最新导电材料在涂料中的应用与探索

导电材料在涂料中的应用与探索
导电材料在涂料中的应用与探索
——上海君江新材料销售有限公司金鑫导电材料主要应用于工厂地坪、墙面以及钢结构防腐等有防静电要求的涂料体系中，目的是为了抑制静电荷的积聚与迅速、安全、有效地清除已产生的静电荷。

通过多年针对电子电器制造厂车间、仓库、微机房、电气控制室、印刷厂、纺织厂、航空航天发射站、移动通信发射站、国家储油罐、化工厂储溶剂罐等领域所需的防静电涂料的工艺与施工进行有效的技术支持和工程实践，以下简述以下导电材料在防静电的地坪、钢结构防腐、墙面领域的涂装系统中所起到的作用。

一、防静电地坪涂装领域：
导电材料大量用于防静电或防爆场所地面的涂装，从而达到带走生产、储运过程中在物料、装置、人体、器材和构筑物上产生和积累起来的静电，以免对生产的产品造成静电损坏的影响。

因此在地坪的材料的设计、生产、施工、检验等步骤需要格外的注意。

在设计上，很多工程都是由设计院遵循国标来设计，所以这点上的理论安全合理性是毋庸置疑的。

方案给了企业后，企业便开始着手生产和施工，建议尽量选用生产与施工一体的企业，以便更好的掌控好这个环节。

目前导电地坪领域主要分3大类：水性防静电，溶剂型防静电，无溶剂防静电。

由于我司除了导电材料之外，其他的材料都与环氧有关，所以在这里重点说一下环氧领域防静电地坪涂料的生产和施工。

在生产上，环氧防静电地坪主要分为环氧溶剂型防静电地坪和环氧无溶剂防静电地坪。

在导电的电阻要求方面，他们是一致的，但生产与施工有着天壤之别。

首先先说下溶剂型防静电地坪。

要达到防静电的效果，最好使用粉体的材料。

因为这样便于施工。

因此溶剂型防静电地坪的重点就在于“生产”。

前期在生产过程中需要注意以下几点：
1，添加足够量的导电粉。

由于导电粉是一种不溶解于涂料中的填料，所以在涂料固化成膜后，导电粉在涂料中的分布呈叠加或者点接触连接的样式，所以若添加量不足，就不利于涂料中电荷的迅速泄放，影响防静电效果。

2，对于包裹型的导电材料用于溶剂型涂料体系中，不可使用球磨和砂磨。

因为这样会破坏粉体表面的导电物质，造成导电粉失效。

3，适当加一些防止填料沉降的助剂，增加粉体在涂料体系中的导电网络分布。

后期的施工必须及时的将刚生产完的导电涂料涂于工地上即可，以免因为导电材料沉降影响防静电效果。

而无溶剂防静电地坪最好使用导电纤维或导电纤维浆等通过纤维物质起到防静电效果的材料，因为纤维在无溶剂体系中对涂料的粘度和流平方面几乎没有影响，增加了大面积施工时防静电效果的稳定性。

同时无溶剂防静电地坪的重点在于“施工”。

而生产非常方便，只需要加入适量的纤维填料，按要求分散即可。

无溶剂防静电地坪的施工步骤如下：
1，清洁地面，去除灰尘和杂物等，有油污的地方需用特殊方法进行清除；
2，混凝土基面用打磨机进行打磨,以平整表面和去除表面老化层；
3，用渗透底漆对地面均匀涂布（辊涂、刷涂）一至二道，以封闭水泥素面作粘连层，并使其渗入地面，固定基层，起到良好的封闭作用，建议渗透底漆用量每平方米0.3公斤；渗透底漆层厚度为0.1mm。

4，应用自流平中涂砂浆均匀批刮一道，以增加地面平整度和抗压强度，自流平中涂用量每平方米1公斤左右；砂浆层厚度为0.7mm。

之后打磨找平。

5，以3至6米的间距在地面上粘贴铜箔（工地周围需先用铜箔作周圈铺设）,铜箔的尺寸为0.6×10毫米以上,并和接地端口或接地干线连接。

（连接铜排等接地系统）
6，均匀涂刷（辊涂、刷涂、镘涂）防静电地坪涂料底漆，防静电地坪涂料底漆用量每平方米0.5公斤；防静电地坪涂料底漆层厚度为0.4mm。

打磨前先用“点测”的方式检测防静电地坪涂料底漆的表面电阻达设计电阻值；之后打磨找平。

7，均匀涂布（镘刀法、刷涂）防静电地坪涂料面涂一道。

防静电自流坪面涂选用合适的导电纤维材料制作的面漆；防静电地坪涂料面涂层厚度控制在所加的导电纤维平均长度之内。

8，结构示意图：
二、防静电钢结构防腐涂装领域：
我司的导电材料在钢结构防腐中也有着非常重要的应用，特别是防静电油罐内壁涂料领域。

此领域目前逐渐成为我司的主要业务方向，以下详细的分析各种导电材料与防静电油罐内壁涂料之间的相互关系。

我们都知道，具有导电和防静电效果的材料有很多种，因此要选择的是既合适储油罐内壁的防静电性能方面要求又具有良好性价比的材料才是重点。

目前导电材料当中运用的最广的主要是金属材料和碳黑石墨这些最为天然的导电产品。

但是除了价格和导电材料的本身的导电性能以外，还有很多其他的因素决定了防静电涂料最终的各种性能。

（详见表1）:
（表1）由上表可见选择合适的原材料并不是一件容易的事情，我们要根据要求的综合情况来对导电原材料进行有效的筛选并最终确定最合适的原材料产品！
选择导电材料首先要看导电材料本身的电阻率，这也应该是选择合适的导电材料的首要依据。

比如要生产导电型的涂料就基本上不可能使用如导电云母粉或抗静电剂。

而制作防静电的材料也没必要金属粉或者碳黑。

通常情况下我
们可以根据导电涂料的电阻要求来对应我们可以使用的导电材料。

粉状导电填料电阻情况一般是（材料不同也有可能会有区别）
银粉<包银玻璃珠<碳黑和石墨＝零位电阻（0Ω上下）<包覆导电粉<导电聚苯胺<抗静电剂类，聚苯胺等
添加导电材料最佳的导电效果可以做到比材料本身的电阻大2－3个数量级。

而这种差距的情况在一些半导体材料中还要更大一些。

由于考虑价格和耐氧化性我们基本排除在防静电油罐内壁涂料中使用金属粉等昂贵的金属元素类导电材料，而颜色和装饰性差的碳元素类也不适合我们防静电油罐内壁涂料的广泛应用。

而高分子型导电材料导电效果较差也基本排除使用可能。

因此最合适我们防静电涂料使用的还是包覆型云母粉等。

除了从防静电效果上来讲之外，导电云母粉本身的结构和性能还对涂料防腐性能，抗冲击性等机械性能有明显的帮助。

这是因为其本身具有云母粉的片状结构可以在漆膜中形成“鱼鳞”般结构，跟“迷宫”效应不仅有效的提高涂料的耐渗透能力也对材料柔韧性有一定的帮助。

此外导电云母粉生产过程中，往往需要进行强氧化处理和高温煅烧步骤。

因此在耐化学品稳定性和耐温性两方面也有着较为明显的帮助性！导电云母粉本身为浅灰色，但是不具有遮盖率，因此基本不影响涂料调色和最终的装饰性。

它结构合理，较高的细度使得使用简单可以直接进行分散添加。

同时还具有很高的适用性在目前已知的涂料体系中均可直接应用。

此外包覆工艺决定了其导电性能的长期稳定性，使用后防静电油罐内壁涂料漆膜会具有永久的导电效果。

综上来看，导电云母粉确实是防静电储油罐内壁涂料中最为合适的导电材料。

三、防静电墙面涂装领域：
导电材料也会用于防静电的墙面涂装系统。

由于墙面的防静电涂装系统是比较新的领域，因此尚未有确切的防静电电阻要求的范围。

因此目前都是以防静电地坪标准要求的最高电阻值作为上限来检测。

由于墙面都是以立体面呈现的，所以会因为重力的原因，而使得纤维不能在墙面涂装系统中使用。

因此还是得在粉体材料中选择。

粉体导电材料品种比较多，以下列举我司的粉体材料在墙面涂装系统中的应用。

墙面使用的涂料，用户往往会关注墙面涂料的细腻性与美观性，因此当加上了防静电的效果后，原则上也不能失去这些性能。

因此选用什么导电材料就很重要了。

（详见表2）
（表2）
从表2中可以看出，这三种导电粉的粉体电阻率都是同一数量级的，都小于80Ω·cm，因此这三种材料用来做防静电墙面涂料，其防静电的效果都是可以
达到要求的。

因此就要开始考虑做成防静电墙面涂料的细腻平整性以及颜色易调性了。

于是对这三种导电粉都做了样板，进行检测。

样板条件：室内温度25摄氏度，室内湿度60%，测试电压100V。

1#图：加入20%的BC-C导电粉，在常温情况下固化的样板。

2#图：加入20%的BC-D40导电粉，在常温情况下固化的样板。

3#图：加入20%的BC-B40导电粉，在常温情况下固化的样板。

1# 2# 3#
从上图可见，三块样板的防静电效果都属于5次方级别。

因此可见导电性都是非常良好的，若后期有了规范要求后，完全可以通过涂料体系中的非导电填料来调整电阻值，来达到电阻值的要求。

从板面的效果来看，1#的颜色与2#相近，但是1#板面平整度比2#要差。

而3#的平整度与2#相似，而颜色又是所有样板中最浅的，因此3#样板不但保证了导电性，而且还增加了板面的平整度，同时还增加了板面颜色的可调性。

结束语：
防静电涂料是典型的功能性特点的涂料品种，也是一种相对来说技术要求比较高的涂料品种。

在不同种类的涂料类型里面，通过添加防静电材料，最终是涂料在原本性能不受影响的前提下兼具防静电的性能。

但是正是因为所面临
的是不同的涂料载体、操作方式、导电性能等具体情况，所以防静电涂料其最终效果的因素也就变得更加复杂，众多内在和外在因素都有可能会对最终的防静电效果造成影响。

而由于涂料产品本身的应用特点，我们往往只有在使用的时候后才能发现问题，因此从一开始就要注意材料选择和生产的各个环节，从头就严格操作并注重并遵循其科学规律，把握住各个细节这样才能事半功倍。