氯醚树脂在防腐涂料中的应用.pdf

涂 料 与 应 用 2 0 0 9 年 第4 0 卷 第2 期 氯醚树脂 在防腐涂料中f Ill 应用 岳慧艳，崔俊峰，周筱朕(天津灯塔涂料工业发展有限公 司 天津 3 0 0 4 0 0)摘要：介绍 了氯醚树脂的特性、环 保优势以及其在防腐涂料 中的应用，通 过 应用 实 例展 示 了使 用 氯醚 树脂 制备 防 腐 涂料 的显著特 点，对 该 树 脂 的应用 前 景做 了展 望。关键词：氯醚树脂；防腐涂料；配 套 应用 1前言 现代 工 业 的不 断发 展 对 防腐 涂 料提 出 了更 高 的要 求，不 但 要求 其具 有 优 良 的抗腐蚀性能，还要求在涂料 的生产、使用等过程符合 国家的环保 法规。由于 合氯聚合物具有优 良的防腐性能，其 中 氯 化橡 胶 涂料 因其优 良的防锈、防腐、耐老 化 性 能，近 年来 被广 泛 应 用。但 由 于 氯 化 橡 胶 采 用C C 1 溶 剂 法 生产，造 成 了大气 臭氧 层 的破 坏 并对 人体 产 生 致癌 作 用，其 生产 受 到极 大 的 限制。根据 联 合 国 保护臭氧层维也纳公约和 关 于消耗臭氧层物质 的蒙特利尔议定 书 的有关进程要求，我国正在逐步淘汰消 耗臭氧层物质(O D S)的生产和使用，并 且将在2 0 0 9 年全面禁止生产溶剂法氯化 橡胶。与此同时，国内外都在大力开发 氯化橡胶的替代 品，氯醚树脂作为替代 氯化 橡胶 的 防腐涂 料基 料，以其优 越 的 价 格 和环 保优 势，应用 前 景十 分广 阔。与氯 化橡 胶 相 比，氯醚树 脂 不仅 无 毒，5 一 而且在涂层 的柔韧性、耐热性、紫外光 稳定性、耐碱 性、抗粉 化性等方面均有 优越 之处，而且 可与醇 酸树脂、硬树 脂、丙烯酸树脂、环氧树脂 以及增塑剂 混 溶。由于 聚合 度 的不 同，氯 醚树 脂分 为五种，旋 转粘度为2 5 士5 m P a s 的氯醚 树脂 以其适 宜 的 柔 韧性 和硬 度适 用 于制 备 防腐 涂料。2氯醚树脂在防腐涂料 中的应用 2 1 工业防腐涂料 由于 金 属腐 蚀造 成 的损失 巨大。因 此 防腐 涂 料 的研 究 一直 是金 属 防护 和涂 料 工 业 中的一 个 重要 课题。氯 醚树 脂涂 料 以其 不 易老 化、耐 水、耐 化 学 品、并 与多种底材有 良好 的附着力，适用于化 工 企 业 的钢 铁 结构，可 以 防止 工 业 大气 引起 的腐 蚀。氯 醚树 脂 可 以和 防锈 颜 填 料 配制 成 性 能 良好 的底 漆，也 可 以 与锌 粉 配制 成 富锌 底 漆，起 到 良好 的 防腐作 用；还 可 以与云 母氧 化 铁 配制 成 面漆，广泛应用于工厂的外管道及储槽等钢结 构 以及 与水和水蒸 气接触 的建 筑物。2 2 船舶、集装箱涂料 氯醚树脂涂料 的防腐能力是普通防 腐涂 料 的2 3 倍，涂层 具有优 异 的防水、耐 盐水、耐碱 性和 耐盐 雾 性，而且 配制 的涂料干燥迅速、使用简便，因此广泛 用 于 交通 运 输和 海 洋 工程 等 方 面。6 0 年 氯醚树脂在 防腐涂料 中的应用 代 到9 0 年 代，以氯 化橡 胶 涂料 为 主 的船 舶 漆 形成 了从 水 上 到水 下、从 船 壳 到 内 舱 系 列 化 的 配 套 体 系，包 含 十 几 个 产 品，曾经 是 中档 船舶 漆 的主 体。目前 氯 醚树脂涂料 已逐 步取代氯化橡胶涂料用 于船 舶 防腐 保 护，能很 好 满 足 目光 暴 晒 和 海水 侵 蚀 的 苛 刻要 求。有研 究表 明，氯醚 树 脂 配 以沥青、氧 化 亚 铜、铁 红 及 含 溴、碘 的碳 氢化 合 物 等，经 海水 浸 泡 后，仅 有5 面 积 钢 板 为 水 生 生 物 所 粘 附；加入氧化锌、苯基酚后具有较好 的 抗 污 性，能使 涂层 在 海水 中浸 泡2#-仍 不 被 沾污。德 国 的 巴斯 夫 公 司、日本 的立 邦漆、三 菱材 料 等 公 司及 波 兰开 展 了大 量 的氯 醚树 脂 船 舶 涂 料 的研 究，以氯 醚 树 脂 和烷 基 磷 酸 盐 混 合所 配制 的涂 料 用 于 脱 脂 钢板 上，室 温 干燥 一 星期 和4 0 c C 干燥 一 天后，涂 层耐 盐雾 达 到5 0 0 t ,时以 上。集装 箱 运 输 以其装 卸效 率 高、运 输 方便、安 全 性 好 等优 点 成为 国际 海上 运 输 的 主要 方 式 之 一，现 已投 入运 营 的集 装 箱超 过 二 百 万个，我 国 已成 为世 界 主 要 的集 装 箱 生 产基 地 之 一，供 国 内使 用 外，每 年 还 有 大量 的 出 口，其 发展 趋 势 非 常 迅 速。为 了确 保 集 装 箱 涂 料 的 质 量，国际 集 装 箱标 准 化 委 员会 对集 装 箱 涂 料 的鉴 定 和检 测 有 统 一 的规 定，即涂 料体系必须通过美 国K o n s t a n d t L a b 8 个 项 目、1 3 种 测 试，获 得 该 实验 室认 可证 书(总评分 超 过1 2 0)，才能 在集装 箱 上 使 用。氯 醚树 脂 涂 料 以其优 异 的 附着 力 和 耐 水 性 并 能保 证 涂 料 在 较大 温 度 变 化 范 围内的稳定 性而用 于集 装箱领 域。表1 K o n s t a n d t L a b 对集装 箱涂 料 的质 量标准 项 目 要求测 试条件 耐磨 性 2 5 0 g，1 0 0 0 转，m g 2 5 耐盐 雾 5 N a C 。3 5。c 1 6 8 h 大 气老 化 6 0 0 h，保 光率 19 0 色 变 2 柔韧性 1 2 m m-I 尊 由 弯1 8 f 1 通过 秣 着 力 划格 法(级)0 1 耐 盐 水 5 N a C 1 6 8 h 冲击 强度 N m 5 2 硬 度 铅 笔硬度 H 2 3 轻金 属 底、面漆 由于 铝、锌、镀 锌 钢板 和 其 它 非铁 金 属 是 很难 涂 上 涂 料 的，一般 的合 成树 脂 涂 料 不 能 与 它们 良好 附着，涂 层会 从 底 材 上 剥 离。而氯 醚 树脂 涂 料 以其 附着 力 强和 理 想 的 户外 性 能被 大量 用 在 车 库 门 窗、屋 顶 雨水 槽、灯柱 和 公 路 防撞 隔 离板 等。2 4 塑料涂料 在 塑 料基 材(如 聚 酯、硬 质 聚 氯 乙 烯、尼 龙、聚苯 乙烯、酚 醛 等)上涂 布 含 有 氯 醚树 脂 的涂 料，不 仅 可 以使 塑料 着 色，而且 具 有 抗 黄和 抗 粉 化 性 能，如 果 与丙烯 酸树脂 混合 效果 更佳。3 氯醚树脂在防腐涂料中的应用实例 使用氯醚树 脂制备底 漆、中涂漆、面 漆 并对 其 单 一底 漆漆 膜 性 能和 配 套 漆 膜 性 能进 行 对 比，结 果 见表2、表3、表 4、表5。6 氯醚树脂在 防腐涂料 中的应用 表2 配方举例 原 料名称 M P 底 漆 M P 中涂 M P 面漆 氯醚树脂 1 5 2 0 l 0 1 4 2 0 2 5 环氧 树脂 0 5 1 0 0 5 1 O 氧 化铁红 1 0 一l 5 滑石粉 1 3 1 8 7 1 0 8 一 l 2 氧 化锌 0 5 1 0 0 5 1 0 0 5 1 0 钛 白粉 1 8 2 3 锌黄 3 7 云母氧 化铁 3 0 3 5 铝粉 0 5 1 0 氯 化石蜡 3 5 2 5 3 5 1 0 防沉膏 8 1 2 1 0 1 8 6 1 0 流 平 剂 0 2 0 5 消泡剂 0 2 0 5 二 甲苯 2 5 3 O 1 5 2 0 2 5 3 0 表3 氯醚 系列 防腐涂 料性 能指标 检测项 目 M P 底 漆 M P 中涂 M P 面漆 漆膜 外观 平整 光滑 平 整 光滑 平 整光滑 粘度 s，(涂一4 黏度计，2 5 1。C)6 0 1 0 0 8 0 l 2 0 6 0 1 0 0 细度 m 5 0 5 0 3 O 表 干 时N h 0 5 0 5 0 5 实干 时N h 2 4 2 4 2 4 柔韧性 mm 1 1 l 耐冲击性 c m 4 0 4 0 5 0 着 力f 级 l 2 1 硬度 0 6 光泽 8 0 耐盐水 性(1 2 0 h)漆膜无 变化 7 氧醚 村 脂在 防腐 涂 料 中的应 用 丧4 喊漆 耐盐 雾 及耐 化学 介质 性能 比较 化学介质 P 底瀑 醇酸底漆 氧化橡胶底漆 环氧酯底漆 环氧富锌底漆 耐盐雾 5 0 0 h，无变f 匕 2 0 0 h，起泡、锈蚀 5 0 0 h，无变化 5 0 0 h，无变化 l O 0 0 h，无变化 5 H 2 S O 2 4 h，起泡 4 h，起泡 2 4 h，起泡 2 0 h，起泡 3 0 0 h，无变化 3 0 名H 2 S O 3 h，起迫 2 h，起泡 3 h，起泡 3 h，起泡 4 h，起泡 5 N a O H 2 4 h，板面粗糙 4 h 大泡 2 0 h，板面粗糙 4 h，起泡 2 4 h，起泡 3 0 N a O H 2 4 h，起小泡 2 h，起大泡 2 0 h，起小泡 2 4 h，起泡 7 2 h，起小泡 表 配 套涂 料体 系的性能指标 化学介质 环氧富锌底漆、M P 底添 氯化橡胶底漆 M p 底漆 P 中涂浮、M P 中涂漆 氯化橡胶 中涂漆 H P 中涂漆 H P 面漆 P 面漆 氯化橡胶面漆 丙烯酸面漆 耐盐寡 l O 0 0 h，少量小 7 0 0 h，少量小 7 0 0 h，少量小 7 0 0 h 少量小 泡 无锈蚀 泡，无锈蚀 泡，无锈蚀 泡，无锈蚀 5 H 2 S O。3 5 0 h，起小泡 2 0 0 h，壬 曼 大泡 1 5 0 h，起小泡 2 0 0 h，起小泡 3 0H S【1 6 0 0 h，轻徽失屯 6 0 0 h，轻微失光 1 5 0 h，板面起泡 1 5 0 h，板面起泡 5 N a O H 3 0 d，漆嗅无变化 3 0 N a O H 3 0 d，漆膜无变化 主：戌 漆 1 道 中：2 遂 面淳 道 底漆和 面 的厚度拧 在6 0-7 0 m，最终 复 溶 层的厚 度控 制在2 2 0 2 6 0 m一每道 海 层喷潦 间隔 时间 大干2 4 h，涂覆 底 漆、中凉 淬、面淬 后，在 室温 下放 置7 天 再在 化学 介质 中浸泡检测性 能 4结 果 与 讨 论 4 1 增塑 剂 的选 择 虽 然氯 醚 卡 对 本 身结 构 中含 有 较 多 的异 丁基 醚，有较 强 日 内增 型 性，但 由 于 颤填 料 的加 入，仅 仅 内增 塑作 用 是 不 够的，需加 入 f，、增 簟，正 确选 择 增 塑 剂对 于 改 变漆镬 j 性 能有 非 常 重 要 的作 碍 1。对增 塑刮 的 要 求罡 增 塑 效果 明 显并 能 够基 本上 接 近 氨 醚埘 脂 的 性 能，因此 氧 石蜡 为氧醚 埘 的 增 塑 荆最 合 适，它 除 了具 备上述 的要 求 以外，还 具 有 极 佳 的颜 料 润 湿 性和 分 散 性、与其 它 涂 料 用树 脂 的混 溶 性好 以及 优 良的耐 化 学 品性 能等。氯 化 石蜡 的用 量恰 当 时，漆膜 具有 良好 的 附 着力 和 耐 冲 击性，过 量 的 氯化 石蜡使 漆膜 的硬度 下 降，热 塑 性 不利，并 且会 使 漆 膜 产 生皱 皮、开 裂 和 沾 污。在 本 实验 氯醚 树 脂 系 列涂 料 中 氯化 石蜡 的添加量 为2 5。4 2 助剂 的选择 为 了提 高 涂料 的装 饰 性、保 护 性，漆膜 的表 面 状 态 至关 重 要。气泡 往 往会 给 漆膜 留下 缩孔、针 孔 等 弊病，不仅 影 响 漆膜 外 观，而且 造 成 漆膜 保 护 功 能 下 降。而漆 膜 的流平 性 不 好 会造 成 漆膜 表 面不平整，产生桔皮等弊病。因此在本 实验 氯醚 树 脂 系列 涂 料 中消泡 剂 和 流平 剂 的添 加量各 为0 2 0 5。8 氯醚树脂在 防腐涂料 中的应用 常用 的 防沉 剂包 括 有 机 膨 润 土和 气 相 二 氧 化硅，它们 都是 触 变助 剂，可增 加 涂 料粘 度，提 高 涂 料 的稳定 性、防止 颜 填 料 沉淀。实验 证 明这 两种助 剂 的防 沉 效果 相 当，考 虑价 格 因素，本 实验氯 醚树 脂 系列涂 料 中选 择有 机 膨润 土作 防 沉 剂。4 3 几种底漆性能对比结果 由表4 可 以看 出，氯醚 树 脂制备 的底 漆 耐盐 雾和 耐 化 学介 质性 能超 过 醇 酸 类 和环 氧 酯 类，虽 然没 有达 到环 氧 富锌 类 底 漆 的性 能，但 是 已经和 氯 化橡 胶底 漆 相 当了。4 4 配套涂层的性能对比结果 由表5 可 以看 出，底、中、面漆 全部 由氯醚树 脂 制备 的配套 涂 层在 耐 硫 酸性 能上 已经超 过 了氯 化橡胶 配套 涂 层，而 与环 氧 富锌底 漆 或 与 丙烯 酸 面漆 配套 也 能达 到 良好 的耐化学介质 性能。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，使 用氯 醚树 脂制 备 的底、中、面漆 的单 独 性 能和 配套 涂 层 已经达 到 或 超 过 氯 化橡胶 漆。随着 维 也纳 公 约和 蒙 特利 尔议 定 书在 中国 的推进 速度 不 断加 快，在 氯 化橡 胶 生产 面 临 巨大危 机 的今 天，氯醚树 脂作 为一 种 替代 氯化 橡胶 的 重 防腐 涂料 的 基料，有着 广 阔 的前景 与 市场潜 力，9