[发明专利]一种水性石墨烯导静电地坪漆的漆膜、水性石墨烯导静电地坪漆及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水性地坪漆的漆膜，所述漆膜中，石墨烯类材料平整均匀排布在所述漆膜结构中，形成石墨烯层；所述石墨烯层处于所述漆膜结构中。本发明采用了E51树脂，通过使用几种特种助剂，特别是采用了流变改性蜡乳液，并通过调节合适的使用比例，使得石墨烯在涂料成膜的时候能够更加有序的排布，使得石墨烯在用量较少的情况下，在涂料中能实现更加有序的排布，有利于形成连续性的导电网，具有很好的导电性，增强了涂料的防静电能力。而且本发明提供的石墨烯导静电地坪漆为环境友好型的水性涂料，极低的VOC，同时也具有附着力好、耐腐蚀性能好、耐水性好、耐化学性能好等优点，制备工艺简单，可控性强，适合工业化大生产和推广应用。

技术领域

本发明属于水性地坪漆技术领域，涉及一种水性地坪漆的漆膜、水性地坪漆及其制备方法，尤其涉及一种水性石墨烯导静电地坪漆的漆膜、水性石墨烯导静电地坪漆及其制备方法。

背景技术

石墨烯是紧密堆积成二维六方蜂窝状晶格结构的单层碳原子，各碳原子之间以sp2杂化方式相连。微观上，单层石墨烯薄膜并非二维的扁平结构，而是具有“纳米尺度上”稳定的微波状的单层结构，是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体；宏观上，石墨烯可以翘曲成零维的富勒烯，卷成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨。石墨烯独特的二维周期蜂窝状点阵结构中稳定的碳六元环的存在，赋予了其优异的性能：单层石墨烯的厚度仅为 0.35nm，是目前已知最轻最薄的材料；室温下电子迁移率为2×10⁵cm²·V^-1·s^-1，是光速的1/300，理论比表面积能够达到2630m²·g^-1，全波段光吸收只有2.3％，热导率高达5000W·m^-1·K^-1，杨氏模量超过1100GPa，抗拉强度超过130GPa，且韧性非常好，当施加外部机械力时，碳原子会通过弯曲变形来适应外力，而不必使碳原子重新排列，这样就保持了结构的稳定。这些特征使得它非常适合用于多种学科和领域，其在储能材料，环境工程，灵敏传感方面被广泛应用。因此，石墨烯是一种应用潜力非常广泛的碳材料，在新型反应分离、新材料、节能环保等众多产业中都有巨大的应用前景。

地坪漆一般用于工厂车间、实验室等环境的地面施工，具有美观、耐磨、防水、防腐等优点。依照组成地坪漆的各组分的作用的不同，一般可以分为主要成膜物质，如聚氨酯树脂、环氧树脂；次要成膜物质，如颜料、填料等；和辅助成膜物质，包括增塑剂、消泡剂、润湿剂、固化剂等。这其中，环氧树脂地坪漆依据使用的分散介质的不同，还可分为水性环氧树脂地坪产品和溶剂型环氧树脂地坪产品。在溶剂型环氧树脂体系中，环氧树脂和固化剂均以分子形式溶解在有机溶剂里，形成均相体系，固化反应在分子之间进行，反应进程较为彻底，形成均相的固化物。水性环氧树脂体系所采用的溶剂为水，形成的是一种分散多相体系，由水性环氧树脂、水性环氧固化剂、水等多相组成，交联固化过程是在水分蒸发的过程中微粒之间的相互渗透、内部扩散并进行交联反应的过程。相比溶剂型环氧地坪涂料，水性环氧地坪涂料具有以下优势：以水为分散介质，不含有机溶剂，更加环保；可在潮湿环境中施工和固化，固化时间合理，涂膜有较高的交联密度；对大多数基材具有较好的附着力；操作性能好，涂料配制和施工安全方便；固化后的涂膜光泽柔和，质感较好，防腐性能优秀。

因此，随着环保可持续发展越来越受到社会各界的关注和重视，近些年来水性环氧地坪漆得到了进一步的发展，按照功能上的不同，还可以主要分为防腐蚀地坪漆、防静电地坪漆、可载重地坪漆和防滑地坪漆等多种类别。而防静电地坪漆主要提供地坪抗静电功能，可有效泄露静电荷，消除静电积累和电磁干扰的危害。

但是，目前市场上主要的防静电地坪漆涂料一般在涂料中加入导电包覆云母粉、导电氧化锌、炭黑等导电填料作为导电介质，或是以导电纤维作为导电介质。以大量的导电云母粉为导电介质的地坪漆成本较高，难以大范围推广；以导电氧化锌、炭黑等作为导电介质的地坪漆产品颜色较深，对地坪漆的美观度造成了影响，加工难度大；以导电纤维作为导电介质的地坪漆产品的分散性较差，电阻值不易控制，实用性较差。