[发明专利]水性抗静电涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于抗静电材料领域，涉及一种不使用树脂的水性抗静电涂料及其制备方法，特别涉及以羟基化水性导电聚合物体系做为导电物质的包括羟基化水性导电聚合物体系和多官能度水性异氰酸酯化合物的水性抗静电涂料。

背景技术

近些年来，导电聚合物以其优异的电学、光学性能受到很大关注，其中最引人注意的是聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩。聚苯胺易于低成本制备和大量生产，然而分子存在联苯胺结构，在降解过程中会产生有毒物质。相比而言，聚吡咯和聚噻吩对环境友好，但是它们具有不溶或不熔的缺点，这使得其在加工应用方面受到很大限制。为了解决这一问题人们制备了很多具有烷基、烷氧基和其它取代基的衍生物；其中聚(3,4-二氧乙基噻吩)(PEDOT)以其高电导率、环境稳定、低能隙最为引人注意，通过使用聚(苯乙烯磺酸)(PSS)作为对阴离子掺杂剂得到的PEDOT/PSS复合物可以在水中形成稳定分散的体系，在抗静电涂料领域中具有很大的应用空间。

US2009/02947735公开了一种有机溶剂体系的导电聚合物溶液，包括聚噻吩等含有π共轭结构的导电聚合物、含有至少一个阴离子基团或吸电子基团的水溶性高分子、铵盐等相转变催化剂、树脂、苯等有机溶剂，虽然有机溶剂可以增加导电聚合物与疏水性树脂的匹配度、减少涂料干燥的时间，但是需要大量使用有机溶剂，不利于环境保护。

CN101538435公开了一种抗静电涂布剂，其组成包括含有羧酸基的丙烯酸树脂、氮丙啶化合物、导电聚合物聚苯胺或聚噻吩。由于丙烯酸树脂存在耐溶剂性能差、低温发脆、高温发粘等缺点，既不利于涂层的耐溶剂性能，又限制了抗静电涂料在高温或者低温下的使用。

CN101921540和CN101643549分别公开了一种抗静电聚酯薄膜的制备方法，发明中使用聚噻吩导电聚合物、水性聚氨酯树脂与固化剂异氰酸酯、三聚氰胺或噁唑烷等组成的抗静电涂料，为了达到一定的固化效果，水性聚氨酯树脂和固化剂的使用量均较大，既降低了涂层的抗静电效果，又不利于环境保护。

此外，在上述的抗静电涂料中，导电聚合物起导电作用，经固化剂交联固化后的树脂起提高膜层附着力和牢度等性能的作用。由于树脂不具有导电性，树脂的引入降低了抗静电涂料的抗静电性能。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决以上发明中需要大量使用有机溶剂、树脂和固化剂的缺点，提供一种以羟基化水性导电聚合物体系做为导电物质的包括羟基化水性导电聚合物体系和多官能度水性异氰酸酯化合物的水性抗静电涂料。

本发明的目的之二是提供一种目的一的水性抗静电涂料的制备方法。

本发明的水性抗静电涂料包括羟基化水性导电聚合物体系、多官能度水性异氰酸酯化合物和余量的水。

所述的水性抗静电涂料中：

羟基化水性导电聚合物体系的含量为0.1～2.5wt%，优选为0.3～2wt%；

多官能度水性异氰酸酯化合物的含量为0.01～8wt%，优选为0.02～5wt%；

水                                余量。

本发明的水性抗静电涂料的制备方法为：向羟基化水性导电聚合物体系的水溶液中加入多官能度水性异氰酸酯化合物，搅拌使各组分混合均匀，即可得到所述的水性抗静电涂料；

所述的水性抗静电涂料中：

羟基化水性导电聚合物体系的含量为0.1～2.5wt%，优选为0.3～2wt%；

多官能度水性异氰酸酯化合物的含量为0.01～8wt%，优选为0.02～5wt%；

水                                余量。

为保证水性抗静电涂料的使用效果，所得水性抗静电涂料在制备完成后一般须在24小时内使用；使用时将水性抗静电涂料均匀涂布于基材上，在20～250℃下干燥1～72小时，使羟基化水性导电聚合物体系和多官能度水性异氰酸酯化合物进行交联固化反应。

所述的羟基化水性导电聚合物体系是侧链上含有羟基基团的主链由共轭π键构成的导电聚合物经过掺杂剂掺杂后形成的体系。

所述的侧链上含有羟基基团的主链由共轭π键构成的导电聚合物的重均分子量约为1000～10000。可以选自羟基化噻吩衍生物形成的均聚物、至少一种不含羟基的噻吩衍生物与至少一种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物和至少两种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物中的一种或几种。