CN110564126B - 一种复合玻璃钢抗静电导电材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合玻璃钢抗静电导电材料，包括30重量份的树脂、5~90重量份的导电石墨粉及特定量的助剂，所述树脂为双酚A型聚酯树脂或环氧乙烯基树脂；所述助剂包括碳纤维粉、锡粉、银粉和镍粉。本发明制备方法简单，所得材料既耐腐蚀，又具有良好的抗静电导电性能，同时具有阻燃性；采用该材料制备的产品可有效解决酸碱腐蚀性气体、有毒和/或易燃性气体及静电问题，强度高，质量轻，耐高温，具有广泛的工业应用前景。

Description

一种复合玻璃钢抗静电导电材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种抗静电导电材料，具体地说是涉及一种复合玻璃钢抗静电导电材料及其制备方法与应用。
背景技术
在国内医药、化工、石油和工矿企业等多行业的生产车间中，不可避免地会产生腐蚀性气体和/或易燃性气体，同时，气体在风管输送过程中会产生静电，积累的电荷极易在风管中产生了电火花，引起起火、爆炸等安全事故，因此，需要风管既能够耐腐蚀，又能够将产生的电荷导出。
然而，现今在这些生产车间中通常采用传统的通风管道如玻璃钢风管、无机玻璃钢风管、热镀锌铁皮风管、塑料风管等，在这些通风管道中，玻璃钢风管不能抗静电，金属管道不耐腐蚀，不能满足相应的需求。
为了使风管实现导电，部分厂家在玻璃钢风管中间隔设置钢条，并将各钢条采用导电线连接，将导电线引出至管外并接地，从而使通风管道内积累的电荷导出，防止出现安全事故。这种方式虽然可以一定程度上实现通风管道导电，但通风管道及钢条腐蚀严重，需要定期更换，大幅缩短其使用寿命，费时费力，无形中提高生产成本。
因此，亟需开发一种复合玻璃钢抗静电导电材料，以制得同时满足抗静电和耐腐蚀需求的抗静电导电制品。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种复合玻璃钢抗静电导电材料，以解决现有技术中复合玻璃钢制品难以同时满足抗静电和耐腐蚀需求的问题。
本发明的目的之二是提供前述复合玻璃钢抗静电导电材料的制备方法，以制得同时满足抗静电和耐腐蚀需求的复合玻璃钢抗静电导电材料。
本发明的目的之三是提供前述复合玻璃钢抗静电导电材料的应用。
本发明的目的之一是这样实现的：
一种复合玻璃钢抗静电导电材料，包括30重量份的树脂、5~90重量份的导电石墨粉及特定量的助剂，所述树脂为双酚A型聚酯树脂或环氧乙烯基树脂；所述助剂包括碳纤维粉和锡粉，所述碳纤维粉的质量为所述导电石墨粉质量的5~10%，所述锡粉的质量为所述导电石墨粉质量的2~4‰。
所述助剂还包括银粉，所述银粉的质量为所述导电石墨粉质量的2~4‰。
所述助剂还包括镍粉，所述镍粉的质量为所述导电石墨粉质量的1~3‰。
所述复合玻璃钢抗静电导电材料还包括阻燃剂，所述阻燃剂可采用现有已知的，所述阻燃剂的质量为所述树脂质量的10~13%。
优选地，所述复合玻璃钢抗静电导电材料还包括玻璃纤维，以提高该材料的强度；所述玻璃纤维的质量为所述树脂与所述导电石墨粉的总质量的10~20%，优选15%。
具体地，所述复合玻璃钢抗静电导电材料包括树脂30重量份和导电石墨粉5~20重量份，优选5重量份导电石墨粉；所得复合玻璃钢抗静电导电材料为涂料，可涂覆于现有制品表面，制得抗静电导电制品。
具体地，所述复合玻璃钢抗静电导电材料包括树脂30重量份和20＜x≤50重量份的导电石墨粉（重量份以x计），优选30重量份导电石墨粉；所得复合玻璃钢抗静电导电材料为胶泥，可在施工时使用。
具体地，所述复合玻璃钢抗静电导电材料包括树脂30重量份和导电石墨粉50＜x≤90重量份，优选70重量份导电石墨粉；所得复合玻璃钢抗静电导电材料可直接模压制成抗静电导电产品。
所述导电石墨粉为超细超导电石墨粉，其粒度为1.5μm ~325目（44）μm。
本发明的目的之二是这样实现的：
一种复合玻璃钢抗静电导电材料的制备方法，包括如下步骤：
（a）在反应釜中加入树脂；
（b）将助剂与导电石墨粉混合，得到混合物；
（c）将步骤（b）所得混合物缓慢加入反应釜中，在0~45℃的温度下搅拌，即得复合玻璃钢抗静电导电材料。
优选地，在0~45℃优选10~40℃的温度下搅拌1~3h，即得复合玻璃钢抗静电导电材料。
可选地，所述复合玻璃钢抗静电导电材料还包括阻燃剂，在步骤（a）或（c）中，将阻燃剂加入反应釜中；优选在步骤（a）中将阻燃剂加入反应釜中。
所述复合玻璃钢抗静电导电材料还包括玻璃纤维，在步骤（c）中，在将步骤（b）所得混合物缓慢加入反应釜中之后，再将玻璃纤维加入反应釜中。
本发明的目的之三是这样实现的：
一种复合玻璃钢抗静电导电材料的应用，其可用于制备抗静电导电且耐腐蚀的复合玻璃钢制品，如复合玻璃钢抗静电导电风管、复合玻璃钢抗静电导电板及其他复合玻璃钢容器等。
本发明通过在树脂中添加导电石墨粉及助剂、阻燃剂、玻璃纤维等制得复合玻璃钢抗静电导电材料，制备方法简单，所得材料既耐腐蚀，又具有良好的抗静电导电性能，同时具有阻燃性。采用该材料制备的产品可有效解决酸碱腐蚀性气体、有毒和/或易燃性气体及静电问题，强度高，质量轻，耐高温，具有广泛的工业应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的阐述，下述实施例仅作为说明，并不以任何方式限制本发明的保护范围。
在下述实施例中未详细描述的过程和方法是本领域公知的常规方法，实施例中所用试剂均可市购或通过本领域普通技术人员熟知的方法制备。下述实施例均实现了本发明的目的。
实施例1
向带搅拌器的反应釜中加入30重量份的玻璃钢3301双酚A型聚酯树脂；将超细超导电石墨粉5份及分别占超细超导电石墨粉重量的8%、3‰、3‰、2‰的碳纤维粉、银粉、锡粉及镍粉混合，将所得混合物缓慢加入至反应釜中，室温下搅拌2h即得复合玻璃钢抗静电导电涂料。
将该复合玻璃钢抗静电导电涂料涂覆在基体上，得到复合玻璃钢抗静电导电制品。
采用四探针电阻率仪（RTS-9）按照GB/T 26074-2010方法测试玻璃钢抗静电导电材料的电阻率，测试参数如下表1。
表1 测试参数
Figure DEST_PATH_IMAGE001
玻璃钢抗静电导电材料原样的测试结果如下表2所示；将玻璃钢抗静电导电材料在1mol/L HCl中浸泡24h后，对其进行测试，所得结果如下表3所示。
表2
Figure 895977DEST_PATH_IMAGE002
表3
Figure DEST_PATH_IMAGE003
玻璃钢抗静电导电材料原样的平均电导率为0.5189 S/cm，在1mol/L HCl中浸泡24h后所得玻璃钢抗静电导电材料的平均电导率为0.2041 S/cm。
对比例1
向带搅拌器的反应釜中加入30重量份的玻璃钢3301双酚A型聚酯树脂；将超细超导电石墨粉5份缓慢加入至反应釜中，室温下搅拌2h即得复合玻璃钢抗静电导电涂料。将该复合玻璃钢抗静电导电涂料涂覆在基体上，得到复合玻璃钢抗静电导电制品。所得制品的电阻率与实施例1的玻璃钢抗静电导电材料原样的电阻率具有数量级的差别。
对比例2
向带搅拌器的反应釜中加入30重量份的玻璃钢3301双酚A型聚酯树脂；将超细超导电石墨粉5份及分别占超细超导电石墨粉重量的8%、3‰、3‰、2‰的碳纤维粉、银粉、锡粉及镍粉混合，将所得混合物缓慢加入至反应釜中，水冷控温50℃搅拌2h，所得混合物塑性较差，附着力大幅降低，难以将其涂覆至基体上。
实施例2
向带搅拌器的反应釜中加入30重量份的玻璃钢3301双酚A型聚酯树脂和3重量份的阻燃剂；将超细超导电石墨粉5份及分别占超细超导电石墨粉重量的5%、2‰、2‰、1‰的碳纤维粉、银粉、锡粉及镍粉混合，将所得混合物缓慢加入至反应釜中，室温下搅拌2h即得复合玻璃钢抗静电导电涂料。将该涂料涂覆在基体上，制得复合玻璃钢抗静电导电制品。所得制品的平均电导率略低于实施例1的玻璃钢抗静电导电材料原样的平均电导率。
实施例3
向带搅拌器的反应釜中加入30重量份的玻璃钢3301双酚A型聚酯树脂和3重量份的阻燃剂；将超细超导电石墨粉5份及分别占超细超导电石墨粉重量的5%、4‰、2‰、2‰的碳纤维粉、银粉、锡粉及镍粉混合，将所得混合物缓慢加入至反应釜中，水冷控温，于10℃搅拌2h即得复合玻璃钢抗静电导电涂料。将该涂料涂覆在基体上，制得复合玻璃钢抗静电导电制品。所得制品的平均电导率略低于实施例1的玻璃钢抗静电导电材料原样的平均电导率，略优于实施例2制备的玻璃钢抗静电导电材料原样的平均电导率。
实施例4
向带搅拌器的反应釜中加入30重量份的玻璃钢3301双酚A型聚酯树脂；将超细超导电石墨粉20份及分别占超细超导电石墨粉重量的10%、4‰的碳纤维粉、锡粉混合，将所得混合物缓慢加入至反应釜中，水冷控温，于5℃搅拌2h即得复合玻璃钢抗静电导电涂料。将该涂料涂覆在基体上，制得复合玻璃钢抗静电导电制品。所得制品的平均电导率略低于实施例2的玻璃钢抗静电导电材料原样的平均电导率。
实施例5
向带搅拌器的反应釜中加入30重量份的玻璃钢3301双酚A型聚酯树脂；将超细超导电石墨粉30份及分别占超细超导电石墨粉重量的5%、2‰、4‰、1‰的碳纤维粉、银粉、锡粉及镍粉混合，将所得混合物缓慢加入至反应釜中，水冷控温40℃搅拌2h即得复合玻璃钢抗静电导电胶泥。在施工过程中，可将该复合玻璃钢抗静电导电胶泥用刮直板施加至制品表面。
实施例6
向带搅拌器的反应釜中加入30重量份的玻璃钢3301双酚A型聚酯树脂；将超细超导电石墨粉50份及分别占超细超导电石墨粉重量的8%、3‰、3‰、3‰的碳纤维粉、银粉、锡粉及镍粉混合，将所得混合物缓慢加入至反应釜中，水冷控温40℃搅拌2h即得复合玻璃钢抗静电导电胶泥。
实施例7
向带搅拌器的反应釜中加入30重量份的环氧乙烯基树脂、3重量份的阻燃剂；将超细超导电石墨粉70份及分别占超细超导电石墨粉重量的10%、4‰、4‰、3‰的碳纤维粉、银粉、锡粉及镍粉混合，将所得混合物缓慢加入至反应釜中，再向其中加入15重量份的玻璃纤维，25℃下搅拌2h，将所得混合物模压成型，得到抗静电导电产品。所得抗静电导电产品的平均电导率优于实施例1的玻璃钢抗静电导电材料原样的平均电导率。
实施例8
向带搅拌器的反应釜中加入30重量份的玻璃钢3301双酚A型聚酯树脂；将超细超导电石墨粉90份及分别占超细超导电石墨粉重量的8%、4‰、3‰、2‰的碳纤维粉、银粉、锡粉及镍粉混合，将所得混合物缓慢加入至反应釜中，水冷控温40℃搅拌2h，将所得混合物模压成型，得到抗静电导电产品。

Claims (5)

1.一种复合玻璃钢抗静电导电材料，其特征在于，包括30重量份的树脂、5~90重量份的导电石墨粉及特定量的助剂；所述树脂为双酚A型聚酯树脂或环氧乙烯基树脂；所述助剂包括碳纤维粉、锡粉、银粉、镍粉和阻燃剂；所述碳纤维粉的质量为所述导电石墨粉质量的5~10%，所述锡粉的质量为所述导电石墨粉质量的2~4‰，所述银粉的质量为所述导电石墨粉质量的2~4‰，所述镍粉的质量为所述导电石墨粉质量的1~3‰，所述阻燃剂的质量为所述树脂质量的10~13%；
在反应釜中加入树脂和阻燃剂，将助剂与导电石墨粉混合后缓慢加入反应釜中，在10~40℃的温度下搅拌1~3h，即得复合玻璃钢抗静电导电材料。
2.根据权利要求1所述的复合玻璃钢抗静电导电材料，其特征在于，所述复合玻璃钢抗静电导电材料还包括玻璃纤维，所述玻璃纤维的质量为所述树脂与所述导电石墨粉的总质量的10~20%。
3.一种权利要求1所述的复合玻璃钢抗静电导电材料的制备方法，包括如下步骤：
（a）在反应釜中加入树脂和阻燃剂；
（b）将助剂与导电石墨粉混合，得到混合物；
（c）将步骤（b）所得混合物缓慢加入反应釜中，在10~40℃的温度下搅拌1~3h，即得复合玻璃钢抗静电导电材料。
4.根据权利要求3所述的复合玻璃钢抗静电导电材料的制备方法，其特征在于，所述复合玻璃钢抗静电导电材料还包括玻璃纤维，在步骤（c）中，在将步骤（b）所得混合物缓慢加入反应釜中之后，再将玻璃纤维加入反应釜中。
5.权利要求1所述的复合玻璃钢抗静电导电材料在制备抗静电导电、耐腐蚀制品中的应用。
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