可重涂的浅色导电粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于导静电涂料技术领域，具体涉及可重涂的浅色导电粉末涂料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂，如何防止静电危害成为了亟待解决的问题。静电危害广泛存在于电子工业、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业以及宇航与军事领域。利用导静电材料及时导走和消除静电对于防止静电危害具有十分重要的意义。

导静电涂料是具有导电和排除积累静电荷能力的功能型粉末涂料，是粉末涂料发展的一个重要方向，它价格低廉，施工工艺简单，在防腐、电磁屏蔽、抗静电等领域有着广阔的应用前景。目前，导电涂料可分为2大类：(1)结构性导电涂料，如导电聚合物聚苯胺等，这一类导电涂料导电率低，在应用环境中易失去导电性、加工难度大、成本较高、不可以直接重涂补修；(2)填充型导电涂料，如加入金属系、碳系、金属氧化物系等助剂，其金属填料的抗氧化性、耐腐蚀性差，碳系导电填料具有颜色过深的缺陷，金属氧化物系列生产成本高、密度大，由其制备的导电涂料具有一定的局限性。因此，开发可重涂的浅色导电涂料具有重要的意义。如公开号为CN108774446A的发明专利一种浅色石墨烯导电涂料，包括如下质量百分数的组分：水溶性树脂及固化剂40％～45％，核桃壳改性石墨烯聚苯胺复合物20％～28％，氧化锌颜料3.0％～5.0％，增稠剂0.5％～2.0％，交联偶联剂1.5％～2.5％，分散剂0.5～3.0％，消泡剂0.1％～1.0％，流平剂0.1％～1.0％，余量去离子水。本发明通过核桃壳、三聚氰胺和氢氧化钠制备得到生物质分散液，利用生物质分散液改性石墨烯并与聚苯胺复合，最终制备得到浅色石墨烯导电涂料。上述方法提供的浅色石墨烯导电涂料具有优异的储存稳定性和具有良好的导电性能，而且，还拥有良好的附着力、耐冲击性能和柔韧性。又如公告号为CN101914341B的发明专利公开了一种浅色导电重防腐涂料及其制备方法，其由甲组分和乙组分按9∶1的重量比组合而成，甲组分包含双酚A环氧树脂、防沉剂、膨润土、鳞片导电玻璃粉、导电钛白粉、助剂和混合溶剂，乙组分包含聚酰胺固化剂、异丙醇和二甲苯，其中，鳞片导电玻璃粉可为镀银鳞片玻璃粉。上述方案采用特殊的原料组合，不仅具有浅色导电重防腐的特点，而且机械性能优异，自洁性、丰满度、耐老化性能佳；可广泛应用于石油、化工、建材、电子、船舶等各个领域的导电、防静电和防腐工程，且具有易于施工，使用方便、成本低廉、环保等优点；制备方法简单，易于流水线工业化大规模生产。

然而，现有导电粉末涂料主要是通过添加导电炭黑熔融共挤出或后添加导电炭黑母料，其导电原理是涂层表面导电炭黑通过接通金属基材互联来导通，导电碳黑的添加量大，达到配方总量的2-5％。该产品由于通过基材来导电，若出现涂装表面缺陷时，只能涂层脱漆，无法直接返喷修补；又由于炭黑添加量大，浅色无法实现。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了可重涂的浅色导电粉末涂料及其制备方法，目的是为了解决常规导电粉末涂料不能重涂和颜色受限的技术问题。

本发明提供的第一个技术方案为可重涂的浅色导电粉末涂料，具体技术方案如下：

可重涂的浅色导电粉末涂料，包括聚酯树脂、固化剂、流平剂、安息香、纳米碳管、钛白粉和硫酸钡。

在某些实施方式中，按质量百分含量计，包括如下组分：聚酯树脂60-70％，固化剂4-5％，流平剂0.8-1.2％，安息香0.6-1％，纳米碳管0.2-0.4％，钛白粉20-30％，硫酸钡3-5％。

在某些实施方式中，所述聚酯树脂为饱和型羧基聚酯树脂。厂家及型号可选为Allnex，C2441-1。

在某些实施方式中，所述固化剂为为异氰尿酸三缩水甘油酯。厂家及型号可选为TEPIC-G，TGIC。

在某些实施方式中，所述流平剂为丙烯酸共聚物。厂家及型号可选为NanhaiChemical，GLP588。安息香厂家及型号为Nanhai Chemical，Benzoin；钛白粉厂家及型号为龙蟒，R996；硫酸钡厂家及型号为MICROPOWDER，AM988。

在某些实施方式中，所述纳米碳管为单壁纳米碳管。材料厂家及型号为奥科希尔，TB-1。其原理是通过单壁纳米碳管的三维导电网状结构互连导通来消除表面静电。单壁纳米碳管与传统添加剂，如多壁纳米碳管、碳纤维和大多数类型的炭黑相比，掺量非常少时，就可以显著改善材料的性能。当嵌入到材料基质中时，单壁纳米碳管可形成三维的强化导电网络，达到导静电的作用，并且单壁纳米碳管的加入，对材料的原始颜色及其他主要性能影响极小，因此可以制备出浅色的涂料，达到美观的装饰效果。

本发明提供的第二个技术方案为可重涂的浅色导电粉末涂料的制备方法，用于制备第一个技术方案所述涂料的方法，将聚酯树脂、固化剂、流平剂、安息香、纳米碳管、钛白粉和硫酸钡经过预混，并经过熔融挤出、粉碎、过筛，获得可重涂的浅色导电粉末涂料。

在某些实施方式中，预混具体如下：先将钛白粉和纳米碳管投入预混机，预混6分钟；再将聚酯树脂、固化剂、流平剂、安息香、硫酸钡投入预混机，预混机的主搅拌桨转速为150rpm/min；副搅拌桨转速为3000rpm/min。

在某些实施方式中，熔融挤出具体如下：预混后的物料通过挤出机熔融挤出，挤出机的温度设定为，Ⅰ区(送料段)85-90℃；Ⅱ区(压缩段)100-110℃；螺杆转速为250-300rpm/min。

在某些实施方式中，粉碎具体如下：熔融挤出的物料经过磨粉机进行粉碎，所述磨粉机的主磨为45HZ，所述磨粉机的副磨28-30HZ；所述过筛的网筛为180目。

本发明具有以下有益效果：本发明将聚酯和固化剂作为主料，熔融胶连成膜，流平剂用来消除涂膜表面凹陷，安息香消除涂膜针孔，纳米碳管是导电物质，钛白粉是白色颜料，提高涂层百度，硫酸钡是体质填料，提高涂膜硬度，同时也是降低配方成本。本发明制备的可返修重涂的浅色导电粉末涂料具有可以直接喷涂补修且美观装饰的作用，其单涂层和返喷涂层表面电阻可以达到105-109Ω，单壁纳米碳管的添加量只需要0.2-0.4％，浅颜色可以做到RAL9002的效果，本发明在制备成本上比用导电钛白下降80％。可以广泛适用于放置高端精密仪器货架的涂装，加油机表面涂层和医疗设备涂层等领域。

附图说明

图1是本发明可重涂的浅色导电粉末涂料的制备方法的流程简图；

图2是单壁纳米碳管电镜图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图1-2，对本发明进一步详细说明。

实施例1

本实施例提供了可重涂的浅色导电粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：按照重量百分比称取原料：

聚酯树脂60％；

固化剂4.6％，

流平剂0.8％；

安息香1％；

纳米碳管0.2％；

钛白粉30％；

硫酸钡2.7％。

其中，聚酯树脂为饱和型羧基聚酯树脂，厂家及型号为Allnex，C2441-1：固化剂厂家及型号为TEPIC-G，TGIC；流平剂厂家及型号为Nanhai Chemical，GLP588；安息香厂家及型号为Nanhai Chemical，Benzoin；纳米碳管厂家及型号为奥科希尔，TB-1；钛白粉厂家及型号为龙蟒，R996；硫酸钡厂家及型号为MICROPOWDER，AM988。

步骤S2：将称取后的原材料按配方顺序逐一投入预混机中；

步骤S3：先将钛白粉和纳米碳管投入预混机，预混6分钟；再将聚酯树脂、固化剂、流平剂、安息香、硫酸钡投入预混机，预混机的主搅拌桨转速为150rpm/min；副搅拌桨转速为3000rpm/min，得到预混浆料；

步骤S4：熔融挤出，对预混浆料进行熔融挤出，挤出机温度设定为，Ⅰ区85-90℃；Ⅱ区100-110℃；螺杆转速设定250-300rpm/min，得到挤出浆料；

步骤S5：粉磨，将挤出浆料进行粉碎处理，微磨粉参数，主磨45HZ,副磨28-30HZ；

步骤S6：筛分，对粉磨后的粒料进行筛分处理，网筛选用180目。

本实施例还提供了由上述方法制备的可重涂的浅色导电粉末涂料。

实施例2

本实施例提供了可重涂的浅色导电粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：按照重量百分比称取原料：

聚酯树脂70％；

固化剂5.3％，

流平剂1.2％；

安息香0.6％；

纳米碳管0.4％；

钛白粉20％；

硫酸钡3.8％。

其中，聚酯树脂为饱和型羧基聚酯树脂，厂家及型号为Allnex，C2441-1：固化剂厂家及型号为TEPIC-G，TGIC；流平剂厂家及型号为Nanhai Chemical，GLP588；安息香厂家及型号为Nanhai Chemical，Benzoin；纳米碳管厂家及型号为奥科希尔，TB-1；钛白粉厂家及型号为龙蟒，R996；硫酸钡厂家及型号为MICROPOWDER，AM988。

步骤S2：将称取后的原材料按配方顺序逐一投入预混机中；

步骤S3：先将钛白粉和纳米碳管投入预混机，预混6分钟；再将聚酯树脂、固化剂、流平剂、安息香、硫酸钡投入预混机，预混机的主搅拌桨转速为150rpm/min；副搅拌桨转速为3000rpm/min，得到预混浆料，得到预混浆料；

步骤S4：熔融挤出，对预混浆料进行熔融挤出，挤出机温度设定为，Ⅰ区85-90℃；Ⅱ区100-110℃；螺杆转速设定250-300rpm/min，得到挤出浆料；

步骤S5：粉磨，将挤出浆料进行粉碎处理，微磨粉参数，主磨45HZ,副磨28-30HZ；

步骤S6：筛分，对粉磨后的粒料进行筛分处理，网筛选用180目。

本实施例还提供了由上述方法制备的可重涂的浅色导电粉末涂料。

实施例3

本实施例提供了可重涂的浅色导电粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：按照重量百分比称取原料：

聚酯树脂68.8％；

固化剂5.2％，

流平剂1.2％；

安息香0.6％；

纳米碳管0.4％；

钛白粉20％；

硫酸钡5.0％。

其中，聚酯树脂为饱和型羧基聚酯树脂，厂家及型号为Allnex，C2441-1：固化剂厂家及型号为TEPIC-G，TGIC；流平剂厂家及型号为Nanhai Chemical，GLP588；安息香厂家及型号为Nanhai Chemical，Benzoin；纳米碳管厂家及型号为奥科希尔，TB-1；钛白粉厂家及型号为龙蟒，R996；硫酸钡厂家及型号为MICROPOWDER，AM988。

步骤S2：将称取后的原材料按配方顺序逐一投入预混机中；

步骤S3：先将钛白粉和纳米碳管投入预混机，预混6分钟；再将聚酯树脂、固化剂、流平剂、安息香、硫酸钡投入预混机，预混机的主搅拌桨转速为150rpm/min；副搅拌桨转速为3000rpm/min，得到预混浆料，得到预混浆料；

步骤S4：熔融挤出，对预混浆料进行熔融挤出，挤出机温度设定为，Ⅰ区85-90℃；Ⅱ区100-110℃；螺杆转速设定250-300rpm/min，得到挤出浆料；

步骤S5：粉磨，将挤出浆料进行粉碎处理，微磨粉参数，主磨45HZ,副磨28-30HZ；

步骤S6：筛分，对粉磨后的粒料进行筛分处理，网筛选用180目。

本实施例还提供了由上述方法制备的可重涂的浅色导电粉末涂料。

实施例4

本实施例提供了可重涂的浅色导电粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：按照重量百分比称取原料：

聚酯树脂64％；

固化剂4.8％，

流平剂1.0％；

安息香0.8％；

纳米碳管0.3％；

钛白粉25.5％；

硫酸钡3.9％。

其中，聚酯树脂为饱和型羧基聚酯树脂，厂家及型号为Allnex，C2441-1：固化剂厂家及型号为TEPIC-G，TGIC；流平剂厂家及型号为Nanhai Chemical，GLP588；安息香厂家及型号为Nanhai Chemical，Benzoin；纳米碳管厂家及型号为奥科希尔，TB-1；钛白粉厂家及型号为龙蟒，R996；硫酸钡厂家及型号为MICROPOWDER，AM988。

步骤S2：将称取后的原材料按配方顺序逐一投入预混机中；

步骤S3：先将钛白粉和纳米碳管投入预混机，预混6分钟；再将聚酯树脂、固化剂、流平剂、安息香、硫酸钡投入预混机，预混机的主搅拌桨转速为150rpm/min；副搅拌桨转速为3000rpm/min，得到预混浆料，得到预混浆料；

步骤S4：熔融挤出，对预混浆料进行熔融挤出，挤出机温度设定为，Ⅰ区85-90℃；Ⅱ区100-110℃；螺杆转速设定250-300rpm/min，得到挤出浆料；

步骤S5：粉磨，将挤出浆料进行粉碎处理，微磨粉参数，主磨45HZ,副磨28-30HZ；

步骤S6：筛分，对粉磨后的粒料进行筛分处理，网筛选用180目。

本实施例还提供了由上述方法制备的可重涂的浅色导电粉末涂料。

对比例

对比例提供了浅色导电粉末涂料及其制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：按照重量百分比称取原料：

聚酯树脂64％；

固化剂4.8％，

流平剂1.0％；

安息香0.8％；

导电炭黑3.0％；

钛白粉26.4％。

其中，聚酯树脂为饱和型羧基聚酯树脂，厂家及型号为Allnex，C2441-1：固化剂厂家及型号为TEPIC-G，TGIC；流平剂厂家及型号为Nanhai Chemical，GLP588；安息香厂家及型号为Nanhai Chemical，Benzoin；导电炭黑厂家及型号为卡伯特，T330；钛白粉厂家及型号为龙蟒，R996。

步骤S2：将称取后的原材料按配方顺序逐一投入预混机中；

步骤S3：预混，预混机参数设定为，主搅拌桨转速设定150rpm/min，时间6分钟；副搅拌桨转速设定3000rpm/min，时间3分钟，得到预混浆料；

步骤S4：熔融挤出，对预混浆料进行熔融挤出，挤出机温度设定为，Ⅰ区85-90℃；Ⅱ区100-110℃；螺杆转速设定250-300rpm/min，得到挤出浆料；

步骤S5：粉磨，将挤出浆料进行粉碎处理，微磨粉参数，主磨45HZ,副磨28-30HZ；

步骤S6：筛分，对粉磨后的粒料进行筛分处理，网筛选用180目。

将实施例4的可重涂的浅色导电粉末涂料和对比例的涂料用静电喷枪喷涂在规格30*30*0.3cm的实验冷轧板材上，并使其固化，固化条件为200℃*10分钟。并利用膜厚仪(BYK)、光泽仪(BYK)、冲击仪(广东标格达)、静电测试仪器PC27-7H，100V(上海太欧电子有限公司)对实施例4和对比例中的涂料进行性能测试，测试结果如表1所示。

表1实施例4和对比例中涂料的试验指标及性能

由上表可知，可重涂的浅色导电粉末涂料，二次重涂后，电阻测试值1.1*107Ω，完全符合导电粉末涂装的要求。并且不需要脱漆，绿色环保，性价比高。

综上所述，本发明制备的可返修重涂的浅色导电粉末涂料具有可以直接喷涂补修且美观装饰的作用，其单涂层和返喷涂层表面电阻可以达到105-109Ω，单壁纳米碳管的添加量只需要0.2-0.4％，浅颜色可以做到RAL9002的效果，本发明在制备成本上比用导电钛白下降80％。可以广泛适用于放置高端精密仪器货架的涂装，加油机表面涂层和医疗设备涂层等领域。

上述仅本发明较佳可行实施例，并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的技术人员，在本发明的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。