[发明专利]用于形成抗静电涂层的组合物以及用该组合物涂覆的制品

说明书

本发明涉及涂料组合物，其含有具有聚合物骨架和侧链的离聚物，所述侧链包含离子基团，其中，所述离子基团是磺酸基团和磺酸盐基团，磺酸基团和磺酸盐基团总数中的50％至95％是磺酸盐形式的，并且磺酸盐基团具有选自下组的抗衡离子M：锂、钠、镁、钙及其混合物。本发明还涉及一种制品，其包含其上具有抗静电涂层的聚合基材，其中，抗静电涂层由本发明的涂料组合物形成。该制品可以是电缆、电缆盖或电缆护套。

技术领域

本发明涉及用于形成抗静电涂层的包含离聚物的涂料组合物，涉及一种具有由该组合物形成的静电涂层的制品，具体涉及一种具有由该组合物形成的涂层或护套的电缆，以及具有磺酸基团和磺酸盐基团的离聚物用于形成静电涂层的用途。

背景技术

由非导电材料(例如含氟聚合物)制成的制品、用非导电材料涂覆的制品由于摩擦或电场的影响而具有电荷在其表面积聚的趋势。电荷储存在表面上，并且可在某些条件下放电，导致不期望的效果。因此，为了防止电荷积聚，已经进行了尝试，并且众所周知的方法是为非导电表面提供抗静电涂层(也称为静电耗散涂层或静电释放涂层)，降低表面电阻。

为了获得具有足够电导率的抗静电涂层，已经知道在涂料材料中添加导电颗粒，例如金属颗粒、炭黑或石墨。EP 2 145 916 B1公开了使用胶状有机盐、胶状有机聚合物、聚苯乙烯磺酸盐、染料和油墨以及本征型导电聚合物的纳米颗粒的用途。纳米颗粒用作形成抗静电涂层的离子含氟聚合物的抗衡离子试剂。

含有导电颗粒的抗静电涂层具有如下缺陷：例如，当制品经受反复挠曲和弯曲或磨损条件时，颗粒会由于磨损导致释放。导电颗粒的损耗导致抗静电涂层的抗静电性质随时间下降。此外，所释放的导电颗粒可能引起问题，在净化室内尤其如此。在半导体制造和测试程序中，例如，所释放的导电颗粒可能导致半导体微电路短路。

其它导电材料(例如，盐或染料)可能在使用期间从抗静电涂层中渗出(leachout)，也会导致抗静电性质的下降。

US 9,534,159 B2公开了抗静电涂料，其含有具有离子基团(例如，羧酸基团、磷酸基团和磺酸基团)的离子含氟聚合物。离子基团不是盐形式的，而是酸形式的。酸基离聚物提供了良好的导电性，但是由于其高反应性和酸度，其往往与空气成分和匹配表面反应，导致表面腐蚀。由于意外的反应性和相互作用，含有酸基离聚物的涂料会随着时间的流逝而显示出强烈的变色，并变成褐色或黑色。

为了解决酸基离聚物的严重缺陷，EP 0 419 579 B1公开了全氟磺酸聚合物和全氟羧酸聚合物，其中，酸基团被完全转化为金属盐形式，即，该聚合物不再包含酸基团，而是仅具有金属抗衡离子的磺酸盐和羧酸盐基团。尽管这些盐形式的腐蚀性低于相应的酸形式，但与相应的盐形式相比，这些盐形式通常显示出低多个数量级的表面电导率。盐形式的另一缺点在于其脆性，导致抗静电涂层在挠曲和弯曲条件下的微粒化。性能上的不足限制了盐形式的适用性。

US 8,497,326 B2公开了具有抗静电性质的离聚物组合物，其中，离聚物具有部分以钾盐和铯盐形式存在的羧酸部分。因此，离聚物包含羧酸基团和羧酸盐基团，所述盐基团的抗衡离子是铯和钾。

本发明人已经发现现有技术中用于提供抗静电性质的所有离聚物——无论是酸形式还是盐形式的——都具有严重的缺点，或者至少不能提供具有挑战性的应用(例如在半导体制造程序中)所需性质的组合。

半导体制造程序在每个中间步骤中都需要非常高的产率，以保证高总体产量和产品质量。这些程序的示例为计算机芯片和平板显示器的检查和装配常规。由于单个故障的严重影响，例如，在大型薄膜晶体管显示器上，必须采取有效措施以排除杂质和颗粒，并防止意外的静电放电。特别是组装和测试程序是关键领域，因为它们涉及用于对传感器进行定位或放置电子组件的移动部件。由于移动部件可能摩擦和磨损，因此预期会产生颗粒和电荷。目前，没有抗静电涂层可完全满足需要组合抗静电涂层性质的应用的需求。

需要克服与现有抗静电涂层相关的至少一些缺点的抗静电涂层。本发明满足了该需求。