[发明专利]石墨烯防静电地坪涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别是涉及一种石墨烯防静电地坪涂料及其制备方法。

背景技术

静电的产生和积累给现代生活、生产和科学活动带来很多麻烦，甚至是灾难。如果大量集聚的静电荷不能及时释放，就会损坏电器设备，甚至产生火灾、爆炸等事故。在机械设备、化工企业、建筑装修等行业中，材料腐蚀、静电和电磁干扰问题非常严重，尤其是在高湿度、高腐蚀、高辐射、高静电的环境中，腐蚀和静电大幅度降低了产品的使用性能和寿命，危害人体健康，甚至有时还会因腐蚀和静电引发爆炸起火，造成经济和生命财产损失，因此搞好防腐蚀、防静电、抗电磁干扰工作具有十分重要的意义。防静电地坪涂料作为一种功能性涂料，它能赋予地坪导电性以消除静电的危害，且由于其生产设备简单、施工方便、成本低廉，因而近10年来被广泛用于电子、建筑、航空、军事等领域。

中国专利CN1594470A公开了一种“高固体份防静电环氧地坪涂料”，其采用导电粉作为外添加导电材料，表面电阻达105-107Ω，表观和理化性能好。虽然导电粉在涂料中能均匀分布，但在实际施工过程中，涂层的最终导电性能易于受到众多因素的影响，如：导电粉沉降、施工厚度、环境温度、配套底涂等，使得防静电地坪的最终导电性能不稳定。中国专利CN1854217公开了一种“导静电型环氧树脂地坪涂料及其涂装工艺”，其采用导电纤维作为外添加导电材料，表面、体积电阻达105-107Ω，导电性能稳定持久，表观和理化性能好。但在涂料搅拌过程中，导电纤维不能完全均匀分布，并且部分导电纤维会因为搅拌而弯曲，弯曲后的导电纤维顶端与涂层的距离拉长，就可能无法传导静电，导电纤维弯曲的区域和无分布的区域，就形成了防静电地坪的导电盲区。

现行行业标准SJ/T 11294-2003中，指出了防静电地坪面漆的行业标准，即导静电型地坪涂料表面电阻要在5×104-1×106Ω，静电耗散型地坪涂料要在1×106-1×109Ω。

传统的防静电地坪涂料以低导电性能材料架构，有导电性能不稳定、用量大、易沉降；最终导电性能受施工影响因素较大；涂层物理机械性能不佳等缺陷。并且常规的防静电型环氧树脂地坪会出现地坪裂纹及导电带断裂的情况，导电系数不稳定，使用寿命短，一次性使用不易修复，磨耗较重时导电带损坏不能够连接，该地坪需重新制作，维护保养成本较高。

石墨烯(graphene)是由单层碳原子紧密堆积成的具有二维片层结构的一种碳质新材料，具有优异的电性能和高的径厚比(>200)以及薄的片层结构(＜lnm)，是已知最薄、最强的材料。在石墨烯中，碳原子的排列就像鸡爪印网，每一层非常薄，呈透明状，具有非常大的比表面积。迪拉吉·普拉赛(Dhiraj Prasai)和他的同事们指出，使用原子薄层石墨烯，作为保护涂层，能够抑制腐蚀下面的金属。但是该方法中，石墨烯是通过化学气相沉积法制备获得，只能停留在理论研究阶段，且成本极高，无法进行工业化。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种石墨烯防静电地坪涂料及其制备方法，将石墨烯加入到防静电地坪涂料中，在保证防静电效果的同时，大大降低了导电材料的添加量，取代了涂层以低导电性能材料架构的导电方式，降低了涂层涂刷厚度，提高了导电稳定性，减少了涂料施工使用量和维护保养成本，防静电性能优良、持久，不受时间、温度、湿度等影响，漆膜表面光滑、美观，耐磨、耐压、耐冲击，同时制备简单，易于操作，且施工简单，广泛应用于要求不起火特殊场合的地坪涂料。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种石墨烯防静电地坪涂料，包括能固化成膜的甲组分和含有固化剂的乙组分：其中，甲组分按质量百分比包括如下组分：石墨烯0.1-5wt%，树脂30-60wt%，功能填料30-60wt%，第一稀释剂5-25wt%，助剂0.1-5wt%，其中石墨烯、树脂和功能填料的重量百分含量之和为60-80wt%，所述甲组分各组分重量百分含量之和为100wt%。

在本发明一个较佳实施例中，所述的甲组分按质量百分比包括如下组分：石墨烯0.1-5wt%，树脂35-45wt%，功能填料30-60wt%，第一稀释剂5-20wt%，助剂0.1-5wt%，其中石墨烯、树脂和功能填料的重量百分含量之和为65-75wt%。

在本发明一个较佳实施例中，所述的甲组分按质量百分比包括如下组分：石墨烯0.1-5wt%，树脂40wt%，功能填料30-60wt%，第一稀释剂18wt%，助剂0.1-5wt%，其中石墨烯、树脂和功能填料的重量百分含量之和为70wt%。