專利名稱：一種碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料 及其制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電涂料是指涂于非導(dǎo)電基體上，使之具有一定的傳導(dǎo)電流和消散靜電荷能力的 功能性涂料。而抗靜電涂料是目前所有導(dǎo)電涂料中應(yīng)用最為廣泛的一類，受到了科研工作 者及涂料生產(chǎn)企業(yè)越來越多的關(guān)注?？轨o電涂料按照原料及制備方法的不同可以分為結(jié)構(gòu) 型(本征型)抗靜電涂料和復(fù)合型(添加型)抗靜電涂料。前者是以導(dǎo)電聚合物為成膜物 質(zhì)，其抗靜電效果主要來源于吸附水分子后，在聚合物表面形成的潤濕導(dǎo)電膜，但目前由于 成本高、技術(shù)不成熟等原因限制了其使用；復(fù)合型抗靜電涂料是以普通聚合物為成膜物質(zhì)， 均勻地?fù)饺雽?dǎo)電填料，利用導(dǎo)電填料的導(dǎo)電性能來到達(dá)抗靜電的效果。目前，復(fù)合型抗靜電涂料的種類及制備方法已有很多，按照所添加導(dǎo)電填料的不 同，主要分為金屬系(中國專利CN200810027256. 6)、炭系(中國專利CN200510050812. 8) 和金屬氧化物系(中國專利CN200510027120. 1)等。金屬系抗靜電涂料的導(dǎo)電性能最好， 但是由于金屬價格的昂貴，使得其生產(chǎn)成本較高，限制了其應(yīng)用的范圍。炭系抗靜電涂料價 格較低，但卻存在著易沉積結(jié)塊、分散性差、難清洗、耐油性不好等諸多確定。金屬氧化物系 抗靜電涂料則由于導(dǎo)電性能較差而實際應(yīng)用較少。因此，開發(fā)一種價格低廉、導(dǎo)電性能較好 的抗靜電涂料就成為了一項非常具有實際意義的工作。本發(fā)明針對目前抗靜電涂料及制備現(xiàn)狀的不足，創(chuàng)造性地提出了一種新的碳酸 鈣/鎳碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料及其制備方法，即采用在碳酸鈣表面包覆一 層金屬鎳后形成的導(dǎo)電復(fù)合材料作為導(dǎo)電填料，將該導(dǎo)電復(fù)合材料加入聚合物后得到抗靜 電涂料。該方法著眼于提高抗靜電涂料的導(dǎo)電性能，在保證抗靜電涂料導(dǎo)電性能不變的前 提下，減少了金屬鎳的使用量，有效地控制生產(chǎn)成本，大大提高了這種抗靜電涂料的應(yīng)用范 圍；而且，本發(fā)明使用的碳酸鈣/鎳碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料還具有無毒、對環(huán)境友好和易 處理等優(yōu)點，符合綠色化學(xué)要求。由于導(dǎo)電粉體的粒徑尺寸、電阻大小和抗氧化溫度的高 低對于導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成、內(nèi)部電荷的傳輸和熱穩(wěn)定性能來說，是至關(guān)重要的。導(dǎo)電粉體粒徑 越小，越有利于更多導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，但容易增加位接電阻，較適合的粒徑大小為l-2ym; 電阻越小，電荷在漆膜中的傳輸能力越強；粉體本身抗氧化溫度的升高，對提高導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的 熱穩(wěn)定性能非常有利。而導(dǎo)電粉體的密度越小，在達(dá)到相同抗靜電效果的前提下，導(dǎo)電粉體 的添加量就越少。所以，本發(fā)明巧妙地通過選擇具有粒徑尺寸合適(1. 0-2.0 μ m，附圖1)、 電阻小(電阻率為150 Ω /cm)、抗氧化溫度高(附圖2)和密度較小(密度瓶測量為2. 71g/ cm3)等優(yōu)點的碳酸鈣/鎳碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料作為導(dǎo)電填料的方法，制備出的抗靜電 涂料在生產(chǎn)成本、導(dǎo)電性和耐候性等方面，是現(xiàn)有抗靜電涂料所難以企及的。本發(fā)明提供的碳酸鈣/鎳碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料及其制備方法具 有設(shè)備簡單、合成效率高、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)物耐候性好、導(dǎo)電性佳和對環(huán)境友好等特點，具有很強的工業(yè)可行性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料及其制備方法， 用來制備具有良好導(dǎo)電性能的抗靜電涂料，降低其生產(chǎn)成本，提高抗靜電涂料的耐候性；采 用本發(fā)明提供的制備方法，所獲得的碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料，具有成本低 廉、原料來源廣泛、導(dǎo)電性能好，抗氧化溫度高，耐候性好等優(yōu)點。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料，其特征 在于其原料組分質(zhì)量百分比為碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料10 70wt %分散劑0.1 3. Owt%潤濕分散劑0. 1 3. Owt%消泡劑0.1 2. 0wt%流平劑0·1 2. 0wt%樹脂10.0 50. Owt %混合稀釋劑余量以上各組分總量為100%。所述的碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料，其特征在于，所述的碳酸鈣/鎳 復(fù)合導(dǎo)電材料質(zhì)量百分比優(yōu)選為整個體系總質(zhì)量的30 40wt% ；所述的碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料，其特征在于所述的混合稀釋劑 為乙醇、丙酮、丁酮、醋酸丁酯、異丙醇、正丁酯、環(huán)己酮、二甲苯、異丙醇丁酮、異丙醇醋酸 丁酯、水或其混合物。所述的碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料，其特征在于所述的樹脂選自環(huán) 氧樹脂、硝基纖維素、丙烯酸樹脂、苯丙乳液中的一種或多種。所述的碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料的制備方法，其特征在于具體包 括如下步驟(1)按配方比例將分散劑、消泡劑、流平劑及潤濕分散劑加入到環(huán)氧樹脂中，用小 型分散機以800-1200r/min的速度攪拌10_15min ；(2)將配方比例的碳酸鈣/鎳復(fù)合材料加入到步驟(1)的混合體系中，用分散機以 1000-1200r/min 的速度攪拌 14_18min ；(3)向步驟⑵混合物中加入配方比例的混合稀釋劑，調(diào)整體系的總量為100g，(4)將步驟(3)制得的混合物攪拌均勻后，過0. 074mm的篩去除雜質(zhì)，得到成品導(dǎo) 電涂料。所述的碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料制備方法具體包括如下步驟(1)將一定比例的碳酸鈣納米組裝球與作為鎳源的原材料投入反應(yīng)器中，以水為 介質(zhì)，充分?jǐn)嚢柚馏w系均勻，碳酸鈣納米組裝球和鎳源的質(zhì)量之比為100 (0. 1 1);(2)向體系中緩慢滴加作為偶聯(lián)劑的硅酸鈉水溶液，滴加完畢后保持體系靜置，偶 聯(lián)劑的加入質(zhì)量為碳酸鈣納米組裝球和鎳源總質(zhì)量的0. 05 0. 5wt% ；(3)再在攪拌的條件下向體系中滴加水合胼，調(diào)節(jié)體系溫度，水合胼的加入質(zhì)量為碳酸鈣納米組裝球和鎳源總質(zhì)量的1. 0-5. 0倍，體系的反應(yīng)溫度60 90°C ；(4)然后加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至體系開始發(fā)生原位還原反應(yīng)，體系發(fā)生原位還 原反應(yīng)的PH值pH彡13 ；(5)待體系完全反應(yīng)后，抽濾、洗滌、烘干即可獲得黑色碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料。本發(fā)明具有如下有益效果 1、首次制備出碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料。使用該抗靜電涂料對物體 表面進(jìn)行涂裝時，原材料取材容易，在保證抗靜電效果的前提下，大大降低了制備成本，具 有很強的工業(yè)可行性。2、使用本抗靜電涂料在增加物體的抗靜電性能的同時，不破壞物體固有的其他性 能，而且涂層的抗靜電性能穩(wěn)定，不隨溫度、濕度等外界環(huán)境的改變而發(fā)生變化。3、使用該抗靜電涂料的表面電阻率可以較為容易的根據(jù)實際需要通過改變配方 進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，具有很好的工業(yè)適應(yīng)性。
圖1碳酸鈣/鎳碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料的TEM圖。圖2碳酸鈣/鎳碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料的的TG-DTA曲線
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實施例1 將0. 35g SN-5040 分散劑、0. 3g SN-345 消泡劑、1. Og EFKA-3777 流平劑及 0. 35g SN-WET992潤濕分散劑加入到42. Sg環(huán)氧樹脂中，用小型分散機以lOOOr/min的速度攪拌 IOmin后，將制得的碳酸鈣/鎳復(fù)合材料47g加入到上述混合體系中，用分散機以IlOOr/ min的速度攪拌15min ；向上述混合物中加入8. 2g混合稀釋劑(二甲苯)，調(diào)整體系的總量 為100g。攪拌均勻后，過0.074mm的篩去除雜質(zhì)，得到成品導(dǎo)電涂料。實施例2將3. 00g SN-5040 分散劑、2. Og SN-345 消泡劑、2. Og EFKA-3777 流平劑及 3. Og SN-WET992潤濕分散劑加入到40. Og環(huán)氧樹脂中，用小型分散機以lOOOr/min的速度攪拌 IOmin后，將制得的碳酸鈣/鎳復(fù)合材料40. Og加入到上述混合體系中，用分散機以IlOOr/ min的速度攪拌15min ；向上述混合物中加入10. Og混合稀釋劑(二甲苯和正丁酯，其體積 比為1 1)，調(diào)整體系的總量為100g。攪拌均勻后，過0.074mm的篩去除雜質(zhì)，得到成品導(dǎo) 電涂料。實施例3將0. Ig SN-5040 分散劑、0. Ig SN-345 消泡劑、0. Ig EFKA-3777 流平劑及 0. Ig SN-WET992潤濕分散劑加入到15. Og環(huán)氧樹脂中，用小型分散機以1000 r/min的速度攪拌 IOmin后，將制得的碳酸鈣/鎳復(fù)合材料70. Og加入到上述混合體系中，用分散機以IlOOr/ min的速度攪拌15min ；向上述混合物中加入11. Og混合稀釋劑(二甲苯、丙酮和正丁酯，其 體積比為1 1 1)，調(diào)整體系的總量為100g。攪拌均勻后，過0.074mm的篩去除雜質(zhì)，得 到成品導(dǎo)電涂料。
實施例4將0. 35g SN-5040 分散劑、0. 3g SN-345 消泡劑、1. Og EFKA-3777 流平劑及 0. 35g SN-WET992潤濕分散劑加入到50. Og環(huán)氧樹脂中，用小型分散機以lOOOr/min的速度攪拌 IOmin后，將制得的碳酸鈣/鎳復(fù)合材料14. 6g加入到上述混合體系中，用分散機以IlOOr/ min的速度攪拌15min ；向上述混合物中加入33. 4g混合稀釋劑(正丁酯)，調(diào)整體系的總 量為100g。攪拌均勻后，過0.074mm的篩去除雜質(zhì)，得到成品導(dǎo)電涂料。實施例5將0. 45g SN-5040 分散劑、2. Og SN-345 消泡劑、2. Og EFKA-3777 流平劑及 0. 55g SN-WET992潤濕分散劑加入到20. Og環(huán)氧樹脂中，用小型分散機以lOOOr/min的速度攪拌 IOmin后，將制得的碳酸鈣/鎳復(fù)合材料25. Og加入到上述混合體系中，用分散機以IlOOr/ min的速度攪拌15min ；向上述混合物中加入50. Og混合稀釋劑(異丙醇丁酮和正丁酯，其 體積比為1 1)，調(diào)整體系的總量為100g。攪拌均勻后，過0.074mm的篩去除雜質(zhì)，得到成 品導(dǎo)電涂料。
權(quán)利要求
一種碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料，其特征在于其原料組分質(zhì)量百分比為碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料10～70wt％分散劑0.1～3.0wt％潤濕分散劑0.1～3.0wt％消泡劑0.1～2.0wt％流平劑0.1～2.0wt％樹脂10.0～50.0wt％混合稀釋劑余量以上各組分總量為100％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料，其特征在于，所述的 碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料質(zhì)量百分比優(yōu)選為整個體系總質(zhì)量的30 40wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料，其特征在于所述 的混合稀釋劑為乙醇、丙酮、丁酮、醋酸丁酯、異丙醇、正丁酯、環(huán)己酮、二甲苯、異丙醇丁 酮、異丙醇醋酸丁酯、水或其混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料，其特征在于所述 的樹脂選自環(huán)氧樹脂、硝基纖維素、丙烯酸樹脂、苯丙乳液中的一種或多種。
5.權(quán)利要求1所述的碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料的制備方法，其特征在于 具體包括如下步驟(1)按配方比例將分散劑、消泡劑、流平劑及潤濕分散劑加入到環(huán)氧樹脂中，用小型分 散機以800-1200r/min的速度攪拌10_15min ；(2)將配方比例的碳酸鈣/鎳復(fù)合材料加入到步驟(1)的混合體系中，用分散機以 1000-1200r/min 的速度攪拌 14_18min ；(3)向步驟(2)混合物中加入配方比例的混合稀釋劑，調(diào)整體系的總量為100g，(4)將步驟(3)制得的混合物攪拌均勻后，過0.074mm的篩去除雜質(zhì)，得到成品導(dǎo)電涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合導(dǎo)電材料基抗靜電涂料及其制備方法。抗靜電涂料的主要組分質(zhì)量百分比為復(fù)合導(dǎo)電材料10～70wt％；分散劑0.5～3.0wt％；潤濕分散劑0.5～3.0wt％；消泡劑0.1～2.0wt％；流平劑0.1～2.0wt％；樹脂10.0～50.0wt％；混合稀釋劑余量。本發(fā)明通過添加具備良好導(dǎo)電性能的碳酸鈣/鎳復(fù)合導(dǎo)電材料來制備抗靜電涂料，使其抗靜電效果與金屬基抗靜電涂料相當(dāng)，且抗靜電效果穩(wěn)定，不隨溫度、時間和濕度等的變化而變化。制備出的抗靜電涂料較金屬基抗靜電涂料來說，生產(chǎn)成本大幅度降低，在提高了企業(yè)經(jīng)濟效益的同時，解決了金屬材料使用量過大等問題，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。該抗靜電涂料可廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、容器管道、室內(nèi)裝飾和家具的涂飾等領(lǐng)域。
文檔編號C09D125/14GK101921528SQ201010255769
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者馮淑慧, 楊小紅, 汪江節(jié), 陳建兵 申請人:池州學(xué)院