抗靜電涂料的應用及其發展
摘要抗靜電涂料目前主要應用于石油貯運設備、有潔凈級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用現狀, 目前國家在枕靜電涂料方面的現行標準及該涂料未來的發展方向。
抗靜電涂料是一組體積電阻率在一,范圍內的特種功能涂料。它濟早的研究記載是在美國公布的導電膠**。日本在世紀年代就研究出銀系和炭系為主的抗靜電涂料,并應用于電子工業和**領域, 而對石油工業領域靜電危害的認識到年代才完全成熟。我國在這方面的研究起步較晚, 但發展較快,尤其自年國家強制性要求石油罐采用抗靜電涂料以來, 這類涂料在石油罐方面的應用迅速發展起來。隨著現代科技的發展,一些有潔凈要求和抗靜電要求的墻面和地面的場所,如在電子電器廠房、計算機房、印刷廠、紡織廠及制藥廠等的應用也多了起來,抗靜電涂料受到越來越廣泛而深人的重視。
添加型是導電填料、絕緣性成膜物、助劑和溶劑的混合物, 利用導電填料的導電作用產生防靜電效果,其中按照導電填料的不同分為如下幾類
有機類的導靜電劑
炭系石墨、炭黑、炭纖維
金屬類銀、鎳、銅
金屬氧化物包覆物。
添加型抗靜電涂料的應用較多。
抗靜電涂料的應用
抗靜電涂料的作用原理與分類
抗靜電涂料由于含有導電成分, 電阻率低, 通常在擴一了范圍,所以具有傳導電流、排除物體積累的靜電荷的作用。同時它又具備涂料的防護功能。
抗靜電涂料按其成膜物質是否具有導電性分為兩類本征型由具有導電性的聚合物為成膜物而不必另加導電材料的抗靜電涂料此類涂料的合成、施工存在很多困難,成本也比較高, 抗靜電涂料應用濟多的是石油貯罐, 石油貯罐的設計壽命通常在一巧年日本是年, 基于貯罐如此長的使用壽命,高造價和貯存物質的重要性及特殊性, 對石油貯罐進行防護極為必要。根據所貯存油品的不同,分為原油貯罐、中間產品罐和成品罐。所有貯罐在使用過程中, 均存在兩個共同的問題, 即靜電和腐蝕。過去的一些應用中,由于對這兩個問題的認識不足, 因而油罐爆炸、泄漏和穿孔的事故屢有發生。近年來, 我國在這方面的研究較多, 加之國家和行業的重視,在石油罐的防護和使用上也相繼采用了抗靜電涂料、防腐涂料及犧牲
陽極保護等一系列措施, 從一些報道和調查的結果來看,在實際應用中濟主要的問題有個方面設計方案的不盡合理、涂料性能的不完善和施工管理不合要求。據一些調查顯示,有些貯罐在大修期內就出現腐蝕而不得不停用、一些貯罐使用不到一年甚至未使用就出現了腐蝕、穿孔、坑蝕等現象。這些問題有很多是由于設計方案中涂層品種和厚度不合理所造成的。比如說原油,不同產地的原油的雜質成分相差很多, 運輸方式及貯放地區的氣候和環境不同, 就需要有不同的相應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。有些設計則同時采用犧牲陽極與抗靜電涂料, 其結
果由于加速了陽極的消耗, 反倒加速了腐蝕。涂層厚度的設計也是一個不容忽視的問題, 通常腐蝕滲透的速度與涂層厚度成正比, 據報道,一些涂層設計的厚度僅有加阿, 而國外導靜電涂層的設計厚度基本上在林, 許多涂層厚度在林, 甚
至。因此, 涂層厚度的設計非常關鍵。弟二個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電填料種類很多, 但每一類均有不同特點, 那么,應用場所也應該有所區別。在實踐中發現, 炭系抗靜電涂料, 如導電石墨和導電炭黑類,由于易發生遷移而對油品尤其是汽油、石腦油等產生污染,不宜在貯放此類油品的貯罐中采用而一些航空用油則不能采用含鋅類抗靜電涂料。另外,調查顯示一些抗靜電涂料的體積電阻率隨著時間的推移而上升,那么當其指標處于標準要求臨界狀態時則需要重新進行抗靜電方面的維護, 否則將會
產生事故隱患, 與此同時, 對于抗靜電涂料在具備抗靜電性能之外, 對石油貯罐具有普遍意義的要**耐腐蝕性和抗油品滲透性,這兩項指標直接影響涂層的使用壽命, 實踐中發現有一些抗靜電涂料, 力學性能好, 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, 其結果污染了油品,降低了油品的品質。因此,應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揮作用的關鍵。常有“ 三分涂料,七分施工” 的說法, 目前施工管理不規范, 施工隊伍素質不高, 施工人員參差不
齊, 在施工中, 經常有漏涂、涂裝厚度不均勻及薄厚偏差過大等現象發生, 其結果必然在這些薄弱環節出現腐蝕問題,從而失去了防腐抗靜電的作用。
在抗靜電地坪方面的應用
隨著高新技術的發展和高分子材料的廣泛應用, 在一些電子行業, 如電子電器的廠房、計算機房靜電問題突出,靜電導致電子元器件損害甚至失效, 妨礙了生產過程和產品質量而印刷廠、紡織廠、制藥廠及醫院的手術室, 均要求潔凈無塵、無靜電。以前,在需要采用防靜電地面的場所, 大多采用粘貼防靜電板材的方法, 但近年來, 隨著抗靜電涂料技術的進步,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、整體無縫、易清潔、易維修、抗靜電效果長期持久有效、造價低等特點。抗靜電地坪通常有層結構,
其中采用了抗靜電底、面涂料。對于這種用于地坪的抗靜電涂料, 既要求其電性能,同時對其耐磨性、耐水性、耐洗刷性及阻燃性等也有較高要求。目前這類涂料的效果較好, 應用也越來越廣泛。
國內抗靜電涂料的現行標準
鑒于石油罐和地坪的抗靜電要求以及為規范抗靜電涂料的生產與應用,我國近年先后發布并實施了一系列標準《液體石油產品靜電可靠規程巧《石油與石油設施雷電可靠規范》廳《石油罐導靜電涂料電阻率測定法》《輕質油品可靠靜止電導率》內含一石油罐導靜電涂料技術指標一廳《〕一側沁《石油貯罐導靜電防腐蝕涂料涂裝與驗收規范》廳一《防靜電地坪涂料通用規范》廳《鋼質儲罐液體環氧涂料內防腐層技術標準乳這些標準主要針對石油、石油產品、油品儲罐等有抗靜電要求的場所提出了明確要求,尤其是明確提出了石油罐用抗靜電涂料的技術指標中國涂料工業協會**發布的行業規范一汀一《拓《石油貯罐導靜電防腐蝕涂料涂裝與驗收規弟期劉冬梅,等抗靜電涂料的應用及其發展范》,對抗靜電涂料的涂裝和驗收作了詳細而科學的要求廳一《石油罐導靜電涂料電阻率測定法》則提出了石油罐導靜電涂料電阻率的檢測方法。在這些標準中,對涂料的電性能—電阻率的要**表面電阻率為擴一擴, 體積電阻率為一‘ · ,該指標主要參照了美國國防部一一標準規定的鋼質燃料貯槽內壁涂料的要求并與之一致。因此可以說, 就導電性能的要求而言,上述標準中電阻率的要求達到了國際水準。廳一是目前我國惟一一個抗靜電地坪標準。
上述有關抗靜電防腐涂料的國家標準的出臺,必然對加強抗靜電防腐蝕涂料的生產、施工和驗收工作的監管, 起到積極和深遠的影響。突出同時,隨著現代科技的發展, 需要抗靜電的場所越來越多環境保護的呼聲也越來越高加之國家及行業對防靜電災害的重視,抗靜電涂料必將以其價廉、易于施工、高效的優勢得到更廣泛而深人的應用。抗靜電涂料市場期待開發新型、環保、長效、多功能的抗靜電涂料品種,并在實際應用中,更加規范、科學地發揮其獨特的作用。
抗靜電涂料的發展趨勢
抗靜電涂料的種類較多, 且各有優缺點。金屬填料類, 由于其價格昂貴、比重大、易氧化、而使用受到限制目前,在復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,節約了資源, 盡管如此, 目前主要應用于**方面
炭系列填料雖然具有顏色深、不易分散、電性能不穩定的缺點, 但價格便宜, 目前在炭纖維和炭納米管方面的研究較多同時,國內外對淺色抗靜電涂料的研究和開發較多, 這類涂料以介電常數較大、價格較低和顏色較淺的物質作為芯核,以金屬或半導體金屬氧化物粉末作為包覆物而制成的導電粒子為導電填料當然較理想的則是本征型抗靜電涂料。以導電聚合物作為導電成膜物的抗靜電涂料的研究與開發始于世紀年代,這類涂料成膜物自身具有導電性, 不需添加導電填料, 可以預期,未來市場本征型抗靜電涂料將是一種**競爭力的涂料品種。
結語
隨著現代工業對石油需求的日益擴大, 石油貯備的任務更加繁重,石油貯罐防護的重要性也日漸
