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1、浅色复合导电涂料制备及涂层性能2008/4/28/08:57 关键字:导电涂料,环氧树脂,抗静电 摘要:利用自制的SnO2/Sb2O3/石导电功能体与EP/PGGE体系复合制备导电涂料用原料及工艺,并讨论成膜物质等对涂层性能的影响。导电涂料主要技术指标均达到国家标准。 关键词:导电涂料;复合;导电功能体;环氧树脂 1引言 抗静电涂料为石油运贮设备提供了有效的防护,它既能传导电流排除积累的静电荷,又能起到防止设备腐蚀的作用。我国在上世纪90年代开始对抗静电涂料进行研究,1992年制定
2、了“液体石油产品静电安全规程”的国家安全标准GB13348-92。标准要求:贮罐内壁应使用防静电防腐涂料,涂料的体积电阻率应低与108Ω·m(表面电阻率应低于109·m)。我国先后开发出以碳系为主的1900型、WA-929型以及H94型等抗静电涂料。不仅杜绝了静电事故,而且减轻了设备的腐蚀。但抗静电涂料在使用过程中也暴露出许多问题:以金属填料为主的抗静电涂料导电性好,但价格昂贵;以碳系为主的抗静电涂料的导电性、耐腐蚀性好,但易沉积结块、生产中难以分散和清洗、附着力差、易发生龟裂、耐油性差,影响产品质量,且颜色单调
3、,不易早期发现隐患等等。为此各国都开展了价廉、浅色抗静电涂料的研究。 本文利用自制的价廉、色浅导电功能体,同EP/PGGE体系复合制成的涂料各项性能经各种方法仪器表征,其结果均达到国家标准要求的技术指标。涂料可广泛应用于贮油罐、地板等防静电的涂装。 2实验部分 2.1原料及规格实验用原料及规格见表1所示。表1实验用原材料及规格点击此处查看全部新闻图片 2.2导电涂料的配方 以自制的环氧树脂/PGGE体系(以下简称改性环氧树脂)为成膜物质,加入颜料、导电功能体、流变剂、助剂等按一定配比
4、制成浅色抗静电涂料。 2.3导电涂料的制备 甲组分的制备:首先对环氧树脂改性且将改性环氧树脂溶于溶剂中,然后加入颜料、流变剂、助剂等搅匀,经砂磨机研磨到规定细度,再加自制导电功能体并使其分散均匀,即制得甲组分。 乙组分的制备:将多元胺进行改性后,加入一定的助剂搅匀,即制得乙组分。 2.4抗静电涂层的制备 将被涂物马口铁表面处理干净,用无水乙醇擦净、晾干,将甲乙两组分按一定比例混合均匀,调整好粘度;在被涂物上按底漆两道,面漆两道均匀涂刷,室温干燥一周后测试其各项性能。 2.5涂膜
5、电性能测试 涂膜的体积电阻率和表面电阻率参照美国材料协会标准ASTMD-257-93,进行测试。 并且,对涂膜的附着力、冲击强度、柔韧性、耐油性、耐水性、耐化学试剂性按国家标准进行了检测。 3结果与讨论 3.1成膜物质对涂层性能的影响 3.1.1稀释剂的种类对涂层性能的影响各种活性稀释剂对环氧树脂涂膜抗张强度、电导率等性能的影响见表2。表2不同类别稀释剂对聚合物的电导率、抗张强度及膜性能的影响点击此处查看全部新闻图片 由表2可知,加入聚乙二醇二缩水甘油醚(PGGE)的环氧树脂涂
6、层具有好的柔韧性和高的电导率。这是因为PGGE含有较长的柔性分子链段—O—,在电场力的作用下,链段的微布朗运动比较剧烈,构像熵低,导电性增强;同时其两端的环氧基团又能与固化剂反应形成交联网络,因此涂层又有很好的成膜性和柔韧性。乙二醇二缩水甘油醚(669)的柔性分子链段—O—较短,端基环氧基团与环氧树脂和固化剂发生交联形成了高密度的交联聚合物,所以导电性差,膜硬。聚乙二醇(PEG-400)由于无法与环氧树脂形成交联网络而从表面溢出,同时大量羟基向聚合物表面排列而易吸潮;PEG20000由于EO链节太长而易使聚合物结
7、晶,导电性能低,电阻率最高。聚丙二醇二缩水甘油醚(EPG-207)与PGGE一样含有一定长度的柔性分子链段和可反应的环氧端基,因此成膜后也具有良好的导电性和力学性能,但由于丙二醇中甲基取代基的存在影响了链段分子的运动,故EPG-207的导电率比PGGE的稍低。而且EPG-207的分子链太长,加上取代基的影响,使聚合物不易成膜而粉化。因此成膜物质应选EP/PGGE体系。 3.1.2稀释剂含量对成膜物质性能的影响 稀释剂的加入对环氧抗张强度、导电性等性能影响较大。以PGGE为例,随着PGGE含量的增加,E
8、P/PGGE体系的电导率逐渐增大,当PGGE含量分数超过70%时,其电导率趋于平缓。此时该体系以柔性链为主,即使再增加柔性链含量也无助于导电性能的提高。 PGGE含量过高,环氧树脂含量过少时便会失去环氧树脂所具有的优良力学性能、耐腐蚀性和粘接力等性能。在EP/PGGE体系中,EP的含量小于30wt%时,聚合物强度很差,成膜困难;当EP含量从30wt%增加到60wt%
