CN108441079A - 一种复合环氧树脂防静电涂料 - Google Patents

一种复合环氧树脂防静电涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合环氧树脂防静电涂料，属于高分子复合材料技术领域。本发明按重量份数计，将10～20份大肠杆菌，10～20份枯草芽孢杆菌，10～20份甘油，60～80份去离子水恒温搅拌混合，即得混合菌液；按重量份数计，将60～80份环氧树脂，20～30份苯胺，10～20份混合菌液，10～20份碳纤维，10～20份石墨烯，20～30份碱性环氧树脂，10～20份碳酸氢钙，5～8份硅烷偶联剂，5～8份固化剂，10～20份包覆过氧化钠置于混料机中，于转速为600～800r/min条件下，搅拌混合40～60min，即得复合环氧树脂防静电涂料。本发明提供的复合环氧树脂防静电涂料具有优异的力学性能。

Description

一种复合环氧树脂防静电涂料
技术领域
本发明公开了一种复合环氧树脂防静电涂料，属于高分子复合材料技术领域。
背景技术
随着高新技术的发展和高分子材料的广泛应用，静电问题越来越引起各方面的重视。由于高分子材料大多是优良的电绝缘性材料，其表面电阻率ρs和体积电阻率ρv很大（ρs约为1014～1017Ω，ρv约为1015～1018Ω·m），易积聚大量静电荷，从而妨碍了生产过程和产品质量，重则引起火灾、爆炸等事故。防静电涂料则可以消除静电的危害，且由于其生产设备简单、施工方便、成本低廉而得到广泛应用。
防静电涂料是近10年来迅速发展起来的一种功能性涂料，它赋予物体以导电性，广泛应用于电子、建筑、航空、军事等领域。防静电涂料根据成膜物质是否具有导电性，可以分为两大类：添加型防静电涂料和非添加型防静电涂料。非添加型防静电涂料的合成、施工存在很多困难，成本也比较高，性能不够理想，故尚未得到广泛的应用。添加型防静电涂料则是导电填料、绝缘性聚合物、助剂、溶剂的混合物，将其涂覆于高分子材料表面形成一层固化膜，利用导电填料的导电作用产生防静电的效果。但是目前传统的防静电涂料还存在力学性能不佳的问题，因此还需对其进行进一步研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统防静电涂料力学性能不佳的问题，提供了一种复合环氧树脂防静电涂料。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种复合环氧树脂防静电涂料，是由以下重量份数的原料组成：60～80份环氧树脂，20～30份苯胺，10～20份混合菌液，10～20份碳纤维，10～20份石墨烯，20～30份碱性环氧树脂，10～20份碳酸氢钙，5～8份硅烷偶联剂，5～8份固化剂，10～20份包覆过氧化钠；
所述复合环氧树脂防静电涂料配制过程为：按原料组成称量各组分原料，将环氧树脂，苯胺，混合菌液，碳纤维，石墨烯，碱性环氧树脂，碳酸氢钙，硅烷偶联剂，固化剂和包覆过氧化钠搅拌混合，即得复合环氧树脂防静电涂料。
所述环氧树脂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。
所述混合菌液的配制过程为：按重量份数计，将10～20份大肠杆菌，10～20份枯草芽孢杆菌，10～20份甘油，60～80份去离子水恒温搅拌混合，即得混合菌液。
所述碱性环氧树脂的制备过程为：按重量份数计，将30～40份乙二醛溶液，10～20份氢氧化钾溶液，30～40份对苯二酚恒温搅拌反应，降温，加入乙二醛溶液体积0.2～0.3倍的乙烯脲搅拌反应，降温，加入乙二醛溶液体积0.1～0.2倍的硅烷偶联剂KH-570搅拌反应，降温，即得碱性酚醛树脂。
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550或硅烷偶联剂KH-560中的任意一种。
所述固化剂为二己基三胺，二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。
所述包覆过氧化钠的制备过程为：将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：5～1：10搅拌混合，冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过添加碳酸氢钙和包覆过氧化钠，在使用过程中，首先，碳酸氢钙受热分解生成碳酸钙，并放出二氧化碳，生成碳酸钙填充在体系中，提升了体系的力学性能，放出的二氧化碳可促使碱性环氧树脂交联固化，进一步提升体系的力学性能，其次，包覆过氧化钠表面包覆的石蜡受热融化，内部包覆的过氧化钠得以暴露，过氧化钠与二氧化碳反应，生成的氧气，氧气的氧化作用，可增强体系中的含氧官能团的数量，增加体系中氢键的数量，提升体系的内聚强度，提升体系的胶粘强度，从而提升体系的力学性能；
（2）本发明通过添加混合菌液，在一定温度条件下，混合菌液中的大肠杆菌和枯草芽孢杆菌代谢过程中产生漆酶，苯胺可向漆酶转移电子，形成苯胺自由基，苯胺自由基可引发苯胺聚合，形成三维网络，形成的三维网络与环氧树脂、碱性酚醛树脂交联形成的三维网络穿插交联，从而进一步提升体系的力学性能。
具体实施方式
按重量份数计，将10～20份大肠杆菌，10～20份枯草芽孢杆菌，10～20份甘油，60～80份去离子水置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为28～32℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌混合40～60min，即得混合菌液；按重量份数计，将30～40份质量分数为40～50%的乙二醛溶液，10～20份质量分数为20～30%的氢氧化钾溶液，30～40份对苯二酚置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为76～78℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌反应3～4h后，将四口烧瓶中温度降至60～62℃，再向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.2～0.3倍的乙烯脲，于温度为60～62℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌反应40～60min后，将四口烧瓶中温度降至50～52℃，接着向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.1～0.2倍的硅烷偶联剂KH-570，于温度为50～52℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌反应40～50min，将四口烧瓶中温度降至40～42℃，于温度为40～42℃，转速为300～500r/min条件下，继续恒温搅拌反应20～30min，即得碱性酚醛树脂；将石蜡置于坩埚中，于温度为40～60℃条件下，加热至完全融化，得熔融石蜡，将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：5～1：10置于1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合5～10min，得混合浆液，再将混合浆液置于冷冻粉碎机中冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠；按重量份数计，将60～80份环氧树脂，20～30份苯胺，10～20份混合菌液，10～20份碳纤维，10～20份石墨烯，20～30份碱性环氧树脂，10～20份碳酸氢钙，5～8份硅烷偶联剂，5～8份固化剂，10～20份包覆过氧化钠置于混料机中，于转速为600～800r/min条件下，搅拌混合40～60min，即得复合环氧树脂防静电涂料。所述环氧树脂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550或硅烷偶联剂KH-560中的任意一种。所述固化剂为二己基三胺、二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。
实例1
按重量份数计，将20份大肠杆菌，20份枯草芽孢杆菌，20份甘油，80份去离子水置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合60min，即得混合菌液；按重量份数计，将40份质量分数为50%的乙二醛溶液，20份质量分数为30%的氢氧化钾溶液，40份对苯二酚置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为78℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应4h后，将四口烧瓶中温度降至62℃，再向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.3倍的乙烯脲，于温度为62℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应60min后，将四口烧瓶中温度降至52℃，接着向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.2倍的硅烷偶联剂KH-570，于温度为52℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应50min，将四口烧瓶中温度降至42℃，于温度为42℃，转速为500r/min条件下，继续恒温搅拌反应30min，即得碱性酚醛树脂；将石蜡置于坩埚中，于温度为60℃条件下，加热至完全融化，得熔融石蜡，将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：10置于1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10min，得混合浆液，再将混合浆液置于冷冻粉碎机中冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠；按重量份数计，将80份环氧树脂，30份苯胺，20份混合菌液，20份碳纤维，20份石墨烯，30份碱性环氧树脂，20份碳酸氢钙，8份硅烷偶联剂，8份固化剂，20份包覆过氧化钠置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得复合环氧树脂防静电涂料。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述固化剂为二己基三胺。
实例2
按重量份数计，将20份大肠杆菌，20份枯草芽孢杆菌，20份甘油，80份去离子水置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合60min，即得混合菌液；按重量份数计，将40份质量分数为50%的乙二醛溶液，20份质量分数为30%的氢氧化钾溶液，40份对苯二酚置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为78℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应4h后，将四口烧瓶中温度降至62℃，再向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.3倍的乙烯脲，于温度为62℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应60min后，将四口烧瓶中温度降至52℃，接着向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.2倍的硅烷偶联剂KH-570，于温度为52℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应50min，将四口烧瓶中温度降至42℃，于温度为42℃，转速为500r/min条件下，继续恒温搅拌反应30min，即得碱性酚醛树脂；将石蜡置于坩埚中，于温度为60℃条件下，加热至完全融化，得熔融石蜡，将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：10置于1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10min，得混合浆液，再将混合浆液置于冷冻粉碎机中冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠；按重量份数计，将80份环氧树脂，20份混合菌液，20份碳纤维，20份石墨烯，30份碱性环氧树脂，20份碳酸氢钙，8份硅烷偶联剂，8份固化剂，20份包覆过氧化钠置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得复合环氧树脂防静电涂料。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述固化剂为二己基三胺。
实例3
按重量份数计，将40份质量分数为50%的乙二醛溶液，20份质量分数为30%的氢氧化钾溶液，40份对苯二酚置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为78℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应4h后，将四口烧瓶中温度降至62℃，再向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.3倍的乙烯脲，于温度为62℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应60min后，将四口烧瓶中温度降至52℃，接着向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.2倍的硅烷偶联剂KH-570，于温度为52℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应50min，将四口烧瓶中温度降至42℃，于温度为42℃，转速为500r/min条件下，继续恒温搅拌反应30min，即得碱性酚醛树脂；将石蜡置于坩埚中，于温度为60℃条件下，加热至完全融化，得熔融石蜡，将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：10置于1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10min，得混合浆液，再将混合浆液置于冷冻粉碎机中冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠；按重量份数计，将80份环氧树脂，30份苯胺，20份碳纤维，20份石墨烯，30份碱性环氧树脂，20份碳酸氢钙，8份硅烷偶联剂，8份固化剂，20份包覆过氧化钠置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得复合环氧树脂防静电涂料。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述固化剂为二己基三胺。
实例4
按重量份数计，将20份大肠杆菌，20份枯草芽孢杆菌，20份甘油，80份去离子水置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合60min，即得混合菌液；按重量份数计，将40份质量分数为50%的乙二醛溶液，20份质量分数为30%的氢氧化钾溶液，40份对苯二酚置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为78℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应4h后，将四口烧瓶中温度降至62℃，再向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.3倍的乙烯脲，于温度为62℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应60min后，将四口烧瓶中温度降至52℃，接着向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.2倍的硅烷偶联剂KH-570，于温度为52℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应50min，将四口烧瓶中温度降至42℃，于温度为42℃，转速为500r/min条件下，继续恒温搅拌反应30min，即得碱性酚醛树脂；将石蜡置于坩埚中，于温度为60℃条件下，加热至完全融化，得熔融石蜡，将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：10置于1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10min，得混合浆液，再将混合浆液置于冷冻粉碎机中冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠；按重量份数计，将80份环氧树脂，30份苯胺，20份混合菌液，20份碳纤维，20份石墨烯，30份碱性环氧树脂，8份硅烷偶联剂，8份固化剂，20份包覆过氧化钠置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得复合环氧树脂防静电涂料。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述固化剂为二己基三胺。
实例5
按重量份数计，将20份大肠杆菌，20份枯草芽孢杆菌，20份甘油，80份去离子水置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合60min，即得混合菌液；按重量份数计，将40份质量分数为50%的乙二醛溶液，20份质量分数为30%的氢氧化钾溶液，40份对苯二酚置于四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为78℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应4h后，将四口烧瓶中温度降至62℃，再向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.3倍的乙烯脲，于温度为62℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应60min后，将四口烧瓶中温度降至52℃，接着向四口烧瓶中加入乙二醛溶液体积0.2倍的硅烷偶联剂KH-570，于温度为52℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌反应50min，将四口烧瓶中温度降至42℃，于温度为42℃，转速为500r/min条件下，继续恒温搅拌反应30min，即得碱性酚醛树脂；按重量份数计，将80份环氧树脂，30份苯胺，20份混合菌液，20份碳纤维，20份石墨烯，30份碱性环氧树脂，20份碳酸氢钙，8份硅烷偶联剂，8份固化剂置于混料机中，于转速为800r/min条件下，搅拌混合60min，即得复合环氧树脂防静电涂料。所述环氧树脂为环氧树脂E-42。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述固化剂为二己基三胺。
对比例：江苏某涂料有限公司生产的防静电涂料。
将实例1至5所得涂料和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
按照GB/T1732检测其耐冲击性，具体检测结果如表1所示：
表1：性能检测表
检测内容 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 对比例
耐冲击性/cm 56 45 43 47 45 32
由表1检测结果可知，本发明所得复合环氧树脂防静电涂料具有优异的力学性能。

Claims (7)

1.一种复合环氧树脂防静电涂料，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：60～80份环氧树脂，20～30份苯胺，10～20份混合菌液，10～20份碳纤维，10～20份石墨烯，20～30份碱性环氧树脂，10～20份碳酸氢钙，5～8份硅烷偶联剂，5～8份固化剂，10～20份包覆过氧化钠；
所述复合环氧树脂防静电涂料配制过程为：按原料组成称量各组分原料，将环氧树脂，苯胺，混合菌液，碳纤维，石墨烯，碱性环氧树脂，碳酸氢钙，硅烷偶联剂，固化剂和包覆过氧化钠搅拌混合，即得复合环氧树脂防静电涂料。
2.根据权利要求1所述一种复合环氧树脂防静电涂料，其特征在于：所述环氧树脂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种复合环氧树脂防静电涂料，其特征在于：所述混合菌液的配制过程为：按重量份数计，将10～20份大肠杆菌，10～20份枯草芽孢杆菌，10～20份甘油，60～80份去离子水恒温搅拌混合，即得混合菌液。
4.根据权利要求1所述一种复合环氧树脂防静电涂料，其特征在于：所述碱性环氧树脂的制备过程为：按重量份数计，将30～40份乙二醛溶液，10～20份氢氧化钾溶液，30～40份对苯二酚恒温搅拌反应，降温，加入乙二醛溶液体积0.2～0.3倍的乙烯脲搅拌反应，降温，加入乙二醛溶液体积0.1～0.2倍的硅烷偶联剂KH-570搅拌反应，降温，即得碱性酚醛树脂。
5.根据权利要求1所述一种复合环氧树脂防静电涂料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550或硅烷偶联剂KH-560中的任意一种。
6.根据权利要求1所述一种复合环氧树脂防静电涂料，其特征在于：所述固化剂为二己基三胺，二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。
7.根据权利要求1所述一种复合环氧树脂防静电涂料，其特征在于：所述包覆过氧化钠的制备过程为：将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：5～1：10搅拌混合，冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠。
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