本发明涉及配电柜加工技术领域，具体涉及一种配电柜表层抗静电涂料及其制备方法。
背景技术：
配电柜是电动机控制中心的统称，分为动力配电柜和照明配电柜、计量柜，是配电系统的末级设备。配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合，电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。每个柜体内部设有多个电子元件，进行工作。
由于配电柜内部有大量电路元件，并且柜体大部分为金属材质，在工作时往往会产生大量静电，及其容易积攒灰尘，同时影响电子元件运作，造成一定的安全隐患，所以对配电柜表面进行抗静电处理为现阶段配电柜加工的一大重要方向。
技术实现要素：
针对现有技术不足，本发明提供一种配电柜表层抗静电涂料及其制备方法，采用多种成分物质制备配电柜专用涂料，能有效防止配电柜产生静电，减少灰尘集聚，提升配电柜使用的稳定性，符合经济效益，适宜推广生产。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种配电柜表层抗静电涂料，所述电柜表层抗静电涂料由以下重量份的原料制成：水性聚氨酯35-40份、水性丙烯酸乳液20-30份、纳米石墨烯1-2份、纳米氧化锌3-5份、聚四氢呋喃多元醇1-1.5份、碳纳米管1-3份、玄武岩纤维1-2份、双β-羟乙基硬脂胺1-3份、n-溴代丁二酰亚胺1-1.2份、2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯1-1.6份、偶联剂1-2份、流平剂0.8-1.4份、增稠剂2-3份。
优选的，所述偶联剂为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷质量比5∶2的混合物。
优选的，所述流平剂为十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸、丁基纤维素质量比1∶3∶2的混合物。
优选的，所述增稠剂为钠基膨润土、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠质量比3∶2∶1的混合物。
所述配电柜表层抗静电涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯加入纳米石墨烯和聚四氢呋喃多元醇，于搅拌机中高温快速搅拌改性，得混合料a备用；
(2)将纳米氧化锌、碳纳米管和2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯混合加入去离子水，于超声震荡一种进行震荡均质，得均质液备用；
(3)将玄武岩纤维研磨粉碎后过60-80目筛，再加入水性丙烯酸乳液和混合料a搅拌均匀后于高压反应釜内高温高压静置处理一段时间，得混合料b备用；
(4)将混合料b加入上述均质液、双β-羟乙基硬脂胺、n-溴代丁二酰亚胺、偶联剂、增稠剂升温缓慢搅拌40-50min后，再加入流平剂调整转速后常温机械分散25-30min，得配电柜表层抗静电涂料。
优选的，所述步骤(1)中高温快速搅拌的温度为100-110℃，搅的转速为1200-1400r/min，搅拌时间为25-30min。
优选的，所述步骤(2)中超声震荡的功率为220-250w，频率为15-20khz，时间为15-20min，温度为60-80℃。
优选的，所述步骤(3)中高温高压静置的温度为120-140℃，压强为28-30mpa，静置时间为45-60min。
优选的，所述步骤(4)中混合料b加入均质液、双β-羟乙基硬脂胺、n-溴代丁二酰亚胺、偶联剂和增稠剂升温搅拌的温度为60-70℃，减半转速为120-160r/min，加入流平剂机械分散的转速为600-800r/min。
本发明提供一种配电柜表层抗静电涂料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用水性聚氨酯和水性丙烯酸乳液作为主要基料，并且使用纳米石墨烯和聚四氢呋喃多元醇对水性聚氨酯进行改性，有效提升涂料的稳定性和对配电柜柜体的粘附性，增强涂料对配电柜的保护性。
(2)本发明添加纳米氧化锌、碳纳米管、2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、双β-羟乙基硬脂胺、n-溴代丁二酰亚胺等物质有效提升产品的抗静电性能，防止静电造成灰尘集聚，同时提升产品的稳定性，增强产品的经济效益。
(3)本发明多种原料混合在有效确保涂料的抗静电性能的同时，使其具有优良的抗冲击性和耐老化性能，适宜推广使用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种配电柜表层抗静电涂料，所述电柜表层抗静电涂料由以下重量份的原料制成：水性聚氨酯40份、水性丙烯酸乳液30份、纳米石墨烯2份、纳米氧化锌5份、聚四氢呋喃多元醇1.5份、碳纳米管3份、玄武岩纤维2份、双β-羟乙基硬脂胺3份、n-溴代丁二酰亚胺1.2份、2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯1.6份、偶联剂2份、流平剂1.4份、增稠剂3份。
所述偶联剂为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷质量比5∶2的混合物；所述流平剂为十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸、丁基纤维素质量比1∶3∶2的混合物；所述增稠剂为钠基膨润土、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠质量比3∶2∶1的混合物。
所述配电柜表层抗静电涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯加入纳米石墨烯和聚四氢呋喃多元醇，于搅拌机中高温快速搅拌改性，得混合料a备用；
(2)将纳米氧化锌、碳纳米管和2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯混合加入去离子水，于超声震荡一种进行震荡均质，得均质液备用；
(3)将玄武岩纤维研磨粉碎后过60-80目筛，再加入水性丙烯酸乳液和混合料a搅拌均匀后于高压反应釜内高温高压静置处理一段时间，得混合料b备用；
(4)将混合料b加入上述均质液、双β-羟乙基硬脂胺、n-溴代丁二酰亚胺、偶联剂、增稠剂升温缓慢搅拌40-50min后，再加入流平剂调整转速后常温机械分散25-30min，得配电柜表层抗静电涂料。
其中，所述步骤(1)中高温快速搅拌的温度为100-110℃，搅的转速为1200-1400r/min，搅拌时间为25-30min；所述步骤(2)中超声震荡的功率为220-250w，频率为15-20khz，时间为15-20min，温度为60-80℃；所述步骤(3)中高温高压静置的温度为120-140℃，压强为28-30mpa，静置时间为45-60min；所述步骤(4)中混合料b加入均质液、双β-羟乙基硬脂胺、n-溴代丁二酰亚胺、偶联剂和增稠剂升温搅拌的温度为60-70℃，减半转速为120-160r/min，加入流平剂机械分散的转速为600-800r/min。
实施例2：
一种配电柜表层抗静电涂料，所述电柜表层抗静电涂料由以下重量份的原料制成：水性聚氨酯35份、水性丙烯酸乳液20份、纳米石墨烯1份、纳米氧化锌3份、聚四氢呋喃多元醇1份、碳纳米管1份、玄武岩纤维1份、双β-羟乙基硬脂胺1份、n-溴代丁二酰亚胺1份、2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯1份、偶联剂1份、流平剂0.8份、增稠剂2份。
所述偶联剂为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷质量比5∶2的混合物；所述流平剂为十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸、丁基纤维素质量比1∶3∶2的混合物；所述增稠剂为钠基膨润土、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠质量比3∶2∶1的混合物。
所述配电柜表层抗静电涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯加入纳米石墨烯和聚四氢呋喃多元醇，于搅拌机中高温快速搅拌改性，得混合料a备用；
(2)将纳米氧化锌、碳纳米管和2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯混合加入去离子水，于超声震荡一种进行震荡均质，得均质液备用；
(3)将玄武岩纤维研磨粉碎后过60-80目筛，再加入水性丙烯酸乳液和混合料a搅拌均匀后于高压反应釜内高温高压静置处理一段时间，得混合料b备用；
(4)将混合料b加入上述均质液、双β-羟乙基硬脂胺、n-溴代丁二酰亚胺、偶联剂、增稠剂升温缓慢搅拌40-50min后，再加入流平剂调整转速后常温机械分散25-30min，得配电柜表层抗静电涂料。
其中，所述步骤(1)中高温快速搅拌的温度为100-110℃，搅的转速为1200-1400r/min，搅拌时间为25-30min；所述步骤(2)中超声震荡的功率为220-250w，频率为15-20khz，时间为15-20min，温度为60-80℃；所述步骤(3)中高温高压静置的温度为120-140℃，压强为28-30mpa，静置时间为45-60min；所述步骤(4)中混合料b加入均质液、双β-羟乙基硬脂胺、n-溴代丁二酰亚胺、偶联剂和增稠剂升温搅拌的温度为60-70℃，减半转速为120-160r/min，加入流平剂机械分散的转速为600-800r/min。
实施例3：
一种配电柜表层抗静电涂料，所述电柜表层抗静电涂料由以下重量份的原料制成：水性聚氨酯38份、水性丙烯酸乳液25份、纳米石墨烯1.5份、纳米氧化锌4份、聚四氢呋喃多元醇1.3份、碳纳米管2份、玄武岩纤维1.5份、双β-羟乙基硬脂胺2份、n-溴代丁二酰亚胺1.1份、2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯1.3份、偶联剂1.5份、流平剂1.1份、增稠剂2.5份。
所述偶联剂为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷质量比5∶2的混合物；所述流平剂为十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸、丁基纤维素质量比1∶3∶2的混合物；所述增稠剂为钠基膨润土、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠质量比3∶2∶1的混合物。
所述配电柜表层抗静电涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)将水性聚氨酯加入纳米石墨烯和聚四氢呋喃多元醇，于搅拌机中高温快速搅拌改性，得混合料a备用；
(2)将纳米氧化锌、碳纳米管和2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯混合加入去离子水，于超声震荡一种进行震荡均质，得均质液备用；
(3)将玄武岩纤维研磨粉碎后过60-80目筛，再加入水性丙烯酸乳液和混合料a搅拌均匀后于高压反应釜内高温高压静置处理一段时间，得混合料b备用；
(4)将混合料b加入上述均质液、双β-羟乙基硬脂胺、n-溴代丁二酰亚胺、偶联剂、增稠剂升温缓慢搅拌40-50min后，再加入流平剂调整转速后常温机械分散25-30min，得配电柜表层抗静电涂料。
其中，所述步骤(1)中高温快速搅拌的温度为100-110℃，搅的转速为1200-1400r/min，搅拌时间为25-30min；所述步骤(2)中超声震荡的功率为220-250w，频率为15-20khz，时间为15-20min，温度为60-80℃；所述步骤(3)中高温高压静置的温度为120-140℃，压强为28-30mpa，静置时间为45-60min；所述步骤(4)中混合料b加入均质液、双β-羟乙基硬脂胺、n-溴代丁二酰亚胺、偶联剂和增稠剂升温搅拌的温度为60-70℃，减半转速为120-160r/min，加入流平剂机械分散的转速为600-800r/min。
实施例4：
本发明实施例产品的性能检测：
(1)选取上述实施例1-3所得涂料为实验组1-3材料，市面普通抗静电涂料为对照组材料；
(2)将各组涂料涂覆于同等规模的塑料板表面，恒温干燥后，检测各组产品的表面电阻、硬度、抗冲击强度，和人工耐老化时间，结果如下表所示：
由上表可知本发明所得产品相较于市面普通抗静电涂料具有更加优越的抗静电性能和更好的抗冲击和耐老化性能，适宜推广使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。