CN102863854B - 一种高氯化聚乙烯防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐热性高氯化聚乙烯防腐涂料及其制备方法，属于防腐漆领域，其原料组成按重量份计为：高氯化聚氯乙烯10-40份，环氧树脂5-35份，含氟丙烯酸树脂5-25份，填料10-30份，颜料0.1-1份，分散剂0.05-0.5份，增塑剂0.05-0.5份，消泡剂0.1-0.5份，溶剂20-60份。本发明最终制得涂料可在50-80℃下使用、具有较高的耐热性、极佳的防腐性、优良的涂覆性和优异的加工性。

Description

一种高氯化聚乙烯防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于防腐漆领域，具体涉及一种耐热性高氯化聚乙烯防腐涂料及其制备方法。

背景技术

高氯化聚乙烯，又称HCPE树脂，氯含量超过60%，由于分子结构不含双键，大量的氯原子呈无规则分布，因此具有良好的耐候性、耐臭氧性、耐热老化性、耐燃性、耐化学药品性和耐油性。

目前，随着哥本哈根气候大会的召开，全球限制温室气体排放的需求日趋加快，高氯化聚乙烯防腐涂料已逐渐替代了氯化橡胶涂料。以高氯化聚乙烯为主要原料的防腐涂料具有以下特性：良好的阻燃性、防霉性能；优异的防腐性能；耐候性较好；与其他树脂的相容性较好；施工性能好；环保。由于上述的优良特性，高氯化聚乙烯防腐涂料被广泛应用于化工设备及管道、海洋、舰船、污水处理等设施的防腐，应用领域十分广阔。但是，由于高氯化聚乙烯耐热性不好，耐热温度一般不超过60℃，所以高氯化聚乙烯防腐涂料的耐热性较差，因此，提高高氯化聚乙烯防腐涂料的耐热性，拓宽涂料的适用范围，具有重要的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明通过共混改性，最终制得了一种可在50-80℃下使用的由复合树脂组成的高氯化聚乙烯防腐涂料。

本发明所述的高氯化聚乙烯防腐涂料，按重量份计，原料组成为：高氯化聚氯乙烯10-40份，环氧树脂5-35份，含氟丙烯酸树脂5-25份，填料10-30份，颜料0.1-1份，分散剂0.05-0.5份，增塑剂0.05-0.5份，消泡剂0.1-0.5份，溶剂20-60份。

本发明所述的高氯化聚氯乙烯分子量为1.0w-3.5w，其中氯的质量百分含量为60%-65%。分子量和含氯量为影响高氯化聚乙烯热稳定性的两个最主要因素，分子量为1.0w-3.5w、含氯量为60%-65%的高氯化聚乙烯具有较好的热稳定性而且成本不高。高氯化聚氯乙烯用量过大时，其他原料相对含量就会减少，从而导致涂料的耐热性差；用量过小时，涂料的耐腐蚀性不佳，因此其用量为10-40份。

本发明所述的环氧树脂为环氧树脂E51或环氧树脂E55。环氧树脂E51和环氧树脂E55属于双酚A型环氧树脂，含有较大的刚性基团苯环，环氧值较高，分子链较短，故耐热性较好，而且同材料的粘合性较好。其用量过大将降低涂料的耐腐蚀性，用量较小时则降低涂料的耐热性及涂料同底物的粘合性，因此本发明采用的用量为5-35份。

本发明所述的含氟丙烯酸树脂是由甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯中的一种或两种单体共聚合成，当仅采用其中一种单体时，该单体发生自聚。其合成方法采用本领域的常用技术即可。本发明采用含氟丙烯酸树脂具有以下几个优点：1、含氟丙烯酸树脂可以改善漆膜的光泽和硬度，提高耐候性和保光保色性；2、含氟丙烯酸树脂的耐热性比较好，可以有效提高涂料的耐热性能；3、由于其为丙烯酸类树脂，所以具有较高的成膜性能，同其他树脂相容性较好。发明人经过长期试验摸索发现，含氟丙烯酸树脂用量过大将降低涂料的耐腐蚀性，用量较小时则降低涂料的耐热性及成膜性，因此本发明中含氟丙烯酸树脂的用量为5-25份。

为了降低制造成本，本发明以钛白粉或锌粉或其混合物作为填料加入其中，填料用量过大会降低涂料的性能；用量过小则增加涂料的制作成本，因此，填料的加入量为10-30份。

为了进一步增强本发明所述涂料的防腐性能，本发明加入磷酸锌或三聚磷酸铝或其混合物作为颜料。颜料加入量过大会增加成本，用量过小则使涂料无法着色，因此本发明颜料的加入量为0.1-1份。

本发明所述的溶剂选用对高氯化聚氯乙烯、环氧树脂以及含氟丙烯酸树脂溶解性较好的甲苯或二甲苯或醋酸丁酯或其混合物。为了保证最后制得的涂料易于成膜并且成膜厚度适宜，溶剂的加入量为20-60份。

本发明所述的分散剂选用对各种原料相容性较好的聚乙烯蜡，用量为0.05-0.5份。其用量过大，容易导致体系的颗粒粒径降低，不利于整体稳定；用量过小则使原料中的树脂分散变得困难。

所述的增塑剂为氯化石蜡或邻苯二甲酸二丁酯或其混合物，用量为0.05-0.5份，既可以对整个体系有较强的增塑效果，增强了涂料的的强度，又有利于施工。

为了达到消泡效果，本发明采用的消泡剂为BYK065，用量为0.1-0.5份。

经过发明人长期试验研究，发现当高氯化聚氯乙烯15-25份，环氧树脂5-15份，含氟丙烯酸树脂5-15份，填料15-25份，颜料0.3-0.6份，分散剂0.1-0.2份，增塑剂0.1-0.3份，消泡剂0.1-0.3份，溶剂30-45份时，制得的涂料的效果更好。

本发明所述的高氯化聚乙烯防腐涂料，其制备方法为：

（1）按配比称取各原料，备用；

（2）向含氟丙烯酸树脂中加入溶剂和分散剂，进行预研磨；其中，含氟丙烯酸树脂与溶剂的质量比为1:1-3:1；

（3）向环氧树脂中加入剩余溶剂进行预研磨；

（4）将上述两种预研磨物料混合后，向其中加入高氯化聚乙烯和填料混匀，然后加入消泡剂、增塑剂和颜料研磨至细度为40μm，得产品。

因为涂料最终要涂覆在涂覆物上，当涂料颗粒过大时形成的涂层会很粗糙，使涂层外观性能降低而且表面粗糙，从而会在涂层表面吸附一些其他物质，进而降低材料的耐腐蚀性能，本发明将所述的高氯化聚乙烯防腐涂料最终研磨至细度为40μm可以有效提高其涂覆性及涂层外观性能。

综上所述，本发明中加入具有耐热的含氟丙烯酸酯树脂来提高涂料的耐热性，同时加入环氧树脂提高涂料同被涂覆材料的结合强度，在各种原料的相互配合作用下，最终制得可在50-80℃下使用的、具有较高的耐热性、极佳的防腐性、优良的涂覆性和优异的加工性的高氯化聚乙烯防腐涂料。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的技术方案，以下通过具体的实施例进一步作详细描述。

实施例1

一种高氯化聚乙烯防腐涂料，按重量份计，原料组成为：高氯化聚氯乙烯10份，环氧树脂E51 35份，聚甲基丙烯酸三氟乙酯15份，钛白粉19份，磷酸锌0.5份，聚乙烯蜡0.15份，氯化石蜡0.05份，消泡剂BYK065 0.3份，甲苯20份。

所述的高氯化聚氯乙烯分子量为1.0w-3.5w，其中氯的质量百分含量为60%-65%。

其具体步骤包括：

（1）按配比称取各原料，备用；

（2）向聚甲基丙烯酸三氟乙酯中加入甲苯和聚乙烯蜡，进行预研磨；其中，聚甲基丙烯酸三氟乙酯与甲苯的质量比为1:1；

（3）向环氧树脂E51中加入剩余甲苯进行预研磨；

（4）将上述两种预研磨物料混合后，向其中加入高氯化聚乙烯和钛白粉混匀，然后加入消泡剂BYK065、氯化石蜡和磷酸锌研磨至细度为40μm，得产品。

实施例2

一种高氯化聚乙烯防腐涂料，按重量份计，原料组成为：高氯化聚氯乙烯40份，环氧树脂E51 5份，聚丙烯酸六氟丁酯5份，锌粉10份，三聚磷酸铝0.6份，聚乙烯蜡0.05份，氯化石蜡0.15份，消泡剂BYK0650.2份，甲苯39份。

所述的高氯化聚氯乙烯分子量为1.0w-3.5w，其中氯的质量百分含量为60%-65%。

其具体步骤包括：

（1）按配比称取各原料，备用；

（2）向聚丙烯酸六氟丁酯中加入甲苯和聚乙烯蜡，进行预研磨；其中，聚丙烯酸六氟丁酯与甲苯的质量比为1:1；

（3）向环氧树脂E51中加入剩余甲苯进行预研磨；

（4）将上述两种预研磨物料混合后，向其中加入高氯化聚乙烯和锌粉混匀，然后加入消泡剂BYK065、氯化石蜡和三聚磷酸铝研磨至细度为40μm，得产品。

实施例3

一种高氯化聚乙烯防腐涂料，按重量份计，原料组成为：高氯化聚氯乙烯15份，环氧树脂E55 5份，聚甲基丙烯酸十二氟庚酯5份，钛白粉15份，磷酸锌0.3份，聚乙烯蜡0.1份，氯化石蜡0.5份，消泡剂BYK065 0.1份，二甲苯59份。

所述的高氯化聚氯乙烯分子量为1.0w-3.5w，其中氯的质量百分含量为60%-65%。

其具体步骤包括：

（1）按配比称取各原料，备用；

（2）向聚甲基丙烯酸十二氟庚酯中加入二甲苯和聚乙烯蜡，进行预研磨；其中，聚甲基丙烯酸十二氟庚酯与二甲苯的质量比为1:1；

（3）向环氧树脂E55中加入剩余二甲苯进行预研磨；

（4）将上述两种预研磨物料混合后，向其中加入高氯化聚乙烯和钛白粉混匀，然后加入消泡剂BYK065、氯化石蜡和磷酸锌研磨至细度为40μm，得产品。

实施例4

一种高氯化聚乙烯防腐涂料，按重量份计，原料组成为：高氯化聚氯乙烯25份，环氧树脂E51 15份，聚甲基丙烯酸三氟乙酯-丙烯酸六氟丁酯共聚树脂5份，锌粉30份，三聚磷酸铝1份，聚乙烯蜡0.2份，邻苯二甲酸二丁酯0.3份，消泡剂BYK065 0.5份，二甲苯33份。

所述的高氯化聚氯乙烯分子量为1.0w-3.5w，其中氯的质量百分含量为60%-65%。

其具体步骤包括：

（1）按配比称取各原料，备用；

（2）向聚甲基丙烯酸三氟乙酯-丙烯酸六氟丁酯共聚树脂中加入二甲苯和聚乙烯蜡，进行预研磨；其中，聚甲基丙烯酸三氟乙酯-丙烯酸六氟丁酯共聚树脂与二甲苯的质量比为1:1；

（3）向环氧树脂E51中加入剩余二甲苯进行预研磨；

（4）将上述两种预研磨物料混合后，向其中加入高氯化聚乙烯和锌粉混匀，然后加入消泡剂BYK065、邻苯二甲酸二丁酯和三聚磷酸铝研磨至细度为40μm，得产品。

实施例5

一种高氯化聚乙烯防腐涂料，按重量份计，原料组成为：高氯化聚氯乙烯10份，环氧树脂E55 9份，聚甲基丙烯酸三氟乙酯-甲基丙烯酸十二氟庚酯共聚树脂25份，钛白粉25份，磷酸锌0.1份，聚乙烯蜡0.5份，邻苯二甲酸二丁酯0.1份，消泡剂BYK065 0.3份，醋酸丁酯30份。

所述的高氯化聚氯乙烯分子量为1.0w-3.5w，其中氯的质量百分含量为60%-65%。

其具体步骤包括：

（1）按配比称取各原料，备用；

（2）向聚甲基丙烯酸三氟乙酯-甲基丙烯酸十二氟庚酯共聚树脂中加入醋酸丁酯和聚乙烯蜡，进行预研磨；其中，聚甲基丙烯酸三氟乙酯-甲基丙烯酸十二氟庚酯共聚树脂与醋酸丁酯的质量比为3:1；

（3）向环氧树脂E55中加入剩余醋酸丁酯进行预研磨；

（4）将上述两种预研磨物料混合后，向其中加入高氯化聚乙烯树脂和钛白粉混匀，然后加入消泡剂BYK065、邻苯二甲酸二丁酯和磷酸锌研磨至细度为40μm，得产品。

实施例6

一种高氯化聚乙烯防腐涂料，按重量份计，原料组成为：高氯化聚氯乙烯23份，环氧树脂E55 15份，聚丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸十二氟庚酯共聚树脂5份，锌粉10份，三聚磷酸铝1份，聚乙烯蜡0.2份，邻苯二甲酸二丁酯0.3份，消泡剂BYK065 0.5份，醋酸丁酯45份。

所述的高氯化聚氯乙烯分子量为1.0w-3.5w，其中氯的质量百分含量为60%-65%。

其具体步骤包括：

（1）按配比称取各原料，备用；

（2）向聚丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸十二氟庚酯共聚树脂中加入醋酸丁酯和聚乙烯蜡，进行预研磨；其中，聚丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸十二氟庚酯共聚树脂与醋酸丁酯的质量比为2:1；

（3）向环氧树脂E55中加入剩余醋酸丁酯进行预研磨；

（4）将上述两种预研磨物料混合后，向其中加入高氯化聚乙烯树脂和锌粉混匀，然后加入消泡剂BYK065、邻苯二甲酸二丁酯和三聚磷酸铝研磨至细度为40μm，得产品。

将本发明实施例1-3所制得的高氯化聚乙烯防腐涂料与普通高氯化聚乙烯涂料的主要性能对比如下：

表1   涂料性能对比

从上表中可以看出：本发明制得的高氯化聚乙烯防腐涂料的耐高温性能比普通高氯化聚乙烯涂料的耐高温性能显著提高，可以在50-80℃条件下使用，具有较高的耐热性，大大拓展了涂料的适用范围，而且涂料同被涂覆材料的结合强度也有所增加。

Claims (2)

1.一种耐热高氯化聚乙烯防腐涂料，其特征在于：按重量份计，原料组成为：高氯化聚乙烯10-40份，环氧树脂5-35份，含氟丙烯酸树脂5-25份，填料10-30份，颜料0.1-1份，分散剂0.05-0.5份，增塑剂0.05-0.5份，消泡剂0.1-0.5份，溶剂20-60份；

所述的高氯化聚乙烯分子量为1.0w-3.5w，其中氯的质量百分含量为60％-65％；

所述的环氧树脂为环氧树脂E51或环氧树脂E55；

所述的含氟丙烯酸树脂是由甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯中的一种或两种单体聚合而成；

所述的填料为钛白粉或锌粉或其混合物；

所述的颜料为磷酸锌或三聚磷酸铝或其混合物；

所述的溶剂为甲苯或二甲苯或醋酸丁酯或其混合物；

所述的分散剂为聚乙烯蜡；

所述的增塑剂为氯化石蜡或邻苯二甲酸二丁酯或其混合物；

所述的消泡剂为BYK065；

具体制备步骤包括：

(1)按配比称取各原料，备用；

(2)向含氟丙烯酸树脂中加入溶剂和分散剂，进行预研磨；其中，含氟丙烯酸树脂与溶剂的质量比为1:1-3:1；

(3)向环氧树脂中加入剩余溶剂进行预研磨；

(4)将上述两种预研磨物料混合后，向其中加入高氯化聚乙烯和填料混匀，然后加入消泡剂、增塑剂和颜料研磨至细度为40μm，得产品。

2.根据权利要求1所述的高氯化聚乙烯防腐涂料，其特征在于：按重量份计，原料组成为：高氯化聚乙烯15-25份，环氧树脂5-15份，含氟丙烯酸树脂5-15份，填料15-25份，颜料0.3-0.6份，分散剂0.1-0.2份，增塑剂0.1-0.3份，消泡剂0.1-0.3份，溶剂30-45份。