專利名稱：一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防靜電涂料，更具體地，涉及一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
靜電荷在我們的日常生活中廣泛存在，其可能造成以下四方面的危害:(1)靜電放電；(2)靜電吸附；(3)靜電荷存在會(huì)增加物質(zhì)的反應(yīng)活性；(4)靜電可對(duì)人體健康造成危害。其中最嚴(yán)重的一種危害體現(xiàn)在靜電放電可產(chǎn)生火花，在易燃易爆品存在的地方可能弓I發(fā)爆炸和火災(zāi)，其次快速靜電放電的電流對(duì)現(xiàn)代電子產(chǎn)品特別是集成電路可產(chǎn)生擊穿等破壞。高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料等。以高分子化合物為基礎(chǔ)的高分子材料大多數(shù)都是絕緣體，但在靜電的作用下也會(huì)帶有電荷。PET是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的英文名稱的縮寫，也是塑料的一種。高分子材料等非金屬制件表面的靜電荷積累達(dá)到一定程度后也會(huì)放電，致使各種精密儀器、精密電子元器件擊穿而報(bào)廢，甚至引起易燃易爆物起火或爆炸，造成巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失。另外，積累在塑料制品表面的靜電由于吸塵嚴(yán)重而難于凈化，從而影響塑料制品的外觀和在超凈環(huán)境(如手術(shù)室、計(jì)算機(jī)室、精密儀器等)中的應(yīng)用。為了防止高分子材料表面附有靜電，現(xiàn)有技術(shù)有兩種方法來處理:一種是外涂型，一種為內(nèi)添加型。外涂型則是利用防靜電涂料在塑料表面形成一層涂膜來防止產(chǎn)生或積累靜電。陳戰(zhàn)利等人以丙烯酸樹脂為基料，加入一些導(dǎo)電材料如石墨等可使涂料的表面電阻率為 (Γ9歐姆/平方厘米。但通過這種添加導(dǎo)電材料的方法得到的涂料大多附著力和耐油性差，且成本比較高。由于一些導(dǎo)電涂料可用于防靜電，因此也可以在塑料表面直接涂布導(dǎo)電涂料形成防靜電層來起到防`靜電的作用，例如導(dǎo)電性聚苯胺復(fù)合納米涂料可直接噴涂或刷涂在塑料基材上。但是這類材料的操作性不好，難于加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中通過添加導(dǎo)電材料的方法制得的防靜電涂料附著力和耐油性差且成本高、以及可直接涂布的導(dǎo)電材料的操作性不佳且難于加工的缺點(diǎn)，提供一種附著力強(qiáng)、耐洗滌、成本低、加工容易且使用方便的環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料及其制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，其中，所述涂料包括以下重量百分比的組分:成膜物3-9%
導(dǎo)電填料0.1-0.6%
表面活性劑0.2-3.1%
偶聯(lián)劑0.1-0.6%
酸0.1% 酮類溶劑5 20% 醇類溶劑5 20%
水47 86.5%。在上述環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料中，所述成膜物是水性飽和聚酯或水性聚氨酯。在上述環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料中，所述導(dǎo)電填料是PED0T/PSS。在上述環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料中，所述表面活性劑包括聚氧乙烯醚類表面活性劑與氟碳類表面活性劑；所述聚氧乙烯醚類表面活性劑是脂肪醇聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚；其中，所述聚氧乙烯醚表面活性劑的重量百分比為0.1 2%，所述氟碳類表面活性劑的重量百分比為0.1 1.1%。在上述環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料中，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑或硅烷類偶聯(lián)劑。在上述環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料中，所述醇類溶劑為乙醇、異丙醇或丁醇，所述酮類溶劑為丁酮、環(huán)己酮或N- 甲基吡咯烷酮，所述水為去離子水，所述酸為鹽酸、硫酸或磺酸。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求的環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料的制備方法，其中，所述方法包括以下步驟:S1.將導(dǎo)電填料溶解于稀釋后的酸中，混合均勻后調(diào)節(jié)pH值制得導(dǎo)電填料溶液，備用;或者選用導(dǎo)電填料水分散液作為導(dǎo)電填料溶液；S2.加熱條件下將成膜物溶解于酮類溶劑中，溶解完全后按比例加入表面活性劑、偶聯(lián)劑和醇類溶劑，混合均勻制得成膜溶液；或者選用成膜物水分散液，向成膜物水分散液中按比例加入表面活性劑、偶聯(lián)劑、醇類溶劑和酮類溶劑，混合均勻制得成膜溶液；S3.將步驟SI和步驟S2中的導(dǎo)電填料溶液與成膜溶液按比例混合均勻，制得所述環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料。在上述環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料的制備方法中，在所述步驟SI中，所述稀釋后的酸的濃度為10 20%。實(shí)施本發(fā)明的環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料及其制備方法，可以獲得高效低毒、附著力強(qiáng)、耐水和有機(jī)溶劑洗滌、使用方便(常規(guī)涂覆即可)且制備加工便利的防靜電涂料。本發(fā)明中防靜電涂料的組分均為來源廣泛的原料，因此可有效降低所制備的防靜電涂料的成本。本發(fā)明以水為主要溶劑，所制得的防靜電涂料無毒環(huán)保。本發(fā)明的制備方法在常溫常壓下進(jìn)行，制備工藝所需的條件易達(dá)到，制備流程簡單、可操作性強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，并具體公開了該防靜電涂料各組分的重量百分比為:成膜物3-9 %、導(dǎo)電填料0.1-0.6%、表面活性劑0.2-3.1%、偶聯(lián)劑
0.1-0.6%、酸0.1 %、酮類溶劑5 20%、醇類溶劑5 20%和水47 86.5%。在本發(fā)明中，成膜物的作用在于保證所制備的涂料的附著力，其可以是水性飽和聚酯(例如，EW370、EW312、WP518或PJ380)或水性聚氨酯(Z756或FD-YM300)。其中，EW370、EW312、WP518、PJ380、Z756和FD-YM300均為商品牌號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，選擇任何適合的成膜物。在本發(fā)明中，導(dǎo)電填 料的作用在于使所制備的涂料有導(dǎo)電性從而起到防靜電的作用，這里優(yōu)選使用導(dǎo)電高分子。所述導(dǎo)電高分子可以是導(dǎo)電聚合物聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PED0T/PSS)或其水分散液。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)需要，選擇其他適合的導(dǎo)電填料。PED0T/PSS配合水性飽和聚酯或水性聚氨酯使用時(shí)，其可以以納米纖維形式均勻分布在水性飽和聚酯或水性聚氨酯中，這樣在涂布在PET片材上成膜后可更好地耐水和醇類溶劑的洗滌。在本發(fā)明中，表面活性劑主要起到潤濕作用。所使用的表面活性劑為聚氧乙烯醚類表面活性劑和氟碳類表面活性劑。其中所使用的聚氧乙烯醚表面活性劑可以是脂肪醇聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚。所述脂肪醇聚氧乙烯醚可以是脂肪醇聚氧乙烯(20)醚、月旨肪醇聚氧乙烯(100)醚、脂肪醇聚氧乙烯(200)醚或脂肪醇聚氧乙烯(500)醚。壬基酚聚氧乙烯醚可以為TX-10或NP-4。氟碳類表面活性劑可以是FSN、Intechem-14_5B或FC4430。其中，TX-10、NP-4、FSN、Intechem-14-5B和FC4430均為商品牌號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，選擇任何適合的表面活性劑。在本發(fā)明中，偶聯(lián)劑的作用在于使導(dǎo)電填料更均勻地分散于所制備的涂料中，其可以是鈦酸酯類偶聯(lián)劑(如KINSTl 14或0L-T951)和硅烷類偶聯(lián)劑(如KH755、KH550或KH570)等。其中，KINST114、0L-T951、KH755、KH550和KH570均為商品牌號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，選擇任何適合的偶聯(lián)劑。在本發(fā)明中，酸的作用在于促進(jìn)導(dǎo)電填料(本發(fā)明為導(dǎo)電高分子)在水中的溶解與分散。此處可使用鹽酸、硫酸或磺酸，具體地，磺酸可為十二烷基苯磺酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，選擇任何適合的有機(jī)酸或無機(jī)酸。在本發(fā)明中，溶劑的作用在于提高涂料的均勻性，其可以是水、酮類溶劑和醇類溶齊U。水主要為去離子水，但也可選用經(jīng)其他水凈化工藝制得的純水，酮類溶劑可選用丁酮、環(huán)已酮或N-甲基吡咯烷酮，醇類溶劑可選用乙醇、異丙醇或丁醇。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，選擇任何適合的酮類溶劑和酯類溶劑。本發(fā)明的防靜電涂料可采用常規(guī)涂覆方法應(yīng)用于塑料材料(PET片材、PS片材或PE膜)表面，例如，通過輥涂、噴涂或刷涂等方法即可將上述防靜電涂料均勻涂覆于PET片材表面。再經(jīng)80-130°C溫度的烘烤即可形成涂層，起到優(yōu)良的防靜電效果。優(yōu)選地，烘烤形成的涂層的平均厚度大約為1-5 μ m。以下將通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實(shí)施例中，采用表面電阻值(kQ/cm2)衡量使用防靜電涂料形成的涂層的防靜電性；表面電阻值越低，涂層的防靜電性越好。采用洗滌次數(shù)衡量上述涂層的耐洗滌性；這一數(shù)值越高，說明涂層的耐洗滌性越好。采用百格測試法(具體測試方法參照《GBT 9286-1998色漆和清漆漆膜的劃痕實(shí)驗(yàn)》衡量上述涂層對(duì)PET片材的附著力，這一數(shù)值越高，說明涂層的附著力越好。實(shí)施例1:一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，包含以下重量百分比的組分:PED0T/PSS0.5%、水性飽和聚酯(EW312)3%、脂肪醇聚氧乙烯(20)醚0.2%、氟碳類表面活性劑(FSN)0.1 %、氟碳類表面活性劑(Intechem-14-5B)0.5%、鈦酸酯類偶聯(lián)劑(KINST114)0.5%、十二烷基苯磺酸0.1 %、乙醇8%、丁酮5%和去離子水82.1 %。其制備方法包括以下步驟:將PED0T/PSS溶解于稀釋后的十二烷基苯磺酸中，混合均勻后調(diào)節(jié)pH值制得導(dǎo)電填料溶液，備用；加熱 條件下將水性飽和聚酯(EW312)溶解于丁酮中，溶解完全后按比例加入脂肪醇聚氧乙烯(20)醚、氟碳類表面活性劑(FSN)、氟碳類表面活性劑(Intechem-14-5B)、鈦酸酯類偶聯(lián)劑(KINST114)和乙醇，混合均勻制得成膜溶液；將分別制得的導(dǎo)電填料溶液與成膜溶液按比例混合均勻，制得環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料。制備方法中，所述稀釋后的十二烷基苯磺酸的濃度為10% ;導(dǎo)電填料溶液的pH值為I ;在701:高溫條件下加熱溶解水性飽和聚酯(EW312)。實(shí)施例2:一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，包含以下重量百分比的組分:PED0T/PSS0.6%dK性飽和聚酯(EW370)5%、脂肪醇聚氧乙烯(200)醚0.2%、氟碳類表面活性劑(FSN)0.05%,氟碳類表面活性劑(1社6(31^111-14-58)0.8%、硅烷類偶聯(lián)劑(KH755) 0.3%、硫酸0.1 %、異丙醇10%、N-甲基吡咯烷酮10%和去離子水72.95%。其制備方法包括以下步驟:將PED0T/PSS溶解于稀釋后的硫酸中，混合均勻后調(diào)節(jié)pH值制得導(dǎo)電填料溶液，備用；加熱條件下將水性飽和聚酯(EW370)溶解于N-甲基吡咯烷酮中，溶解完全后按比例加入脂肪醇聚氧乙烯(200)醚、氟碳類表面活性劑(FSN)、氟碳類表面活性劑(Intechem-14-5B)、硅烷類偶聯(lián)劑(KH755)和異丙醇，混合均勻制得成膜溶液；將分別制得的導(dǎo)電填料溶液與成膜溶液按比例混合均勻，制得環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料。制備方法中，所述稀釋后的硫酸的濃度為20%;導(dǎo)電填料溶液的pH值為I ;在70°〇高溫條件下加熱溶解水性飽和聚酯(EW370)。實(shí)施例3:一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，包含以下重量百分比的組分:PED0T/PSS0.1%、水性飽和聚酯(EW370)3.05 %、壬基酚聚氧乙烯醚(TX-1O)0.1 %、氟碳類表面活性劑(FC4430) 0.1 %、硅烷類偶聯(lián)劑(KH755)0.1 %、鹽酸0.05%、丁醇5%4_甲基吡咯烷酮5%和去離子水86.5%。其制備方法同實(shí)施例1 ;制備方法中，鹽酸的濃度為15%。實(shí)施例4:一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，包含以下重量百分比的組分:1.5% PED0T/PSS水分散液40%、30%水性聚氨酯水分散液(FD-YM300)30%、脂肪醇聚氧乙烯(500)醚0.2%、氟碳類表面活性劑(FSN)0.05%、氟碳類表面活性劑(Intechem-14-5B)0.4%、硅烷類偶聯(lián)劑0(冊(cè)50)0.5%、異丙醇5%、N-甲基吡咯烷酮6%和去離子水17.85%。其制備方法包括以下步驟:向30%水性聚氨酯分散液(FD-YM300)中按比例加入脂肪醇聚氧乙烯(500)醚、氟碳類表面活性劑(FSN)、氟碳類表面活性劑(Intechem-14-5B)、硅烷類偶聯(lián)劑(KH550)、異丙醇和N-甲基吡咯烷酮，混合均勻制得成膜溶液；將制得的成膜溶液與1.5%PED0T/PSS水分散液按比例混合均勻，制得環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料。實(shí)施例5:一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，包含以下重量百分比的組分:1.5% PED0T/PSS水分散液40%、30%水性聚氨酯水分散液(FD-YM300)20%、脂肪醇聚氧乙烯(200)醚0.1%,氟碳類表面活性劑(FSN)0.2%、氟碳類表面活性劑(1社6(*_-14-58)0.8(%、鈦酸酯類偶聯(lián)劑(KINST114)0.4%、異丙醇5%、N-甲基吡咯烷酮16%和去離子水17.5%。其制備方法包括以下步驟:向30 %水性聚氨酯分散液(FD-YM300)中按比例加入脂肪醇聚氧乙烯(200)醚、氟碳類表面活性劑(FSN)、氟碳類表面活性劑(Intechem-14-5B)、鈦酸酯類偶聯(lián)劑(KINST114)、異丙醇和N-甲基吡咯烷酮，混合均勻制得成膜溶液；將制得的成膜溶液與
1.5% PED0T/PSS水分散液按比例混合均勻，制得環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料。實(shí)施例6:一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，包含以下重量百分比的組分:1.5% PED0T/PSS水分散液30%、30%水性聚氨酯水分散液(FD-YM300) 15%、脂肪醇聚氧乙烯(20)醚0.5%、氟碳類表面活性劑(FSN)0.1 %、氟碳類表面活性劑(Intechem-H-SBU^、鈦酸酯類偶聯(lián)劑(KINST114)0.2%、乙醇10%、N -甲基吡咯烷酮20%和去離子水23.2%。其制備方法同實(shí)施例4。實(shí)施例7:一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，包含以下重量百分比的組分:1.5% PED0T/PSS水分散液30%、30%水性聚氨酯水分散液(FD-YM300) 10%、脂肪醇聚氧乙烯(200)醚0.2%、氟碳類表面活性劑(FSN)0.1 %、氟碳類表面活性劑(Intechem-H-SBU^、鈦酸酯類偶聯(lián)劑(KINST114)0.1%、乙醇20%、環(huán)己酮15.4%和去離子水23.2%。其制備方法同實(shí)施例4。實(shí)施例8:一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，包含以下重量百分比的組分:1.5% PED0T/PSS水分散液20%、30%水性聚氨酯水分散液(FD-YM300)30%、脂肪醇聚氧乙烯(200)醚2%、氟碳類表面活性劑(FSN)0.1 %、氟碳類表面活性劑(Intechem-H-SBU^、鈦酸酯類偶聯(lián)劑(KINST114)0.6%、乙醇20%、環(huán)己酮20%和去離子水6.3%0其制備方法同實(shí)施例4。表面電阻值測量試驗(yàn):將實(shí)施例1-2和實(shí)施例4-7中的防靜電涂料涂覆于PET片材表面并形成涂層后，采用表面電阻測試儀(斯耐德SL-030表面電阻測試儀)測量涂層的表面電阻值；具體測量結(jié)果見表I。表I表面電阻值測量結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，其特征在于，所述涂料包括以下重量百分比的組分: 成膜物3、％ 導(dǎo)電填料0.1 0.6% 表面活性劑0.2^3.1% 偶聯(lián)劑0.Γ0.6% 酸(T0.1% 酮類溶劑5 20% 醇類溶劑5 20% 水47 86.5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，其特征在于，所述成膜物是水性飽和聚酯或水性聚氨酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保 型耐洗滌防靜電涂料，其特征在于，所述導(dǎo)電填料是PED0T/PSS。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，其特征在于，所述表面活性劑包括聚氧乙烯醚類表面活性劑與氟碳類表面活性劑；所述聚氧乙烯醚類表面活性劑是脂肪醇聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚；其中，所述聚氧乙烯醚表面活性劑的重量百分比為0.廣2%，所述氟碳類表面活性劑的重量百分比為0.Γ1.1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑或硅烷類偶聯(lián)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，其特征在于，所述醇類溶劑為乙醇、異丙醇或丁醇，所述酮類溶劑為丁酮、環(huán)己酮或N-甲基吡咯烷酮，所述水為去離子水，所述酸為鹽酸、硫酸或磺酸。
7.—種權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求的環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 51.將導(dǎo)電填料溶解于稀釋后的酸中，混合均勻后調(diào)節(jié)pH值制得導(dǎo)電填料溶液，備用； 或者選用導(dǎo)電填料水分散液作為導(dǎo)電填料溶液； 52.加熱條件下將成膜物溶解于酮類溶劑中，溶解完全后按比例加入表面活性劑、偶聯(lián)劑和醇類溶劑，混合均勻制得成膜溶液； 或者選用成膜物水分散液，向成膜物水分散液中按比例加入表面活性劑、偶聯(lián)劑、醇類溶劑和酮類溶劑，混合均勻制得成膜溶液； 53.將步驟SI和步驟S2中的導(dǎo)電填料溶液與成膜溶液按比例混合均勻，制得所述環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料的制備方法，其特征在于，在所述步驟SI中，所述稀釋后的酸的濃度為1(Γ20%。
全文摘要
本發(fā)明涉及防靜電涂料、并公開了一種環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料，其中，該防靜電涂料包括以下重量百分比的組分成膜物3-9％、導(dǎo)電填料0.1-0.6％、表面活性劑0.2-3.1％、偶聯(lián)劑0.1-0.6％、酸0-0.1％、酮類溶劑5～20％、醇類溶劑5～20％和水47～86.5％。實(shí)施本發(fā)明的環(huán)保型耐洗滌防靜電涂料及其制備方法，可以獲得高效低毒、附著力強(qiáng)、耐水和有機(jī)溶劑洗滌、使用方便且制備加工便利的防靜電涂料。本發(fā)明中防靜電涂料的組分均為來源廣泛的原料，因此可有效降低所制備的防靜電涂料的成本。本發(fā)明以水為主要溶劑，所制得的防靜電涂料無毒環(huán)保。本發(fā)明的制備方法在常溫常壓下進(jìn)行，制備工藝所需的條件易達(dá)到，制備流程簡單、可操作性強(qiáng)。
文檔編號(hào)C09D175/04GK103173108SQ20111043542
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者劉德龍, 蔡紅軍 申請(qǐng)人:深圳市百泉河實(shí)業(yè)有限公司