CN101580569B - 化学改性氯醚树脂及其防腐蚀涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化学改性氯醚树脂及其防腐蚀涂料。它是含碳碳双键单体与氯醚树脂经化学反应而改性的氯醚树脂，其粘度为1000～2500mPa.s；所述化学反应的反应物用量是：1重量份氯醚树脂、2～4重量份含碳碳双键单体、3～5重量份二甲苯和0.03～0.05重量份混合引发剂；其中含碳碳双键单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯中的一种或几种；混合引发剂是重量比为0.5～3∶1的过氧化苯甲酰与偶氮二异丁腈的混合物。本发明的化学改性氯醚树脂和氯醚树脂为基料的防腐蚀涂料，其储存稳定性，涂膜光泽，机械性能及各种防腐蚀性能明显优于物理混拼改性氯醚树脂涂料。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学改性氯醚树脂及其防腐蚀涂料。
背景技术
氯醚树脂是75％氯乙烯和25％乙烯基异丁基醚的共聚物(氯乙烯-乙烯基异丁基醚)，性能相对稳定。以此为基料制成的防腐蚀涂料具有一定的耐臭氧、耐光老化、耐大气老化等性能，并且对水、海水、盐水、化工大气、酸、碱、盐等有良好的防腐蚀性能。为了获得更好的涂料综合性能，满足工程施工的要求，有必要对氯醚树脂进行改性。目前通常采用物理混拼其他树脂和/或增塑剂的方法对氯醚树脂进行改性。用于物理混拼的其他树脂有如醇酸树脂、石油树脂、沥青、丙烯酸树脂等，用于物理混拼的增塑剂有如氯化石蜡、邻苯二甲酸二丁酯等。但是，氯醚树脂与物理混拼的其他树脂的相容稳定性仍有待提高，而用这种物理混拼改性的氯醚树脂形成的防腐蚀涂料的涂膜，在耐久性、抗腐蚀性等方面，还不能满足长效保护的要求。
发明内容
本发明的第一个目的是：提供一种化学改性氯醚树脂，改善氯醚树脂本身的物理机械性能及与其他树脂的相容性，进而改善由它组成防腐蚀涂料的性能。
实现本发明第一个目的的技术方案是：一种化学改性氯醚树脂，它是含碳碳双键单体与氯醚树脂经化学反应而改性的氯醚树脂，其粘度是1000～2500mPa.s；
所述化学反应的反应物用量是：1重量份氯醚树脂、2～4重量份含碳碳双键单体、3～5重量份二甲苯和0.03～0.05重量份混合引发剂；
所述含碳碳双键单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯中的一种或几种；
所述混合引发剂是过氧化苯甲酰与偶氮二异丁腈的混合物，二者的重量比为0.5～3∶1；
所述氯醚树脂的粘度是15～36mPa.s，氯含量≥44％。
上述化学改性氯醚树脂具体制备步骤如下：
①按1重量份氯醚树脂、2～4重量份含碳碳双键单体、3～5重量份二甲苯和0.03～0.05重量份混合引发剂的配比准备原料，其中，含碳碳双键单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯中的一种或几种；混合引发剂是过氧化苯甲酰与偶氮二异丁腈的混合物，二者的重量比为0.5～3∶1；所述氯醚树脂的粘度是15～36mPa.s，氯含量≥44％；
②将全部氯醚树脂投入反应釜中，加入部分二甲苯使其溶解；
③将反应釜的氯醚树脂溶液至少加热为80℃后，开始滴加由全部含碳碳双键单体、部分引发剂及部分二甲苯组成的混合溶液，滴加期间，反应体系温度保持在90℃～100℃，于2～2.5小时内滴加完毕，继续在90℃～100℃保温1小时；
④滴加剩余引发剂与剩余二甲苯的混合溶液，滴加期间，反应体系温度保持在90℃～100℃，于0.5小时内滴加完毕，继续在90℃～100℃保温4小时；
⑤降至室温后，用120目滤袋过滤，所得滤液即为化学改性氯醚树脂，其粘度是1000～2500mPa.s。
本发明的第二个目的是：提供一种含化学改性氯醚树脂的防腐蚀涂料，其涂膜防腐蚀效果优于物理混拼的同类涂料。
实现本发明第二个目的的技术方案是：一种含化学改性氯醚树脂的防腐蚀涂料由下述组分组成，各组分用量如下：
1重量份化学改性氯醚树脂；1～3重量份氯醚树脂二甲苯溶液，其氯醚树脂含量为40重量％；0.1～1.3重量份颜料；0.1～1.2份重量填料；0.2～1重量份溶剂；0.005～0.06重量份防沉剂；0.001～0.02重量份分散剂；0.001～0.01重量份消泡剂；
所述化学改性氯醚树脂是1重量份氯醚树脂与2～4重量份含碳碳双键单体、3～5重量份二甲苯和0.03～0.05重量份混合引发剂，经化学反应而改性的氯醚树脂，其粘度是1000～2500mPa.s，其中的含碳碳双键单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯中的一种或几种；其中的混合引发剂是过氧化苯甲酰与偶氮二异丁腈的混合物，二者的重量比为0.5～3∶1；其中的氯醚树脂的粘度是15～36mPa.s，氯含量≥44％；
所述氯醚树脂二甲苯溶液是用粘度为15～36mPa.s，氯含量≥44％的氯醚树脂溶于二甲苯形成的溶液，其氯醚树脂含量为40重量％。
上述防腐蚀涂料中，所述颜料为白色、黑色、红色、绿色、蓝色、紫色和黄色颜料中的一种或几种。
上述防腐蚀涂料中，所述填料为滑石粉、沉淀硫酸钡、超细云母粉中的一种或几种。
上述防腐蚀涂料中，所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、1000号溶剂油、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。
上述防腐蚀涂料中的防沉剂、分散剂、消泡剂可以从涂料常用助剂中选择，本发明的防腐蚀涂料选用膨润土881作防沉剂，选用德国BYK公司产品中牌号Anti-U作分散剂，牌号BYK052作消泡剂，但是并不局限于此。
本发明的技术效果是：①本发明技术方案的化学改性氯醚树脂是采用恰当数量的含碳碳双键单体经化学反应而改性的氯醚树脂，它与其他树脂相容性优良，使得高分子聚合物溶液更加稳定，解决了物理混拼改性氯醚树脂因各混拼树脂的相容性差而导致树脂储存期间易分层的问题，克服了因树脂分层进而影响其涂料使用性能的缺点；另外，含碳碳双键单体与氯醚树脂进行化学反应，使改性的氯醚树脂具有丙烯酸树脂的良好物理机械性能和附着力，还可以充分利用含碳碳双键单体的特点，根据实际需要，通过对含碳碳双键单体的种类和数量进行恰当搭配，获得不同性能的化学改性氯醚树脂，以满足更多不同场合的需要；②试验表明(见表4)，与含物理混拼改性氯醚的防腐蚀涂料相比，由于本发明的防腐蚀涂料采用的是化学改性氯醚树脂，而且与其他组分搭配恰当，因此，本发明防腐蚀涂料的储存稳定性，对腐蚀介质的抗渗透性，耐盐、耐酸、耐碱性能，机械性能均明显提高；涂膜光泽更高；耐人工老化、耐盐雾性能更加优异。上述优点使得氯醚树脂的固有优点得到更充分发挥，实现涂层对底材的长久保护。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
各实施例和比较例所用原料，除另有说明外，均为涂料用工业级市售品。制备化学改性氯醚树脂和防腐蚀涂料所用设备均为涂料工业常规设备。
实施例和比较例的各组分用量“份”均是“重量份”；
实施例1：制备化学改性氯醚树脂A
(一)用量：
氯醚树脂MP25(粘度28mPa.s，氯含量44％) 1份；
含碳碳双键单体
甲基丙烯酸丁酯 3份；
二甲苯
4份；
混合引发剂
过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈混合物(混合比为2∶1) 0.04份；
(二)具体操作步骤
①按上述用量准备氯醚树脂MP25、甲基丙烯酸丁酯、二甲苯、混合引发剂；
②将全部氯醚树脂投入反应釜中，加入2份二甲苯使其溶解；
③将反应釜的氯醚树脂溶液加热到80℃，开始滴加由3份甲基丙烯酸丁酯、0.03份引发剂及1.4份二甲苯组成的混合溶液，滴加期间，反应体系温度保持在90℃，于2小时内滴加完毕，继续在95℃保温1小时；
④滴加剩余0.01份混合引发剂与剩余0.6份二甲苯的混合溶液，滴加期间反应体系温度保持在95℃，于0.5小时内滴加完毕，100℃继续在100℃保温5小时；
⑤降至室温后，用120目滤袋过滤，所得滤液即为本发明的化学改性氯醚树脂A，其粘度是1650mPa.s。
实施例2：制备化学改性氯醚树脂B
(一)用量
氯醚树脂MP15(粘度18mPa.s，氯含量44％) 1份；
含碳碳双键单体
丙烯酸丁酯 0.6份；
甲基丙烯酸丁酯 0.6份；
甲基丙烯酸甲酯 0.8份；
二甲苯
3份；
引发剂
过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈混合物(混合比为3∶1) 0.03份；
(二)具体操作步骤
①按上述用量准备氯醚树脂MP15、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、二甲苯、混合引发剂；
②将全部氯醚树脂投入反应釜中，加入2份二甲苯使其溶解；
③将反应釜的氯醚树脂溶液加热到80℃，开始滴加由0.6份丙烯酸丁酯、0.6份甲基丙烯酸丁酯、0.8份甲基丙烯酸甲酯、0.023份混合引发剂及0.7份二甲苯组成的混合溶液，滴加期间，反应体系温度保持在90℃，于1.5小时内滴加完毕，继续在95℃保温1小时；
④滴加剩余0.007份混合引发剂与剩余0.3份二甲苯的混合溶液，滴加期间，反应体系温度保持在95℃，于0.5小时内滴加完毕，继续在100℃保温5小时；
⑤降至室温后，用120目滤袋过滤，所得滤液即为本发明的化学改性氯醚树脂B，其粘度是1230mPa.s。
实施例3制备化学改性氯醚树脂C
(一)用量
氯醚树脂MP35(粘度34mPa.s，氯含量44％) 1份；
含双键单体
丙烯酸丁酯 1.4份；
甲基丙烯酸丁酯 1.2份；
苯乙烯 1.4份；
二甲苯
5份；
引发剂
过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈混合物(混合比为1∶2) 0.05份；
(二)具体操作步骤
①按上述用量准备氯醚树脂MP35、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、二甲苯、混合引发剂；
②将全部氯醚树脂投入反应釜中，加入2.4份二甲苯使其溶解；
③将反应釜的氯醚树脂溶液加热到80℃，开始滴加由加1.4份丙烯酸丁酯、1.2份甲基丙烯酸丁酯、1.4份苯乙烯、0.04份混合引发剂及2份二甲苯的混合溶液，滴加期间，反应体系温度保持在82℃，于2小时内滴加完毕，继续在82℃保温1小时；
④滴加剩余0.01份混合引发剂与剩余0.6份二甲苯的混合溶液，滴加期间，反应体系温度保持在82℃，于0.5小时内滴加完毕，继续在82℃保温5小时；
⑤降至室温后，用120目滤袋过滤，所得滤液即为本发明的化学改性氯醚树脂C，其粘度是2000mPa.s。
实施例4制备防腐蚀涂料A(以白色为例)
配方如下表1所示。
表1
| 组分 | 原料名称及规格 | 用量(份) |
| 化学改氯醚树脂 | 化学改氯醚树脂A，实施例1制 | 1 |
| 40％氯醚树脂二甲苯溶液 | MP25 | 1 |
| 颜料 | 钛白，牌号R 902 | 0.5 |
| 填料 | 滑石粉，1250目 | 0.1 |
| 沉淀硫酸钡，1250目 | 0.2 | |
| 超细云母粉，1250目 | 0.1 | |
| 溶剂 | 二甲苯 | 0.4 |
| 防沉剂 | 有机膨润土 牌号881 | 0.02 |
| 分散剂 | 牌号Anti-U(德国BYK公司产品) | 0.001 |
| 消泡剂 | 牌号BYK052(德国BYK公司产品) | 0.003 |
将表1物料加入高速搅拌机内高速搅拌搅匀，再用砂磨机研磨物料至细度小于40μm，出料包装即为本发明的防腐蚀涂料A。
实施例5制备防腐蚀涂料B(黑色为例)
配方如下表2所示。
表2
| 组分 | 原料名称及规格 | 用量(份) |
| 化学改氯醚树脂 | 化学改氯醚树脂B，实施例2制 | 1 |
| 40％氯醚树脂二甲苯溶液液 | MP15 | 2 |
| 颜料 | 炭黑 | 0.1 |
| 钛白 | 0.2 | |
| 填料 | 滑石粉，1250目 | 0.2 |
| 沉淀硫酸钡，1250目 | 0.8 | |
| 溶剂 | 二甲苯 | 0.4 |
| 1000号溶剂油 | 0.05 |
| 防沉剂 | 有机膨润土，881 | 0.04 |
| 分散剂 | 牌号Anti-U(德国BYK公司产品) | 0.005 |
| 消泡剂 | 牌号BYK052(德国BYK公司产品) | 0.008 |
将表2物料加入高速搅拌机内高速搅拌搅匀，再用砂磨机研磨物料至细度小于40μm，出料包装即为本发明的防腐蚀涂料B。
实施例6制备防腐蚀涂料C(铁红色为例)
配方如下表3所示。
表3
| 组分 | 原料名称及规格 | 用量(份) |
| 化学改氯醚树脂 | 化学改性氯醚树脂C，实施例3制 | 1 |
| 40％氯醚树脂树脂液 | MP35 | 3 |
| 颜料 | 氧化铁红 | 1.0 |
| 填料 | 滑石粉，1250目 | 0.2 |
| 沉淀硫酸钡，1250目 | 0.8 | |
| 溶剂 | 二甲苯 | 0.6 |
| 醋酸丁酯 | 0.1 | |
| 防沉剂 | 有机膨润土，牌号881 | 0.06 |
| 分散剂 | 牌号Anti-U(德国BYK公司产品) | 0.006 |
| 消泡剂 | 牌号BYK052(德国BYK公司产品) | 0.01 |
将表3物料加入高速搅拌机内高速搅拌搅匀，再用砂磨机研磨物料至细度小于40μm，出料包装即为本发明的防腐蚀涂料C。
为了比较，采用物理混拼法将氯醚树脂、热塑性丙烯酸树脂按下述比例配制防腐蚀涂料，其中各原料规格除另有说明外，均与实施例相同并按实施例相同操作制得比较例涂料。
比较例1
40％氯醚树脂溶液(MP25，28mPa.s) 1.2；
*50％热塑性丙烯酸树脂溶液 0.8；
钛白 0.5；
滑石粉 0.1；
沉淀硫酸钡 0.2；
超细云母粉 0.1；
二甲苯 0.4；
防沉剂有机膨润土881 0.02；
分散剂Anti-U 0.001；
消泡剂BYK052 0.003；
为了进行比较，其中*50％热塑性丙烯酸树脂溶液是按实施例1的用量和具体操作步骤制得的，不同点是：不添加氯醚树脂，二甲苯用量改为3重量份。也可以用其他热塑性丙烯酸树脂代替；
比较例2：
40％氯醚树脂溶液(MP15，18mPa.s) 2.3；
50％热塑性丙烯酸树脂溶液 0.7
炭黑 0.1；
钛白 0.2；
滑石粉 0.2；
沉淀硫酸钡 0.8；
二甲苯 0.4；
1000号溶剂油 0.05；
防沉剂有机膨润881 0.04；
分散剂Anti-U 0.005；
消泡剂BYK052 0.008；
为了进行比较，其中*50％热塑性丙烯酸树脂溶液是按实施例2的用量和具体操作步骤制得的，不同点是：不添加氯醚树脂，二甲苯用量改为2重量份。也可以用其他热塑性丙烯酸树脂代替；
比较例3：
40％氯醚树脂溶液(MP35，34mPa.s) 3.2；
*50％热塑性丙烯酸树脂溶液 0.8
氧化铁红 1；
滑石粉 0.2；
沉淀硫酸钡 0.8；
二甲苯 0.6；
醋酸丁酯 0.1；
防沉剂膨润土881 0.06；
分散剂Anti-U 0.006；
消泡剂BYK052 0.01；
为了进行比较，其中*50％热塑性丙烯酸树脂溶液是按实施例3的用量和具体操作步骤制得的，不同点是：不添加氯醚树脂，二甲苯用量改为4重量份。也可以用其他热塑性丙烯酸树脂代替。
将用本发明化学改性氯醚树脂配制的防腐蚀涂料与比较例涂料，参照HG/T2798-1996中的相关检测方法对涂膜的性能进行检测，其结果见表4。
表4
| 项目 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 |
| 外观 | 白色，正常 | 黑色，正常 | 红色，正常 | 白色，正常 | 黑色，正常 | 红色，正常 |
| 储存稳定性，40℃ | 一年稳定 | 一年稳定 | 一年稳定 | 半年稳定 | 半年稳定 | 半年稳定 |
| 施工性 | 刷涂、喷涂无障碍 | 刷涂、喷涂无障碍 | 刷涂、喷涂无障碍 | 刷涂、喷涂无障碍 | 刷涂、喷涂无障碍 | 刷涂、喷涂无障碍 |
| 耐弯曲性，mm | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 |
| 耐盐水，3％NaCl | 30天，漆膜完整 | 30天，漆膜完整 | 30天，漆膜完整 | 20天，漆膜完整 | 20天，漆膜完整 | 20天，漆膜完整 |
| 耐碱性10％NaOH | 10天，漆膜完整 | 10天，漆膜完整 | 10天，漆膜完整 | 3天，漆膜完整 | 3天，漆膜完整 | 3天，漆膜完整 |
| 耐酸性30％H2SO4 | 20天，漆膜完整 | 20天，漆膜完整 | 20天，漆膜完整 | 4天，漆膜完整 | 4天，漆膜完整 | 4天，漆膜完整 |
| 60°镜面光泽 | 82 | 80 | 66 | 65 | 70 | 55 |
| 人工加速老化，1500h | 变色2级 | 变色不明显 | 变色不明显 | 变色3级 | 变色不明显，轻微粉化 | 变色不明显，轻微粉化 |
| 耐盐雾 | 3000h，1级 | 3000h，1级 | 1000h，1级 | 1000h，1级 | 1000h，1级 | 500h，1级 |
从表4数据可以看出，本发明化学改性氯醚树脂(实施例1、2和3)制得的防腐蚀涂料(实施例4、5和6)与物理混拼制得的涂料(比较例1、2和3)相比，具有如下优点：①涂料储存稳定性和涂膜光泽提高；②对腐蚀介质(盐、碱、酸)的耐性改善，对腐蚀介质的抗渗透性提高；③机械性能(耐弯曲性)也得到明显提高；④耐老化、耐盐雾性能更加优异。由此证明本发明的防腐蚀涂料能实现涂层对底材的长久保护。也证明本发明化学改性氯醚树脂优于物理混拼改性氯醚树脂。
Claims (6)
1.一种化学改性氯醚树脂，其特征在于，它是含碳碳双键单体与氯醚树脂经化学反应而改性的氯醚树脂，其粘度是1000～2500mPa.s；
所述化学反应的反应物用量是：1重量份氯醚树脂、2～4重量份含碳碳双键单体、3～5重量份二甲苯和0.03～0.05重量份混合引发剂；
所述含碳碳双键单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯中的一种或几种；
所述混合引发剂是过氧化苯甲酰与偶氮二异丁腈的混合物，二者的重量比为0.5～3∶1；
所述氯醚树脂的粘度是15～36mPa.s，氯含量≥44％。
2.根据权利要求1所述的化学改性氯醚树脂，其特征在于，具体制备步骤如下：
①按1重量份氯醚树脂、2～4重量份含碳碳双键单体、3～5重量份二甲苯和0.03～0.05重量份混合引发剂的配比准备原料，其中，含碳碳双键单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯中的一种或几种；混合引发剂是过氧化苯甲酰与偶氮二异丁腈的混合物，二者的重量比为0.5～3∶1；所述氯醚树脂的粘度是15～36mPa.s，氯含量≥44％；
②将全部氯醚树脂投入反应釜中，加入部分二甲苯使其溶解；
③将反应釜的氯醚树脂溶液至少加热为80℃后，开始滴加由全部含碳碳双键单体、部分引发剂及部分二甲苯组成的混合溶液，滴加期间，反应体系温度保持在90℃～100℃，于2～2.5小时内滴加完毕，继续在90℃～100℃保温1小时；
④滴加剩余引发剂与剩余二甲苯的混合溶液，滴加期间，反应体系温度保持在90℃～100℃，于0.5小时内滴加完毕，继续在90℃～100℃保温4小时；
⑤降至室温后，用120目滤袋过滤，所得滤液即为化学改性氯醚树脂，其粘度是1000～2500mPa.s。
3.一种含化学改性氯醚树脂的防腐蚀涂料，其特征在于，由下述组分组成，各组分用量如下：
1重量份化学改性氯醚树脂；1～3重量份氯醚树脂二甲苯溶液，其氯醚树脂含量为40重量％；0.1～1.3重量份颜料；0.1～1.2重量份填料；0.2～1重量份溶剂；0.005～0.06重量份防沉剂；0.001～0.02重量份分散剂；0.001～0.01重量份消泡剂；
所述化学改性氯醚树脂是1重量份氯醚树脂与2～4重量份含碳碳双键单体、3～5重量份二甲苯和0.03～0.05重量份混合引发剂，经化学反应而改性的氯醚树脂，其粘度是1000～2500mPa.s，其中的含碳碳双键单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯中的一种或几种；其中的混合引发剂是过氧化苯甲酰与偶氮二异丁腈的混合物，二者的重量比为0.5～3∶1；其中的氯醚树脂的粘度是15～36mPa.s，氯含量≥44％；
所述氯醚树脂二甲苯溶液是用粘度为15～36mPa.s，氯含量≥44％的氯醚树脂溶于二甲苯形成的溶液，其氯醚树脂含量为40重量％。
4.根据权利要求3所述的防腐蚀涂料，其特征在于，所述颜料为白色、黑色、红色、绿色、蓝色、紫色和黄色颜料中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的防腐蚀涂料，其特征在于，所述填料为滑石粉、沉淀硫酸钡、超细云母粉中的一种或几种。
6.根据权利要求3所述的防腐蚀涂料，其特征在于，所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、1000号溶剂油、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。
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