CN112574667A - 一种一步法制备抗静电材料的方法、光固化涂料、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及材料领域，具体公开了一种一步法制备抗静电材料的方法、光固化涂料、应用，所述一步法制备抗静电材料的方法通过将表面活性剂、氧化剂、导电聚合物单体以及少量水等组分搅拌后与水性光固化体系混合均匀，涂膜后使用紫外光照射固化，即可直接形成具有抗静电性能的固化涂层。该方法制备的抗静电材料作为涂料不仅具备水性光固化涂料的优点，包括高效节能，环保无污染，同时一步光固化操作即可同时实现导电聚合物在体系中的形成以及涂层的固化，解决了现有水性抗静电型紫外光固化涂料的制备方法存在的多步操作以及导电填料不易分散、体系粘度增加的问题，具有广阔的市场前景。

Description

一种一步法制备抗静电材料的方法、光固化涂料、应用
技术领域
本发明涉及材料领域，具体是一种一步法制备抗静电材料的方法、光固化涂料、应用。
背景技术
随着科技的不断发展，在部分特殊领域，静电问题越来越引起人们的重视，比如航天航空、石油化工、通讯、电子器械以及军事工业等领域，应用材料表面静电的产生和集聚会带来静电隐患，造成设备损坏甚至是火灾***等不良后果。因此，需要采用抗静电材料来有效地阻止静电荷在自身及与其接触材料上积累。
目前，在航天航空、石油化工、通讯、电子器械以及军事工业等领域中，通常会需要使用涂料来提高材料或设备等表面的性能。其中，紫外光固化涂料，尤其是水性紫外光固化涂料，具有能耗低、无污染、固化快、可涂装对热敏感的基材等优点，具有广阔的市场前景。但是，紫外光固化涂料的原料中，采用的常规的高分子材料是优良的绝缘体，导致紫外光固化涂料形成的固化膜也具有良好的绝缘性能，这使其表面往往容易导致静电的累积，进而产生静电隐患。
因此上述领域对紫外光固化涂料在应用中提出了抗静电性要求。导电或抗静电型紫外光固化涂料也是相关材料研究的重要方向之一。为了解决紫外光固化涂料的静电隐患，常规做法是将提前制备的导电填料添加到光固化体系中分散，最后光固化成型，以增加涂料的电导率，达到抗静电的效果。例如，采用无机导电材料或本征型导电聚合物作为导电填料用于抗静电型紫外光固化涂料的制备。
但是，以上的技术方案在实际应用中存在以下不足：现有的水性抗静电型紫外光固化涂料的制备方法大多是将提前制备的导电填料添加到光固化体系中，这个过程不仅操作复杂，成本较高，而且导电填料的加入往往会存在分散不均匀，易团聚析出并导致光固化体系粘度明显增加的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种一步法制备抗静电材料的方法，以解决上述背景技术中提出的现有水性抗静电型紫外光固化涂料的制备方法存在操作步骤繁琐以及导电填料不易分散、体系粘度易增加的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种一步法制备抗静电材料的方法，包括以下步骤：将表面活性剂、氧化剂、导电聚合物单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，制备得到混合溶液，之后将混合溶液加入到水性光固化体系进行混合均匀，得到抗静电材料；其中，所述水性光固化体系至少包括水性紫外光固化树脂以及光引发剂。
需要说明的是，本发明实施例通过一步法制备抗静电材料，可以直接作为水性抗静电型紫外光固化涂料，所述一步法制备抗静电材料的方法制备的水性抗静电型紫外光固化涂料不仅简化了需要提前制备导电填料的繁琐操作，而且避免了向涂料中加入导电填料引起的颗粒难分散均匀以及体系粘度明显增加的问题，因此可以解决现有水性抗静电型紫外光固化涂料的制备方法存在的多步操作以及导电填料不易分散、体系粘度增加的弊端。
作为本发明进一步的方案：所述一步法制备抗静电材料的方法还包括在将混合溶液加入到水性光固化体系进行混合均匀后再进行涂膜并使用紫外光照射固化的步骤。
作为本发明再进一步的方案：所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，所述导电聚合物可以是聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯和聚双炔等聚合物中含有π键的一类物质中的任意一种，具体根据需求进行选择，这里并不作限定。
优选的，所述导电聚合物单体是吡咯单体，但是，使用其他的导电聚合物单体，通过紫外光辅助引发聚合一步法制备的抗静电材料（即水性抗静电型光固化涂料）也可以，其他导电聚合物单体原料借助这种方式均可行。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的一步法制备抗静电材料的方法在工业废水循环利用中的应用。
本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述的一步法制备抗静电材料的方法制备得到的抗静电材料。
本发明实施例的另一目的在于提供一种光固化涂料，所述光固化涂料至少包含上述的抗静电材料。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的光固化涂料在材料抗静电处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明实施例提供的一步法制备抗静电材料的方法通过将表面活性剂、氧化剂、导电聚合物单体（优选吡咯单体）以及少量水等组分搅拌后与水性光固化体系混合均匀，涂膜后使用紫外光照射固化，即可直接形成具有抗静电性能的固化涂层。该方法制备的抗静电材料作为涂料不仅具备水性光固化涂料的优点，包括高效节能，环保无污染，同时一步光固化操作即可同时实现导电聚合物在体系中的形成以及涂层的固化，解决了现有水性抗静电型紫外光固化涂料的制备方法存在的多步操作以及导电填料不易分散、体系粘度增加的弊端，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供的一种一步法制备抗静电材料的方法，包括以下步骤：
将表面活性剂、氧化剂、导电聚合物单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，制备得到混合溶液，之后将混合溶液加入到水性光固化体系进行混合均匀，得到抗静电材料；其中，所述水性光固化体系至少包括水性紫外光固化树脂以及光引发剂。
作为本发明的另一优选实施例，在所述一步法制备抗静电材料的方法中，所述一步法制备抗静电材料的方法还包括在将混合溶液加入到水性光固化体系进行混合均匀后再进行涂膜并使用紫外光照射固化的步骤，通过将表面活性剂、氧化剂、导电聚合物单体以及少量水等组分搅拌后制备混合溶液，之后将混合溶液加入到水性光固化体系混合均匀，将其涂膜并使用紫外光照射固化，即可直接形成具有抗静电性能的固化涂层。
作为本发明的另一优选实施例，所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，所述导电聚合物可以是聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯和聚双炔等聚合物中含有π键的一类物质中的任意一种，具体根据需求进行选择，这里并不作限定。
优选的，所述导电聚合物单体是吡咯单体，但是，使用其他的导电聚合物单体，通过紫外光辅助引发聚合一步法制备的抗静电材料（即水性抗静电型光固化涂料）也可以，其他导电聚合物单体原料借助这种方式均可行。
本发明实施例使用导电聚合物单体（吡咯单体）与水性光固化体系混合，再借助紫外光的催化作用，同时引发导电聚合物（聚吡咯）的形成以及光固化树脂的固化，一步法制备具有抗静电性能的涂层（表面电导率可达到2.3×10-7-7.7×10-5 S/cm），避免了现有水性抗静电型紫外光固化涂料的制备方法存在的多步操作以及导电填料不易分散、体系粘度增加的弊端。需要说明的是，本发明是制备方法的创新，重点不在于改善成品的性能，而是在改变传统的多步制备方法存在的弊端，具有广阔的市场前景。
作为本发明的另一优选实施例，在所述一步法制备抗静电材料的方法中，所述混合溶液在所述水性光固化体系中的添加比例为5-30wt%。
作为本发明的另一优选实施例，在所述水性光固化体系中，每100重量份的水性紫外光固化树脂对应加入1-3重量份的光引发剂。
作为本发明的另一优选实施例，在所述混合溶液中，所述表面活性剂的浓度范围为5-20g/L，所述导电聚合物单体的浓度范围为0.03-0.2mol/L，所述氧化剂的浓度与所述导电聚合物单体的浓度之比为1.5-2.5。
作为本发明的另一优选实施例，在所述混合溶液中，还包括加入pH调节剂以调节混合溶液至酸性的步骤。所述pH调节剂可以使用现有的pH调节剂产品，例如，可以选用偏酒石酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、己二酸、有磷酸、盐酸、硫酸等现有的产品，具体根据需求进行选择，这里并不作限定，只要可以通过加入一定的量来使所述混合溶液至酸性即可。
作为本发明的另一优选实施例，在所述一步法制备抗静电材料的方法中，所述pH调节剂选用现有的酸，优选的，所述pH调节剂选用硫酸，且所述硫酸在所述混合溶液中的浓度是0.1-0.2mol/L。
作为本发明的另一优选实施例，在所述一步法制备抗静电材料的方法中，所述氧化剂只针对过氧化氢，其他氧化剂暂未发现有光催化效果。
作为本发明的另一优选实施例，在所述一步法制备抗静电材料的方法中，所述表面活性剂可以采用现有的水性涂料用表面活性剂产品，具体根据需求进行选择，这里并不作限定，优选的，所述混合溶液中的表面活性剂为PVP（聚乙烯吡咯烷酮），其浓度范围为5-20g/L；吡咯单体浓度范围为0.03-0.2mol/L；氧化剂为过氧化氢，其浓度与吡咯单体浓度比为1.5-2.5；混合溶液的酸性使用硫酸调整，硫酸浓度为0.1-0.2mol/L。
作为本发明的另一优选实施例，在所述一步法制备抗静电材料的方法中，所述水性光固化体系包括水性紫外光固化树脂、水性消泡剂、水性流平剂以及光引发剂等现有的水性光固化体系产品。
作为本发明的另一优选实施例，所述一步法制备抗静电材料的方法是将表面活性剂、氧化剂、吡咯单体以及少量水等组分搅拌后制备混合溶液，之后将混合溶液与水性紫外光固化树脂、水性消泡剂、水性流平剂以及光引发剂等混合后在室温下避光搅拌均匀即制得抗静电材料，可以直接作为涂料使用。
进一步的，将涂料涂膜并使用一千瓦高压汞灯照射固化，即可直接形成具有抗静电性能的固化涂层。
作为本发明的另一优选实施例，在所述一步法制备抗静电材料的方法中，所述水性光固化体系中的水性紫外光固化树脂为水溶型水性UV（ultraviolet，紫外线）低聚物、乳液型水性UV低聚物或者水分散型水性UV低聚物中的一种或多种。
作为本发明的另一优选实施例，在所述水性光固化体系中，每100重量份的水性紫外光固化树脂对应加入0.1-1重量份的水性消泡剂、0.1-1重量份的水性流平剂以及1-3重量份的光引发剂。
作为本发明的另一优选实施例，所述水性光固化体系中的水性消泡剂可以为市售光固化涂料用消泡剂，添加量为0.1-1份(相对100份水性紫外光固化树脂的比例)。
作为本发明的另一优选实施例，所述水性光固化体系中的水性流平剂可以为市售光固化涂料用流平剂，添加量为0.1-1份(相对100份水性紫外光固化树脂的比例)。
作为本发明的另一优选实施例，所述光引发剂为市售Irgacure-1173、Irgacure-184、Irgacure-500中的一种或多种，添加量为1-3份(相对100份水性紫外光固化树脂的比例)。
本发明实施例还提供一种采用上述的一步法制备抗静电材料的方法制备得到的抗静电材料。
作为本发明的另一优选实施例，所述抗静电材料可以直接作为涂料使用，也可以是采用现有工艺进行加工制备成其他类型的具有抗静电性能的材料，例如砌块等。
本发明实施例还提供一种光固化涂料，所述光固化涂料至少包含上述的抗静电材料，还可以包含光固化涂料制备中可接受的原料，例如颜料等。
本发明实施例还提供一种上述的光固化涂料在材料表面抗静电处理中的应用。
以下通过列举具体实施例对本发明的一步法制备抗静电材料的方法的技术效果做进一步的说明。
实施例1
一种一步法制备抗静电材料（即水性抗静电型光固化涂料）的方法，包括以下的步骤：
制备混合溶液（溶剂是水）：将PVP、过氧化氢、吡咯单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，加硫酸调节pH，制备得到混合溶液，备用；其中，混合溶液中PVP浓度为5g/L；吡咯单体浓度为0.03mol/L；过氧化氢浓度为0.075mol/L；硫酸浓度为0.1mol/L。
取5g上述的混合溶液，分别加入100g市售水性脂肪族PUA（型号IRR 210），0.1g消泡剂Airex986，0.1g流平剂Glide100以及1.5g光引发剂Irgacure-1173，混合体系室温下避光搅拌，搅拌均匀后得到水性抗静电型光固化涂料，将水性抗静电型光固化涂料涂敷于聚四氟乙烯的模板上，使用1000W的高压汞灯照射50秒，得到固化薄膜。
实施例2
一种一步法制备抗静电材料（即水性抗静电型光固化涂料）的方法，包括以下的步骤：
制备混合溶液（溶剂是水）：将PVP、过氧化氢、吡咯单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，加硫酸调节pH，制备得到混合溶液，备用；其中，混合溶液中PVP浓度为10g/L；吡咯单体浓度为0.12mol/L；过氧化氢浓度为0.3mol/L；硫酸浓度为0.15mol/L。
取10g上述的混合溶液，分别加入100g市售水性脂肪族PUA（型号IRR 210），0.5g消泡剂Airex986，0.5g流平剂Glide100以及2g光引发剂Irgacure-1173，混合体系室温下避光搅拌，搅拌均匀后得到水性抗静电型光固化涂料，将水性抗静电型光固化涂料涂敷于聚四氟乙烯的模板上，使用1000W的高压汞灯照射50秒，得到固化薄膜。
实施例3
一种一步法制备抗静电材料（即水性抗静电型光固化涂料）的方法，包括以下的步骤：
制备混合溶液（溶剂是水）：将PVP、过氧化氢、吡咯单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，加硫酸调节pH，制备得到混合溶液，备用；其中，混合溶液中PVP浓度为15g/L；吡咯单体浓度为0.15mol/L；过氧化氢浓度为0.075mol/L；硫酸浓度为0.1mol/L。
取5g上述的混合溶液，分别加入100g市售水性树脂PEA（型号PE55WIN），0.6g消泡剂Airex986，0.6g流平剂Glide432以及2g光引发剂Irgacure-500，混合体系室温下避光搅拌，搅拌均匀后得到水性抗静电型光固化涂料，将水性抗静电型光固化涂料涂敷于聚四氟乙烯的模板上，使用1000W的高压汞灯照射50秒，得到固化薄膜。
实施例4
一种一步法制备抗静电材料（即水性抗静电型光固化涂料）的方法，包括以下的步骤：
制备混合溶液（溶剂是水）：将PVP、过氧化氢、吡咯单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，加硫酸调节pH，制备得到混合溶液，备用；其中，混合溶液中PVP浓度为20g/L；吡咯单体浓度为0.2mol/L；过氧化氢浓度为0.4mol/L；硫酸浓度为0.2mol/L。
取15g上述的混合溶液，分别加入100g市售水性树脂PEA（型号PE55WIN），1g消泡剂Airex986，0.8g流平剂Glide432以及1.5g光引发剂Irgacure-500，混合体系室温下避光搅拌，搅拌均匀后得到水性抗静电型光固化涂料，将水性抗静电型光固化涂料涂敷于聚四氟乙烯的模板上，使用1000W的高压汞灯照射60秒，得到固化薄膜。
实施例5
一种一步法制备抗静电材料（即水性抗静电型光固化涂料）的方法，包括以下的步骤：
制备混合溶液（溶剂是水）：将PVP、过氧化氢、吡咯单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，加硫酸调节pH，制备得到混合溶液，备用；其中，混合溶液中PVP浓度为20g/L；吡咯单体浓度为0.2mol/L；过氧化氢浓度为0.4mol/L；硫酸浓度为0.2mol/L。
取20g上述的混合溶液，分别加入100g市售水性树脂PEA（型号PE55WIN），1g消泡剂Airex986，0.8g流平剂Glide432以及1.5g光引发剂Irgacure-500，混合体系室温下避光搅拌，搅拌均匀后得到水性抗静电型光固化涂料，将水性抗静电型光固化涂料涂敷于聚四氟乙烯的模板上，使用1000W的高压汞灯照射60秒，得到固化薄膜。
实施例6
一种一步法制备抗静电材料（即水性抗静电型光固化涂料）的方法，包括以下的步骤：
制备混合溶液（溶剂是水）：将PVP、过氧化氢、吡咯单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，加硫酸调节pH，制备得到混合溶液，备用；其中，混合溶液中PVP浓度为20g/L；吡咯单体浓度为0.2mol/L；过氧化氢浓度为0.6mol/L；硫酸浓度为0.2mol/L。
取20g上述的混合溶液，分别加入100g市售水性树脂PEA（型号PE55WIN），1g消泡剂Airex986，0.8g流平剂Glide432以及1g光引发剂Irgacure-500，混合体系室温下避光搅拌，搅拌均匀后得到水性抗静电型光固化涂料，将水性抗静电型光固化涂料涂敷于聚四氟乙烯的模板上，使用1000W的高压汞灯照射60秒，得到固化薄膜。
实施例7
一种一步法制备抗静电材料（即水性抗静电型光固化涂料）的方法，包括以下的步骤：
制备混合溶液（溶剂是水）：将PVP、过氧化氢、吡咯单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，加硫酸调节pH，制备得到混合溶液，备用；其中，混合溶液中PVP浓度为20g/L；吡咯单体浓度为0.2mol/L；过氧化氢浓度为0.6mol/L；硫酸浓度为0.2mol/L。
取30g上述的混合溶液，分别加入100g市售水性树脂PEA（型号PE55WIN），1g消泡剂Airex986，0.8g流平剂Glide432以及1g光引发剂Irgacure-500，混合体系室温下避光搅拌，搅拌均匀后得到水性抗静电型光固化涂料，将水性抗静电型光固化涂料涂敷于聚四氟乙烯的模板上，使用1000W的高压汞灯照射60秒，得到固化薄膜。
实施例8
一种一步法制备抗静电材料（即水性抗静电型光固化涂料）的方法，包括以下的步骤：
制备混合溶液（溶剂是水）：将PVP、过氧化氢、吡咯单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，加硫酸调节pH，制备得到混合溶液，备用；其中，混合溶液中PVP浓度为10g/L；吡咯单体浓度为0.12mol/L；过氧化氢浓度为0.3mol/L；硫酸浓度为0.15mol/L。
取15g上述的混合溶液，分别加入100g市售LR8765树脂，0.5g消泡剂Airex986，0.5g流平剂Glide100以及2g光引发剂Irgacure-1173和1g光引发剂Irgacure-184，混合体系室温下避光搅拌，搅拌均匀后得到水性抗静电型光固化涂料，将水性抗静电型光固化涂料涂敷于聚四氟乙烯的模板上，使用1000W的高压汞灯照射50秒，得到固化薄膜。
实施例9
一种一步法制备抗静电材料（即水性抗静电型光固化涂料）的方法，包括以下的步骤：
制备混合溶液（溶剂是水）：将PVP、过氧化氢、吡咯单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，加硫酸调节pH，制备得到混合溶液，备用；其中，混合溶液中PVP浓度为10g/L；吡咯单体浓度为0.12mol/L；过氧化氢浓度为0.3mol/L；硫酸浓度为0.15mol/L。
取15g上述的混合溶液，分别加入100g市售水性脂肪族PUA（型号IRR 210），0.5g消泡剂Airex920，0.5g流平剂Glide435以及2g光引发剂Irgacure-1173，混合体系室温下避光搅拌，搅拌均匀后得到水性抗静电型光固化涂料，将水性抗静电型光固化涂料涂敷于聚四氟乙烯的模板上，使用1000W的高压汞灯照射55秒，得到固化薄膜。
实施例10
与实施例9相比，除了所述光引发剂为市售光引发剂Irgacure-184外，其他与实施例9相同。
实施例11
一种一步法制备抗静电材料的方法，包括以下的步骤：
将表面活性剂、氧化剂、导电聚合物单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，制备得到混合溶液，其中，所述表面活性剂的浓度为10g/L，所述导电聚合物单体的浓度为0.03mol/L，所述氧化剂的浓度与所述导电聚合物单体的浓度之比为1.5，之后将5g混合溶液加入到100g水性光固化体系进行混合均匀，得到抗静电材料；其中，所述水性光固化体系是每100g的水性紫外光固化树脂对应加入1g的光引发剂。所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，所述导电聚合物是聚乙炔。所述水性紫外光固化树脂为水溶型水性UV低聚物。
实施例12
一种一步法制备抗静电材料的方法，包括以下的步骤：
将表面活性剂、氧化剂、导电聚合物单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，制备得到混合溶液，其中，所述表面活性剂的浓度为10g/L，所述导电聚合物单体的浓度为0.2mol/L，所述氧化剂的浓度与所述导电聚合物单体的浓度之比为2.5，之后将30g混合溶液加入到100g水性光固化体系进行混合均匀，得到抗静电材料；其中，所述水性光固化体系是每100g的水性紫外光固化树脂对应加入3g的光引发剂。所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，所述导电聚合物是聚噻吩。所述水性紫外光固化树脂为乳液型水性UV低聚物。
实施例13
与实施例12相比，除了所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，且所述导电聚合物是聚吡咯外，其他与实施例12相同。
实施例14
一种一步法制备抗静电材料的方法，包括以下的步骤：
将表面活性剂、氧化剂、导电聚合物单体以及少量水等组分搅拌混合均匀，制备得到混合溶液，其中，所述表面活性剂的浓度为190g/L，所述导电聚合物单体的浓度为0.1mol/L，所述氧化剂的浓度与所述导电聚合物单体的浓度之比为2，之后将20g混合溶液加入到100g水性光固化体系进行混合均匀，得到抗静电材料；其中，所述水性光固化体系是每100g的水性紫外光固化树脂对应加入0.1g的水性消泡剂、0.1g的水性流平剂以及1g的光引发剂。所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，所述导电聚合物是聚吡咯。所述水性紫外光固化树脂为水分散型水性UV低聚物。
实施例15
与实施例14相比，除了所述水性光固化体系是每100g的水性紫外光固化树脂对应加入1g的水性消泡剂、1g的水性流平剂以及3g的光引发剂外，其他与实施例14相同。
实施例16
与实施例14相比，除了所述水性光固化体系是每100g的水性紫外光固化树脂对应加入0.5g的水性消泡剂、0.5g的水性流平剂以及2g的光引发剂外，其他与实施例14相同。
实施例17
与实施例14相比，除了所述水性光固化体系是每100g的水性紫外光固化树脂对应加入0.7g的水性消泡剂、0.4g的水性流平剂以及2g的光引发剂外，其他与实施例14相同。
实施例18
与实施例16相比，除了所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，所述导电聚合物是聚苯胺外，其他与实施例16相同。
实施例19
与实施例16相比，除了所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，所述导电聚合物是聚苯撑外，其他与实施例16相同。
实施例20
与实施例16相比，除了所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，所述导电聚合物是聚苯撑乙烯外，其他与实施例16相同。
实施例21
与实施例16相比，除了所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，所述导电聚合物是聚双炔外，其他与实施例16相同。
实施例22
与实施例16相比，除了所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，所述导电聚合物是聚噻吩外，其他与实施例16相同。
对比例1
中国专利申请号是2016104954516的一种具有抗静电性能的环氧树脂涂料及其制备方法中提供的具有抗静电性能的环氧树脂涂料的表面电导率在10-9-10-4S/cm。
对比例2
中国专利申请号是2013106839580的一种活性抗静电剂及其紫外光固化抗静电涂料中提供的紫外光固化抗静电涂料的表面电导率在10-9-10-8S/cm。
性能评价
将实施例1-9以及对比例1-2中制备的产品进行性能评价。具体的，使用四探针测试仪对实施例1-9以及对比例1-2中制备的产品进行固化形成的涂层的表面电导率进行测试，具体的测试结果如下表1所示。
表1 不同涂层的表面电导率测试结果表
组别 表面电导率（S/cm） 制备步骤统计 检测仪器
实施例1 2.3×10<sup>-7</sup> 一步法制备 四探针测试仪
实施例2 8.2×10<sup>-7</sup> 一步法制备 四探针测试仪
实施例3 2.1×10<sup>-6</sup> 一步法制备 四探针测试仪
实施例4 7.9×10<sup>-6</sup> 一步法制备 四探针测试仪
实施例5 4.3×10<sup>-5</sup> 一步法制备 四探针测试仪
实施例6 3.2×10<sup>-5</sup> 一步法制备 四探针测试仪
实施例7 7.7×10<sup>-5</sup> 一步法制备 四探针测试仪
实施例8 1.1×10<sup>-6</sup> 一步法制备 四探针测试仪
实施例9 1.3×10<sup>-6</sup> 一步法制备 四探针测试仪
对比例1 10<sup>-9</sup>-10<sup>-4</sup> 至少两步操作 四探针测试仪
对比例2 10<sup>-9</sup>-10<sup>-8</sup> 至少两步操作 四探针测试仪
从表1数据可以看出，采用本发明实施例提供的一步法制备抗静电材料的方法进行制备得到的抗静电材料的技术指标可以达到现有的水性抗静电型光固化涂料的性能要求，而且，本发明方法无需提前制备导电填料，制备的水性抗静电型紫外光固化涂料不仅简化了需要提前制备导电填料的繁琐操作，而且避免了向涂料中加入导电填料引起的颗粒难分散均匀以及体系粘度明显增加的问题。
需要说明的是，本发明提供的一步法制备抗静电材料的方法的原理为：一是紫外光可引发过氧化氢与吡咯单体的反应，生成导电聚合物聚吡咯；二是紫外光可引发光固化涂料本身的聚合，把这两个反应同时实施，同时生成导电聚合物聚吡咯和固化涂层，达到抗静电和光固化的效果。
需要进一步说明的是，在制备导电或抗静电型紫外光固化涂料中，现有技术中的常规做法是将提前制备的导电填料添加到光固化体系中以增加涂料的电导率，达到抗静电的效果。由于电导率较高，无机导电材料是最常使用的导电填料，包括颗粒型、纤维状以及片状等形状，比如银粉、炭纤维、导电云母粉或者其他金属涂覆的微球等均被报道作为导电填料使用于制备抗静电型紫外光固化涂料。
无机导电填料在使用时也存在问题，比如无机导电填料与高分子材料之间的相容性较差，为了改善两者之间的界面结合，必须采用适当的方法预先对无机导电填料表面进行改性处理，否则容易出现无机导电颗粒容易形成团聚或者迁移析出等问题（参见吴渺的硕士论文：有机/无机纳米杂化齿科修复树脂的制备及性能研究，2013年，武汉理工大学）。
除了无机导电填料，本征型导电聚合物由于具有电导率高、质量轻、稳定性好、成本低等特点，也可被用作导电填料用于抗静电型紫外光固化涂料的制备。由于刚性的长链结构以及较强的分子链间相互作用，常规方法制备的聚吡咯、聚苯胺等本征型导电聚合物难溶难熔，作为导电填料使用也常是直接将导电聚合物粉末与紫外光固化材料直接混合分散（参见文献：Mir I, Kumar D. Recent advances in isotropic conductive adhesivesfor electronics packaging applications[J]. International Journal of Adhesion& Adhesives，2008，28(7):362-371; M.E.L. Wouters, Wolfs D P, Linde MCVD, et al.Transparent UV curable antistatic hybrid coatings on polycarbonate preparedby the sol-gel method[J]. Progress in Organic Coatings, 2004,51: 312-320）。
因此，不管是改性后的无机导电填料还是本征型导电聚合物粉末与紫外光固化基体树脂混合都后都容易出现颗粒分散不均匀，颗粒团聚迁移的现象，另外导电填料添加量较大时也容易导致光固化体系粘度增大，固化涂层力学性能下降等问题。其中，无机导电颗粒由于与基体树脂之间的相容性较差，容易出现团聚迁移的问题，另外，为了获得理想的电导率，通常需要较高的添加量，这会明显增加光固化体系的粘度，影响使用效果。另一方面，导电聚合物由于其刚性分子结构，溶解性较差，作为导电填料使用时也通常是以固体粉末的形式分散到体系中，同样存在分散不均匀以及体系粘度增大的问题。本发明将水性光固化体系与液态的吡咯单体（可聚合形成导电聚合物，即聚吡咯）以及氧化剂、少量水等组分混合后涂膜，液态膜使用紫外光照射时，可同时引发吡咯单体的聚合以及光固化体系的交联固化，直接制备具有抗静电性能的固化涂层。该方法制备的水性抗静电型紫外光固化涂料不仅简化了需要提前制备导电填料的繁琐操作，而且避免了向涂料中加入导电填料引起的颗粒难分散均匀以及体系粘度明显增加的问题。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种一步法制备抗静电材料的方法，其特征在于，所述一步法制备抗静电材料的方法包括以下步骤：
将表面活性剂、氧化剂、导电聚合物单体以及水混合均匀，制备得到混合溶液，之后将混合溶液加入到水性光固化体系进行混合均匀，得到抗静电材料；其中，所述水性光固化体系至少包括水性紫外光固化树脂以及光引发剂。
2.根据权利要求1所述的一步法制备抗静电材料的方法，其特征在于，在所述的一步法制备抗静电材料的方法中，还包括在将混合溶液加入到水性光固化体系进行混合均匀后再进行涂膜并使用紫外光照射固化的步骤。
3.根据权利要求1所述的一步法制备抗静电材料的方法，其特征在于，在所述的一步法制备抗静电材料的方法中，所述导电聚合物单体是导电聚合物的单体形式，所述导电聚合物是聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一步法制备抗静电材料的方法，其特征在于，在所述的一步法制备抗静电材料的方法中，所述混合溶液在所述水性光固化体系中的添加比例为5-30wt%。
5.根据权利要求1所述的一步法制备抗静电材料的方法，其特征在于，在所述水性光固化体系中，每100重量份的水性紫外光固化树脂对应加入1-3重量份的光引发剂。
6.根据权利要求1所述的一步法制备抗静电材料的方法，其特征在于，在所述混合溶液中，所述表面活性剂的浓度范围为5-20g/L，所述导电聚合物单体的浓度范围为0.03-0.2mol/L，所述氧化剂的浓度与所述导电聚合物单体的浓度之比为1.5-2.5。
7.根据权利要求1所述的一步法制备抗静电材料的方法，其特征在于，在所述混合溶液中，还包括加入pH调节剂以调节混合溶液至酸性的步骤。
8.根据权利要求1所述的一步法制备抗静电材料的方法，其特征在于，所述水性光固化体系包括水性紫外光固化树脂、水性消泡剂、水性流平剂以及光引发剂；其中，在所述水性光固化体系中，每100重量份的水性紫外光固化树脂对应加入0.1-1重量份的水性消泡剂、0.1-1重量份的水性流平剂以及1-3重量份的光引发剂。
9.一种光固化涂料，其特征在于，所述光固化涂料至少包含采用如权利要求1-8任一所述的一步法制备抗静电材料的方法进行制备得到的抗静电材料。
10.一种如权利要求9所述的光固化涂料在材料抗静电处理中的应用。
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