环氧改性氯化聚烯烃含氟防腐涂料的制备和性能研究

I echnical Research and Development技术研发新性氨化聚糯冾腐制各机性能研究口姜方群(杭州油漆有限公司,杭州310011)摘要:介绍了采用以环氧树脂、过氯乙烯树脂、聚四氟乙烯及颜料等原料制成的主剂,配以聚氨酯预聚物为固化剂的双组分涂料的制备及其性能研究。结果表明,该涂料的涂膜具有优异的耐酸碱性能及耐候性,对金属基体和混凝土基体有较强的附着力,可用于化工大气环境的防腐。且添加纳米聚四氟乙烯对降低涂膜的表面张力有显著的作用。关键词:环氧树脂;氯化聚烯烃;纳米氟树脂;防腐涂料中图分类号:TQ630文献标识码:A文章编号:1006-2556(2012)080030-04Research on the Preparation and the Performanceof Epoxy Modified Chlorinated Polyolefine FluorideAntifouling CoatingsJiang FangqunHangzhou Paints Co, Ltd, Hangzhou 310011, Zhejiang Province)Abstract: This paper introduces the preparation and the performance of the two-package coatings, the main compositions of thecoatings including epoxy resin, perchloro-ethylene resin, polytetrafluoroethene, pigments and other materials and the curing agentbeing PU pre-polymer. The results show that the coatings film have excellent resistance to acid and alkali and weather resistanceand good adhesion to the metal and the concrete substrates, for the anticorrosion of chemical atmosphere environment. The addingof nano PTFE can significantly reduce the surface tension of the coatings filmKeywords:epoxy resin, chlorinated polyolefine, nano fluororesin, anticorrosion coatings0前言通常,环氧树脂、过氯乙烯、氯化橡胶等制成防由于化工生产过程中工艺介质的跑、冒、滴、漏腐涂料具有较好的防腐性能,同时也存在不足之处。等因素造成的腐蚀环境,不仅对设备、管道等金属材环氧涂料具有附着力强、耐酸碱性好,但有易老化、料造成腐蚀,同时对生产厂房建构筑物的腐蚀破坏不耐候、低温施工固化慢等缺点。氯化聚烯烃树脂具及其严重,不但影响正常的生产,而且因腐蚀造成的有优异的耐候性,且成膜性能好、抗氯离子的渗透,设备事故对职工人身安全也会带来严重的威胁。因但附着力差,容易起皮脱落。因此,对于采用不同的此,重防腐涂料作为化工行业重要的防腐手段之树脂改性以中国煤化工法被广泛应越来越受到重视用。本文主要CNMH烯树脂、纳米2812年第2905I echnical Research and Development技术研发聚四氟乙烯、聚氨酯等为主要成膜物质的高性能防表1底漆和面漆参考配方腐涂料的制备和性能的研究。序号原料1试验部分铁红底漆白色面漆环氧树脂601-7510~1510~151.1原材料2聚四氟乙烯BLA-10.5-11环氧树脂601-75:江苏三木;30%过氯乙烯基3混合溶剂8~128~12料:自制;聚氨酯预聚物:自制;聚四氟乙烯BLA-1:杭分散剂0.5州:天然硫酸钡:合山化工:钛白粉960:南京钛白:甲5钛白粉96015~20基异丁基酮:吉化;环己酮:衢化。6氧化铁红1.2参考配方氧化锌以过氯乙烯、环氧树脂、聚四氟乙烯为主成膜磷酸锌物,加入颜料、防锈填料、助剂按一定配比制成底漆9膨润土1400.50.3和面漆的主剂,以聚氨酯预聚物为固化剂。参考配方□10天然硫酸钡1250目8-128-12如表1所示。1152氯化石蜡5513制备工艺1230%过氯基料20~3030~401.31主剂的制备工艺消泡剂00.1将原料1、2加入调漆罐中,高速分散15min,然后漆细度控制到45μm,面漆细度控制到20μm。制备流依次加入原料3~8,高速分散15min后进入研磨,底程如图1所示环氧树脂混合溶剂颜填料、助剂高速分散预分散研磨调漆检验成品聚四氟乙烯树脂过滤乙烯基料图1底漆和面漆制备流程示意图1.32固化剂的制备异的机械性能。采用公司自行研制的PU60固化剂。该固化剂由合成脂肪酸、苯酐和多元醇,加热酯化反应合成脂肪2结果与讨论酸改性聚酯多元醇;再将聚酯多元醇与TD加热预2.1成膜树脂对性能影响分析聚,再加入适量改性剂降低游离TDI:最后加入一定在化工大气环境下应用的防腐涂料,必须符合的助剂搅匀,即制得此固化剂。以下条件:①具有优异的附着力;②化学稳定好,耐14分析测试酸碱性能优,耐候性好;③有优异的抗腐蚀介质及氯14.1测试样板的制备离子的渗透,涂膜表面张力低,化学介质不易粘附按照GB丌制板要求,将试样钢板表面处理干净,④具有较好的施工性能,干燥快,在较低的气温下也用无水乙醇擦净、晾干,将甲乙两组分按一定比例混可施工,通用性强,不仅可用于金属基材的涂装,在合均匀,调整好黏度;在钢板上按底漆2道,面漆2道混凝土建筑构件上同样具有优异的附着力和防腐性均匀涂刷,涂膜厚度约80μm,室温干燥一周后测试能。环氧树脂、聚氨酯、氯化聚烯烃及聚四氟乙烯具其各项性能。有优异的化学稳定性,同时它们的相溶性较好,复配142涂层性能测试结果固化后形成类似互穿网络的高分子合金形态,使各涂层性能测试方法及测试结果如表2所示从实种高分子材料在中国煤化工的防腐测数据可以得出该涂料具有较好的防腐性能,及优性能和机械性能。HCNMHG中国涂料2012年第27卷第08期技术研发"維 escan anu Deveiopment表2涂膜性能测试方法及实测结果表干时间h≤2≤0.5GBT1728-1989甲法实干时间涂膜附着力(划格法)≤1GBT9286-1988柔韧性/mGB/T1731-1993耐冲击性/cmGBT1732-1993耐盐水性涂膜完好GB/T10834-2008耐盐雾性720h涂膜完好GBT1771-20075%NaOH溶液涂膜完好40%H2SO溶液30d涂膜完好GBT1763-19932.1.1环氧树脂所以它在涂料中不会凝聚,一直处于均匀的分布状在本涂料中环氧树脂所起的作用就是提高附态。添加聚四氟乙烯微粉后,涂膜的表面张力降低,着力。环氧树脂分子量的高低决定了它的环氧基和致密性提高,表面光洁,腐蚀性物质不能粘附,进羟基含量。在涂料工业中使用较多的是E20原牌步提高了涂层的防腐性能。一般情况下在底漆添加号601)环氧树脂,其平均分子量为900,羟基含量约量为0.5%,就有明显的效果。在面漆添加1%以后,25%,可溶于芳烃及醇类的混合溶剂,与氯化聚烯烃涂膜的耐候性也大幅提高。类树脂有较好的混溶性,可以用聚氨酯预聚物固化,22固化剂对防腐性能的影响得到涂膜坚硬、耐化学性能好的涂层。在本涂料中加重防腐涂料一般要求在常温下固化,用于常温入量为树脂总量的30%~40%(质量分数)是比较理想下的环氧树脂固化剂主要有多元胺、多元胺加成物和低分子聚酰胺树脂等。但不同固化剂的耐化学品2.1.2氯化聚烯烃树脂性、柔韧性、固化速度快慢及不泛白和固化物耐水性氯化聚烯烃树脂在涂料中经常应用的主要是过等都有不同的特性。通过试验发现,用多元胺加成物氯乙烯树脂、高氯化聚乙烯、氯化橡胶等,它们具有达到了涂料常温下固化快、柔韧性好、稳定性高、耐优异的涂膜封闭性,抗氯离子渗透,耐酸碱性好,同油、耐水的目的。但在工程施工中常常由于配比的稳时具有优异的耐候性,但它们的涂膜附着力较差,常定性较差,在冬季低温固化时间较长,在夏季高温季因涂膜的剥落导致防腐涂层的失效,因此用其他树节施工时间很短,由于施工难度较大,常常引起质量脂对其改性是较常规方法。用环氧树脂改性提高附问题。在本涂料中选用聚氨酯预聚物作固化剂,不仅着力,其防腐性得到提高,机械性能得到改善。溶剂涂膜防腐性能奷,而且具有可在低温固化,施工配比法生产的氯化橡胶受到环保的限制,现在主要是用较容易控制等优点。水相法生产,但质量还需提高,同时氯化橡胶价格较2.3溶剂的性能的影响高对成本影响较大。高氯化聚乙烯相对较易溶解,溶溶剂对树脂的溶解性以及对涂膜的干燥都有影解黏度低,但和氯化橡胶一样产品质量不够稳定,对响,良溶剂能使得树脂分子均匀地分散在体系中产品成本有一定影响过氯乙烯树脂生产较为容易,般说来,高沸点的溶剂如环己酮相对挥发较慢,对环来源广,价格低,其耐候性及耐酸碱性非常优异,在氧树脂的溶解性比较好,但不能多用,否则影响涂膜本涂料中作用主要是提高涂膜的抗渗透性和涂膜的的干燥。酯类和酮类是过氯乙烯的良溶剂,对降低体耐候性。用量在树脂总量的50%~60%(质量分数)系黏度有较好的作用,醇类溶剂能很好地溶解环氧2.1.3纳米聚四氟乙烯树脂,但有部分与一NCO基团反应,所以本体系中不聚四氟乙烯对大多数化学药品和溶剂,表现出能选择醇类溶剂,而是选用酯和酮类的混合溶剂。本惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂,聚四氟乙涂料中混合溶剂配比为:m环己酮):m甲基异丁基烯的机械性质较软,具有非常低的表面能,在固体酮):m(丙二醇醚):m(醋酸仲丁酯)=1:2:3:14。材料中它的表面张力最小而不粘附任何物质。本涂料中采用的聚四氟乙烯BLA1是纳米级的微粉,最3结语小粒径达到200~300mm,在环氧树脂中很容易分(1)采用散成纳米状态,由于聚四氟乙烯的表面能非常低中国煤化工聚四氟乙烯CNMHG(下转第40页)2612年2910技术研发I echnical Research and Development表7产品实现过程Al+B+CI复杂较高粗硬A2+B+C1简单23456789A3+B+C简单高低定高低优差优差优优差优优差优优粗顾软较较难受限Al+B+CI+F复杂A2+B+C1+F简单低高低高低定高低高受限溶易受限A3+B+C1+E复杂较高较高粗硬较易受限Al+B+C1+E+F复杂粗硬受限A2+B+CI+E+F简单A3+B+C1+E+F复杂粗硬较易受限复杂0123A2+B+C2+F简单A3+B+C2+F复杂缟高低高高粗硬难受限受限Al+B+C2+E+F复杂低高低交高低高高高软软软软效软软效软软难受限A2+B+ C2+E+F15A3+B+C2+E+F复杂限Al+B+C1+D+F复杂A2+B+C1+D+F简单宽A3+B+C1+D+F复杂Al+B+C1+D+E+F复杂优A2+B+C1+D+E+F简单好易宽A3+B+C1+D+E+F复杂较高参考文献89:4680,130:4,919,727;5049,193:5,055,1365,154,76[朱骥良,吴申年,等颜料工艺学北京化学工业出版社,5,164007;5269841等1989-124]晏波易分散超微细化氧化铁颜料生产工艺中国涂2]YHT80型外热式回转窑说明书泰州恒翔无线电专用料2011(08):596设备有限公司[3]美国专利编号为4,145229438184,49161946310收稿日期2012-07-1(上接第32页)及颜料等原料制成的主剂,配聚氨酯预聚物为固化参考文献剂的双组分涂料,该涂料的涂膜具有优异的耐酸碱[]秦国治.防腐蚀技术应用实例.北京:化学工业出版性能及耐候性,对金属基体和混凝土基体有较强的社2002附着力,可用于化工大气环境的防腐。[2]陈士傑涂料工艺北京:化学工业出版社,1994(2)添加纳米聚四氟乙烯对降低涂膜的表面张力[3]李启珍纯碱厂建构筑物的腐蚀与防护纯碱工业,2006有显著的作用,使腐蚀介质不易粘附和渗透,用于氯14(4):16-17碱和纯碱等化工企业的设备和厂房防腐涂装具有重[4]洪啸吟涂料化学北京科学出版社,199要的意义。收稿日期中国煤化工CNMHG一