在企业生产过程中通常会使用到各式各样的导静电产品以降低静电的产生、增加其导静电性能从而降低静电点燃易燃蒸气或者可燃粉尘的风险。本文通过事故案例系统性地分析了导静电剂的种类、作用原理、影响因素、常见导静电产品中常用的导静电剂，并从风险管理角度总结了企业在生产过程中需要考虑的事项。

事故案例

某企业操作人员在将一种颜料固体粉料从PE袋中投入含甲醇的反应釜时发生爆炸。企业开始进行详细的事故调查。由于PE袋为导静电类型，因此调查小组从一开始将就其排除在导致事故的原因当中，并怀疑可能是由于放热化学反应导致事故发生。然而，此反应釜只是简单的溶媒混合过程且在室温下操作，因此小组之后排除了这个原因。操作人员穿了防静电鞋且站在金属格栅上因此排除了人体产生火花放电的可能性。通过一系列调查分析后，调查小组将怀疑重点回到PE袋上。开始调查小组猜想可能PE袋并非真正的防静电PE袋。通过测试证实PE袋的表面电阻值为1x1013欧姆。因此调查小组认为是PE袋厂家疏忽(如未填加导静电剂)导致事故发生。厂家坚信PE袋生产线并未发生变化而且可以通过测试证明PE袋导静电性能满足要求。调查小组怀疑导静电剂性能可能随时间变化而降低。通过6个月的实验调查小组发现PE袋表面电阻值并未发生改变。调查小组开始怀疑是否颜料粉尘与导静电剂之间发生化学反应导致PE袋导静电剂性能下降，但是此观点被化学工程师否决(两者之间不会发生化学反应)。之后调查小组怀疑是否是颜料粉尘、导静电剂与PE袋之间发生反应。通过进一步研究，发现导静电剂会在PE袋中表面停留很长时间，但是，当很少粒径的物料与表面一层导静电剂接触时，物料很容易吸附防静电PE袋表面的导静电剂从而增大其表面电阻值并降低其导静电性能。最终调查小组找出导致事故发生的原因-防静电PE袋变成非防静电PE袋从而导致投料过程中产生刷形放电。

导静电剂种类

根据使用类别，导静电剂通常可以分为以下两种类型：

外部用导静电剂：应用于物体表面形成导静电涂层。

内部用导静电剂：导静电剂通常使用一定技术整合到物质中，通过物料形成导静电通路或者导静电剂移动至物质表面释放电荷。

根据其化学特性，导静电剂通常可以分为无机类与有机类两种类型：

无机类导静电剂：如常用的碳黑、石墨、无机盐类(如氯化钙)。

有机类导静电剂：又可以细分为以下四种类型。

阴离子型：代表性的如磷酸烷基酯，脂肪族磺酸盐等。

阳离子型：代表性的如烷基季铵盐、烷基胺盐等。

非离子型：代表性的如脂肪酸酯、聚氯乙烯的衍生物、多元醇的酯化物等。

两性型：代表性的如胺氧化物等。

导静电剂的作用原理

导静电剂主要通过以下两种方式减少产品的电阻并增加导静电性能。

导静电剂的亲水基团可以增加产品表面的亲水性，从而形成一层可以导电的薄的水膜。

离子型的导静电剂可以增加产品表面的离子浓度，从而增加导静电性能。

导静电剂的影响因素

导静电剂移动至物体表面后，与环境中的水分结合在物体表面形成一层薄的水膜(如图1所示)。当环境中的相对湿度变化时，物体表面形成的水膜也会发生变化。在相对湿度较低情况下其导静电性能急剧下降。环境湿度对大部分常用的导静电剂性能影响很大。非离子型导静电剂通常受环境湿度影响较小，但是磷酸盐类受环境湿度影响明显(如表1所示)。

图1：表面作用原理类型的导静电剂

表1：环境相对湿度对常用导静电剂的影响

备注：5-非常好，1-很差

2. 导静电剂在物体表面达到一定的平衡水平，表面以下的导静电剂起到“仓库”作用。当表面的导静电剂消耗后，导静电剂会从“仓库”再次移动至物体表面。反复的清洗等最终会消耗掉所有的导静电剂，如防静电服。

3. 某些导静电剂会与其它填加剂反应，如胺类导静电剂会与酸性填加剂反应。

4. 树脂的结晶度也会影响导静电剂性能。树脂的结晶度不同会影响导静电剂往物体表面移动的能力。树脂的结晶度越高，导静电剂越难往表面移动。

常见导/防静电产品所用导静电剂

下面是生产过程中常见导/防静电产品中常用的导静电剂类型以方便大家了解其应用场合，并根据上面的分析了解其影响因素。

总结

工厂在选择导静电/防静电产品时需要考虑产品所使用的导静电剂类型及以下因素以防止导致潜在的安全风险。

无机的导静电剂通常比较稳定，产品导静电性能通常可以维持很长时间。

通常情况下，移动至产品表面的能力较强的导静电剂(如季胺盐类)，产品的导静电性能通常只可以维持很短时间。一些厂家生产的导静电剂为12个月。

用于外部涂层的小分子量的离子型及非离子型有机导静电剂通常维持时间很短，在很短时间内涂层的导静电性能急剧下降。此外，离子型的导静电剂在反复清洗后很容易洗掉从而使导致失去导静电性能。

依靠移动至产品表面作用的导静电剂(如季胺盐类、烷基磷酸酯)通常情况下对湿度比较敏感。

依靠移动至产品表面作用的导静电剂在接触至小粒径颗粒时可能被其吸附从而导致产品导静电性能下降，特别是与产品化学物质本身相容性比较差的导静电剂。

胺氧化物会在高温下分解从而导致产品导静电性能下降。

根据产品使用场合，需要评估导静电剂与工艺物料之间的化学品禁忌性以防止工艺物料与导静电剂之间反应从而导致导静电性能下降。