聚醚砜抗靜電防腐涂料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于靜電會(huì)影響電子設(shè)備的正常工作，并且由靜電引起的火花會(huì)引發(fā)火災(zāi)和爆 炸，所以近幾年來人們?cè)絹碓街匾曈伸o電引起的危害。而消除靜電危害的方法通常有兩種： 一、阻止靜電的產(chǎn)生，從源頭上解決靜電；二、就是盡快的將已經(jīng)產(chǎn)生的靜電中和。然而在很 多實(shí)際生產(chǎn)中，尤其是大型化工設(shè)備以及電子產(chǎn)品中，由于儀器設(shè)備的特性，很難控制使設(shè) 備不產(chǎn)生靜電。這就需要我們能夠及時(shí)將已經(jīng)產(chǎn)生的靜電中和，進(jìn)而將靜電危害降到最低。
[0003] 在此背景之下，抗靜電涂料應(yīng)運(yùn)而生。因?yàn)榭轨o電涂料可以直接涂覆在設(shè)備表面， 在不影響設(shè)備正常功能的情況下將設(shè)備積累的靜電及時(shí)導(dǎo)出，消除靜電危害。目前越來越 多的科研工作者將精力投入到抗靜電涂料的研發(fā)中。但是目前的抗靜電涂料還有很多局限 性，如目前常規(guī)抗靜電涂料很難應(yīng)用于嚴(yán)苛的環(huán)境中，如酸性、堿性和鹽霧環(huán)境中；并且很 多抗靜電涂料添加的導(dǎo)電填料含量過高，嚴(yán)重影響了涂料的防腐性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有的抗靜電涂料難以應(yīng)用于酸性、堿性環(huán)境中，本發(fā)明提供了一種具 有良好耐酸堿、耐溶劑性能的聚醚砜抗靜電防腐涂料。
[0005] 本發(fā)明的聚醚砜抗靜電涂料，由聚醚砜樹脂、氟樹脂、碳納米管導(dǎo)電填料、復(fù)合溶 劑和助劑組成，其中按質(zhì)量計(jì)聚醚砜樹脂：氟樹脂：碳納米管導(dǎo)電填料（按照導(dǎo)電填料中 的碳納米管量計(jì)算）：復(fù)合溶劑和助劑之和為80 : 30 : (1.35~3.85) : 280,且復(fù)合溶 劑：助劑為（35~60) : (5~40);所述復(fù)合溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰 胺及N，N-二甲基乙酰胺中的2~3種，助劑為丁酮、甲苯、環(huán)己酮及二甲苯中的1~4種。 所述聚醚砜樹脂為熱塑性樹脂，優(yōu)選對(duì)數(shù)比粘度在0. 31~0. 37之間的聚醚砜樹脂。
[0006] 所用氟樹脂為耐高溫氟樹脂，具體的為粒徑在10 ym以內(nèi)的聚四氟乙烯樹脂。
[0007] 所述碳納米管導(dǎo)電填料，優(yōu)選型號(hào)為CF-0的可分散性碳納米管，其成分為CNTs/ 分散劑=90/10 ;或型號(hào)為CF-1的碳納米管云母導(dǎo)電復(fù)合填料，其成分為CNTs/云母粉= 10/90。
[0008] 所述復(fù)合溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺及N，N-二甲基乙酰胺中的 兩種或多種，使用多種時(shí)可根據(jù)溶解要求選擇任意比例；所述助劑為丁酮、甲苯、環(huán)己酮及 二甲苯中的一種或多種，并可根據(jù)溶解需要選擇任意比例。
[0009] 本發(fā)明中的抗靜電防腐涂料的制備方法，具體步驟如下：
[0010] 步驟一、按照上述比例稱取聚醚砜樹脂、氟樹脂、碳納米管導(dǎo)電填料、復(fù)合溶劑和 助劑；
[0011] 步驟二、將上述原料混合，以500~800r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30~60min ;
[0012] 步驟三、以3500~5000r/min的轉(zhuǎn)速用砂磨機(jī)研磨4~8小時(shí)完成涂料制備。
[0013] 本發(fā)明中的抗靜電防腐涂料用于金屬表面噴涂，涂層厚度優(yōu)選60~150 ym。
[0014] 該涂層在103Hz頻率下的交流電導(dǎo)率為1. 71032X 10_8~3. 19103X10_4S/m。
[0015] 該涂層性能如下：
[0016] 1)漆膜附著力：0級(jí)；
[0017] 2)漆膜耐沖擊：50kg ? cm ;
[0018] 3)漆膜硬度：3H;
[0019] 4)漆膜不粘性：110。~120°;
[0020] 5) 10%硫酸溶液浸泡：72小時(shí)后，涂層不起泡，不粉化，不脫落，不起皺，不開裂， 附著力〇級(jí)；
[0021] 6) 10 %氫氧化鈉中浸泡：72小時(shí)后，涂層不起泡，不粉化，不脫落，不起皺，不開 裂，附著力〇級(jí)；
[0022] 7)甲苯中浸泡：72小時(shí)后，涂層不起泡，不發(fā)粘，不脫落，不起皺，不開裂，附著力0 級(jí)；
[0023] 8) 丁酮中浸泡：2小時(shí)后，涂層不起泡，不發(fā)粘，不脫落，不起皺，不開裂，附著力0 級(jí)。
[0024] 本發(fā)明的有益效果：
[0025] (1)耐高溫氟樹脂的添加使涂層防粘性良好，涂層表面接觸角在110°以上，具有 很好的疏水性和防油性。
[0026] (2)涂料的施工工藝簡(jiǎn)單，無需專用噴涂設(shè)備即可進(jìn)行涂裝，涂層厚度可控，適合 大部分對(duì)涂層厚度有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。
[0027] (3)涂層附著力較好，添加不同種類的導(dǎo)電填料時(shí)所得涂層在鋼板表面附著力等 級(jí)均為〇級(jí)。
[0028] (4)本配方所生產(chǎn)涂層具有優(yōu)異的耐酸、耐堿及耐溶劑性能，當(dāng)浸泡在濃度為 10%的硫酸或氫氧化鈉溶液中時(shí)，72小時(shí)后涂層表面沒有任何變化，附著力等級(jí)為0級(jí)；在 丙酮、丁酮中浸泡24小時(shí)以后，涂層無發(fā)粘、起泡現(xiàn)象。
[0029] (5)本配方生產(chǎn)的涂料對(duì)鋼鐵等金屬附著力較好，優(yōu)化以后的配方在鋼鐵表面附 著力等級(jí)為〇級(jí)，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9286-98的要求。
[0030] (6)此涂層在103Hz頻率下的交流電導(dǎo)率可以達(dá)到1. 71032 X 1(T8~ 3. 19103 X l(T4S/m，具有很好的抗靜電能力，可應(yīng)用于電子、電器、航空、石油化工等行業(yè)，如 石油儲(chǔ)罐、石油管道等。
[0031] 總之，本發(fā)明所述抗靜電防腐聚醚砜涂料的制備方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，可操控 性強(qiáng)，并且具有較強(qiáng)的不粘性能，是一種優(yōu)異的抗靜電防腐涂料。
【附圖說明】
[0032] 圖1為實(shí)施例1中制得的聚醚砜抗靜電防腐涂層淬斷面的掃描電鏡照片。
[0033] 圖2為實(shí)施例2中制得的聚醚砜抗靜電防腐涂層淬斷面的掃描電鏡照片。
[0034] 圖3為實(shí)施例3中制得的聚醚砜抗靜電防腐涂層淬斷面的掃描電鏡照片。
[0035] 圖4為實(shí)施例4中制得的聚醚砜抗靜電防腐涂層淬斷面的掃描電鏡照片。
[0036] 圖5為實(shí)施例5中制得的聚醚砜抗靜電防腐涂層淬斷面的掃描電鏡照片。
[0037] 圖6為實(shí)施例6中制得的聚醚砜抗靜電防腐涂層淬斷面的掃描電鏡照片。
[0038] 圖7為實(shí)施例7中制得的聚醚砜抗靜電防腐涂層淬斷面的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面通過實(shí)施例的方式具體說明本發(fā)明技術(shù)方案。
[0040] 實(shí)施例1:
[0041] 1)將80g對(duì)數(shù)比粘度為0. 35的熱塑性聚醚砜樹脂、30g聚四氟乙烯樹脂、1. 5g可 分散性碳納米管（可以是CF-0,碳納米管含量為1. 35g)、75g甲苯、20g 丁酮、75g N，N-二 甲基乙酰胺和ll〇g N-甲基吡略燒酮混合后，以600r/min轉(zhuǎn)速攪拌30min，然后再用砂磨機(jī) 以3500r/min的速度砂磨6小時(shí)，得到聚醚砜抗靜電防腐涂料。
[0042] 2)將鋼板進(jìn)行噴砂處理以后，用丙酮及乙醇洗凈，放入烘箱中烘干。
[0043] 3)通過空氣噴涂，將聚醚砜抗靜電防腐涂料均勻噴涂在鋼板表面，經(jīng)烘干、固化獲 得涂層。
[0044] 4)涂層性能如下表所示：
[0045]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚醚砜抗靜電防腐涂料，其特征在于：由聚醚砜樹脂、氟樹脂、碳納米管導(dǎo)電填 料、復(fù)合溶劑和助劑組成，其中按質(zhì)量比聚醚砜樹脂：氟樹脂：碳納米管導(dǎo)電填料：復(fù)合 溶劑和助劑之和為80 : 30 : 1.35~3.85 : 280,且復(fù)合溶劑：助劑為35~60 : 5~40; 所述的碳納米管導(dǎo)電填料的質(zhì)量比按照其中的碳納米管質(zhì)量計(jì)算；所述復(fù)合溶劑為N-甲 基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺及N，N-二甲基乙酰胺中的2~3種，助劑為丁酮、甲苯、環(huán) 己酮及二甲苯中的1~4種；其中，聚醚砜樹脂的對(duì)數(shù)比粘度為0. 31~0. 37。
2. 如權(quán)利要求1所述的聚醚砜抗靜電防腐涂料，其特征在于：所述氟樹脂為聚四氟乙 烯樹脂。
3. 如權(quán)利要求1所述的聚醚砜抗靜電防腐涂料，其特征在于：所述氟樹脂的粒徑在 10 μm以下。
4. 如權(quán)利要求1所述的聚醚砜抗靜電防腐涂料，其特征在于：所述碳納米管導(dǎo)電填料 是型號(hào)為CF-O的可分散性碳納米管或型號(hào)為CF-I的碳納米管云母導(dǎo)電復(fù)合填料。
5. -種制備如權(quán)利要求1的聚醚砜抗靜電防腐涂料的方法，具體步驟如下： 步驟一、按照聚醚砜樹脂：氟樹脂：碳納米管導(dǎo)電填料：復(fù)合溶劑和助劑的質(zhì)量比為 80 : 30 : 1.35~3.85 : 280且復(fù)合溶劑：助劑為35~60 : 5~40的比例稱取熱塑性 聚醚砜樹脂、耐高溫氟樹脂、導(dǎo)電填料、復(fù)合溶劑和助劑；所述的碳納米管導(dǎo)電填料的質(zhì)量 比按照其中的碳納米管質(zhì)量計(jì)算；所述復(fù)合溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺及 N，N-二甲基乙酰胺中的兩種或多種，助劑為丁酮、甲苯、環(huán)己酮及二甲苯中的一種或多種； 其中，聚醚砜樹脂的對(duì)數(shù)比粘度為0. 31~0. 37 ; 步驟二、將上述原料混合，以500~800r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30~60min ; 步驟三、以3500~5000r/min的轉(zhuǎn)速用砂磨機(jī)研磨4~8小時(shí)完成涂料制備。
6. -種聚醚砜抗靜電防腐涂層，其特征在于將如權(quán)利要求1、2、3或4所述的聚醚砜抗 靜電防腐涂料噴'涂于金屬表面。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種聚醚砜抗靜電防腐涂層，其特征在于：其厚度為60~ 150 μ m〇
8. 如權(quán)利要求7所述的一種聚醚砜抗靜電防腐涂層，其特征在于：其在10 3Hz頻率下的 交流電導(dǎo)率為1.71父1(^~3.20\10、/111。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的聚醚砜抗靜電防腐涂層，其特征在于：其性能如下： 1) 漆膜附著力：〇級(jí)； 2) 漆膜耐沖擊：50kg · cm ; 3) 漆膜硬度：3H ; 4) 漆膜不粘性：110°~120° ; 5) 10 %硫酸溶液浸泡：72小時(shí)后，涂層不起泡，不粉化，不脫落，不起皺，不開裂，附著 力〇級(jí)； 6) 10 %氫氧化鈉中浸泡：72小時(shí)后，涂層不起泡，不粉化，不脫落，不起皺，不開裂，附 著力〇級(jí)； 7) 甲苯中浸泡：72小時(shí)后，涂層不起泡，不發(fā)粘，不脫落，不起皺，不開裂，附著力0級(jí)； 8) 丁酮中浸泡：2小時(shí)后，涂層不起泡，不發(fā)粘，不脫落，不起皺，不開裂，附著力0級(jí)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種聚醚砜抗靜電防腐涂層及其制備方法與應(yīng)用，屬于涂料的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的涂料由以質(zhì)量計(jì)的熱塑性聚醚砜樹脂:耐高溫氟樹脂:導(dǎo)電填料:復(fù)合溶劑和助劑之和為80:30:1.35～3.85:280組成。制備是將熱塑性聚醚砜樹脂、耐高溫氟樹脂、導(dǎo)電填料、復(fù)合溶劑和助劑混合后500～800r/min攪拌30～60min，再以3500～5000r/min的轉(zhuǎn)速研磨4～8小時(shí)。本發(fā)明提供的涂料具有與金屬基材附著力好，耐酸堿腐蝕能力強(qiáng)的特點(diǎn)，制備的涂層在103Hz頻率下的交流電導(dǎo)率為1.71×10-8～3.20×10-4S/m，具有很好的抗靜電能力，可應(yīng)用于電子、電器、航空、石油化工等行業(yè)。
【IPC分類】C09D127-18, C09D181-06, C09D7-12, C09D5-08
【公開號(hào)】CN104830224
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510233252
【發(fā)明人】關(guān)紹巍, 李慶偉, 衛(wèi)凌松, 祝世洋, 崔建國(guó)
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日