本发明涉及电器柜技术领域，具体涉及一种电器柜用高阻燃防静电涂料及制备方法。
背景技术：
涂料是一种能牢固覆盖在物体表面，起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混合物。中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的：“涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。”属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。
随着涂料在日常生活中的广泛应用，对其阻燃性能的要求越来越高，而现有普通涂料的消防安全方面主要有缺陷两个：一、易燃。现有的普通涂料属于易燃物，因为它们存在易燃成分，极其容易着火。它燃烧速度快，很容易发生火灾，并且迅速蔓延，扑救不及时很容易产生巨大损失。二、产生大量静电。由于物体间的相互摩擦的作用，容易产生静电积累，发生静电危害。如干扰计算机、精密仪器的正常工作，在严重的情况下会放电产生火花，引起爆炸和火灾。
因此，研究开发一种既具有较好的阻燃效果，有具有一定的防静电作用的涂料具有重要意义，也符合目前市场的需求。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电器柜用高阻燃防静电涂料及制备方法，所述涂料不仅具有较好的防火、阻燃性能，还具有较好的抗静电作用，应用于电器柜，大大提高了电器的使用安全性，具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种电器柜用高阻燃防静电涂料，包括如下重量份的各原料：丙烯酸树脂20~35份、水性聚氨酯15~20份、酚醛树脂5~13份、环氧树脂7~15份、石墨烯1~6份、纳米二氧化钛6~10份、三氧化二锑8~15份、氯化石蜡7~16份、改性凹凸棒土6~11份、填充剂10~15份、防静电剂5~9份、消泡剂2~5份。
优选地，所述丙烯酸树脂32份、水性聚氨酯18份、酚醛树脂7份、环氧树脂12份、石墨烯4份、纳米二氧化钛8份、三氧化二锑10份、氯化石蜡12份、改性凹凸棒土9份、填充剂13份、防静电剂6份、消泡剂3份。
优选地，所述填充剂为炭黑、轻质碳酸钙、超细滑石粉中的一种或者多种的组合。
优选地，所述防静电剂为碳纳米管或者导电石墨。
优选地，所述消泡剂为二甲基硅油、聚醚-硅氧烷共聚物、聚硅氧烷消泡剂中的任一种。
本发明还涉及一种制备电器柜用高阻燃防静电涂料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取酚醛树脂、环氧树脂加入到反应釜中，搅拌均匀升温至195~205℃，搅拌反应0.5~2h，得反应混合物a1；
（2）将温度调至110~130℃，向混合物a1中加入丙烯酸树脂、水性聚氨酯和石墨烯水溶液，混合搅拌1~2h，然后再加入纳米二氧化钛、三氧化二锑、氯化石蜡，混合均匀，搅拌反应0.5~2h，得混合物a2；
（3）调节温度至90~100℃，向混合物a2中加入改性凹凸棒土、填充剂、防静电剂和消泡剂，混合搅拌均匀，再置于剪切机中剪切10~20min，即得所述涂料。
优选地，所述步骤（2）中氧化石墨烯水溶液的浓度为0.2~0.6g/l。
优选地，所述步骤（3）中改性凹凸棒土为天然凹凸棒土经提纯、热活化之后的凹凸棒土。
优选地，所述改性凹凸棒土的制备方法包括：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000~4000转/min的离心机中离心处理5~10min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于800℃~1000℃的马弗炉中焙烧2~4h，冷却后研磨至粒径为200~300目，得到改性后的凹凸棒石粘土。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的电器柜用高阻燃防静电涂料，不仅具有较好的防火、阻燃性能，还具有较好的抗静电作用，应用于电器柜，大大提高了电器的使用安全性，具有较好的应用价值。
（2）本发明所述的电器柜用高阻燃防静电涂料中添加有改性凹凸棒粘土，具有较好的粘性和可塑性，乳化率较高，节省了乳化生产过程，降低了生产成本，有利于原料之间的乳化和粘结，应用到涂料中能够大大增加涂料与电器表面的粘结性能、抗剥落性能和防水效果。由于凹凸棒土还具有较好的悬浮性、流平性及增稠性，因此，还可以代替原有的悬浮剂、增稠剂及稳定剂，大大降低了原料消耗及原料成本。
（3）本发明所述电器柜用高阻燃防静电涂料中添加有石墨烯材料，由于石墨烯具有独特的片层状结构，层层叠加形成致密的物理隔绝层，使得氧化石墨烯改性后制备得到的阻燃涂料具有较好的物理隔绝防水防油作用，再加上石墨烯具有优异的力学性能和电磁屏蔽性能，使得涂层具有较好的耐磨性能及较好的电磁屏蔽效果。
（4）本发明所述电器柜用高阻燃防静电涂料中添加的三氧化二锑和氯化石蜡联合作用，显著提高了涂料的防火、阻燃性能，为电器的使用提供了安全保障。
（5）本发明所述电器柜用高阻燃防静电涂料中还添加有防静电剂，能够有效降低电器柜的静电作用，避免了由于静电导致的不安全现象的发生，提高了电器的使用安全性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如sambrook等分子克隆：实验室手册（newyork:coldspringharborlaboratorypress,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
本发明优选实施例的一种电器柜用高阻燃防静电涂料及制备方法；
所述电器柜用高阻燃防静电涂料，由如下重量份数的各原料制备而成：
丙烯酸树脂32份、水性聚氨酯18份、酚醛树脂7份、环氧树脂12份、石墨烯4份、纳米二氧化钛8份、三氧化二锑10份、氯化石蜡12份、改性凹凸棒土9份、填充剂13份、防静电剂6份、消泡剂3份。
所述填充剂为炭黑和轻质碳酸钙的混合物，其中两者的质量比为1:2。
所述防静电剂为碳纳米管。
所述消泡剂为二甲基硅油。
本发明制备电器柜用高阻燃防静电涂料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取酚醛树脂、环氧树脂加入到反应釜中，搅拌均匀升温至200℃，搅拌反应1h，得反应混合物a1；
（2）将温度调至120℃，向混合物a1中加入丙烯酸树脂、水性聚氨酯和石墨烯水溶液，混合搅拌2h，然后再加入纳米二氧化钛、三氧化二锑、氯化石蜡，混合均匀，搅拌反应1h，得混合物a2；
（3）调节温度至90℃，向混合物a2中加入改性凹凸棒土、填充剂、防静电剂和消泡剂，混合搅拌均匀，再置于剪切机中剪切15min，即得所述涂料。
步骤（2）中氧化石墨烯水溶液的浓度为0.3g/l。
步骤（3）中改性凹凸棒土为天然凹凸棒土经提纯、热活化之后的凹凸棒土。
选用此原料是因为改性凹凸棒土具有较好的粘性和可塑性，乳化率较高，节省了乳化生产过程，降低了生产成本，有利于原料之间的乳化和粘结，应用到涂料中能够大大增加涂料与电器表面的粘结性能、抗剥落性能和防水效果。由于凹凸棒土还具有较好的悬浮性、流平性及增稠性，因此，还可以代替原有的悬浮剂、增稠剂及稳定剂，大大降低了原料消耗及原料成本。
其中，改性凹凸棒土的制备方法包括：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于900℃的马弗炉中焙烧4h，冷却后研磨至粒径为200目，得到改性后的凹凸棒石粘土。
实施例2：
本发明优选实施例的一种电器柜用高阻燃防静电涂料及制备方法；
所述电器柜用高阻燃防静电涂料，由如下重量份数的各原料制备而成：
丙烯酸树脂20份、水性聚氨酯15份、酚醛树脂5份、环氧树脂7份、石墨烯1份、纳米二氧化钛6份、三氧化二锑8份、氯化石蜡7份、改性凹凸棒土6份、填充剂10份、防静电剂5份、消泡剂2份。
所述填充剂为轻质碳酸钙。
所述防静电剂为导电石墨。
所述消泡剂为聚醚-硅氧烷共聚物。
本发明制备电器柜用高阻燃防静电涂料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取酚醛树脂、环氧树脂加入到反应釜中，搅拌均匀升温至195℃，搅拌反应2h，得反应混合物a1；
（2）将温度调至110℃，向混合物a1中加入丙烯酸树脂、水性聚氨酯和石墨烯水溶液，混合搅拌2h，然后再加入纳米二氧化钛、三氧化二锑、氯化石蜡，混合均匀，搅拌反应0.5h，得混合物a2；
（3）调节温度至90℃，向混合物a2中加入改性凹凸棒土、填充剂、防静电剂和消泡剂，混合搅拌均匀，再置于剪切机中剪切20min，即得所述涂料。
步骤（2）中氧化石墨烯水溶液的浓度为0.2g/l。
步骤（3）中改性凹凸棒土为天然凹凸棒土经提纯、热活化之后的凹凸棒土。
其中，改性凹凸棒土的制备方法包括：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于800℃的马弗炉中焙烧4h，冷却后研磨至粒径为200目，得到改性后的凹凸棒土。
实施例3：
本发明优选实施例的一种电器柜用高阻燃防静电涂料及制备方法；
所述电器柜用高阻燃防静电涂料，由如下重量份数的各原料制备而成：
丙烯酸树脂35份、水性聚氨酯20份、酚醛树脂13份、环氧树脂15份、石墨烯6份、纳米二氧化钛10份、三氧化二锑15份、氯化石蜡16份、改性凹凸棒土11份、填充剂15份、防静电剂9份、消泡剂5份。
所述填充剂为超细滑石粉。
所述防静电剂为导电石墨。
所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂。
本发明制备电器柜用高阻燃防静电涂料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取酚醛树脂、环氧树脂加入到反应釜中，搅拌均匀升温至205℃，搅拌反应0.5h，得反应混合物a1；
（2）将温度调至130℃，向混合物a1中加入丙烯酸树脂、水性聚氨酯和石墨烯水溶液，混合搅拌1h，然后再加入纳米二氧化钛、三氧化二锑、氯化石蜡，混合均匀，搅拌反应2h，得混合物a2；
（3）调节温度至100℃，向混合物a2中加入改性凹凸棒土、填充剂、防静电剂和消泡剂，混合搅拌均匀，再置于剪切机中剪切20min，即得所述涂料。
步骤（2）中氧化石墨烯水溶液的浓度为0.6g/l。
步骤（3）中改性凹凸棒土为天然凹凸棒土经提纯、热活化之后的凹凸棒土。
其中，改性凹凸棒土的制备方法包括：
取天然凹凸棒石粘土进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于4000转/min的离心机中离心处理5min，真空抽滤；将滤饼烘干，然后置于1000℃的马弗炉中焙烧2h，冷却后研磨至粒径为300目，得到改性后的凹凸棒土。
综上所述，本发明所述的电器柜用高阻燃防静电涂料，不仅具有较好的防火、阻燃性能，还具有较好的抗静电作用，应用于电器柜，大大提高了电器的使用安全性，具有较好的应用价值。且本发明制备方法简单、实施方便，反应条件温和，适合工业化生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。