TST-3浅色耐温导静电防腐漆的研制
施铭德，娄润和， 周 爱，卢 奕 （武汉铁神化工有限公司， 430223）

1 前 言
在国民经济高速发展中，石油化学工业也迅速得到发展，石化炼油装置大量扩建并投入使用。与之配套的原料罐、半成品罐、成品罐、含硫污水罐、臭油罐、气柜等数量逐年增加。金属储罐与大气、生产用原材料及产品等介质，由于长期接触发生化学作用与电化作用。油品在加工运输过程中，经泵、阀门、管道等不断的磨擦、冲击、剪切产生静电，静电在其表面集聚产生高压形成事故隐患，极易引起爆炸火灾。因此，行之有效的方法是对油罐进行防腐导静电涂装，涂层除了具备防腐蚀性能外，还应具有导静电的性能，使油罐使用得到安全的保证。

2 对涂层防腐导静电耐热等性能的要求
涂层的导静电能力取决于其自身的电阻率，使静电安全消散，其静电半衰期应小于0.012s或总泄漏电阻在106Ω以下，由于载体带电为表面带电，1m2薄膜材料的表面电阻和静电荷半衰期对应关系如表1所示。中石化股份公司、石化股份炼[2001]89号文件第六章施工质量的检查和验收6.1.4规定:“涂层电性能测试结果，表面电阻均应＜109 Ω，且测试结果均应在同一数量级内”。静电半衰期＜0.012s其表面电阻应在≤109Ω。因总泄漏电阻＜106Ω对厚度为400μm，表面积为1dm2 涂层，体积电阻率在1010 Ω·cm 时，电阻为４×106Ω，所以体积电阻率≤1010Ω·cm（即表面电阻≤109 Ω）的涂层即具有导静电能力，且在特定工艺条件下，要求油品的储存温度在100℃以上。石墨、炭黑型导静电涂料虽已应用多年，但存在防腐性能失效以及污染油品等缺点，因此，近年来石化系统迫切需要浅色的导静电防腐涂料。

3 TST-3 浅色耐温导静电防腐漆性能
武汉高校新技术研究所为适应石化系统高硫含量油品用油罐的需要，经多年的实验应用研制成功了TST-3 浅色耐温导静电防腐漆。该产品由改性树脂、超微细导电材料、特种防腐功能颜填料、助剂等组成，合理配套底、中、面漆，使之具有防腐、耐高温、导静电、色泽浅等四大功能。涂料经检测中心检测其性能指标符合：油罐防腐和导静电涂料涂装规范和标准（GB 9650-2001），检测结果如表2 所示。

4 实验部分
4.1 成膜材料
导静电防腐涂料一般选用聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、改性环氧树脂为成膜材料，性能比较如表3 所示。

研究中优选综合性能优良，粘结性、耐腐蚀性好，耐温性、柔韧性优良的改性环氧树脂为成膜材料。在材料的高分子结构中具有对导电功能体有良好的亲和润湿性的基团和支链。
4.2 固化剂
胺类固化剂中脂肪族胺类固化剂毒性大，脂环族胺类固化剂可常温固化，但耐热性差。芳香族胺类固化剂固化后耐热、耐水、耐油性能好，但需加热熔融，固化慢。研究中选用改性芳香族胺类固化剂，固化后耐湿、耐温、低挥发性、低毒，不需诱导期，用量大，使用方便。
4.3 颜、填料
颜、填料应对钢铁表面有钝化作用，阻隔腐蚀介质，减缓腐蚀速度，增厚涂膜，有良好的封闭性和耐高温性，价格适中且无毒性。选用了浅色耐温的鳞片状金属氧化物，其粗糙表面能与导电材料紧密结合，有效屏蔽和阻止外来介质的渗透作用，因此耐温耐腐蚀性良好。
4.4 导电材料
导电材料超微细金属粒子，分散在成膜材料中，呈不连续状，彼此距离在30nm 以内时，发生隧道效应，有导电现象，当导电粒子体积分数达到临界值时，根据导电通道学，其粒子间相互连结成链，电子通过链移动产生导电现象。采用黑色导电材料可能被析出，悬浮于油品中，污染油品。金属氧化物氧化锡、氧化锆、氧化锑、氧化硒等均为良好的半导体，性能稳定，不会被再氧化，也不会污染油品。选用电位较钢铁低的超微细金属，使其在涂膜中作为牺牲阳极，形成氧化物，保护了作为阴极的钢铁，并对涂膜起到封闭作用，其附着力强，涂层有良好的粘结性、防腐性。研究中采用长径比大的导电功能材料，即烧结在片状云母表面的氧化物，加量适中，配以超微细导电材料，使其价格适中。
4.5 其它助剂
为使掺入的导电材料和颜填料表面张力下降，增加湿润效果，得到分散良好均匀的体系。涂料中加入分散剂等表面活性剂，为了进一步提高涂料界面性质，提高粘接性及涂膜的耐热性、耐水性、附着力、耐化学品性能、耐老化性，涂料中还添加了硅烷偶联剂等一系列助剂。

5 结果与讨论
5.1 改性环氧树脂实验
环氧树脂因含有极性高的脂肪羟基和醚键，其漆膜具有附着力好、耐化学品性等特点。但目前国内生产的环氧重防腐涂料存在许多弊端，如漆膜脆性大、耐温性、耐紫外线老化性能差等缺点。有两种改性方式即非活性物理混合型和活性接枝反应型。与增塑剂进行物理混合只能解决环氧树脂的脆性问题，还会影响环氧漆的耐化学品性能，时间长了可能会离析，影响储存产品质量。研究中选择了丁腈橡胶和环氧树脂进行接枝改性，赋予环氧树脂很好的韧性、耐油性、密封性、耐温性和耐老化性。改性环氧树脂涂膜在各种温度下浸入乙烯渣油中不同时间的状况见表4。

5.2 固化剂用量与涂膜耐热性的关系(见表5)
从试验结果表5中可以看出固化剂用量增加，涂膜的耐热性提高，但是超过一定的用量后，耐热性开始下降，一般固化剂用量为0.25～0.27。

5.3 导电材料用量对导电性能的影响
导电材料用量与导电涂层电阻率关系试验情况:当导电材料体积分数Vc ＜ Vt 时，未能形成网链结构，涂层不具有电子通道功能;Vc=Vt 时，形成网链结构Vt也称拐点，涂层具有电子通道功能；Vc ＞ Vt 时，涂层的电阻率随导电材料的加入量变化很小。

6 结 语
TST-3 浅色耐温导静电防腐漆采用改性耐温环氧树脂、浅色导静电材料、表面活性剂、颜填料、助剂等研制而成。经湖北省涂料检验中心、茂名石化检验中心等检验，各项技术指标均达到或超过国家标准的要求，符合使用单位加工国外高含硫油品的要求。作为油罐内防腐耐温高品质涂层，在九石化炼油厂和茂名石化炼油厂的油罐上已大面积使用，获得良好的效果，深受用户好评。