静电的产生和积累给现代生活、生产和科学活动带来很多麻烦,甚至是灾难。如果大量集聚的静电荷不能及时释放,就会破坏电路、损坏电器设备,甚至产生电火花,引起火灾、爆炸等事故,造成巨大的损失。因此,在很多容易积累静电荷的场所,地坪和设备都需要进行防静电处理。以前,在需要地面防静电的场所,大多采用粘贴防静电板材的方法,但近年来,随着抗静电涂料技术的进步,多采用防静电地坪涂料来涂装混凝土或水泥表面以获得抗静电效果。这一方法和传统贴板方式相比,具有表面平整美观、整体无缝、易清洁、易维修、抗静电效果持久有效、造价低等特点,广泛应用于电子厂房、印刷厂、军工、化工、粉体等一切需要防静电或防爆的场所。
通常,防静电地坪涂料按表面电阻值的大小可分为导静电涂料(电阻值在5.0×104~1.0×106 Ω)和静电耗散型涂料(1.0×106 Ω~1.0×109 Ω),都可以防止静电荷的积累。目前市场上的防静电地坪涂料多为静电耗散型。
防静电涂料根据成膜物质是否具有导电性,可以分为两大类:非添加型和添加型防静电涂料。非添加型防静电涂料又叫本征型防静电涂料,其基料自身能导电,不需要添加其它导电材料。本征型导电聚合物主要是聚苯胺、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯等。但是上述导电高聚物制造和加工难度大、成本昂贵,使其应用受到很大限制。添加型防静电涂料是在绝缘高分子材料中添加了导电材料,如碳黑、石墨、金属或金属氧化物粉末、抗静电剂等,添加型防静电涂料制造工艺简单、选材广泛、成本较低,目前市场上的防静电地坪涂料均属这一类。其防静电原理有两个方面,一是导电粒子在涂层中相互接触形成链状的导电通路,使复合涂层得以导电;二是在电场作用下,电子越过很小的势垒,穿过较薄的聚合物包覆层而使涂层导电,即隧道效应。一般来讲,添加型防静电涂层导电通道的形成是导电粒子直接接触和隧道效应综合作用的结果。
如图 1所示:
图1 添加型防静电地坪工作原理