CN115109502B - 一种耐溶剂导静电内防腐涂料的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐溶剂导静电内防腐涂料的生产方法，属于导静电涂料技术领域，采用苯并环丁烯基团的热固性聚碳酸酯与聚氯醚树脂进行共混，采用化学镀还原锌到石墨化炭黑制备导静电填料，电位较低，有阴极保护作用，生产成本较低，由氯化聚醚与聚碳酸酯共混，具有漆膜坚硬、耐磨等特点，耐各种油品长期浸泡，品能耐各种溶剂包括芳烃、醇、醛、酯、酮、醛等强溶剂，其导电性能不受温度、压力、湿度等影响，具有永久导电性，其面电导率、体电导率均符合GB13348《液体石油产品静电安全规程》等国内外有关标准规定并有优异的导静电、防腐性能，能很好的解决强溶剂储罐内壁的防腐及导静电设计需要。

Description

一种耐溶剂导静电内防腐涂料的生产方法
技术领域
本发明属于导静电涂料技术领域，尤其是一种耐溶剂导静电内防腐涂料的生产方法。
背景技术
严谨的讲，静电并不是静止的电，而是宏观上暂时停留在某处的电。一旦有宣泄的通道，这些暂停的电便会发生电荷转移，这就是我们日常见到火花放电现象。如：北方冬天天气干燥，人体容易带上静电，当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。在工业生产中，气体流动吹扫、流体流动、粉尘摩擦等等环境都会产生静电。静电可造成电磁干扰，引起电子设备的故障；高压静电放电造成电击，危及人身安全；在易燃易爆品或粉尘、油雾的生产、存储场所、设备极易引起爆炸和火灾等。而每个炼化企业都有大量的储油罐，油罐是存储、收发和输转石油及其产品的基地，在石油行业中有着举足轻重的作用。一旦产生静电发生爆炸，后果不堪设想。最近，导静电涂料在油罐中使用频频出现问题，问题主要集中在储油罐底部。即在导静电涂层使用几年后，开罐检查发现罐底部穿孔严重，罐壁离罐底高200mm范围内，点腐蚀严重罐底及罐壁300mm高以下的涂层破坏严重，且涂层破坏点集中的点蚀坑处，未发生点蚀处的涂层基本上完好。由此可见，导静电防腐涂料“导电不防腐”了。GB50393-2008规定，成品油储罐所储存的绝缘性油品在装卸过程中，容易产生静电。静电对储罐来说非常危险。此类储罐的防腐涂层必须采用导静电防腐型涂料。导静电防腐蚀涂料是一种油罐内壁阻燃导静电耐温防腐蚀涂料。要具有固化温度低、附着力强、耐水、耐酸、耐碱、耐油性能优异及良好的导静性等特点，长期使用导静电助剂无渗出，涂层性能稳定，无脱落起泡等现象，且对油品无任何污染。氧化锡、氧化锌、氧化锑处理的二氧化钛、添加锑之氧化锡等。特点是颜色浅，可制成多种颜色的导静电涂料；漆膜致密性好，优于导电碳黑及石墨粉制成的导静电涂料；导静电性能持久等。这是目前应用最多的。由于金属粉末易氧化导致涂膜导电性能下降，而惰性金属价贵。如采用电极电位高于钢材的金属粉末作为导电介质，与钢铁基材直接接触时，形成电化学腐蚀，使钢铁作为阳极而加速腐蚀。本领域技术人员亟待开发出一种耐溶剂导静电内防腐涂料的生产方法，以满足现有的使用需求和性能要求。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种耐溶剂导静电内防腐涂料的生产方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种耐溶剂导静电内防腐涂料的生产方法，包括以下步骤：一、制备聚氯醚树脂溶液：称量聚氯醚树脂、环己酮、抗氧剂，在搅拌釜中，先注入环已酮后加入聚氯醚树脂和抗氧剂，在115~120℃恒温下，溶解20~25分钟，后转移至50℃恒温槽中，恒温待用，其中聚氯醚树脂80~100份、环己酮350~380份、0.4~0.5份抗氧剂；二、配制聚碳酸酯浆料：将聚碳酸酯溶于60~70℃环己酮中，质量浓度为150~200g/L，待白色固体全部溶解后，混入聚碳酸酯质量1.2~1.3倍的导静电填料，搅拌均匀得聚碳酸酯浆料；三、涂料的制备：将步骤一得到的聚氯醚树脂溶液和步骤二得到的聚碳酸酯浆料分别按50~60:40~50质量比例配料混合均匀，即得耐溶剂导静电内防腐涂料。
进一步的，所述步骤（1）的聚碳酸酯为苯并环丁烯基团的热固性聚碳酸酯。
进一步的，所述步骤一的抗氧剂为抗氧剂2246或抗氧剂BHT。
进一步的，所述步骤三导静电填料的制备方法包括以下步骤：a、将石墨化炭黑在硫酸锌/水/乙二醇溶液中浴比1∶10下超声20~min，25℃下机械搅拌24h，得到活化的石墨化炭黑粉体，其中硫酸锌/水/乙二醇溶液中硫酸锌的摩尔浓度为0.4~0.5mol/L，乙二醇占水的体积比为50%；b、配制硫酸锌80~100g/L、80~60g/L次磷酸钠、酒石酸钾钠20~30g/L、氢氧化钠25~30g/L、三氯化铁0.8~1g/L、氰化钠40~50g/L、柠檬酸钠40~50g/L的镀液；c、量取镀液体积比15~20%的质量浓度3~4%的甲醛水溶液作为还原液，并将活化的石墨化炭黑粉体加入还原液中，将镀液逐渐倒入还原液，其中固含量33~35%，pH值11.5、温度80~90℃、500rpm磁力搅拌2~4min，过滤、洗涤、干燥后，即得到导静电填料。
进一步的，包括以下步骤：（1）喷涂:把耐溶剂导静电内防腐涂料装入喷枪料筒内，以90~98kpa的压缩空气喷涂后干燥，其中喷涂距离100~200mm，喷射角45~90°，移动速度6~8米/分，其中干燥条件为室温5~6h或70℃0.5~1h；（2）再熔融塑化，放入300℃烤箱中进行熔融塑化处理，其中表面塑化温度265~275℃，时间5~10min；（3）涂层处于熔融流动状态后，立即浸入水中淬冷，其中水温15~20℃。
本发明的有益效果是：在水/乙二醇混合溶液中，乙二醇代替了H2O在Zn2+溶剂化鞘中的位置，形成新的配位环境，降低离子扩散率，进而实现均匀沉活化。氯化聚醚分子链柔顺性极好，没有内应力、在聚碳酸酯中加入一定量氣化聚醒可改善其刚性。在有应力存在的情况下，可以借分子链的柔顺性使其应力逐渐松弛，免于造成应力破裂。特别适合于制造腐蚀条件下使用耐溶剂内衬里涂层，有较高的耐热性，耐磨性优良，吸水性小，具有较高的机械性能，对金属有很强的粘接力。氯化聚醚耐化学腐蚀性极为优良，耐大多数酸、碱、盐、醇类、油类、烃类。
相比现有技术本发明具有如下优点：
导电介质构成涂层与基层的电位差，当导电涂层电位值高于被涂底材时，构成的电位差会产生底材的腐蚀。当导电涂层出现如气泡破裂、针孔等缺陷，被腐蚀点面积小，就会形成小阳极、大阴极的严重腐蚀，较短时间内就会使底板腐蚀穿孔、漏油。
本发明在实践中发现，苯并环丁烯基团的热固性聚碳酸酯可以与聚氯醚树脂进行共混，导静电填料是导静电防腐涂料的关键成分。采用化学镀还原锌到石墨化炭黑制备导静电填料，电位较低，有阴极保护作用，生产成本较低，由氯化聚醚与聚碳酸酯共混，具有漆膜坚硬、耐磨等特点，耐各种油品长期浸泡，品能耐各种溶剂包括芳烃、醇、醛、酯、酮、醛等强溶剂，面电阻为108~1011Ω，其导电性能不受温度、压力、湿度等影响，具有永久导电性，其面电导率、体电导率均符合GB13348《液体石油产品静电安全规程》等国内外有关标准规定并有优异的导静电、防腐性能，能很好的解决强溶剂储罐内壁的防腐及导静电设计需要，对保护环境，杜绝安全隐患，提高产品品质，具有重要意义。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
耐溶剂导静电内防腐涂料的生产方法，包括以下步骤：
一、制备聚氯醚树脂溶液：称量Hercules聚氯醚树脂CPEK02001、环己酮、抗氧剂，在搅拌釜中，先注入环已酮后加入聚氯醚树脂和抗氧剂2246，在120℃恒温下，溶解25分钟，后转移至50℃恒温槽中，恒温待用，其中聚氯醚树脂100份、环己酮380份、0.5份抗氧剂；二、配制聚碳酸酯浆料：将聚碳酸酯溶于60℃环己酮中，质量浓度为150g/L，待白色固体全部溶解后，混入聚碳酸酯质量1.3倍的导静电填料，搅拌均匀得聚碳酸酯浆料；三、涂料的制备：将步骤一得到的聚氯醚树脂溶液和步骤二得到的聚碳酸酯浆料分别按50:40质量比例配料混合均匀，即得耐溶剂导静电内防腐涂料，聚碳酸酯为苯并环丁烯基团的热固性聚碳酸酯，参照（李智勇，曹卫国，孙晶，房强.含苯并环丁烯基团的热固性聚碳酸酯的合成及性能研究[J].有机化学，2016，36(10):2442-2448.）制备得到，所述步骤三导静电填料的制备方法包括以下步骤：a、将石墨化炭黑在硫酸锌/水/乙二醇溶液中浴比1∶10下40KHz超声20min，25℃下机械搅拌24h，得到活化的石墨化炭黑粉体，其中硫酸锌/水/乙二醇溶液中硫酸锌的摩尔浓度为0.5mol/L，乙二醇占水的体积比为50%；b、配制硫酸锌100g/L、60g/L次磷酸钠、酒石酸钾钠30g/L、氢氧化钠25g/L、三氯化铁0.8g/L、氰化钠50g/L、柠檬酸钠50g/L的镀液；c、量取镀液体积比15%的质量浓度3%的甲醛水溶液作为还原液，并将活化的石墨化炭黑粉体加入还原液中，将镀液逐渐倒入还原液，其中固含量35%，pH值11.5、温度90℃、500rpm磁力搅拌2min，过滤、洗涤、干燥后，即得到导静电填料。XF080石墨化炭黑粒径100-200μm目数60-80、BET比表面积125m2/g，
上述耐溶剂导静电内防腐涂料的使用方法，包括以下步骤：（1）喷涂:把耐溶剂导静电内防腐涂料装入喷枪料筒内，以98kpa的压缩空气喷涂后干燥，其中喷涂距离200mm，喷射角90°，移动速度8米/分，其中干燥条件为室温25℃6h；（2）再熔融塑化，放入300℃烤箱中进行熔融塑化处理，其中表面塑化温度275℃，时10min；（3）涂层处于熔融流动状态后，立即浸入水中淬冷，其中水温20℃。
产品涂料性能：粘接强度，金属基材≥5.0MPa，混凝土基材≥2.0MPa；耐热性，100℃±5℃恒温1h，冷却后无变化；苯耐腐蚀性，30℃，2400h，甲苯、苯、二甲苯分别浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落；醇耐腐蚀性，50℃，1080h，乙醇、甲醇、正丁醇、异丁醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇分别浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落；37%盐酸耐腐蚀性，50℃，1080h，37%盐酸浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落；丙酮耐腐蚀性，30℃，1080h，丙酮浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落；油耐腐蚀性，70℃，1080h，95#汽油、200#溶剂油、0#柴油浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落；酯耐腐蚀性，70℃，1080h，醋酸乙酯、醋酸丁酯浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落。
实施例2
耐溶剂导静电内防腐涂料的生产方法，包括以下步骤：
一、制备聚氯醚树脂溶液：称量Hercules聚氯醚树脂CPEK02001、环己酮、抗氧剂，在搅拌釜中，先注入环已酮后加入聚氯醚树脂和抗氧剂BHT，在115℃恒温下，溶解20分钟，后转移至50℃恒温槽中，恒温待用，其中聚氯醚树脂80份、环己酮350份、0.4份抗氧剂；二、配制聚碳酸酯浆料：将聚碳酸酯溶于60℃环己酮中，质量浓度为150g/L，待白色固体全部溶解后，混入聚碳酸酯质量1.2倍的导静电填料，搅拌均匀得聚碳酸酯浆料；三、涂料的制备：将步骤一得到的聚氯醚树脂溶液和步骤二得到的聚碳酸酯浆料分别按60:40质量比例配料混合均匀，即得耐溶剂导静电内防腐涂料，聚碳酸酯为苯并环丁烯基团的热固性聚碳酸酯同实施例1，所述步骤三导静电填料的制备方法包括以下步骤：a、将石墨化炭黑在硫酸锌/水/乙二醇溶液中浴比1∶10下40KHz超声20min，25℃下机械搅拌24h，得到活化的石墨化炭黑粉体，其中硫酸锌/水/乙二醇溶液中硫酸锌的摩尔浓度为0.4mol/L，乙二醇占水的体积比为50%；b、配制硫酸锌80g/L、80g/L次磷酸钠、酒石酸钾钠20g/L、氢氧化钠25g/L、三氯化铁0.8g/L、氰化钠40g/L、柠檬酸钠40g/L的镀液；c、量取镀液体积比15%的质量浓度3%的甲醛水溶液作为还原液，并将活化的石墨化炭黑粉体加入还原液中，将镀液逐渐倒入还原液，其中固含量33%，pH值11.5、温度80℃、500rpm磁力搅拌2min，过滤、洗涤、干燥后，即得到导静电填料。XF080石墨化炭黑粒径100-200μm目数60-80、BET比表面积125m2/g，
上述耐溶剂导静电内防腐涂料的使用方法，包括以下步骤：（1）喷涂:把耐溶剂导静电内防腐涂料装入喷枪料筒内，以90kpa的压缩空气喷涂后干燥，其中喷涂距离100mm，喷射角45°，移动速度6米/分，其中干燥条件为70℃1h；（2）再熔融塑化，放入300℃烤箱中进行熔融塑化处理，其中表面塑化温度265℃，时间5min；（3）涂层处于熔融流动状态后，立即浸入水中淬冷，其中水温15℃。
产品涂料性能：粘接强度，金属基材≥5.0MPa，混凝土基材≥2.0MPa；耐热性，100℃±5℃恒温1h，冷却后无变化；苯耐腐蚀性，30℃，2400h，甲苯、苯、二甲苯分别浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落；醇耐腐蚀性，50℃，1080h，乙醇、甲醇、正丁醇、异丁醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇分别浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落；37%盐酸耐腐蚀性，50℃，1080h，37%盐酸浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落；丙酮耐腐蚀性，30℃，1080h，丙酮浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落；油耐腐蚀性，70℃，1080h，95#汽油、200#溶剂油、0#柴油浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落；酯耐腐蚀性，70℃，1080h，醋酸乙酯、醋酸丁酯浸泡后，涂层无溶胀、裂纹、起泡、剥落。
对实施例1和实施例2的涂层性能进行检测，检测结果见表1
表1实施例1和实施例2的涂层性能测试结果
注：GB/T1720-2020漆膜划圈试验GB/T1727-2021漆膜一般制备法；GB/T1728-2020漆膜、腻子膜干燥时间测定法；GB/T1731-2020漆膜、腻子膜柔韧性测定法；GB/T1732-2020漆膜耐冲击测定法；GB/T1735-2009色漆和清漆耐热性的测定；GB/T1771-2007色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定；GB/T3186-2006色漆、清漆和色漆与清漆用原材料取样；GGB/T9271-2008色漆和清漆标准试板；GB/T9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定；GB/T9278-2008涂料试样状态调节和试验的温湿度；GB/T13452.2-2008色漆和清漆漆膜厚度的测定；GB/T16906-1997石油罐导静电涂料电阻率测定法。其中取样按GB/T3186进行，标准试板按GB/T9271规定；漆膜制备按GB/T1727进行，漆膜厚度：按GB/T13452.2测定，漆厚度除表面电阻控制在45μm，其余指标均控制在20μm，试样状态调节和试验的温湿度：按GB/T9278规定，漆膜颜色及外观目测，流出时间的测定按GB/T1723规定进行。干燥时间的测定按GB/T1728规定进行，表干为吹棉球法，实干压棉球法。柔韧性的测定按GB/T1731规定进行。耐冲击性的测定按GB/T1732规定进行。附着力的测定按GB/T1720规定进行。表面电阻的测定按GB/T16906规定进行。不挥发物含量的测定按GB/T1725规定进行。施工性能的测定施涂一道，干膜厚度100μm。采用商定的施涂方式涂装试板。如施涂过程中无明显阻力，无明显拉丝、气泡、流挂等现象，则评为“施涂无障碍”。耐化学试剂性的测定漆膜制备按以下规定试板为50mm×120mm×0.55mm的优质钢板。涂装要求：将钢板用手工除锈方法除锈、除油，膜厚度240μm，恒温恒湿条件下保养7d后投入试验。按GB/T9274-1988中甲法规定进行。耐热性的测定试验步骤按GB/T1735规定进行。耐盐雾的测定按GB/T1771规定进行。

Claims (3)

1.一种耐溶剂导静电内防腐涂料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：一、制备聚氯醚树脂溶液：称量聚氯醚树脂、环己酮、抗氧剂，在搅拌釜中，先注入环已酮后加入聚氯醚树脂和抗氧剂，在115~120℃恒温下，溶解20~25分钟，后转移至50℃恒温槽中，恒温待用，其中聚氯醚树脂80~100份、环己酮350~380份、0.4~0.5份抗氧剂；二、配制聚碳酸酯浆料：将聚碳酸酯溶于60~70℃环己酮中，质量浓度为150~200g/L，待白色固体全部溶解后，混入聚碳酸酯质量1.2~1.3倍的导静电填料，搅拌均匀得聚碳酸酯浆料，聚碳酸酯为苯并环丁烯基团的热固性聚碳酸酯，导静电填料的制备方法包括以下步骤：a、将石墨化炭黑在硫酸锌/水/乙二醇溶液中浴比1∶10下超声20~30min，25℃下机械搅拌24h，得到活化的石墨化炭黑粉体，其中硫酸锌/水/乙二醇溶液中硫酸锌的摩尔浓度为0.4~0.5mol/L，乙二醇占水的体积比为50%；b、配制硫酸锌80~100g/L、80~60g/L次磷酸钠、酒石酸钾钠20~30g/L、氢氧化钠25~30g/L、三氯化铁0.8~1g/L、氰化钠40~50g/L、柠檬酸钠40~50g/L的镀液；c、量取镀液体积比15~20%的质量浓度3~4%的甲醛水溶液作为还原液，并将活化的石墨化炭黑粉体加入还原液中，将镀液逐渐倒入还原液，其中固含量33~35%，pH值11.5、温度80~90℃、500rpm磁力搅拌2~4min，过滤、洗涤、干燥后，即得到导静电填料；三、涂料的制备：将步骤一得到的聚氯醚树脂溶液和步骤二得到的聚碳酸酯浆料分别按50~60:40~50质量比例配料混合均匀，即得耐溶剂导静电内防腐涂料。
2.按权利要求1所述的耐溶剂导静电内防腐涂料的生产方法，其特征在于，所述步骤一的抗氧剂为抗氧剂2246或抗氧剂BHT。
3.根据权利要求1所述生产方法得到的耐溶剂导静电内防腐涂料的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）喷涂:把耐溶剂导静电内防腐涂料装入喷枪料筒内，以90~98kpa的压缩空气喷涂后干燥，其中喷涂距离100~200mm，喷射角45~90°，移动速度6~8米/分，其中干燥条件为室温5~6h或70℃0.5~1h；（2）再熔融塑化，放入300℃烤箱中进行熔融塑化处理，其中表面塑化温度265~275℃，时间5~10min；（3）涂层处于熔融流动状态后，立即浸入水中淬冷，其中水温15~20℃。
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