防靜電環(huán)氧樹脂地坪基本配方

一、概述

從今年開始，我國開始實施“增加石油儲備、確保能源安全”的戰(zhàn)略，計劃在6年內(nèi)將我國石油儲備由目前的15天增加到180天，今年就要達(dá)到35天。這意味著國家將建設(shè)大量儲油庫、儲油罐等儲油設(shè)備。為避免靜電引起的火災(zāi)爆炸事故，國家要求所有的儲油庫、儲油罐都必須按GB6950-2001的要求進(jìn)行導(dǎo)靜電防腐處理。可見，儲油罐用導(dǎo)靜電防腐涂料面臨著極好的發(fā)展機(jī)遇。

全國現(xiàn)有的石油儲罐，如全部進(jìn)行導(dǎo)靜電防腐處理，將需要導(dǎo)靜電涂料10000噸以上，產(chǎn)值達(dá)4億多元人民幣。按石油儲備夠6個月使用的量計算，我國儲油罐數(shù)量應(yīng)增加12倍，導(dǎo)靜電涂料的需求量將在120000噸以上，產(chǎn)值達(dá)50億元。按5年處理一次計算，年產(chǎn)值也在10億元以上。

導(dǎo)靜電涂料由成膜劑和導(dǎo)電功能體組成。導(dǎo)電功能體一般為炭黑、石墨、金屬粉體等。第一代儲油罐用導(dǎo)靜電涂料采用金屬或石墨為導(dǎo)電功能體，金屬易被氧化，容易失去導(dǎo)靜電的功能，現(xiàn)已不使用。而石墨導(dǎo)電功能體的加入量必須在15%-20%以上，雖然具有了導(dǎo)靜電的功能，但導(dǎo)靜電涂料的其它性能受到了嚴(yán)重影響。更為嚴(yán)重的是,由于石墨的加入量多, 油品很容易將石墨從涂層中抽提出來。懸浮于油品中的石墨不易分離，將嚴(yán)重影響油品的質(zhì)量。因此，以石墨為導(dǎo)電功能體的導(dǎo)靜電涂料已被石油化工行業(yè)建議不作為儲油罐導(dǎo)靜電涂料使用。

20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的以SnO2/Sb203包覆的云母作為導(dǎo)電功能體，由于是氧化物，它克服了金屬易氧化的缺點，且自身顏色淺，易于制備淺色或彩色導(dǎo)靜電涂層，因此近年發(fā)展較快。但它同樣存在加入量過大的問題(15wt%-20wt%)，影響了涂料的其它性能。例如以SnO2/ Sb203包覆的云母作為導(dǎo)電功能體的導(dǎo)靜電涂料，其附著力和防腐性能就不能很好地滿足儲油罐對涂料的要求。同時還存在生產(chǎn)成本難以降低、生產(chǎn)過程存在污染等一系列問題，發(fā)展空間有限。

二、項目特點

本項目產(chǎn)品以碳納米管(CNTs)代替SnO2/ Sb203包覆云母獲得CNTs/云母復(fù)合導(dǎo)電粉體，生產(chǎn)過程清潔無污染，同時生產(chǎn)成本更低、目標(biāo)產(chǎn)品性能更優(yōu)良。

CNTs是一種永久性導(dǎo)電物質(zhì)，具有離域大p鍵、大比表面積和宏觀隧道效應(yīng)，特別適合作為導(dǎo)電功能體制備導(dǎo)靜電涂料。我們的研究結(jié)果表明：CNTs添加量在2wt%以下就有很好的導(dǎo)靜電效果，不僅導(dǎo)靜電性能穩(wěn)定，而且其它添加組份加入量可調(diào)幅度大，因而可以根據(jù)需要設(shè)計制備出多種具有特殊性能的導(dǎo)靜電涂料。因CNTs添加量小，其顏色容易掩蓋，容易獲得淺色色調(diào)產(chǎn)品。

CNTs具有纖維狀結(jié)構(gòu)，長徑比一般在1000以上。納米管與納米管之間往往互相纏繞，難于分散，直接使用性能并不理想。

本項目采用物理與化學(xué)相結(jié)合的方法將CNTs附著在微米粉體云母片表面，獲得的CNTs/云母復(fù)合導(dǎo)電粉體，采用傳統(tǒng)的分散方法在涂料中添加10%這種復(fù)合導(dǎo)電粉體就能獲得性能優(yōu)良的導(dǎo)靜電防腐涂層，實驗室試驗結(jié)果表明完全能達(dá)到GB6950-2001的要求。如果在涂料中同時添加10%CNTs/云母復(fù)合導(dǎo)電粉體和10%鈦白粉，即能獲得淺色導(dǎo)靜電涂料。

三、成本問題

如果CNTs/云母復(fù)合導(dǎo)電粉體生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到500噸/年，產(chǎn)品總成本將不超過3.0萬元/噸，市場售價按6.0萬元/噸計算，利潤非常豐厚。而傳統(tǒng)導(dǎo)電云母粉(云母包覆40%半導(dǎo)體二氧化錫形成)售價在8.0萬元/噸以上，國外進(jìn)口的導(dǎo)電云母粉產(chǎn)品要15萬元/噸。且最近金屬錫的價格突然翻倍，已超過8萬元/噸，估計傳統(tǒng)導(dǎo)電云母粉價格也要隨之上漲，最終價格要超過10萬元/噸。

四、市場需求情況

前面已介紹，我國僅石油儲備這一個方面，每年對導(dǎo)靜電涂料(僅用于頂涂部分)的需求將達(dá)2.4萬噸，需導(dǎo)電功能體至少2400噸，價值上億元。該復(fù)合導(dǎo)電粉體還可用于制備計算機(jī)房用導(dǎo)靜電涂料、電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠房用導(dǎo)靜電涂料、炸藥倉庫用導(dǎo)靜電涂料等，市場需求巨大。

五、CNTs/云母導(dǎo)電粉性能指標(biāo)

顏色：深灰色

堆積密度：0.4g/ml

吸油量： 78ml/100g

體積電阻率：15W?cm (伏安法測定，1MPa壓強(qiáng))。

◆產(chǎn)品特點：

1、比重小、易分散;

2、導(dǎo)電性能好，具有永久性;

3、化學(xué)性能穩(wěn)定;

4、顏色淺，易調(diào)色;

5、使用方便，范圍廣;

◆應(yīng)用范圍：

電子設(shè)備上使用的防靜電涂料;

抗靜電工業(yè)地板、地坪涂料;

食品、醫(yī)藥、衛(wèi)生、潔凈車間廠房涂料;

油罐內(nèi)壁防腐、防靜電涂料;

防靜電乳膠漆;

PVC防靜電板;

環(huán)氧自流平防靜電涂料。

◆與其他導(dǎo)電材料的比較：

項目

內(nèi)容

導(dǎo)電纖維類

導(dǎo)電云母粉類

導(dǎo)電金屬類

炭黑、石墨

導(dǎo)電助劑

優(yōu) 點

具有很高的強(qiáng)度，吸油量極低，很好的導(dǎo)電性能，添加量小，成本較低。

優(yōu)良的導(dǎo)電性能，比重較低，吸油量較低，電阻值的控制較方便，能非常均勻的分布在涂層中，涂層電阻值均勻。

極好的導(dǎo)電性能，價格低。

極好的導(dǎo)電性能，價格低。

價格低廉，分散均勻。

缺 點

電阻值的控制較差，容易造成擊穿，造成危害，分散性差，涂層電阻值的分布不均勻。

添加量大，成本較纖維類高。

自身顏色較深，無法做成淺色，比重太大，容易沉淀，分散性差，施工難度較大，且易被氧化。

自身顏色較深，無法做成淺色，吸油量太大，無法制成高固體含量涂料。

易遷移流失、防靜電功能的時效很短，一般在六個月左右，僅用于臨時防靜電場所。

◆技術(shù)指標(biāo)

化學(xué)穩(wěn)定性

耐酸、堿及有機(jī)溶劑

熱穩(wěn)定性

800°C以下穩(wěn)定,阻燃

平均粒徑

25μm

密 度

<3.6g/cm3

吸 油 量

≤60ml/100g

顏 色

淺灰色

粉體電阻率

≤50Ω.cm

◆基本應(yīng)用要點：

1、傳導(dǎo)機(jī)理：

將錦秀牌導(dǎo)電粉均勻地混入絕緣的樹脂中，導(dǎo)電粉必須彼此接觸或靠近才能在涂層中形成無限鏈接，使涂層具有電子通道的功能。

2、錦秀牌導(dǎo)電粉能容易地分散在樹脂中。并可采用以下方法改善分散效果。

a.提高攪拌速度，并適當(dāng)提高樹脂攪拌溫度。

b.添加分散劑,增強(qiáng)錦秀導(dǎo)電粉與有機(jī)聚合物之間的親和力.當(dāng)其和傳統(tǒng)色料混合使用時,應(yīng)先將傳統(tǒng)色料均勻散研磨后再加入錦秀導(dǎo)電粉施以攪拌.

c.可使用二輥及三輥研磨,但研磨的細(xì)度必須大于60μm。不能使用球磨、砂磨等。

◆用于環(huán)氧防靜電工業(yè)地平涂料的要點：

一、配方

環(huán)氧地坪涂料一般為雙組份常溫固化涂料，分為兩類：

(1)無溶劑環(huán)氧地平涂料又稱無溶劑環(huán)氧自流平涂料，其中又可分為普通型及防靜電型，其voc含量低，能滿足當(dāng)今世界的環(huán)保要求，施工方法一般為鏝涂。

(2)溶劑型環(huán)氧地坪涂料，其中也為普通型和防靜電型之分，voc含量高，但成本較無溶劑型低，施工方法一般為輥涂或噴涂

防靜電地坪涂料體系按施工順序可分為底涂、中涂、面涂。其組成一般包括成膜物質(zhì)、導(dǎo)電填料、著色顏料、溶劑及助劑等。成膜物質(zhì)包括環(huán)氧樹脂及固化劑，是決定涂料性能的基本因素，因此其選擇至為重要。環(huán)氧樹脂主要選用雙酚A型;固化劑的選擇除應(yīng)滿足一定的性能要求外，還應(yīng)該能夠滿足環(huán)境及施工要求，如滿足不同溫度的環(huán)境固化要求及一定的有效使用時間等;面涂是環(huán)氧地平涂料體系中要求最高的一個品種，與底涂及中涂相比，在材料選擇及配方處理上更為講究。

防靜電中涂參考配方：

主劑 原 料 產(chǎn)地/規(guī)格 數(shù) 量 128 NP 100 三甲苯 工業(yè) 20 C墨 工業(yè) 115 固化劑 JXT—31 JX 25

注：武漢錦秀公司有成品防靜電中涂(導(dǎo)電膩子)可供應(yīng)，施工單位無需自配。

防靜電無溶劑自流平面涂參考配方：

主劑 原料 產(chǎn)地/規(guī)格 數(shù)量 128 NP 50 660 NP 5 導(dǎo)電云母粉 JX 30 色粉 市售 4 XP 市售 0.4 LP 市售 0.3 固化劑 3225 HSM 10

◆施工

防靜電地坪涂料的施工一般可分為以下五道工序：

1、封閉底涂：在處理好的素地上輥涂或噴涂，應(yīng)保證均勻涂布，完全封底，防止漏涂;

2、找平中涂層：一般為刮涂或鏝涂，目的是將素地上的坑、縫等缺陷填平;

3、貼銅帶：并將其與廠家指定的接地線相連;

4、防靜電中涂層：一般為刮涂或鏝涂，提高體系導(dǎo)電性，并將銅帶找平;

5、防靜電面涂;自流平型一般為刮涂和鏝涂，一般情況下厚度應(yīng)≤1mm(隨厚度增加導(dǎo)電性下降);溶劑型一般為輥涂或噴涂兩