改性高氯乙烯防锈涂料的研制

曹京宜.付大海.尹建平.杨光付
(海军涂料分析检测中心，北京100072)

1引言
    腐蚀不仅降低船舶等设备的使用可靠性、在航率和寿命，而且造成巨大的经济、军事损失。据统计，我国船舶的腐蚀损失约占维修费用的1/2。因此，搞好腐蚀防护的研究工作具有重要的经济和社会意义。
    目前舰艇维修普通舱室采用的还是价格较低的醇酸和环氧酷防锈底漆，这些品种的防锈漆因其耐水、耐候、耐化学品性能差，只有1一2年的保护期限，在严酷的环境中甚至少于半年。近年来，在大型舰船维修中逐步开始使用氯化橡胶系列涂料，但此种涂料贮存性能不够稳定，而且氯化橡胶一般是用天然橡胶合成的，我国天然橡胶资源不足，每年还需大量进口，所以制成的涂料成本较高，比醇酸类涂料高出80%以上;另外，因其在生产过程中污染大气，发达国家规定自2000年后限制它的生产，而我国也将在2010年开始限制氯化橡胶树脂的生产。    高氯化聚乙烯涂料具有优异的性价比，同时具有耐盐雾、耐水、耐稀酸、耐化学烟雾和干湿交替，并具有施工方便、涂装不受季节限制、可低温固化、无长涂装施工间隔要求、重涂性好等特点深受用户欢迎。
2试验部分
2. 1基料的选择
    由于氯化橡胶涂料贮存性能不够稳定且被限制生产，国内外积极寻找其替代品，其中共聚法生产的氯醋树脂、M1 P氯醚树脂和高氯化聚乙烯(HCPE)树脂的应用逐渐扩大。但是MP树脂价格太高，而氯醋树脂的耐水性欠佳，因此，国内外将主要发展方向转向HCPE，而且HCPE树脂的成本也较氯化橡胶低。以HCPE树脂取代氯化橡胶、氯磺化聚乙烯树脂是必然的趋势。新型高分子合成树脂HCPE，由于其分子链结构中不含双键，氯原子呈无规则分布，除秉承了聚乙烯良好的耐水性能以外，还具有良好的耐候性、耐臭氧性、耐燃性、耐化学品性和耐油性。以HCPE树脂制成的高性能防腐涂料是上公认的高性能防腐涂料，也是20世纪90年代以来我国正大力发展的涂料品种。但由于HCPE树脂是聚氯乙烯进一步氯化的产物，属脆性树脂，附着力较差，如果表面处理或施工不当，会产生整张剥离的弊病。因此，用其作为涂料的成膜物质必须进行大量改性工作。
2.2防锈涂料改性树脂的选择
    广泛筛选可与HCPE树脂相容的改性树脂，改进涂层附着力差、易脱落的缺陷。在用其他树脂来拼用时，必须考虑到既要改进HCPE树脂的缺点，又要尽量保留其优点。因此，应采用那些用量少而效果好的树脂，有时可同时采用几种树脂进行改性。由于HCPE树脂结构饱和、分子中不含双键、极性较低，需引入带有较多极性基团的树脂来改善涂层的附着力。试验时，先分别拼用HCPE树脂量的1/3的改性树脂(即HCPE树脂质量的1/3)，通过测定涂膜的物理机械性能和防腐蚀性能，综合考虑性价比，确定改性树脂的具体品种，再进行改性树脂用量的筛选。具体的树脂品种选择如表1所列。

注:①划圈法附着力;②拉开法附着力;③各项防腐蚀性能评分
  采用10分制，10分优，指无变化:0分差。
    从表1试验结果可发现，采用氯化石蜡、酮醛树脂、MP25、丙烯酸树脂、二甲苯树脂和附着力促进树脂，明显地改善了漆膜对底材的附着力;其中对附着力及各项耐腐蚀性能改进高的是MP25、二甲苯树脂和附着力促进树脂3种。但MP25和附着力促进树脂不仅价格昂贵，还需从国外进口，综合性价比等因素，决定选用二甲苯树脂为改性树脂，同时添加氯化石蜡作为增塑剂，以改善涂料的柔韧性等性能。
    二甲苯树脂是间二甲苯与甲醛在酸催化剂存在下缩合而得到的一种粘稠的树脂，具有较好的耐水、耐化学药品和电绝缘性能。它与各种树脂的混容性良好。在HCPE涂料中拼用二甲苯树脂作为成膜物质，涂膜的硬度、柔韧性、耐久性和耐擦洗性能显著提高;克服了HCPE涂料粘度高、附着力差和柔韧性不好的缺点;加之价格低廉，降低了涂料的成本，具有较好的综合性能，故选用其作为改性树脂。
2.3改性HCPE防锈涂料的配制
    XB2215改性高氯化聚乙烯防锈漆配方组成如表2所列。