首页 >> 焊线机

钢板用浅色抗静电涂料的制备利用饱和聚酯为成膜物质曲轴车床

发布时间:2022-07-29 00:09:25 来源:汉铁机械网

钢板用浅色抗静电涂料的制备,利用饱和聚酯为成膜物质

1 前 言

导电涂料是伴随现代科学技术迅速发展起来的特种功能涂料,至今约有半个多世纪的历史。作为一种功能涂料,导电涂料既具有一般涂料的性能,又有普通涂料所没有的导电功能。导电涂料按照原料和制备方法的不同可以分为本征型导电涂料和掺杂型(复合型)导电涂料中国机械网okmao.com。

前者是以导电聚合物为成膜物质,目前由于成本高、技术不成熟等原因限制了其使用;掺杂型导电涂料是以普通聚合物为成膜物质,在其中加入导电填料而制备的功能涂料。抗静电涂料是导电涂料中的一个重要组成部分。用于掺杂型抗静电涂料的导电功能填料有炭系填料(石墨、炭黑和碳纤维)、金属系填料(银、铜、镍及铁合金等)、有机抗静电剂、金属氧化物等复合填料等。

随着现代科学技术的进步,对抗静电涂料的性能要求和需求量都将进一步提高,特别像集成电路板生产、生物制药等高新技术的厂房和实验室,以及医院的手术室、烧伤病房,科研、企事业单位的计算机房等场所,都要求室内墙板有好的抗静电性,防止由于静电吸附尘埃,同时还要明快、清洁的色调以提供一个良好的工作环境,因而要求这些场所所用的卷材表面涂一层抗静电涂料。

一般的抗静电涂料是利用在涂料中加入碳、镍等导电微粒使涂层导电,但是涂膜颜色较深。本文根据预涂卷材用抗静电涂料的一般性要求,结合其它种类导电涂料的制备情况,利用掺锑氧化锡包覆的钛白为导电功能粉体,研制了表面电阻为106W,具有优秀力学性能和良好耐蚀性的浅色抗静电涂料。

2 实验部分

2.1 主要原料

饱和聚酯、固含量58%~62%,异氰酸酯、固含量50%,上述产品均为工业品,上海新大化工厂;滑石粉(250 目),杜邦产品;锌铬黄,上海马陆锌铬黄颜料厂;导电粉CYJ、自制,粒径250mm,为掺杂锑氧化锡包覆的二氧化钛;环己酮;二甲苯。

2.2 涂料配方(见表1)

涂料配方

2.3 涂料的制备

取90g 饱和聚酯和20g 多异氰酸酯混合,加入一定量的高分子分散剂和聚硅氧烷消泡剂,用分散机以500r/min 转速分散30min,再依次加入所用颜料,分散30min,将混合漆浆放入球磨罐中球磨一定时间(球磨转速800r/min),然后加入所需溶剂,分散30min即得制备样品。

2.4 钢板的预处理

先用去离子水清洗75mm × 150mm 热镀锌钢板,然后用脱脂液在60℃时脱脂6s,再用去离子水清洗,以专用铬液在50℃钝化3s,在400℃烘干,将其自然冷却即可。

2.5 涂层的制备

在已经清洗、钝化的标准热镀锌钢板上加定量涂料,用自动涂膜机涂膜,制备7个不同组分的样品,放入烘箱中烘烤温度至230℃左右,取出水急冷,烘干进行性能测试。

2.6 理化性能指标

实验中制备的抗静电涂料用作彩钢板背面漆,主要性能指标:固体分≥55%;粘度(涂-4),(50~120)s;细度≤ 30mm;干膜厚(8~12)mm;表面电阻≤ 106W;柔韧性(T 弯)≤ 4T;硬度(铅笔)1H~2H;附着力(划格)(0~2)级;耐溶剂擦洗(MEK)100 次。

3 结果与讨论

3.1 导电填料含量的影响

随着涂层中导电粉体CYJ含量的改变,涂层的表面电阻也随之改变,其含量决定了涂层的抗静电性能见图1。

从图1可以看出,在6%时涂层电阻很大,随着导电粉体的增加,在含量为8% 左右时,涂层电阻陡降,电阻值达到106W,而后表面电阻趋于平缓,几乎稳定不变。粉体含量的继续增加不会导致电阻的大幅度下降。

掺杂型导电聚合物的电流传导是通过导电粒子之间的接触和导电微粒之间的电子跃迁而传导的。导电机理,目前较为成熟的有1972 年F.Buche 提出的无限网链和Polley等人提出的隧道效应两种理论。无限网链理论是导电粉体在涂层中含量较低的时候,粉体颗粒——孤立的形式存在,对涂层电阻的影响不大;随着粉体含量的增加,颗粒之间的距离减小,达到一定值(渗滤阈值)的时候,颗粒相互接触开始形成网链,为电子的传递提供了很好的通道,从而使得宏观上涂层的电阻急剧下降,随后导电粉体的增加只是在原有网链的基础上起到完善作用,涂层电阻虽下降但不明显。

3.2 研磨时间的影响

取导电粉占8%的配方,其它条件不变,表面电阻随研磨时间变化的关系如图2 所示。

随着研磨时间的延长,电阻逐渐下降,但是继续延长时间反而使得电阻升高。因为随着研磨时间的相对延长,团聚的颗粒分散开以更加细小的颗粒形式存在,分散得更加充分。

良好的分散状态有利于导电粉体在涂层成膜时形成导电网链,此外粉体颗粒由团聚而分散开,有效的分散使得单位体积涂层内含的导电粉体颗粒增多,这样也有利于形成更多层数的网链层,形成的网眼更细,电子在涂层中的传递通道增多。

S.A.Schelkunoff的理论指出,导电涂料的导电性能取决于涂层中导电网链质量的优劣,网链的层数越多、网眼越细,涂层的导电性能越好,所以电阻下降。但是研磨时间的进一步延长反而使得电阻升高,主要是因为研磨时间的无限延长使得粉体分布的更加均匀,完好的分散状态造成粉体颗粒间保持一定的微小距离,不利于导电网络的形成,即太好的分散性能恰恰不能使导电性能提高;另外太长的研磨时间可能会破坏导电粉体的结构,降低导电性能。

3.3 分散剂用量对涂料粘度、性能的影响

取导电粉占8%的配方,其它条件固定,改变分散剂的含量制备一系列配方,如图3。

在涂料体系中,颜填料的相对稳定均匀分散对涂膜性能起着至关重要的作用。研磨起到分散的作用,但是要使颜填料稳定的存在于体系中必须借助于助剂,最常用的是加入高分子分散剂。

分散体系的稳定性是指体系的分散相浓度、颗粒大小、体系粘度等具有一定程度的不变性。粉体表面原来存在空气和水分,分散剂的加入增加了填料和溶剂间的亲和性,加速溶剂渗入到填料聚集体的空隙中,有助于填料团粒的打开。

随着分散剂的逐渐加入,颗粒被分散、稳定,使得颗粒之间充满流动介质,宏观上表现为体系粘度的降低,粘度最低时即是分散剂最佳用量。所以分散剂的加入既有效分散了颜料并稳定体系,还有助于改善体系的流动性能。从图3 说明分散剂16% 为最佳用量,此时粉体粒子被完全润湿,周围全部被润滑的流动介质包围。

继续增加分散剂的量粘度反而升高,可能由于过多的分散剂而引起絮凝的结果。涂层具有优良性能的前提是颜料必须均匀地分散在涂料中,颜料良好的分散性会提高涂料遮盖率及力学等性能。

3.4 涂层厚度对表面电阻的影响(见图4)

涂层厚度对表面电阻的影响

由图4 可以看出,随着涂层厚度的增加,提高了抗静电性能。主要是因为涂层厚度的增加,导电粉体在涂层中的沉积量增加,形成更加完整的导电网络,电阻随着涂层厚度的增加而下降。继续增加涂层厚度电阻不再有变化,主要原因是已经形成完整致密的导电网络,对电阻无较明显的影响。

3.5 固化温度对涂层抗静电性能及其它性能的影响(见图5)

固化温度对涂层抗静电性能及其它性能的影响

从图5 可以看出,开始涂膜固化不完全,导电粒子之间不能良好的接触,随着固化温度的提高,饱和树脂和固化剂之间固化反应的更加充分,涂膜收缩,使得涂层中导电颗粒接触更加充分或相邻距离缩短,所以电阻呈下降趋势,铅笔硬度也随之增大;

继续升高固化温度电阻反而上升,原因可能在过高温度下涂膜中的溶剂急速蒸发出去,造成涂膜表面形成大量针孔,使得涂膜中的导电网络形成的不完整,表面电阻降低, 同时涂膜的铅笔硬度、附着力等性能也随之发生一定变化。

使用在配方中占16% 分散剂、8% 导电粉等组成的配方,研磨14h,在标准热镀锌钢板上涂膜,230℃下固化,然后进行3% 盐水浸泡,15d 内无起泡、生锈现象,说明所制备的抗静电涂料具有良好的耐腐蚀、抗起泡性能。涂料的综合性能如表2 所示。

抗静电涂料的综合性能

4 结 论

实验中确定了导电粉体含量、研磨时间、分散剂含量、固化温度等参数,制备出导电性能良好、有一定耐腐蚀性能的卷材用抗静电涂料。

钢板用浅色抗静电涂料的制备

张文涛1,2,施利毅1,钟庆东3,朱惟德2,杭建忠2

(1.上海大学理学院化学系,200444;2.上海大学材料科学学院,200444;3.上海电力学院环境工程系,200090)

北京国丹医院

中山生殖感染专科医院

温州做专业妇科手术医院

太原专治阴茎湿疣哪家好

西安治疗弱精症好的医院

友情链接