[发明专利]一种石墨烯和碳纳米管复合的防静电地坪涂料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯和碳纳米管复合的防静电地坪涂料及其制备方法，通过同时添加少量的石墨烯和碳纳米管材料，使得地坪涂层在二维和三维方向上形成连续的导电通路，从而具备稳定的导静电性能。

技术领域

本发明属于建筑地坪用涂料，具体涉及一种石墨烯和碳纳米管复合的防静电涂料及其制备方法。

背景技术

防静电地坪漆主要适用于电子、微电子、计算机、精密仪器、纺织厂、电脑房、印刷厂、航天、生产及堆放易爆物品的场所。主要的作用是导静电，避免作业场所积蓄过多的静电。避免静电积蓄产生火花造成灾害。防静电地坪漆中最关键的材料是导电的材料，常用的导电材料主要包括导电纤维类、导电云母粉类、导电金属粉末、导电炭黑和石墨等。这几类传统的导电材料都有各自的优缺点，比如导电性能不稳定、用量大、易沉降。并且很容易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，使得维护保养成本较高。

石墨烯特殊的结构决定了其拥有很多神奇的、优异的物理性能，而电学性能是其目前研究应用最广的一种性能，其电导率为10⁶S/m，电子传输特性好，是目前为止所发现的在室温下导电性能最好的材料经研究发现，地坪漆中加入石墨烯导电填料，表面电阻能达到10⁴-10⁶，但表面电阻值不稳定，并且体积电阻值较大。主要原因是由于石墨烯是二维材料，当石墨烯用量较低时，石墨烯容易上浮到地坪漆表面，使得地坪漆具有较好的表面电阻，但体积电阻值很大，只有增加石墨烯的含量，让石墨烯相互连接接触形成有效导电通路才能同时具有较低的表面电阻和体积电阻。但石墨烯添加量增大，使得分散困难和成本增加。

碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键，由于共轭效应显著，碳纳米管也具有良好的导电性能。但是，由于高长径比、未化学改性的碳纳米管很难分散，需要添加大量的稀释剂，采用特殊的分散设备才能制备低浓度的碳纳米管，所以，碳纳米管很难大规模应用到防静电地坪涂料中。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯和碳纳米管复合的防静电地坪涂料，其特征在于:该涂料为A、B双组分，其中：

所述A组分包括：环氧树脂750～1000份，稀释剂50～200份，石墨烯0.5～2份、碳纳米管0.5～2份，润湿分散剂1～4份。优选地，所述A组分中石墨烯和碳纳米管的质量比为(0.5～1)：1。更为优选为0.8：1。

所述B组分包括低粘度的环氧类固化剂。

使用时，将上述A组分和B组按照(4～8)：1的比例混合。

进一步，所述A组分中环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂。优选地，所述A组分中环氧树脂选自：CYD-128、CYD134、CYD115、E-44，更为优选CYD-128。

进一步，所述A组分中稀释剂选自：二甲苯、苯甲醇、丁醇、二丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种混合。其中优选为苯甲醇。

进一步，所述A组分中石墨烯是高导电石墨烯粉末，平均层数为3-6层，片层尺寸为5-15μm。

进一步，所述A组分中碳纳米管为高长径比多壁碳纳米管。优选地，所述A组分中碳纳米管OD为8-15nm，长度为30-50μm。

进一步，所述A组分中润湿分散剂为涂料用油性润湿分散剂，如Gen0755、Gen 0451、BYK110和BYK-AT203等。

进一步，所述B组分中固化剂选自：低粘度的改性脂环胺类(如H-3316、LS1134、M-618B等)、改性脂肪胺类(如改性脂肪胺593等)或低分子量的聚酰胺类(如聚酰胺651、140、125等)

本发明还提供了上述所述石墨烯和碳纳米管复合的防静电地坪涂料的制备方法，其特征在于：

A组分的制备：