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纳米AZO氧化锌铝-导电高分子纳米复合材料应用分析

高分子薄膜材料具有良好的加工性和电绝缘性，被广泛用于工业

生产和日常生活的各个领域，但由于其表面电阻率较高，在使用过程

中容易积累静电，当静电积累到一定程度时会导致静电吸尘、电击电

震，甚至火灾、爆炸等不良后果，造成重大损失。解决该问题的有效

方法之一是使用导电涂料，赋予高分子材料表面导电性。

导电高分子复合材料是一类具有重要理论研究价值和广阔应用前

景的新型功能材料,导电高分子材料具有高电导率、半导体特性、电容

性、电化学活性,同时还具有一系列光学性能等,具有与一般聚合物不同

的特性.

目前导电涂料中的导电填料主要有碳系粉末、金属粉末和金属氧

化物粉末等。其中，以碳系粉末为主导电涂料的导电性、耐腐蚀性好，

但由于其颜色深限制了其应用范围。而金属粉末导电性好，但价格昂

贵，且易被氧化，不适合大规模量产使用。碳系、金属粉末等传统的

抗静电导电材料难以适应耐久、高效、全天候、色调浅亮的需要。

因此，开发新的性价比高的导电粉是近年来研究的重点。金属氧

化物导电粉末如ito(掺锡氧化铟)、azo(掺铝杂氧化锌)、ato(掺锑氧化

锡)等具有半导体特性的材料，由于独特的稳定性和广泛的应用领域而

得到迅速发展，国内在这方面的研究也相当活跃。

ito材料是现阶段最重要的透明导电氧化物材料，ito透明导电氧

化物材料主要以薄膜形式应用，ito导电薄膜应用广泛，是二十世纪几

项大型技术之一。但铟是一种稀缺资源，导致ito价格较贵。

纳米氧化锌铝，是在ZnO中掺杂Al2O3，简称纳米AZO，耐高

温，导电性好，高温稳定性强，防辐射性能好。纳米AZO是一种价格

相对便宜，性价比很高，对环境无害的透明导电材料，可以耐受1975℃

的高温，导电性用蒸镀法沉积可达到6×104Ω.cm的极限，而且高温

稳定性也非常强，被认为21世纪最有发展潜力的纳米材料，适合规模

化使用。因此最具应用前景的是纳米azo，由于具有优异的导电性和

透明性且不受气候和使用环境的限制，已经得到推广。

纳米azo与传统的抗静电材料相比具有显著的优势，主要表现为

良好的导电性、浅色透明性、良好的耐候性和稳定性等，是一种极具

发展潜力的新型多功能透明抗静电及导电材料。

纳米级azo透明抗静电薄膜材料与传统的透明抗静电材料相比具

有明显的优势：

(1)azo薄膜在可见光范围内既具有高的透光性又能显示出准金属

特性的导电性能，在许多应用条件下能达到对制品的颜色和透明度的

要求，而炭黑、金属粉末等传统的抗静电薄膜材料则不可避免低影响

最终制品的表观质量；

(2)azo透明抗静电膜具有良好的化学稳定性、热稳定性及耐候性，

并且与基材的附着性好，机械强度高，不受气候和使用环境的限制。

透明水性azo抗静电涂料的制备方法，具体步骤如下：（供参考）

(1)首先在常温常压下，将去离子水、纳米azo导电粉、ctab(十

六烷基三甲基溴化铵)和t-80(吐温80)混合均匀，将混匀的物料进行高

速研磨分散得到水性抗静电azo浆料a；

(2)用适量的去离子水稀释水性聚酯树脂并加入成膜助剂充分搅拌

均匀得到成膜基质b；然后将水性抗静电azo浆料a和成膜基质b充

分混合搅拌均匀得到水性azo抗静电涂料。