一种建筑用的本征型导电涂料及其制备方法

技术领域

本申请涉及导电涂料的领域，尤其是涉及一种建筑用的本征型导电涂料。

背景技术

涂料是涂于物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能，如绝缘、防腐、标志等的固态涂膜的一类液体或固体材料的总称。涂料通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。

相关技术可参考公开号为CN109943229A的中国发明申请，其公开了一种建筑用的涂料，由以下重量份的原料制成：35-45份有机聚合物乳液、48-56份的颜料、10-20份纳米远红外陶瓷粉，3-50份流平剂、45-60份粘合剂。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有如下缺陷：涂料中的有机聚合物乳液，具有很高的面电阻和体电阻,常因摩擦产生静电电荷积累引起静电，静电一旦产生，就需要及时导出，但由于涂料中缺少可以导电的组份，就会导致静电持续积累，而静电积累会导致火灾、爆炸等事故，危及人员生命安全。

发明内容

为了解决建筑材料产生的静电积累的危害，本申请提供了一种建筑用的本征型导电涂料及其制备方法。

本申请提供的一种建筑用的本征型导电涂料，采用如下的技术方案：

一种建筑用的本征型导电涂料，包括：10-18份无机硅酸盐树脂，0.3-0.8份润湿分散剂，32-46份颜填料，0.1-0.4份成膜助剂，2-4份憎水剂，3-7份净味乳液，13-18份增稠剂，0.1-1份消泡剂，0.05-0.2份多功能助剂，10-15份水；所述无机硅酸盐树脂的分子结构表达式为K

通过采用上述技术方案，采用无机硅酸盐树脂作为基料，是因为无机硅酸盐树脂具有比较低的表面电阻，基料自身有非常好的导电性能，可作为本征型导电涂料，不需要添加任何导电添加剂，无机硅酸盐作为基料，无机硅酸盐分子的聚合度比较小，碱金属离子在整个分子中占比就相对比较高，在制成涂料施工后，涂层中的活性硅醇脱水发生了化学反应固化，形成了高强度的无机涂层，固化时反应副产物为碳酸钾及碳酸氢钾等无机高水合性盐，会离解成离子，所以无机硅酸盐涂层表面表现出很好的导电效果。

优选的，所述多功能助剂为AMP95。

通过采用上述技术方案，采用多功能助剂，可以改善涂料性能，降低成本，AMP95作为强力共分散剂可以防止颜料再凝聚，同时还能起到增稠、调节pH值、不变色、抗菌等特性，同时多功能助剂AMP95还能减少挥发性有机化合物总量，有助于提升涂料的环保性能。

优选的，所述成膜助剂为醇酯十二。

通过采用上述技术方案，采用成膜助剂可以帮助无机硅酸盐树脂在各种环境下紧密、连续地形成平滑均匀的漆膜，醇酯十二与其它成膜助剂相比较，水溶性小，且容易被吸收，可以直接接触，更易于对胶粒的溶胀；它的挥发速度低，成膜前保留在涂层中，溶剂作用不会受到水的挥发影响，成膜的连续性好；又具有适宜的挥发度，在涂料成膜后短时间内完全挥发掉，不会影响涂料的硬度和光泽。

优选的，所述憎水剂为有机硅中和剂SI50。

通过采用上述技术方案，采用憎水剂可以提高涂料的防水能力，有机硅中和剂SI50具有较好的防水性，可以提高涂料的防水能力，同时有机硅中和剂SI50具有零挥发性有机化合物，有助于提升涂料的环保性能。

优选的，所述增稠剂为阴离子纤维素醚。

通过采用上述技术方案，采用增稠剂可以提高涂料的粘稠性，防止涂料在施工过程中出现流挂现象，提高了涂料的流平性，阴离子纤维素醚不仅可以提高涂料的粘性，同时还可以提高涂层的吸湿性。

优选的，原料按重量份还包括4-8份含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛。

通过采用上述技术方案，采用含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛可以提高涂料的防水能力和光抗老性，纳米二氧化钛既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过可见光，可以提高涂料的光抗老性，但是纳米二氧化钛具有光致超亲水性，而聚硅氧烷具有优良的防水性，通过聚硅氧烷改性纳米二氧化钛，不仅保留了纳米二氧化钛优良的光抗老性，还降低了纳米二氧化钛的亲水性，提升了涂料的防水性能。

本申请还提供了一种建筑用的本征型导电涂料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种建筑用的本征型导电涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1.将0.3-0.8份润湿分散剂，0.1-1份消泡剂加入15-49.45份水中，搅拌分散均匀，加入0.05-0.2份多功能助剂，32-46份颜填料，分散均匀后，研磨，得到物料A；

S2.向物料A中加入10-18份无机硅酸盐树脂，0.1-0.4成膜助剂，3-7份净味乳液，搅拌均匀后，加入2-4份憎水剂和4-8份含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛，搅拌均匀后，加入13-18份增稠剂搅拌均匀，得到导电涂料。

通过采用上述技术方案，采用无机硅酸盐树脂，可以利用无机硅酸盐树脂自身的导电功能实现涂料的导电性能，无需添加其他导电填料，同时无机硅酸盐树脂作为涂料基料，避免了涂料在使用中产生的静电危害。

优选的，所述含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛的制备方法包括以下步骤：

将25-30份纳米二氧化钛加入250-300份无水乙醇中分散40-60min，在40-60℃下加热20-30min，加入0.5-0.7份端羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷和0.01-0.02份二月桂酸二丁基锡，继续反应4-6h，反应结束后在将产物陈化、离心、洗涤、烘干后得到含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛。

通过采用上述技术方案，采用含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛可以提高涂料的防水能力，纳米二氧化钛具有光致超亲水性，而聚硅氧烷具有优良的防水性，通过聚硅氧烷改性纳米二氧化钛，不仅保留了纳米二氧化钛优良的光抗老性，还降低了纳米二氧化钛的亲水性，提升了涂料的防水性能。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过采用上述技术方案，采用无机硅酸盐树脂作为基料，是因为无机硅酸盐树脂具有比较低的表面电阻，基料自身有非常好的导电性能，可作为本征型导电涂料，不需要添加任何导电添加剂，无机硅酸盐作为基料，无机硅酸盐分子的聚合度比较小，碱金属离子在整个分子中占比就相对比较高，在制成涂料施工后，涂层中的活性硅醇脱水发生了化学反应固化，形成了高强度的无机涂层，固化时反应副产物为碳酸钾及碳酸氢钾等无机高水合性盐，会离解成离子，所以无机硅酸盐涂层表面表现出很好的导电效果；

2.通过采用上述技术方案，采用含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛可以提高涂料的防水能力和光抗老性。纳米二氧化钛既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过可见光，可以提高涂料的光抗老性，但是纳米二氧化钛具有光致超亲水性，而聚硅氧烷具有优良的防水性，通过聚硅氧烷改性纳米二氧化钛，不仅保留了纳米二氧化钛优良的光抗老性，还降低了纳米二氧化钛的亲水性，提升了涂料的防水性能；

3.通过采用上述技术方案，采用增稠剂可以提高涂料的粘稠性，防止涂料在施工过程中出现流挂现象，提高了涂料的流平性，阴离子纤维素醚不仅可以提高涂料的粘性，同时还可以提高涂层的吸湿性。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

实施例1

S1.将25kg纳米二氧化钛加入250kg无水乙醇中分散40min，在40℃，400rpm下磁力搅拌20min，加入0.5kg端羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷和0.01kg二月桂酸二丁基锡，继续反应4h；反应结束后在20℃下放置10h，在1200rpm下离心40min得下层固体，在去离子水中洗涤，于100℃下烘干6h后，得到含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛；

S2.将10.9kg水，0.6kg润湿分散剂，0.15kg消泡剂，加入搅拌分散机中，本实施例选用的润湿分散剂为Disperbx S60/100，消泡剂为聚硅氧烷；在800rpm下搅拌20min，向搅拌分散机中加入0.1kg多功能助剂AMP95，在800rpm下搅拌分散20min后，加入15kg钛白粉，20kg碳酸钙，5kg高岭土，在1200rpm下分散40min，分散均匀后研磨45min；

S3.向搅拌分散机中加入15kg无机硅酸盐树脂，0.2kg醇酯十二，5kg净味乳液，本实施例选用的无机硅酸盐树脂为西谱森化学硅酸钾盐树脂，净味乳液为巴德富RS-5969；在200rpm下搅拌20min，向搅拌分散机中加入有机硅中和剂SI50 3kg和S1制备的含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛6kg，在200rpm下搅拌20min后，向搅拌分散机中加入16kg阴离子纤维素醚调节粘度，在800rpm下搅拌分散40min，得到导电涂料。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于，实施例2制备含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛的工艺参数不同：

S1.将28kg纳米二氧化钛加入250kg无水乙醇中分散50min，在50℃，450rpm下磁力搅拌40min，加入0.6kg端羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷和0.015kg二月桂酸二丁基锡，继续反应5h；反应结束后在25℃下放置12h，在1300rpm下离心50min得下层固体，在去离子水中洗涤，于110℃下烘干6.5h后，得到含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛；

S2.将10.9kg水，0.6kg润湿分散剂，0.15kg消泡剂，加入搅拌分散机中，本实施例选用的润湿分散剂为Disperbx S60/100，消泡剂为聚硅氧烷；在800rpm下搅拌20min，向搅拌分散机中加入0.1kg多功能助剂AMP95，在800rpm下搅拌分散20min后，加入15kg钛白粉，20kg碳酸钙，5kg高岭土，在1200rpm下分散50min，分散均匀后研磨45min；

S3.向搅拌分散机中加入15kg无机硅酸盐树脂，0.2kg醇酯十二，5kg净味乳液，本实施例选用的无机硅酸盐树脂为西谱森化学硅酸钾盐树脂，净味乳液为巴德富RS-5969；在200rpm下搅拌20min，向搅拌分散机中加入有机硅中和剂SI50 3kg和S1制备的含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛6kg，在200rpm下搅拌20min后，向搅拌分散机中加入16kg阴离子纤维素醚调节粘度，在800rpm下搅拌分散40min，得到导电涂料。

实施例3

实施例3与实施例1的不同之处在于，实施例3制备含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛的工艺参数不同：

S1.将30kg纳米二氧化钛加入250kg无水乙醇中分散40min，在60℃，500rpm下磁力搅拌60min，加入0.7kg端羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷和0.02kg二月桂酸二丁基锡，继续反应6h；反应结束后在30℃下放置13h，在1350rpm下离心60min得下层固体，在去离子水中洗涤，于120℃下烘干7h后，得到含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛；

S2.将10.9kg水，0.6kg润湿分散剂，0.15kg消泡剂，加入搅拌分散机中，本实施例选用的润湿分散剂为Disperbx S60/100，消泡剂为聚硅氧烷；在800rpm下搅拌20min，向搅拌分散机中加入0.1kg多功能助剂AMP95，在800rpm下搅拌分散20min后，加入15kg钛白粉，20kg碳酸钙，5kg高岭土，在1200rpm下分散40min，分散均匀后研磨45min；

S3.向搅拌分散机中加入15kg无机硅酸盐树脂，0.2kg醇酯十二，5kg净味乳液，本实施例选用的无机硅酸盐树脂为西谱森化学硅酸钾盐树脂，净味乳液为巴德富RS-5969；在200rpm下搅拌20min，向搅拌分散机中加入有机硅中和剂SI50 3kg和S1制备的含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛6kg，在200rpm下搅拌20min后，向搅拌分散机中加入16kg阴离子纤维素醚调节粘度，在800rpm下搅拌分散40min，得到导电涂料。

实施例4

实施例4与实施例1的不同之处在于，实施例4制备导电涂料的工艺参数不同：

S1.将25kg纳米二氧化钛加入250kg无水乙醇中分散40min，在40℃，400rpm下磁力搅拌20min，加入0.5kg端羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷和0.01kg二月桂酸二丁基锡，继续反应4h。反应结束后在20℃下放置10h，在1200rpm下离心40min得下层固体，在去离子水中洗涤，于100℃下烘干6h后，得到含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛。

S2.将10.9kg水，0.6kg润湿分散剂，0.15kg消泡剂，加入搅拌分散机中，本实施例选用的润湿分散剂为Disperbx S60/100，消泡剂为聚硅氧烷；在850rpm下搅拌25min，向搅拌分散机中加入0.05kg多功能助剂AMP95，在850rpm下搅拌分散25min后，加入13kg钛白粉，17kg碳酸钙，2kg高岭土，在1300rpm下分散45min，分散均匀后研磨55min；

S3.向搅拌分散机中加入15kg无机硅酸盐树脂，0.1kg醇酯十二，5kg净味乳液，本实施例选用的无机硅酸盐树脂为西谱森化学硅酸钾盐树脂，净味乳液为巴德富RS-5969；在300rpm下搅拌30min，向搅拌分散机中加入有机硅中和剂SI50 3kg和S1制备的含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛6kg，在300rpm下搅拌30min后，向搅拌分散机中加入16kg阴离子纤维素醚调节粘度，在850rpm下搅拌分散45min，得到导电涂料。

实施例5

实施例5与实施例1的不同之处在于，实施例5制备导电涂料的工艺参数不同：

S1.将25kg纳米二氧化钛加入250kg无水乙醇中分散40min，在40℃，400rpm下磁力搅拌20min，加入0.5kg端羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷和0.01kg二月桂酸二丁基锡，继续反应4h；反应结束后在30℃下放置10h，在1200rpm下离心40min得下层固体，在去离子水中洗涤，于100℃下烘干6h后，得到含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛；

S2.将10.9kg水，0.6kg润湿分散剂，0.15kg消泡剂，加入搅拌分散机中，本实施例选用的润湿分散剂为Disperbx S60/100，消泡剂为聚硅氧烷；在900rpm下搅拌30min，向搅拌分散机中加入0.2kg多功能助剂AMP95，在900rpm下搅拌分散30min后，加入17kg钛白粉，22kg碳酸钙，7kg高岭土，在1350rpm下分散50min，分散均匀后研磨65min；

S3.向搅拌分散机中加入15kg无机硅酸盐树脂，0.4kg醇酯十二，5kg净味乳液，本实施例选用的无机硅酸盐树脂为西谱森化学硅酸钾盐树脂，净味乳液为巴德富RS-5969；在400rpm下搅拌40min，向搅拌分散机中加入有机硅中和剂SI50 3kg和S1制备的含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛6kg，在400rpm下搅拌40min后，向搅拌分散机中加入16kg阴离子纤维素醚调节粘度，在900rpm下搅拌分散50min，得到导电涂料。

实施例6-15

实施例6-15与实施例1的不同之处在于，实施例6-15制备导电涂料的工艺参数不同，具体如表1所示：

表1实施例6-15中制备导电涂料的工艺参数

对比例

对比例1-10

对比例1-10与实施例1的不同之处在于，对比例1-10制备导电涂料的工艺参数不同，具体如表2所示：

表2对比例1-10中制备导电涂料的工艺参数

对比例9

对比例11与实施例1的不同之处在于，对比例11制备导电涂料采用成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯。

对比例10

对比例12与实施例1的不同之处在于，对比例12制备导电涂料采用的憎水剂为氟碳聚合物疏水剂。

对比例11

对比例13与实施例1的不同之处在于，对比例13制备导电涂料采用的增稠剂为膨润土。

性能检测试验

1.利用GB/T 16906-1997《石油罐导静电涂料电阻率测定法》测定涂料的表面电阻率。

二、利用JB/T 3998-1999《涂料流平性涂刮测定法》测定涂料的流平性。

三、利用GB/T 16777-2008《建筑防水涂料试验方法》测定涂料的不透水性。

四、利用GB 3186《涂料产品的取样》检测涂料在容器中的状态。

五、利用GB 24408-2009《外墙涂料中有害物质限量标准》检测涂料中挥发性有机物VOC的含量。

具体检测结果如表3所示：

表3

由实施例1-3的检测结果可知，本申请提供的纳米二氧化钛、端羟基聚甲基三氟丙基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡的重量份，都可以制备出的含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛，都可以实现防水效果，对涂料其他的物理、化学性能影响较小。

由实施例1，4，5的检测结果可知，本申请提供的颜填料、多功能助剂成膜助剂及其重量份都可以满足本申请提供的一种建筑用的本征型导电涂料的性能，且对涂料的表面电阻率、流平性、不透水性及在容器中的状态影响较小。由对比例9可知，本申请提供成膜助剂醇酯十二，挥发性有机物含量低，更环保。

由实施例1，6，7和对比例1，2的检测结果可知，无机硅酸盐树脂的含量对涂料的表面电阻率有影响，无机硅酸盐树脂的含量增加时，表面电阻率逐渐下降，在无机硅酸盐树脂的重量份在10-18份时，表面电阻率在1.0×10

由实施例1，8，9和对比例3，4的检测结果可知，憎水剂有机硅中和剂SI50的含量影响涂料的不透水性，当有机硅中和剂SI50的量低于2kg时，涂料的不透水性能变差，出现透水现象；由对比例10可知，本申请提供憎水剂有机硅中和剂SI50，挥发性有机物含量低，更环保。

由实施例1，10，11和对比例5，6的检测结果可知，含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛的含量影响涂料的不透水性，当含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛的量低于4kg时，涂料的不透水性能变差，出现透水现象；当含氟聚硅氧烷改性纳米二氧化钛的量大于8kg时，涂料的流平性变低。

由实施例1，12，13和对比例7，8的检测结果可知，增稠剂的含量影响涂料的粘度，当增稠剂的含量小于13kg时，涂料的流平性变差；当增稠剂的含量大于18kg时，涂料的流平性也会变差，且在容器中存储时会出现结块的现象；由对比例11可知，本申请提供的增稠剂阴离子纤维素醚，更有利于提高涂料的流平性能，且有利于涂料的耐存储性，不易发生结块现象。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。