[發明專利]一種核殼導電聚苯胺水性抗靜電涂料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010164030.8
• 申請日: 2010-05-06
• 公開（公告）號: CN101824264A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 石元昌;徐曉膾
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D133/00;C09D175/04;C09D5/24
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發明涉及一種核殼導電聚苯胺水性抗靜電涂料及其制備方法。

背景技術

在科學技術不斷提高、社會不斷發展的今天，特別是隨著數字化機器及大規模集成電路 技術的迅猛發展，靜電已給人們的生產生活造成巨大損失。近期美國公布了涉及10多個行業 的因靜電造成的損失調查結果，平均每年的直接經濟損失高達200多億美元，僅電子工業部 門每年因靜電危害損壞電子元件的損失就高達100多億美元。而使用抗靜電涂料是消除靜電 危害的最簡潔、最有效的方法。

目前的抗靜電涂料主要是在涂料中引入抗靜電添加劑?，F有的抗靜電添加劑主要有以下 幾種：一、碳系(炭黑、石墨等)；二、金屬粉或絲；三、復合系(鍍金屬玻璃絲、云母等)。 第一類雖然價格比較便宜，但存在顏色深、色彩單調、不易分散、電性能不穩定等缺陷；第 二類：普通金屬粉或絲在樹脂加工過程中易被氧化，性能好的貴金屬如金、銀等又因為價格 高昂難以大規模應用；第三類加工時存在變質問題。而且上述材料與有機樹脂之間的親和性 都有限，對涂料的最后成膜的性能造成不利影響。

導電聚苯胺是一種合成方便、原料價格低、無毒環保、抗氧化性能好、電導率較高且可 調的高分子材料，是一類具有塑料的密度、金屬的導電性，又具備金屬和塑料所欠缺的化學 和電化學性能的特種功能材料，是非常理想的抗靜電涂料添加劑。目前聚苯胺抗靜電涂料主 要是溶劑型的，涂料中含有大量的有機溶劑，這些溶劑的使用不僅增加了成本，而且溶劑在 施工過程中揮發到大氣中污染環境、損害施工人員的身體健康。環保型的水性聚苯胺抗靜電 涂料則會避免以上溶劑型產品的缺陷。水性聚苯胺抗靜電涂料在電子通訊工業、國防安全、 原材料(如煤碳、石油)及易燃易爆危險品的運輸儲存等領域有廣泛的應用前景。目前，現有 技術中并沒有關于環保型的同時添加微米級核殼導電聚苯胺和納米級核殼導電聚苯胺的水性 抗靜電涂料的報道。

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供了一種有優良導電性能、并同時兼有綠色環保的核殼導 電聚苯胺水性抗靜電涂料，并提供了其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種核殼導電聚苯胺水性抗靜電涂料，是由以下重量份的組分組成的：微米級導電聚合 物核殼復合粒子，納米級導電聚合物核殼復合粒子，水性涂料樹脂乳液，其中，微米級導電 聚合物核殼復合粒子的質量占水性涂料樹脂乳液質量的0.5～20％，納米級導電聚合物核殼復 合粒子的質量占水性涂料樹脂乳液質量的0.125～5％。

所述微米級導電聚合物核殼復合粒子的內核是(苯乙烯-苯乙烯磺酸鈉)共聚物；納米級 導電聚合物核殼復合粒子的內核是(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸)三元共聚樹脂； 導電聚合物殼層是導電聚苯胺。

所述水性涂料樹脂乳液是固含量為30～80％的水性環氧樹脂乳液或固含量為30～80％的 水性丙烯酸樹脂乳液或固含量為30～80％的水性聚氨酯樹脂乳液。

所述核殼導電聚苯胺水性抗靜電涂料的制備方法，包括以下步驟(以下所述份數均為重 量份)：

(1)制備微米級導電聚合物核殼復合粒子：將1.5～3份聚乙烯吡咯烷酮、5～20份蒸餾 水、8～15份苯乙烯、80～150份乙醇和0.1～0.15份偶氮二異丁腈加入到三口燒瓶中攪拌溶 解，升溫至70℃時反應4～8小時；再加入0.5～2.5份苯乙烯磺酸鈉、1.5～4份水、0.001份 過硫酸鉀和20～30份乙醇組成的溶液(控制在10～30min加完)，繼續反應3～5小時，得 到聚(苯乙烯-苯乙烯磺酸鈉)微球；然后取1份凈化干燥的聚(苯乙烯-苯乙烯磺酸鈉)微 球、0.25份鹽酸(wt＝36％)、0.3～1份苯胺單體加入到50～100份水中，充分分散后，加入 到50份溶有0.3～2份過硫酸銨的水溶液中，反應18～24h，離心沉淀，干燥后得到聚(苯乙 烯-苯乙烯磺酸鈉)/聚苯胺核殼微米粒子，即：(PS-PSS/PANI)復合粒子；