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防静电环氧薄涂地坪涂料配方的配比研制

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防静电环氧薄涂地坪涂料配方的研制

    要:主要研究了影响防静电环氧地坪涂料性能的因素,并对防静电环氧地坪涂料薄涂施工工艺进行了介绍。研究结果表明,环氧树脂加入量、填料的种类和加入量、固化剂种类等因素均对地坪涂料的性能有很大影响。
关键词:防静电环氧地坪涂料薄涂地坪涂料施工工艺
引言
环氧地坪涂料具有良好的使用性能,是工业地坪涂料的一大种类。防静电环氧地坪涂料属特种功能型涂料,它是在环氧树脂中加入导电填料,在使用过程中可以将产生的静电及时导出,防止危害的产生。根据施工方式的不同,防静电环氧地坪涂料可分为薄涂型和自流平型2种。自流平型环氧地坪涂料虽然具有镜面效果,但价格昂贵;薄涂型环氧地坪涂膜厚度一般为0.5-1.0mm,透气性好,由于其用料少、成本低,在某些轻作业场所得到广泛应用。
本文主要介绍防静电环氧地坪涂料的配制及主要影响因素,并介绍薄涂施工工艺。 
防静电环氧地坪涂料的配制
2.1 涂料基本配方
无溶剂型防静电环氧地坪涂料是当今地坪涂料的主流产品,其基本配方见表 1。 
表1 无溶剂防静电环氧地坪涂料基本配方
组分
原料名称
质量分数/%
甲组份
环氧树脂
35-45
5-8
导电填料
15-25
填料
25-35
分散剂
0.5-1.0
0.1-0.3
色膏
0.1-0.5
钛白粉
3.0-4.0
乙组分
固化剂
40
2.2 影响地坪涂料性能的主要因素
2.2.1 基体树脂
选用江苏三木树脂厂的828环氧树脂作为基体树脂,随着加入量的不同,其力学性能有明显的差异树脂的加入量对涂膜拉伸强度和断裂伸长率的影响见图 1~2。 
 
图1 树脂加入量对拉伸强度的影响         图2 树脂加入量对断裂伸长率的影响
由图 l 和图2可以看出,随着树脂加入量的增大,环氧地坪涂料的拉伸强度递增,断裂伸长率则递减。而且增加或递减的幅度很大,说明基体树脂对地坪涂料的性能有决定性的影响。但随着树脂加人量的增加,生产成本必将增加, 在实际生产中应综合考虑,选定合理的树脂加人量,一般加入量为40%-45%。 
2.2.2活性稀释剂
配方中常需加入活性稀释剂以降低体系黏度,便于施工,活性稀释剂含有环氧基,可参加固化反应。常用活性稀释剂性能指标见表 2。
表2 常用活性稀释剂主要技术指标
名称
环氧当量(g/ep)
黏度(25℃)mpa.s
正丁基缩水甘油醚(BGE)
130-140
1.5
烯丙基缩水甘油醚(AGE)
98-102
1.2
苯基缩水甘油醚(PGE)
151-163
7.0
活性稀释剂加入量太少会增大涂料的黏度,减少填料的加入量,从而降低了地坪涂料的硬度、力学性能等;活性稀释剂加入量过多,会导致地坪涂料的涂膜浮 色发花。故活性稀释剂的加入量一般以不超过树脂加入量的15%为宜。 
2.2.3 固化剂
本试验选用 2种固化剂: 美国壳牌公司的1784和3225固化剂。 
1784固化剂是一种黏度极低的改性脂肪胺环氧固化剂,用于在室温下与液体环氧树脂配合,具有良好的耐潮性、耐水性、耐白化性,高硬度、高光泽和颜色稳定性优异。固化剂3225的颜色非常浅, 黏度极低易于施工。因其反应性中等, 可为通用型,用于春秋二季。而且配比较低,利于降低配方成本。 
1784和3225都有各自的优缺点,应根据不同的使用情况来选择合适的固化剂。固化剂的加入量一般 为环氧树脂和活性稀释剂加入量的40%。
2.2.4填料
( 1 ) 填充填料
环氧树脂在固化过程中会产生体积收缩,容易造成应力开裂。为了克服这种弊病,可加入填料,常用的填料有硅微粉、滑石粉和重晶石。硅微粉具有分散流平性好、吸油率低等特点,加入一定量的硅微粉可起到填充增容作用。滑石粉具有优良的湿润和分散性能,优异的悬浮性,也有助于体系中其它的颜料保持悬浮状态。重晶石的吸油量低、密度大、呈粒状或球形结构,具有良好的填充性能,有助于光泽的提高并具有良好的保光性。填充填料的加入量一般控制在25%~35%。 
( 2 ) 导电填料
制备防静电环氧薄涂地坪涂料的主要方法之一就是加入导电填料,其防静电机理是导电填料相互接触形成连续网链,载流子可在网链上运动,从而使涂层防静电。导电填料须在涂层中相互接近以致构成导电通道, 使涂层具有导电性。 因此导电填料要有足够的填充量以形成导电链。但是,导电填料加入量也不能过大, 过大则不能被充分润湿,使涂层的物理机械性能下降。一般情况下,为了达到防静电的要求,表面电阻应为105-10 6Ω。 
本试验采用上海卡吉特化工有限公司的导电石墨粉、导电云母粉、导电硫酸钡、导电钛白粉和导电炭黑。不同加入量的导电填料对地坪表面电阻的影响见表3~7 。
表3 导电石墨粉加入量对表面电阻的影响
加入量/%
5
10
15
17
20
表面电阻/Ω
4.3Х1011
1.1Х1010
5.3Х108
2.4Х105
2.5Х103
表4导电云母粉加入量对表面电阻的影响
加入量/%
5
10
15
17
20
表面电阻/Ω
4.3Х1011
1.1Х1010
5.3Х108
2.4Х105
2.5Х103
 
表5导电云母粉加入量对表面电阻的影响
加入量/%
5
10
15
18
20
表面电阻/Ω
1.8Х1013
1.4Х1011
7.5Х109
2.6Х105
4.5Х104
表6导电硫酸钡加入量对表面电阻的影响
加入量/%
5
10
15
17
20
表面电阻/Ω
4.3Х1011
1.1Х1010
5.3Х108
2.4Х105
2.5Х103
表7导电钛白粉加入量对表面电阻的影响
加入量/%
5
10
15
17
20
25
表面电阻/Ω
1.1Х1013
4.3Х1011
1.5Х1010
1.7Х108
3.7Х105
2.5Х103
表8导电炭黑加入量对表面电阻的影响
加入量/%
5
10
15
17
20
25
表面电阻/Ω
4.4Х1010
6.6Х108
2.2Х107
8.4Х106
2.4Х105
3.5Х103
可见,当导电填料加入量在17%~20%之间时,地坪的表面电阻都能达到防静电的要求。
施工工艺
( 1 ) 基层处理
混凝土基材的含水率进行测定,基层含水率应低于8%,对含水率超标的部位,可采用喷灯烘干。基层平整度偏差应小于2mm,对高低不平处可进行打磨,达到适当的表面粗糙度,增强与基面的结合力。表面应无油污、杂物,无明显渗漏,若局部基层存在裂缝,可用环氧树脂对地面的空隙进行修补。 
( 2 ) 涂刷底涂层
按照配方配制底涂涂料,使用专用工具进行刮涂,厚度不宜过厚,要满涂不露底,使底涂涂料充分浸润基材,一般底涂需要刮涂 2-3道,以增加强度。
( 3 ) 铺设铜箔网和接地
待底涂层固化后,铺设导电铜箔网,铜箔粘贴应平整牢固,需与室内接地端子连接。
( 4 ) 涂刮环氧树脂中涂层
将配料搅拌均匀,刮涂多遍达到所需厚度,刮涂时应先里后外,逐层退至房间出口处,干燥后打磨平整。
( 5 ) 辊涂防静电环氧面层涂料
中层涂层干燥 8h左右后进行面涂层施工。按配方配制面层涂料,面涂一般采用辊涂,也可采用喷涂。施工后注意保持现场清洁, 以保证涂层的外观效果, 且面涂施工完成后 2-3 d内不能载重。 
结语
无溶剂防静电环氧地坪涂料抗静电效果优良、持久,具有耐磨、耐压、耐冲击性能,耐化学腐蚀性能优良,且体系不含溶剂,不会造成二次污染,采用薄涂施工工艺,成本低,可在多个领域广泛使用。


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