一种a2防火级环氧阻燃防静电地坪面漆及其制备方法
技术领域
1.本技术涉及地坪面漆技术领域，更具体地说，它涉及一种a2防火级环氧阻燃防静电地坪面漆及其制备方法。


背景技术：

2.环氧树脂因含有极性高而不易水解的脂肪族羟基和醚键，其漆膜具有附着力好、耐化学品性好、物理机械性能和耐水性好等特点，同时由于环氧树脂与胺类固化剂固化后，其漆膜实际无毒，因而在许多要求无毒的场合，大多使用环氧涂料。
3.作为地坪涂料使用，由于地坪经常受到摩擦容易积聚大量静电荷，从而妨碍生产过程和影响产品质量，严重时则引起火灾、爆炸等事故，防静电地坪涂料能赋予地坪导电性以消除静电的危害，因为近年来被广泛应用于电子、微电子、通讯、精密仪器、航空航天等高新技术行业领域。
4.防静电地坪涂料属于功能涂料，是在涂料中添加导电填料，通过导电填料之间彼此接触产生“导电通道”，形成连续导电网络，或者彼此靠近，由于“隧道效应”，电子越过势垒，形成电子流通网络。导电填料通过采用导电碳纤维、金属填料、石墨粉、导电云母等，要使地坪涂料具有较好的导电性能，就需要较高的导电填料填充量，但填充量过大会导致分散困难，自流平厚涂沉降，且导电填料分布不均也会导致导电性能下降。


技术实现要素：

5.为了提高地坪涂料的防静电、机械强度和施工等综合性能，本技术提供一种a2防火级环氧阻燃防静电地坪面漆。
6.第一方面，本技术提供一种a2防火级环氧阻燃防静电地坪面漆，采用如下的技术方案：一种a2防火级环氧阻燃防静电地坪面漆，包括单独保存、使用时按照重量比(4-6):1进行混合的a组分和b组分；所述a组分包括如下重量份数的原料：环氧树脂25-35份、活性稀释剂3-6份、消泡剂0.2-0.4份、分散剂0.2-0.4份、润湿剂0.2-0.4份、流平剂0.2-0.4份、蜡粉0.5-1份、防沉剂0.5-1份、填料10-15份、阻燃剂30-40份、导电剂1-2份；所述导电剂由导电炭黑、单壁碳纳米导电管和导电碳纤维按照重量比1:2:1组成。
7.所述b组分为胺类固化剂。
8.通过采用上述技术方案，碳纳米管由于量子效应、尺寸效应、表面效应和量子隧道效应等本征特性，相较于其他的单一导电材料或复合导电材料，具有更优异的导电性能。但实际应用中，碳纳米管的分散性较差，容易形成团聚，用量大于1％时，大致粘度急剧增大，影响涂料施工性能和成膜的漆膜机械性能，且用量过多时，导电性能反而呈下降趋势。导电炭黑与导电碳纤维的导电性能稍差于单壁碳纳米导电管，且填充量较高，相应成本也较高。
9.现有市场为解决分散性较差的填料，一般借助耗能耗时的超声辅助分散、有机溶
剂分散或化学改性接枝等方法；而解决导电性能较长的填料，一般通过提高填充量来解决，但是这种提高填充量的方式不仅易带来成本的增加，并且导电性能提升有限。本技术通过选择三种导电填料进行复配，并严格控制三种导电填料的用量比，得到的配方体系仅用常规制备方法即可制成，且不需要采用有机溶剂进行分散，更加环保，最终得到的地坪涂料具有优异的防静电性能、机械性能和施工性能等。
10.本技术中，环氧树脂采用南亚128，其由环氧氯丙烷与双酚a缩聚而成。它是涂料中的最主要成分，决定涂膜最终性能。由于分子结构中含有活泼的环氧集团，他能与多种类型固化剂发生交联而形成不溶不熔的具有三维网状结构的高聚物；且分子结构中含有苯环，能提高材料耐热性，碳碳键能提高材料柔性，醚键提高材料耐药品性，羟基提高材料反应性和接着力。而活性稀释剂苯甲醇缩水甘油醚，其别称692，它是一芳香族族单官能度稀释剂，能够调整面漆的粘附，更好的提高漆膜流平性、光泽和韧性。
11.消泡剂的型号为defom6800，它是一种含疏水粒子的聚硅氧烷化合物，具有极强的破泡与抑泡能力，同时具有极高的效率，在非常低的添加量情况下也具有很好的效果，对高粘度，高膜厚，特别是高固含组份体系均有优异的消泡效果。
12.润湿剂采用润湿剂byk306，能强烈降低表面张力，防止缩孔。
13.流平剂采用流平剂byk354，它是一种丙烯酸酯流平剂，可形成长波流平并防止缩孔，可以轻微降低表面张力，对重涂和层间附着力无不利影响，并兼具消泡和脱泡功能，其与润湿剂byk306复配使用能起到很好的互补效果。
14.蜡粉采用卡莱恩9610f，它是一种高硬度聚乙烯和聚四氟乙烯共聚物微细粉末蜡，能提供漆膜表面顺滑的手感，提高漆膜耐磨性、抗刮伤性和防水性。
15.本技术所采用的环氧树脂、活性稀释剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和流平剂、蜡粉、防沉剂、填料、阻燃剂、导电剂和胺类固化剂均为绿色环保材料，其本身均不会产生刺激性的气味，复合绿色环保的技术要求。
16.进一步优选为，所述a组分还包括18-25重量份数的环氧色浆。
17.通过采用上述技术方案，环氧色浆主要起调色、成膜作用，其能提高材料的装饰效果。
18.进一步优选为，所述环氧色浆由环氧树脂、颜料、活性稀释剂和分散剂经分散搅拌研磨制备而成。
19.通过采用上述技术方案，环氧色浆选用与主体组分相同或相近的原料，例如环氧树脂，由此能够降低环氧色浆的将入对涂料整体性能的影响，提高了环氧色浆与主漆的相容性。
20.进一步优选为，所述环氧树脂为双酚a二缩水甘油醚、双酚f二缩水甘油醚中的一种或两种；优选的，本技术各实施例中的环氧树脂采用双酚a二缩水甘油醚，其具体型号选择南亚128。
21.通过采用上述技术方案，双酚a二缩水甘油醚由双酚a和环氧氯丙烷缩聚而得，它是材料的主要活性成份，和固化剂固化后具有高硬度、高韧性、高光泽、耐药品性佳的特点。而双酚f二缩水甘油醚，是由苯酚与甲醛在酸性催化剂下反应生成双酚f，再与环氧氯丙烷在氢氧化钠催化下进行缩聚反应制得，具有粘度低和耐腐蚀性优的特点。由此采用上述两种中的任意一种均能提高面漆良好的耐热性、耐水性和耐化性能。
22.进一步优选为，所述活性稀释剂为苯甲醇缩水甘油醚、c12～14烷基缩水甘油醚、1,4-丁二醇缩水甘油醚中一种或多种组成的混合物；优选的，本技术具体实施方式中的活性稀释剂采用苯甲醇缩水甘油醚，其具体型号选择692。
23.通过采用上述技术方案，苯甲醇缩水甘油醚，俗称692，它是一种芳香族活性稀释剂，能在不影响材料硬度情况下很好的降低面漆粘度，c12～14烷基缩水甘油醚，俗称age，它是一种长链型脂肪族活性稀释剂，能很好降低面漆粘度，提高材料柔韧性；1,4-丁二醇缩水甘油醚，俗称622，双官能团，高环氧值，它具有高反应性、高韧性、低粘度，是一种很好的树脂改性剂。上述三种稀释剂的加入都能很好的提高材料的流平性，提高漆膜光泽及柔韧性。
24.进一步优选为，所述分散剂采用分散剂byk110。
25.通过采用上述技术方案，分散剂byk110为一种含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液，能明显改进颜料润湿分散性，提高漆膜的光泽度。
26.进一步优选为，所述颜料为钛白粉、炭黑、酞青蓝、酞青绿中的一种或多种；所述填料为氢氧化铝、硅微粉中的一种或两种组成的混合物；所述防沉剂为气相二氧化硅、有机膨润土和聚酰胺蜡中的一种或多种。
27.通过采用上述技术方案，钛白粉为金红石型钛白粉，其具有高分散、高耐候、高遮盖力、稳定性及佳；碳黑为色素碳黑，其主要成分为乙炔碳；酞青蓝是一种有机颜料，其别称为铜酞青；酞青绿是酞青蓝颜料，其中大部分氢原子被氯取代；由此上述几种颜料均为环保颜料。
28.氢氧化铝是一种高白填料，能提供很好的物理机械性能，其受热分解放出结晶水，分解过程为吸热反应，吸收大量热量，可起到冷却聚合物作用，同时水蒸气可以稀释可燃气体，抑制燃烧蔓延，而分解出的三氧化二铝，它会催化聚合物的热氧交联反应，在聚合物表面形成一层碳化膜，碳化膜会减弱燃烧时的传递、传质效应，从而起到阻燃作用，它是一种功能性填料；硅微粉主体成分为二氧化硅，其耐高温耐腐蚀，高硬度，并且能起到良好的耐火性。
29.气相二氧化硅型号为卡博特m5，其疏松多孔，表面积大，能和树脂、颜填料之间形成物理键合，使各组分达到均一效果；聚酰胺蜡，其通过溶剂的有效活化，在油漆中能形成强大的网络结构；有机膨润土，型号为华特bp186，是一种无机矿物/有机铵复合物，以膨润土为原料，利用膨润土中蒙脱石的片层状结构及其能在溶剂中溶胀分散成胶体级粘粒特性，通过离子交换技术插入有机覆盖剂而制成，其能在树脂中形成凝胶而具有良好的触变性；由此通过加入上述防沉剂能有效防止填料和颜料的沉降。
30.进一步优选为，所述阻燃剂为十溴二苯醚、三氧化二锑、聚磷酸铵中的一种或多种组成的混合物；优选的，本技术具体实施方式中的阻燃剂采用三氧化二锑。
31.通过采用上述技术方案，三氧化二锑，其化学式为sb2o3，白色粉末。由辉锑矿煅烧氧化生成物sb2o3，进行提纯除去砷和铁，再以炭还原成金属锑，进一步熔炼提纯，再氧化得纯sb2o3。其在燃烧初期，首先熔融，在材料表面形成保护膜隔绝空气，通过内部吸热反应降低燃烧温度；在高温状态下被气化，稀释空气氧浓度从而起到阻燃作用。
32.进一步优选为，所述胺类固化剂为改性脂肪胺固化剂2771、改性聚醚胺c16中的一种或两种组成的混合物；优选的，本技术具体实施方式中的胺类固化剂采用改性聚醚胺
c16。
33.通过采用上述技术方案，c16固化剂是一种聚醚胺改性固化剂，其原料安全环保，具有较长的开放时间，和a组分反应固化后能得到高光泽高韧性和高耐水性的漆膜。
34.第二方面，本技术提供一种a2防火级环氧阻燃防静电地坪面漆的制备方法，采用如下的技术方案：所述a组分包括以下制备步骤：s1，将环氧树脂、活性稀释剂混合，于400-600rpm/min速度下搅拌均匀，加入分散剂、消泡剂、润湿剂和流平剂，继续搅拌5-10min，得到混合物a；s2，将蜡粉和防沉剂加入s1得到的混合物中，于800-1000rpm/min的速度下分散10-15min，加入填料和分散剂，于1000-1200rpm/min下继续分散30min以上，得到混合物b；s3，将环氧色浆加入到混合物b中进行调色处理，检测合格后，加入导电剂，继续分散10min以上，出料包装。
35.综上所述，本技术具有以下有益效果：(1)本技术通过选择三种导电填料进行复配，并严格控制三种导电填料的用量比，得到的配方体系仅用常规制备方法即可制成，且不需要采用有机溶剂进行分散，更加环保，最终得到的地坪涂料具有优异的防静电性能、机械性能和施工性能等；(2)本技术所采用的环氧树脂、活性稀释剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和流平剂、蜡粉、防沉剂、填料、阻燃剂、导电剂和胺类固化剂均为绿色环保材料，其本身均不会产生刺激性的气味，复合绿色环保的技术要求；(3)本技术通过加入适合配方体系的阻燃剂，能够赋予地坪涂料良好的阻燃性能，使其达到a2级防火等级。
具体实施方式
36.下面结合实施例对本技术作进一步详细说明。
37.本技术各实施例和对比例中所采用的导电炭黑购自天津优盟化工科技有限公司，单壁碳纳米导电管购自上海紫一试剂厂，导电碳纤维购自东莞市磐实新材料有限公司。实施例
38.实施例1一种a2防火级环氧阻燃防静电地坪面漆，包括单独保存、使用时按照重量比4:1的a组分和b组分，其中a组分中各原料及其重量如表1所示，b组分采用成品包装的改性聚醚胺c16。
39.其中a组分通过如下步骤制备获得：s1，将环氧树脂、活性稀释剂加入到搅拌釜中混合，开启分散剂，于400rpm/min速度下搅拌均匀，加入分散剂、消泡剂、润湿剂和流平剂，继续搅拌5min，得到混合物a；s2，将蜡粉和防沉剂加入s1得到的混合物中，于800rpm/min的速度下分散10min，加入填料和分散剂，于1000rpm/min下继续分散30min，得到混合物b；s3，检测细度小于50μm后，加入导电剂，于1000rpm/min下分散10min出料包装。
40.本实施例中的导电剂采用导电炭黑、单壁碳纳米导电管和导电碳纤维并按照重量比1:2:1组成。
41.实施例2-5一种a2防火级环氧阻燃防静电地坪面漆，与实施例1的不同之处在于，a组分中各原料及其相应的重量如表1所示。
42.表1实施例1-5中a组分中各原料及其重量(kg)实施例6一种a2防火级环氧阻燃防静电地坪面漆，与实施例1的不同之处在于，a组分在制备步骤s2后，还采用环氧色浆进行调色处理，本实施例中的环氧色浆由环氧树脂、颜料、活性稀释剂和分散剂按照重量比1:1:0.2:0.2并经过常规分散搅拌研磨的方法制备得到。
43.对比例对比例1一种地坪面漆，与实施例1的不同之处在于，导电剂采用导电炭黑、单壁碳纳米导电管和导电碳纤维并按照重量比1:1:1组成。
44.对比例2一种地坪面漆，与实施例1的不同之处在于，导电剂采用导电炭黑和单壁碳纳米导电管并按照重量比1:2组成。
45.对比例3一种地坪面漆，与实施例1的不同之处在于，导电剂采用单壁碳纳米导电管和导电碳纤维并按照重量比2:1组成。
46.对比例4一种地坪面漆，与实施例1的不同之处在于，导电剂采用导电炭黑和导电碳纤维并按照重量比1:1组成。
47.性能检测试验分别对实施例1-6和对比例1-4制得的地坪面漆进行性能检测，测试依据标准如
下：gb/t 1728-79漆膜、腻子膜干燥时间测定法；gb/t 6739-1996涂膜硬度铅笔测定法；gb/t 1768-79漆膜耐磨性测定法；gb/t 9274-88漆膜耐水性测定法；gb/t 5210-1985涂层附着力的测定法拉开法；gb50515-2010导(防)静电地面设计规范；gb/t 14402-2007建筑材料燃烧热值试验方法；gb/t 11785-2005铺地材料的燃烧性能测定。
48.技术要求如表2所示。
49.测试结果计入表3和表4中。
50.表2技术要求表2技术要求表3实施例1-6性能测试结果
表4对比例1-4性能测试结果
结合表3、表4的测试结果，可以看出添加有任一两种以上的导电剂，得到的地坪面漆的防静电性能均能达到技术要求，但是具体的防静电性能和机械性能却相差较大。
51.将实施例1-6的测试结果进行比较，可以看出实施例3的导电性能最优，防静电性能最好，且耐磨性相较于其他实施例也最优异，说明实施例3的配方体系为最优的配方体系，得到的地坪面漆具有良好的防静电性能和机械性能。
52.将实施例1和对比例1-4的测试结果进行比较，可以看出上述实施例1的导电性能和耐磨性能明显优于对比例1-4，且对比例1-4的测试结果逐渐变差，综上说明本技术中采用导电炭黑、单壁碳纳米导电管和导电碳纤维按照1:2:1的比例进行复配使用，不仅能提高地坪面漆的防静电性能，且能解决单一组分使用而带来的机械性能较差或防静电性能不佳的问题。
53.以上所述仅是本技术的优选实施方式，本技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本技术思路下的技术方案均属于本技术的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。