專利名稱：一種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料及其制備和應用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及防腐涂料的配方和制備工藝，尤其涉及一種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料及其制備和應用方法。
背景技術：
炭系導電涂料除了導電優(yōu)良、安全持久以外，還具有成本低、無毒無害、電阻可調(diào)等優(yōu)點，是目前用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅、銀、金、鎳等貴重金屬的一種新型功能涂料，有著廣泛的應用前景。目前要求導電涂料具有高導電性、耐腐蝕性強等特性，因此對于炭系導電涂層的
進一步研究必須從以下兩個方面改進配方I)尋找性能更好的炭系導電填料。碳纖維質(zhì)輕、強度高，加之其具有一定的長徑t匕，有利于導電涂層中導電通路的形成，已經(jīng)逐漸成為導電填料體系中的后起之秀；2)選擇更好的粘結劑。傳統(tǒng)的粘結劑特定功能不多，附著力有待提高，事實上，目前使用的大多數(shù)與粘結劑相匹配的溶劑、固化劑都會對導電涂層的導電性能產(chǎn)生比較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，本發(fā)明提供了一種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料及其制備方法，該防腐涂料形成的導電涂層具有更好的導電性和結合強度。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案該防腐涂料按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成丙烯酸樹脂25 35份溶解劑45 60份環(huán)氧樹脂1 3份導電填料20 30份碳纖維和4飛份炭黑稀釋劑廣3份硅烷偶聯(lián)劑0. 3^0. 7份固化劑0. I 0.3份增稠劑0. 05 0. 2份。所述溶解劑為二甲苯、甲苯、乙酸乙酯或丙酮。所述碳纖維的純度高于99. 9%，粒度介于5 40微米，炭黑為乙炔炭黑。所述稀釋劑為環(huán)己烯、有機硅稀釋劑或氨基類稀釋劑。所述硅烷偶聯(lián)劑為KH-550。所述固化劑為甲苯二異氰酸酯(TDI)，增稠劑為無機增稠劑類、纖維素類、丙烯酸類或聚氨酯類增稠劑。上述碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料的制備方法，包括以下步驟
I)稱取丙烯酸樹脂，向丙烯酸樹脂中加入溶解劑，待丙烯酸樹脂充分溶解后加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻后再加入環(huán)氧樹脂，然后攪拌均勻得到透明狀的溶解液；2)將稱取的碳纖維以及炭黑均勻的放入溶解液中得混合液，然后進行攪拌，攪拌至混合液中的組分混合均勻、混合液呈粘稠狀、無可見顆粒得溶膠；3)向溶膠中加入稀釋劑，攪拌均勻后再加入固化劑，然后攪拌均勻，最后加入增稠劑并攪拌均勻。上述碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料的應用方法，包括以下步驟涂料制備好后，靜置10^40分鐘，然后在炭素體結構鋼基體上進行均勻涂覆，厚度不超過0. 2mm。所述涂覆之前對炭素體結構鋼基體進行除銹、用丙酮清洗，然后磷化。所述涂料在涂覆后在室溫下自然風干(初凝)，風干后的凝固時間大于等于12小 時，凝固過程中保證涂層所處環(huán)境干燥通風、遠離污染源；所述涂覆后的涂料凝固后，厚度介于0. 08 0. 13mm之間。為了提高涂層的耐腐蝕性能，本發(fā)明加入了炭系添加劑碳纖維，純度高于99. 9%、粒度介于5 40微米,生產(chǎn)商為上海水田材料科技有限公司。碳纖維強度高并有一定的長徑t匕，由于加入了碳纖維，導電涂層的致密性和與基體的結合強度都有了明顯的提高，這樣在根源上解決了導電涂層防腐性能差的難題；另一方面由于碳纖維的加入，涂層的微觀結構呈現(xiàn)出密集的織網(wǎng)形貌，這一結構則為改良后的導電涂層提供了導電通道。本發(fā)明采用偶聯(lián)劑對樹脂進行改性處理，一方面改善了導電填料在樹脂中的潤濕性和分散性，有利于提高涂料的導電性能，另一方面提高了樹脂的粘合性，有利于提高涂料的力學性能。由于環(huán)境復雜、鐵元素極易被氧化等原因，在進行涂覆之前本發(fā)明增加了磷化處理的前處理環(huán)節(jié)，這一工藝不僅可以明顯提高基體與涂層的結合強度，更重要的是使得基體表面成分均勻，從而在根源上避免了涂層可能出現(xiàn)氣泡或者缺陷等問題，進一步提高了防腐涂層在惡劣環(huán)境中的防腐性能。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例I)稱取丙烯酸樹脂(廠家荷蘭DSM捷利康，型號B_725) 30份，向丙烯酸樹脂中加入50份溶解劑(二甲苯)后攪拌1(T30分鐘，待丙烯酸樹脂充分溶解至透明狀后加入0. 5份硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)，攪拌均勻后再加入I. 8份環(huán)氧樹脂，然后攪拌均勻得到透明狀的溶解液；2)將稱取的25份碳纖維以及5份炭黑均勻的放入溶解液中得混合液，然后進行攪拌，攪拌時間大于20分鐘使混合液中的組分混合均勻、混合液呈粘稠狀、無可見顆粒得溶膠；3)向溶膠中加入2份稀釋劑(環(huán)己烯)，攪拌均勻后再加入0.2份固化劑(TDI)，然后攪拌均勻，最后加入0. I份增稠劑(西安歐科化工原料公司，羥丙基甲基纖維素)并攪拌均勻。涂料制備好后，靜置1(T40分鐘，然后在炭素體結構鋼基體上進行均勻涂覆，厚度不超過0. 2_。所述炭素體結構鋼基體為普通炭素體結構鋼Q235，涂覆之前對炭素體結構鋼基體進行除銹、清洗、磷化等前處理工作，保證基體材料表面質(zhì)地均勻、平整光潔。所述涂料在涂覆后在室溫下自然風干，風干后的凝固時間大于等于12小時，凝固過程中保證涂層所處環(huán)境干燥通風、遠離固體雜質(zhì)以及液體雜質(zhì)污染源。所述涂料采用普通涂刷工藝，要求涂層成分均勻、無氣泡、無坑洞、覆蓋完全、致密性好，保證凝固后，厚度介于0. 08、. 13mm之間。隨著碳纖維含量的增加，涂層的導電性能會逐漸降低，這主要是由于碳纖維本身的導電性能弱于炭黑，經(jīng)過多次試驗與驗證采用碳纖維含量為25份、炭黑的含量為5份，這一比例也恰恰是涂層綜合性能最優(yōu)化的配方。在強酸、強堿、以及強腐蝕性鹽的惡劣環(huán)境中，炭素體結構鋼基體與導電涂層的結合會受到非常嚴格的考驗，本發(fā)明采用的粘結劑以及與之相匹配的稀釋劑、固化劑、增稠劑等的含量分別為環(huán)氧樹脂I. 8份，環(huán)己烯2份，TDI0. 2份、羥丙基甲基纖維素0. I份，經(jīng)拉力試驗及腐蝕性實驗驗證其結合性能和防腐性能均最優(yōu)。附表I.不同環(huán)氧樹脂含量配方的附著力測試數(shù)據(jù)
權利要求
1.ー種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料，其特征在于該防腐涂料按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成 丙烯酸樹脂25 35份 溶解劑45 60份 環(huán)氧樹脂Γ3份 導電填料2(Γ30份碳纖維和4飛份炭黑 稀釋劑Γ3份 硅烷偶聯(lián)劑0. 3 0. 7份 固化劑0. Γ0. 3份 增稠劑0. 05 0. 2份。
2.根據(jù)權利要求1所述ー種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料，其特征在于所述溶解劑為ニ甲苯、甲苯、こ酸こ酯或丙酮。
3.根據(jù)權利要求1所述ー種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料，其特征在于所述碳纖維的純度高于99. 9%，粒度介于5 40微米，炭黑為こ炔炭黒。
4.根據(jù)權利要求1所述ー種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料，其特征在于所述稀釋劑為環(huán)己烯、有機硅稀釋劑或氨基類稀釋劑。
5.根據(jù)權利要求1所述ー種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑為KH-550。
6.根據(jù)權利要求1所述ー種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料，其特征在于所述固化劑為甲苯ニ異氰酸酯，增稠劑為無機增稠劑類、纖維素類、丙烯酸類或聚氨酯類增稠劑。
7.一種制備如權利要求1所述碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料的方法，其特征在于包括以下步驟 1)稱取丙烯酸樹脂，向丙烯酸樹脂中加入溶解劑，待丙烯酸樹脂充分溶解后加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻后再加入環(huán)氧樹脂，然后攪拌均勻得到透明狀的溶解液； 2)將稱取的碳纖維以及炭黑均勻的放入溶解液中得混合液，然后進行攪拌，攪拌至混合液中的組分混合均勻、混合液呈粘稠狀、無可見顆粒得溶膠； 3)向溶膠中加入稀釋劑，攪拌均勻后再加入固化劑，然后攪拌均勻，最后加入增稠劑并攪拌均勻。
8.—種如權利要求1所述碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料的應用方法，其特征在于包括以下步驟涂料制備好后，靜置1(Γ40分鐘，然后在炭素體結構鋼基體上進行均勻涂覆，厚度不超過0. 2mm。
9.根據(jù)權利要求8所述ー種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料的應用方法，其特征在于所述涂覆之前對炭素體結構鋼基體進行除銹、用丙酮清洗，然后磷化。
10.根據(jù)權利要求8所述ー種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料的應用方法，其特征在于所述涂料在涂覆后在室溫下自然風干，風干后的凝固時間大于等于12小時，凝固過程中保證涂層所處環(huán)境干燥通風、遠離污染源；所述涂覆后的涂料凝固后，厚度介于0. 08、. 13_之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種碳纖維接地網(wǎng)防腐涂料及其制備和應用方法，該涂料包括丙烯酸樹脂30份、溶解劑50份、環(huán)氧樹脂1.8份、導電填料25份碳纖維和5份炭黑、稀釋劑2份、硅烷偶聯(lián)劑0.5份、固化劑0.2份、增稠劑0.1份。施工前要對基體表面進行嚴格的前處理，要求基體表面光滑，無粉塵，無油污，施工時要求溶解劑、導電填料、固化劑等溶解充分，涂覆接觸良好，厚度均勻，表面平整，凝固階段要求環(huán)境干燥通風無污染，該涂料涂敷后的涂層均勻、結構致密、導電性能好，并具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。
文檔編號C09D7/12GK102952438SQ20121045279
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權日2012年11月13日
發(fā)明者宋忠孝, 鄧大勇, 王志惠, 孟瑜, 雷哲鋒, 程亮亮, 陳文強, 何喜梅, 閆斌, 李生平, 張海寧, 李玉海, 康鈞, 劉高飛 申請人:西安交通大學, 青海電力科學試驗研究院