CN108530999B - 由有机银作为光固化促进剂的导电防腐涂料 - Google Patents

Abstract

由有机银作为光固化剂的导电防腐涂料，属于防腐导电涂料领域。本发明涉及一种利用N‑对甲苯磺酰基吡啶萃取水相Ag+进有机相，作为有机树脂的光热固化剂，用于碳基防腐涂料，增加光固化作用，促进膜层致密化及增加导电性。具体就是加入有N‑对甲苯磺酰基吡啶银有机溶液所制备的导电防腐涂料在金属构件上涂刷后，形成的膜层在日光的光热作用下，能加快固化速度及促进膜层致密化过程；同时由于银络合有机物在光热下能使银离子还原，并原位生成纳米银粒子，在导电链中银胶粒可提高导电率。本发明的涂料涂刷在金属部件上，固化后的涂层具有优异的耐候性、耐油性、耐盐雾性、耐酸/碱/水等腐蚀性物质,导电性和抗渗透性好,显示出优良的地网复合防腐接地性能。

Description

由有机银作为光固化促进剂的导电防腐涂料

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及导电防腐涂料。

背景技术

金属作为一种结构材料具有优异的强度和导电性能，但铁基金属不能满足耐腐蚀性能。为了防止这些问题，通常是在金属上形成覆盖具有耐腐蚀性层，而耐腐蚀涂料就是一种具有这样功能的材料。

对于接地网的构件，腐蚀会导致接地性能变差，热稳定性达不到要求，在系统遭到雷击或发生短路事故时，瞬间的大电流可能导致地网烧毁，进而造成设备损毁，甚至危及人身安全。所以必须对接地网采取有效的防腐措施，保证接地网在设计使用寿命期内能够运行良好。在接地网表面涂刷导电涂料，既可以保证接地网良好的导电性，同时又可以起到防腐蚀的效果。

导电涂料分为本征型和掺杂型导电涂料，本征型导电涂料是指以本征型导电聚合物为成膜物质所制成的导电涂料，掺杂型导电涂料是指以高分子聚合物为基础加入无机导电物质所制成的导电涂料。掺杂型导电涂料由于容易获得各种原材料而占据主导地位。

掺杂型导电涂料由高分子聚合物、导电填料、溶剂及助剂等组成。常用的导电填料有金属系填料、碳系填料、金属氧化物系填料、复合填料、新型纳米导电填料等。

碳系导电涂料通常由导电填料、基体树脂、助剂和溶剂组成，经机械混合后将其涂覆于底材表面，形成一层特殊固化膜，从而产生导电及屏蔽电解质腐蚀的效果。

碳系导电填料主要有石墨、石墨纤维、碳纤维、高温煅烧石油焦、各种炭黑以及碳化硅等，具有价格便宜、密度小、耐腐蚀性强等优点，例如专利CN1209424C公开了一种用于电力系统接地网用的纳米碳防腐导电涂料，由纳米碳、环氧漆酚树脂和有机溶剂组成，由于纳米碳表面含有大量的极性基团，存在难分散、易絮凝等缺点，CN105907243A的一种电网接地网用导电防腐涂料，其特征在于,导电涂料包括按照质量比1:2:1的碳纳米管、改性石墨烯以及纳米级二氧化钛。但上述专利原材料碳纳米管不易获得，价格高，颗粒接触点的间隙可能导致涂料电阻率下降和性能不稳定，因此，大多数现有的导电防腐涂料很难满足接地网苛刻要求，存在封闭性差，导电性和防腐性不理想的问题。

本专利设计一条新颖的碳基防腐涂料方法，利用N-对甲苯磺酰基吡啶萃取 Ag+进有机相，与有机树脂液液混合，其对树脂具有光热固化促进效果，因此膜层致密，并提高附着特性。另外在光热固化过程，由于银络合有机溶液对光诱导催化聚合且光使银离子还原出纳米银微粒，Ag+原位生成纳米银粒子，在导电链中银胶粒可提高导电率。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的导电率及致密性不足，及原材料不易获得的缺点，提供一种通过液液萃取获得的有机银溶液作为有机树脂的光固化促进剂，以及导电填料为石墨粉形成的导电防腐涂料。由于N-对甲苯磺酰基吡啶银对有机树脂体系具有光敏催化作用，促进树脂聚合固化，因此具有促进固化，提高附着特性，同时具有改进的防雷接地导电性的防腐导电涂层，而且主体导电填料为石墨粉，具有容易获得的优势。增加光固化效果，促进膜层致密化及增加导电性以及膜层均匀性，另外，加入表面浸润剂降低石墨粒子间的吸引力及凝聚力，从而使其能均匀稳定地分散在基质中。因此，本发明能提供一种导电防腐涂料的方法，同时具有改进的防雷接地导电性的防腐导电涂层特性，特别是能耐大电流冲击的金属基材的防腐蚀的涂料。

本发明的涂覆制品包括受腐蚀的金属基材。这些金属基片一般由在盐和湿度条件下容易腐蚀的合金钢、不锈钢、铜、铁、镍、镍基合金或铝组成。具体的发明内容如下。

1. 由有机银作为光固化剂的导电防腐涂料，其特征是：导电防腐涂料组成的配比按重量比分别如下：（1）液液萃取获得的有机银溶液量在1~20%范围，（2）有机树脂在5%~40%，（3）有机复合溶剂为8~30%，(4) 表面改性胶体石墨5~15%，表面改性1~5微米的石墨粉35~55%，(5) 表面浸润剂在0.5~2%；

所述的液液萃取获得的有机银溶液为N-对甲苯磺酰基吡啶萃取 Ag+的有机银；

所述的有机树脂是合成高分子化合物，如氯丁橡胶、丁腈橡胶、酚醛树脂、脲醛树脂、聚氨酯、有机硅树脂、聚乙烯醇缩醛、过氯乙烯树脂、环氧乙烯树脂等中的一种或两种；

所述有机复合溶剂是丁基溶纤剂，二丁基卡比醇，乙酸乙酯，二甲苯，丁酮，乙醇等有机溶剂中的二种或以上的混合物，作为调节粘度及干燥速率的组成；

所述的表面浸润剂为有机膨润土及硅烷偶联剂。

2. 根据权利要求1所述的（1）液液萃取获得的有机银溶液，其特征是：通过液液萃取获得的有机N-对甲苯磺酰基吡啶银溶液；利用N-对甲苯磺酰基吡啶溶解在有机溶剂及有机胺中，萃取水相Ag+进有机相，振荡，静置，分离由一价银和有机溶剂及有机胺组合的有机相，形成耐高温防腐涂料用树脂的光热固化剂。

3. 根据权利要求1所述的有机N-对甲苯磺酰基吡啶银溶液，其溶液特征为含银在0.05%~15%的有机胺溶液范围。

与现有技术相比，本发明具有如下效果和优点：

体系中由于N-对甲苯磺酰基吡啶萃取 Ag+进有机相形成络合物为液态有机体，可均匀分布涂料的填料界面，固化后胶体银可分布在碳或石墨片的接点或表面，增强了导电网络中导电链结构，从而提高导电性。由于有机银具有光催化促进固化作用，因此对涂层固化后的膜层附着及致密性具有明显的协同增强作用，可有效实现对金属基材封闭阻隔性和防腐性。本发明的目的是提供一种导电防腐涂料的方法，同时具有改进的防雷接地导电性的防腐导电涂层特性，特别是能耐大电流冲击的金属基材的防腐蚀的涂料。

实施例1

氯丁橡胶乳液15g，乙酸乙酯15ml，丁醇6ml，表面改性胶体石墨13g，表面改性的粒径约1~5微米的石墨粉32g，有机膨润土0.6g，用高速研磨分散机分散成均匀浆体，1 N-对甲苯磺酰基吡啶萃取 Ag+的有机胺溶液（含银5%）5ml加入搅匀15分钟，涂刷涂料在钢片上，成膜实干后对漆膜涂层进行性能测试。

实施例2

过氯乙烯树脂13g，二丁基卡比醇13ml，丁醇6ml，表面改性胶体石墨13g，表面改性的粒径约1~5微米的石墨粉36g，有机膨润土0.6g，用高速研磨分散机分散成均匀浆体，1 N-对甲苯磺酰基吡啶萃取 Ag+的有机胺溶液（含银8%）5ml加入搅匀15分钟，涂刷涂料在钢片上，成膜实干后对漆膜涂层进行性能测试。

实施例3

过氯乙烯树脂 13g，二丁基卡比醇13ml，丁醇6ml，表面改性胶体石墨13g，表面改性的粒径约1~5微米的石墨粉36g，有机膨润土0.6g，用高速研磨分散机分散成均匀浆体， 1N-对甲苯磺酰基吡啶萃取 Ag+的有机胺溶液（含银12%）5ml加入搅匀15分钟，涂刷涂料在钢片上，成膜实干后对漆膜涂层进行性能测试。

对比样例

丙烯酸环氧树脂15g，乙酸乙酯15ml，丁醇6ml，胶体石墨13g，粒径约1~5微米的石墨粉32g，用高速研磨分散机分散成均匀浆体，多乙烯多胺溶液5ml加入搅匀15分钟，涂刷涂料在钢片上，成膜实干后对漆膜涂层进行性能测试。

采用实施例1～3及对比例中的涂料进行涂刷在在钢片上，按HG/T3331-1978标准测得的漆膜涂层的电导率，按GB/T1720-1989标准测试漆膜的附着力，漆膜的耐盐水腐蚀性能按GB/T9274-1988标准（10%Na Cl，720h）进行测试，测试结果见表1:

表1实施样例的测试结果

Claims (2)

1.由有机银作为光固化促进剂的导电防腐涂料，其特征在于：各组成配比按重量比计为：

液液萃取获得的有机银溶液在1～20％范围，

有机树脂在5％～40％，

有机复合溶剂为8～30％，

表面改性胶体石墨为5～15％；

表面改性1～5微米的石墨粉35～55％，

表面浸润剂在0.5～2％；

所述的有机树脂是氯丁橡胶、丁睛橡胶、酚醛树脂、脲醛树脂、有机硅树脂、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛、过氯乙烯树脂、环氧乙烯树脂中的一种或两种；

所述有机复合溶剂是丁基溶纤剂，二丁基卡比醇，乙酸乙酷，二甲苯，丁酮，乙醇中的二种或以上的混合物，作为调节粘度及干燥速率的组成；

所述的表面浸润剂为有机膨润土及硅烷偶联剂；

所述液液萃取获得的有机银溶液是通过液液萃取获得的有机N-对甲苯磺酰基吡啶银溶液；利用N-对甲苯磺酰基吡啶溶解在有机溶剂及有机胺中，萃取水相Ag⁺进有机相，振荡，静置，分离由一价银和有机溶剂及有机胺组合的有机相，作为所述有机树脂的光固化促进剂。

2.根据权利要求1所述的由有机银作为光固化促进剂的导电防腐涂料，其特征在于：所述有机N-对甲苯磺酰基吡啶银溶液的含银量为溶液的0.05％～15％的有机胺溶液范围。