[发明专利]一种环保型碳系聚氨酯基导电薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型无溶剂、环保导电高分子薄膜，尤其涉及一种环保型碳系聚氨酯基导电薄膜，属于高分子导电复合材料领域。

背景技术

碳系导电高分子薄膜是一种新型的复合型功能性材料，由于其特殊的性能、性价比高、成型简易方便等特性，在电磁波吸收、导电电极、抗静电等领域具有重要的用途。正是基于以此，碳系导电高分子薄膜的应用领域主要有：光电通讯——作为电子信号抗干扰电波吸收屏蔽材料、电子产品抗静电包装材料、交互式电子白板感压导电电极材料等等；医疗——作为导电电极材料、薄膜加热等用途；军事——作为电波吸收屏蔽材料用于装备的隐身技术，并且其市场需求量正不断增大。

目前，国内外对于电阻均匀性和低电阻率的碳系导电高分子薄膜的研究开发及应用研究还处于初始阶段。市场上现有的碳系导电高分子薄膜主要为塑料挤出流延法生产的PE基导电薄膜。主要应用在电子产品包装和易爆品防爆等抗静电场合和电阻率要求较低的导电电极场合，产品电阻均匀性较差，电阻率较高，并且其应用范围有一定的局限性，无法应用于对电阻均匀性和电阻率要求较高的场合，如电磁波屏蔽吸收和薄膜加热导电电极等。

国外一些企业以及国内的一家企业选用溶剂型聚氨酯开发出0.05mm厚度、电阻150Ω左右的溶剂型碳系聚氨酯基导电薄膜，但价格昂贵，约30元/平米。我国也有企业开发出电阻150-300Ω的碳系聚氨酯基导电薄膜，但该产品仍选用的是溶剂型聚氨酯。溶剂型聚氨酯在生产和使用过程中均会造成大量的有害气体挥发，在对环保要求越来越高的今天，必将受到经济和环境发展的制约。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型碳系聚氨酯基导电薄膜，所提供的环保型碳系聚氨酯基导电薄膜以重量份数计，具有如下配方：

水性聚氨酯              50-100份；

导电介质1               5-15份；

导电介质2               2-10份；

助剂1                   0.2-2份；

助剂2                   0.1-1份；

其中，所述导电介质1为炭黑；所述导电介质2为石墨；所述助剂1为分散剂；所述助剂2为消泡剂。

所述水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，具有无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。本发明所述水性聚氨酯为聚氨酯溶于水后的混合物，其树脂固体含量以30％计。

进一步，所述水性聚氨酯以质量百分比计，占配方总重量的70％-88％；且所述导电介质1和导电介质2的总重量以质量百分比计，占配方总重量的20％-10％。

再进一步，

所述水性聚氨酯为TDI芳香族水性聚氨酯。

所述导电介质1为导电炭黑。

所述导电介质2为比表面积在10-20m²/g的细结构石墨。

所述助剂1为非离子型分散剂。

所述助剂2为乳液型有机硅消泡剂。

更进一步，

所述水性聚氨酯为100％模量、130-160kg/cm²的TDI芳香族水性聚氨酯。

所述导电炭黑的粒径为500-1000目。

本发明所述环保型碳系聚氨酯基导电薄膜的制备工艺为：

(1)配料，根据需要按照一定的配比称取各组分的原料；

(2)研磨，将步骤(1)获得的调配好的原料在三辊研磨机进行研磨，研磨完成后经滤网进行过滤；

(3)成膜，采用辊上式刮刀涂刮、离型纸转移法进行成膜；

(4)烘干，将步骤(3)成膜后的导电薄膜分别经60-70℃、70-90℃、140-150℃三个温度区进行烘干；

(5)卷绕，将步骤(4)烘干后的导电薄膜卷绕获得成品。

本发明的有益效果有：

1)采用本发明配方，能够根据需要获得方阻为30-200Ω/□范围内的碳系聚氨酯基导电薄膜；且电阻均匀性好，方阻偏差不大于10％；导电薄膜的重量在60-100g/m²之间；断裂强度不小于10MPa；尺寸稳定性好，在-20℃至70℃尺寸变化不大于3％；表面外观细腻，无碳黑颗粒聚集、无针孔。所述方阻偏差是指所获得的碳系聚氨酯基导电薄膜的实际方阻与需要获得的目标方阻之间的差值。