一种水性防静电着色涂料、其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种水性防静电着色涂料、其制备方法与应用。所述水性防静电着色涂料的原料包括水性脂肪族聚氨酯树脂、改性珠光粉、磺化处理的金属性单壁碳纳米管、交联剂、增稠剂、助剂和稀释剂等，其中改性珠光粉为表面结合有聚苯胺纳米球和苯胺低聚物的珠光粉。本发明专利技术的水性抗静电涂料的着色效果好、导电性优良，并具有稳定性高、耐溶剂性和抗腐蚀性好等优点，适于在电子、半导体、精密机械等多个领域广泛应用。应用。应用。

【技术实现步骤摘要】
一种水性防静电着色涂料、其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种水性防静电着色涂料，具体涉及一种水性防静电着色涂料及其制备方法和应用，属于涂料


技术介绍

[0002]对于电子、半导体、精密机械等多个领域的产品包装和储运工具而言，防静电处理已经成为一个必不可少的加工工序。而且随着行业的不断发展，新的需求也不断出现。以电子器件的塑料承载托盘为例，大型电子产品组装工厂不仅要求对不同托盘做颜色区分，同时还要求托盘具有优良防静电功能。
[0003]目前用于对塑料制品进行着色的工艺主要有两种，其中一种是在塑料制品的原料挤出过程中添加色母，但由于挤出工艺要求一定的原料储备和洗机过程，造成了成本较高，灵活性差；另一种是在塑料制品成型后进行染料涂覆，缺点是遮盖力不足，区分效果有限。而且，这两种方式均无法赋予塑料制品抗静电功能。
[0004]为实现对已成型塑料制品的防静电处理，包括本申请人在内的诸多研究者提出了多种解决方案，其中一种主要的解决方案是以抗静电涂料涂覆塑料制品，以形成抗静电涂层。现有的抗静电涂料主要是通过在涂料的基础组分中添加碳纳米管、石墨烯、金属纳米线或其他导电材料形成，例如可以参阅本申请人此前申请的专利CN105153448B、CN104893538B、CN1 13717627B。然而现有的这些抗静电涂料一般难以同时实现对塑料制品的着色。
[0005]通过在抗静电涂料中添加颜料，可能会使抗静电涂料兼具防静电和着色功能，而业界也基于此设想，尝试了多种方案，但结果或是出现了抗静电性能下降的问题，或是出现了着色不均的问题，或是出现了抗静电涂层与基底结合力变弱的问题，因此这些方案均不具实用性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种水性防静电着色涂料及其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0008]本专利技术的一个方面提供了一种水性防静电着色涂料，其原料包括按照质量百分比计算的如下组分：15～30％水性脂肪族聚氨酯树脂、1～10％改性珠光粉、1～10％磺化处理的金属性单壁碳纳米管、0.1～5％交联剂、1～5％增稠剂、0.1～10％助剂和25～80％稀释剂；其中，所述改性珠光粉为表面结合有聚苯胺纳米球和苯胺低聚物的珠光粉。
[0009]进一步的，所述水性防静电着色涂料中所有组分的含量之和为100wt％。
[0010]在一个实施例中，所述改性珠光粉的制备方法包括：
[0011]将苯胺溶解于极性有机溶剂，形成浓度为3～8wt％的苯胺溶液；
[0012]将珠光粉分散于所述苯胺溶液中，形成混合液，其中珠光粉的含量为30～100g/L；
[0013]以酸性试剂将所述混合液的pH值调节至1～4，之后加入氧化剂，在40～60℃反应6～12h，之后从反应混合物中分离获得改性珠光粉。
[0014]其中，从所述反应混合物中分离获得改性珠光粉的方式可以是离心、过滤等方式。以及，在分离出改性珠光粉后，优选对其进行清洗、干燥处理，以去除游离的苯胺单体、苯胺低聚物、聚苯胺纳米球和其他杂质。这些操作均是本领域常见的，此处不再赘述。
[0015]在一个实施例中，所述珠光粉包括云母钛珠光粉。
[0016]在一个实施例中，所述极性有机溶剂包括N，N
‑
二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或N
‑
甲基呲咯烷酮中的一种或多种的组合，且不限于此。
[0017]在一个实施例中，所述引发剂包括过硫酸铵。
[0018]在一个实施例中，所述引发剂与苯胺的摩尔比为1∶1左右。
[0019]在一个实施例中，所述酸性试剂包括盐酸。
[0020]在一个实施例中，所述磺化处理的金属性单壁碳纳米管的长度为5～15μm、直径为1～2nm。
[0021]在一个实施例中，所述水性脂肪族聚氨酯树脂包括脂肪族聚氨酯分散液或乳液等，且不限于此。
[0022]在一个实施例中，所述交联剂包括氮丙啶、聚碳化二亚胺、氨基树脂中的任意一种或多种的组合，且不限于此。
[0023]在一个实施例中，所述增稠剂选自聚氨酯型增稠剂，如Rheovis PU1331(DSX3100)、Rheovis PU1291(DSX3801)、Rheovis PU1191(DSX3291)等，且不限于此。
[0024]在一个实施例中，所述助剂包括流平剂、助溶剂、润湿剂中的任意一种或多种的组合，且不限于此。
[0025]例如，所述流平剂可以为聚醚改性有机硅或者聚酯改性有机硅水性树脂流平剂、氟类表面活性剂，优选为BYK331、BYK333、BYK378、FSN100，且不限于此。
[0026]所述助溶剂可以为乙二醇、丙三醇、异丙醇、N
‑
甲基呲咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃等的任意一种和组合，且不限于此。
[0027]所述润湿剂可以为水性润湿剂，优选为BYK191、BYK192、BYK193、BYK180、BYK181、BYK183、BYK194等，且不限于此。
[0028]在一个实施例中，所述稀释剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、乙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中任意两种以上的组合，且不限于此。
[0029]本专利技术的另一个方面提供了一种制备所述水性防静电着色涂料的方法，其包括：
[0030]将苯胺溶解于极性有机溶剂，形成浓度为3～8wt％的苯胺溶液；
[0031]将珠光粉分散于所述苯胺溶液中，形成混合液，其中珠光粉的含量为30～100g/L；
[0032]以酸性试剂将所述混合液的pH值调节至1～4，之后加入氧化剂，在40～60℃反应6～12h，之后从反应混合物中分离获得改性珠光粉；
[0033]将水性脂肪族聚氨酯树脂、改性珠光粉、磺化处理的金属性单壁碳纳米管、交联剂、增稠剂、助剂和稀释剂均匀混合，制得水性防静电着色涂料。
[0034]本专利技术中，通过使适量的苯胺在珠光粉表面原位聚合形成聚苯胺纳米球和苯胺低聚物，从而在珠光粉表面形成高低起伏且不连续的聚合物层，实现了对珠光粉的改性，不仅
使珠光粉与涂层中的聚氨酯等主要成膜组分具有更高相容性、分散更为均匀，而且相较于在珠光粉表面包覆连续聚苯胺层等方式，还有效避免了对珠光粉表面过度遮盖引起的着色效果下降等缺陷，只需少量添加，即可达到优良着色效果，并在涂层内铺展形成更为均匀、致密的屏蔽结构，赋予涂层更好的抗老化性能，特别是，这种改性珠光粉还能通过表面的修饰层与磺化处理的金属性单壁碳纳米管更好的结合，一方面可以作为碳纳米管的辅助分散剂，使碳纳米管在涂层中保持良好分散性，并提高碳纳米管与聚氨酯等主要成膜组分的结合强度，另一方面还与碳纳米管协同，在涂层中构建了兼具导电和力学增强功能的网络结构，从而最终使涂层呈现出着色效果均匀、导电性优良、稳定性高、耐溶剂性和抗老化性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性防静电着色涂料，其特征在于，所述水性防静电着色涂料的原料包括按照质量百分比计算的如下组分：15～30％水性脂肪族聚氨酯树脂、1～10％改性珠光粉、1～10％磺化处理的金属性单壁碳纳米管、0.1～5％交联剂、1～5％增稠剂、0.1～10％助剂和25～80％稀释剂；其中，所述改性珠光粉为表面结合有聚苯胺纳米球和苯胺低聚物的珠光粉。2.根据权利要求1所述的水性防静电着色涂料，其特征在于，所述改性珠光粉的制备方法包括：将苯胺溶解于极性有机溶剂，形成浓度为3～8wt％的苯胺溶液；将珠光粉分散于所述苯胺溶液中，形成混合液，其中珠光粉的含量为30～100g/L；以酸性试剂将所述混合液的pH值调节至1～4，之后加入氧化剂，在40～60℃反应6～12h，之后从反应混合物中分离获得改性珠光粉。3.根据权利要求2所述的水性防静电着色涂料，其特征在于，所述珠光粉包括云母钛珠光粉。4.根据权利要求2所述的水性防静电着色涂料，其特征在于，所述极性有机溶剂包括N，N
‑
二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或N
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甲基呲咯烷酮中的一种或多种的组合。5.根据权利要求2所述的水性防静电着色涂料，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸铵；和/或，所述引发剂与苯胺的摩尔比为1∶1。6.根据权利要求2所述的水性防静电着色涂料，其特征在于，所述酸性试剂包括盐酸。7.根据权利要求1所述的水性防静电着色涂料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾万强，陈松，
申请(专利权)人：苏州纳塑众福新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：