CN102492340B

CN102492340B - 过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法

Info

Publication number: CN102492340B
Application number: CN 201110384356
Authority: CN
Inventors: 吕维华; 伍家卫; 杨兴锴; 唐蓉萍; 吴海霞; 何小荣; 索陇宁; 尚秀丽; 王有朋; 甘黎明; 杨智; 赵立祥
Original assignee: Lanzhou Petrochemical College of Vocational Technology
Current assignee: Lanzhou Petrochemical College of Vocational Technology
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2031-11-28
Also published as: CN102492340A

Abstract

本发明公开了一种过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法，属于化工技术领域。本发明以过氯乙烯为主要成膜物，以改性酚醛树脂为增强树脂，用表面改性剂处理的导电石墨为导静电剂，制成的防腐导静电涂料具有优良的防腐性能；添加鳞片状导电石墨，并控制涂层表面电阻率在l0⁶~l0⁷?，使其具有较小的热膨胀系数和收缩率，具有优良的导静电、抗电磁干扰性能。主要用于恶劣环境下使用的钢结构及其它金属制品表面防腐、阻燃、导静电涂装，如桥梁、船艇、集装箱、火车及铁道设施、汽车等海洋工程设施、石油化工管道设备、医疗卫生器械等方面的防腐导静电涂装。

Description

过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法

技术领域

本发明属于涂料化工技术领域，涉及一种防腐导静电涂料的制备，尤其涉及一种过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法。

背景技术

在机械设备、化工企业、建筑装修等行业中，材料腐蚀、静电和电磁干扰问题非常严重，尤其是在高湿度、高腐蚀、高辐射、高静电的环境中，腐蚀、静电和电磁干扰大幅度降低了产品的使用性能和寿命，危害人体健康，甚至有时还会因腐蚀和静电引发爆炸起火，造成经济和生命财产损失，因此搞好防腐蚀、防静电、抗电磁干扰工作具有十分重要的意义。

目前的过氯乙烯防腐涂料的制备一般是在过氯乙烯树脂中添加防锈颜料，防腐机理主要是屏蔽作用，即隔离腐蚀介质与基材相接触，虽然具有较强的防腐性能，但其不具备导静电作用，不能满足特殊条件下的防腐要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法。

（一）过氯乙烯防腐导静电涂料的制备

本发明过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法，包括以下工艺步骤：

（1）改性树脂合成

将酚类单体100份，松香200~500份，复合催化剂1~10份，加入反应釜中，升温至200~280℃，向反应釜中加入甲醛100~400份，反应2~8小时，得到透明溶胶；冷却、晾干，粉碎，得到酚醛硬树脂；以下各原料均按重量份配比。

将酚醛硬树脂100份、油脂0~100份、多元醇50~100份，多元酸50~100份、二甲苯10~20份，加入到反应釜中，升温至160~280℃，反应5~15小时，得到清澈透明的溶胶；用有机溶剂兑稀到固体份40~80%，黏度为3~30s/格氏管25℃，过滤，得到改性酚醛树脂，备用；

所述酚类单体为苯酚、甲酚、二甲酚、邻苯二酚、对苯基苯酚中的至少一种。

所述复合催化剂由Zn、Ca、Ba、Cu、Pb、Mn、Cr、Fe金属离子的氢氧化物或氧化物或盐与胺类化合物以1~99%、99~1%的重量百分比混合而成；所述胺类化合物为氨水、六次甲基四胺、二甲基胺、三乙基胺中的至少一种。

所述油脂为植物油或动物油。植物油有蓖麻油、豆油、胡麻油、菜籽油、玉米油及相应的油脂酸等，动物油主要有猪、牛、羊油及相应的油脂酸等。

所述多元醇为乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、聚乙二醇、丁二醇、丙二醇、戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷，季戊四醇。

所述多元酸为己二酸、戊二酸、丁二酸、月桂酸、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐，苯甲酸、苯偏三甲酸酐。

（2）导电石墨的改性

将导电石墨100份在质量浓度10~30%的表面改性剂溶液中浸润1~2小时，干燥，得到改性导电石墨。

所述表面改性剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、八甲基环四硅氧烷、钛酸正丁酯、硼酸正丁酯。

（3）防腐导静电涂料的制备

将过氯乙烯100份、增塑剂1~10份，改性导电石墨30~100份，在开炼机上进行混炼，控制辊温在50~80℃；检测混炼胶的细度≤80µm后，下片，冷却，切片，制成混炼胶片；再将混炼胶片在40~90℃下溶于100~300份的有机溶剂中，形成过氯乙烯色浆；然后将过氯乙烯100份、改性酚醛树脂10~50份溶于100~300份的有机溶剂中制成基料；最后将基料、过氯乙烯色浆混合均匀，过滤，制成过氯乙烯防腐导静电涂料；

所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛脂、五氯联苯、氯化石蜡。

所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、纯苯、二氯乙烷、四氯化碳、氯仿、醋酸丁酯、醋酸乙酯、丙酮、甲乙酮、环己酮中的至少一种。

为了进一步提高产品性能，还可加入10~50份的氯醚树脂、环氧树脂、萜烯树脂或聚丙烯酸等合成树脂；也可以加入1~10份的玻璃鳞片。在实际应用中，还可以加入颜料、填料及防老剂等。

施工时，用配套稀释剂稀释，调整黏度到合适范围，然后喷涂到基材上，在室温下自然干燥成膜。

（二）过氯乙烯防腐导静电涂料的性能能测试

（1）导电性能检测

将150mm×150mm和140mm×140mm两张厚度0.1mm的聚脂膜相互覆盖，用胶带将边沿粘贴后，用均匀的速度将其垂直浸入涂料中，停留10s，取出，干燥成膜，倒转180°，同样方法涂第二遍，在23±2℃，相对湿度RH50±5%的环境中完全固化为止，将其切成40mm×130mm的单层试样6条，测试，取平均值。检测结果见表1。

（2）涂料常规性能检测

将涂料调整到施工黏度（约20s，涂-4/25℃），按GB1727-92和GB/T 9271-88中规定的马口铁板、玻璃板、钢板规格进行选材、底材处理和检测样板制备，在23±2℃，RH50±5%的环境中完全固化，然后进行相应检测。过氯乙烯防腐导静电涂料虽为新产品，主要用于机械、设备等钢结构产品表面的防腐导静电涂装，各项性能均比相应的过氯乙烯防腐漆高，但因其仍属过氯乙烯防腐漆范畴，所以技术标准参考ZB G51067-87《G52-31各色过氯乙烯防腐漆》。检测结果见表1。

表1 过氯乙烯导静电涂料性能指标

表1的数据表明，本发明制备的涂料具有优良的防腐性能和导静电性，主要用于恶劣环境下使用的钢结构等金属制品表面防腐、阻燃、导静电涂装，如桥梁、船艇、集装箱、火车及铁道设施、汽车等海洋工程设施、石油化工管道设备、医疗卫生器械等方面的防腐导静电涂装。

综上所述，本发明相对于现有技术具有以下优点：

（1）本发明以过氯乙烯为主要成膜物，以改性酚醛树脂为增强树脂，用经过表面改性剂处理的导电石墨为导电剂，制成的防腐导静电涂料，提高了过氯乙烯的抗冲击强度、附着力和耐水、酸、碱、盐、油、溶剂等防腐性能。

（2）添加了鳞片状导电石墨，并控制涂层表面电阻率在l0⁶~l0⁷Ω，使涂料具有较小的热膨胀系数和收缩率，具有优良的导静电、防电磁干扰性能。

（3）在涂料中添加导静电石墨，利用电化学反应，当电解质透过涂层接触到基材（被涂物）时，基材与涂层形成原电池，涂层在原电池中作为阳极而“牺牲”，使基材（阴极）得到保护，进一步加强了涂料的防腐性能。

（4）添加了合成树脂、玻璃鳞片等，增强了涂料的机械性能和防腐性能。

具体实施方式

下面通过具体实施对本发明过氯乙烯防腐导静电涂料的制备作进一步说明。

实施例1

（1）改性树脂合成

将甲酚单体100份，松香200份，CuSO₄0.4份、ZnO 0.5份，三乙基胺2份，加入反应釜中，升温至220℃，向反应釜中加入甲醛200份，反应5小时，得到透明溶胶；检测溶解性、软化点和外观，合格后，冷却、晾干，粉碎，得到酚醛硬树脂。

检测合格指标：溶解性（树脂:甲苯=1:1完全溶解），软化点≥100℃，外观清澈透明。

将酚醛硬树脂100份、蓖麻油90份、乙二醇60份、顺丁烯二酸酐20份、苯甲酸5份、苯酐40份、二甲苯20份，加入到反应釜中，升温至220℃，反应10小时，得到清澈透明的溶胶；用混合溶剂（甲苯:醋酸丁酯=1:1（v/v））兑稀到固体份60±5%，黏度为3~30s/格氏管25℃，过滤，得到改性酚醛树脂，备用。

（2）导电石墨的改性

将导电石墨100份在质量浓度10%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中浸润2小时，干燥，得到改性导电石墨，备用。

（3）防腐导静电涂料的制备

将过氯乙烯100份、邻苯二甲酸二丁酯5份，改性导电石墨100份，磷酸锌5份，在开炼机上进行混炼，控制辊温在50~80℃；检测混炼胶的细度≤80µm后，下片，冷却，切片，制成混炼胶片；再将混炼胶片在40~90℃下溶于150份混合溶剂（甲苯:丙酮:醋酸乙酯:醋酸丁酯:二氯乙烷 =60:5:10:15:10（v/v））中，形成过氯乙烯色浆；然后将过氯乙烯100份、改性酚醛树脂30份，2份防老剂-4020溶于200份上述混合溶剂中，制成基料；最后将基料、过氯乙烯色浆混合均匀，过滤，制成过氯乙烯防腐导静电涂料。

本实施例制备的防腐导静电涂料的各项性能指标见表1。

实施例2

（1）改性树脂合成

将苯酚50份、甲酚50份，松香150份，六次甲基四按5份、Ca(OH)₂3份、ZnO 1份、PbO 1份，加入反应釜中，升温至280℃，向反应釜中加入甲醛200份，反应2小时，得到透明溶胶；检测溶解性、软化点和外观，合格后，冷却，晾干，粉碎，得到酚醛硬树脂，备用。

将酚醛硬树脂100份、豆油酸80份、丁二醇20份、甘油40份、顺丁烯二酸酐10份、苯酐50份、二甲苯20份，加入到反应釜中，升温至240℃，反应10小时，得到清澈透明的溶胶；用混合溶剂（甲苯:醋酸丁酯=1:1（v/v））兑稀到固体份至60±5%，黏度为3~30s/格氏管25℃，过滤，得到改性酚醛树脂，备用。

（2）导电石墨的改性

将导电石墨100份在质量浓度 15%的正硅酸乙酯溶液中浸润1小时，干燥，得到改性导电石墨。

（3）防腐导静电涂料的制备

将过氯乙烯100份、邻苯二甲酸二辛酯3份，改性导电石墨60份，在开炼机上进行混炼，控制辊温在50~80℃；检测混炼胶的细度≤80µm后，下片，冷却，切片，制成混炼胶片；再将混炼胶片在40~90℃下溶于150份的混合溶剂（甲苯:丙酮:醋酸乙酯:醋酸丁酯:二氯乙烷 =60:5:10:15:10（v/v））中，形成过氯乙烯色浆；然后将过氯乙烯100份、改性酚醛树脂50份，氯醚树脂10份，2份防老剂-4020，溶于200份的上述混合溶剂中制成基料；最后将基料、过氯乙烯色浆混合均匀，过滤，制成过氯乙烯防腐导静电涂料。

本实施例制备的防腐导静电涂料的各项性能指标见表1。

实施例3

（1）改性树脂合成

将甲酚50份、苯酚40份、对苯二酚5份、邻苯二酚5份，松香300份，氧化锌1份、氧化钙2份、三氧化二铬0.5份，加入反应釜中，升温至230℃，向反应釜中加入甲醛250份，反应6小时，检测溶解性、软化点和外观，合格后，冷却、晾干，粉碎，得到酚醛硬树脂。

将酚醛硬树脂100份、蓖麻油90份、一缩二乙二醇10份、甘油40份、己二酸10份、苯酐50份、二甲苯20份，加入到反应釜中，升温至200℃，反应10小时，得到清澈透明的溶胶；用200份混合溶剂（甲苯:醋酸丁酯=1:1）兑稀，并调整固体份至60±5%，黏度为3~30s/格氏管25℃，过滤，得到改性酚醛树脂，备用。

（2）导电石墨的改性

将导电石墨100份在质量浓度 20%的八甲基环四硅氧烷溶液中浸润1小时，干燥，得到改性导电石墨。

（3）防腐导静电涂料的制备

将过氯乙烯100份、五氯联苯3份，改性导电石墨60份，在开炼机上进行混炼，控制辊温在50~80℃；检测混炼胶的细度≤80µm后，下片，冷却，切片，制成混炼胶片；再将混炼胶片在40~90℃下溶于150份混合溶剂（甲苯:丙酮:醋酸乙酯:醋酸丁酯:环己酮 =70:7:8:10:5）中，形成过氯乙烯色浆；然后将过氯乙烯100份、改性酚醛树脂50份，玻璃鳞片7份，1份紫外光吸收剂UV-531，溶于200份混合溶剂（甲苯:丙酮:醋酸乙酯:醋酸丁酯:环己酮 =70:7:8:10:5）中制成基料；最后将基料、过氯乙烯色浆混合均匀，过滤，制成过氯乙烯防腐导静电涂料。

本实施例制备的防腐导静电涂料的各项性能指标见表1。

实施例4

（1）改性树脂合成

将苯酚100份，松香400份，六次甲基四胺5份、Ca(OH)₂3份、ZnSO₄0.5份，加入反应釜中，升温至280℃，向反应釜中加入甲醛300份，反应2小时，检测溶解性、软化点和外观，合格后；冷却、晾干，粉碎，得到酚醛硬树脂。

将酚醛硬树脂100份、己二酸80份、甘油80份、二甲苯20份，加入到反应釜中，升温至160℃，反应8小时，得到清澈透明的溶胶；用200份混合溶剂（甲苯:醋酸丁酯=1:1）兑稀，并调整固体份至60±5%，黏度为3~30s/格氏管25℃，过滤，得到改性酚醛树脂，备用。

（2）导电石墨的改性

将导电石墨100份在质量浓度 30%的钛酸正丁酯溶液中浸润1小时，干燥，得到改性导电石墨；

（3）防腐导静电涂料的制备

将过氯乙烯100份，邻苯二甲酸二辛酯3份，氧化铁红10份，改性导电石墨80份，在开炼机上进行混炼，控制辊温在50~80℃；检测混炼胶的细度≤80µm后，下片，冷却，切片，制成混炼胶片；再将混炼胶片在40~90℃下溶于150份混合溶剂（甲苯:丙酮:醋酸乙酯:醋酸丁酯:环己酮 =70:7:8:10:5（v/v））中，形成过氯乙烯色浆；然后将过氯乙烯100份、改性酚醛树脂40份，玻璃鳞片7份、1份紫外光吸收剂UV-531，溶于200份混合溶剂（甲苯:丙酮:醋酸乙酯:醋酸丁酯:环己酮 =70:7:8:10:5）中，制成基料；最后将基料、过氯乙烯色浆混合均匀，过滤，制成过氯乙烯防腐导静电涂料。

上述实施例中各原料均按重量份配比。

Claims

1.一种过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法，包括以下工艺步骤：

（1）改性树脂合成

将酚类单体100份，松香200~500份，复合催化剂1~10份，加入反应釜中，升温至200~280℃，向反应釜中加入甲醛100~400份，反应2~8小时，得到透明溶胶；冷却、晾干，粉碎，得到酚醛硬树脂；所述复合催化剂由Zn、Ca、Ba、Cu、Pb、Mn、Cr、Fe金属离子的氢氧化物或氧化物或盐与胺类化合物以1~99%、99~1%的重量百分比混合而成；

（2）导电石墨的改性

将导电石墨100份在质量浓度10~30%的表面改性剂溶液中浸润1~2小时，干燥，得到改性导电石墨；所述表面改性剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、八甲基环四硅氧烷、钛酸正丁酯、硼酸正丁酯；

（3）防腐导静电涂料的制备

上述各原料均按重量份配比。

2、如权利要求1所述过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述酚类单体为苯酚、甲酚、二甲酚、邻苯二酚、对苯基苯酚中的至少一种。

3、如权利要求1所述过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法，其特征在于：所述胺类化合物为氨水、六次甲基四胺、二甲基胺、三乙基胺中的至少一种。

4、如权利要求1所述过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法，其特征在于：所述油脂为植物油或动物油。

5、如权利要求1所述过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述多元醇为乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、聚乙二醇、丁二醇、丙二醇、戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇。

6、如权利要求1所述过氯乙烯防腐导静电涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述多元酸为己二酸、戊二酸、丁二酸、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、苯偏三甲酸酐。