防静电粉末涂料的应用和开发

程 学 锋

中国化工学会涂料涂装专业委员会 委员

中国电子仪器协会防静电装备分会 理事

全国静电标准化技术委员会 观察员

上海防静电工业协会 副会长

黄山佳美奇科技有限公司 总经理

 

• 静电现象及其定义

1、静电现象：

干燥天气：1）晚上脱衣服，听到噼啪的声响，伴有蓝光；

2）见面握手时，手指刚接触到对方，突然感到指尖针刺般刺痛；

3）早上起来梳头，头发会"飘"起来，越理越乱，

4）拉车门把手、开水龙头、接触到绝缘物品时会"触电"的感觉。

2、静电定义：

1）静电：物体表面过剩或不足的静止的电荷

2）静电场：静电在其周围形成的电场

3）静电放电：两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电。

 

 

 

 

二、静电的主要危害和静电事故案例：

1、静电的三个危害：火灾或爆炸、电击、妨碍生产。

1）火灾或爆炸：静电产生静电火花。

在石油化工行业，如油品装运、储存、加油，可能引起火灾；在煤矿行业，如煤粉、瓦斯等，可能引起爆炸。

2）电击：引起身体不适，或者导致有心血管疾病的人犯病，也可能被电击，操作人员坠落、摔倒，引起二次事故伤害。

3）妨碍生产：静电会妨碍生产，或降低产品质量。

在电子业，可能击穿集成电路和精密的电子元件，或者促使元件老化，降低生产成品率；

在纺织业，静电使纤维缠结、吸附尘土，降低纺织品质量；

在印刷业，静电使纸线不齐、不能分开，影响印刷速度和印刷质量；

在感光胶片业，静电火花使胶片感光，降低胶片质量；

在粉体加工业，静电使粉体吸附于设备上，影响粉体的过滤和输送；

在智能电子、医疗、军工航天业，引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰和无线电通讯干扰，后果很严重。

2、静电事故案例

1）石油化工引起火灾

2）航天器电子元器件失效坠毁

3）粉末场所，静电引起爆炸

4）电子元器件受损               【以上四个方面。可以网上取图，你可以编辑，有出入没有问题，案件近些时候，国内可以查到的更好，没有确定的事故原因不能放上去】

 

 

 

三、静电控制和防护

1、接地   　　

直接将静电过一条线的连接泄放到大地，这是防静电措施中直接有效的，对于导体通常用接地的方法，如

1. 人工带防静电手腕带；
2. 工作台面接地等。

2、静电屏蔽

静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中，用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响，如

1） 防静电周转箱、防静电元件盒；

 2）防静电货架、手推车及工作台；

3、中和

静电中和是利用带电体周围空气电离后，带电离子在电磁场或外力的作用下发生迁移，带电体吸引异性电荷，从而达到中和而消除静电，如

1）自感应式静电消除器；

2）离子流式静电消除器；

3、泄漏

针对静电对温湿度和绝缘材料的吸湿性或离子性、导电性，采取和利用防静电材料，改变环境条件，加速电荷的泄漏

1）增加湿度；

 2）添加抗静电试剂；

3）采用防静电材料和用品；

 

四、金属件的静电屏蔽、泄漏方案和防静电粉末涂料

1、静电屏蔽、泄漏方法

1）用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响，在金属产品上有：防静电周转箱、防静电元件盒、防静电货架、防静电手推车、防静电工作台、防静电架空地板、防静电铝合金通风地板；

2）金属件的静电屏蔽和泄漏产品

电子防潮柜	机房防静电机箱	防静电工作台	防静电离子风机
防静电货架	防静电小拖车	防静电金属托板	防静电加油机外壳
防静电铝合金通风地板	防静电架空地板	防静电感应料架	耐高温防静电托盘

 

2、防静电粉末涂料

1）金属和合金外表涂装目前用粉末涂料涂装是国家鼓励的优选方案，但粉末涂料涂层电阻是10的12次方欧姆（≥10¹²Ω）属于绝缘性涂层。

2）利用导电材料改性粉末涂料为防静电粉末涂料，涂层电阻达到10的6-9次方（10^6-9Ω）已经非常可靠，达到本征性、长效性。

3）防静电粉末涂料的特性和特点

用你写的：定义（10^6-9Ω）注意是电阻（不是电阻率）；

特点：01-05项。04跟05换一下位置，05项表述为：具有多种功能：防霉抗菌、抗辐射、助燃防火、耐高温、防腐、防涂鸦耐油污、耐磨抗划伤等

 

这些就可以了

 

五、防静电粉末涂料应用市场的拓展需求

安全性、智能化、洁净性、健康化，对防静电要求越来越高，对防静电粉末涂料需求越来越大；

1. 石化和矿山机械安全性保护

对金属构件、储运设备、工作场所，都需要防静电粉末涂料涂装和装饰；

输油管道和储油罐	加油站系统	矿山设备	矿山运输设备

 

1. 智能化设备的防静电保护

对金属构架、外壳、机具、环境也必须防静电粉末涂料涂装和装饰；

真空回流焊	智能AGV搬运车	全自动贴标分选机	智能感应式料架

 

1. 洁净医疗环境防静电必不可少

洁净环境，智能医疗、医疗检测、远程诊断，防静电粉末涂料涂装和装饰为优选方案；

智能远程医疗诊断	防静电洁净手术室	防静电抗辐射防霉抗菌医疗门

 

    4）家庭健康要求，家具、地板、地暖的防静电粉末涂料使用会越来越被青睐

防静电铝质天花板和墙裙	防静电铝合金家具	防静电铝合金健康地板省电地暖

六、总结：防静电粉末涂料应用拓展范围

1、石油化工和矿山设备的防火、防爆防静电管理；

2、军工、航天电子元器件防静电和金属防静电措施；

3、洁净、医疗环境和医疗设备的防静电，防静电场干扰；

4、智能电子行业的环境、工装具、系统全方位的防静电保护；

1. 康养、家装、公共交通环境的防静电措施和防范；

七、防静电粉末涂料的功能性开发和材料国产化

1、 防静电粉末涂料类别、体系、复合型功能、装饰性效果开发和技术方向

类别	体系	防静电复合功能	防静电装饰效果
热固性     热塑性	聚氨酯型PU、 聚酯型PP、 环氧聚酯型EP、 纯环氧型EE 硅树脂型GG 热塑性PE	耐紫外线、耐弱酸弱碱 耐高温、阻燃防火 抗划伤耐磨、 抗菌防霉、 防涂鸦耐油污 耐寒抗冻	光泽：高光、平光、低光、无光； 纹理：砂纹、桔纹、锤纹、龟裂纹； 金属感：珠光、银面、闪金银、防古铜； 颜色：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫；黑色、白色、灰色等 转印纹理：各种木纹、大理石纹；

    2、防静电粉末涂料材料国产化进程

项目	细项目	具体材料和工艺	备注
导电材料国产化	纳米级导电材料	纳米管材料的多元化生产，产能提高	美国、俄罗斯、日本
	纳米级包覆材料	钛白粉导电包覆	日本
专用材料导电开发	导电树脂	PU、PP、EP、GG、PE树脂实现导电改性
	导电填料	硫酸钡、碳酸钙、实现纳米导电改性
	导电颜料	白色和彩色纳米导电改性
生产工艺改进	生产工艺	高速剪切混合、熔融挤出冷却压片、磨粉	常规粉末涂料制造
	导电材料	用一种或多种直接加入混合器混合	配比正确
	装饰性和功能性	颜色、光泽、纹理和功能性包括机械性能材料	常规粉末涂料工艺
成本降低特别说明
A)导电材料国产化和专用粉末涂料材料导电改性后，原材料成本首先下降很多；B)防静电粉末涂料达到本征型，涂层为60-100um高些100-300um,涂层成本不高；C)涂层的防静电功能稳定，防静电长效，复合功能，使用寿命更长，降低了应用成本；

 

八、防静电粉末涂料的检测和标准升级

1. 首先必须符合或者超过国家化工行业标准【HG/T 2006-2022《热固性和热塑性粉末涂料》】

（省略）

1. 符合热固性防静电粉末涂料团体标准【T/ESD 3008-2021《热固性防静电粉末涂料通用规范》】

（附件一）

 

 

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附件一：团体标准（T/ESD 3008-2021）《热固性防静电粉末涂料通用规范》

上海防静电工业协会发布（2021-7-1）