[發(fā)明專利]一種抗靜電粉末涂料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011574451.8
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112724776A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 魏育福;黃焯軒;吳嚴明;朱新平
• 申請（專利權）人: 廣東西敦千江粉漆科學研究有限公司
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D167/00;C09D127/12;C09D133/04;C09D5/03;C09D5/24;C09D5/08
• 代理公司: 佛山中貴知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44491
• 代理人: 何展提

本發(fā)明涉及高分子材料的制備方法領域，具體公開了一種抗靜電粉末涂料及其制備方法；包括A組份和B組份，按重量百分比200?20:1制成；所述A組分包括以下按重量百分比的原材料組成：樹脂：30.0?75.0％；固化劑：3.0?30.0％；流平劑：0.8?1.5％；偶聯(lián)劑：1.0?5.0％；消泡劑：0.3?1.0％；增電劑：0.2?1.0％；其他助劑：0.5?5.0％；顏填料：10.0?45.0％；上述原材料重量百分比之和為100％；所述B組份包括以下按重量百分比的原材料組成：復合導電助劑：40.0?85.0％；有機酸改性穩(wěn)定劑：10.0?58.0％；偶聯(lián)劑：0.5?8.0％；分散劑：0.2?5.0％；上述組份重量百分比之和為100％。本發(fā)明還公開了一種制備方法，用于制備上述抗靜電粉末涂料。本發(fā)明的抗靜電粉末涂料，不僅能夠提升導電材料的應用效率，降低涂料成本，而且顯著提升涂層的防腐蝕性及導電穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及高分子材料的制備領域，尤其涉及一種抗靜電粉末涂料及其制備方法。

背景技術

抗靜電粉末涂料是一種具有一定電流傳導及消除靜電的功能性涂料，具有電磁屏蔽、消除靜電及耐腐蝕等性能，在電子電器、石油化工、紡織及航空等領域應用廣泛。

目前，抗靜電涂料一般分為添加型和本征型兩類，本征型抗靜電涂料技術尚不成熟，市場上常用的抗靜電涂料一般為添加型涂料。根據(jù)F Butch提出的復合型導電高聚物的導電無限網(wǎng)鏈理論：添加型抗靜電涂料是在不導電的基料樹脂中添加定量的導電材料以實現(xiàn)導靜電的功能，只有導電材料達到一定的濃度才能形成導電網(wǎng)絡或通路，體系的電阻率減小，從而體現(xiàn)出導電的性質。

高聚物體系中主要依靠導電通道、隧道效應、場致發(fā)射等三種機理實現(xiàn)導電及自由電子傳輸：

(a)導電通道機理：高聚物體系中的部分導電材料粒子能夠相互接觸而形成鏈狀導電通道，使體系整體得以導電。

(b)隧道效應機理：當高聚物體系中導電材料含量較低、導電材料粒子間距較大時仍存在導電現(xiàn)象，但該導電網(wǎng)絡不是靠導電材料粒子的接觸來實現(xiàn)，而是熱振動時電子在導電材料粒子之間的遷移造成的(自由電子遷移)，且導電電流即隧道電流是導電材料粒子間間隙寬度的指數(shù)函數(shù)。隧道效應幾乎僅發(fā)生在距離很接近的導電材料粒子之間，間隙過大的導電材料粒子之間無電流傳導行為。

(c)場致發(fā)射效應機理：當高聚物體系中導電材料含量較低、導電材料粒子間距較大、導電材料之間的內部電場很強時，電子將有很大的幾率飛躍樹脂界面勢壘而躍遷到相鄰的導電材料粒子上，產(chǎn)生場致發(fā)射電流，形成導電網(wǎng)絡。

因此，在導電材料含量較高的情況下，高聚物體系中導電材料的間距較小，形成連續(xù)導電通道的幾率較大，這時導電通道機理的作用占優(yōu)勢；在低導電材料含量、低外加電壓下，導電材料的間距較大，形成鏈狀導電通道的幾率較小，此時隧道效應占主要作用；在低導電材料含量，高外加電壓下，此時導電材料間的內部電場很強，電子將有大幾率飛躍樹脂界面層而躍遷到相鄰導電材料粒子上產(chǎn)生電流，即場致發(fā)射機理起主要作用。

現(xiàn)有的抗靜電粉末涂料更多是單純地將導電材料(導電炭黑、石墨烯、導電聚合物及導電金屬)與樹脂基料混合后熔融擠出制得，這容易導致涂膜體系中大部分導電材料被樹脂基料所包覆或者隔離，難以相互連接形成導電通道。這容易造成導電材料的利用率極低，材料成本增大；更重要的是，由于導電材料與基料樹脂的粒徑、相容性等問題的存在，僅通過熔融混煉等工藝很難將導電材料均勻分散，涂層的導電穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)局部“不導電”現(xiàn)象。