[发明专利]ZnO/TiO2改性后制备的防静电涂料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料及其制备方法，具体是指一种纳米级ZnO/TiO₂复合粉体改性后制备的防静电涂料及其制备方法。

背景技术

新型功能材料的研发技术是衡量一个国家生产力发展水平的因素之一，它可以影响电子、航空航天、通信等诸多领域的发展，导电材料就是其中之一。导电涂料是指涂于非导电体底材上，使之具有一定的传导电流和消散静电荷能力的功能性涂料。导电涂料由于其特殊的功能，可用于消除静电、电磁屏蔽、电加热和防腐蚀，在现代电子、建筑、运输和军事等各个领域得到了广泛应用。近年来，在基体树脂中掺入导电微粒制备导电涂料的方法得到了广泛的应用。目前，常用的导电粉末如银粉、铜粉、炭黑等，但因其价格昂贵或易氧化、颜色深等缺点，应用受到限制，在许多领域不能适用。

纳米TiO₂是当前最有应用潜力的一种宽禁带n型半导体材料，价廉易得、耐腐蚀、光化学性质稳定，具有较强的光催化氧化性能。但纯TiO₂需紫外光照射才能激发，催化效率较低，难以工程化应用。

目前人们一般使用导电粉体制备涂料，该方法采用在纳米二氧化钛表面包覆ATO(掺锑的氧化锡)膜，即加入掺锑的氧化锡。是将纳米TiO₂粉体加入去离子水中，搅拌下同时滴加SnCl₄和SbCl₃混合溶液以及氢氧化钠溶液，以保持一定的pH值。将沉淀洗涤烘干后于600e～800e焙烧数小时得白色TiO₂导电粉。虽然掺锑的氧化锡有很好的导电性，但是锑掺杂使得聚合物带有蓝黑色调，此外锑掺杂也会产生毒性。而且当导电粉的添加量不足时，导电性能达不到要求，而当导电粉的添加量达到导电性能或抗静电性能的要求时，由于粉体加量大，导致吸油量高，涂料的流平性明显受到影响，涂料粘度太大，难以施工。

发明内容

本发明提供了一种纳米级ZnO/TiO₂复合粉体改性后制备得到的防静电涂料及其制备方法。制备得到的涂料导电性好、稳定性高、装饰性好、成本低，适于工业化生产应用。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

纳米级ZnO/TiO₂改性后制备的防静电涂料，其中，所包含组分及各组分所占重量份为：

上述纳米级ZnO/TiO₂改性后制备的防静电涂料，其中，所包含组分及各组分所占重量份为：

上述纳米级ZnO/TiO₂改性后制备的防静电涂料，所述水性聚氨酯乳液的重量百分比为70％。

上述纳米级ZnO/TiO₂改性后制备的防静电涂料，所述有机硅消泡剂为二甲基硅油。

本发明同时还提供了纳米级ZnO/TiO₂改性后制备防静电涂料的方法，操作步骤包括：

A.ZnO/TiO₂复合粉体的制备：以重量份计，称取7.2份CO(NH₂)₂，溶于200份的去离子水中，得到CO(NH₂)₂水溶液，备用；称取30份Ti(SO₄)₂和16份的Zn(NO₃)₂·6H₂0，加入500份的去离子水，搅拌至固体全溶后，加入CO(NH₂)₂水溶液，升温至50℃，反应6h，得Ti(OH)₂和Zn(OH)₂的共沉淀，离心5分钟，离心转速50r/min，分离固体，在90℃条件下，干燥15分钟后，置于马弗炉中500℃焙烧3h，得改性的纳米级ZnO/TiO2复合粉体；

B.防静电涂料的制备：以重量份计，称取重量百分比为70％的水性聚氨酯乳液180份，依次加入改性的纳米级ZnO/TiO2复合粉体8份，钛酸酯偶联剂3-7份，聚乙二醇3-8份，有机硅消泡剂3-6份，去离子水50份，采用分散机在转速30r/min条件下，搅拌30分钟，然后向分散液中加入16份碳纤维，搅拌，搅拌过程中依次加入有机硅消泡剂5-10份，去离子水30份，继续在转速30r/min条件下,搅拌30分钟，碳纤维在分散液中均匀分布，即得防静电涂料。