抗静电涂料的应用及其发展
摘要抗静电涂料目前主要应用于石油贮运设备、有洁净级和杭静电需要的墙面和地面。
阐述了抗静电涂料在石油贮雄和地坪中的应用现状, 目前国家在枕静电涂料方面的现行标准及该涂料未来的发展方向。
抗静电涂料是一组体积电阻率在一,范围内的特种功能涂料。它济早的研究记载是在美国公布的导电胶**。日本在世纪年代就研究出银系和炭系为主的抗静电涂料,并应用于电子工业和**领域, 而对石油工业领域静电危害的认识到年代才完全成熟。我国在这方面的研究起步较晚, 但发展较快,尤其自年国家强制性要求石油罐采用抗静电涂料以来, 这类涂料在石油罐方面的应用迅速发展起来。随着现代科技的发展,一些有洁净要求和抗静电要求的墙面和地面的场所,如在电子电器厂房、计算机房、印刷厂、纺织厂及制药厂等的应用也多了起来,抗静电涂料受到越来越广泛而深人的重视。
添加型是导电填料、绝缘性成膜物、助剂和溶剂的混合物, 利用导电填料的导电作用产生防静电效果,其中按照导电填料的不同分为如下几类
有机类的导静电剂
炭系石墨、炭黑、炭纤维
金属类银、镍、铜
金属氧化物包覆物。
添加型抗静电涂料的应用较多。
抗静电涂料的应用
抗静电涂料的作用原理与分类
抗静电涂料由于含有导电成分, 电阻率低, 通常在扩一了范围,所以具有传导电流、排除物体积累的静电荷的作用。同时它又具备涂料的防护功能。
抗静电涂料按其成膜物质是否具有导电性分为两类本征型由具有导电性的聚合物为成膜物而不必另加导电材料的抗静电涂料此类涂料的合成、施工存在很多困难,成本也比较高, 抗静电涂料应用济多的是石油贮罐, 石油贮罐的设计寿命通常在一巧年日本是年, 基于贮罐如此长的使用寿命,高造价和贮存物质的重要性及特殊性, 对石油贮罐进行防护极为必要。根据所贮存油品的不同,分为原油贮罐、中间产品罐和成品罐。所有贮罐在使用过程中, 均存在两个共同的问题, 即静电和腐蚀。过去的一些应用中,由于对这两个问题的认识不足, 因而油罐爆炸、泄漏和穿孔的事故屡有发生。近年来, 我国在这方面的研究较多, 加之国家和行业的重视,在石油罐的防护和使用上也相继采用了抗静电涂料、防腐涂料及牺牲
阳极保护等一系列措施, 从一些报道和调查的结果来看,在实际应用中济主要的问题有个方面设计方案的不尽合理、涂料性能的不完善和施工管理不合要求。据一些调查显示,有些贮罐在大修期内就出现腐蚀而不得不停用、一些贮罐使用不到一年甚至未使用就出现了腐蚀、穿孔、坑蚀等现象。这些问题有很多是由于设计方案中涂层品种和厚度不合理所造成的。比如说原油,不同产地的原油的杂质成分相差很多, 运输方式及贮放地区的气候和环境不同, 就需要有不同的相应方案而由于油品的差异,油罐中的不同部位不能都采用抗静电涂料。有些设计则同时采用牺牲阳极与抗静电涂料, 其结
果由于加速了阳极的消耗, 反倒加速了腐蚀。涂层厚度的设计也是一个不容忽视的问题, 通常腐蚀渗透的速度与涂层厚度成正比, 据报道,一些涂层设计的厚度仅有加阿, 而国外导静电涂层的设计厚度基本上在林, 许多涂层厚度在林, 甚
至。因此, 涂层厚度的设计非常关键。弟二个突出的间题是抗静电涂料的选用,目前市面上抗静电涂料均为添加型。我们知道添加型抗静电涂料中目前使用的导电填料种类很多, 但每一类均有不同特点, 那么,应用场所也应该有所区别。在实践中发现, 炭系抗静电涂料, 如导电石墨和导电炭黑类,由于易发生迁移而对油品尤其是汽油、石脑油等产生污染,不宜在贮放此类油品的贮罐中采用而一些航空用油则不能采用含锌类抗静电涂料。另外,调查显示一些抗静电涂料的体积电阻率随着时间的推移而上升,那么当其指标处于标准要求临界状态时则需要重新进行抗静电方面的维护, 否则将会
产生事故隐患, 与此同时, 对于抗静电涂料在具备抗静电性能之外, 对石油贮罐具有普遍意义的要**耐腐蚀性和抗油品渗透性,这两项指标直接影响涂层的使用寿命, 实践中发现有一些抗静电涂料, 力学性能好, 但不耐油品腐蚀和渗透, 尤其是雄底板,上部油品的压力也加大了油品在涂层中的渗透性, 使得涂层很快变软、起壳、起泡, 溶在油品中, 其结果污染了油品,降低了油品的品质。因此,应用于石油罐的抗静电涂料一定要具有防腐性。良好的施工管理则是抗静电防腐涂料发挥作用的关键。常有“ 三分涂料,七分施工” 的说法, 目前施工管理不规范, 施工队伍素质不高, 施工人员参差不
齐, 在施工中, 经常有漏涂、涂装厚度不均匀及薄厚偏差过大等现象发生, 其结果必然在这些薄弱环节出现腐蚀问题,从而失去了防腐抗静电的作用。
在抗静电地坪方面的应用
随着高新技术的发展和高分子材料的广泛应用, 在一些电子行业, 如电子电器的厂房、计算机房静电问题突出,静电导致电子元器件损害甚至失效, 妨碍了生产过程和产品质量而印刷厂、纺织厂、制药厂及医院的手术室, 均要求洁净无尘、无静电。以前,在需要采用防静电地面的场所, 大多采用粘贴防静电板材的方法, 但近年来, 随着抗静电涂料技术的进步,采用抗静电地坪涂料涂装混凝土或水泥地面, 以获得抗静电地面。和传统贴板方式相比,采用抗静电地坪涂料具有表面平整美观、整体无缝、易清洁、易维修、抗静电效果长期持久有效、造价低等特点。抗静电地坪通常有层结构,
其中采用了抗静电底、面涂料。对于这种用于地坪的抗静电涂料, 既要求其电性能,同时对其耐磨性、耐水性、耐洗刷性及阻燃性等也有较高要求。目前这类涂料的效果较好, 应用也越来越广泛。
国内抗静电涂料的现行标准
鉴于石油罐和地坪的抗静电要求以及为规范抗静电涂料的生产与应用,我国近年先后发布并实施了一系列标准《液体石油产品静电可靠规程巧《石油与石油设施雷电可靠规范》厅《石油罐导静电涂料电阻率测定法》《轻质油品可靠静止电导率》内含一石油罐导静电涂料技术指标一厅《〕一侧沁《石油贮罐导静电防腐蚀涂料涂装与验收规范》厅一《防静电地坪涂料通用规范》厅《钢质储罐液体环氧涂料内防腐层技术标准乳这些标准主要针对石油、石油产品、油品储罐等有抗静电要求的场所提出了明确要求,尤其是明确提出了石油罐用抗静电涂料的技术指标中国涂料工业协会**发布的行业规范一汀一《拓《石油贮罐导静电防腐蚀涂料涂装与验收规弟期刘冬梅,等抗静电涂料的应用及其发展范》,对抗静电涂料的涂装和验收作了详细而科学的要求厅一《石油罐导静电涂料电阻率测定法》则提出了石油罐导静电涂料电阻率的检测方法。在这些标准中,对涂料的电性能—电阻率的要**表面电阻率为扩一扩, 体积电阻率为一‘ · ,该指标主要参照了美国国防部一一标准规定的钢质燃料贮槽内壁涂料的要求并与之一致。因此可以说, 就导电性能的要求而言,上述标准中电阻率的要求达到了国际水准。厅一是目前我国惟一一个抗静电地坪标准。
上述有关抗静电防腐涂料的国家标准的出台,必然对加强抗静电防腐蚀涂料的生产、施工和验收工作的监管, 起到积极和深远的影响。突出同时,随着现代科技的发展, 需要抗静电的场所越来越多环境保护的呼声也越来越高加之国家及行业对防静电灾害的重视,抗静电涂料必将以其价廉、易于施工、高效的优势得到更广泛而深人的应用。抗静电涂料市场期待开发新型、环保、长效、多功能的抗静电涂料品种,并在实际应用中,更加规范、科学地发挥其独特的作用。
抗静电涂料的发展趋势
抗静电涂料的种类较多, 且各有优缺点。金属填料类, 由于其价格昂贵、比重大、易氧化、而使用受到限制目前,在复合金属填料材料的研究方面非常活跃, 如银包玻璃珠等材料, 降低了成本,节约了资源, 尽管如此, 目前主要应用于**方面
炭系列填料虽然具有颜色深、不易分散、电性能不稳定的缺点, 但价格便宜, 目前在炭纤维和炭纳米管方面的研究较多同时,国内外对浅色抗静电涂料的研究和开发较多, 这类涂料以介电常数较大、价格较低和颜色较浅的物质作为芯核,以金属或半导体金属氧化物粉末作为包覆物而制成的导电粒子为导电填料当然较理想的则是本征型抗静电涂料。以导电聚合物作为导电成膜物的抗静电涂料的研究与开发始于世纪年代,这类涂料成膜物自身具有导电性, 不需添加导电填料, 可以预期,未来市场本征型抗静电涂料将是一种**竞争力的涂料品种。
结语
随着现代工业对石油需求的日益扩大, 石油贮备的任务更加繁重,石油贮罐防护的重要性也日渐
