data-full-width-responsive="true"> 新型无溶剂防静电环氧自流平地坪涂料朱怀刚 刘戎治 周子鹄 李赉周( 广州秀珀化工有限公司, 511495)1 前言随着高新技术的发展和广泛应用, 静电问题越来越引起各方面的重视。地坪由于经常受到摩擦容易积聚大量静电荷, 从而妨碍生产过程和产品质量,严重时则引起火灾、爆炸等事故。防静电地坪涂料能赋予地坪导电性以消除静电的危害, 并且由于其生产设备简单、施工方便、成本低廉, 因而近年来被广泛应用于电子、建筑、航空、军事等领域。防静电涂料根据其成膜物质是否具有导电性,可分为两大类: 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、基体树脂、助剂、溶剂的混合物, 经机械混合后将其涂覆于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, 现已得到广泛的应用。防静电地坪涂料根据施工方式又可分为两大类: 溶剂型防静电地坪涂料( 刷涂或辊涂) 和无溶剂防静电自流平地坪涂料( 镘涂) 。由于环保法规的日趋严格, 溶剂型产品日趋淘汰, 而符合涂料发展方向的无溶剂型产品更因美观、综合性能好等优势成为防静电地坪涂料的主打产品。为避免现有产品技术中的不足之处, 在多年生产和施工防静电地坪涂料的基础上, 近年来又开发研制了一种新型无溶剂防静电环氧自流平地坪涂料( 2003 年第50 期专利公开报, 0312662812) 。实践应用表明, 该产品在成本控制、防止浮色发花、颜色多样化、综合理化性能等方面明显优于同类传统产品。2 实验部分21 环氧色漆的组成211 基体树脂目前, 适用于地坪涂料的合成树脂品种有环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、不饱和聚酯等。由于环氧树脂对各种基材均有良好的粘结力, 且综合性能较好, 因而得到广泛应用。在色漆组分中选用了双酚A 型的低分子量液体环氧树脂( 环氧当量190 左右) , 其电阻率相对较小, 且粘度低、易无溶剂化。212 导电填料导电填料是添加型防静电涂料的重要组成部分,
它是根据需要选择合适的导电填料的种类、形状和用量。常用的导电填料包括金属系填料、碳系填料、金属氧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; 碳系填料也有分散稳定性差、颜色单一等问题; 金属氧化物系填料由于技术和成本问题还没有被广泛应用; 复合导电填料易沉降板结, 高速分散时表面包覆的导电物质易剥落, 导致涂层防静电性能不稳定, 且包含锡、锑、铟等对人体有害的重金属, 不符合日趋严格的环保要求。在色漆中采用了一种新型的导电填料-- 四针状氧化锌晶须( 以下简写为ZnOw ) , 与上述导电填料相比较, ZnOw 具有如下优势:(1) 能高效地赋予材料导电性。ZnOw 具有独特的立体四针状结构, 当其分散到基材中时能在体系中形成非常有效的三维网状导电通道, 因而所需添加量远小于球形或片状填料, 并且该导电性是电子传导, 稳定性高;(2) 白色性。ZnOw 的导电性是利用其单晶本身的导电性, 而不是借助表面涂层和电镀方式的二次导电, 并且该晶须是无色透明的单晶, 晶须本身没有发色性, 它可与颜料等组合形成纯白色或其它各种颜色;(3) 由于ZnOw 产品的高强度和高模量, 因此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)该产品不含有锡、锑、铟等对人体有害物质,利于环保。213 润湿分散体系由于不同颜料之间密度及粒径差异大, 而且有些颜料易发生絮凝, 造成颜料体系的分离, 是产生浮色发花的重要原因之一, 这在无溶剂环氧自流平地坪涂料体系中尤为突出。因此必须选择合适的润湿分散剂, 使颜料分散稳定。为达到这一目的, 在色漆组分中使用了复合润湿分散剂体系。其中高分子量聚氨酯型分散剂适量使用能使颜料完全解絮凝, 达到较好的分散效果; 含有机改性聚硅氧烷的不饱和羧酸类分散剂能有效控制颜料絮凝, 将二者复合使用即能达到良好的防浮色发花的效果。214 其它组分在色漆组分中还使用了活性稀释剂、防沉降助剂、消泡剂以及流平剂等材料, 使体系具有较好的贮存稳定性、良好的施工性能及成膜效果。根据实际需要还可加入适量自流平专用色浆调制所需颜色。22 固化剂的组成环氧色漆所用的固化剂为优质的改性脂环族胺化合物( 自制, 2003 年第50 期专利公开报,0312662518) , 它与环氧色漆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。视环境温度情况可在固化剂组分中添加0% ~ 10% 的催干剂。23 配方及生产工艺231 基本配方基本生产配方如表1。
232 生产工艺环氧色漆的生产工艺流程见图1, 固化剂的生产工艺流程见图2。
3 结果与讨论31 导电填料含量对涂层防静电性能的影响用ZnOw 导电填料配制的防静电地坪涂料, 总的趋势是涂层的表面电阻随ZnOw 用量的增加而下降, 开始呈急剧下降的趋势, 下降到一定值后即趋于平衡。因此, 应根据客户的实际需要, 再考虑成本等因素选择合适的ZnOw 用量。32 导电填料添加方式对涂层防静电性能的影响相同含量( 环氧色漆组分中重量比为24%) 时加入ZnOw 导电填料后经砂磨分散, 表面电阻为( 4 X 10)7, 而直接中速分散的表面电阻为( 3 X10) 6, 前者比后者高一个数量级以上。在砂磨过程中ZnOw 导电填料四针状结构被破坏, 形成了近似球形的结构, 减少了导电填料彼此接触而形成的导电通道, 因而降低了涂层的防静电性能。4 产品性能及施工工艺41 产品性能本产品执行标准是信息产业部电子行业标准5防静电地坪涂料通用规范6 ( SJ/ T 11294- 2003) ,该标准是以广州秀珀化工有限公司的企业标准为蓝本。产品性能检测结果见表2。
注: 该项数据为信息产业部防静电产品质量检验中心抽查结果( 平均值) , 其余数据为广东省涂料产品质量监督检验站检测结果。42 施工工艺防静电自流平地坪涂料的施工工艺如下:(1) 清除表面异物, 打磨地面并清洁;(2) 涂刷防静电封闭底漆, 必要时刮涂防静电腻子填平沟、缝、底凹处等较大的缺陷;(3) 开沟埋铜线、接地后用防静电腻子填平沟隙或铺设铜箔网并接地;(4)用防静电中层漆刮涂多遍达到所需的厚度,必要时再用防静电腻子刮涂1~ 2 遍至平整, 干燥后打磨并清洁;(5) 镘涂无溶剂防静电环氧自流平面漆1~ 2 遍,并用消泡辊筒进行表面处理。5 结语无溶剂防静电环氧自流平地坪涂料抗静电效果优良、持久, 不受时间、温度、湿度等影响; 漆膜表面平滑、美观、有达镜面效果; 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; 无溶剂、无有害重金属, 利于环保。其可应用于要求高度清洁、美观、无尘、无菌及防静电的电子、微电子、通讯产品、电脑生产行业及大型精密仪器厂房等的地坪涂饰。
