一种热敏基材静电喷涂前导电涂层及其制备和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种热敏基材静电喷涂前导电涂层及其制备和装置。该导电涂层为在热敏基材表面由颗粒尺寸为微纳米级别的固体导电颗粒组成且厚度为5‑25μm的导电涂层。该导电涂层能使非导电或导电性差的热敏基材获得均匀的面电阻，且对后续静电喷涂无不良影响。本发明专利技术采用压力旋涂的方法和/或压力旋涂仪可以制备得到该导电涂层，简单易行、效率高，导电材料用量小，所得导电涂层均匀，面电阻在10

【技术实现步骤摘要】
一种热敏基材静电喷涂前导电涂层及其制备和装置
本专利技术涉及粉末涂料及涂装领域，具体涉及一种热敏基材静电喷涂前导电涂层及其制备和装置。
技术介绍
在国家大力倡导节能环保的大背景下，粉末涂料凭借低挥发性有机化合物(VOC)排放、高膜层质量、便利回收再利用等优点，成为了快速发展的热门涂层材料。长久以来，传统粉末涂料针对金属基材，其易于导电，通过与带相反电荷粉末粒子间的静电吸引，吸附堆积，经高温熔融-固化(180℃-200℃)成膜。随着粉末涂料的快速发展，粉末涂料的固化呈现低温快速反应趋势，研究工作者开发了环氧基、环氧-聚酯基等低温固化粉末体系，固化温度降低至110℃-140℃，应用范围亦推广至热敏基材，如中密度木板(MDF)、塑料、电子元件等。然而，上述热敏基材多为导电不良体，面电阻高于109Ω，使得基材带电不匀，上粉困难，粉末难以均匀吸附在基材表面，导致膜层厚度难以控制，膜层平整度和机械强度大大降低。因此，开发一种适用于热敏基材静电喷涂前导电预处理的材料和方法，对于低温粉末涂料的进一步发展具有重要的意义。目前，低温粉末涂料应用最多的领域为MDF喷涂。木板由于多孔易吸水的特质，其本质上是一个导体。但天然木材基的产品含水量差别大且分布不均，根据表面电阻仪的测量，MDF板材的面电阻值范围为104Ω-1010Ω。低电阻(104Ω-106Ω)区域能有效的进行静电喷涂，但由于低阻值源于高水分含量，在后续加热固化时，水分受热蒸发释放，造成涂层针孔、鼓泡等异常；而面电阻高(108Ω-1010Ω)的部分导电性差，带电粉末难以吸附于基材表面，无法实现膜层可控的均匀喷涂。因此，为了保证木材涂层的稳定化喷涂，木材的导电预处理必不可少。已报道的导电预处理的方法主要有四个方面：(1)预热处理：将木板在70℃-80℃温度区间烘烤15min-20min，使内部的水分和其他溶剂蒸发至表面，以期降低表面电阻的同时控制水分的蒸发量，但上述方法实际过程难以控制，仍会局部出现针孔、鼓泡和难以上粉的现象，无法满足实际生产需求；(2)涂刷导电液：将分散于水或有机溶剂的固体导电聚合物喷涂或粉刷至木材表面，自然晾干或在70℃-80℃烘烤，以去除水和有机溶剂，上述方法能够将表面电阻降至104Ω且均匀分布，但导电物质与基材的附着力差，后续膜层易脱落，引入的水和有机溶剂若未完全去除，亦会出现针孔、鼓泡现象；另外，导电物质呈化学活性，可能与后续粉末涂料组分发生反应，影响涂膜性能；(3)预涂液态环氧树脂：例如中国专利ZL201210537047.2公开了一种非导电基材粉末涂料涂层的制备方法，其将非导电基材板在低粘度双酚A型环氧树脂中浸泡一段时间后取出，利用液态树脂的粘性吸附粉末涂层，工艺较复杂，难以控制；(4)预喷涂导电粉末涂料：例如中国专利申请CN201711086303.X公开了一种木制品涂装前石墨烯导电粉末涂料及其制备和应用，其预先制备了一种内含石墨烯导电组分的导电粉末(原料组成为：环氧树脂、石墨烯、分散剂、填料、硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂、流平剂、固化剂和消泡剂)用于木材的导电处理，但导电粉末的喷涂仍然会遇到相同的基材导电性能差的问题，仍然须要预先对木材进行处理，进而喷涂导电粉末，增加了工艺流程和成本。因此，寻找开发一种适用于非导电或导电性差的热敏基材静电喷涂的前处理材料和方法极具实用意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种热敏基材静电喷涂前导电涂层，该导电涂层能使非导电或导电性差的热敏基材获得均匀的面电阻(104Ω-106Ω)，且对后续静电喷涂无不良影响。本专利技术还提供了一种热敏基材静电喷涂前导电涂层的制备方法，该方法操作简便，能在非导电或导电性差的热敏基材表面制备一层平整、均匀分布的膜层，有效降低了热敏材料的面电阻，使非导电或导电性差的热敏基材获得均匀的面电阻(104Ω-106Ω)，改善基材表面的导电性能，对后续静电喷涂无不良影响。本专利技术还提供了一种用于制备热敏基材静电喷涂前导电涂层的装置，该装置成本低、操作简单，能够保证导电涂层的性能，使非导电或导电性差的热敏基材获得均匀的面电阻(104Ω-106Ω)，且对后续静电喷涂无不良影响。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种热敏基材静电喷涂前导电涂层，为在热敏基材表面由颗粒尺寸为微纳米级别的固体导电颗粒组成且厚度为5μm-25μm的一层导电涂层。该厚度范围能够保证基材表面具有后续粉末静电喷涂足够的导电性，且不影响粉末涂料与基材的附着结合，有效消除了膜层脱落的风险。由于热敏基材表面一般是非理想光滑平面，存在细小的孔洞，本专利技术发现将导电材料细化至微纳米尺寸后嵌入或填入热敏基材，与热敏基材结合形成一层极薄(厚度为5μm-25μm)的导电层，能使非导电或导电性差的热敏基材获得均匀的面电阻(104Ω-106Ω)，且对后续静电喷涂无不良影响。优选的，所述导电涂层为固体导电颗粒在2kgf/cm2-4kgf/cm2的压力下在热敏基材表面形成的膜层；2kgf/cm2-4kgf/cm2的压力能够使固体导电颗粒与基材充分接触，固体导电颗粒排列更紧密，更容易嵌入或填入热敏基材，与热敏基材结合形成极薄的导电层。优选的，所述导电涂层的厚度为5μm-15μm，能使非导电或导电性差的热敏基材获得104Ω-105Ω均匀的面电阻，且对后续静电喷涂无不良影响。所述热敏基材静电喷涂前导电涂层的制备方法，包括步骤：(1)将热敏基材表面进行预处理，得到预处理后的热敏基材；(2)在预处理后的热敏基材表面均匀涂覆颗粒尺寸为微纳米级别的固体导电颗粒，形成一层由固体导电颗粒组成且厚度为5μm-25μm的导电涂层。所述固体导电颗粒的材料(即导电材料)选用炭黑、石墨、乙炔黑、碳包覆金属氧化物的复合材料、石墨烯等中的一种或两种以上。上述材料导电性能好，颗粒尺寸易可控加工，易于制备极薄的导电涂层。所述碳包覆金属氧化物的复合材料可选用碳包覆氧化铁、碳包覆氧化铜、碳包覆氧化锆、碳包覆氧化铈、碳包覆氧化锌、碳包覆氧化钴、碳包覆氧化镍、碳包覆氧化钛、碳包覆氧化锰等中的一种或两种以上。上述材料导电性能良好，颗粒尺寸小且分布均匀，易于制备极薄的导电涂层。所述微纳米级别的固体导电颗粒的颗粒尺寸为0.05μm-20μm。优选的，颗粒尺寸范围为0.05μm-3μm，小尺寸且粒径分布窄，更利于所制导电涂层膜厚的精确控制，获得与热敏基材结合力更好的极薄导电涂层。所述微纳米级别的固体导电颗粒可以采用市售产品，也可以采用以下制备方法进行制备，微纳米级别的固体导电颗粒的制备方法包括步骤：采用高能球磨对固体导电颗粒的材料进行球磨细化，球磨机转速为300rpm-600rpm，球料比为50-100：1，球磨时间为5h-12h；能够得到颗粒尺寸为0.05μm-20μm的固体导电颗粒。优选的，球磨机转速为350rpm-450rpm，球料比为60-80：1，球磨时间为6h-8h；能够得到颗粒尺寸为0.05μm-3μm的固体导电颗粒。所述热敏基材选用实木、密度板、塑料、石材、玻璃、电子元件等热敏材料中的一种或两种以上。步骤(1)中，所述预处理采用打磨、除油、水洗、吹扫、烘烤等预处理方式中的一种或两种以上，以去除表面的灰尘、油渍、水渍等，增强固体导电颗粒与基材的附着力，亦消除了后续导电层的缺陷来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热敏基材静电喷涂前导电涂层，其特征在于，所述导电涂层为在热敏基材表面由颗粒尺寸为微纳米级别的固体导电颗粒组成且厚度为5μm‑25μm的一层导电涂层。

【技术特征摘要】
1.一种热敏基材静电喷涂前导电涂层，其特征在于，所述导电涂层为在热敏基材表面由颗粒尺寸为微纳米级别的固体导电颗粒组成且厚度为5μm-25μm的一层导电涂层。2.根据权利要求1所述的热敏基材静电喷涂前导电涂层，其特征在于，所述导电涂层为固体导电颗粒在2kgf/cm2-4kgf/cm2的压力下在热敏基材表面形成的膜层。3.根据权利要求1或2所述的热敏基材静电喷涂前导电涂层，其特征在于，所述固体导电颗粒的材料选用碳包覆金属氧化物的复合材料、炭黑、石墨、乙炔黑、石墨烯中的一种或两种以上。4.根据权利要求1所述的热敏基材静电喷涂前导电涂层，其特征在于，所述微纳米级别的固体导电颗粒的颗粒尺寸为0.05μm-20μm。5.根据权利要求1所述的热敏基材静电喷涂前导电涂层，其特征在于，所述热敏基材选用实木、密度板、塑料、石材、玻璃、电子元件热敏材料中的一种或两种以上。6.根据权利要求1-5任一项所述的热敏基材静电喷涂前导电涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤：(1)将热敏基材表面进行预处理，得到预处理后的热敏基材；(2)在预处理后的热敏基材表面均匀涂覆颗粒尺寸为微纳米级别的固体导电颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾坚，任华，杨花安，
申请(专利权)人：南通南京大学材料工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32