CN107189505A - 一种高抗静电性能涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高抗静电性能涂料及其制备方法。该高抗静电性能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，纳米溶胶25.7‑80份，溶剂16.6‑70份，助剂0.5‑1份。制备时，按配比将各部分混合在一起，制得高抗静电性能涂料。本发明所述高抗静电性能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，具有提高使用者的使用体验，降低清洁难度等优点。

Description

一种高抗静电性能涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种高抗静电性能涂料及其制备方法。

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，给使用者带来在使用过程中不愉悦的使用体验，同时也影响清洁度。

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。

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，本发明提供一种高抗静电性能涂料及其制备方法，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，具有提高使用者的使用体验，降低清洁难度等优点。本发明所述高抗静电性能涂料可以作为电器产品等易产生静电的电器部位度。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高抗静电性能涂料，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，纳米溶胶25.7-80份，溶剂16.6-70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、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，进一步提升涂料最终的抗静电和导电性能。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料凝胶结块、透明度下降、涂层附着性能下降等问题。

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，发明人经过大量材料的筛选，意外的发现该材料是目前室温条件下导电性能最为优异的材料。但在使用时，如果助剂使用不当，容易导致石墨烯分散差、导致涂层结块与附着性能下降等问题，现有技术中尚未有以石墨烯为原料制备的高抗静电性能的涂料。

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。

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，所述纳米溶胶为通过溶胶-凝胶技术(sol-gel)合成的SiO₂/TiO₂材料。

纳米溶胶经过加热固化可成膜形成相应厚度的涂层。

采用上述方案的有益效果是：具有成膜性能优，成本低，涂层硬度高等优点。

进一步，纳米溶胶中溶质的质量浓度为7.5-31％。

进一步，纳米溶胶的参数范围为：溶质的粒径为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，所述溶剂包括异丙醇和/或乙醇。

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。

上述的附着力促进剂具体可以为DOW CORNING 2-6040、Tilcorn P12、PE 6800中的一种或任意几种的混合；所述润湿分散剂可以为YE-20、Efka-701、Efka-65中的一种或任意几种的混合；所述消泡剂可以为乳化硅油PRS-5、082、260中的一种或任意几种的混合。

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。

本发明提供一种高抗静电性能涂料的制备方法，包括以下步骤：按上述配比将各组分混合到一起。

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，提高了使用者的使用体验，降低了清洁难度。

进一步，所述助剂包括附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂，高抗静电性能涂料的制备方法具体包括以下步骤：

(1)制备润湿分散体系：

将润湿分散剂与溶剂混合，得到润湿分散体系；

(2)制备导电体系：

向步骤(1)中得到的润湿分散体系中按比例加入导电填料，混合，得到导电体系；

(3)制备高抗静电性能涂料：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入消泡剂、纳米溶胶，混合，再加入导电助剂与附着力促进剂，混合，得到高抗静电性能涂料。

采用上述方案的有益效果是：

采用先制备润湿分散体系，再向润湿分散体系中加入导电填料来制备导电体系，最后向导电体系中加入消泡剂、纳米溶胶来制备高抗静电性能涂料的这种方式，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重量比范围为(2-3)：(2-4)：(1-3)。

采取上述方案的有益效果为：有利于进一步提高涂料的性能。

本发明提供一种涂层，所述涂层由上述高抗静电性能涂料制成。

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。

涂层可以完整的形成在电器产品(或电器产品的部件)表面也可以部分涂在电器产品(或电器产品的部件)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。

一种高抗静电性能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，纳米溶胶25.7-80份，溶剂16.6-70份，助剂0.5-1份。

优选的，按照质量百分数计，本发明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％，纳米溶胶为25.7-80％，溶剂为16.6-70％，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。

所述纳米溶胶为通过溶胶-凝胶技术合成的SiO₂/TiO₂材料。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％。在各具体实施例中，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：溶质的粒径为1-100nm。

所述溶剂包括异丙醇和/或乙醇，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。附着力促进剂可以具体为DOW CORNING 2-6040、Tilcorn P12和PE 6800中的一种；润湿分散剂为YE-20、Efka-701和Efka-65中的一种；消泡剂为乳化硅油PRS-5、082和260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重量比为(2-3)：(2-4)：(1-3)，可以进一步提高涂料的性能。

上述高抗静电性能涂料的制备方法包括以下步骤：按上述配比将各组分混合到一起。

当所述助剂包括附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂，高抗静电性能涂料的制备方法具体可以采用下面的步骤制备：

(1)制备润湿分散体系：

将润湿分散剂与溶剂按比例混合，得到润湿分散体系；

(2)制备导电体系：

向步骤(1)中得到的润湿分散体系中按比例加入导电填料，混合，得到导电体系；

(3)制备高抗静电性能涂料：

向步骤(2)中得到的导电体系中按比例加入消泡剂、纳米溶胶，混合，再加入导电助剂与附着力促进剂，混合，得到高抗静电性能涂料。

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)润湿分散体系的制备：

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，即可得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中按比例加入导电填料，并高速条件(例如：1000-1200r/min)搅拌10min，即可得到分散均匀的导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中按比例加入消泡剂、纳米溶胶，500r/min搅拌10min后，在加入导电助剂与附着力促进剂，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

上述高抗静电性能涂料可以制成涂层，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：将本发明所述的高抗静电性能涂料根据使用的需求喷涂在物体或产品的表面，并在150-250℃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。

本发明提供的高抗静电性能涂料及其制备方法，解决了以下问题：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，本发明制备的具有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，避免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，具有大大降低透明尘杯的透光度与简便清洁性能的缺点。本发明制备的具有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

高抗静电性能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，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为45千克，溶剂(即异丙醇)为50.7千克，DOW CORNING 2-6040附着力促进剂为0.3千克、Efka-701润湿分散剂为0.4千克、082消泡剂为0.3千克。

该高抗静电性能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0.4千克的Efka-701润湿分散剂与50.7千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.8千克的多层石墨烯导电填料，1200r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入082消泡剂0.3千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶45千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂1.5千克与DOW CORNING 2-6040附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例2

高抗静电性能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，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为45千克，溶剂(异丙醇)为52.2千克，DOW CORNING 2-6040附着力促进剂为0.3千克、Efka-701润湿分散剂为0.4千克、082消泡剂为0.3千克。

该高抗静电性能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0.4千克的Efka-701润湿分散剂与52.2千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.3千克的单层石墨烯导电填料，1000r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入082消泡剂0.3千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶45千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂1.5千克与DOW CORNING 2-6040附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例3

高抗静电性能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，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为45千克，溶剂(异丙醇)为51.5千克，DOW CORNING 2-6040附着力促进剂为0.3千克、Efka-701润湿分散剂为0.4千克、082消泡剂为0.3千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.4千克的Efka-701润湿分散剂与51.5千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克的双层石墨烯导电填料，1100r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入082消泡剂0.3千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶45千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂1.5千克与DOW CORNING 2-6040附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例4

高抗静电性能涂料包括以下重量的各组分：双层石墨烯0.5千克、多层石墨烯0.5千克导电填料，BYK-ES80导电助剂为1.0千克，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为55千克，溶剂(异丙醇30千克、乙醇12.2千克)为42.2千克，PE6800附着力促进剂为0.3千克、YE-20润湿分散剂为0.3千克、PRS-5消泡剂为0.2千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.3千克的YE-20润湿分散剂与30千克的异丙醇、12.2千克乙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.5千克的双层石墨烯、0.5千克的多层石墨烯导电填料，1200r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入PRS-5消泡剂0.2千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶55千克，500r/min搅拌10min后，再加入BYK-ES80导电助剂1.0千克与PE 6800附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例5

高抗静电性能涂料包括以下重量的各组分：单层石墨烯0.1千克、多层石墨烯0.9千克导电填料，BYK-ES80导电助剂为1.0千克，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为55千克，溶剂(异丙醇30千克、乙醇12.2千克)为42.2千克，PE6800附着力促进剂为0.3千克、YE-20润湿分散剂为0.3千克、PRS-5消泡剂为0.2千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.3千克的YE-20润湿分散剂与30千克的异丙醇、12.2千克乙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.1千克的单层石墨烯、0.9千克的多层石墨烯导电填料，1200r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入PRS-5消泡剂0.2千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶55千克，500r/min搅拌10min后，再加入BYK-ES80导电助剂1.0千克与PE 6800附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例6

高抗静电性能涂料包括以下重量的各组分：单层石墨烯0.1千克、双层石墨烯0.1千克、多层石墨烯0.8千克导电填料，BYK-ES80导电助剂为1.0千克，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为55千克，溶剂(异丙醇30千克、乙醇12.2千克)为42.2千克，PE 6800附着力促进剂为0.3千克、YE-20润湿分散剂为0.3千克、PRS-5消泡剂为0.2千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.3千克的YE-20润湿分散剂与30千克的异丙醇、12.2千克乙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.1千克的单层石墨烯、0.1千克的双层石墨烯、0.8千克的多层石墨烯导电填料，1200r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入PRS-5消泡剂0.2千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶55千克，500r/min搅拌10min后，再加入BYK-ES80导电助剂1.0千克与PE 6800附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例7

高抗静电性能涂料包括以下重量的各组分：单层石墨烯0.1千克、双层石墨烯0.2千克导电填料，Hostastat HS1导电助剂为0.8千克，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为69.9千克，溶剂异丙醇为28.5千克，Tilcorn P12附着力促进剂为0.2千克、Efka-65润湿分散剂为0.2千克、082消泡剂为0.1千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.2千克的Efka-65润湿分散剂与28.5千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.1千克的单层石墨烯、0.2千克的双层石墨烯导电填料，1000r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入082消泡剂0.1千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶69.9千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂0.8千克与Tilcorn P12附着力促进剂0.2千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例8

高抗静电性能涂料包括以下重量的各组分：多层石墨烯1.0千克导电填料，Hostastat HS1导电助剂为1.5千克，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为80千克，溶剂异丙醇为16.6千克，Tilcorn P12附着力促进剂为0.3千克、Efka-65润湿分散剂为0.3千克、082消泡剂为0.3千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.3千克的Efka-65润湿分散剂与16.6千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克的多层石墨烯导电填料，1100r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入082消泡剂0.3千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶80千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂1.5千克与Tilcorn P12附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例9

高抗静电性能涂料包括以下重量的各组分：多层石墨烯1.0千克导电填料，Hostastat HS1导电助剂为1.0千克，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为80千克，溶剂异丙醇为17.1千克，Tilcorn P12附着力促进剂为0.3千克、Efka-65润湿分散剂为0.3千克、082消泡剂为0.3千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.3千克的Efka-65润湿分散剂与17.1千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克的多层石墨烯导电填料，1100r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入082消泡剂0.3千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶80千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂1.0千克与Tilcorn P12附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例10

高抗静电性能涂料包括以下重量的各组分：多层石墨烯1.0千克导电填料，Hostastat HS1导电助剂为0.5千克，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为80千克，溶剂异丙醇为17.6千克，Tilcorn P12附着力促进剂为0.3千克、Efka-65润湿分散剂为0.3千克、082消泡剂为0.3千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.3千克的Efka-65润湿分散剂与17.6千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克的多层石墨烯导电填料，1100r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入082消泡剂0.3千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶80千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂0.5千克与Tilcorn P12附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例11

高抗静电性能涂料包括以下重量的各组分：多层石墨烯1.0千克导电填料，BYK-ES80导电助剂为0.5千克，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为80千克，溶剂异丙醇为17.6千克，TilcornP12附着力促进剂为0.3千克、Efka-65润湿分散剂为0.3千克、082消泡剂为0.3千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.3千克的Efka-65润湿分散剂与17.6千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克的多层石墨烯导电填料，1100r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入082消泡剂0.3千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶80千克，500r/min搅拌10min后，再加入BYK-ES80导电助剂0.5千克与Tilcorn P12附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例12

高抗静电性能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，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为45千克，溶剂(异丙醇)为52.2千克，DOW CORNING 2-6040附着力促进剂为0.3千克、Efka-701润湿分散剂为0.4千克、082消泡剂为0.3千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.4千克的Efka-701润湿分散剂与52.2千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.3千克的双层石墨烯导电填料，1100r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入082消泡剂0.3千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶45千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂1.5千克与DOW CORNING 2-6040附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例13

高抗静电性能涂料包括以下重量的各组分：多层石墨烯导电填料为0.3千克，Hostastat HS1导电助剂为1.5千克，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为77.2千克，溶剂(异丙醇)为20千克，DOW CORNING 2-6040附着力促进剂为0.3千克、Efka-701润湿分散剂为0.4千克、PRS-5消泡剂为0.3千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.4千克的Efka-701润湿分散剂与20千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入0.3千克的多层石墨烯导电填料，1200r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入PRS-5消泡剂0.3千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶77.2千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂1.5千克与DOW CORNING2-6040附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例14

高抗静电性能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，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为25.7千克，溶剂(异丙醇)为70千克，DOW CORNING 2-6040附着力促进剂为0.3千克、Efka-701润湿分散剂为0.4千克、PRS-5消泡剂为0.3千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.4千克的Efka-701润湿分散剂与70千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.8千克的多层石墨烯导电填料，1200r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入PRS-5消泡剂0.3千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶25.7千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂1.5千克与DOW CORNING2-6040附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例15

高抗静电性能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，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为35千克，溶剂(异丙醇)为61.7千克，DOW CORNING 2-6040附着力促进剂为0.3千克、Efka-701润湿分散剂为0.3千克、PRS-5消泡剂为0.2千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.3千克的Efka-701润湿分散剂与61.7千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克的多层石墨烯导电填料，1100r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入PRS-5消泡剂0.2千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶35千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂1.5千克与DOW CORNING 2-6040附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例16

高抗静电性能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，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为35千克，溶剂(异丙醇)为62.2千克，DOW CORNING 2-6040附着力促进剂为0.3千克、Efka-701润湿分散剂为0.3千克、PRS-5消泡剂为0.2千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.3千克的Efka-701润湿分散剂与62.2千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克的多层石墨烯导电填料，1100r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入PRS-5消泡剂0.2千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶35千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂1.0千克与DOW CORNING 2-6040附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

实施例17

高抗静电性能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，SiO₂/TiO₂纳米溶胶为35千克，溶剂(异丙醇)为62.7千克，DOW CORNING 2-6040附着力促进剂为0.3千克、Efka-701润湿分散剂为0.3千克、PRS-5消泡剂为0.2千克。

制备方法如下：

(1)润湿分散体系的制备：

在室温条件下，将0.3千克的Efka-701润湿分散剂与62.7千克的异丙醇溶剂加入反应器，100r/min低速搅拌使两者溶解，得到润湿分散体系；

(2)导电体系的制备：

在室温条件下，向步骤(1)中得到的润湿分散体系中加入1.0千克的多层石墨烯导电填料，1100r/min搅拌10min，得到导电体系；

(3)高抗静电性能涂料的制备：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入PRS-5消泡剂0.2千克、SiO₂/TiO₂纳米溶胶35千克，500r/min搅拌10min后，再加入Hostastat HS1导电助剂0.5千克与DOW CORNING 2-6040附着力促进剂0.3千克，继续搅拌5min，即可得到高抗静电性能涂料。

各对比例的具体设置如下：

对比例1至对比例5，分别在实施例1的基础上调整导电助剂的用量，对比例1的导电助剂为0，对比例2的导电助剂的用量为0.1千克，对比例3的导电助剂的用量为0.3千克，对比例4的导电助剂的用量为2千克，对比例5的导电助剂的用量为2.5千克。上述对比例中，当配方不足100千克时采用异丙醇补足100千克。

对比例6至对比例10，分别在实施例1的基础上调整纳米溶胶的用量，对比例6的纳米溶胶为0，对比例7的纳米溶胶的用量为10千克，对比例8的纳米溶胶的用量为20千克，对比例9的纳米溶胶的用量为85千克，对比例10的纳米溶胶的用量为90千克。上述对比例中，当配方不足100千克时，用异丙醇补足100千克。

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、对比例1至对比例10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200℃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、对比例以及普通塑料的电阻率(表1中的电阻率为表面电阻率)及附着性能，检测结果见表1。

表1涂料电阻率实验结果

由上述各实施例、对比例以及普通塑料的电阻率测试结果可以得出以下结论：

与普通塑料相比(电阻率>10¹²Ω·m)，本发明实施例1至实施例17的的电阻率仅为5×10⁶Ω·m至3×10⁹Ω·m，本发明各实施例的电阻率明显小于普通塑料的电阻率，即本发明各实施例的抗静电性能明显优于普通塑料的抗静电性能。

本发明实施例1至实施例17中，不同层数的石墨烯的添加也会对导电性能有影响，导电性能按照下面的顺序排列：单层石墨烯>双层石墨烯>多层石墨烯，不同层数掺杂性能介于上述之间。非特殊导电率需求，多层石墨烯即可满足使用要求，考虑到成本，因此一般选择多层石墨烯，且随着石墨烯在涂料中百分含量的增加，其导电率也逐渐上升。

导电助剂的加入，可以在一定程度上提高涂料的导电/抗静电性能。对比例1由于没有加入导电助剂，存在导电率下降且涂层抗静电长效性差问题，对比例2和对比例3由于导电助剂的比例偏低，存在导电率下降的问题，而对比例4和对比例5的导电助剂的用量较多，虽然导电率较高，但是成本高不利于工业化生产，综上所述，本发明中添加的导电助剂的比例比较合适，具有提高涂层导电率且保持涂层抗静电长效性的优点。

在导电填料/导电助剂含量不变的前提下，纳米溶胶的增加，也可以对导电/抗静电性能有一定的积极作用。对比例6由于没有加入纳米溶胶，存在涂料无法成膜的问题，对比例7和对比例8由于纳米溶胶的比例偏低，存在涂料无法成膜或涂料附着性能差的问题，而对比例9和对比例10的纳米溶胶的用量较多，虽然涂料附着性能提高，但是会降低最终形成涂层的导电率，影响涂层的抗静电性能，且成本比较高，综上所述，本发明中添加的纳米溶胶的比例比较合适，具有抗静电性能好、附着性能好和成本低等优点。

综上所述，本发明使用石墨烯作为导电填料，与纳米溶胶配合，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，进一步采用260消泡剂代替PRS-5消泡剂，也能得到类似的结论。

发明人在实施例1的基础上，进一步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。

本发明通过合适的组分的选择以及各组分之间的配比，可以解决下面的几个问题：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。

本发明提供的一种高抗静电性能的涂料及其制备方法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。本发明制备的涂料是一种具有高抗静电性能的涂料，将其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，避免使人触碰出现静电释放带来较差的使用体验的问题。

考虑到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较高，抗静电性能较低，会产生静电吸附，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。本发明制备的具有高抗静电性能的涂料，可以涂覆在部件相关设计位置，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。

除本发明叙述的导电填料以外，如果其它具有高导电性能的材料如果加入涂料中也可以实现相似的性能，那么也在本发明的保护范围内。

除本发明叙述的导电助剂以外，如果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，那么也在本发明的保护范围内。

除本发明叙述的溶剂外，如果其它具有类似极性与溶解性能的材料也可实现类似性能，那么也在本发明的保护范围内。

除本发明叙述的助剂外，如果其它具有类似分散、增加附着力、消泡性能的助剂也可实现类似的性能，那么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，也可得到类似性能的涂料，多数只是生产效率的差异；因此，对于上述参数以及步骤的调整，均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)

1.一种高抗静电性能涂料，其特征在于，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，纳米溶胶25.7-80份，溶剂16.6-70份，助剂0.5-1份。

2.根据权利要求1所述一种高抗静电性能涂料，其特征在于，所述导电填料为石墨烯。

3.根据权利要求2所述一种高抗静电性能涂料，其特征在于，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的混合。

4.根据权利要求1-3任一项所述一种高抗静电性能涂料，其特征在于，所述纳米溶胶为通过溶胶-凝胶技术合成的SiO₂/TiO₂材料。

5.根据权利要求4所述一种高抗静电性能涂料，其特征在于，纳米溶胶中溶质的质量浓度为7.5-31％。

6.根据权利要求4所述一种高抗静电性能涂料，其特征在于，所述纳米溶胶的参数范围为：粒径为1-100nm。

7.根据权利要求1-3任一项所述一种高抗静电性能涂料，其特征在于，所述溶剂包括异丙醇或/和乙醇。

8.根据权利要求1-3任一项所述一种高抗静电性能涂料，其特征在于，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。

9.一种高抗静电性能涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按权利要求1-8任一项所述配比将各组分混合到一起。

10.根据权利要求9所述一种高抗静电性能涂料的制备方法，其特征在于，所述助剂包括附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂，高抗静电性能涂料的制备方法具体包括以下步骤：

(1)制备润湿分散体系：

将润湿分散剂与溶剂混合，得到润湿分散体系；

(2)制备导电体系：

向步骤(1)中得到的润湿分散体系中按比例加入导电填料，混合，得到导电体系；

(3)制备高抗静电性能涂料：

向步骤(2)中得到的导电体系中加入消泡剂、纳米溶胶，混合，再加入导电助剂与附着力促进剂，混合，得到高抗静电性能涂料。

11.根据权利要求10所述一种高抗静电性能涂料的制备方法，其特征在于，附着力促进剂、润湿分散剂和消泡剂的重量比为(2-3)：(2-4)：(1-3)。

12.一种涂层，其特征在于，所述涂层由权利要求1-8任一项所述高抗静电性能涂料制成。

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。