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          面導電型防靜電瓷磚導電地網的鋪設

          來源:本站 發布時間:2018-09-19 13:23:00 閱讀:2399

          摘要:介紹了面導電型防靜電瓷磚的性能,并就鋪設防靜電瓷磚在滿足防靜電性能的基礎上,對目前通用的防靜電瓷磚導電地網鋪設方法進行改進,導電地網采用鍍鋅鐵絲繞防靜電瓷磚側面鋪設,瓷磚與基底的連接層使用普通水泥混凝土。


          隨著現代高技術設備的微型化和智能化,靜電危害越來越引起人們的高度關注[1-2]。如果大量積聚的靜電荷不能有效地及時釋放,則會破壞電子電路、損壞電器設備,甚至產生電火花,引起火災、爆炸等事故,從而造成巨大損失。因此,如何采取有效地靜電防護措施,改善工作環境,消除靜電危害,是各相關行業關注的安全問題之一[3-4]。在計算機和通信機房以及高技術廠房中,大多使用防靜電瓷磚和防靜電活動地板進行防靜電處理。


          防靜電瓷磚是將超細無機耐高溫導電材料與陶瓷復合,制成的具有介電性的陶瓷材料,這種處理除具有陶瓷材料的耐磨、耐腐、耐老化、防火、抗壓等優點外,還具有抗靜電性能,既可作為活動地板的面層,也可以直接鋪設在地面上作防靜電地面[5-6]。


          防靜電瓷磚通常鋪設前都需要鋪設導電地網,這樣才能有效地將瓷磚表面產生的靜電荷導入大地,從而起到保護作用,而導電地網的材質和鋪設方式也會直接影響到地面的防靜電效果。


          因此,研究導電地網的材質和鋪設方式對靜電耗散性能的影響同樣具有重要的意義。本文提出了一種面導電型防靜電瓷磚導電地網的鋪設方法,并對鋪設后的防靜電地面的性能進行了測試。


          1 一種新型的面導電型防靜電瓷磚

          目前市場上的抗靜電瓷磚及其制造方法有如下幾類:


          (1)瓷磚整體導靜電:

          這類瓷磚有2 種,第1 種是在氣孔率較大的瓷磚表面施半導體釉,然后通過浸泡-烘干的方式在坯體氣孔內注入成本較低的吸潮性材料。但這導致瓷磚坯體的吸水率較高,降低了瓷磚的品位和使用性能,同時在鋪貼和使用過程中坯體孔中的吸潮性材料會溶出,而影響整個抗靜電系統的性能穩定性,并且由于氣孔的存在,瓷磚表面
          耐污性及瓷磚強度下降,瓷磚綜合性能受到影響。第2 種是在瓷磚坯體表面和內部均加入錫銻半導體粉末材料,但因錫
          銻半導體粉末價格較高,而導致瓷磚制造成本較高。


          (2)瓷磚表面導靜電:該類瓷磚僅表面有導電釉層,成本較低,但在燒成過程中瓷磚往往產生邊部變形,因而大部分大規格成品瓷磚需經過切割,以保證在鋪貼過程中瓷磚排列整齊,而坯體上表面的釉層很薄,只有零點幾毫米,并且坯體上表面邊緣存在向內的倒角,這使釉層和側面導電材料不易連通,因而抗靜電瓷磚鋪貼和使用過程中上表面導靜電釉和側面導靜電材料的連接穩定性差。


          目前市場上也有部分產品是將導電膠附著在瓷磚坯體四周邊緣,通過導電膠將瓷磚坯體上表面的導靜電釉與鋪設瓷磚的導靜電材料連通,但這種處理方式影響抗靜電瓷磚系統的外觀和系統的導靜電穩定性。在現有防靜電瓷磚的基礎上,本文提出了一種上表面和側面均施釉的新型防靜電瓷磚及其結構。其制備工藝為,將半導體粉末材料添加到瓷磚基釉中制成半導體釉,然后將該半導體釉施于瓷磚素坯上表面及4 個側面,通過一系列的干燥燒成工藝在輥道窯內燒成而制得。該瓷磚的結構見圖1。


          圖1 抗靜電瓷磚的剖切結構示意



          與現有的市售防靜電瓷磚相比較,其具有以下優點:


          (1)瓷磚的半導體釉層僅覆蓋在瓷磚坯體的上表面和側面,底部未施半導體釉,解決了表面整體抗靜電瓷磚難以在輥道窯中進行大規模生產的難題,并且成本相對較低。同時保證了導靜電通路的穩定性和完整性。


          (2)瓷磚的半導體釉層從上表面延伸到整個側面,提高了瓷磚的縱向導靜電深度,增強了半導體釉面與鋪設瓷磚的導靜電材料或瓷磚導靜電勾縫劑接觸的有效性。且其在保證較好的導電性能的前提下,可以進行充分的燒結,氣孔率低,具有很好的表面質量和較高的強度。


          2 防靜電瓷磚導電地網的鋪設
          防靜電地坪的施工標準是2002 年頒布的,其中無防靜電瓷磚的鋪設方法。且標準中的某些施工方法已不能滿足地坪新技術發展需要,所以參照標準進行一定的改進是有必有的。


          2.1 現有防靜電瓷磚導電地網的施工方法
          現有防靜電瓷磚導電地網的常用施工示意如圖2 所示。


          (1)導電銅箔成網格形式或“十”字狀鋪設于基層地面,銅箔交叉處用錫焊焊接;銅箔與接地端子連接處用錫焊焊接或用螺
          栓壓接牢固。


          (2)用導電膠將銅箔粘貼在基層地面上,銅箔粘貼應平整、牢固??墒褂孟鹉z軋輥從銅箔條中心部位向兩端碾
          展。


          (3)用乙酸乙酯溶液將銅箔上的浮膠清洗干凈,然后再鋪貼防靜電瓷磚。


          圖2 現有防靜電瓷磚導電地網的施工方法示意

          上述施工工藝所采用的瓷磚一般是具有整體靜電耗散特性的防靜電產品,要求瓷磚的表面釉和瓷磚體有半導體的材料性能。為使防靜電瓷磚上表面的靜電電荷能夠通過導電網耗散,就需要瓷磚與基底的水泥連接層也應具有同樣的靜電耗散性能。為此,在施工過程中往往是在水泥中添加了一定量的導電石墨粉。然而,這樣處理的結果就是導致水泥與瓷磚的粘結強度降低,由此造成防靜電瓷磚使用過程中經常出現瓷磚松動或脫落的情況,這實際上是破壞了靜電耗散通路,直接影響了防靜電瓷磚鋪設系統的防靜電性能。另一方面,防靜電地板的傳統地網一般是由銅帶或銅絲鋪設而成。由于金屬銅的氧化腐蝕,防靜電地板使用一段時間后,整個系統的電阻值增加,從而造成實際防靜電效果與設計指標的差異。


          2.2 新型防靜電瓷磚導電地網的鋪設方法
          針對上述的新型面導電型防靜電瓷磚,提出了一種新型的鋪設方法(見圖3)。



          圖3 防靜電瓷磚導電地網的鋪設方法示意

          (1)防靜電瓷磚鋪設時,用普通的混凝土刮涂地面,在刮涂的同時鋪設該側面施釉的防靜電瓷磚,鋪設時相鄰的2 塊
          瓷磚間留出一定空隙。


          (2)鋪設瓷磚時在該空隙中鋪設鍍鋅鐵絲作為導電網,導
          電網的鋪設方式如圖4 所示,鍍鋅鐵絲沿著瓷磚側面釉層成
          網格狀鋪設,并利用瓷磚側面擠壓固定,在鍍鋅鐵絲網節點處
          交叉打結固定,也可以再用錫焊焊接,使鍍鋅鐵絲網之間充分
          接觸。


          圖4 防靜電瓷磚導電地網鋪設俯視圖


          (3)用導電砂漿刮涂瓷磚之間的縫隙,以便使導電金屬絲網和瓷磚的側面充分接觸。本方法在鋪設瓷磚時,導電網是用導電金屬絲沿著瓷磚
          側面釉層成網格狀鋪設,而不是鋪設于瓷磚下,導電金屬絲利用瓷磚側面粘結擠壓固定,利用瓷磚側面釉進行導電。瓷磚
          與基底的連接層是普通水泥混凝土,其中不用添加任何導電材料,在提高其粘結性能的基礎上降低了成本。導電金屬絲
          采用來源廣泛、價格低廉的鍍鋅鐵絲,相對于常用的銅箔或者銅帶而言其成本降低、抗氧化性能增加、導電性能穩定,在滿
          足防靜電性能的條件下,減低了施工成本。且由于導電金屬絲是鋪設在瓷磚側面,此種鋪設方式操作較為簡單,且能使施
          工過程及后續維護更加方便,總體性價比更高。


          3 防靜電效果的測試
          施工完成后,采用KIKUSUI-TOS7200 絕緣電阻測試儀、IEC 標準電極、WS-2000C 溫濕度計、AR910 接地電阻測試
          儀、地網焊接設備、地面施工設備以及測試設備,嚴格按照SJ/T 11159—1998《地板覆蓋層和裝配地板靜電性能的試驗方
          法》、SJ/T 31469—2002《防靜電地面施工及驗收規范》等現行有關標準規范對所鋪設的防靜電瓷磚進行測試和驗收。測得
          表面電阻如圖5 所示。測試結果完全符合驗收標準,且導電穩定性非常好。
          圖5 防靜電瓷磚表面電阻隨時間的變化



          4 結語
          對面導電型防靜電瓷磚導電地網的鋪設方法進行了一些改進,導電地網采用鍍鋅鐵絲繞防靜電瓷磚側面鋪設,瓷磚與基底的連接層使用普通水泥混凝土,該施工方法簡單,操作方便。而且在滿足防靜電性能的條件下,降低了施工成本,經濟效益明顯。

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          關鍵詞: 防靜電瓷磚

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