探讨导电填料在环氧静电导电涂料中的应用

科学研究中心主任

工业涂料以环氧树脂为主要成膜物质和聚酰胺加合物固化剂，以制备具有良好导电性和优异耐腐蚀性的两组分浅色静电油罐内壁涂料. . 详细讨论了导电填料的种类和数量对导电涂层导电能的影响. 关键词: 防腐涂料重防腐涂料

马向宇，刘成泰

（中远关西涂料化工天津300457）

总结: 以环氧树脂为主要成膜物质和聚酰胺加合物固化剂，制备出导电性好，耐腐蚀性能优良的两组分浅色静电油罐内壁涂料. 详细讨论了导电填料的种类和数量对导电涂层导电能的影响. 结果显示. 当导电电荷为14％（质量分数）时，涂膜的表面电阻率可以达到最低值. 当体系PVC为33％，长径比为1.4时，涂膜具有最佳的物理机械性能和化学性能.

关键字: 电导率；导电填料电阻率

CLC编号: TQ630文件标识代码: A文章编号: 1006-2556（2010）09—0052-03研究型ConductiveFiller静电导电环氧树脂涂料

马向宇，刘成泰（中远关西涂料化学（天津），天津30045

摘要: 在纸上，属于聚酰胺加合物的环氧树脂主膜形成剂固化剂制备了两种包装轻质彩色静电涂料，具有良好的导电性，耐腐蚀性能. 它详细说明了导电填料，其导电填料的含量为14％（质量分数），表面电阻率最低；漆膜的漆膜达到了最佳的机械化学性能，颜料含量为33％，颜料比为1.4.

关键字: 电导率，导电填料，电阻率

0. 前言

环氧树脂涂料具有附着力强，硬度高，耐磨，耐盐雾，耐酸碱，高固含量，高丰满度等优点. 因此，它被广泛用作工业重防腐涂料，防锈底漆，油箱涂料，饮用水箱涂料等.

在油箱的内壁上涂有环氧防腐涂料，可以有效地保护储油箱. 但是，涂膜本身具有较高的电绝缘性能，较高的表面电阻和体积电阻，会堵塞所产生的静电的放电通道，使储罐在使用过程中会产生静电积聚，甚至因静电而爆炸. 卸货. 它不仅造成巨大的经济损失，而且对周围环境和人身安全构成巨大威胁. 因此，在这些特殊项目中，涂膜需要具有低表面电阻才能提供抗静电性能，甚至导电性能.

通常有三种制备静电导电涂层的方法: 1.聚合物的结构改性，极化和离子化基团的引入； 2.添加抗静电添加剂； 3.添加导电填料[1-2]. 在这三种方法中，添加导电填料以使涂膜导电是最经济的方法. 但是，不同类型的导电填料的性能差异很大，并且对涂膜性能的影响也不同. 为了获得具有持久电性能和稳定防腐性能的不良氧涂层，本文讨论了导电填料的种类和用量，并分析了导电填料对涂膜防腐性能的影响.

1. 实验部分

1.1主要原料

环氧树脂: DOR DER671-75；固化剂: 胺加合物，空气产品；流平剂: BYK-354，BYK；导电云母粉: A（800天），B（500目），国产；导电二氧化钛: 国产C（800目），D（500目）;其他: 二氧化钛，滑石粉，二氧化钛，白碳，炭黑，重晶石粉，石英粉，家用.

1,2测试设备

砂磨机: HX1-7-E5，Y.E DRIVE；

高速混合器: D-51580，VMA-GETAMANN；

表面电阻测试仪: 上海精科六米ZC36.

1.3样品涂料的制备

根据配方混合不良的氧树脂，稀释剂，颜料和填料以及添加剂. 在砂磨机中研磨至细度后，添加导电填料，搅拌均匀，过滤并装罐. 使用时，将其与固化剂混合，然后按照GB砂磨机16906-1997的方法制成木板.

1.4综合性能测试

静电导电环氧涂料的性能指标见表1.

表1.静电环氧涂料的性能指标和测试结果

注: *有关性能要求，请参见SY 0319-1998 <<钢制储罐液体环氧涂料防腐层技术标准

从以上性能测试数据可以看出: 本实验开发的静电环氧涂料具有优良的耐腐蚀性和物理性能，可以满足石油储罐内壁和输油管道设备的要求，其电性能和耐腐蚀性性能和机械性能符合SY 0319-1998《钢制储罐液体环氧涂料防腐层技术标准》的要求.

2. 结果与讨论

2.1配方设计参数对涂料性能的影响

静电导电涂层的抗腐蚀性能与静电导电性能相同，这是涂层本身必不可少的重要性能指标. 两者都是必不可少的. 涂料的配方设计参数对涂膜的性能有特别明显的影响. 确定导电粉的添加量后，我们测试了配方设计参数，并比较了几种典型配方的常规性能和耐腐蚀性（表2）. 结果示于表3.

上式的当量比全部确定为1.0. 比较测试结果可发现: 当PVC小于33％时，涂膜的物理性能可以满足设计要求，但耐盐水，耐盐雾，耐酸碱性能均有不同程度的降低；当PVC高于33％时，涂层膜的化学性能可以满足设计要求，但柔韧性和抗冲击性均降低； PVC为33％，碱与碱之比为I. 在4点钟，涂膜的性能达到最佳. 根据上述测试数据，可以将公式参数确定为: PVC = 33％，Yanji LE = I. 4.公式3是最受欢迎的公式.

2.2不同类型导电粉对表面电阻的影响

目前，丁乙耐油静电导电涂料中的导电介质主要包括金属导电填料，天然矿物导电填料和导电云母. 金属导电填料的缺点是在腐蚀性介质中性能不稳定，因此无法使用. 在系统中. 天然矿物导电颗粒，尤其是碳基填料（石墨粉等）具有化学惰性和稳定性，并具有出色的导电性. 它们可以用作系统中的导电填料，但是碳基填料（例如面漆中使用的石墨粉）会污染油，因此不能用作面漆的导电填料. 导电云母粉和导电二氧化钛是覆盖颜料和填料的金属氧化物. 然而，由于导电填料的种类繁多且成本高，因此选择合适的导电填料及其种类. 系统中的添加量尤为重要. 不同的导电粉对涂膜表面电阻率的影响如图1所示.

从图2可以看出. 如图1所示，按照A> B>C≈D的电导率水平排列不同点对点填料的涂膜. 片状结构的导电云母粉A和B具有小的比重，​​以片状连续分布在涂膜中，并且具有大的接触面积. 通过浮在涂膜的表面上，该结构有利于形成连续的导电通道. 导电二氧化钛C和D具有较大的比重，并且颗粒是球形的. 由于球形结构的导电粉末以点状连续分布在涂膜中，因此接触面积较小，因此，当相同质量的最具导电性的二氧化钛分散在涂膜中时，很难形成有效的导电网络. 同时，由于导电钛白的高密度，涂料中的全部沉降量对涂料的施工性能具有负面影响. 因此，片状结构的导电粉比星形结构的导电粉更容易在涂膜中形成连续的导电通道，从而可以为涂膜提供更优异的导电性能.

导电粉末A和B都是云母导电粉末，但是它们的粒径有些不同. 从图可以看出. 如图1所示，粒径小的导电粉末A对涂膜的电特性影响较大. 这是粒径较小的导电粉末可以更有效地漂浮在涂膜表面上.

从测试结果得知导电性填料，导电粉末的粒径对涂膜的电性能有显着影响，并且在此测试中未选择导电粉末A作为导电填料.

2.3导电粉添加量对表面电阻的影响

分散在涂膜中的导电粉末颗粒需要彼此重叠以形成连续的导电通道，以便电子可以沿着通道穿过绝缘涂膜并起到释放静电的作用. 因此，在涂膜中添加的导电粉末的量必须达到可以形成导电通道的临界值. 仅当达到该临界值时，才可以形成导电通道的临界值，并且只有在达到该临界值之后，才可以有效地形成涂膜的内部. 涂膜的导电性能可以达到最佳. 导电填料的添加量对涂膜表面电阻率的影响如图2所示.

从图2可以看出，随着导电粉添加量的增加，涂膜的表面电阻率呈下降趋势，但是由于导电粉量少，涂膜内部的导电颗粒不能彼此重叠，使得难以形成有效的电导网络，因此涂膜的表面电阻率缓慢降低；随着导电填料的添加量增加，导电颗粒之间的距离越来越小，最终形成了涂膜的有效导电通道.

如图2所示，当导电粉末的添加量小于8％时，涂膜的表面电阻率高于109Ω，并且涂膜基本上没有静电导电性；当导电粉末的添加量为11％时，涂膜内部逐渐形成导电通道，并且涂膜的表面电阻率达到109Ω的标准要求. 这一点是导电粉添加量的临界值. 当导电粉末的含量超过14％时，涂膜内部的导电通道完全形成，此时，涂膜的表面电阻率达到最低. 当导电粉的添加量超过14％时，此时涂膜中的导电粉不能被系统中的树脂和溶剂完全润湿，并且在涂膜中会出现孔，从而使导电性成为通道的连续性即使导电粉的添加量继续增加，涂层被破坏，涂膜的表面电阻率也不会继续下降[3].

从以上测试结果可以看出: 当导电粉的添加量为14％时，更合适，这时涂膜的表面电阻率可以达到最低值.

3. 结论

（1）导电粉的种类和量对涂膜的导电性能粉具有显着影响. 小粒径的导电云母粉可以有效降低涂膜的表面电阻率.

（2）当以14％添加导电粉末时，涂膜的表面电阻率可以达到最低值. 当体系PVC为33％，长径比为1.4时，涂膜具有最佳的物理机械性能和化学性能. 产品性能符合SY 0319-1998《钢制储罐液体环氧涂料内部防腐层技术标准》的要求.

（3）主要由环氧树脂和胺加合物固化剂组成的静电导电涂料具有优异的物理性能和防腐性能. 该产品性能优异，适用于油箱的内壁涂料，特别是成品油箱的储油. 该产品在大连，惠州等地的应用取得了良好的应用效果.

参考:

[1]李功权等. 选择用于油箱的抗静电和耐油防腐涂料. 涂料工业，2002（2）

[2]刘仁之，功能性涂料及其应用. 表面技术，1995（24）: 2

[3]宋光成. 石油产品储藏室内防静电防腐涂膜的结构及应用原理. 中国涂料导电性填料，2002.17（5）: 39-42

该文章发表在《中国涂料》 2010年第一期. 25号09

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