CN1054389C - 阻燃导静电耐温防腐蚀涂料 - Google Patents

阻燃导静电耐温防腐蚀涂料 Download PDF

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阻燃导静电耐温防腐蚀涂料，含有环氧树脂、碳系物质和金属及其氧化物、阻燃剂、隔热材料以及添加剂、混合溶剂、胺类固化剂等物质。具有阻燃、导静电、耐温、耐油、耐化学介质，防腐蚀性能好，成本低，施工方便，使用寿命长，安全可靠等优点。可广泛应用于储油罐内壁、输油管线以及化工设备的防腐。

Description

阻燃导静电耐温防腐蚀涂料
本发明属于阻燃导静电耐温防腐蚀涂料，适用于原油、煤油、汽油、柴油等储油罐及输油管线内壁，也适用于化工设备、管线的内壁防腐。
目前的现有技术是：石油储罐内壁防腐一般使用普通导静电防腐蚀涂料，它有效地解决了石油产品静电荷的泄漏问题，杜绝了石油静电火灾爆炸事故，减轻了设备的腐蚀。然而，随着石油产品储存技术的发展，石油导静电防腐蚀涂料在使用中也暴露出一些致命的弱点，影响了使用。其弱点为：
1.它们用有机聚合物作为成膜物质，遇火时易燃烧；
2.耐水性较差，石油储罐底部腐蚀严重；
3.不适用于原油罐，原油从地下开采出来时是一种60-80℃的油水混合物，含有O2、CO2、H2S、SO4 2-、HCO3 -等物质，对石油储罐内壁有强烈的腐蚀作用，一般防静电涂料在几天至两个月内起泡或者脱落。
本发明的目的就是为了克服现有技术中的上述缺点，提供出一种适用于金属油罐及输油管线内壁具有阻燃、导静电、耐温、耐油、耐化学介质等综合性能好，成本低，施工方便，使用寿命长，安全可靠的阻燃导静电耐温防腐蚀涂料。
本阻燃导静电耐温防腐蚀涂料，包含有环氧树脂、碳系物质和金属及其氧化物、阻燃剂、隔热材料以及添加剂、混合溶剂、胺类固化剂物质，各组份的重量组成(以环氧树脂100份重量计)为
环氧树脂                  100
导电微粒                  14-42
阻燃剂                    4-16
隔热材料                  25-85
添加剂                    100-200
混合溶剂                  100-250
胺类固化剂                17-55
本涂料所含有的环氧树脂为普通型环氧树脂和阻燃环氧树脂。
普通环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂或者双酚A型固体环氧树脂。双酚A型液体环氧树脂为如E-55、E-51、E-44；或者双酚A型固体环氧树脂如E-42、E-35、E-31、E-20、E-12、E-06、E-03。
阻燃环氧树脂为普通型环氧树脂与阻燃剂相结合形成添加型阻燃环氧树脂或者为本身带有阻燃元素的阻燃环氧树脂与无机阻燃剂相结合形成反应型阻燃环氧树脂。
本身带有阻燃元素的阻燃环氧树脂有：氯化阻燃环氧树脂，如四氯双酚A型环氧树脂；溴化阻燃环氧树脂，如四溴双酚A型环氧树脂；氟化阻燃环氧树脂，如双酚六氟丙酮二缩水甘油醚等。
阻燃剂为无机阻燃剂：如氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌、红磷；磷系阻燃剂：四羟甲基氯化磷、三磷酸酯；溴系阻燃剂：四溴双酚A、十溴联苯醚、六溴苯、三嗪环脂肪族溴化物(TBC)、六溴环十二烷、三溴乙烷、四溴丁烷；氯系阻燃剂：氯化石蜡、四氯双酚A、四氯苯二甲酸酐。
本涂料所含的碳系物质为活性碳、炭黑、石墨等。
本涂料所含的金属及其氧化物为氧化锌、氧化镁、氧化锑、超细金属粉末：铝粉、银粉等。
本涂料采用的隔热材料为隔热微珠即一些细小的耐温中空制品：如膨胀珍珠岩、粉煤灰、阻燃塑料微珠、中空玻璃微珠。
本涂料所采用混合溶剂为苯类、醇类、酯类三者的混合物或者其中二者的混合物。混合溶剂之间的配比为：甲苯∶正丁醇＝3∶1；二甲苯∶异丙醇＝2∶1；甲苯∶甲醇∶乙酸乙酯＝2∶2∶1；甲苯∶正丁醇＝4∶1；二甲苯∶异丁醇＝4∶1；乙酸乙酯∶甲醇∶正丁醇＝2∶1∶1；甲苯∶异丁醇＝4∶1。
本涂料采用的添加剂有体质填料：重晶石粉、沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙、滑石粉、瓷土、云母粉、石棉粉、石英粉、碳酸镁、钛白粉、氧化锌、硫化锌等；防锈颜料：红丹、铅酸钙、氧化铁、氧化亚铁、铬酸钙、锌铬黄、云母氧化铁等；消泡剂：二甲基硅油；表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠、长链多氨基酰胺磷酸盐、聚缩酸钠盐、十八烷酰胺乙基·二甲基·β-羟乙基铵三硝酸盐、十八烷酰胺丙基·二甲基·β-羟乙基铵三磷酸二氢盐等；流平剂：聚酯有机硅类(BYK310)；偶联剂：乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、氨基硅烷、巯基硅烷等；防尘剂：有机膨润土、陶土等；抗结皮剂：邻甲氧基苯酚、邻异丙基苯酚等。
本涂料采用的胺类固化剂为：乙二胺、三乙撑四胺、聚酰胺、二乙胺基丙胺等；改性胺类固化剂为：酚醛-己二胺缩合物、环氧丙烷丁基醚-二乙撑三胺加成物、N-氨乙基哌嗪、二酮丙烯酰胺的胺基加成物等。
本涂料适用于原油、煤油、汽油、柴油等储油罐及输油管线内壁，也适用于化工设备、管线的内壁防腐。
本发明的生产方法是：按上述各组份的重量组成，以环氧树脂为成膜物质(以100份重量计)，在其中添加  导电微粒  14-42份、
                    阻燃剂      4-16份、
                    隔热材料    25-85份
                    添加剂      100-200份
                    混合溶剂    100-250份经研磨，过筛后制得甲组份；使用前再加入乙组份胺类固化剂17-55份，通过混合溶剂调节涂料粘度，根据涂刷方法将该涂料调节到适当的粘度即可使用。
本发明阻燃导静电耐温防腐蚀涂料与现有涂料相比，具有集阻燃、导静电、耐温、防腐蚀于一体的优点涂料，有效地解决了阻燃与导静电、阻燃与耐温、阻燃与防腐蚀、导静电与耐温、导静电与防腐之间难以兼容的矛盾，使几项对立的性能达到统一。H94阻燃导静电耐温防腐蚀涂料随着使用时间增加，阻燃性、导静电性、隔热性能和防腐蚀性能基本不变，能保证长期安全使用，对油品无污染。该涂层在常温酸、碱、盐溶液、40℃汽油、煤油、柴油、水的混合物、80℃含水原油中长期浸泡无变化。使用寿命长，可广泛用于原油、煤油、汽油、柴油等储油罐及输油管线内壁，也适用于化工设备、管线的内壁防腐。
本发明以下列实施例证明是可行的：
实施例1
为盛装有煤油的储罐内壁的保护，采用下列配方的本发明阻燃导静电耐温防腐蚀涂料：(重量计)
E20环氧树脂        100         二甲基硅油          5
六溴苯              5           BYK 310             2
炭黑                40          甲苯                80
膨胀珍珠岩          27          甲醇                80
Fe2O3            50          乙酸乙酯            40
CaCO3             100
经研磨、过筛后，在使用前加入聚酰胺27份，充分搅拌，过半小时后使用。测定做成试片后的抗静电性能、耐热性、耐油性、耐腐蚀性，分别列于表1和表2。它完全适用于煤油油罐内壁使用。经跟踪测试，该涂层在油品中浸泡一年后，其抗静电性能等均不发生变化。
      表1抗静电性能的测试结果
  表面电阻率(欧姆)     105-106
  体积电阻率(欧姆.米)     105
     表2耐油性、耐腐蚀性测试
  耐油性  (80℃，煤油，三个月)    完好耐苯性  (半年)                  完好耐盐水性(5％NaCl  半年)         完好耐酸性  (10％HCl  半年)         完好耐碱性  (25％NaOH  半年)        完好
实施例2
为盛装原油油罐内壁的保护，采用下列涂料配方，各组份重量组成(以E-51环氧树脂100份重量计)为：
E-51环氧树脂                                      100
四羟甲基氯化磷                                    35
ZnO，Zn粉                                         21
粉煤灰                                            48
红丹                                              70
云母粉，滑石粉                                    65
十八烷酰胺乙基·二甲基·β-羟乙基铵三硝酸盐       10
有机膨润土                                        7
混合溶剂二甲苯                                    120
异丁醇                                            30
经研磨、充分分散、过筛后，在使用前加入酚醛-己二胺缩合物21份、聚酰胺9份充分搅拌，过半小时后使用，测定做成试片后的机械性能、阻燃性、耐热性(见表3)，完全适用于原油储罐内壁的使用，经跟踪测试，涂层在油品中浸泡一年后，其各项性能均未发生变化。
              表3涂层性能测试
  附着力(级)                            1柔韧性(毫米)                          1冲击强度(千克·厘米)                  50表面电阻率(欧姆)                      106体积电阻率(欧姆·米)                  105导热系数(W/M·K)                      0.057耐原油性(80℃，大庆原油，三个月)      完好耐丙酮性(分析纯丙酮，一个月)          完好耐成品油性(汽油，柴油，煤油，半年)    无异常耐油水性(煤油+水，半年)               无异常
实施例3
为盛装甲苯的罐内壁保护，采用下列涂料配方，各组份重量组成(以四氯双酚A阻燃环氧树脂100份重量计)为：
        四氯双酚A阻燃环氧树脂                    100份
        三溴乙烷，氯化石蜡                       10
        石墨                                     35
        玻璃微珠                                 50
        MgSO4                                   120
        BaSO4                                   40
              乙酸乙酯                           100
     混合溶剂 甲醇                               50
              正丁醇                             50
        邻甲氧基苯酚                             5
        十二烷基苯磺酸钠                         6
经研磨、过筛后，在使用前加入乙二胺20份、N-氨乙及哌嗪10份充分搅拌，过半小时后即可使用，测定做成试片的涂层性能(见表4)，完全适合甲苯罐内壁的使用。
      表4涂层性能的测试
  耐甲苯性(半年)            无异常耐二甲苯性(半年)          完好耐邻苯二酚(半年)          完好耐酸性(10％盐酸，半年)    无异常耐汽油性(半年)            完好氧指数(OI)                31表面电阻率(Ω)            106体积电阻率(Ω·M)         105
实施例4
为盛装原油油罐内壁的保护，采用下列涂料配方，各组份重量组成(以四溴双酚A型环氧树脂100份重量计)为：
四溴双酚A型环氧树脂                        100
十溴联苯醚                                 14
炭黑                                       40
二氧化钛                                   25
石英粉                                     75
阻燃塑料微珠                               30
混合溶剂  甲苯                             160
          正丁醇                           40
经分散、研磨后，在使用前加入己二胺40份充分搅拌，过半小时后即可使用，测定做成试片后的涂层性能及抗静电性能(分别见表5和表6)，完全适合原油储罐内壁的使用，经跟踪测试，涂层在油品中浸泡一年后，其各项性能均未发生变化。
      表5涂层性能测试
  耐原油性(80℃原油 三个月)    无异常耐柴油性(40℃柴油 半年)      完好耐盐水性(常温5％NaCl 半年)   无异常耐冲击强度(千克·cm)         50附着力(级)                   1柔韧性(毫米)                 1氧指数(OI)                   32
 表6抗静电性能测试
  表面电阻率(欧姆)        105体积电阻率(欧姆·米)    104
实施例5
为盛装柴油油罐内壁的保护，采用下列涂料配方，各组份重量组成(以E-44环氧树脂100份重量计)为：
        E-44环氧树脂                100
        硼酸锌                      9
        活性碳，铝粉                34
        阻燃塑料微珠                56
        瓷土，铬酸钙                128
        聚缩酸钠盐                  117
        陶土，乙烯基硅烷            15
        混合溶剂  甲苯              140
                  异丙醇            70
经研磨、过筛后，在使用前加入酚醛-己二胺缩合物45份，过半小时后使用，测定做成试片后的性能(见表7)，完全适用于柴油储罐内壁的使用，经跟踪测试，涂层在油品中浸泡一年后，其各项性能均未发生变化。
           表7涂层性能测试
    耐柴油性(半年，常温与40℃)        完好耐柴油+水性(40℃柴油+水，半年)    完好耐汽油性(常温，40℃半年)          无异常耐碱性(25％NaOH，半年)            完好耐盐性(5％NaCl，半年)             无异常导热系数(W/M·K)                  0.057氧指数(OI)                        30表面电阻率(欧姆)                  105体积电阻率(欧姆·米)              104
实施例6
为盛装汽油储罐内壁的保护，采用下列涂料配方，各组份重量组成(以F-51酚醛型环氧树脂100份重量计)为：
        F-51酚醛型环氧树脂 100
        氧化锑，四溴丁烷      8
        银粉，铝粉            15
        膨胀珍珠岩            45
        铅酸钙，云母氧化铁    140
        十八酰胺丙基·二甲基·β-羟乙基铵三磷酸二氢盐 5
        甲基丙烯酰氧基硅烷                            10
        混合溶剂  二甲苯                              120
                  异丙醇                              40
经研磨、分散、过筛后，在使用前加入二酮丙烯酰胺的胺基加成物20份、环氧丙烷丁基醚-二乙撑三胺加成物20份，加适量乙醇溶剂10份充分搅拌，过半小时后即能使用，测定做成试片后的机械性能、抗静电、阻燃性、耐热性(见表8)，完全适用于汽油储罐内壁的使用，经跟踪测试，涂层在油品中浸泡一年后，其各项性能均未发生变化。
            表8涂层性能测试
  附着力(级)                        1柔韧性(毫米)                      1冲击强度(千克·厘米)              50表面电阻率(欧姆)                  106体积电阻率(欧姆·米)              105导热系数(W/M·K)                  0.057氧指数(OI)                        33耐汽油性(常温，40℃恒温，半年)    完好耐酸性(10％H2SO4，半年)         无异常耐煤油性(常温，40℃恒温，半年)    无异常耐油水性(汽油/煤油+水，半年)      无异常耐柴油性(常温，40℃恒温，半年)    完好耐碱性(25％NaOH，半年)            完好耐盐性(5％NaCl，半年)             完好

Claims (10)

1、一种阻燃导静电耐温防腐蚀涂料，其特征是含有环氧树脂、导电微粒、阻燃剂、隔热材料以及添加剂、混合溶剂、胺类固化剂物质，各组分的重量组成(以环氧树脂100份重量计)为
环氧树脂          100
导电微粒          14-42
阻燃剂            4-16
隔热材料          25-85
添加剂            100-200
混合溶剂          100-250
胺类固化剂        17-55
其中环氧树脂为普通型环氧树脂和阻燃环氧树脂，所述的普通型环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂或双酚A型固体环氧树脂，阻燃环氧树脂为普通型环氧树脂与阻燃剂相结合形成添加型阻燃环氧树脂或为本身带有阻燃元素的阻燃环氧树脂与无机阻燃剂相结合形成的反应型阻燃环氧树脂；
导电微粒为碳系物质和金属及其氧化物；
混合溶剂为苯类、醇类、酯类三者的混合物或其中二者的混合物。
2、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于双酚A型液体环氧树脂是E-55、E-51、E-44；或者双酚A型固体环氧树脂是E-42、E-35、E-3 1、E-20、E-12、E-03。
3、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于本身带有阻燃元素的阻燃环氧树脂为氯化阻燃环氧树脂、溴化阻燃环氧树脂、氟化阻燃环氧树脂。
4、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于阻燃剂为无机阻燃剂、磷系阻燃剂、溴系阻燃剂、氯系阻燃剂。
5、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于碳系物质为活性炭、炭黑、石墨。
6、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于金属及其氧化物为氧化锌、氧化镁、氧化锑；超细金属粉末。
7、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于隔热材料为隔热微珠即一些细小的耐温中空制品：膨胀珍珠岩、粉煤灰、阻燃塑料微珠、中空玻璃微珠。
8、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于混合溶剂之间的配比为：二甲苯∶正丁醇＝3∶1；甲苯∶异丙醇＝2∶1；甲苯∶甲醇∶乙酸乙酯＝2∶2∶1；甲苯∶正丁醇＝4∶1；二甲苯∶异丁醇＝4∶1；乙酸乙酯∶甲醇∶正丁醇＝2∶1∶1；甲苯∶异丁醇＝4∶1。
9、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于添加剂为体质填料、防锈颜料、消泡剂、表面活性剂、流平剂、偶联剂、防尘剂、抗结皮剂。
10、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于胺类固化剂为：乙二胺、三乙撑四胺、聚酰胺、二乙胺基丙胺、酚醛-己二胺缩合物、环氧丙烷丁基醚-二乙撑三胺加成物、N-氨乙基哌嗪、二酮丙烯酰胺的胺基加成物。
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