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根據眾多電子行業的設計要求和ASTMF150-98(美國材料與試驗協會標準)導電及靜電耗散型彈性地板電阻的測試法,開發出具有國內領先地位的防靜電型環氧樹脂地坪涂料及涂裝工藝,并大量應用于電子行業和滿足航空航天要求。
導靜電地坪涂料的組成
添加型導靜電地坪涂料的主要組成:基料、導電材料、溶劑和其它助劑。在材料組成中,基料(包括環氧樹脂、固化劑)和導電材料的選擇應用,在設計效果中起到至關重要的作用,因此本課題主要對基料、導電材料的應用做了較詳細的驗證說明。
  樹脂的選擇和應用
環氧樹脂涂料對于金屬、混凝土、木材、玻璃等均有優良的附著力,這是由于其分子中含有極性的羥基、醚鍵等,即使濕對濕也有一定的附著。有些樹脂(如不飽和聚酯)固化時體積收縮達11%,產生高內應力,降低了附著力。環氧樹脂固化時體積收縮僅為2%左右,而且環氧分子中的醚鍵分子鏈柔軟便于旋轉,可消除內應力,所以附著力高。環氧樹脂中含有親水的羥基和醚鍵,加上固化劑中的胺基,它們都會影響涂膜的耐水性,但該樹脂中的雙酚A鏈段則有疏水性,2個苯環的剛性屏蔽了羥基和醚鍵,保證了整體漆膜的耐水性。固化后的環氧樹脂的玻璃化溫度較高,有利于其耐水性。環氧樹脂分子中沒有酯鍵,耐堿性優良。在腐蝕微電池的陰極部位呈堿性,普通油脂系漆或醇酸漆極易被皂化破壞。可以說環氧樹脂具有優良防腐蝕涂料所必須具有的耐堿性和附著力(見圖1),是目前應用最為廣泛的地坪涂料用樹脂。為此選用的是一種改性的液體環氧樹脂BYD-7201(環氧當量169~178,黏度4~20Pa·s/25℃)。BYD-7201是丙烯酸改性的雙酚A型液態環氧樹脂,其固化后具有較高的交聯密度和優異的防腐蝕性能,特別適用于具有防腐蝕和防靜電要求的場合。
固化劑的選擇
環氧樹脂配以不同的固化劑可獲得不同性能的涂層。固化劑主要有以下幾種:①脂肪胺及改性脂肪胺。能在室溫固化,黏度低,但因其極易吸潮,漆膜會發白、縮孔,且與空氣中的CO2反應,在膜面上生成氨基甲酸鹽。②芳香胺。耐化學品、耐溫性較好,但固化緩慢,需催化劑。③聚酰胺。可室溫固化,撓性較好,可水下施工,但耐溶劑性不及多元胺。④環氧樹脂與多元胺的加成物。能室溫固化,毒性較低。分為現場加成物和提凈加成物,后者性能較好。⑤酚醛胺。固化迅速,在寒冷季節最為適宜。此固化劑中的苯酚呈弱堿性,能催化環氧基與胺的反應。在這方面美國卡德萊公司生產的固化劑較適用。他們用腰果殼油制得腰果酚,生產出一系列酚醛胺固化劑,這種體系既有低相對分子質量脂肪胺體系的硬度和優良的抗化學腐蝕性能,又有低相對分子質量聚酰胺體系的快速固化和優良的附著力。更重要的是,這種體系對涂裝表面的處理要求不高,有輕度的銹蝕仍然能正常施工,而且可不添加含重金屬的防腐顏料就能達到重防腐涂料的防腐性能要求。形成了低表面處理、單一配方一年四季都能快速重涂的、高效的厚漿型環氧樹脂重防腐體系。為此在導靜電防腐地坪體系中選用卡德萊的NX-5198作為中底涂的固化劑,選用自制改性脂環胺固化劑作為面涂層固化劑,該固化劑能很好地滿足對導靜電防腐地坪體系的性能要求。
防靜電材料的選擇
導電材料可以是無機材料,也可以是高分子抗靜電劑。添加不同的導電材料,其導電機理是不相同的。對于前者,導電涂料形成涂膜后,導電填料之間彼此接觸產生“導電通道”,形成連續導電網絡,或者彼此靠近,由于“隧道效應”,電子越過勢壘,形成電子流通網絡;而抗靜電劑則是由于親水性基團在涂層表面的空氣中定向排列,吸附空氣中的水分子在涂層表面形成一層均勻分布的水膜,或自身離子化,來傳導表面靜電荷,達到消除靜電的目的。

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