专利名称：水性防静电瓦楞纸板涂料及其制备方法
技术领域：
本发明关于一种水性防静电瓦楞纸板涂料及其制备方法。背景领域静电放电(ESD)现象是导致电子产品在储运过程中损坏或使用寿命减损的主要原因之一。凡通过安全地耗散静电荷或屏蔽零件，能限制静电电荷聚集或能避免外部静电电荷影响的材料，均可作为静电放电防护包装材料。近年来静电防护包装市场日益扩大，但包装材料形式却很单一，即采用防静电塑料袋作为内包装，然后用纸箱或塑料箱作为运输包装是目前主要的包装形式，但对于大中型产品的防护包装并不适合，而且成本高、操作复杂。一次研制开发新的具备导静电功能的瓦楞纸板、纸箱具有重大的工程价值，同时其产业化前景十分广阔。静电防护型瓦楞纸板纸箱的关键技术是对传统瓦楞纸板进行改性或对瓦楞纸箱结构进行功能设计和创新，比如对纸浆进行预处理，与其他功能性材料符合或是对纸板表面进行涂覆，其中表面涂覆导电涂料方便快捷，成本较低。现有导电涂料大多数为溶剂型涂料，对坏境污染严重，随着环保意识的加强，人们越来越多的开始关注环保的导电涂料，其最大优越性是消除或基本消除了一般涂料中所使用的易燃、易爆、且不利于环境保护的有机溶剂。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中溶剂污染环境的问题，提供一种防静电效果好、表面电阻率条件范围大、成本低廉、适合大规模工业生产的性防静电瓦楞纸板涂料及其制备方法。本发明中的水性防静电瓦楞纸板涂料，包括以下组分，各组分的比例均按重量份数计，其中取水性成膜脂20 30份，辅助成膜物0. 2 0. 45份，混合溶液25_35份，导电填料5 17. 5份，消泡剂0. 1 0. 2份，分散剂0. 2 0. 5份，增稠剂0 0. 3份，改性剂0 0. 3 份。所述水性成膜树脂为水溶性丙烯酸树脂。所述辅助成膜物为甲基纤维素或羧甲基纤维素。所述导电填料为导电石墨与炭黑的混合物，其中导电石墨与炭黑按重量比4 1
混合ο所述混合溶液为水和醇的混合物，其中醇为异丙醇、正丁醇或乙醇。本发明中的水性防静电瓦楞纸板涂料采用以下工艺步骤(1)对导电填料进行烘干，烘干的温度控制在75 95°C ；(2)将烘干的导电填料与已加入有分散剂和辅助成膜物的混合溶液混合形成初混物；(3)在上述初混物中依次加入水性成膜树脂、消泡剂，在电动搅拌机下变速搅拌 10 30分钟得到防静电涂料。
在步骤(3)中增加消泡剂后还增加了增稠剂和/或改性剂。在步骤(1)中将导电填料置于干燥箱中至恒重。本发明的有益效果在于1)导电填料为石墨、炭黑混合物，将其按一定比例混合可以使涂料的导电结构更致密，形成良好的层间联通结构，导电通道更加顺畅，从而降低涂料的电阻率。2)利用本发明中的配比方案，制得的涂料表面电阻率可以在IO3-IOkiQ范围内调节。3)制备工艺简单易行、施工方便、成本较低，符合环保要求。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例作进ー步详细说明。实例1 本实施例一中的水性防静电瓦楞纸板涂料由以下按重量比混合的各组分混合而
成
水溶性丙烯酸树脂20
按4:1混合的水和异丙醇的混和溶液25
按4:1混合的石墨和炭黑的混合物5
羧甲基纤维素钠0.2
分散剂0.2
消泡剂0.2
增稠剂0.15防静电瓦楞纸板的制备方法(1)将炭黑、石墨按重量比为1 至恒重，制成导电填料；( 将水和异丙醇按重量比4 1混合，形成混合溶液；(3)将羧甲基纤维素钠、分散剂与混合溶液充分搅拌形成初混物；(4)将初混物与导电填料混合，然后加入水溶性丙烯酸树脂、消泡剂与增稠剂，在电动搅拌机(电动搅拌机的型号可以选用JB200-Q下变速搅拌20分钟，得到防静电涂料；(5)将防静电涂料刷涂于瓦楞纸板制成防静电瓦楞纸板。由上述实施例一制备的防静电瓦楞纸板的表面电阻率达IOkiQ，根据GJB/Z86-97 分类，属于静电耗散材料(表面电阻率等于或大于IO5 Ω但小于IO12 Ω，体积电阻率等于或大于IO4 Ω · cm但小于IO11 Ω ^cmmMWn )，这种材料的静电荷在其表面移动速率虽大大低于静电导体，但其受到摩擦时，表面产生的电荷可以较快的扩散和泄露。因其电阻率较高，不会造成材料放电，可以用作ESD防护包装和一般的静电放电敏感元件(ESDQ产品生产装配的环境中传递。实施例2 本实施例ニ中的水性防静电瓦楞纸板涂料由以下按重量比混合的各组分混合而
成
水溶性丙烯酸树脂30 按3:2混合的水和异丙醇的混和溶液 25 按4:1混合的石墨和炭黑的混合物 7.5
羧甲基纤维素钠0.4
分散剂0.3
消泡剂0.2
增稠剂0.3
改性剂0.2防静电瓦楞纸板的制备方法(1)将炭黑、石墨按重量比为1 4混合后置于干燥箱中，并在80 85°C下干燥 至恒重，形成导电填料；(2)将水和异丙醇按重量比3 2混合后，形成混合溶液；(3)将羧甲基纤维素钠、分散剂与混合溶液充分搅拌形成初混物；(4)将初混物与导电填料混合，然后加入水溶性丙烯酸树脂、消泡剂、增稠剂和改 性剂，在电动搅拌机(电动搅拌机的型号可以选用JB200-Q下变速搅拌10分钟，得到防静 电涂料；(5)将防静电涂料刷涂于瓦楞纸板制成防静电瓦楞纸板。由实施例ニ制备的防静电瓦楞纸板表面电阻率达IO8Q，根据GJB/Z86-97分类， 属于静电耗散材料(表面电阻率等于或大于IO5Q但小于IO12Q,体积电阻率等于或大于 IO4Q cm但小于IO11Q)，这种材料的静电荷在其表面移动速率虽大大低于 静电导体，但其受到摩擦吋，表面产生的电荷可以较快的扩散和泄露。因其电阻率较高，不 会造成材料放电，可以用作ESD防护包装和一般的ESDS产品生产装配的环境中传递。实施例3 本实施例三中的水性防静电瓦楞纸板涂料由以下按重量比混合的各组分混合而
成
水溶性丙烯酸树脂25
按5:1混合的水和异丙醇的混和溶液30
按4:1混合的石墨和炭黑的混合物
羧甲基纤维素钠
分散剂
消泡剂
10
0.45
0.5
0.2
0.3
4混合后置于干燥箱中，并在85 90°C下干燥
改性剂防静电瓦楞纸板的制备方法(1)将炭黑、石墨按重量比为1 至恒重，形成导电填料；(2)将水和异丙醇按重量比为5 1混合，形成混合溶液；(3)将羧甲基纤维素钠、分散剂与混合溶液充分搅拌形成初混物；(4)将初混物与导电填料混合，然后加入水溶性丙烯酸树脂、消泡剂、增稠剂和改性剂，在电动搅拌机(电动搅拌机的型号可以选用JB200-Q下变速搅拌25分钟，得到防静电涂料；(5)将防静电涂料刷涂于瓦楞纸板制成防静电瓦楞纸板。制备的防静电瓦楞纸板表面电阻率大106Ω，根据GJB/Z86-97分类，属于静电耗散材料(表面电阻率等于或大于IO5 Ω但小于IO12 Ω，体积电阻率等于或大于IO4 Ω M1Wfi 小于10"Ω · cm的材料。)，这种材料的静电荷在其表面移动速率虽大大低于静电导体，但其受到摩擦时，表面产生的电荷可以较快的扩散和泄露。因其电阻率较高，不会造成材料放电，可以用作ESD防护包装和一般的ESDS产品生产装配的环境中传递。实施例4 本发明提供一种水性防静电瓦楞纸板涂料及其制备方法，采用以下工艺步骤 (组分比例按重量份计数)
水溶性丙烯酸树脂30水:异丙醇(6:1 )35石墨炭黑(4:1)17.5羧甲基纤维素钠0.45分散剂0.5消泡剂0.1改性剂0.3 防静电瓦楞纸板的制备方法
炭黑、石墨按1 4比例混合置于干燥箱中，在90 95°C下至恒重。将羧甲基纤维素钠、分散剂与混合溶液充分搅拌形成初混物。将上述初混物与导电填料混合，然后加入成膜树脂与其他助剂，在电动搅拌机 (JB200-S)下变速搅拌30分钟得到防静电涂料。将防静电涂料刷涂于瓦楞纸板制成防静电瓦楞纸板。制备的防静电瓦楞纸板表面电阻率大IO3 Ω，根据GJB/Z86-97分类，属于电磁屏蔽材料(屏蔽材料是电阻率很低的导电体，具有表面电阻率等于或小于104Ω，能用于屏蔽射频和低频电磁场。)通常在屏蔽材料内层复合一层静电耗散材料，这种具有屏蔽效果的静电耗散复合材料不仅可以作ESD防护包装，还可以用于火工品包装。
权利要求
1.一种水性防静电瓦楞纸板涂料，包括以下组分，各组分的比例均按重量份数计，其中取水性成膜脂20 30份，辅助成膜物0. 2 0. 45份，混合溶液25-35份，导电填料 5 17. 5份，消泡剂0. 1 0. 2份，分散剂0. 2 0. 5份，增稠剂0 0. 3份，改性剂0 0. 3 份。
2.如权利要求1所述的水性防静电瓦楞纸板涂料，其特征是所述水性成膜树脂为水溶性丙烯酸树脂。
3.如权利要求1所述的水性防静电瓦楞纸板涂料，其特征是所述辅助成膜物为甲基纤维素或羧甲基纤维素。
4.如权利要求1所述的水性防静电瓦楞纸板涂料，其特征是所述导电填料为导电石墨与炭黑的混合物，其中导电石墨与炭黑按重量比4 1混合。
5.如权利要求1所述的水性防静电瓦楞纸板涂料，其特征是所述混合溶液为水和醇的混合物，其中醇为异丙醇、正丁醇或乙醇。
6.如权利要求1所述的水性防静电瓦楞纸板涂料，其特征是采用以下工艺步骤(1)对导电填料进行烘干，烘干的温度控制在75 95°C；(2)将烘干的导电填料与已加入有分散剂和辅助成膜物的混合溶液混合形成初混物；(3)在上述初混物中依次加入水性成膜树脂、消泡剂，在电动搅拌机下变速搅拌10 30分钟得到防静电涂料。
7.如权利要求6所述的水性防静电瓦楞纸板涂料，其特征是在步骤(3)中增加消泡剂后还增加了增稠剂和/或改性剂。
8.如权利要求6所述的水性防静电瓦楞纸板涂料，其特征是在步骤(1)中将导电填料置于干燥箱中至恒重。
全文摘要
本发明公开了一种水性防静电瓦楞纸板涂料及其制备方法，具体的方法是将导电石墨，炭黑按比例混合作为导电填料，具体有水溶性成膜树脂、辅助物、混合溶液、导电填料、助剂配合而成。制备涂料的工艺流程为(1)导电填料烘干，温度控制在75～95℃；(2)将烘干的导电填料与已加入分散剂和辅助成膜物得溶液混合形成初混物；(3)将上述初混物与导电填料混合，然后加入成膜树脂与其他助剂，在电动搅拌机下变速搅拌10～30分钟得到防静电涂料。其制成的涂料的表面电阻率可以在103-1010Ω范围内调节，而且制备工艺简单易行、施工方便、成本较低，符合环保要求。
文档编号D21H19/20GK102392388SQ201110349
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者周德志 申请人:无锡市前程包装工程有限公司