CN108342112A - 一种抗静电涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗静电涂料及其制备方法，所述涂料主要由酚醛树脂、酚醛树脂固化剂、导电填料、抗静电剂、防腐剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、溶剂组成。本发明的抗静电涂料，通过将酚醛树脂及酚醛树脂固化剂作为成膜剂，并通过添加导电填料来实现导电功能，添加的抗静电剂提高该涂料的抗静电能力，防腐剂提高涂层的耐腐蚀性能，另外，加入的溶剂的配合可以调节涂料的粘度，改善涂料的施工工艺性。通过优化涂料的组方和比例，从而实现了涂料的抗静电性能，可采用喷涂或刷涂的方式在处理好的工件表面制备抗静电涂层，不仅具有较强的抗静电能力，同时涂层致密，柔韧性好，附着力强，达到现场使用要求。

Description

一种抗静电涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种抗静电涂料及其制备方法。
背景技术
近年来每年都有大量的电子产品因静电损坏，损失达100亿美元以上。而目前采取的措施是使用抗静电涂料。
目前抗静电涂料主要是添加型，所采用的导电添加剂主要有两类：一类是抗静电填料，另一类是抗静电剂。抗静电剂多为诸如烷基磺酸盐等的极性或离子型的低分子表面活性剂，他们只能给涂料带来较低的导电性，使用寿命短且会不断的迁移到表面被消耗掉。使用抗静电剂的涂料导电性受温湿度、摩擦等环境因素影响很大。目前使用较多的抗静电填料诸如导电炭黑、石墨、金属及金属氧化物粉末等与聚合物结构的差异较大，分散性不好导致不容易生成均相体系，从而影响到导电性及涂料的物理性能。
基于此，有必要提出一种具有良好物理机械性能和耐化学性能的抗静电涂料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
鉴于上述对现有技术的分析，本发明提供一种抗静电涂料及其制备方法，该涂料具有良好物理机械性能和耐化学性能，且制备方法简单，适于大规模生产和应用。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种抗静电涂料，按照质量份数包括如下组分：
酚醛树脂 20-42份；
酚醛树脂固化剂 14-23份；
导电填料 13-26份；
抗静电剂 3-10份；
防腐剂 1.3-6.5份；
分散剂 0.3-1.8份；
增稠剂 0.5-2.5份；
消泡剂 0.4-1.2份；
溶剂 28-44份。
作为优选，按照质量份数包括如下组分：
酚醛树脂 25-35份；
酚醛树脂固化剂 18-20份；
导电填料 17-22份；
抗静电剂 6-80份；
防腐剂 3.5-5.5份；
分散剂 0.9-1.4份；
增稠剂 1-2份；
消泡剂 0.7-1份
溶剂 32-38份。
作为优选，所述导电填料选自石墨和/或炭黑。
作为优选，所述抗静电剂选自含季铵盐的丙烯酸酯共聚物和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物的一种。
作为优选，所述所述防腐剂选用卡松防腐剂或1,2-苯并异噻唑啉-3-酮；所述分散剂为丙烯酸铵盐类分散剂；所述增稠剂为甲基纤维素或羧乙基纤维素；所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
作为优选，所述溶剂为质量比为1:2-1:5的丁醇和丙酮的混合物。
本发明还提供了一种抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）预混合：在分散缸中加入溶剂、成膜助剂、分散剂、消泡剂、抗静电剂以及酚醛树脂，充分搅拌混合形成胶状的混合物，混合搅拌的转速控制在400-500rpm；
（2）研磨分散：在分散缸中加入导电填料，打浆研磨40-60分钟，至细度小于40微米；
（3）添加环氧树脂固化剂：在分散缸中加入环氧树脂固化剂，搅拌混合均匀，即得所述的抗静电涂料。
作为优选，步骤（2）中研磨分散的速度控制在1500-2500rpm。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
（1）本发明的抗静电涂料，通过将酚醛树脂及酚醛树脂固化剂作为成膜剂，并通过添加导电填料来实现导电功能，添加的抗静电剂提高该涂料的抗静电能力，防腐剂提高涂层的耐腐蚀性能，另外，加入的溶剂的配合可以调节涂料的粘度，改善涂料的施工工艺性。通过优化涂料的组方和比例，从而实现了涂料的抗静电性能，可采用喷涂或刷涂的方式在处理好的工件表面制备抗静电涂层，不仅具有较强的抗静电能力，同时涂层致密，柔韧性好，附着力强，达到现场使用要求。
（2）本发明在满足抗静电性能的同时，成本得到控制，综合性能得到了提升，同时，添加的成膜助剂、分散剂、消泡剂及增稠剂可进一步提高该涂料的机械性能和耐化学性能。
（3）本发明的抗静电涂料的制备工艺简单，容易实现工业化生产。
具体实施方式
以下通过实施例形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种抗静电涂料，按照质量份数包括如下组分：
酚醛树脂 20份；
酚醛树脂固化剂 14份；
导电填料 13份；
抗静电剂 3份；
防腐剂 1.3份；
分散剂 0.3份；
增稠剂 0.5份；
消泡剂 0.4份；
溶剂 28份。
其中，所述导电填料选自石墨和/或炭黑。
其中，所述抗静电剂选自含季铵盐的丙烯酸酯共聚物和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物的一种。
其中，所述所述防腐剂选用卡松防腐剂或1,2-苯并异噻唑啉-3-酮；所述分散剂为丙烯酸铵盐类分散剂；所述增稠剂为甲基纤维素或羧乙基纤维素；所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
其中，所述溶剂为质量比为1:2的丁醇和丙酮的混合物。
本发明还提供了一种抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）预混合：在分散缸中加入溶剂、成膜助剂、分散剂、消泡剂、抗静电剂以及酚醛树脂，充分搅拌混合形成胶状的混合物，混合搅拌的转速控制在400rpm；
（2）研磨分散：在分散缸中加入导电填料，打浆研磨40分钟，至细度小于40微米；
（3）添加环氧树脂固化剂：在分散缸中加入环氧树脂固化剂，搅拌混合均匀，即得所述的抗静电涂料。
其中，步骤（2）中研磨分散的速度控制在1500rpm。
实施例2
一种抗静电涂料，按照质量份数包括如下组分：
酚醛树脂 42份；
酚醛树脂固化剂 23份；
导电填料 26份；
抗静电剂 10份；
防腐剂 6.5份；
分散剂 1.8份；
增稠剂 2.5份；
消泡剂 1.2份；
溶剂 44份。
其中，所述导电填料选自石墨和/或炭黑。
其中，所述抗静电剂选自含季铵盐的丙烯酸酯共聚物和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物的一种。
其中，所述所述防腐剂选用卡松防腐剂或1,2-苯并异噻唑啉-3-酮；所述分散剂为丙烯酸铵盐类分散剂；所述增稠剂为甲基纤维素或羧乙基纤维素；所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
其中，所述溶剂为质量比为1:5的丁醇和丙酮的混合物。
本发明还提供了一种抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）预混合：在分散缸中加入溶剂、成膜助剂、分散剂、消泡剂、抗静电剂以及酚醛树脂，充分搅拌混合形成胶状的混合物，混合搅拌的转速控制在500rpm；
（2）研磨分散：在分散缸中加入导电填料，打浆研磨60分钟，至细度小于40微米；
（3）添加环氧树脂固化剂：在分散缸中加入环氧树脂固化剂，搅拌混合均匀，即得所述的抗静电涂料。
其中，步骤（2）中研磨分散的速度控制在2500rpm。
实施例3
一种抗静电涂料，按照质量份数包括如下组分：
酚醛树脂 31份；
酚醛树脂固化剂 19份；
导电填料 20份；
抗静电剂 7份；
防腐剂 3.8份；
分散剂 1.1份；
增稠剂 1份；
消泡剂 0.8份；
溶剂 36份。
其中，所述导电填料选自石墨和/或炭黑。
其中，所述抗静电剂选自含季铵盐的丙烯酸酯共聚物和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物的一种。
其中，所述所述防腐剂选用卡松防腐剂或1,2-苯并异噻唑啉-3-酮；所述分散剂为丙烯酸铵盐类分散剂；所述增稠剂为甲基纤维素或羧乙基纤维素；所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
其中，所述溶剂为质量比为1:1.35的丁醇和丙酮的混合物。
本发明还提供了一种抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）预混合：在分散缸中加入溶剂、成膜助剂、分散剂、消泡剂、抗静电剂以及酚醛树脂，充分搅拌混合形成胶状的混合物，混合搅拌的转速控制在450rpm；
（2）研磨分散：在分散缸中加入导电填料，打浆研磨50分钟，至细度小于40微米；
（3）添加环氧树脂固化剂：在分散缸中加入环氧树脂固化剂，搅拌混合均匀，即得所述的抗静电涂料。
其中，步骤（2）中研磨分散的速度控制在2000rpm。
对比例1
采用实施例3的制备方法进行制备，不同之处，该对比例1省去了防腐剂。
对比例2
采用实施例3的制备方法进行制备，不同之处，该对比例2省去了抗静电剂。
试验方法
（1）耐盐水性试验
导电防腐涂料的耐盐水性根据GB1763-79测定。具体而言如下进行：
在尺寸为150mm×70mm×1.6mm(厚)的经喷砂处理钢板(以下也称“试验板”。)上， 以使干燥膜厚达到约250μm的条件分别喷涂涂装实施例1-5以及对比例1-5所得到的导电防腐涂料，将得到的带涂膜试验板通过在23℃、50％RH的气氛下进行7天干燥，制作带防腐蚀涂膜试验板。使用该带防腐蚀涂膜试验板，根据以下的基准对在40℃的3％盐水中浸渍90天后的防腐蚀涂膜的外观进行目视评价。
评价标准：
○：膨胀、破裂、锈、脱落、色调均无变化。
△：发现膨胀、破裂、锈、脱落、色调的任一项有若干缺陷(变化)。
×：明确发现膨胀、破裂、锈、脱落、色调的任一项有变化。
(2)电防腐蚀性试验
将与耐盐水性试验相同制作而得的带防腐蚀涂膜试验板与锌阳极连接,以使电流 密度为5mA/m2以下，根据以下的基准对在40℃的3％盐水中浸渍90天后的防腐蚀涂膜的外观进行目视评价。
评价标准：
○：膨胀、破裂、锈、脱落、色调均无变化。
△：发现膨胀、破裂、锈、脱落、色调的任一项有若干缺陷(变化)。
×：明确发现膨胀、破裂、锈、脱落、色调的任一项有变化。
(3)盐水喷雾试验
根据GB/T 2423.17，对与耐盐水性试验相同制作而得的带防腐蚀涂膜试验板在 35℃的条件下连续喷雾90天盐水浓度5％的溶液后，根据以下的基准对防腐蚀涂膜的外观进行目视评价。
评价标准：
○：膨胀、破裂、锈、脱落、色调均无变化。
△：发现膨胀、破裂、锈、脱落、色调的任一项有若干缺陷(变化)。
×：明确发现膨胀、破裂、锈、脱落、色调的任一项有变化。
(4)附着性试验
附着力试验根据GB1720-79实施。具体而言如下进行。
以使干燥膜厚达到约160μm的条件在所述试验板上分别喷涂涂装下述实施例以及比较例所得到的组合物，以此制作带涂膜试验板。使得到的带涂膜试验板在23℃、50％RH的气氛下干燥1天，在得到的带干燥涂膜试验板上，以使干燥膜厚达到约160μm的方式喷涂涂装与形成该涂膜的组合物相同的组合物，通过在23℃、50％RH的气氛下干燥7天得到膜厚320μm的带防腐蚀涂膜试验板。
在得到的带防腐蚀涂膜试验板的防腐蚀涂膜的一面上划出X字状的切痕2。此时，将该切痕2的两个切痕的四个端部结成的四角形内的面积设为划出切痕的面积3。
之后，在X字状切痕上粘贴玻璃纸粘胶带，通过将胶带的一端以相对于防腐蚀涂膜面接近90°的角度剥离来评价防腐蚀涂膜间的剥离状況(剥离率)。通过目视估算剥离胶带后的相对于划出切痕的面积3的从试验板剥离的防腐蚀涂膜的比例来进行评价。
评价标准：
○：完全没有发现剥离。
△：剥离了整体的1～15％以下。
×：剥离了超过整体的15％的部分。
实验例1
按照本发明实施例1-3制备的抗静电涂料及对比例1中的涂料的耐盐水性、电防腐蚀性、盐水喷雾、附着力等进行试验，具体结果见表1：
表1 性能检测结果
样品 耐盐水性 电防腐蚀性 盐水喷雾试验 附着力试验
本发明实施例1 ○ ○ ○ ○
本发明实施例2 ○ ○ ○ ○
本发明实施例3 ○ ○ ○ ○
对比例1 △ △ △ △
从上表可以看出，本发明的电子产品用抗静电涂料的耐盐水性、电防腐蚀性、盐水喷雾、附着力等均满足要求，而对比例1由于省去了防腐剂，导致制备的抗静电涂料的耐盐水性、电防腐蚀性、盐水喷雾等满足不了使用要求。
实验例2
采用喷涂或刷涂的方式将本实施例1-3及对比例2中的涂料喷涂或刷涂到经过喷砂处理的碳钢零部件表面，常温固化24h后，获得200μm厚的导电防腐涂层。按照《HG-59-78 体积电阻率》对实施例1-3所制得的抗静电涂料及对比例2中的涂料的体积电阻率进行测试，具体结果见表2：
表2 性能检测结果
样品 体积电阻率（Ω.cm）
本发明实施例1 93
本发明实施例2 103
本发明实施例3 96
对比例2 118
从上表可以看出，本发明的抗静电涂料的导电效果优于对比例2中的导电效率，说明抗静电剂可进一步涂料的抗静电能力。
综上，本发明的抗静电涂料，通过将酚醛树脂及酚醛树脂固化剂作为成膜剂，并通过添加导电填料来实现导电功能，添加的抗静电剂提高该涂料的抗静电能力，防腐剂提高涂层的耐腐蚀性能，另外，加入的溶剂的配合可以调节涂料的粘度，改善涂料的施工工艺性。通过优化涂料的组方和比例，从而实现了涂料的抗静电性能，可采用喷涂或刷涂的方式在处理好的工件表面制备抗静电涂层，不仅具有较强的抗静电能力，同时涂层致密，柔韧性好，附着力强，达到现场使用要求。
上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)

1.一种抗静电涂料，其特征在于，按照质量份数包括如下组分：
酚醛树脂 20-42份；
酚醛树脂固化剂 14-23份；
导电填料 13-26份；
抗静电剂 3-10份；
防腐剂 1.3-6.5份；
分散剂 0.3-1.8份；
增稠剂 0.5-2.5份；
消泡剂 0.4-1.2份；
溶剂 28-44份。
2.根据权利要求1所述的抗静电涂料，其特征在于，按照质量份数包括如下组分：
酚醛树脂 25-35份；
酚醛树脂固化剂 18-20份；
导电填料 17-22份；
抗静电剂 6-80份；
防腐剂 3.5-5.5份；
分散剂 0.9-1.4份；
增稠剂 1-2份；
消泡剂 0.7-1份
溶剂 32-38份。
3.根据权利要求1所述的抗静电涂料，其特征在于，所述导电填料选自石墨和/或炭黑。
4.根据权利要求1所述的抗静电涂料，其特征在于，所述抗静电剂选自含季铵盐的丙烯酸酯共聚物和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物的一种。
5.根据权利要求1所述的抗静电涂料，其特征在于，所述防腐剂选用卡松防腐剂或1,2-苯并异噻唑啉-3-酮；所述分散剂为丙烯酸铵盐类分散剂；所述增稠剂为甲基纤维素或羧乙基纤维素；所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
6.根据权利要求1所述的抗静电涂料，其特征在于，所述溶剂为质量比为1:2-1:5的丁醇和丙酮的混合物。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的抗静电涂料的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤：
（1）预混合：在分散缸中加入溶剂、成膜助剂、分散剂、消泡剂、抗静电剂以及酚醛树脂，充分搅拌混合形成胶状的混合物，混合搅拌的转速控制在400-500rpm；
（2）研磨分散：在分散缸中加入导电填料，打浆研磨40-60分钟，至细度小于40微米；
（3）添加环氧树脂固化剂：在分散缸中加入环氧树脂固化剂，搅拌混合均匀，即得所述的抗静电涂料。
8.根据权利要求7所述的抗静电涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中研磨分散的速度控制在1500-2500rpm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112175470A (zh) * 2020-10-29 2021-01-05 中山市中卓科技有限公司 一种无苯防静电涂料及其制备方法
CN112980033A (zh) * 2021-02-26 2021-06-18 菲克光学科技(常州)有限公司 一种长效防静电亚克力板、制备方法
CN114395314A (zh) * 2022-01-18 2022-04-26 吉林奥来德光电材料股份有限公司 一种热固型防静电涂料、其制备方法及应用

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