一种防静电铁氟龙薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出了一种防静电铁氟龙薄膜及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域，通过将正硅酸烷基酯的有机溶液与含有致孔剂和表面活性剂的水溶液混合乳化，制备SiO2多孔中空球，加入苯胺乙醇溶液中，反应离心后，加入含有Fe

【技术实现步骤摘要】
一种防静电铁氟龙薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种防静电铁氟龙薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]铁氟龙（聚四氟乙烯）是一种树脂，是把C2H4中的四个H置换成F，变成以C2F4，再经聚合作用形成。由于铁氟龙是由碳原子和氟原子组成，不含氢，所以不会和氧发生任何反应。因此，铁氟龙具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力、耐温优异，可制成薄膜涂覆在器件表面。
[0003]目前铁氟龙广泛应用于液晶行业，业内统称缓冲材，通常称作电子膜或铁氟龙膜，在液晶屏模组绑定过程中对铁氟龙膜的要求极其高，尤其是对薄膜的厚度及厚薄公差，耐高温变形率，外观清洁度都非常高。随着液晶面板技术的不断发展，超薄高清自发光的OLED屏已经逐渐代替传统的TFT
‑
LCD屏，对生产所涉及的电子元器件和制造设备的精准度要求更加严格，通常需要厚度小于0.1mm的超薄薄膜，甚至需要做到0.01mm，且必须在无尘无静电的环境中进行，实际生产中设备对静电的敏感度非常高，产生静电将会影响设备的运行精度，甚至可能击穿电子元器件如IC、芯片等，导致产品不良甚至报废，影响正常生产，所以在整个生产过程中要求所用的主辅材料须具备防静电性能。
[0004]普通白色铁氟龙膜自身不防静电，表面电阻为1
×
10
11
‑
12
Ω，稍微摩擦就会产生非常强的静电，防静电的铁氟龙膜产品要求表面其电阻为1
>×
106‑9Ω，要达到防静的表面电阻必须对铁氟龙膜进行改性，通常在铁氟龙原材料中加入一些抗静电剂，使其达到防静电的目的，改变铁氟龙膜表面电阻值，保证在产线中不会出现由于摩擦或其他原因导致静电产生从而影响正常生产。
[0005]目前国内在铁氟龙薄膜防静电领域研究较少，市面上常见的是较厚的PTFE防静电板和棒条，这些都难以做成铁氟龙薄膜，此外，在铁氟龙薄膜制备的过程中如何保证原料混合均匀性也是一大问题，一旦原料混合不均匀，铁氟龙薄膜制品将会出现色差、白点、白斑、甚至掉粉的现象，严重影响正常使用。基于此，开发一种铁氟龙薄膜的制备方法，使得铁氟龙薄膜制品的厚度小于0.1mm，同时具备防静电性能，且质量均一，稳定性好，使其满足超薄高清自发光的OLED屏的应用需求至关重要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提出一种防静电铁氟龙薄膜及其制备方法和应用，制得的防静电铁氟龙薄膜的体积电阻率可达到104Ω
·
m，而普通的铁氟龙薄膜的体积电阻率在10
13
‑
10
19
Ω
·
m，解决了液晶行业中制品生产过程中因静电因素导致的不良率高和静电值过大引起的安全问题，同时具有极好的阻燃、耐高温和力学性能，耐高强度硬度、耐拉伸、低摩擦磨耗。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：
本专利技术提供一种防静电铁氟龙薄膜的制备方法，通过将正硅酸烷基酯的有机溶液与含有致孔剂和表面活性剂的水溶液混合乳化，干燥，制备SiO2多孔中空球，加入苯胺乙醇溶液中，反应离心后，加入含有Fe
3+
离子的溶液中反应，离心，干燥，得到海胆状聚苯胺
‑
SiO2复合中空球，将其置于金属离子掺杂氧化铝溶胶中反应制得的金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球，表面经过带有双键的硅烷偶联剂改性后制得改性金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球，加入苯乙烯、乳化剂和水的体系中，经过聚合得到聚苯乙烯
‑
微球乳液，与聚四氟乙烯乳液混合均匀后，用浸渍提拉法镀膜，制得防静电铁氟龙薄膜。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，包括以下步骤：S1.SiO2多孔中空球的制备：将正硅酸烷基酯溶于有机溶剂中，加入含有致孔剂和表面活性剂的水中，乳化，调节溶液pH值，反应，喷雾干燥，得到SiO2多孔中空球；S2.海胆状聚苯胺
‑
SiO2复合中空球的制备：将苯胺单体溶于乙醇溶液中，加入步骤S1制得的SiO2多孔中空球，搅拌，离心，分散至含有Fe
3+
离子的溶液中反应，离心，洗涤，干燥，制得海胆状聚苯胺
‑
SiO2复合中空球；S3.金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球的制备：配制金属离子掺杂氧化铝溶胶，将步骤S2制得的海胆状聚苯胺
‑
SiO2复合中空球分散到金属离子掺杂氧化铝溶胶中，加热反应，离心，洗涤，制得金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球；S4.改性金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球的制备：将步骤S3制得的金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球分散于乙醇溶液中，加入带有双键的硅烷偶联剂，加热反应，离心，洗涤，干燥，制得改性金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球；S5.防静电铁氟龙薄膜的制备：将苯乙烯、乳化剂、步骤S4制得的改性金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球和水混合均匀，制得初乳液，通入惰性气体条件下加入引发剂，加热反应，得到聚苯乙烯
‑
微球乳液，加入聚四氟乙烯乳液，搅拌混合均匀，用浸渍提拉法镀膜，干燥后，加热处理，得到防静电铁氟龙薄膜。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述正硅酸烷基酯选自正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯中的至少一种；所述有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯中的至少一种；所述致孔剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚中的至少一种；所述表面活性剂选自吐温
‑
20、吐温
‑
40、吐温
‑
60、吐温
‑
80、卡波姆、三乙醇胺、乙酰丙酮中的至少一种；所述调节溶液pH值为5.5
‑
6；所述乳化的转速为12000
‑
15000r/min，时间为5
‑
10min；所述反应时间为5
‑
7h；所述正硅酸烷基酯、致孔剂和表面活性剂的质量比为100:3
‑
5:1
‑
2。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中所述苯胺单体、SiO2多孔中空球的质量比为3
‑
5:20；所述Fe
3+
离子的溶液中Fe
3+
离子的浓度为1
‑
2mol/L；所述搅拌的温度为25
‑
35℃，时间为20
‑
24h；所述反应的温度为室温，时间为7
‑
12h。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防静电铁氟龙薄膜的制备方法，其特征在于，通过将正硅酸烷基酯的有机溶液与含有致孔剂和表面活性剂的水溶液混合乳化，干燥，制备SiO2多孔中空球，加入苯胺乙醇溶液中，反应离心后，加入含有Fe
3+
离子的溶液中反应，离心，干燥，得到海胆状聚苯胺
‑
SiO2复合中空球，将其置于金属离子掺杂氧化铝溶胶中反应制得的金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球，表面经过带有双键的硅烷偶联剂改性后制得改性金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球，加入苯乙烯、乳化剂和水的体系中，经过聚合得到聚苯乙烯
‑
微球乳液，与聚四氟乙烯乳液混合均匀后，用浸渍提拉法镀膜，制得防静电铁氟龙薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.SiO2多孔中空球的制备：将正硅酸烷基酯溶于有机溶剂中，加入含有致孔剂和表面活性剂的水中，乳化，调节溶液pH值，反应，喷雾干燥，得到SiO2多孔中空球；S2.海胆状聚苯胺
‑
SiO2复合中空球的制备：将苯胺单体溶于乙醇溶液中，加入步骤S1制得的SiO2多孔中空球，搅拌，离心，分散至含有Fe
3+
离子的溶液中反应，离心，洗涤，干燥，制得海胆状聚苯胺
‑
SiO2复合中空球；S3.金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球的制备：配制金属离子掺杂氧化铝溶胶，将步骤S2制得的海胆状聚苯胺
‑
SiO2复合中空球分散到金属离子掺杂氧化铝溶胶中，加热反应，离心，洗涤，制得金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球；S4.改性金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球的制备：将步骤S3制得的改性金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球分散于乙醇溶液中，加入带有双键的硅烷偶联剂，加热反应，离心，洗涤，干燥，制得改性金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球；S5.防静电铁氟龙薄膜的制备：将苯乙烯、乳化剂、步骤S4制得的改性金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球和水混合均匀，制得初乳液，通入惰性气体条件下加入引发剂，加热反应，得到聚苯乙烯
‑
微球乳液，加入聚四氟乙烯乳液，搅拌混合均匀，用浸渍提拉法镀膜，干燥后，加热处理，得到防静电铁氟龙薄膜。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述正硅酸烷基酯选自正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯中的至少一种；所述有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯中的至少一种；所述致孔剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚中的至少一种；所述表面活性剂选自吐温
‑
20、吐温
‑
40、吐温
‑
60、吐温
‑
80、卡波姆、三乙醇胺、乙酰丙酮中的至少一种；所述调节溶液pH值为5.5
‑
6；所述乳化的转速为12000
‑
15000r/min，时间为5
‑
10min；所述反应时间为5
‑
7h；所述正硅酸烷基酯、致孔剂和表面活性剂的质量比为100:3
‑
5:1
‑
2。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述苯胺单体、SiO2多孔中空球的质量比为3
‑
5:20；所述Fe
3+
离子的溶液中Fe
3+
离子的浓度为1
‑
2mol/L；所述搅拌的温度为25
‑
35℃，时间为20
‑
24h；所述反应的温度为室温，时间为7
‑
12h。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述金属离子掺杂氧化铝溶胶的配制方法为将水、乙醇、酸、异丙醇铝按照质量比为1：3
‑
5：0.1
‑
0.2：5
‑
10混合均匀，得到金属离子掺杂氧化铝溶胶；所述酸为1
‑
2mol/L的盐酸或硫酸溶液；所述海胆状聚苯胺
‑
SiO2复合中空球与金属离子掺杂氧化铝溶胶的质量比为5
‑
7：1
‑
3；所述加热反应的温度为
40
‑
50℃，时间为10
‑
15h。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述乙醇溶液中乙醇的含量为40
‑
70wt%；所述改性金属离子掺杂Al2O3复合海胆状聚苯胺
‑
SiO2中空球、带有双键的硅烷偶联剂的质量比为10：1
‑
3；所述带有双键的硅烷偶联剂选自KH570、A171、A172、A151中的至少一种；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄贵军，
申请(专利权)人：佛山慧氟高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：