CN101633808A

CN101633808A - 含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料及其制备方法

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Publication number: CN101633808A
Application number: CN200810117090A
Authority: CN
Inventors: 邢峻; 郑旗; 王炜; 程振强; 徐志平; 于钦萍; 刘毅; 段春华; 崔梓杰
Original assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
Current assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2028-07-24
Also published as: CN101633808B

Abstract

本发明提出一种含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料及其制备方法。涂料包括下列组分及按质量份数的含量：高氯化聚乙烯树脂100份，改性树脂10～250份，不锈钢鳞片10～1400份，颜填料0～1400份，消泡剂0.1～10.5份，偶联剂0～175份，防沉剂0.3～10.5份，溶剂100～2000份。本发明的有益效果是：具有优异的防腐性能，可广泛适用于酸、碱、盐、海水、土壤、化工大气等各种腐蚀环境；延长了涂装体系的保护寿命；本发明可以作为底漆、中间漆、面漆或底面合一型涂料，可单组分包装，施工方便，干燥迅速，可在－20～40℃环境温度下施工。

Description

含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料及其制备方法，该涂料可以作为底漆、中间漆、面漆或底面合一型防腐漆。

背景技术

腐蚀特别是金属构件和混凝土结构的腐蚀给国家造成了巨大的损失，约占当年GDP的3-5％，因此，防腐蚀工作显得非常重要。而在众多的防腐蚀手段中，防腐涂料一直是最主要、最有效、最方便、最常用的方法。防腐涂料之所以能对构筑物及设施、设备具有较好的保护效果，是因为涂料在成膜之后能有效地将腐蚀介质与基材隔离，在一定的时间内腐蚀介质不能到达基材。因此，衡量涂料的防护效果，其抗介质渗透的能力是一个关键的参数。

目前经常采用将玻璃鳞片或铝合金鳞片(俗称铝粉浆)作为填料加入到涂料中的办法，由于其是片状结构，具有较大的径厚比，理想条件下这两类填料在成膜物质中可以有效延长介质渗透路径，提高涂料的抗渗透能力，从而达到提高涂料防腐寿命的目的。但是这类涂料有其先天性弊病：玻璃鳞片硬而脆，膨胀系数与成膜物质以及钢铁和混凝土基材差别很大，在冷热循环的使用过程中导致漆膜内应力增加，造成漆膜开裂等弊病；同时玻璃鳞片与各种树脂的粘接性不好，需要添加偶联剂对其进行表面处理，如果处理不好，沿着鳞片与树脂界面会形成微观空隙，这样的直接通道反而增强了介质的渗透性；此外，玻璃鳞片耐碱性差，限制了玻璃鳞片涂料在碱性腐蚀条件下的使用。而铝是两性金属，不耐酸、碱，因此铝合金鳞片涂料只能在中性环境使用。总之目前尚缺乏可广泛适用于酸、碱、盐、海水、土壤、化工大气等各种腐蚀环境，具有长效防腐性能的高氯化聚乙烯涂料。

发明内容

为了提高涂料的耐腐蚀性能，使其广泛适用于各种腐蚀环境，本发明提供一种含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料及其制备方法。本发明可以作为底漆、中间漆、面漆或底面合一型涂料，具有优异的防腐性能，可广泛适用于酸、碱、盐、海水、土壤、化工大气等各种腐蚀环境。

本发明的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，包括下列组分及按质量份数的含量：

高氯化聚乙烯树脂100份

改性树脂10～250份

不锈钢鳞片10～1400份

颜料、填料0～1400份

消泡剂0.1～10.5份

偶联剂0～175份

防沉剂0.3～10.5份

溶剂100～2000份。

所用的高氯化聚乙烯树脂(HCPE)是氯含量(质量百分比)≥50％、粘度(涂-4#杯，用二甲苯溶解为含高氯化聚乙烯(HCPE)20％的溶液，25℃)5-60秒的高氯化聚乙烯树脂(HCPE)。

所用的改性树脂为热塑性丙烯酸树脂、醇酸树脂、42°氯化石蜡、52°氯化石蜡、70°氯化石蜡、二甲苯甲醛树脂、环氧树脂、环氧酯、磷酸三丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种。

所用的不锈钢鳞片材质按中国牌号可以为：1Cr17Mn6Ni5N、1Cr18Mn8Ni5N、1Cr17Ni7、1Cr18Ni9、Y1Cr18Ni9、Y1Cr18Ni9Se、0Cr19Ni9、0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、00Cr18Ni10、0Cr19Ni9N、0Cr19Ni10NbN、00Cr18Ni10N、1Cr18Ni12、1Cr18Ni12Ti、0Cr23Ni13、0Cr25Ni20、1Cr25Ni20Si2、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2、00Cr17Ni12Mo2N、00Cr17Ni13Mo2N、0Cr18Ni12Mo2Cu2、00Cr18Ni14Mo2Cu2、0Cr19Ni13Mo3、1Cr18Ni12Mo3Ti、0Cr18Ni12Mo3Ti、00Cr19Ni13Mo3、00Cr17Ni14Mo3、0Cr18Ni16Mo5、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni11Nb、0Cr18Ni9Cu3、0Cr18Ni13Si4、0Cr26Ni5Mo2、1Cr18Ni11Si4AlTi、00Cr18Ni15Mo3Si2、0Cr13Al、00Cr12、1Cr17、Ycr17、1Cr17Mo、00Cr30Mo2、00Cr27Mo、1Cr12405、0Cr13410、1Cr13-、1Cr13416Mo、YlCr13420、2Cr13-、3Cr13-、4Cr13、Y3Cr13、1Cr17Ni2、7Cr17、8Cr17、11Cr17、9Cr18、Y11Cr17中的一种或几种。

所用的不锈钢鳞片的形状为规则或不规则片状，该片状结构沿长度方向的尺寸为20～5000微米，该片状结构厚度为0.1～2000微米。

所用的颜料、填料可以是滑石粉、云母粉、硫酸钡、重晶石粉、硅微粉、硅灰石粉、重钙、轻钙、石英粉、立德粉、高岭土、磷铁粉、石墨粉、铁红粉、云母氧化铁粉、钛白粉、红丹粉、磷酸锌、三聚磷酸铝、铁钛粉、铬黄、铬红、铬绿、氧化锌、炭黑中的一种或几种。

所用的消泡剂可以是二甲基硅油、聚硅氧烷溶液中的一种。

所用的偶联剂可以是钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种。

所用的防沉剂可以是有机膨润土、气相二氧化硅、氢化蓖麻油中的一种。

所用的溶剂可以是甲苯、二甲苯、混合三甲苯、醋酸甲酯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、环己酮、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、碳酸二甲酯中的一种或几种。

本发明的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料的制备方法，包括下列步骤：先将溶剂按比例倒入溶解罐中，混合均匀后在搅拌中加入高氯化聚乙烯树脂，在20～50℃加热下溶解8～72小时，形成均匀的高氯化聚乙烯树脂溶液，然后加入改性树脂、颜料、填料、消泡剂，在高速搅拌下分散均匀，再经过砂磨机研磨到要求细度，最后加入防沉剂、溶剂、不锈钢鳞片、偶联剂，分散均匀即可。

本发明的作用机理是：不锈钢鳞片对于大部分酸、碱、盐和有机溶剂具有良好的耐蚀性，同时鳞片状的不锈钢在涂料中平行排列，具有优异的隔离和抗渗透效果，与各种树脂具有良好的结合力，延展性好，适宜加工，是涂料用新一代具有广谱耐蚀性的屏蔽性填料。高氯化聚乙烯树脂(HCPE)含氯量高，分子结构不含不饱和键，因此化学性能比较稳定，具有良好的耐水、耐酸、耐碱、耐盐性能，对于部分溶剂也具有良好的稳定性，由高氯化聚乙烯树脂制成的涂料，具有良好的耐腐蚀性并获得了广泛的应用。本发明将高氯化聚乙烯树脂和不锈钢鳞片结合起来，利用二者的优点制成具有优异屏蔽性的重防腐涂料，对于提高涂层的保护质量、延长涂层保护时间、节约资源和提高生产效率、促进国家经济建设和腐蚀科学具有积极意义。

本发明的创新点和有益效果是：

(1)产品通过添加不锈钢鳞片作为主要屏蔽性填料，不锈钢鳞片在漆膜中平行排列，形成迷宫效应，将介质渗透路径延长了数百倍甚至上千倍；同时辅以防锈颜料、填料、改性树脂和助剂，来提高高氯化聚乙烯树脂漆的物理性能以及涂层体系对腐蚀性介质的屏蔽性和耐腐蚀性，从而大大提高了高氯化聚乙烯树脂漆的防腐性能；

(2)区别于玻璃鳞片和铝合金鳞片漆的是，本发明可以广泛适用于酸、碱、盐、海水、土壤、化工大气等各种腐蚀环境，具有优异的防腐性能；

(3)不锈钢鳞片具有与碳钢基本相同的膨胀系数，有利于在冷热循环使用过程中降低漆膜内应力，延长涂装体系的保护寿命；

(4)本发明可以作为底漆、中间漆、面漆或底面合一型涂料；

(5)本发明为单组分包装，施工方便，干燥迅速，可在-20～40℃环境温度下施工。

具体实施方式

通过以下代表性实施例可以更好地理解本发明，尽管给出了这些实施例，但本发明的保护范围还应包括：在不偏离本发明范围条件下，对公开的技术方案进行本领域技术人员显而易见的各种改变。

实施例1：

一种含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，其组成物按质量比配比如下：

(1)高氯化聚乙烯树脂25；

(2)溶剂为二甲苯105，醋酸丁酯105，丁酮105，乙二醇乙醚醋酸酯70；

(3)改性树脂为环氧树脂15，热塑性丙烯酸树脂15，70°氯化石蜡15，磷酸三丁酯15；

(4)不锈钢鳞片为200目不锈钢鳞片340；

(5)二甲基硅油溶液2.5；

(6)钛酸酯偶联剂42.5；

(7)气相二氧化硅1.3。

实施例2：

(1)高氯化聚乙烯树脂25；

(2)溶剂为甲苯60，混合三甲苯75，醋酸甲酯50，环己酮35，乙二醇乙醚35，碳酸二甲酯120；

(3)改性树脂为豆油改性醇酸树脂20，42°氯化石蜡15，52°氯化石蜡15，70°氯化石蜡5；

(4)不锈钢鳞片为80目不锈钢鳞片2.5；

(5)颜、填料为滑石粉10，云母粉80，重晶石粉90，钛白粉90，铬黄15，炭黑10.5；

(6)聚硅氧烷溶液消泡剂2.5；

(7)有机膨润土2.5。

实施例3：

(1)高氯化聚乙烯树脂25；

(2)溶剂为混合三甲苯15，醋酸甲酯5，环己酮15，乙二醇乙醚15，碳酸二甲酯10，乙二醇乙醚醋酸酯10；

(3)改性树脂为二甲苯甲醛树脂2.5；

(4)不锈钢鳞片为120目不锈钢鳞片20，200目不锈钢鳞片50；

(5)颜、填料为云母粉10，钛白粉15，硅微粉5，石墨粉5，铬绿5；

(6)硅烷偶联剂10

(7)聚硅氧烷溶液0.5；

(8)氢化蓖麻油1。

实施例1、实施例2、实施例3的具体制备方法是：先将溶剂按比例倒入溶解罐中，混合均匀后在搅拌中加入高氯化聚乙烯树脂，在20～50℃加热下溶解8～72小时，形成均匀的高氯化聚乙烯树脂溶液，然后加入改性树脂、颜料、填料、消泡剂，在高速搅拌下分散均匀，再经过砂磨机研磨到要求细度，最后加入防沉剂、溶剂、不锈钢鳞片、偶联剂，分散均匀即可。

经检测，具体的技术指标如表1所示：

表1实施例具体技术指标

检验项目	技术指标	实施例1	实施例2	实施例3
检验项目	技术指标	实施例1	实施例2	实施例3	颜色与外观	各色，平整光滑	铁红色，平整光滑	灰色，平整光滑	墨绿色，平整光滑
粘度(涂-4，25℃)，s	≥120	135	150	125	颜色与外观	各色，平整光滑	铁红色，平整光滑	灰色，平整光滑	墨绿色，平整光滑
粘度(涂-4，25℃)，s	≥120	135	150	125	干燥时间(25℃)，h	表干≤1，实干≤12	表干0.8，实干8	表干0.6，实干6	表干1，实干11
附着力(划格法)，级	1	1	1	1	干燥时间(25℃)，h	表干≤1，实干≤12	表干0.8，实干8	表干0.6，实干6	表干1，实干11
附着力(划格法)，级	1	1	1	1	柔韧性，mm	1	1	1	1
冲击强度，cm	≥40	50	50	50	柔韧性，mm	1	1	1	1
冲击强度，cm	≥40	50	50	50	耐酸性(20％H₂SO₄)	30d漆膜无变化	60d漆膜无变化	60d漆膜无变化	60d漆膜无变化
耐碱性(15％NaOH)	30d漆膜无变化	60d漆膜无变化	60d漆膜无变化	60d漆膜无变化	耐酸性(20％H₂SO₄)	30d漆膜无变化	60d漆膜无变化	60d漆膜无变化	60d漆膜无变化
耐碱性(15％NaOH)	30d漆膜无变化	60d漆膜无变化	60d漆膜无变化	60d漆膜无变化	耐盐水(3％NaCl)	120d漆膜无变化	360d漆膜无变化	360d漆膜无变化	360d漆膜无变化
耐蒸馏水	120d漆膜无变化	360d漆膜无变化	360d漆膜无变化	360d漆膜无变化	耐盐水(3％NaCl)	120d漆膜无变化	360d漆膜无变化	360d漆膜无变化	360d漆膜无变化
耐蒸馏水	120d漆膜无变化	360d漆膜无变化	360d漆膜无变化	360d漆膜无变化	耐盐雾	120d漆膜无变化	360d漆膜无变化	360d漆膜无变化	360d漆膜无变化

实施例4：

一种含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，选取以下组分按照通常方法配制均匀即可：

(1)高氯化聚乙烯树脂100公斤；

(2)溶剂为乙二醇丁醚2000公斤；

(3)改性树脂为邻苯二甲酸二甲酯105公斤；

(4)不锈钢鳞片为180目不锈钢鳞片1380公斤；

(5)颜、填料为铁红粉10公斤；

(6)二甲基硅油0.1公斤；

(7)硅烷偶联剂175公斤；

(8)气相二氧化硅0.3公斤。

Claims

1、一种含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，其特征在于，包括下列组分及按质量份数的含量：

高氯化聚乙烯树脂100份

改性树脂10～250份

不锈钢鳞片10～1400份

颜料、填料0～1400份

消泡剂0.1～10.5份

偶联剂0～175份

防沉剂0.3～10.5份

溶剂100～2000份。

2、根据权利要求1所述的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，其特征在于，所用的高氯化聚乙烯树脂是氯含量≥50％、粘度5-60秒的高氯化聚乙烯树脂。

3、根据权利要求1所述的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，其特征在于，所用的改性树脂为热塑性丙烯酸树脂、醇酸树脂、42°氯化石蜡、52°氯化石蜡、70°氯化石蜡、二甲苯甲醛树脂、环氧树脂、环氧酯、磷酸三丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种。

4、根据权利要求1所述的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，其特征在于，所用的不锈钢鳞片材质按中国牌号为：1Cr17Mn6Ni5N、1Cr18Mn8Ni5N、1Cr17Ni7、1Cr18Ni9、Y1Cr18Ni9、Y1Cr18Ni9Se、0Cr19Ni9、0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、00Cr18Ni10、0Cr19Ni9N、0Cr19Ni10NbN、00Cr18Ni10N、1Cr18Ni12、1Cr18Ni12Ti、0Cr23Ni13、0Cr25Ni20、1Cr25Ni20Si2、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2、00Cr17Ni12Mo2N、00Cr17Ni13Mo2N、0Cr18Ni12Mo2Cu2、00Cr18Ni14Mo2Cu2、0Cr19Ni13Mo3、1Cr18Ni12Mo3Ti、0Cr18Ni12Mo3Ti、00Cr19Ni13Mo3、00Cr17Ni14Mo3、0Cr18Ni16Mo5、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni11Nb、0Cr18Ni9Cu3、0Cr18Ni13Si4、0Cr26Ni5Mo2、1Cr18Ni11Si4AlTi、00Cr18Ni15Mo3Si2、0Cr13Al、00Cr12、1Cr17、Ycr17、1Cr17Mo、00Cr30Mo2、00Cr27Mo、1Cr12405、0Cr13410、1Cr13-、1Cr13416Mo、YlCr13420、2Cr13-、3Cr13-、4Cr13、Y3Cr13、1Cr17Ni2、7Cr17、8Cr17、11Cr17、9Cr18、Y11Cr17中的一种或几种。

5、根据权利要求1或4所述的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，其特征在于，所用的不锈钢鳞片的形状为规则或不规则片状，该片状结构沿长度方向的尺寸为20～5000微米，该片状结构厚度为0.1～2000微米。

6、根据权利要求1所述的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，其特征在于，所用的颜料、填料是滑石粉、云母粉、硫酸钡、重晶石粉、硅微粉、硅灰石粉、重钙、轻钙、石英粉、立德粉、高岭土、磷铁粉、石墨粉、铁红粉、云母氧化铁粉、钛白粉、红丹粉、磷酸锌、三聚磷酸铝、铁钛粉、铬黄、铬红、铬绿、氧化锌、炭黑中的一种或几种。

7、根据权利要求1所述的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，其特征在于，所用的消泡剂是二甲基硅油、聚硅氧烷溶液中的一种。

8、根据权利要求1所述的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，其特征在于，所用的偶联剂是钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种。

9、根据权利要求1所述的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，其特征在于，所用的防沉剂是有机膨润土、气相二氧化硅、氢化蓖麻油中的一种。

10、根据权利要求1所述的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料，其特征在于，所用的溶剂可以是甲苯、二甲苯、混合三甲苯、醋酸甲酯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、环己酮、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、碳酸二甲酯中的一种或几种。

11、一种权利要求1～10所述的含不锈钢鳞片的高氯化聚乙烯涂料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：先将溶剂按比例倒入溶解罐中，混合均匀后在搅拌中加入高氯化聚乙烯树脂，在20～50℃加热下溶解8～72小时，形成均匀的高氯化聚乙烯树脂溶液，然后加入改性树脂、颜料、填料、消泡剂，在高速搅拌下分散均匀，再经过砂磨机研磨到要求细度，最后加入防沉剂、溶剂、不锈钢鳞片、偶联剂，分散均匀即可。