專利名稱：一種水性抗靜電涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，具體涉及ー種水性抗靜電涂料。
背景技術(shù)：
涂料作為ー種涂覆在物件表面起保護 、裝飾等作用的高分子材料，被廣泛地應(yīng)用于金屬設(shè)備、室內(nèi)裝飾、家具等的涂飾。普通涂料由于其電絕緣性能高，在使用過程中易產(chǎn)生靜電積累。有可能導(dǎo)致吸塵嚴重難于凈化而破壞超凈化環(huán)境，從而影響產(chǎn)品外觀或精密儀器的操作靜電放電會使各種精密儀器、電子元器件被擊穿而報廢；在炸藥、煤礦、石油、化工、紡織等行業(yè)中，靜電放電導(dǎo)致易燃易爆物起火或爆炸，造成巨大的惡性事故?？轨o電涂料的應(yīng)用領(lǐng)域正逐年拓展?？轨o電涂料是涂于非導(dǎo)電體基材上，使之具有一定的傳導(dǎo)電流和消除靜電簡能力的功能性涂料?？轨o電涂料與電鍍、真空濺射等其它獲得導(dǎo)電層的技術(shù)手段相比，具有設(shè)備簡單、施工方便、成本低廉、應(yīng)用范圍廣等諸多優(yōu)點，尤其適合各種復(fù)雜形狀表面的涂覆。CN 1389528A涉及ー種水性抗靜電涂料由1-60份重量的導(dǎo)電物質(zhì)和40-99份重量的成膜物質(zhì)構(gòu)成，所述導(dǎo)電物質(zhì)是水溶性聚苯こ烯磺酸摻雜聚苯胺，所述成膜物質(zhì)是2,4-甲苯ニ異氰酸醋交聯(lián)改性聚こ烯醇；所述水溶性聚苯こ烯磺酸摻雜聚苯胺由聚苯こ烯磺酸、苯胺、過硫酸按在水溶液進行氧化聚合反應(yīng)得到；所述2，4 一甲苯ニ異氰酸醋改性聚こ烯醇通過用2，4-甲苯ニ異氰酸醋對聚こ烯醇進行改性反應(yīng)得到。目前抗靜電涂料主要是添加型，所采用的導(dǎo)電添加劑主要有兩類ー類是抗靜電齊U，另ー類是各種導(dǎo)電填料。抗靜電劑多為極性或離子型的低分子表面活性剤，如烷基磺酸鹽、季銨鹽型、硬脂酞胺丙基ニ甲基-β-羥こ基銨ニ氫磷酸鹽等。它們只能賦予材料較低的導(dǎo)電性能，電導(dǎo)率一般小于10-7S/cm，使用壽命短，抗靜電劑會不斷地遷移至表面被消耗棹。導(dǎo)電性受環(huán)境如溫度、濕度、摩擦等因素的影響大。導(dǎo)電填料包括導(dǎo)電炭黑、石墨、炭纖維及金屬或者金屬氧化物粉末等，目前使用的導(dǎo)電填料與聚合物結(jié)構(gòu)的差異較大，分散性較差，很難形成均相體系，從而影響其導(dǎo)電性以及附著力、沖擊強度等物理機械性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的一系列問題，提出一種以水為溶劑、附著カ優(yōu)良、物理機械性能良好、耐有機溶剤、耐腐蝕、具有較好耐水性、穩(wěn)定性的環(huán)保型水性抗靜電涂料。為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案ー種水性抗靜電涂料，主要由2 5重量份的導(dǎo)電填料和35 108重量份的成膜物質(zhì)構(gòu)成；所述導(dǎo)電填料由片狀鋅粉和銅粉組成，所述成膜物質(zhì)為2，4-甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇。常用的導(dǎo)電填料有炭黑和導(dǎo)電金屬填料。炭黑的粒徑越小，越有利于形成鏈式導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電填料的形狀對材料的導(dǎo)電性能有較大影響，一般認為導(dǎo)電粒子呈片狀較好，球狀較差。本發(fā)明采用片狀鋅粉，其對導(dǎo)電性能較好，同時由于鋅粉和銅粉合用，降低了銅粉被氧化的可能性。另外使用200目的銅粉，其粒徑是最佳的選擇，其具有優(yōu)良的導(dǎo)電性性能。本發(fā)明所述導(dǎo)電填料的重量份數(shù)可選擇為3 73，10 65，22 54，34飛0，40等。成膜物質(zhì)是指単獨能形成有一定強度、連續(xù)的干膜的物質(zhì)，如各種樹脂、干性油等有機高分子物質(zhì)以及水玻璃等無機物質(zhì)，是形成涂膜必不可少的成分。顔色填料、某些助劑在涂膜形成時起著輔助作用，它們單獨不能成膜，但它們的存在能使涂膜更符合作用的要求，對成膜有輔助作用。本發(fā)明所述的成膜物質(zhì)的重量份數(shù)可選擇36 105，45 90，53 80，62 73，68 等。
本發(fā)明所述導(dǎo)電填料由f 32重量份的片狀鋅粉和廣43重量份的銅粉組成，例如由2 30重量份的片狀鋅粉和2 40重量份的銅粉組成，由擴23重量份的片狀鋅粉和6 33重量份的銅粉組成，由1Γ18重量份的片狀鋅粉和1(Γ28重量份的銅粉組成，進ー步優(yōu)選由10^25重量份的片狀鋅粉和8 20重量份的銅粉組成，最優(yōu)選由18重量份的片狀鋅粉和13重量份的銅粉組成。本發(fā)明所述2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇是由2，4-甲苯ニ異氰酸酯對聚こ烯醇進行改性反應(yīng)得到。本發(fā)明所述涂料還包括樹脂類粘合劑。進ー步地，所述粘合劑為聚氨醋樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂或醇酸樹脂中的ー種或至少兩種的混合物，例如聚氨醋樹脂，酚醛樹脂/丙烯酸樹脂，丙烯酸樹脂/醇酸樹脂/聚氨醋樹脂等均可用于本發(fā)明。進ー步地，在所述樹脂類粘合劑中還可加入炭黑分散劑和偶聯(lián)劑。作為最優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明所述水性抗靜電涂料按重量份數(shù)包括以下原料
片狀鋅粉20
銅粉13
2,4-甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚乙烯醇 83 樹脂類粘合劑27
炭黑分散劑11
偶聯(lián)劑7。本發(fā)明所述的“主要由……構(gòu)成”，意指其除所述組分外，還可以包括其他組分，這些其他組分賦予所述水性涂料不同的特性。除此之外，本發(fā)明所述的“主要由……構(gòu)成”，還可以替換為封閉式的“為”或“由……組成”。本發(fā)明所述2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇通過下列方法制備得到23 85°C下在聚こ烯醇水溶液中加入2，4-甲苯ニ異氰酸醋，反應(yīng)至少I小吋，即得到2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。上述制備2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液方法中所述原料的重量份數(shù)組成如下聚こ烯醇35 802，4-甲苯ニ異氰酸酯7 30水720 950。所述聚こ烯醇的重量份數(shù)可選擇36 78，42 72，50 68，60等；所述2，4-甲苯ニ異氰酸酯的重量份數(shù)可選擇8 28，12 23，16 20，17等；所述水的重量份數(shù)為722147，750 920，773 905，780^856,820 等。 作為優(yōu)選技術(shù)方案，制備2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液方法中所述原料的重量份數(shù)組成如下聚こ烯醇53 702，4-甲苯ニ異氰酸酯 12 26水800 900 ；作為最優(yōu)選地技術(shù)方案，上述制備方法中所述原料的重量份數(shù)組成如下聚こ烯醇602，4-甲苯ニ異氰酸酯23水830。本發(fā)明所述的反應(yīng)溫度為30 80 V，例如31 78 V，36 72 V，40 65 V，43 60 V，52°C等，進ー步優(yōu)選45 70°C，最優(yōu)選65°C。所述的反應(yīng)時間為I 5h，例如I. 05 4. 8h, I. 5 4. 2h，2 3. 5h，2. 4 3h，2. 6h等，進一步優(yōu)選I. 5 3h，最優(yōu)選2h。上述導(dǎo)電填料與成膜物質(zhì)混合后，導(dǎo)電填料在成膜物質(zhì)中均勻分散、電導(dǎo)率為10_8 10_2S/cm的抗靜電功能涂料。本發(fā)明的涂料可以根據(jù)性能和使用要求再添加其他助劑，如消泡劑、增塑劑、抗氧齊U、紫外線吸收劑等。與已有技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(I)本發(fā)明采用片狀鋅粉，其對導(dǎo)電性能較好，同時由于鋅粉和銅粉合用，降低了銅粉被氧化的可能性。另外使用200目的銅粉，其粒徑是最佳的選擇，其具有優(yōu)良的導(dǎo)電性性能。(2)本發(fā)明的涂料具有良好的抗靜電功能，電導(dǎo)率就可以達到10_8S/cm，;漆膜對玻璃、馬ロ鐵、混凝土等均具有良好的附著力、優(yōu)良的物理機械性能、耐有機溶剤、耐腐蝕、較好的耐水性能以及良好的穩(wěn)定性。(3)溶劑為水，節(jié)約能源、資源，無公害，無污染，來源豐富、價廉、取材方便。一方面有利于環(huán)境保護，符合全球緑色化學(xué)概念的發(fā)展趨勢；另ー方面，也能帶來更大的經(jīng)濟效益。(4)本發(fā)明生產(chǎn)過程簡單易行，不需要特殊設(shè)備，具有良好的應(yīng)用前景?？捎糜诟鞣N生產(chǎn)或存放易燃易爆化工產(chǎn)品的廠房和倉庫、電子電氣產(chǎn)品廠房、玻璃、混凝土制品及建筑物等的防靜電涂料。下面對本發(fā)明進ー步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的權(quán)利范圍以權(quán)利要求書為準。
具體實施例方式為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下實施例I—種水性抗靜電涂料，由2重量份的導(dǎo)電填料、50重量份的2，4-甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇、15重量份的酚醛樹脂以及適量的炭黑分散劑、偶聯(lián)劑等助劑構(gòu)成。所述導(dǎo)電填料由I重量份的片狀鋅粉和I重量份的銅粉組成。 本實施例所述的2，4-甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇是通過以下制備方法得到的將35重量份的聚こ烯醇加入800重量份的水中配成聚こ烯醇水溶液，在23°C下往上述水溶液中加入12重量份的2，4-甲苯ニ異氰酸醋，反應(yīng)lh，即得到2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。實施例2ー種水性抗靜電涂料，由75重量份的導(dǎo)電填料、35重量份的2，4_甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇、22重量份的丙烯酸樹脂以及適量的炭黑分散劑、偶聯(lián)劑等助劑構(gòu)成。所述導(dǎo)電填料由32重量份的片狀鋅粉和43重量份的銅粉組成。本實施例所述的2，4-甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇是通過以下制備方法得到的將70重量份的聚こ烯醇加入720重量份的水中配成聚こ烯醇水溶液，在85°C下往上述水溶液中加入30重量份的2，4-甲苯ニ異氰酸醋，反應(yīng)5h，即得到2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。實施例3ー種水性抗靜電涂料，30重量份的導(dǎo)電填料、108重量份的2，4_甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇、8重量份的醇酸樹脂以及適量的炭黑分散劑、偶聯(lián)劑等助劑構(gòu)成。所述導(dǎo)電填料由10重量份的片狀鋅粉和20重量份的銅粉組成。本實施例所述的2，4-甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇是通過以下制備方法得到的將80重量份的聚こ烯醇加入950重量份的水中配成聚こ烯醇水溶液，在80°C下往上述水溶液中加入26重量份的2，4-甲苯ニ異氰酸醋，反應(yīng)3h，即得到2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。實施例4ー種水性抗靜電涂料，由33重量份的導(dǎo)電填料、46重量份的2，4_甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇、10重量份的聚氨醋樹脂以及適量的炭黑分散劑、偶聯(lián)劑等助劑構(gòu)成。所述導(dǎo)電填料由25重量份的片狀鋅粉和8重量份的銅粉組成。本實施例所述的2，4-甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇是通過以下制備方法得到的將53重量份的聚こ烯醇加入900重量份的水中配成聚こ烯醇水溶液，在70°C下往上述水溶液中加入7重量份的2，4-甲苯ニ異氰酸醋，反應(yīng)I. 5h，即得到2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。實施例5ー種水性抗靜電涂料，由57重量份的導(dǎo)電填料、39重量份的2，4_甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇、30重量份的聚氨醋樹脂以及適量的炭黑分散劑、偶聯(lián)劑等助劑構(gòu)成。所述導(dǎo)電填料由32重量份的片狀鋅粉和25重量份的銅粉組成。本實施例所述的2，4-甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇是通過以下制備方法得到的將42重量份的聚こ烯醇加入832重量份的水中配成聚こ烯醇水溶液，在45°C下往上述水溶液中加入14重量份的2，4-甲苯ニ異氰酸醋，反應(yīng)3h，即得到2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。
實施例6ー種水性抗靜電涂料，由33重量份的導(dǎo)電填料、83重量份的2，4-甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇、27重量份的醇酸樹脂以及11重量份的炭黑分散劑、7重量份的偶聯(lián)劑等助劑構(gòu)成。所述導(dǎo)電填料由20重量份的片狀鋅粉和13重量份的銅粉組成。本實施例所述的2，4-甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇是通過以下制備方法得到的將60重量份的聚こ烯醇加入830重量份的水中配成聚こ烯醇水溶液，在65°C下往上述水溶液中加入23重量份的2，4-甲苯ニ異氰酸醋，反應(yīng)2h，即得到2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。申請人:聲明，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在上述實施例的基礎(chǔ)上，將上述實施例某組分的具體含量點值，與發(fā)明內(nèi)容部分的技術(shù)方案相組合，從而產(chǎn)生的新的數(shù)值范圍，也是本發(fā)明的記載范圍之一，本申請為使說明書簡明，不再羅列這些數(shù)值范圍。申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的制備步驟，但本發(fā)明并不局限于上述制備步驟，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述制備步驟才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種水性抗靜電涂料，其特征在干，主要由2 75重量份的導(dǎo)電填料和35 108重量份的成膜物質(zhì)構(gòu)成；所述導(dǎo)電填料由片狀鋅粉和銅粉組成，所述成膜物質(zhì)為2，4-甲苯ニ異氰酸酯交聯(lián)改性聚こ烯醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂料，其特征在于，所述導(dǎo)電填料由f32重量份的片狀鋅粉和廣43重量份的銅粉組成，進ー步優(yōu)選由1(Γ25重量份的片狀鋅粉和8 20重量份的銅粉組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的涂料，其特征在于，所述2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇是由2，4-甲苯ニ異氰酸酯對聚こ烯醇進行改性反應(yīng)得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的涂料，其特征在于，所述涂料還包括樹脂類粘合劑； 優(yōu)選地，所述粘合劑為聚氨醋樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂或醇酸樹脂中的ー種或至少兩種的混合物； 優(yōu)選地，在所述樹脂類粘合劑中還可加入炭黑分散劑和偶聯(lián)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的涂料，其特征在于，按重量份數(shù)包括以下原料片狀鋅粉20銅粉13 2，4-甲苯ニ異氰酸釀交聯(lián)改性聚こ烯醇 83 樹脂類粘合劑27炭黑分散劑11 偶聯(lián)劑
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂料，其特征在于，所述2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇通過下列方法制備得到23 85で下在聚こ烯醇水溶液中加入2，4_甲苯ニ異氰酸醋，反應(yīng)至少I小吋，即得到2，4-甲苯ニ異氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。
7.如權(quán)利要求6所述的涂料，其特征在于，所述原料的重量份數(shù)組成如下 聚こ烯醇35 80 2.4-甲苯ニ異氰酸酯7 30 水720 950。
8.如權(quán)利要求5或6所述的涂料，其特征在于，所述原料的重量份數(shù)組成如下 聚こ烯醇53 70 2，4-甲苯ニ異氰酸酯12 26 水800 900 ； 或，所述原料的重量份數(shù)組成如下 聚こ烯醇60 2.4-甲苯ニ異氰酸酯23 水830。
9.如權(quán)利要求6-8之一所述的涂料，其特征在于，所述的反應(yīng)溫度為3(T80°C，進ー步優(yōu)選45 70°C，最優(yōu)選65°C。
10.如權(quán)利要求6-9之一所述的涂料，其特征在于，所述的反應(yīng)時間為l 5h，進ー步優(yōu)選I. 5 3h,最優(yōu)選2h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性抗靜電涂料。所述涂料由導(dǎo)電填料和成膜物質(zhì)構(gòu)成；所述導(dǎo)電填料由片狀鋅粉和銅粉組成，所述成膜物質(zhì)為2,4-甲苯二異氰酸酯交聯(lián)改性聚乙烯醇。所述2,4-甲苯二異氰酸酯改性聚乙烯醇通過下列方法制備得到23~85℃下在聚乙烯醇水溶液中加入2,4-甲苯二異氰酸醋，反應(yīng)至少1小時，即得到2,4-甲苯二異氰酸酯改性聚乙烯醇水溶液。本發(fā)明采用片狀鋅粉和銅粉作為導(dǎo)電填料，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性性能。本發(fā)明具有良好的附著力、優(yōu)良的物理機械性能、耐有機溶劑、耐腐蝕、較好的耐水性能以及良好的穩(wěn)定性。
文檔編號C09D129/04GK102690566SQ20121017889
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者張國勝, 梅長林, 胡蘭 申請人:安徽省金盾涂料有限責(zé)任公司