CN1854215A

CN1854215A - 一种溶剂型防静电地坪涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN1854215A
Application number: CN 200510025620
Authority: CN
Inventors: 沈誉超
Original assignee: JUNJIANG MATERIAL CO Ltd SHANGHAI
Current assignee: JUNJIANG MATERIAL CO Ltd SHANGHAI
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2006-11-01

Abstract

本发明涉及一种溶剂型防静电地坪涂料及其制备方法，提供的涂料为甲乙双组分涂料。甲组分的配方包括：环氧树脂、活性稀释剂、白浆、流平剂、消泡剂、防沉剂气相二氧化硅、溶剂和填料；以及防凝聚分散剂、导电云母粉和少量锑掺杂的二氧化锡针状纳米粉体(ATO)，乙组分为混合改性芳脂胺环氧固化剂和催干剂。其特征在于复合使用了导电云母粉和少量针状纳米ATO粉体作为导电填料，使涂膜表面电阻率达到105～106Ω。此外，本发明所选用的防凝聚分散剂较好地解决了纳米ATO或纳米银线粉体在涂料中的团聚问题，使涂膜表面平滑美观，光洁度好。与现有技术相比，本发明材料成本低、生产简单、施工性能好且抗静电效果优良持久。

Description

一种溶剂型防静电地坪涂料及其制备方法

技术领域

本发明主要涉及的是一种溶剂型防静电地坪涂料及制备方法，属于建筑用地坪材料领域。

背景技术

随着工业的发展，在化工、电子、纺织及精密仪器制造等行业中的静电危害日益突出。地坪由于经常受摩擦容易积聚大量静电荷，从而妨碍生产过程和产品质量，重则引起火灾、爆炸等事故。防静电地坪涂料作为一种功能性涂料，它能赋予地坪导电性以消除静电的危害，且由于其生产设备简单、施工方便、成本低廉，因而近些年来被广泛应用于电子、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。添加型防静电涂料中，导电填料的种类决定了涂层的导电性。常用的导电填料包括金属系填料、碳系填料、金属氯化物系填料以及复合导电填料等。金属系填料存在价格昂贵或防氧化性差等缺点；碳系填料也有分散性差、颜色单一等问题；金属氧化物系填料由于技术和成本问题目前没有取得广泛应用；复合导电填料由于包含锡、锑等对人体有害的重金属，对环境保护有一定影响。

防静电地坪涂料系列一般可分为溶剂型防静电地坪涂料、无溶剂防静电地坪涂料和水性防静电地坪涂料等，溶剂型防静电地坪涂料具有表面电阻低(能达到10⁵～10⁷Ω)的优点，但其固体含量在70％以下，有机挥发物(VOCs)含量高，生产、施工中存在不安全和污染环境问题；无溶剂防静电地坪涂料固体含量接近100％，基本无VOCs排放，对环境友好，但其表面电阻只能达到10⁷～10⁸Ω，不符合高标推的防静电地坪要求；水性防静电地坪涂料则由于技术和成本问题目前应用很少。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，提供一种添加型溶剂型防静电地坪涂料及其制备方法。

ATO是锑掺杂的二氧化锡(Antimony Doped Tin Oxide)的一种导电材料，主要用于抗静电塑料、涂料、纤维，显示器上的防辐射抗静电涂层，红外吸收隔热材料，气敏材料和电极材料等。纳米ATO粉体与其它的抗静电材料，如碳黑、金属单质、有机抗静电材料等相比，不但具有高的导电性，还具有纳米材料的优越性能。但由于纳米粉体的比表面积大，表面能高，粉体处于高度的热力学不稳定状态，粉体颗粒之间极易产生团聚。团聚的产生对纳米粉体材料的性能发挥有很大的影响。抑制纳米粉体团聚的方法有两种，一是在粉体制备过程中，控制制各工艺，阻止粉体团聚的产生；另一是在粉体制备好以后，对粉体进行分散处理。

本发明特征之一在于复合使用了导电云母粉和少量针状纳米ATO粉体作为导电填料，涂装后表面电阻率达到10⁵～10⁶Ω，符合高要求的防静电地坪涂装；并选用了聚氨脂型防凝聚分散剂，较好的解决了纳米粉体在涂料中的团聚问题；此外，采用了混合改性芳脂胺环氧固化剂。涂料施工性能良好，最终涂膜达镜面效果，防静电效果优良且稳定持久。

本发明提供的一种溶剂型防静电地坪涂料，为甲乙双组分涂料，甲组分的组成中除液体环氧树脂、活性稀释剂、白浆、流平剂、消泡剂、防沉剂气相二氧化硅、溶剂A、溶剂B和填料外，其特征在于甲组分配方还包括了防凝聚分散剂、导电云母粉和适量纳米ATO粉体。乙组分为混合改性芳脂胺环氧固化剂和催干剂。甲、乙组分的具体组成为：

甲组分：

液体环氧树脂：30～35％(重量，下同)

溶剂A：14～17％

溶剂B：5～7％

活性稀释剂：5～8％

白浆：9～11％

流平剂：0.2～0.4％

消泡剂：0.1～0.3％

防沉剂：0.4～0.7％

防凝聚分散剂：0.4～0.6％

导电云母粉：9～12％

针状纳米ATO粉体：0.1～2％，余量为填料；

乙组分：

芳脂胺环氧固化剂：93～100％

催干剂：0～7％

甲乙组分配比为：10∶1

目前适用于地坪涂料的合成树脂品种有环氧树脂、聚氨脂、丙烯酸酯和不饱和聚酯等，环氧树脂由于力学性能好、粘结性能、价格适中，固化收缩率低和综合性能好，应用最为广泛。本发明优先推荐使用了双酚A型低分子量环氧树脂，环氧当量为190左右，如国产的E-1001-70、E-51、850S和828等牌号。

本发明由于复合使用了导电云母粉和少量针状纳米ATO粉体作为导电填料，使两者产生了协同作用。所用针状纳米ATO粉体的平均粒径为80～130nm。与现有导电填料相比，本复合导电填料具有以下优势：

1.赋予涂料高效、持久的导电性能。导电云母粉是在云母表面包覆一层或几层微米级导电物质复合而成，其粉体电阻率在3000Ω左右，分散到基材而达到抗静电要求通常需要较大添加量(25～35wt％)。本发明通过导电云母粉和少量针状纳米ATO粉体的复合使用，使其产生协同作用而降低涂料电阻率，不仅大大减少了导电云母粉的用量而使其达到防静电要求，而且比各自单独使用效果更优，且稳定持久。

2.易调色性。导电云母粉体本身呈浅灰色，而针状纳米ATO为淡黄色粉末，两者复合使用，可与颜料调和成其他各种颜色。

3.由于该体系的高强度和高模量，不仅不会影响涂料的力学性能，反而能增强涂料的耐冲击性、耐候性和附着力。

4.该体系避免了大量使用导电云母粉，引入的对人体和环境有害的重金属量相对减少，有利于环保。

由于纳米粉体的比表面积大，表面能高，粉体处于高度的热力学不稳定状态，粉体颗粒之间极易产生团聚。团聚的产生对纳米粉体材料的性能发挥有很大的影响。因此，如果将针状纳米ATO粉体直接分散在涂料中，制成导电涂料，一方面粉体不能在涂料中分散均匀，另一方面团聚的粉体颗粒很难打开，从而无法体现纳米粉体的特性。为了解决这个问题，本发明中选用了聚氨酯型防凝聚分散剂，用量为：

分散剂：针状纳米ATO粉体＝0.05～7.0％(wt)

较好的解决了纳米粉体在涂料中的团聚问题，使其与导电云母粉产生协同作用，有效降低了涂料的电阻率。

本发明甲组分配方中还包含芳烃类溶剂A(如甲苯、二甲苯等)、醇类溶剂B(如正丁醇、异丁醇等)、活性稀释剂、防沉剂气相二氧化硅、高分子量聚氨酯型防凝聚分散剂、通用消泡剂(如EFKA2722、DEUCHEM5500和BYK066等)、以及填料重质碳酸钙等材料，使体系具有良好的贮存稳定性、良好的施工性能及成膜效果，根据实际需要还可加入适量色浆调制所需颜色。

本发明乙组分配方中所述的混合改性芳脂胺环氧固化剂，它与甲组分形成的混合体系可于常温固化，粘度低、施工性好，干燥后漆膜光泽高，颜色柔和、稳定，并具有良好的理化性能。视环境温度情况可添加0～7％的催干剂，如2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚(商品名DMP-30)。

本发明新型溶剂型抗静电地坪涂料生产方法如下：

甲组分：

将液体环氧树脂、活性稀释剂、溶剂、白浆和各种助剂按配比重量依次投入分散容器中，中速(600～800转/分)搅拌30～50分钟，混合均匀后，加入复合导电填料即导电云母粉和少量针状纳米ATO粉体，高速(1000～1500转/分)搅拌15～25分钟，最后过滤包装。

乙组分：

将混合改性芳脂胺环氧固化剂和催干剂按配比投入分散容器中，混合均匀后即可过滤包装。

本发明产品抗静电效果优良、持久，不受时间、温度、湿度等影响；漆膜表面平滑、美观；耐磨、耐压、耐冲击，有一定弹性；耐化学腐蚀，特别是耐碱性能好；重金属相对较少，有利于环保。

具体实施方式

实施例1：

配方为：甲组分(重量)：环氧树脂E-1001-70 33％，活性稀释剂501 5％，分散剂0.5％，消泡剂EFKA-2722 0.2％，流平剂EFKA-3777 0.3％，防沉降剂气相SiO₂ 0.5％，导电云母粉12％，溶剂(二甲苯∶正丁醇＝7∶3)23.5％，针状纳米ATO粉体0.5％和白浆10％，余量为重质碳酸钙填料；乙组分：混合改性芳脂胺环氧固化剂100％。按上述制备方法得到产品后，按甲∶乙＝10∶1的比例混合均匀后，在绝缘塑料膜表面涂膜。干燥后漆膜表面平滑美观，48小时后测试该样板表面电阻率为10⁵～10⁶Ω，符合抗静电要求。

实施例2：

配方为：甲组分(重量)：环氧树脂30％，稀释剂8％，分散剂0.6，消泡剂(BYK066)0.1，流平剂0.2％，防沉剂0.4，导电云母粉9％，溶剂A和B分别选用甲苯和异丁醇，二者重量比7∶3，总量20％，针状ATO粉料1.8％，白浆9％，余量为重质碳酸钙填料。乙组分中芳脂胺环氧固化剂95wt％，催干剂(DMP-30)5wt％，制备方法同实施例1，测得膜表面电阻率～10⁶Ω，符合抗静电要求。

Claims

1、一种溶剂型防静电地坪涂料，其特征在于它复合使用了导电云母粉和锑掺杂的二氧化锡纳米粉体作为导电填料，选用防凝聚分散剂均匀地分散在涂料基体中，使涂装后表面电阻率达10⁵-10⁶Ω。

2、按权利要求1所述的一种溶剂型防静电地坪涂料，其特征在于它由甲、乙双组分组成，其重量百分组成依次为：

甲组分：

液体环氧树脂 30～35

芳香烃类溶剂A 14～17

醇类溶剂B 5～7

活性稀释剂 5～8

白浆 9～11

流平剂 0.2～0.4

消泡剂：0.1～0.3％

防沉剂 0.4～0.7

防凝聚分散剂 0.4～0.6

导电云母粉 9～12

锑掺杂的纳米氧化锡粉体 0.1～2，余量为填料；

乙组分：

芳脂胺环氧固化剂：93～100

催干剂：0～7

甲乙组分配比为：10∶1

所述的溶剂A为甲苯或二甲苯中一种；所述的溶剂B为正丁醇或异丁醇中一种。

3、按权利要求2所述的一种溶剂型防静电地坪涂料，其特征在于所述的甲组分中液体环氧树脂为双酚A型低分子量环氧树脂，其环氧当量为190。

4、按权利要求1或2所述的一种溶剂型防静电地坪涂料，其特征在于锑掺杂的纳米氧化锡粉体为针状，平均粒径为80-130nm。

5、按权利要求1或2所述的一种溶剂型防静电地坪涂料，其特征在于所述的导电云母粉是在云母表面包覆一层或多层微米级导电物质复合而成。

6、按权利要求2或3所述的一种溶剂型防静电地坪涂料，其特征在于所述的分散剂为聚氨酯型防凝聚分散剂。

7、按权利要求2所述的一种溶剂型防静电地坪涂料，其特征在于分散剂和掺锑氧化锡粉体重量比为0.5-7％。

8、按权利要求2所述的一种溶剂型防静电地坪涂料，其特征在于所述的芳香烃类溶剂A和醇类溶剂的重量比为7∶3。

9、按权利要求2所述的一种溶剂型防静电地坪涂料，其特征在于所述的防沉剂为气相二氧化硅。

10、制备如权利要求2所述的一种溶剂型防静电地坪涂料的方法，其特征在于制备工艺步骤是：

(a)按权利要求2所述的甲组分中组成比例称重，然后依次将液体环氧树脂、溶剂A和B、溶剂稀释剂、白浆以及流平剂、消泡剂、防沉剂、分散剂投入分散容器中，以600-800转/分速度搅拌30-50分钟，混匀；

(b)将复合导电填料导电云母粉和针状掺锑氧化锡纳米粉体，加入到步骤

(a)所得的溶液中，以1000-1500转/分速度搅拌15-25分钟，过滤包装；

(c)按权利要求1所述的乙组分中组成比例称重，投入分散容器中，混合均匀过滤包装。