一種碳納米管環氧樹脂導靜電塗層材料及其製備方法
2023-07-31 19:53:01 1
專利名稱：一種碳納米管環氧樹脂導靜電塗層材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種塗料及其製備方法，具體涉及一種碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料及其製備方法。
背景技術：
導靜電塗層材料是一種應用範圍十分廣泛的塗層材料，可以導出材料表面積累的靜電荷，消除靜電。在石油產品的儲存、運輸過程中，防靜電是一個重要問題。導靜電塗層材料是防靜電的有效措施。為此，國家先後出臺了 GB1338-1992《液體石油產品靜電安全規程》、GB16906-1997《石油儲罐導靜電塗料電阻率測定方法》、GB6950-2001《石油罐導靜電塗料技術指標》、GB6590-2001《輕質油品安全靜止電導率》、GB1338-2009《液體石油產品靜電安全規程》國家標準等，有效防止了由靜電引發的火災和爆炸事故，其中，GB6590-2001 《輕質油品安全靜止電導率》對儲油罐的導電塗層的要求最高，具體表現為對塗層面電阻率要求為IO5 109Ω。
目前在儲油罐上使用的導靜靜塗料主要有兩大類一類是以碳黑或導電碳纖維， 在使用過程中，碳黑和導電碳纖維容易被抽出，油品會被汙染，同時，其附著力和防腐性能不十分理想；另一類是以金屬或金屬氧化物為導電功能體，以金屬或以或金屬氧化物為導電功能體時，金屬容易被氧化，其導電性能不穩定，縱使，剛開始導電功能體能達到 GB6590-2001《輕質油品安全靜止電導率》的要求，但過一段較短的時間後，導電功能體就達不到GB6590-2001《輕質油品安全靜止電導率》的要求,此外,影響金屬回收質量。發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明提供一種碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料及其製備方法，該方法製備的產品對油品無汙染，且其具有非常優異的導電、耐油、耐水、 耐腐蝕、耐高溫、耐溶劑等綜合性能。
本發明公開 一種技術方案是本發明提供的碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料由下述重量份數的組份組成
碳納米管環氧樹脂顏色填料助劑活性劑有機溶劑O. 2-2 份15-50 份 20-45 份 3 — 18 份 2-9份 10-60 份 15 — 50 份固化劑
其中，碳納米管為直徑在O. 6-2nm的單壁管。
於上述的碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料中所述環氧樹脂選自DCPO-苯酚環氧樹脂、環氧樹脂E20及環氧樹脂E44中的至少一種；所述顏色填料選自金紅石二氧化鈦、磷酸鋅、滑石粉、雲母粉、硫酸鋇、碳黑及二氧化鐵中的至少一種；所述活性劑選自二胴環氧活性稀釋劑及6690活性稀釋劑中的至少一種；所述助劑選自EFKA4010、EFKA2022、膨潤土、EFKA3777、EFKA4009、EFKA2722及TR30促進劑中的至少一種；所述有機溶劑選自二甲苯、正丁醇及環已胴中的至少一種；所述固化劑選自D0200、D8190、593、T31、D9340、651及酮亞胺中的至少一種。
本發明另公開一技術方案是本發明提供一種如上述的碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料的製備方法，其包括由以下步驟
(a)將碳納米管置於活性劑、助劑和有機溶劑的混合溶液中攪拌混合、化學激活及複合處理30— 50分鐘；
(b)向步驟(a)得到的混合液中加入活性劑、硬性環氧樹脂和有機溶劑，低速攪拌複合處理30分鐘；
(C)將步驟(b)得到的混合物用超聲波，在18°C—60°C內的恆溫附加剪切條件處理50分；
(d)將步驟(C)得到的混合物置入分散機中，在中速狀態下，依次加入軟性環氧樹脂和硬性環氧樹脂的混合物、有機溶劑、顏色填料分散複合處理30分鐘；
(e)將步驟(d)得到的混合物置入砂磨機中低速砂磨50分鐘；
(f)將步驟(e)得到的混合物於過篩機中過篩；
(g)將步驟(f)得到的混合物置於攪拌機中，在低速攪拌狀態下依次加入助劑和有機溶劑調製，而製得A組份；
(h)將固化劑溶於有機溶劑中攪拌均勻製得B組份；
(i)將A組份和B組份均勻混合，充分固化。
本發明的有益效果是採用具有特殊效應的碳納米管作為導靜電體，使得該碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料具有優良的導電性能，通過對碳納米管 進行化學和機械分散、複合處理，使其能適應防腐塗料體系，從而，採用該碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料形成的導靜電塗層，具有持久耐油、耐水、耐熱、耐腐蝕、耐溶劑、對油品無汙染、對儲罐鋼鐵再生使用沒有影響等綜合性能，且該導靜電塗層超高標準地達到GB6590-2001《輕質油品安全靜止電導率》的相關要求，穩定性非常好。
具體實施方式
實施例1
把直徑在O. 6-2nm的單壁碳納米管O. 2g置於二胴環氧活性稀釋劑O. lg、EFKA2022 助劑O.1g和二甲苯和正丁醇的混合溶劑6. 5g的混合液中，在低速攪拌狀態下混合、化學激活及複合處理35分鐘，接著，加入二胴環氧活性稀釋劑O. 3g、硬性環氧樹脂(環氧樹脂E20) O. 2g和二甲苯和正丁醇的混合溶劑3g，低速攪拌複合30分鐘，然後，用超聲波在18°C — 60°C以的恆溫附加剪切條件處理50分，而後，將上述混合溶液置於分散機中，在中速狀態下，依次加入硬性環氧樹脂(環氧樹脂E20)與軟性環氧樹脂(環氧樹脂E20)的混合物9g、二甲苯和正丁醇的混合溶劑3. 5g、二氧化鈦3. 8g、磷酸鋅1. 2g、滑石粉1.1g及氧化鋅O. 8g, 分散複合處理30分鐘後，將上述混合物加入砂磨機中低速砂磨50分鐘且置於過篩機中過篩後，置於攪拌機中在低速攪拌狀態下，依次加入Ig的EFKA4010、lg的EFKA2022、lg的 EFKA3777、以及10克二甲苯、正丁醇混合溶劑進行調製，製得A組份；再將IOg的D8190固化劑與6g的二甲苯和正丁醇的混合溶劑攪拌均勻，製得B組份；將上述的A組份和上述的 B組份均勻混合，充分固化。根據上述技術形成的導靜電塗料導電體，其耐油、耐腐蝕、耐水、 耐熱、耐低溫、耐溶劑等綜合性能穩定，對油品無汙染，表幹2. 4小時，實幹20. 5小時；耐衝擊力62Kg.cm;面電阻率107 Ω ;煤油和水耐水性(50°C ± 1°C，21d)漆膜完好。
實施例2
把直徑在O. 6-2nm的單壁碳納米管O. 2g置入6690活性稀釋劑O. lg、EFKA2022助劑O.1g和二甲苯、正丁醇和環已胴的混合溶劑6. 5g的混合液中，在低速攪拌狀態下混合、 化學激活及複合處理35分鐘，接著，加入6690活性稀釋劑O. 3g、硬性環氧樹脂(DCPO-苯酚環氧樹脂和環氧樹脂E20的混合物)0. 2g和二甲苯、正丁醇和環已胴的混合溶劑3g，低速攪拌複合30分鐘，然後，用超聲波在18°C — 60°C以的恆溫附加剪切條件處理50分，而後，將上述混合溶液置於分散機中，在中速狀態下，依次加入硬性環氧樹脂(DCP0-苯酚環氧樹脂和環氧樹脂E20的混合物)與軟性環氧樹脂(DCP0-苯酚環氧樹脂和環氧樹脂E20的混合物) 的混合物9g、二甲苯、正丁醇和環已胴的混合溶劑3. 5g、二氧化鈦3. 8g、磷酸鋅1. 2g、滑石粉1.1g及氧化鋅O. Sg,分·散複合處理30分鐘後，將上述混合物加入砂磨機中低速砂磨50 分鐘且置於過篩機中過篩後，置於攪拌機中在低速攪拌狀態下，依次加入Ig的EFKA4010、 Ig的EFKA2022、lg的EFKA3777、以及15克二甲苯、正丁醇混合溶劑進行調製，製得A組份； 再將IOg的D9340固化劑與6g的二甲苯和正丁醇的混合溶劑攪拌均勻，製得B組份；將上述的A組份和上述的B組份均勻混合，充分固化。根據上述技術形成的導靜電塗料導電體，其耐油、耐腐蝕、耐水、耐熱、耐低溫、耐溶劑等綜合性能穩定，對油品無汙染，表幹2. 4小時， 實幹20. 5小時；耐衝擊力65Kg. cm ;面電阻率107 Ω ;煤油和水耐水性(50°C ±l°C，21d)漆膜完好。
實施例3
把直徑在O. 6-2nm的單壁碳納米管O. 3g置於二胴環氧活性稀釋劑O. 4g、EFKA2022 助劑O. 2g和二甲苯、正丁醇和環已胴的混合溶劑6. 5g的混合液中，在低速攪拌狀態下混合、化學激活及複合處理50分鐘，接著，加入二胴環氧活性稀釋劑O. 3g、硬性環氧樹脂 (DCPO-苯酚環氧樹脂和環氧樹脂E20的混合物)O. 2g和二甲苯、正丁醇和環已胴的混合溶劑3g，低速攪拌複合30分鐘，然後，用超聲波在18°C—60°C以的恆溫附加剪切條件處理50 分，而後，將上述混合溶液置於分散機中，在中速狀態下，依次加入硬性環氧樹脂(DCP0-苯酚環氧樹脂和環氧樹脂E20的混合物)與軟性環氧樹脂(DCP0-苯酚環氧樹脂和環氧樹脂 E20的混合物)的混合物9g、二甲苯、正丁醇和環已胴的混合溶劑3. 5g、二氧化鈦3. Sg、磷酸鋅1. 2g、滑石粉1.1g及氧化鋅O. Sg,分散複合處理30分鐘後，將上述混合物加入砂磨機中低速砂磨50分鐘且置於過篩機中過篩後，置於攪拌機中在低速攪拌狀態下，依次加入Ig 的EFKA4010、Ig的EFKA2022、Ig的EFKA3777混合調製規定粘度，製得A組份；再將IOg的 D9340固化劑與5g的二甲苯和正丁醇的混合溶劑攪拌均勻，製得B組份；將上述的A組份和上述的B組份均勻混合，充分固化。根據上述技術形成的導靜電塗料導電體，其耐油、耐腐蝕、耐水、耐熱、耐低溫、耐溶劑等綜合性能穩定，對油品無汙染，表幹2. 5小時，實幹21. 5 小時；耐衝擊力63Kg. cm ;面電阻率IO6 Ω ;煤油和水耐水性(50°C ±l°C，21d)漆膜完好。
應用實施例
實施例4
將實施例1製得的碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料，塗裝於兩個油罐中， 具體為裝汽油的I號油罐和裝環已烷溶劑的2號油罐，經過一年的應用試驗後，測得如下試驗數據
權利要求
1.一種碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料，其特徵在於，其由下述重量份數的組份組成 碳納米管0.2 — 2盼 環氧樹脂15 — 50份顏色填料20-45份助劑3 — 18份活性劑2 — 9份有機溶劑IU — 60份固化劑15 — 50份 其中，碳納米管為直徑在0. 6-2nm的單壁管。
2.根據權利要求1所述的碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料，其特徵在於，所述環氧樹脂選自DCPO-苯酚環氧樹脂、環氧樹脂E20及環氧樹脂E44中的至少ー種。
3.根據權利要求1所述的碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料，其特徵在於，所述顔色填料選自金紅石ニ氧化鈦、磷酸鋅、滑石粉、雲母粉、硫酸鋇、碳黑及ニ氧化鐵中的至少ー種。
4.根據權利要求1所述的碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料，其特徵在於，所述助劑選自 EFKA4010、EFKA2022、膨潤土、EFKA3777、EFKA4009、EFKA2722 及 TR30 促進劑中的至少ー種。
5.根據權利要求1所述的碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料，其特徵在於，所述活性劑選自ニ胴環氧活性稀釋劑及6690活性稀釋劑中的至少ー種。
6.根據權利要求1所述的碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料，其特徵在於，所述有機溶劑選自ニ甲苯、正丁醇及環已胴中的至少ー種。
7.根據權利要求1所述的碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料，其特徵在於，所述固化劑選自D0200、D8190、593、T31、D9340、651及酮亞胺中的至少ー種。
8.—種如權利要求1至權利要求7任一所述的碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料的製備方法，其特徵在於，其包括由以下步驟 (a)將碳納米管置於活性剤、助劑和有機溶劑的混合溶液中攪拌混合、化學激活及複合處理30— 50分鐘； (b)向步驟(a)得到的混合液中加入活性剤、硬性環氧樹脂和有機溶劑，低速攪拌複合處理30分鐘；(c)將步驟(b)得到的混合物用超聲波，在18°C—60°C內的恆溫附加剪切條件處理50分； Cd)將步驟(C)得到的混合物置入分散機中，在中速狀態下，依次加入軟性環氧樹脂和硬性環氧樹脂的混合物、有機溶剤、顔色填料分散複合處理30分鐘；(e)將步驟(d)得到的混合物置入砂磨機中低速砂磨50分鐘； Cf)將步驟(e)得到的混合物於過篩機中過篩； (g)將步驟(f)得到的混合物置於攪拌機中，在低速攪拌狀態下依次加入助劑和有機溶齊IJ調製，而製得A組份； (h)將固化劑溶於有機溶劑中攪拌均勻製得B組份； (i )將A組份和B組份均勻混合，充分固化。
全文摘要
本發明公開一種碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料及其製備方法，採用具有特殊效應的碳納米管作為導靜電體，使得該碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料具有優良的導電性能，通過對碳納米管進行化學和機械分散、複合處理，使其能適應防腐塗料體系，從而，採用該碳納米管環氧樹脂複合導靜電塗層材料形成的導靜電塗層，具有持久耐油、耐水、耐熱、耐腐蝕、耐溶劑、對油品無汙染、對儲罐鋼鐵再生使用沒有影響等綜合性能，且該導靜電塗層超高標準地達到GB6590-2001《輕質油品安全靜止電導率》的相關要求，穩定性非常好。
文檔編號C09D163/02GK103031039SQ201210574860
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者楊含春, 曾繁滌 申請人:湖南威爾斯化學工業有限公司