CN110408305A - 石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆及其制备方法，涂料底漆包括含石墨烯的环氧树脂A组分和含脂环胺固化剂B组分；所述环氧树脂A组分包括：环氧当量184‑200的低分子量618环氧树脂、环氧当量135‑160的SM60三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、环氧当量290‑310的SM90缩水甘油醚、环氧当量140‑167的SM660A丁基缩水甘油醚、S400石墨烯、912分散剂以及3781分散剂；含脂环胺固化剂B组分包括：YH505脂环胺固化剂、1102腰果酚固化剂以及DMP‑30固化促进剂。本发明的底漆利用石墨烯优异的导静电性能，使得涂层具有优异的导静电性、耐酸碱、耐磨性、优异的力学性能，涂料固化成膜后涂层与大多数底材均有优异的粘结强度，尤其与C30混凝土，其粘结强度≥3MPa、与喷砂碳钢板，其粘结强度≥5MPa。

Description

石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无任何VOCS挥发的无溶剂环氧树脂耐磨地坪涂料添加石墨烯(微碳粉)提高导静电性能的地坪涂料底漆，具体是指一种石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆及其制备方法。

背景技术

无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆适用于各种工业、学校、工厂、医院以及制药企业等地坪、走道、车间、操作平台设施导静电、耐磨、无尘防护使用，其使用范围很广泛。涂层具有优良的附着力和表面平整度，漆膜平整光滑，涂层具有优异的耐水、耐化学药品性、耐油性能和优良的三防性能，漆膜致密性好。

涂料无芳烃、酯类、酮类、醇类等有机和无机溶剂挥发，满足环保法规的要求，尤其适用于密闭空间、地下车库以及环保要求极高的环境和地区使用。

目前，特别是在耐磨环氧树脂地坪领域，大多使用在环氧树脂成膜物中添加如下3类材料，其涂层在满足导静电性能的同时不同程度具有一定的使用缺陷，做不到导静电和耐磨性能双优秀：

1、碳系材料，包括炭黑、石墨粉等。

该类材料吸油量大，分散困难，需要大比例的添加量才能使涂层具有合格的导静电性能，同时由于像石墨粉具有纯黑色、自润滑、软质性能，将严重影响涂层自覆涂涂层之间的粘结强度和耐磨性能，色彩单一，只能做成黑色。

2、非碳系材料，系采用云母粉为载体，外包覆稀有金属元素，制成复合导静电云母粉体。

该类材料比重较大，同样需要大比例的添加量才能使涂层具有合格的导静电性能，同时该材料表面为稀有金属，无法耐受酸碱等的腐蚀。

3、金属粉末，如锌粉、铝银粉、铜金粉等。

该类材料具有特定的颜色，同样需要大比例的添加量才能使涂层具有合格的导静电性能，同时该材料为活泼金属，无法耐受酸碱等的腐蚀.

以上3类目前采用的技术水平采用的导静电粉末均具有耐酸碱腐蚀长久性不佳，随着时间的推移，涂层的导静电性能下降(衰减)，涂层易因酸碱化学品、水汽、氧的共同腐蚀作用产生孔洞，严重降低整体涂层体系的导静电防护寿命。

而且由于碳系、非碳系、金属粉末的添加量较大，颜色黑暗(多数为黑色、灰色)，严重影响涂层的颜色以及物理和化学性能、性价比较低，不利于大面积广泛使用。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆及其制备方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆，包括质量配比为100:31的含石墨烯的环氧树脂A组分以及含脂环胺固化剂B组分；所述含石墨烯的环氧树脂A组分包括：环氧当量184-200的低分子量618环氧树脂、环氧当量135-160的SM60三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、环氧当量290-310的SM90缩水甘油醚、环氧当量140-167的SM660A丁基缩水甘油醚、S400石墨烯、912分散剂以及3781分散剂；所述含脂环胺固化剂B组分包括：YH505脂环胺固化剂、1102腰果酚固化剂以及DMP-30固化促进剂。

进一步的，所述含有石墨烯的环氧树脂A组分中，各组分的重量配比如下：环氧当量184-200的低分子量618环氧树脂76％～79.95％、环氧当量135-160的SM60三羟甲基丙烷多缩水甘油醚2.15％～3.85％、环氧当量290-310的SM90缩水甘油醚4.0％～4.3％、环氧当量140-167的SM660A丁基缩水甘油醚12.42％～14.5％、S400石墨烯0.76％～0.83％、912分散剂0.3％～0.33％以及3781分散剂0.1％～0.2％；所述含脂环胺固化剂B组分中，各组分的重量配比如下：YH505脂环胺固化剂70％、1102腰果酚固化剂25％以及DMP-30固化促进剂5％。

进一步的，所述石墨烯为纳米级的微碳粉。

一种石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：制备含石墨烯的环氧树脂A组分成品：

1.1、将低分子量618环氧树脂、SM60三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、SM90缩水甘油醚和SM660A丁基缩水甘油醚混合均匀，加入石墨烯、912分散剂、3781分散剂，高速搅拌分散30分钟成均匀粘稠液体，过滤包装即为含石墨烯的环氧树脂A组分成品；

步骤二：制备含脂环胺固化剂B组分成品：

2.1、分别将YH505脂环胺固化剂、1102腰果酚固化剂、DMP-30固化促进剂投入搅拌桶中速搅拌混合后灌装入塑料桶内，即为含脂环胺固化剂B组分成品；

步骤三：使用时，将含脂环胺固化剂B组分成品加入含石墨烯的环氧树脂A组分成品中，搅拌均匀投入使用。

本发明与现有技术的有益效果在于：

1)本发明的石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆组分中由于使用了石墨烯(微碳粉)，利用石墨烯(微碳粉)优异的导静电性能，使得涂层具有优异的导静电性、优异的耐酸碱、耐磨性、优异的力学性能，石墨烯(微碳粉)以较少的添加量即可以满足导静电技术性能和要求，成本合理可控，涂层导静电和耐磨、耐酸碱腐蚀性能优异，完全颠覆了传统概念的生产材料和生产工艺，制备得到的石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆(与石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料面漆配套使用)。

2)本发明的石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆，涂料固化成膜后涂层与大多数底材均有优异的粘结强度，尤其与C30混凝土，其粘结强度≥3MPa(混凝土破裂)、与喷砂碳钢板，其粘结强度≥5MPa。

3)本发明产品由于不再使用碳系导静电颜料，涂层的导静性能不会因为时间的推移而产生导静电性能下降(衰减)。

4)本发明产品由于不再主要使用碳系、非碳系和金属粉末导静电颜料，漆膜抵抗酸碱、氧、水汽的腐蚀性能更佳，耐磨防护寿命更持久。

5)本发明的产品与目前同类产品相比较，不使用碳系、非碳系、金属粉末导静电颜料，漆膜耐酸碱、耐磨、氧、水汽的腐蚀性能更佳，防护寿命更持久。本产品对底材的粘结强度、耐水、耐油性、耐化学药品性能更高，施工方便、材料来源供应有保障，而且能显著降低成本，可以在各种混凝土、钢材、复合材料表面导静电耐磨防护使用，具备广阔的应用空间。

具体实施方式

实施例1

本实施例1采用的组分的质量份的比例如下：

A组：环氧当量184-200的低分子量618环氧树脂(江苏三木化工有限公司)79.95％、环氧当量135-160的SM60三羟甲基丙烷多缩水甘油醚2.12％、环氧当量290-310的SM90缩水甘油醚4.19％、环氧当量140-167的SM660A丁基缩水甘油醚12.42％、S400石墨烯(微碳粉)(常州绝对零度新材料科技有限公司)0.83％、912分散剂(台湾得谦有限公司)0.32％、3781分散剂(上海深竹化工有限公司)0.17％、；B组：YH505脂环胺固化剂(上海锦玛化工有限公司)70％、1102腰果酚固化剂(上海锦玛化工有限公司)25％、DMP-30固化促进剂(江苏三木化工有限公司)5％。

质量配比为：A:B＝100:31

步骤一：含石墨烯(微碳粉)环氧树脂A组分成品：

将618环氧树脂、SM60、SM90、660A混合均匀，加入石墨烯(微碳粉)、分散剂912、分散剂3781，高速搅拌分散30分钟成均匀粘稠液体，过滤包装即为含石墨烯(微碳粉)环氧树脂成品；

步骤二：含脂环胺固化剂B组分：

1.1分别将YH505固化剂、1102腰果酚固化剂、DMP-30固化促进剂投入搅拌桶中速搅拌混合后灌装入塑料桶内，即为含脂环胺固化剂成品；

步骤三：使用时，将B组分加入A组分中，搅拌均匀投入使用。

质量配比为：A:B＝100:31。

实施例2

本实施例2采用的组分的质量份的比例如下：

A组：环氧当量184-200的低分子量618环氧树脂(江苏三木化工有限公司)78％、环氧当量135-160的SM60三羟甲基丙烷多缩水甘油醚2.5％、环氧当量290-310的SM90缩水甘油醚4.0％、环氧当量140-167的SM660A丁基缩水甘油醚14％、S400石墨烯(微碳粉)(常州绝对零度新材料科技有限公司)0.8％、912分散剂(台湾得谦有限公司)0.33％、3781分散剂(上海深竹化工有限公司)0.1％、；B组：YH505脂环胺固化剂(上海锦玛化工有限公司)70％、1102腰果酚固化剂(上海锦玛化工有限公司)25％、DMP-30固化促进剂(江苏三木化工有限公司)5％。

质量配比为：A:B＝100:31

步骤一：含石墨烯(微碳粉)环氧树脂A组分成品：

将618环氧树脂、SM60、SM90、660A混合均匀，加入石墨烯(微碳粉)、分散剂912、分散剂3781，高速搅拌分散30分钟成均匀粘稠液体，过滤包装即为含石墨烯(微碳粉)环氧树脂成品；

步骤二：含脂环胺固化剂B组分：

1.1分别将YH505固化剂、1102腰果酚固化剂、DMP-30固化促进剂投入搅拌桶中速搅拌混合后灌装入塑料桶内，即为含脂环胺固化剂成品；

步骤三：使用时，将B组分加入A组分中，搅拌均匀投入使用。

质量配比为：A:B＝100:31。

实施例3

本实施例3采用的组分的质量份的比例如下：

A组：环氧当量184-200的低分子量618环氧树脂(江苏三木化工有限公司)76％、环氧当量135-160的SM60三羟甲基丙烷多缩水甘油醚3.85％、环氧当量290-310的SM90缩水甘油醚4.3％、环氧当量140-167的SM660A丁基缩水甘油醚14.5％、S400石墨烯(微碳粉)(常州绝对零度新材料科技有限公司)0.76％、912分散剂(台湾得谦有限公司)0.3％、3781分散剂(上海深竹化工有限公司)0.2％、；B组：YH505脂环胺固化剂(上海锦玛化工有限公司)70％、1102腰果酚固化剂(上海锦玛化工有限公司)25％、DMP-30固化促进剂(江苏三木化工有限公司)5％。

质量配比为：A:B＝100:31。

步骤一：含石墨烯(微碳粉)环氧树脂A组分成品：

将618环氧树脂、SM60、SM90、660A混合均匀，加入石墨烯(微碳粉)、分散剂912、分散剂3781，高速搅拌分散30分钟成均匀粘稠液体，过滤包装即为含石墨烯(微碳粉)环氧树脂成品；

步骤二：含脂环胺固化剂B组分：

1.1分别将YH505固化剂、1102腰果酚固化剂、DMP-30固化促进剂投入搅拌桶中速搅拌混合后灌装入塑料桶内，即为含脂环胺固化剂成品；

步骤三：使用时，将B组分加入A组分中，搅拌均匀投入使用。

质量配比为：A:B＝100:31。

利用本发明的上述实施例3的方法制备得到的一种石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆与现有技术中的导静电地坪涂料底漆进行一系列的测试对比，其对比的指标包括：涂膜外观、施工性、干燥时间、附着力、漆膜表面电阻系数、耐汽油性、耐酸碱性等的性能测试，具体的对比，如表一所示：

表一，本发明产品经与行业相关标准产品对比测试

从表一的测试对比结果得出的结果：通过本发明方法制备的石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆添加的石墨烯(微碳粉)添加量相比复合导静电颜料极少，涂层表面电阻系数更佳，此外涂层具有优异的附着力和耐酸碱腐蚀性能，是市面上普通的环氧导静电地坪涂料底漆所不能企及的。

本发明中，石墨烯(采用纳米级的微碳粉)的化学性质与石墨类似，石墨烯(采用纳米级的微碳粉)可以吸附并脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度，而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。

该涂料添加石墨烯(采用纳米级的微碳粉)进行产品的生产，利用石墨烯(采用纳米级的微碳粉)超大径厚比的特点，更好的对腐蚀介质阻隔特性，增大腐蚀介质的传递路径，提高涂层防腐性能；具有优异的导电性，特别能赋予含锌涂层对划伤特异的自修复功能；石墨烯(采用纳米级的微碳粉)润滑强韧，在基材表面致密有序排列，增强涂层耐磨性，延长使用寿命；石墨烯(采用纳米级的微碳粉)质轻片薄，降低涂层厚度，降低综合材料成本；适用性好，除需加强分散外，对于分散体系没有特殊选择性。

以上这些特性成就了石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆涂层具有优异的导静电性、优异的耐酸碱腐蚀性、优异的力学性能，石墨烯(采用纳米级的微碳粉)以较少的添加量即可以满足导静电技术性能和要求，成本合理可控，涂层导静电和耐磨性、耐酸碱腐蚀性能优异，基本不含任何VOCS，完全颠覆了传统概念的生产材料和生产工艺，制备得到石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆(与石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料面漆配套使用)，涂料无任何有机和无机溶剂挥发，符合国家环保法规要求，满足人民群众日益增长的对美好生活的向往要求。

本发明的产品与目前同类产品相比较，不使用碳系、非碳系、金属粉末导静电颜料，漆膜耐酸碱、氧、水汽的腐蚀性能更佳，耐磨防护寿命更持久、色彩更丰富。本产品对底材的粘结强度、耐水、耐油性、耐磨性能更高，施工方便、材料来源供应有保障，而且能显著降低成本，可以在各种混凝土、钢材、复合材料表面导静电耐磨防护使用，具备广阔的应用空间。涂料无任何有机和无机溶剂挥发，符合国家环保法规要求，满足人民群众日益增长的对美好生活的向往要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆，其特征在于，包括质量配比为100:31的含石墨烯的环氧树脂A组分以及含脂环胺固化剂B组分；所述含石墨烯的环氧树脂A组分包括：环氧当量184-200的低分子量618环氧树脂、环氧当量135-160的SM60三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、环氧当量290-310的SM90缩水甘油醚、环氧当量140-167的SM660A丁基缩水甘油醚、S400石墨烯、912分散剂以及3781分散剂；所述含脂环胺固化剂B组分包括：YH505脂环胺固化剂、1102腰果酚固化剂以及DMP-30固化促进剂。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆，其特征在于，所述含有石墨烯的环氧树脂A组分中，各组分的重量配比如下：环氧当量184-200的低分子量618环氧树脂76％～79.95％、环氧当量135-160的SM60三羟甲基丙烷多缩水甘油醚2.15％～3.85％、环氧当量290-310的SM90缩水甘油醚4.0％～4.3％、环氧当量140-167的SM660A丁基缩水甘油醚12.42％～14.5％、S400石墨烯0.76％～0.83％、912分散剂0.3％～0.33％以及3781分散剂0.1％～0.2％；所述含脂环胺固化剂B组分中，各组分的重量配比如下：YH505脂环胺固化剂70％、1102腰果酚固化剂25％以及DMP-30固化促进剂5％。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆，其特征在于，所述石墨烯为纳米级的微碳粉。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种石墨烯无溶剂环氧树脂导静电地坪涂料底漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：制备含石墨烯的环氧树脂A组分成品：

1.1、将低分子量618环氧树脂、SM60三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、SM90缩水甘油醚和SM660A丁基缩水甘油醚混合均匀，加入石墨烯、912分散剂、3781分散剂，高速搅拌分散30分钟成均匀粘稠液体，过滤包装即为含石墨烯的环氧树脂A组分成品；

步骤二：制备含脂环胺固化剂B组分成品：

2.1、分别将YH505脂环胺固化剂、1102腰果酚固化剂、DMP-30固化促进剂投入搅拌桶中速搅拌混合后灌装入塑料桶内，即为含脂环胺固化剂B组分成品；

步骤三：使用时，将含脂环胺固化剂B组分成品加入含石墨烯的环氧树脂A组分成品中，搅拌均匀投入使用。