無溶劑防靜電自流平地坪涂料及涂裝工藝

1、無溶劑防靜電自流平地坪涂料及涂裝工藝摘要：討論了無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料的配方設(shè)計(jì)及其主要成分對(duì)涂膜防靜電及理化性能的影響，并給出了無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料的配方實(shí)例及性能，介紹了無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂裝系統(tǒng)的施工工藝。      關(guān)鍵詞：防靜電；自流平地坪涂料；配方設(shè)計(jì)；施工工藝      現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的迅速發(fā)展對(duì)廠房、車間地坪提出越來越高的要求：第一，高度清潔。要求車間地坪耐腐蝕、潔凈和耐磨，室內(nèi)空氣含塵量盡量低，這不僅是改善勞動(dòng)條件的需求，更是產(chǎn)品質(zhì)量的保證；第二，消除靜電累積。地坪由

2、于經(jīng)常受磨擦容易積聚大量靜電荷，從而妨礙生產(chǎn)操作、干擾精密儀器工作和影響產(chǎn)品加工精度，甚至引起火災(zāi)、爆炸等事故。      無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料是以環(huán)氧樹脂為成膜物，以自流平的施工方法成型于混凝土地坪面層的高性能的防靜電功能型涂料，滿足了現(xiàn)代科技和生產(chǎn)發(fā)展對(duì)地坪的要求，廣泛應(yīng)用于電子、計(jì)算機(jī)、航空、通訊、石油、醫(yī)藥等領(lǐng)域。      與溶劑型防靜電環(huán)氧地坪涂料n和水性防靜電環(huán)氧地坪涂料21不同，無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料的特點(diǎn)為：基本無VOC排放，對(duì)環(huán)境友好；防靜電效果優(yōu)良、持久，表面電阻和體積電阻達(dá)

3、到106108；自流平性好，一次成膜在1mm以上，施工簡(jiǎn)便；涂膜堅(jiān)韌、耐磨、耐化學(xué)品、無毒、不助燃；涂膜表面平整光潔，具有很好的裝飾性，可以滿足100級(jí)潔凈度要求等級(jí)。      1配方設(shè)計(jì)      11樹脂和固化劑的選擇      環(huán)氧樹脂具有力學(xué)性能好、黏結(jié)性能高、固化收縮率低以及綜合性能好等特點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛的地坪涂料用合成樹脂。環(huán)氧樹脂的類型及相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)涂料性能的影響很大，雙酚F型液體環(huán)氧樹脂的黏度很低、流平性好，但價(jià)格偏高；環(huán)氧樹脂E-44為半固態(tài)，黏度

4、高，加入顏填料后難以自流平。在此選用電阻率相對(duì)較小、黏度較低、綜合性能優(yōu)良且價(jià)格適中的雙酚A型液體環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量190左右，如國產(chǎn)E-51、Shell828、DER331)作為無溶劑地坪涂料用樹脂。      固化劑是影響自流平地坪涂料表面狀況的主要因素之一，為此合成了一種黏度較低、顏色極淺、固化速度適宜的改性脂環(huán)類胺固化劑31(性能指標(biāo)見表1，紅外光譜見圖1)，可代替美國AIRPRODUCTS公司的Ancaminel618作為無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料面漆固化劑，用其固化的涂膜具有表面光澤高、耐水性好、耐化學(xué)品性好、機(jī)械性能高等優(yōu)點(diǎn)。 

5、;     同時(shí)，針對(duì)地區(qū)氣候和季節(jié)的差異，選用不同類型的固化劑或固化體系，使產(chǎn)品調(diào)節(jié)到一個(gè)最佳的適合點(diǎn)，以保證施工質(zhì)量和產(chǎn)品性能。      l-2導(dǎo)電材料的選擇      導(dǎo)電涂料中常用的導(dǎo)電材料包括金屬系填料、碳系填料、金屬氧化物系填料以及復(fù)合導(dǎo)電填料等。金屬系填料存在價(jià)格昂貴、防氧化性差及易沉降等缺點(diǎn)；碳系填料也有分散性差、顏色深且單一等問題；金屬氧化物系填料由于技術(shù)和成本問題，目前還沒有得到廣泛應(yīng)用；復(fù)合導(dǎo)電填料由于色澤較淺、粉末電阻低，應(yīng)用較為廣泛。   

6、;   選擇優(yōu)級(jí)間接法氧化鋅和淺色超細(xì)導(dǎo)電粉2種導(dǎo)電材料進(jìn)行復(fù)配，產(chǎn)生協(xié)同作用，防靜電效果優(yōu)良。不同氧化鋅導(dǎo)電粉比例下防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料的表面電阻與導(dǎo)電材料添加量關(guān)系見圖2。      由圖2可以看出，當(dāng)氧化鋅導(dǎo)電粉質(zhì)量比為1:(23)，導(dǎo)電材料總加入量為3040時(shí)，涂料的表面電阻可達(dá)到106108，完全符合地坪防靜電的要求。      與一般導(dǎo)電材料相比較，氧化鋅導(dǎo)電粉復(fù)配導(dǎo)電填料體系具有如下優(yōu)勢(shì)。      (1)賦予涂膜高效、持久的導(dǎo)電性能。超

7、細(xì)導(dǎo)電云母粉是在微品片狀云母表面包覆一層或幾層化學(xué)性能穩(wěn)定、電導(dǎo)率高的納米導(dǎo)電物質(zhì)(SnO2Sb2O3)復(fù)合而成，其粉體電阻率可降到80·cm以下。氧化鋅分散到基材中時(shí)能在體系中形成非常有效的導(dǎo)電通道，兩者發(fā)揮協(xié)同作用，比各自單獨(dú)使用導(dǎo)電效果更優(yōu)。      (2)易調(diào)色性。超細(xì)導(dǎo)電云母粉粉體呈淺灰色，而氧化鋅本身是一種白色顏料，兩者復(fù)合可與顏料組合成接近白色或其他各種顏色。      (3)由于該體系的高強(qiáng)度和高模量，因此不僅不會(huì)影響涂料的力學(xué)性能，反而能增強(qiáng)涂料的耐沖擊性、耐候性和附著力。 

8、     (4)超細(xì)導(dǎo)電云母粉加入量較少，在合適的體系黏度下不會(huì)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，解決了防靜電涂料貯存穩(wěn)定性差的問題。      13活性稀釋劑和顏填料的選擇      目前大多數(shù)國內(nèi)廠家采用BGE、501(丁基縮水甘油醚)等材料作為環(huán)氧自流平地坪涂料的活性稀釋劑，這類材料的表面張力大、蒸氣壓較高，易造成流平性不佳且易揮發(fā)，不利于環(huán)保，歐美等發(fā)達(dá)國家已不使用。此外，過量的活性稀釋劑與胺固化時(shí)將生成相對(duì)分子質(zhì)量較小的聚合物，影響涂層機(jī)械性能和耐化學(xué)品性能。在體系中加入占環(huán)氧樹脂質(zhì)量10左右的

9、AGE(C1214）。脂肪族縮水甘油醚)，涂料的流平性、機(jī)械性和耐化學(xué)品性能良好。      顏料在涂料中起著色和遮蓋?、氧化鐵等)及部分有機(jī)顏料，因涂層較厚，少量顏料即可滿足遮蓋要求。填料的適量加入不僅能提高涂層的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，而且能減少環(huán)氧樹脂固化時(shí)的體積收縮及降低成本，并賦予涂料良好的貯存穩(wěn)定性。選用的填料為低吸油量、細(xì)度適中、性能穩(wěn)定的滑石粉、重晶石粉等。      14助劑的選擇      無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料對(duì)涂膜的要求極高，施工時(shí)既要使涂膜在有限的

10、時(shí)間內(nèi)充分流平，避免浮色、發(fā)花等，又要求厚膜中的氣泡迅速排出而膜表面不留下任何缺陷，因此，分散劑、流平劑、消泡劑等助劑的選擇及用量是極為關(guān)鍵的。一方面通過加入各類助劑，降低成膜時(shí)的表面張力，有利于涂膜的流平和消泡；另一方面又要防止這類助劑過多加入會(huì)產(chǎn)生不相容物，對(duì)涂料體系的施工和理化性能產(chǎn)生不利影響。      無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料的顏填料含量高，易沉降，黏度大，對(duì)底材潤(rùn)濕不好，不易流平，因此必須加入高聚物類潤(rùn)濕分散劑，以防止顏料沉淀、浮色、發(fā)花，并降低體系黏度，促進(jìn)流平。經(jīng)過多次試驗(yàn)，選用了荷蘭埃夫卡公司的新型高分子聚氨酯分散劑EFKA405

11、0，效果很好。      防靜電環(huán)氧自流平涂料的黏度較高，為降低體系的表面張力，避免成膜過程中發(fā)生縮孔、漩渦、桔皮等現(xiàn)象，提高涂料的流平性能，改善涂層外觀和質(zhì)量，需加入一些流平劑。經(jīng)過試驗(yàn)，選擇了無硅丙烯酸聚合物，例如日本楠本化成的L-1982、德國漢高公司的PERENOLF60進(jìn)行復(fù)配，流平效果優(yōu)異。      因生產(chǎn)和施工中會(huì)帶入空氣，而自流平涂料黏度較高，氣泡不易逸出。為了獲得良好的漆膜外觀，避免產(chǎn)生針孔、氣泡等缺陷，還需加入消泡劑。經(jīng)試驗(yàn)，選用荷蘭埃夫卡公司的EFKA2722和臺(tái)灣德謙公司的6800進(jìn)行復(fù)配

12、，消泡效果好。      此外，為了獲得適宜的黏度，改善流平性，在配方體系中加入23的環(huán)保型非活性環(huán)氧樹脂增韌稀釋劑，它在涂膜固化過程中緩慢釋放，具有提高環(huán)氧樹脂韌性的作用。      15配方、制備與性能      表2為無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料配方。      將環(huán)氧樹脂、顏料、填料、活性與非活性稀釋劑、助劑等混合攪拌均勻，在三輥磨上研磨至一定細(xì)度，加入導(dǎo)電粉，均勻分散，制得主劑；涂裝時(shí)將主劑和等當(dāng)量的固化劑混合均勻，即可以鏝

13、涂方式進(jìn)行自流平施工。該涂料的技術(shù)指標(biāo)見表3。      2施工工藝      21施工準(zhǔn)備      工具：水泥打磨機(jī)、吸塵器、攪拌機(jī)、計(jì)量器具、刮刀等。      材料：防靜電環(huán)氧底漆(主劑和固化劑)、無溶劑防靜電環(huán)氧自流平面漆(主劑和固化劑)、導(dǎo)電銅箔、石英砂、石英粉等。      22基層處理      施工時(shí)須清除混凝土地坪基層的水泥凸起物及空鼓，

14、對(duì)開裂及有缺陷的孔洞進(jìn)行修補(bǔ)，清除油污和潮濕部分，然后進(jìn)行打磨處理，獲得適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙?，必要時(shí)需噴砂處理。      合格的混凝土地坪基層指標(biāo)見表4。            施工現(xiàn)場(chǎng)要求：空氣相對(duì)濕度小于85，氣溫不低于5。      24施工工藝      (1)防靜電底涂      將防靜電底漆攪拌均勻后，用刮刀滿刮地坪。 

15、60;   (2)貼導(dǎo)電銅箔      待底漆干燥后，測(cè)量地坪的電阻率(要求l04·m以下)，按3m×3m的間隔貼導(dǎo)電銅箔，建立靜電耗散泄漏層，并按每500m2接一個(gè)接地裝置，組成完整的靜電泄漏體系。      (3)刮環(huán)氧防靜電砂漿中層漆      用防靜電底漆和石英砂按一定的配比攪拌均勻調(diào)成環(huán)氧防靜電砂漿，用刮刀滿刮地坪13遍(具體遍數(shù)視工程厚度要求而定)，每遍環(huán)氧砂漿刮涂厚度控制在1mm。    &#

16、160; (4)刮第一遍膩?zhàn)?#160;     環(huán)氧防靜電砂漿中層漆干燥后，測(cè)量地坪的電阻率(要求104·m以下)。用環(huán)氧防靜電底漆和石英粉按配比攪拌均勻調(diào)成環(huán)氧防靜電膩?zhàn)?，用刮刀滿刮一遍，然后對(duì)部分有缺陷孔洞進(jìn)行點(diǎn)補(bǔ)。      (5)刮第二遍膩?zhàn)?#160;     第一遍膩?zhàn)痈稍锖螅脽o溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂料主劑、固化劑和石英粉按配比攪拌均勻調(diào)成環(huán)氧面漆膩?zhàn)樱霉蔚稘M刮一遍。      (6)打磨      第二遍膩?zhàn)痈稍锖簏c(diǎn)補(bǔ)孔洞，然后用細(xì)砂皮紙整體打磨、吸塵。      (7)鏝涂防靜電環(huán)氧自流平面漆      測(cè)量地坪的電阻率(要求105·m以下)，將無溶劑防靜電環(huán)氧自流平主劑和固化劑按配比混合攪拌均勻，用鏝刀進(jìn)行自流平施工，同時(shí)用消泡滾筒進(jìn)行消泡，確保表面顏色均一、平整、無氣泡。      圖3為無溶劑防靜電環(huán)氧自流平地坪涂裝系統(tǒng)施工剖面圖。