摘 要：靜電防護是工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、塑料包裝、電子產(chǎn)品、紡織品等領(lǐng)域常用的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一，其核心是開發(fā)一種高性能抗靜電涂料。水性抗靜電涂料具有綠色環(huán)保的優(yōu)勢，是本領(lǐng)域發(fā)展的重要方向和趨勢。本文主要從水性抗靜電涂料電學(xué)性質(zhì)的來源角度（抗靜電劑型和導(dǎo)電填料型）綜述了該領(lǐng)域近年來的研究進展，并進一步討論了抗靜電與疏水、防腐和殺菌等功能復(fù)合及生物基材料替代等研究方面的積極進展，最后對水性抗靜電涂料未來的發(fā)展方向進行了展望。
關(guān)鍵詞：靜電防護；抗靜電涂層；水性涂料；導(dǎo)電填料；綠色環(huán)保
靜電可通過接觸、誘導(dǎo)、摩擦等方式產(chǎn)生并積聚在塑料、玻璃、紙張、織物等絕緣材料的表面，進而導(dǎo)致灰塵吸附，電子元件擊穿，甚至引起燃燒或爆炸等安全隱患。而人體長期處于靜電環(huán)境中，則易出現(xiàn)失眠、抑郁等不良反應(yīng)。因此，靜電防護已成為工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、塑料包裝、電子產(chǎn)品、紡織品等諸多領(lǐng)域必須考慮的關(guān)鍵技術(shù)之一。其核心是開發(fā)表面電阻率約在105~1012 Ω 或體積電阻率約在104~1011 Ω·cm范圍內(nèi)的抗靜電涂層材料?？轨o電涂料一般包括作為成膜物的高分子聚合物，以及作為功能助劑的抗靜電劑或?qū)щ娞盍?，并通過配方成分的調(diào)控來控制涂層的電學(xué)、成膜、力學(xué)、熱學(xué)等綜合性能。
抗靜電劑（ASA）屬于表面活性劑類材料，既有小分子也有高分子化合物，由其制備的抗靜電涂層性能具有濕度依賴性且普遍受溫度等環(huán)境條件影響很大。相比之下，導(dǎo)電填料來源豐富，既包括無機的碳系材料、金屬及其氧化物，也包括導(dǎo)電聚合物（Conducting polymer，CPs）及它們的復(fù)合體系等。由其制備的涂層表面不僅具有本征的抗靜電功能（利用自身的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)耗散靜電荷），而且還具有導(dǎo)電、電磁屏蔽、防腐等功能。同時，相對于有機溶劑型體系，水性體系兼具無毒，綠色環(huán)保，貯存運輸及施工較安全，成本低等綜合優(yōu)勢，是當(dāng)前抗靜電涂料研究的重點和發(fā)展趨勢，市場需求不斷增長。
鑒于抗靜電涂料水性化技術(shù)的不斷發(fā)展，本文對通用型的水性抗靜電涂料，抗靜電與疏水、殺菌、防腐等復(fù)合的多功能型體系，及生物質(zhì)替代化石原料體系等方面（圖1）的研究進展進行了綜述，以期推動本領(lǐng)域的發(fā)展，并給未來的研究提供一些思路和指導(dǎo)。
1.通用型水性抗靜電涂料
1.1 抗靜電劑（ASA）型
ASA利用分子結(jié)構(gòu)內(nèi)離子或極性基團的離子傳導(dǎo)或吸濕作用，通過在高分子基體材料表面直接涂布或與高分子材料復(fù)混，來實現(xiàn)涂層的靜電防護效果。作為表面活性劑，基本可分為陽離子、陰離子、兩性離子和非離子型。烷基季銨鹽、烷基磺酸鹽、乙氧基化脂肪族烷基胺、兩性烷基咪唑啉鹽等小分子的抗靜電劑穩(wěn)定性差、效果耐久性差，以聚氧化乙烯烷基胺或其酯類、多元醇脂肪酸酯等為代表的非離子型ASA與水體系的兼容性較差。因此，目前在此方向的研究焦點包括：開發(fā)新化合物或革新工藝，以提升ASA和高分子基材或水體系的相容性，削弱涂層導(dǎo)電性對環(huán)境濕度的依賴性，或抑制小分子ASA在使用過程中的遷移流失問題等；在非離子型中添加陽離子、陰離子型等以發(fā)展復(fù)合型的ASA；利用嵌段共聚等技術(shù)開發(fā)具有永久效能的親水性高分子ASA，以實現(xiàn)與聚合物體系和水相的兼容性、加工性、熱穩(wěn)定性、力學(xué)穩(wěn)定性、抗?jié)裥缘鹊膮f(xié)同。對于復(fù)混體系，需要注意不同類型ASA之間的匹配性；對于高分子ASA，需要注意降低技術(shù)門檻，減少添加量和控制成本等。
盧志凱等采用具有透明性的水性聚氨酯（WPU）為基體樹脂，與改性聚苯乙烯磺酸（PSS）和新季銨鹽BT-12復(fù)配制備了水性抗靜電涂料。其涂層的導(dǎo)電機理是：改性PSS向涂層表面遷移的分子鏈段中的親水基團能夠吸濕；季銨鹽易在聚合物表面形成網(wǎng)狀或?qū)訝畹膶?dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，其離子易在體系中聚集形成化學(xué)交聯(lián)點，能極大改善抗靜電性能。該涂層在聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）基材上具有良好的力學(xué)性能，透光性≥80%，霧度≤10%，不僅能夠滿足醫(yī)療影像膠片的要求，而且在低濕度下也展現(xiàn)出較好的抗靜電性能。
但ASA 分子通常存在易從抗靜電涂層表面流失，效果不夠持久的缺點。文安南以順酐、苯酐、聚乙醇-400、丙二醇、丁烯二醇等合成預(yù)聚物，再通過與NaOH成鹽制備了一種可紫外光固化的水性抗靜電涂料，其中以丙烯腈為交聯(lián)劑，以帶有雙鍵的磷酸丙烯?；愐阴锳SA。利用紫外光引發(fā)聚合反應(yīng)，可使ASA與樹脂鍵合，克服了涂層中ASA易流失的缺點，且改善了涂層的耐老化性。
1.2 導(dǎo)電填料型
1.2.1 金屬及其氧化物
由環(huán)氧樹脂與金屬銀納米粉末制備的導(dǎo)電膠標(biāo)志著導(dǎo)電涂料的開端。由于抗靜電性能受環(huán)境影響較小且具有增強的機械力學(xué)性能，以納米金屬及其氧化物粉末作為導(dǎo)電填料制備的水性抗靜電涂料仍是目前導(dǎo)電涂料領(lǐng)域研究的重點之一。相比于傳統(tǒng)的銀粉、銅粉、鋅粉、鎳粉及其合金粉等金屬系填料，當(dāng)前研究的重點在于發(fā)展成本更低，環(huán)境穩(wěn)定性更好，更耐腐蝕，透明性更好，顏色更淺的金屬氧化物半導(dǎo)體填料，如氧化鈦（TiO2）、氧化錫（SnO2）、氧化銻（Sb2O3）、氧化鋯（ZrO2）、摻銻二氧化錫等。但是，這些無機納米粉末填料普遍存在與高分子基體材料和水相相容性差，分散性差，涂料貯存過程中易沉降，涂層使用后易脫落，不易著色等難題。因此金屬氧化物半導(dǎo)體的改性是學(xué)術(shù)界較為關(guān)注的解決策略。
羅曉民等將硅烷偶聯(lián)劑KH-550 表面改性的納米TiO2 粉末添加到聚氨酯預(yù)聚體中制備了改性TiO2/WPU水性抗靜電涂料，并以其為成膜物制備出超細(xì)纖維合成革。改性TiO2的加入可在賦予WPU抗靜電性的同時，提升其耐磨、耐折、耐水、耐候、黏結(jié)、耐沾污和熱穩(wěn)定性，而且不影響表面平整度。同時纖維結(jié)構(gòu)提供了豐富的微孔，使得皮革表面的透氣性和透水汽性顯著提升。
Yousefi 等采用溶膠-凝膠工藝，將（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷表面改性的納米ZrO2 粉末與丙烯酸多元醇單體和親水性異氰酸酯預(yù)聚物復(fù)混反應(yīng)，制備了改性ZrO2/WBPU水性抗靜電涂料。改性ZrO2納米粉末可與樹脂基體共價交聯(lián)形成穩(wěn)定且分布均勻的雜化鍵合復(fù)合涂層，在賦予涂層抗靜電性的同時，顯著提高黏結(jié)強度，增加表面粗糙度，避免灰塵在表面吸附。
Sun等以SnCl4和SbCl3·5H2O為原料，先后通過固液非均相共沉淀反應(yīng)，去離子水中鋯珠研磨，獲得了納米摻銻二氧化錫水分散液，將其與WPU高速剪切乳化，經(jīng)干燥制備了透明的抗靜電涂層。其在PET基材上的透光性≥80%，表面電阻率約105 Ω，機械性能良好。
1.2.2 碳系材料
與金屬及其氧化物材料相比，導(dǎo)電炭黑（CB）、石墨、碳納米管（CNT）、石墨烯等碳系材料具有來源豐富、成本較低、耐腐蝕性好等優(yōu)勢，因此以其為導(dǎo)電填料的抗靜電涂料的用途也很廣泛。其中，炭黑和石墨在原料來源和成本方面具有優(yōu)勢，但在水性抗靜電涂料領(lǐng)域，以CNT和石墨烯的應(yīng)用為主，這得益于它們的水分散性可以通過結(jié)構(gòu)或表面的修飾來改善，在高分子基體材料中的添加量更少，而且涂層的導(dǎo)電和機械力學(xué)性能更加優(yōu)異，同時具有豐富的光、電、磁、催化等性能。但是此類填料本身的顏色、易絮凝性和與高分子基體材料兼容性不足等仍是當(dāng)前需要克服的難題
李慧等將改性的CNT在超聲狀態(tài)下加入到已混合均勻的水性環(huán)氧（WEP）/固化劑中制備了CNT/WEP 抗靜電涂料。其涂層的表面電阻下降了3個數(shù)量級達(dá)到了抗靜電要求，且附著力及耐沖擊性能均有所提高。
Tian等利用乳化劑兼分散劑TX-100實現(xiàn)了單壁碳納米管（SWCNT）在水中的均勻分散。PET基材上涂層的表面電阻率在102~105 Ω之間，具有較高的光學(xué)透射率（>80%），黏附力強，且耐水、耐熱性能優(yōu)異。
氧化石墨烯（GO）具有出色的電子傳導(dǎo)、機械和耐老化性能，少量的添加就能有效地改善高分子材料的導(dǎo)電、耐沖擊和耐老化性能。胡楠等將水性丙烯酸酯、GO和潤濕劑的分散液與固化劑氨基樹脂及醇和醚溶劑混合均勻制備了水性抗靜電涂料。表面修飾基團的存在使得GO在樹脂中的分散效果較好，且涂層的體積電阻率在2. 6×107 Ω·cm左右，具有抗靜電應(yīng)用潛力。
1.2.3 導(dǎo)電聚合物（CPs）
與無機金屬或碳系填料相比，CPs具有易加工、輕質(zhì)、導(dǎo)電性可控等優(yōu)點，不僅可以作為有機導(dǎo)電填料與水性樹脂共混，而且自身也可同時作為成膜物質(zhì)，不需要再外加高分子基體材料，直接制備水性抗靜電涂料。另外，作為具有豐富結(jié)構(gòu)和光、電、磁、力、催化等特性的本征導(dǎo)電高分子，還容易實現(xiàn)涂層抗靜電與防腐、電磁屏蔽、殺菌等功能協(xié)同。目前，水性抗靜電涂料領(lǐng)域應(yīng)用的CPs 主要有由聚苯胺（PANI）和聚（3，4-乙撐二氧噻吩）/聚苯乙烯磺酸（PEDOT/PSS）2種（圖2）。這主要得益于PANI的廉價性和可水相加工性，及PEDOT/PSS本身作為商品化水性分散液的特殊優(yōu)勢。
PEDOT/PSS 作為目前研究最深入，應(yīng)用最廣泛的水性CPs之一，最初是基于膠卷抗靜電的應(yīng)用需求而開發(fā)的，一般經(jīng)由對甲苯磺酸鐵或過硫酸鈉/硫酸亞鐵在聚苯乙烯磺酸鈉（PSSNa）PSS水乳液中氧化3，4-乙撐二氧噻吩（EDOT）制備。Karri等則以過氧化苯甲酰作為氧化劑制備了PEDOT/PSS水分散液，其涂層在L-型折片、透明片和玻璃板上均具有很好的附著力和柔韌性，表面電阻率在抗靜電范圍內(nèi)。但PEDOT/PSS涂層由于PSS分子鏈中存在大量親水基團，導(dǎo)致其易吸濕，耐水性較差。Cai等通過丙烯酸鈉和對苯乙烯磺酸鈉單體的共聚制備了聚（對苯乙烯磺酸鈉-co-丙烯酸鈉）（PSA），代替PSS與3，4-乙撐二氧噻吩化學(xué)氧化聚合得到PEDOT/PSA水性分散液。與PEDOT/PSS 相比，PET 基材上PEDOT/PSA 涂層在表面電阻率（1.5×104 Ω）和光透射率相當(dāng)?shù)那闆r下，實現(xiàn)了較好的耐水性，本身即可作為水性抗靜電涂料使用。
PANI相對PEDOT/PSS雖然十分廉價且原料來源和制備更加容易，但熱穩(wěn)定性稍差，可能會分解出苯胺類致癌物，另外，PANI和WPU等高分子基體材料之間的穩(wěn)定性和相容性也是其應(yīng)用所面臨的重大挑戰(zhàn)。Wang等采用化學(xué)接枝聚合法，以陰離子-非離子磺化水性聚氨酯（SWPU）為高分子基體材料，制備出納米PANI-SWPU水性分散液。通過改善PANI與聚氨酯之間的相容性，實現(xiàn)了該水性分散液1a以上的貯存穩(wěn)定性。而且，磺化基團摻雜的PANI的加工能力和熱穩(wěn)定性均優(yōu)于PANI，該涂層可直接作為抗靜電涂層應(yīng)用。
1.2.4 復(fù)合導(dǎo)電材料
為了彌補單一導(dǎo)電填料的不足，利用不同導(dǎo)電填料的優(yōu)勢開發(fā)復(fù)合導(dǎo)電填料體系，在水性抗靜電涂料領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注，特別是在石墨烯類材料和CPs或高分子化合物的復(fù)合，以及無機金屬氧化物與CPs的復(fù)合等方面。
張傳棟等首先在水合肼的作用下將GO超聲分散制備了水相中穩(wěn)定分散的還原氧化石墨烯（rGO），然后以十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為模板劑，rGO為摻雜劑，吡咯為單體，F(xiàn)eCl3·6H2O為聚合引發(fā)劑制備了聚吡咯（PPy）/rGO復(fù)合導(dǎo)電材料。CTAB的加入使PPy更易形成構(gòu)成導(dǎo)電通道的規(guī)則線狀結(jié)構(gòu)，且起到利于電荷轉(zhuǎn)移的摻雜作用，使得該復(fù)合材料比PPy具有更高的熱穩(wěn)定性和電導(dǎo)率，從而在其添加量很小的情況下，與WPU形成的復(fù)合涂層即可獲得很好的抗靜電性能。
Jiang等通過包覆法制備了核殼結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺（PI）@GO微球，后與聚胺酸銨鹽和CNT水溶液共混制備了水性抗靜電涂料。PI@rGO微球可附在CNT上形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，使得涂層的體積電阻率較PI/CNT下降5個數(shù)量級至6. 6 ×105 Ω·cm，不僅呈現(xiàn)良好的抗靜電性能，而且具有良好的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。
Nguyen 等采用原位化學(xué)氧化聚合法制備了PANI/SiO2 復(fù)合導(dǎo)電材料，并以機械攪拌的方式與WEP混合制備了抗靜電涂料。其中17. 2% SiO2含量的PANI/SiO2的加入顯著提高了涂層的機械性能（耐磨性和耐沖擊性）。該涂層的表面電阻率和體積電阻率分別為1.3×1011Ω和6.6×1010Ω·cm，具有抗靜電應(yīng)用潛力。
Chen等以十二烷基苯磺酸（DBSA）作為摻雜劑和表面活性劑，采用原位聚合法合成了核殼型PANIDBSA/χ-Al2O3納米導(dǎo)電復(fù)合材料，并與WPU共混固化后制備了WPU/PANI-DBSA/χ -Al2O3 涂層。χ -Al2O3納米薄片的引入顯著增強了WPU基體的機械性能，且涂層具有優(yōu)異的抗靜電性能，表面電阻率可低至1.5×104Ω。
綜合而言，復(fù)合導(dǎo)電材料型水性抗靜電涂料不僅具有較好的抗靜電性能，而且得益于碳材料和金屬氧化物的加入，其涂層普遍具有較高的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，增強了其實際應(yīng)用能力。
2.多功能型水性抗靜電涂料
賦予抗靜電涂層疏水、抗菌、防腐等功能，有助于拓展水性抗靜電涂料的應(yīng)用范圍，或者更好地滿足特定情況的實際應(yīng)用需求。
2.1 疏水/超疏水
賦予或提升抗靜電涂層的疏水性能，可以通過提升涂層表面的粗糙度或者降低其表面能等方式。Liang等使用甲基丙烯酸羥乙酯將聚丙烯酸酯與WPU化學(xué)交聯(lián)合成了水性聚氨酯-丙烯酸酯（WPUA）乳膠，后將PANI的N-甲基吡咯烷酮分散液加入混合，得到具有良好穩(wěn)定性的WPUA/PANI 乳液。與WPU相比，界面氫鍵的引入增加了WPUA分子鏈之間的相互作用力，有效提高了其涂層的耐水、耐熱和力學(xué)性能，同時展現(xiàn)出較好的抗靜電和疏水性能。
傳統(tǒng)的WPU涂料由于其導(dǎo)電性、耐磨性和耐腐蝕性較差，難以應(yīng)用于疏水涂料領(lǐng)域。Wang等將憎水性聚四氟乙烯（PTFE）乳液和多壁碳納米管（MWCNTs）添加到WPU中，利用PTFE的低表面能與MWCNTs微粗糙結(jié)構(gòu)作用的協(xié)同，采用靜電噴涂的方法在鋼基材上制備了具備微粗糙表面的MWCNTs/WPU超疏水導(dǎo)電涂層。另外，PTFE的加入也降低了涂層的摩擦系數(shù)，提高了其耐磨性。當(dāng)WPU、PTFE和MWCNTs的質(zhì)量比為7∶3∶0. 2時，涂層的結(jié)構(gòu)和復(fù)合性能最好。
Xu等采用Pickering乳液聚合法制備了以石蠟為芯材，聚苯乙烯（PS）/硅烷偶聯(lián)劑改性GO（γ-GO）為殼材的多功能微膠囊，并經(jīng)抗壞血酸還原得到石蠟@PS/Rγ-GO相變微膠囊，后將其與水性有機硅樹脂混合澆注在織物上，利用微膠囊在表面形成的微納結(jié)構(gòu)凸起，得到了多功能（導(dǎo)電、超疏水、儲能）織物涂層，可用于戶外運動、醫(yī)療等領(lǐng)域的特殊防護。
2.2 抗菌/殺菌
具有抗菌性能的水性抗靜電涂料在手術(shù)室、醫(yī)療器材生產(chǎn)車間、學(xué)校等對滅菌有特殊需求的場所具有重要的應(yīng)用價值。目前主要采取的手段是對導(dǎo)電填料的成分和結(jié)構(gòu)進行精巧設(shè)計，賦予并發(fā)揮其多重功能。
Mirmohseni 等通過原位界面聚合合成了PANI/rGO+納米雜化物，后摻入到WPU基體中獲得了水性抗靜電涂料。涂層的表面電阻率低至9. 8×106 Ω，且展現(xiàn)出對革蘭氏陽性和陰性細(xì)菌的抗菌活性。其中rGO+納米片的尖片結(jié)構(gòu)，以及含有的季胺和酰胺基團，和摻雜PANI納米纖維的正電荷分別是殺滅細(xì)菌和影響其生長的原因。另外，該課題組[26]還通過原位還原的方法開發(fā)出Cu/還原單層氧化石墨烯（Cu/rSLGO）納米雜化物，利用rSLGO 納米片在細(xì)菌膜上造成物理損傷，Cu納米顆粒的接觸效應(yīng)及Cu/rSLGO 釋放的Cu2+離子使細(xì)菌失活的協(xié)同作用，實現(xiàn)了對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌高效滅活。此外，添加3.0%的Cu/rSLGO就可在WPU基體中形成足夠的導(dǎo)電通路，賦予改性WPU涂層抗靜電的性能，表面電阻率達(dá)到4. 8×109 Ω。類似的功能也出現(xiàn)在PANI-Cu@ZnO納米雜化物復(fù)合的WPU水性涂料中。同時，PANI-Cu@ZnO還提高了WPU涂層的附著力并增強了抗劃傷性。
2.3 防腐
以PANI 為代表的CPs 和rGO、MWCNTs 等碳系材料不僅具有導(dǎo)電性，而且有助于增強高分子基體材料的耐腐蝕性，從而實現(xiàn)涂層的抗靜電和防腐雙功能。
Zhao等通過一鍋法乳液聚合合成了具有良好的熱穩(wěn)定性、導(dǎo)電性和水分散性的PANI/rGO。與WEP 復(fù)合制備了具有抗靜電和防腐功能的水性涂料，涂層表面電阻率可達(dá)2. 5×108 Ω。
Zhang等采用原位乳化法制備了WPU/聚多巴胺（PDA）功能化rGO（WPU/PDrGO）納米材料。界面PDA 層的存在不僅有利于PDrGO 片材在WPU 基體中的分散，而且可以增強、硬化和增韌基體，有望應(yīng)用于防腐、抗靜電等領(lǐng)域中。
Wang等在硅烷偶聯(lián)劑的輔助下采用靜電組裝和硼氫化鈉還原法制備了還原氧化石墨烯包裹的功能化二氧化硅雜化體（f-SiO2@rGO），后將其與銻摻雜二氧化錫（ATO）一起均勻分散在WEP 中制備了ATO+f-SiO2@rGO/WEP涂料。得益于其特殊的結(jié)構(gòu)，涂層表現(xiàn)出增強的防腐蝕和抗靜電性能，表面電阻率2. 2×106 Ω。
Wang等開發(fā)了MWCNTs呈“低含量-高含量-低含量-高含量”梯度分布的WPU基抗靜電涂層，表現(xiàn)出良好的附著力和防腐、抗靜電性能。由其涂覆的Q235鋼在40 ℃、3.5% NaCl溶液中浸泡29 d后仍表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性。
2.4 其他功能
水性抗靜電涂料還可通過引入MXene等新興材料或涂覆在皮革、紡織品等柔性材料上來實現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換、降噪、耐磨、柔性、增韌等功能的需要。
利用MXene優(yōu)異的導(dǎo)電性，高效的光熱轉(zhuǎn)換，與水性高分子出色的相容性及表面活性能力，Wei等通過溶液法將MXene與水性聚丙烯酸酯互混制備了MXene/聚丙烯酸酯水性抗靜電涂料。其在皮革表面涂層的表面電阻率可達(dá)7. 9×109 Ω，且展現(xiàn)出增強的機械性能及優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換能力。經(jīng)275 W紅外光照射5 min后的皮革表面溫度比純聚丙烯酸酯涂層高46. 9 ℃，在陽光照射30 min后的表面溫度比聚丙烯酸酯涂層高5. 4 ℃，可應(yīng)用于冬季抗靜電和自熱戶外服裝。
Tang等由WPU、石墨納米片和十二烷基硫酸鈉制備了水性抗靜電涂料，后通過浸涂方法沉積在無紡布表面，不僅獲得108 Ω左右的表面電阻率，而且使得其聲學(xué)傳輸損耗從3. 87 dB 增加到18 dB 以上，顯示出較好的降噪效果，且可以承受超過2000次的砂輪磨損，耐磨性大幅提高。
3.生物質(zhì)替代型水性抗靜電涂料
隨著綠色化學(xué)、環(huán)保“零排放”等理念的深入人心，以可生物降解或可再生的生物質(zhì)材料部分或者完全取代化石原料的研究得到了越來越多的關(guān)注。在水性抗靜電涂料領(lǐng)域，目前主要是采用以生物質(zhì)成分改性導(dǎo)電填料，制備生物基水性樹脂基體材料等策略。
Seyed Shahabadi 等制備了木質(zhì)素非共價改性石墨烯（LMG），并將其添加到WPU 中制備了WPU/LMG 水性導(dǎo)電涂料。其涂層不僅具有抗靜電能力，而且顯示出儲能、光熱轉(zhuǎn)換、紅外修復(fù)等綜合性能。
Gurunathan 等合成了蓖麻油基水性聚氨酯（COWPU）/PANI水性抗靜電涂料。PANI不僅可以很好地分散在COWPU中形成均勻的導(dǎo)電通路，而且其分子內(nèi)的—NH 鍵可以和COWPU 的—C=O 鍵之間形成了顯著的氫鍵，從而改善涂層的熱穩(wěn)定性。
Dai等先通過蓖麻油和3-巰基丙基三甲氧基硅烷之間的硫醇-烯點擊化學(xué)反應(yīng)制備了改性蓖麻油（MCO），后將其作為生物基多元醇引入到紫外光固化WPU的合成中，制備了MCO改性的WPU涂料。MCO提高了WPU 涂層的表面疏水性和耐水性。添加導(dǎo)電炭黑（CB）并混合均勻，可制備抗靜電涂層。
Liu等通過生物質(zhì)單寧酸和甲苯二異氰酸酯的逐步聚合制備了聚（單寧氨基甲酸酯）（PTU）；將其作為MWCNTs的分散劑，經(jīng)超聲和均質(zhì)化處理，獲得了PTU穩(wěn)定的MWCNT/CB/PTU水分散液；接著，與WPU混合制備了水性抗靜電涂料MWCNTs/CB/PTU/WPU。其在聚氯乙烯基材表面的涂層，表面電阻率可在104~108 Ω范圍，附著力可達(dá)0級。
4.結(jié)語
水性抗靜電涂料已經(jīng)發(fā)展出抗靜電劑型和導(dǎo)電填料型等主要的通用型體系，并朝著多功能化和生物基替代的方向前進。隨著相關(guān)研究的不斷深入，它們目前已在工業(yè)生產(chǎn)、建筑工業(yè)、電子行業(yè)、航空和軍用工業(yè)等領(lǐng)域展現(xiàn)出重要的實用價值。但是，其后續(xù)發(fā)展還面臨著一些困難和問題。例如，一些涂料的制備或涂裝工藝較為繁瑣，制約了其規(guī)?；纳a(chǎn)和施工；部分涂料仍在使用昂貴且易腐蝕的金屬填料；高分子抗靜電劑用量偏大，成本偏高；復(fù)合型涂料的穩(wěn)定性和各成分間的兼容性仍不足；大部分涂料難以回收或降解等。另外，對導(dǎo)電涂層的抗靜電性能的衡量通常需要綜合測試其體積電阻率、表面電阻率和靜電衰減率，但是大多數(shù)文獻停留在對前兩者的表征上，尚不能回答工業(yè)生產(chǎn)制造、醫(yī)用防護織物等實際應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ挽o電衰減率等綜合性能指標(biāo)的需求。因此，未來基于CPs 的全有機涂料和利用生物質(zhì)化合物等可降解、可再生資源制備的全生物基涂料將是本領(lǐng)域需要重點關(guān)注的方向。同時，適應(yīng)特定場景需求的特種涂料、多功能涂料也將是本領(lǐng)域迫切需要發(fā)展的方向。如何利用交叉領(lǐng)域的技術(shù)、設(shè)計理念和經(jīng)驗，提升水性導(dǎo)電涂料在現(xiàn)有領(lǐng)域的應(yīng)用效果，并促進其在新興場景如3D打印產(chǎn)品、可穿戴電子產(chǎn)品、柔性或可拉伸電子產(chǎn)品、自修復(fù)涂層等方面的應(yīng)用，也是需要進行更多的研究資源投入。另外，如何不斷降低涂料的生產(chǎn)和施工成本，并實現(xiàn)對抗靜電涂層諸多性能指標(biāo)的綜合評價，也是實際應(yīng)用和推廣中必須考慮的核心因素。
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