环氧抗静电地板的研制和应用

简介： 介绍了溶剂型环氧抗静电地坪涂料和无溶剂环氧自流平抗静电地坪的研制过程、性能特点及应用范围。
关键词：自流平、抗静电、地板、地坪、工业地坪漆工程
一、前言
一般来讲，涂膜表面电阻值在1012以下即可消除积累在涂膜表面的静电荷，美国材料与试验协会标准ASTM F150-98将电阻值在2.5 X 104-1.0 X 106欧姆的地板称为导电地板;而将电阻值为1.0 X 106-9欧姆的地板称为静电耗散性地板,都可以防止静电荷的积累。以前，在需要采用防静电地面的场所，大多采用粘贴防静电板材的方法，但近年来，随着抗静电涂料技术的进步，采用抗静电地坪涂料涂装混凝土或水泥地面，以获得抗静电地面，这一方法越来越得到广泛采用，和传统贴板方式相比，具有表面平整美观、整体无缝、易清洁、易维修、抗静电效果长期持久有效、造价低等特点，可广泛适用于电子电器制造厂车间、仓库，微机房，电气控制室，印刷厂，纺织厂等一切需防静电或防爆场所地面涂装。
二、防静电地坪的施工简介
一般抗静电地坪的施工有两种常用的方式，即普通涂装型和自流平型，下表对此作一简要介绍：
项目 采用材料 施工方法 主要特点
普通型 封闭底漆，导电铜铂或铜网，抗静电腻子或中涂漆抗静电面漆 地面处理-涂封闭底漆-铺导电铜铂接地-刮导电腻子或涂导电中涂漆-打磨平整-涂抗静电面漆（喷涂、刷涂或辊涂） 总涂膜厚0.2-0.5mm,抗静电面层厚度约0.1-0.2mm（涂两道），造价低，涂装时有溶剂释放，表面平整度及面层耐磨使用寿命不如自流平型。
自流平型 封闭底漆，导电铜铂或铜网，抗静电腻子或砂浆，无溶剂自流平抗静电地坪漆 地面处理-涂封闭底漆-铺导电铜铂接地-导电腻子或砂浆-镘涂或高压无气喷涂无溶剂自流平抗静电面漆 总涂膜厚1-3Mm或更厚，抗静电面层厚度在0.7mm以上，涂装时无溶剂释放，施工方便快捷，表面平整美观，防静电面层耐磨损寿命在20年以上。
三、防静电地坪面漆的研制
1、导电介质的选用：
一般来说，制作防静电地坪涂料所能选用的导电介质有以下几种:
方法 物质种类 作用原理 性能特点
加入防静电剂 一般为季铵盐类防静电剂，多为表面活性剂　
1.防静电剂渗出排列于涂膜表面，具吸湿性，吸附空气中水份，形成水膜，从而形成导电通路，增加电荷通向空气的电传导，从而消除静电；
2.防静电剂的润滑作用减少了表面磨擦，从而减少电荷产生。
1.初期涂膜表面电阻低,抗静电效果好，但随着防静电剂的不断渗出，在打扫卫生时损耗，一段时间后，抗静电能力下降甚至消失。
2.成本低，且涂料颜色不受限制。
3.在干燥环境下防静电能力差。
使用导电物质 金属粉体 涂膜干燥固化后,导电物质相互接触，从而产生导电和防静电能力。　
1.制漆难度大，成本高。涂料颜色受导电物质一定限制，但基本能制作各种颜色的防静电涂料。
2.涂膜防静电能力不受表面清洁、磨损及空气湿度等因素影响，防静电效果长期持久有效。
导电碳黑或石墨等碳系导电介质　
金属氧化物复合导电粉，如导电云母粉、导电石英粉，导电氧化锌、导电钛白等　
2、环氧抗静电地坪涂料的研制
2.1导电介质的选用
目前，环氧地坪涂料已经得到了广泛应用，技术上比较成熟，如何在此基础上使之具有抗静电性能，是研制工作中的关键，而选择一种适用的导电物质则是关键中的关键。
碳系导电物质主要是石墨和碳黑，是防静电涂料中比较常用的导电物质，其导电性较好，价格便宜，但由于其比表面积大，吸油量高，在制作无溶剂抗静电涂料时添加量稍大时涂料的粘度上升，自流平性变差，因此只能作为辅助添加导电物质，但可用于制作溶剂型抗静电涂料及导电腻子，颜色只能是黑色或深色。
金属导电介质：导电性能好，但涂料颜色受金属粉体色限制，该类粉末比重大，易沉降，在漆膜中易下沉，与空气接触易氧化（而惰性金属价贵），这都易导致涂膜导电性能不稳定。
金属氧化物复合导电粉：颜色浅，可制作各色抗静电涂料，导电性能基本能够满足要求，吸油量适中，价格较高。
根据上述导电介质的特性，制用无溶剂环氧自流平抗静电地坪涂料宜选用金属氧化物复合导电粉，包括导电云母粉、导电石英粉、导电氧化锌、导电钛白粉等，性能如下表（各个厂家生产的产品有一定差异）：
导电介质名称 吸油量 比重 导电性 色泽 细度 价格
导电云母粉 较高 中 好 浅灰色 中-高 中
导电石英粉 中 大 较好 浅灰色 不高 低
导电氧化锌 较高 中 一般 较浅 高 高
导电碳白粉 较高 中 一般 *浅 高 高
具体到某种颜色的自流平抗静电地坪涂料，宜根据颜色深浅度及防静电电阻要求选用一种导电介质或几种导电介质配合使用。
2.2成膜基料的选用
无溶剂环氧自流平抗静电地坪涂料应选用低分子量的环氧树脂配以活性稀释剂及非活性稀释剂与固化剂反应成膜。
溶剂型环氧抗静电地坪涂料可选用中等分子量的环氧树脂与胺类固化剂作为成膜物质。
2.3助剂的选用
由于导电介质与基料及着色颜料的相容性不佳，所以须选用合适的润湿分散剂以解决浮色发花现象，同时，对颜料的选用和分散应加以重视。
由于导电粉沉降易导致漆膜表面抗静电性能下降，特别是自流平产品，涂膜厚，表干时间长，沉降更易发生。因而采用一些助剂避免此种现象的发生是必要的，同时需防止涂料流平性受助剂影响而下降。
另外，还需选用流平剂、消泡剂等助剂。
2.4固化剂的选用
对于自流平抗静电地坪涂料，一般选用改性脂肪胺类固化剂，并根据施工环境的温度选用不同凝胶时间的产品，既要考虑涂料要有适当的使用期以便于施工操作，又要考虑干燥时间不能太长，避免导电粉沉降现象加重。
对于溶剂型防静电地坪涂料，可选用聚酰胺或其它胺类固化剂。
2.5生产工艺
2.6涂料性能指标如下:
①. 溶剂型环氧防静电地坪涂料
项 目 指 标
在容器中状态 搅拌后无结块
漆膜颜色及外观 符合标准色卡及色差范围，表面平整光滑
粘度(涂-4杯，甲乙混合)，S ≥40
干燥时间 表干 ≤1h
实干 ≤24h
冲击强度，kg.cm ≥40
柔韧性，mm 1
附着力(划格法)，级 ≤1
表面硬度 ≥2H
遮盖力，g/m2 蓝、绿、红、黑 浅灰、黄 ≤70≤120
光泽，600∠，％ 有光 ≥60
半光 30-60
哑光 ≤30
耐磨性(750g,500N)，mg ≤25
耐洗刷性，次 ≥10000
耐3％盐水(30天) 不起泡，不脱落
耐水性(30天) 不起泡，不脱落
防静电电阻，Ω 105-108(ASTM F150-98)
②. 无溶剂环氧自流平抗静电地坪涂料
项 目 指 标
在容器中状态 甲：均匀稠厚流体，无结块乙：无色透明均匀流体
漆膜颜色及外观 符合标准色卡及色差范围，表面平整光亮
粘度(NDJ-79粘度计，甲乙混合)，MPa•S 1500-3000
固体含量，％ ≥96
干燥时间 夏用型(35℃) 表干 ≤ ≤4h
实干 ≤ ≤8h
冬用型(15℃) 表干 ≤ ≤6h
实干 ≤ ≤12h
流平性，Min ≤8
表面硬度 ≥2H
光泽，600∠，％ ≥60
耐磨性(750g,500N)，mg ≤25
耐洗刷性，次 ≥10000
防静电电阻，Ω 105-108(ASTM F150-98)
耐酸性(PH=1的硫酸,30天) 无异常
耐碱性(10％氢氧化钠,30天) 无异常
耐3％盐水(30天) 无异常