CN106700839A - 无溶剂酚醛环氧导静电涂料 - Google Patents

无溶剂酚醛环氧导静电涂料 Download PDF

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张善贵
方倩
杨凯
吴英志
孙春龙
宋振伟
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Abstract

本发明公开了一种用于无溶剂酚醛环氧导静电涂料，由酚醛环氧树脂、活性稀释剂、改性脂环胺固化剂、固化促进剂、导电颜填料、触变剂、助剂组成。该涂料适用于及石油及其化工产品贮罐内壁，船舶油舱、油水舱内壁等的涂装保护。

Description

无溶剂酚醛环氧导静电涂料
技术领域
本发明涉及石油及其化工产品贮罐内壁领域中的涂料制造，涉及一种无溶剂酚醛环氧涂料制造技术及其施工工艺。
背景技术
抗静电涂料主要应用于石油储罐内壁涂装，我国石油储罐的设计寿命一般长达50a，基于储罐如此长的使用寿命以及高造价和贮存物质的重要性及特殊性，对石油储罐进行防护极为必要。各类储罐(原油储罐、中间产品罐和成品油罐)在使用过程中，均存在静电和腐蚀这两个共同的问题，涂装涂料可以廉价、快捷地解决这两个问题。
涂料的成膜物质一般为高聚物，其与流动的油品和各种液体烃类摩擦会产生静电，静电放电可能会点燃油品等易燃易爆的原料，引起火灾，甚至导致油罐爆炸。各类品质的石油对涂层的腐蚀破坏很严重，尤其是储罐的顶部，由于充斥了大量的空气、油蒸汽、水蒸汽、H2S等容易破坏保护涂层的混合气体，对钢质储罐造成严重腐蚀，可能引起泄露和穿孔而酿成事故。国家标准GB/T133448-2009《液体石油产品静电安全规程》中规定：油罐内壁应使用抗静电涂料，，涂层的表面电阻率应为108～1011。由于抗静电涂料大多应用于贮存和运输原油、石油中间产品和成品油的储存内壁，这就要求该涂层应具备很好的耐溶剂性能，同时长时间溶剂侵泡过程中涂层的导电性能应满足国家规定要求。
溶剂型的环氧导静电涂料不环保，对环境造成污染，直接影响涂料生产和施工人员的身体健康，而无溶剂型的环氧导静电涂料耐温性能、长时间溶剂侵泡后涂层的导电性能下降明显甚至不导电，所以开发一种环保、耐温性好、长时间浸泡溶剂导电性能好的防腐导静电涂料是所属领域技术难题。
发明内容
本发明旨在克服上述涂料所存在的种种缺陷，提供一种使用方便，符合石油化工行业要求的无溶剂酚醛环氧导静电涂料。
本发明的涂料包括下列A、B两个组份，具体含量如下：
所述的环氧树脂由环氧值为0.63～0.69的一种或几种酚醛环氧树脂构成。这种树脂粘度小、施工方便，极适宜用于配制无溶剂型涂料。常用的市售产品为环氧树脂EPN1183、Eplloy8240等。
所述的活性稀释剂由含有环氧基单官能度的腰果酚类的活性稀释剂NC-513构成。可以有效提高酚醛环氧树脂涂层的柔韧性。
所述的改性脂环胺族固化剂为胺值300-335、活泼氢当量85的脂环胺类固化剂，例如市售产品Aradur2973。
所述的改性脂环胺胺固化剂在配方中的用量以酚醛环氧树脂为100重量份计宜掌握在60重量份左右。用量过高，固化速度过快，不利于施工；用量过低，固化太慢，甚至不固化，也不适宜。
所述的固化促进剂为曼尼期反应型酚醛胺固化剂T31，在试验中发现单独使用改性脂环胺固化剂存在涂层实干时间较长的问题，采用酚醛胺固化剂可以有效提高固化效率，缩短涂层的实干时间。
所述的导电颜填料为导电钛白粉、导电硫酸钡、导电云母粉，它们可以是一种或几种并用。根据涂膜的物理机械性能，宜掌握在的20～30重量份范围内。
所述的普通颜填料为磷酸锌和绢云母粉两种按照4:1的比例加入，绢云母在涂膜中以片状层叠排列，不仅能提高涂层的抗渗性能还能提高涂层的抗划伤性能；磷酸锌与三价铁离子具有很强的缩合能力，这种磷酸锌的根离子与铁阳极反应，可形成以磷酸铁为主体的坚固的保护膜，这种致密的纯化膜不溶于水、硬度高，附着力优异呈现出卓越的防锈性能，由于磷酸锌能与很多金属离子作用生成络合物，因此，具有良好的防锈效果。通过实验发现磷酸锌和绢云母粉两种按照4:1的比例加入时效果最好，普通颜填料的用量宜掌握在15～25重量份范围内。
所述的触变剂为有机膨润土，对于无溶剂涂料来说，涂料粘度受温度的影响较大，通过加入有机膨润土来调节涂料的触变效果。宜为0.5～3重量份。
所述助剂包括消泡剂、润湿分散剂、流平剂。由于无溶剂涂料粘度较大，搅动过程中容易产生气泡，并且不易消除，需要加入合适的消泡剂来消除漆膜产生的气泡。通过大量的试验我们选择BYK-A530；根据无溶剂涂料难分散、不容易流平的特点，润湿分散剂选择BYK-2151,流平剂选择BYK-322。
所述的环氧涂料配制成A、B两组份，A组份的构成：酚醛环氧树脂40～60重量份、活性稀释剂8～12重量份、导电颜填料20～30重量份、普通颜填料15～25重量份、触变剂0.5～3重量份、助剂0.5～2重量份；B组份的构成：改性脂环胺固化剂28～41重量份、固化促进剂2.8～4.1重量份、硅烷偶联剂0.2～0.4重量份。
A、B组分按重量比为3～4:1均匀混合配制。
本发明制备的无溶剂酚醛环氧导静电涂层具有下列优异的综合性能：
附着力20～25MPa(测试方法：GB/T5210-85涂层附着力的测定法——拉开法)，表面电阻率108Ω，耐盐雾(漆膜厚度300μm左右)5000小时漆膜完好；漆膜耐低温(-55℃)96小时漆膜完好。常温条件下，耐45％的乙醇、(SF25W/40)机油7280小时漆膜无变化；耐93#汽油8640小时漆膜无变化；耐海水浸泡5920小时漆膜无变化；耐5％的醋酸浸泡4320小时漆膜无变化。
本发明的酚醛环氧涂料无溶剂、常温固化、无需加热可节约能源。该涂料可应用于石油及其化工产品贮罐内壁、船舶油舱、污油水舱等。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
称取酚醛环氧树脂(EPN1183)40重量份、活性稀释剂(NC-513)12重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌，加入消泡剂(BYKA530)0.5重量份、润湿分散剂(BYK-2151)1.0重量份、流平剂(BYK-322)0.1重量份，与树脂搅拌均匀后加入绢云母13.6重量份、磷酸锌3.4重量份、有机膨润土0.5重量份进一步搅拌均匀，然后用砂磨机或三辊研磨机研磨至标准细度，边搅拌边加入导电云母粉22重量份，导电钛白粉6.5重量份，搅拌分散均匀后过滤装桶成为涂料A组份。
采用市售的改性指环胺固化剂(Aradur2973)22.3重量份、固化促进剂(T31)2.3重量份、硅烷偶联剂(KH550)0.3重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌均匀后，过滤装桶成为涂料的B组份。
使用时将A、B两组份按重量比4：1的比例混合后喷涂。
得到的涂膜性能指标如下：附着力21MPa(测试方法：GB5210-85涂层附着力的测定法——拉开法)；表面电阻率108Ω；耐盐雾(漆膜厚度300μm左右)5000小时漆膜完好；漆膜耐低温(-55℃)96小时漆膜完好。常温条件下，耐航空煤油8640小时漆膜无变化；耐(SF25W/40)机油7280小时漆膜无变化；耐93#汽油8640小时漆膜无变化；耐0#柴油8640小时漆膜无变化；耐海水浸泡5920小时漆膜无变化；耐5％的醋酸浸泡4320小时漆膜无变化。
实施例2
称取酚醛环氧树脂(EPN1183)60重量份、活性稀释剂(NC-513)8重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌，加入消泡剂(BYKA530)0.8重量份、润湿分散剂(BYK-2151)0.8重量份、流平剂(BYK-322)0.1重量份，与树脂搅拌均匀后加入绢云母粉12重量份、磷酸锌3重量份、有机膨润土3重量份进一步搅拌均匀，然后用砂磨机或三辊研磨机研磨至标准细度，边搅拌边加入导电云母粉18重量份，导电钛白粉4重量份，搅拌分散均匀后过滤装桶成为涂料A组份。
采用市售的改性指环胺固化剂(Aradur2973)33重量份、固化促进剂(T31)3.3重量份、硅烷偶联剂(KH550)0.4重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌均匀后，过滤装桶成为涂料的B组份。
使用时将A、B两组份按重量比3：1的比例混合后喷涂。
得到的涂膜性能指标如下：附着力21MPa(测试方法：GB5210-85涂层附着力的测定法——拉开法)；表面电阻率108Ω；耐盐雾(漆膜厚度300μm左右)5000小时漆膜完好；漆膜耐低温(-55℃)96小时漆膜完好。常温条件下，耐航空煤油8640小时漆膜无变化；耐(SF25W/40)机油7280小时漆膜无变化；耐93#汽油8640小时漆膜无变化；耐0#柴油8640小时漆膜无变化；耐海水浸泡5920小时漆膜无变化；耐5％的醋酸浸泡4320小时漆膜无变化。
实施例3
将实施例1的涂料应用于黄岛某石油储罐，施工时首先将罐内壁表面喷砂处理达到Sa2.5。将A、B两组份分别加热到35～40℃，采用专用双组份喷涂设备，按A:B＝4:1(重量比)的比例混合喷涂，常温(25℃)固化七天后用水清洗后使用。得到的涂层平整、表面光亮，使用36个月漆膜不起泡、不脱落、漆膜完好。
实施例4
将实施例2的涂料应用于西安某循环水储罐，施工时首先将罐内壁表面喷砂处理达到Sa2.5。将A、B两个组份按A:B＝3:1(重量比)的比例混合搅拌均匀，采用高压无气喷涂设备喷涂，常温(25℃)固化七天后即可投入使用。得到的涂层外观平整、表面光亮，防渗透性能较好。已经使用24个月涂层不开裂、不脱落，涂层完好。
对比实施例
对比实施例1按照专利CN201410332849.9一种油罐内壁导静电防腐涂料及其制备方法，由双酚A环氧树脂、活性稀释剂、金红石型钛白粉、导电云母粉、偶联剂、增韧剂、固化剂制备防腐导静电涂料，与实施例比较见表一。
对比实施例2按照专利CN201410357231.8一种耐热耐油酚醛环氧导静电防腐涂料及其制备方法，由酚醛环氧树脂、改性树脂、消泡剂、偶联剂、触变剂、颜填料、溶剂、固化剂、溶剂制备而成，与实施例比较见表一。
表一
通过表一可知实施例1、2制备的无溶剂酚醛环氧导静电涂料，解决了对比实施例1无溶剂环氧导静电涂料浸泡汽油后导静电性能下降明显甚至不导静电以及耐热性能差的问题，解决了对比实施例2溶剂型酚醛环氧导静电涂料生产、施工过程中有溶剂挥发污染环境、耐盐雾性能稍差的问题。

Claims (10)

1.一种无溶剂酚醛环氧导静电涂料，其特征在于，包括下列A、B两个组份，具体含量如下：
2.根据权利要求1所述的无溶剂酚醛环氧导静电涂料，其特征在于，A,B组分的用量比为3～4:1。
3.根据权利要求1所述的无溶剂酚醛环氧导静电涂料，其特征在于，所述的环氧树脂为环氧值为0.63～0.69的一种或几种酚醛环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的无溶剂酚醛环氧导静电涂料，其特征在于，所述的活性稀释剂为含有环氧基单官能度的腰果酚类的活性稀释剂NC-513。
5.根据权利要求1所述的无溶剂酚醛环氧导静电涂料，其特征在于，所述的改性脂环胺族固化剂为胺值300-335、活泼氢当量85的脂环胺类固化剂。
6.根据权利要求1所述的无溶剂酚醛环氧导静电涂料，其特征在于，所述的固化促进剂为曼尼期反应型酚醛胺固化剂T31。
7.根据权利要求1所述的无溶剂酚醛环氧导静电涂料，其特征在于，所述的导电颜填料为导电钛白粉、导电硫酸钡、导电云母粉的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的无溶剂酚醛环氧导静电涂料，其特征在于，所述的普通颜填料为磷酸锌和绢云母粉两种按照4:1的比例加入。
9.根据权利要求1所述的无溶剂酚醛环氧导静电涂料，其特征在于，所述的触变剂为有机膨润土。
10.根据权利要求1所述的无溶剂酚醛环氧导静电涂料，其特征在于，所述助剂包括消泡剂、润湿分散剂、流平剂。
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