一种防静电型保温涂料及其制备方法与流程

本发明属于保温涂料领域，尤其涉及一种防静电型保温涂料及其制备方法。

背景技术：

1、保温涂料是一种非常常见且常用的功能性涂料，其被广泛用于建筑结构以及设备的保温隔热等方面。就目前而言，对于保温涂料最重要的性能便是安全性、保温隔热性能两项。尤其在近年来发生多起建筑外墙保温层火情后，对于保温涂料的安全性重视得到了进一步的提升。

2、因而，就目前而言，愈来愈多的保温涂料朝无机体系发展，因为其普遍具备更高的安全性，涂布过程中有机挥发物含量低且固化后基本不存在燃烧风险。

3、但是有机体系的保温涂料优势却仍不容忽视。如有机体系保温涂料的成本更低，涂布固化更快，成膜性更优等，且最为重要的一点便是对于部分使用场景而言，要求保温涂料形成的保温涂层具有更好的绝缘性能，如通信机房等，而有机体系保温涂料由于其固化后优秀的绝缘性能和低成本优势也更受欢迎。

4、因而，目前对于通信机房所使用的特种保温涂料提出了新的防静电的需求。对此，本领域的技术人员进行了长久的研发，已经有部分保温涂料能够实现一定程度上的防静电效果，但是大多是基于提高保温涂层静电电阻所实现的。但我司技术人员认为堵不如疏，从另一个角度解决了保温涂层的静电问题。

技术实现思路

1、为解决现有的有机硅树脂体系保温涂料普遍不具备良好的防静电能力，而现有的保温涂料防静电性能改进大多从提高静电电阻的角度考虑，从而仍存在安全隐患等问题，本发明提供了一种防静电型保温涂料。

2、本发明的主要目的是：

3、一、能够实现良好的保温隔热性能；

4、二、能够在相对湿度40～55％的条件下有效实现静电逸散，避免静电积蓄。

5、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

6、一种防静电型保温涂料，

7、所述防静电型保温涂料包括：

8、复合填料12～18wt％，体系助剂8～12wt％，后处理助剂2～3wt％，余量为液态有机聚硅氧烷树脂预聚体基液；

9、所述复合填料包括云母颗粒、硅石蜡微胶囊和气凝胶微球。作为优选，

10、所述复合填料中云母颗粒、硅石蜡微胶囊和气凝胶微球的质量比为1：(7～9)：(0.01～0.02)；

11、所述气凝胶小球为聚硅氧烷气凝胶小球。

12、作为优选，

13、所述云母颗粒经过烧结处理；

14、所述云母颗粒进行烧结时，将云母粉与氧化镁按照质量比1：(0.08～0.12)的比例混合，随后置于160～180℃条件下预热8～10min，随后置于650～700℃条件下烧结12～18min，得到云母颗粒。

15、作为优选，

16、所述云母粉目数为80～200目，所述氧化镁目数为600～1000目。

17、作为优选，

18、所述硅石蜡微胶囊由以下方法进行制备：

19、配制0.5～0.8mol/l正硅酸乙酯的石油醚溶液，向其中按照0.15～0.25mol/l的比例加入peg-plc-peg嵌段共聚物配制为油相液，将石蜡加热至熔融后将熔融石蜡与油相液以体积比1：(3～4)的比例混合为混合液并保持60～80℃恒温，持续搅拌后将其与2～3倍体积的水混合并剪切搅拌至形成悬液，过滤出悬液中的固体成分并置于含氧气氛中于200～220℃条件下氧化煅烧至恒重，即得到硅石蜡微胶囊。

20、作为优选，

21、所述剪切搅拌过程控制搅拌转速为3000～6000rpm。

22、作为优选，

23、所述体系助剂由8～12wt％固化剂、1.5～2.5wt％两亲性表面活性剂和余量的有机溶剂构成；

24、所述两亲性表面活性剂为卵磷脂；

25、所述有机溶剂为甲苯。

26、作为优选，

27、所述后处理助剂为浓度1～5wt％的非离子型表面活性剂的甲苯溶液。

28、作为优选，

29、所述防静电型保温涂料使用时：

30、将复合填料、体系助剂和液态有机聚硅氧烷树脂预聚体基液混合并搅拌均匀后涂布在待处理基材表面，随后使其初干45～75min至其表面失去粘性形成保温基层后将后处理助剂涂布在保温基层表面，随后完全干燥固化即形成保温涂层。

31、一种防静电型保温涂料的制备方法，

32、所述方法包括：

33、将复合填料和液态有机硅氧烷树脂混合分装为料袋a，或将复合填料和液态有机硅氧烷树脂分别分装为料袋a-1和料袋a-2，将体系助剂单独分装为料袋b，将后处理剂单独分装为料袋c，将其打包待用。

34、对于本发明而言，首先是构建了不同于常规保温涂料中如陶瓷微珠或真空微珠等填料的复合填料体系。因为相较于结构隔热以及外墙隔热而言，本发明涂料的应用场景中并非要求极高的热阻，反而更加需求设备温度的稳定，因而本发明采用相变材料石蜡作为基础构建了复合填料。

35、且不同于常规的石蜡相变胶囊，本发明首先是基于嵌段共聚物的两亲性，构建形成硅壳-空心石蜡内核的核壳结构胶囊，构建过程中，本发明通过peg-plc-peg嵌段共聚物中peg段亲水配合正硅酸乙酯水解形成硅外壳，而plc嵌段亲油链接石蜡，在硅外壳形成过程中能够有效对石蜡进行包覆，同时由于在后续的煅烧过程中，部分溶剂在壳层闭合前挥发后硅壳封闭，实现内部呈现出非密实填充石蜡的内核，使得所制得的硅石蜡微胶囊由于内部所含的气体或部分真空的环境具备更高的比热容，进而具备更高的热阻，而石蜡的相变特性能够有效实现对温度的控制，避免过冷或过热的情况发生。此外，基于本发明相对独特的制备过程，实际基于嵌段共聚物的相界面组装特点，最终低温煅烧后所制得的硅石蜡微胶囊外表面还保留有少量的亲水基团，该亲水基团的保留使得本发明硅石蜡微胶囊具备更好的结合空气水分子的能力。

36、而在此基础上，本发明采用云母颗粒与硅石蜡微胶囊进行配合，这是因为硅石蜡微胶囊由于其硅外壳的热膨胀系数大，容易受热后发生膨胀，将会增大尖端放电的风险。因而，本发明一来在硅石蜡微胶囊制备过程中采用含氧煅烧使其表面形成氧化硅同时配合云母颗粒对其进行“夹紧固定”。云母具有独特的层状结构，且不同于蒙脱土等层状结构，其具有更高的强度，但云母与二氧化硅通常情况下难以有效结合负载，因而本发明采用氧化镁配合其形成烧结孔，并且改善了云母的亲水性，此外由于云母以硅铝成分为主，在氧化镁配合煅烧过程中将会在其层片结构间形成mg-al或mg-si键并形成镁元素扩散，从而形成烧结孔，烧结孔通过mg-o-si和mg-si键能够有效负载硅石蜡微胶囊，从而使得云母具有良好的负载固定效果，能够有效对微胶囊进行负载，最终实现以云母抑制硅石蜡微胶囊体积膨胀的效果。

37、另一方面，本发明还需要保温涂层固化后能够具备逸散静电的能力。这也是基于本发明保温涂层相对独特的多孔结构实现的。本发明所用的体系助剂不同于常规的固化剂体系，还引入了两亲性表面活性剂和额外的有机溶剂。此处需要说明的是，本发明所用的液态有机聚硅氧烷树脂预聚体基液以及反应助剂中的固化剂，均是购自dowcorning sylgard184，成套购买a、b胶后使用，其中a胶为液态有机聚硅氧烷树脂预聚体基液，b胶含有催化剂等成分，即为本发明中固化剂，不再过多的赘述。本发明在常规的硅胶树脂基础上，引入了额外的有机溶剂和两亲性表面活性剂，能够使得聚硅氧烷树脂在固化过程中能够产生致孔效果，而所形成的孔道又由于复合填料中云母和硅石蜡微胶囊对聚硅氧烷树脂的链接作用形成收缩连接点，导致孔道部分封闭、部分开放，封闭的孔道形成了类似空腔的隔热效果，能够提升整体保温涂层的保温隔热性能，而开放的孔道则为保温涂层的静电释放能力提供了基础。由于聚硅氧烷树脂具有较强的拒水性，导致其难以通过水分子接触实现静电逸散，但形成孔道后，实际部分复合填料能够接触到空气中的水分子，即开放的孔道能够作为水气交换通道，使得外界环境的水气能够接触到亲水的复合填料，实现接触逸散静电，但仅靠极少的开放孔道，实际防静电效果也相对较为有限，但若引入了过多的有机溶剂和两亲性表面活性剂，使得致孔作用过强，则会降低保温涂层强度并导致结构松散，可能引发复合填料富集、无法均匀分散的问题，因而本发明还进一步引入了后处理助剂。

38、后处理助剂为含有的非离子型表面活性的剂有机溶液，能够在保温涂层初干后进一步基于聚硅氧烷产生溶胀扩孔的作用，增大开放孔道的孔径而不影响封闭孔道的孔径，使得复合填料接触环境水气的概率和面积提升，能够更加显著地提升整体保温涂层的静电逸散能力。但在该过程中容易导致复合填料的负载稳定性和分布均匀性受到影响，因而本发明实际还在复合填料中加入极少量的聚硅氧烷气凝胶小球，极少量的聚硅氧烷气凝胶小球即使得复合填料能够更加有效地与聚硅氧烷树脂基体产生链接，并且在后续的后处理溶胀扩孔过程中避免由于扩孔作用导致复合填料产生易位甚至脱落。

39、即实际可见，本发明核心是在于相对独特的复合填料，而基于该复合填料，本发明保温涂料在固化过程中能够自主构建形成具有孔道结构的保温涂层，从而实现具备良好保温隔热性能和绝缘性能的同时，还具备静电逸散能力，能够在机房常规湿度(40～55％相对湿度)环境中实现缓慢的静电逸散，避免过多的静电积蓄产生安全隐患。

40、本发明的有益效果是：

41、本发明保温涂料能够在固化过程中自主构建形成具有孔道结构的独特保温涂层，并且以复合填料为核心配合孔道结构能够实现静电逸散，同时部分封闭孔道结构与复合填料配合，能够产生良好的保温隔热效果。