专利名称：一种复合导电体导静电涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料及其制备方法，属于一种复合导电体导静电涂料及其制备方法。
背景技术：
导静电涂料是一种应用范围十分广泛的涂料，可以导出材料表面积累的静电荷，消除静电。在石油产品的储运过程中，防静电是一个特别值得注意的问题，导静电涂料是防静电的有效措施。国家技术监督局早在1992年1月发布的强制性国家标准GB13348-92，规定“储罐内壁应使用防静电腐蚀涂料，涂料体电阻率低于109Ω·cm，面电阻率低于108Ω·cm。1997年7月又发布国家标准GB16906-1997《石油罐导静电涂料电阻率测定法》，对石油产品储罐防静电防腐蚀涂料做出油漆材料电阻率及施工验收的规范。2001年9月又出台了“轻质油品安全静止电导率”国家标准，编号为GB6590-2001，系列标准的实施，有效预防了由静电引发的火灾和爆炸灾害。
目前使用的储油罐，主要是以金属、碳黑或金属氧化物为导电功能体的电静电涂料，其综合性能并不理想，如污染油品、附着力和防腐性能较差及使用寿命短等缺点，无法达到国家新颁布的技术标准。
第一代储没罐用的导静电涂料采用金属或石墨为导电功能体，金属易被氧化，容易失去导静电的功能，现已不使用，而石墨导电功能体的加入量必须在15％-20％以上，虽然具有了导静电的功能，但导静电涂料的其它性能受到了严重影响，更为严重的是，由于石墨的加入量多，油品很容易将石墨从涂层中抽提出来，悬浮于油品中的石墨不易分离，将严重影响油品的质量。因此，以石墨为导电功能的导静电涂料已被石油化工行业建议不作为储油罐导静电涂料使用。20世纪90年代出现的以SnO2/SbO2包覆的云母作为导电功能体，由于是氧化物，它克服了金属易氧化的缺点，且自身颜色浅，易于制备清一色或彩色导静电涂层，因此近年来发展较快，但它同存在加入量过大的问题，影响了涂料的其它性能，例如，其附着力和防腐性能就不能很好的满足储油罐对涂料的要求。储油罐用导静电涂料要求在具有优良导静电性能的同时还应具有优良的防腐、防渗漏等功能，而目前使用的各种导静电涂料在实施过程中最突出的问题是抗静电性能不够持久，耐水性不好，普遍色黑，耐油防腐性能与抗静电性能不能兼顾，涂料的使用寿命短及填料污染油品。
发明内容
为了解决现有的导静电涂料抗静电性能不够持久，耐水性不好，普遍色黑，耐油防腐性能与抗静电性能不能兼顾，涂料的使用寿命短及填料污染油品的问题，本发明提供了一种碳纤维导静电涂料及其制备方法，该方法制备的产品具有用量少，抗静电性能持久耐油性、耐腐蚀性、耐热性、耐溶剂性及耐蒸汽沸水性能优良，对油品无污染，使用寿命长。
本发明所采用的技术方案是复合导电体为单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管中至少一种与导电云母粉的复合体，按重量百分比该涂料由以下组分组成环氧树脂 20-40份复合导电体0.2-24份颜填料10-20份助剂 0.5-10份有机溶剂 5-20份固化剂10-50份上述所说复合导电体导静电涂料环氧树脂选自是环氧树脂E-20、环氧树脂E-44或环氧树脂E-12中的至少一种；颜填料选自铁红、磷酸锌、钛白粉、氧化锌、滑石粉或硫酸钡中的至少一种；助剂选自聚丙烯酸酯、改性聚氨酯、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂，Span、Tween、OP或十六烷基溴化胺中的至少一种；有机溶剂选自二甲苯、正丁醇或环己酮中的至少一种；固化剂选自TY650、SUNMIDE390、SUNMIDE305、NX-2040、NX-2003、NX-2007或NX-2015中的至少一种；碳米管平均管径为0.5-500nm，长度为200nm-40μm。
制备复合导电体导静电涂料的方法包括由以下步骤组成(a)把经纯化的管径为0.5-500nm，长度为200nm-40μm的纳米管及助剂在有机溶剂中搅拌的状态下，混合反应10-20分钟；(b)将上述混合均匀的混合物中加入一定量的助剂在一定量的有机溶剂中搅拌均匀后，再用超声波处理20-40分钟；(c)将上述分散均匀的溶液和一定量的环氧树脂混合均匀，再用超声波处理10-20分钟；(d)将上述混合分散均匀的物质，加入到砂磨机中，在低速搅拌状态下，加入颜填料，高速搅拌20-40分钟，混合分散均匀，经砂磨机研磨到规定细度即可；(e)将上述混合分散的物质中加入云母粉，低速搅拌20-40分钟，使各基料混合均匀；(f)将固化剂溶于一定量的有机溶剂中搅拌均匀；(g)在施工时，将上述两组物质均匀混合，充分固化后，进行涂装。
本发明的有益效果是由于该复合导电体导静电涂料采用云母粉及具有特殊效应的纳米材料——碳纳米管作为复合导静电体，通过对其进行适当的表面处理，使其能适应防腐涂料体系，从而制备出用量少，抗静电性能持久耐油性、耐腐蚀性、耐热性、耐溶剂性及耐蒸汽沸水性能优良，对油品无污染，使用寿命长的产品。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。
实施例1把经纯化的平均管径为0.5-500nm，长度为200nm-40μm的碳纳米管0.04g、0.04g硅烷偶联剂TM-10及0.5g二甲苯、正丁醇混合溶剂在搅拌状态下，混合反应20分钟；加入0.04g分散剂EKFA4010、0.04g分散剂DP9100及4.5g二甲苯、正丁醇混合溶剂，搅拌均匀后，用超声波处理30分钟；加入0.2g EFKA4009、0.08g EFKA2022、7g环氧树脂E-20混合均匀，再用超声波处理20分钟；将上述混合分散均匀的物质，加入到砂磨机中，在低速搅拌状态下，依次加入1.6g钛白粉、1.2g滑石粉、0.4g硫酸钡颜填料高速搅拌30分钟，混合分散均匀，经砂磨机研磨到规定细度；再加入4.36g云母粉，低速搅拌20分钟，使各基料混合均匀，即制得涂料甲组分20g。将2.5g固化剂TY650用1g二甲苯、正丁醇混合溶剂稀释，搅拌均匀后，即制得涂料乙组分。甲乙组分均匀混合，充分固化后，进行涂装。根据上述技术形成的导静电涂料导电体用量少，耐油性、耐腐蚀性、耐溶剂性性能优异，对油品无污染，表干时间1.9小时，实干时间18小时，面电阻率＜107W，柔韧性≤1mm，附着力强，冲击强度≥50Kg·cm。
实施例2把经纯化的平均管径为0.5-500nm，长度为200nm-40μm的碳纳米管0.04g、0.04g硅烷偶联剂KH-560及0.5g二甲苯、正丁醇混合溶剂在搅拌状态下，混合反应20分钟；加入0.04g分散剂EKFA4010、0.04g分散剂DP9100及4.5g二甲苯、正丁醇混合溶剂，搅拌均匀后，用超声波处理30分钟；加入0.2g EFKA4009、0.08gEFKA2022、7g环氧树脂E-20混合均匀，再用超声波处理20分钟；将上述混合分散均匀的物质，加入到砂磨机中，在低速搅拌状态下，依次加入1.6g钛白粉、1.2g滑石粉、0.4g硫酸钡等颜填料高速搅拌30分钟，混合分散均匀，经砂磨机研磨到规定细度；再加入4.36g云母粉，低速搅拌20分钟，使各基料混合均匀，即制得涂料甲组分20g。将2.5g固化剂TY650用1g二甲苯、正丁醇混合溶剂稀释，搅拌均匀后，即制得涂料乙组分。甲乙组分均匀混合，充分固化后，进行涂装。根据上述技术形成的导静电涂料导电体用量少，耐油性、耐腐蚀性、耐溶剂性性能优异，对油品无污染，表干时间1.9小时，实干时间17小时，面电阻率＜107W，柔韧性≤1mm，附着力强，冲击强度≥50Kg·cm。
实施例3把经纯化的平均管径为0.5-500nm，长度为200nm-40μm的碳纳米管0.04g、0.04g硅烷偶联剂KH-560及0.5g二甲苯、正丁醇、环己酮混合溶剂在搅拌状态下，混合反应20分钟；加入0.04g分散剂EKFA4010、0.04g分散剂DP9100及4.5g二甲苯、正丁醇、环己酮混合溶剂，搅拌均匀后，用超声波处理30分钟；加入0.2g EFKA4009、0.08g EFKA2022、7g环氧树脂E-44混合均匀，再用超声波处理20分钟；将上述混合分散均匀的物质，加入到砂磨机中，在低速搅拌状态下，依次加入1.6g钛白粉、1.2g滑石粉、0.4g硫酸钡等颜填料高速搅拌30分钟，混合分散均匀，经砂磨机研磨到规定细度；再加入4.36g云母粉，低速搅拌20分钟，使各基料混合均匀，即制得涂料甲组分20g。将8.5g固化剂SUNMIDE390用1g二甲苯、正丁醇、环己酮混合溶剂稀释，搅拌均匀后，即制得涂料乙组分。甲乙组分均匀混合，充分固化后，进行涂装。根据上述技术形成的导静电涂料导电体用量少，耐油性、耐腐蚀性、耐溶剂性性能优异，对油品无污染，表干时间1.9小时，实干时间19小时，面电阻率＜107W，柔韧性≤1mm，附着力强，冲击强度≥50Kg·cm。
实施例4把经纯化的平均管径为0.5-500nm，长度为200nm-40μm的碳纳米管0.04g、0.04g硅烷偶联剂TM-10及0.5g二甲苯、正丁醇、环己酮混合溶剂在搅拌状态下，混合反应20分钟；加入0.04g分散剂EKFA4010、0.04g分散剂DP9100及4.5g二甲苯、正丁醇、环己酮混合溶剂，搅拌均匀后，用超声波处理30分钟；加入0.2g EFKA4009、0.08g EFKA2022、7g环氧树脂E-44混合均匀，再用超声波处理20分钟；将上述混合分散均匀的物质，加入到砂磨机中，在低速搅拌状态下，依次加入1.6g钛白粉、1.2g滑石粉、0.4g硫酸钡等颜填料高速搅拌30分钟，混合分散均匀，经砂磨机研磨到规定细度；再加入4.36g云母粉，低速搅拌20分钟，使各基料混合均匀，即制得涂料甲组分20g。将8.5g固化剂SUNMIDE390用1g二甲苯、正丁醇、环己酮混合溶剂稀释，搅拌均匀后，即制得涂料乙组分。甲乙组分均匀混合，充分固化后，进行涂装。根据上述技术形成的导静电涂料导电体用量少，耐油性、耐腐蚀性、耐溶剂性性能优异，对油品无污染，表干时间1.8小时，实干时间19小时，面电阻率＜107W，柔韧性≤1mm，附着力强，冲击强度≥50Kg·cm。
实施例5把经纯化的平均管径为0.5-500nm，长度为200nm-40μm的碳纳米管0.04g、0.04g硅烷偶联剂TM-10及0.5g二甲苯、正丁醇、环己酮混合溶剂在搅拌状态下，混合反应20分钟；加入0.04g分散剂EKFA4010、0.04g分散剂DP9100及4.5g二甲苯、正丁醇、环己酮混合溶剂，搅拌均匀后，用超声波处理30分钟；加入0.28g BYK 354、7g环氧树脂E-44混合均匀，再用超声波处理20分钟；将上述混合分散均匀的物质，加入到砂磨机中，在低速搅拌状态下，依次加入1.2g铁红粉、1.6g磷酸锌、1.6g滑石粉等颜填料高速搅拌30分钟，混合分散均匀，经砂磨机研磨到规定细度；再加入4.76g云母粉，低速搅拌20分钟，使各基料混合均匀，即制得涂料甲组分20g。将8.5g固化剂SUNMIDE390用1g二甲苯、正丁醇、环己酮混合溶剂稀释，搅拌均匀后，即制得涂料乙组分。甲乙组分均匀混合，充分固化后，进行涂装。根据上述技术形成的导静电涂料导电体用量少，耐油性、耐腐蚀性、耐溶剂性性能优异，对油品无污染，表干时间1.6小时，实干时间18小时，面电阻率＜107W，柔韧性≤1mm，附着力强，冲击强度≥50Kg·cm。
权利要求
1.一种复合导电体导静电涂料，其特征在于复合导电体为单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管中至少一种与导电云母粉的复合体，按重量百分比该涂料由以下组分组成环氧树脂20-40份复合导电体 0.2-24份颜填料 10-20份助剂0.5-10份有机溶剂5-20份固化剂 10-50份
2.根据权利要求1所述的一种复合导电体导静电涂料，其特征在于环氧树脂选自是环氧树脂E-20、环氧树脂E-44或环氧树脂E-12中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种复合导电体导静电涂料，其特征在于颜填料选自铁红、磷酸锌、钛白粉、氧化锌、立德粉、滑石粉或硫酸钡中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种复合导电体导静电涂料，其特征在于助剂选自聚丙烯酸酯、改性聚氨酯、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂，Span表面活性剂量、Tween表面活性剂量、OP表面活性剂量或十六烷基溴化胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种复合导电体导静电涂料，其特征在于有机溶剂选自二甲苯、正丁醇或环己酮中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种复合导电体导静电涂料，其特征在于固化剂选自TY650、SUNMIDE390、SUNMIDE305、NX-2040、NX-2003、NX-2007或NX-2015中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种复合导电体导静电涂料，其特征在于碳米管平均管径为0.5-500nm，长度为200nm-40μm。
8.一种权利要求1所述的复合导电体导静电涂料的制备方法，其特征在于该方法包括由以下步骤组成(a)把经纯化的管径为0.5-500nm，长度为200nm-40μm的纳米管及助剂在有机溶剂中搅拌的状态下，混合反应10-20分钟；(b)将上述混合均匀的混合物中加入一定量的助剂在一定量的有机溶剂中搅拌均匀后，再用超声波处理20-40分钟；(c)将上述分散均匀的溶液和一定量的环氧树脂混合均匀，再用超声波处理10-20分钟；(d)将上述混合分散均匀的物质，加入到砂磨机中，在低速搅拌状态下，加入颜填料，高速搅拌20-40分钟，混合分散均匀，经砂磨机研磨到规定细度即可；(e)将上述混合分散的物质中加入云母粉，低速搅拌20-40分钟，使各基料混合均匀；(f)将固化剂溶于一定量的有机溶剂中搅拌均匀；(g)在施工时，将上述两组物质均匀混合，充分固化后，进行涂装。
全文摘要
本发明涉及一种复合导电体的导静电涂料及其制备方法。该方法包括经纯化的复合导电体及助剂在有机溶剂中搅拌，混合反应数分钟后加入助剂在有机溶剂中搅拌，用超声波处理20－40分钟；与环氧树脂混合，用超声波处理10－20分钟；将上述混合分散均匀的物质，加入到砂磨机中，低速搅拌下加入颜填料，高速搅拌数分钟，混合分散均匀，研磨；将上述混合分散的物质中加入云母粉，低速搅拌数分钟；将固化剂溶于有机溶剂中搅拌均匀；在施工时，将上述两组物质混合，固化，涂装。该产品具有用量少，抗静电性能持久，耐油性、耐腐蚀性、耐热性、耐溶剂及耐蒸汽沸水性能优良，对油品无污染，使用寿命长的产品。
文档编号C09D5/24GK1664035SQ200510009768
公开日2005年9月7日 申请日期2005年2月22日 优先权日2005年2月22日
发明者赵福君, 姜琳琳, 李宏亮, 于振兴, 冯辉昌, 田建华 申请人:大庆石油管理局