CN116200099A - 一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于防静电地面涂层技术领域，具体涉及一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层及制备方法，包括石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层由双组份原料制成：A组分包括低粘环氧固化剂30～50份、去离子水20～30份、分散剂1.0～1.5份、消泡剂0.5～1.0份、金红石钛白粉2～10份、重钙粉8～15份、超细石英粉8～10份、石墨烯导电浆0.5～2份、碳纳米管分散液0.5～2份、流平剂0.5～1份、增稠剂0.5～1份、杀菌剂0.1～0.3份；B组分包括低粘度的水性环氧树脂。有益效果在于：工作人员在涂层中加入二维材料的石墨烯可以使地坪涂层在二维和三维方向上形成连续的导电通路，使涂层具有稳定的导静电性能，提高导电效果。
Description
技术领域
本发明属于防静电地面涂层技术领域，特别是涉及一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层及制备方法。
背景技术
防静电地坪漆主要适用于电子、微电子、计算机、精密仪器、纺织厂、电脑房、印刷厂、航天、生产及堆放易爆物品的场所，主要的作用是导静电，防静电地坪漆中最关键的材料是导电的材料，常用的导电材料主要包括导电纤维类、导电云母粉类、导电金属粉末、导电炭黑和石墨等，这几类传统的导电材料的导电性能不稳定、用量大、易沉降，而且很容易出现地坪裂纹及导电带断裂的情况，使用寿命短，使得维护保养成本较高。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层及制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层，所述石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层由双组份原料制成：A组分包括低粘环氧固化剂30～50份、去离子水20～30份、分散剂1.0～1.5份、消泡剂0.5～1.0份、金红石钛白粉2～10份、重钙粉8～15份、超细石英粉8～10份、石墨烯导电浆0.5～2份、碳纳米管分散液0.5～2份、流平剂0.5～1份、增稠剂0.5～1份、杀菌剂0.1～0.3份；B组分包括低粘度的水性环氧树脂。
优选的，所述分散剂为水性涂料用润湿分散剂。
优选的，所述消泡剂为水性环氧地坪专用消泡剂。
优选的，所述重钙粉的目数为1250以上。
优选的，所述超细石英粉的目数为2000以上。
优选的，所述流平剂为无反应性乙二醇共聚物表面活性剂。
优选的，所述增稠剂为一种高极性端基的聚脲增稠剂。
优选的，一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将低粘环氧固化剂、去离子水、分散剂、消泡剂、金红石钛白粉、重钙粉、超细石英粉、石墨烯导电浆、碳纳米管分散液、流平剂、增稠剂、杀菌剂按照相应比例进行搅拌；
步骤二、将A组分和B组分按照3～5:1的比例进行混合搅拌制成混合物；
步骤三、将混合物加入适量的水再次搅拌调制施工所需黏度黏度。
有益效果在于：工作人员将高导电的石墨烯和碳纳米管一起作为导电填料加入到防静电地坪涂料中，解决了单独使用石墨烯作为导电填料加入到防静电地坪涂料中出现的使用量大的问题，降低了使用成本，同时也解决了单独使用碳纳米管作为导电填料制备防静电地坪涂料遇到的分散困难问题，提高了导静电性能的稳定性；工作人员在涂层中加入二维材料的石墨烯可以使地坪涂层在二维和三维方向上形成连续的导电通路，使涂层具有稳定的导静电性能，提高导电效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层及制备方法的流程图。
实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步阐释：
实施例一、基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层及制备方法如下：
S1：A组分预分散
在容器中准确称量低粘度固化剂300g，去离子水400g，高分子分散剂14g和消泡剂5g，然后在高速分散机上搅拌10min，搅拌速度1000r/min，使四种成分充分混合均匀。准确称量钛白粉100g，重钙粉80g，石英粉80g石墨烯导电浆5g和碳纳米管分散液5g，然后在搅拌的情况下缓慢地加入到容器中，加完后以1500r/min的速度进行高速预分散2h，准确称量流平剂5g、增稠剂5g和杀菌剂1g，然后在搅拌的情况下缓慢地加入到所述容器中继续搅拌5min，得到预分散液。
S2：A组分研磨
将S1步骤中得到的预分散液用纳米砂磨机进行研磨分散1h，得到研磨的分散液，即A组分。
S3：准确称量200g自乳化水性环氧树脂，直接作为B组分使用。
A、B组分的混合
在施工前，将A、B两组分混合均匀。在混合前，用慢速电动搅拌机以300r/min的速度把A组分搅拌均匀，然后把B组分全部加入到A组分中，搅拌两分钟直至混合物均匀一致；为确保充分混合，将材料倒入另外一个容器内，加入100g去离子水并再次搅拌使之混合均匀，视施工方式可补水至需要黏度，避免过度搅拌而带入过多的空气。
实施例二、基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层及制备方法如下：
S1：A组分预分散
在容器中准确称量低粘度固化剂300g，去离子水390g，高分子分散剂14g和消泡剂5g，然后在高速分散机上搅拌10min，搅拌速度1000r/min，使四种成分充分混合均匀。准确称量钛白粉20g，重钙粉120g，石英粉120g石墨烯导电浆8g和碳纳米管分散液12g，然后在搅拌的情况下缓慢地加入到容器中，加完后以1500r/min的速度进行高速预分散2h，准确称量流平剂5g、增稠剂5g和杀菌剂1g，然后在搅拌的情况下缓慢地加入到所述容器中继续搅拌5min，得到预分散液。
S2：A组分研磨
将S1步骤中得到的预分散液用纳米砂磨机进行研磨分散1h，得到研磨的分散液，即A组分。
S3：准确称量200g自乳化水性环氧树脂，直接作为B组分使用。
A、B组分的混合
在施工前，将A、B两组分混合均匀。在混合前，用慢速电动搅拌机以300r/min的速度把A组分搅拌均匀，然后把B组分全部加入到A组分中，搅拌两分钟直至混合物均匀一致；为确保充分混合，将材料倒入另外一个容器内，加入100g去离子水并再次搅拌使之混合均匀，视施工方式可补水至需要黏度，避免过度搅拌而带入过多的空气。
实施例三、基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层及制备方法如下：
S1：A组分预分散
在容器中准确称量低粘度固化剂300g，去离子水380g，高分子分散剂14g和消泡剂5g，然后在高速分散机上搅拌10min，搅拌速度1000r/min，使四种成分充分混合均匀。准确称量钛白粉50g，重钙粉130g，石英粉80g石墨烯导电浆10g和碳纳米管分散液20g，然后在搅拌的情况下缓慢地加入到容器中，加完后以1500r/min的速度进行高速预分散2h，准确称量流平剂5g、增稠剂5g和杀菌剂1g，然后在搅拌的情况下缓慢地加入到所述容器中继续搅拌5min，得到预分散液。
S2：A组分研磨
将S1步骤中得到的预分散液用纳米砂磨机进行研磨分散1h，得到研磨的分散液，即A组分。
S3：准确称量200g自乳化水性环氧树脂，直接作为B组分使用。
A、B组分的混合
在施工前，将A、B两组分混合均匀。在混合前，用慢速电动搅拌机以300r/min的速度把A组分搅拌均匀，然后把B组分全部加入到A组分中，搅拌两分钟直至混合物均匀一致；为确保充分混合，将材料倒入另外一个容器内，加入100g去离子水并再次搅拌使之混合均匀，视施工方式可补水至需要黏度，避免过度搅拌而带入过多的空气。
实施例四、基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层及制备方法如下：
S1：A组分预分散
在容器中准确称量低粘度固化剂300g，去离子水380g，高分子分散剂14g和消泡剂5g，然后在高速分散机上搅拌10min，搅拌速度1000r/min，使四种成分充分混合均匀。准确称量钛白粉100g，重钙粉80g，石英粉80g石墨烯导电浆20g和碳纳米管分散液10g，然后在搅拌的情况下缓慢地加入到容器中，加完后以1500r/min的速度进行高速预分散2h，准确称量流平剂5g、增稠剂5g和杀菌剂1g，然后在搅拌的情况下缓慢地加入到所述容器中继续搅拌5min，得到预分散液。
S2：A组分研磨
将S1步骤中得到的预分散液用纳米砂磨机进行研磨分散1h，得到研磨的分散液，即A组分。
S3：准确称量200g自乳化水性环氧树脂，直接作为B组分使用。
A、B组分的混合
在施工前，将A、B两组分混合均匀。在混合前，用慢速电动搅拌机以300r/min的速度把A组分搅拌均匀，然后把B组分全部加入到A组分中，搅拌两分钟直至混合物均匀一致；为确保充分混合，将材料倒入另外一个容器内，加入100g去离子水并再次搅拌使之混合均匀，视施工方式可补水至需要黏度，避免过度搅拌而带入过多的空气。
下表为上述实施例按照相应的国家标准进行性能测试，测试结果如下表：
表1
由上表可见，制得的石墨烯和碳纳米管复合的防静电地坪漆具有优异的综合性能，尤其是在导电性方面，相比单独添加石墨烯或碳纳米管的防静电地坪漆，本发明的具有更低的表面电阻和体积电阻，更稳定的防静电性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层，其特征在于：石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层由双组份原料制成：A组分包括低粘环氧固化剂30～50份、去离子水20～30份、分散剂1.0～1.5份、消泡剂0.5～1.0份、金红石钛白粉2～10份、重钙粉8～15份、超细石英粉8～10份、石墨烯导电浆0.5～2份、碳纳米管分散液0.5～2份、流平剂0.5～1份、增稠剂0.5～1份、杀菌剂0.1～0.3份；B组分包括低粘度的水性环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层，其特征在于：所述分散剂为水性涂料用润湿分散剂。
3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层，其特征在于：所述消泡剂为水性环氧地坪专用消泡剂。
4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层，其特征在于：所述重钙粉的目数为1250以上。
5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层，其特征在于：所述超细石英粉的目数为2000以上。
6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层，其特征在于：所述流平剂为无反应性乙二醇共聚物表面活性剂。
7.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层，其特征在于：所述增稠剂为一种高极性端基的聚脲增稠剂。
8.一种权利要求1-7任一项所述的基于石墨烯和碳纳米管的水性防静电面涂涂层的制备方法，其步骤如下：
步骤一、将低粘环氧固化剂、去离子水、分散剂、消泡剂、金红石钛白粉、重钙粉、超细石英粉、石墨烯导电浆、碳纳米管分散液、流平剂、增稠剂、杀菌剂按照相应比例进行搅拌；
步骤二、将A组分和B组分按照3～5:1的比例进行混合搅拌制成混合物；
步骤三、将混合物加入适量的水再次搅拌调制施工所需黏度黏度。
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- 2023-02-28 CN CN202310173829.0A patent/CN116200099A/zh active Pending
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