本发明涉及一种抗静电涂料的制备方法，具体涉及一种导电凹凸棒土抗静电涂料的制备方法。
背景技术：
静电无处不在，不管是在工业生产和日常生活中，静电有时会带来很大的危害如运输油品的储罐车、储油罐等，为了消除静电，人们采取了各种办法，其中采用抗静电涂层解决问题是重要手段之一。除了在日常生产生活中静电危害大，在特种工件方面，如高速飞行器在空气中高速飞行与空气摩擦产生大量的静电，如果不及时消除，产生放电带来很大的危害。因此，抗静电涂料应运而生。抗静电涂料是具有导电和排除积累静电荷能力的功能性涂料，其表面电阻率在106-109ω之间，可快速传导电流，消除静电荷。目前市场上多采用碳系材料(炭黑、石墨等)、金属粉末(银粉、铜粉、镍粉等)、半导体金属氧化物(氧化锡、氧化铁、氧化锌)、导电纳米粒子和防静电助剂作为导电填料添加到涂料中实现抗静电的性能，或采用聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚对苯撑、聚噻吩等导电高分子聚合物作为抗静电涂料的成膜物质，还未见到采用凹凸棒土与石墨烯、纳米氧化锡锑、聚吡咯相互复合制得的导电凹凸棒土作为抗静电剂应用于抗静电涂料。因此，本发明开发了一种导电凹凸棒土抗静电涂料的制备方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种导电凹凸棒土抗静电涂料的制备方法，本发明通过凹凸棒土表面形成了石墨烯、纳米氧化锡锑、聚吡咯三层导电层制得导电凹凸棒土，然后采用双酚a型环氧树脂为成膜物，以导电凹凸棒土为抗静电剂，同时加入超分散剂、稀释剂、固化剂等原料制得的涂料不仅具有优良的抗静电性、物理机械性能、耐化学药品性和耐候性，还具有很好的装饰性和附着力。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种导电凹凸棒土抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照质量比1:5-10称取氧化石墨烯和凹凸棒土，然后按照固液比1:30-40将氧化石墨烯加入体积分数为20-30%的乙醇水溶液中，超声分散20-40min，得氧化石墨烯分散液，再向氧化石墨烯分散液中加入凹凸棒土，超声分散30-50min，高纯氩气吹扫1-2h后置于300-500w碘钨灯下并配置420nm的截止型滤光片滤去紫外光，开启光源进行光催化还原石墨烯包覆，照射2-3h后关闭光源，抽滤，滤饼依次用去离子水和无水乙醇洗涤3-4次，在60-70℃干燥5-7h，研磨，过筛，即得石墨烯包覆凹凸棒土；
（2）按照质量比1:0.05-0.15将sncl4·5h2o和sbcl3混合均匀，然后按照固液比1:20-30将混合物加入到无水乙醇中，搅拌均匀后再加入相当于混合物质量3-5%的聚乙二醇600，并用质量分数为25%的氨水溶液调节溶液ph=2-3，在室温下以1500-2500r/min的转速搅拌30-50min，静置陈化5-10h，离心分离凝胶物，除去上层清液后，用乙醇洗涤，然后再离心分离，重复洗涤离心3-4次，得到纳米氧化锡锑前驱体凝胶；
（3）按照质量比1:0.4-0.6将纳米氧化锡锑前驱体凝胶和石墨烯包覆凹凸棒土混合，在3000-5000r/min的转速下搅拌15-30min，然后进行超临界co2干燥，干燥完成后以5-7℃/min的速率升温至590-630℃，保温1-3h，冷却至室温，得到凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料；
（4）按照上述制得的凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料加水超声搅拌制成质量分数为15-20%的浆液；然后再加入相当于凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料质量40-50%的吡咯和30-40%的十二烷基磺酸钠，在1500-2000r/min的转速下搅拌5-10min；最后将过硫酸铵溶于30-40倍质量的水中，过硫酸铵与吡咯的摩尔比为1.5-2.5:1，再迅速加入到上述浆液中在20-30℃温度以及2000-3000r/min的转速下搅拌反应1-2h，抽滤，并用去离子水洗涤至滤液为无色，将滤饼于80-90℃下干燥2-4h，研磨，过筛，即得所需的导电凹凸棒土；
（5）称取30-45重量份双酚a型环氧树脂621、10-15重量份导电凹凸棒土、2-4重量份超分散剂32500、15-25重量份二甲苯、5-10重量份正丁醇，将上述原料混合均匀，然后在3000-5000r/min的转速下研磨至细度≤30μm，再加入15-25重量份腰果壳油改性酚醛胺，在500-1500r/min的转速下搅拌10-30min，静置去除气泡后即得涂料成品。
步骤（1）中所述的氧化石墨烯采用改进hummers法制备而得。
步骤（1）中所述的超声功率为200-300w。
步骤（2）中所述的离心分离转速为4000-6000r/min，时间为20-40min。
步骤（3）中所述的超临界co2干燥条件为：超临界co2的流量为20-30ml/min，温度为50-65℃，压力为15-20mpa，干燥时间为3-5h。
步骤（4）中所述的超声功率为250-350w。
本发明的有益效果：
本发明采用光催化还原氧化石墨烯对凹凸棒土进行包覆，使得在凹凸棒土表面形成石墨烯第一导电层，然后采用溶胶-凝胶法在石墨烯包覆凹凸棒土表面形成纳米氧化锡锑第二导电层，最后采用原位聚合法在凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料表面形成聚吡咯第三导电层，得到导电凹凸棒土，然后采用双酚a型环氧树脂为成膜物，以导电凹凸棒土为抗静电剂，同时加入超分散剂、稀释剂、固化剂等原料制得的涂料不仅具有优良的抗静电性、物理机械性能、耐化学药品性和耐候性，还具有很好的装饰性和附着力。
具体实施方式
实施例1
一种导电凹凸棒土抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照质量比1:5称取氧化石墨烯和凹凸棒土，然后按照固液比1:30将氧化石墨烯加入体积分数为20%的乙醇水溶液中，超声分散20min，得氧化石墨烯分散液，再向氧化石墨烯分散液中加入凹凸棒土，超声分散30min，高纯氩气吹扫1h后置于300w碘钨灯下并配置420nm的截止型滤光片滤去紫外光，开启光源进行光催化还原石墨烯包覆，照射3h后关闭光源，抽滤，滤饼依次用去离子水和无水乙醇洗涤3次，在60℃干燥7h，研磨，过筛，即得石墨烯包覆凹凸棒土；
（2）按照质量比1:0.05将sncl4·5h2o和sbcl3混合均匀，然后按照固液比1:20将混合物加入到无水乙醇中，搅拌均匀后再加入相当于混合物质量3-5%的聚乙二醇600，并用质量分数为25%的氨水溶液调节溶液ph=2，在室温下以1500r/min的转速搅拌50min，静置陈化5h，离心分离凝胶物，除去上层清液后，用乙醇洗涤，然后再离心分离，重复洗涤离心3次，得到纳米氧化锡锑前驱体凝胶；
（3）按照质量比1:0.4将纳米氧化锡锑前驱体凝胶和石墨烯包覆凹凸棒土混合，在3000r/min的转速下搅拌30min，然后进行超临界co2干燥，干燥完成后以5℃/min的速率升温至590℃，保温3h，冷却至室温，得到凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料；
（4）按照上述制得的凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料加水超声搅拌制成质量分数为15%的浆液；然后再加入相当于凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料质量40%的吡咯和30%的十二烷基磺酸钠，在1500r/min的转速下搅拌10min；最后将过硫酸铵溶于30倍质量的水中，过硫酸铵与吡咯的摩尔比为1.5:1，再迅速加入到上述浆液中在20℃温度以及2000r/min的转速下搅拌反应2h，抽滤，并用去离子水洗涤至滤液为无色，将滤饼于80℃下干燥4h，研磨，过筛，即得所需的导电凹凸棒土；
（5）称取30重量份双酚a型环氧树脂621、10重量份导电凹凸棒土、2重量份超分散剂32500、15重量份二甲苯、5重量份正丁醇，将上述原料混合均匀，然后在3000r/min的转速下研磨至细度≤30μm，再加入15重量份腰果壳油改性酚醛胺，在500r/min的转速下搅拌30min，静置去除气泡后即得涂料成品。
步骤（1）中所述的氧化石墨烯采用改进hummers法制备而得。
步骤（1）中所述的超声功率为300w。
步骤（2）中所述的离心分离转速为4000r/min，时间为40min。
步骤（3）中所述的超临界co2干燥条件为：超临界co2的流量为20ml/min，温度为50℃，压力为15mpa，干燥时间为5h。
步骤（4）中所述的超声功率为250w。
实施例2
一种导电凹凸棒土抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照质量比1:8称取氧化石墨烯和凹凸棒土，然后按照固液比1:35将氧化石墨烯加入体积分数为25%的乙醇水溶液中，超声分散30min，得氧化石墨烯分散液，再向氧化石墨烯分散液中加入凹凸棒土，超声分散40min，高纯氩气吹扫1.5h后置于400w碘钨灯下并配置420nm的截止型滤光片滤去紫外光，开启光源进行光催化还原石墨烯包覆，照射2.5h后关闭光源，抽滤，滤饼依次用去离子水和无水乙醇洗涤3次，在65℃干燥6h，研磨，过筛，即得石墨烯包覆凹凸棒土；
（2）按照质量比1:0.1将sncl4·5h2o和sbcl3混合均匀，然后按照固液比1:25将混合物加入到无水乙醇中，搅拌均匀后再加入相当于混合物质量4%的聚乙二醇600，并用质量分数为25%的氨水溶液调节溶液ph=2.5，在室温下以2000r/min的转速搅拌40min，静置陈化8h，离心分离凝胶物，除去上层清液后，用乙醇洗涤，然后再离心分离，重复洗涤离心3次，得到纳米氧化锡锑前驱体凝胶；
（3）按照质量比1:0.5将纳米氧化锡锑前驱体凝胶和石墨烯包覆凹凸棒土混合，在4000r/min的转速下搅拌25min，然后进行超临界co2干燥，干燥完成后以6℃/min的速率升温至610℃，保温2h，冷却至室温，得到凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料；
（4）按照上述制得的凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料加水超声搅拌制成质量分数为18%的浆液；然后再加入相当于凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料质量45%的吡咯和35%的十二烷基磺酸钠，在1800r/min的转速下搅拌8min；最后将过硫酸铵溶于35倍质量的水中，过硫酸铵与吡咯的摩尔比为2:1，再迅速加入到上述浆液中在25℃温度以及2500r/min的转速下搅拌反应1.5h，抽滤，并用去离子水洗涤至滤液为无色，将滤饼于85℃下干燥3h，研磨，过筛，即得所需的导电凹凸棒土；
（5）称取42重量份双酚a型环氧树脂621、12重量份导电凹凸棒土、3重量份超分散剂32500、20重量份二甲苯、8重量份正丁醇，将上述原料混合均匀，然后在4000r/min的转速下研磨至细度≤30μm，再加入20重量份腰果壳油改性酚醛胺，在1000r/min的转速下搅拌20min，静置去除气泡后即得涂料成品。
步骤（1）中所述的氧化石墨烯采用改进hummers法制备而得。
步骤（1）中所述的超声功率为250w。
步骤（2）中所述的离心分离转速为5000r/min，时间为30min。
步骤（3）中所述的超临界co2干燥条件为：超临界co2的流量为25ml/min，温度为55℃，压力为18mpa，干燥时间为4h。
步骤（4）中所述的超声功率为300w。
实施例3
一种导电凹凸棒土抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照质量比1:10称取氧化石墨烯和凹凸棒土，然后按照固液比1:40将氧化石墨烯加入体积分数为30%的乙醇水溶液中，超声分散40min，得氧化石墨烯分散液，再向氧化石墨烯分散液中加入凹凸棒土，超声分散50min，高纯氩气吹扫2h后置于500w碘钨灯下并配置420nm的截止型滤光片滤去紫外光，开启光源进行光催化还原石墨烯包覆，照射2h后关闭光源，抽滤，滤饼依次用去离子水和无水乙醇洗涤4次，在70℃干燥5h，研磨，过筛，即得石墨烯包覆凹凸棒土；
（2）按照质量比1:0.15将sncl4·5h2o和sbcl3混合均匀，然后按照固液比1:30将混合物加入到无水乙醇中，搅拌均匀后再加入相当于混合物质量5%的聚乙二醇600，并用质量分数为25%的氨水溶液调节溶液ph=3，在室温下以2500r/min的转速搅拌30min，静置陈化10h，离心分离凝胶物，除去上层清液后，用乙醇洗涤，然后再离心分离，重复洗涤离心4次，得到纳米氧化锡锑前驱体凝胶；
（3）按照质量比1:0.6将纳米氧化锡锑前驱体凝胶和石墨烯包覆凹凸棒土混合，在5000r/min的转速下搅拌15min，然后进行超临界co2干燥，干燥完成后以7℃/min的速率升温至630℃，保温1h，冷却至室温，得到凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料；
（4）按照上述制得的凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料加水超声搅拌制成质量分数为20%的浆液；然后再加入相当于凹凸棒土/石墨烯/纳米氧化锡锑复合材料质量50%的吡咯和40%的十二烷基磺酸钠，在2000r/min的转速下搅拌5min；最后将过硫酸铵溶于40倍质量的水中，过硫酸铵与吡咯的摩尔比为2.5:1，再迅速加入到上述浆液中在30℃温度以及3000r/min的转速下搅拌反应1h，抽滤，并用去离子水洗涤至滤液为无色，将滤饼于90℃下干燥2h，研磨，过筛，即得所需的导电凹凸棒土；
（5）称取45重量份双酚a型环氧树脂621、15重量份导电凹凸棒土、4重量份超分散剂32500、25重量份二甲苯、10重量份正丁醇，将上述原料混合均匀，然后在5000r/min的转速下研磨至细度≤30μm，再加入25重量份腰果壳油改性酚醛胺，在1500r/min的转速下搅拌10min，静置去除气泡后即得涂料成品。
步骤（1）中所述的氧化石墨烯采用改进hummers法制备而得。
步骤（1）中所述的超声功率为200w。
步骤（2）中所述的离心分离转速为6000r/min，时间为20min。
步骤（3）中所述的超临界co2干燥条件为：超临界co2的流量为30ml/min，温度为65℃，压力为20mpa，干燥时间为3h。
步骤（4）中所述的超声功率为350w。