本發(fā)明屬于防靜電領(lǐng)域，具體而言涉及一種防靜電劑制備方法及利用防靜電劑制備防靜電塑料的方法。
背景技術(shù)：
塑料制品由于其優(yōu)異的特性而被用于各種成型品、膜等用途中，但是在實際使用中，由于摩擦、氣溫等原因，塑料制品表面會形成靜電，而塑料制品通常為不導(dǎo)電的。因此，會在產(chǎn)品表面吸附灰塵等，或在加公眾出現(xiàn)電性障礙，或者在用于電子設(shè)備時由于靜電積聚產(chǎn)生放電而損壞電子設(shè)備等。因此如何防止靜電和快速將靜電導(dǎo)走成為了一個研究的熱點。
以往通常采用的防靜電方法有兩種，一是在塑料制品內(nèi)部添加導(dǎo)電填料，使得塑料本身具有一定的導(dǎo)電性。二是采用各種表面活性劑涂覆在塑料表面，表面活性劑一端有親水基團，能使得空氣中的水分吸附在塑料表面從而使得塑料具有了一定的導(dǎo)電性。
其中，第一種方法雖然能使塑料具有良好的導(dǎo)電性能，但是勢必引起塑料其他性能的變化，例如力學(xué)性能、塑化性能、以及透明性等性能都會受到影響，從而使得其應(yīng)用受到限制。而第二種方法盡管在制品成型后的短期間內(nèi)防靜電性優(yōu)異，但在制品表面上析出的表面活性劑會通過摩擦、水洗等而失去，所以難以長期保持性能，而且其導(dǎo)電性嚴(yán)重依賴于空氣濕度等因素，當(dāng)空氣干燥的情況下其導(dǎo)電性將降低。并且，眾所周知的，當(dāng)空氣干燥時，靜電更容易產(chǎn)生并放電的。因此提供一種高效、穩(wěn)定、耐磨、不影響塑料制品性質(zhì)的防靜電劑就成為了一個研究的重點方向。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種防靜電劑制備方法及利用防靜電劑制備防靜電塑料的方法，本發(fā)明能使制備出的防靜電劑具有穩(wěn)定耐磨和高導(dǎo)電性的優(yōu)異性能，同時不會影響塑料制品本身的性質(zhì)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種防靜電劑制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）將石墨烯粉體分散到溶劑中，得到石墨烯分散液；
（2）將石墨烯分散液與粘接性高分子溶液均勻混合；
（3）將混合液稀釋至粘度為0.5—20pa.s，稀釋后得到成品防靜電劑。
所述步驟（1）中石墨烯分散液的質(zhì)量濃度為1%—5%。
所述步驟（1）中的溶劑為水或乙醇。
所述步驟（2）中粘接性高分子溶液的質(zhì)量濃度為10%—50%。
所述步驟（2）中，石墨烯分散液與粘接性高分子溶液的質(zhì)量比為1:10—10:1。
所述步驟（2）中，粘接性高分子溶液為纖維素類高分子溶液、塑料類高分子溶液或橡膠類高分子溶液。
所述步驟（3）中，采用純水稀釋混合液。
一種利用防靜電劑制備防靜電塑料的方法，其特征在于，包括以下步驟：
a、將防靜電劑涂敷到塑料基底上，涂敷厚度為90—180nm；
b、將涂敷防靜電劑后的塑料基底置于烘箱中，在90—130℃的溫度下烘烤3—15分鐘，烘烤后得到成品防靜電塑料。
所述涂敷包括噴涂、提拉成膜、刮涂或絲網(wǎng)印刷。
采用本發(fā)明的優(yōu)點在于：
一、本發(fā)明采用具有高導(dǎo)電性的石墨烯作為導(dǎo)電料，能制備出具有極強防靜電性能的防靜電劑，相對目前大多數(shù)防靜電劑的導(dǎo)電能力為105—107歐姆/cm而言，本發(fā)明的導(dǎo)電能力達(dá)到了104歐姆/sq。因此能快速將塑料的靜電導(dǎo)走，從而避免出現(xiàn)靜電破壞的情況。另外，本發(fā)明采用具有高粘附力的粘接性高分子材料作為粘接基體，能夠?qū)⑹├卫沃糜谒芰媳砻妫瑥亩沟闷鋵?dǎo)靜電的穩(wěn)定性很高，且更耐摩擦。
二、本發(fā)明中，采用質(zhì)量濃度為1%—5%的石墨烯分散液，使得石墨烯的分散更均勻。
三、本發(fā)明采用水或乙醇作為溶劑，具有更加環(huán)保和成本低廉的優(yōu)點。
四、本發(fā)明中，粘接性高分子溶液的質(zhì)量濃度為10%—50%，石墨烯分散液與粘接性高分子溶液的質(zhì)量比為1:10—10:1，在該濃度的質(zhì)量比例下，防靜電薄膜的導(dǎo)電性和耐磨強度最佳達(dá)到最佳。
五、本發(fā)明中，粘接性高分子溶液為纖維素類高分子溶液、塑料類高分子溶液或橡膠類高分子溶液，利用粘接性高分子作為粘接材料，提高了防靜電薄膜層的力學(xué)性能特別是耐磨性，使得其穩(wěn)定性提高，在任何極端條件下都能保持防靜電能力，從而快速將靜電導(dǎo)走。
六、本發(fā)明中，采用石墨烯作為導(dǎo)電填料，并用粘接性高分子材料作為基體并在塑料表面成膜，由于防靜電層導(dǎo)電體為石墨烯，其優(yōu)異的導(dǎo)電性能使得他只需要少量的添加就能起到防止靜電積聚并導(dǎo)走靜電的作用。并且由于其涂層較薄，完全透明，不影響產(chǎn)品的美觀跟性能。利用粘接性的高分子材料作為涂層基體，提高了其耐磨性與穩(wěn)定性，因此能實現(xiàn)長時間及各種極端條件下的防靜電作用。
具體實施方式
實施例1
一種防靜電劑制備方法，包括以下步驟：
（1）將石墨烯粉體分散到溶劑中，溶劑為水或乙醇，分散后得到質(zhì)量濃度為1%—5%的石墨烯分散液。
（2）將石墨烯分散液與質(zhì)量濃度為10%—50%的粘接性高分子溶液按1:10—10:1的質(zhì)量比均勻混合。
本步驟中，所述粘接性高分子溶液為纖維素類高分子溶液、塑料類高分子溶液或橡膠類高分子溶液。
（3）采用純水將步驟（2）所得混合液稀釋至粘度為0.5—20pa.s，稀釋后得到成品防靜電劑。
本實施例還提供了一種利用防靜電劑制備防靜電塑料的方法，包括以下步驟：
a、將防靜電劑涂敷到塑料基底上，涂敷厚度為90—180nm。其中，所述涂敷包括噴涂、提拉成膜、刮涂或絲網(wǎng)印刷。
b、將涂敷防靜電劑后的塑料基底置于烘箱中，在90—130℃的溫度下烘烤3—15分鐘，烘烤后得到成品防靜電塑料。
本實施例中，采用四探針方法對得到的陰靜電塑料進行測量，測得防靜電層的方塊電阻在102—107ohm/sq之間，表明防靜電塑料具有優(yōu)異的防靜電效果。采用透光率測試儀測試發(fā)現(xiàn)透光率達(dá)到50%-90%。采用taber耐磨性測試發(fā)現(xiàn)防靜電層在1kg壓力、60轉(zhuǎn)/min的條件下耐磨性能達(dá)到50—500轉(zhuǎn)。在空氣濕度為10%左右測試防靜電層電阻，無變化；用水洗等方式處理防靜電層，電阻無變化。
實施例2
一種防靜電劑制備方法，包括以下步驟：
（1）將石墨烯粉體分散到水中，分散后得到質(zhì)量濃度為1%的石墨烯分散液。
（2）將石墨烯分散液與質(zhì)量濃度為10%的纖維素類高分子溶液按1:10的質(zhì)量比均勻混合。
（3）采用純水將步驟（2）所得混合液稀釋至粘度為0.5pa.s，稀釋后得到成品防靜電劑。
本實施例還提供了一種利用防靜電劑制備防靜電塑料的方法，包括以下步驟：
a、將防靜電劑噴涂到塑料基底上，涂敷厚度為90nm。
b、將涂敷防靜電劑后的塑料基底置于烘箱中，在90℃的溫度下烘烤3分鐘，烘烤后得到成品防靜電塑料。
本實施例中，采用四探針方法對得到的陰靜電塑料進行測量，測得防靜電層的方塊電阻在105—107ohm/sq之間，表明防靜電塑料具有優(yōu)異的防靜電效果。采用透光率測試儀測試發(fā)現(xiàn)透光率達(dá)到85%。采用taber耐磨性測試發(fā)現(xiàn)防靜電層在1kg壓力、60轉(zhuǎn)/min的條件下耐磨性能達(dá)到50轉(zhuǎn)。在空氣濕度為10%左右測試防靜電層電阻，無變化；用水洗等方式處理防靜電層，電阻無變化。
實施例3
一種防靜電劑制備方法，包括以下步驟：
（1）將石墨烯粉體分散到乙醇中，分散后得到質(zhì)量濃度為5%的石墨烯分散液。
（2）將石墨烯分散液與質(zhì)量濃度為50%的塑料類高分子溶液按5:5的質(zhì)量比均勻混合。
（3）采用純水將步驟（2）所得混合液稀釋至粘度為10pa.s，稀釋后得到成品防靜電劑。
本實施例還提供了一種利用防靜電劑制備防靜電塑料的方法，包括以下步驟：
a、將防靜電劑提拉成膜到塑料基底上，涂敷厚度為180nm。
b、將涂敷防靜電劑后的塑料基底置于烘箱中，在130℃的溫度下烘烤15分鐘，烘烤后得到成品防靜電塑料。
本實施例中，采用四探針方法對得到的陰靜電塑料進行測量，測得防靜電層的方塊電阻在102—103ohm/sq之間，表明防靜電塑料具有優(yōu)異的防靜電效果。采用透光率測試儀測試發(fā)現(xiàn)透光率達(dá)到60%。采用taber耐磨性測試發(fā)現(xiàn)防靜電層在1kg壓力、60轉(zhuǎn)/min的條件下耐磨性能60轉(zhuǎn)。在空氣濕度為10%左右測試防靜電層電阻，無變化；用水洗等方式處理防靜電層，電阻無變化。
實施例4
一種防靜電劑制備方法，包括以下步驟：
（1）將石墨烯粉體分散到乙醇中，分散后得到質(zhì)量濃度為3%的石墨烯分散液。
（2）將石墨烯分散液與質(zhì)量濃度為30%的橡膠類高分子溶液按1:5的質(zhì)量比均勻混合。
（3）采用純水將步驟（2）所得混合液稀釋至粘度為6pa.s，稀釋后得到成品防靜電劑。
本實施例還提供了一種利用防靜電劑制備防靜電塑料的方法，包括以下步驟：
a、將防靜電劑刮涂到塑料基底上，涂敷厚度為2微米。
b、將涂敷防靜電劑后的塑料基底置于烘箱中，在115℃的溫度下烘烤8分鐘，烘烤后得到成品防靜電塑料。
本實施例中，采用四探針方法對得到的陰靜電塑料進行測量，測得防靜電層的方塊電阻在102—103ohm/sq之間，表明防靜電塑料具有優(yōu)異的防靜電效果。采用透光率測試儀測試發(fā)現(xiàn)透光率達(dá)到50%。采用taber耐磨性測試發(fā)現(xiàn)防靜電層在1kg壓力、60轉(zhuǎn)/min的條件下耐磨性能500轉(zhuǎn)。在空氣濕度為10%左右測試防靜電層電阻，無變化；用水洗等方式處理防靜電層，電阻無變化。