CN107141850B - 一种亲水型高抗静电性能的涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种亲水型高抗静电性能的涂料及其制备方法。该亲水型高抗静电性能的涂料,包括以下重量份组分:导电填料0.3‑1.8份,导电助剂0.5‑1.5份,硅酸盐溶液25‑50份,纳米溶胶10‑35份,溶剂13.4‑42份,助剂0.5‑1份。制备时,按配比将各组分混合到一起。本发明所述的亲水型高抗静电性能的涂料及其制备方法解决了因基础材料导电性差导致的局部放电以及灰尘粘度,具有亲水性能好、提高使用者的使用体验、降低清洁难度等优点。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域,尤其涉及一种亲水型高抗静电性能的涂料。
背景技术
2000年,日本的Shirakawa教授与美国的国MacDiarmid教授因发现聚乙炔具有高导电性能,打破了人们的传统思维,即高分子聚合物都是绝缘的观念,并且使得导电聚合物成为了众多科研工作者研究的重点,引起了广泛的关注。导电聚合物是由具有共轭π键的聚合物经化学或电化学掺杂后形成的,导电率从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料。
传统的塑胶件为绝缘材料,家电产品多以塑胶材料制成。塑胶材料以其密度低、易加工、耐腐蚀、低成本等优点,一直以来都是家电产品使用的主要原材料。
以吸尘器为例。吸尘器以其卓越高效的吸尘性能,是每个家庭家用电器中必不可少的一种。但是,因为其使用的原材料大部分为塑胶材料,因此决定了吸尘器主体对于高速旋转工作条件下静电的传导能力差,在工作时高速旋转极易产生大量的静电荷积聚在吸尘器塑料件表面,极易产生局部放电与表面灰尘吸附,给使用者带来很大困扰,使用者在使用过程中不愉悦的使用体验也影响清洁度。
目前,吸尘器产品中还没有通过材料使用的创新优化,来解决吸尘器高速旋转使用过程中产生的静电问题。
针对吸尘器产生静电的问题,各生产厂商普遍没有解决措施,少数厂商在吸尘器内部加入金属线来传导高速旋转产生的静电荷,效果较差且可生产性低,如何解决吸尘器的静电问题成为了近年来吸尘器相关工作人员一个必须直面的难题。显而易见,解决上述问题的关键在导电材料的创新使用。
针对吸尘器高速旋转过程中产生静电荷导致大量灰尘吸附在吸尘器集尘桶内表面难以清洁的导电、易清洁涂料,吸尘器的集尘桶还只是单一局限在使用普通的ABS等塑胶材料。由于普通的塑胶材料都是电绝缘材料,无法实现静电荷的导出,会在吸尘器工作时积聚大量的静电荷,并且具有较高的表面能,很容易吸附污渍,导致集尘桶内表面难以清洁。另外,塑料材料亲水性能差,不易于粘附灰尘的清洗。
所以,现有的吸尘器集尘桶材料无法实现吸收灰尘的快速清洁,使吸尘器使用者在每次使用吸尘器后清洁集尘桶时苦不堪言,无法满足使用者的易清洁需求。因此,制备具有抗静电性能好、易清洁性能的吸尘器涂料是十分必要的,也是势在必行的。
发明内容
鉴于现有技术所存在问题,本发明提供一种亲水型高抗静电性能的涂料及其制备方法,解决了因基础材料导电性差导致的局部放电以及灰尘粘度,具有亲水性能好、提高使用者的使用体验、降低清洁难度等优点。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
一种亲水型高抗静电性能的涂料,包括以下重量份组分:导电填料0.3-1.8份,导电助剂0.5-1.5份,硅酸盐溶液25-50份,纳米溶胶10-35份,溶剂13.4-42份,助剂0.5-1份。
本发明的有益效果是:
本发明以导电填料、导电助剂、硅酸盐溶液、纳米溶胶、溶剂和助剂为原料来制备适合塑胶材料使用的抗静电材料,全面降低了静电在塑胶材料部件表面的积聚,进而降低与导体接触后带来的局部放电的弊端与静电吸附灰尘等物质带来的烦恼。这对解决吸尘器在使用中出现的静电击人与灰尘吸附等消费者使用过程中常见的问题有明显的改善作用,可以较好解决吸尘器消费者使用的痛点。
本发明的配方中,导电填料具有较高导电性能的材料,按照一定比例添加可形成链状或网状结构的一类材料。导电助剂可以与导电填料配合使用,进一步提升材料最终抗静电和导电性能。硅酸盐溶液的作用为使涂料具有良好的亲水性能,并能使涂料兼具优异的耐磨性能与耐温性能。纳米溶胶的作用为使涂料具有成膜性能优易、成本低和制备的涂层硬度高等优点。溶剂可溶解各组分物质或均匀分散,调节涂料的粘度达到理想要求。助剂可以进一步提高涂料的附着性能、分散性能和制得涂层表面的平整性。
本发明的配方中,发明人经过大量的研究意外的发现采用上述的配比可以保证各组分发挥上述的作用,并且可以避免因配比不适导致的涂层附着性能差、施工工艺难度大、亲水性差、成本高等问题。
进一步,所述导电填料为石墨烯。
采用上述方案的有益效果是:石墨烯是碳原子以sp2方式同周围碳原子键合构成的正六边形结构,其独特的二维结构决定了优异的电学结构,是目前室温条件下导电性能最为优异的材料。但由于在使用时,如果助剂选择以及配比不合适,容易导致石墨烯存在分散差、涂料成膜难以及成本高等问题,现有技术中尚未有以石墨烯为原料制备的抗静电亲水性能的涂料。
进一步,所述石墨烯包括单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯中的一种或任意几种混合。
采用上述方案的有益效果是:采用上述种类的石墨烯可以进一步提高涂料的抗静电性能。
进一步,所述导电助剂为Hostastat HS1和/或BYK-ES80。
采用上述方案的有益效果是:
Hostastat HS1为工程塑料用抗静电剂,多用于以ABS、PE、聚苯乙烯等为原料的产品的制备过程中。本发明首次将其与其他组分配合,意外的发现可以显著的提高抗静电性能。
BYK-ES80由德国毕克公司生产,化学组成为不饱和酸式羧酸酯的烷醇基铵盐溶液,溶剂为异丁醇,是一种增加静电喷涂涂料导电性的助剂,现有技术中多用于成品漆中。本发明首次将其与其他组分配合,意外的发现可以显著的提高抗静电性能。
进一步,所述硅酸盐溶液为第一主族金属元素的硅酸盐水溶液。
进一步,所述硅酸盐溶液包括硅酸锂、硅酸钠和硅酸钾的一种或任意几种的混合的水溶液。
采用上述方案的有益效果是:采用硅酸盐溶液与其他原料配合使用,具有良好的亲水性能,并兼具优异的耐磨性能与耐温性能。
进一步,硅酸盐溶液中,硅酸盐的质量浓度为5-25%。优选地,硅酸盐的质量浓度为25%。
采用上述方案的有益效果是:进一步提高涂料的性能。
进一步,所述纳米溶胶为通过溶胶-凝胶技术合成的SiO2/TiO2材料。经过加热固化可成膜形成相应厚度的涂层。
进一步,纳米溶胶中溶质的质量浓度为7.5-31%。
采取上述方案的有益效果是:有利于进一步提高涂料的性能。
进一步,纳米溶胶的参数范围为:粒径为1-100nm。
采用上述方案的有益效果是:有利于进一步提高成膜性能、降低成本、提高涂层硬度。
进一步,所述溶剂包括水、异丙醇和乙醇中的一种或任意几种的混合。
采用上述方案的有益效果是:采用上述种类的溶剂可以使各组分物质或组分均匀分散,调节涂料的粘度达到理想要求。
进一步,所述助剂包括附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂中的一种或几种的混合。
采用上述方案的有益效果是:附着力促进剂可以有效提高涂层与基础材料之间的附着性能,从而增加形成的涂层的长久、长效性;润湿分散剂可以明显改善填料(尤其是石墨烯)在整个材料体系的混合分散性能,提高涂料体系的均一稳定性,是石墨烯类涂料的重要组成部分;消泡剂可以明显减少因倾倒、喷涂、高温固化等过程产生的起泡,提高涂层的表面平整、均匀等性能。
本发明提供一种亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法,该方法包括以下步骤:按照上述的配比将各组分混合到一起。
采用上述方案的有益效果是:
本发明采用上述方法制备的亲水型高抗静电性能涂料,可以使用在电器产品(例如:吸尘器)等易产生静电的电器的部位,解决了因基础材料导电性差导致的局部放电以及灰尘粘度,提高使用者的使用体验,降低清洁难度。具有同时兼具亲水性能好、提高使用者的使用体验、降低清洁难度等优点。
进一步,所述助剂包括附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂,该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法包括以下步骤:
1)制备润湿分散体系:
将润湿分散剂与溶剂混合,之后加入纳米溶胶,混合,得到润湿分散体系;
2)制备助导电体系:
将硅酸盐溶液与附着力促进剂、消泡剂混合,之后按配比加入导电助剂,混合,得到助导电体系;
3)制备亲水型高抗静电性能的涂料:
将步骤1)中得到的润湿分散体系中按配比加入导电填料,混合,再加入步骤2)得到的助导电体系,混合,得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
采用上述方案的有益效果是:采用先制备润湿分散体系,再制备助导电体系,最后把两种体系与导电填料的制备步骤,有利于使组分充分混匀溶解,使制备的涂料的成分更加均一、性能稳定,避免出现结块凝胶等问题。
进一步,附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂的质量比为3:(1-4):(2-3)。
采取上述方案的有益效果为:可以进一步提高涂料的性能。
本发明提供一种涂层,所述涂层由上述亲水型高抗静电性能的涂料制成。
本发明提供一种电器产品,该电器产品的表面具有上述涂层。
本发明的有益效果是:通过上述亲水型高抗静电性能涂料制备的涂层,可以使用在电器产品等易产生静电的电器部位,解决了因基础材料导电性差导致的局部放电以及灰尘粘度,提高使用者的使用体验,降低清洁难度。具有同时兼具亲水性能好、提高使用者的使用体验、降低清洁难度等优点。
涂层可以完整的形成在电器产品表面也可以部分涂在电器产品(或电器产品的某个部件)的表面。电器产品可以为但不限于吸尘器、风扇、电机罩、黑电(电视机)等等。
例如:上述涂层可以形成在吸尘器的塑胶制件的表面,避免在使用时产生局部静电,使用户体会到被电的感觉。当本发明所述涂层形成在吸尘器塑胶材料制备的尘杯部件时,在吸收灰尘时不会因静电吸附导致大量灰尘吸附在尘杯内部,显著提高了透明尘杯的透光度与简便清洁性能。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
一种亲水型高抗静电性能的涂料,包括以下重量份组分:导电填料0.3-1.8份,导电助剂0.5-1.5份,硅酸盐溶液25-50份,纳米溶胶10-35份,溶剂13.4-42份,助剂0.5-1份。
优选的,按照质量百分数计,本发明的亲水型高抗静电性能涂料的配方可以为:导电填料为0.3-1.8%,导电助剂为0.5-1.5%,硅酸盐溶液为25-50%,纳米溶胶为10-35%,溶剂为13.4-42%,助剂为0.5-1%。
导电填料可以为石墨烯,石墨烯是碳原子以sp2方式同周围碳原子键合构成的正六边形结构,其独特的二维结构ES80决定了优异的电学结构,是目前室温条件下导电性能最为优异的材料。石墨烯包括单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯中的一种或任意几种混合。在具体实施例中,单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯均购自常州第六元素材料科技股份有限公司。
所述导电助剂为Hostastat HS1和/或BYK-ES80。在具体实施例中,Hostastat HS1和BYK-ES80均购自BYK公司。通过导电助剂的加入可以与导电填料配合使用,进一步提升涂料的抗静电/导电性能。
所述硅酸盐溶液为第一主族金属元素的硅酸盐水溶液。具体为第一主族金属元素锂(Li)、钠(Na)、钾(K)的硅酸盐的一种或几种混合使用的水溶液。硅酸盐溶液中,硅酸盐的质量浓度为5-25%。在各具体实施例中,硅酸盐的质量浓度为25%。
优选地,所述硅酸盐溶液为硅酸锂溶液、硅酸钠溶液、硅酸钾溶液的混合溶液,当硅酸锂溶液、硅酸钠溶液、硅酸钾溶液的质量比为(10-18):(5-20):(10-20),可以进一步提高涂料的性能。
所述纳米溶胶为通过溶胶-凝胶技术合成的SiO2/TiO2材料,经过加热固化可成膜形成相应厚度的涂层。具体的,在合成SiO2/TiO2材料时可以采用下面的方法:合成方法均为sol-gel,已正硅酸乙酯和钛酸四丁酯为反应物,在酸或碱的催化下进行,反应溶剂为异丙醇等醇类物质。纳米溶胶中溶质的质量浓度为7.5-31%。各具体实施例中,纳米溶胶中溶质的质量浓度为31%。
在具体使用时,纳米溶胶的参数范围可以为:粒径1-100nm。
所述溶剂包括水、异丙醇和乙醇中的一种或任意几种的混合,可溶解各组分物质或均匀分散,调节涂料的粘度达到理想要求。
所述助剂包括附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂中的一种或几种的混合。附着力促进剂具体可以为Bayowet378、Bayowet929和DP-18中的一种;润湿分散剂具体可以为DP-518、DOW CORNING57和KP360中的一种;消泡剂具体可以为乳化硅油211P、080和BYK-053中的一种。上述助剂均购自Hengyu Trading Co.,Ltd.Guangzhou。
优选地,所述助剂包括附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂,当附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂的质量比为3:(1-4):(2-3),可以进一步提高涂料的性能。
上述亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法为:按照上述配比将各组分混合到一起。
具体的,当所述助剂包括附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂时,该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法包括以下步骤:
1)制备润湿分散体系:
将润湿分散剂与溶剂按配比混合,之后加入纳米溶胶,混合,得到润湿分散体系;
2)制备助导电体系:
将硅酸盐溶液与附着力促进剂、消泡剂混合,之后按配比加入导电助剂,混合,得到助导电体系;
3)制备亲水型高抗静电性能的涂料:
将步骤1)中得到的润湿分散体系中按配比加入导电填料,混合,再加入步骤2)得到的助导电体系,混合,得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
更进一步具体的,可以采用下面的具体步骤来制备亲水型高抗静电性能的涂料:
1)制备润湿分散体系:
在室温条件下将润湿分散剂与溶剂按比例加入固定容器,100r/min低速搅拌使两者溶解,之后将纳米溶胶加入到同一容器中,将搅拌速度调整为500-800r/min继续搅拌15min以上,即可得到润湿分散体系;
2)制备助导电体系:
在室温条件下按照比例将硅酸盐溶液与附着力促进剂、消泡剂混合,500-600r/min机械搅拌5-10min,后将比例量的导电助剂加入,继续搅拌5min以上,即可得到助导电体系;
3)亲水型、高抗静电性能涂料的制备:
将步骤1)中得到的润湿分散体系中按照比例加入导电填料,高速(例如1000r/min)搅拌15min,再将步骤2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
上述亲水型高抗静电性能的涂料可以制成涂层,形成在物体或产品的表面。在形成涂层时,可以采用下面的方法:将本发明所述的亲水型高抗静电性能的涂料根据使用的需求喷涂在物体或产品的表面,并在100℃以下固化10-20分钟,以形成涂层,本发明对于涂层的厚度无特殊要求,可以根据实际需要进行选择,一般为1-15μm。
本发明所述的涂层可以形成在电器产品的表面,例如形成在吸尘器塑胶材料制备的尘杯部件的内表面,大大降低尘杯的表面电荷,进而降低灰尘在部件表面的吸附,提高尘杯的透光度,便于使用者观察、使用、清洁。当然,也可以用在其他需要抗静电的产品(或产品的配件)的全部或部分的表面。
本发明提供的一种亲水型高抗静电性能的涂料及其制备方法,旨在解决:1)解决吸尘器塑胶制件导电性能极差,在高速旋转摩擦的工作环境下,极易导致静电荷的积聚,与导体接触后易出现局部放电的缺点上,本发明制备一种具有亲水型、高抗静电性能的涂料,涂覆在相应部件设计对应位置,即可将产生的静电较快的传导出吸尘器或避免大量静电荷集中在小范围,使人触碰出现静电释放带来较差的使用体验的问题。2)吸尘器塑胶材料制备的尘杯部件,在吸收灰尘时因静电吸附,导致大量灰尘吸附在尘杯内部,大大降低透明尘杯的透光度与简便清洁性能的缺点上,本发明制备一种具有亲水型、高抗静电性能的涂料,涂覆在部件相关设计位置,即可大大降低尘杯的表面电荷,进而降低灰尘在部件表面的吸附,提高尘杯的透光度,便于使用者观察、使用、清洁。使用本发明制备的抗静电涂料涂覆在塑料表面,可以明显降低其表面的电阻,为高速旋转产生的静电荷提供迁移通道,避免静电荷在塑料部件的积聚。
下面通过各具体实施例进行详细介绍。
实施例1
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:多层石墨烯导电填料为1.8千克,Hostastat HS1导电助剂为1.5千克,硅酸盐溶液为31千克(包括硅酸锂溶液16千克、硅酸钠溶液5千克、硅酸钾溶液10千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为25千克,溶剂(即异丙醇)为39.7千克,Bayowet929附着力促进剂为0.3千克,KP360润湿分散剂为0.4千克,BYK-053消泡剂为0.3千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下将0.4千克KP360润湿分散剂与39.7千克异丙醇溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将25千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为600r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下将16千克硅酸锂溶液、5千克硅酸钠溶液、10千克硅酸钾溶液与0.3千克Bayowet929附着力促进剂、0.3千克BYK-053消泡剂混合,600r/min机械搅拌10min,后将1.5千克Hostastat HS1导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.8千克多层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例2
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:单层石墨烯导电填料为0.3千克,Hostastat HS1导电助剂为1.5千克,硅酸盐溶液为31千克(包括硅酸锂溶液16千克、硅酸钠溶液5千克、硅酸钾溶液10千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为25千克,溶剂(即异丙醇)为41.2千克,Bayowet929附着力促进剂为0.3千克,KP360润湿分散剂为0.4千克,BYK-053消泡剂为0.3千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.4千克KP360润湿分散剂与41.2千克异丙醇溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将25千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为600r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下将16千克硅酸锂溶液、5千克硅酸钠溶液、10千克硅酸钾溶液、0.3千克Bayowet929附着力促进剂与0.3千克BYK-053消泡剂混合,600r/min机械搅拌10min,之后将1.5千克Hostastat HS1导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.3千克单层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例3
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:双层石墨烯导电填料为1.0千克,Hostastat HS1导电助剂为1.5千克,硅酸盐溶液为31千克(包括硅酸锂溶液16千克、硅酸钠溶液5千克、硅酸钾溶液10千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为25千克,溶剂(即异丙醇)为40.5千克,Bayowet929附着力促进剂为0.3千克,KP360润湿分散剂为0.4千克,BYK-053消泡剂为0.3千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下将0.4千克KP360润湿分散剂与40.5千克异丙醇溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将25千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为600r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下将16千克硅酸锂溶液、5千克硅酸钠溶液、10千克硅酸钾溶液、0.3千克Bayowet929附着力促进剂与0.3千克BYK-053消泡剂混合,600r/min机械搅拌10min,之后将1.5千克Hostastat HS1导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克双层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例4
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:双层石墨烯导电填料0.5千克、多层石墨烯导电填料0.5千克,BYK-ES80导电助剂为1.0千克,硅酸盐溶液为42千克(硅酸盐溶液包括:硅酸锂溶液18千克、硅酸钠溶液11千克、硅酸钾溶液13千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为30千克,溶剂为25.2千克(溶剂包括:异丙醇20千克,去离子水5.2千克),DP-18附着力促进剂为0.3千克,DP-518润湿分散剂为0.3千克,211P消泡剂为0.2千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.3千克DP-518润湿分散剂与20千克异丙醇、5.2千克去离子水溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将30千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为500r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下,将18千克硅酸锂溶液、11千克硅酸钠溶液、13千克硅酸钾溶液与0.3千克DP-18附着力促进剂、0.2千克211P消泡剂混合,500r/min机械搅拌10min,之后将1.0千克BYK-ES80导电助剂加入,继续搅拌5min即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.5千克双层石墨烯、0.5千克多层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例5
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:单层石墨烯导电填料0.1千克、多层石墨烯导电填料0.9千克,BYK-ES80导电助剂为1.0千克,硅酸盐溶液为42千克(包括:硅酸锂溶液18千克、硅酸钠溶液11千克、硅酸钾溶液13千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为30千克,溶剂为25.2千克(包括:异丙醇20千克,去离子水5.2千克),DP-18附着力促进剂为0.3千克,DP-518润湿分散剂为0.3千克,211P消泡剂为0.2千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.3千克DP-518润湿分散剂与20千克异丙醇、5.2千克去离子水溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将30千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为500r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下,将18千克硅酸锂溶液、11千克硅酸钠溶液、13千克硅酸钾溶液与0.3千克DP-18附着力促进剂、0.2千克211P消泡剂混合,500r/min机械搅拌10min,之后将1.0千克BYK-ES80导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.1千克单层石墨烯、0.9千克多层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例6
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:单层石墨烯导电填料0.1千克、双层石墨烯导电填料0.1千克、多层石墨烯导电填料0.8千克,BYK-ES80导电助剂为1.0千克,硅酸盐溶液为42千克(包括:硅酸锂溶液18千克、硅酸钠溶液11千克、硅酸钾溶液13千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为30千克,溶剂为25.2千克(包括:异丙醇20千克,去离子水5.2千克),DP-18附着力促进剂为0.3千克,DP-518润湿分散剂为0.3千克,211P消泡剂为0.2千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.3千克DP-518润湿分散剂与20千克异丙醇、5.2千克去离子水溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将30千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为500r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下,将18千克硅酸锂溶液、11千克硅酸钠溶液、13千克硅酸钾溶液与0.3千克DP-18附着力促进剂、0.2千克211P消泡剂混合,500r/min机械搅拌10min,之后将1.0千克BYK-ES80导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.1千克单层石墨烯、0.1千克双层石墨烯、0.8千克多层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例7
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:单层石墨烯导电填料0.1千克,双层石墨烯导电填料0.2千克,Hostastat HS1导电助剂为0.8千克,硅酸盐溶液为50千克(包括:硅酸锂溶液10千克、硅酸钠溶液20千克、硅酸钾溶液20千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为35千克,溶剂为13.4千克(包括:异丙醇11.2千克,无水乙醇2.2千克),Bayowet378附着力促进剂为0.2千克,DOW CORNING57润湿分散剂为0.1千克,080消泡剂为0.2千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.1千克DOW CORNING57润湿分散剂与11.2千克异丙醇、2.2千克无水乙醇溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将35千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为500r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下,将10千克硅酸锂溶液、20千克硅酸钠溶液、20千克硅酸钾溶液与0.2千克Bayowet378附着力促进剂、0.2千克080消泡剂混合,500r/min机械搅拌10min,之后将0.8千克Hostastat HS1导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.1千克单层石墨烯、0.2千克双层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例8
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:多层石墨烯导电填料为1.0千克,Hostastat HS1导电助剂为1.5千克,硅酸盐溶液为31千克(包括:硅酸锂溶液16千克、硅酸钠溶液5千克、硅酸钾溶液10千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为25千克,溶剂为40.6千克(溶剂为异丙醇),Bayowet929附着力促进剂为0.3千克,KP360润湿分散剂为0.3千克,BYK-053消泡剂为0.3千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.3千克KP360润湿分散剂与40.6千克异丙醇溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将25千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为600r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下,将16千克硅酸锂溶液、5千克硅酸钠溶液、10千克硅酸钾溶液与0.3千克Bayowet929附着力促进剂、0.3千克BYK-053消泡剂混合,600r/min机械搅拌10min,后将1.5千克Hostastat HS1导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克多层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例9
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:多层石墨烯导电填料为1.0千克,Hostastat HS1导电助剂为1.0千克,硅酸盐溶液为31千克(包括:硅酸锂溶液16千克、硅酸钠溶液5千克、硅酸钾溶液10千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为25千克,溶剂(即异丙醇)为41.1千克,Bayowet929附着力促进剂为0.3千克,KP360润湿分散剂为0.3千克,BYK-053消泡剂为0.3千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.3千克KP360润湿分散剂与41.1千克异丙醇溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将25千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为600r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下,将16千克硅酸锂溶液、5千克硅酸钠溶液、10千克硅酸钾溶液与0.3千克Bayowet929附着力促进剂、0.3千克BYK-053消泡剂混合,600r/min机械搅拌10min,之后将1.0千克Hostastat HS1导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克多层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例10
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:多层石墨烯导电填料为1.0千克,Hostastat HS1导电助剂为0.5千克,硅酸盐溶液为31千克(包括:硅酸锂溶液16千克、硅酸钠溶液5千克、硅酸钾溶液10千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为25千克,溶剂(即异丙醇)为41.6千克,Bayowet929附着力促进剂为0.3千克,KP360润湿分散剂为0.3千克,BYK-053消泡剂为0.3千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.3千克KP360润湿分散剂与41.6千克异丙醇溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将25千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为600r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下将16千克硅酸锂溶液、5千克硅酸钠溶液、10千克硅酸钾溶液与0.3千克Bayowet929附着力促进剂、0.3千克BYK-053消泡剂混合,600r/min机械搅拌10min,之后将0.5千克Hostastat HS1导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克多层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例11
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:多层石墨烯导电填料为1.0千克,BYK-ES80导电助剂为0.5千克,硅酸盐溶液为31千克(包括:硅酸锂溶液16千克、硅酸钠溶液5千克、硅酸钾溶液10千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为25千克,溶剂(即异丙醇)为41.6千克,Bayowet929附着力促进剂为0.3千克,KP360润湿分散剂为0.3千克,BYK-053消泡剂为0.3千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.3千克KP360润湿分散剂与41.6千克异丙醇溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将25千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为600r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下,将16千克硅酸锂溶液、5千克硅酸钠溶液、10千克硅酸钾溶液与0.3千克Bayowet929附着力促进剂、0.3千克BYK-053消泡剂混合,600r/min机械搅拌10min,之后将0.5千克BYK-ES80导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克多层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例12
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:双层石墨烯导电填料为0.3千克,Hostastat HS1导电助剂为1.5千克,硅酸盐溶液为31千克(包括:硅酸锂溶液16千克、硅酸钠溶液5千克、硅酸钾溶液10千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为25千克,溶剂(即异丙醇)为41.2千克,Bayowet929附着力促进剂为0.3千克,KP360润湿分散剂为0.4千克,BYK-053消泡剂为0.3千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.4千克KP360润湿分散剂与41.2千克异丙醇溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将25千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为600r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下,将16千克硅酸锂溶液、5千克硅酸钠溶液、10千克硅酸钾溶液与0.3千克Bayowet929附着力促进剂、0.3千克BYK-053消泡剂混合,600r/min机械搅拌10min,后将1.5千克Hostastat HS1导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.3千克双层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例13
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:多层石墨烯导电填料为1.0千克,Hostastat HS1导电助剂为1.0千克,硅酸盐溶液为25千克(包括:硅酸锂溶液10千克、硅酸钠溶液5千克、硅酸钾溶液10千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为30千克,溶剂(即异丙醇)为42千克,Bayowet929附着力促进剂为0.3千克,KP360润湿分散剂为0.4千克,BYK-053消泡剂为0.3千克。
该亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.4千克KP360润湿分散剂与42千克异丙醇溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将25千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为600r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下,将16千克硅酸锂溶液、5千克硅酸钠溶液、10千克硅酸钾溶液与0.3千克Bayowet929附着力促进剂、0.3千克BYK-053消泡剂混合,600r/min机械搅拌10min,之后将1.0千克Hostastat HS1导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克多层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
实施例14
亲水型高抗静电性能的涂料包括以下重量的各组分:多层石墨烯导电填料为1.0千克,Hostastat HS1导电助剂为1.0千克,硅酸盐溶液为45千克(包括:硅酸锂溶液15千克、硅酸钠溶液15千克、硅酸钾溶液15千克),SiO2/TiO2纳米溶胶为10千克,溶剂(即异丙醇)为42千克,Bayowet929附着力促进剂为0.3千克,KP360润湿分散剂为0.4千克,BYK-053消泡剂为0.3千克,
亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法如下:
(1)润湿分散体系的制备:
在室温条件下,将0.4千克KP360润湿分散剂与42千克异丙醇溶剂加入反应器,100r/min低速搅拌使两者溶解,再将10千克SiO2/TiO2纳米溶胶加入,将搅拌速度调整为600r/min继续搅拌15min,得到润湿分散体系;
(2)助导电体系的制备:
在室温条件下,将15千克硅酸锂溶液、15千克硅酸钠溶液、15千克硅酸钾溶液与0.3千克Bayowet929附着力促进剂、0.3千克BYK-053消泡剂混合,600r/min机械搅拌10min,之后将1.0千克Hostastat HS1导电助剂加入,继续搅拌5min,即可得到助导电体系;
(3)亲水型高抗静电性能涂料的制备:
将步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克多层石墨烯导电填料,1000r/min搅拌15min,再将步骤(2)得到的助导电体系加入,继续搅拌10min,即可得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
分别将实施例1至实施例14制备的涂料进行效果检测。
分别将本发明实施例1至实施例14制备的亲水型高抗静电性能的涂料喷涂在防尘桶的内表面(防尘桶的材质为ABS),并在70℃下固化15分钟,以形成涂层,厚度为5μm。以普通塑料(例如:ABS)作为对照。
分别检测实施例1至实施例14以及普通塑料的水接触角和表面电阻率。
接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θ,是润湿程度的量度。若θ<90°,则固体表面是亲水性的,即液体较易润湿固体,其接触角越小,表示亲水性能越好;若θ>90°,则固体表面是疏水性的,即液体不容易润湿固体,容易在表面上移动。实施例1至实施例14以及普通塑料的水接触角检测结果见表1。
表面电阻率是平行于通过材料表面上电流方向的电位梯度与表面单位宽度上的电流之比,用欧姆表示。
表面电阻率可以采用表面电阻测试仪直接进行检测,操作方法可以参见说明书。所有数据检测的表面电阻系数测试仪器为QUICK 499D。
使用时,将测量仪器置于被测物体表面,按下测试键,则显示被测物体的表面电阻系数表面电阻系数采用ASTM标准D-257平行电极传感方法,使用高精度的OP-AMP集成放大器进行自动测量。
表面电阻系数:该参数用于厚度一定的薄膜材料,其定义为表面上单位长度的直流压降与单位宽度流过电流之比。
表面电阻率的数值越小越好。表面电阻率的数值越小说明抗静电能力强,越不容易沾灰。实施例1至实施例14以及普通塑料的具体的电阻率的检测结果见表1。
表1实施例对应涂料电阻率与水接触角实验结果
表面电阻率(Ω·m) | 水接触角(°) | |
实施例1 | 3×10<sup>7</sup> | 8 |
实施例2 | 3×10<sup>6</sup> | 7 |
实施例3 | 9×10<sup>6</sup> | 7 |
实施例4 | 1×10<sup>7</sup> | 6 |
实施例5 | 9×10<sup>6</sup> | 7 |
实施例6 | 5×10<sup>6</sup> | 7 |
实施例7 | 8×10<sup>6</sup> | 5 |
实施例8 | 1×10<sup>8</sup> | 7 |
实施例9 | 3×10<sup>8</sup> | 7 |
实施例10 | 6×10<sup>8</sup> | 8 |
实施例11 | 8×10<sup>8</sup> | 7 |
实施例12 | 5×10<sup>7</sup> | 8 |
实施例13 | 3×10<sup>9</sup> | 8 |
实施例14 | 5×10<sup>7</sup> | 6 |
普通塑料 | >10<sup>12</sup> | >95 |
根据表1可以看出,与普通塑料(电阻率大于>1012Ω·m)相比,本发明实施例1至实施例14制备的涂层的电阻率为3×106Ω·m至3×109Ω·m,明显小于普通塑料的电阻率,本发明实施例1至实施例14制备的涂层的抗静电性能可以明显优于普通塑料的抗静电性能。
根据表1可以看出,与普通塑料(水接触角>95°)相比,本发明实施例1至实施例14制备的涂层的水接触角为5-8°,具有很好的亲水性能。
根据本发明的实施例1至实施例14可以看出,使用石墨烯作为导电填料,与硅酸盐溶液、纳米溶胶配合,制成的涂料具有优异的抗静电性能;涂料选用的助剂,可保证各组分具有优异的综合性能,是本发明中重点研究的部分之一;导电助剂的使用,可在低添加(投入)前提下,降低石墨烯的加入量,优化性能与综合成本。
发明人在实施例1的基础上,调整纳米溶胶中溶质的质量浓度为7.5%和20%,也能得到类似的结论。
发明人在实施例1的基础上,调整硅酸盐溶液中硅酸盐的质量浓度为5%和20%,也能得到类似的结论。
发明人在研究过程中,还进行了导电填料的用量调整试验。在实施例1的基础上,调整多层石墨烯导电填料的用量分别为:0千克、0.1千克、0.2千克、0.3千克、0.5千克、1千克、2千克和2.5千克,当制得涂料的总量不足100千克时用异丙醇补足100千克,其余组分的用量不变,经研究意外的发现,导电填料0.3-1.8份时,导电性能比较好,不容易产生静电。如果导电填料的用量过低,容易导致电阻率偏高,如果导电填料的用量过高,容易导致涂层附着性能下降甚至无法成膜的问题。
发明人在研究过程中,还进行了导电助剂的用量调整试验。在实施例1的基础上,调整导电助剂的用量分别为:0千克、0.2千克、0.4千克、0.6千克、0.8千克、1千克、1.2千克、2千克和2.5千克,当制得涂料的总量不足100千克时用异丙醇补足100千克,其余组分的用量不变,经研究意外的发现,导电助剂0.5-1.5份时,可以提高涂料的导电性,使制得的涂层不容易产生静电。如果导电助剂的用量过低,容易导致电阻率偏高,如果导电助剂的用量过高,容易导致成本上升问题。
发明人在研究过程中,还进行了硅酸盐溶液的用量调整试验。在实施例1的基础上,调整硅酸盐溶液的用量分别为:0千克、5千克、10千克、15千克、20千克、25千克、40千克、50千克、55千克和60千克,当制得涂料的总量不足100千克时用异丙醇补足100千克,其余组分的用量不变,经研究意外的发现,硅酸盐溶液25-50份时,可以提高涂料的亲水性,并能使涂料的导电性较好,使制得的涂层不容易产生静电。如果硅酸盐溶液的用量过低,容易导致亲水性能差的问题,如果硅酸盐溶液的用量过高,容易导致导电率下降问题。
发明人在研究过程中,还进行了纳米溶胶的用量调整试验。在实施例1的基础上,调整纳米溶胶的用量分别为:0千克、5千克、8千克、10千克、20千克、30千克、35千克、40千克和45千克,当制得涂料的总量不足100千克时用异丙醇补足100千克,其余组分的用量不变,经研究意外的发现,纳米溶胶10-35份时,可以提高涂料的导电性,使制得的涂层不容易产生静电。如果纳米溶胶的用量过低,容易导致涂料无法成膜或涂层附着性能差问题,如果纳米溶胶的用量过高,容易导致导电率下降问题。
综上所述,该亲水型高抗静电性能的涂料的配方“导电填料0.3-1.8份,导电助剂0.5-1.5份,硅酸盐溶液25-50份,纳米溶胶10-35份,溶剂13.4-42份,助剂0.5-1份。”的比例设置比较合适,使制得的涂料具有优异的抗静电性能和亲水性能。
发明人在研究中,在配方的其他组分保持不变的情况下,进行了硅酸盐溶液的选择实验,尝试了硅酸盐溶液分别为硅酸锂溶液、硅酸钠溶液和硅酸钾溶液中的一种或几种,在研究中意外的发现,与普通塑料相比,采用硅酸锂溶液、硅酸钠溶液和硅酸钾溶液中的一种或几种均能够提高涂料的性能。优选的,与采用硅酸锂溶液、硅酸钠溶液和硅酸钾溶液中的一种相比,采用几种硅酸盐溶液的混合,可以进一步提高涂料的性能,尤其是,当硅酸锂溶液、硅酸钠溶液、硅酸钾溶液的重量比为(10-18):(5-20):(10-20)时,可以显著提高涂料的性能。
现有技术中,现有吸尘器只是单一的使用普通的塑胶材料(例如ABS)作为集尘桶材料,这些材料都是电绝缘性,无法实现静电荷的导出,导致大量的灰尘吸附在集尘桶内表面难以清洁;现有吸尘器只是单一的使用普通的塑胶材料(例如ABS)作为集尘桶材料,这些材料具有较高的表面能,很容易吸附污渍,导致集尘桶内表面难以清洁;塑料材料亲水性能差,不易于粘附灰尘的清洗。
本发明制备一种具有亲水型、高抗静电性能的涂料,涂覆在相应部件设计对应位置,即可将产生的静电较快的传导出吸尘器或避免大量静电荷集中在小范围,使人触碰出现静电释放带来较差的使用体验。解决了吸尘器塑胶制件导电性能极差,在高速旋转摩擦的工作环境下,极易导致静电荷的积聚,与导体接触后易出现局部放电的缺点。
本发明通过合理的选择配方中的组分以及合理的设置各组分的配比,解决了吸尘器塑胶材料制备的尘杯部件在吸收灰尘时由于电阻率高抗静电效果不好,导致静电吸附,进一步导致大量灰尘吸附在尘杯内部,大大降低了透明尘杯的透光度与简便清洁性能的问题。本发明制备的具有亲水型高抗静电性能的涂料,涂覆在部件相关设计位置,即可大大降低尘杯的表面电荷,进而降低灰尘在部件表面的吸附,提高尘杯的透光度,便于使用者观察、使用、清洁。本发明制备的亲水型涂料,涂覆在部件相应的位置,可明显降低表面的水接触角,提高水与待清洗表面的润湿效果,实现水快速冲洗灰尘的目的,从而解决了吸尘器使用大量塑料材料,导致粘附的灰尘不易于水快速冲洗清洁,导致使用者清洁困难的缺点上。
除本发明叙述的导电填料的具体种类以外,其它种类的具有高导电性能的材料加入涂料中也可以实现相似的性能,也在本发明的保护范围内。
除本发明叙述的导电助剂的具体种类以外,其它具有类似导电性能的助剂或本征导电聚合物等材料加入到涂料中也可以实现相似的性能,也在本发明的保护范围内。
除本发明叙述的溶剂的具体种类外,其它具有类似极性与溶解性能的材料也可实现类似性能,也在本发明的保护范围内。
除本发明叙述的助剂的具体种类外,其它具有类似分散、增加附着力、消泡性能的助剂也可实现类似的性能,也在本发明的保护范围内。
制备方法中提及的组分添加顺序、搅拌速度、搅拌时间只是实验过程的典型值,顺序与加工参数调整为其它,多数只是生产效率的差异,也可得到类似性能的涂料,也在本发明的保护范围内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种亲水型高抗静电性能的涂料,其特征在于,由以下重量份组分组成:导电填料石墨烯0.3-1.8份,导电助剂0.5-1.5份,硅酸盐溶液25-50份,SiO2/TiO2纳米溶胶10-35份,溶剂13.4-42份,助剂0.5-1份,其中,所述助剂为质量比例为3:(1-4):(2-3)的附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂。
2.根据权利要求1所述一种亲水型高抗静电性能的涂料,其特征在于,所述石墨烯包括单层石墨烯和多层石墨烯中的一种或任意几种混合。
3.根据权利要求1-2任一项所述一种亲水型高抗静电性能的涂料,其特征在于,所述硅酸盐溶液为第一主族金属元素的硅酸盐水溶液。
4.根据权利要求3所述一种亲水型高抗静电性能的涂料,其特征在于,所述硅酸盐溶液包括硅酸锂、硅酸钠和硅酸钾的一种或任意几种的混合的水溶液。
5.根据权利要求1-2任一项所述一种亲水型高抗静电性能的涂料,其特征在于,硅酸盐溶液中,硅酸盐的质量浓度为5-25%。
6.根据权利要求1-2任一项所述一种亲水型高抗静电性能的涂料,其特征在于,所述SiO2/TiO2纳米溶胶是通过溶胶-凝胶技术合成的。
7.根据权利要求1-2任一项所述一种亲水型高抗静电性能的涂料,其特征在于,纳米溶胶中溶质的质量浓度为7.5-31%。
8.根据权利要求1-2任一项所述一种亲水型高抗静电性能的涂料,其特征在于,纳米溶胶的粒径为1-100nm。
9.根据权利要求1-2任一项所述一种亲水型高抗静电性能的涂料,其特征在于,所述溶剂包括水、异丙醇和乙醇中的一种或任意几种的混合。
10.一种亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法,其特征在于,按照权利要求1-9任一项所述配比将各组分混合到一起。
11.根据权利要求10所述一种亲水型高抗静电性能的涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1) 制备润湿分散体系:
将润湿分散剂与溶剂混合,之后加入SiO2/TiO2纳米溶胶,混合,得到润湿分散体系;
2) 制备助导电体系:
将硅酸盐溶液与附着力促进剂、消泡剂混合,之后按配比加入导电助剂,混合,得到助导电体系;
3) 制备亲水型高抗静电性能的涂料:
将步骤1)中得到的润湿分散体系中按配比加入导电填料石墨烯,混合,再加入步骤2)得到的助导电体系,混合,得到具有亲水型高抗静电性能的涂料。
12.一种涂层,其特征在于,所述涂层由权利要求1-9任一项所述亲水型高抗静电性能的涂料制成。
13.一种电器产品,其特征在于,该电器产品的表面具有权利要求12所述涂层。
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