一种防静电地坪涂料及其制备工艺的制作方法

1.本技术涉及地坪涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种防静电地坪涂料及其制备工艺。


背景技术：

2.地坪涂料，指代采用环氧树脂原料为主料，以颜料、溶剂和固化剂等为添加料经复配而成的地面装饰材料，由于其防尘、耐磨等优点，被广泛的应用于现代工业、商业或车库地面装饰。
3.但上述地坪涂料在应用于特殊工厂环境时，还需具备优异的抗静电性能，否则易因使用过程中静电的产生和积蓄带来一定安全隐患，故此抗静电地坪涂料也就应运而生。
4.相关技术中的抗静电地坪涂料，包括由环氧树脂、聚酰胺固化剂和填料构成的地坪基层和涂覆于地坪基层表面的抗静电剂涂膜，可通过抗静电剂涂膜的加设以此减少涂料实际使用过程中静电的积存和产生。
5.但上述工厂环境中的抗静电环氧地坪，其使用频率普遍较高，而抗静电剂涂膜仅是固化于地坪基层表面的，会因磨损出现剥离和失效，故此特提供一种具备长效防静电性能的地坪涂料及其制备工艺。


技术实现要素：

6.为改善上述技术问题，本技术特提供一种防静电地坪涂料及其制备工艺，该地坪涂料通过改性填料的掺入，赋予了地坪涂料优异且长效的防静电性能，不易因磨损问题而影响到应用过程中的安全问题。
7.第一方面，本技术提供一种防静电地坪涂料，采用如下的技术方案：一种防静电地坪涂料，由单独保存且使用的a组分和b组分复配而成：a组分的组成原料包括如下重量份数的组分：环氧树脂80-100份；b组分的组成原料包括如下重量份数的组分：聚酰胺固化剂60-80份；改性填料40-160份；所述改性填料由如下重量份数的组分混合烧结而成：铜粉40-60份、碳化钛粉末20-40份、铝粉5-8份、氧化铬粉5-9份、乙烯基双硬脂酰胺1-3份、含季铵盐的丙烯酸共5-12份。
8.通过采用上述技术方案，由上述制备原料制成的地坪涂料，其在掺入有改性填料后，可有效赋予地坪涂料抗静电的特性，且介于改性填料与树脂基体的优良结合性能，其抗静电性能不易因磨损等原因而受到影响；反推其原因可能如下：上述地坪涂料在灌注成型后会以树脂材料为基体、交联分散的改性填料为导电网络，以此减少电荷的积聚，并赋予地坪优良的防静电性能，且改性填料为多孔陶瓷类结构，除与树脂的结合性能显著提升、不易发生脱落外，还可借助其优良的力学性能作为增强骨架。
9.优选的，所述混合烧结的具体步骤如下：
a1、先对各原料粉末进行真空干燥，再球磨混合，然后压制成粗坯；a2、将粗坯转移至模具中后，先抽真空，并低压烧结，待粗坯完全燃烧并处于半熔化状态时，低温退火，然后碎化，即得改性填料。
10.优选的，所述a1中压制成粗坯的压强为20-80mpa。
11.优选的，所述a2中低压烧结条件为：1260-1380℃、3-5mpa烧结1-2h。
12.优选的，所述a2中低温退火条件为：先以5-10℃/min空冷至560-620℃，再以3-5℃/min冷却室温条件。
13.通过采用上述技术方案，上述混合烧结工艺及参数条件制得的改性填料，其表面多孔、比表面积86-100m2/g、易于与树脂基体结合的同时，还能在与树脂基体结合后兼顾一定耐磨性能。
14.优选的，其a组分和b组分的组成原料的各组分重量份数如下：a组分：环氧树脂80-100份、稀释剂3-5份、分散剂1-2份；b组分：聚酰胺固化剂60-80份、改性填料40-160份、流平剂1-3份。
15.优选的，所述分散剂由六偏磷酸钠、羧甲基纤维素和聚苯胺按重量比1:(0.1-0.2):(0.2-0.3)复配而成。
16.通过采用上述技术方案，上述稀释剂、分散剂和流平剂的掺入除均能发挥其原有作用，保障地坪结构的成型和性能外，其由六偏磷酸钠、羧甲基纤维素和聚苯胺复配而成的分散剂，还可进一步强化改性填料所构成导电网络的致密性和导电性。
17.第二方面，本技术提供一种防静电地坪涂料的制备工艺，采用如下的技术方案：一种防静电地坪涂料的制备工艺，制备步骤如下：先对a组分和b组分进行分别研磨，至细度为20-40um，再于40-80℃的条件对b组分进行超声分散，然后分装即为防静电地坪涂料。
18.通过采用上述技术方案，由上述步骤制得的防静电地坪涂料，其在固化后的性能稳定，均具有优良的防静电能力，且不易因磨损而导致性能下降，因而极其适用于特殊工厂环境。
19.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术中的环氧地坪，其通过以树脂原料的为基体、交联分散的改性填料为导电网络，赋予了地坪结构优良且长效的防静电性能；2、本技术中按上述混合烧结工艺及参数条件制得的改性填料，其表面粗糙多孔、易于与树脂基体结合的同时，还能在与树脂基体结合后兼顾一定耐磨性能，从而兼顾最终地坪结构的综合性能；3、本技术中的制备工艺，其步骤易于操作的同时，最终成品的质量较为稳定，在固化后均能具备优良的防静电能力，可满足特殊环境的应用，因而具有较高的应用价值，适用于产业化、规模化的生产。
具体实施方式
20.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明，本技术中所用原料除下述特殊说明外，均为市售常见材料。
21.聚酰胺固化剂，牌号650，纯度99％，胺值180-220mgkoh/g；
乙烯基双硬脂酰胺，cas号110-30-5；含季铵盐的丙烯酸为丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐，cas 44992-01-0；稀释剂，即十二十四烷基缩水甘油醚cas 68609-97-2；流平剂，聚醚改性聚硅氧烷聚合物，牌号hr-6031；聚苯胺，cas号:25233-30-1。
22.制备例制备例1-6一种改性填料，各组分及其相应的重量份数(kg)如下表所示，并通过如下步骤制备获得：a1、先于100℃对各原料粉末进行真空干燥10min，再球磨混合，然后以20mpa的压强压制成φ10的柱状粗坯；a2、将粗坯转移至模具中后，先抽真空，再以1320℃、5mpa低压烧结2h，待粗坯完全燃烧并处于半熔化状态时，低温退火，即先以10℃/min空冷至600℃，再以5℃/min冷却室温条件，最后碎化呈20-40um的碎粉，即得改性填料。
23.表：制备例1-6中改性填料各组分及其重量(kg)制备例7-9一种改性填料，与制备例1的不同之处在于，a1中压制成粗坯的压强不同，具体如下表所示：制备例10-15
一种改性填料，与制备例1的不同之处在于，a2中低压烧结的条件不同，具体如下表所示：表所示：制备例16-20一种改性填料，与制备例1的不同之处在于，a2中低温退火的条件不同，具体如下表所示：性能检测试验选取实施例和对比例中制得的防静电地坪涂料作为测试对象，养护24h实干定型后，先测试其初始抗静电性能(20℃时表面电阻率ω)，再使用gb/t 1768—2006中磨耗试验仪运转打磨750g/1000r，然后测试其磨损后的抗静电性能，并根据前后的表面电阻率ω之比，计算其保有率％；其中抗静电性能的具体检测步骤和标准可参照gb-t 1410-2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》，其表面电阻率ω越大，则表面抗静电效果越好，在10
6-12
ω即可视为具备抗静电性能。实施例
24.实施例1-6
一种防静电地坪涂料，其原料各组分及用量如下表所示(kg),并采用如下制备步骤制得：先对a组分和b组分进行分别研磨，至细度为20um，再于62℃的条件对b组分进行超声分散15min，然后分装,即为防静电地坪涂料；表：实施例1-6中原料各组分及其重量(kg)其中改性填料由制备例1制得，其分散剂为六偏磷酸钠。
25.对比例1一种地坪涂料，与实施例1的不同之处在于，制备原料中改性填料为等量的粒径为20um的铜粉，没有进行混合烧结处理。
26.对比例2一种地坪涂料，与实施例1的不同之处在于，制备原料中改性填料的用量为20kg。
27.抽取上述实施例1-6和对比例1-2制得的防静电地坪涂料作为测试对象，养护24h实干定型后，测试其初始抗静电性能和磨损后的抗静电性能，测试结果取平均值记入下表。
28.表：实施例1-6和对比例1-2性能检测结果
从上表中可以看出，实施例1-6中所得防静电地坪涂料，其在固化后均具有优良的防静电性能，其初始表面电阻率为5.2*10
8-4.9*109ω、保有率高达94.0-95.6％，其磨损后的保有率相比未改性组的对比例1显著提升；由上表中实施例1-3数据还可以看出各组分间的树脂材料间具有一定复配效果，实施例2为最优例，即环氧树脂用量略大于聚酰胺固化剂用量；由实施例4-6和对比例2数据可知，改性填料的优选用量为40-160份，以实施例5为最优例，高于100份后抗静电性能不再提升，且保有率小幅度下降，参见实施例6。
29.综上可见，上述各组分制得的地坪涂料，其在掺入有改性填料后，可有效赋予地坪抗静电的特性，且介于改性填料与树脂基体的优良结合性能，其抗静电性能不易因磨损等原因而受到影响；反推其原因可能如下：上述地坪涂料在灌注成型后会以树脂材料为基体、交联分散的改性填料为导电网络，以此减少电荷的积聚，并赋予地坪优良的防静电性能，且改性填料为多孔陶瓷类结构，除与树脂的结合性能显著提升、不易发生脱落外，还可借助其优良的耐磨性能作为增强骨架。
30.实施例7-11一种防静电地坪涂料，与实施例1的不同之处在于，所用改性填料的使用情况不同，具体对应关系下表所示。
31.表：实施例7-11中改性填料使用情况对照表组别改性填料实施例7由制备例2制得实施例8由制备例3制得实施例9由制备例4制得实施例10由制备例5制得实施例11由制备例6制得
对比例3一种地坪涂料，与实施例1的不同之处在于，所述改性填料的原料中不包含乙烯基双硬脂酰胺和含季铵盐的丙烯酸，由等量的铜粉替代。
32.抽取上述实施例7-11和对比例3制得的防静电地坪涂料作为测试对象，养护24h实干定型后，测试其初始抗静电性能和磨损后的抗静电性能，测试结果取平均值记入下表。
33.表：实施例7-11和对比例3性能检测结果从上表中可以看出，实施例1、7-11中所得防静电地坪涂料，其在固化后均具有优良的防静电性能，其初始表面电阻率为5.2*10
8-5.4*108ω、保有率高达91.8-94.5％，其磨损后的保有率相比对比例3显著提升；由上表中实施例1、7-8数据还可以看出随着铜与碳化钛比值的增加，其防静电性能亦有所提升，但当碳化钛含量过低时，则会影响到磨损后的保有率，故以实施例7优选例，cu与tic的优选比例为5:3；由实施例9-11和对比例3数据可知，乙烯基双硬脂酰胺和含季铵盐的丙烯酸的用量改变，会直接影响到最终成品磨损后的保有率，分析其原因可能是由于：烧结过程中形成了表面致密的陶瓷结构，与树脂的结合性能下降，在磨损过程中更易发生脱落。
34.实施例13-15一种防静电地坪涂料，与实施例1的不同之处在于，所用改性填料的使用情况不同，具体对应关系下表所示。
35.表：实施例13-15中改性填料使用情况对照表组别改性填料实施例13由制备例7制得实施例14由制备例8制得实施例15由制备例9制得抽取上述实施例13-15制得的防静电地坪涂料作为测试对象，养护24h实干定型后，测试其初始抗静电性能和磨损后的抗静电性能，测试结果取平均值记入下表。
36.表：实施例13-15性能检测结果
从上表中可以看出，实施例1、13-15中所得防静电地坪涂料，其在固化后均具有优良的防静电性能，其初始表面电阻率均为5.2*108、保有率高达93.2-94.5％，可见优选压强为20-80mpa；此外由实施例13-15数据可知，其保有率并未随着压强的持续增大而升高，仅在40mpa时最优，分析其原因可能是：压强过小时，陶瓷整体耐磨性较弱，易被磨损弃去；而压强过高时，则会使得改性填料表面致密，与树脂基体的结合性能显著下降。
37.实施例16-21一种防静电地坪涂料，与实施例1的不同之处在于，所用改性填料的使用情况不同，具体对应关系下表所示。
38.表：实施例16-21中改性填料使用情况对照表组别改性填料实施例16由制备例10制得实施例17由制备例11制得实施例18由制备例12制得实施例19由制备例13制得实施例20由制备例14制得实施例21由制备例15制得抽取上述实施例16-21制得的防静电地坪涂料作为测试对象，养护24h实干定型后，测试其初始抗静电性能和磨损后的抗静电性能，测试结果取平均值记入下表。
39.表：实施例16-21性能检测结果
从上表中可以看出，实施例1、16-21中所得防静电地坪涂料，其在固化后均具有优良的防静电性能，其初始表面电阻率均为5.0*10
8-5.2*108、保有率高达90.1-94.5％，性能稳定，均适用于特殊工厂环境；可见上述低压烧结条件优选为：1260-1380℃、3-5mpa烧结1-2h，其制得的改性填料，比表面积86-100m2/g、易于与树脂基体结合的同时，还能在与树脂基体结合后兼顾一定耐磨性能，不易因磨损而出现剥离或脱落。
40.实施例22-26一种防静电地坪涂料，与实施例1的不同之处在于，所用改性填料的使用情况不同，具体对应关系下表所示。
41.表：实施例22-26中改性填料使用情况对照表组别改性填料实施例22由制备例16制得实施例23由制备例17制得实施例24由制备例18制得实施例25由制备例19制得实施例26由制备例20制得抽取上述实施例22-26制得的防静电地坪涂料作为测试对象，养护24h实干定型后，测试其初始抗静电性能和磨损后的抗静电性能，测试结果取平均值记入下表。
42.表：实施例22-26性能检测结果
从上表中可以看出，实施例1、22-26中所得防静电地坪涂料，其在固化后均具有优良的防静电性能，其初始表面电阻率均为5.2*108、保有率高达92.1-94.2％，可见均能满足特殊工厂环境的长期应用；此外由上表还可以看出，低温退火的优选条件为：先以5-10℃/min空冷至560-620℃，再以3-5℃/min冷却室温条件，其所得改性填料，与树脂基体结合相容性更优的同时，还可与树脂基体复配，从而使得地坪结构不易因磨损而出现防静电性能下降的现象。
43.实施例27一种防静电地坪涂料，与实施例1的不同之处在于，所用分散剂由六偏磷酸钠、羧甲基纤维素和聚苯胺按重量比1:0.1:0.2复配而成。
44.实施例28一种防静电地坪涂料，与实施例1的不同之处在于，所用分散剂由六偏磷酸钠、羧甲基纤维素和聚苯胺按重量比1:0.1:0.3复配而成。
45.实施例29一种防静电地坪涂料，与实施例1的不同之处在于，所用分散剂由六偏磷酸钠、羧甲基纤维素和聚苯胺按重量比1:0.2:0.2复配而成。
46.实施例30一种防静电地坪涂料，与实施例1的不同之处在于，所用分散剂由六偏磷酸钠、羧甲基纤维素和聚苯胺按重量比1:0.3:0.5复配而成。
47.抽取上述实施例27-30制得的防静电地坪涂料作为测试对象，养护24h实干定型后，测试其初始抗静电性能和磨损后的抗静电性能，测试结果取平均值记入下表。
48.表：实施例27-30性能检测结果
从上表中可以看出，实施例1、27-30中所得防静电地坪涂料，其在固化后均具有优良的防静电性能，其初始表面电阻率均为5.2*10
8-5.2*108、保有率高达93.4-94.5％，均适用于特殊工厂环境的长期应用；此外由上表还可以看出，分散剂由六偏磷酸钠、羧甲基纤维素和聚苯胺三者复配而成时，可进一步提升地坪结构的防静电性能，且优选的比例为1:(0.1-0.2):(0.2-0.3)，分析其原因可能是改善了原有由改性填料交联构成导电网络的致密性和导电性。
49.以上均是本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出的没有创造性贡献的修改或明显构成技术启示的方案，但只要在本技术的权利要求范围内都应受到专利法的保护。