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
有機(jī)類的導(dǎo)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(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
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)電填料種類很多, 但每一類均有不同特點(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,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(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?？轨o電涂料市場(chǎng)期待開發(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)
抗靜電涂料的種類較多, 且各有優(yōu)缺點(diǎn)。金屬填料類, 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發(fā)較多, 這類涂料以介電常數(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發(fā)始于世紀(jì)年代,這類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
