靜電的產生和積累給現代生活、生產和科學活動帶來很多麻煩,甚至是災難。如果大量集聚的靜電荷不能及時釋放,就會破壞電路、損壞電器設備,甚至產生電火花,引起火災、爆炸等事故,造成巨大的損失。因此,在很多容易積累靜電荷的場所,地坪和設備都需要進行防靜電處理。以前,在需要地面防靜電的場所,大多采用粘貼防靜電板材的方法,但近年來,隨著抗靜電涂料技術的進步,多采用防靜電地坪涂料來涂裝混凝土或水泥表面以獲得抗靜電效果。這一方法和傳統貼板方式相比,具有表面平整美觀、整體無縫、易清潔、易維修、抗靜電效果持久有效、造價低等特點,廣泛應用于電子廠房、印刷廠、軍工、化工、粉體等一切需要防靜電或防爆的場所。
通常,防靜電地坪涂料按表面電阻值的大小可分為導靜電涂料(電阻值在5.0×104~1.0×106 Ω)和靜電耗散型涂料(1.0×106 Ω~1.0×109 Ω),都可以防止靜電荷的積累。目前市場上的防靜電地坪涂料多為靜電耗散型。
防靜電涂料根據成膜物質是否具有導電性,可以分為兩大類:非添加型和添加型防靜電涂料。非添加型防靜電涂料又叫本征型防靜電涂料,其基料自身能導電,不需要添加其它導電材料。本征型導電聚合物主要是聚苯胺、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯等。但是上述導電高聚物制造和加工難度大、成本昂貴,使其應用受到很大限制。添加型防靜電涂料是在絕緣高分子材料中添加了導電材料,如碳黑、石墨、金屬或金屬氧化物粉末、抗靜電劑等,添加型防靜電涂料制造工藝簡單、選材廣泛、成本較低,目前市場上的防靜電地坪涂料均屬這一類。其防靜電原理有兩個方面,一是導電粒子在涂層中相互接觸形成鏈狀的導電通路,使復合涂層得以導電;二是在電場作用下,電子越過很小的勢壘,穿過較薄的聚合物包覆層而使涂層導電,即隧道效應。一般來講,添加型防靜電涂層導電通道的形成是導電粒子直接接觸和隧道效應綜合作用的結果。
如圖 1所示:
圖1 添加型防靜電地坪工作原理