CN108976989A - 一种电子设备用的防静电涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子设备用的防静电涂料及其制备方法，由以下成分制备而成：改性环氧树脂、改性甲基丙烯酸乙酯乳液、丙烯酸树脂、石墨、防静电填料、聚乙二醇、复合溶剂、引发剂、流平剂、抗氧剂、异丁基三乙氧基硅烷偶联剂和乳化剂。本发明制备的防静电涂料的体积电阻低、屏蔽性能好、附着力等级高，固化时间短、使用温度范围宽，符合行业标准，且涂覆后表面无起泡、龟裂和剥离现象，综合性能佳。

Description

一种电子设备用的防静电涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于电子设备材料技术领域，具体涉及一种电子设备用的防静电涂料及其制备方法。
背景技术
静电放电是日常生活中及其常见的一种现象，在干燥的环境中，有时人体在接触金属物体时会感到有电，偶尔还会看到电火花，这就是静电放电现象，也就是ESD现象。由于物体间的相互摩擦，容易产生静电积聚，发生静电危害，干扰电子计算机、精密仪器的正常工作，严重时还会引发爆炸和火灾。静电放电会产生短暂的放电电流和很强的放电磁场。可引起运行的电子设备误动作，甚至内部元器件发生损坏，导致设备丧失功能。
减小静电危害的途径之一就是增大电荷消散速率防止电荷积聚，使表面电阻率减小。涂料大部分是电的不良导体，目前，有金属掺杂的导电涂料。导电涂料中的掺杂成分应具有很好的导电性，一般选择的掺杂成分是银或者铜，但银和铜均为贵重金属，制备成本较高。同时，金属导电涂料的耐氧化性很差，使用时间长了铜粉、银粉易形成氧化层，掺杂物质的导电性发生改变，使它从导体变成绝缘体，从而失去或降低了导电性能。
防静电涂料是近年来发展十分迅速的新型功能涂料，防静电涂料使用方便，能够适应于各类形状的制件；也可以利用静电的泄放效应，将积聚在物体表面的静电荷及时泄放，避免静电积累所引起的电子器件击穿、短路或短路、意外触电而造成损害等不良问题，因此广泛应用于电子、电器、机械设备、印刷、化工以及航天航空等各种领域。
现在防静电涂料的体积电阻率通常达105-1010Ω·m，然而现有技术所制备的抗静电涂料由于添加了较多的抗静电填料，导致其附着力不佳，易脱落，不耐腐蚀，且制备工艺也复杂，制约着其使用。
公开号为CN106010094A，公开了一种防静电涂料及其制备方法，所述防静电涂料由如下重量份的原料制备而得：环氧树脂、丙烯酸树脂、纳米防静电填料、聚乙二醇、正硅酸丁酯、明胶、二丙二醇丁醚、醋酸锌、异丁基三乙氧基硅烷偶联剂、流平剂、溶剂。公告号为CN1632002，公开了一种防静电涂料的制备方法，将过160μm筛的天然鳞片石墨与浓硫酸、重铬酸钾以1∶(0.3-6.0)∶(0.08-1.1)的比例混合，25-80℃时在反应釜中浸渍氧化至反应完全后在离心脱酸机中脱酸并洗涤至中性，经脱水、烘干后将制备生产的材料在900-1200℃时高温裂解膨化，制出膨胀石墨材料，与有机成膜物质、颜料、助剂、溶剂混合，经调色加工即可制得防静电涂料。以上现有技术均具有原材料复杂、制备工艺复杂、成本较高的缺点，因此并不适合工业化大规模推广生产。
综上所述，因此需要一种更好的防静电涂料，来改善现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子设备用的防静电涂料及其制备方法，本发明制备的防静电涂料的体积电阻低、屏蔽性能好，固化时间短、使用温度范围宽，符合行业标准，且涂覆后表面无起泡、龟裂和剥离现象，综合性能佳，有良好的防静电性能和很好的阻燃性能，有很强的附着力且易于施工。
本发明提供了如下的技术方案：
一种电子设备用的防静电涂料，包括以下重量份的原料：改性环氧树脂12-17份、改性甲基丙烯酸乙酯乳液8-12份、丙烯酸树脂6-9份、石墨12-16份、防静电填料8-13份、聚乙二醇4-8份、复合溶剂3-7份、引发剂3-6份、流平剂3-5份、抗氧剂4-8份、异丁基三乙氧基硅烷偶联剂3-6份和乳化剂5-8份。
优选的，所述防静电涂料包括以下重量份的原料：改性环氧树脂15-17份、改性甲基丙烯酸乙酯乳液9-12份、丙烯酸树脂6-8份、石墨14-16份、防静电填料11-13份、聚乙二醇4-7份、复合溶剂3-6份、引发剂4-6份、流平剂4-5份、抗氧剂4-6份、异丁基三乙氧基硅烷偶联剂3-5份和乳化剂6-8份。
优选的，所述防静电涂料包括以下重量份的原料：改性环氧树脂16份、改性甲基丙烯酸乙酯乳液11份、丙烯酸树脂7份、石墨15份、防静电填料12份、聚乙二醇6份、复合溶剂5份、引发剂5份、流平剂4份、抗氧剂4份、异丁基三乙氧基硅烷偶联剂3份和乳化剂6份。
一种电子设备用的防静电涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将改性环氧树脂、丙烯酸树脂导入反应釜中，升温至80-85℃，加热至完全熔化后，加入石墨，保持温度不变，在100-120r/min的转速下搅拌10-15min，再冷却至常温，加入聚乙二醇，继续搅拌20-24min，得到混合物一；
b、将防静电填料导入球磨机中球磨至过300-500目筛，再兑入复合溶剂，在超声下分散10-12min，得到混合物二；
c、向混合物二中加入改性甲基丙烯酸乙酯乳液、引发剂和流平剂，在52-55℃下加热并搅拌反应50-60min，反应结束后，再加入异丁基三乙氧基硅烷偶联剂，搅拌均匀，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三、抗氧剂和乳化剂，进行搅拌、乳化，即可得到成品。
优选的，所述步骤a的改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂、环烷油和芳烃油导入反应釜中，在90℃下加热并搅拌反应1.5h，即可得到改性环氧树脂。
优选的，所述步骤b的防静电填料为碳纳米管、纳米凹凸棒土、纳米锌粉和纳米二氧化硅按质量比2:2:1:5混合而成。
优选的，所述步骤b的复合溶剂为异丙醇、醋酸丁酯和乙酸乙酯按质量比2:3:5混合而成。
优选的，所述步骤c的改性甲基丙烯酸乙酯乳液的制备方法为：将甲基丙烯酸乙酯、双甘油聚丙二醇醚和水混合，在62-65℃下加热反应35min，再加入乙烯基(2-甲基乙氧基)硅烷，继续保温搅拌反应15min，冷却至常温后，即可得到改性甲基丙烯酸乙酯乳液。
优选的，所述步骤c的流平剂为丙烯酸流平剂、有机硅流平剂和氟碳化合物流平剂按质量比2:2:1混合而成。
优选的，所述步骤d的抗氧剂为对苯二胺和双十八碳醇酯按质量比2:1混合而成。
本发明的有益效果是：
本发明制备的防静电涂料的体积电阻低、屏蔽性能好，固化时间短、使用温度范围宽，符合行业标准，且涂覆后表面无起泡、龟裂和剥离现象，综合性能佳，有良好的防静电性能和很好的阻燃性能，有很强的附着力且易于施工。
本发明中的环氧树脂通过环烷油和芳烃油的混合加热反应后，其树脂粘度大大的降低了，从而使得其与其他成分的相容性提高，而再与丙烯酸树脂的协同，再次提高混合体系的粘度，但是两种树脂的混合虽然粘度下降，其总体的绝缘性能却有了提升，减少了不必要的添加剂的同时，提高了成品的绝缘性能。
本发明中的防静电填料为碳纳米管、纳米凹凸棒土、纳米锌粉和纳米二氧化硅的配比，以上成分在该比例下，其防静电效果最佳，并且以上成分均具有较好的分散性和耐候性，可在混合物体系中分散形成良好的防静电网络，防止电荷的聚集，已达到良好的防静电效果。
本发明中的复合溶剂为异丙醇、醋酸丁酯和乙酸乙酯的配比，在该比例下，其形成的复合溶剂的溶解度较大，并且溶解效率高。
本发明中的改性甲基丙烯酸乙酯乳液，具有一定的憎水性，还可使得制备的涂料具有一定的防水性能。
本发明中的流平剂为丙烯酸流平剂、有机硅流平剂和氟碳化合物流平剂的配比，在该比例下，可有效混合体系中各成分的表面活性和张力，提高分散效率。
本发明中的抗氧剂为对苯二胺和双十八碳醇酯的配比，在该比例下，其抗氧剂的效果较为优异，并且成本低廉。
具体实施方式
实施例1
一种电子设备用的防静电涂料，包括以下重量份的原料：改性环氧树脂17份、改性甲基丙烯酸乙酯乳液12份、丙烯酸树脂9份、石墨16份、防静电填料8份、聚乙二醇4份、复合溶剂3份、引发剂3份、流平剂3份、抗氧剂8份、异丁基三乙氧基硅烷偶联剂6份和乳化剂5份。
一种电子设备用的防静电涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将改性环氧树脂、丙烯酸树脂导入反应釜中，升温至85℃，加热至完全熔化后，加入石墨，保持温度不变，在120r/min的转速下搅拌15min，再冷却至常温，加入聚乙二醇，继续搅拌24min，得到混合物一；
b、将防静电填料导入球磨机中球磨至过300目筛，再兑入复合溶剂，在超声下分散12min，得到混合物二；
c、向混合物二中加入改性甲基丙烯酸乙酯乳液、引发剂和流平剂，在55℃下加热并搅拌反应50min，反应结束后，再加入异丁基三乙氧基硅烷偶联剂，搅拌均匀，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三、抗氧剂和乳化剂，进行搅拌、乳化，即可得到成品。
步骤a的改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂、环烷油和芳烃油导入反应釜中，在90℃下加热并搅拌反应1.5h，即可得到改性环氧树脂。
步骤b的防静电填料为碳纳米管、纳米凹凸棒土、纳米锌粉和纳米二氧化硅按质量比2:2:1:5混合而成。
步骤b的复合溶剂为异丙醇、醋酸丁酯和乙酸乙酯按质量比2:3:5混合而成。
步骤c的改性甲基丙烯酸乙酯乳液的制备方法为：将甲基丙烯酸乙酯、双甘油聚丙二醇醚和水混合，在62℃下加热反应35min，再加入乙烯基(2-甲基乙氧基)硅烷，继续保温搅拌反应15min，冷却至常温后，即可得到改性甲基丙烯酸乙酯乳液。
步骤c的流平剂为丙烯酸流平剂、有机硅流平剂和氟碳化合物流平剂按质量比2:2:1混合而成。
步骤d的抗氧剂为对苯二胺和双十八碳醇酯按质量比2:1混合而成。
实施例2
一种电子设备用的防静电涂料，包括以下重量份的原料：改性环氧树脂15份、改性甲基丙烯酸乙酯乳液12份、丙烯酸树脂6份、石墨16份、防静电填料13份、聚乙二醇4份、复合溶剂6份、引发剂4份、流平剂4份、抗氧剂4份、异丁基三乙氧基硅烷偶联剂5份和乳化剂6份。
一种电子设备用的防静电涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将改性环氧树脂、丙烯酸树脂导入反应釜中，升温至85℃，加热至完全熔化后，加入石墨，保持温度不变，在120r/min的转速下搅拌15min，再冷却至常温，加入聚乙二醇，继续搅拌20min，得到混合物一；
b、将防静电填料导入球磨机中球磨至过500目筛，再兑入复合溶剂，在超声下分散12min，得到混合物二；
c、向混合物二中加入改性甲基丙烯酸乙酯乳液、引发剂和流平剂，在52℃下加热并搅拌反应60min，反应结束后，再加入异丁基三乙氧基硅烷偶联剂，搅拌均匀，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三、抗氧剂和乳化剂，进行搅拌、乳化，即可得到成品。
步骤a的改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂、环烷油和芳烃油导入反应釜中，在90℃下加热并搅拌反应1.5h，即可得到改性环氧树脂。
步骤b的防静电填料为碳纳米管、纳米凹凸棒土、纳米锌粉和纳米二氧化硅按质量比2:2:1:5混合而成。
步骤b的复合溶剂为异丙醇、醋酸丁酯和乙酸乙酯按质量比2:3:5混合而成。
步骤c的改性甲基丙烯酸乙酯乳液的制备方法为：将甲基丙烯酸乙酯、双甘油聚丙二醇醚和水混合，在65℃下加热反应35min，再加入乙烯基(2-甲基乙氧基)硅烷，继续保温搅拌反应15min，冷却至常温后，即可得到改性甲基丙烯酸乙酯乳液。
步骤c的流平剂为丙烯酸流平剂、有机硅流平剂和氟碳化合物流平剂按质量比2:2:1混合而成。
步骤d的抗氧剂为对苯二胺和双十八碳醇酯按质量比2:1混合而成。
实施例3
一种电子设备用的防静电涂料，包括以下重量份的原料：改性环氧树脂16份、改性甲基丙烯酸乙酯乳液11份、丙烯酸树脂7份、石墨15份、防静电填料12份、聚乙二醇6份、复合溶剂5份、引发剂5份、流平剂4份、抗氧剂4份、异丁基三乙氧基硅烷偶联剂3份和乳化剂6份。
一种电子设备用的防静电涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将改性环氧树脂、丙烯酸树脂导入反应釜中，升温至85℃，加热至完全熔化后，加入石墨，保持温度不变，在120r/min的转速下搅拌10min，再冷却至常温，加入聚乙二醇，继续搅拌24min，得到混合物一；
b、将防静电填料导入球磨机中球磨至过300目筛，再兑入复合溶剂，在超声下分散12min，得到混合物二；
c、向混合物二中加入改性甲基丙烯酸乙酯乳液、引发剂和流平剂，在55℃下加热并搅拌反应50min，反应结束后，再加入异丁基三乙氧基硅烷偶联剂，搅拌均匀，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三、抗氧剂和乳化剂，进行搅拌、乳化，即可得到成品。
步骤a的改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂、环烷油和芳烃油导入反应釜中，在90℃下加热并搅拌反应1.5h，即可得到改性环氧树脂。
步骤b的防静电填料为碳纳米管、纳米凹凸棒土、纳米锌粉和纳米二氧化硅按质量比2:2:1:5混合而成。
步骤b的复合溶剂为异丙醇、醋酸丁酯和乙酸乙酯按质量比2:3:5混合而成。
步骤c的改性甲基丙烯酸乙酯乳液的制备方法为：将甲基丙烯酸乙酯、双甘油聚丙二醇醚和水混合，在65℃下加热反应35min，再加入乙烯基(2-甲基乙氧基)硅烷，继续保温搅拌反应15min，冷却至常温后，即可得到改性甲基丙烯酸乙酯乳液。
步骤c的流平剂为丙烯酸流平剂、有机硅流平剂和氟碳化合物流平剂按质量比2:2:1混合而成。
步骤d的抗氧剂为对苯二胺和双十八碳醇酯按质量比2:1混合而成。
对比例1
采用现有技术中普通防静电材料进行检测对比。
检测以上实施例和对比例制备的成品，得到以下检测数据：
表一：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
涂抹外观 平整光滑 平整光滑 平整光滑 平整光滑
表干时间 1.2h 1.0h 1.0h 2.4h
耐磨性（1000转，500kg） 0.08g 0.08g 0.07g 0.15g
耐腐蚀性（盐雾，7天） 涂膜表面无异样 涂膜表面无异样 涂膜表面无异样 涂膜表面变色
电导率（S/cm） 1.8 2.2 2.3 1.4
耐冲击性（kg/cm） 58 61 62 52
附着力（Mpa） 4 5 5 3
由表一所得的实验数据，可以得出，本发明的制备方法制备的成品的各项性能显著优异于现有技术中的普通产品，并且在本发明的实施例3中优选的制备方案，其得到的成品性能最为优异。
以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 (10)

1.一种电子设备用的防静电涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性环氧树脂12-17份、改性甲基丙烯酸乙酯乳液8-12份、丙烯酸树脂6-9份、石墨12-16份、防静电填料8-13份、聚乙二醇4-8份、复合溶剂3-7份、引发剂3-6份、流平剂3-5份、抗氧剂4-8份、异丁基三乙氧基硅烷偶联剂3-6份和乳化剂5-8份。
2.根据权利要求1所述的一种电子设备用的防静电涂料，其特征在于，所述防静电涂料包括以下重量份的原料：改性环氧树脂15-17份、改性甲基丙烯酸乙酯乳液9-12份、丙烯酸树脂6-8份、石墨14-16份、防静电填料11-13份、聚乙二醇4-7份、复合溶剂3-6份、引发剂4-6份、流平剂4-5份、抗氧剂4-6份、异丁基三乙氧基硅烷偶联剂3-5份和乳化剂6-8份。
3.根据权利要求1所述的一种电子设备用的防静电涂料，其特征在于，所述防静电涂料包括以下重量份的原料：改性环氧树脂16份、改性甲基丙烯酸乙酯乳液11份、丙烯酸树脂7份、石墨15份、防静电填料12份、聚乙二醇6份、复合溶剂5份、引发剂5份、流平剂4份、抗氧剂4份、异丁基三乙氧基硅烷偶联剂3份和乳化剂6份。
4.权利要求1-3任一项所述的一种电子设备用的防静电涂料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、将改性环氧树脂、丙烯酸树脂导入反应釜中，升温至80-85℃，加热至完全熔化后，加入石墨，保持温度不变，在100-120r/min的转速下搅拌10-15min，再冷却至常温，加入聚乙二醇，继续搅拌20-24min，得到混合物一；
b、将防静电填料导入球磨机中球磨至过300-500目筛，再兑入复合溶剂，在超声下分散10-12min，得到混合物二；
c、向混合物二中加入改性甲基丙烯酸乙酯乳液、引发剂和流平剂，在52-55℃下加热并搅拌反应50-60min，反应结束后，再加入异丁基三乙氧基硅烷偶联剂，搅拌均匀，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三、抗氧剂和乳化剂，进行搅拌、乳化，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种电子设备用的防静电涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂、环烷油和芳烃油导入反应釜中，在90℃下加热并搅拌反应1.5h，即可得到改性环氧树脂。
6.根据权利要求4所述的一种电子设备用的防静电涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的防静电填料为碳纳米管、纳米凹凸棒土、纳米锌粉和纳米二氧化硅按质量比2:2:1:5混合而成。
7.根据权利要求4所述的一种电子设备用的防静电涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的复合溶剂为异丙醇、醋酸丁酯和乙酸乙酯按质量比2:3:5混合而成。
8.根据权利要求4所述的一种电子设备用的防静电涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的改性甲基丙烯酸乙酯乳液的制备方法为：将甲基丙烯酸乙酯、双甘油聚丙二醇醚和水混合，在62-65℃下加热反应35min，再加入乙烯基(2-甲基乙氧基)硅烷，继续保温搅拌反应15min，冷却至常温后，即可得到改性甲基丙烯酸乙酯乳液。
9.根据权利要求4所述的一种电子设备用的防静电涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的流平剂为丙烯酸流平剂、有机硅流平剂和氟碳化合物流平剂按质量比2:2:1混合而成。
10.根据权利要求4所述的一种电子设备用的防静电涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤d的抗氧剂为对苯二胺和双十八碳醇酯按质量比2:1混合而成。
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