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防静电地坪导电材料里金属类填料主要包括金属粉末(Ag、Cu、AINi等)金属氧化物(SnOTi02、ZnOIn20等)及其包覆物。
金属粉导电填料有优良的导电性和导热性,其导电能力随温度的升高而降低。缺点是成本高、添加量大、易发生热氧化和对基体力学性能产生较大影响,产品性能不稳定,且颜色难调,比重大容易沉降结块。
金属氧化物密度较小,在空气中稳定性好,故在抗静电涂料中广泛使用。导电型TiO₂颜色浅、电阻低,但价格较贵,针状结构使它在涂料中很难分散,且黏度较高,在防静电涂料的薄涂中经常使用。
亚纳米级导电Zn0是将铝离子嵌入氧化锌晶格中取代部分Zn,形成N型半导体,使之具有永久导电性。导电Zn0呈现球状,单粒子的球状外形具有更好的流动性,因而易于分散,且吸油量低,本身色浅,加入颜料中可以实现商品的色彩多样化,是导电云母的理想替代品。
目前日本大部分抗静电涂料都是使用这种氧化锌做导电填料。氧化锌晶须(ZincOxideWhisker,简写为ZnOw)是一种性能优良的抗静电填料,这种氧化锌具有独特的立体三维四针状显微结构,在基体材料中很容易形成三维导电网络。采用四针状Zn0w作为抗静电添加剂,具有添加量少、效果持久稳定、颜色可调等优点,在抗静电涂料中具有诱人的前景,因而其相关研究引起了人们的广泛兴趣。用ZnOw晶须制备高分子导电膜,当添加10%(质量分数)以上的ZnOw,可将PVA薄膜的体积电阻率从~1015Ω·cm迅速降低到10Ωcm添加比例从10%增加到30%时,相应的体积电阳率降低较快:超过30%以后,继续增加ZnOw的添加比例,则体积电阻率减小的趋势变慢,一日ZnOw的添加量达到60%~80%(质量分数)时,复合材料已失去薄膜的性质,表面变得粗糙且易脆裂。并得出结论,ZnOw添加量的*佳范围是10%~50%。分析了四针状ZnOw的导电机理,还通过计算提出了复合材料中形成导电通道所需四针状ZnOw的临界体积含量。但是四针状氧化锌价格较贵,难分散易团聚,高速分散也容易破坏其四针状结构,在地坪涂料中很难做成自流平。因此使ZnOw在涂料中均匀分散,实现涂膜导电性能和涂料成本之间的平衡成为当前涂料工作者研究的内容之一。
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