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嘉峪檢測網 2025-06-25 10:16
一、術語和定義
在涂料工業中，合成高分子材料作為成膜物質，用來制備高等涂料。抗靜電劑、導電劑屬于典型的功能性助劑，可改變成膜物質的電性能。
一般而言，表面電阻率在10?~10¹? Ω·cm的材料可視為抗靜電材料，能使高分子材料具有這一性能的添加劑稱為抗靜電劑。
二、相關標準
SJ/T 11294-2018《防靜電地坪涂料通用規范》
HB 6768-1993《碳纖維復合材料飛機蒙皮用抗靜電聚氨酯磁漆》
SH 0044-1991(1998)1501《抗靜電劑》
ABNT NBR 10603-2010《飛機和導彈的塑料外部用有或者沒有抗靜電能力的耐腐蝕涂層》
GB/T 16906-1977《石油罐導靜電涂料電阻率測定法》
三、抗靜電劑的作用機理
涂料用抗靜電劑的作用機理主要表現在兩個方面：
一是抗靜電劑在材料表面形成導電性的連續膜，即能賦予制品表面具有一定吸濕性與離子性的薄膜，從而降低表面電阻率，使已經產生的靜電荷迅速泄漏，以達到抗靜電的目的。
二是賦予材料表面有一定的潤滑性，降低摩擦系數，從而抑制和減少靜電荷的產生。
四、抗靜電劑的種類
1. 陽離子型
陽離子型抗靜電劑主要包括胺鹽、季銨鹽烷基氨基酸鹽等。其中季銨鹽最為重要，抗靜電性能優良，對高分子材料有較強的附著力；但是有些季銨鹽化合物熱穩定性差，具有一定的毒性和刺激性，并且與某些著色劑和熒光增白劑反應，作為內部抗靜電劑使用受到限制。
季銨鹽是用叔胺與烷基化試劑通過季銨化反應來合成的。通常的烷基化試劑有烷基鹵化物（如CH?CI、CH?Br、CH?=CHCH?CI）、芳香族鹵化物（如C?H?CH?CI、C?H?CI）以及硫酸二烷酯等。所使用的叔胺和烷基化試劑不同，作為抗靜電劑使用的季銨鹽品種也各不相同，較重要的代表性品種有以下幾類：
烷基叔胺氯化物：代表品種有硬脂酰三甲基氯化銨（如Arguad 18）、硬脂酰二甲基戊基氯化銨，廣泛作為纖維、織物的抗靜電劑、柔軟劑；
烷基叔胺硝酸鹽：代表品種有抗靜電劑SN，是帶有酰胺結構的陽離子季銨鹽抗靜電劑，廣泛作為塑料的內、外抗靜電劑，可用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸樹脂、ABS樹脂、聚乙烯、聚丙烯和聚酯等多種塑料；
烷基叔胺硫酸酯鹽：代表性品種有：(月桂酰胺丙基三甲基銨)硫酸甲酯鹽、N,N-雙(2-羥乙基)-N-(3'-十二烷氧基-2'羥基丙基)甲銨硫酸甲酯鹽、三羥乙基甲基季銨硫酸甲酯鹽、N,N-十六烷基乙基嗎啉硫酸乙酯鹽等；
烷基叔胺磷酸鹽：有硬脂酰胺丙基二甲基-β-羥乙基銨二氫磷酸鹽等。
除了季銨鹽之外，陽離子型抗靜電劑還包括烷基胺、環胺、酰氨基胺的鹽、咪唑啉鹽乙基丙烯酰胺鹽等。
2. 陰離子型
在這類抗靜電劑中，分子的活性部分是陰離子，其中包括烷基磺酸鹽、硫酸鹽、磷酸衍生物、高級脂肪酸鹽、羧酸鹽及聚合型陰離子抗靜電劑等。其陽離子部分多為堿金屬或堿土金屬的離子、銨、有機胺、氨基醇等。
3. 非離子型
這類抗靜電劑分子本身不帶電荷而且極性很小。通常非離子型抗靜電劑具有一個較長的親油基，與樹脂有良好的相容性。同時非離子型抗靜電劑毒性低，具有良好的加工性和熱穩定性，是合成材料理想的內部抗靜電劑。主要有聚乙二醇酯或醚類、多元醇脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、脂肪胺乙氧基醚等化合物，此類化合物分子中，烷基鏈長度和極性集團的數量，對發揮最佳抗靜電效果至關重要。
4. 兩性抗靜電劑
從廣義上看，兩性抗靜電劑是指在抗靜電劑分子結構中同時具有兩種或兩種以上離子性質的抗靜電劑。兩性抗靜電劑往往同時具有陰離子親水基和陽離子親水基。
5. 高分子永久性抗靜電劑
用各種親水性聚合物作為抗靜電劑，加入到基料樹脂中可得到高分子聚合型永久性抗靜電劑樹脂。該技術的關鍵是提高永久性抗靜電劑在樹脂中的分散程度和狀態，因為它是在母體中形成芯殼結構，并以此為通路泄漏靜電荷。永久性抗靜電劑以微細的層狀或筋狀形態，主要分布在制品表面，而在中心部分較少，且主要以顆粒狀存在。決定形態結構的主要因素是成形加工條件和與母體樹脂的相容性，最直接的影響因素是母體與永久性抗靜電劑的熔融黏度差或黏度比，它常以調節剪切速率和加工溫度來控制。
五、抗靜電劑的使用
在工業上，采用抑制靜電荷的產生和促進電荷的泄漏來解決材料的帶電問題，有以下幾種方法：
提高材料加工環境和使用場所的濕度，有利于抑制電荷的產生和促進電荷的泄漏；
對聚合物進行結構改性，引入極性化或離子化基團，提高導電性；
在材料加工過程中利用導電裝置或在制品中加入導電性材料；
用氧化劑或采用電暈放電處理制品表面，提高高分子材料表面的導電性；
在高分子材料中添加導電性填料，如炭黑、金屬氧化物粉末或金屬粉末；
采用導電性高分子材料或導電性涂料進行表面預處理；
添加抗靜電劑，提高高分子材料的極性或吸濕性。
來源：涂料工業
