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随着石油化工行业的快速发展,石油贮罐安全问题日益受到人们的重视。成品油在输送过程中容易产生静电荷,这些静电荷如果得不到及时有效地释放,将会在油品表面聚积,产生电火花,造成爆炸事故。研究油罐内壁环氧导静电涂料,对保证石油贮罐的安全使用、排除静电荷的积累有着重要意义。
本课题主要采用环氧基料体系中添加碳系导电填料的方法制备浅色环氧导静电涂料,研究的内容主要包括以下四个部分:
(1)基料体系的研究
基料体系由环氧树脂E20、环氧固化剂、混合溶剂(二甲苯与正丁醇)组成,研究各主要成分对涂膜力学性能、导静电性能、耐油性能的影响。研究表明:酚醛胺T31为固化剂制备的漆膜具有优良的力学性能和耐油性能且表面电阻率为108Ω,而聚酰胺650制备的漆膜表面电阻率为1011Ω,酚醛胺T31更适合作为环氧导静电涂料的固化剂,其与环氧树脂的质量比为20:100;二甲苯与正丁醇按质量比1:1配制的混合溶剂对环氧树脂E20具有较强的溶解能力,且制备的漆膜具有优异的导电性和耐油性。
(2)填料体系的研究
分别选取胶体石墨、乙炔炭黑、胶体石墨与乙炔炭黑混合填料作为导电填料,研究导电填料类型及钛白/导电填料比例对漆膜外观、导静电性能、力学性能、微观结构的影响。研究表明:当选用混合导电填料时,胶体石墨与乙炔炭黑按质量比3:1混合后填充的漆膜表面电阻率最小;当漆膜均调为浅灰色时,钛白与胶体石墨按质量比1:1填充的漆膜表面电阻率为2.03×108Ω,而钛白与混合导电填料按质量比8:1填充的漆膜表面电阻率为9.50×108Ω。
(3)涂料配方的确定
通过涂料配方的研究,可以确定:当环氧树脂E20取100份时,胶体石墨为50份,钛白粉为50份,酚醛胺固化剂为20份,混合溶剂为100份,防腐填料为30份,甲乙组分配比为10:1,KH550偶联剂为1.3份。
(4)影响漆膜导静电性能的其他因素研究
对影响漆膜导静电性能的其他因素(如:固化时间、浸油时间、漆膜厚度、底部材质)进行了研究,结果表明:随着固化时间的延长,漆膜表面电阻率不断减小,漆膜固化5天后,其表面电阻率趋于稳定;随着浸油时间的延长,漆膜表面电阻率逐渐增大,最终趋于稳定且满足导静电要求;随着漆膜厚度的增加,漆膜表面电阻率不断减小,当漆膜厚度增加到一定程度后,漆膜表面电阻率趋于稳定,漆膜厚度控制在60μm~80μm较为合适;环氧导静电涂料涂刷在铝板上的导电性能不及涂刷在马口铁片和钢板上。
本课题研制的环氧导静电涂料具有良好的导静电性能、耐油性能、防腐性能以及力学性能。