[发明专利]一种活性抗静电剂及其紫外光固化抗静电涂料

说明书

技术领域

本发明属于精细化工涂料领域，具体涉及一种活性抗静电剂及其紫外光固化抗静电涂料。

背景技术

紫外光(UV)固化是一种新型“绿色”涂料固化技术，它是由光敏树脂、活性稀释剂、引发剂和少量的其他助剂所组成。在紫外光照射下，涂料中的引发剂分解成自由基引发光敏树脂和活性稀释剂进行聚合反应，最终形成涂膜。和传统的涂料固化技术相比，紫外光固化涂料具有固化速率快、涂膜性能好、环境污染少、能量消耗低的优点，近年来发展迅速，其广泛地应用于塑料、木器、皮革、陶瓷等领域。然而我们发现这些领域的材料绝大多数具有很高的表面电阻和体积电阻(ρs为10¹⁴～10¹⁷Ω·m，ρv为10¹⁵～10¹⁸Ω·m)。当这些材料互相摩擦、接触分离时会产生很强的静电，这容易产生电震或电击现象，甚至产生电火花引发严重事故，给人身安全和社会带来巨大的危害和经济损失。为了改变这一状况，避免静电造成的损失，人们对紫外光固化抗静电涂料的研究越来越关注。

目前，国内外抗静电涂料的制备主要是通过添加抗静电剂实现的。抗静电剂是一类能防止产生静电荷或者能够有效消散电荷的化学添加剂，具有表面活性剂特征的“双亲”结构，亲油部分和树脂融合在一起，亲水部分与树脂相排斥，在高聚物中由内到外形成一定的浓度梯度，同时制品表面的抗静电分子由于摩擦、水洗等原因不断损耗，这样高聚物内部的抗静电分子便不断从内部向表面迁移得以补充，达到一个动态平衡。亲水基团迁移至表面后有序排列，在表面吸附水分子，减少水与高聚物材料之间的界面接触角，使水分子均匀分布在制品表面，形成一层水膜，有利于离子传导和电荷转换，构成泄露电荷通道。常用的抗静电剂分为阳离子型抗静电剂、阴离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂、两性型抗静电剂四种。阳离子型抗静电剂抗静电性能最好，但耐热性能较差，常见的有季铵盐、季磷盐和季锍盐；阴离子型抗静电剂的抗静电和耐热性效果都好，但是与树脂的相容性差，产品多有颜色，一般为烷基磺酸盐、烷基磷酸盐、烷基磷酸酯盐和烷基硫酸酯的铵盐；非离子型抗静电剂本身不带电荷且极性很小，其相容性和耐热性良好，但用量大，主要是脂肪酸多元醇酯和高级脂肪胺环氧乙烷加和物；两性型抗静电剂多为内铵盐，含有阳离子和阴离子基，可以与离子型抗静电剂配合使用，抗静电效果类似于阳离子，但耐热性不及非离子型。阳离子型抗静电剂是所有抗静电剂中应用最广泛的，即使在低湿度时仍显示优良的抗静电效果，其中的季铵盐类阳离子型抗静电剂在此基础上还具有低毒，对人体器官和皮肤无腐蚀无刺激，耐水洗性好等特点，因此应用得最多。根据添加方式的不同，抗静电剂可分为外涂敷型和内添加型。外涂敷型通过刷涂、喷涂或浸涂等方式将其涂敷于制品表面，有见效快、适用广的优点，但容易因摩擦、洗涤而消失，故只能在短时间内保持抗静电性能；内加型是在配料时将其加入到树脂中，使其均匀分散在整个聚合物内，从内部迁移至表面并在表面形成均匀的抗静电层，具有耐摩擦、耐擦洗、效能持久的优点。由于内加型方法可以使抗静电剂分布均匀，而得到越来越多的应用。但由于抗静电剂种类和结构不同，内加型方法制备的高分子涂层涂料的抗静电效果和持久性差别很大，涂膜的综合性能不能得到进一步改进。

为了能使紫外光固化涂料具有优异且持久的抗静电性能，李旺金等人在专利CN1552781A中公开了一种添加有聚合活性的抗静电剂的紫外光固化涂料，其制备了一种磷酸基乙基抗静电剂并使其参与紫外光照射下的涂料中各成分的聚合交联反应，成为成膜物的一部分，解决了现有技术抗静电效果不好和抗静电持久性差的缺陷。但是这些文献或是专利都专注于解决涂膜抗静电性持久的方面，对反应型抗静电剂与光敏树脂的相容性、对于紫外光固化涂膜的耐热性，耐洗擦性能以及涂料是否容易涂覆没有研究和报道。

发明内容

为克服目前抗静电剂和基体树脂的相容性不佳，抗静电剂抗静电性能不佳、添加量太大、抗静电性能不持久、涂膜不耐擦洗、耐热性不高等问题，本发明提供了一种活性抗静电剂和紫外光固化抗静电涂料。添加了本发明的活性抗静电剂制备的紫外光固化涂料体系均一，不仅在无需外加抗静电剂的条件下可使涂膜获得持久优异的抗静电性能，而且耐洗擦、耐热稳定，同时涂膜还具有透明度好、装饰性强等特点。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：

本发明的技术方案之一：

一种活性抗静电剂，由以下步骤制备得到：