CN112048209A - 一种填料、接地网防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于防腐涂料技术领域。本申请提供了一种填料、接地网防腐涂料及其制备方法，在接地网正常工作的情况下呈绝缘状态，隔绝了接地网金属与土壤之间的电化学腐蚀；在接入工作电压时呈导电状态，使得接地电流能够顺利的导入土壤，降低接地电阻。相较于传统的接地网导电防腐涂料，本申请的接地网防腐涂料在接地网通电时能够保证足够的导电性，而在非工作状态能够提供更好的阻断电化学腐蚀的能力。同时，在涂装过程中即使有个别破损，因其在非通电状态具有良好的绝缘性，因此不会引起大阴极小阳极的现象，也不会加速其他部位的腐蚀。

Description

一种填料、接地网防腐涂料及其制备方法
技术领域
本申请属于防腐涂料技术领域，尤其涉及一种填料、接地网防腐涂料及其制备方法。
背景技术
接地网是对由埋在地下一定深度的多个金属接地极和由导体将这些接地极相互连接组成的网状结构接地体的总称。其寿命与配套设施相同，一般设计规范要求至少为30年，我国接地网一般使用碳钢、镀锌碳钢或铜作为接地网材料。接地电阻是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻。为了降低接地电阻，一般要求涂料具有一定的导电能力。现在市场上的接地网防腐涂料均为导电防腐涂料，常见的如石墨导电涂料，其特点是在一般金属防腐涂料中添加金属颗粒或石墨颗粒，增强了涂料的导电性。
接地网的工作环境较为复杂，影响腐蚀的因素有土壤的化学腐蚀、杂散电流腐蚀和电化学腐蚀等，采用涂料防腐是防止接地网发生腐蚀的常用措施之一。然而，因这些导电防腐涂料的导电性比较好，导致涂料的电化学屏蔽效果很差，接地网金属材料与土壤溶液间容易形成原电池，会加剧电化学腐蚀。另外，导电涂料的涂层一旦发生破口，就会发生大阴极小阳极的现象，反而加速腐蚀进程。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种填料、接地网防腐涂料及其制备方法，能够保证足够的导电性，也能具备阻断电化学腐蚀的能力。
本申请的具体技术方案如下：
本申请提供一种填料，包括金属氧化物；
在电压大于10kV时，所述金属氧化物的电阻率小于1×10-5Ωm；在电压小于10kV时，所述金属氧化物的电阻率大于1×107Ωm。
本申请中，填料在接地网正常工作的情况下呈绝缘状态，隔绝了接地网金属与土壤之间的电化学腐蚀；在接入工作电压时呈导电状态，使得接地电流能够顺利的导入土壤。
优选的，所述金属氧化物选自ZnO、Bi2O3、Sb2O3、MnO2、MnO2、Cr2O3以及Co2O3中的至少三种。
优选的，以质量百分数计，由以下组分构成：
(96.8～97.1)％ZnO、(1.6～2.0)％Bi2O3以及(1.0～1.3)％Sb2O3。更优选的，以重量份计，由以下组分构成：
97％ZnO、1.8％Bi2O3以及1.2％Sb2O3。
优选的，所述填料的粒径大小为10～80μm。更优选为50μm。
本申请第二方面提供一种接地网防腐涂料，以质量百分数计，由以下组分构成：
40～60％环氧树脂、20～40％固化剂、15～20％所述填料、1～2％消泡剂以及1～2％流平剂。
本申请中，在接地网通电时能够保证足够的导电性，而在非工作状态能够提供更好的阻断电化学腐蚀的能力。同时，在涂装过程中即使有个别破损，因其在非通电状态具有良好的绝缘性，因此不会引起大阴极小阳极的现象，也不会加速其他部位的腐蚀。另外，本申请的接地网防腐涂料采用无溶剂配方，不含可挥发性有机物(VOC)，杜绝了溶剂对环境的污染，也避免因溶剂挥发而导致爆炸的安全隐患，极大地保证施工环境的安全性和施工人员的健康。
优选的，以质量百分数计，由以下组分构成：
50％环氧树脂、30％固化剂、18％所述填料、1％消泡剂以及1％流平剂。
优选的，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂或酚醛型环氧树脂；
所述固化剂为乙二胺、间苯二胺、苯二甲胺、聚酰胺或二乙烯三胺；
所述所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、硬脂酸酯或乙二醇；
所述流平剂为聚丙烯酸或羧甲基纤维素。
更优选的，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂，所述固化剂为聚酰胺固化剂。
优选的，所述双酚A环氧树脂的环氧值不高于0.40。
优选的，以质量百分数计，由以下组分构成：
50％双酚A环氧树脂、30％聚酰胺固化剂、18％所述填料、1％聚二甲基硅氧烷以及1％聚丙烯酸；
其中，所述填料由以下组分构成：
97％ZnO、1.8％Bi2O3以及1.2％Sb2O3。
本申请第三方面提供一种接地网防腐涂料的制备方法，以质量百分数计，将40～60％环氧树脂、15～20％所述填料、1～2％消泡剂以及1～2％流平剂进行第一混合反应，再加入20～40％固化剂进行第二混合反应，得到所述接地网防腐涂料。
优选的，所述填料是由所述金属氧化物混合后，在惰性气氛中烧结制备得到的；
所述烧结的温度为(1100～1150)℃，更优选为1100℃。
优选的，所述第一混合反应的温度为(60～70)℃，时间为(30～45)min，搅拌速度为(1800～2000)r/min。更优选的，所述第一混合反应的温度为60℃，时间为30min，搅拌速度为1800r/min。
所述第二混合反应的温度为(40～60)℃，时间为(5～10)min，搅拌速度为(1000～1200)r/min。更优选的，所述第二混合反应的温度为40℃，时间为5min，搅拌速度为1000r/min。
本申请中，将制备得到的接地网防腐涂料于30min内涂装至接地网，再在20℃下表干12h，即可完成涂装并用于接地网线路中。
综上所述，本申请提供了一种由金属氧化物组成的填料，将其应用于接地网防腐涂料，在接地网正常工作的情况下呈绝缘状态，隔绝了接地网金属与土壤之间的电化学腐蚀；在接入工作电压时呈导电状态，使得接地电流能够顺利的导入土壤，降低接地电阻。相较于传统的接地网导电防腐涂料，本申请的接地网防腐涂料在接地网通电时能够保证足够的导电性，而在非工作状态能够提供更好的阻断电化学腐蚀的能力。同时，在涂装过程中即使有个别破损，因其在非通电状态具有良好的绝缘性，因此不会引起大阴极小阳极的现象，也不会加速其他部位的腐蚀。
具体实施方式
为使得本申请的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1
本申请实施例提供的接地网防腐涂料采用如下组分：以质量百分数计，E31(638#)双酚A环氧树脂50％、EPIKURE聚酰胺固化剂3125A 30％、填料(97％ZnO,1.8％Bi2O3,1.2％Sb2O3，粒径为50μm)18％、聚二甲基硅氧烷消泡剂1％和聚丙烯酸流平剂1％。
本申请实施例提供的接地网防腐涂料的制备和使用方法如下：按照上述的配比将金属氧化物混合后，在1100摄氏度下隔绝氧气进行烧结制得填料。在60摄氏度下，将上述配比的双酚A环氧树脂、填料、消泡剂以及流平剂以1800r/min的速度搅拌30min，再将温度降至40摄氏度后加入上述配比的聚酰胺固化剂，以1000r/min的速度搅拌5min，在30min内涂装于接地网，在20摄氏度下进行表干12h，测试电导率以及防腐性能。
通过测试可知，本实施例的接地网防腐涂料在非工作电压的常态下电导率为10-6s/m，使用冲击电压发生器将电压加到10kv以上时，电导率为512s/m。根据GB/T 1720画圈法测得本实施例的接地网防腐涂料的附着力等级为1级。根据GB/T 10125-2012标准进行铜加速乙酸盐雾实验(50摄氏度，ph＝3.2，2000H)，未发现表面碎落、起皮、剥落，表面光滑无斑点，与对比样无色差。
实施例2
本申请实施例提供的接地网防腐涂料采用如下组分：以质量百分数计，E42(634#)双酚A环氧树脂50％、EPIKURE聚酰胺固化剂3164 30％、填料(97％ZnO,1.8％Bi2O3,1.2％Sb2O3，粒径为60μm)16％、乙二醇消泡剂2％和羧甲基纤维素流平剂2％。
本申请实施例提供的接地网防腐涂料的制备和使用方法如下：按照上述的配比将金属氧化物混合后，在1100摄氏度下隔绝氧气进行烧结制得填料。在60摄氏度下，将上述配比的双酚A环氧树脂、填料、消泡剂以及流平剂以1800r/min的速度搅拌30min，再将温度降至40摄氏度后加入上述配比的聚酰胺固化剂，以1000r/min的速度搅拌5min，在30min内涂装于接地网，在20摄氏度下进行表干12h，测试电导率以及防腐性能。
通过测试可知，本实施例的接地网防腐涂料在非工作电压的常态下电导率为10-6s/m，使用冲击电压发生器将电压加到10kv以上时，电导率为479s/m。根据GB/T 1720画圈法测得本实施例的附着力等级为1级。根据GB/T10125-2012标准进行铜加速乙酸盐雾实验(50摄氏度，ph＝3.2，2000H)，未发现表面碎落、起皮、剥落，表面光滑无斑点，与对比样无色差。
实施例3
本申请实施例提供的接地网防腐涂料采用如下组分：以质量百分数计，E31(638#)双酚A环氧树脂50％、EPIKURE聚酰胺固化剂3125A 30％、填料(96.8％ZnO,2.0％Bi2O3,1.2％Sb2O3，粒径为60μm)18％、聚二甲基硅氧烷消泡剂1％和聚丙烯酸流平剂1％。
本申请实施例提供的接地网防腐涂料的制备和使用方法如下：按照上述的配比将金属氧化物混合后，在1100摄氏度下隔绝氧气进行烧结制得填料。在60摄氏度下，将上述配比的双酚A环氧树脂、填料、消泡剂以及流平剂以1800r/min的速度搅拌30min，再将温度降至40摄氏度后加入上述配比的聚酰胺固化剂，以1000r/min的速度搅拌5min，在30min内涂装于接地网，在20摄氏度下进行表干12h，测试电导率以及防腐性能。
通过测试可知，本实施例的接地网防腐涂料在非工作电压的常态下电导率为10-6s/m，使用冲击电压发生器将电压加到10kv以上时，电导率为501s/m。根据GB/T 1720画圈法测得本实施例的附着力等级为1级。根据GB/T10125-2012标准进行铜加速乙酸盐雾实验(50摄氏度，ph＝3.2，2000H)，未发现表面碎落、起皮、剥落，表面光滑无斑点，与对比样无色差。
实施例4
本申请实施例提供的接地网防腐涂料采用如下组分：以质量百分数计，E31(638#)双酚A环氧树脂50％、EPIKURE聚酰胺固化剂3125A 30％、填料(96.9％ZnO,2.1％Bi2O3,1.0％Sb2O3，粒径为60μm)18％、聚二甲基硅氧烷消泡剂1％和聚丙烯酸流平剂1％。
本申请实施例提供的接地网防腐涂料的制备和使用方法如下：按照上述的配比将金属氧化物混合后，在1100摄氏度下隔绝氧气进行烧结制得填料。在60摄氏度下，将上述配比的双酚A环氧树脂、填料、消泡剂以及流平剂以1800r/min的速度搅拌30min，再将温度降至40摄氏度后加入上述配比的聚酰胺固化剂，以1000r/min的速度搅拌5min，在30min内涂装于接地网，在20摄氏度下进行表干12h，测试电导率以及防腐性能。
通过测试可知，本实施例的接地网防腐涂料在非工作电压的常态下电导率为10-6s/m，使用冲击电压发生器将电压加到10kv以上时，电导率为492s/m。根据GB/T 1720画圈法测得本实施例的附着力等级为1级。根据GB/T10125-2012标准进行铜加速乙酸盐雾实验(50摄氏度，ph＝3.2，2000H)，未发现表面碎落、起皮、剥落，表面光滑无斑点，与对比样无色差。
实施例5
本申请实施例提供的接地网防腐涂料采用如下组分：以质量百分数计，E31(638#)双酚A环氧树脂50％、EPIKURE聚酰胺固化剂3125A 30％、填料(97％ZnO,1.7％Bi2O3,1.3％Sb2O3，粒径为60μm)18％、聚二甲基硅氧烷消泡剂1％和聚丙烯酸流平剂1％。
本申请实施例提供的接地网防腐涂料的制备和使用方法如下：按照上述的配比将金属氧化物混合后，在1100摄氏度下隔绝氧气进行烧结制得填料。在60摄氏度下，将上述配比的双酚A环氧树脂、填料、消泡剂以及流平剂以1800r/min的速度搅拌30min，再将温度降至40摄氏度后加入上述配比的聚酰胺固化剂，以1000r/min的速度搅拌5min，在30min内涂装于接地网，在20摄氏度下进行表干12h，测试电导率以及防腐性能。
通过测试可知，本实施例的接地网防腐涂料在非工作电压的常态下电导率为10-6s/m，使用冲击电压发生器将电压加到10kv以上时，电导率为433s/m。根据GB/T 1720画圈法测得本实施例的附着力等级为1级。根据GB/T10125-2012标准进行铜加速乙酸盐雾实验(50摄氏度，ph＝3.2，2000H)，未发现表面碎落、起皮、剥落，表面光滑无斑点，与对比样无色差。
对比例1
将金属防腐涂料(EMILAC铜基高导电性保护涂层)涂装于接地网进行表干后，测试电导率以及防腐性能。
通过测试可知，EMILAC铜基高导电性保护涂层在非工作电压的常态下电导率为277s/m，使用冲击电压发生器将电压加到10kv以上时，电导率为271s/m。根据GB/T 1720画圈法测得本对比例的涂料附着力等级为2级。根据GB/T 10125-2012标准进行铜加速乙酸盐雾实验(50摄氏度，ph＝3.2，2000H)，发现表面有鸡爪状或星状缺陷。
对比例2
将石墨导电涂料(德国GRAPHIT石墨基导电涂料)涂装于接地网进行表干后，测试电导率以及防腐性能。
通过测试可知，GRAPHIT石墨基导电涂料在非工作电压的常态下电导率为298s/m，使用冲击电压发生器将电压加到10kv以上时，电导率为286s/m。根据GB/T 1720画圈法测得本对比例的涂料附着力等级为2级。根据GB/T10125-2012标准进行铜加速乙酸盐雾实验(50摄氏度，ph＝3.2，2000H)，发现表面有鼓泡和开裂现象。
综上所述，本实施例制备得到的接地网防腐涂料在不接入电压时呈绝缘状态，隔绝了接地网金属与土壤之间的电化学腐蚀；在接入工作电压时呈导电状态，使得接地电流能够顺利的导入土壤，降低接地电阻。本实施例制备得到的接地网防腐涂料具有附着力强、防腐效果显著的优点。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种填料，其特征在于，包括金属氧化物；
在电压大于10kV时，所述金属氧化物的电阻率小于1×10-5Ωm；在电压小于10kV，所述金属氧化物的电阻率大于1×107Ωm。
2.根据权利要求1所述的填料，其特征在于，所述金属氧化物选自ZnO、Bi2O3、Sb2O3、MnO2、MnO2、Cr2O3以及Co2O3中的至少三种。
3.根据权利要求1所述的填料，其特征在于，以质量百分数计，由以下组分构成：
(96.8～97.1)％ZnO、(1.6～2.0)％Bi2O3以及(1.0～1.3)％Sb2O3。
4.根据权利要求1所述的填料，其特征在于，所述填料的粒径大小为10～80μm。
5.一种接地网防腐涂料，其特征在于，以质量百分数计，由以下组分构成：
40～60％环氧树脂、20～40％固化剂、15～20％权利要求1至4任意一项所述填料、1～2％消泡剂以及1～2％流平剂。
6.根据权利要求5所述的接地网防腐涂料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂或酚醛型环氧树脂；
所述固化剂为乙二胺、间苯二胺、苯二甲胺、聚酰胺或二乙烯三胺；
所述所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、硬脂酸酯或乙二醇；
所述流平剂为聚丙烯酸或羧甲基纤维素。
7.根据权利要求6所述的接地网防腐涂料，其特征在于，以质量百分数计，由以下组分构成：
50％双酚A环氧树脂、30％聚酰胺固化剂、18％所述填料、1％聚二甲基硅氧烷以及1％聚丙烯酸；
其中，所述填料由以下组分构成：
97％ZnO、1.8％Bi2O3以及1.2％Sb2O3。
8.一种接地网防腐涂料的制备方法，以质量百分数计，将40～60％环氧树脂、15～20％权利要求1至4任意一项所述填料、1～2％消泡剂以及1～2％流平剂进行第一混合反应，再加入20～40％固化剂进行第二混合反应，得到所述接地网防腐涂料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述填料是由所述金属氧化物混合后，在惰性气氛中烧结制备得到的；
所述烧结的温度为(1100～1150)℃。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合反应的温度为(60～70)℃，时间为(30～45)min，搅拌速度为(1800～2000)r/min；
第二混合反应的温度为(40～60)℃，时间为(5～10)min，搅拌速度为(1000～1200)r/min。
CN202010996604.1A 2020-09-21 2020-09-21 一种填料、接地网防腐涂料及其制备方法 Pending CN112048209A (zh)

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