一种防静电型水性聚氨酯地坪浆料及其制备方法与流程

本发明涉及地坪涂料，尤其涉及一种防静电型水性聚氨酯地坪浆料及其制备方法。

背景技术：

1、随着科技的不断发展和工业化进程的推进，静电问题在现代工业生产和日常生活中愈加显现，尤其在电子、精密仪器、医药、洁净室等领域，静电问题的防治尤为重要，静电的积累和放电会对设备、产品造成严重影响，甚至引发火灾、爆炸等安全隐患，因此，防静电材料的研发和应用成为了这些领域的核心需求之一。

2、静电放电的产生通常源于静电荷的积聚和急剧释放，尤其是在干燥环境中，摩擦、接触、分离等物理现象容易导致静电的产生和积累，其中，地坪由于频繁的摩擦更容易积聚静电荷，存在较大的安全隐患，而防静电地坪浆料通过涂覆在地坪表面形成一层导电性好的涂层，从而避免静电荷的积聚，消除静电带来的危害。

3、环氧自流平防静电地坪是当前最常见的防静电地坪材料之一，广泛应用于电子车间、洁净室、实验室等对静电有严格控制要求的环境中，其基本原理是在环氧树脂基体中加入一定比例的导电填料（如碳黑、金属粉末等），使得地坪表面能够形成导电网络，有效地导走静电荷，防止静电积聚，然而，环氧自流平防静电地坪存在一些局限性，如存在抗菌性差、硬度低、耐磨性差、力学性能不足以及环保性差等问题，应用范围小。

技术实现思路

1、为了解决上述技术缺陷，本发明研究出一种防静电型水性聚氨酯地坪浆料的制备方法，制备出的地坪浆料在形成涂层后具有高导电性能、高抗菌性能、耐磨性好以及力学性能优秀的特点，能够适用于大部分场景领域。

2、一种防静电型水性聚氨酯地坪浆料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1：纳米抗菌防静电纤维的制备；

4、将n,n-二甲基甲酰胺和无水乙醇混合均匀后加入2-氨基对苯二甲酸，然后加入钛酸四丁酯进行超声分散，加热洗涤后进行干燥，得到氨基改性ti-mof，将聚多巴胺溶解于n,n-二甲基甲酰胺中后加入苯甲酰丙酮铜和氨基改性ti-mof，超声分散后搅拌，再依次进行静电纺丝和高温碳化，得到纳米抗菌防静电纤维；

5、s2：制备抗菌防静电填料分散液；

6、在冰水浴下将瓜尔胶加入去离子水中，再加入甲基丙烯酰氯，然后转移至室温下搅拌，干燥得到改性瓜尔胶，将纳米抗菌防静电纤维和聚乙烯吡咯烷酮超声分散于去离子水中，然后加入改性瓜尔胶进行超声分散，得到抗菌防静电有机填料分散液；

7、s3：水性聚氨酯与抗菌防静电填料的交联复合；

8、将蓖麻油和异佛尔酮二异氰酸酯混合静置后加入2,2-二羟甲基丁酸搅拌，降温后加入三乙胺搅拌，然后加入抗菌防静电有机填料分散液中搅拌均匀，再加入乙二胺、消泡剂和润湿剂，高速搅拌后得到防静电型水性聚氨酯地坪浆料。

9、进一步地，步骤s1纳米抗菌防静电纤维的制备，包括以下步骤：

10、s1.1：将n,n-二甲基甲酰胺和无水乙醇以1：（1-1.05）的体积比混合置于容器中，以200-250rpm的搅拌速度搅拌均匀后加入4-6wt%的2-氨基对苯二甲酸，继续搅拌20-30分钟后加入钛酸四丁酯，然后置于超声分散器中，以25-30khz的超声频率进行10-15分钟的超声分散，再利用烘箱以150-155℃加热18-20小时，分别用n,n-二甲基甲酰胺和无水乙醇洗涤2-3次，然后进行旋转蒸发干燥，得到氨基改性ti-mof；

11、s1.2：取6-8份聚多巴胺和50-60份n,n-二甲基甲酰胺置于容器中，搅拌至聚多巴胺完全溶解，然后加入8-10份苯甲酰丙酮铜和12-15份氨基改性ti-mof，置于超声分散器中以35-40khz的超声频率进行8-10分钟的超声分散，再在150-200rpm的转速下磁力搅拌6-8小时，得到金属有机物纺丝液；

12、s1.3：将金属有机物纺丝液装入静电纺丝机的注射泵中，调节注射泵的针头与铝箔纸接收板的距离为10-15cm，然后以12-15kv的工作电压和0.02-0.03mm/min的喷丝速度进行静电纺丝，收集铝箔纸接收板上的金属有机物纳米纤维膜，放入烘箱中以75-80℃干燥10-12小时后置于管式炉中，向管式炉中通入管式炉体积85-90%的氮气并调节温度为200-250℃，加热1-1.5小时，然后以8-10℃/min的升温速率升温至850-900℃，再保温40-50分钟，得到纳米抗菌防静电纤维。

13、进一步地，步骤s2制备抗菌防静电有机填料分散液，包括以下步骤：

14、s2.1：将15-20份去离子水装于容器，然后放置在2-4℃的冰水浴环境中，加入3-4份瓜尔胶后搅拌均匀，再缓慢加入1-1.5份甲基丙烯酰氯，转移至室温下后以100-120rpm的搅拌速度搅拌18-20小时，然后在烘箱中以70-75℃进行干燥，得到改性瓜尔胶；

15、s2.2：将4-6份纳米抗菌防静电纤维和1-1.5份聚乙烯吡咯烷酮混合均匀置于容器中，加入120-150份去离子水后搅拌均匀，再加入然后置于超声均质机中，以400-500w的超声功率进行20-25分钟的超声处理，得到纳米抗菌防静电纤维分散液，再将2-3份改性瓜尔胶加入纳米抗菌防静电纤维分散液中，继续以600-800w的超声功率进行8-10分钟的超声处理，得到抗菌防静电有机填料分散液。

16、进一步地，步骤s3水性聚氨酯与抗菌防静电填料的交联复合，包括以下步骤：

17、s3.1：将40-42份蓖麻油和13-13.5份异佛尔酮二异氰酸酯混合均匀后在85-90℃下静置2-2.5小时，然后加入2.5-3份2,2-二羟甲基丁酸搅拌3-3.5小时，再将温度降低至45-50℃，然后加入2-2.3份三乙胺搅拌32-40分钟，得到反应溶液；

18、s3.2：将步骤s3.1制得的反应溶液加入步骤s2.2制得的抗菌防静电有机填料分散液中搅拌均匀，再加入0.8-1份乙二胺、0.05-0.1wt%的消泡剂和0.1-0.3wt%的润湿剂，置于篮式研磨机中以1800-2000rpm的转速搅拌1-1.5小时，得到防静电型水性聚氨酯地坪浆料。

19、进一步地，步骤s1.1中加入钛酸四丁酯的体积占n,n-二甲基甲酰胺和无水乙醇总体积的2.5-3%。

20、进一步地，步骤s1.3中注射泵针头的内径为0.4-0.5mm。

21、进一步地，步骤s2.1中缓慢加入甲基丙烯酰氯的速度为在25-30分钟内完全加入。

22、进一步地，步骤s3.2中的消泡剂为byk024水性消泡剂。

23、进一步地，步骤s3.2中的润湿剂为byk-2012水性分散润湿剂。

24、一种防静电型水性聚氨酯地坪浆料，其由上述一种防静电型水性聚氨酯地坪浆料的制备方法制备得到。

25、有益效果是：1、本发明通过2-氨基对苯二甲酸和钛酸四丁酯在n,n-二甲基甲酰胺和无水乙醇中制备氨基改性ti-mof，然后将聚多巴胺溶解于n,n-二甲基甲酰胺中后加入苯甲酰丙酮铜和氨基改性ti-mof进行静电纺丝和高温碳化，制得纳米抗菌防静电纤维，在静电纺丝过程中，具有高比表面积的氨基改性ti-mof中的氨基和有机配体，聚多巴胺种的氨基和酚羟基以及苯甲酰丙酮铜中的铜离子和有机配体之间相互作用，在氢键作用和配位反应下形成交联密度高，结构稳定的复合物，确保了金属有机物纳米纤维膜中纤维的均匀性和稳定性，在后续碳化过程中不仅能够形成以碳纳米纤维为基体，ti和cu金属颗粒均匀负载的、结构稳定的导电网络，赋予后续水性聚氨酯优秀的防静电能力，而且通过在高温碳化过程控制氮气通入量，生成部分tio2和cuo，同时增强后续水性聚氨酯的抗菌性能。

26、2、 本发明通过利用甲基丙烯酰氯对瓜尔胶进行改性，然后再与纳米抗菌防静电纤维在去离子水中进行充分分散，得到抗菌防静电有机填料分散液，甲基丙烯酰氯通过与瓜尔胶中的羟基进行酯化反应，从而使甲基丙烯酰基取代瓜尔胶中的羟基，丙烯酰基能够与纳米抗菌防静电纤维进行复合，提高纳米抗菌防静电纤维的相容性，防止在聚氨酯内迁移造成的分布不均，从而提高水性聚氨酯的导电性能，进一步提高防静电能力，然后在乙二胺的作用下与水性聚氨酯进行交联，形成三维网络，增加了与聚氨酯之间的交联度，提高了水性聚氨酯的抗压强度和耐磨性。

27、本发明通过将反应溶液加入抗菌防静电有机填料分散液中，然后再加入乙二胺进行后扩链反应，同时引入抗菌防静电有机填料，其中的改性瓜尔胶在乙二胺的作用下与水性聚氨酯进行交联，在水性聚氨酯的扩链反应过程中进行交联反应，能够在聚氨酯网络中形成更为坚固的三维结构，进一步提高了水性聚氨酯的抗压强度和耐磨性。