纳米ATO粉在高分子抗静电包材中的应用陶瓷球阀

纳米ATO粉在高分子抗静电包材中的应用

摘要：文中抗静电涂料、抗静电纤维及抗静电塑料三个方面综述了纳米ATO导电粉在高分子抗静电材料中应用的研究进展，并指出了有待于深入研究的几个问题。

关键词：纳米 ATO 抗静电 应用

产品需要包装，而包装材料的质量直接或间接影响产品的质量。以往的产品包装大多注重于其外观、防潮、隔热、保温等性能，而对防静电、防射频性能没有引起足够的重视，也造成了严重的后果，据报道，全世界电子工业因静电放电(EDS)造成的损失每年达数百亿美元”。近年来，随着材料科学的发展，高分子材料因其在生产、加工及使用等方面的优越性能而广泛应用于包装等领域，高分子材料抗静电研究也成为国内外研究的热点之一。

常用的高分子材料抗静电方法是在材料中添加导电填料，但现有的导电填料在使用过程中暴露出了许多问题”：贵重金属填料(如金粉、银粉、镍粉等)导电性好，但价格昂贵，不适于大规模使用；铜粉价廉，但易被氧化；碳系填料导电性好、耐度上限制了其使用。为此，国外在90年代研制出价廉、色浅的金属氧化物导电填料，并得到迅速的发展。纳米掺锑二氧化锡(Antimony Doped Tin Oxide，简称ATO)，是一种N型半导体材料，与传统的抗静电材料相比，纳米ATO导电粉体具有明显的优势，主要表现在良好的导电性，浅色透明性，良好的耐候性和稳定性以及低的红外发射率等)：面，是一种极具发展潜力的新型多功能导电材料”。本文从抗静电涂料、抗静电纤维及抗静电塑料3个方面介绍了纳米ATO粉在高分子抗静电材料中应用。

1 抗静电涂料

抗静电涂料是纳米ATO粉的主要应用市场。将纳米ATO粉末作为导电填料添加到聚酰胺、丙烯酸等基体树脂中，选择适当的分散方法，可制得纳米复合透明抗静电涂料。在纳米ATO复合抗静电涂料中，当纳米ATO粉的添加量达到某一临界值时，涂层的导电性能才明显改善。研究表明，纳米ATO粉在涂料中的临界体积浓度(CPVC)约为23％，当PVC达到23％后，涂层的导电性能较好，如图1 所示。但进一步增大纳米ATO的用量，对于涂层的导电性能的改善并没有很大的帮助，相反，会影响涂层的色泽、透明度以及力学性能等。另外，基体树脂的种类、溶剂的用量以及制备工艺等都对涂料的性能有明显的影响。

由于纳米ATO颗粒比表面积大、比表面能高，属于热力不稳定体系，粉体颗粒自发的相互聚集，以降低整个系统的由焓。这种形成团聚状的二次颗粒，乃至三次颗粒，会破坏末的超细性和均匀性，影响纳米粉末的性能，进而影响产品最终的使用性能”1)。因此，影响涂料抗静电性能的首要因素是纳米ATO粉的高度分散问题。

针对如何实现透明导电涂料中纳米ATO粉的高度分散问题，李青山等D2]通过实验研究了共沉淀法制备的纳米ATO粉在水中高度分散体系的形成条件，并讨论了球磨时间及PH值对分散体系的影响，结果表明，在不加任何助剂的情况下，球磨时间需要5天以上才能形成分散效果较好的纳米ATO粉水分散体系；纳米ATO粉在强碱和等电点(pH=1．8)附近的水溶液中将聚沉，而在远离等电点(PH值在10-11．5)的水溶液中可呈现出不同的分散状态，可形成无团聚状态的高稳定性掺锑二氧化锡超细粉水分散体系。王栋等””研究了纳米ATO在水中的稳定、分散行为，讨论了分散剂种类、ATO用量、PH值、分散剂用量对体系稳定性、分散性和流变性的影响，制备粘度较低、稳定性分散J，哇良好的纳米ATO悬浮液。

纳米ATO复合抗静电涂料是一种用途广泛的功能材料，如电子设备的透明包装薄膜抗静电涂层、平面显示材料、面发热体等；另外，可通过调节锑掺杂量得到不同蓝色调的纳米ATO粉，从而获得不同色调的抗静电涂料，这一点对其在包装领域的应用至关重要。

（待续）

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