CN101418533A - 一种防静电瓦楞纸板涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防静电瓦楞纸板涂料及其制备方法，特征是将导电填料置于干燥箱中，干燥至恒重；将偶联剂喷淋至导电填料上，然后顺序加入成膜树脂、混合溶剂与分散剂，搅拌均匀形成初混物；将初混物球磨用稀释剂调整球磨后初混物的粘度，得到防静电涂料。本发明导电结构更致密，形成良好的层间联通结构，导电通道更加顺畅，从而降低涂料的电阻率；涂料通过渗流理论、隧道效应、场致发射理论、热力学理论几种导电机理导电，根据配比方案的不同，涂料表面电阻率可以调节；制备工艺简单易行、施工方便、成本较低，能提高生产效率；对纸板的原有性能如机械性能、阻隔性能不产生影响。

Description

一种防静电瓦楞纸板涂料及其制备方法
技术领域
本发明公开了一种防静电瓦楞纸板涂料，本发明还公开了一种防静电瓦楞纸板涂料及其制备方法。
背景技术
电子产品的运输过程中容易积累静电，发生静电放电现象，导致产品损坏或使用寿命减损。近年来随着电子产品的大量使用，微电子元件深入到了工业、军事、日常生活的各个领域，微电子产品的静电敏感度随着其产品的小型化、集成化，更加提高，因此对防静电包装的需求也越来越高，使得近年来防静电包装材料及其包装技术的市场需求与发展极为迅速。所谓防静电包装，就是采用不产生摩擦电荷的包装材料，减少或消除包装件在搬运和使用中产生的摩擦电荷，防止静电放电造成对静电敏感产品的损坏，以达到包装防护的目的。
塑料薄膜是应用最为广泛的包装材料之一，但其表面电阻率高达1014-1017Ω，因此多为电绝缘材料，而且由于其憎水性，不易从环境中吸附水分而降低表面电阻，在其接触、断裂、剥离、磨擦、压电、感应等状况下均能产生静电，这大大降低了其在电子类产品中的应用。人们通过内部添加抗静电剂及表面处理制备防静电薄膜并在防静电包装中得到广泛应用。常见的防静电包装形式是采用防静电塑料袋作为内包装，然后用纸箱或塑料箱作为运输包装。这种包装方式，操作工序较多，包装成本较高；同时不适合大中型产品的防护包装，因此研制开发新的具备防静电功能的瓦楞纸板具有重大的工程价值，将其制成防静电衬垫、托盘、周转箱、运输箱，大大拓展了纸板的功能和使用范围。
公开号为CN1535205A(申请号为02806720.7)的专利公开了适于静电应用的多层包装材料，这种多层结构包括至少一个去静电外层和一个导电芯层，选自一种本征型聚合物、导电填料及一种非导电基体聚合物的混合物，该方法虽能起到很好的防静电效果，但是成本高、加工困难，大规模开发应用受到限制。
公开号为CN101117498A(申请号为200610015050.2)的专利公开了抗静电丙烯酸涂料制备方法，导电填料为炉法炭黑，但其表面往往吸附了一层含氧络合物，这些挥发分会导致炭黑导电性的降低，而且炭黑单独作为导电填料，实际操作中存在粘度高、加工困难，高含量下使聚合物的原有性能损失较大等问题。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种防静电效果好、加工简单、成本低廉、适合大规模工业生产的防静电瓦楞纸板涂料。
本发明的另一目的是提供一种防静电瓦楞纸板涂料的制备方法。
按照本发明提供的技术方案，所述一种防静电瓦楞纸板涂料，包括以下组份(组份比例按重量份数计)
取成膜树脂为100份，混合溶剂为40～100份，导电填料为10～35份，偶联剂为0.2～1份，分散剂为0.2～1份。
将导电填料置于干燥箱中，干燥至恒重；将偶联剂喷淋至导电填料上，然后顺序加入成膜树脂、混合溶剂与分散剂，搅拌均匀形成初混物；将初混物球磨，用相同配比组成的混合溶剂作为稀释剂调整球磨后初混物的粘度，得到防静电涂料。
所述成膜树脂为丙烯酸树脂或聚氨酯。
所述导电填料为导电石墨与炭黑的混合物。
所述混合溶剂为二甲苯、环己酮、丙酮、正丁醇、异丙醇、乙二醇丁醚中的两种或以上组成的混合物。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
所述分散剂为十二烷基硫酸钠或曲拉通X-100。
本发明一种防静电瓦楞纸板涂料的制备方法，采用以下工艺步骤：
(1)将导电填料10～35份置于干燥箱中，在60～90℃中干燥至恒重；
(2)将偶联剂喷淋至导电填料上，然后顺序加入成膜树脂、混合溶剂与分散剂，变速搅拌均匀形成初混物；
(3)将初混物球磨30～60分钟，用相同配比组成的混合溶剂作为稀释剂调整球磨后初混物的粘度为100～150mPa·S，得到防静电涂料。
本发明的有益效果在于：
1、导电填料为石墨、炭黑混合物，将其按一定比例混合可以使涂料的导电结构更致密，形成良好的层间联通结构，导电通道更加顺畅，从而降低涂料的电阻率。
2、涂料通过渗流理论、隧道效应、场致发射理论、热力学理论几种导电机理导电，根据配比方案的不同，涂料表面电阻率可以在103-1010Ω范围内调节。
3、制备工艺简单易行、施工方便、成本较低。
4、简化操作工序、提高生产效率；
5、对纸板的原有性能如机械性能、阻隔性能不产生影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：本发明一种防静电瓦楞纸板涂料的制备方法，采用以下工艺步骤：(组份比例按重量份数计)
取热塑性丙烯酸树脂                        100
二甲苯：乙二醇丁醚：正丁醇(2：2：1)       100
石墨：炭黑(4：1)                          35
钛酸酯偶联剂                              1
曲拉通X—100                              1
(1)炭黑、石墨按1：4比例混合置于干燥箱中，在80~90℃下至恒重。
(2)导电填料用钛酸酯偶联剂喷淋预处理，然后顺序加入热塑性丙烯酸树脂、混合溶剂、曲拉通X—100，用电动搅拌机变速搅拌成初混物(JB200-S，400-900r/min)。
(3)将初混物球磨30分钟，二甲苯：乙二醇丁醚：正丁醇按2：2：1比例组成的混合溶剂作为稀释剂调整球磨后初混物粘度为100mPa·S，制成防静电涂料(400r/min，QM-3SP04型)。
(4)将防静电涂料刷涂于瓦楞纸板制成防静电瓦楞纸板。
制备的防静电瓦楞纸板表面电阻率达103Ω，根据GJB/Z86-97分类，属于电磁屏蔽材料(屏蔽材料是电阻率很低的导电体，具有表面电阻率等于或小于104Ω，表面受到摩擦一般不起静电，能用于屏蔽射频和低频电磁场。)通常在屏蔽材料内层复合一层静电耗散材料，这种具有屏蔽效果的静电耗散复合材料不仅可作ESD防护包装，还可用于火工品包装。
实施例2：本发明一种防静电瓦楞纸板涂料的制备方法，采用以下工艺步骤：(组份比例按重量份数计)
热塑性丙烯酸树脂                         100
二甲苯：环己酮(3：2)                     60
石墨：炭黑(4：1)                         25
钛酸酯偶联剂                             0.8
十二烷基磺酸钠                           0.8
(1)炭黑、石墨按1：4比例混合置于干燥箱中，在70~80℃下至恒重。
(2)导电填料用钛酸酯偶联剂喷淋预处理，然后顺序加入热塑性丙烯酸树脂、混合溶剂、十二烷基磺酸钠，用电动搅拌机变速搅拌成初混物(JB200-S，400-900r/min)。
(3)将初混物球磨60分钟，用二甲苯：环己酮按3：2比例组成的混合溶剂作为稀释剂调整涂料球磨后初混物的粘度为130mPa·S左右，制成防静电涂料(400r/min，QM-3SP04型)。
(4)将防静电涂料刷涂于瓦楞纸板制成防静电瓦楞纸板。
制备的防静电瓦楞纸板表面电阻率在104～105Ω之间，根据GJB/Z86-97分类，属于导静电材料(表面电阻率小于105Ω，体积电阻率小于104Ω.cm的材料。)这种材料通过接地将表面积聚的静电电荷泄漏达到防静电目的。
实施例3：本发明一种防静电瓦楞纸板涂料的制备方法，采用以下工艺步骤：(组份比例按重量份数计)
热塑性丙烯酸树脂                         100
二甲苯：丙酮：异丙醇(3：2：1)            60
石墨：炭黑(3：2)                         20
钛酸酯偶联剂                             0.5
曲拉通X—100                             0.5
防静电瓦楞纸板的制备方法：
(1)炭黑、石墨按2：3比例混合置于干燥箱中，在75~85℃下至恒重。
(2)导电填料用钛酸酯偶联剂喷淋预处理，然后顺序加入热塑性丙烯酸树脂、混合溶剂、曲拉通X—100，用电动搅拌机变速搅拌成初混物(JB200-S，400-900r/min)。
(3)将初混物球磨50分钟，用二甲苯：丙酮：异丙醇按3:2:1比例组成的混合溶剂作为稀释剂调整球磨后初混物粘度为110mPa·S左右，制成防静电涂料(400r/min，QM-3SP04型)。
(4)将防静电涂料刷涂于瓦楞纸板制成防静电瓦楞纸板。
制备的防静电瓦楞纸板表面电阻率达106Ω，根据GJB/Z86-97分类，属于静电耗散材料(表面电阻率等于或大于105Ω/□但小于1012Ω，体积电阻率等于或大于104Ω·cm但小于1011Ω·cm的材料。)这种材料的静电荷在其表面移动速率虽大大低于静电导体，但当其受到摩擦时，表面产生的电荷可以较快地扩散和泄漏。因其电阻率较高，不会造成材料放电，可以用作ESD防护包装和一般的ESDS产品生产装配的环境的传递中。
实施例4：本发明一种防静电瓦楞纸板涂料的制备方法，采用以下工艺步骤：(组份比例按重量份数计)
聚氨酯树脂                              100
丙酮：乙二醇丁醚(1：1)                  40
石墨：炭黑(3：2)                        10
硅烷偶联剂                              0.2
曲拉通X—100                            0.2
防静电瓦楞纸板的制备方法：
(1)炭黑、石墨按2：3比例混合置于干燥箱中，在60～70℃下至恒重。
(2)导电填料用硅烷偶联剂喷淋预处理，然后顺序加入聚氨酯树脂、混合溶剂、曲拉通X-100，用电动搅拌机变速搅拌成初混物(JB200-S，400-900r/min)。
(3)将初混物球磨40分钟，用丙酮：乙二醇丁醚按1：1比例组成的混合溶剂作为稀释剂调整球磨后初混物粘度为150mPa·S，制成防静电涂料(400r/min，QM-3SP04型)。
(4)将防静电涂料刷涂于瓦楞纸板制成防静电瓦楞纸板。
制备的防静电瓦楞纸板表面电阻率达1010Ω，根据GJB/Z86-97分类，属于静电耗散材料(表面电阻率等于或大于105Ω但小于1012Ω，体积电阻率等于或大于104Ω·cm但小于1011Ω·cm的材料。)这种材料的静电荷在其表面移动速率虽大大低于静电导体，但当其受到摩擦时，表面产生的电荷可以较快地扩散和泄漏。因其电阻率较高，不会造成材料放电，可以用作ESD防护包装和一般的ESDS产品生产装配的环境的传递中。

Claims (7)

1、一种防静电瓦楞纸板涂料，包括以下组份，组份比例按重量份数计：
取成膜树脂为100份，混合溶剂为40～100份，导电填料为10～35份，偶联剂为0.2～1份，分散剂为0.2～1份；
将导电填料置于干燥箱中，干燥至恒重；将偶联剂喷淋至导电填料上，然后顺序加入成膜树脂、混合溶剂与分散剂，搅拌均匀形成初混物；将初混物球磨，用稀释剂调整球磨后初混物的粘度，得到防静电涂料。
2、如权利要求1所述的一种防静电瓦楞纸板涂料，其特征是：所述成膜树脂为丙烯酸树脂或聚氨酯。
3、如权利要求1所述的一种防静电瓦楞纸板涂料，其特征是：所述导电填料为导电石墨与炭黑的混合物。
4、如权利要求1所述的一种防静电瓦楞纸板涂料，其特征是：所述混合溶剂为二甲苯、环己酮、丙酮、正丁醇、异丙醇、乙二醇丁醚中的两种或以上组成的混合物。
5、如权利要求1所述的一种防静电瓦楞纸板涂料，其特征是：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
6、如权利要求1所述的一种防静电瓦楞纸板涂料，其特征是：所述分散剂为十二烷基硫酸钠或曲拉通X-100。
7、如权利要求1所述的一种防静电瓦楞纸板涂料的制备方法，其特征是：采用以下工艺步骤：
(1)将导电填料10～35份置于干燥箱中，在60～90℃中干燥至恒重；
(2)将偶联剂喷淋至导电填料上，然后顺序加入成膜树脂、混合溶剂与分散剂，搅拌均匀形成初混物；
(3)将初混物球磨30～60分钟，用稀释剂调整球磨后初混物的粘度为100～150mPa·S，得到防静电涂料。
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