在實際工業生產中，常遇到需要持續不斷地消除靜電的情況，比如：煤礦瓦斯排氣管道、通風口、抽水管道，煤氣貯柜、煤氣管道、油汽貯罐內壁、外壁防腐等。這些設備的防腐涂層需要有良好的導電性能，保證靜電及時消除，將爆炸可能降到最低限度。為此需要涂層既要能防腐，又要能導電。在環境介質易燃易爆時，涂層具有優異的導電性是非常必要的，能快速消除靜電火花、導除雷電、屏蔽高能射線（電焊電弧、高頻粒子流）等，確保財產及人員安全。該涂層必須通過煤碳部安標辦的檢測，通過專家論證。目前已經被廣泛應用于煤礦管道及支護設備防腐方面。

 

        引言：煤礦管道及支護設備長期處于潮濕、鹽、堿等惡劣工況下，加上瓦斯環境，要求即要能防腐保護管道不受腐蝕，又要能導除靜電，防腐止靜電在管道涂層表面積聚。一旦遇明火或高溫，又能阻止燃燒進行，達到抗靜電、抗燃燒、能防腐的目的。早期的礦井管道多采用塑料PE管道或布風筒，一旦發生火災，就會熔斷，失去通風和抽瓦斯功能，給搶救和人員生命帶來不便甚至災難。近年來煤炭部要求全部起用厚壁鋼管作為主通風管道（強度高，耐燒蝕、不會折彎變形）。而鋼管自身的防腐就提至首要考慮因素。為此，開發出即能導電、又能阻燃、兼顧防腐的涂料，能更好的服務于這一應用領域。節能、環保、環境友好型熔結環氧粉末涂料（FBE）體系，能很好地滿足這一要求，且成本低，施工方便，材料來源廣泛。我們的涂料就是基于這樣的背景研發出來的。
 

 

 

    外貌：超細粉末狀，黑色為主；存貯穩定；自體也具有導電特征，靜電噴涂或用其他涂覆方法施工于管道內、外壁，然后加熱熔融，維持溫度180度10-15分鐘，形成連續耐致密的涂膜，覆蓋于管材表面，將管材包覆起來，隔絕了金屬與外界介質的直接接觸。

 

    參數：

 

    粒徑：30—45um

 

    密度：1.4-1.5g/cm3

 

    固化條件：1800C*15min

 

    研究方案：

 

    首先，要滿足防腐性能要求，能通過CJ/T-120—2008標準檢測；

 

    其次，要能導電，表面電阻≦106歐姆；

 

    第二，要阻燃。要能通過煤炭部標準MT-181、MT-113檢測。新的統一標準正在制定中。

 

    為達到以上目標，我們首先確定采用熔結環氧樹脂體系；其次是導電材料選用摻雜導電材料，價格適宜，導電性能優異，與環氧體系混熔性良好，所得涂層致密；

    第三，從樹脂體系到阻燃添加劑，都選用了特殊功能的防火阻燃材料，達到國內先進水平。

 

    我們將碳納米導電纖維首次運用于礦井導電粉末涂料體系；同時將溴化雙酚A環氧樹脂引入阻燃粉末涂料體系，發明了“雙抗”防腐礦井管道專用粉末涂料，與以前該類管道用液體油漆相比，導電值顯著提高，阻燃性能明顯增強，涂層致密度高、硬度及耐磨性能提升到新的水平，涂層綜合性能達到同類涂層先進水平。再將有機磷系、成碳劑、發泡劑、氫氧化鎂鋁等復合阻燃劑運用到此涂料體系中，起到的很好的阻燃效果。

 

    2、關于解決重防腐問題的研究方向

 

    目前鋼質管道重防腐的主流是采用熔結環氧為主體成膜樹脂，以體型酚羥基固化劑配以一定量的線性酚羥基固化劑，以咪唑催化體系。環氧體系本身具有極好的防腐性能，柔韌性及附著力極佳，涂層致密不滲漏。優異的耐酸堿鹽及化學品腐蝕性能，抗氯化物滲透性良好。是礦井管道解決防腐問題的優選，但考慮到阻燃性，我們選擇了改性阻燃功能的環氧樹脂作為主成膜物質，使涂層各方性能兼顧。
 

 

  

    關于防腐方面的相關知識，以前的文章表述太多，這時就不多贅述。

 

    3、關于解決導電問題的研究方向

 

    讓涂層導電的方式常用的主要有兩種辦法，一種是摻雜導電，另一種是本征導電。摻雜導電涂料主體成膜物質本身無導電性，它以絕緣聚合物為主要成膜物質，在其中摻入導電材料而形成的涂料。它的導電性靠摻入的導電微粒來實現的，導電微粒提供自由電子載流子，摻入的導電材料這里主要是采用導電乙炔或導電石墨，將這些物質摻合到聚合物中，可使聚合物變為半導體。隨著導電材料加入量的增加，導電性越好，電阻率越低，該方法是目前最常用的實際應用方法，成本低廉，材料易取得，摻雜后導電性能持久穩定，導電值易調節。隨著導電填料粒子濃度的增加，粉末涂料的表面電阻率逐漸減小，當導電填料濃度達到某一臨界值時，粉末涂料的表面電阻率急劇減小，出現由絕緣性到導電性的性質突變。該臨界值稱為滲濾閾值。影響滲濾閾值的因素較多，包括導電填料的種類、結構及形態、粉末涂料基體與導電填料的相互作用、加工條件等。下圖是兩種導電材料結構式：
 

  

 

    本征導電因其材料不易取得，價格昂貴，難以在普通工業中得到廣泛應用，這里就不做詳細討論。這里采用導電聚苯胺摻雜，主要是利用其優異的自修復功能，一旦涂層在施工中有細微的破損，聚苯胺的特殊功能便發揮出來，可能快速自動修復漏點的防腐導電功能。

 

    4、關于解決阻燃問題的研究方向

 

    阻燃必須針對燃燒三要素：（可燃物質、助燃氧氣、維持燃燒的溫度），切斷其中任何一個環節，都能達到阻燃之目的。對于粉末涂料的配方設計而言，可以從三個方面同時著手。

 

    （1）減弱放熱、加速散熱、冷卻降溫、減少熱解和可燃氣體產生、抑制氣相燃燒。

 

    （2）釋放不可燃氣體，如N2、CO2、H2O；促進炭化，稀釋并隔離氧氣、減弱傳熱和傳質。

 

    （3）捕捉自由基，終止連鎖氧化、解聚反應。用燒蝕熔融殼體覆蓋可燃物質，阻斷燃燒進行。

 

    多聚磷酸銨是發泡劑，也是阻燃劑和催化劑；季戊四醇是成碳劑；三聚氰銨是發泡劑也屬阻燃劑。硅氧烷類偶聯劑主要作用是增加各種物料的分散性、潤濕性，提高涂層的耐火時間，起阻燃作用。準球型硅微粉和云母粉本來就是耐溫材料的首選，能降低成本并且增加固體含量。顏料最好選擇耐溫顏料，如：錳黑、鐵黑，鐵紅、鐵黃、鉻黃、鉻綠、鉻紅、鈷藍、鐵藍、石墨等。其他助劑品種也很多，比如：微膠囊紅磷、氫氧化鋁、氫氧化鎂、銻或溴的有機化合物、硼酸鋅、偏硼酸鋇等都是上好的阻燃劑。涂層經高溫灼燒后膨脹成疏松多孔結構，隔絕熱源。

 

    在實際生產中，我們采用將鈦白粉、硅微粉、硫酸鋇、復合阻燃劑等固含的成分，先用偶聯劑潤濕進行皮膜處理，然后熟化一段時間，再與樹脂等其他成分混煉制粉。所得粉末涂料表面流平較好，導電性能優異，光澤理想，與基材附著力優異，是理想的防腐導電阻燃材料。

 

  更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等等方面的國內外最新動態，我們網站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網http://www.heizuowen.com/。