CN100348676C - 一种导静电防腐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents

一种导静电防腐蚀涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种导静电防腐蚀涂料及其制备方法，导静电防腐蚀涂料由导静电基体、溶剂、固化剂、颜料、填料和助剂组成。其中导静电基体是由导静电剂与偶联剂反应、反应产物再与环氧树脂反应而制得。所述导静电剂是碳原子数为8-30的长链烷基的季铵盐以及磷、锍化合物；偶联剂是单官能度钛酸酯偶联剂。本发明导静电防腐蚀涂料的表面电阻在105Ω.m～109Ω.m，防腐蚀性能、施工性能等与目前使用的导静电防腐蚀涂料相比有明显的提高，具有颜色浅、装饰性好、不发生电化学腐蚀、容易施工、造价低、不污染油品等优点。

Description

一种导静电防腐蚀涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于防腐涂料领域，特别涉及一种导静电防腐蚀涂料及其制备方法。
背景技术
石油产品在贮运过程中物料摩擦产生静电，为防止油品火灾事故，按照GB13348-92《液体石油产品静电安全规程》的规定，油品贮罐要采用导静电防腐涂料，要求涂料的电阻率为105Ω.m～109Ω.m。
导静电防腐蚀涂料分为本征型和添加型。本征型为涂料基体本身具有导电性。添加型为在绝缘体基体中添加导静电剂构成导静电防腐涂料。本征型涂料价格昂贵，推广应用受到限制。工业上广泛使用的是添加型涂料。目前添加型导静电涂料主要是添加导电碳黑的黑色导静电涂料和添加金属或金属氧化物导电粉的导静电涂料。
申请号为02110029.2和02134265.2的中国专利申请均公开的是添加碳系物质的导静电涂料。该类涂料存在的问题是：耐油性、耐蚀性和装饰性差；储油罐的罐壁发生以碳黑为阳极以铁为阴极的电化学腐蚀；由于碳黑与涂料基体是简单掺合，导电性能不稳定，有渗出污染油品的可能。这种涂料成本低，来源丰富。
申请号为97125796.5、02109948.0、02134264.4和02134266.0的中国专利申请均公开的是金属添加型导静电涂料。该类涂料导电稳定、装饰性好。存在的问题是：金属粉与涂料基体也是简单掺合，金属粉密度大，容易沉降，影响施工；生产成本高，不易推广。
申请号为94105369.5和95119510.7的中国专利申请均公开一种既可以添加碳系物质也可以添加金属物质的导静电涂料，也同样存在上述问题。
为了解决上述添加型防腐蚀涂料存在的问题，本发明开发了一种导静电基体，用该导静电基体为导静电组份制备成的防腐蚀涂料，可克服现有添加型防腐蚀涂料存在的问题。
发明内容
本发明通过把绝缘型的涂料基体通过化学反应转变为具有导电性的导静电基体，利用该导静电基体为导静电组份制成导静电防腐蚀涂料。具体的，本发明一种导静电防腐蚀涂料由下列组份按给出的重量份数组成：
导静电基体    100份
溶剂          100-250份
固化剂        10-40份
颜料          0-120份
填料          0-30份
助剂          0-20份
所述导静电基体的制备方法是：重量份数6-12份的导静电剂与重量份数3-6份的偶联剂反应、反应产物再与重量份数100份的环氧树脂反应，反应温度80～90℃，所得反应产物即为导静电基体。其中导静电剂是含有氨基或羟基等活性基团的离子型表面活性剂，包括碳原子数为8-30的长链烷基的季铵盐类离子型表面活性剂，如抗静电剂SN(硬脂酰胺己基二甲基-β羟乙基铵)、Cyastat LS(月桂酰胺丙基三甲基铵)、Cyastat 609[N，N-双(2-羟乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲铵硫酸甲酯盐]等；偶联剂是单官能度钛酸酯偶联剂，通式为：i-C3H7OTiX3，X为碳原子数为8-30的长碳链脂肪酸基、磷酸酯基、焦磷酸酯基等，如异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(磷酸二辛酯)钛酸酯、二(焦磷酸二辛酯)氧乙酸酯钛酸酯等；环氧树脂为普通环氧树脂，如E44、E42、E35、E31、E20等。
所述溶剂是苯类、醇类或苯类、醇类、酮类的混合物。苯类主要是甲苯和二甲苯，醇类主要是正丁醇和异丁醇，酮类是环己酮。优选的溶剂是甲苯、正丁醇和环己酮的混合物，其重量配比为：甲苯∶正丁醇∶环己酮＝7∶2∶1。
所述固化剂是胺类固化剂，如乙二胺、聚酰胺、T-31等。
所述填料是用来降低涂料成本的颜料，不起着色作用，主要有滑石粉、石棉粉、沉淀碳酸镁、沉淀硫酸钡、石英、云母粉等。
所述颜料要根据涂料需要确定，包括钛白粉、锌白粉、铅铬黄、铁黄、铁红等各种无机颜料。
所述助剂种类很多，有消泡剂：二甲基硅油；表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠、聚缩酸钠盐；流平剂：聚酯有机硅类；防尘剂：有机膨润土、陶土；抗结皮剂：邻甲氧基苯酚、邻异丙基苯酚等。
所述填料、颜料和助剂均为添加剂，可根据需要选择添加，为本领域公知技术，本发明对其具体选择不加限制。
本发明一种导静电防腐蚀涂料的制备方法是：
1)制备基体：重量份数6-12份的导静电剂与重量份数3-6份的偶联剂反应、反应产物再与重量份数100份的环氧树脂反应，反应温度80～90℃，所得反应产物即为导静电基体；
2)取步骤1)制备的导静电基体重量份数100份加入100-250重量份数的溶剂、0-120重量份数的颜料、0-30重量份数的填料、0-20重量份数的助剂，混合分散均匀，用磨砂机或高速分散机加工至细度小于或等于80目；
3)再加入10-40重量份数的固化剂，搅拌均匀，静置30分钟即得导静电防腐蚀涂料；
其中导静电剂是碳原子数为8-30的长链烷基的季铵盐以及磷、锍化合物；偶联剂是单官能度钛酸酯偶联剂，通式为：i-C3H7OTiX3，X为碳原子数为8-30的长碳链脂肪酸基、磷酸酯基或焦磷酸酯基；所述溶剂是苯类、醇类或苯类、醇类、酮类的混合物；所述固化剂是胺类固化剂。
本发明的导静电防腐蚀涂料，其导静电性能完全满足GB13348-92的要求，即表面电阻在105Ω.m～109Ω.m，防腐蚀性能、施工性能等与目前使用的导静电防腐蚀涂料相比有明显的提高，造价与添加碳系物质的导静电涂料相当。本发明涂料具有颜色浅、装饰性好、不发生电化学腐蚀、容易施工、造价低、不污染油品、导静电性能和耐蚀性能稳定等优点。
具体实施方式
以下用实施例具体地说明本发明，但并不限制本发明的范围。
实施例1
1)制备基体：将2克抗静电剂SN与1克异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯混合反应、反应产物再与25克环氧E20反应，控制反应温度在80～90℃范围内，所得反应产物即为导静电基体；
2)在所得全部导静电基体中加入钛白粉24克、滑石粉3克、沉淀硫酸钡2克、二甲苯35克和正丁醇10克混合分散均匀，用磨砂机磨至细度不大于80目；
3)加入5克固化剂T-3 1，搅拌均匀，静置30分钟即得导静电防腐蚀涂料。
实施例2
与实施例1相同，只是环氧E20换成环氧E44。
实施例3
与实施例1相同，只是抗静电剂SN换成Cyastat 609。
实施例4
与实施例1相同，只是异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯换成二(焦磷酸二辛酯)氧乙酸酯钛酸酯。
实施例5
与实施例1相同，只是钛白粉换成锌白粉。
实施例6
与实施例1相同，只是增加5克环己酮。
实施例7
与实施例1相同，只是固化剂T-31换成聚酰胺。
实施例8
与实施例1相同，只是环氧E20换成环氧E44，抗静电剂SN换成Cyastat609。
实施例9
与实施例1相同，只是环氧E20换成环氧E44，抗静电剂SN换成CyastatLS，固化剂T-31换成聚酰胺。
实施例10
与实施例1相同，只是环氧E20换成环氧E35，增加1克有机膨润土，异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯换成二(焦磷酸二辛酯)氧乙酸酯钛酸酯。
实施例11
1)制备基体：将1.5克抗静电剂SN与1.5克异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯混合反应、反应产物再与25克环氧E20反应，控制反应温度在80～90℃范围内，所得反应产物即为导静电基体；
2)在所得全部导静电基体中加入钛白粉24克、滑石粉1克、沉淀硫酸钡2克、二甲苯42克、异丁醇12克混合分散均匀，用磨砂机磨至细度不大于80目；
3)加入5克固化剂T-31，搅拌均匀，静置30分钟即得导静电防腐蚀涂料。
实施例12
1)制备基体：将2克Cyastat 609与1克异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯混合反应、反应产物再与25克环氧E44反应，控制反应温度在80～90℃范围内，所得反应产物即为导静电基体；
2)在所得全部导静电基体中加入钛白粉23克、滑石粉1克、有机膨润土1克、二甲苯35克、正丁醇10克和环己酮5克混合分散均匀，用磨砂机磨至细度不大于80目；
3)加入7克固化剂T-31，搅拌均匀，静置30分钟即得导静电防腐蚀涂料。
实施例13
1)制备基体：将2克Cyastat 609与1克异丙基三(磷酸二辛酯)钛酸酯混合反应、反应产物再与25克环氧E35反应，控制反应温度在80～90℃范围内，所得反应产物即为导静电基体；
2)在所得全部导静电基体中加入钛白粉24克、滑石粉1克、沉淀硫酸钡1克、二甲苯35克、正丁醇10克和环己酮5克混合分散均匀，用磨砂机磨至细度不大于80目；
3)加入5克固化剂聚酰胺，搅拌均匀，静置30分钟即得导静电防腐蚀涂料。
用例1-13的涂料制得涂料试样，进行各种涂层性能测试，结果均满足如下指标：
    项目     指标     方法
    附着力(划圈)(级)     1     GB1720-79
    冲击强度(Kg.cm)     50     GB1732-79
    柔韧性(mm)     1     GB1731-79
    表面电阻(Ω)     107     GB16906-97
    耐原油性(80℃，原油，三个月)     无异常     GB/T1733-93
    耐成品油性(汽油、柴油、煤油，半年)     无异常     GB/T1733-93
    耐腐蚀性(10％HCL、25％NaOH、5％NaCL，半年)     无异常     GB/T1763-93

Claims (3)

1、一种导静电防腐蚀涂料，其特征在于由下列组份及重量份数组成：
导静电基体    100份
溶剂          100-250份
固化剂        10-40份
颜料          0-120份
填料          0-30份
助剂          0-20份
所述导静电基体的制备方法是：重量份数6-12份的导静电剂与重量份数3-6份的偶联剂反应、反应产物再与重量份数100份的环氧树脂反应，反应温度80～90℃，所得反应产物即为导静电基体；其中导静电剂是碳原子数为8-30的长链烷基的季铵盐类离子型表面活性剂；偶联剂是单官能度钛酸酯偶联剂，通式为：i-C3H7OTiX3，X为碳原子数为8-30的长碳链脂肪酸基、磷酸酯基或焦磷酸酯基；所述溶剂是苯类、醇类或苯类、醇类、酮类的混合物；所述固化剂是胺类固化剂。
2、一种如权利要求1所述导静电防腐蚀涂料，其特征在于：所述导静电剂是抗静电剂SN、Cyastat LS或Cyastat 609；偶联剂是异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(磷酸二辛酯)钛酸酯或二(焦磷酸二辛酯)氧乙酸酯钛酸酯；环氧树脂为E44、E42、E35、E31或E20；所述苯类是甲苯或二甲苯，醇类是正丁醇或异丁醇，酮类是环己酮；所述固化剂是乙二胺、聚酰胺或T-31；所述填料是滑石粉、石棉粉、沉淀碳酸镁、沉淀硫酸钡、石英、或云母粉；所述颜料是钛白粉、锌白粉、铅铬黄、铁黄或铁红；所述助剂是二甲基硅油、十二烷基苯磺酸钠、聚缩酸钠盐、有机膨润土、陶土、邻甲氧基苯酚或邻异丙基苯酚。
3、一种导静电防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)制备基体：重量份数6-12份的导静电剂与重量份数3-6份的偶联剂反应、反应产物再与重量份数100份的环氧树脂反应，反应温度80～90℃，所得反应产物即为导静电基体；
2)取步骤1)制备的导静电基体重量份数100份加入100-250重量份数的溶剂、0-120重量份数的颜料、0-30重量份数的填料、0-20重量份数的助剂，混合分散均匀，用磨砂机或高速分散机加工至细度小于或等于80目；
3)再加入10-40重量份数的固化剂，搅拌均匀，静置30分钟即得导静电防腐蚀涂料；
其中导静电剂是碳原子数为8-30的长链烷基的季铵盐类离子型表面活性剂；偶联剂是单官能度钛酸酯偶联剂，通式为：i-C3H7OTiX3，X为碳原子数为8-30的长碳链脂肪酸基、磷酸酯基或焦磷酸酯基；所述溶剂是苯类、醇类或苯类、醇类、酮类的混合物；所述固化剂是胺类固化剂。
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