[发明专利]一种水性透明抗静电涂料及其制备方法

说明书

本发明一种水性透明抗静电涂料及其制备方法，该涂料各个组分为：水性聚氨酯树脂2‑5％，水性聚酯树脂2％‑6％，水性固化剂0.1‑0.6％，分散剂0.1‑0.6％，助分散剂0.1‑0.6％，单壁碳纳米管0.05‑0.3％，润湿剂0.1‑0.3％，流平剂0.1‑0.4％，基材润湿剂0.1‑0.4％，余量为去离子水。其利用单壁碳纳米管低导电阈值的优势，在小分子量分散剂和大分子长链助分散剂的协同作用下获得均匀且长效稳定的单壁碳纳米管水性浆料，同时通过水性聚氨酯和水性饱和聚酯软硬复配调控涂层性能，在塑料基材料表面获得具有优异综合性能的水性透明抗静电涂层，方块电阻10^5‑7Ω/□，涂层透光率可达99％。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，涉及一种纳米碳材料，特别涉及一种水性透明抗静电涂料及其制备方法。

背景技术

静电是一种由于接触或摩擦等产生的电荷聚集的现象，对电子工业、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业以及航空与军事领域造成巨大危害，仅以电子行业为例统计，每年与静电有关的损害给世界电子制造行业带来数十亿美元的损失，因此防静电技术是一项长期且不可缺少的重要技术。目前在电子保护膜、电子包装及电子托盘领域，透明抗静电材料大部分采用导电高分子、表面活性剂及离子液体等作为抗静电剂，其中表面活性剂和离子液体主要基于表面与空气中的水蒸气吸附形成水膜达到导电的功能，受气候环境影响很大，目前主流的透明抗静电剂主要是导电高分子类，尤其是聚噻吩。但导电高分子类的抗静电产品主要存在耐久性、耐候性差的不足，长期使用时导电性衰减严重，因此开发透明永久抗静电材料是电子领域的普遍期待。

单壁碳纳米管是由单层石墨卷曲形成的一维管状纳米材料，具有导电性好、大长径比、结构稳定等众多优势，在树脂基体中添加具有超低的导电阈值，可实现透明导电功能，是目前最优秀的导电填充材料之一。但单壁碳纳米管由于管径细、比表面积大等结构特点，相互之间的物理缠绕和范德华作用力非常强，导致其难以分散，而且高度结晶的sp2碳-碳键表面具有很强的物理化学惰性，导致其难以分散且分散稳定性差，尤其在有良溶剂的体系中容易将分散助剂从碳纳米管表面清除，导致单壁碳纳米管的析出。因此，高效分散及分散稳定性难题严重制约单壁碳纳米管在功能涂料领域的应用。

中国发明专利201811030780.9公开了一种透明水性AZO抗静电涂料及其制备方法，以AZO纳米导电粉为导电助剂，通过CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和T-80(吐温80)混合分散，并与水性聚酯树脂获得透明抗静电涂料。中国发明专利201510859713.8公开了一种强附着力、高透光度、低面电阻的碳纳米管抗静电薄膜及其制备工艺，以十二烷基苯磺酸钠为分散剂，通过超声分散制备碳纳米管水分散液，随后加入增粘剂曲拉通和粘结剂水性聚氨酯，配制碳纳米管水性涂料。现有报道中均涉及单壁碳纳米管透明抗静电涂料的配方、制备及应用，并没有从根本上对存在的内在问题进行解决。

发明内容

本发明公开了一种水性透明抗静电涂料及其制备方法，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种水性透明抗静电涂料，所述水性透明抗静电涂料的各个组分的重量百分比为：水性聚氨酯树脂：2-5％，水性聚酯树脂：2-6％，水性固化剂:0.1-0.6％，分散剂:0.1-0.6％,助分散剂:0.1-0.6％,单壁碳纳米管:0.05-0.3％，润湿剂：0.1-0.3％，流平剂：0.1-0.4％，基材润湿剂：0.1-0.4％，余量为去离子水。

进一步，所述水性聚氨酯树脂为聚酯、聚碳酸酯型水性聚氨酯树脂或水分散性树脂；所述水性聚酯树脂为水性饱和聚酯树脂。

进一步，所述水性固化剂为水性异氰酸酯、封闭型水性异氰酸酯、三聚氰胺甲醛树脂、烃基三聚氰胺甲醛树脂中的任意一种或者两种以上的任意组合。