機械設(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

（河北金達涂料有限公司，河北 石家莊 052460）

1 前言

隨著我國制造業(yè)的不斷提升以及人民對美好生活環(huán)境的向往，對工作環(huán)境提出了更高的要求。在工廠的生產(chǎn)車間、噴漆房、實驗室、生產(chǎn)設(shè)備等，往往是工廠的6S管理的重災區(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，嚴重影響了生產(chǎn)的效率和生命財產(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)場管理難題的措施，一般對2m以下墻面位置和機械設(shè)備上進行涂裝。如噴漆房，現(xiàn)在普遍機械設(shè)備多采用透明塑料布纏繞，墻壁用塑料類的遮蓋，生產(chǎn)時有很大的安全隱患，甚至火災。使用水性防靜電易清潔涂料涂裝后，清理時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脂搭配具備長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，滿足了長時間的6S現(xiàn)場管理的要求。

2 實驗部分

2.1 實驗原料

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

2.2 實驗設(shè)備及儀器

廣州標格達實驗室儀器用品有限公司：高速分散機、漆膜沖擊器；海寧市盛博衡器有限公司：電子天平；廣州標格達實驗室儀器用品有限公司：智能斯托默黏度計、噴槍W-77，氙燈老化測試儀；北京奧德利諾儀器有限公司：接觸角測量儀；上海現(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)有限公司：涂料比重杯；濟南普創(chuàng)機電有限公司：動摩擦系數(shù)測定儀；上海太歐電子有限公司：防靜電電阻測量儀。

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，研磨至細度小于25μm，制得無樹脂水漿，然后按配方比例加入水性易清潔樹脂、防涂鴉助劑、導電劑、其他助劑等低速分散10min混合均勻，用200目濾網(wǎng)過濾，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)過濾，制的B組分。

（2）樣板的處理與制作。將A、B組分按照計算好的質(zhì)量比混合，攪拌均勻，使用去離子水稀釋至適當?shù)酿ざ?，用W-77噴槍進行噴涂，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)定條件下進行養(yǎng)護，最后進行各項性能的測試。

3 性能檢測

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

表2 主要技術(shù)指標及測試結(jié)果

4 結(jié)果與討論

4.1 樹脂對易清潔性能的影響

水性涂料要達到長效的易清潔功能，需要樹脂具有極低的表面張力，同時，要具備良好的防腐蝕耐老化性。本實驗采用了三種方案，1#為改性氟樹脂，2#為改性有機硅樹脂，3#為高羥的易清潔聚氨酯樹脂。通過實驗對比，3#易清潔樹脂的水接觸角和動摩擦系數(shù)，防涂鴉性最好。詳見表3。

表3 樹脂對涂料性能的影響

4.2 防涂鴉助劑對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?，F(xiàn)市售的防涂鴉助劑一般為含羥基有機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，易清潔性能最好。見表4。

表4 防涂鴉助劑添加量對涂鴉性能的影響

4.3 配套底漆的選擇

機械設(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。當一般會采用水性環(huán)氧防靜電底漆進行防腐，搭配水性防靜電易清潔面涂進行使用。

機械設(shè)備上的面漆為聚氨酯涂料或聚酯粉末涂料時，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，延長了使用壽命。

4.4 抗靜電劑的選擇

抗靜電材料一般有導電炭黑、石墨烯、導電云母粉、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。本實驗選用無色無味的水性導電聚合物，涂膜電阻可達到108Ω，施工后在涂膜中可以快速釋放導電基團，從而達到優(yōu)良的長效防靜電性能。

4.5 清潔劑的選擇

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

表5 不同清洗劑對易清潔性能的影響

5 結(jié)論

本項目通過大量的實驗對比，結(jié)果表明，當選用水性易清潔樹脂添加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°，動摩擦系數(shù)＜0.1，耐乙醇＞50次，表面電阻108Ω。同時，用無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，可以輕松地使機械設(shè)備達到6S現(xiàn)場管理的要求。

6 結(jié)語

本文論述了水性防靜電易清潔涂料的制備原理，分析了各個組分對涂膜性能的影響。成功運用到噴漆房、車間工廠的機械設(shè)備上，對于6S現(xiàn)場設(shè)備管理有巨大的意義。