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（中国科学院成都有机化学研究所，成都，Tel：028-85236765）
一、项目简介
碳纳米管(CNTs)是一种永久性导电一维纳米碳材料，具有离域大P键、大比表面积和显著的隧道效应，特别适合作为导电功能体制备导电复合材料或导静电涂料。国外以CNTs为导电功能体制备的导电材料或导静电涂料均已商品化。
采用碳纳米管（CNTs）为导电功能体制备导静电涂料, CNTs添加量在2wt%以下。所获得的导静电涂料具有低温抗冲击强度高、粘结性好、颜色浅等优良综合性能，适用于储油罐、计算机房、汽车等防静电处理。
二、项目背景及现状
导静电涂料是近10年来迅速发展起来的一种功能性涂料，主要用于消除静电的危害。由于生产设备简单、施工方便、成本低廉等特点，导静电涂料得到了广泛使用。如计算机房使用导静电涂料，可避免由于静电的干扰而造成的计算机误操作；在储油罐内壁使用导静电涂料，可避免由于静电引起的火灾爆炸事故。
针对不同的应用目标，导静电涂料有不同的技术要求。以储油罐用的导静电涂料为例，不但要有导静电、防锈、防渗漏等性能，还必须具有耐油溶、耐高温、抗老化等性能。第一代储油罐用的导静电涂料采用金属或石墨为导电功能体，金属易被氧化，容易失去导静电的功能，现已不使用。而石墨导电功能体的加入量必须在15%-20%以上，虽然具有了导静电的功能，但导静电涂料的其它性能受到了严重影响。更为严重的是,由于石墨的加入量多, 油品很容易将石墨从涂层中抽提出来。悬浮于油品中的石墨不易分离，将严重影响油品的质量。因此，以石墨为导电功能体的导静电涂料已被石油化工行业建议不作为储油罐导静电涂料使用。
20世纪90年代出现的以SnO2/Sb02包覆的云母作为导电功能体，由于是氧化物，它克服了金属易氧化的缺点，且自身颜色浅，易于制备浅色或彩色导静电涂层，因此近年发展较快。但它同样存在加入量过大的问题（15wt%-20wt%），影响了涂料的其它性能。例如以SnO2/Sb02包覆的云母作为导电功能体的导静电涂料，其附着力和防腐性能就不能很好地满足储油罐对涂料的要求。储油罐用导静电涂料要求在具有优良导静电性能的同时，还应具有优良的防腐、防渗漏等性能。而目前使用的各种导静电涂料都无法满足这一要求。国家要求对储油罐强制进行导静电技术处理，一时还没有理想的导静电涂料。
CNTs是一种永久性导电物质，具有离域大p键、大比表面积和宏观隧道效应，特别适合作为导电功能体制备导静电涂料。我们的研究结果表明：CNTs添加量在2wt%以下就有很好的导静电效果，不仅导静电性能稳定，而且其它添加组份加入量可调幅度大，因而可以根据需要设计制备出多种具有特殊性能的导静电涂料。使用CNTs作为导电功能体制备导静电涂料，体现了纳米技术在改造传统产业中的重要应用，不但使导静电涂料具备了更为优良的性能，也为CNTs的大规模工业应用找到了新的途径。
国外以CNTs为导电功能体制备浅色导静电涂料已商品化，主要用于汽车涂料和其它高档导静电涂料。国内采用CNTs为导电功能体制备导静电涂料目前只有中国科学院成都有机化学有限公司开展了这项工作。2002年10月完成公斤级制备，主要技术指标达到或超过国家标准GB6950-2001的指标要求。
“以碳纳米管为导电功能体的导静电涂料制备技术研究” 于2002年10月获得国家“863”计划纳米材料专项支持，目前正在进行单次制备200千克涂料的中试研究。
三、市场分析
含CNTs导静电涂料因具有优异的综合性能，可广泛应用于电子、汽车和石油化工等行业的导静电场所，市场容量巨大，是CNTs大规模工业化应用的最现实的突破口。最近，国家开始实施加大石油储备、确保能源安全的政策，已将储油罐的导静电要求由非强制性改为强制性，储油罐用导静电涂料面临着极好的发展机遇。全国现有的石油储罐，进行了导静电处理的不到30%。如全部进行导静电处理，将需要导静电涂料10000吨以上，产值达4亿多元人民币。按一般发达国家石油储备够3个月使用的量计算，我国储油罐数量应增加6倍，导静电涂料的需求量将在60000吨以上，产值达25亿元。而目前国内能大规模的供应导静电涂料的厂家不多，使用CNTs作为导电功能体的导静电涂料产品目前还没有。
本项目实现预期目标后，生产技术可迅速进入市场，预计在储油罐导静电处理方面可占有25%的市场份额，仅此一项，产值就可达到亿元以上。本项目研究过程中产生的导静电涂料制备技术可指导计算机房用导静电涂料、汽车工业用导静电涂料、电子工业用导静电涂料的开发及推广应用，产生重大的经济效益和社会效益。
实现含CNTs的导静电涂料的生产和工业应用，不但能提高我国导静电涂料的质量档次，也为CNTs的大量应用创造了机会，有利于CNTs生产企业生存和发展，确保我国在CNTs生产和应用方面走在世界的前列。
四、导静电涂料主要技术指标
CNTs添加量小于涂料总重量的2wt%，Munsell值大于6.5，面电阻率小于108W，其他技术指标达到国家标准GB6950-2001的指标要求。
附件表：
含CNTs导静电涂料与市售含SnO2导静电涂料性能比较见表1
图1 CNTs的TEM照片
图2 含0.5 wt %碳材料的矿物油体积电阻率
资料来源自 “中科时代纳米网”
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