CN105778645A

CN105778645A - 一种导电抗腐蚀涂料及其制备方法

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Publication number: CN105778645A
Application number: CN201510953848.0A
Authority: CN
Inventors: 刘广利
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2016-07-20

Abstract

本发明涉及涂料技术领域，公开了一种导电抗腐蚀涂料，所述涂料主要由以下质量份数的原料制成：抗氧化铜粉20～25份、聚苯胺包覆玻璃鳞片8～10份、环氧树脂7～10份、固化剂7～10份、乙酸乙酯30～40份、偶联剂3～5份、异辛基油酸酯2～4份、硅酸钙10～12份、膨润土12～15份、聚乙烯醇水溶液20～30份、氨水15～20份、防腐剂3～6份、十二烷基苯磺酸铵2～4份、羟甲基纤维素5～8份、水60～80份；所述抗氧化铜粉主要由以下质量份数的原料制成：环氧树脂20～22份，铜粉65～70份，固化剂3～4.5份、油酸1～1.5份、苯并三氮唑1.5～2份、偶联剂0.5～1份。本发明的导电抗腐蚀涂料以抗氧化铜粉和聚苯胺包覆玻璃鳞片为主要填料，使得该涂料既有良好的导电性，又有很好的抗腐蚀性。

Description

一种导电抗腐蚀涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是指一种导电抗腐蚀涂料及其制备方法。

背景技术

接地网是发电厂、变电站、输电线路等电力设备中，确保工作接地、防雷接地、保护接地的必要安全设施。随着我国经济飞速发展，新建变电站容量不断增加及投入运行的输电线路越来越多，对接地网的要求也越来越严格。在输电、变电、配电等电力系统中，要求接地网与大地的接触电阻越小越好。如果接地网遭受严重腐蚀，带电设备在运行时就会发生短路而烧断接地网，导致电位升高，高压窜入二次回路，造成人身设备事故，因此接地网是电力系统安全运行的重要保障之一，它能防止电网高压窜入二次回路及操作系统，从而保护人身和设备安全。在我国由于资源、经济等原因，接地网所用的材质主要为普通碳钢，其抗腐蚀能力较差。另外，接地网埋设在地下，维修和改造成本很高。因此接地网设备的防护成为电力系统正常运行及经济生产所迫切需要解决的问题。开发兼具耐蚀性和导电功能的涂料为解决接地材料的腐蚀问题提供了新途径。目前，在我国研制与生产导电涂料的厂家较少，其产品质量也良莠不齐。市面上导电涂层的耐蚀性能普遍较差，而耐蚀性较好的防腐涂层导电性能又很低。因此，开发出兼具导电和防腐性能的涂料势在必行。

发明内容

本发明提出一种导电抗腐蚀涂料及其制备方法，解决了现有技术中无法实现兼具导电和抗腐性能涂料的问题。

本发明的导电抗腐蚀涂料主要由以下质量份数的原料制成：抗氧化铜粉20～25份、聚苯胺包覆玻璃鳞片8～10份、环氧树脂7～10份、固化剂7～10份、乙酸乙酯30～40份、偶联剂3～5份、异辛基油酸酯2～4份、硅酸钙10～12份、膨润土12～15份、聚乙烯醇水溶液20～30份、氨水15～20份、防腐剂3～6份、十二烷基苯磺酸铵2～4份、羟甲基纤维素5～8份、水60～80份；所述抗氧化铜粉主要由以下质量份数的原料制成：环氧树脂20～22份，铜粉65～70份，固化剂3～4.5份、油酸1～1.5份、苯并三氮唑1.5～2份、偶联剂0.5～1份。

优选的，所述环氧树脂为E44。

优选的，所述固化剂为低分子聚酰胺树脂。

优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

优选的，所述的防腐剂是异噻唑啉酮。

优选的，所述铜粉为尺寸180～220目的片状铜粉。

上述的一种导电抗腐蚀涂料制备方法，其特征在于，包括：

S1：制备抗氧化铜粉：选取环氧树脂20～22份、铜粉65～70份、固化剂3～4.5份、油酸1～1.5份、苯并三氮唑1.5～2份和硅烷偶联剂0.5～1份在搅拌机里均匀混合制作成所述抗氧化铜粉；

S2：制作聚苯胺包覆玻璃鳞片：称取28～30份的十二烷基苯磺酸钠溶于100份蒸馏水中搅拌形成白色乳液，然后依次放入4.5～6份玻璃鳞片，17.8～18.2份苯胺和100～120份盐酸溶液，搅拌分散后，缓慢滴加1mol/L的过硫酸铵溶液100～120份，0℃下反应12小时后停止反应，加入甲醇破乳，真空抽滤，反应产物反复用蒸馏水冲洗至滤液无色，之后在60℃下真空干燥9～11小时，得到聚苯胺包覆玻璃鳞片；

S3：将异辛基油酸酯2～4份、硅酸钙10～12份、膨润土12～15份、聚乙烯醇水溶液20～30份、氨水15～20份、防腐剂3～6份、十二烷基苯磺酸铵2～4份、羟甲基纤维素5～8份、水60～80份，混合均匀，研磨至细度达到25～35微米之间，得混合物I；

S4：将抗氧化铜粉20～25份、聚苯胺包覆玻璃鳞片8～10份、环氧树脂7～10份、固化剂7～10份、乙酸乙酯30～40份、偶联剂3～5份和混合物I在搅拌机里搅拌且均匀混合。

优选的，所述环氧树脂为E44；固化剂为低分子聚酰胺树脂；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂。

优选的，S3所述的氨水的质量浓度是在30%～40%之间；所述的聚乙烯醇水溶液的质量浓度是在10%～12%之间。

优选的，所述铜粉为尺寸180～220目的片状铜粉。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明提供的导电涂料有良好的附着力，其它的物理性能也优于同类产品，耐盐雾性能可以达到280小时以上，而且具有良好的导电性能。

（2）本发明的导电抗腐蚀涂料以抗氧化铜粉和聚苯胺包覆玻璃鳞片为主要填料，使得该涂料既有良好的导电性，又有很好的抗腐蚀性。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的导电抗腐蚀涂料，主要由以下质量份数的原料制成：抗氧化铜粉20份、聚苯胺包覆玻璃鳞片8份、环氧树脂7份、固化剂7份、乙酸乙酯30份、偶联剂3份、异辛基油酸酯2份、硅酸钙10份、膨润土12份、聚乙烯醇水溶液20份、氨水15份、防腐剂3份、十二烷基苯磺酸铵2份、羟甲基纤维素5份、水60份；

所述抗氧化铜粉主要由以下质量份数的原料制成：环氧树脂20份，铜粉65份，固化剂3份、油酸1份、苯并三氮唑1.5份、偶联剂0.5份。

所述氨水的质量浓度是30%，聚乙烯醇水溶液的质量浓度最好是10%

本实施例中，环氧树脂可以为E44，固化剂可以为低分子聚酰胺树脂，偶联剂可以为硅烷偶联剂(DB580)，防腐剂是异噻唑啉酮。其中铜粉为尺寸180目的片状铜粉。

制备方法如下：

S1：制备抗氧化铜粉：选取环氧树脂20份，铜粉65份，固化剂3份、油酸1份、苯并三氮唑1.5份、偶联剂0.5份在搅拌机里均匀混合制作成所述抗氧化铜粉；

S3：将异辛基油酸酯2份、硅酸钙10份、膨润土12份、聚乙烯醇水溶液20份、氨水15份、防腐剂3份、十二烷基苯磺酸铵2份、羟甲基纤维素5份、水60份，混合均匀，研磨至细度达到25～35微米之间，得混合物I；

S4：将抗氧化铜粉20份、聚苯胺包覆玻璃鳞片8份、环氧树脂7份、固化剂7份、乙酸乙酯30份、偶联剂3份和混合物I在搅拌机里搅拌且均匀混合。

实施例2

本实施例的导电抗腐蚀涂料，主要由以下质量份数的原料制成：抗氧化铜粉25份、聚苯胺包覆玻璃鳞片10份、环氧树脂10份、固化剂10份、乙酸乙酯40份、偶联剂5份、异辛基油酸酯4份、硅酸钙12份、膨润土15份、聚乙烯醇水溶液30份、氨水20份、防腐剂6份、十二烷基苯磺酸铵4份、羟甲基纤维素8份、水80份；

所述抗氧化铜粉主要由以下质量份数的原料制成：环氧树脂22份，铜粉70份，固化剂4.5份、油酸1.5份、苯并三氮唑2份、偶联剂1份。

所述氨水的质量浓度是40%，聚乙烯醇水溶液的质量浓度最好是12%。

本实施例中，环氧树脂可以为E44，固化剂可以为低分子聚酰胺树脂，偶联剂可以为硅烷偶联剂(DB580)，防腐剂是异噻唑啉酮。其中铜粉为尺寸220目的片状铜粉。

制备方法如下：

S1：制备抗氧化铜粉：选取环氧树脂22份，铜粉70份，固化剂4.5份、油酸1.5份、苯并三氮唑2份、偶联剂1份在搅拌机里均匀混合制作成所述抗氧化铜粉；

S3：将异辛基油酸酯4份、硅酸钙12份、膨润土15份、聚乙烯醇水溶液30份、氨水20份、防腐剂6份、十二烷基苯磺酸铵4份、羟甲基纤维素8份、水80份，混合均匀，研磨至细度达到25～35微米之间，得混合物I；

S4：将抗氧化铜粉25份、聚苯胺包覆玻璃鳞片10份、环氧树脂10份、固化剂10份、乙酸乙酯40份、偶联剂5份和混合物I在搅拌机里搅拌且均匀混合。

实施例3

本实施例的导电抗腐蚀涂料，主要由以下质量份数的原料制成：抗氧化铜粉21份、聚苯胺包覆玻璃鳞片8份、环氧树脂8份、固化剂8份、乙酸乙酯32份、偶联剂3份、异辛基油酸酯2份、硅酸钙10份、膨润土13份、聚乙烯醇水溶液22份、氨水16份、防腐剂34份、十二烷基苯磺酸铵2份、羟甲基纤维素6份、水65份；

所述抗氧化铜粉主要由以下质量份数的原料制成：环氧树脂20份，铜粉66份，固化剂3.2份、油酸1.1份、苯并三氮唑1.6份、偶联剂0.6份。

所述氨水的质量浓度是30%，聚乙烯醇水溶液的质量浓度最好是10%。

制备方法如下：

S1：制备抗氧化铜粉：选取环氧树脂20份，铜粉66份，固化剂3.2份、油酸1.1份、苯并三氮唑1.6份、偶联剂0.6份在搅拌机里均匀混合制作成所述抗氧化铜粉；

S3：将异辛基油酸酯2份、硅酸钙10份、膨润土13份、聚乙烯醇水溶液22份、氨水16份、防腐剂34份、十二烷基苯磺酸铵2份、羟甲基纤维素6份、水65份，混合均匀，研磨至细度达到25～35微米之间，得混合物I；

S4：将抗氧化铜粉21份、聚苯胺包覆玻璃鳞片8份、环氧树脂8份、固化剂8份、乙酸乙酯32份、偶联剂3份和混合物I在搅拌机里搅拌且均匀混合。

实施例4

本实施例的导电抗腐蚀涂料，主要由以下质量份数的原料制成：抗氧化铜粉24份、聚苯胺包覆玻璃鳞片10份、环氧树脂9份、固化剂9份、乙酸乙酯38份、偶联剂5份、异辛基油酸酯4份、硅酸钙12份、膨润土14份、聚乙烯醇水溶液28份、氨水19份、防腐剂6份、十二烷基苯磺酸铵4份、羟甲基纤维素7份、水75份；

所述抗氧化铜粉主要由以下质量份数的原料制成：环氧树脂22份，铜粉69份，固化剂4.2份、油酸1.4份、苯并三氮唑1.9份、偶联剂0.9份。

本实施例中，环氧树脂可以为E44，固化剂可以为低分子聚酰胺树脂，偶联剂可以为硅烷偶联剂(DB580)，防腐剂是异噻唑啉酮。其中铜粉为尺寸210目的片状铜粉。

制备方法如下：

S1：制备抗氧化铜粉：选取环氧树脂22份，铜粉69份，固化剂4.2份、油酸1.4份、苯并三氮唑1.9份、偶联剂0.9份在搅拌机里均匀混合制作成所述抗氧化铜粉；

S3：将异辛基油酸酯4份、硅酸钙12份、膨润土14份、聚乙烯醇水溶液28份、氨水19份、防腐剂6份、十二烷基苯磺酸铵4份、羟甲基纤维素7份、水75份，混合均匀，研磨至细度达到25～35微米之间，得混合物I；

S4：将抗氧化铜粉24份、聚苯胺包覆玻璃鳞片10份、环氧树脂9份、固化剂9份、乙酸乙酯38份、偶联剂5份和混合物I在搅拌机里搅拌且均匀混合。

实施例5

本实施例的导电抗腐蚀涂料，主要由以下质量份数的原料制成：抗氧化铜粉22份、聚苯胺包覆玻璃鳞片9份、环氧树脂9份、固化剂9份、乙酸乙酯35份、偶联剂4份、异辛基油酸酯3份、硅酸钙11份、膨润土13份、聚乙烯醇水溶液25份、氨水18份、防腐剂5份、十二烷基苯磺酸铵3份、羟甲基纤维素7份、水70份；

所述抗氧化铜粉主要由以下质量份数的原料制成：环氧树脂21份，铜粉68份，固化剂4份、油酸1.2份、苯并三氮唑1.8份、偶联剂0.8份。

所述氨水的质量浓度是35%，聚乙烯醇水溶液的质量浓度最好是11%。

本实施例中，环氧树脂可以为E44，固化剂可以为低分子聚酰胺树脂，偶联剂可以为硅烷偶联剂(DB580)，防腐剂是异噻唑啉酮。其中铜粉为尺寸200目的片状铜粉。

制备方法如下：

S1：制备抗氧化铜粉：选取环氧树脂21份，铜粉68份，固化剂4份、油酸1.2份、苯并三氮唑1.8份、偶联剂0.8份在搅拌机里均匀混合制作成所述抗氧化铜粉；

S3：将异辛基油酸酯3份、硅酸钙11份、膨润土13份、聚乙烯醇水溶液25份、氨水18份、防腐剂5份、十二烷基苯磺酸铵3份、羟甲基纤维素7份、水70份，混合均匀，研磨至细度达到25～35微米之间，得混合物I；

S4：将抗氧化铜粉22份、聚苯胺包覆玻璃鳞片9份、环氧树脂9份、固化剂9份、乙酸乙酯35份、偶联剂4份和混合物I在搅拌机里搅拌且均匀混合。

对比例1

与实施例5的区别在于：未加入聚苯胺包覆玻璃鳞片。

本对比例的导电抗腐蚀涂料，主要由以下质量份数的原料制成：抗氧化铜粉22份、环氧树脂9份、固化剂9份、乙酸乙酯35份、偶联剂4份、异辛基油酸酯3份、硅酸钙11份、膨润土13份、聚乙烯醇水溶液25份、氨水18份、防腐剂5份、十二烷基苯磺酸铵3份、羟甲基纤维素7份、水70份；

本对比例中，环氧树脂可以为E44，固化剂可以为低分子聚酰胺树脂，偶联剂可以为硅烷偶联剂(DB580)，防腐剂是异噻唑啉酮。其中铜粉为尺寸200目的片状铜粉。

制备方法如下：

S2：将异辛基油酸酯3份、硅酸钙11份、膨润土13份、聚乙烯醇水溶液25份、氨水18份、防腐剂5份、十二烷基苯磺酸铵3份、羟甲基纤维素7份、水70份，混合均匀，研磨至细度达到25～35微米之间，得混合物I；

S3：将抗氧化铜粉22份、环氧树脂9份、固化剂9份、乙酸乙酯35份、偶联剂4份和混合物I在搅拌机里搅拌且均匀混合。

实施例1-5中180～220目的片状铜粉既能够使苯并三氮唑能够与铜粉表面充分接触，铜粉的大小也比较合适，避免了制成的涂料有一种颗粒感。

苯并三氮唑能吸附在铜表面，与cu+生成导电性良好的结合物保护膜阻止氧和铜粉接触。油酸具有弱的还原性，在涂料中包裹在铜粉表面可防止其表面的氧化。DB580带有极性和非极性两种基团，一端可以和铜粉表面化学键合、化学吸附及表面覆盖的方式结合；另一端可与基体树脂发生交联反应，改善铜粉的分散性。同时DB580的巯丙基中硫原子与铜或其氧化物可能形成络合物，从而进一步改善了偶联剂对铜粉的抗氧化性能。

聚苯胺是很好的导电聚合物，乳液反应体系中玻璃鳞片的存在提供单体的聚合生长载体，促使聚苯胺生长为较长纤维，提高了聚苯胺的导电性。复合材料的结构分析表明，导电复合物中聚苯胺富集于玻璃鳞片的表面，使得复合物呈现出与聚苯胺相近的表面性质和较高的电导率。经过测试乳液法制备的复合材料导率高达2.281S/cm。

因此具有以上两种主要填料(抗氧化铜粉和聚苯胺包覆玻璃鳞片)的涂料既有良好的导电性，又有很好的抗腐蚀性，满足电力设计的所有要求。本实施例1-5与对比例1制作的导电抗腐蚀涂料涂层的物理化学性能如下表1所示：

表1导电抗腐蚀涂料涂层的物理化学性能

外观

附着力/级

柔韧性/mm

耐冲击性/kg.cm

导电率（S/cm）

表干时间/h

实干时间/h

耐水性（1000h）

耐盐水性（1000h）

耐盐雾性能/h

实施例1

平整，光滑

2

50

3.98×10^ˉ2

<2

<24

不起泡，不脱落

280

实施例2

平整，光滑

2

50

4.02×10^ˉ2

<2

<24

不起泡，不脱落

280

实施例3

平整，光滑

2

50

4.03×10^ˉ2

<2

<24

不起泡，不脱落

280

实施例4

平整，光滑

2

50

4.01×10^ˉ2

<2

<24

不起泡，不脱落

280

实施例5

平整，光滑

2

60

4.05×10^ˉ2

<2

<24

不起泡，不脱落

280

对比例1

平整，光滑

2

40

3.58×10^ˉ2

<2

<24

起泡，不脱落

起泡，脱落

220

上表的结果表明涂料涂层的物理化学性能完全满足电力指标。对添加抗氧化配方(即本实施例1-5配方)的涂料涂层和未添加抗氧化配方涂料涂层做SEM表征及抗氧化机理分析：未做抗氧化处理且未添加玻璃鳞片的涂料涂层，铜粉分布不均匀，与树脂界面明显，且暴露在外，容易被氧化，局部形成导电网络，导电性在不同区域差别较大。而经过抗氧化处理和添加玻璃鳞片的涂料涂层不仅改善了铜粉在涂层中的分散效果，有助于铜粉在树脂内均匀分布，形成网络状导电通路，同时在铜粉表面形成了保护层，聚苯胺包覆玻璃鳞片材料平行排列，表现出条带状痕迹，具有很好的抗腐蚀性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种导电抗腐蚀涂料，其特征在于，所述涂料主要由以下质量份数的原料制成：抗氧化铜粉20～25份、聚苯胺包覆玻璃鳞片8～10份、环氧树脂7～10份、固化剂7～10份、乙酸乙酯30～40份、偶联剂3～5份、异辛基油酸酯2～4份、硅酸钙10～12份、膨润土12～15份、聚乙烯醇水溶液20～30份、氨水15～20份、防腐剂3～6份、十二烷基苯磺酸铵2～4份、羟甲基纤维素5～8份、水60～80份；所述抗氧化铜粉主要由以下质量份数的原料制成：环氧树脂20～22份，铜粉65～70份，固化剂3～4.5份、油酸1～1.5份、苯并三氮唑1.5～2份、偶联剂0.5～1份。

2.如权利要求1所述的导电抗腐蚀涂料，其特征在于，所述环氧树脂为E44。

3.如权利要求1所述的导电抗腐蚀涂料，其特征在于，所述固化剂为低分子聚酰胺树脂。

4.如权利要求1所述的导电抗腐蚀涂料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

5.如权利要求1所述的导电抗腐蚀涂料，其特征在于：所述的防腐剂是异噻唑啉酮。

6.如权利要求1～5中任一项所述的导电抗腐蚀涂料，其特征在于，所述铜粉为尺寸180～220目的片状铜粉。

7.如权利要求1-6任一权利要求所述的一种导电抗腐蚀涂料制备方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的导电抗腐蚀涂料制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为E44；固化剂为低分子聚酰胺树脂；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂。

9.如权利要求7所述的导电抗腐蚀涂料制备方法，其特征在于，S3所述的氨水的质量浓度是在30%～40%之间；所述的聚乙烯醇水溶液的质量浓度是在10%～12%之间。

10.如权利要求7或8或9所述的导电抗腐蚀涂料制备方法，其特征在于，所述铜粉为尺寸180～220目的片状铜粉。