data-full-width-responsive="true"> 1前言塑料制品有着质轻、理化性能优异、易批量生产的特点,已成为国民经济和人们生活不可缺少的材料。由于塑料用途的日益广泛,表面装潢要求愈来愈高,靠塑料染色工艺所得到的装饰效果已不能满足人们的要求。为此,提出了塑料表面二次加工的概念,通过二次加工可使塑料制品大大改进其防污、防静电、吸尘、手感及美感等性能。塑料表面涂饰是其中最重要的工艺之一。塑料等非金属制件表面受气流及液体的摩擦或撞击时很容易产生和积累静电。静电积累达到一定程度,就会引起静电放电,引起各种精密仪器、精密电子元器件击穿而报废,甚至引起易燃易爆物起火或爆炸,造成巨大的恶性事故。另外,积累在塑料制品表面的静电,由于吸尘严重而难于净化,从而影响制品的外观和在超净环境(如手术室、计算机室、精密仪器等)中的应用。据文献报道,涂层的体积电阻率在107cm数量级以下,产生的静电荷可以瞬间消散,实际使用的导静电涂料体积电阻率一般控制在104-109cm之间。为了避免塑料表面产生和积累静电,目前有2 种方法可以解决:一种是塑料的内部处理即在高分子聚合物(非涂料用树脂)中加入一定量的导电填料,混合后制成塑料体,这样一方面起到改性的作用,另一方面塑料内部导电,可达到持久的抗静电效果。由于该工艺不属于涂料工业研究的范畴,不再叙述。另一种是外部处理的方法即在塑料表面涂装防静电涂料。本文所研究的塑料防静电涂料是针对ABS 塑料而言的,因为ABS 塑料在工程塑料中占有相当大的比例。2试验方案的确定塑料防静电涂料的关键是涂料涂膜的体积电阻率必须控制在104-109cm之间。虽然有些合成树脂如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等能导电,但其物理机械性能、溶剂溶解性、涂料施工性能均不能满足要求。目前大多处于试验阶段,尚未工业化。而其
他大多数高分子合成树脂(如醇酸树脂、丙烯酸树脂等)及其形成的漆膜是绝缘体,其体积电阻率均在109cm以上。必须对其进行改性,即加入导电物质来降低其体积电阻率从而起到防静电的作用。该类涂料由合成树脂、导电材料、溶剂及添加剂组成。其中合成树脂是主要成膜物质,导电材料是次要成膜物质,溶剂和添加剂是辅助成膜物质。21 主要成膜物质的选择由于ABS 塑料制品热变形温度较低,不能采用烘漆,在自干型涂料中最理想的就是热塑性丙烯酸树脂涂料和多异氰酸酯固化的丙烯酸酯涂料。前者为单组分,施工方便,且价格较后者低。后者为双组分,施工相当麻烦,且要现配现用。因此,选择热塑性丙烯酸树脂为主要成膜物质。为了提高丙烯酸涂料的流展性、溶剂释放性、热敏感性,可加入适量的硝酸纤维素。22次要成膜物质的选择导电材料是导电涂料复合体系中的重要组成部分,
它对导电性能起着决定性作用。导电材料可分为:1)金属系材料,如银粉、镍粉和铜粉等;2)碳系导电材料,包括石墨粉和炭黑;3)金属的氧、硫化物材料,如SnO,ZnO、Fe2S3等;4)复合材料。根据导电材料的来源和价格因素本研究选用碳系导电材料。23溶剂和添加剂的选择涂料能很好地附着在塑料表面,是因为涂料中的溶剂对塑料表面有溶解作用,使涂膜与塑料表面有一个很薄的互混层。由于ABS塑料为热塑性,它遇到适当的有机溶剂会发生溶胀或甚至溶解,能使ABS 塑料溶胀或溶解的溶剂有酮类、酯类和苯类,而醇类和烃类溶剂对ABS塑料无溶蚀作用。涂料是否溶蚀塑料表面不仅与所使用的溶剂有关,还与施工温度有关。因此,尽管酮类、酯类溶剂易溶蚀塑料表面,但只要涂料配方得当还是允许较大比例使用的。为了改善防静电涂料的润滑性和增强涂膜的强度,选择滑石粉作为添加剂。24 增塑剂的选择由于丙烯酸树脂大分子链段上的极性基团之间的作用力,使链段敛集而很少有活动余地,所以其漆膜柔韧性较差,在受到外力时易脆裂和剥落,为了克服此缺点,要在漆中加入适量的增塑剂。加入树脂改性的硝酸纤维素后同样也会存在此缺点,因此,选用邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三甲酚酯作为该涂料的复合增塑剂,二者互相取长补短。3试验部分31原材料原料名称与规格见表1。
32丙烯酸树脂的合成工艺将部分甲苯置入三口瓶中,升温至回流温度。开始滴加过氧化苯甲酰和单体的混合物,在(2-3h 内滴加完后,保温回流2h,补加第1 次引发剂甲苯液,保温15h,再补加第2次引发剂甲苯液,再保温15h。取样测单体转化率及树脂黏度,合格后过滤出料, 备用。