氯醚树脂在防腐涂料中的应用

data-full-width-responsive="true"> 0 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。由于含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 l4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2009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,氯醚树脂作为替代四氯化碳溶剂法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。与四氯化碳溶剂法氯化橡胶相比,氯醚树脂不仅无毒,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,并且可与醇酸树脂、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5种,旋转黏度为(255) m P as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。1 氯醚树脂在防腐涂料中的应用11 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。12 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。20世纪60～90年代,以氯化橡胶涂料为主的船舶涂料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,曾经是中档船舶涂料的主体。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,能很好满足日光曝晒和海水侵蚀。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 a仍不被沾污。德国的巴斯夫、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7 d和40 ℃干燥1 d后,涂层耐盐雾达到500 h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。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Konstandt Lab 8个项目、13种测试,获得该试验室认可证书(总评分超过120),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用于集装箱领域。见表1。13 轻金属底、面漆由于铝、锌、镀锌钢板和其他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、烟台、灯柱和公路防撞隔离板等。14 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,而且具有抗黄变和抗粉化性能,如果与丙烯酸树脂混合效果更佳。2 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涂膜性能和配套涂膜性能进行对比,结果见表2～表5。注：底漆1道,中涂漆2道,面漆1道。底漆和面漆的厚度控制在60～70 m,最终复合涂层的厚度控制在220～260m。每道涂层喷涂间隔时间大于24 h,涂覆底漆、中涂漆、面漆后,在室温下放置7 d再在化学介质中浸泡检测性能。3 结果与讨论31 增塑剂的选择虽然氯醚树脂本身结构中含有较多的异丁基醚,有较强的内增塑性,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,正确选择增塑剂对于改变涂膜的性能有非常重要的作用。对增塑剂的要求是增塑效果明显并能够基本上接近氯醚树脂的性能,因此以氯化石蜡作为氯醚树脂的增塑剂最合适,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、与其他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,涂膜具有良好的附着力和耐冲击性,过量的氯化石蜡使涂膜的硬度下降,热塑性不利,并且会使涂膜产生皱皮、开裂和沾污。在本试验氯醚树脂系列涂料中氯化石蜡的添加量为2％～5％。32 助剂的选择为了提高涂料的装饰性、保护性,涂膜的表面状态至关重要。气泡往往会给涂膜留下缩孔、针孔等弊病,不仅影响涂膜外观,而且造成涂膜保护功能下降。而涂膜的流平性不好会造成涂膜表面不平整,产生橘皮等弊病。因此在本试验氯醚树脂系列涂料中消泡剂和流平剂的添加量为02％～05％。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,可增加涂料黏度,提高涂料的稳定性、防止颜填料沉淀。试验证明这两种助剂的防沉效果相当,考虑价格因素,本试验氯醚树脂系列涂料中选择有机膨润土作防沉剂。33 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。34 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。4 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涂料。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,在四氯化碳溶剂法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四氯化碳溶剂法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。