CN102627903B

CN102627903B - 一种环保型水性防腐导静电涂料及其制备方法

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Publication number: CN102627903B
Application number: CN201210091725.7A
Authority: CN
Inventors: 王刚; 赵立英
Original assignee: FOSHAN KANGTAIWEI NEW MATERIAL Co Ltd; GUANGDONG KING-STRONG MATERIAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: FOSHAN KANGTAIWEI NEW MATERIAL Co Ltd; GUANGDONG KING-STRONG MATERIAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: CN102627903A

Abstract

本发明公开了一种环保型水性防腐导静电涂料，其由下列重量比的原料配置而成：A组分：非离子型水性环氧固化剂=100：10～20。其中，所述的A组分由下列重量比的原料配置而成：非离子型水性环氧树脂20～40、导静电填料20～30、金红石型钛白粉5～10、滑石粉5～10、助剂3～5、纳米复合防腐剂1～5、水20～30。本发明还公开了一种环保型水性防腐导静电涂料的制备方法。本发明涂料绿色环保、具有轻质、色浅、导静电性能稳定，具有优异的防腐性能、力学性能和化学稳定性等特点，可广泛应用于电子、石油、兵器工业等领域，特别适用于医院、电子电气车间等对静电防护有要求的建筑内墙使用，可为室内建筑解决静电防护问题提供一种经济、环保的方案。

Description

一种环保型水性防腐导静电涂料及其制备方法

技术领域

本发明属化工涂料技术领域，具体涉及一种环保型水性防腐导静电涂料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，近年来微电子技术得到广泛应用，以致电磁环境越来越复杂。如何防止静电危害已成为迫切需要解决的问题。静电可以在非金属材料上积聚，达到一定程度后放电而将电子元器件击穿、引起油品或火药等危险品爆炸，还会干扰飞行器的运行。电子元器件和设备的制造、使用环境也对静电防护材料提出了较高的要求。

导静电涂料可涂覆于非导电体基材上，使其具有一定的传导电流和消除静电荷的能力。与电镀和真空溅射等其它获得导电层的技术手段相比，导静电涂料具有制备工艺简单、施工方便、成本低廉和应用范围广等诸多优点，尤其适合各种复杂形状表面的涂覆。目前导静电涂料主要是添加型，主要有导静电剂和导静电填料。导静电剂多为极性或离子型的低分子表面活性剂，如烷基磺酸盐、季铵盐型等。导静电剂只能赋予材料较低的导静电性能，电导率一般低于10-7S/cm，使用寿命短而且导静电剂会不断的迁移到表面被消耗掉。导静电性能受温度、湿度、摩擦等因素的影响大。导电填料包括导电炭黑、石墨、碳纤维以及金属和金属氧化物粉末等，这些填料与聚合物结构差异较大，分散性差，需要填充较高的体积分数才能达到静电防护效果，影响了涂层的附着力、冲击强度等物理机械性能。

目前，国内导静电涂料一般均为溶剂型，不仅需要价格较贵的有机溶剂，浪费了资源也对环境造成严重污染。很多环保型导静电涂料中也使用了大量的有机溶剂作为助溶剂。专利(ZL 200810041949.0)采用具有互穿网络结构的高分子聚合物作为成膜物质，制备出具有较好抗渗透和耐腐蚀性的环保型防腐抗静电涂料。为了增加树脂的分散性，该专利在涂料体系中加入了醋酸丁酯和丁醇等有机溶剂作为助溶剂。专利(ZL 200610063320.7)以水性丙烯酸酯乳液为成膜物质，制备出环保型纳米导静电涂料。由于成膜物质为线型结构，涂层的耐水性和防腐性较差，而且在配方中也使用了15～20％的有机溶剂作为助溶剂。而零VOC排放的绿色环保水性涂料已成为目前涂料发展的主要趋势。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提出一种以水为溶剂的具有良好附着力和物理机械性能的、耐有机溶剂和耐腐蚀的以及具有较好耐水性和稳定性的环保型水性防腐导静电涂料，并提供该涂料的制备方法。

本发明提出的环保型水性防腐导静电涂料，由下列重量比的原料配置而成：

A组分∶非离子型水性环氧固化剂＝100∶10～20。

其中，所述的A组分由下列重量比的原料配置而成：

非离子型水性环氧树脂 20～40、

导静电填料 20～30、

金红石型钛白粉 5～10、

滑石粉 5～10、

助剂 3～5、

纳米复合防腐剂 1～5、

水 20～30。

本发明提出的环保型水性防腐导静电涂料的制备方法，步骤如下：

a.按重量比将非离子型水性环氧树脂加水配制一定浓度的非离子型水溶性环氧乳液；

b.按重量比加入助剂和金红石型钛白粉、滑石粉和纳米复合防腐剂进行混合，并对混合料进行预分散和研磨，研磨至细度≤30μm；

c.再按重量比将导静电填料加入研磨后的混合料中，高速分散调漆，过筛制得所述的A组分原料；

d.最后按重量比将非离子型水性环氧固化剂加入所述的A组分原料中搅拌均匀，制得环保型水性防腐导静电涂料，八小时内使用。

本发明的环保型涂料以水为溶剂、以纳米粒子包覆的浅色复合片型云母粉为导电介质，以非离子型水性环氧树脂和非离子型水性环氧固化剂组成成膜物质，具有良好的附着力和物理机械性能、耐有机溶剂、耐腐蚀以及较好的耐水性和稳定性。片型纳米粒子包覆的浅色复合导静电填料具有添加量少、对涂料色泽和整体性能影响较小。本发明的涂料可以根据性能和使用要求可添加不同功能的助剂，如消泡剂、增硬剂、抗氧剂和紫外线吸收剂等。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明采用的水性环氧固化剂可以室温固化环氧树脂，脂肪氨基赋予其室温固化的特性；固化剂所含的聚氧丙烯链段为锯齿状，赋予其水分散性的同时可通过改变空间构象提高涂层的韧性；固化剂分子结构中含有的聚氧丙烯链段提高了与水性环氧树脂的相容性。其结构简式见式(1)：

(2)双组份混合时，水性环氧苯环上的酚羟基在一定程度上可加速固化剂中的氨基与环氧基的反应活性；树脂结构中含有的刚性苯环结构可提高涂层的强度，含有的聚氧乙烯链段的支链增加与水性固化剂相容性的同时又可提高涂层的韧性，这种刚柔结构使涂层具有高强高韧的特性。其结构简式见式(2)：

(3)本发明选用的成膜物质由非离子型水性环氧树脂和非离子型水性环氧固化剂组成，固化剂所含的聚氧乙烯醚为天然材料，具有环保的优势。涂料固化后涂层中不含游离的离子，提高了涂层的耐水性和pH值稳定性。而且涂层具有较高的交联密度，具有优异的防腐性能，特别适用于对耐酸、耐碱和耐水有较高要求的使用环境。

(4)轻质、稳定和易分散的纳米粒子包覆的浅色片型复合导静电填料在添加量较少时即可形成导电通道，对涂料色泽和整体性能影响较小。颜填料中的钛白粉可提高涂料的着色性、遮盖力和耐候性。具有片状结构的滑石粉可增加漆膜的屏蔽性能，而且纳米防复合腐剂的加入明显提高了涂层的致密性，可有效隔离和减缓腐蚀介质对基材的腐蚀速度，从而起到防腐的作用。

(5)本发明以水为溶剂，没有挥发性的有机溶剂。有利于环境保护，符合全球绿色化学概念的发展趋势；有利于节约资源和能源，带来更大的经济效益。生产过程简单易行，不需要特殊设备，具有良好的应用前景。可广泛应用于各种生产或存放易燃易爆化工产品的厂房和仓库和需要静电防护的电子电气产品车间、建筑物等。

具体实施方式

本发明提供的一种环保型水性防腐导静电涂料，其由下列重量比的原料配置而成：A组分∶非离子型水性环氧固化剂＝100∶10～20。其中，所述的A组分由下列重量比的原料配置而成：非离子型水性环氧树脂20～40、导静电填料20～30、金红石型钛白粉5～10、滑石粉5～10、助剂3～5、纳米复合防腐剂1～5、水20～30。

其中，导静电填料为纳米氧化锡或氧化锑包覆的片型云母粉，其粒径为5～20μm，电阻率小于60Ω·cm。成膜物质由非离子型水性环氧树脂和非离子型水性环氧固化剂组成，非离子型水性环氧树脂可以通过发明人先前的专利技术(ZL200810046750.7)合成。非离子型水性环氧固化剂为含有柔性聚醚链段的固化剂，例如，可以采用美国HUNTSMAN公司的公开牌号--D-230或D-400的固化剂。防腐剂可以采用纳米复合铁钛粉、助剂可以采用消泡剂、增硬剂、抗氧剂、紫外线吸收剂的一种。上述材料均可由化工原料供应商处购买。

如表1所示，例举了本发明涂料六个实施例的重量配比表，即通过各组分不同的取量值，混合配制成所需的涂料。

表1 涂料配方

环保型水性防腐导静电涂料的具体配制过程：

步骤1：按重量比将非离子型水性环氧树脂加水配制一定浓度的非离子型水溶性环氧乳液。也可以使非离子型水性环氧树脂通过相反转制得的非离子型水溶性环氧乳液。

步骤2：按重量比依次加入助剂和金红石型钛白粉、滑石粉和纳米复合防腐剂进行混合，再用高速分散机将混合料预分散45min，根据需要也可预分散处理30min或1h。再用砂磨机将预分散的混合料的细度研磨至30μm以下。

步骤3：然后将研磨后的混合物料转移至调漆釜，按重量比加入导静电填料高速分散2h进行调漆。根据需要也可以高速分散1h或3h，经100～200目筛网过滤后得到涂漆的A组分原料。

步骤4：使用时，按重量比将非离子型水性环氧固化剂加入A组分原料中搅拌均匀，制得环保型水性防腐导静电涂料。使用时用水将环保型水性防腐导静电涂料稀释至固体含量以质量百分比计为40～60％。一般适用期不超过八小时。

涂漆和涂料固化后涂层的主要性能见表2。

表2 涂漆和涂层的主要性能

序号	项目	指标	试验方法
				1	外观	浅灰色液体	目测
2	细度，μm，≤	40	GB/T 1724-79
				3	适用期，h，≥	8	GB 9278-2008
4	柔韧性，mm	1	GB/T 1731-93
				5	耐冲击性，cm	50	GB/T 1732-93
6	附着力，划格法，级	1	GB/T 9286-98
				7	表面电阻(50μm)，MΩ	0.1～100	BMS10-21L
8	耐水性，60天	涂层无变化	GB/T 1733-93
				9	耐盐雾，1000h	涂层无变化	GB/T 1771-2007
10	耐人工加速老化，1000h	1级	GB/T 1865-97
				11	铅笔硬度，H	3	GB/T 6739-93
12	耐酸性(10％的H₂SO₄)	120h涂层无变化	GB/T 1763-89
				13	耐碱性(10％的NaOH)	120h涂层无变化	GB/T 1763-89

本发明涂料绿色环保、具有色浅、导静电性能稳定，具有优异的防腐性能、力学性能和化学稳定性，可广泛应用于电子、石油、兵器工业等领域，特别适用于医院、电子电气车间等对静电防护有要求的建筑内墙使用，可为室内建筑解决静电防护问题提供一种经济、环保的方案。

Claims

1.一种环保型水性防腐导静电涂料，其特征在于，由下列重量比的原料配置而成：A组分：非离子型水性环氧固化剂=100：10～20；

其中，所述的A组分由下列重量比的原料配置而成：

非离子型水性环氧固化剂的分子结构简式见式（1）：

非离子型水性环氧树脂的结构简式见式（2）：

2.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的导静电填料为纳米氧化锡或氧化锑包覆的片型云母粉，粒径为5～20μm，电阻率小于60Ω·cm。

3.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的非离子水性环氧固化剂为含有柔性聚醚链段的固化剂。

4.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的非离子型水性环氧树脂为其加水自乳化而成的非离子型水溶性环氧乳液。

5.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的非离子型水性环氧树脂为其通过相反转制得的非离子型水溶性环氧乳液。

6.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的助剂为消泡剂、增硬剂、抗氧剂、紫外线吸收剂的一种。

7.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的纳米复合防腐剂为纳米复合铁钛粉。

8.一种如权利要求1所述的环保型水性防腐导静电涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的预分散为用高速分散机将混合料预分散30min～1h；将加入导静电填料的混合物料高速分散1h～3h，经100～200目筛网过滤后得到涂漆的A组分原料。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，使用时用水将环保型水性防腐导静电涂料稀释至固体含量以质量百分比计为40～60%。