导静电型地坪功能材料的应用研究
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2.3.1 导电材料添加量对导电性能的影响www.tmgc8.com
表 4 为 ZnOw 的用量对环氧地坪涂料导电性能的影响。
表 4 ZnOw 的用量与漆膜电阻的关系
注：漆膜固化 48 h ，测试环境温度为 25 ℃ ，湿度为 50 ％。测试仪器：①数字兆欧表： PC27-7H 防静电工程专用仪表；②电极： 2 只，铜质，表面镀铬，圆柱型，Φ 63 mm ， 2.5 kg ，测试方法：测试电压为 100 V ，极化时间为 10 s, 电极间距为 30 cm 。
对上面第 5 号配方进行电镜扫描，见图 3 。
图 3 ZnOw 立体网络结构
说明： ZnOw 复合导电材料在环氧树脂漆膜中呈现立体网状分布，导电材料分布均匀，导电性稳定一致，达到设计要求：静电电阻保持在（ 2.5 × 104 ）～（ 1.0 × 106 ）Ω。
2.3.2 影响导电性接触电阻的因素
漆膜表面电阻可按图 4 进行计算。
图 4 电阻计算示意
R 表面 =2 （ R1+R2 ） + R3
式中： R1 ———连接电阻：导静电面漆中导电材料连接底层与面层的电阻；
R2 ———接触电阻：单位面积中，一定数量的导电材料与导电底漆中的导电炭黑相接触产生的电阻；
R3 ———底层电阻：涂面漆后的导电底层电阻；
R4 ———底漆电阻：未涂面漆的导电底层电阻。
因导电材料的电阻本身很小，在面漆厚度一定的情况下， R1 近似于导通。因此上述公式可简化为：
R 表面＝ 2R2 + R3
⑴试验
导静电面漆： ZnOw 复合导电材料添加量为 20% ，施工厚度为 1 mm ；
导电底漆：施工厚度为 0.15 mm ；
测试方法见图 5 （ 100 V ），测试结果见表 5 ~ 7 。
图 5 测试方法示意
表 5 打磨前用指针直接测电阻 1 ． 0 × 104 Ω
表 6 打磨前用指针直接测电阻 1 ． 0 × 105 Ω
表 7 打磨前用指针直接测电阻 1 ． 0 × 107 Ω
⑵讨论
导电底漆的电阻小于 104 Ω 时，接触电阻基本在 105 Ω 左右（稳定状态）。导电底漆的电阻在 105 Ω 时，接触电阻在 106 ~ 109 Ω（不稳定状态）。导电底漆的电阻在 106 Ω 时，接触电阻基本上在 109 Ω 以上。上述现象可从导电底漆的微观结构来解释：在导电底漆中，粉末状的导电炭黑彼此之间被一层薄薄的树脂所间隔。而此层树脂的厚度和颜基比决定了导电底漆的表面电阻，厚度越薄导电底漆的表面电阻就越低。厚度越大，接触电阻就越大，稳定性就越差。
2.3.3 影响 R3 底层电阻的因素
导电底漆的厚度越厚， R3 越接近 R4 。超过 0.1 mm 时， R3 不受面漆影响。
试验：将导电底漆涂覆在聚酯薄膜上，涂覆不同的次数，然后涂相同的面漆，并保持施工厚度一致。待漆膜干后，将制成的样板从聚酯薄膜上分开，测反面的电阻。测试数据见表 8 ，绘图表示见图 6 。www.tmgc8.com
表 8 未打磨前 (R4= 1 ． 0 × 104 Ω ) 测试数据
图 6 底漆厚度和底漆电阻的关系
底漆导电性是通过打磨获得的：如 R4 是从 109 Ω，经打磨后变成 103 Ω。涂面漆后， R3 会上升到打磨前的状态 109 Ω。
2.4 结果与讨论
2.4.1 导电底漆
从表面电阻的计算公式可知，要获得稳定的、可控制的表面电阻，导电底漆电阻 R4 起到了关键性的作用。不但要使接触电阻（ R2 ）稳定，还要使底层电阻（ R3 ）能够控制在一定的范围内。对于无溶剂导静电型地坪应为 104 ～ 106 Ω
第一层导电层的表面电阻（ R4 ）应控制在 1.0 × 104 Ω 左右（未打磨前，用指针直接测量）。这样在涂面漆后可获得表面电阻在 105 Ω 左右，可实现（ 2.5 × 104 ）～（ 1.0 × 106 ）Ω。
2.4.2 导电材料添加量
增加导电材料的添加量，接触电阻的稳定性会提高，但与表面电阻的下降无关。
2.4.3 面漆施工厚度
面漆厚度的增加，严重的会使导电材料连接底层与面层的 R1 变大，达不到导静电设计要求。
2.4.4 分散
选用超声处理和以丙酮为助剂的方法进行纳米粉末和硅烷偶联剂的混合，利用超声波的能量击碎团聚的纳米颗粒，同时让硅烷偶联剂和纳米颗粒进行作用，为纳米粉末在环氧树脂中均匀分散并同环氧树脂良好地结合打好基础。在进行超声处理的同时进行了机械搅拌，防止纳米 ZnOw 粉末沉淀。超声的作用时间选定为 1 h 。
3 涂层结构设计及分析
导静电地坪涂层结构由底涂绝缘层、防静电底涂层、防静电接地系统网、导电砂浆层和防静电面层组成，见图 7 。
图 7 导静电地坪结构示意
底涂绝缘层是由低相对分子质量的环氧树脂组成，具有优良的渗透性，对水泥基面可进行加固处理，提高基面的抗压强度。施工时对水泥潮湿度的容忍性非常高，不会影响层间的附着力。
防静电底涂层采用的是环氧防静电底漆和低处理表面适用的腰果壳油改性的固化剂。这一层既能对混凝土和找平层基面起加固作用，增强基面的抗压和拉伸强度，又提高了地坪的整体防腐性能和防静电效果。防静电接地系统网由接地铜网（固定在油漆内的网状导电体）、接地干线（铜网与接地体之间的连接线）和接地体（大地电极） 组成。设计符合 ANSI ESDS20.20 — 1999 《保护电气和电子器件、组件及设备，静电放电控制大纲》中接地电阻小于 1 Ω 的规定，其大地电极体可以是环形接地体、水平辐射接地体、垂直棒（管）组接地体和金属板接地体的任一种。这一部分能保证地坪的静电泄露具有良好的永久性通道，保证整个防静电地坪系统对防止静电积累起到关键的作用。