CN103031039B - 一种碳纳米管环氧树脂导静电涂层材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料及其制备方法，采用具有特殊效应的碳纳米管作为导静电体，使得该碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料具有优良的导电性能，通过对碳纳米管进行化学和机械分散、复合处理，使其能适应防腐涂料体系，从而，采用该碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料形成的导静电涂层，具有持久耐油、耐水、耐热、耐腐蚀、耐溶剂、对油品无污染、对储罐钢铁再生使用没有影响等综合性能，且该导静电涂层超高标准地达到GB6590-2001《轻质油品安全静止电导率》的相关要求，稳定性非常好。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料及其制备方法，具体涉及一种碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料及其制备方法。
背景技术
导静电涂层材料是一种应用范围十分广泛的涂层材料，可以导出材料表面积累的静电荷，消除静电。在石油产品的储存、运输过程中，防静电是一个重要问题。导静电涂层材料是防静电的有效措施。为此，国家先后出台了GB1338-1992《液体石油产品静电安全规程》、GB16906-1997《石油储罐导静电涂料电阻率测定方法》、GB6950-2001《石油罐导静电涂料技术指标》、GB6590-2001《轻质油品安全静止电导率》、GB1338-2009《液体石油产品静电安全规程》国家标准等，有效防止了由静电引发的火灾和爆炸事故，其中，GB6590-2001《轻质油品安全静止电导率》对储油罐的导电涂层的要求最高，具体表现为对涂层面电阻率要求为105～109Ω。
目前在储油罐上使用的导静静涂料主要有两大类：一类是以碳黑或导电碳纤维，在使用过程中，碳黑和导电碳纤维容易被抽出，油品会被污染，同时，其附着力和防腐性能不十分理想；另一类是以金属或金属氧化物为导电功能体，以金属或以或金属氧化物为导电功能体时，金属容易被氧化，其导电性能不稳定，纵使，刚开始导电功能体能达到GB6590-2001《轻质油品安全静止电导率》的要求，但过一段较短的时间后，导电功能体就达不到GB6590-2001《轻质油品安全静止电导率》的要求，此外，影响金属回收质量。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料及其制备方法，该方法制备的产品对油品无污染，且其具有非常优异的导电、耐油、耐水、耐腐蚀、耐高温、耐溶剂等综合性能。
本发明公开一种技术方案是：本发明提供的碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料由下述重量份数的组份组成：
其中，碳纳米管为直径在0.6-2nm的单壁管。
于上述的碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料中：所述环氧树脂选自DCPO-苯酚环氧树脂、环氧树脂E20及环氧树脂E44中的至少一种；所述颜色填料选自金红石二氧化钛、磷酸锌、滑石粉、云母粉、硫酸钡、碳黑及二氧化铁中的至少一种；所述活性剂选自二胴环氧活性稀释剂及6690活性稀释剂中的至少一种；所述助剂选自EFKA4010、EFKA2022、膨润土、EFKA3777、EFKA4009、EFKA2722及TR30促进剂中的至少一种；所述有机溶剂选自二甲苯、正丁醇及环已胴中的至少一种；所述固化剂选自DO2OO、D8190、593、T31、D9340、651及酮亚胺中的至少一种。
本发明另公开一技术方案是：本发明提供一种如上述的碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料的制备方法，其包括由以下步骤：
（a）将碳纳米管置于活性剂、助剂和有机溶剂的混合溶液中搅拌混合、化学激活及复合处理30—50分钟；
（b）向步骤（a）得到的混合液中加入活性剂、硬性环氧树脂和有机溶剂，低速搅拌复合处理30分钟；
（c）将步骤（b）得到的混合物用超声波，在18℃—60℃内的恒温附加剪切条件处理50分；
（d）将步骤（c）得到的混合物置入分散机中，在中速状态下，依次加入软性环氧树脂和硬性环氧树脂的混合物、有机溶剂、颜色填料分散复合处理30分钟；
（e）将步骤（d）得到的混合物置入砂磨机中低速砂磨50分钟；
（f）将步骤（e）得到的混合物于过筛机中过筛；
（g）将步骤（f）得到的混合物置于搅拌机中，在低速搅拌状态下依次加入助剂和有机溶剂调制，而制得A组份；
（h）将固化剂溶于有机溶剂中搅拌均匀制得B组份；
（i）将A组份和B组份均匀混合，充分固化。
本发明的有益效果是：采用具有特殊效应的碳纳米管作为导静电体，使得该碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料具有优良的导电性能，通过对碳纳米管进行化学和机械分散、复合处理，使其能适应防腐涂料体系，从而，采用该碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料形成的导静电涂层，具有持久耐油、耐水、耐热、耐腐蚀、耐溶剂、对油品无污染、对储罐钢铁再生使用没有影响等综合性能，且该导静电涂层超高标准地达到GB6590-2001《轻质油品安全静止电导率》的相关要求，稳定性非常好。
具体实施方式
实施例1
把直径在0.6-2nm的单壁碳纳米管0.2g置于二胴环氧活性稀释剂0.1g、EFKA2022助剂0.1g和二甲苯和正丁醇的混合溶剂6.5g的混合液中，在低速搅拌状态下混合、化学激活及复合处理35分钟，接着，加入二胴环氧活性稀释剂0.3g、硬性环氧树脂（环氧树脂E20）0.2g和二甲苯和正丁醇的混合溶剂3g，低速搅拌复合30分钟，然后，用超声波在18℃—60℃以的恒温附加剪切条件处理50分，而后，将上述混合溶液置于分散机中，在中速状态下，依次加入硬性环氧树脂（环氧树脂E20）与软性环氧树脂（环氧树脂E20）的混合物9g、二甲苯和正丁醇的混合溶剂3.5g、二氧化钛3.8g、磷酸锌1.2g、滑石粉1.1g及氧化锌0.8g，分散复合处理30分钟后，将上述混合物加入砂磨机中低速砂磨50分钟且置于过筛机中过筛后，置于搅拌机中在低速搅拌状态下，依次加入1g的EFKA4010、1g的EFKA2022、1g的EFKA3777、以及10克二甲苯、正丁醇混合溶剂进行调制，制得A组份；再将10g的D8190固化剂与6g的二甲苯和正丁醇的混合溶剂搅拌均匀，制得B组份；将上述的A组份和上述的B组份均匀混合，充分固化。根据上述技术形成的导静电涂料导电体，其耐油、耐腐蚀、耐水、耐热、耐低温、耐溶剂等综合性能稳定，对油品无污染，表干2.4小时，实干20.5小时；耐冲击力62Kg.cm；面电阻率107Ω；煤油和水耐水性（50℃±1℃，21d）漆膜完好。
实施例2
把直径在0.6-2nm的单壁碳纳米管0.2g置入6690活性稀释剂0.1g、EFKA2022助剂0.1g和二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂6.5g的混合液中，在低速搅拌状态下混合、化学激活及复合处理35分钟，接着，加入6690活性稀释剂0.3g、硬性环氧树脂（DCPO-苯酚环氧树脂和环氧树脂E20的混合物）0.2g和二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂3g，低速搅拌复合30分钟，然后，用超声波在18℃—60℃以的恒温附加剪切条件处理50分，而后，将上述混合溶液置于分散机中，在中速状态下，依次加入硬性环氧树脂（DCPO-苯酚环氧树脂和环氧树脂E20的混合物）与软性环氧树脂（DCPO-苯酚环氧树脂和环氧树脂E20的混合物）的混合物9g、二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂3.5g、二氧化钛3.8g、磷酸锌1.2g、滑石粉1.1g及氧化锌0.8g，分散复合处理30分钟后，将上述混合物加入砂磨机中低速砂磨50分钟且置于过筛机中过筛后，置于搅拌机中在低速搅拌状态下，依次加入1g的EFKA4010、1g的EFKA2022、1g的EFKA3777、以及15克二甲苯、正丁醇混合溶剂进行调制，制得A组份；再将10g的D9340固化剂与6g的二甲苯和正丁醇的混合溶剂搅拌均匀，制得B组份；将上述的A组份和上述的B组份均匀混合，充分固化。根据上述技术形成的导静电涂料导电体，其耐油、耐腐蚀、耐水、耐热、耐低温、耐溶剂等综合性能稳定，对油品无污染，表干2.4小时，实干20.5小时；耐冲击力65Kg.cm；面电阻率107Ω；煤油和水耐水性（50℃±1℃，21d）漆膜完好。
实施例3
把直径在0.6-2nm的单壁碳纳米管0.3g置于二胴环氧活性稀释剂0.4g、EFKA2022助剂0.2g和二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂6.5g的混合液中，在低速搅拌状态下混合、化学激活及复合处理50分钟，接着，加入二胴环氧活性稀释剂0.3g、硬性环氧树脂（DCPO-苯酚环氧树脂和环氧树脂E20的混合物）0.2g和二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂3g，低速搅拌复合30分钟，然后，用超声波在18℃—60℃以的恒温附加剪切条件处理50分，而后，将上述混合溶液置于分散机中，在中速状态下，依次加入硬性环氧树脂（DCPO-苯酚环氧树脂和环氧树脂E20的混合物）与软性环氧树脂（DCPO-苯酚环氧树脂和环氧树脂E20的混合物）的混合物9g、二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂3.5g、二氧化钛3.8g、磷酸锌1.2g、滑石粉1.1g及氧化锌0.8g，分散复合处理30分钟后，将上述混合物加入砂磨机中低速砂磨50分钟且置于过筛机中过筛后，置于搅拌机中在低速搅拌状态下，依次加入1g的EFKA4010、1g的EFKA2022、1g的EFKA3777混合调制规定粘度，制得A组份；再将10g的D9340固化剂与5g的二甲苯和正丁醇的混合溶剂搅拌均匀，制得B组份；将上述的A组份和上述的B组份均匀混合，充分固化。根据上述技术形成的导静电涂料导电体，其耐油、耐腐蚀、耐水、耐热、耐低温、耐溶剂等综合性能稳定，对油品无污染，表干2.5小时，实干21.5小时；耐冲击力63Kg.cm；面电阻率106Ω；煤油和水耐水性（50℃±1℃，21d）漆膜完好。
应用实施例：
实施例4
将实施例1制得的碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料，涂装于两个油罐中，具体为装汽油的1号油罐和装环已烷溶剂的2号油罐，经过一年的应用试验后，测得如下试验数据：
由上表可以看出，涂层表面的电阻率变化不大，且经过一年的应用试验后仍能达到GB6950-2001规定的指标，此外，经观察发现涂层平整、光滑、无脱落、无起层的现象且油品未受污染。
实施例5
将实施例2中制得的碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料，涂装于两个油罐中，具体为装汽油的1号油罐和装环已烷溶剂的2号油罐，经过一年应用试验后，测得如下试验数据：
由上表可以看出，涂层表面的电阻率基本变化不大，且经过一年的应用试验后仍能达到GB6950-2001规定的指标，且经观察发现涂层平整、光滑、无脱落、无起层的现象且油品未受污染。
实施例6
将实施例3中制得的碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料，涂装于油两个油罐中，具体为装汽油的1号油罐和装环已烷溶剂的2号油罐，经过一年应用试验后测得如下试验数据：
由上表可以看出，涂层表面的电阻率基本无变化，且经过一年的应用试验后仍能达到GB6950-2001规定的指标，此外，经观察发现涂层平整、光滑、无脱落、无起层的现象且油品未受污染。
由上述各实施例可知，采用具有特殊效应的碳纳米管作为导静电体，使得该碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料具有优良的导电性能，通过对碳纳米管进行化学和机械分散、复合处理，使其能适应防腐涂料体系，从而，采用该碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料形成的导静电涂层，具有持久耐油、耐水、耐热、耐腐蚀、耐溶剂、对油品无污染、对储罐钢铁再生使用没有影响等综合性能。
并且，采用该碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料形成的导静电涂层超高标准地达到GB6590-2001《轻质油品安全静止电导率》的相关要求，稳定性非常好，而，于当前的国家标准中，GB6590-2001《轻质油品安全静止电导率》对储油罐的导电涂层的要求最高，所以，该导静电涂层也能满足所以其他标准的要求。
本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料的制备方法，其特征在于：
把直径在0.6-2nm的单壁碳纳米管0.2g置于二胴环氧活性稀释剂0.1g、EFKA2022助剂0.1g和二甲苯和正丁醇的混合溶剂6.5g的混合液中，在低速搅拌状态下混合、化学激活及复合处理35分钟，接着，加入二胴环氧活性稀释剂0.3g、硬性环氧树脂0.2g和二甲苯和正丁醇的混合溶剂3g，低速搅拌复合30分钟，然后，用超声波在18℃—60℃以的恒温附加剪切条件处理50分，而后，将上述混合溶液置于分散机中，在中速状态下，依次加入硬性环氧树脂与软性环氧树脂的混合物9g、二甲苯和正丁醇的混合溶剂3.5g、二氧化钛3.8g、磷酸锌1.2g、滑石粉1.1g及氧化锌0.8g，分散复合处理30分钟后，将上述混合物加入砂磨机中低速砂磨50分钟且置于过筛机中过筛后，置于搅拌机中在低速搅拌状态下，依次加入1g的EFKA4010、1g的EFKA2022、1g的EFKA3777、以及10克二甲苯、正丁醇混合溶剂进行调制，制得A组份；
再将10g的D8190固化剂与6g的二甲苯和正丁醇的混合溶剂搅拌均匀，制得B组份；
将上述的A组份和上述的B组份均匀混合，充分固化而成。
2.一种碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料的制备方法，其特征在于：
把直径在0.6-2nm的单壁碳纳米管0.2g置入6690活性稀释剂0.1g、EFKA2022助剂0.1g和二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂6.5g的混合液中，在低速搅拌状态下混合、化学激活及复合处理35分钟，接着，加入6690活性稀释剂0.3g、硬性环氧树脂0.2g和二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂3g，低速搅拌复合30分钟，然后，用超声波在18℃—60℃以的恒温附加剪切条件处理50分，而后，将上述混合溶液置于分散机中，在中速状态下，依次加入硬性环氧树脂与软性环氧树脂的混合物，的混合物9g、二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂3.5g、二氧化钛3.8g、磷酸锌1.2g、滑石粉1.1g及氧化锌0.8g，分散复合处理30分钟后，将上述混合物加入砂磨机中低速砂磨50分钟且置于过筛机中过筛后，置于搅拌机中在低速搅拌状态下，依次加入1g的EFKA4010、1g的EFKA2022、1g的EFKA3777、以及15克二甲苯、正丁醇混合溶剂进行调制，制得A组份；
再将10g的D9340固化剂与6g的二甲苯和正丁醇的混合溶剂搅拌均匀，制得B组份；
将上述的A组份和上述的B组份均匀混合，充分固化而成。
3.一种碳纳米管环氧树脂复合导静电涂层材料的制备方法，其特征在于：
把直径在0.6-2nm的单壁碳纳米管0.3g置于二胴环氧活性稀释剂0.4g、EFKA2022助剂0.2g和二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂6.5g的混合液中，在低速搅拌状态下混合、化学激活及复合处理50分钟，接着，加入二胴环氧活性稀释剂0.3g、硬性环氧树脂0.2g和二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂3g，低速搅拌复合30分钟，然后，用超声波在18℃—60℃以的恒温附加剪切条件处理50分，而后，将上述混合溶液置于分散机中，在中速状态下，依次加入硬性环氧树脂与软性环氧树脂的混合物9g、二甲苯、正丁醇和环已胴的混合溶剂3.5g、二氧化钛3.8g、磷酸锌1.2g、滑石粉1.1g及氧化锌0.8g，分散复合处理30分钟后，将上述混合物加入砂磨机中低速砂磨50分钟且置于过筛机中过筛后，置于搅拌机中在低速搅拌状态下，依次加入1g的EFKA4010、1g的EFKA2022、1g的EFKA3777混合调制规定粘度，制得A组份；
再将10g的D9340固化剂与5g的二甲苯和正丁醇的混合溶剂搅拌均匀，制得B组份；
将上述的A组份和上述的B组份均匀混合，充分固化而成。
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Granted publication date: 20150107 Termination date: 20171226 |
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