高性能氯醚重防腐涂料的研制

   日期:2022-01-19     浏览:157    
核心提示:高性能氯醚重防腐涂料的研制□ 卫小星1,张东亚1,王清慧2,徐飞鹏1,马小强1(1.洛阳七维防腐工程材料有限公司,洛阳 471039, 2.
高性能氯醚重防腐涂料的研制
□ 卫小星1,张东亚1,王清慧2,徐飞鹏1,马小强1
(1.洛阳七维防腐工程材料有限公司,洛阳 471039, 2. 中油管道物资装备总公司,河北廊坊 065000)

0 前言
2009年以前,国内的树脂厂家基本上以CCl4溶剂法生产氯化橡胶树脂,以该树脂制备的防腐涂料具有良好的防腐性能,被广泛用于船舶、电力、石油化工等重防腐领域。2010年起,我国全面停止CCl4溶剂法生产氯化橡胶,给氯化橡胶防腐涂料市场造成了巨大的冲击,在此环境下,国内相继开发出了水相法氯化橡胶树脂、高氯化聚乙烯树脂、氯醚树脂,国内各涂料厂家也根据3种树脂的特性开发出相应的涂料产品,在防腐中广泛使用。在近年的研究和使用过程中,氯醚树脂比水相法氯化橡胶树脂、高氯化聚乙烯树脂更稳定,制备的涂料防腐性能更好,逐渐成为氯化聚乙烯烃防腐涂料的领军产品,有完全替代其他氯化聚烯烃涂料之势[1]。本研究介绍了一种高性能氯醚重防腐涂料,主要由氯醚树脂、改性树脂、助剂、溶剂、颜填料按照合理的配比配制而成,具有极佳的耐腐蚀性能,可以完全替代氯化橡胶防腐涂料、高氯化聚乙烯涂料、氯磺化聚乙烯涂料。

1 试验部分
1.1 原材料
氯醚树脂,改性树脂,金红石型钛白粉,触变剂,氧化铁红,润湿分散剂,消泡剂,二甲苯,环己酮,150目玻璃鳞片,325目玻璃鳞片,氧化锌,800目锌粉。
1.2 试验仪器
GFJ-30分散机,QZM-1锥形磨,DT501电子天平,QFZ型涂膜附着力试验仪,QCJ-120B涂膜冲击器试验器, QUV试验机,氙灯老化试验箱。
1.3 参考标准
GB/T 25263-2010《 氯化橡胶防腐涂料》。
HG/T 2661-95 《氯磺化聚乙烯防腐涂料(双组分)》。
1.4 试验配方(见表1~表4)




1.5 制备工艺
1.5.1 底漆制备工艺
称取所需40%氯醚树脂液、改性树脂、环己酮及部分二甲苯加入分散罐中,中速分散,加入触变剂、消泡剂,高速分散,加入氧化铁红高速分散后进入砂磨机研磨至细度合格,加入800目锌粉,高速分散20min,调整黏度合格后,60目筛过滤装桶。
1.5.2 中间漆制备工艺
称取所需40%氯醚树脂液、改性树脂、环己酮及部分二甲苯加入分散罐中,中速分散,加入触变剂、消泡剂,高速分散,加入屏蔽填料高速分散后进入砂磨机研磨至细度合格,加入150目玻璃鳞片,高速分散20 min,调整黏度合格后,40目筛过滤装桶。
1.5.3 面漆制备工艺
称取所需40%氯醚树脂液、改性树脂、环己酮及部分二甲苯加入分散罐中,中速分散,加入触变剂、消泡剂、润湿分散剂,高速分散,加入屏蔽填料高速分散后进入砂磨机研磨至细度合格,加入150目玻璃鳞片,高速分散20 min,调整黏度合格后,40目筛过滤装桶。
1.5.4 罩光清漆制备工艺
称取所需40%氯醚树脂液、改性树脂、消泡剂及部分二甲苯加入分散罐中,中速分散、调整黏度合格后,100目筛过滤装桶。
1.6 主要性能(见表5~表8)




1.7 配套防腐方案(见表9)

1.8 配套涂料的浸泡试验(结果见表10)

1.9 高性能氯醚重防腐涂料与水相法氯化橡胶防腐涂料、高氯化聚乙烯防腐涂料配套性能对比(见表11)

2 结果与讨论
2.1 改性树脂的选择
氯醚树脂虽然具有优良的耐水性、耐候性、阻燃性及施工干性快等特点,但其制备的涂膜光泽不高,丰满度饱满不高,二次重涂时易产生咬底现象,因此需要冷拼一部分改性树脂来提高氯醚树脂的综合性能。氯醚树脂与环氧树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂均有很好的相容性。加入环氧树脂可以提高树脂体系的稳定性、提高涂膜对基材的附着力、提高涂膜干燥性能,但加入过多时,制备的涂膜耐酸性能大大降低,浸泡时容易起泡;加入醇酸树脂明显可以提高氯醚涂料的丰满度、耐热性,但加入过多时,制备的涂膜干燥速度变慢、耐酸碱性能大大降低,浸泡时容易起泡、变色;加入丙烯酸树脂可提高氯醚涂料的光泽、提高涂膜的保光保色性及耐紫外线照射性,加入过多时涂膜脆性大,影响涂膜的冲击强度。通过大量试验研究,选择环氧树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂同时加入来改性氯醚树脂,其佳比例为:m(氯醚树脂)∶m(环氧树脂)∶m(醇酸树脂)∶m(丙烯酸树脂)=10∶1∶0.3∶0.2。
2.2 助剂的选择
(1)消泡剂:根据树脂特性合理选择消泡剂是必须的。通过试验选择汽巴精化的2720消泡剂,就可以达到满意的效果,佳的用量为总配方的0.3%~0.6%(质量分数)。
(2)触变剂:氯醚涂料中常用的是聚酰胺蜡触变剂,聚酰胺蜡大多是将脂肪酸酰胺在天然石蜡中乳化产生极性,再放入二甲苯预先膨润生成膏状触变剂,它的膨润结构成网状,有非常好的强度和耐热性,贮存稳定性好,在涂料体系中具有极佳的防沉效果,可提高涂料的触变性。通过试验选择法国克雷威利Extra触变剂,具有良好的触变效果,添加量为总配方的0.3%~0.8%(质量分数)。
(3)润湿分散剂:树脂对配方中颜料的润湿能力有限,需要加入合适的润湿分散剂来提高涂料的外观质量。通过试验选择毕克化学的220S和140S复配具有良好的效果,添加量为0.3%~0.6%(质量分数),加入量过多时,涂膜消光严重。
2.3 溶剂的选择
氯醚树脂可以溶解于芳香烃、氯化烃、酯类及酮类溶剂等,常用的溶剂是二甲苯,但本研究的配方加入少量环己酮来提高溶剂性,加入少量的极性溶剂,有助于酰胺蜡触变剂在体系中的活化,二甲苯与环己酮的混合比例为15∶1。
2.4 颜填料的选择
根据腐蚀环境来选择是颜填料是必要的,底漆采用氧化铁红+锌粉配合,锌粉起到阴极保护的效果,氧化铁红起到防锈、稳锈的作用;中间漆选择大片径的玻璃鳞片+屏蔽填料,延长腐蚀介质的渗透路径,具有良好的抗渗透性;面漆采用小片径的玻璃鳞片+金红石钛白粉配合,足可以抵御的抗紫外线的破坏,提高涂膜的耐腐蚀性、耐候性和保光保色性。
2.5 配套性的特点
为了保证涂膜具有良好的耐腐蚀性,对化学腐蚀严重的环境,建议整体采用氯醚体系的配方,其特点如下:
(1)阻燃性、附着力好,耐冲击,物理性能优良;
(2)盐雾性和耐干湿交替性能佳;
(3)干性快,具有优异的低温施工性能;
(4)涂膜层间互溶为一体,有优异的层间附着力。

3 结语
氯醚树脂通过合理的配方设计和配套设计,综合防腐性能方面远远高于目前市面上的任何一种含氯聚乙烯防腐涂料,可以完全替代氯化橡胶防腐涂料、高氯化聚乙烯涂料、氯磺化聚乙烯涂料。
 









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