一種低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 導(dǎo)靜電涂料主要用以消除靜電放電產(chǎn)生的災(zāi)害或靜電引力導(dǎo)致的各類(lèi)生產(chǎn)障礙。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12158-2006《防止靜電事故通用導(dǎo)則》中將體積電阻小于或等于106Ω ·πι 及表面電阻等于或小于1〇7Ω的固體表面定義為靜電導(dǎo)體，將體積電阻大于106Ω ·πι、小于 IOwQ ·πι的物料表面及表面電阻大于1〇7Ω、小于1〇ηΩ定義為靜電亞導(dǎo)體。
[0003] 根據(jù)行業(yè)不同，導(dǎo)靜電涂料的具體指標(biāo)有所不同，如國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/ Τ11294-2003《防靜電地坪涂料通用規(guī)范》根據(jù)地坪涂料的表面電阻和體積電阻范圍分為導(dǎo) 靜電型{5X IO4~1X10 6Ω}和經(jīng)典耗散型{IX IO6~1X10 9Ω};國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 6950-2001 《輕質(zhì)油品安全靜止電導(dǎo)率》中指出石油儲(chǔ)罐導(dǎo)靜電涂料的表面電阻率為IO5~10 9Ω。
[0004] 環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料是一種優(yōu)異的導(dǎo)靜電涂料，得到了廣泛的應(yīng)用，然而由于碳 系導(dǎo)電材料具有較高的比表面積，吸油量較大，制備成的碳系導(dǎo)靜電涂料難以兼顧涂料的 高固體分和涂層的低電阻。
[0005] 文獻(xiàn)報(bào)道：分散劑對(duì)碳納米管導(dǎo)靜電涂料性能的影響[J].上海涂料，2015,（第2 期），采用1%十八醇和2% Disponer 983復(fù)配時(shí)，含碳納米管涂膜導(dǎo)靜電性最優(yōu)，表面電 阻率達(dá)到I X IO8 Ω。
[0006] 水性導(dǎo)靜電涂料的制備及性能研究[J].涂料工業(yè)，2015,（第3期）：當(dāng)碳納米管 含量為〇. 1%~〇. 2%、導(dǎo)電硫酸鋇含量為20%左右時(shí)，涂層的導(dǎo)靜電性在IO6以上。
[0007] CNT/mica導(dǎo)靜電防腐蝕涂料的研制[J].廣東化工，2012,（第5期）.介紹以碳納 米管復(fù)合導(dǎo)電云母（CNT/mica)為填料、水性環(huán)氧樹(shù)脂為基體制備了導(dǎo)靜電防腐蝕涂料，涂 層的體積電阻在IO7 Ω · m。
[0008] 以上報(bào)道雖采用碳納米管作為導(dǎo)電材料但涂層的電阻仍在IO6以上。
[0009] 專(zhuān)利ZL201210041804. 7公開(kāi)了一種耐甲醇汽油導(dǎo)靜電防腐涂料，在環(huán)氧中加入 碳納米管與導(dǎo)電填料得到涂層的表面電阻為IO8~10 11 Ω。
[0010] 專(zhuān)利ZL200510025368. 4公開(kāi)了導(dǎo)靜電型環(huán)氧樹(shù)脂地坪涂料及其涂裝工藝，其底 漆采用導(dǎo)電石墨粉劑，表面電阻和體積電阻達(dá)到IO3~104Ω，其甲組分中仍含有15%~ 25 %的溶劑。
[0011]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料， 該涂料固化形成的涂膜具有優(yōu)異的導(dǎo)靜電性能，滿(mǎn)足多個(gè)行業(yè)關(guān)于導(dǎo)靜電涂料的需求。
[0013] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0014] 一種低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料，該涂料由甲組分和乙組分共同構(gòu)成， 其中甲組分中含有環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧活性稀釋劑、消泡劑、偶聯(lián)劑、潤(rùn)濕分散劑、改性碳系導(dǎo)電 填料、填料及聚酰胺蠟，乙組分是腰果殼油改性酚醛胺類(lèi)固化劑，本發(fā)明的特征是：
[0015] 環(huán)氧樹(shù)脂或是E51，或是NPEF-170,要求E51或是NPEF-170的分子量介于200~ 500,環(huán)氧當(dāng)量介于200±50g/mol，環(huán)氧值介于0. 4~0. 67 ;
[0016] 環(huán)氧活性稀釋劑是植物油改性環(huán)氧活性稀釋劑、丁基縮水甘油醚、叔碳酸縮水甘 油醚、1，6_己二醇二縮水甘油醚、C12-14縮水甘油醚中的任一種，要求環(huán)氧活性稀釋劑的 環(huán)氧當(dāng)量介于300~800g/mol之間；
[0017] 消泡劑是BYK-A530、BYK-066N、BYK-141中的任一種，或是其任兩種的混合物，或 是其二種的混合物；
[0018] 偶聯(lián)劑是γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2, 3-環(huán)氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷、 γ -甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷中的任一種，或是其任兩種的混合物，或是其三種的混 合物；
[0019] 潤(rùn)濕分散劑是 DISPERBYK-110、DISPERBYK-161、BYK-220S、BYK-3550、EFKA-4310、 EFKA-5010、EFKA-5044、EFKA-5065中的任一種，或是其任兩種的混合物，或是其三種的混合 物；
[0020] 改性碳系導(dǎo)電填料由碳系導(dǎo)電填料和水性處理液按配制比例而得，所述碳系導(dǎo) 電填料由乙炔黑、導(dǎo)電石墨粉和碳納米管組成，所述碳系導(dǎo)電填料按重量配比是：乙炔黑： 導(dǎo)電石墨粉：碳納米管=1:[0.2~2.0]:[0.05~0.5]，根據(jù)上述重量配比將所述碳系 導(dǎo)電填料中的各組分分別加入到所述水性處理液中，所述水性處理液由水、十二烷基苯磺 酸鈉、BYK-3550和EFKA-4310組成，所述水性處理液按重量配比是：水：十二烷基苯磺酸 鈉：8丫1(-3550 5卩1^-4310 = 100:[0.1~5]:[1~10]:[1~10]，所述配制比例是 ：所述碳 系導(dǎo)靜電填料：所述水性處理液=1 :[1~10]，攪拌均勻后砂磨至細(xì)度< 40 μ m并在溫度 小于150 °C條件下加熱烘干即可制備出改性碳系導(dǎo)電填料，要求改性碳系導(dǎo)電填料的含水 量彡0· 5% ;
[0021] 填料是滑石粉、磷酸鋅、高嶺土中的任一種，或是其任兩種的混合物，或是其三種 的混合物；
[0022] 腰果殼油改性酚醛胺類(lèi)固化劑，要求其胺值介于200~350mg KOH/g，活潑氫當(dāng)量 介于50~250,粘度< 3000cP ;
[0023] 在100重量份的甲組分中：環(huán)氧樹(shù)脂占25~60份、環(huán)氧活性稀釋劑占5~30份、 消泡劑占〇. 1~1. 5份、偶聯(lián)劑占0. 5~2. 0份、潤(rùn)濕分散劑占0. 2~3. 0份、改性碳系導(dǎo) 電填料占8~30份、填料占0~30份、聚酰胺蠟占0. 2~2. 0 ;
[0024] 根據(jù)上述甲組分的配比，將環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧活性稀釋劑、消泡劑、偶聯(lián)劑一同加入 到分散罐中，在溫度20~40°C和線速度3~10m/s條件下攪拌5~20min，之后將改性碳 系導(dǎo)電填料、填料、聚酰胺蠟一同加入到分散罐中并在上述溫度和線速度條件下分散均勻， 最后將潤(rùn)濕分散劑加入到分散罐中并升溫至55~80°C，在線速度3~10m/s條件下分散均 勻并保溫0. 5~4h，即可制備出甲組分；
[0025] 使用時(shí)，按重量配比甲組分：乙組分=100: [10~40]進(jìn)行勾兌混合均勻即可制 備出低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料。
[0026] 根據(jù)所述水性處理液的重量配比，將水、十二烷基苯磺酸鈉、BYK-3550和 EFKA-4310加入到分散罐中，在溫度20~40°C和線速度3~lOm/s條件下分散攪拌5~ 20min即可制備出所述水性處理液。
[0027] 改性碳系導(dǎo)電填料的具體制備過(guò)程是：根據(jù)所述碳系導(dǎo)電填料的重量配比，將碳 納米管加入到裝有所述水性處理液的分散罐中，在溫度20~40°C和線速度3~lOm/s條件 下分散攪拌5~20min，再將乙炔黑、導(dǎo)電石墨粉分別加入到分散罐中并在溫度20~40°C 和線速度8~25m/s條件下分散攪拌30min~lh，之后將上述分散均勾的物料進(jìn)行砂磨并 研磨至細(xì)度< 40 μπι，在溫度小于150°C條件下加熱烘干制備出改性碳系導(dǎo)電填料，烘干的 改性碳系導(dǎo)電填料的含水量< 〇. 5%。
[0028] 由于采用如上所述技術(shù)方案，本發(fā)明產(chǎn)生如下積極效果：
[0029] 1、本發(fā)明的低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料具有優(yōu)異的屏蔽性能、良好的結(jié) 合力和柔韌性、優(yōu)異的耐機(jī)械損傷性能。
[0030] 2、本發(fā)明的低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，其中體積 電導(dǎo)率介于IO3~IO8 Ω ·πι，表面電阻介于IO3~10 9Ω，能應(yīng)用于需要使用防靜電涂料的場(chǎng) 所，如石油產(chǎn)品儲(chǔ)罐或接觸可燃介質(zhì)的石化、藥品制造、煤炭等行業(yè)，也可應(yīng)用于有導(dǎo)靜電 需求的計(jì)算機(jī)、精密機(jī)械、光學(xué)儀器、電訊等行業(yè)。
[0031] 3、本發(fā)明的低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料的混合粘度小于4000cP，非常便 于施工，可滿(mǎn)足一般無(wú)氣噴涂施工要求。
[0032] 4、本發(fā)明的低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料是一種無(wú)溶劑涂料，可大幅降低 涂料生產(chǎn)、施工、固化過(guò)程中的VOCs揮發(fā)，是一種環(huán)境友好型涂料。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 本發(fā)明是一種低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料，本發(fā)明的重點(diǎn)在于改性碳系 導(dǎo)電填料的制備，正是通過(guò)改性碳系導(dǎo)電填料的添加，才使低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜 電涂料固化形成的涂膜具有優(yōu)異的導(dǎo)靜電性能，滿(mǎn)足多個(gè)行業(yè)關(guān)于導(dǎo)靜電涂料的需求。 [0034] 本發(fā)明的低電阻率無(wú)溶劑環(huán)氧碳系導(dǎo)靜電涂料由甲組分和乙組分共同構(gòu)成，其 中甲組分中含有環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧活性稀釋劑、消泡劑、偶聯(lián)劑、潤(rùn)濕分散劑、改性碳系導(dǎo)電 填料、填料及聚酰胺蠟，乙組分是腰果殼油改性酚醛胺類(lèi)固化劑。環(huán)氧樹(shù)脂或是Ε51，或是 NPEF-170,要求Ε51或是NPEF-170的分子量介于200~500,環(huán)氧當(dāng)量介于200±50g/mol， 環(huán)氧值介于〇. 4~0. 67,環(huán)氧樹(shù)脂中的NPEF-170由臺(tái)灣南亞生產(chǎn)。環(huán)氧活性稀釋劑是植物 油改性環(huán)氧活性稀釋劑、丁基縮水甘油醚、叔碳酸縮水甘油醚、1，6_己二醇二縮水甘油醚、 C12-14縮水甘油醚中的任一種，要求環(huán)氧活性稀釋劑的環(huán)氧當(dāng)量介于300~800g/mol之 間。消泡劑是BYK-A530、BYK-066N、BYK-141中的任一種，或是其任兩種的混合物，或是其三 種的混合物，消泡劑中的BYK-A530、BYK-066N、BYK-141均由BYK公司生產(chǎn)。偶聯(lián)劑是γ -氨 丙基三乙氧基硅烷即標(biāo)號(hào)ΚΗ-550、γ-(2, 3-環(huán)氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯 酸丙酯基三甲氧基