专利名称：一种导静电防腐涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种导静电防腐涂料及其制备方法。
背景技术：
钢质储油罐是石油、石化行业油品运输、储存及安全运营必不可少的设施。 各种储油罐在国民经济和军事领域起着重要的作用，而且使用量越来越大越多， 但在运行中经常遭受内外、环境介质的腐蚀和静电带来不安全隐患。这里就存在
着储油罐防腐和导静电的问题。2005年中国涂料工业协会与"油罐导静电涂料 检测规范"国家标准管理组共同组织和发起制订了 CNCIA—HG/T0001 —2006《石 油储罐导静电防腐涂料涂装与验收规范》，为涂料涂装制定了强制性标准和相关 技术规范，这就为确保油罐安全，保证油品质量奠定了基础，规定规范。储油罐 的防腐和导静电问题，最简单的解决办法就是用防腐导静电涂料。金属储罐与大 气、生产用原材料等产品介质长期接触会发生化学与电化学作用，产生化学与电 化学腐蚀；而油品在加工运输过程中，经泵、阀门、管道等不断的摩擦冲击，剪 切产生静电，静电在其表面集聚产生高压形成事故隐患，极易引起爆炸火灾。
最初导静电涂料用的溶剂型炭黑石墨导静电原材料，炭黑容易在油中溶解、 易迁移，耐腐蚀性能差，影响油品质量，目前规定不作为导静电材料。而采用导 电金属氧化物材料制备的导静电的涂料在(l%H2S04+l%NaCl)介质条件下，也 就是在含硫重的原油中导静电性能均有下降，防护寿命受到限制，因为在酸性条 件下导电金属氧化物和树脂受到结构性破坏。因此导静电金属氧化物材料制备的 涂料用于原油罐底的腐蚀环境是不适合的。
现有防腐导静电涂料成膜剂大量采用溶剂型的，在封闭型储油罐容易产生 "闪爆"造成人员和财产损失。其耐温性达不到"规范"要求。
发明内容
本发明就是针对上述问题提供一种导静电防腐涂料及其制备方法，所得到的导静电防腐涂料不仅各项指标能达到CNCIA—HG/0001—2006指标要求，而且 具有优良的防锈、防腐、导电性能。
本发明提供的技术方案是 一种导静电防腐涂料，包括45 66%水性聚氨酯 —丁腈环氧复合分散乳液；15 20%复合导电填料，1 5%缓蚀齐1」，5 18%铁钛 粉，0.3 0.6%分散齐!1， 0.4 0.8%润湿剂、0.2 0.5。/o消泡齐U、 0.3 0.6%流平齐!]、 4 6%成膜助剂和2 14%颜填料；所述复合导电填料由下法制得取60% 80% 导静云母粉，10% 30%聚苯胺，5% 10%氧化锡，用聚四氟乙烯(PTFE)乳 液混合搅拌均匀，在500 100(TC温度下，焙烧，然后球磨成5 10um粉末， 聚四氟乙烯乳液的用量为导电云母粉、聚苯胺和氧化锡混合物总量的20 40%; 以上百分比为重量百分比。
上述水性聚氨酯一丁腈环氧复合分散乳液由下法得到在氮气保护下，将 NCO/OH总摩尔比为1.4 1.7的甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二元醇在8(TC，反 应1 3h，加入甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二元醇混合物总重量2 10%的交联 剂三羟甲基丙垸、1 5%的扩链剂二羟甲基丙酸和20 50%的丁腈环氧树脂，反 应2-5h，冷却至室温，加入三乙胺中和至中性，在1000—1500转/分的高速剪切力 下加入甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二元醇混合物总重量20-25%的水乳化得到 水性聚氨酯一丁腈环氧复合分散乳液。
上述丁腈环氧树脂由下法制备在催化剂偶氮二异丁腈或二甲基咪唑存在下， 10 30wt。/。丁腈橡胶和70 90wt。/。环氧树脂，反应温度80 120。C加热反应得到丁 腈环氧树脂。
上述脱水的聚醚二元醇由下法得到将聚醚二元醇(Mn=1500 2000)在卯 11(TC下减压脱水4 6h。
上述缓蚀剂为SER—ADFA179，分散剂为W6038，润湿剂为W203，消泡剂 为W4002，流平剂为W3018，成膜助剂为Texonol，颜填料为硫酸钡或二氧化钛。
本发明还提供了上述导静电防腐涂料的制备方法将分散剂、湿润剂、钛白 粉和铁钛粉混合，在1000—1500转/分的剪切力下砂磨分散至细度小于60ym，再 加入复合导电粉填料搅拌均匀，然后加入水性聚氨酯一丁腈环氧复合分散乳液、 消泡剂、流平剂、缓蚀剂和成膜助剂搅拌均匀，得到导静电防腐涂料。
本发明采用三元体系导静电材料(导电云母粉、聚苯胺、氧化锡)，树脂采用水性聚氨酯一丁腈橡胶改性的环氧树脂乳液，所组成导静电防腐涂料，各项指 标都达到CNCIA—HG/0001—2006指标要求。
本发明以导电云母粉作导静电材料其具有优异的抗化学性和耐腐蚀性，其颗 粒表面积大，易于在树脂中分散及相互接触，可获得良好持久的导静电性能。金 属氧化物均为良好的半导体材料，性能稳定，不会被氧化，能起到导电和防腐(牺 牲阳极)的双重作用。聚苯胺材料具有优良的防锈、防腐、导电性能好，它们三 者联合掺杂能形成稳定的导电网络，对漆膜的耐油性、防腐性、导静电提供优良 的性能保障。
具体实施方式
实施例l:
在催化剂偶氮二异丁腈存在下，10wt。/。液体丁腈橡胶-40 (兰州石化公司产
品)和90wt。/。环氧树脂(E51)，加热到ll(TC反应lh，得到丁腈环氧树脂。
将聚醚二元醇(Mn=1500)在ll(TC下减压真空(O.lMPa)脱水5h待用。 在装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口瓶中，在N2气保护下加入NC0/0H总摩 尔比为1.6的甲苯二异氰酸酯，脱水的聚醚二元醇，逐渐升温到80'C，反应3h， 取样测定NCO基含量，当达到规定值后，加入甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二 元醇混合物总重量8%的交联剂三羟甲基丙烷，3.5%的扩链剂二羟甲基丙酸和 22%的丁腈环氧树脂，反应4h，冷却至室温，加入三乙胺中和至中性，在1300r/min 的高速剪切力下，加入甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二元醇混合物总重量20% 的水乳化得到水性聚氨酯一丁腈环氧复合分散乳液。
取70wt。/。导电云母粉，23wt。/。导电态聚苯胺(JGT-ES-1，重庆金固特化工新 材料技术有限公司)，7wt。/。的氧化锡用PTFE乳液(用量为静云母粉、聚苯胺和 氧化锡混合物总重量的30%)混合搅拌均匀，放入箱式电阻炉在800'C温度下， 焙烧2 3h，冷却至室温，然后球磨成5 10um粉末(复合导电填料)待用。 将10克水加入水性分散剂(W6038，腾龙化工贸易有限公司)0.5克搅均， 然后加入湿润剂(W203，腾龙化工贸易有限公司)0.6克，钛白粉(金红石型) 2克，铁钛粉7克，在1300r/min剪切力下砂磨分散30min ，使细度小于50"m， 再加入复合导电填料18克搅拌30min，然后加入水性聚氨酯一丁腈环氧复合分 散乳液55克，消泡剂(W4002，腾龙化工贸易有限公司)0.3克，流平剂(W3018，腾龙化工贸易有限公司)0.4克，缓蚀剂(SER—ADFA179，上海瑞群实业发展 有限公司)2克，成膜助剂(Texonol，上海长风化工厂)4克，混合均匀得到浅 色水性导静电防腐涂料。 实施例2:
在催化剂二甲基咪唑存在下，30wt。/。液体丁腈橡胶-26 (兰州石化公司产品) 和70wtM环氧树脂(E51)，加热到8(TC反应1.5h，得到丁腈环氧树脂。
将聚醚二元醇(Mn=2000)在卯。C下减压真空(O.lMPa)脱水6h待用。在 装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口瓶中，在N2气保护下加入NCO/OH总摩尔 比为1.4的甲苯二异氰酸酯，脱水的聚醚二元醇，逐渐升温到8(TC，反应1.5h， 取样测定NCO基含量，当达到规定值后，加入甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二 元醇混合物总重量4%的交联剂三羟甲基丙垸，5%的扩链剂二羟甲基丙酸和40% 的丁腈环氧树脂，反应2h，冷却至室温，加入三乙胺中和至中性，在1000r/min 的高速剪切力下，加入甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二元醇混合物总重量25% 的水乳化得到水性聚氨酯一丁腈环氧复合分散乳液。
取80wtM导电云母粉，12wtM聚苯胺(ZP-ES1，吉林正基科技开发有限责任 公司)，8wt。/。的氧化锡用PTFE乳液(用量为导电云母粉、聚苯胺和氧化锡混合 物总重量的40%)混合搅拌均匀，放入箱式电阻炉在60(TC温度下，焙烧3h， 冷却至室温，然后球磨成5 10iim粉末(复合导电填料)待用。
将分散剂(W6038) 0.3克搅均，然后加入湿润剂(W203) 0.7克，沉淀硫 酸钡12克，铁钛粉15克，在1500r/min剪切力下砂磨分散20min ，使细度小于 60um，再加入复合导电填料16克搅拌30min，然后加入水性聚氨酯一丁腈环氧 复合分散乳液46克，消泡剂(W4002) 0.5克，流平剂(W3018) 0.5克，缓蚀 剂(SER—ADFA179) 4克，成膜助剂(Texonol) 5克，混合均匀得到浅色水性 导静电防腐涂料。
本发明提供的涂料检测结果除了满足一般的指标外。特殊指标如下①导静
电防腐涂料电阻率Ps在106 108Q/cm2 ;②涂料耐温在150。C 18(TC;③该产 品价位比氟碳导静电防腐涂料低40 60% 。
在此本发明釆用三元体系导静电材料(导电云母粉、聚苯胺、氧化锡)，树 脂采用水性聚氨酯一丁腈环氧复合分散乳液，所组成导静电防腐涂料，各项指标都达到CNCIA—HG/0001—2006指标要求。
以导电云母粉作导静电材料其具有优异的抗化学性和耐腐蚀性，其颗粒表面 积大，易于在树脂中分散及相互接触，可获得良好持久的导静电性能。金属氧化 物均为良好的半导体材料，性能稳定，不会被氧化，能起到导电和防腐(牺牲阳 极)的双重作用。聚苯胺材料具有优良的防锈、防腐、导电性能好，它们三者联 合掺杂能形成稳定的导电网络，对漆膜的耐油性、防腐性、导静电提供优良的性 能保障。
权利要求
1. 一种导静电防腐涂料，包括45～66％水性聚氨酯—丁腈环氧复合分散乳液；15～20％复合导电填料，1～5％缓蚀剂，5～18％铁钛粉，0.3～0.6％分散剂，0.4～0.8％润湿剂、0.2～0.5％消泡剂、0.3～0.6％流平剂、4～6％成膜助剂和2～14％颜填料；所述复合导电填料由下法制得取60％～80％导静云母粉，10％～30％聚苯胺，5％～10％氧化锡，用聚四氟乙烯乳液混合搅拌均匀，在500～1000℃温度下，焙烧，然后球磨成5～10μm粉末，聚四氟乙烯乳液的用量为导电云母粉、聚苯胺和氧化锡混合物总量的20～40％；以上百分比为重量百分比。
2. 根据权利要求1所述的导静电防腐涂料，其特征在于水性聚氨酯一丁腈环氧 复合分散乳液由下法得到在氮气保护下，将NCO/OH总摩尔比为1.4 1.7 的甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二元醇在8(TC，反应l 3h，加入甲苯二异 氰酸酯和脱水的聚醚二元醇混合物总重量2 10%的交联剂三羟甲基丙烷、 1 5%的扩链剂二羟甲基丙酸和20 50%的丁腈环氧树脂，反应2-5h，冷却 至室温，加入三乙胺中和至中性，在1000—1500转/分的高速剪切力下加入 甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二元醇混合物总重量20-25%的水乳化得到水 性聚氨酯一丁腈环氧复合分散乳液。
3. 根据权利要求2所述的导静电防腐涂料，其特征在于丁腈环氧树脂由下法 制备在催化剂偶氮二异丁腈或二甲基咪唑存在下，10 30wtn/。丁腈橡胶和 70 90wty。环氧树脂，反应温度80 12(TC加热反应得到丁腈环氧树脂。
4. 根据权利要求2或3所述的导静电防腐涂料，其特征在于脱水的聚醚二元醇 由下法得到将聚醚二元醇在90 110'C下减压脱水4 6h。
5. 根据权利要求1或2或3所述的导静电防腐涂料，其特征在于:缓蚀剂为SER—ADFA179，分散剂为W6038，润湿剂为W203，消泡剂为W4002，流平剂为W3018，成膜助剂为Texonol，颜填料为沉淀硫酸钡或金红石二氧化钛。
6. 权利要求1所述导静电防腐涂料的制备方法，将分散剂、湿润剂、钛白粉和 铁钛粉混合，在1000—1500转/分的剪切力下砂磨分散至细度小于60um， 再加入复合导电粉填料搅拌均匀，然后加入水性聚氨酯一丁腈环氧复合分散乳液、消泡剂、流平剂、缓蚀剂和成膜助剂搅拌均匀，得到导静电防腐涂料; 所述水性聚氨酯一丁腈环氧复合分散乳液由下法得到在氮气保护下，将 NCO/OH总摩尔比为1.4 1.7的甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二元醇在80 'C，反应l 3h，加入甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二元醇混合物总重量2 10%的交联剂三羟甲基丙垸、扩链剂二羟甲基丙酸1 5%和丁腈环氧树脂 20 50%，反应2-5h，冷却至室温，加入三乙胺中和至中性，在1000—1500 转/分的高速剪切力下加入甲苯二异氰酸酯和脱水的聚醚二元醇混合物总重 量20-25%的水乳化得到水性聚氨酯一丁腈环氧复合分散乳液;所述丁腈环氧 树脂由下法制备在催化剂偶氮二异丁腈或二甲基咪唑存在下，10 30wt% 丁腈橡胶和70 90wtM环氧树脂，反应温度80 12(TC加热反应得到丁腈环 氧树脂；所述复合导电填料由下法制得取50 80wt。/。导静云母粉，10 30wt。/。聚苯胺，5 10wt。/。氧化锡，用PTFE乳液混合搅拌均匀，在500 1000 。C温度下，焙烧，然后球磨成5 10ym粉末。
全文摘要
一种导静电防腐涂料，包括45～66wt％水性聚氨酯—丁腈环氧复合分散乳液；15～20wt％复合导电填料，1～5wt％缓蚀剂，5～18wt％铁钛粉，0.3～0.6wt％分散剂，0.4～0.8wt％润湿剂、0.2～0.5wt％消泡剂、0.3～0.6wt％流平剂、4～6wt％成膜助剂、2～14wt％钛白粉。本发明还提供了上述导静电防腐涂料的制备方法将分散剂、湿润剂、钛白粉和铁钛粉混合，砂磨分散至细度小于60μm，再加入复合导电粉填料搅拌均匀，然后加入水性聚氨酯—丁腈环氧复合分散乳液、消泡剂、流平剂、缓蚀剂和成膜助剂搅拌均匀，得到导静电防腐涂料。本发明具有优异的抗化学性和耐腐蚀性，其颗粒表面积大，易于在树脂中分散及相互接触，可获得良好持久的导静电性能。
文档编号C09D5/24GK101508870SQ200910061218
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者周春爱, 施铭德, 曾福生 申请人:武汉铁神化工有限公司