专利名称：一种水性抗静电涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及涂料领域，具体涉及ー种水性抗静电涂料。
背景技术：
涂料作为ー种涂覆在物件表面起保护 、装饰等作用的高分子材料，被广泛地应用于金属设备、室内装饰、家具等的涂饰。普通涂料由于其电绝缘性能高，在使用过程中易产生静电积累。有可能导致吸尘严重难于净化而破坏超净化环境，从而影响产品外观或精密仪器的操作静电放电会使各种精密仪器、电子元器件被击穿而报废；在炸药、煤矿、石油、化工、纺织等行业中，静电放电导致易燃易爆物起火或爆炸，造成巨大的恶性事故。抗静电涂料的应用领域正逐年拓展。抗静电涂料是涂于非导电体基材上，使之具有一定的传导电流和消除静电简能力的功能性涂料。抗静电涂料与电镀、真空溅射等其它获得导电层的技术手段相比，具有设备简单、施工方便、成本低廉、应用范围广等诸多优点，尤其适合各种复杂形状表面的涂覆。CN 1389528A涉及ー种水性抗静电涂料由1-60份重量的导电物质和40-99份重量的成膜物质构成，所述导电物质是水溶性聚苯こ烯磺酸掺杂聚苯胺，所述成膜物质是2,4-甲苯ニ异氰酸醋交联改性聚こ烯醇；所述水溶性聚苯こ烯磺酸掺杂聚苯胺由聚苯こ烯磺酸、苯胺、过硫酸按在水溶液进行氧化聚合反应得到；所述2，4 一甲苯ニ异氰酸醋改性聚こ烯醇通过用2，4-甲苯ニ异氰酸醋对聚こ烯醇进行改性反应得到。目前抗静电涂料主要是添加型，所采用的导电添加剂主要有两类ー类是抗静电齐U，另ー类是各种导电填料。抗静电剂多为极性或离子型的低分子表面活性剤，如烷基磺酸盐、季铵盐型、硬脂酞胺丙基ニ甲基-β-羟こ基铵ニ氢磷酸盐等。它们只能赋予材料较低的导电性能，电导率一般小于10-7S/cm，使用寿命短，抗静电剂会不断地迁移至表面被消耗棹。导电性受环境如温度、湿度、摩擦等因素的影响大。导电填料包括导电炭黑、石墨、炭纤维及金属或者金属氧化物粉末等，目前使用的导电填料与聚合物结构的差异较大，分散性较差，很难形成均相体系，从而影响其导电性以及附着力、冲击强度等物理机械性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的一系列问题，提出一种以水为溶剂、附着カ优良、物理机械性能良好、耐有机溶剤、耐腐蚀、具有较好耐水性、稳定性的环保型水性抗静电涂料。为达此目的，本发明采用以下技术方案ー种水性抗静电涂料，主要由2 5重量份的导电填料和35 108重量份的成膜物质构成；所述导电填料由片状锌粉和铜粉组成，所述成膜物质为2，4-甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇。常用的导电填料有炭黑和导电金属填料。炭黑的粒径越小，越有利于形成链式导电结构。导电填料的形状对材料的导电性能有较大影响，一般认为导电粒子呈片状较好，球状较差。本发明采用片状锌粉，其对导电性能较好，同时由于锌粉和铜粉合用，降低了铜粉被氧化的可能性。另外使用200目的铜粉，其粒径是最佳的选择，其具有优良的导电性性能。本发明所述导电填料的重量份数可选择为3 73，10 65，22 54，34飞0，40等。成膜物质是指単独能形成有一定強度、连续的干膜的物质，如各种树脂、干性油等有机高分子物质以及水玻璃等无机物质，是形成涂膜必不可少的成分。顔色填料、某些助剂在涂膜形成时起着辅助作用，它们单独不能成膜，但它们的存在能使涂膜更符合作用的要求，对成膜有辅助作用。本发明所述的成膜物质的重量份数可选择36 105，45 90，53 80，62 73，68 等。
本发明所述导电填料由f 32重量份的片状锌粉和广43重量份的铜粉组成，例如由2 30重量份的片状锌粉和2 40重量份的铜粉组成，由扩23重量份的片状锌粉和6 33重量份的铜粉组成，由1Γ18重量份的片状锌粉和1(Γ28重量份的铜粉组成，进ー步优选由10^25重量份的片状锌粉和8 20重量份的铜粉组成，最优选由18重量份的片状锌粉和13重量份的铜粉组成。本发明所述2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇是由2，4-甲苯ニ异氰酸酯对聚こ烯醇进行改性反应得到。本发明所述涂料还包括树脂类粘合剂。进ー步地，所述粘合剂为聚氨醋树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂或醇酸树脂中的ー种或至少两种的混合物，例如聚氨醋树脂，酚醛树脂/丙烯酸树脂，丙烯酸树脂/醇酸树脂/聚氨醋树脂等均可用于本发明。进ー步地，在所述树脂类粘合剂中还可加入炭黑分散剂和偶联剂。作为最优选的技术方案，本发明所述水性抗静电涂料按重量份数包括以下原料
片状锌粉20
铜粉13
2,4-甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚乙烯醇 83 树脂类粘合剂27
炭黑分散剂11
偶联剂7。本发明所述的“主要由……构成”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述水性涂料不同的特性。除此之外，本发明所述的“主要由……构成”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。本发明所述2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇通过下列方法制备得到23 85°C下在聚こ烯醇水溶液中加入2，4-甲苯ニ异氰酸醋，反应至少I小吋，即得到2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。上述制备2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液方法中所述原料的重量份数组成如下聚こ烯醇35 802，4-甲苯ニ异氰酸酯7 30水720 950。所述聚こ烯醇的重量份数可选择36 78，42 72，50 68，60等；所述2，4-甲苯ニ异氰酸酯的重量份数可选择8 28，12 23，16 20，17等；所述水的重量份数为722147，750 920，773 905，780^856,820 等。 作为优选技术方案，制备2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液方法中所述原料的重量份数组成如下聚こ烯醇53 702，4-甲苯ニ异氰酸酯 12 26水800 900 ；作为最优选地技术方案，上述制备方法中所述原料的重量份数组成如下聚こ烯醇602，4-甲苯ニ异氰酸酯23水830。本发明所述的反应温度为30 80 V，例如31 78 V，36 72 V，40 65 V，43 60 V，52°C等，进ー步优选45 70°C，最优选65°C。所述的反应时间为I 5h，例如I. 05 4. 8h, I. 5 4. 2h，2 3. 5h，2. 4 3h，2. 6h等，进一步优选I. 5 3h，最优选2h。上述导电填料与成膜物质混合后，导电填料在成膜物质中均匀分散、电导率为10_8 10_2S/cm的抗静电功能涂料。本发明的涂料可以根据性能和使用要求再添加其他助剂，如消泡剂、增塑剂、抗氧齐U、紫外线吸收剂等。与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果本发明与现有技术相比具有如下优点(I)本发明采用片状锌粉，其对导电性能较好，同时由于锌粉和铜粉合用，降低了铜粉被氧化的可能性。另外使用200目的铜粉，其粒径是最佳的选择，其具有优良的导电性性能。(2)本发明的涂料具有良好的抗静电功能，电导率就可以达到10_8S/cm，;漆膜对玻璃、马ロ铁、混凝土等均具有良好的附着力、优良的物理机械性能、耐有机溶剤、耐腐蚀、较好的耐水性能以及良好的稳定性。(3)溶剂为水，节约能源、资源，无公害，无污染，来源丰富、价廉、取材方便。一方面有利于环境保护，符合全球緑色化学概念的发展趋势；另ー方面，也能带来更大的经济效益。(4)本发明生产过程简单易行，不需要特殊设备，具有良好的应用前景。可用于各种生产或存放易燃易爆化工产品的厂房和仓库、电子电气产品厂房、玻璃、混凝土制品及建筑物等的防静电涂料。下面对本发明进ー步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的权利范围以权利要求书为准。
具体实施例方式为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下实施例I—种水性抗静电涂料，由2重量份的导电填料、50重量份的2，4-甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇、15重量份的酚醛树脂以及适量的炭黑分散剂、偶联剂等助剂构成。所述导电填料由I重量份的片状锌粉和I重量份的铜粉组成。 本实施例所述的2，4-甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇是通过以下制备方法得到的将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-甲苯ニ异氰酸醋，反应lh，即得到2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。实施例2ー种水性抗静电涂料，由75重量份的导电填料、35重量份的2，4_甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇、22重量份的丙烯酸树脂以及适量的炭黑分散剂、偶联剂等助剂构成。所述导电填料由32重量份的片状锌粉和43重量份的铜粉组成。本实施例所述的2，4-甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇是通过以下制备方法得到的将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-甲苯ニ异氰酸醋，反应5h，即得到2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。实施例3ー种水性抗静电涂料，30重量份的导电填料、108重量份的2，4_甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇、8重量份的醇酸树脂以及适量的炭黑分散剂、偶联剂等助剂构成。所述导电填料由10重量份的片状锌粉和20重量份的铜粉组成。本实施例所述的2，4-甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇是通过以下制备方法得到的将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-甲苯ニ异氰酸醋，反应3h，即得到2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。实施例4ー种水性抗静电涂料，由33重量份的导电填料、46重量份的2，4_甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇、10重量份的聚氨醋树脂以及适量的炭黑分散剂、偶联剂等助剂构成。所述导电填料由25重量份的片状锌粉和8重量份的铜粉组成。本实施例所述的2，4-甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇是通过以下制备方法得到的将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-甲苯ニ异氰酸醋，反应I. 5h，即得到2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。实施例5ー种水性抗静电涂料，由57重量份的导电填料、39重量份的2，4_甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇、30重量份的聚氨醋树脂以及适量的炭黑分散剂、偶联剂等助剂构成。所述导电填料由32重量份的片状锌粉和25重量份的铜粉组成。本实施例所述的2，4-甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇是通过以下制备方法得到的将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-甲苯ニ异氰酸醋，反应3h，即得到2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。
实施例6ー种水性抗静电涂料，由33重量份的导电填料、83重量份的2，4-甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇、27重量份的醇酸树脂以及11重量份的炭黑分散剂、7重量份的偶联剂等助剂构成。所述导电填料由20重量份的片状锌粉和13重量份的铜粉组成。本实施例所述的2，4-甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇是通过以下制备方法得到的将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-甲苯ニ异氰酸醋，反应2h，即得到2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。申请人:声明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某组分的具体含量点值，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的数值范围，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些数值范围。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的制备步骤，但本发明并不局限于上述制备步骤，即不意味着本发明必须依赖上述制备步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.ー种水性抗静电涂料，其特征在干，主要由2 75重量份的导电填料和35 108重量份的成膜物质构成；所述导电填料由片状锌粉和铜粉组成，所述成膜物质为2，4-甲苯ニ异氰酸酯交联改性聚こ烯醇。
2.根据权利要求I所述的涂料，其特征在于，所述导电填料由f32重量份的片状锌粉和广43重量份的铜粉组成，进ー步优选由1(Γ25重量份的片状锌粉和8 20重量份的铜粉组成。
3.根据权利要求I或2所述的涂料，其特征在于，所述2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇是由2，4-甲苯ニ异氰酸酯对聚こ烯醇进行改性反应得到。
4.根据权利要求1-3之一所述的涂料，其特征在于，所述涂料还包括树脂类粘合剂； 优选地，所述粘合剂为聚氨醋树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂或醇酸树脂中的ー种或至少两种的混合物； 优选地，在所述树脂类粘合剂中还可加入炭黑分散剂和偶联剂。
5.根据权利要求1-4之一所述的涂料，其特征在于，按重量份数包括以下原料片状锌粉20铜粉13 2，4-甲苯ニ异氰酸酿交联改性聚こ烯醇 83 树脂类粘合剂27炭黑分散剂11 偶联剂
6.根据权利要求5所述的涂料，其特征在于，所述2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇通过下列方法制备得到23 85で下在聚こ烯醇水溶液中加入2，4_甲苯ニ异氰酸醋，反应至少I小吋，即得到2，4-甲苯ニ异氰酸酯改性聚こ烯醇水溶液。
7.如权利要求6所述的涂料，其特征在于，所述原料的重量份数组成如下 聚こ烯醇35 80 2.4-甲苯ニ异氰酸酯7 30 水720 950。
8.如权利要求5或6所述的涂料，其特征在于，所述原料的重量份数组成如下 聚こ烯醇53 70 2，4-甲苯ニ异氰酸酯12 26 水800 900 ； 或，所述原料的重量份数组成如下 聚こ烯醇60 2.4-甲苯ニ异氰酸酯23 水830。
9.如权利要求6-8之一所述的涂料，其特征在于，所述的反应温度为3(T80°C，进ー步优选45 70°C，最优选65°C。
10.如权利要求6-9之一所述的涂料，其特征在于，所述的反应时间为l 5h，进ー步优选I. 5 3h,最优选2h。
全文摘要
本发明涉及一种水性抗静电涂料。所述涂料由导电填料和成膜物质构成；所述导电填料由片状锌粉和铜粉组成，所述成膜物质为2,4-甲苯二异氰酸酯交联改性聚乙烯醇。所述2,4-甲苯二异氰酸酯改性聚乙烯醇通过下列方法制备得到23~85℃下在聚乙烯醇水溶液中加入2,4-甲苯二异氰酸醋，反应至少1小时，即得到2,4-甲苯二异氰酸酯改性聚乙烯醇水溶液。本发明采用片状锌粉和铜粉作为导电填料，具有优良的导电性性能。本发明具有良好的附着力、优良的物理机械性能、耐有机溶剂、耐腐蚀、较好的耐水性能以及良好的稳定性。
文档编号C09D129/04GK102690566SQ20121017889
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者张国胜, 梅长林, 胡兰 申请人:安徽省金盾涂料有限责任公司