抗靜電涂料的應(yīng)用及其發(fā)展
摘要抗靜電涂料目前主要應(yīng)用于石油貯運(yùn)設(shè)備、有潔凈級(jí)和杭靜電需要的墻面和地面。
闡述了抗靜電涂料在石油貯雄和地坪中的應(yīng)用現(xiàn)狀, 目前國(guó)家在枕靜電涂料方面的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及該涂料未來(lái)的發(fā)展方向。
抗靜電涂料是一組體積電阻率在一,范圍內(nèi)的特種功能涂料。它濟(jì)早的研究記載是在美國(guó)公布的導(dǎo)電膠**。日本在世紀(jì)年代就研究出銀系和炭系為主的抗靜電涂料,并應(yīng)用于電子工業(yè)和**領(lǐng)域, 而對(duì)石油工業(yè)領(lǐng)域靜電危害的認(rèn)識(shí)到年代才完全成熟。我國(guó)在這方面的研究起步較晚, 但發(fā)展較快,尤其自年國(guó)家強(qiáng)制性要求石油罐采用抗靜電涂料以來(lái), 這類(lèi)涂料在石油罐方面的應(yīng)用迅速發(fā)展起來(lái)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,一些有潔凈要求和抗靜電要求的墻面和地面的場(chǎng)所,如在電子電器廠房、計(jì)算機(jī)房、印刷廠、紡織廠及制藥廠等的應(yīng)用也多了起來(lái),抗靜電涂料受到越來(lái)越廣泛而深人的重視。
添加型是導(dǎo)電填料、絕緣性成膜物、助劑和溶劑的混合物, 利用導(dǎo)電填料的導(dǎo)電作用產(chǎn)生防靜電效果,其中按照導(dǎo)電填料的不同分為如下幾類(lèi)
有機(jī)類(lèi)的導(dǎo)靜電劑
炭系石墨、炭黑、炭纖維
金屬類(lèi)銀、鎳、銅
金屬氧化物包覆物。
添加型抗靜電涂料的應(yīng)用較多。
抗靜電涂料的應(yīng)用
抗靜電涂料的作用原理與分類(lèi)
抗靜電涂料由于含有導(dǎo)電成分, 電阻率低, 通常在擴(kuò)一了范圍,所以具有傳導(dǎo)電流、排除物體積累的靜電荷的作用。同時(shí)它又具備涂料的防護(hù)功能。
抗靜電涂料按其成膜物質(zhì)是否具有導(dǎo)電性分為兩類(lèi)本征型由具有導(dǎo)電性的聚合物為成膜物而不必另加導(dǎo)電材料的抗靜電涂料此類(lèi)涂料的合成、施工存在很多困難,成本也比較高, 抗靜電涂料應(yīng)用濟(jì)多的是石油貯罐, 石油貯罐的設(shè)計(jì)壽命通常在一巧年日本是年, 基于貯罐如此長(zhǎng)的使用壽命,高造價(jià)和貯存物質(zhì)的重要性及特殊性, 對(duì)石油貯罐進(jìn)行防護(hù)極為必要。根據(jù)所貯存油品的不同,分為原油貯罐、中間產(chǎn)品罐和成品罐。所有貯罐在使用過(guò)程中, 均存在兩個(gè)共同的問(wèn)題, 即靜電和腐蝕。過(guò)去的一些應(yīng)用中,由于對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)不足, 因而油罐爆炸、泄漏和穿孔的事故屢有發(fā)生。近年來(lái), 我國(guó)在這方面的研究較多, 加之國(guó)家和行業(yè)的重視,在石油罐的防護(hù)和使用上也相繼采用了抗靜電涂料、防腐涂料及犧牲
陽(yáng)極保護(hù)等一系列措施, 從一些報(bào)道和調(diào)查的結(jié)果來(lái)看,在實(shí)際應(yīng)用中濟(jì)主要的問(wèn)題有個(gè)方面設(shè)計(jì)方案的不盡合理、涂料性能的不完善和施工管理不合要求。據(jù)一些調(diào)查顯示,有些貯罐在大修期內(nèi)就出現(xiàn)腐蝕而不得不停用、一些貯罐使用不到一年甚至未使用就出現(xiàn)了腐蝕、穿孔、坑蝕等現(xiàn)象。這些問(wèn)題有很多是由于設(shè)計(jì)方案中涂層品種和厚度不合理所造成的。比如說(shuō)原油,不同產(chǎn)地的原油的雜質(zhì)成分相差很多, 運(yùn)輸方式及貯放地區(qū)的氣候和環(huán)境不同, 就需要有不同的相應(yīng)方案而由于油品的差異,油罐中的不同部位不能都采用抗靜電涂料。有些設(shè)計(jì)則同時(shí)采用犧牲陽(yáng)極與抗靜電涂料, 其結(jié)
果由于加速了陽(yáng)極的消耗, 反倒加速了腐蝕。涂層厚度的設(shè)計(jì)也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題, 通常腐蝕滲透的速度與涂層厚度成正比, 據(jù)報(bào)道,一些涂層設(shè)計(jì)的厚度僅有加阿, 而國(guó)外導(dǎo)靜電涂層的設(shè)計(jì)厚度基本上在林, 許多涂層厚度在林, 甚
至。因此, 涂層厚度的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。弟二個(gè)突出的間題是抗靜電涂料的選用,目前市面上抗靜電涂料均為添加型。我們知道添加型抗靜電涂料中目前使用的導(dǎo)電填料種類(lèi)很多, 但每一類(lèi)均有不同特點(diǎn), 那么,應(yīng)用場(chǎng)所也應(yīng)該有所區(qū)別。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn), 炭系抗靜電涂料, 如導(dǎo)電石墨和導(dǎo)電炭黑類(lèi),由于易發(fā)生遷移而對(duì)油品尤其是汽油、石腦油等產(chǎn)生污染,不宜在貯放此類(lèi)油品的貯罐中采用而一些航空用油則不能采用含鋅類(lèi)抗靜電涂料。另外,調(diào)查顯示一些抗靜電涂料的體積電阻率隨著時(shí)間的推移而上升,那么當(dāng)其指標(biāo)處于標(biāo)準(zhǔn)要求臨界狀態(tài)時(shí)則需要重新進(jìn)行抗靜電方面的維護(hù), 否則將會(huì)
產(chǎn)生事故隱患, 與此同時(shí), 對(duì)于抗靜電涂料在具備抗靜電性能之外, 對(duì)石油貯罐具有普遍意義的要**耐腐蝕性和抗油品滲透性,這兩項(xiàng)指標(biāo)直接影響涂層的使用壽命, 實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有一些抗靜電涂料, 力學(xué)性能好, 但不耐油品腐蝕和滲透, 尤其是雄底板,上部油品的壓力也加大了油品在涂層中的滲透性, 使得涂層很快變軟、起殼、起泡, 溶在油品中, 其結(jié)果污染了油品,降低了油品的品質(zhì)。因此,應(yīng)用于石油罐的抗靜電涂料一定要具有防腐性。良好的施工管理則是抗靜電防腐涂料發(fā)揮作用的關(guān)鍵。常有“ 三分涂料,七分施工” 的說(shuō)法, 目前施工管理不規(guī)范, 施工隊(duì)伍素質(zhì)不高, 施工人員參差不
齊, 在施工中, 經(jīng)常有漏涂、涂裝厚度不均勻及薄厚偏差過(guò)大等現(xiàn)象發(fā)生, 其結(jié)果必然在這些薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題,從而失去了防腐抗靜電的作用。
在抗靜電地坪方面的應(yīng)用
隨著高新技術(shù)的發(fā)展和高分子材料的廣泛應(yīng)用, 在一些電子行業(yè), 如電子電器的廠房、計(jì)算機(jī)房靜電問(wèn)題突出,靜電導(dǎo)致電子元器件損害甚至失效, 妨礙了生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量而印刷廠、紡織廠、制藥廠及醫(yī)院的手術(shù)室, 均要求潔凈無(wú)塵、無(wú)靜電。以前,在需要采用防靜電地面的場(chǎng)所, 大多采用粘貼防靜電板材的方法, 但近年來(lái), 隨著抗靜電涂料技術(shù)的進(jìn)步,采用抗靜電地坪涂料涂裝混凝土或水泥地面, 以獲得抗靜電地面。和傳統(tǒng)貼板方式相比,采用抗靜電地坪涂料具有表面平整美觀、整體無(wú)縫、易清潔、易維修、抗靜電效果長(zhǎng)期持久有效、造價(jià)低等特點(diǎn)。抗靜電地坪通常有層結(jié)構(gòu),
其中采用了抗靜電底、面涂料。對(duì)于這種用于地坪的抗靜電涂料, 既要求其電性能,同時(shí)對(duì)其耐磨性、耐水性、耐洗刷性及阻燃性等也有較高要求。目前這類(lèi)涂料的效果較好, 應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
國(guó)內(nèi)抗靜電涂料的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)
鑒于石油罐和地坪的抗靜電要求以及為規(guī)范抗靜電涂料的生產(chǎn)與應(yīng)用,我國(guó)近年先后發(fā)布并實(shí)施了一系列標(biāo)準(zhǔn)《液體石油產(chǎn)品靜電可靠規(guī)程巧《石油與石油設(shè)施雷電可靠規(guī)范》廳《石油罐導(dǎo)靜電涂料電阻率測(cè)定法》《輕質(zhì)油品可靠靜止電導(dǎo)率》內(nèi)含一石油罐導(dǎo)靜電涂料技術(shù)指標(biāo)一廳《〕一側(cè)沁《石油貯罐導(dǎo)靜電防腐蝕涂料涂裝與驗(yàn)收規(guī)范》廳一《防靜電地坪涂料通用規(guī)范》廳《鋼質(zhì)儲(chǔ)罐液體環(huán)氧涂料內(nèi)防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)乳這些標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)石油、石油產(chǎn)品、油品儲(chǔ)罐等有抗靜電要求的場(chǎng)所提出了明確要求,尤其是明確提出了石油罐用抗靜電涂料的技術(shù)指標(biāo)中國(guó)涂料工業(yè)協(xié)會(huì)**發(fā)布的行業(yè)規(guī)范一汀一《拓《石油貯罐導(dǎo)靜電防腐蝕涂料涂裝與驗(yàn)收規(guī)弟期劉冬梅,等抗靜電涂料的應(yīng)用及其發(fā)展范》,對(duì)抗靜電涂料的涂裝和驗(yàn)收作了詳細(xì)而科學(xué)的要求廳一《石油罐導(dǎo)靜電涂料電阻率測(cè)定法》則提出了石油罐導(dǎo)靜電涂料電阻率的檢測(cè)方法。在這些標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)涂料的電性能—電阻率的要**表面電阻率為擴(kuò)一擴(kuò), 體積電阻率為一‘ · ,該指標(biāo)主要參照了美國(guó)國(guó)防部一一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鋼質(zhì)燃料貯槽內(nèi)壁涂料的要求并與之一致。因此可以說(shuō), 就導(dǎo)電性能的要求而言,上述標(biāo)準(zhǔn)中電阻率的要求達(dá)到了國(guó)際水準(zhǔn)。廳一是目前我國(guó)惟一一個(gè)抗靜電地坪標(biāo)準(zhǔn)。
上述有關(guān)抗靜電防腐涂料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái),必然對(duì)加強(qiáng)抗靜電防腐蝕涂料的生產(chǎn)、施工和驗(yàn)收工作的監(jiān)管, 起到積極和深遠(yuǎn)的影響。突出同時(shí),隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展, 需要抗靜電的場(chǎng)所越來(lái)越多環(huán)境保護(hù)的呼聲也越來(lái)越高加之國(guó)家及行業(yè)對(duì)防靜電災(zāi)害的重視,抗靜電涂料必將以其價(jià)廉、易于施工、高效的優(yōu)勢(shì)得到更廣泛而深人的應(yīng)用。抗靜電涂料市場(chǎng)期待開(kāi)發(fā)新型、環(huán)保、長(zhǎng)效、多功能的抗靜電涂料品種,并在實(shí)際應(yīng)用中,更加規(guī)范、科學(xué)地發(fā)揮其獨(dú)特的作用。
抗靜電涂料的發(fā)展趨勢(shì)
抗靜電涂料的種類(lèi)較多, 且各有優(yōu)缺點(diǎn)。金屬填料類(lèi), 由于其價(jià)格昂貴、比重大、易氧化、而使用受到限制目前,在復(fù)合金屬填料材料的研究方面非常活躍, 如銀包玻璃珠等材料, 降低了成本,節(jié)約了資源, 盡管如此, 目前主要應(yīng)用于**方面
炭系列填料雖然具有顏色深、不易分散、電性能不穩(wěn)定的缺點(diǎn), 但價(jià)格便宜, 目前在炭纖維和炭納米管方面的研究較多同時(shí),國(guó)內(nèi)外對(duì)淺色抗靜電涂料的研究和開(kāi)發(fā)較多, 這類(lèi)涂料以介電常數(shù)較大、價(jià)格較低和顏色較淺的物質(zhì)作為芯核,以金屬或半導(dǎo)體金屬氧化物粉末作為包覆物而制成的導(dǎo)電粒子為導(dǎo)電填料當(dāng)然較理想的則是本征型抗靜電涂料。以導(dǎo)電聚合物作為導(dǎo)電成膜物的抗靜電涂料的研究與開(kāi)發(fā)始于世紀(jì)年代,這類(lèi)涂料成膜物自身具有導(dǎo)電性, 不需添加導(dǎo)電填料, 可以預(yù)期,未來(lái)市場(chǎng)本征型抗靜電涂料將是一種**競(jìng)爭(zhēng)力的涂料品種。
結(jié)語(yǔ)
隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)石油需求的日益擴(kuò)大, 石油貯備的任務(wù)更加繁重,石油貯罐防護(hù)的重要性也日漸
