钢板用浅色抗静电涂料的制备
张文涛1,2，施利毅1，钟庆东3，朱惟德2，杭建忠2
（1.上海大学理学院化学系,200444；2.上海大学材料科学学院，200444；3.上海电力学院环境工程系，200090）

1　前 言
导电涂料是伴随现代科学技术迅速发展起来的特种功能涂料,至今约有半个多世纪的历史。作为一种功能涂料，导电涂料既具有一般涂料的性能，又有普通涂料所没有的导电功能。导电涂料按照原料和制备方法的不同可以分为本征型导电涂料和掺杂型（复合型）导电涂料。前者是以导电聚合物为成膜物质，目前由于成本高、技术不成熟等原因限制了其使用；掺杂型导电涂料是以普通聚合物为成膜物质，在其中加入导电填料而制备的功能涂料。抗静电涂料是导电涂料中的一个重要组成部分。用于掺杂型抗静电涂料的导电功能填料有炭系填料（石墨、炭黑和碳纤维）、金属系填料（银、铜、镍及铁合金等）、有机抗静电剂、金属氧化物等复合填料等。
随着现代科学技术的进步,对抗静电涂料的性能要求和需求量都将进一步提高，特别像集成电路板生产、生物制药等高新技术的厂房和实验室，以及医院的手术室、烧伤病房，科研、企事业单位的计算机房等场所，都要求室内墙板有好的抗静电性，防止由于静电吸附尘埃，同时还要明快、清洁的色调以提供一个良好的工作环境，因而要求这些场所所用的卷材表面涂一层抗静电涂料。
一般的抗静电涂料是利用在涂料中加入碳、镍等导电微粒使涂层导电，但是涂膜颜色较深。本文根据预涂卷材用抗静电涂料的一般性要求，结合其它种类导电涂料的制备情况，利用掺锑氧化锡包覆的钛白为导电功能粉体，研制了表面电阻为106W，具有优秀力学性能和良好耐蚀性的浅色抗静电涂料。

2　实验部分
2.1　主要原料
饱和聚酯、固含量58%～62%，异氰酸酯、固含量50%，上述产品均为工业品，上海新大化工厂；滑石粉（250 目），杜邦产品；锌铬黄，上海马陆锌铬黄颜料厂；导电粉CYJ、自制，粒径250mm，为掺杂锑氧化锡包覆的二氧化钛；环己酮；二甲苯。
2.2 涂料配方(见表1)

2.3 涂料的制备
取90g 饱和聚酯和20g 多异氰酸酯混合，加入一定量的高分子分散剂和聚硅氧烷消泡剂，用分散机以500r/min 转速分散30min，再依次加入所用颜料，分散30min，将混合漆浆放入球磨罐中球磨一定时间(球磨转速800r/min),然后加入所需溶剂，分散30min即得制备样品。
2.4 钢板的预处理
先用去离子水清洗75mm × 150mm 热镀锌钢板，然后用脱脂液在60℃时脱脂6s，再用去离子水清洗，以专用铬液在50℃钝化3s,在400℃烘干，将其自然冷却即可。
2.5　涂层的制备
在已经清洗、钝化的标准热镀锌钢板上加定量涂料，用自动涂膜机涂膜，制备7个不同组分的样品，放入烘箱中烘烤温度至230℃左右，取出水急冷，烘干进行性能测试。
2.6　理化性能指标
实验中制备的抗静电涂料用作彩钢板背面漆，主要性能指标：固体分≥55%；粘度（涂-4），(50～120)s；细度≤ 30mm；干膜厚(8～12)mm；表面电阻≤ 106W；柔韧性（T 弯）≤ 4T；硬度（铅笔）1H～2H；附着力（划格）(0～2)级；耐溶剂擦洗（MEK）100 次。

3　结果与讨论
3.1　导电填料含量的影响
随着涂层中导电粉体CYJ含量的改变，涂层的表面电阻也随之改变，其含量决定了涂层的抗静电性能见图1。

从图1可以看出，在6%时涂层电阻很大，随着导电粉体的增加，在含量为8% 左右时，涂层电阻陡降，电阻值达到106W，而后表面电阻趋于平缓，几乎稳定不变。粉体含量的继续增加不会导致电阻的大幅度下降。
掺杂型导电聚合物的电流传导是通过导电粒子之间的接触和导电微粒之间的电子跃迁而传导的。导电机理，目前较为成熟的有1972 年F.Buche 提出的无限网链和Polley等人提出的隧道效应两种理论。无限网链理论是导电粉体在涂层中含量较低的时候，粉体颗粒——孤立的形式存在，对涂层电阻的影响不大；随着粉体含量的增加，颗粒之间的距离减小，达到一定值（渗滤阈值）的时候，颗粒相互接触开始形成网链，为电子的传递提供了很好的通道，从而使得宏观上涂层的电阻急剧下降，随后导电粉体的增加只是在原有网链的基础上起到完善作用，涂层电阻虽下降但不明显。
3.2　研磨时间的影响
取导电粉占8％的配方，其它条件不变，表面电阻随研磨时间变化的关系如图2 所示。