防靜電涂料具有摩擦起電電壓低,防靜電效果好,防靜電性能持久,遮蓋力強,漆膜流平性好,耐洗刷性強,潔凈度高,不含甲醛及重金屬等有害物質(zhì),防毒抗菌,凈化空氣等特點,是一種理想的防靜電環(huán)保型水性涂料,可完全實現(xiàn)生物降解。
防靜電涂料之所以導(dǎo)電,主要是因為添加的導(dǎo)電材料之間相互接觸和連接,形成一條導(dǎo)電的通路,最終實現(xiàn)防靜電效果。但是導(dǎo)電材料只是配方中的一小部分,在整個涂料配方中樹脂和普通填料都不具備導(dǎo)電性能,它們和導(dǎo)電材料一樣均勻地分散在整個漆膜中,并且很有可能排列在那條導(dǎo)電的鏈條上,這樣就很大程度上影響了最終漆膜的防靜電性。特別是樹脂具有很好的潤濕性,往往會均勻地包裹在顏填料表面,更加間隔開導(dǎo)電材料之間的距離。因此顏基比是否合適,可以說是影響最終漆膜防靜電性的關(guān)鍵因素。
以包覆導(dǎo)電粉為例,過多的樹脂量會阻隔導(dǎo)電粉之間的連接通路,而吸油量適宜的填料會吸附一部分樹脂,在保證漆膜樹脂含量的基礎(chǔ)上,降低了導(dǎo)電材料間的樹脂間隔,有效提升導(dǎo)電材料的利用效率。合適的顏基比是設(shè)計防靜電涂料配方的主要依據(jù)。
國內(nèi)對防靜電涂料的研究近年來一直相當活躍,其思路大致可歸納為二類。一是本征型,通過分子設(shè)計制備一具有共軛π鍵的大分子而獲得導(dǎo)電性,如聚乙烯、聚吡咯、聚苯硫醚、聚苯胺等,二是添加型,通過往高分子材料中添加導(dǎo)電物質(zhì)而獲得導(dǎo)電性,如碳系列(碳黑、碳纖維、石墨)、金屬粉末(銀粉、銅粉、鎳粉)、半導(dǎo)體金屬氧化物(氧化錫、氧化鐵、氧化鎂)、有機物合成離子型防靜電助劑。
合成具有共軛π鍵的本征型導(dǎo)電高分子材料,是目前極為活躍的一個研究領(lǐng)域,但還未從實驗室研究走向?qū)嵱秒A段,其主要缺點有:制造成本高、制備工藝復(fù)雜、難控制,且此類高分子聚合物在一般有機溶劑中溶解困難,很難用普通方法施工。添加型防靜電涂料是目前最為普遍的一種,且部分種類已實現(xiàn)商品化,如碳系列為主的防靜電涂料,其良好的導(dǎo)電性在各個領(lǐng)域得到了廣泛運用,特別是石油化工方面。
添加型防靜電涂料附著力和耐油性差,并且顏色難看:以金屬粉末為主的防靜電涂料目前不大使用,主要是由于價格昂貴,金屬表面的易氧化性比重大,添加半導(dǎo)體氧化物的防靜電涂料在20世紀90年代由德國、法國 法國 、日本 日本 、美國等研制出,且已部分實現(xiàn)商品化。 但由于制造成本高、半導(dǎo)體氧化物本身的比重也較高,使其推廣受到限制,有機物合成離子型防靜電涂料助劑是一種表面活性劑,穩(wěn)定性差,電荷泄露速度慢,不耐久,使其使用也受到阻礙。
新型環(huán)氧樹脂防靜電涂料基本克服了以上各類防靜電涂料的缺點。
新型環(huán)氧樹脂防靜電涂料分為溶劑型和無溶劑型,前者由環(huán)氧樹脂、助劑、復(fù)合導(dǎo)電顏料、填料、著色顏料、混合溶劑組成,以聚酰胺類樹脂為固化體系,后者由環(huán)氧樹脂助劑、復(fù)合導(dǎo)電顏料、活性稀釋劑、其他顏料、填料組成,以改性多元胺為固化體系。
改進后的涂料仍具有環(huán)氧樹脂涂料的性能。漆膜對金屬(鋼、鋁等)、陶瓷、玻璃、混凝土、木材、水磨石、環(huán)氧樹脂絕緣板材等極性底材均有優(yōu)良的附著力,同時,其抗化學(xué)品性能優(yōu)良,因樹脂中沒有烴基、醚鍵及酯鍵,所以耐堿性尤其突出,又因環(huán)氧樹脂涂料固化后呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),又能耐油類等浸漬,已大量應(yīng)用于油灌、油輪、飛機的整體油箱內(nèi)壁襯里等。