[發明專利]一種聚醚醚酮抗靜電耐高溫涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201310152753.X
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103194142A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 關紹巍;衛凌松;姜振華;李慶偉;祝世洋;單華俊
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C09D171/08
• 分類號: C09D171/08;C09D5/24;C09D5/46;B05D7/14;B05D7/24;B05D3/12;B05D3/10;B05D1/06
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，具體涉及一種聚醚醚酮抗靜電耐高溫涂層及其制備方法。

背景技術

抗靜電涂料是近些年來迅速發展起來的一種功能性涂料，賦予涂層以導電性，廣泛應用于電子、建筑、航空及軍事等領域。抗靜電涂料根據成膜物質是否具有導電性，可以分為添加型抗靜電涂料和非添加型抗靜電涂料兩大類。非添加型抗靜電涂料因存在施工困難、成本較高及性能不夠理想等缺陷而未得到廣泛的應用。添加型抗靜電涂料是由導電填料、絕緣性聚合物及助劑等組成的混合物，將其涂覆于高分子材料或者金屬表面形成一層固化膜，利用導電填料的導電作用產生防靜電的效果，添加型抗靜電涂料基體樹脂和導電填料的選擇是非常重要的。

傳統的抗靜電涂料中，通常需要高含量的導電填料才能達到抗靜電要求，導電填料含量較高時將嚴重影響基體樹脂高溫熔融時的流動性、成膜性、耐溶劑性和耐候性等。常用的導電填料有金屬類、金屬氧化物類和碳系類。金屬類作為導電填料時有容易氧化、密度大、含量較高時容易下沉等問題；金屬氧化物類作為導電填料具有良好的導電性、淺色透明性、耐候性和穩定性及紅外發射率低等優良性能，但因其表面能高，在涂料制備與儲存過程中易凝聚而導致性能劣化；碳系類中石墨和炭黑作為導電填料，需要較大加入量才能滿足抗靜電要求；并且很多抗靜電涂料耐高溫性能較差，溶劑型抗靜電涂料存在著污染環境、浪費能源以及成本高等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有優良導電性能的聚醚醚酮抗靜電耐高溫涂層及其制備方法。

本發明采用的技術方案是：

一種聚醚醚酮抗靜電耐高溫涂層，由聚醚醚酮樹脂和碳納米管組成，聚醚醚酮樹脂和碳納米管的質量配比為98.5～99.5∶1.5～0.5，抗靜電耐高溫涂層厚度為0.08～0.12mm。

所述聚醚醚酮樹脂，優選熔融指數為80～120g/10min聚醚醚酮樹脂。熔融指數使用吉林大學科教儀器廠μPXRZ-400型熔體流動速率儀測量，測試條件是測試溫度為400℃，載荷5千克。

所述碳納米管，優選直徑為10～20nm，長為10～30μm的多壁碳納米管。

本發明提供的聚醚醚酮抗靜電耐高溫涂層的制備方法，包括如下步驟：

（1）將聚醚醚酮樹脂分散于蒸餾水中，研磨篩網過濾后干燥，得到聚醚醚酮粉末；將聚醚醚酮粉末與碳納米管在粉碎機中以5000～10000轉/分鐘的轉速混合5分鐘，制得混合涂料；聚醚醚酮樹脂與蒸餾水的質量配比為1∶10；聚醚醚酮粉末和碳納米管的質量配比為98.5～99.5∶1.5～0.5；

（2）金屬板表面用噴砂機處理后用乙醇和丙酮清洗，晾干后得到噴砂金屬板；

（3）將所述的混合涂料用靜電噴涂技術噴涂在噴砂金屬板上，于380～420℃保溫10～30分鐘后于室溫下冷卻，得到聚醚醚酮抗靜電耐高溫涂層。

所述的研磨篩網過濾后干燥，可以在膠體磨（型號：JTM5AB）中研磨20分鐘，用200～400目的篩網過濾后于120℃下干燥12小時，得到聚醚醚酮粉末。

制備混合涂料時，可以使用熔融指數為80～120g/10min的聚醚醚酮樹脂；直徑為10～20nm、長為10～30μm的多壁碳納米管。

所述靜電噴涂工藝條件：靜電高壓50～100kV，靜電電流10～20μA，供粉氣壓0.2～0.6MPa，二次進風氣壓0.25～0.45MPa，流化氣壓0.04～0.10MPa，金屬板距噴槍口100～400mm。

碳納米管具有很好的導電性，同時又擁有較大的長徑比，很少的用量就能形成導電網鏈，因此，以碳納米管作為導電填料對基體樹脂優良性能幾乎沒有影響；并且涂層的附著力和耐腐蝕等級有了一定的提高，碳納米管的密度比金屬顆粒小得多，不易因重力的作用而聚沉，具有優良的力學、電學、熱學、光學和磁等特殊性能。

聚醚醚酮樹脂是一種芳香性半結晶型聚合物，屬于耐高溫熱塑性塑料，具有耐熱等級高、長期使用溫度250℃、短期工作溫度300℃、耐磨性和耐疲勞性好、耐化學腐蝕、沖擊強度高、耐輻射及阻燃等優點。將聚醚醚酮粉末涂裝到金屬表面，可以得到具有附著力好、耐腐蝕性強及耐熱等級高的涂層，可有效地改善涂層的附著力、耐疲勞、耐腐蝕性能。將碳納米管作為導電填料制得的聚醚醚酮抗靜電耐高溫涂層可應用于電子、電器、航空、石油化工等行業。

本發明所提供的抗靜電耐高溫涂層在10³Hz頻率下的交流電導率為8.09×10^-9s/m～7.10×10^-4s/m，具有抗靜電功能。