郭晓军?何鱼游??李小朋?孟春辉

(?中国石油集团工程技术研究院?,?天津?300451)

摘要：以氯醚树脂为基料?,?分别对颜填料与树脂的比例、增塑剂的选择与加入量、消泡剂的选择与加入量、防沉淀剂的加入量等进行了研究讨论?,?研制出具有良好的附着力、柔韧性?,?优异的耐盐雾性和耐光老化等特性的室外重防腐涂料。

关键词：氯醚树脂?;?防腐涂料?;?增塑剂?;?消泡剂?;?防沉剂

0?　引　言

氯醚树脂是氯乙烯?-?乙烯基异丁基醚树脂的简称?,?是由?75%?氯乙烯和?25%?乙烯基异丁基醚共聚而成的聚合物。氯醚树脂聚合物高分子的链结构?,?决定了其本身特有的性能?,?共聚物中的异丁基醚长链基团作为高分子链的支链存在?,?使得聚合物高分子不易堆砌紧密?,?结晶度降低?,?宏观表现为聚合物的柔韧性增强?,?说明乙烯基异丁基醚组分具有内增塑作用?,?使得聚合物形成的涂膜不加增塑剂已有足够的柔韧性?,?因而避免了因为添加外增塑剂的迁移损失而使涂膜变脆?[?1?]?。高分链中大量醚键的存在?,?使聚合物涂膜与底材有良好的附着力?,?即使在铝和锌金属的表面也有优良的附着力。共聚物中不含可皂化的酯键?,?并因结合的氯原子十分稳定?,?使涂料具有优良的耐水性、耐化学品腐蚀性。氯醚树脂中不含反应性的双键?,?因此不易为大气氧化而降解?,?其制成的涂层耐大气老化性优良、耐光稳定性优异、不易泛黄及粉化。故由氯醚树脂制成的涂层具有良好的耐水解性、耐光性、耐候性和耐化学腐蚀性。另外?,?氯醚树脂与其他多种高分子材料具有良好的混容性、故可利用本身的优点来对其他树脂进行改性。如可用其改性醇酸树脂涂料?,?能加快醇酸树脂涂料的干燥速度、增加涂层的耐候性、减少涂层剥落的趋向。德国?BASF?公司合成氯醚树脂后?,?随即在国外对其进行了开发利用?,?在防腐涂料、建筑涂料、防火涂料、食品容器和包装涂料方面得到很好的应用。随后日本吴羽公司、美国?GAF?公司也开始生产该种树脂。?2002?年以后?,?兰州中顺集团、杭州电化集团公司等单位也开始了该种树脂的生产?,?使树脂价格大大下降?,?这就为其能广泛推广应用奠定了基础。目前国内氯醚树脂主要应用于油墨行业?,?在防腐涂料领域应用较少。本项目研究主要内容是以氯醚树脂为基料?,?研制具有良好附着力、优异的耐盐雾性和耐光老化特性的室外重防腐涂料。

1?　实验部分

1.?1?　实验原料

氯醚树脂?MP?-?45:?BASF?公司?;?二氧化钛?R930:?日本进口?;?氯化石蜡?:?上海氯碱化工厂?;?消泡剂?:?德国?BYK?公司?;?紫外光吸收剂?:?台湾永光公司?;?气相二氧化硅?:?德固赛公司。

1.?2?　实验方法

1.?2.?1?涂料的配制

利用高速分散机将氯醚树脂溶于混合溶剂中?,?配制成?40%?的溶液待用?;?按表?1?配方分别将增塑剂、颜填料、防沉剂加入?40%?的氯醚溶液中?,?混合搅拌后?,?用锥形磨研磨两遍?;?在高速分散的条件下?,?加入消泡剂?,?用溶剂调节涂料黏度为?110s,?高速分散?10?min,?即得涂料成品。

表1　涂料配方

1.?2.?2?样板及试棒的制备

按国标?GB?/T1727?—?1992?漆膜一般制备法的要求?,?制备试片与试棒。其中耐盐雾性和耐光老化的试片、试棒的制备采用两道底漆三道面漆的涂层结构?,?涂层涂刷间隔保持在?4?h,?每道干膜厚度为?40?μ?m?左右?,?干膜总厚度大于?200?μ?m?。

1.?2.?3?性能测试

涂料及涂层的理化性能按相应的国家标准进行测试?,?测试结果如表?2?所示。

2?　结果与讨论

2.?1?　颜基比对涂层性能的影响

表?2?　涂料及涂层的理化性能指标

颜基比是涂料配方的基础?,?对于室外防腐涂料?,?颜填料过多?,?使涂层的理化性能大大下降?,?如表面成膜性差、耐候性下降等?;?颜填料过少?,?涂层遮盖力差、成本增加、涂料的综合性能下降。在本项目的研究中?,?面漆中选用了金红石型二氧化钛、滑石粉、酞菁蓝、铬黄等耐候型颜填料?;?底漆中选用了氧化铁红、滑石粉、重晶石粉、磷酸锌、氧化锌等颜填料?;?实验结果如表?3?所示。

表?3?　颜基比对面漆、底漆性能的影响

从表?3?可以看出?,?当涂料中颜填料与树脂比例过大时?,?涂料成膜性、理化性能都较差?,?随着树脂含量的增加?,?涂层综合性能变好?,?但同时涂料成本也随之增加。因此?,?面漆合适的颜基比为0?.?8∶1;?底漆合适的颜基比为2∶1?。

2.?2?　增塑剂对涂层性能的影响

氯醚树脂本身有较好的内增塑作用?,?但由于颜填料的加入?,?仅仅内增塑作用是不够的?,?需加入外增塑剂?,?外增塑剂的量应当越少越好?,?因为随着时间的推移?,?外增塑剂会向涂层表面迁移损失而使涂层变脆。通过实验研究?,?确定以氯化石蜡为增塑剂?,?效果明显。增塑剂对涂层性能的影响见表?4?。从表?4?可看出?,?在该项目中增塑剂在面漆、底漆中的加入量分别为?25%?和?40%?时?,?涂层综合性能{zh0}。

2.?3?　防沉剂对涂料性能的影响

防沉剂的量要适中?,?过少起不了防沉淀作用?,?过多会使涂料黏度增大、影响施工性能?,?同时增加成本。在本研究中?,?选用了气相二氧化硅作为防沉剂?,?它同时可赋予涂料良好的触变性。防沉剂对涂料性能的影响见表?5?。

表?4?　增塑剂对涂层性能的影响

注?:?增塑剂的含量是其相对树脂质量的百分数。

表?5?　防沉剂对涂料性能的影响

注?:?防沉剂的用量是以涂料质量计。

从表?5?实验数据可看出?,?当防沉剂在面漆、底漆中的加量分别为?0?.8?和?1?.?5%?时?,?涂料综合性能{zh0}?,?施工性{zj0}。

2.?4?　消泡剂对涂料性能的影响

消泡剂必须具有减弱和xx泡沫的能力?,?使用不当会产生副作用?,?除引起缩孔外?,?还会引起附着力降低、涂膜光泽下降等弊病?[?2?]?。消泡剂对涂料性能的影响见表?6?。从表?6?试验数据可看出?,?BYK?公司的?A?类消泡剂的用量少?,?效果明显?,?价格适中且对涂层附着力没有影响?,?故选择?A?类消泡剂?,?用量面漆为?1?.?6%?、底漆为?1?.?8%?。?B?、?C?类用量较大?,?不适合?,?且当用量过大时?,?还影响涂层的附着力。

2.?5?　涂料的中试应用

氯醚树脂重防腐涂料附着力强?,?具有优异的耐候性、耐盐雾性、耐光老化等?,?适用于室外钢结构、贮罐、管线等的防腐蚀。涂料研制成功后?,?于?2005?年?9?月在中石油大港油田的?2?个?500?m?3?溶剂罐进行了中试应用。钢材表面采用喷砂除锈?,?除锈等级达到?GB?/T?8923?规定的?Sa2?.5?级?,?涂层结构为两道底漆、三道面漆?,?涂层干膜总厚度为?200?μ?m?。经过?4?个多月的使用?,?涂层完好?,?没有发现任何问题?,?应用效果良好。

表?6?　消泡剂对涂料性能的影响

3?结　语

氯醚树脂防腐涂料具有良好的附着力、柔韧性等特性?,?即使在铝和锌金属的表面也有优良的附着力?,?应用范围广泛?;?涂层的耐盐雾达?2?500?h?、耐光老化性达?2?000?h?以上?,?这在外防腐涂料中是很突出的。总之氯醚树脂防腐涂料是综合性能优异的室外重防腐蚀涂料?,?应用前景良好。