本發(fā)明是有關(guān)一種次烷氧基衍生物(alkoxylene derivate)的制造方法及其應(yīng)用,特別是提供一種可提升抗靜電性及防霧性的次烷氧基衍生物的制造方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù):
隨著生活品質(zhì)的重視,習(xí)知的電子商品越趨輕薄化發(fā)展,連帶使得電子商品內(nèi)部的光電元件越加微小化。然而,隨著光電元件的體積縮小,其對于使用環(huán)境的要求亦越趨嚴(yán)苛。
當(dāng)光電元件使用于高溫高濕的環(huán)境時,霧氣容易凝結(jié)于元件表面,而影響其效能,甚至造成元件損壞。特別地,于顯示領(lǐng)域中,霧氣則會影響顯示器的顯像,降低其效能。
其次,由于光電元件主要是藉由電荷的傳導(dǎo)促成其功效,故穩(wěn)定的電場環(huán)境有助于提升光電元件的性能。惟,日常生活所產(chǎn)生的靜電常會影響光電元件。靜電雖是瞬間放電,但其具有高電壓,故靜電對于微小化的光電元件常會造成極大的損壞。
為了有效消除前述霧氣或靜電對于光電元件的損壞,光電元件的表面可藉由設(shè)置防霧材料或抗靜電材料避免霧氣凝結(jié)或消除靜電,進(jìn)而避免光電元件損壞。
前述的防霧材料或抗靜電材料一般可為包含防霧劑或抗靜電劑的復(fù)合膜,以具有前述的功效。
然而,習(xí)知的防霧劑或抗靜電劑僅是以物理方式與保護(hù)膜的樹脂材料混合均勻,故隨著環(huán)境溫度濕度的變化或時間的增長,防霧劑或抗靜電劑會遷移(migration)至復(fù)合膜表面,而降低其防霧性或抗靜電效能。
其次,遷移至表面的防霧劑或抗靜電劑亦會造成復(fù)合膜表面回粘(after-tack),而降低其表面性質(zhì)。
有鑒于此,亟須提供一種次烷氧基衍生物的制造方法及其應(yīng)用,以改進(jìn)習(xí)知次烷氧基衍生物的制造方法及其應(yīng)用的缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的一個方面在于提供一種次烷氧基衍生物的制造方法,藉由單體的選用合成具有良好抗靜電性及防霧性的次烷氧基衍生物。
本發(fā)明的另一方面在于提供一種次烷氧基衍生物,其是利用前述的方法制得。
本發(fā)明的又一方面在于提供一種光固化樹脂組合物,其包含利用前述的方法所制作的次烷氧基衍生物。
本發(fā)明的再一方面在于提供一種復(fù)合膜,其包含利用前述光固化樹脂組合物制成的光固化膜。
根據(jù)本發(fā)明的一方面,提出一種次烷氧基衍生物的制造方法。此制造方法是先對混合物進(jìn)行第一反應(yīng),以形成第一中間產(chǎn)物,其中此混合物包含如下式(I)所示的烷基醇化合物及如式(II)所示的縮水甘油醚:
于式(I)中,R1代表碳數(shù)為8至30的烷基;R2代表碳數(shù)為2至4的次烷氧基,且R2的氧原子與氫原子鍵結(jié);且x代表0至100的整數(shù)。
于式(II)中,R3代表其中C=O與R4鍵結(jié),且r代表0或1;且R4代表具有碳-碳雙鍵的基團(tuán)。
然后,對第一中間產(chǎn)物及環(huán)氧烷基化合物進(jìn)行第二反應(yīng),以制得次烷氧基衍生物,其中此環(huán)氧化合物包含碳數(shù)為2至4的環(huán)氧烷基化合物。
依據(jù)本發(fā)明的一實施例,進(jìn)行前述的第二反應(yīng)后,此制造方法更包含對前述第二反應(yīng)的產(chǎn)物與酸基化合物進(jìn)行第三反應(yīng),以形成第二中間產(chǎn)物,并對此第二中間產(chǎn)物進(jìn)行中和反應(yīng),以制得次烷氧基衍生物。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例,前述的酸基化合物包含磺酸基化合物、磷酸基化合物或羧酸基化合物。
依據(jù)本發(fā)明的又一實施例,前述中和反應(yīng)的中和劑為堿金屬化合物、堿土金屬化合物、胺基化合物、烷基胺化合物或具有烷基取代或不取代的醇胺化合物。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提出一種次烷氧基衍生物,其是利用前述的方法制得,且此次烷氧基衍生物具有如下式(III)所示的結(jié)構(gòu):
于式(III)中,R1代表碳數(shù)為8至30的烷基;R2代表碳數(shù)為2至4的次烷氧基,且R2的烷基與R1O-鍵結(jié);R3代表其中C=O與R4鍵結(jié),且r代表0或1;R4代表具有碳-碳雙鍵的基團(tuán);R5代表碳數(shù)為2至4的次烷氧基,且R5的氧原子與R6鍵結(jié);R6代表氫原子;x代表0至100的整數(shù);y代表1至10的整數(shù);且z代表1至100的整數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面,提出一種次烷氧基衍生物,其是利用前述的方法制得,且此次烷氧基衍生物具有如下式(IV)所示的結(jié)構(gòu):
于式(IV)中,R1代表碳數(shù)為8至30的烷基;R2代表碳數(shù)為2至4的次烷氧基,且R2的烷基與R1O-鍵結(jié);R3代表其中C=O與R4鍵結(jié),且r代表0或1;R4代表具有雙鍵的基團(tuán);R5代表碳數(shù)為2至4的次烷氧基,且R5的氧原子與R7鍵結(jié);R7代表陰離子基團(tuán);x代表0至100的整數(shù);y代表1至10的整數(shù);且z代表1至100的整數(shù)。
依據(jù)本發(fā)明的一實施例,前述的陰離子基團(tuán)可包含但不限于-SO3M、-PO3M2、-PO3MH、-COOM或其他適當(dāng)?shù)年庪x子基團(tuán),且M代表氫原子、堿金屬原子、(堿土金屬原子)1/2、銨基、烷基銨或具有烷基取代或不取代的醇銨基。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面,提出一種光固化樹脂組合物。此光固化樹脂組合物包含光固化樹脂及次烷氧基衍生物,且此次烷氧基衍生物是利用前述的方法制作。其中,基于光固化樹脂的使用量為100重量份,此次烷氧基衍生物的使用量為0.2重量份至15重量份。
根據(jù)本發(fā)明的又另一方面,提出一種復(fù)合膜。此復(fù)合膜包含基材及光固化膜,其中光固化膜設(shè)置于基材的表面上。此光固化膜是由前述的光固化樹脂組合物經(jīng)光固化制程所形成,且該光固化膜對水的接觸角不超過30度。
依據(jù)本發(fā)明的一實施例,前述每單位面積的復(fù)合膜的第一阻抗值小于1011歐姆。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例,前述的復(fù)合膜放置于溫度為65℃且濕度為95%的環(huán)境后,每單位面積的復(fù)合膜的第二阻抗值小于1011歐姆,且第二阻抗值與第一阻抗值的比值是小于100且大于0.01。
依據(jù)本發(fā)明的又一實施例,前述第二阻抗值與第一阻抗值的比值是小于20且大于0.1。
依據(jù)本發(fā)明的再一實施例,前述第二阻抗值與第一阻抗值的比值是小于16且大于0.1。
應(yīng)用本發(fā)明的次烷氧基衍生物及其制造方法與應(yīng)用,其是藉由特定的單體合成次烷氧基衍生物,并藉由所具有的雙鍵基團(tuán)與樹脂材料形成化學(xué)鍵結(jié),而具有良好的經(jīng)時穩(wěn)定性。
附圖說明
圖1是繪示依照本發(fā)明的一實施例的次烷氧基衍生物的制造方法的流程圖;
圖2是繪示依照本發(fā)明的另一實施例的次烷氧基衍生物的制造方法的流程圖;
其中,符號說明:
100:方法
100a:方法
110:對混合物進(jìn)行第一反應(yīng),以形成第一中間產(chǎn)物的步驟
120:對第一中間產(chǎn)物及環(huán)氧烷基化合物進(jìn)行第二反應(yīng)的步驟
121:對第二反應(yīng)的產(chǎn)物及胺基化合物進(jìn)行第三反應(yīng),以形成第二中間產(chǎn)物的步驟
123:對第二中間產(chǎn)物進(jìn)行中和反應(yīng)的步驟
130:制得次烷氧基衍生物。
具體實施方式
以下仔細(xì)討論本發(fā)明實施例的制造和使用。然而,可以理解的是,實施例提供許多可應(yīng)用的發(fā)明概念,其可實施于各式各樣的特定內(nèi)容中。所討論的特定實施例僅供說明,并非用以限定本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明所稱的回粘(after-tack)是指涂膜因溫度及濕度,或者防霧劑或抗靜電劑遷移(migration)至復(fù)合膜表面所造成的表面粘附缺陷,而使涂膜表面易沾粘污染物,或降低其表面平整性,進(jìn)而降低涂膜的表面性質(zhì)。
請參照圖1,其是繪示依照本發(fā)明的一實施例的次烷氧基衍生物(alkoxylene derivate)的制造方法的流程圖。在一實施例中,此制造方法100是先對混合物進(jìn)行第一反應(yīng),以形成第一中間產(chǎn)物,如步驟110所示。
前述的混合物包含如下式(I)所示的烷基醇化合物及如下式(II)所示的縮水甘油醚化合物:
于式(I)中,R1代表碳數(shù)為8至30的烷基;R2代表碳數(shù)為2至4的次烷氧基,且R2的氧原子與氫原子鍵結(jié);且x代表0至100的整數(shù)。
前述碳數(shù)為8至30的烷基可包含直鏈烷基或支鏈烷基。碳數(shù)為8至30的烷基可包含但不限于正辛基、異辛基、2-乙基己烷、正壬基、異壬基、2-甲基辛基、3-甲基辛基、4-甲基辛基、5-甲基辛基、6-甲基辛基、2-乙基庚基、3-乙基庚基、4-乙基庚基、5-乙基庚基、2-丙基己烷、3-丙基己烷、正癸基、異癸基、2-甲基壬基、3-甲基壬基、4-甲基壬基、5-甲基壬基、6-甲基壬基、7-甲基壬基、2-乙基辛基、3-乙基辛基、4-乙基辛基、5-乙基辛基、6-乙基辛基、2-丙基庚基、3-丙基庚基、4-丙基庚基、2-丁基己基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、2-戊基壬基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷或正二十五烷等。
在一實施例中,R1較佳代表碳數(shù)為8至25的烷基,且更佳代表碳數(shù)為8至18的烷基。
當(dāng)R1的碳數(shù)小于8時,所制得的次烷氧基衍生物具有界面活性不佳的缺陷,而降低次烷氧基衍生物的乳化性、分散性、樹脂相容性及聚合安定性,進(jìn)而無法與光固化樹脂均勻混合,故難以形成光固化膜。
前述碳數(shù)為2至4的次烷氧基可包含但不限于次乙氧基、次丙氧基、次異丙氧基、次丁基、次異丁基、次仲丁基、次叔丁基或上述官能基的任意組合。
在一實施例中,x較佳可為0至50的整數(shù),且更佳可為0至30的整數(shù)。
R2鏈段可提升所制得次烷氧基衍生物的親水性,進(jìn)而提升所形成的光固化膜的防霧性及抗靜電性。
若x大于100時,過長的R2鏈段會降低所制得的次烷氧基衍生物的樹脂相容性,而使所形成的光固化膜的表面難以干燥,進(jìn)而造成涂膜回粘的缺陷,因此降低防霧性及抗靜電性。
前述如式(I)所示的烷基醇化合物可包含但不限于正癸醇、月桂醇、正十四醇、正十六醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚、其他適當(dāng)?shù)耐榛蓟衔锘蛏鲜龌衔锏娜我饨M合。
于式(II)中,R3代表其中C=O與R4鍵結(jié),且r代表0或1;且R4代表具有碳-碳雙鍵的基團(tuán)。
當(dāng)r=0時,所制得的次烷氧基衍生物具有烯烴基的結(jié)構(gòu);且當(dāng)r=1時,所制得的次烷氧基衍生物具有壓克力基的結(jié)構(gòu)。其中當(dāng)r=0或1時,具有雙鍵結(jié)構(gòu)的烯烴基或壓克力基可與不飽和單體進(jìn)行加成反應(yīng),而使得次烷氧基衍生物與光固化樹脂形成鍵結(jié),進(jìn)而提升其經(jīng)時穩(wěn)定性。
前述具有碳-碳雙鍵的基團(tuán)可包含經(jīng)至少一基團(tuán)取代或未經(jīng)取代且碳數(shù)為2至4的烯基,其中此至少一基團(tuán)可包含但不限于乙烯基、丙烯基、異丁烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或其他適當(dāng)?shù)幕鶊F(tuán)。
較佳地,前述具有碳-碳雙鍵的基團(tuán)可包含碳數(shù)為2至4的烯基。更佳地,前述具有碳-碳雙鍵的基團(tuán)可為碳數(shù)為3的烯基。
如式(II)所示的縮水甘油醚化合物可包含但不限于烯丙基縮水甘油醚、甲基丙烯酸縮水甘油醚、異丁烯基縮水甘油醚、其他適當(dāng)?shù)目s水甘油醚化合物或上述化合物的任意組合。
基于如式(I)所示的烷基醇化合物的使用量為100重量份,如式(II)所示的縮水甘油醚化合物的使用量為29重量份至116重量份,較佳為41重量份至87重量份,且更佳為47重量份至70重量份。
在一實施例中,前述第一反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)制是藉由斷開如式(II)所示的縮水甘油醚化合物的環(huán)狀結(jié)構(gòu),以進(jìn)一步與如式(I)所示的烷基醇化合物形成鍵結(jié),而可形成第一中間產(chǎn)物。
當(dāng)進(jìn)行前述的第一反應(yīng)時,為了加速反應(yīng)速率,前述的混合物可包含催化劑,以降低反應(yīng)溫度及反應(yīng)時間。此催化劑除可提升產(chǎn)率外,亦可使第一中間產(chǎn)物的色相較低,而可避免所制得的次烷氧基衍生物影響被涂覆的材料的外觀。催化劑可包括三苯基膦、三乙基胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鋁、三氟化硼、四烷基銨鹽、四異丙氧基錫或過氯酸鋅等。較佳地,催化劑可包含三苯基膦、氫氧化鉀、三氟化硼或四烷基銨鹽等。更佳地,催化劑可為三氟化硼。
基于式(I)所示的烷基醇化合物的使用量為100重量份,催化劑的使用量可為0.01重量份至5重量份,較佳可為0.02重量份至3重量份,且更佳可為0.05重量份至2重量份。
當(dāng)前述的混合物包含催化劑時,第一反應(yīng)的反應(yīng)溫度可為60℃至100℃,且反應(yīng)時間可為4小時至8小時;較佳地,前述第一反應(yīng)的反應(yīng)溫度可為70℃至90℃,且反應(yīng)時間可為4小時至6小時;更佳地,第一反應(yīng)的反應(yīng)溫度可為85℃,且反應(yīng)時間可為5小時。
前述所制得的第一中間產(chǎn)物可具有如下式(V)所示的結(jié)構(gòu):
于式(V)中,R1、R2、R3、R4及x的定義如前所述,在此不另贅述;且y可代表1至10的整數(shù)。
在一實施例中,y較佳可為1至10的整數(shù),且更佳可為1至3的整數(shù)。
若y大于10時,所制得的次烷氧基衍生物于相同重量下具有較低的親水基比率,而降低光固化膜的防霧性及抗靜電性;且次烷氧基衍生物與單體的交聯(lián)度會增加,而使得涂膜收縮率過大,影響光固化膜的涂布性質(zhì)。
進(jìn)行步驟110后,對前述的第一中間產(chǎn)物及環(huán)氧烷基化合物進(jìn)行第二反應(yīng),以制得具有如下式(III)所示的次烷氧基衍生物,如步驟120及130所示。其中,此環(huán)氧烷基化合物可包含碳數(shù)為2至4環(huán)氧烷基化合物:
于式(III)中,R1、R2、R3、R4、x及y的定義如前所述;R5代表碳數(shù)為2至4的次烷氧基,且R5的氧原子與R6鍵結(jié);R6代表氫原子;且z代表1至100的整數(shù)。
z較佳代表1至30的整數(shù),且z更佳代表1至10的整數(shù)。
若z大于100時,過長的R5鏈段會使所制得的次烷氧基衍生物具有較低的樹脂相容性,而使所形成的光固化膜的表面不干燥,而產(chǎn)生回粘的缺陷,且光固化膜具有較差的防霧性及抗靜電性。若z小于1時,所制得的次烷氧基衍生物具有較少的親水基,而降低所形成的光固化膜的防霧性及抗靜電性。
x與z的總合一般為1至100的整數(shù),較佳為1至50的整數(shù),且更佳為10至40的整數(shù)。
當(dāng)x與z的總合為10至40的整數(shù)時,所制得的次烷氧基衍生物可具有更佳的抗靜電性。
在一實施例中,前述的第二反應(yīng)是藉由斷開環(huán)氧烷基化合物的環(huán)狀結(jié)構(gòu),并進(jìn)一步與第一中間產(chǎn)物進(jìn)行聚合反應(yīng),以制得本發(fā)明如式(III)所示的次烷氧基衍生物。
請參照圖2,其是繪示依照本發(fā)明的另一實施例的次烷氧基衍生物的制造方法的流程圖。方法100a的流程大致上與方法100的流程相似,不同之處在于進(jìn)行步驟120后,方法100a更包含步驟121及步驟123。
在一實施例中,進(jìn)行前述的步驟121時,第二反應(yīng)的產(chǎn)物是進(jìn)一步與酸基化合物進(jìn)行第三反應(yīng),以形成第二中間產(chǎn)物。
前述的酸基化合物可包含磺酸化合物、磷酸化合物、羧酸化合物或其他酸基化合物。
當(dāng)前述的酸基化合物為磺酸化合物或磷酸化合物時,所制得的次烷氧基衍生物具有更佳的抗靜電性。
當(dāng)進(jìn)行前述的第三反應(yīng)時,酸基化合物會與前述第二反應(yīng)的產(chǎn)物的末端氫氧基進(jìn)行酯化反應(yīng),而可合成出第二中間產(chǎn)物。
進(jìn)行步驟121后,對前述的第二中間產(chǎn)物進(jìn)行中和反應(yīng),以制得如下式(IV)所示的次烷氧基衍生物,如步驟123及130所示:
于式(IV)中,R1、R2、R3、R4、R5、x、y及z的定義如前所述;且R7代表陰離子基團(tuán)。
于式(IV)中,x與z的總合一般為1至100的整數(shù),較佳為1至30的整數(shù),且更佳為2至10的整數(shù)。當(dāng)x與z的總合為2至10的整數(shù)時,所制得的次烷氧基衍生物可具有更佳的抗靜電性及防霧性。
在一實施例中,中和反應(yīng)的中和劑可包含氨水、堿金屬化合物、堿土金屬化合物、胺基化合物、烷基胺化合物、具有烷基取代或不取代的醇胺化合物、其他適當(dāng)?shù)膲A性化合物或上述材料的任意混合。
基于前述第三反應(yīng)的酸基化合物及中和劑的不同,R7可代表-SO3M、-PO3M2、-PO3MH或-COOM,其中M可為氫原子、堿金屬原子、(堿土金屬原子)1/2、銨基、烷基銨或具有烷基取代或不取代的醇銨基。
當(dāng)本發(fā)明的次烷氧基衍生物的制造方法進(jìn)一步包含中和反應(yīng)時,所制得的次烷氧基衍生物具有較佳的穩(wěn)定性,而可穩(wěn)定應(yīng)用于高溫高濕的環(huán)境中,有效提升所應(yīng)用的產(chǎn)品的安定性。其次,經(jīng)中和反應(yīng)后的次烷氧基衍生物具有陰離子基團(tuán),而可有效提升電荷傳導(dǎo)能力,進(jìn)而提升抗靜電性。
在一實施例中,當(dāng)中和劑為氨水時,中和反應(yīng)雖會產(chǎn)生氨氣逸散,但所制得的次烷氧基衍生物仍可具有良好的防霧性及抗靜電性,且其防霧性具有良好的穩(wěn)定性。
較佳地,當(dāng)前述的中和劑為具有烷基取代或不取代的醇胺化合物時,由于具有烷基取代或不取代的醇胺化合物具有更佳的穩(wěn)定性,故所載的中和反應(yīng)不會產(chǎn)生氨氣逸散,而可有效降低制程對于操作人員及環(huán)境的傷害,且具有較佳的經(jīng)時穩(wěn)定性。
當(dāng)前述具有烷基取代或不取代的醇胺化合物為二級醇胺化合物時,所制得的次烷氧基衍生物具有更佳的經(jīng)時穩(wěn)定性。
在一具體例中,本發(fā)明的光固化樹脂組合物可包含光固化樹脂及前述的次烷氧基衍生物,其中基于光固化樹脂的使用量為100重量份,次烷氧基衍生物的使用量為0.2重量份至15重量份,較佳為0.2重量份至12重量份,且更佳為0.5重量份至10重量份。
當(dāng)次烷氧基衍生物的使用量大于15重量份時,所制得的光固化樹脂組合物于成膜后,容易產(chǎn)生回粘的缺陷。當(dāng)次烷氧基衍生物的使用量小于0.2重量份時,過少的次烷氧基衍生物無法有效提升光固化樹脂組合物的效能。
在一實施例中,當(dāng)前述的光固化樹脂組合物照射紫外光或其他能量射線時,光固化樹脂中的雙鍵基團(tuán)會進(jìn)行加成反應(yīng),且次烷氧基衍生物中具有雙鍵的基團(tuán)[亦即前述式(III)及式(IV)中的R4的雙鍵基團(tuán)]亦會參與光固化樹脂的加成聚合反應(yīng),而使得次烷氧基衍生物與光固化樹脂形成鍵結(jié),進(jìn)而提升其經(jīng)時穩(wěn)定性。
在另一具體例中,前述的光固化樹脂組合物可涂布于一基材的表面上,并藉由光固化制程形成光固化膜,而形成復(fù)合膜。其中,每單位面積的復(fù)合膜的第一阻抗值小于1011歐姆。故,所制得的復(fù)合膜具有良好的抗靜電性。
在一具體例中,前述的基材可包含但不限于光學(xué)膜、玻璃基材、塑膠基材、木板基材、太陽能光電板、其他適當(dāng)?shù)幕幕蛏鲜龌牡娜我饣旌稀?/p>
其次,由于本案的次烷氧基衍生物具有非離子基團(tuán)[如式(III)所示的次烷氧基衍生物]或陰離子基團(tuán)[如式(IV)所示的次烷氧基衍生物],故所制得的光固化膜具有較佳的防霧性,而可提升復(fù)合膜的防霧性。在一實施例中,本案的光固化膜對水的接觸角不超過30度,較佳不超過20度,且更佳不超過10度。當(dāng)光固化膜對水的接觸角超過(即大于)30度時,光固化膜的防霧性降低。
依據(jù)前述的說明可知,當(dāng)本發(fā)明的光固化樹脂組合物經(jīng)光固化制程時,次烷氧基衍生物的雙鍵基團(tuán)會與光固化樹脂的雙鍵基團(tuán)形成加成聚合反應(yīng),而產(chǎn)生鍵結(jié),故所制得光固化樹脂的次烷氧基衍生物具有較佳的經(jīng)時穩(wěn)定性。
據(jù)此,當(dāng)本發(fā)明的復(fù)合膜長時間放置于高溫高濕的環(huán)境后,復(fù)合膜的阻抗值仍可小于1011歐姆,靜電變化亦小于100且大于0,且具有良好的防霧性。故,本發(fā)明的次烷氧基衍生物具有良好的經(jīng)時穩(wěn)定性。
較佳地,前述靜電變化是小于20且大于或等于0.1;更佳地,前述的靜電變化是小于或等于16且大于或等于0.1。
在另一實施例中,當(dāng)本發(fā)明的復(fù)合膜長時間放置于高溫高濕的環(huán)境后,復(fù)合膜的阻抗值可能小于放置前的復(fù)合膜的阻抗值。其原因在于,經(jīng)長時間高溫高濕環(huán)境的影響,復(fù)合膜會吸收環(huán)境中的濕氣,而使得復(fù)合膜中的親水基變多,進(jìn)而降低其阻抗值。
在一應(yīng)用例中,本發(fā)明的光固化樹脂組合物除可應(yīng)用于涂料產(chǎn)業(yè),而可涂布于任意的基材上,以使其具有良好的抗靜電性及防霧性。
以下利用實施例以說明本發(fā)明的應(yīng)用,然其并非用以限定本發(fā)明,任何熟習(xí)此技藝者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作各種的更動與潤飾。
制備光固化樹脂
以下是根據(jù)表1制作制備例R-1及R-2的光固化樹脂。其中,制備例R-1及R-2的光固化樹脂的制作是將表1所載的組合物,依據(jù)其使用量加至混合器中,并于室溫下,以攪拌裝置持續(xù)攪拌混合,即可制得制備例R-1及R-2的光固化樹脂。
制備次烷氧基衍生物
制備例S-1-1
首先,將催化劑加入1摩爾的正癸醇(158g)中,并將1摩爾的烯丙基縮水甘油醚(114g)滴入。然后,升溫至85℃并進(jìn)行第一反應(yīng)。經(jīng)過5小時后,即可制得制備例S-1-1的第一中間產(chǎn)物。接著,將10摩爾的環(huán)氧乙烷(440g)加至制備例S-1-1的第一中間產(chǎn)物中,并升溫至120℃,以進(jìn)行第二反應(yīng),經(jīng)過2小時后,即可制得如下式(III-1)所示的制備例S-1-1的次烷氧基衍生物:
制備例S-1-2及S-1-3
制備例S-1-2及S-1-3是使用與制備例S-1-1的次烷氧基衍生物的制作方法相同的合成步驟,不同之處在于制備例S-1-2及S-1-3是改變反應(yīng)物的使用量及反應(yīng)條件,且制備例S-1-2及S-1-3分別具有如下式(III-2)及式(III-3)所示的結(jié)構(gòu):
于式(III-2)及式(III-3)中,R1、R5及y的定義如前所述,在此不另贅述。
制備例S-2-1
首先,將催化劑加入1摩爾的正十六醇(242g)中,并將1.5摩爾的烯丙基縮水甘油醚(171g)滴入。然后,升溫至85℃并進(jìn)行第一反應(yīng)。經(jīng)過5小時后,即可制得制備例S-2-1的第一中間產(chǎn)物。接著,將5摩爾的環(huán)氧乙烷(220g)加至制備例S-2-1的第一中間產(chǎn)物中,并升溫至120℃,以進(jìn)行第二反應(yīng),經(jīng)過2小時后,即可制得制備例S-2-1的第二反應(yīng)產(chǎn)物。
將1摩爾的胺基磺酸(97g)加至前述制備例S-2-1的第二反應(yīng)產(chǎn)物中,并升溫至90℃,以進(jìn)行第三反應(yīng)。經(jīng)過5小時后,加入氨水,并進(jìn)行中和反應(yīng),即可制得如下式(IV-1)所示的制備例S-2-1的次烷氧基衍生物:
制備例S-2-2
首先將催化劑加入1摩爾的正十二醇(186g)中,并將1.3摩爾的烯丙基縮水甘油醚(148g)滴入。然后,升溫至85℃并進(jìn)行第一反應(yīng)。經(jīng)過5小時后,即可制得制備例S-2-2的第一中間產(chǎn)物。接著,將10摩爾的環(huán)氧乙烷(440g)加至制備例S-2-2的第一中間產(chǎn)物中,并升溫至120℃,以進(jìn)行第二反應(yīng),經(jīng)過2小時后,即可制得制備例S-2-2的第二反應(yīng)產(chǎn)物。
將1摩爾的胺基磺酸(97g)加至前述制備例S-2-2的第二反應(yīng)產(chǎn)物中,并升溫至90℃,以進(jìn)行第三反應(yīng)。經(jīng)過5小時后,加入乙醇胺,并進(jìn)行中和反應(yīng),即可制得如下式(IV-2)所示的制備例S-2-2的次烷氧基衍生物:
制備例S-2-3至S-2-6
制備例S-2-3至S-2-6的次烷氧基衍生物的制作方法是使用與制備例S-2-1的次烷氧基衍生物的制作方法相同的合成步驟,不同之處在于制備例S-2-3至S-2-6是改變反應(yīng)物的種類及使用量,其中制備例S-2-3是使用氨水中和第二中間產(chǎn)物;制備例S-2-4及S-2-5是使用具有烷基取代或不取代的醇胺化合物中和第二中間產(chǎn)物,且制備例S-2-5是使用聚磷酸或五氧化二磷化合物進(jìn)行第三反應(yīng);且制備例S-2-6是使用氨水中和第二中間產(chǎn)物。制備例S-2-3至S-2-6的次烷氧基衍生物分別具有如下式(IV-3)至式(IV-6)的結(jié)構(gòu),其中由于制備例S-2-5的反應(yīng)條件影響,制備例S-2-5所制得的次烷氧基衍生物可具有如下式(IV-5-1)及式(IV-5-2)所示的結(jié)構(gòu):
于式(IV-3)至式(IV-6)中,R1、R2、R5及y的定義如前所述,在此不另贅述,Ra及Rb分別代表甲基、乙基、丙基、甲醇基、乙醇基、丙醇基或異丙醇基等。
制備復(fù)合膜
以下是根據(jù)表2至表4制作實施例1-1至1-6與2-1至2-12及比較例1至6的復(fù)合膜。
實施例1-1
將100重量份的光固化樹脂(R-1)及0.5重量份的次烷氧基衍生物(S-1-1)加至混合器中,并于室溫下,以攪拌裝置持續(xù)攪拌混合,即可制得實施例1-1的光固化樹脂組合物。
然后,將前述的光固化樹脂組合物涂布于基材上,并對其照射紫外光,以形成光固化膜,即可制得實施例1的復(fù)合膜。所得的復(fù)合膜以下述表面性質(zhì)、粘著性、抗靜電性、防霧性及經(jīng)時測試等的評價方式進(jìn)行評價,所得結(jié)果如表2所示。
實施例1-2至1-6與2-1至2-12及比較例1至6
實施例1-2至1-6與2-1至2-12及比較例1至6是使用與實施例1-1的復(fù)合膜的制作方法相同的制備方法,不同之處在于實施例1-2至1-6與2-1至2-12及比較例1至6是改變光固化膜中次烷氧基衍生物的種類,且其評價結(jié)果分別如表2至表4所示,在此不另贅述。
評價項目
1.表面性質(zhì)
將前述實施例1-1至1-6與實施例2-1至2-12及比較例1至6所制得的光固化樹脂組合物以#4涂布棒均勻涂布于PET膜上,經(jīng)紫外光固化后,形成涂膜厚度為10μm的光固化膜,直接以手觸摸光固化膜判斷是否干燥,并以下述基準(zhǔn)作為評價:
○:表面完全干燥;
△:表面未完全干燥;
╳:表面回粘。
2.粘著性
根據(jù)JIS.5400(1900)8.5密著性試驗法中的8.5.2的基盤目法測定,將上述實施例1-1至1-6與實施例2-1至2-12及比較例1至6所制得的復(fù)合膜的光固化膜,以小刀割成100個基盤目,再以膠帶沾粘后撕下,觀察基盤目殘留的情形,并以下述基準(zhǔn)作為評價:
○:5B;
△:4B;
╳:3B至0B;
其中,5B,無任何基盤目脫落;
4B,0%<脫落的基盤目數(shù)量≦5%;
3B,5%<脫落的基盤目數(shù)量≦15%;
2B,15%<脫落的基盤目數(shù)量≦35%;
1B,35%<脫落的基盤目數(shù)量≦65%;
0B,65%<脫落的基盤目數(shù)量≦100%。
3.抗靜電性
利用表面阻抗測試計(Static Solutions Inc.公司制造,且其型號為RT-1000)量測前述實施例1-1至1-6與實施例2-1至2-12及比較例1至6所制得的復(fù)合膜的阻抗值,并以下述基準(zhǔn)作為評價,其中阻抗測試計的電壓設(shè)定為110伏特:
◎:阻抗值<1010;
○:1010≦阻抗值<1011;
△:1011≦阻抗值<1012;
╳:1012≦阻抗值。
4.防霧性
將前述實施例1-1至1-6與實施例2-1至2-12及比較例1至6所制得的復(fù)合膜設(shè)置于燒杯的杯口上,光固化膜面對杯口,且光固化膜的表面距離杯口5公分,其中燒杯裝有八分滿且80℃的水。
放置30秒后,以目測的方式判斷是否有霧氣凝結(jié)于光固化膜的表面上,并依據(jù)以下基準(zhǔn)進(jìn)行評價:
○:沒有霧氣凝結(jié);
△:些微霧氣凝結(jié);
╳:有霧氣凝結(jié)。
5.接觸角
本發(fā)明所制得的光固化膜對水的接觸角是藉由習(xí)知的技術(shù)方法與儀器進(jìn)行量測,故在此不另贅述。
6.經(jīng)時測試
經(jīng)時測試是將前述實施例2-1至2-12及比較例1至6所制得的復(fù)合膜放置于溫度為65℃且濕度為95%的環(huán)境中,經(jīng)過至少500小時后,將復(fù)合膜取出,并依序進(jìn)行前述的評價項目。其中,經(jīng)時測試后的靜電變化的評價方式是根據(jù)下式(VI)計算,并依據(jù)以下的基準(zhǔn)進(jìn)行評價:
○:0<阻抗值變化<100;
△:100≦阻抗值變化。
請參照表2,由于實施例1-1至1-6的次烷氧基衍生物缺乏離子基團(tuán),而降低復(fù)合膜的電荷傳導(dǎo)能力,進(jìn)而使得電荷容易累積,因此容易產(chǎn)生靜電。惟,依據(jù)接觸角的評價結(jié)果可知,實施例1-1至1-6所制得的光固化膜對水的接觸角不超過20度,故所制得的次烷氧基衍生物可有效抑制霧氣產(chǎn)生,而可提升復(fù)合膜的防霧性。
其中,根據(jù)實施例1-1至1-3的表面性質(zhì)的評價結(jié)果,由于次烷氧基衍生物與光固化樹脂相容性不佳,故所制得的復(fù)合膜的表面未完全干燥,而降低其表面性質(zhì)。
其次,請參照表3,實施例2-1至2-12所使用的次烷氧基衍生物具有陰離子基團(tuán),而可有效提升復(fù)合膜的電荷傳導(dǎo)能力,進(jìn)而降低其阻抗值,因此實施例2-1至2-12的復(fù)合膜具有較佳的抗靜電性。
于實施例2-2中,由于光固化樹脂與次烷氧基衍生物的相溶性較差,故實施例2-2所制得復(fù)合膜的阻抗值較高,而降低其抗靜電性。然而,于經(jīng)時測驗后,實施例2-2的次烷氧基衍生物具有穩(wěn)定的靜電變化,故實施例2-2所使用的次烷氧基衍生物可有效提升經(jīng)時穩(wěn)定性。
再者,當(dāng)次烷氧基衍生物的制作方法中的中和反應(yīng)的中和劑為具有烷基取代或不取代的醇胺化合物時,所制得的次烷氧基衍生物可具有更佳的經(jīng)時穩(wěn)定性,故可具有良好的靜電變化及經(jīng)時穩(wěn)定性。
此外,依據(jù)防霧性及接觸角的評價結(jié)果可知,由于光固化膜的次烷氧基衍生物的影響,實施例2-1至2-12的復(fù)合膜亦可有效抑制霧氣凝結(jié)于表面上,而具有較佳的防霧性,且于經(jīng)時測試后,復(fù)合膜仍具有良好的防霧性。
請參照表4,依據(jù)比較例1及4所載的內(nèi)容可知,當(dāng)光固化樹脂組合物不包含本發(fā)明的次烷氧基衍生物時,所制得的復(fù)合膜無法有效抑制霧氣凝結(jié)于表面上,而具有防霧性較差的缺陷,且光固化膜的電荷傳導(dǎo)能力亦較差,因此復(fù)合膜的抗靜電性較差。
于比較例2及5中,雖然所使用的次烷氧基衍生物可提升經(jīng)時測試前的功效,但于經(jīng)時測試后,光固化膜的表面會回粘,而無法應(yīng)用。其原因在于比較例2及5的次烷氧基衍生物僅是以物理方式與光固化樹脂摻混,并未與光固化樹脂產(chǎn)生化學(xué)鍵結(jié),而無法抑制次烷氧基衍生物遷移所引起的失去功能。
由本發(fā)明的實施例及比較例可知,本發(fā)明所制得的次烷氧基衍生物可有效提升所制得復(fù)合膜的抗靜電性及防霧性。其中,由于次烷氧基衍生物的雙鍵基團(tuán)可與光固化樹脂進(jìn)一步產(chǎn)生鍵結(jié),故本發(fā)明所制得的次烷氧基衍生物亦可有效克服習(xí)知次烷氧基衍生物遷移的缺陷,進(jìn)而提升其經(jīng)時穩(wěn)定性。
其次,當(dāng)本發(fā)明所載次烷氧基衍生物的制造方法更包含中和反應(yīng)時,所制得的次烷氧基衍生物可具有較佳的經(jīng)時穩(wěn)定性。若中和反應(yīng)的中和劑為醇胺化合物時,所制得的次烷氧基衍生物則具有更佳的經(jīng)時穩(wěn)定性。
雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明,在本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中任何具有通常知識者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作各種的更動與潤飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
表1
CN104 Sartomer公司制造的光固化樹脂
SR339 Sartomer公司制造的光固化樹脂
SR349 Sartomer公司制造的光固化樹脂
EM2105 o-phenylphenol EO Acrylate(長興材料工業(yè)股份有限公司制造)
Irgacure 184 BASF公司制造的光固化樹脂
Darocur TPO BASF公司制造的光固化樹脂
表2
S-3-1 中日合成化學(xué)股份有限公司制造,且型號為1105SF的界面活性劑
S-3-2 中日合成化學(xué)股份有限公司制造,且型號為707SFI的界面活性劑
表4
S-3-1 中日合成化學(xué)股份有限公司制造,且型號為1105SF的界面活性劑
S-3-2 中日合成化學(xué)股份有限公司制造,且型號為707SFI的界面活性劑。