CN105368292A - 一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料的制备方法，由底漆和面漆组成，底漆组分A由聚醚多元醇聚氨酯、填料、镀银导电材料、导电云母粉和助剂等组成；面漆组分A由聚酯多元醇或聚碳酸酯二醇聚氨酯、钛白粉、填料、镀银导电材料、聚合物抗静电剂和助剂等组成；固化剂组分B由聚醚多元醇和二异氰酸酯组成，A:B＝1:0.3～0.7(W/W)；本发明制得的抗静电地坪涂料符合GB/T？22374—2008、HG/T？3829—2006和SJ/T？11294—2003标准的技术要求，还具有优良的耐水、耐候、耐老化、耐酸碱和耐油污性，优良的抗冲击性、耐摩擦性和防滑性，是高级机房、医院、超净厂房等抗静电要求的地面涂装。

Description

一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗静电涂料的制备方法，尤其涉及到一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料。

背景技术

抗静电涂料是一组体积电阻率在一范围内的特种功能涂料，随着现代科技的发展，一些有洁净要求和抗静电要求的地面，如在电子电器厂房、计算机房、医院、印刷厂、纺织厂及制药厂等的应用也多了起来，抗静电地坪涂料得到越来越广泛的应用。

目前水性抗静电地坪涂料几乎都是水性环氧类抗静电地坪涂料，但存在以下缺陷：⑴耐水性差，不能抵抗较重的地下潮气，环氧地坪因其分子结构极为密实，地下潮气无法透过，若一楼地面混凝土基层未做防潮隔离层，则一旦地下潮气太重，容易将环氧地坪涂层顶起，前期会形成一个鼓包，随后就会破裂、脱落，要与玻璃布配用使用。⑵机械强度低，抗划伤性能差，环氧地坪涂层对于抵抗砂粒、铁屑等各类尖锐、坚硬物体的划伤能力较差。⑶耐高温性能差，当车辆的行驶速度过快时，一旦出现急刹车或急转弯，则会因为急剧磨擦产生短时高温使环氧地坪涂层变软，同时车辆轮胎上的灰尘会渗入环氧地坪涂层内部，造成局部环氧地坪涂层擦伤、变色，唯一的解决办法是局部修补。⑷耐候性、耐老化性差，环氧树脂地坪抗紫外线能力较差，不能长期应用于室外，否则会加速老化，如变色、降低强度，甚至粉化、脱层等。

按导电材料分有导电纤维类地坪漆、导电云母粉类地坪漆、导电金属粉末类地坪漆、炭黑石墨类和低分子量导电助剂类地坪漆：⑴导电纤维类：具有很高的强度，吸油量极低，有较好的导电性能，添加量小，成本较低；缺点是电阻值的控制较差，容易造成击穿和危害，分散性差，涂层电阻值的分布不均匀。⑵导电云母粉类：有较好的导电性能，比重较低，吸油量较低，电阻值的控制较方便，能非常均匀地分散在涂层中，涂层电阻值均匀；缺点是添加量大，成本较纤维类高。⑶导电金属粉末：有很好的导电性能；缺点是成本高，颜色较深，无法做成浅色，比重太大，容易沉淀，分散性差，施工难度较大，且易被氧化。⑷炭黑石墨类：有极好的导电性能，价格低；缺点是颜色深，无法做成浅色，吸油量太大，无法制成高固体含量的涂料。⑸低分子量导电助剂类：价格低，分散均匀；缺点是不耐迁移、防静电功能时效短，仅用于临时性的防静电场所。

随着现代科学技术的进步，不仅对抗静电地坪涂料的性能要求不断提高，同时对涂装性能要求也越来越高。以往的抗静电地坪涂料多以碳系填料(石墨、炭黑和碳纤维)、金属系填料(银、铜、镍、锌及铁的合金等)、金属氧化物等为主要导电填料，大多数颜色较深，不易分散、电性能不稳定、品种单一，使用受到限制，难以满足现代涂料装饰性的要求。

CN103193957A公开了一种水性抗静电涂料组合物，包括：8～42％水性聚氨酯，5～12％水性导电聚苯胺，0.5～0.9％水性流平剂，0.2～0.6％水性消泡剂，4～9％水性助剂，3～4.8％水性固化剂；得到的水性抗静电涂料的抗静电效果更持久，漆面电阻上升率为0.38～2.44％/年。

CN1389528A公开了一种水性抗静电涂料由1～66份重量的导电物质和40～99份重量的成膜物质构成，所述导电物质是水溶性聚苯乙烯磺酸掺杂聚苯胺，所述成膜物质是2,4－甲苯二异氰酸酯交联改性聚乙烯醇；所述水溶性聚苯乙烯磺酸掺杂聚苯胺由聚苯乙烯磺酸、苯胺、过硫酸铵在水溶液进行氧化聚合反应得到；所述2,4－甲苯二异氰酸酯改性聚乙烯醇通过用2,4－甲苯二异氰酸酯对聚乙烯醇进行改性反应得到；本发明的环保型涂料以水为溶剂、附着力优良、物理机械性能良好、耐有机溶剂、耐腐蚀、具有较好耐水性、稳定性。

CN102432992A公开了一种水性非离子聚氨酯抗静电涂层，包含下述组分：水性非离子聚氨酯乳液50～95wt％，导电炭黑3.5～30wt％，水性抗静电剂0.5～10wt％，助剂1～10wt％。上述涂层的制备方法是向反应釜中依次加入异氰酸酯和多元醇，搅拌反应得到异氰酸酯预聚体后降温，加入非离子亲水性扩链剂、低沸点溶剂进行扩链，得到聚氨酯溶液；然后在高速剪切力作用下乳化，真空去除低沸点溶剂，得到水性非离子聚氨酯乳液，再添加导电炭黑、水性抗静电剂及助剂，并在低搅拌速度下搅拌混合，得到水性非离子聚氨酯抗静电液，喷涂于需涂覆加工的产品表层，烘烤即可。

发明内容

为了解决上面存在的技术问题，以双组分聚氨酯作为抗静电地坪涂料的成膜物质，聚氨酯地坪涂料除了具有优良的耐水、耐候性、耐老化性、耐酸碱、耐油污、不起尘、易清洁、有弹性、优良的附着力及耐磨性等物理学性能以外，还具有良好的延伸性、抗冲击性和防滑性能(湿、干表面静摩擦系数均>0.6)，赋予地面以减震作用和行走更舒适的功能性特征，是高级机房、实验室、体育场馆、超净厂房等各种要求抗静电的场所地面用地坪涂料的良好选择。

为了解决地坪涂料中导电材料存在的技术缺陷，本发明选用以介电常数较大、价格较低和颜色较浅的物质如玻璃微珠、滑石粉作为芯核，以金属银表面化学电镀作为包覆物而制成的导电粒子镀银玻璃微珠、镀银滑石粉为导电填料，具有超强的导电性能，银离子本身还具有抗菌消毒作用，是本征型抗静电涂料的理想导电材料。

为了提高水性地坪涂料的永久抗静电性能，添加亲水性高分子聚合物永久性抗静电剂如含季铵盐的(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物等，具有相容性好、抗静电性能优异持久、耐擦洗功能。

本发明旨在提供一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料的制备方法，包括水性聚氨酯抗静电地坪底漆和水性聚氨酯抗静电地坪面漆；底漆采用聚醚多元醇聚氨酯分散体为成膜物，因聚醚多元醇聚氨酯具有良好的耐低温性和耐水性，而成本较低；面漆采用聚酯多元醇或聚碳酸酯二醇聚氨酯分散体为成膜物，因聚酯多元醇聚氨酯具有良好的耐热性、耐油性和较高的机械强度；而聚碳酸酯二醇聚氨酯兼具聚醚、聚酯的优点，又克服了它们耐水性差和耐紫外线不足的缺点。

聚醚多元醇聚氨酯分散体选用聚氧化丙烯二醇、聚氧化乙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、共聚醚二醇改性的异氰酸酯分散体；聚酯多元醇聚氨酯分散体选用聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、聚ε-己内酯改性的异氰酸酯分散体；聚碳酸酯二醇聚氨酯分散体选用聚碳酸亚丙酯二醇改性的异氰酸酯分散体；其中异氰酸酯单体选用HDI、IPDI、MDI、HMDI、TMXDI和TDI的一种或其组合。

为了避免异氰酸酯与水的反应，固化剂采用聚醚改性的多异氰酸酯分散性。

本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料，由底漆和面漆组成；所述底漆由底漆组分A和固化剂组分B组成，所述面漆由面漆组分A和固化剂组分B组成，组分A与组分B的重量配比为1:0.3～0.7；所述底漆组分A包括聚醚多元醇聚氨酯分散体30％～50％、钛白粉3％～8％、填料30％～50％、镀银包覆物导电材料5％～10％、导电云母粉8％～20％、丙二醇2％～6％、助剂3％～8％、其余为去离子水；所述面漆组分A包括聚酯多元醇聚氨酯分散体或聚碳酸酯二醇聚氨酯分散体30％～60％、钛白粉3％～8％、填料20％～35％、镀银包覆物导电材料3％～8％、亲水聚合物抗静电剂5％～10％、丙二醇2％～6％、助剂3％～8％、水性色浆0％～8％、其余为去离子水；所述固化剂组分B包括聚醚多元醇30～80％、二异氰酸酯20～70％份，所述二异氰酸酯为HDI或IPDI的一种。

其中，填料选用石英粉、硫酸钡、高岭土、滑石粉、碳酸钙、硅钙粉、白炭黑、绢云母粉的一种或几种组合。

镀银包覆物导电材料选用镀银玻璃微珠和镀银滑石粉的一种。

亲水聚合物抗静电剂选用含季铵盐的(甲基)丙烯酸酯共聚物和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物的一种。

助剂至少包括分散剂、底材润湿剂、杀菌剂、消泡剂、消光剂、抗划伤剂、pH调节剂、增稠剂及成膜助剂的一种或几种的组合。

色浆选用粒径≤20μm的环保水性色浆。

本发明提出一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料的制备方法，它包括以下步骤：

1)、制备底漆组分A：按配方重量比计，把去离子水加入分散桶中，搅拌下加入分散剂、杀菌剂、消泡剂、填料、导电云母粉，高速分散30～40min，经研磨细度达40μm成浆料，将研磨浆料打入调漆罐中，中速搅拌下加入聚醚多元醇聚氨酯分散体、镀银包覆物导电材料，然后匀速下加入成膜助剂、消泡剂、底材润湿剂、pH调节剂和增稠剂，搅拌调节好粘度和pH值，过滤包装即可；

2)、制备面漆组分A：按配方重量比计，把去离子水加入分散桶中，搅拌下加入分散剂、杀菌剂、消泡剂、填料、钛白粉，高速分散30～40min，经研磨细度达40μm成浆料，将研磨浆料打入调漆罐中，中速搅拌下加入聚酯多元醇聚氨酯分散体或聚碳酸酯二醇聚氨酯分散体、镀银包覆物导电材料、亲水聚合物抗静电剂，根据需要加入色浆，然后匀速下加入成膜助剂、消泡剂、消光剂、抗划伤剂、pH调节剂和增稠剂，搅拌调节好粘度和pH值，过滤包装即可；

3)、制备固化剂组分B：按配方重量比计，把聚醚多元醇加入反应釜内搅拌，升温至80～100℃，真空脱水0.5～2h，降温至20～40℃，然后加入二异氰酸酯，保温0.5h，在搅拌下缓慢升温至75～85℃，在此温度下反应1.5～2h，降温至20～40℃，过滤包装即可。

本发明制得的双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料性能完全符合GB/T22374—2008《地坪涂装材料》、HG/T3829—2006《地坪涂料》和SJ/T11294—2003《防静电地坪涂料通用规范》规定的各项指标外，还具有永久抗静电性能、抗菌消毒，优良的耐水性、耐候性、耐老化性、耐酸碱、耐油污、不起尘、易清洁、有弹性，优良的延伸性、抗冲击性、耐摩擦性和防滑性能，赋予地面以减震作用和行走舒适等特征，是高级机房、实验室、体育场馆、医院、超净厂房等各种要求抗静电的场所的地面涂装。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1：

1)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料底漆组分A的制备：按配方重量比计，把去离子水8.5份加入分散桶中，搅拌下加入丙二醇3份、分散剂2份、杀菌剂0.2份、消泡剂0.3份、石英粉20份、硫酸钡5份、高岭土3份，导电云母粉8份，高速分散30～40min，研磨至浆料细度达到40μm，将研磨浆料打入调漆罐中，中速搅拌下加入聚醚多元醇聚氨酯分散体40份、镀银玻璃微珠粉6份，然后匀速下加入成膜助剂3份、底材润湿剂0.2份、流平剂0.2份、pH调节剂0.3份和增稠剂0.3份，过滤包装即制得一种灰色水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料底漆组分A。

2)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料固化剂组分B的制备：按配方重量比计，把聚醚多元醇75份加入反应釜内搅拌，升温至95～100℃，真空脱水1.5h，降温至40℃，然后加入HDI25份，保温0.5h，在搅拌下缓慢升温至80～85℃，在此温度下反应1.5～2h，降温至40℃，过滤包装即制得一种水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料固化剂组分B。

3)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料底漆的制备：把底漆组分A与固化剂组分B按重量比1:0.7混合均匀30分钟后，涂刷固化成膜后即制得一种灰色水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料底漆。

实施例2：

1)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料面漆组分A的制备：按配方重量比计，把去离子水8.5份加入分散桶中，搅拌下加入分散剂1.2份、丙二醇3份、杀菌剂0.2份、消泡剂0.3份、石英粉12份、钛白粉5份、绢云母粉3份，、高速分散30～40min，经研磨细度达40μm成浆料，将研磨浆料打入调漆罐中，中速搅拌下加入聚酯多元醇聚氨酯分散体46份、哑光粉2份、镀银玻璃微珠粉4份、甲基丙烯酸季铵盐酯6份，水性酞青绿色浆5份，然后匀速下加入成膜助剂3份、抗划伤流平剂0.2份、pH调节剂0.3份和增稠剂0.3份，过滤包装即制得一种绿色水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料面漆组分A。

2)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料固化剂组分B的制备：按配方重量比计，把聚醚多元醇65份加入反应釜内搅拌，升温至90～100℃，真空脱水1.5h，降温至40℃，然后加入IPDI35份，保温0.5h，在搅拌下缓慢升温至80～85℃，在此温度下反应1.5～2h，降温至35℃以下，过滤包装即制得一种水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料固化剂组分B。

3)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料面漆的制备：把面漆组分A与固化剂组分B按重量比1:0.5混合均匀30分钟后，涂刷固化成膜后即制得一种绿色水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料面漆。

实施例3：

1)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料底漆组分A的制备：按配方重量比计，把去离子水7.5份加入分散桶中，搅拌下加入分散剂2份、丙二醇2份、杀菌剂0.2份、消泡剂0.3份、石英粉20份、硫酸钡5份、钛白粉3份，导电云母粉7份，高速分散30～40min，研磨至浆料细度达到40μm，将研磨浆料打入调漆罐中，中速搅拌下加入聚醚多元醇聚氨酯分散体42份、镀银滑石粉7份，然后匀速下加入成膜助剂3份、底材润湿剂0.2份、流平剂0.2份、pH调节剂0.3份和增稠剂0.3份，过滤包装即制得一种白色水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料底漆组分A。

2)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料固化剂组分B的制备：按配方重量比计，把聚醚多元醇75份加入反应釜内搅拌，升温至95～100℃，真空脱水1.5h，降温至40℃，然后加入HDI25份，保温0.5h，在搅拌下缓慢升温至80～85℃，在此温度下反应1.5～2h，降温至40℃，过滤包装即制得一种水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料固化剂组分B。

3)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料底漆的制备：把底漆组分A与固化剂组分B按重量比1:0.5混合均匀30分钟后，涂刷固化成膜后即制得一种白色水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料底漆。

实施例4：

1)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料面漆组分A的制备：按配方重量比计，把去离子水8.5份加入分散桶中，搅拌下加入丙二醇2份、分散剂1.2份、杀菌剂0.2份、消泡剂0.3份、石英粉12份、钛白粉5份、绢云母粉3份，高速分散30～40min，经研磨细度达40μm成浆料，将研磨浆料打入调漆罐中，中速搅拌下加入聚碳酸酯二醇聚氨酯分散体45份、哑光粉2份、镀银玻璃微珠粉5份、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯7份，水性酞青蓝色浆5份，然后匀速下加入成膜助剂3份、抗划伤流平剂0.2份、pH调节剂0.3份和增稠剂0.3份，过滤包装即制得一种蓝色水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料面漆组分A。

2)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料固化剂组分B的制备：按配方重量比计，把聚醚多元醇70份加入反应釜内搅拌，升温至90～100℃，真空脱水1.5h，降温至40℃，然后加入IPDI30份，保温0.5h，在搅拌下缓慢升温至80～85℃，在此温度下反应1.5～2h，降温至35℃以下，过滤包装即制得一种水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料固化剂组分B。

3)、水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料面漆的制备：把面漆组分A与固化剂组分B按重量比1:0.5混合均匀30分钟后，涂刷固化成膜后即制得一种蓝色水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料面漆。

对本发明的水性双组分聚氨酯抗静电地坪涂料的技术指标和性能进行检测，完全符合国家相关标准GB18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》、GB/T22374—2008《地坪涂装材料》、HG/T3829—2006《地坪涂料》和SJ/T11294—2003《防静电地坪涂料通用规范》的技术要求。

尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims (7)

1.一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料，其特征在于：由底漆和面漆组成；所述底漆由底漆组分A和固化剂组分B组成，所述面漆由面漆组分A和固化剂组分B组成，组分A与组分B的重量配比为1:0.3～0.7；所述底漆组分A包括聚醚多元醇聚氨酯分散体30％～50％、钛白粉3％～8％、填料30％～50％、镀银包覆物导电材料5％～10％、导电云母粉8％～20％、丙二醇2％～6％、助剂3％～8％、其余为去离子水；所述面漆组分A包括聚酯多元醇聚氨酯分散体或聚碳酸酯二醇聚氨酯分散体30％～60％、钛白粉3％～8％、填料20％～35％、镀银包覆物导电材料3％～8％、亲水聚合物抗静电剂5％～10％、丙二醇2％～6％、助剂3％～8％、水性色浆0％～8％、其余为去离子水；所述固化剂组分B包括聚醚多元醇30～80％、二异氰酸酯20～70％份，所述二异氰酸酯为HDI或IPDI的一种；所述的镀银包覆物导电材料选用镀银玻璃微珠和镀银滑石粉的一种；所述的亲水聚合物抗静电剂选用含季铵盐的(甲基)丙烯酸酯共聚物和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物的一种。

2.如权利要求1所述的一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料，其特征在于：所述的聚醚多元醇聚氨酯分散体选用聚氧化丙烯二醇、聚氧化乙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、共聚醚二醇改性的异氰酸酯分散体的一种；所述的聚酯多元醇聚氨酯分散体选用聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、聚ε-己内酯改性的异氰酸酯分散体的一种；所述的聚碳酸酯二醇聚氨酯分散体选用聚碳酸亚丙酯二醇改性的异氰酸酯分散体；所述的异氰酸酯单体选用HDI、IPDI、MDI、HMDI、TMXDI和TDI的一种或其组合。

3.如权利要求1所述的一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料，其特征在于：所述的填料选用石英粉、硫酸钡、高岭土、滑石粉、碳酸钙、硅钙粉、白炭黑、绢云母粉的一种或几种组合。

4.如权利要求1所述的一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料，其特征在于：所述的助剂至少包括分散剂、底材润湿剂、杀菌剂、消泡剂、消光剂、抗划伤剂、pH调节剂、增稠剂及成膜助剂的一种或几种的组合。

5.如权利要求1所述的一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料，其特征在于：所述的色浆选用粒径≤20μm的环保水性色浆。

6.一种如权利要求1所述的双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)、制备底漆组分A：按配方重量比计，把去离子水加入分散桶中，搅拌下加入分散剂、杀菌剂、消泡剂、填料、导电云母粉，高速分散30～40min，经研磨细度达40μm成浆料，将研磨浆料打入调漆罐中，中速搅拌下加入聚醚多元醇聚氨酯分散体、镀银包覆物导电材料，然后匀速下加入成膜助剂、消泡剂、底材润湿剂、pH调节剂和增稠剂，搅拌调节好粘度和pH值，过滤包装即可；

2)、制备面漆组分A：按配方重量比计，把去离子水加入分散桶中，搅拌下加入分散剂、杀菌剂、消泡剂、填料、钛白粉，高速分散30～40min，经研磨细度达40μm成浆料，将研磨浆料打入调漆罐中，中速搅拌下加入聚酯多元醇聚氨酯分散体或聚碳酸酯二醇聚氨酯分散体、镀银包覆物导电材料、亲水聚合物抗静电剂，根据需要加入色浆，然后匀速下加入成膜助剂、消泡剂、消光剂、抗划伤剂、pH调节剂和增稠剂，搅拌调节好粘度和pH值，过滤包装即可；

3)、制备固化剂组分B：按配方重量比计，把聚醚多元醇加入反应釜内搅拌，升温至80～100℃，真空脱水0.5～2h，降温至20～40℃，然后加入二异氰酸酯，保温0.5h，在搅拌下缓慢升温至75～85℃，在此温度下反应1.5～2h，降温至20～40℃，过滤包装即可。

7.如权利要求1、6所述的一种双组分水性聚氨酯抗静电地坪涂料，其特征在于：所述的镀银包覆物导电材料选用镀银玻璃微珠和镀银滑石粉的一种；所述的亲水聚合物抗静电剂选用含季铵盐的(甲基)丙烯酸酯共聚物和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物的一种。