CN1184267C - 永久性抗静电涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
抗静电涂料的配方：当树脂清漆取100时，高结构炭黑5-40，溶剂15-50、偶联剂0.1-0.3。树脂清漆为丙烯酸酯类、环氧树脂、聚酯、聚氨酯。炭黑为1.5-25份较好。抗静电涂料的生产方法是：将炭黑60-100℃烘干后，将炭黑用偶联剂喷淋处理；将炭黑、树脂、溶剂按顺序依次加入容器中搅拌，边加边搅拌成初混物；球磨即得。本发明的涂料只是对物体表面进行涂装，用量很少，因此材料成本低，抗静电性能却和抗静电塑料一样；涂装于物体上，使物体具有抗静电性能，同时不破坏物体固有的其它性能(如机械性能等)。
Description
一、技术领域：本发明属于一种特种涂料，尤其是永久性抗静电涂料及其制备方法。
二、背景技术：
现有技术，如本申请人获得的一个具有永久性抗静电性能的产品(如电子仪器设备外壳、电子产品包装容器等)的制造方法是采用抗静电塑料进行注塑加工，模制而成。其存在很多缺陷；第一：抗静电塑料价格昂贵，是普通塑料的4-10倍，其模制产品是普通塑料产品的3-5倍；第二：抗静电塑料由于经过改性，其它某些方面的性能有所下降(如冲击强度、拉伸强度、流动性等)其模制产品的性能(特别是机械强度)就不如普通塑料产品好；第三：由于抗静电塑料的材料收缩率与普通材料不同，不能利用现有的模具成型。需要另外设计制造模具，因此成本高、周期长；第四：如果是抗静电剂(是一种表面活性剂)改性的抗静电塑料，其抗静电性能是不稳定的。随着湿度、时间的变化而变化。有效期从几天到两年。
三、发明内容：
本发明的目的是：克服以上不足，提供一种永久性抗静电涂料及其制备方法，其涂层的抗静电性能稳定，且原材料成本低，抗静电性能好，同时不破坏产品固有的机械性能和其它性能。
本发明的目的是这样实现的：永久性抗静电涂料的配方：
组成 含量(g)
树脂清漆(固含量30-60％)100(固含物，根据不同的被涂物，选择不同品
种的树脂)
高结构炭黑 5-40
溶剂或混合溶剂 15-50
偶联剂 0.1-0.3
高结构炭黑在15-25份时抗静电和综合性能的效果更好，以上为重量比。
本发明所述的永久性抗静电涂料的制备方法：
(1)将炭黑60-100℃烘干后，将炭黑用偶联剂喷淋处理；
(2)将炭黑、树脂、溶剂按顺序依次加入容器中搅拌，边加边搅拌成初混物；
(3)初混物进行研磨，尤其是倒入球磨罐中球磨30-240分钟，滤出涂料，静置即得成品。球磨更好的在40-120分钟
制备方法使用胶体磨或砂磨进行研磨不如球磨工艺。
施工方法：可喷淋，可涂刷。
树脂清漆和溶剂的配方有多种选择，树脂清漆可以使用丙烯酸酯类、环氧树脂、聚酯、聚氨酯清漆等，溶剂是与之相配的混合溶剂，如环己酮、甲苯、二甲苯、丙酮。聚氨酯清漆所用溶剂采用与之相配的混合溶剂，如环己酮、二甲苯、醋酸丁酯等。偶联剂可用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂等。高结构炭黑不同于普通炭黑，其二次结构高，粒径小(几至几十纳米)，均匀分散在涂层中形成三维网络状结构，电荷通过隧道效应、场至发射、导电能带三种机理导电。随着炭黑含量的增加，涂层的表面电阻率随之减小，可使涂层的表面电阻率在100Ω/□(OHMS PER SQUARE)至1012Ω/□任意调节。
本发明的特点是：克服了上述的不足。第一，由于涂料只是对物体表面进行涂装，用量很少，因此材料成本低，抗静电性能却和抗静电塑料一样；第二，本涂料涂装于物体上，使物体具有抗静电性能，同时不破坏物体固有的其它性能(如机械性能等)；第三，本涂料可用于现有的不具有抗静电性能的物体上，使其具有抗静电性能。不需设计制造模具，使用范围广泛、方法灵活；第四，其涂层的抗静电性能恒久稳定，不随湿度、时间的变化而变化。高结构炭黑不同于普通炭黑，现在一般用于补强，而本发明将其用于提高聚合物的表面导电性能，在性能上远优于炭黑。尤其是仍具有良好的成膜性。
本发明的有益效果还包括：本发明配制方法简单易行、施工方便，在现有的物体上涂装，不需另制模具，使成本大大降低。如18片PCB托架，如用防静电塑料模制成型，售价为120元/只，且机械强度较低，而用普通塑料成型，售价为23元/只，涂装后为33元/只，且机械强度高，不易碎裂，经久耐用。本发明的用途极为广泛，尤其是用于电子工业中使用的各种塑料容器的表面涂复。
四、具体实施方式：
抗静电丙烯酸涂料配方如下：
| 组成 | 含量(克) | |||||
| 丙烯酸清漆 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| XC-72炉法炭黑 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 偶联剂 | 0.1 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 | 0.3 |
| 混合溶剂(二甲苯∶环己酮＝3∶2) | 40 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 表面电阻率(Ω/□) | 1010-1012 | 108-1010 | 106-108 | 102-106 | 101-102 | 100-101 |
本发明采用单一甲苯或环己酮溶剂亦有相同的效果。
制备方法：
将炭黑90℃烘干后，将炭黑用偶联剂喷淋处理，将炭黑、树脂、溶剂按顺序依次加入容器中搅拌，边加边搅拌成初混物。将初混物倒入球磨罐中球磨90分钟， 滤出涂料，静置即得成品
抗静电环氧树脂涂料配方：
| 组成 | 含量(克) | |||||
| 环氧树脂漆(H04-56) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| XC-72炉法炭黑 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 3040 |
| 101钛酸脂偶联剂 | 0.1 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 | 0.3 |
| 混合溶剂(二甲苯∶丁醇＝4∶1) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 表面电阻率(Ω/□) | 1010-1012 | 108-1010 | 106-108 | 102-106 | 101-102 | 100-101 |
制备方法：
将炭黑80℃烘干后，将炭黑用偶联剂喷淋处理，球磨100分钟，其余相同。
抗静电单组份聚氨酯涂料配方：
| 组成 | 含量(克) | ||||||
| 聚氨酯低聚物3651 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| XC-72炉法炭黑 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 |
| 201钛酸脂偶联剂 | 0.1 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 | 0.3 | |
| 二甲基乙醇胺 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | |
| 混合溶剂(二甲苯∶环己酮∶醋酸丁酯＝4∶1∶2) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | |
| 表面电阻率(Ω/□) | 1010-1012 | 108-1010 | 106-108 | 102-106 | 101-102 | 100-101 | |
制备方法：将炭黑80℃烘干后，将炭黑用偶联剂喷淋处理，球磨90分钟，其余相同。
可以采用纯的或纯度在80％以上的醋酸丁酯，保证对聚氨酯树脂的溶解，二甲基乙醇胺是催化剂。
抗静电聚酯涂料配方：
| 组成 | 含量(克) | ||||||
| 聚酯漆(Z34-11) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| XC-72炉法炭黑 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 |
| 硅烷偶联剂570 | 0.1 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 | 0.3 | |
| 混合溶剂(甲基苯酚∶二甲苯＝1∶2) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | |
| 表面电阻率(Ω/□) | 1010-1012 | 108-1010 | 106-108 | 102-106 | 101-102 | 100-101 | |
制备方法：
将炭黑100℃烘干后，将炭黑用偶联剂喷淋处理，初混物倒入球磨罐中球磨40分钟滤出涂料，静置即得成品。
高结构炉槽法碳黑也没有超出本发明的范围，在同样上述配方和工艺的条件下，导电率略低一些。
Claims (5)
1、一种抗静电涂料，其特征在于树脂清漆取100质量份时，高结构炭黑5-40份，溶剂15-50份、偶联剂0.1-0.3份。
2、如权利要求1所述的抗静电涂料，其特征是树脂清漆为丙烯酸酯树脂、环氧树脂、聚酯或聚氨酯。
3、如权利要求1所述的抗静电涂料，其特征是高结构炭黑为15-25份。
4、如权利要求1所述的抗静电涂料的制备方法，其特征是制备工艺如下所述：
(1)将高结构炭黑60-100℃烘干后，将高结构炭黑用偶联剂喷淋处理；
(2)将高结构炭黑、树脂清漆、溶剂按顺序依次加入容器中搅拌，边加边搅拌成初混物；
(3)研磨30-240分钟。
5、由权利要求4所述的抗静电涂料的制备方法，其特征是初混物倒入球磨罐中球磨40-120分钟，滤出涂料，静置即得成品。
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