漆膜导静电性能的影响因素研究

data-full-width-responsive="true"> 漆膜导静电性能的影响因素研究李炳1 , 李艳红2( 1 西安工业大学材料与化工学院, 西安710032; 2 西安利澳科技股份有限公司, 西安710077)随着石油化工行业的快速发展, 石油贮罐安全问题日益受到人们的重视。成品油在输送过程中容易产生静电荷, 这些静电荷如果得不到及时有效的释放, 将会在油品表面聚积, 产生电火花, 造成爆炸事故。因此, 为了改善石油产品的储存条件, 保证贮油罐的安全使用[ 1- 5] , 抑制静电荷的产生和促进电荷的泄漏, 排除静电荷的积累, 杜绝石油火灾爆炸事故, 油罐内壁必须使用导静电涂料[ 6- 9] 。漆膜导静电性是导静电涂料最主要的性能, 通常用表面电阻率来表征。漆膜导静电性不但与涂料组成、配方有关[ 10] , 而且也与固化时间、浸油时间、漆膜厚度、底部材质等客观因素有关, 这些影响因素会对漆膜导静电性能起决定性的作用。因此, 研究漆膜导静电性能的影响因素具有重要意义。1 - 实验1 1 - 主要原料环氧树脂E-20, 钛白粉, 胶体石墨, 沉淀硫酸钡,硅烷偶联剂, 分散剂, 二甲苯, 正丁醇, 聚酰胺固化剂等。1 2 - 环氧导静电涂料制备1) 制备环氧导静电涂料的具体工艺路线, 见图1。2) 涂料甲组分的制备。首先将环氧树脂E-20 及混合溶剂按照1 -1 的质量比混合加热、搅拌, 使环氧树脂E-20 完全溶解得到树脂液; 然后再加入颜料、助剂, 搅拌均匀, 经研磨机研磨到规定细度, 即制得涂料甲组分。3) 涂料乙组分的制备。将固化剂溶于混合溶剂中, 搅拌均匀, 即制得涂料乙组分。1 3 - 漆膜的制备根据GB 1727- 79-漆膜制备法-制备环氧导静电漆膜, 将底材( 铝板、马口铁片、钢板) 打磨、除锈、表面处理干净后, 用无水乙醇擦净, 晾干。将甲、乙组分按一定的比例混合, 在底材上均匀涂刷环氧导静电涂料,待室温干燥后测试其表面电阻率。2 - 结果与讨论2 1 - 固化时间对漆膜导静电性能的影响涂层的干燥固化程度对环氧导静电涂料导电性有影响。环氧导静电涂料只有充分干燥固化才能体现导电性能, 环氧导电涂料每干燥固化一天, 测量一次漆膜表面电阻率, 不同固化时间对涂料表面电阻率的影响如图2 所示。图2 - 固化时间对漆膜导静电性能的影响从图2 中可知, 漆膜在固化过程中, 涂膜的表面电阻率先是迅速下降, 而后逐渐减缓并基本保持不变。出现这种现象主要是由溶剂的挥发造成的, 漆膜固化过程其实就是溶剂不断挥发, 基体树脂收缩使导电粒子接近、接触的过程, 导电涂料的导电性主要是导电粒子联接成链并构成三维空间网络而导电。导电涂料干燥固化之前, 树脂基料和导电填料处于独立状态, 树脂和溶剂填充在各导电填料之间, 漆膜处于绝缘状态, 几乎没有电流通过, 因此, 涂料在刚涂覆于基体表面时漆膜表面电阻率较大, 导电性能比较差, 如图3a 所示; 当漆膜固化1 d 时, 表面电阻率为6 - 108 -, 这是由于溶剂挥发, 基体树脂和填料混合固化, 导电填料相互接触连接成网链结构, 从而涂层才具有导电性能, 如图3b所示。随着固化时间的延长, 涂层干燥、固化, 漆膜表面电阻率不断减小, 这是由于随着固化时间的推移, 树脂基料和固化剂的完全反应, 增大了相对分子质量及其分布范围, 导电填料之间的距离、接触状态发生变化, 即与树脂基料作用的溶剂会不断地从涂膜中挥发出来, 溶剂的挥发由- 湿-阶段进入- 干-阶段, 挥发速度会很慢, 由于溶剂的挥发, 基体树脂收缩, 这使得导电填料粒子之间的距离接近, 相互接触几率增加, 漆膜表面电阻率急剧下降, 导电性能提高; 当漆膜经过5 d 固化后, 溶剂蒸发完毕, 形成导电网络结构, 呈现良好的导电性, 漆膜表面电阻率趋于稳定, 达到优良的导电性能。图3- 干燥固化前、后填料状态2 2 - 浸油时间对漆膜导静电性能的影响对漆膜时效性能进行测试, 考察环氧导静电涂料在汽油中维持其导静电性的能力。将完全固化的环氧导静电漆膜试板浸泡在汽油中, 每隔若干时间取出测量一次表面电阻率, 每次测量需在表面溶剂完全挥发后进行, 测试结果见图4 所示。图4 - 浸油时间对漆膜导静电性能的影响