改性氯醚防腐涂料的研究改性氯醚防腐涂料的研究李宁

改性氯醚防腐涂料的研究,改性氯醚防腐涂料的研究

改性氯醚防腐涂料的研究

王兴智，张小琴

摘要：介绍了氯醚树脂防腐涂层的性能 、 特点，研究探讨了氯醚防腐涂料配制过程中的原料选择及影响，展望了新型含氯重防腐涂料的应用前景 。

关键词：氯醚树脂；重防腐涂料；改性氯醚树脂

1 引言

众所周知，由于金属腐蚀能造成巨大的损失，所以重防腐涂料一直是金属防护和涂料工业中的一个重要研究课题 。 氯醚树脂是由 75% 氯乙烯和 25% 乙烯基异丁基醚共聚而成的聚合物，其无毒 、 无味 、 呈白色微细粉末状 它不含可皂化的酯键，分子链中氯原子结合又十分稳定，因此所制涂膜具有优异的耐水 、 耐酸 、 碱 、 盐腐蚀等性能；氯醚树脂不含反应性双键，因此不易被大气氧化而降解，所以涂膜耐光稳定性好，不易泛黄及粉化；又因氯醚树脂中含有共聚的氯乙烯醚键，从而使其与各种基材均能良好地附着 。 本文通过对氯醚树脂加以改性，制得了附着力佳，耐水性 、 耐化学腐蚀性 、 耐大气老化性等性能优良的底 、 中 、 面重防腐涂料，该涂料可广泛应用于石油化工企业的输油管道 、 储罐和桥梁等户外钢结构防腐蚀保护 。

2 试验部分

2.1 试验原料

氯醚树脂 (MP-25) ，江苏利思德化工；氯化石蜡，江阴海通化工；环氧树脂，江苏三木公司；金红石型钛白粉，美国杜邦公司；氧化铁红及防锈颜填料，国产；防沉剂 、 消泡剂，德谦化学公司；增稠剂 、 流平剂，德国毕克化学公司 。

2.2 氯醚防腐蚀涂料参考配方

氯醚防腐蚀涂料参考配方见表 1 。

表 1 氯醚防腐蚀涂料配方

2.3 性能检测结果

性能检测结果见表 2 。

表 2 氯醚防腐蚀涂料性能检测结果

3 结果与讨论

3.1 助剂的选择

增塑剂 : 虽然氯醚树脂本身的结构中含有较多的异丁基醚，有较强的内增塑性，但由于颜填料的加入，仅靠内增塑作用是不够的，需要加入外增塑剂，正确选择增塑剂对于改变涂膜的性能有非常重要的作用 。 可以选择邻苯二甲酸二丁酯 、 邻苯二甲酸二辛酯或氯化石蜡，它们不仅有良好的增塑性，而且还具有极佳的颜料润湿分散性和耐化学品性 。 由于氯化石蜡在受热的情况下其性能特别容易受影响，尤其在烘烤的施工环境下，涂膜易发脆，影响涂膜的附着力，所以在这里选择邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯 。 流平剂：为了提高涂料的装饰性 、 保护性 、 施工性和贮存稳定性，常需加入一些助剂 。 如为了提高面漆的流平性，需加入 BYK306 、 硅油等来解决针孔 、 橘皮等弊病 。 防沉剂：常用的防沉剂包括有机膨润土 、 气相二氧化硅，还有一些蜡状的防沉剂等 。 防沉剂的作用是增加涂料的黏度，提高涂料的稳定性，防止颜填料沉淀 。 试验证明，在氯醚涂料中加入德谦 229 防沉剂的效果最好，而且使用特别方便，配料时直接加入，与树脂 、 颜料 、 填料一起研磨即可 。 有机膨润土和气相二氧化硅加入后作用不是很大，分层问题严重 。 气相二氧化硅加入后，漆膜还容易产生针孔 。 做中间漆时，由于云母氧化铁加入量大，还要加入极性溶剂丁醇配合 BYK410 进行防沉，使该漆贮存稳定 。 一般贮存 1 a 无沉淀分层现象 。 消泡剂：户外大型钢结构的防腐蚀涂装一般采用辊涂或刷涂 。 其优点是涂料浪费少，施工方便，缺点是在涂装过程中易产生大量气泡，尤其是在辊涂时，氯醚防腐漆黏度大 、 表干快，如果抑泡消泡不好，施工中产生的大量气泡不能得到很快消除，会使涂膜出现针孔 、 鱼眼等弊病，严重影响涂膜的外观及防锈 、 防腐能力 。 以上问题除了调整体系溶剂的挥发速率外，还可以通过加入消泡剂来解决 。 不过，消泡剂使用不当也会产生副作用，除了引起缩孔外，还会引起涂膜光泽下降 、 附着力和耐水性降低 。 所以在加入消泡剂时要考虑到对产品综合性能的影响，可根据体系特性选择消泡剂的品种和添加量 。 通过试验，在氯醚防腐涂料中加入总量 0.2% ～ 0.5% 的德谦 5500 消泡剂，可获得比较满意的施工效果 。

3.2 防锈颜填料的选择

大多数用于涂料的颜填料都可以用于氯醚防腐涂料，应综合考虑涂层的防腐性 、 施工性及贮存稳定性，根据使用环境要求合理选择 。 底漆是涂料涂装防腐配套体系中最重要的基础涂层，它要求对底材必须具有良好的润湿性和优异的附着能力，不得存在针孔 、 砂眼 、 起泡等涂层缺陷，同时还应具备钝化 、 缓蚀封闭等防腐功能，与中间涂层或面漆的层间附着力良好，一般选用氧化铁红 、 磷酸锌 、 三聚磷酸铝 、 氧化锌等具有较好防锈能力的颜填料，以提高漆膜的复合增效防锈能力；中涂漆选用云母氧化铁 、 云母粉 、 铝粉 、 玻璃鳞片等片状颜料，可减少水蒸气渗透及抵挡部分紫外光对漆膜的破坏；面漆各方面性能要求较高，不仅要具有良好的附着力，还要具有优良的耐候性 、 抗腐蚀性和保光保色性，通常选用金红石型钛白粉 、 氧化铁红 、 耐光中铬黄等化学稳定性较好的颜料及云母粉 、 铝粉 、 磷酸锌等防锈颜料 。

3.3 溶剂的选择

溶剂对树脂的溶解性至关重要 。 氯醚树脂不溶于脂肪烃和醇类溶剂，能溶于芳香烃 、 氯化烃 、 酯类及酮类溶剂 。 常用的溶剂有二甲苯 、 醋酸丁酯 、 高沸点芳烃溶剂等，最常用的是二甲苯 。

3.4 改性树脂的选择

纯氯醚防腐涂料虽然具有优良的防腐性 、 耐水性 、 耐候性 、 阻燃性及涂膜快干性，但其单独形成的漆膜的耐溶剂性和丰满度较差，而且易在二次复涂时产生咬底现象 。 因此，单一选用氯醚树脂制备防腐涂料远远不能达到要求，需要与其它合成树脂拼用，才能获得较为理想的综合性能 。 氯醚树脂与环氧树脂 、 丙烯酸树脂 、 长油度醇酸树脂均有很好的混容性 。 与醇酸树脂拼用可制成丰满度好 、 成本低廉的防腐面漆；与丙烯酸树脂拼用可制得光泽度高 、 耐紫外线更加优良的防腐面漆；而环氧树脂的加入可进一步改善漆膜的附着力及防腐性能 。

3.5 氯醚防腐蚀涂料与其它含氯聚合物涂料的比较

⑴ 性能的比较

氯醚防腐蚀涂料与其它几种含氯聚合物涂料的性能比较见表 3 。

表 3 氯醚防腐蚀涂料与几种含氯聚合物涂料的性能比较

注：耐介质试验为复合涂层，包括底漆 1 道，中涂 1 道，面漆 2 道，最终厚度不小于 150 μ m 。

⑵ 施工方面的比较

氯醚树脂同高氯化聚乙烯 、 氯化橡胶一样都易溶于芳烃 、 氯代烃 、 酯类及酮类等溶剂中，使用特别方便，可制成高固体分产品，具有一次成膜厚的优点 。 该涂料可以刷涂 、 喷涂 、 辊涂，也可以和多种漆配套，如环氧酯底漆 、 环氧云铁中涂漆 、 丙烯酸聚氨酯面漆 、 高固含脂肪族面漆 、 高氯化底漆等 。 而过氯乙烯涂料固体含量很低，漆膜薄，需涂 6 ～ 10 道才能满足要求，在喷涂时，稀释剂加入量太少还会出现拉丝的现象，施工不方便 。 氯磺化聚乙烯涂料固体含量也低，在 30% 以内，单道干膜厚只有 10 ～ 20 μ m ，需多道施工才能达到规定的膜厚 。

4 发展前景

在氯化烯烃树脂生产过程中大量使用的氯代烃溶剂是四氯化碳，其排放对臭氧层有破坏作用，残留在树脂中的溶剂对人体有致癌作用 。 根据修订后的 “ 蒙特利尔议定书 ” 规定， 2000 年起禁止生产和使用四氯化碳，发达国家已从 1995 年起开始关闭以四氯化碳生产聚烯烃的装置，以水相悬浮法 、 非四氯化碳法等新技术代替 。 我国对全球作出逐步淘汰消耗臭氧层物质生产和消费的承诺，逐步停止和限制在氯化橡胶生产中使用四氯化碳， 2010 年完全停止四氯化碳的使用 。 氯醚树脂是乙烯基异丁基醚的共聚物，最早由德国的 BASF 公司开发，它采用水降法为连续相的悬浮聚合方法，是一种环保型产品 。 由于氯醚树脂含有共聚的氯乙烯醚键，可以保证在各种底材，包括轻金属如铝 、 锌 、 镀锌钢等表面上的良好附着力 。 这是其它氯化烯烃树脂涂料所不能比的 。 氯醚涂料在很多方面优于氯化橡胶涂料，在很多方面又与其相似，所以以氯醚树脂代替氯化橡胶涂料是最好的选择，也是必然趋势 。

5 结语

作为一种用于制造防腐涂料的共聚树脂，氯醚树脂具有优越的性价比与环保优势 。 通过大量的筛选，采用氯醚树脂拼丙烯酸树脂 、 环氧树脂，并配以各种助剂和稀释剂，制得了具有高防腐性能的涂料 。 该涂料的性能优良 、 光泽高 、 外观丰满 、 与底材的附着力极好 、 与多种涂料配套性好，可广泛应用于混凝土及各种大气环境下钢结构的标识与防护，如化工厂 、 桥梁 、 工程机械 、 港口设施 、 船舶和集装箱等 。

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