抗静电卷材涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 0 前言随着预涂彩钢板广泛应用于家电、精密仪器及日常生活的各个领域, 导电及抗静电彩涂板越来越受到人们的重视。在防静电涂料中, 目前实际应用的多为添加型防静电涂料, 它是利用导电填料相互接触形成导电网络, 并通过自由电子沿外加电场方向移动形成电流, 从而使涂层防静电。在添加型抗静电涂料中, 导电填料起了重要的作用, 导电填料主要有金属系填料、碳系填料、金属氧化物系填料及复合填料等。以金属填料(如金粉、银粉、镍粉)为主的抗静电涂料导电性好, 但价格昂贵; 铜粉价廉但易被氧化;碳系填料为主的抗静电涂料导电性和耐腐蚀性较好, 但不能制成浅色或白色涂层而限制了其应用。本文采用白色的氧化物/ 金属包覆钛白粉特殊复合材料作为导电填料, 使涂层在保持原有彩涂板基本性能和各种浅色装饰要求的基础上, 使涂层具有良好的抗静电功能。1 实验部分11 主要原料高分子聚酯树脂、甲醚化三聚氰胺树脂、复合型导电钛白粉、R 型钛白粉、交联催化剂等。12 抗静电涂料的配制卷材涂料目前普遍采用聚酯树脂作为成膜物质, 在交联催化剂的存在下, 与甲醚化氨基树脂一般在25 秒左右的时间内固化, 形成交联的涂层。抗静电卷材涂料的生产工艺见图1。将聚酯树脂、导电钛白粉、R- 钛白粉等颜填料、助剂等原料进行预分散, 并经砂磨机研磨分散至要求的细度, 得到合格的色浆, 再加入混合溶剂及添加剂、聚酯树脂、氨基树脂等配制涂料, 经过滤和检验合格后, 包装成合格的产品。13 抗静电涂料的配方卷材涂料在烘烤后要求漆膜具有很好的硬度、柔韧性、耐溶剂性、耐腐蚀性等。这些性能取决于许多因素, 包括聚酯树脂相对分子质量大小和玻璃化温度( T g) , 交联剂类型与用量、固化条件等。在上述工艺条件下, 经试验确定了表1 的涂料配方。表1 抗静电涂料的配方组成14 涂料样板的制备和性能测试根据施工工艺要求, 采用05 mm 初涂板, 用规定的线棒刮涂涂料, 经25 秒烘烤固化, 使钢板的PMT( 最高金属板温) 达到224~232 ℃( 可通过在钢板上贴示温纸经烘烤后的颜色变化得到) 。然后测试涂层的基本性能和涂层表面间距1 cm 的电阻值。2 结果与讨论21 聚酯树脂和交联剂选择对涂层性能的影响卷材涂料需考虑涂料的后加工性能和快速固化问题。为此, 在聚酯树脂合成时, 须选择适合快速固化条件的多元醇、多元酸, 控制树脂的相对分子质量以及酸值, 使漆膜性能达到规定的要求, 是卷材涂料性能的关键因素。根据抗静电涂料的特点, 聚酯树脂的相对分子质量大小对涂层的性能和抗静电的性能有较大的影响, 在本研究中, 聚酯树脂的数均相对分子质量应控制在6 000- 7 500 较合适。氨基树脂的品种及用量对涂料的性能影响是很重要的, 要达到卷材涂料的综合性能, 氨基树脂应具有较高交联度, 固化后有高度的柔韧性、抗水性, 所以选用高甲醚化的三聚氰胺交联树脂, 满足漆膜硬度与柔韧性平衡。由于流水线速度提高, 必须提高聚酯树脂和交联剂的固化速度, 通过实验发现, 要达到要求, 在制漆时应加人适量催化剂促进固化, 达到快速固化的目的。选择适当浓度交联剂和适当浓度催化剂, 使固化后, 耐甲乙酮擦拭值100 次, 通过实验对比和筛选, 选择两种催化剂同时使用, 可改进漆膜固化速度和性能, 并达到表2 的涂层基本性能。22 导电填料添加量对涂料导电性的影响要获得较好的抗静电功能的卷材涂料对导电填料的选择是十分重要的, 要求其具有较小的电阻、耐热、包覆好等性能, 由于导电性由导电填料相互接触形成导电网络, 导电粉添加量将对涂料抗静电效果有显著影响, 其影响见表3。表3 导电粉的添加量与表面电阻的关系由表3 可知, 涂层表面电阻随着导电粉添加量的增加, 导电填料的相互接触形成导电网络几率增加, 表面电阻显著降低。经过研究, 当导电填料超过10%时, 可达到表面电阻106~109 欧姆的技术要求。23 漆膜厚度对涂层导电性的影响一般卷材涂料面漆的膜厚被控制在12~18 微米, 通过研究发现涂层厚度对涂层的导电性有一定的影响。由实验可知, 涂层的表面电阻与漆膜厚度有一定的关系, 随着漆膜厚度增加, 涂层表面电阻逐渐降低, 但降低不明显, 当涂层厚度超过15 微米时, 表面电阻变化趋小。尽管该涂料在不同的膜厚条件下, 其抗静电性能有所变化, 但均符合规定的技术要求。3 结论( 1) 本研究所得卷材涂料的导电性达到了抗静电涂层的要求, 使用的复合导电材料颜色浅, 制成的涂料的颜色浅且可调, 符合彩涂板装饰和使用要求。( 2) 经配方优化和筛选, 涂层性能达到了卷材的涂装、加工和装饰要求。