CN106977999A - 防静电剂制备方法及利用防静电剂制备防静电塑料的方法 - Google Patents

防静电剂制备方法及利用防静电剂制备防静电塑料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防静电剂制备方法，包括以下步骤：（1）将石墨烯粉体分散到溶剂中，得到石墨烯分散液；（2）将石墨烯分散液与粘接性高分子溶液均匀混合；（3）将混合液稀释至粘度为0.5—200Pa.S，稀释后得到成品防静电剂。本发明还公开了一种利用防静电剂制备防静电塑料的方法，包括以下步骤：a、将防静电剂涂敷到塑料基底上，涂敷厚度为90—180nm；b、将涂敷防静电剂后的塑料基底置于烘箱中，在90—130℃的温度下烘烤3—15分钟，烘烤后得到成品防静电塑料。本发明能使制备出的防静电剂具有稳定耐磨的优异性能，同时不会影响塑料制品本身的性质。

Description

防静电剂制备方法及利用防静电剂制备防静电塑料的方法
技术领域
本发明属于防静电领域，具体而言涉及一种防静电剂制备方法及利用防静电剂制备防静电塑料的方法。
背景技术
塑料制品由于其优异的特性而被用于各种成型品、膜等用途中，但是在实际使用中，由于摩擦、气温等原因，塑料制品表面会形成静电，而塑料制品通常为不导电的。因此，会在产品表面吸附灰尘等，或在加公众出现电性障碍，或者在用于电子设备时由于静电积聚产生放电而损坏电子设备等。因此如何防止静电和快速将静电导走成为了一个研究的热点。
以往通常采用的防静电方法有两种，一是在塑料制品内部添加导电填料，使得塑料本身具有一定的导电性。二是采用各种表面活性剂涂覆在塑料表面，表面活性剂一端有亲水基团，能使得空气中的水分吸附在塑料表面从而使得塑料具有了一定的导电性。
其中，第一种方法虽然能使塑料具有良好的导电性能，但是势必引起塑料其他性能的变化，例如力学性能、塑化性能、以及透明性等性能都会受到影响，从而使得其应用受到限制。而第二种方法尽管在制品成型后的短期间内防静电性优异，但在制品表面上析出的表面活性剂会通过摩擦、水洗等而失去，所以难以长期保持性能，而且其导电性严重依赖于空气湿度等因素，当空气干燥的情况下其导电性将降低。并且，众所周知的，当空气干燥时，静电更容易产生并放电的。因此提供一种高效、稳定、耐磨、不影响塑料制品性质的防静电剂就成为了一个研究的重点方向。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种防静电剂制备方法及利用防静电剂制备防静电塑料的方法，本发明能使制备出的防静电剂具有稳定耐磨和高导电性的优异性能，同时不会影响塑料制品本身的性质。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种防静电剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将石墨烯粉体分散到溶剂中，得到石墨烯分散液；
（2）将石墨烯分散液与粘接性高分子溶液均匀混合；
（3）将混合液稀释至粘度为0.5—20Pa.S，稀释后得到成品防静电剂。
所述步骤（1）中石墨烯分散液的质量浓度为1%—5%。
所述步骤（1）中的溶剂为水或乙醇。
所述步骤（2）中粘接性高分子溶液的质量浓度为10%—50%。
所述步骤（2）中，石墨烯分散液与粘接性高分子溶液的质量比为1:10—10:1。
所述步骤（2）中，粘接性高分子溶液为纤维素类高分子溶液、塑料类高分子溶液或橡胶类高分子溶液。
所述步骤（3）中，采用纯水稀释混合液。
一种利用防静电剂制备防静电塑料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将防静电剂涂敷到塑料基底上，涂敷厚度为90—180nm；
b、将涂敷防静电剂后的塑料基底置于烘箱中，在90—130℃的温度下烘烤3—15分钟，烘烤后得到成品防静电塑料。
所述涂敷包括喷涂、提拉成膜、刮涂或丝网印刷。
采用本发明的优点在于：
一、本发明采用具有高导电性的石墨烯作为导电料，能制备出具有极强防静电性能的防静电剂，相对目前大多数防静电剂的导电能力为105—107欧姆/cm而言，本发明的导电能力达到了104欧姆/sq。因此能快速将塑料的静电导走，从而避免出现静电破坏的情况。另外，本发明采用具有高粘附力的粘接性高分子材料作为粘接基体，能够将石墨烯牢牢置于塑料表面，从而使得其导静电的稳定性很高，且更耐摩擦。
二、本发明中，采用质量浓度为1%—5%的石墨烯分散液，使得石墨烯的分散更均匀。
三、本发明采用水或乙醇作为溶剂，具有更加环保和成本低廉的优点。
四、本发明中，粘接性高分子溶液的质量浓度为10%—50%，石墨烯分散液与粘接性高分子溶液的质量比为1:10—10:1，在该浓度的质量比例下，防静电薄膜的导电性和耐磨强度最佳达到最佳。
五、本发明中，粘接性高分子溶液为纤维素类高分子溶液、塑料类高分子溶液或橡胶类高分子溶液，利用粘接性高分子作为粘接材料，提高了防静电薄膜层的力学性能特别是耐磨性，使得其稳定性提高，在任何极端条件下都能保持防静电能力，从而快速将静电导走。
六、本发明中，采用石墨烯作为导电填料，并用粘接性高分子材料作为基体并在塑料表面成膜，由于防静电层导电体为石墨烯，其优异的导电性能使得他只需要少量的添加就能起到防止静电积聚并导走静电的作用。并且由于其涂层较薄，完全透明，不影响产品的美观跟性能。利用粘接性的高分子材料作为涂层基体，提高了其耐磨性与稳定性，因此能实现长时间及各种极端条件下的防静电作用。
具体实施方式
实施例1
一种防静电剂制备方法，包括以下步骤：
（1）将石墨烯粉体分散到溶剂中，溶剂为水或乙醇，分散后得到质量浓度为1%—5%的石墨烯分散液。
（2）将石墨烯分散液与质量浓度为10%—50%的粘接性高分子溶液按1:10—10:1的质量比均匀混合。
本步骤中，所述粘接性高分子溶液为纤维素类高分子溶液、塑料类高分子溶液或橡胶类高分子溶液。
（3）采用纯水将步骤（2）所得混合液稀释至粘度为0.5—20Pa.S，稀释后得到成品防静电剂。
本实施例还提供了一种利用防静电剂制备防静电塑料的方法，包括以下步骤：
a、将防静电剂涂敷到塑料基底上，涂敷厚度为90—180nm。其中，所述涂敷包括喷涂、提拉成膜、刮涂或丝网印刷。
b、将涂敷防静电剂后的塑料基底置于烘箱中，在90—130℃的温度下烘烤3—15分钟，烘烤后得到成品防静电塑料。
本实施例中，采用四探针方法对得到的阴静电塑料进行测量，测得防静电层的方块电阻在102—107ohm/sq之间，表明防静电塑料具有优异的防静电效果。采用透光率测试仪测试发现透光率达到50%-90%。采用taber耐磨性测试发现防静电层在1kg压力、60转/min的条件下耐磨性能达到50—500转。在空气湿度为10%左右测试防静电层电阻，无变化；用水洗等方式处理防静电层，电阻无变化。
实施例2
一种防静电剂制备方法，包括以下步骤：
（1）将石墨烯粉体分散到水中，分散后得到质量浓度为1%的石墨烯分散液。
（2）将石墨烯分散液与质量浓度为10%的纤维素类高分子溶液按1:10的质量比均匀混合。
（3）采用纯水将步骤（2）所得混合液稀释至粘度为0.5Pa.S，稀释后得到成品防静电剂。
本实施例还提供了一种利用防静电剂制备防静电塑料的方法，包括以下步骤：
a、将防静电剂喷涂到塑料基底上，涂敷厚度为90nm。
b、将涂敷防静电剂后的塑料基底置于烘箱中，在90℃的温度下烘烤3分钟，烘烤后得到成品防静电塑料。
本实施例中，采用四探针方法对得到的阴静电塑料进行测量，测得防静电层的方块电阻在105—107ohm/sq之间，表明防静电塑料具有优异的防静电效果。采用透光率测试仪测试发现透光率达到85%。采用taber耐磨性测试发现防静电层在1kg压力、60转/min的条件下耐磨性能达到50转。在空气湿度为10%左右测试防静电层电阻，无变化；用水洗等方式处理防静电层，电阻无变化。
实施例3
一种防静电剂制备方法，包括以下步骤：
（1）将石墨烯粉体分散到乙醇中，分散后得到质量浓度为5%的石墨烯分散液。
（2）将石墨烯分散液与质量浓度为50%的塑料类高分子溶液按5:5的质量比均匀混合。
（3）采用纯水将步骤（2）所得混合液稀释至粘度为10Pa.S，稀释后得到成品防静电剂。
本实施例还提供了一种利用防静电剂制备防静电塑料的方法，包括以下步骤：
a、将防静电剂提拉成膜到塑料基底上，涂敷厚度为180nm。
b、将涂敷防静电剂后的塑料基底置于烘箱中，在130℃的温度下烘烤15分钟，烘烤后得到成品防静电塑料。
本实施例中，采用四探针方法对得到的阴静电塑料进行测量，测得防静电层的方块电阻在102—103ohm/sq之间，表明防静电塑料具有优异的防静电效果。采用透光率测试仪测试发现透光率达到60%。采用taber耐磨性测试发现防静电层在1kg压力、60转/min的条件下耐磨性能60转。在空气湿度为10%左右测试防静电层电阻，无变化；用水洗等方式处理防静电层，电阻无变化。
实施例4
一种防静电剂制备方法，包括以下步骤：
（1）将石墨烯粉体分散到乙醇中，分散后得到质量浓度为3%的石墨烯分散液。
（2）将石墨烯分散液与质量浓度为30%的橡胶类高分子溶液按1:5的质量比均匀混合。
（3）采用纯水将步骤（2）所得混合液稀释至粘度为6Pa.S，稀释后得到成品防静电剂。
本实施例还提供了一种利用防静电剂制备防静电塑料的方法，包括以下步骤：
a、将防静电剂刮涂到塑料基底上，涂敷厚度为2微米。
b、将涂敷防静电剂后的塑料基底置于烘箱中，在115℃的温度下烘烤8分钟，烘烤后得到成品防静电塑料。
本实施例中，采用四探针方法对得到的阴静电塑料进行测量，测得防静电层的方块电阻在102—103ohm/sq之间，表明防静电塑料具有优异的防静电效果。采用透光率测试仪测试发现透光率达到50%。采用taber耐磨性测试发现防静电层在1kg压力、60转/min的条件下耐磨性能500转。在空气湿度为10%左右测试防静电层电阻，无变化；用水洗等方式处理防静电层，电阻无变化。

Claims (9)

1.一种防静电剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将石墨烯粉体分散到溶剂中，得到石墨烯分散液；
（2）将石墨烯分散液与粘接性高分子溶液均匀混合；
（3）将混合液稀释至粘度为0.5—200Pa.S，稀释后得到成品防静电剂。
2.如权利要求1所述的一种防静电剂制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中石墨烯分散液的质量浓度为1%—5%。
3.如权利要求1所述的一种防静电剂制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的溶剂为水或乙醇。
4.如权利要求1所述的一种防静电剂制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中粘接性高分子溶液的质量浓度为10%—50%。
5.如权利要求1所述的一种防静电剂制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，石墨烯分散液与粘接性高分子溶液的质量比为1:10—10:1。
6.如权利要求1所述的一种防静电剂制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，粘接性高分子溶液为纤维素类高分子溶液、塑料类高分子溶液或橡胶类高分子溶液。
7.如权利要求1所述的一种防静电剂制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，采用纯水稀释混合液。
8.一种利用如权利要求1—7中任一项所述的防静电剂制备防静电塑料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将防静电剂涂敷到塑料基底上，涂敷厚度为90—180nm；
b、将涂敷防静电剂后的塑料基底置于烘箱中，在90—130℃的温度下烘烤3—15分钟，烘烤后得到成品防静电塑料。
9.如权利要求8所述的一种利用防静电剂制备防静电塑料的方法，其特征在于：所述涂敷包括喷涂、提拉成膜、刮涂或丝网印刷。
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