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环氧防静电地坪的抗静电剂详解
作者: admin 发布时间:2017-05-24 二维码分享


环氧防静电地坪的抗静电剂是一种长链活性物质,将其添加在材料中或涂覆于材料表面,能构成泄漏电荷的通道、避免或减少静电荷积累。把添加到材料之中的抗静电剂称为内加型抗静电剂;涂覆于材料表面的抗静电剂称为外涂型抗静电剂。防静电地坪料用的抗静电剂属于内加型。在环氧防静电地坪漆中,抗静电剂通过以下四种方式起静电泄漏作用。一是离子型抗静电剂可增加涂膜表面的离子浓度,提升涂膜的导电性能;二是介电常数大的抗静电剂可增大涂膜表面的介电性,有利于电荷泄漏;三是抗静电剂可增大涂膜表面的平滑性,降低摩擦系数,不利于电荷产生和积累;四是抗静电剂的亲水基可增加涂膜表面的吸湿性,形成单分子导电层,构成泄漏电荷通道。根据抗静电剂的作用时间不同,可分为短效抗静电剂和永久抗静电剂两大类。

     短效抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡,与高分子材料要有一定的相容性。此类抗静电剂又可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型四类。阳离子型抗静电剂主要包括铵盐、季铵盐、磷、硫化合物及盐类,其中季铵盐最为重要,抗静电效果优秀,对高分子材料有较强的附着力,是最常用的抗静电剂,但是耐热性较差,且对皮肤有害,因此一般用作外部涂覆型;阴离子型抗静电剂分子活性部分主要是阴离子,包括烷基磺酸盐、硫酸盐、磷酸衍生物、高级脂肪酸盐、羧酸盐及聚合型阴离子抗静电剂,该类产品耐热性和抗静电性都比较好,但是与树脂的相容性较差;非离子型抗静电剂分子本身不带电荷,而且极性很小,与树脂有良好的相容性,同时毒性低,具有良好的加工性和热稳定性,但是用量相对较大;两性型抗静电剂的最大特点是既能与阳离子型有能与阴离子型抗静电剂配合使用,与树脂有良好的相容性,抗静电效果类似于阳离子型,是一类综合性能优异的内部用抗静电剂。短效抗静电剂受环境条件和温度、适度、摩擦等因素的影响很大,多用在塑料工业、皮革和纺织工业中,涂覆助塑料等表面或与塑料等混炼以获得抗静电效果。防静电性能时效很短,一般在3-6个月,仅用于临时性防静电场所。

永久性抗静电剂是一类分子量较大的亲水性嵌段共聚物,以共混合金的方式与疏水性绝缘树脂混合。这种抗静电聚合物合金不仅较好地保持了母体聚合物的基本性能,而且在机械摩擦和比较宽的适度范围内表现出良好且稳定的抗静电能力。因此,将这类亲水性聚合物称为永久性抗静电剂。目前,这些高聚物的分子中都掺入了导电性单元,尤以EPO(环氧化乙烯)链为多。已实用化的永久抗静电剂有PEGMA、PEO-ECH、PEEA(聚醚酯酰胺)和PEAI(聚醚酯酰亚胺)等。它们在基体树脂中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。研究表明,亲水性聚合物在特殊溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“芯壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。在塑料工业中,为了使永久性抗静电剂在树脂中均匀分散,通常将其与树脂共混制成母粒,使用时将母粒添加到热塑性树脂中。永久性抗静电剂的抗静电能力与自身结构有关,一般来讲,阳离子型>阴离子型>非离子型。

     导电聚合物是指具有共轭π键长链结构的高分子经过化学或电化学掺杂(氧化或还原)后形成的材料。即从共轭π键链上迁出或迁入电子,从而形成自由基离子或双离子。为了保持电中性,在共轭π键高分子主链周围需要一个带有相反电荷的离子与其配对,即对离子。在外加电场的作用下,载流子(自由电子或空穴)沿着共轭π键移动,从而实现电子的传递,显示出导电性能。目前导电聚合物理论及应用领域中研究得较多的有聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺以及它们的衍生物,在电致发光,有机太阳能电池、锂离子二次电池、超频电容器、抗静电等领域得到了广泛应用,尤其是在抗静电方面。

近年来,本证性导电聚合物作为抗静电剂与绝缘树脂共混成为导电材料的研究热点之一,也是一条是结构型导电高聚物走向实用化的有效途径。其中聚苯胺及其衍生物作为抗静电剂研究得最为广泛,已成为导电高分子材料中最具有发展潜力的品种。如采用聚苯胺粉末为抗静电剂的聚氨酯/聚苯胺复合抗静电材料。该复合材料在室温环境下使用,就具有很好抗静电稳定性。也有奖聚苯胺引入环氧树脂中的,使环氧树脂基体具有导电性能。但是聚苯胺的一个缺点是降解时容易产生联二苯胺结构,该结构具有致癌作用,在环境保护意识日益增长的今天,这个问题则比较突出。

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