高氯化聚乙烯在防腐涂料中的应用

0 引 言

由于氯化橡胶分子结构规整、饱和、极性小、化学稳定性好，用它制备的各种防腐涂料具有涂膜干燥快、附着力好、耐化学介质和抗潮湿渗透性优良等特性。半个世纪以来，已发展成为当今世界上舰船和水下设施、钢结构设备防腐的重要材料之一。但由于传统使用的氯化橡胶在生产过程中需要使用大量的含氯烃溶剂（四氯化碳或二氯乙烷），这类溶剂排放到大气中会破坏臭氧层，残留在树脂中对长期接触的人体有致癌作用，故20世纪90年代，为履行蒙特利尔保护大气臭氧层公约义务，一些发达国家早已限制生产四氯化碳溶剂法生产氯化橡胶。近几年，我国也正在加紧对含氯烃溶剂释放量进行严格地控制，使其取代品得到很大发展，尤其是高氯化聚乙烯树脂（HCPE）的应用。

HCPE 具有优良的耐大气老化和耐化学介质性能，易溶于芳香烃、酯、酮等有机溶剂，与大多数涂料用的无机颜料和有机颜料有良好的相溶性。一般溶解成40％固含量树脂液比较适宜配漆使用。我国工业化生产的高氯化聚乙烯大部分采用水相法，氯化工艺以水为介质，生产成本低，对生态环境无污染，同时具有与氯化橡胶相似的各种优良性能。近年来，随着HCPE 的水相悬浮深度氯化法工艺技术的逐渐成熟，国产HCPE 产品的开发和应用得到很快的发展，以HCPE 和改性树脂为主要成膜物质制成的防腐涂料可单包装，可在低温环境下施工，施工条件简便，可刷涂、滚涂、喷涂。漆膜能自干，且干燥速度快，通常30 min 可表干，6 h 实干，24 h 干硬。用HCPE 代替氯化橡胶制备防腐蚀涂料，可获得与氯化橡胶防腐漆性能相似的防腐蚀涂层。特别适宜作储罐、桥梁、大型钢结构设备保护性涂料。还可以降低生产成本，提高施工安全性。如今，在涂料行业，HCPE 已成为氯化橡胶的较好替代产品。

1 HCPE 改性防腐蚀涂料原材料的选择

1.1 改性树脂

HCPE 防腐涂料虽然具有优良的防腐性、防水性、耐候性、阻燃性及施工快干性，但其单独形成的漆膜柔韧性差，易脆裂、剥落。耐溶剂性也差，易在二次复涂时产生咬底现象。此外， HCPE 溶解为40％甲苯树脂液时，为较黏稠液体，不适宜直接制漆或施工，需要兑入大量稀释剂，不仅影响每道漆干膜厚度，而且造成大量溶剂挥发浪费。因此，单一选用HCPE 树脂制备防腐漆远远不能达到要求，需要与其它合成树脂或天然树脂并用，才能获得较为理想的综合性能。又由于HCPE 结构饱和，无活泼化学基团，属化学惰性树脂，因而与一些树脂的混溶性不是很好，不能任意比例混溶，有的甚至不相溶，如醋酸纤维素、乙基纤维素、氯乙烯醋酸乙烯共聚物等。改性树脂的选用需要通过实验获得。

常用的改性树脂有热塑性丙烯酸树脂、醇酸树脂、环氧酯树脂、醛酮树脂等，按一定比例混入，可以较好改善漆膜的柔韧性、耐溶剂性，提高漆膜光泽、干膜厚度及对底材的附着力，增加对光的稳定性。

1.2 防锈颜、填料

大多数用于涂料的颜、填料都可以用于HCPE 防腐漆，应综合考虑涂层的防腐性、施工性及贮存稳定性，根据使用环境要求合理选择。底漆是涂料涂装防腐配套体系中最重要的基础涂层，它要求对底材必须具有良好的润湿性和优异的附着能力，不得存在针孔、砂眼、起泡等涂装缺陷，同时还应具备钝化、缓蚀封闭等防腐功能，与中间涂层或面漆的层间附着力良好。一般选用氧化铁红、磷酸锌、三聚磷酸铝、氧化锌等具有较好防锈能力的颜填料，以提高漆膜

摘 要：用高氯化聚乙烯（HCPE）代替氯化橡胶。以HCPE 和改性树脂为主要成膜物质，制备性能优良的防腐蚀涂料，降低生产成本，促进新技术应用。

关键词：高氯化聚乙烯（HCPE）；改性树脂；防腐蚀涂料

中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2006)10-0035-03

高氯化聚乙烯在防腐涂料中的应用

徐家燕

（广西柳州市造漆厂，广西柳州545005）

的复合增效防锈能力；中涂层选用云母氧化铁、云母粉、铝粉、玻璃鳞片等片状颜料，可减少水蒸气渗透及抵挡部分紫外光对漆膜的破坏；面漆各方面性能要求较高，不仅要具有良好的附着能力，还要具有优良的耐候性和抗腐蚀性，通常选用金红石钛白粉、氧化铁红、铁黄、耐光中铬黄等化学稳定性较好的无机颜料及云母粉、铝粉、磷酸锌等防锈颜料。另外，还可选用一些惰性填料，如沉淀硫酸钡等，以增强漆膜的强度，提高防锈能力，降低生产成本。

1.3 溶剂

溶剂对树脂的溶解性至关重要。HCPE 不溶于脂肪烃和醇类溶剂，能溶于芳香烃、氯化烃、酯类及酮类溶剂。常用的溶剂有二甲苯、醋酸丁酯、高沸点芳烃溶剂等。在南方，常年雨水多，空气湿度比较大，易造成被涂工件含水分较重，还可加入具亲水性的丙二醇醚等溶剂，在溶剂挥发、漆膜干燥过程中带走部分水汽，以提高漆膜对被涂物件的附着力。

为了获得满意的溶解力及挥发成膜效果，往往采用混合溶剂，如表1所示。

1.4 增塑剂

为了提高漆膜的柔韧性、附着力，克服硬脆易裂的缺点。正确选用和添加增塑剂对于进一步改善漆膜的性能有着非常重要的作用。对增塑剂的要求应该是增塑效果明

显，基本上接近HCPE 性能（惰性），与树脂混溶性好、易溶于体系溶剂等，以保证基料的稳定。常用的有氯化石蜡、邻苯二甲酸二丁酯、氯化联苯等。氯化石蜡除了具备上述要求外，还具有极佳的颜料润湿性和分散性，而且货源充足、价格低廉，可考虑使用。HCPE与氯化石蜡的比例多少对漆膜的柔韧性、水蒸气渗透性及附

着力等综合性能均有很大的影响。一般m(HCPE)∶m

(氯化石蜡-42)＝7∶(2～3)，过多会造成漆膜不干。

在配置厚浆型底、面漆时，一般以含氯量70％的固

体粉末状氯化石蜡为增塑剂，以提高漆液的固体含

量。要得到各项综合性能优良的漆膜，需通过试验获

得。

1.5 消泡剂

户外大型钢结构的防腐蚀涂装一般采用滚涂。其优点是漆液浪费少，施工方便，缺点是在滚涂过程中易产生大量气泡，尤其是在滚涂时，HCPE防腐漆这类黏度大、表干快的涂料，如抑泡消泡不好，施工中产生的大量气泡不能得到很快消除，会给涂膜留下缩孔、针孔、鱼眼等弊病，严重影响涂膜外观及防锈能力。

以上问题除了调整体系溶剂挥发速率外，还可以通过加入消泡剂来解决。不过，消泡剂使用不当也会产生副作用。除了引起缩孔外，还会引起涂膜光泽下降，附着力和耐水性降低。所以在加入时要注意综合性能的考虑，注意根据体系特性选择消泡剂品种和添加量。

通过实验，在HCPE 防腐漆研磨过程中加入总漆量0.4%～1%的BYK065消泡剂，获得比较满意的施工效果。

1.6 其它

为了防止和改善HCPE 防腐漆内各种颜填料的沉淀结块，还需添加一些分散剂和防沉剂，如有机膨润土、气相二氧化硅、氢化蓖麻油等，以满足漆液的贮存稳定性要求。

2 HCPE 改性防腐蚀涂料参考

配方(见表2)

3 性能比较通过使用一些性能优良的树脂进行改性和合理的配方设计，采用HCPE 代替氯化橡胶制备防腐涂料，可获得与氯化橡胶防腐漆相似的效果，见表3。

4 结 语4.1 HCPE 防腐漆的复涂问题由于干膜要达到一定厚度才具有较好的防腐能力，在采用滚涂或刷涂施工时，为了减少多道涂装产生的咬底现象，一般采用环氧酯单组自干防锈底漆表1 两种体系混合溶剂组成表2 白 HCPE 防腐面漆参考配方（下转第56页）