CN100418759C

CN100418759C - 一种抗静电复合板及其制备方法

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Publication number: CN100418759C
Application number: CNB2005100309887A
Authority: CN
Inventors: 朱新生; 曹超; 高强; 段浩
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2005-11-03
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2025-11-03
Also published as: CN1792632A

Abstract

本发明涉及一种抗静电复合板及其制备方法，它以水硬性胶凝材料为基层，通过聚合物混凝土过渡层，与添加了抗静电剂的高分子材料覆面层复合而成。抗静电剂包括具有亲水亲油特性的化合物如磺化脂肪酸类、咪唑啉衍生物类等；导电型碳黑、石墨、金属粉末中的一种及其它们的组合。抗静电剂经与稀释剂、或偶联剂、嵌段共聚物、超分散剂进行表面预处理后，更均匀地分散于覆面层中，抗静电效果明显提高，表面电阻达到了10⁷欧姆以下，综合性能优于现有同类板材。它不仅综合了混凝土、高分子材料等的防火性能、力学性能、耐腐蚀性能，还具备了优良的抗静电性能，具有很高的性价比，可广泛应用于电子、计算机等一些对抗静电有特殊要求的领域和场所。

Description

一种抗静电复合板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种结构复合板及其制备方法，特别涉及一种具有耐腐蚀、难燃、抗静电性能的高分子材料层和无机材料层复合的结构复合板及其制备方法。

背景技术

随着社会经济的发展，具有抗静电性能的板材得到了广泛应用，尤其是在电子、计算机等一些特殊的领域和场所。

在现有技术中，公开号为CN1114606的中国发明专利“一种抗静电地板贴面及其制造方法”，公开了一种抗静电地板贴面的制造方法，它在树脂中加入金属微粒、无机含水化合物及粘接性聚合物，采用P V C树脂、增塑剂二辛脂、稳定剂三盐、润滑剂硬脂酸、填充剂滑石粉、聚烯烃及抗静电剂配制后，经压延制成，由于其采用的抗静电剂与树脂基体在相容性等方面存在不足，因此，抗静电性能受到一定的影响。

公开号为CN1654202的中国发明专利“耐腐蚀难燃结构复合板及其制备方法”涉及的板材采用了先浇注热固性树脂装饰覆面层，再现浇混凝土增强基层进而制得结构复合板的成型技术工艺，板材具有优异的耐腐蚀、难燃等性能，但不具备抗静电性能，因此，它的应用范围受到了一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种不仅具有耐腐蚀、难燃性能，且抗静电性能优良的复合板及其制备方法。

实现本发明目的技术方案是：一种抗静电复合板，它以水硬性胶凝材料为基层，通过聚合物混凝土过渡层，与高分子材料覆面层复合而成，其特征在于：所述的高分子材料覆面层中，含有1～50份抗静电剂，抗静电剂包括具有亲水亲油特性的化合物：磺化脂肪酸类、烷醇酰胺类、脂肪酸聚氧乙烯醚类、脂肪醇类、咪唑啉衍生物类；或导电型碳黑、石墨、金属粉末中的一种及其它们的组合。

一种抗静电复合板的制备方法，它包括如下步骤：(1)在热固性树脂中加入填料、增强材料、增韧材料、阻燃剂，再经固化体系固化成型，制成高分子材料覆面层；按重量计，各组分的比例为：100份树脂、10-250份填料、0-100份增强材料、0～100份增韧材料、10～200份阻燃剂，1～50份固化剂；(2)用热固性树脂、水硬性胶凝材料、填料混合制成聚合物混凝土，经固化体系固化，在高分子材料覆面层上形成聚合物混凝土过渡层；按重量计，各组分的比例为：100份热固性树脂、0～500份水硬性胶凝材料、50～500份填料、1～50份固化体系；(3)水硬性胶凝材料、细集料、粗集料及增强材料混合后现浇于过渡层上，经养护后，制作成结构复合板；按重量计，各组分的比例为：100份水硬性胶凝材料、50～300份细集料、50～500份粗集料、0～70份增强材料；其特征在于：在所述的高分子材料覆面层制备过程中，热固性树脂中还加入了1～50份抗静电剂，所述的抗静电剂为具有亲水亲油特性的化合物，或导电型碳黑、石墨、金属粉末中的一种及其它们的组合；其中，所述的导电型碳黑、石墨、金属粉末抗静电剂先进行表面预处理，所述的表面预处理的方法是：将其与稀释剂、偶联剂或嵌段共聚物或超分散剂在室温下充分混合均匀至浆状或膏状；所述的偶联剂重量为抗静电剂的0.5～10％，超分散剂或嵌段共聚物占抗静电剂重量的1～20％。

所述偶联剂包括有机硅偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机铬偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂及其组合。所述稀释剂包括苯的同系物、丙酮、石油醚、液体石蜡、溶剂油。

在本发明的技术方案中，采用偶联剂、嵌段共聚物或超分散剂对导电型碳黑、石墨、金属粉末抗静电剂进行预处理，是因为这些材料具有双亲特性，它们使导电型碳黑、石墨、金属粉末等无机粉末能够与有机树脂良好的结合，减少细微无机粉末间的团聚作用，使其分散均匀，并与树脂基体相容性好，达到用量少效率高的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明以水硬性胶凝材料为基材，高分子材料为覆面层，并在覆面层中加入了抗静电剂，因此，所制备的结构复合板不仅综合了混凝土、高分子材料等的防火性能、力学性能、耐腐蚀性能，还具备了抗静电性能等优点。

2、本发明涉及的结构复合板中使用的抗静电剂导电型碳黑、石墨、金属粉末经偶联剂或嵌段共聚物或超分散剂预处理，使抗静电剂更均匀地分散于高分子材料中，抗静电效果明显提高，综合性能优于现有同类板材。

3、经表面处理后的抗静电剂与树脂基体具有良好的相容性，因此，适用于各类树脂基体，扩大了使用范围。

4、制备本发明所提供的一种具有耐腐蚀、难燃、抗静电性的结构复合板，工艺可行，操作方便，无特殊的设备要求，生产过程污染少，推广应用后必将产生良好的社会和经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例所述的一种抗静电复合板的结构示意图。

其中，[1]为水硬性胶凝材料基材；[2]为聚合物混凝土过渡层；[3]为高分子材料覆面层。

具体实施方式

实施例一：

本实施例选用脂肪酸聚氧乙烯醚作为抗静电剂。

参见附图1，制备一种以水硬性胶凝材料为基层、聚合物混凝土为过渡层、高分子材料为覆面层的抗静电复合板，其方法是，将酚醛树脂和环氧树脂的混合树脂，其重量比例为1∶1、400目滑石粉、碳黑、聚磷酸铵、玻璃纤维、六溴环十二烷、脂肪酸聚氧乙烯醚按100∶120∶1∶30∶1∶10∶3重量份额混合并搅拌均匀，然后加入二乙烯三胺，其用量占树脂重量比例为15％，搅拌均匀后倒入模具中在室温下自然固化20～40min后，再在90℃温度下固化100min，制备成高分子材料覆面层[3]，厚度为3mm。

将上述混合树脂及二乙烯三胺与425号硅酸盐水泥以1∶4重量配比混合均匀制成过渡层，其中固化剂与混合树脂比例同上，均匀覆盖于覆面层上，厚度约2mm，在100℃下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层[2]。

将硅酸盐水泥、粗集料、细集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均匀混合，现浇于过渡层上，室温下放置12h后，蒸汽养护4～5h，制备成水硬性胶凝材料基层[1]厚度为30mm。

从模具中取出板材，于室温下放置2～3天，制成一种以水硬性胶凝材料为基材，聚合物混凝土为过渡层，高分子材料为覆面层的具有耐腐蚀、难燃、抗静电性能的结构复合板。

实施例二：

本实施例抗静电剂选用导电碳黑，先对导电碳黑进行超分散处理，将100份导电碳黑、5份超分散剂和石油醚混合至膏状，室温下在锥体磨粉碎40分钟，混合至均匀。

参见附图1，制备一种以水硬性胶凝材料为基层、聚合物混凝土为过渡层、高分子材料为覆面层的抗静电复合板，其方法是，将不饱和树脂和环氧树脂混合树脂，其重量比例为1∶1、500目高龄土、铁黄、聚磷酸铵、聚丙烯纤维、溴化环氧树脂、导电碳黑按100∶100∶1∶40∶1∶20∶3重量比例混合后搅拌均匀，然后加入固化体系为三乙胺、过氧甲乙酮和环烷酸钴，其重量比例为1∶1∶1，其用量占树脂重量比例为15％，搅拌均匀后倒入模具中在20℃下自然固化20～40min后，在70℃温度下固化40min，制备成高分子材料覆面保护层[3]，厚度为3mm。

将上述热固性树脂及固化体系三乙胺、过氧甲乙酮和环烷酸钴与上述混凝土重量比例以1∶3配比混合均匀制成过渡层，其中三乙胺、过氧甲乙酮和环烷酸钴重量比例为1∶1∶1，混凝土组分与比例同上，均匀覆盖于覆面层上厚度约2mm，在70℃温度下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层[2]。

将硅酸盐水泥、粗集料、细集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均匀混合，现浇于中间过渡层上，20℃下放置12h后，沸水养护4～5h，制备成水硬性胶凝材料基层[1]厚度为30mm。

实施例三：

本实施例选用石墨为抗静电剂，先对石墨进行超分散处理，将100份石墨、4份超分散剂和石油醚混合至膏状，室温下在锥体磨粉碎50分钟，混合至均匀。

参见附图1，制备一种以水硬性胶凝材料为基层、聚合物混凝土为过渡层、高分子材料为覆面层的抗静电复合板，其方法是，以酚醛树脂和不饱和树脂的混合树脂，其重量比例为1∶1、400目碳酸钙、碳黑、氢氧化镁、聚丁二烯二元醇、氯化石蜡-70、石墨按100∶120∶1∶30∶5∶15∶3重量比例混合后搅拌均匀，然后加入二甲基苯胺与过氧化苯甲酰，其重量比例为1∶1，其用量占树脂重量比例10％，搅拌均匀后倒入模具中在20℃下自然固化20～40mi n后，在100℃温度下固化40min，制备成高分子材料覆面保护层[3]，厚度为3mm。

将上述热固性树脂、二甲基苯胺、过氧化苯甲酰与上述混凝土以1∶1重量配比混合均匀制成过渡层，其中二甲基苯胺与过氧化苯甲酰重量比例1∶1，其重量份额占混合树脂的10％，混凝土组分同上，均匀覆盖于覆面层上厚度约2mm，在100℃温度下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层[2]。

将铝酸盐水泥、粗集料、细集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均匀混合，现浇于过渡层上，20℃下放置12h后，蒸汽养护4～5h，制备成聚合物混凝土过渡层[1]，厚度为30mm。

对上述实施例一、二、三所提供的技术方案制备的抗静电复合板进行抗静电试验，试验方法参照国家标准GB/T 1410-1989，使用ZC-36型高阻计进行测试，按本发明技术方案，在覆面层中添加3％左右的抗静电剂后，表面电阻从4.4×10¹²欧姆下降到10⁶～10⁷欧姆，达到抗静电要求。这说明本发明所述的抗静电复合板具有良好的抗静电性能。

表1是按本发明实施例一、二和三的技术方案制备的抗静电复合板测试样品1^#、2^#和3^#具有的耐腐蚀、阻燃、抗静电性能的测试结果。由表1可知，抗静电复合板除能够抗静电外，还具有优异的耐腐蚀、阻燃性能，因此，可广泛应用于化学、化工、制药等领域及其它对耐腐蚀、阻燃、抗静电、装饰性和力学性能要求高的分析与试验场所，尤其是电子、计算机等一些对抗静电有特殊要求的领域和场所。

表1：

Claims

1. 一种抗静电复合板的制备方法，它包括如下步骤：(1)在热固性树脂中加入填料、增强材料、增韧材料、阻燃剂，再经固化体系固化成型，制成高分子材料覆面层；按重量计，各组分的比例为：100份树脂、10～250份填料、0～100份增强材料、0～100份增韧材料、10～200份阻燃剂，1～50份固化剂；(2)用热固性树脂、水硬性胶凝材料、填料混合制成聚合物混凝土，经固化体系固化，在高分子材料覆面层上形成聚合物混凝土过渡层；按重量计，各组分的比例为：100份热固性树脂、0～500份水硬性胶凝材料、50～500份填料、1～50份固化体系；(3)水硬性胶凝材料、细集料、粗集料及增强材料混合后现浇于过渡层上，经养护后，制作成结构复合板；按重量计，各组分的比例为：100份水硬性胶凝材料、50～300份细集料、50～500份粗集料、0～70份增强材料；其特征在于：在所述的高分子材料覆面层制备过程中，热固性树脂中还加入了1～50份抗静电剂，所述的抗静电剂为具有亲水亲油特性的化合物，或导电型碳黑、石墨、金属粉末中的一种及其它们的组合；其中，所述的导电型碳黑、石墨、金属粉末抗静电剂先进行表面预处理，所述的表面预处理的方法是：将其与稀释剂、偶联剂或嵌段共聚物或超分散剂在室温下充分混合均匀至浆状或膏状；所述的偶联剂重量为抗静电剂的0.5～10％，超分散剂或嵌段共聚物占抗静电剂重量的1～20％。

2. 根据权利要求1所述的一种抗静电复合板的制备方法，其特征在于：所述的偶联剂包括有机硅偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机铬偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂及其组合。