返回頂部
返回首頁
返回首頁
歡迎訪問  中國建材網   | 今天是   
中國建材網全新改版進行中! 我的訂單 | 會員中心 | [ 登錄 ] | [ 注冊 ]
平特二码
home 您現在的位置: 首頁 >金屬材料>產品資訊 > 詳細信息
改性碳納米管在水性環氧樹脂防腐抗靜電涂料中的應用研究,選取了實驗室自制的改性碳納米管,研究了其在水性環氧防腐涂料中的抗靜電的作用,對比分析了不同改性碳納米管對涂料性能的影響
2019年10月24日    閱讀量:699    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

防腐抗靜電涂料是一種在防腐的基礎上賦予了涂料導靜電性能的涂料。防腐抗靜電涂料能夠廣泛的用于石油化工工業、航空航天等各個領域,能夠消除靜電的危害,并有效的防止設備的腐蝕。按導靜電涂料的成分以及導電的機理, 主要可以分為本征型和摻合型兩類中國建材網cnprofit.com


本征型導靜電涂料,即聚合物本身具有導電性,但是合成和施工等方面具有很多困難,再加上成本較高,所以應用的范圍很窄;摻合型導靜電涂料,聚合物本身不具有導電性,靠摻入導電填料,具有操作方便、價格低等優點,所以應用廣泛。


碳納米管(carbon nanotubes, CNTs)具有很好的導電性且擁有較大的長徑比,因而很適合做導電填料。碳納米管為線形管狀結構,在環氧涂料中更容易相互接觸,因此添加很少的量就能達到防靜電技術要求,但是碳納米管之間存在較強π-π 鍵,由于范德華作用力的影響,導致碳納米管之間容易發生團聚,限制了其應用。


納米材料的加入可以有效的提高環氧樹脂/碳納米管涂層的耐腐蝕性。經過表面改性后的碳納米管具有良好的分散作用,可以均勻的分散在環氧涂層中,加強了環氧樹脂之間的緊密性,從而有效地填補了環氧樹脂中的空隙,構成了一個良好的屏蔽作用,有效的緩解了電解質溶液的進入,提高了環氧涂層的耐腐蝕性。


隨著碳納米管導電填料的增加,體系界面能過剩到一定的程度,碳納米管導電粒子開始形成導電網絡,體系的電阻率突降,從而使涂層具有導靜電能力,或者是涂層的導電不是靠導電粒子的直接接觸導電而是由于熱振動或內部電場作用使電子在粒子間遷移形成了電流。


本文研究了實驗室自制不同改性方法處理的碳納米管,分別制備了碳納米管/水性環氧防腐抗靜電涂料,測試了涂料的粘度、抗流掛性以及涂膜的流平性、力學性能、導電性能及耐腐蝕性能,選出了性能最優的碳納米管,并研究其對涂料的影響。

 

1 實驗部分

1.1 實驗原料和儀器

碳納米管,牌號為1#、2#、3#、4#,青島大學高分子材料研究所;A 組份水性環氧樹脂乳液及B 組份水性固化劑乳液, 青島海洋化工研究院。

分析天平TG328A,上海長江(國營)科學儀器廠;電子密度天平FA2104J,上海舜宇恒平科學儀器有限公司;SFJ-400 砂磨、分散、攪拌多用機,上海現代環境工程技術有限公司;數顯恒溫水浴鍋,金壇市雙捷實驗儀器廠;NDJ-79 旋轉式粘度計,同濟大學機電廠;QAG 型色漆流掛性測定儀,天津永利達材料試驗機有限公司;不銹鋼刮板細度計,天津永利達材料試驗機有限公司;G6 Mikrotest 磁性測厚儀,EPK 公司;ACL-380 表面電阻測試儀,美國;QFZ 漆膜附著力試驗儀,天津永利達材料試驗機有限公司;QCJ-120 漆膜沖擊器, 天津永利達材料試驗機有限公司;QTY-10A 漆膜彎曲試驗器,天津永利達材料試驗機有限公司。

1.2 實驗步驟

1.2.1 涂料制備工藝

配方:A 組份31g B 組份10g 1#、2#、3#、4# 碳納米管1.23g按照配方, 采用質量分數為3%的實驗室自制改性碳納米管1#、2#、3#、4#,分別制備碳納米管/水性環氧防腐抗靜電涂料,將A 組分和B 組份混合,用攪拌多用機攪拌10min,制備出混合均勻的狀態穩定的防腐涂料,然后加入碳納米管,超聲30min,制備出防腐抗靜電涂料。

1.2.2 測試方法

根據GB/T1723-93(《涂料粘度測定法》)測定加入不同碳納米管的涂料的粘度,根據GB/T9264-88(《色漆流掛性的測定》)測定涂料的流掛性,根據GB/T6950-2001(《石油罐導靜電涂料技術指標》)與涂膜的導電性進行比較,根據GB/T9274-88(《色漆和清漆耐液體介質的測定》)測定涂膜的防腐性,根據GB/T1720-79(《漆膜附著力測定法》)測定涂膜的附著力,根據GB/T1731-93(《漆膜柔韌性測定法》)測定涂膜的柔韌性,根據GB/T1732-93(《漆膜耐沖擊測定法》)測定涂膜的耐沖擊性能。

 

2 實驗結果與討論

2.1 涂料的粘度及流掛性的結果討論

使用不同改性方法處理的碳納米管,制備出不同的水性環氧防腐抗靜電涂料,其粘度和抗流掛性如表1。

不同改性碳納米管對涂料粘度和流掛性的影響

改性碳納米管在水性環氧樹脂防腐抗靜電涂料中的應用研究,選取了實驗室自制的改性碳納米管,研究了其在水性環氧防腐涂料中的抗靜電的作用,對比分析了不同改性碳納米管對涂料性能的影響 中國建材網,cnprofit.com

由表1 可知,碳納米管經過改性后對涂料的粘度和抗流掛性能影響比較大。未改性的碳納米管與水性涂料中的相容性差,涂料的流平性較差;2# 碳納米管在水性涂料中的分散性較差, 所以使的WC-2 涂料的流平性較差,粘度大;1#、3# 和4# 分別在WC-1、WC-3、WC-4 涂料中的分散性較好,因此涂料的粘度和流掛性能較好,流平性較好,可以形成致密的涂膜。

2.2 涂膜導電性的結果討論

不同改性方法處理的碳納米管對涂膜導電性的影響如圖1,由圖1 可知, 未經過表面改性的碳納米管制備的涂膜的表面電阻率為3×106Ω,WC-3 和WC-4 涂膜的表面電阻率比未處理碳納米管制備的涂膜低,導電性較好,達到了導靜電的要求,說明3# 和4# 碳納米管在水性涂料中的分散性好, 可以形成較多的導電網絡;WC-1 和WC-2 涂膜導電性較差,說明1# 和2# 可能與水性涂料的固化過程相互有影響,導致碳納米管在水性涂料中的分散性差,未形成導電網絡通道。

不同改性碳納米管對涂膜導電性的影響

改性碳納米管在水性環氧樹脂防腐抗靜電涂料中的應用研究,選取了實驗室自制的改性碳納米管,研究了其在水性環氧防腐涂料中的抗靜電的作用,對比分析了不同改性碳納米管對涂料性能的影響 中國建材網,cnprofit.com

2.3 涂膜防腐性的結果討論

按照GB/T9274-88(《色漆和清漆耐液體介質的測定》),對制備的涂膜進行耐3%NaCl 溶液的實驗,按照GB/T1766-2008(《色漆和清漆涂層老化的評級方法》)對涂膜耐介質的性能進行評級。按涂膜耐介質過程中出現的單項破壞等級來評定涂膜的綜合等級,可以分為六個等級:0、1、2、3、4、5,分別代表涂膜耐介質性能的優、良、中、可、差、劣。

表2 水性環氧/碳納米管防腐抗靜電涂膜耐3%NaCl 溶液14d 等級評定

改性碳納米管在水性環氧樹脂防腐抗靜電涂料中的應用研究,選取了實驗室自制的改性碳納米管,研究了其在水性環氧防腐涂料中的抗靜電的作用,對比分析了不同改性碳納米管對涂料性能的影響 中國建材網,cnprofit.com

水性環氧/碳納米管防腐抗靜電涂膜耐3%NaCl 溶液14d 等級評定

對制備的水性環氧/碳納米管防腐抗靜電涂膜進行耐3%NaCl 溶液實驗,其14d 腐蝕等級評定見表2。由表2 可知,WC-3 涂膜的防腐性最優,說明3# 碳納米管與環氧樹脂的相容性最好,因此涂膜的致密性較好,提高了涂膜的耐腐蝕性。

不同改性方法處理的碳納米管制備的涂膜防腐性見表3。

改性碳納米管在水性環氧樹脂防腐抗靜電涂料中的應用研究,選取了實驗室自制的改性碳納米管,研究了其在水性環氧防腐涂料中的抗靜電的作用,對比分析了不同改性碳納米管對涂料性能的影響 中國建材網,cnprofit.com

不同改性碳納米管對涂膜防腐性的影響

由表3可知,未經過改性的碳納米管制備的涂膜耐3%NaCl 溶液腐蝕能力小于24h, 而WC-1~WC-4 涂膜耐3%NaCl 溶液腐蝕能力超過了72h,WC-3 涂膜耐3%NaCl 溶液的腐蝕時間最長,大于10d。說明了經過改性后的碳納米管,使得與涂膜的相容性和分散性得到改善,形成了致密的涂膜層。其中3# 碳納米管制備的涂膜防腐性最優,4# 碳納米管制備的涂膜防腐性次之,1#、2# 碳納米管制備的涂膜防腐性較差。

2.4 涂膜力學性能的結果討論

不同改性方法處理的碳納米管對涂膜導電性的影響如表4。由表4 可知:WC-1、WC-3、WC-4 涂膜的附著力及耐沖擊性能有所提高,說明加入1#、3#、4# 碳納米管可以提高涂膜的力學性能;而WC-2 涂膜的附著力及耐沖擊性能降低了, 說明了加入2# 碳納米管降低了涂膜的力學性能, 進一步說明了2# 碳納米管與水性環氧樹脂的相容性較差或者可以說是與環氧樹脂的固化過程相互有影響。

不同改性碳納米管對涂料力學性能的影響

改性碳納米管在水性環氧樹脂防腐抗靜電涂料中的應用研究,選取了實驗室自制的改性碳納米管,研究了其在水性環氧防腐涂料中的抗靜電的作用,對比分析了不同改性碳納米管對涂料性能的影響 中國建材網,cnprofit.com

3 結論

按照配方,加入質量分數為3%的實驗室自制的改性碳納米管1#、2#、3#、4#,分別制備出了碳納米管/水性環氧防腐抗靜電涂料。當加入3#碳納米管時,涂料的表面電阻下降了3 個數量級,達到了抗靜電要求,同時防腐蝕性能優于國內所制備的水性防腐抗靜電涂料,并且涂膜的附著力及耐沖擊性能有所提高,綜合各種性能,實驗室自制的3# 碳納米管對水性環氧樹脂綜合性能提高最優,使得水性環氧樹脂涂料兼具有防腐性和導靜電性, 顯示了其在防腐抗靜電涂料領域的應用價值。


標簽:行業資訊原料動態建材百科產品資訊建材應用市場評論技術中心成品材料建筑基材涂料油漆建筑材料金屬材料
免責聲明: 本文僅代表作者本人觀點,與中國建材網無關。本網對文中陳述、觀點判斷保持中立,不對所包含內容的準確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。請讀者僅作參考,并請自行承擔全部責任。本網轉載自其它媒體的信息,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在一周內進行,以便我們及時處理。客服郵箱:[email protected] | 客服QQ:23341571
今日頭條Show更多
門戶手機版WeChat
掃描二維碼,獲取手機版最新資訊 手機版:中國建材網 您還可以直接微信掃描打開
全站地圖

深圳網絡警察報警平臺 深圳網絡警
察報警平臺

公共信息安全網絡監察 公共信息安
全網絡監察

經營性網站備案信息 經營性網站
備案信息

中國互聯網舉報中心 中國互聯網
舉報中心

中國文明網傳播文明 中國文明網
傳播文明

深圳市市場監督管理局企業主體身份公示 工商網監
電子標識

平特一肖历史开奖记录