马翔宇，刘承泰
(中远关西涂料化工有限公司．天津300457)
摘要：以环氧树脂作为主要成膜物质配合聚酰胺加成物类固化剂制备出一种具有良好的导电性能和优异的防腐蚀性能的双组分浅色导静电油罐内壁涂料。详细探讨了导电填料种类及加入量对导电涂料导电 能的影响。结果表明。导电扮加入量为14％(质量分数)时涂膜的表面电阻率可达到最低值；体系PVC为33％、颜基比为1.4 时，涂膜具有最佳的物理机械性能以及化学性能。
关键词：导电性；导电填料；电阻率
中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2010)09—0052-03 Investigation ConductiveFiller ElectrostaticConduction Epoxy Coatings
Ma Xiangyu，Liu Chengtai (Cosco Kansai Paints Chemicals(Tianjin)Co．，Ltd．，Tzanjin30045
Abstract：In paper,theepoxy resin mainfilm forming matter curingagent belonging polyamideadducts preparetwo--package light--color electrostatic conduction coatings perfectconductivity anticorrosionproperty interiorwall oiltank．It details conductivefiller itsamount conductivefiller 14％(massfraction)，surface resistivity tbelowest；and 33％andpigment binder ratio 1．4，filmofthe coatings reaches optimalmechanical chemicalproperties．
Keywords：conductivity,conductive filler,resistivity
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、固含量高、丰满度高等优点。因此，广泛用作工业重防腐涂料、防锈底漆、油罐涂料、饮用水箱涂料等。
在油罐内壁涂装环氧防腐蚀涂料，可以对储罐进行有效的保护。但是涂膜本身都有高度电绝缘性能，具有很高的表面电阻和体积电阻，会阻断所产生静电的泄走通道，使得储罐在使用过程中产生静电积累，甚至因静电放电引起爆炸，不仅造成巨大的经济损失，也会对周边环境及人身安全造成极大的威胁。故此在这些特殊的项目中，需要涂膜具备较低的表面电阻以提供抗静电性能，甚至是导电性能。
制备导静电涂料通常有3种方法：1、对聚合物进行结构改性，引入极性化和离子化基团；2、添加抗静 电助剂；3、添加导电性填料[1-2]。在这3种方法中，添加导电填料使涂膜具有导电性能是最为经济有效的方式。但不同种类的导电填料其性能差异较大，对于涂膜性能的影响也各不相同。为得到电性能持久，防腐性能稳定的坏氧涂料，本文对导电填料的种类及用量进行了探讨，并分析了导电填料对涂膜防腐性能方面的影响。
1、试验部分
1．1主要原料
环氧树脂：DER671—75，DOW；固化剂：胺加成物类，AIR PRODUCTS；流平剂：BYK 一354，BYK；导电云母粉：A(800日)、B(500 目)，国产；导电钛白粉：C(800目)、D(500目)，国产；其他：钛白粉、滑石粉、钛白粉、白炭黑、炭黑、重晶石粉、石英粉，国产。
1、2试验设备
砂磨机：HX1-7-E5，Y.E DRIVE；
高速搅拌机：D-51580，VMA-GETAMANN；
表面电阻测定仪：ZC36，上海精科六表。
1．3 样漆制备
将坏氧树脂、稀释剂、颜填料、助剂按配方混合，在砂磨机中研磨至细度合格后，加入导电填料搅拌均匀，过滤，装罐。使用时与固化剂混合，依照GB 砂磨机16906 一1997方法制板。
1．4综合性能测试
导静电环氧涂料性能指标见表1.
表1、导静电环氧涂料性能指标及检测结果
注：*性能要求参考SY 0319-1998<<钢制储罐液体环氧涂料内防腐层技术标准》
通过以上性能测试数据可以看出：本试验研制的导静电环氧涂料具有优异的防腐性能及物理性能，可以满足石油储罐及输油管线设备内壁的涂装，其电性能、防腐蚀性能以及机械性能均达到SY 0319-1998<<钢制储罐液体环氧涂料内防腐层技术标准》要求。
2、结果与讨论
2．1配方设计参数对涂料性能的影响
导静电涂料的防腐性能与导静电性能一样，都是涂料本身必不可少的重要性能指标，二者缺一不可，涂料的配方设计参数对于涂膜性能的影响尤为明显。在确定了导电粉加入量后，我们对配方设计参数进行了试验，并对几个典型配方（表2）的常规性能和防腐性进行了对比，结果见表3。
以上配方的当量比均确定为1.0。试验结果对比可以发现：PVC低于33%时，涂膜的物理性能能够符合设计要求，但耐盐水、耐盐雾性能、耐酸碱性均有不同程度下降；PVC 高于33％时，涂膜的化学性能可达到设计要求，但柔韧性和耐冲击性均有下降； PVC为 33％、颜基比为I．4 时，涂膜各项性能达到最佳。综合以上试验数据即可确定本配方参数为：PVC=33％、 颜基LE=I．4，配方3 为最传配方。
2．2 不同种类导电粉对于表面电阻的影响
目前叮以 用手耐油导静电涂料中的导电介质主要有金属导电填料、天然矿物导电填料和导电云母3类，金属导电填料在腐蚀性介质中表现出性质不稳定的缺点，不能应用于体系中。天然矿物导电微粒，尤其是碳系填料(石墨粉等)表现出来的化学惰性和稳定性及优异的导电性能，可以作为该体系的导电填料，但石墨粉等碳系填料应用于面漆会污染油品， 因此不能作为面漆的导电填料，导电云母粉和导电钛白粉属于金属氧化物对颜填料进行包覆，但由于导电填料的品种繁多且价格昂贵，因此选择适合的导电填料，及其在体系中的添加量就显得尤为重要。不同导电粉对涂膜表面电阻率的影响见图1。
由图1可见，不同到点填料的涂膜按导电性高低排列为A＞B＞C≈D。片状结构的导电云母粉A和B比重较小，在涂膜中呈片状连续分布，接触面积大，这种结构有利于其浮在涂膜的表面形成连续的导电通道。而导电钛白粉C和D 的比重较大，且其颗粒为球形，由于球型结构的导电粉在涂膜中呈点状连续 分布，接触面积小，故当相同质最的导电钛白粉分散在涂膜中时，难以形成有效的导电网络，同时由于导电钛白密度大，在涂料中的沉降杨总，对于涂料的施工性能也有不利的影响。因此片状结构的导电粉在涂膜中较球星结构的导电粉更易形成连续的导电通道，能够为涂膜提供更加优异的导电性能。
导电粉A和B同为导电云母粉，但其粒径有一定差别，由图1可知 ，粒径较小的导电粉A，其对于涂膜电性能的影响更大一些，这是由于粒径更小的导电粉能够更有效地浮在涂膜的表面。
由试验结果可知：导电粉的粒径对于涂膜的电性能有着明显的影响，不选择导电粉A作为本试验的导电填料。
2．3导电粉加入量对于表面电阻的影响
分散在涂膜中的导电粉微粒需要相互搭接形成连续的导电通道，电子才能够沿着通道穿过绝缘的涂膜，起到导出静电的作用。因此涂膜中导电粉的加入量必须要达到可以形成导电通道的临界值，只有达到这个临界值后，才能形成导电通道的临界值，只有达到了这个临界值后，才能使涂膜内部形成有效的导电通道，涂膜的导电性能才能达到最佳。导电填料加入量对于涂膜表面电阻率的影响见图2。
从图2可见，随着导电粉的加入量增加，涂膜表面电阻率呈现下降趋势，但由于导电粉含量较少，涂膜内部的导电微粒无法相互搭接，难以形成有效的导电网络，故此涂膜表面电阻率下降较慢；随着导电填粉加入量的增加，导电微粒间的距离越来越小，涂膜有效的导电通道最终形成。
如图2所示，导电粉加入量低于8%时，涂膜的表面电阻率高于109Ω，涂膜基本没有获得导静电能力；导电粉加入量为11％时，涂膜内部导电通道逐渐形成，涂膜的表面电阻率达到了109Ω 的标准要求，该点即是导电粉加入量的临界值；导电粉加入量超过此临界值达到14％时，涂膜内部导电通道完全形成，此时涂膜的表面电阻率达到最低；当导电粉加入量超过14％后，此时涂膜内的导电粉不能被体系中的树脂和溶剂完全润湿，涂膜内部出现孔隙，使得导电通道的连续性被破坏，即使继续增加导电粉加入量，也不会使涂膜表面电阻率继续下降[3] 。
由以上试验结果可见：导电粉加入量为14％时，较为适宜，此时涂膜的表面电阻率可达到最低值。
3、结语
(1)导电粉的种类及加入量均对涂膜的导电性能粉有明显的影响，粒径较小的导电云母粉能够有效地降低涂膜表面电阻率。
(2)导电粉加入量为14％时涂膜的表面电阻率可达到最低值；体系PVC为33％、颜基比为1．4时，涂膜具有最佳的物理机械性能以及化学性能。产品性能符合SY 0319—1998《钢制储罐液体环氧涂料 内防腐层技术标准》要求。
(3)以环氧树脂、胺加成物类固化剂为主体的导静电涂料具有优良的物理性能及防腐蚀性能。产品性能优异，适合油罐尤其是成品油罐安全储油的内壁涂装，该产品在大连、惠州等地应用，均取得了很好的应用效果。
参考文献：
[1]李公权，等.油罐抗静电耐油防腐涂料的选材.涂料工业，2002（2）
[2] 刘仁志，功能涂料及其应用.表面技术，1995（24）：2
[3]宋广成.石油产品贮藏内部防静电防腐蚀涂膜结构与应用原理.中国涂料，2002.17（5）：39-42
文章发表于《中国涂料》2010年第25卷第09期
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