CN107964341A - 新型聚氨酯防静电涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型聚氨酯防静电涂料，其特征在于，一种新型聚氨酯防静电涂料，其特征在于，包括组分A、组分B、以及组分C，所述组分A、组分B、以及组分C之间的重量配比为A∶B∶C＝100∶30～50∶50～70；B组分配比按照重量百分比计是聚氨酯色浆20.0‑40.0％；碳纳米管1.0‑2.5％；润湿分散剂0.1‑0.5％；浮色发花剂0.1‑0.5％；流平剂0.1‑0.5％；增塑剂20.0‑30.0％；填料15.0‑30.0％；催干剂0.1‑0.3％；C组分为砂子；本发明中通过加入高导电的碳纳米管材料，使新型聚氨酯防静电涂料具备较高的抗静电性，耐候性，以及较长的时效性。

Description

新型聚氨酯防静电涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种新型聚氨酯防静电涂料及其制备方法。

背景技术

目前，我国用于防静电涂料的导电材料按组成及导电机理可分为两大类：结构型(亦称本征型)与复合型(亦称添加型)。本征型导电涂料的导电材料是高聚物自身。添加型导电涂料的导电材料是在绝缘高聚物中添加的导电物质，利用导电物质的导电作用，使高聚物具有导电性能。

通常采用“人体电压”来度量静电值的大小，简称BVG。在防爆易燃易爆区域和电子元件组装的区域，普通的工业地坪表面对静电荷的产生或储存不具有传导性，容易产生静电的积累，比较典型的静电产生是由于由人、材料和设备在地面上来回移动而产生，称为“摩擦生电”现象。因此，工业地坪表面需要涂覆一层防静电的涂料。现有技术中，复合型防静电涂料通过添加导电物质来提高材料的导电性，使涂料具备较好的抗静电效果。导电物质包括导电纤维、导电填料、导电助剂等。导电纤维具有良好的导电性以及时效性，但其导电性仍然不能够满足BVG的要求；导电填料的缺点在于，导电能力弱，要达到良好的导电性能，需要添加大量的导电填料，致使涂料的综合性能下降，其次，导电填料的颜色深，添加量大了之后，会影响涂料的装饰效果；导电助剂最大的缺点在于短时效性，不能够长期保持良好的导电性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供新型聚氨酯防静电涂料及其制备方法，解决现有技术中防静电涂料的抗静电能力弱，时效性短的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种新型聚氨酯防静电涂料，其特征在于，包括组分A、组分B、以及组分C，所述组分A、组分B、以及组分C之间的重量配比为A∶B∶C＝100∶30～50∶50～70；

所述A组分是六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯；

所述B组分配比按照重量百分比计是

所述C组分为砂子；

进一步地，所述润湿分散剂可以为聚二甲基硅氧烷、改性有机硅聚合物、聚氨酯高分子聚合物和丙烯酸聚合物中的一种或几种。

进一步地，所述流平剂可以为丙烯酸流平剂、有机硅流平剂和氟碳化合物流平剂中的一种或几种。

进一步地，所述催干剂可以为有机铋或者有机锌的一种或几种。

进一步地，所述增塑剂可以为乙二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯的一种或两种。

一种新型聚氨酯防静电涂料的制备方法，其制备过程是：

(1)首先称取一定量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯得到A组分；

(2)以A组分100份计，按照B组分与A组分之间的重量配比，计算B组分的重量，按照B组分中重量配比分别称取聚氨酯色浆、碳纳米管、润湿分散剂、浮色发花剂、流平剂、增塑剂、填料、催干剂；

(3)将步骤(2)中称取得到的聚氨酯色浆、润湿分散剂、浮色发花剂、流平剂、增塑剂、填料、催干剂加入到容器中进行混合，通过搅拌机将其搅拌均匀，得到混合物一，所述搅拌机搅拌转速为500-1500r.p.m；

(4)再在混合物一中加入称取后的单壁碳纳米管，继续搅拌，使单壁碳纳米管完全润湿，再提高转速到2000-3000r.p.m，分散时间为45-60分钟，得到组分B；

(5)以A组分100份计，按照C组分与A组分之间的重量配比，称取砂子，得到组分C；

(6)将A组分、B组分、以及C组分加到一起，搅拌均匀，得到新型聚氨酯防静电涂料。

本发明的有益效果：本发明中通过加入高导电的单壁碳纳米管材料，使新型聚氨酯防静电涂料具备较高的抗静电性、耐候性、以及较长的时效性。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种新型聚氨酯防静电涂料，包括组分A、组分B、以及组分C，所述组分A、组分B、以及组分C之间的重量配比为A∶B∶C＝100∶30～50∶50～70；其中A组分是六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯；

B组分配比按照重量百分比计是

C组分为砂子；

需要说明的是，六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯是脂肪族结构异氰酸酯，其无变色基团，具有卓越的耐候性和保光保色性。六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯具有稳定的六元环结构，因此具备优异的力学性能和耐化学品性。六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯中适宜的分子间作用力，使其具备较好的稀释稳定性，以及较低的粘度。

聚氨酯色浆具有良好的化学稳定性，着色力强、颜色鲜艳、易分散、粒径小、无沉淀、不起粒、耐温稳定性好、烘干不变色、不迁移等优点。

碳纳米管是一种管状的碳分子，管上每个碳原子采取sp²杂化，相互之间以碳-碳σ键结合起来，形成由六边形组成的蜂窝状结构作为碳纳米管的骨架。每个碳原子上未参与杂化的一对p电子相互之间形成跨越整个碳纳米管的共轭π电子云。按照管子的层数不同，分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。管子的半径方向非常细，只有纳米尺度，几万根碳纳米管并起来也只有一根头发丝宽。

碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键，由于共轭效应显著，碳纳米管具有一些特殊的电学性质。常用矢量C_h.表示碳纳米管上原子排列的方向，其中C_h＝na₁+ma₂，记为(n，m)，其中a₁和a₂分别表示两个基矢，(n，m)与碳纳米管的导电性能密切相关。对于一个给定(n，m)的纳米管，如果有2n+m＝3q(q为整数)，则这个方向上表现出金属性，是良好的导体，否则表现为半导体。对于n＝m的方向，碳纳米管表现出良好的导电性，电导率通常可达铜的 1万倍。

碳纳米管是壁厚在1～15纳米，长度在10～30微米，其添加形式可以是以本体的形式加入，也可以通过合适的载体做成单璧碳纳米管预分体，本发明不对载体的形式和类型做任何限制。

润湿分散剂可以为聚二甲基硅氧烷、改性有机硅聚合物、聚氨酯高分子聚合物和丙烯酸聚合物中的一种或几种。需要说明的是，这些润湿分散剂具有较大的空间位阻，润湿分散剂通过空间位阻使涂料解絮凝。由于解絮凝后的涂料颗粒很小，从而可获得高光泽涂料，同时显著增进涂料色牢度。

流平剂可以为丙烯酸流平剂、有机硅流平剂和氟碳化合物流平剂中的一种或几种。需要说明的是平流剂可以改善流平以及增加涂料的光泽性。

催干剂可以为有机铋或者有机锌的一种或几种。有机铋和有机锌类催干剂具备环保低毒的特性。

增塑剂可以为乙二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯的一种或两种。上述增塑剂为高沸点环保型溶剂。

本发明中通过加入高导电的碳纳米管材料，使新型聚氨酯防静电涂料具备较高的抗静电性、耐候性、以及较长的时效性。

一种新型聚氨酯防静电涂料的制备方法，其制备过程是：

(1)首先称取一定量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯得到A组分；

(2)以A组分100份计，按照B组分与A组分之间的重量配比，计算B组分的重量，B 组分中按照重量配比分别称取聚氨酯色浆、单壁碳纳米管、润湿分散剂、浮色发花剂、流平剂、增塑剂、填料、催干剂；

(3)将步骤(2)中称取得到的聚氨酯色浆、润湿分散剂、浮色发花剂、流平剂、增塑剂、填料、催干剂加入到容器中进行混合，通过搅拌机将其搅拌均匀，得到混合物一，所述搅拌机搅拌转速为500-1500r.p.m；

(4)再在混合物一中加入称取后的单壁碳纳米管，继续搅拌，使单壁碳纳米管完全润湿，再提高转速到2000-3000r.p.m，分散时间为45-60分钟，得到组分B；

(5)以A组分100计，按照C组分与A组分之间的重量配比，称取砂子，得到组分C；

(6)将A组分、B组分、以及C组分加到一起，搅拌均匀，得到新型聚氨酯防静电涂料。

实施例1：一种新型聚氨酯防静电涂料，包括组分A、组分B、以及组分C，组分A、组分B、以及组分C之间的重量配比为A∶B∶C＝100∶30∶70；其中A组分是六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯；

B组分配比按照重量百分比计是

C组分为砂子；

一种新型聚氨酯防静电涂料的制备方法，其制备过程是：

(1)首先称取100g六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯得到A组分；

(2)B组分中按照重量配比分别称取聚氨酯色浆12g，单壁碳纳米管0.3g，润湿分散剂 0.03g，浮色发花剂0.03g，流平剂0.03g，增塑剂9g，填料8.58g，催干剂0.03g；

(3)将步骤(2)中称取得到的聚氨酯色浆，润湿分散剂，浮色发花剂，流平剂，增塑剂，填料，催干剂加入到容器中进行混合，通过搅拌机将其搅拌均匀，得到混合物一，所述搅拌机搅拌转速为500r.p.m；

(4)再在混合物一中加入称取后的单壁碳纳米管，继续搅拌，使单壁碳纳米管完全润湿，再提高转速到2000r.p.m，分散时间为60分钟，得到组分B；

(5)按照C组分与A组分之间的重量配比，称取70g砂子，得到组分C；

(6)将A组分、B组分、以及C组分加到一起，搅拌均匀，得到新型聚氨酯防静电涂料。

实施例2：一种新型聚氨酯防静电涂料，包括组分A、组分B、以及组分C，组分A、组分B、以及组分C之间的重量配比为A∶B∶C＝100∶50∶50；其中A组分是六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯；

B组分配比按照重量百分比计是

C组分为砂子；

一种新型聚氨酯防静电涂料的制备方法，其制备过程是：

(1)首先100g六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯得到A组分；

(2)B组分中按照重量分配比分别称取聚氨酯色浆19g，单壁碳纳米管1.25g，润湿分散剂0.25g，浮色发花剂0.25g，流平剂0.25g，增塑剂13.85g，填料15g，催干剂0.15g；

(3)将步骤(2)中称取得到的聚氨酯色浆，润湿分散剂，浮色发花剂，流平剂，增塑剂，填料，催干剂加入到容器中进行混合，通过搅拌机将其搅拌均匀，得到混合物一，所述搅拌机搅拌转速为1000r.p.m；

(4)再在混合物一中加入称取后的碳纳米管，继续搅拌，使单壁碳纳米管完全润湿，再提高转速到2500r.p.m，分散时间为50分钟，得到组分B；

(5)按照C组分与A组分之间的重量配比，称取50g砂子，得到组分C；

(6)将A组分、B组分、以及C组分加到一起，搅拌均匀，得到新型聚氨酯防静电涂料。

实施例3：一种新型聚氨酯防静电涂料，包括组分A、组分B、以及组分C，组分A、组分B、以及组分C之间的重量配比为A∶B∶C＝100∶70∶30；其中A组分是六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯；

B组分配比按照重量百分比计是

C组分为砂子；

一种新型聚氨酯防静电涂料的制备方法，其制备过程是：

(1)首先称取100g六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯得到A组分；

(2)B组分中按照重量分配比分别称取聚氨酯色浆25.9g，单壁碳纳米管12.6g，润湿分散剂0.28g，浮色发花剂0.28g，流平剂0.28g，增塑剂20.86g，填料21g，催干剂0.14g；

(3)将步骤(2)中称取得到的聚氨酯色浆，润湿分散剂，浮色发花剂，流平剂，增塑剂，填料，催干剂加入到容器中进行混合，通过搅拌机将其搅拌均匀，得到混合物一，所述搅拌机搅拌转速为1500r.p.m；

(4)再在混合物一中加入称取后的碳纳米管，继续搅拌，使单壁碳纳米管完全润湿，再提高转速到3000r.p.m，分散时间为45分钟，得到组分B；

(5)按照C组分与A组分之间的重量配比，称取30g砂子，得到组分C；

(6)将A组分、B组分、以及C组分加到一起，搅拌均匀，得到新型聚氨酯防静电涂料。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种新型聚氨酯防静电涂料，其特征在于，包括组分A、组分B、以及组分C，所述组分A、组分B、以及组分C之间的重量配比为A∶B∶C＝100∶30～50∶50～70；

所述A组分是六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯；

所述B组分配比按照重量百分比计是

所述C组分为砂子。

2.根据权利要求1所述新型聚氨酯防静电涂料，其特征在于，所述润湿分散剂可以为聚二甲基硅氧烷、改性有机硅聚合物、聚氨酯高分子聚合物和丙烯酸聚合物中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述新型聚氨酯防静电涂料，其特征在于，所述流平剂可以为丙烯酸流平剂、有机硅流平剂和氟碳化合物流平剂中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述新型聚氨酯防静电涂料，其特征在于，所述催干剂可以为有机铋或者有机锌的一种或几种。

5.根据权利要求1所述新型聚氨酯防静电涂料，其特征在于，所述增塑剂可以为乙二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯的一种或两种。

6.一种根据权利要求1-5任意一种所述新型聚氨酯防静电涂料的制备方法，其制备过程是：

(1)首先称取一定量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯得到A组分；

(2)以A组分100份计，按照B组分与A组分之间的重量配比，计算B组分的重量，再按照B组分中重量分配比分别称取聚氨酯色浆、碳纳米管、润湿分散剂、浮色发花剂、流平剂、增塑剂、填料、催干剂；

(3)将步骤(2)中称取得到的聚氨酯色浆、润湿分散剂、浮色发花剂、流平剂、增塑剂、填料、催干剂加入到容器中进行混合，通过搅拌机将其搅拌均匀，得到混合物一，所述 搅拌机搅拌转速为500-1500r.p.m；

(4)再在混合物一中加入称取后的碳纳米管，继续搅拌，使单壁碳纳米管完全润湿，再提高转速到2000-3000r.p.m，分散时间为45-60分钟，得到组分B；

(5)以A组分100计，按照C组分与A组分之间的重量配比，称取砂子，得到组分C；

(6)将A组分、B组分、以及C组分加到一起，搅拌均匀，得到新型聚氨酯防静电涂料。