导静电涂料是导电涂料中表面电阻率在105 ～ 109 Ω 范围内的一种涂料，用以消除静电放电产生的灾害或静电引力导致的各类生产障碍。使用导静电涂料对保证油品质量、确保安全生产、延长油罐使用寿命、减少清罐次数、减少轻质品损失、避免因罐体腐蚀而造成油罐穿孔和油品跑损等方面，均有重要的意义［1 － 5］。对于溶剂型环氧导电涂料，溶剂的广义是指那些用来溶解或分散基体树脂，形成导电聚合物溶液，并在导电聚合物固化成膜过程中挥发掉的液体中国机械网okmao.com。事实上，溶剂的功能远远不止于对树脂的溶解作用。虽然溶剂在涂料体系中只是暂时存在的成分，会在涂膜形成的同时挥发而除去，但是溶剂对成膜物质的溶解力决定了所形成树脂溶液的均匀性、黏度，溶剂的挥发对涂料的成膜质量、施工特性、干燥时间的影响也是不可忽略的。因此，溶剂的选择非常重要。
为了获得满意的溶解及挥发成膜效果，在溶剂型环氧导电涂料中很少采用单一的溶剂，往往采用混合溶剂，这样可以降低成本，改善漆膜性能和施工性能，提高溶剂的溶解能力。需根据以下几方面选择溶剂: ( 1) “溶解度参数相近”原则，溶剂的溶解度参数应该与树脂的溶解度参数相一致。这样可以很好地溶解树脂，防止树脂过早析出，避免电阻升高; ( 2) 溶剂的挥发性。挥发性是涂料用溶剂的另一个重要特性，它是决定漆膜干燥速度的重要因素，并且直接影响涂膜的形成及最终质量;( 3) 导电填料的导电性不因溶剂而受到影响; ( 4) 有利于涂料施工和贮存; ( 5) 配制涂料时，应尽量避免使用反应性溶剂。
本实验选用二甲苯和正丁醇混合溶剂作为环氧树脂的溶剂，研究不同比例的混合溶剂对环氧树脂的溶解能力，以及对漆膜导静电性能、耐油性能的影响。
1 实验
1. 1 主要原料
环氧树脂E － 20、正丁醇: 工业级，江苏三木化工股份有限公司; 二甲苯: 工业级，中国石油兰州石化公司; 二氧化钛: 化学纯，上海玉兔化工总厂; 胶体石墨: 化学纯，上海惠港石墨有限公司; 沉淀硫酸钡: 化学纯，山西省运城市南风集团; 聚酰胺固化剂: 化学纯，江苏三木化工股份有限公司。
1. 2 环氧导静电涂料制备工艺
环氧导静电涂料的具体工艺路线如图1 所示。
1. 2. 1 甲组分的制备
首先将环氧树脂E － 20 及混合溶剂按照质量比1∶ 1的比例加热、搅拌，使环氧树脂E － 20 完全溶解得到树脂液; 然后再加入颜料、助剂，搅拌均匀，经研磨机研磨到规定细度，即制得涂料甲组分。
1. 2. 2 乙组分的制备
将固化剂溶于混合溶剂中，搅拌均匀，即制得乙组分。
1. 3 漆膜的制备
根据国家标准GB/T1727—1979《漆膜制备法》制备环氧导静电漆膜，将底材( 马口铁片或钢板) 打磨、除锈、表面处理干净后，用无水乙醇擦净，晾干。将甲乙组分按质量比10∶ 1混合，配制成环氧导静电涂料，将其均匀涂刷在底材上，待室温干燥后测试其各项性能。
2 结果与讨论
2. 1 混合溶剂对环氧树脂的溶解力
溶剂的溶解力是指溶剂溶解成膜物质而形成均匀的高分子聚合物溶液的能力。混合溶剂对成膜物质的溶解力就是混合溶剂的溶解度参数和成膜聚合物溶解度参数的差距。
2. 1. 1 溶度参数对溶解力的影响
参数最相近，根据溶度参数相近原则，将二甲苯与正丁醇按体积比50∶ 50 混合作为环氧导静电涂料的混合溶剂为宜。同样，由计算可知，| δ溶剂－ δ固化剂| ＜ 3. 3 表明，环氧固化剂可溶解于二甲苯和正丁醇的混合溶剂中。
2. 1. 2 氢键力对溶解力的影响
溶剂氢键力可用氢键强度平均值( 相对值) 表征: 弱氢键力平均值为0. 3，中等氢键力平均值为1. 0，强氢键力平均值为1. 7。利用混合溶剂氢键力平均值计算公式，氢键力平均值=φ1A + φ2B + φ3C +…
查文献可知，二甲苯的弱氢键力平均值为0. 3，正丁醇的强氢键力平均值为1. 7，当二甲苯与正丁醇按体积比70∶ 30 混合后，混合溶剂氢键力平均值= 0. 7 × 0. 3 + 0. 3 × 1. 7 = 0. 72，接近中等氢键力平均值1. 0; 当二甲苯与正丁醇按体积比50∶50 混合后，混合溶剂氢键力平均值= 0. 5 × 0. 3 + 0. 5 × 1. 7 =1. 0，达到了中等氢键力平均值1. 0。理论表明，E － 20 环氧树脂更易溶于二甲苯与正丁醇按体积比50∶ 50 混合的溶剂中。因此，从混合溶剂( 二甲苯/正丁醇) 对环氧树脂的溶解力来看，确定二甲苯与正丁醇的体积比为50∶ 50，作为E － 20 环氧树脂导静电涂料的混合溶剂较适宜。
2. 2 混合溶剂对漆膜导静电性能的影响
本实验采用二甲苯和正丁醇作为环氧导静电涂料的混合溶剂，在导电填料用量一定时，二甲苯与正丁醇分别按质量比
1∶ 1、7∶ 3混合后制备环氧导静电漆膜，不同比例的混合溶剂对漆膜导电性能的影响如表2 所示。
由表2 可知，二甲苯与正丁醇按质量比1∶ 1混合后制备的导静电漆膜的表面电阻较小，二甲苯与正丁醇按质量比7∶ 3混
合制备的漆膜次之。
溶剂的挥发速率是影响漆膜导电性能的一个重要因素。随着混合溶剂( 二甲苯与正丁醇质量比为1∶ 1) 的挥发，环氧树脂在涂层成膜的后期才向填料粒子表面沉积，在此之前导电填料粒子已经充分接触，在此过程中环氧树脂仍溶解在溶剂中而不析出覆盖在导电粒子表面，即环氧树脂的析出较之导电粒子的连结晚一些，环氧树脂的收缩进一步减小了导电填料粒子间的距离，加强了粒子间的接触，促进了导电网络的形成，使得二甲苯与正丁醇按质量比1∶ 1混合后制备的漆膜具有良好的导电性;
由前面试验可知，当二甲苯与正丁醇按质量比7∶ 3配制的混合溶剂对环氧树脂E － 20 的溶解能力不是很强，在漆膜固化前导电填料仅仅是部分接触，部分环氧树脂就随着溶剂的挥发而向填料粒子表面析出，从而阻碍粒子间的直接接触，导致涂层的表面电阻较大。因此，确定二甲苯与正丁醇的质量比为1∶ 1。
2. 3 混合溶剂对漆膜耐油性能的影响
本实验采用二甲苯和正丁醇作为环氧导静电涂料的混合溶剂，将二甲苯与正丁醇分别按质量比1∶ 1、7∶ 3混合后制备漆膜，再将完全固化后的漆膜分别浸泡于汽油和航空煤油中，浸泡一定时间后，取出试样，擦干，晾干，称试样质量，记录漆膜的质量变化见表3。
从表3 可知，漆膜经汽油及航空煤油浸泡后，漆膜质量发生变化。随着浸油时间的延长，漆膜质量也逐渐增大，二甲苯与正丁醇按质量比7∶ 3混合后配制的漆膜经油品浸泡后漆膜增质量较大，即在浸油实验中，按二甲苯与正丁醇质量比为7∶3配制的涂膜耐油性较差，更容易引起涂层溶胀，更容易失去防腐作用。这主要是由混合溶剂对环氧树脂的溶解能力不同引起的，按二甲苯与正丁醇按质量比7∶ 3配成的混合溶剂不能完全溶解环氧树脂，部分环氧树脂就随着溶剂的挥发而向填料粒子表面析出，阻碍了粒子间的直接接触，涂层中出现了孔隙，导致油品向涂层中的孔隙扩散，引起涂层溶胀。因此，确定二甲苯与正丁醇质量比为1∶ 1。
3 结语
通过试验研究可以得到以下结论:
( 1) 从溶度参数及氢键力来看，二甲苯与正丁醇体积比为50∶ 50 配制的混合溶剂的溶度参数与环氧树脂的溶度参数最相近，并且混合溶剂氢键力达到了中等氢键力平均值;
( 2) 从漆膜导静电性能来看，二甲苯与正丁醇按质量比1∶ 1混合后制备的漆膜表面电阻较小;
( 3) 从漆膜耐油性能看，二甲苯与正丁醇按质量比1∶ 1混合后制备的漆膜耐油性能优异。
环氧导静电涂料混合溶剂的研究
李炳1，李艳红2，陈卫星1
( 1． 西安工业大学材料与化工学院，西安710032; 2． 西安利澳科技股份有限公司，西安710077)