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0 前 言 氯醚樹脂是由75%氯乙烯和25%乙烯基異丁基醚共聚而成的聚合物。共聚物中不含可皂化的酯鍵和反應性的雙鍵,，且結合的氯原子十分穩(wěn)定，故由氯醚樹脂制成的涂層具有優(yōu)良的耐水性,、耐化學品腐蝕性,，具有優(yōu)良的物理性能，無毒,、耐酸堿鹽化工介質腐蝕,、浸泡性好,、耐老化性優(yōu)良，其涂層在柔韌性,、耐熱性,、紫外光穩(wěn)定性、耐酸性及抗粉化性方面均顯示了它的優(yōu)越性,。隨著我國經濟的發(fā)展和科學技術水平的提高,，氯醚樹脂重防腐涂料因其優(yōu)良的防腐性而被廣泛應用。 本工作研究了氯醚樹脂,、改性樹脂,、溶劑、顏料,、助劑對涂膜性能的影響,，制備了一種具有優(yōu)異的機械性能和貯存性，并且耐介質性,、耐鹽霧性和耐人工老化性優(yōu)異的氯醚重防腐涂料,。制備的重防腐涂料對金屬基體和混凝土基體有較強的附著力，可廣泛應用在船舶,、集裝箱,、化工廠、發(fā)電廠,、煉油廠,、鋼鐵廠、水利工程等戶外鋼結構防腐蝕保護涂裝中,。 1 實驗部分 1.1 主要原材料 氯醚樹脂MP-25,、MP-35、MP-45,，江蘇利思德,；75%601環(huán)氧樹脂二甲苯液、6101環(huán)氧樹脂,、828環(huán)氧樹脂,、丙烯酸樹脂101，江蘇三木,；氧化鐵紅,，陜西；金紅石鈦白粉,，無錫豪普,；滑石粉，800目,，遼寧大石橋,；沉淀硫酸鋇,，陜西富化；三聚磷酸鋁,，廣西；防沉劑MP-100,，洛克伍德,；氯化石蠟，西安,；分散劑,，BYK；二甲苯,、丁醇,、S-150，工業(yè)品,。 1.2 實驗參考配方 以氯醚樹脂,、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂為主成膜物,，加入溶劑,、顏料、防銹填料,、助劑按一定配比制成底漆和面漆,。參考配方如表1所示。  1.3 涂料的制備 用高速分散機將氯醚樹脂完全溶解于混合溶劑中,，配制氯醚樹脂液,，按表1配方分別將分散劑、膨潤土,、環(huán)氧樹脂和顏填料加入氯醚樹脂液中,，混合攪拌后，用砂磨機研磨至底漆細度控制到50 μm以下,，面漆細度控制到30 μm以下,。加入丙烯酸樹脂、52#氯化石蠟調漆,，用二甲苯溶劑調節(jié)涂料黏度為100 s(涂-4杯,，25 ℃)，高速分散20 min,，使用80目篩網過濾后包裝,。 1.4 性能測試結果 1.4.1 測試樣板的制備 按照GB/T 1727—1992涂膜一般制備法的要求，制備測試板,。干燥時間,、光澤,、附著力、沖擊強度,、柔韌性采用在馬口鐵板涂刷30～35 μm,，養(yǎng)護48 h后測試；耐酸堿性,、耐鹽水性,、耐鹽霧性、耐人工老化性采用在鋼板上按底漆2道,，面漆2道均勻涂刷,，涂膜厚度約150 μm，養(yǎng)護7 d后測試,。 1.4.2 涂層性能測試結果 涂層性能測試方法及測試結果如表2所示,。  2 結果與討論 2.1 成膜樹脂對氯醚重防腐涂料性能的影響 在化工大氣環(huán)境下應用的防腐涂料應化學穩(wěn)定好、耐酸堿性能優(yōu),、耐候性好,，優(yōu)異的抗腐蝕介質及氯離子的滲透和較好的施工性能，通用性強,，在金屬基材和混凝土建筑構件上具有優(yōu)異的附著力和防腐性能,，所以成膜物質的選用對涂料性能起著至關重要的作用。 2.1.1 氯醚樹脂和型號的選用對涂料性能的影響 氯醚樹脂是一種熱塑性樹脂,，氯醚樹脂的高分子結構中有較長的脂肪主鏈和異丁基醚支鏈存在,，使氯醚樹脂具有良好的內增塑性、柔韌性,、潤濕性和優(yōu)良的溶劑溶解性,。可溶于芳烴,、酯類和酮類溶劑中,，對各種底材有良好的附著力。氯醚樹脂中不含反應性雙鍵,，因此不易為大氣氧化而降解,，制成的涂層，耐大氣老化性和耐光穩(wěn)定性優(yōu)良,、不易泛黃及粉化,。且樹脂結構中不含可皂化酯鍵，并因結合的氯原子十分穩(wěn)定,，使涂料具有良好的耐水性,、耐化學品腐蝕性。 氯醚樹脂用于涂料生產的有MP-25、MP-35,、MP-45等多個型號,，氯醚樹脂的選用對涂料性能的影響見表3。  從表3可以明顯看出,，MP25氯醚樹脂在相同固含量下溶解黏度較小,，易做成高固體分涂料，有利于防腐施工一次成膜厚度需要,。本實驗決定選用MP-25型樹脂作為基礎樹脂,。 2.1.2 環(huán)氧樹脂對氯醚樹脂改性對涂料性能的影響 氯醚重防腐涂料中采用環(huán)氧樹脂改性，除了可提高對涂料的附著力外,，還可以利用環(huán)氧樹脂可與游離的酸發(fā)生反應提高涂料的貯存穩(wěn)定性作用，以及環(huán)氧樹脂的不干性,，增加氯醚重防腐涂料的增塑性,。可減少增塑劑在涂層中的遷移性易造成涂層失效,，影響設備的使用壽命,，工程返工，造成巨大的經濟損失,。 選擇常見的3種環(huán)氧樹脂601,、6101、828對氯醚樹脂進行改性實驗,，按照氯醚樹脂m(MP25)∶m(二甲苯)∶m(環(huán)己酮)∶m(丁醇)＝3∶4∶1∶2制成35%氯醚樹脂液,，與828環(huán)氧樹脂、6101環(huán)氧樹脂,、75%601環(huán)氧樹脂液的相容性見表4,。  從表4可以明顯看出，828環(huán)氧樹脂,、6101環(huán)氧樹脂與氯醚樹脂相容性較好,，可以任意比例混溶，75%601環(huán)氧樹脂液在35%氯醚樹脂液中加入量很大時,，出現不相容現象,，但當75%601環(huán)氧樹脂液在35%氯醚樹脂液中加入量很少時，有良好的相容性,，并且涂膜透明,，環(huán)氧樹脂分子量越小，相容性越好,，所以選擇氯醚重防腐涂料中采用828環(huán)氧樹脂進行改性,，在添加氯醚樹脂10%～30%的828環(huán)氧樹脂后，氯醚重防腐涂料在熱貯存穩(wěn)定性上有明顯的提高，涂膜的耐沖擊性在人工加速老化500 h前后基本沒有變化,。 2.1.3 丙烯酸樹脂對氯醚樹脂改性對涂料性能的影響 氯醚樹脂具有優(yōu)良的耐大氣老化性和耐光穩(wěn)定性,，不易泛黃及粉化，所以一般在面漆中很少采用丙烯酸樹脂改性,。丙烯酸樹脂對氯醚樹脂的改性,，主要應用丙烯酸樹脂提供良好硬度和耐溶劑性。 在氯醚防腐蝕底漆中,，因氯醚涂料耐二甲苯溶劑十分差,，完全干燥的氯醚涂料涂膜在接觸到二甲苯后，會很快溶解,，制備的氯醚防腐底漆通常與面漆配套時會產生嚴重的“滲紅”現象,。 從表5可以明顯看出，采用丙烯酸樹脂對氯醚防腐底漆改性,，能有效提高氯醚防腐底漆涂膜的硬度和抗溶劑性,，丙烯酸樹脂添加量大于10%時，鐵紅氯醚底漆配套面漆,，輥涂施工后不會出現“滲紅”現象,。  2.2 溶劑對涂料性能的影響 氯醚樹脂易溶于芳香烴、氯化烴,、酯類及酮類溶劑等,，常用溶劑有二甲苯、高沸點芳烴溶劑等,。氯醚樹脂涂料是揮發(fā)性干燥涂料,，溶劑如選擇不當，會影響涂料的施工性成膜性,。通過實驗,，氯醚重防腐涂料選擇二甲苯作為溶劑，丁醇,、高沸點芳烴和環(huán)己酮為輔的混合溶劑,，加入少量的丁醇和環(huán)己酮可提高樹脂的溶解力，丁醇能提高氯醚防腐涂料在成膜過程中的干燥速度[7],，加入高沸點芳烴或環(huán)己酮溶劑有助于防止干噴現象,，同時提高涂膜的流平性和防止起泡的風險。所以選擇氯醚重防腐涂料中溶劑的配比為m(二甲苯)∶m(環(huán)己酮)∶m(丁醇)＝60∶30∶10,。 2.3 助劑對涂料性能的影響 2.3.1 分散劑對涂料性能的影響 由于氯醚樹脂分子結構中含有較長的脂肪鏈和異丁基醚鍵,，對顏填料也有良好的潤濕性，通過研究分散劑對灰色氯醚面漆制漆分散效率,、貯存穩(wěn)定性和涂層外觀的影響,，篩選出適合氯醚防腐涂料的分散劑,。分散劑添加量統(tǒng)一按配方的0.3%加入，測試結果見表6,。  由表6可以明顯看出,，氯醚樹脂對顏填料有良好的分散性，但不能穩(wěn)定,，貯存后顏填料會出現絮凝,、硬沉底現象。氯醚重防腐涂料面漆中使用解絮凝分散劑,，對涂料貯存性幫助不大,，使用受控絮凝潤濕分散劑可以明顯地提高涂料的抗浮色能力和貯存穩(wěn)定性，所在氯醚涂料中使用受控絮凝型潤濕分散劑,，使用量在0.2%～0.5%時,，能有效提高氯醚重防腐涂料的抗浮色能力和貯存穩(wěn)定性。 2.3.2 流平劑,、消泡劑對涂料性能的影響 目前國內氯化聚烯烴類涂料大多采用輥涂施工,，由于氯醚重防腐涂料黏度高、表干快,，輥涂施工中產生的氣泡很難完全消除。為了提高氯醚重防腐涂料的裝飾性,、保護性和施工性,，需要加入流平劑和消泡劑來克服涂膜因氣泡而出現針孔等影響涂膜外觀、防銹及防腐能力的風險,。選擇常用可用于氯化聚烯烴類的消泡劑進行實驗,，實驗結果見表7。  由表7可以明顯看出,，選擇在氯醚重防腐涂料中加入配方總量0.1%～0.2%的1%硅油二甲苯液,，可解決輥涂消泡和流平問題。 2.3.3 增塑劑選擇對涂料性能的影響 氯醚樹脂因結構中含有較多的異丁基醚,，有較強的內增塑作用,，但是由于氯醚重防腐涂料中有大量的顏填料，使得氯醚樹脂自身的內增塑性遠遠滿足不了涂膜性能的需求,，需要加入外增塑劑提高涂膜的性能,。常見的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯或氯化石蠟,。增塑劑分子的相對分子質量較小,，在涂膜中具有一定的遷移性，隨著時間的推移和戶外高溫作用,，增塑劑會向涂層表面遷移損失而使涂膜性能變差,，使涂料的使用年限縮短或造成工程返工，形成巨大的經濟損失。所以選擇分子量相對較大和耐化學性,、耐水性優(yōu)的52#氯化石蠟為實驗用增塑劑,。 選擇52#氯化石蠟在氯醚樹脂中的不同添加量，通過對氯醚重防腐涂料的干性,、硬度和沖擊性能的考察,，52#氯化石蠟的添加量對涂料性能的影響見表8。  由表8可以明顯看出,，52#氯化石蠟加入后,，能改善氯醚涂料的柔韌性，但加量過多時會影響實干和硬度,，柔韌性也有所下降,，所以確定52#氯化石蠟加入量為配方的2%。 2.4 顏填料的選擇對涂料性能影響 氯醚涂料重防腐涂料,，具有優(yōu)異的耐介質性,、耐鹽霧性和耐人工老化性，所以選擇有較佳的耐介質性和耐候性,，耐曬牢度高,，耐溶劑、著色力和遮蓋力強的顏料,。面漆白色顏料選用表面進行處理過的金紅石型鈦白粉,，彩色顏料選用穩(wěn)定型酞菁藍、氧化鐵紅粉,、炭黑,、包膜中鉻黃等；防銹顏料選用磷酸鋅,、三聚磷酸鋁,、氧化鋅等具有較好防銹能力的顏料；填料選擇硫酸鋇,、滑石粉,、云母粉等。 2.5 配套涂膜厚度對涂膜耐鹽霧腐蝕的影響 氯化聚烯烴類防腐蝕涂料的性能與配套涂膜厚度密切相關,。配套涂膜厚度過低,，涂膜的屏敝性差，耐介質性和防腐蝕性能會明顯下降,，起不到防護的作用,。氯醚重防腐涂料配套涂膜厚度對涂膜耐鹽霧腐蝕的影響見圖1。  從圖1可以看出,，配套涂膜厚度較低時,，涂膜的屏敝性差,，起不到較好的防腐蝕作用；隨著配套涂膜厚度增加,，涂層的防腐蝕性能逐漸提高,；配套涂膜厚度超過70 μm時，涂層的防腐蝕性能有一個突升的現象,；氯醚重防腐涂料配套涂膜厚度在100 μm以上具有較好的防腐蝕性能,。綜合性能考慮，選擇氯醚重防腐涂料配套涂膜厚度設計在150 μm以上,。 2.6 施工對涂膜性能的影響 氯醚樹脂是乙烯基異丁基醚的共聚物,，采用水降法為連續(xù)相的懸浮聚合方法生產，是一種環(huán)境友好型產品,。氯醚樹脂涂料同其他氯化聚烯烴涂料一樣都易溶于芳烴,、氯化烴、酯類及酮類等溶劑中,，但可制成高固體分產品,，具有一次成膜厚的優(yōu)點?？刹捎盟⑼?、噴涂、輥涂等多種施工方式和與高氯化聚乙烯涂料,、環(huán)氧酯底漆,、環(huán)氧底漆、環(huán)氧中涂漆,、丙烯酸聚氨酯面漆等多種涂料配套，使用方便,。施工VOC小于520 g/L,，遠遠小于氯化橡膠、高氯乙烯,、氯磺化等氯化聚烯烴涂料,，是取代氯化橡膠、高氯乙烯,、氯磺化等涂料在化工大氣環(huán)境防腐的最好選擇和必然趨勢,。 3 結 語 通過利用氯醚共聚樹脂優(yōu)越的性價比與環(huán)保優(yōu)勢，采用以氯醚樹脂為基料,，選擇丙烯酸樹脂和環(huán)氧樹脂改性,，配以助劑、溶劑,、顏填料等材料,，制備的氯醚重防腐涂料具有優(yōu)異的貯存穩(wěn)定性,，涂膜具有優(yōu)異的防腐性和耐候性，對金屬基體和混凝土基體有較強的附著力,，可廣泛應用于混凝土及各種化工大氣環(huán)境的防腐的標識與防護,，如化工廠、橋梁,、工程機械,、港口設施、船舶和集裝箱等,。 |
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