陶瓷体组合物中加入紫外稳定剂和/或紫外吸收剂。紫外稳定剂的实例包括商品名为“TINUVIN 292”的紫外稳定剂(癸二酸二(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)酯)，紫外吸收剂的一个实例包括商品名为“TINUVIN 1130”的紫外吸收剂(羟苯基苯并三唑)。上述两种产品均购自Ciba-Geigy Co.。陶瓷体组合物中紫外稳定剂和/或紫外吸收剂的用量以能产生所需结果为准。紫外稳定剂或吸收剂的用量较好最高达约10％重量，较好约为1-5％重量，以陶瓷体组合物的总重量为基准。应当理解，如有需要，可以使用不同紫外稳定剂和紫外吸收剂的混合物。
臭氧稳定剂防止与臭氧反应产生的降解。臭氧稳定剂的实例包括，但不限于受阻胺(如以商品名“IRGONOX 1010”购自Ciba-Geigy Co.的受阻胺)和苯酚三嗪(phenoltriazine)(购自Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI)。陶瓷体组合物中臭氧稳定剂的含量以产生所需结果为准。臭氧稳定剂的用量较好最高达约1％重量，更好约为0.1-1.0％重量，最好约为0.3-0.5％重量，以陶瓷体组合物的总重量为基准。
陶瓷体组合物和陶瓷体的制造方法本发明陶瓷体组合物的一种制造方法包括将含水二氧化硅颗粒与至少一种粘结剂前体和任选的偶联剂混合形成混合物的步骤。然后在55℃的温度下将该混合物真空干燥除去水，再与固化剂和溶剂混合。合适的溶剂包括醇和酮，如异丙醇、乙醇、丁酮、丙酮或它们的混合物。如果要向混合物中加入稀释剂或溶剂，最好在导电有机聚合物分散体之前加入稀释剂或溶剂。
不受上述方法的限制，导电有机聚合物分散体可与任选的含酰胺基的化合物混合。优选通过将含酰胺基的化合物与导电有机聚合物和溶剂混合，制备导电有机聚合物分散体。如果需要透明陶瓷体，则将含酰胺基的化合物与导电有机聚合物混合。基本上不含含酰胺基的化合物的陶瓷体组合物一般形成有斑点的陶瓷体。这种斑点似乎是导电有机聚合物的聚集物(参见图4)。最好用水作溶剂形成导电有机聚合物的水分散体。可以制备一些基本上不含溶剂的导电有机聚合物。如果使用溶剂，较好在加入溶剂之前将导电有机聚合物加入含酰胺基的化合物中。这种组分的加料次序能最大程度地提高酰胺对最终陶瓷体组合物中导电聚合物稳定性的作用。一旦形成导电有机聚合物分散体，并与酰胺混合后，则再与基本上非水陶瓷体组合物混合，形成第二陶瓷体组合物。然后将含导电有机聚合物和二氧化硅颗粒的陶瓷体组合物硬化形成陶瓷体，如陶瓷体制品和陶瓷体涂层。本发明陶瓷体制品的表面电阻率较好约为104-1012欧姆/□。
可以用任何技术将陶瓷体组合物涂布在底材上。这些技术例如是喷涂法、刮涂法、浸涂法、流涂法、辊涂法等。在喷涂法中，将陶瓷体雾化，然后涂布在底材的表面上。在浸涂法中，将底材浸入陶瓷体组合物中，然后从陶瓷体组合物中取出，从底材滴掉过量的涂料。在流涂法中，将热塑性底材保持在垂直位置，然后将陶瓷体涂在底材的顶部。陶瓷体然后沿底材流下。在辊涂法中，用涂布辊将陶瓷体涂布在底材上。
干燥后，将陶瓷体组合物暴露在能源中，以固化陶瓷体组合物，并形成耐磨(即硬)的陶瓷体涂层。这种能源可以是热能、电子束、紫外光或可见光。所需的能量值主要取决于前体组合物的化学性质以及它的厚度和密度。对于热能而言，炉温一般约为50-250℃(较好约为90-110℃)，时间约为15分钟至16小时左右。可用电子束辐射的能量值约为0.1-10兆拉德(Mrad)，较好约为1-10兆拉德。紫外辐射是指波长约为200-400纳米(较好约为250-400纳米)的非粒子辐射。紫外灯的能量值较好至少为300瓦/英寸(120瓦/厘米)，较好至少约为600瓦/英寸(240瓦/厘米)。可见辐射是指波长约为400-800纳米(较好约为400-550纳米)的非粒子辐射。
陶瓷体组合物可以涂覆在整个底材表面或部分底材表面上。陶瓷体组合物的所需涂布厚度取决于配方和溶剂量。固化涂层的厚度一般至少约为1微米，较好至少约为3微米。固化涂层的厚度一般不超过50微米，较好不超过30微米，更好不超过10微米，最好不超过4微米。为提供这种这种涂层厚度，可以调节涂覆在底材上的陶瓷体组合物的量。当涂层的厚度减少到约3微米以下时，陶瓷体涂层的耐磨性一般降低。当涂层的厚度增加到30微米以上时，涂层的光学透明度似乎降低。
在室温下可以用电阻计测量陶瓷体的表面电阻率。本发明陶瓷体的表面电阻率较好约为104-1012欧姆/□。
适用于实施本发明的底材包括木材、陶瓷、大多数聚合物(包括丙烯酸类聚合物、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚烯烃、聚氨酯、聚氯乙烯)、一些金属和选择的玻璃等。底材可以是电子器件的贮藏容器、磨料制品、电子显示器表面、包装材料、楼面覆面料、墙面装修料和遮帘。
在制造涂覆底材时，将陶瓷体组合物涂布在至少一部分底材上。将陶瓷体组合物直接涂布在底材上是优选和有利的。任选地将陶瓷体组合物涂布在已上过底涂料(如用常规底涂料处理)的底材上。
实施例下述的本发明实施方式并不是详尽的或把本发明限制到下面详细描述中所述的精确形式。当然，对这些实施方式进行选择和描述，使本领域中的其它熟练技术人员能够认识和理解本发明的原理和实施。本发明陶瓷体组合物和陶瓷体的一些特性用下述的试验方法测定。
试验方法1表面电阻率试验陶瓷体的表面电阻率用配有Model 803B探针的ETS Model 872宽范围电阻计(购自Electro-Tech Systems，Inc，Glenside，PA)进行测量。测量在23±1℃的环境温度下进行。将两个同心环电极放在陶瓷体的表面上，并在该陶瓷体的表面上施加100伏的外电压。用该宽范围电阻计测量表面电阻率。该电阻计能测量103-1012欧姆/□ (square)的表面电阻率读数，6×1013欧姆/□是该电阻率能测量的最大极限。表面电阻率等于或小于1012欧姆/□的陶瓷体被认为是抗静电性涂层。
试验方法2测量静电荷消散时间本发明陶瓷体的静电荷消散时间用ETS Model 406C Static Decay TestUnit(购自Electro-Tech Systems，Inc.)测量。该装置通过高压(5000伏)电晕放电法对特定陶瓷体表面进行放电，然后用fieldmeter测量表面电压从5000伏到0伏的衰减时间。将所有记录的静电荷消散时间值计算成至少三次独立静电荷消散时间测量的平均值。静电荷消散时间短的陶瓷体比静电荷消散时间长的陶瓷体具有更好的抗静电性。
试验方法3测量耐磨性试样的耐磨性用503型泰氏(Taber)耐磨试验机(购自Taber Co.，Tonawanda，NY)进行测量。将试样放在旋转台上，用两个已称重的磨轮在试样表面上进行转动。具体使用重量负荷约为500克/轮的Taber CS-10F已称重磨轮。在试样附近施加真空，以清除研磨过程中研磨产生的残余碎片。所用的真空装置是503型Taber耐磨试验机的部件。该503型Taber耐磨试验机具有设定在100％的真空动力设置。
通过监测试样磨损部分上形成的雾度与研磨循环数之间的关系，确定试样的耐磨性。雾度用ASTM Standard D-1003-95“透明塑料的雾度和光透射率的标准测试方法”测量，使用X2节推荐的方法“另一种雾度法(简捷法)”。用于在环境温度下(23±1℃)测量试样雾度的仪器是配有积分球的PacificInstruments Model XL211雾度计(购自Garder Neotec Instrument Division，SilverSprings，MD)。
试样的耐磨性与用上述方法测得的雾度值成反比。雾度测量值高的磨料制品比雾度测量值低的磨料制品耐磨性低。
实施例1对九块厚度为3.1毫米的Acrylite FF聚丙烯酸酯板(购自Cyro IndustriesRockaway，NJ)进行上述的试验方法I、II和III。在21％、28％和38％相对湿度下平衡后，在21℃测量表面电阻率。结果发现，所有片材在三种相对湿度条件下的表面电阻率都超过6×1013欧姆/□。在相同相对湿度和温度条件下的电荷消散时间是无限长，这表明这些试样没有抗静电性。100个研磨循环后，按试验方法III测得的％雾度变化为19％。
实施例2对厚度为175微米的聚酯膜片(以商品名505购自ICI America，Wilmington，Delaware)进行试验方法I、II和III。在21℃以及21％、28％和38％相对湿度下对这些试样测得的表面电阻率都超过6×1013欧姆/□。在相同相对湿度和温度条件下的电荷消散时间是无限长，这表明这些试样没有抗静电性。100个研磨循环后，按试验方法III测得的％雾度变化为22％。
实施例3在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、118克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空管线上，浴温设在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。对该陶瓷体组合物的Carl Fisher分析表明，按组合物的总重量计，该组合物中残余的水低于1.5％重量。
把4份上述陶瓷体组合物加入21份异丙醇和0.14份Irgacure 184光引发剂中，形成异丙醇中含16％固体的可交联透明陶瓷体组合物。将该分散体涂覆在聚酯片材上，干燥后立即把涂覆好的片材放在67℃强制空气对流烘箱中2.5分钟，闪蒸掉异丙醇。然后把涂布片材放在装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.，Rockville，MD)的输送带上。聚酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是透明的。按试验方法3测得的涂布片材的平均百分雾度为0.7％。
固化涂层的试样在21％、30％和38％相对湿度下测量，它们的表面电阻率和放电时间按试验方法1和2测定。在所有三种相对湿度条件下，本实施例的表面电阻率超过6×1013欧姆/□。电荷消散时间为无限长。这表明这种涂层没有抗静电性。
实施例4步骤1制备陶瓷体组合物在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、118克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空线上，浴温在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。
把4克上述陶瓷体组合物与4克异丙醇、0.14克Irgacure 184光引发剂和0.05克Dow-57(表面活性剂，购自Dow Chemical Company，Midland，MI)混合，形成约50％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将1克N，N-二甲基乙酰胺、2克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)和2克丙酮混合在一起。用手摇动该分散体，使试样完全混合。形成的混合物在本步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含22％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去挥发性物质)，然后在约67℃强制对流烘箱中放4分钟。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是透明的。按试验方法1测得的表面电阻率为5×108欧姆/□。5000伏放电时间少于0.01秒(试验方法2中仪器的分辨率)。
实施例5步骤1制备陶瓷体组合物在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、118克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空管线上，浴温设在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。
把4克上述陶瓷体组合物与4克异丙醇、0.14克Irgacure 184光引发剂和0.1克Dow-57(表面活性剂，购自Dow Chemical Company)混合，形成约50％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将1克1-乙烯基-2-吡咯烷酮(含酰胺基的化合物)、2克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)和2克丙酮混合在一起。用手摇动该混合物，使试样完全混合。形成的混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含22％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去挥发性物质)，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是透明的。按试验方法1测得的表面电阻率为1×106欧姆/□。5000伏放电时间少于0.01秒。
实施例6步骤1制备陶瓷体组合物在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、1 18克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空管线上，浴温设在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。
把4克上述陶瓷体组合物与4克异丙醇、0.14克Irgacure 184光引发剂和0.1克Dow-57(表面活性剂，购自Dow Chemical Company)混合，形成约50％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将1克N，N-二甲基丙烯酰胺(含酰胺基的化合物)、2克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)和2克丙酮混合在一起。用手摇动该混合物，使试样完全混合。形成的混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含22％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去挥发性物质)，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是透明的。按试验方法1测得的表面电阻率为2×108欧姆/□。5000伏放电时间少于0.01秒。
实施例7步骤1制备陶瓷体组合物在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、118克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空线管上，浴温设在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。
把2克上述陶瓷体组合物与2克异丙醇和0.07克Irgacure 184光引发剂混合，形成约50％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将2克N-甲基-吡咯烷酮、1克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)和5克丙酮混合在一起。用手摇动该混合物，使试样完全混合。形成的混合物在本步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含16.7％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约40％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去挥发性物质)，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是稍有混浊至透明的。按试验方法1测得的表面电阻率为5×108欧姆/□。5000伏放电时间少于0.01秒。
实施例8步骤1制备陶瓷体组合物在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、118克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空管线上，浴温设在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。
把2克上述陶瓷体组合物与2克异丙醇和0.07克Irgacure 184光引发剂混合，形成约50％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将8克N-乙烯基己内酰胺(含酰胺基的化合物)的50％重量异丙醇溶液、2克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)、4克1-甲氧基-2-丙醇和4克丙酮混合在一起。将BayerAI4071分散体先滴加到N-乙烯基己内酰胺溶液中，然后加入其它溶剂。形成的混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含27％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去异丙醇和丙酮)，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是透明的。按试验方法1测得的表面电阻率为1×108欧姆/□。5000伏放电时间少于0.01秒。
实施例9步骤1制备陶瓷体组合物在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、118克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空管线上，浴温设在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。
把2克上述陶瓷体组合物与2克异丙醇和0.07克Irgacure 184光引发剂混合，形成约50％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将2克N-乙烯基甲酰胺(含酰胺基的化合物)、1克BayerAI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)和4克1-甲基-2-丙醇混合在一起。用手摇动该分散体，使试样完全混合。形成的混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含36％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去异丙醇和丙酮)，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是稍有混浊至透明的。按试验方法1测得的表面电阻率为2.5×108欧姆/□。5000伏放电时间少于0.01秒。
实施例10步骤1制备陶瓷体组合物在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、118克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空管线上，浴温设在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。
把4克上述陶瓷体组合物与4克异丙醇和0.14克Irgacure 184光引发剂混合，形成约50％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将13克N，N-二甲基乙酰胺(含酰胺基的化合物)和2克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)混合在一起。用手摇动该分散体，使试样完全混合。形成的混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含17％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去挥发性物质)，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是透明的。按试验方法1测得的表面电阻率为2×108欧姆/□。5000伏放电时间少于0.01秒。
实施例11步骤1制备陶瓷体组合物在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、118克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空管线上，浴温设在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。
把4克上述陶瓷体组合物与4克异丙醇和0.14克Irgacure 184光引发剂混合，形成约50％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将2克N，N-二甲基乙酰胺(含酰胺基的化合物)、2克20％重量聚吡咯溶液(ConQuest XP 1000聚吡咯/聚氨酯水分散体，购自DSMCo.)和2克丙酮混合在一起。用手摇动该混合物，使试样完全混合。形成的混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含31％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去挥发性物质)，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是深灰/黑色至半透明的。按试验方法1测得的表面电阻率为5×106欧姆/□。5000伏放电时间少于0.01秒(试验方法2中仪器的分辨率)。
实施例12步骤1制备陶瓷体组合物在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、118克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空管线上，浴温设在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。
把4克上述陶瓷体组合物与4克异丙醇和0.14克Irgacure 184光引发剂混合，形成约50％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将2克N，N-二甲基乙酰胺(含酰胺基的化合物)、2克50％聚苯胺溶液(聚苯胺导电聚合物5927657，50％重量)和2克丙酮混合在一起。用手摇动该混合物，使试样完全混合。形成的混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含35.7％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去挥发性物质)，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是深绿色至半透明的。按试验方法1测得的表面电阻率为1×107欧姆/□。5000伏放电时间少于0.01秒(试验方法2中仪器的分辨率)。
实施例13步骤1混合粘结剂前体(不含二氧化硅)在一个玻璃小瓶中，混合如下材料2克季戊四醇三丙烯酸酯和2克异丙醇。该混合物在本实施例中称为溶液A。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将5克N，N-二甲基乙酰胺和1克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)混合在一起。该混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含20％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去挥发性物质)，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟。聚丙烯酸酯片材上形成的干涂层没有形成均匀的透明层，而是分相成导电聚合物雾度高低不一的小区。在最终的涂层中，这些区域呈现为被透明区域(低的导电聚合物含量)包围的深蓝色斑点(高雾度导电聚合物)。这表明，二氧化硅颗粒(如上述所有实施例所示)对于导电聚合物在涂层干燥时的均匀分布是必需的。没有测量表面电阻率值和放电时间。
实施例14步骤1制备陶瓷体组合物在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、118克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空管线上，浴温设在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。
把4克上述陶瓷体组合物与4克异丙醇和0.14克Irgacure 184光引发剂混合，形成约50％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将1克异丙醇、1克丁酮和2克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)混合在一起。用手摇动该分散体。可以看到一些形成聚噻吩小聚集体的证据。形成的混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含33％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去异丙醇和丙酮)，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层含有聚噻吩的小聚集体和大量表面针孔。没有测量表面电阻率和放电时间。
实施例15步骤1制备陶瓷体组合物在一个500毫升圆底烧瓶中加入如下材料67.15克Nalco 1042硅溶胶(购自Nalco Chemical Co.，它是胶态二氧化硅颗粒的酸性水分散体，pH为3.2，固体含量为34％)、11.2克丙烯酸2-羟乙酯(购自Aldrich Chemical Co.)、5.6克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯(购自Aldrich Chemical Co.，商品名为Z6030)和7.9克季戊四醇丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶连接在Buchi R110旋转蒸发仪上，并在浴温为55℃的水浴中真空(约80毫米汞柱)抽取水。形成的液态陶瓷体组合物是透明的，并含有低于2％水(按Carl Fisher分析法测定)。
把2克上述陶瓷体组合物与2克异丙醇、0.14克Irgacure 184光引发剂和0.05克Dow-57(表面活性剂，购自Dow Chemical Company)混合，形成约50％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将2克N，N-二甲基乙酰胺(含酰胺基的化合物)、1克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)混合在一起。用手摇动该混合物，使其完全混合。形成的混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将4.76克乙醇加入到溶液A中。混合后，将溶液B加入到上述溶液A和乙醇的混合物中。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟(除去挥发性物质)，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是透明的。按试验方法1测得的表面电阻率为3×108欧姆/□。5000伏放电时间少于0.01秒(试验方法II中仪器的分辩率)。
实施例16步骤1制备陶瓷体组合物在一个500毫升圆底烧瓶中混合如下材料119.5克Nalco 2327硅溶胶、62克丙烯酸2-羟乙酯、43克四甘醇二丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)和12克3-(甲基丙烯酰氧丙基)三甲氧基甲硅烷偶联剂。然后把将圆底烧瓶连接在Buchi R-110旋转蒸发仪上，在施加真空之前，在水浴中加热10分钟。然后在75乇和60℃从该混合物中抽取水，直到冷凝器中收集不到水滴为止。形成的液态陶瓷体组合物是透明的，并含有29.7％重量二氧化硅和70.3％重量有机相。
把2克上述混合物与2克异丙醇、0.07克Irgacure 184光引发剂和4.76克乙醇混合，形成本实施例中称之为溶液A的混合物。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将2克N，N-二甲基乙酰胺(含酰胺基的化合物)和1克BayerAI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)混合在一起。用手摇动该混合物，使其完全混合。形成的混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢加入到溶液A中。用手摇动混合形成的混合物，其中的固体含量约为17％。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约30％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟(除去异丙醇)。然后把涂布片材放入装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对于人眼来说是透明的。所得涂层的表面电阻率为3×107欧姆/□。放电时间少于0.01秒。
实施例17步骤1制备陶瓷体组合物在一个圆底烧瓶中混合1195克Nalco 2327硅溶胶(购自Nalco ChemicalCo.，它是平均粒度为20纳米的胶态二氧化硅颗粒的铵离子稳定分散体，pH为9.3，固体含量为40％)、118克N，N-二甲基丙烯酰胺(购自Aldrich ChemicalCo.)、120克甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(购自AldrichChemical Co.)和761克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)。然后把将圆底烧瓶安装在Buchi R152旋转蒸发仪(购自Buchi Laboratory AG，Flanil，Switzerland)的真空管线上，浴温设在55℃。使50％去离子水/50％防冻剂的冷却混合物循环通过冷却旋管。在25乇减压下除去挥发性组分，直到蒸馏速度减少至5滴/分钟以下(约2小时)。制得的材料(1464克)是丙烯酸化二氧化硅颗粒在N，N-二甲基丙烯酰胺和季戊四醇三丙烯酸酯单体的混合物中的透明液态分散体(陶瓷体组合物)。
把8克上述陶瓷体组合物与8克异丙醇、0.28克Irgacure 184光引发剂、3克1-甲氧基-2-丙醇和17克丁酮混合，形成约22％固体的混合物(本实施例中称为溶液A)。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将8克N，N-二甲基乙酰胺和4克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水混合物)混合在一起。用手摇动该分散体，使试样完全混合。形成的混合物在本实施例中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含16.7％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚酯薄膜底材上，让其在约23％相对湿度和23±1℃的环境条件下干燥4分钟，然后在约67℃对流烘箱中放4分钟(除去挥发性物质)。然后把涂布薄膜放在装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚酯薄膜上形成的固化涂层对于人眼来说是透明的。
步骤4泰氏耐磨试验按上述的试验方法3测试实施例17中制得的陶瓷体的耐磨性。结果(每点取2-3个试样的平均值)列于表1中。
表1

实施例18步骤1制备陶瓷体组合物在一个玻璃小瓶中混合0.85克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich ChemicalCo.)、3克乙醇和0.15克热解法二氧化硅(OX-50)。用手将该混合物混合，然后在超声浴中放30分钟。然后加入0.07克Irgacure 184和1滴Dow-57(表面活性剂，购自Dow Chemical Company)的50％异丙醇溶液。所得的混合物是透明的，但已证明在溶胶中有二氧化硅聚集物。该混合物在本实施例的其余部分中称为溶液A。
步骤2制备导电聚合物分散体在另一个小瓶子中，将1克BayerAI4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水分散体)和1克N，N-二甲基乙酰胺(购自Aldrich Chemical Co.)混合在一起。形成的混合物在本实施例的其余部分中称为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含20％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约67℃对流烘箱中放4分钟(除去挥发性物质)。然后把涂布薄膜放在装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层严重分相，看上去不透明，表面非常粗糙。测得的表面电阻率为3×107欧姆/□。放电时间少于0.01秒。
实施例19在一个圆底烧瓶中混合60克Nalco 2327硅胶和47.6克N，N-二甲基丙烯酰胺。将该均匀的混合物加热到55℃，并在Buchi R110旋转蒸发仪上抽提所含的水。然后向此脱水的混合物中加入10克季戊四醇丙烯酸酯。形成的液态陶瓷体是透明的。它含有30％重量二氧化硅、58％N，N-二甲基丙烯酰胺和12％季戊四醇丙烯酸酯。取2克的这种混合物用6克乙醇稀释。该乙醇和陶瓷体的混合物在本实施例中称之为溶液A。
步骤2制备导电聚合物分散体在一个小玻璃瓶中，混合1克N，N-二甲基乙酰胺和1克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水分散体)。形成的混合物在本实施例中称之为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含20％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约67℃对流烘箱中放4分钟(除去挥发性物质)。然后把涂布薄膜放在装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对人眼来说是透明的，且有光滑的表面。测得的表面电阻率为2×108欧姆/□。放电时间少于0.01秒。
实施例20步骤工制备陶瓷体在一个玻璃瓶中混合1.7克季戊四醇三丙烯酸酯(购自Aldrich Chemical Co.)和0.3克硅烷处理的二氧化硅粉末(购自3M公司，用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂处理的OX-50二氧化硅粉末)。该混合物用6克乙醇稀释。形成的混合物在本实施例中称之为溶液A。
步骤2制备导电聚合物分散体在一个小玻璃瓶中，混合1克N，N-二甲基乙酰胺和1克Bayer AI 4071(3，4-聚亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐导电聚合物分散体的1.3％重量水分散体)。形成的混合物在本实施例中称之为溶液B。
步骤3混合溶液形成最终涂料，并试验将溶液B慢慢倒入溶液A，用手摇动混合，产生约含20％固体的混合物。然后将该混合物涂布在聚丙烯酸酯底材上，让其在约67℃对流烘箱中放4分钟(除去挥发性物质)。然后把涂布薄膜放在装有Fusion″H″灯的紫外固化站(MC-6RQN型，购自Fusion UV Curing Inc.)的输送带上。聚丙烯酸酯片材上形成的固化涂层对人眼来说是半透明的，且有粗糙的表面。测得的表面电阻率为2×108欧姆/□。放电时间少于0.01秒。
上述的详细描述和实施例仅用于理解清楚的目的，不能将其理解成任何不必要的限制。本发明并不局限于所示和所述的确切细节。本领域中熟练技术人员清楚，上述细节的各种变化包含在权利要求书所限定的本发明中。
权利要求
1.一种陶瓷体组合物，它包括许多胶态二氧化硅颗粒；粘结剂前体；和导电有机聚合物分散体。
2.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于它还包括含酰胺基的化合物。
3.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于还包括固化剂。
4.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于还包括偶联剂。
5.如权利要求4所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的偶联剂选自单官能有机硅化合物、多官能有机硅化合物和它们的混合物。
6.如权利要求4所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的偶联剂包括甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、甲基丙烯酸3-(三乙氧基甲硅烷基)丙酯、或它们的混合物。
7.如权利要求4所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的偶联剂占所述陶瓷体组合物的1-15％重量。
8.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于它还含有许多胶态无机氧化物颗粒，它选自氧化铝颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、铈土颗粒、氧化锑颗粒和它们的混合物。
9.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的导电有机聚合物选自聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺。
10.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的导电有机聚合物包含3，4-聚亚乙二氧基噻吩。
11.如权利要求10所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的3，4-聚亚乙二氧基噻吩用聚苯乙烯磺酸盐稳定。
12.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的导电有机聚合物占所述陶瓷体组合物的0.05-10％重量。
13.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述胶态二氧化硅颗粒的粒度为5-100纳米。
14.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述胶态二氧化硅颗粒的粒度为10-50纳米。
15.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的胶态二氧化硅颗粒占所述组合物的10-50％重量。
16.如权利要求2所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述含酰胺基的化合物选自N，N-二取代的乙酰胺、N，N-二取代的甲酰胺、N，N-二取代的丙烯酰胺、N-取代的吡咯烷酮、N-取代的甲酰胺、N-取代的己内酰胺或它们的混合物。
17.如权利要求2所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述含酰胺基的化合物选自N，N-二甲基乙酰胺、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺或它们的混合物。
18.如权利要求2所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述含酰胺基的化合物占所述组合物的1-90％重量。
19.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的粘结剂前体选自烯键式不饱和单体、低聚物或它们的混合物。
20.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的粘结剂前体包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、酰胺或它们的混合物。
21.如权利要求20所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的粘结剂前体选自N，N-二甲基丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸酯、丙烯酸2-羟乙酯、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺或它们的混合物。
22.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的粘结剂前体占所述陶瓷体组合物的5-80％重量。
23.如权利要求1所述的陶瓷体组合物，其特征在于所述的胶态二氧化硅颗粒由pH为2-6的硅溶胶制得。
24.由权利要求1所述的陶瓷体组合物制得的陶瓷体。
25.由权利要求2所述的陶瓷体组合物制得的陶瓷体。
26.如权利要求25所述的陶瓷体，其特征在于所述的陶瓷体是透明的。
27.如权利要求24所述的陶瓷体，其特征在于所述陶瓷体的表面电阻率为104-1012欧姆/□。
28.如权利要求24所述的陶瓷体，其特征在于所述的陶瓷体制成粘附在底材上的涂层。
29.如权利要求28所述的陶瓷体，其特征在于所述陶瓷体涂层的厚度为1-30微米。
30.如权利要求28所述的陶瓷体，其特征在于所述的底材选自电子器件贮藏容器、磨料制品、电子显示器表面、包装材料、楼面覆面料、墙面装修料、窗户覆盖物或压敏粘合带。
31.一种能产生透明陶瓷体的陶瓷体组合物的制造方法，该方法包括如下步骤a)将硅水溶胶与粘结剂前体混合形成混合物；b)干燥步骤a)中的混合物，使该混合物基本上不含水；c)将含酰胺基的化合物与导电有机聚合物混合形成导电有机聚合物分散体；和d)将步骤c)中的导电有机聚合物分散体与步骤b)中的混合物混合，形成能产生透明陶瓷体的陶瓷体组合物。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于步骤a)包括将硅水溶胶与和偶联剂和粘结剂前体混合形成混合物。
33.如权利要求31所述的方法，其特征在于步骤c)中的导电有机聚合物与反离子缔合。
34.如权利要求31所述的方法，其特征在于所述的反离子是磺酸。
35.一种陶瓷体组合物的制造方法，该方法包括如下步骤a)将硅水溶胶与粘结剂前体混合形成混合物；b)干燥步骤a)中的混合物，使该混合物基本上不含水；和c)将导电有机聚合物与步骤b)中的混合物混合形成陶瓷体组合物。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于步骤a)包括将硅水溶胶与和偶联剂和粘结剂前体混合形成混合物。
37.一种抗静电性陶瓷体的制造方法，所述的方法包括如下步骤a)将硅水溶胶与粘结剂前体混合形成陶瓷体组合物；b)干燥步骤a)中的陶瓷体组合物，使该组合物基本上不含水；c)将含酰胺基的化合物与导电有机聚合物混合，形成导电有机分散体；d)将步骤c)中的导电有机聚合物分散体与步骤b)中的混合物混合，形成陶瓷体组合物；和e)固化步骤d)中的陶瓷体组合物，形成抗静电性陶瓷体。
38.一种抗静电性陶瓷体制品的制造方法，该方法包括如下步骤a)将硅水溶胶与粘结剂前体混合形成陶瓷体组合物；b)干燥步骤a)中的陶瓷体组合物，使该组合物基本上不含水；c)混合导电有机聚合物与步骤b)中的陶瓷体组合物，形成材料；和d)硬化步骤c)中的材料。
全文摘要
本发明涉及固化后能形成抗静电耐磨陶瓷体的陶瓷体组合物。该陶瓷体组合物包含许多胶态二氧化硅颗粒、粘结剂前体和导电有机聚合物(如聚噻吩)。本发明也涉及由该陶瓷体组合物制得的陶瓷体制品(如陶瓷体涂层和成形陶瓷体颗粒)以及上述陶瓷体组合物和陶瓷体制品的制造方法。
文档编号C09D179/02GK1352672SQ00808059
公开日2002年6月5日 申请日期2000年5月10日 优先权日1999年5月27日
发明者B·D·克雷格, Z·比尔凯迪 申请人:3M创新有限公司