CN106221513A - 一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纤维及其制备方法，具体涉及一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法，由包含以下质量份的组分制成：环氧丙烯酸树脂 45‑50份、丁二醇 31‑44份、催化剂 0.5‑1份、改性石墨烯8‑12份、载银介孔二氧化硅微球5‑8份、纳米金属化合物3‑8份、抗氧剂1010 0.1‑0.5份、稳定剂0.3‑0.8份。本发明制备的涂层具有高效持久的抗静电和抗菌效果，功能组分添加量多、分散好、高温加工稳定；本发明制备方法简单，易操作，易控制，成本低，环保，适合批量化化生产。

Description

一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及纤维及其制备方法，具体涉及一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法。
背景技术
不锈钢钢板广泛用于化工、机械等领域，以其不锈性能和耐腐蚀性能为军工、民爆行业所应用。在军工和民爆设备中，不锈钢钢板常用来制备各种炸弹、导弹和雷管产品，在炸弹、导弹和雷管等产品的生产过程中必然会涉及各种炸药的加装，炸药的粉料是高绝缘介质，具有高电阻和比表面积大的特点，在加装过程中极易因摩擦产生并积累大量静电，当静电产生或者积累到一定程度时，就会以电火花放电的形式释放，进而发生爆炸，因此造成炸弹、导弹和雷管的生产安全威胁大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法。
解决技术问题的方案为：一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法，包括如下步骤：
(1)将改性石墨烯、纳米金属化合物、载银介孔SiO2微球、丁二醇加入到反应釜中，在温度为50-60℃下搅拌0.5-1h；
(2)将环氧丙烯酸树脂、催化剂加入到步骤(1)的反应釜中，升高体系温度至200-220℃，反应2-3h；
(3)加入抗氧剂1010、稳定剂，然后抽真空，快速3-5h，得抗静电抑菌复合功能不锈钢管涂层；
其中各组分以下质量份计，其组成如下：
环氧丙烯酸树脂45-50份、丁二醇31-44份、催化剂0.5-1份、改性石墨烯8-12份、载银介孔二氧化硅微球5-8份、纳米金属化合物3-8份、抗氧剂10100.1-0.5份、稳定剂0.3-0.8份。
具体地，所述的催化剂为钛酸四乙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四正丁酯中的一种或几种。
具体地，所述的改性石墨烯的按如下方法制备：1)石墨烯硫化：将石墨烯浸入浓硫酸中，在温度为140-150℃下加热10-12h，取出用蒸馏水过滤洗涤3-6次得硫化石墨烯；(2)将硫化石墨烯溶于无水乙醇溶剂中，硫化石墨烯无水乙醇中的浓度为3～5％，乙醇溶剂pH控制为8.5～9，然后加入硅烷偶联剂KH550，在温度为35-45℃下进行反应3-5h；(3)反应完成后进行离心分离，对固体进行真空干燥制备改性石墨烯。
具体地，所述的载银介孔二氧化硅微球按如下方法制备：(1)取十六烷基三甲基溴化铵分散于质量分数为30-35％的乙醇水溶液中，质量分数为1-3％，再向其中加入氨水，调节pH值为9-10.5，在磁力搅拌的条件下于25℃搅拌30min；(2)称取质量比为1：1的正硅酸乙酯和硝酸银加入到步骤(1)反应液中，质量分数为1-2％，反应2-3h；(3)将沉淀物离心、洗涤，并置于85-90℃鼓风干燥箱中烘干，得到白色的粉末；(4)将上述白色粉末放入马弗炉中，以1℃/min的速度升温到550-600℃，然后保温4-5h，降温后得到载银介孔SiO2微球。
具体地，所述的载银介孔SiO2微球粒径为200-300nm，介孔为2-4nm。
具体地，所述的纳米金属氧化物为氧化锌和氧化锆按质量比(1-3)：1组成，粒径为50-100nm。
具体地，所述的稳定剂为亚磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三葵酯中的一种或几种。
本发明的有益效果：
(1)本发明添加的改性石墨烯具有优良的导电性，能够有效降低纤维表面的电阻率，与金属化合物中氧化锌的电子屏蔽效应具有较好的协同作用，使得不锈钢涂层的抗静电性高效，持久；并且石墨烯的加入还可以改善涂层的力学强度。
(2)本发明添加的介孔二氧化硅微球具有较大的比表面积，能负载较多的银离子，大大提高抗菌效果；利用二氧化硅微球特殊的结构，可以起到缓释效果，提高抗菌的持久性。
(3)本发明添加的改性石墨烯表面具有硅烷偶联剂，可以提高载银介孔二氧化硅微球和金属化合物在聚酯纤维中的分散性，实现抗静电和抗菌的协同作用。
(4)本发明制备方法简单，易操作，易控制，成本低，环保，适合批量化化生产。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法，包括如下步骤：
(1)将改性石墨烯、纳米金属化合物、载银介孔SiO2微球、丁二醇加入到反应釜中，在温度为50-60℃下搅拌0.5-1h；
(2)将环氧丙烯酸树脂、催化剂加入到步骤(1)的反应釜中，升高体系温度至200-220℃，反应2-3h；
(3)加入抗氧剂1010、稳定剂，然后抽真空，快速3-5h，得抗静电抑菌复合功能不锈钢管涂层；
其中各组分以下质量份计，其组成如下：
环氧丙烯酸树脂40份、丁二醇43.1份、钛酸四乙酯0.5份、改性石墨烯8份、载银介孔二氧化硅微球5份、粒径为50-100nm的氧化锌和氧化锆按质量比1:1组成的纳米金属化合物3份、抗氧剂1010 0.1份、亚磷酸三苯酯0.3份。
其中，改性石墨烯的按如下方法制备：1)石墨烯硫化：将石墨烯浸入浓硫酸中，在温度为140-150℃下加热10-12h，取出用蒸馏水过滤洗涤3-6次得硫化石墨烯；(2)将硫化石墨烯溶于无水乙醇溶剂中，硫化石墨烯无水乙醇中的浓度为3％，乙醇溶剂pH控制为8.5，然后加入硅烷偶联剂KH550，在温度为35-45℃下进行反应3-5h；(3)反应完成后进行离心分离，对固体进行真空干燥制备改性石墨烯。
其中，载银介孔二氧化硅微球按如下方法制备：(1)取十六烷基三甲基溴化铵分散于质量分数为30-35％的乙醇水溶液中，质量分数为1％，再向其中加入氨水，调节pH值为9-10.5，在磁力搅拌的条件下于25℃搅拌30min；(2)称取质量比为1：1的正硅酸乙酯和硝酸银加入到步骤(1)反应液中，质量分数为2％，反应2-3h；(3)将沉淀物离心、洗涤，并置于85-90℃鼓风干燥箱中烘干，得到白色的粉末；(4)将上述白色粉末放入马弗炉中，以1℃/min的速度升温到550-600℃，然后保温4-5h，降温后得到载银介孔SiO2微球，微球粒径为200-300nm，介孔为2-4nm。
实施例2-5与实施例1基本相同，不同之处如表1。
表1
按上述配方所得纤维性能如表2
表2
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将改性石墨烯、纳米金属化合物、载银介孔SiO2微球、丁二醇加入到反应釜中，在温度为50-60℃下搅拌0.5-1h；
（2）将环氧丙烯酸树脂、催化剂加入到步骤（1）的反应釜中，升高体系温度至200-220℃，反应2-3h；
（3）加入抗氧剂1010、稳定剂，然后抽真空，快速3-5h，得抗静电抑菌复合功能不锈钢管涂层；
其中各组分以下质量份计，其组成如下：
环氧丙烯酸树脂 45-50份、丁二醇 31-44份、催化剂 0.5-1份、改性石墨烯8-12份、载银介孔二氧化硅微球5-8份、纳米金属化合物3-8份、抗氧剂1010 0.1-0.5份、稳定剂0.3-0.8份。
2.由权利要求1所述的一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为钛酸四乙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四正丁酯中的一种或几种。
3.由权利要求1所述的一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法，其特征在于，所述的改性石墨烯的按如下方法制备：1）石墨烯硫化：将石墨烯浸入浓硫酸中，在温度为140-150℃下加热 10-12h，取出用蒸馏水过滤洗涤 3-6次得硫化石墨烯；（2）将硫化石墨烯溶于无水乙醇溶剂中，硫化石墨烯无水乙醇中的浓度为3～5%，乙醇溶剂pH 控制为8.5～9，然后加入硅烷偶联剂KH550，在温度为35-45℃下进行反应3-5h；（3）反应完成后进行离心分离，对固体进行真空干燥制备改性石墨烯。
4.由权利要求1所述的一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法，其特征在于，所述的载银介孔二氧化硅微球按如下方法制备：（1）取十六烷基三甲基溴化铵分散于质量分数为30-35%的乙醇水溶液中，质量分数为1-3%，再向其中加入氨水，调节pH值为9-10.5，在磁力搅拌的条件下于25 ℃搅拌30 min；（2）称取质量比为1：1的正硅酸乙酯和硝酸银加入到步骤（1）反应液中，质量分数为1-2%，反应2-3 h；（3）将沉淀物离心、洗涤，并置于85-90 ℃鼓风干燥箱中烘干，得到白色的粉末；（4）将上述白色粉末放入马弗炉中，以1 ℃/min的速度升温到550-600 ℃，然后保温4-5h，降温后得到载银介孔SiO2微球。
5.由权利要求1所述的一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法，其特征在于，所述的载银介孔SiO2微球粒径为200-300nm，介孔为2-4nm。
6.由权利要求1所述的一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法，其特征在于，所述的纳米金属氧化物为氧化锌和氧化锆按质量比（1-3）：1组成，粒径为50-100nm。
7.由权利要求1所述的一种不锈钢管用抗静电涂层的制备方法，其特征在于，所述的稳定剂为亚磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三葵酯中的一种或几种。
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