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無溶劑防靜電自流平地坪涂料及涂裝

來源：原創(chuàng) 發(fā)布時間：2019-10-28 1198人看過

概要：討論無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料的配方設(shè)計及其主要成分對涂膜防靜電及理化性能的影響，并給出了無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料的配方實例及性能，介紹了無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂裝系統(tǒng)的施工工藝。

    現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的迅速發(fā)展對廠房、車間地坪提出越來越高的要求：第一，高度清潔。要求車間地坪耐腐蝕、潔凈和耐磨，室內(nèi)空氣含塵量盡量低，這不僅是改善勞動條件的需求，更是產(chǎn)品質(zhì)量的保證；第二，消除靜電累積。地坪由于經(jīng)常受磨擦容易積聚大量靜電荷，從而妨礙生產(chǎn)操作、干擾精密儀器工作和影響產(chǎn)品加工精度，甚至引起火災(zāi)、爆炸等事故。

    無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料是以環(huán)氧樹脂為成膜物，以自流平的施工方法成型于混凝土地坪面層的高性能的防靜電功能型涂料，滿足了現(xiàn)代科技和生產(chǎn)發(fā)展對地坪的要求，廣泛應(yīng)用于電子、計算機、航空、通訊、石油、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

    與溶劑型防靜電環(huán)氧地坪涂料n和水性防靜電環(huán)氧地坪涂料[21不同，無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料的特點為：基本無VOC排放，對環(huán)境友好；防靜電效果優(yōu)良、持久，表面電阻和體積電阻達到106～108Ω；自流平性好，一次成膜在1mm以上，施工簡便；涂膜堅韌、耐磨、耐化學(xué)品、無毒、不助燃；涂膜表面平整光潔，具有很好的裝飾性，可以滿足100級潔凈度要求等級。

    1配方設(shè)計

    1．1樹脂和固化劑的選擇

    環(huán)氧樹脂具有力學(xué)性能好、黏結(jié)性能高、固化收縮率低以及綜合性能好等特點，是目前應(yīng)用最為廣泛的地坪涂料用合成樹脂。環(huán)氧樹脂的類型及相對分子質(zhì)量對涂料性能的影響很大，雙酚F型液體環(huán)氧樹脂的黏度很低、流平性好，但價格偏高；環(huán)氧樹脂E-44為半固態(tài)，黏度高，加入顏填料后難以自流平。在此選用電阻率相對較小、黏度較低、綜合性能優(yōu)良且價格適中的雙酚A型液體環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量190左右，如國產(chǎn)E-51、Shell828、DER331)作為無溶劑地坪涂料用樹脂。

    固化劑是影響自流平地坪涂料表面狀況的主要因素之一，為此合成了一種黏度較低、顏色極淺、固化速度適宜的改性脂環(huán)類胺固化劑[31(性能指標見表1，紅外光譜見圖1)，可代替美國AIRPRODUCTS公司的Ancaminel618作為無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料面漆固化劑，用其固化的涂膜具有表面光澤高、耐水性好、耐化學(xué)品性好、機械性能高等優(yōu)點。

    同時，針對地區(qū)氣候和季節(jié)的差異，選用不同類型的固化劑或固化體系，使產(chǎn)品調(diào)節(jié)到一個最佳的適合點，以保證施工質(zhì)量和產(chǎn)品性能。

    l-2導(dǎo)電材料的選擇

    導(dǎo)電涂料中常用的導(dǎo)電材料包括金屬系填料、碳系填料、金屬氧化物系填料以及復(fù)合導(dǎo)電填料等。金屬系填料存在價格昂貴、防氧化性差及易沉降等缺點；碳系填料也有分散性差、顏色深且單一等問題；金屬氧化物系填料由于技術(shù)和成本問題，目前還沒有得到廣泛應(yīng)用；復(fù)合導(dǎo)電填料由于色澤較淺、粉末電阻低，應(yīng)用較為廣泛。

選擇優(yōu)級間接法氧化鋅和淺色超細導(dǎo)電粉2種導(dǎo)電材料進行復(fù)配，產(chǎn)生協(xié)同作用，防靜電效果優(yōu)良。不同氧化鋅／導(dǎo)電粉比例下防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料的表面電阻與導(dǎo)電材料添加量關(guān)系見圖2。

    由圖2可以看出，當(dāng)氧化鋅／導(dǎo)電粉質(zhì)量比為1:(2～3)，導(dǎo)電材料總加入量為30％～40％時，涂料的表面電阻可達到106～108Ω，完全符合地坪防靜電的要求。

    與一般導(dǎo)電材料相比較，氧化鋅／導(dǎo)電粉復(fù)配導(dǎo)電填料體系具有如下優(yōu)勢。

    (1)賦予涂膜高效、持久的導(dǎo)電性能。超細導(dǎo)電云母粉是在微品片狀云母表面包覆一層或幾層化學(xué)性能穩(wěn)定、電導(dǎo)率高的納米導(dǎo)電物質(zhì)(SnO2／Sb2O3)復(fù)合而成，其粉體電阻率可降到80Ω?cm以下。氧化鋅分散到基材中時能在體系中形成非常有效的導(dǎo)電通道，兩者發(fā)揮協(xié)同作用，比各自單獨使用導(dǎo)電效果更優(yōu)。

    (2)易調(diào)色性。超細導(dǎo)電云母粉粉體呈淺灰色，而氧化鋅本身是一種白色顏料，兩者復(fù)合可與顏料組合成接近白色或其他各種顏色。

    (3)由于該體系的高強度和高模量，因此不僅不會影響涂料的力學(xué)性能，反而能增強涂料的耐沖擊性、耐候性和附著力。

    (4)超細導(dǎo)電云母粉加入量較少，在合適的體系黏度下不會出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，解決了防靜電涂料貯存穩(wěn)定性差的問題。

    1．3活性稀釋劑和顏填料的選擇

    目前大多數(shù)國內(nèi)廠家采用BGE、501(丁基縮水甘油醚)等材料作為環(huán)氧自流平地坪涂料的活性稀釋劑，這類材料的表面張力大、蒸氣壓較高，易造成流平性不佳且易揮發(fā)，不利于環(huán)保，歐美等發(fā)達國家已不使用。此外，過量的活性稀釋劑與胺固化時將生成相對分子質(zhì)量較小的聚合物，影響涂層機械性能和耐化學(xué)品性能。在體系中加入占環(huán)氧樹脂質(zhì)量10％左右的AGE(C12～14）。脂肪族縮水甘油醚)，涂料的流平性、機械性和耐化學(xué)品性能良好。

    顏料在涂料中起著色和遮蓋??、氧化鐵等)及部分有機顏料，因涂層較厚，少量顏料即可滿足遮蓋要求。填料的適量加入不僅能提高涂層的機械強度和耐磨性，而且能減少環(huán)氧樹脂固化時的體積收縮及降低成本，并賦予涂料良好的貯存穩(wěn)定性。選用的填料為低吸油量、細度適中、性能穩(wěn)定的滑石粉、重晶石粉等。

    1．4助劑的選擇

    無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料對涂膜的要求極高，施工時既要使涂膜在有限的時間內(nèi)充分流平，避免浮色、發(fā)花等，又要求厚膜中的氣泡迅速排出而膜表面不留下任何缺陷，因此，分散劑、流平劑、消泡劑等助劑的選擇及用量是極為關(guān)鍵的。一方面通過加入各類助劑，降低成膜時的表面張力，有利于涂膜的流平和消泡；另一方面又要防止這類助劑過多加入會產(chǎn)生不相容物，對涂料體系的施工和理化性能產(chǎn)生不利影響。

    無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料的顏填料含量高，易沉降，黏度大，對底材潤濕不好，不易流平，因此必須加入高聚物類潤濕分散劑，以防止顏料沉淀、浮色、發(fā)花，并降低體系黏度，促進流平。