摘要:研究了使用三类不同导电填料制得的粉末涂料的表面电阻与导电填料含量的关系,确定了粉末涂料中各 类导电填料的渗滤阈值。用扫描电镜(SEM)观察了不同导电填料含量的粉末涂料的断面形貌，用透射电镜（TEM)观 察分析了炭黑及导电二氧化钛的结构及粒径。结果表明,填料不同,得到的粉末涂料的渗滤阈值有很大差别。对于炭 黑或导电二氧化钛，其结构性越高，比表面积越大,粒径越小，导电性能越好，得到的渗滤阈值越低。
关键词:粉末涂料;导电二氧化钛;导电硫酸钡;导电炭黑;导电云母;表面电阻;渗滤阈值 中图分类号:TQ 630. 7 文献标识码:A
热固性粉末涂料利用效率高、不含挥发性物质、易于操 作、环保,通常采用静电喷涂法涂装。粉末涂料通过摩檫或电 晕放电而带电，然后涂覆到工件上,并通过静电力粘着在工件 上。将涂覆有粉末涂料的工件加热到粉末涂料软化点以上的 温度，粉末涂料开始熔化并在工件上形成连续的膜。进一步 加热后,就会引发粉末涂料的交联反应[1 。冷却后，得到连
续、耐久的涂层。
在某些应用中，希望涂敷的表面具有低表面电阻来提供 抗静电性能,甚至是导电性能。通过添加导电填料制得的复 合性导电和抗静电粉末涂料电性能持久稳定,性能易调节。 在这种类型的粉末涂料中随着导电填料粒子浓度的增加，粉 末涂料的表面电阻率逐渐减小，当导电填料浓度达到某一临
界值时，粉末涂料的表面电阻率突然急剧减小，出现由绝缘性 到导电性的性质突变，这一临界值被称为渗滤阈值 (percolation threshold) 影响渗滤阈值的因素较多，包括导
电填料的种类、结构与形态，粉末涂料基体与导电填料的相互 作用，加工条件等[4—6]。本文着重研究了不同导电填料及用 量对混合型体系粉末涂料导电性能的影响，并从导电填料的 结构、比表面积、粒径等方面对几类导电填料的导电性能的差 异进行了分析。
250G,比利时Timcal公司；乙炔炭黑：611，上海焦化;导电二 氧化钛:FT - 1000,日本石原;导电云母ECP - T1:北京特保导 电粉体材料发展中心;导电硫酸钡ECP - B2:北京特保导电粉 体材料发展中心。
1.2主要设备
单螺杆挤出机:PCS -30 11I7D,瑞士 BUSS公司;静电喷 枪:PGC -丨,瑞士 ITW GEMA 公司；烘箱:UT6120,德国 Herae-us公司;表面电阻测量仪:TOM600ME，德国KLEINWACHTER 公司;扫描电子显微镜:S-2 150，日本HITACHI公司;透射电 子显微镜:JEM-7401F ,日本JE0L公司；比表面积分析仪： ASAP2010，美国 Micronmeritics 公司。
1.3样品制备
1.3.1粉末涂料的制备
将不同的导电填料按照配方(见表1、表2)与其他原材料 混合均勻,并加人到BUSS单螺杆挤出机的进料口中,在螺杆 转速为150 r/min, —区加热温度为80 二区加热温度为
115弋的条件下使混合料通过挤出机。挤出的物料压片并冷 却。将冷却好的片状物料在高速粉碎机中粉碎1 min,然后用 180目的筛网过筛，通过180目筛网的粉末即为成品粉末 涂料。
表1使用导电填料的粉末涂料的配方 Table 1 Formulation of powder coatings with different elec-
tric -conductive fillers content
组合配方 it，(导电填料)/%
0 5 15 25 35 45
P6060 180 180 180 180 180 180
GESR903H 120 120 120 120 120 120
导电填料 16.2 54.2 102.3 165.3 251.2
PV88 5 5 5 5 5 5
安息香 2 2 2 2 2 2
注:表中其余组分以质量计。
表2使用导电炭黑的粉末涂料的配方 Table 2 Formulation of powder coatings with different carbon black content
组合配方 w(导电填料)/%;
0 5 10 15 20 25
P6060 180 180 180 180 180 180
GESR903H 120 120 120 120 120 120
炭黑 16.2 34. 1 54.2 76.8 102.3
PV88 5 5 5 5 5 5
安息香 2 2 2 2 2 2
注:表中其余组分以质量计。
1.3.2样板的制备
将制备好的粉末涂料加人到PGC -1静电喷枪的粉斗中， 在喷涂电压为60 kV,空气压力为100 kPa的条件下将粉末涂 料均勻地喷涂在经过预处理的15 cm x 10 cm x 0. 8 mm的招 板上，将喷涂好的铝板放人温度为200 t的烘箱中烘烤
10 min,然后将样板取出冷却。涂膜的厚度控制在80
左右。
1.4性能测试
涂膜的表面电阻使用TOM600ME重锤式静电电阻测试仪 进行测量；
将试样的断面经表面喷金后用扫描电镜进行形貌观察； 分别称取适量的导电二氧化钛和导电炭黑,放人盛有氯 仿的试管中,用超声波进行分散。吸取少量经超声波振荡后 的最终分散体，滴于覆有支持膜的铜栅网中心。待试样干燥 后,用透射电镜观察导电二氧化钛和导电炭黑的结构，根据透 射电镜照片分析各种炭黑的平均粒径。
2结果与讨论
2.1导电填料的种类与用量对粉末涂料电性能的影响
图1为分别使用了不同种类的导电填料的粉末涂料的表 面电阻与导电填料含量的关系曲线。图2为使用不同炭黑时 表面电阻与炭黑含量的关系。
图2使用不同炭黑的粉末涂料的表面电阻与填料含量的关系 Fig. 2 Relationship between surface resistor and different carbon black content of hybrid type powder coatings
由图1和图2可以看出，加人了不同导电填料的粉末涂 料的表面电阻随着导电填料含量的变化出现了大致相同的趋 势。在导电填料含量较低时，表面电阻基本没有变化或者变 化很小;随着导电填料含量的增加，表面电阻缓慢下降；当达
