CN106118381A - 一种uv固化抗静电涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种UV固化抗静电涂料的制备方法，属于涂料制备技术领域。本发明利用甲基丙烯酸﹣2﹣羟乙酯作为可光聚合部分，将其与异佛尔酮二异氰酸酯、三乙醇胺反应，合成出可光固化的含季铵盐的多官能团单体，并将多官能团单体与基础涂料树脂中的单体进行共聚，将季铵盐基团键合在树脂上，形成永久性抗静电涂料，制备出一种具有优良的抗静电性以及持久性好的UV固化抗静电涂料。实例证明，本发明操作简便，原料易得，制成的涂料抗静电性能恒久稳定，可广泛应用于应用于电子、航空、化工、印刷等多种领域。

Description

一种UV固化抗静电涂料的制备方法
技术领域
本发明公开了一种UV固化抗静电涂料的制备方法，属于涂料制备技术领域。
背景技术
涂料作为一种涂覆在物件表面起保护、装饰等作用的高分子材料，被广泛地应用于金属设备、室内装饰、家具等的涂饰。普通涂料由于其电绝缘性能高，在使用过程中易产生静电积累，有可能导致吸尘严重难于净化而破坏超净化环境，从而影响产品外观或精密仪器的操作。静电放电会使各种精密仪器、电子元器件被击穿而报废。在炸药、煤矿、石油、化工、纺织等行业中，静电放电导致易燃易爆物起火或爆炸，造成巨大的恶性事故。因此，抗静电涂料的应用领域正逐年拓展。
抗静电涂料是具有导电和排除积累静电荷能力的功能性涂料。抗静电涂料伴随现代科学技术而发展，至今约有半个多世纪的发展历史。
抗静电涂层作为功能性涂层，可以利用静电的泄放效应，将积聚在物体表面的静电荷及时泄放，避免静电积累所引起的各种问题。抗静电涂料最早的研究记载是在美国公布的导电胶专利。日本在世纪年代就研究出银系和炭系为主的抗静电涂料，并应用于电子工业和军事领域。我国在这方面的研究起步较晚，但发展较快，尤其自国家强制性要求石油罐采用抗静电涂料以来，这类涂料在石油罐方而的应用迅速发展起来。随着现代科技的发展，抗静电涂料的使用范围也越来越广，一些对有洁净和抗静电要求高的场所(如：电子电器厂房、计算机房、纺织厂及制药厂等)，都开始使用抗静电涂料，抗静电涂料逐步受到广泛重视。
抗静电涂料分为添加型和本征型两类，本征型抗静电涂料技术尚不成熟，因此目前大量使用的抗静电涂料一般为添加型涂料。添加型抗静电涂料是在不导电的基料树脂中添加一定的导电填料实现导静电的功能，只有导电填料的体积分数达到一定的程度才能形成导电网络或通路，体现出导电的性质。
目前，常用的抗静电涂料多为添加型，是导电填料、绝缘性成膜物，助剂和溶剂的混合物，利用导电填料的导电作用产生防静电效果，但这种抗静电涂料性能不稳定，而且使用导电材料量大，抗静电持久性差。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前现有的抗静电涂料存在性能不稳定，抗静电持久性差的问题，提供一种UV固化抗静电涂料的制备方法，该方法利用甲基丙烯酸﹣2﹣羟乙酯作为可光聚合部分，将其与异佛尔酮二异氰酸酯、三乙醇胺反应，合成出可光固化的含季铵盐的多官能团单体，并将多官能团单体与基础涂料树脂中的单体进行共聚，将季铵盐基团键合在树脂上，形成永久性抗静电涂料，制备出一种具有优良的抗静电性以及持久性好的UV固化抗静电涂料，具有广阔的市场前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种UV固化抗静电涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)量取20～22mL异佛尔酮二异氰酸酯，11～13mL甲基丙烯酸﹣2﹣羟乙酯，30～32mL质量分数为0.02％对甲氧基苯酚丙酮溶液，加入反应釜中，以300～400r/min搅拌10～20min，在3～5℃恒温水浴下，加入0.1～0.2mL二月桂酸二丁基锡，保持温度反应4～6h，加热至室温继续反应5～8h后，加入4.5～5.0g三乙醇胺，加热至40～50℃反应2～4h，得三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯；
(2)量取4.5～5.0mL氟硼酸，加入22～25mL去离子水中，混合均匀后，加入上述三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯，以400～600r/min搅拌1～2h后，减压蒸馏至液体呈透明粘稠状，得三官能团季铵盐，备用；
(3)按重量份数计，称取40～45份环氧丙烯酸酯树脂，25～28份聚氨酯树脂，30～32份1，6-己二醇二丙烯酸酯，3～5份2－羟基－2－甲基苯基丙烷－1﹣酮，加入高剪切分散机中，以6000～8000r/min分散均匀至无色透明状粘稠液体，得抗静电基础涂料，向上述抗静电基础涂料中添加相对其质量20～25％上述步骤(2)制备的三官能团季铵盐，以6000～8000r/min剪切分散3～4h，得UV固化抗静电涂料。
本发明的应用方法是：将本发明制得的UV固化抗静电涂料涂覆在基质表面，在常温下干燥即可。经过表面电阻性能测试，在室温25～30℃，相对湿度RH50～60％情况下，经过12～24h，其表面电阻均为1×107Ω，在保持涂料性能的同时，具有优异的抗静电性能。
本发明的有益效果是：
(1)本发明性能稳定，具有使用该涂料的涂层的抗静电性能恒久稳定，不随湿度、时间的变化而变化；
(2)本发明操作简便，使用该涂料对物体表面进行涂装，用量少，而且原材料取材容易，制备成本低。
具体实施方式
首先量取20～22mL异佛尔酮二异氰酸酯，11～13mL甲基丙烯酸﹣2﹣羟乙酯，30～32mL质量分数为0.02％对甲氧基苯酚丙酮溶液，加入反应釜中，以300～400r/min搅拌10～20min，在3～5℃恒温水浴下，加入0.1～0.2mL二月桂酸二丁基锡，保持温度反应4～6h，加热至室温继续反应5～8h后，加入4.5～5.0g三乙醇胺，加热至40～50℃反应2～4h，得三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯；然后量取4.5～5.0mL氟硼酸，加入22～25mL去离子水中，混合均匀后，加入上述三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯，以400～600r/min搅拌1～2h后，减压蒸馏至液体呈透明粘稠状，得三官能团季铵盐，备用；再按重量份数计，称取40～45份环氧丙烯酸酯树脂，25～28份聚氨酯树脂，30～32份1，6-己二醇二丙烯酸酯，3～5份2－羟基－2－甲基苯基丙烷－1﹣酮，加入高剪切分散机中，以6000～8000r/min分散均匀至无色透明状粘稠液体，得抗静电基础涂料，向上述抗静电基础涂料中添加相对其质量20～25％上述步骤制备的三官能团季铵盐，以6000～8000r/min剪切分散3～4h，得UV固化抗静电涂料。
实例1
首先量取20mL异佛尔酮二异氰酸酯，11mL甲基丙烯酸﹣2﹣羟乙酯，30mL质量分数为0.02％对甲氧基苯酚丙酮溶液，加入反应釜中，以300r/min搅拌10min，在3℃恒温水浴下，加入0.1mL二月桂酸二丁基锡，保持温度反应4h，加热至室温继续反应5h后，加入4.5g三乙醇胺，加热至40℃反应2h，得三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯；然后量取4.5mL氟硼酸，加入22mL去离子水中，混合均匀后，加入上述三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯，以400r/min搅拌1～2h后，减压蒸馏至液体呈透明粘稠状，得三官能团季铵盐，备用；再按重量份数计，称取40份环氧丙烯酸酯树脂，25份聚氨酯树脂，30份1，6-己二醇二丙烯酸酯，3份2－羟基－2－甲基苯基丙烷－1﹣酮，加入高剪切分散机中，以6000r/min分散均匀至无色透明状粘稠液体，得抗静电基础涂料，向上述抗静电基础涂料中添加相对其质量20％上述步骤制备的三官能团季铵盐，以6000r/min剪切分散3h，得UV固化抗静电涂料。
本实例操作简便，使用时将本发明制得的UV固化抗静电涂料涂覆在基质表面，在常温下干燥即可。经过表面电阻性能测试，在室温25℃，相对湿度RH50％情况下，经过12h，其表面电阻均在1×107Ω，在保持涂料性能的同时，具有优异的抗静电性能。
实例2
首先量取21mL异佛尔酮二异氰酸酯，12mL甲基丙烯酸﹣2﹣羟乙酯，31mL质量分数为0.02％对甲氧基苯酚丙酮溶液，加入反应釜中，以350r/min搅拌15min，在4℃恒温水浴下，加入0.15mL二月桂酸二丁基锡，保持温度反应5h，加热至室温继续反应7h后，加入4.8g三乙醇胺，加热至45℃反应3h，得三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯；然后量取4.8mL氟硼酸，加入24mL去离子水中，混合均匀后，加入上述三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯，以450r/min搅拌1.5h后，减压蒸馏至液体呈透明粘稠状，得三官能团季铵盐，备用；再按重量份数计，称取43份环氧丙烯酸酯树脂，27份聚氨酯树脂，31份1，6-己二醇二丙烯酸酯，4份2－羟基－2－甲基苯基丙烷－1﹣酮，加入高剪切分散机中，以7000r/min分散均匀至无色透明状粘稠液体，得抗静电基础涂料，向上述抗静电基础涂料中添加相对其质量23％上述步骤制备的三官能团季铵盐，以7000r/min剪切分散3.5h，得UV固化抗静电涂料。
本实例操作简便，使用时将本发明制得的UV固化抗静电涂料涂覆在基质表面，在常温下干燥即可。经过表面电阻性能测试，在室温28℃，相对湿度RH55％情况下，经过18h，其表面电阻为1×107Ω，在保持涂料性能的同时，具有优异的抗静电性能。
实例3
首先量取22mL异佛尔酮二异氰酸酯，13mL甲基丙烯酸﹣2﹣羟乙酯，32mL质量分数为0.02％对甲氧基苯酚丙酮溶液，加入反应釜中，以400r/min搅拌20min，在5℃恒温水浴下，加入0.2mL二月桂酸二丁基锡，保持温度反应6h，加热至室温继续反应8h后，加入5.0g三乙醇胺，加热至50℃反应4h，得三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯；然后量取5.0mL氟硼酸，加入25mL去离子水中，混合均匀后，加入上述三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯，以600r/min搅拌2h后，减压蒸馏至液体呈透明粘稠状，得三官能团季铵盐，备用；再按重量份数计，称取 45份环氧丙烯酸酯树脂，28份聚氨酯树脂，32份1，6-己二醇二丙烯酸酯，5份2－羟基－2－甲基苯基丙烷－1﹣酮，加入高剪切分散机中，以8000r/min分散均匀至无色透明状粘稠液体，得抗静电基础涂料，向上述抗静电基础涂料中添加相对其质量25％上述步骤制备的三官能团季铵盐，以8000r/min剪切分散4h，得UV固化抗静电涂料。
本实例操作简便，使用时将本发明制得的UV固化抗静电涂料涂覆在基质表面，在常温下干燥即可。经过表面电阻性能测试，在室温30℃，相对湿度RH60％情况下，经过24h，其表面电阻均为1×107Ω，在保持涂料性能的同时，具有优异的抗静电性能。

Claims (1)

1.一种UV固化抗静电涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）量取20～22mL异佛尔酮二异氰酸酯，11～13mL甲基丙烯酸﹣2﹣羟乙酯，30～32mL质量分数为0.02%对甲氧基苯酚丙酮溶液，加入反应釜中，以300～400r/min搅拌10～20min，在3～5℃恒温水浴下，加入0.1～0.2mL二月桂酸二丁基锡，保持温度反应4～6h，加热至室温继续反应5～8h后，加入4.5～5.0g三乙醇胺，加热至40～50℃反应2～4h，得三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯；
（2）量取4.5～5.0mL氟硼酸，加入22～25mL去离子水中，混合均匀后，加入上述三官能团丙烯酸酯氨基甲酸酯，以400～600r/min搅拌1～2h后，减压蒸馏至液体呈透明粘稠状，得三官能团季铵盐，备用；
（3）按重量份数计，称取40～45份环氧丙烯酸酯树脂，25～28份聚氨酯树脂，30～32份1，6-己二醇二丙烯酸酯，3～5份2－羟基－2－甲基苯基丙烷－1﹣酮，加入高剪切分散机中，以6000～8000r/min分散均匀至无色透明状粘稠液体，得抗静电基础涂料，向上述抗静电基础涂料中添加相对其质量20～25%上述步骤（4）制备的三官能团季铵盐，以6000～8000r/min剪切分散3～4h，得UV固化抗静电涂料。
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