機(jī)械設(shè)備用水性防靜電易清潔涂料的制備及性能研究

金曉嵐，梁琪琪

（河北金達(dá)涂料有限公司，河北 石家莊 052460）

1 前言

隨著我國(guó)制造業(yè)的不斷提升以及人民對(duì)美好生活環(huán)境的向往，對(duì)工作環(huán)境提出了更高的要求。在工廠的生產(chǎn)車(chē)間、噴漆房、實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)設(shè)備等，往往是工廠的6S管理的重災(zāi)區(qū)，工作環(huán)境殘留的粉塵、油漆、原材料等，既難清理，又帶有靜電，產(chǎn)生巨大的安全隱患，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的效率和生命財(cái)產(chǎn)安全。

選用水性防靜電易清潔涂料，是一種最新采用的可有效解決6S現(xiàn)場(chǎng)管理難題的措施，一般對(duì)2m以下墻面位置和機(jī)械設(shè)備上進(jìn)行涂裝。如噴漆房，現(xiàn)在普遍機(jī)械設(shè)備多采用透明塑料布纏繞，墻壁用塑料類(lèi)的遮蓋，生產(chǎn)時(shí)有很大的安全隱患，甚至火災(zāi)。使用水性防靜電易清潔涂料涂裝后，清理時(shí)僅用普通的清洗劑就可清理，極大地降低了安全隱患和人工成本。

基于此，本文闡述了水性易清潔聚氨酯樹(shù)脂搭配具備長(zhǎng)效防靜電的助劑制備出一種水性防靜電易清潔涂料，涂層具備優(yōu)異的防腐性、耐候性、憎水憎油、防靜電等，滿(mǎn)足了長(zhǎng)時(shí)間的6S現(xiàn)場(chǎng)管理的要求。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

水性易清潔聚氨酯樹(shù)脂、水性異氰酸酯固化劑、水性防涂鴉助劑、潤(rùn)濕分散劑、消泡劑、流平劑、抗靜電劑、增稠劑、水。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

廣州標(biāo)格達(dá)實(shí)驗(yàn)室儀器用品有限公司：高速分散機(jī)、漆膜沖擊器；海寧市盛博衡器有限公司：電子天平；廣州標(biāo)格達(dá)實(shí)驗(yàn)室儀器用品有限公司：智能斯托默黏度計(jì)、噴槍W(xué)-77，氙燈老化測(cè)試儀；北京奧德利諾儀器有限公司：接觸角測(cè)量?jī)x；上海現(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)有限公司：涂料比重杯；濟(jì)南普創(chuàng)機(jī)電有限公司：動(dòng)摩擦系數(shù)測(cè)定儀；上海太歐電子有限公司：防靜電電阻測(cè)量?jī)x。

2.3 涂料基本配方及制備工藝

（1）制備水性防靜電易清潔涂料。將去離子水、各種助劑、顏填料按配方比例以一定的順序加入分散容器中，研磨至細(xì)度小于25μm，制得無(wú)樹(shù)脂水漿，然后按配方比例加入水性易清潔樹(shù)脂、防涂鴉助劑、導(dǎo)電劑、其他助劑等低速分散10min混合均勻，用200目濾網(wǎng)過(guò)濾，制得A組分。

表1 水性防靜電易清潔涂料參考配方

將水性異氰酸酯固化劑與助溶劑按配方比例加入干凈的備料鍋中分散至均勻狀態(tài)，用200目濾網(wǎng)過(guò)濾，制的B組分。

（2）樣板的處理與制作。將A、B組分按照計(jì)算好的質(zhì)量比混合，攪拌均勻，使用去離子水稀釋至適當(dāng)?shù)酿ざ龋肳-77噴槍進(jìn)行噴涂，噴涂后等漆膜表干，然后把樣板水平放置于干燥箱中。然后在規(guī)定條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，最后進(jìn)行各項(xiàng)性能的測(cè)試。

3 性能檢測(cè)

將樣板、樣塊進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試，水性防靜電易清潔涂料的主要技術(shù)指標(biāo)及測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 主要技術(shù)指標(biāo)及測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)果與討論

4.1 樹(shù)脂對(duì)易清潔性能的影響

水性涂料要達(dá)到長(zhǎng)效的易清潔功能，需要樹(shù)脂具有極低的表面張力，同時(shí)，要具備良好的防腐蝕耐老化性。本實(shí)驗(yàn)采用了三種方案，1#為改性氟樹(shù)脂，2#為改性有機(jī)硅樹(shù)脂，3#為高羥的易清潔聚氨酯樹(shù)脂。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，3#易清潔樹(shù)脂的水接觸角和動(dòng)摩擦系數(shù)，防涂鴉性最好。詳見(jiàn)表3。

表3 樹(shù)脂對(duì)涂料性能的影響

4.2 防涂鴉助劑對(duì)涂料易清潔性能的影響

防涂鴉助劑的選擇和用量是影響涂料易清潔性能的關(guān)鍵影響因素。現(xiàn)市售的防涂鴉助劑一般為含羥基有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯溶液或改性聚二甲基硅氧烷，其中含有羥基聚二甲基硅氧烷或帶有羥基官能團(tuán)的硅酮聚丙烯酸酯等。這些助劑用量一般為總配方量的5%～10%時(shí)，易清潔性能最好。見(jiàn)表4。

表4 防涂鴉助劑添加量對(duì)涂鴉性能的影響

4.3 配套底漆的選擇

機(jī)械設(shè)備用水性防涂鴉抗粘貼涂料由于使用環(huán)境不同其配套涂層也有所差異。當(dāng)一般會(huì)采用水性環(huán)氧防靜電底漆進(jìn)行防腐，搭配水性防靜電易清潔面涂進(jìn)行使用。

機(jī)械設(shè)備上的面漆為聚氨酯涂料或聚酯粉末涂料時(shí)，也可以往上面罩一層水性防靜電易清潔面漆或者水性防靜電易清潔清漆。這種配套涂層有優(yōu)異的自清潔性能，使儀器非常容易清洗，延長(zhǎng)了使用壽命。

4.4 抗靜電劑的選擇

抗靜電材料一般有導(dǎo)電炭黑、石墨烯、導(dǎo)電云母粉、碳納米管等，但這些材料在涂料中影響涂膜的光澤、顏色，以及易清潔性能。本實(shí)驗(yàn)選用無(wú)色無(wú)味的水性導(dǎo)電聚合物，涂膜電阻可達(dá)到108Ω，施工后在涂膜中可以快速釋放導(dǎo)電基團(tuán)，從而達(dá)到優(yōu)良的長(zhǎng)效防靜電性能。

4.5 清潔劑的選擇

分別用墨汁、塵土、記號(hào)筆、自噴漆在水性防靜電易清潔涂膜上污染。放置24h后用無(wú)絨棉布蘸滿(mǎn)水、中性弱清潔劑、柑橘基清潔劑、酒精清理。結(jié)果如表5。

表5 不同清洗劑對(duì)易清潔性能的影響

5 結(jié)論

本項(xiàng)目通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果表明，當(dāng)選用水性易清潔樹(shù)脂添加5%的防涂鴉助劑和防靜電助劑、顏填料等，搭配異氰酸酯固化劑，制備的涂料性能最優(yōu)，水接觸角為110°，動(dòng)摩擦系數(shù)＜0.1，耐乙醇＞50次，表面電阻108Ω。同時(shí)，用無(wú)紡布蘸柑橘基清潔劑或者酒精，清潔后涂膜性能光澤顏色不變，耐污性好，可以輕松地使機(jī)械設(shè)備達(dá)到6S現(xiàn)場(chǎng)管理的要求。

6 結(jié)語(yǔ)

本文論述了水性防靜電易清潔涂料的制備原理，分析了各個(gè)組分對(duì)涂膜性能的影響。成功運(yùn)用到噴漆房、車(chē)間工廠的機(jī)械設(shè)備上，對(duì)于6S現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理有巨大的意義。