高氯化聚乙烯重防腐涂料

張遠(yuǎn)欣 王建瑞 金玉貴 盧 卓 肖進(jìn)偉

(1蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730060；2中國石油蘭州石化公司，甘肅 蘭州 730060)

腐蝕是金屬、混凝土、木材等物體受周圍環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)作用或電化學(xué)作用而損壞的現(xiàn)象。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，全世界每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約為7000億～10000億美元，約是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成經(jīng)濟(jì)損失總和的6倍[1]。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，為了使工業(yè)設(shè)備和設(shè)施在腐蝕環(huán)境中得到更有效的保護(hù)，從而延長使用壽命，對于重防腐涂料的需求量愈來愈大，性能要求也愈來愈高。對于性價比突出、性能卓越的重防腐涂料，更是求之若渴。眾所周知，防腐涂料占整體涂料需求的比重相當(dāng)之高，所以各大型涂料公司，對于重防腐涂料的研究和技術(shù)開發(fā)工作，一直以來都是投入了很大的人力和財力。

高氯化聚乙烯重防腐涂料是90年代后期異軍突起的新品種，它是繼80年代初氯磺化聚乙烯防腐涂料之后的又一次跨越，該產(chǎn)品的成膜物質(zhì)主要是高氯化聚乙烯，它兼有橡膠和塑料特性，可滿足冶金、石油、化工、建筑、海洋等行業(yè)對重防腐涂料的需求。

1 高氯化聚乙烯重防腐涂料基本概況

1.1 高氯化聚乙烯樹脂及涂料

高氯化聚乙烯簡稱HCPE，為白色輕質(zhì)小顆粒，是通過氯氣對氯化聚乙烯高度氯化制得的無規(guī)則聚合物，氯含量大于60%。由于高氯化聚乙烯分子結(jié)構(gòu)中不含雙鍵，氯原子又是無規(guī)分布，所以高氯化聚乙烯樹脂具有良好的耐候性、耐臭氧性、耐熱老化性、耐燃性、耐化學(xué)藥品性和耐油性。以高氯化聚乙烯為主要成膜物質(zhì)，加入不同的改性樹脂、增塑劑、添加劑、防銹顏料、溶劑等，可制造出多種高氯化聚乙烯重防腐涂料，如高氯化聚乙烯云鐵防銹漆、高氯化聚乙烯鐵紅防銹漆、高氯化聚乙烯淺色底漆、高氯化聚乙烯厚漿型中間漆、高氯化聚乙烯防腐面漆。

1.2 氯化橡膠涂料和高氯化聚乙烯涂料優(yōu)劣比較

氯化橡膠涂料所指主要成膜物質(zhì)為氯化橡膠。由于氯化橡膠分子結(jié)構(gòu)相對規(guī)整、飽和、極性小、化學(xué)穩(wěn)定性好，所以用它制備的各種防腐涂料具有涂膜干燥速度快、附著力好、耐化學(xué)介質(zhì)和抗潮濕滲透性優(yōu)良等特性。近半個世紀(jì)以來，已發(fā)展成為當(dāng)今世界上船舶和水下設(shè)施、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備防腐的重要涂料品種之一。由于傳統(tǒng)使用的氯化橡膠在生產(chǎn)過程中需要使用大量的含氯烴溶劑(四氯化碳或二氯乙烷)，這類溶劑排放到大氣中會破壞臭氧層，殘留在樹脂中對長期接觸的人體也有致癌作用，一些發(fā)達(dá)國家早已限制四氯化碳溶劑法生產(chǎn)氯化橡膠。高氯化聚乙烯涂料因?yàn)槠鋬?yōu)良的耐大氣老化和耐化學(xué)介質(zhì)性能，加上它易溶于芳香烴、酯類、酮類等有機(jī)溶劑，且與大多數(shù)涂料所使用的無機(jī)顏料和有機(jī)顏料都有良好的相溶性，所以高氯化聚乙烯涂料成為氯化橡膠涂料最佳替代品。

1.3 高氯化聚乙烯涂料性能優(yōu)點(diǎn)

1.3.1 優(yōu)異的腐蝕性、防水性、耐油性

因?yàn)镠CPE樹脂主鏈上沒有雙鍵，所以它的性能穩(wěn)定，涂膜對于水蒸氣和氧氣的滲透率低，因此具有優(yōu)異的防水性。加上漆膜封閉性強(qiáng)，故對于化工大氣、酸、堿、鹽具有良好的防腐性能。

1.3.2 戶外耐候性優(yōu)異

HCPE樹脂為飽和結(jié)構(gòu)的高聚物，這就決定了HCPE重防腐涂料具有耐臭氧、耐光老化、耐氣候老化等性能，涂膜堅韌耐磨，穩(wěn)定性優(yōu)良。

1.3.3 阻燃性、防霉性良好

HCPE樹脂不延燃，用其制成的涂料在火焰的作用下會形成具有熱膨脹作用的多孔性碳化層，因此具有良好的阻燃性。再則HCPE樹脂中“氯”含量較高，因此有抑制霉菌滋長的性能。

2 HCPE重防腐涂料配方介紹

2.1 HCPE重防腐涂料配方機(jī)理

HCPE重防腐涂料所用主要成膜物為HCPE樹脂和改性樹脂。常用的改性樹脂有熱塑性丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧酯樹脂、醛酮樹脂等，按一定比例混入，可以較好改善漆膜的柔韌性、耐溶劑性，提高漆膜光澤、干膜厚度及對底材的附著力，增加對光的穩(wěn)定性[2]。 高氯化聚乙烯防腐涂料常用的溶劑為二甲苯、醋酸丁酯、高沸點(diǎn)芳烴溶劑等。高氯化聚乙烯防腐涂料和各種顏填料及防銹顏料的相容性較寬，但應(yīng)綜合考慮涂層的防腐性、施工性及貯存穩(wěn)定性。根據(jù)使用環(huán)境要求合理選擇。HCPE底漆是涂料涂裝防腐配套體系中最重要的基礎(chǔ)涂層，它要求對底材必須具有良好的潤濕性和優(yōu)異的附著能力，不得存在針孔、砂眼、起泡等涂裝缺陷，同時還應(yīng)具備鈍化、緩蝕封閉等防腐功能，與中間涂層或面漆的層間附著力良好。一般選用氧化鐵紅、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、氧化鋅等具有較好防銹能力的顏填料，以提高漆膜的復(fù)合增效防銹能力；中涂層選用云母氧化鐵、云母粉、鋁粉、玻璃鱗片等片狀顏料，可減少水蒸氣滲透及抵擋部分紫外光對漆膜的破壞；面漆各方面性能要求較高，不僅要具有良好的附著能力，還要具有優(yōu)良的耐候性和抗腐蝕性，通常選用金紅石鈦白粉、氧化鐵紅、鐵黃、耐光中鉻黃等化學(xué)穩(wěn)定性較好的無機(jī)顏料及云母粉、鋁粉、磷酸鋅等防銹顏料。另外，還可選用一些惰性填料，如沉淀硫酸鋇等，以增強(qiáng)漆膜的強(qiáng)度，提高防銹能力，降低生產(chǎn)成本[3]。

2.2 HCPE重防腐涂料基本參考配方

表1為混合溶劑的配方，為了獲得滿意的溶解率、干性和漆膜效果，根據(jù)不同的改性樹脂，溶劑多使用混合溶劑。

表2為HCPE防腐涂料底漆、中涂漆、面漆參考配方。

表1 混合溶劑配方

3 HCPE重防腐涂料鋼結(jié)構(gòu)施工使用條件及建議配套方案

HCPE重防腐涂料鋼結(jié)構(gòu)施工使用條件及建議配套方案見表3。

表2 漆料參考配方

4 HCPE防腐涂料施工及其它注意事項(xiàng)

1）高氯化聚乙烯重防腐涂料，起主要防腐作用的是氯離子，所以夏季生產(chǎn)研磨時，研磨溫度超過60℃時，要考慮降溫或單獨(dú)配置溶液加入到成品罐中，因?yàn)?6攝氏度時，氯離子析出，涂料防腐性能大打折扣[4]。

表3 施工使用條件及建議配套方案

2）高氯化聚乙烯防腐涂料施工前，對鋼鐵被涂表面必須嚴(yán)格進(jìn)行處理，按國家標(biāo)準(zhǔn)《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和防銹等級》徹底進(jìn)行清理，做到無銹蝕、油污、無灰塵。重防腐施工對鋼材表面最好進(jìn)行噴砂處理，噴砂除銹達(dá)到Sa2級。

3）鋼鐵表干時間內(nèi)，再次陸續(xù)涂裝后道底漆、中間漆、面漆。上下道涂裝間隔時間一般面經(jīng)過除銹涂上第一道高氯化聚乙烯重防腐涂料底漆后，應(yīng)在涂裝間不小于8小時。

4）高氯化聚乙烯重防腐涂料濕膜厚度和干膜厚度僅供參考。因?yàn)榛沫h(huán)境溫度、表面粗糙度等情況不同，施工參數(shù)會有差異。比如在垂直表面，特別是氣溫較高時施工，涂料使用量會降低，涂料干膜厚度也會降低。采用噴砂除銹的表面粗糙度大于40微米，涂料使用量會增加。所以施工時應(yīng)隨時測定涂膜厚度，并相應(yīng)增加涂裝道數(shù)，以達(dá)到涂層規(guī)定厚度要求。

5 結(jié) 語

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，源于金屬腐蝕的損失特別巨大，工業(yè)設(shè)備的防腐需求愈來愈重要。特別是隨著經(jīng)濟(jì)的全球化，伴隨而來我國航運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展，加之國家對環(huán)保的逐漸重視，都給高氯化聚乙烯重防腐涂料的發(fā)展帶來難得的機(jī)遇期。筆者希望通過對高氯化聚乙烯重防腐涂料基本狀況的介紹，能同時使涂料生產(chǎn)企業(yè)以及涂料用戶的相關(guān)技術(shù)人員，對高氯化聚乙烯重防腐涂料有一個最基本的了解。

[1]李澤文,王海平.我國防腐涂料行業(yè)的現(xiàn)狀與市場前景分析[J].中國涂料.2012,(1):11-14.

[2]徐家燕.高氯化聚乙烯在防腐涂料中的應(yīng)用[J].中國涂料.2006,(10):35-38.

[3]唐金勇,閆福安.苯丙乳液水性防銹涂料的配方研究[J].中國涂料.2013,(10):22-26.

[4]姜方群.環(huán)氧改性氯化聚烯烴含氟防腐涂料的制備和性能研究[J].中國涂料.2012,(8):30-33.