CN102993836B - 水性丙烯酸改性高氯化聚乙烯防腐涂料的制备方法 - Google Patents
水性丙烯酸改性高氯化聚乙烯防腐涂料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种水性丙烯酸改性高氯化聚乙烯防腐涂料制备方法，本发明的防腐涂料由高氯化聚乙烯树脂和相对分子质量较低的水性丙烯酸树脂组成，同时添加锐钛型高纯纳米二氧化钛，使防腐增强涂层具有更高的抗紫外、耐老化、耐挂擦、抗污性能，同时具有透明宝石光泽。本发明制备的防腐涂料具有异耐候性、耐化学性、稳定性和防腐性能，可以广泛应用于石油、化工、机械、船体等需要较高防腐蚀性能和耐老化性能的场所。
Description
技术领域
本发明涉及一种特种涂料的制备方法，特别涉及一种水性丙烯酸改性高氯化聚乙烯防腐涂料的制备方法。
背景技术
腐蚀会造成巨大损失。目前全世界每年因腐蚀造成的经济损失约在10000亿美元，约为地震、水灾、台风等自然灾害总和的6倍，2000年美国因腐蚀造成的损失达到3000多亿美元，而2001年经测算中国的这一数字已达4000亿人民币。可见腐蚀的防护十分重要。提到防腐蚀，不能不提到涂料与涂层防腐。这是因为，首先它可供选择的品种多，用途广泛，涂覆于金属表面可以保护其不受环境的侵蚀，同时赋予美观、伪装等作用；其次是施工简便，适应性广，不受设备面积、形状的约束，重涂和修复方便；最后涂料防腐可与其他防腐蚀措施联合使用，便可获得较完善的防腐系统。世界各国的防腐蚀实践证明：涂料涂层防腐蚀是最有效、最经济、应用最普遍的方法。
从20世纪60年代开始，由于大型工程的出现和人们对防腐涂料应用条件、使用时效要求的不断提高，出现了重防腐的提法。重防腐涂料是指能在恶劣腐蚀环境下应用并具有长效使用寿命的涂料，其有两方面的含义：一是指腐蚀环境恶劣，二是指保护寿命长。现代工业技术的发展为重防腐涂料提供了广阔的空间。金属与非金属防护理论、现代表面技术、新兴合成材料、防锈颜料、先进的涂装设备、现代检测技术等现代科学技术的发展为重防腐涂料提供了良好的技术物质条件，推动了重防腐涂料的进步和发展。可以说，重防腐涂料的发展水平标志着一个国家防腐涂料的发展水平甚至标志着一个国家的科技发展水平。近几年来，重防腐涂料已经取得了长足进步，对苛刻环境下的物体防护起到了重要作用，但就目前的品种而言，还远不能满足不同腐蚀环境下物质防护的要求，同时重防腐涂料存在的产品配套与系列化问题，降低重防腐涂料的生产和使用成本问题，满足越来越严格的环保要求问题等都困扰着当前重防腐涂料的发展。
高氯化聚乙烯树脂(HCPE)是由聚乙烯经氯化而成的无规聚合物，其分子中氯含量可达60％～70％，高氯化聚乙烯树脂分子中不含双键，并且氯原子呈无规则分布，除秉承了聚乙烯良好的耐水性能之外，还具有良好的耐候性、耐臭氧性、阻燃性、耐化学品性和一定的耐油性。HCPE树脂对于水汽、氧气及离子的渗透性低，因此能够有效地防止腐蚀介质的渗透，从而对底材起到良好的隔离封闭保护作用。另外，HCPE树脂具有较好的性价比，施工方便，涂装不受季节限制，可低温固化，重涂性好等特点，HCPE防腐蚀涂料集中体现了醇酸调和漆、醇酸磁漆、环氧树脂漆、氯化橡胶漆和氯磺化聚乙烯漆的优点，可代替氯化橡胶、酚醛、环氧酯、氯磺化聚乙烯等防腐涂料。但高氯化聚乙烯属于热塑性树脂，其涂膜较脆，附着力和稳定性较差。因此在实际应用过程中常常添加柔性树脂以改善涂膜的性能，提高涂膜的耐候性能(保色和保光性能)同时提高涂膜的附着力和光泽等物理机械性能。如加入醇酸树脂、丙烯酸树脂、氯化石蜡和增塑剂等进行改性。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种具有优异耐候性、耐化学性、稳定性和防腐性能的防腐涂料的制备方法，可以广泛应用于石油、化工、机械、船体等需要较高防腐蚀性能和耐老化性能的场所。
为了实现以上发明目的，本发明采用以下技术方案：一种水性丙烯酸改性高氯化聚乙烯防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按以下质量份数准备原料：高氯化聚乙烯树脂100份；丙烯酸丁酯10～15份；甲基丙烯酸10～20份；苯乙烯5～10份；氟树脂5～10份；纳米二氧化钛5～15份；滑石粉5～10份；助剂1～5份；混合溶剂30～40份；
(2)将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和苯乙烯混合加入少量过氧化苯甲酰，搅拌加热到110℃，回流3h，降温到75℃，减压蒸馏脱除多余溶剂和未反应单体，得水性丙烯酸乳液；
(3)将高氯化聚乙烯树脂溶于混合溶剂中，加入水性丙烯酸乳液搅拌混合均匀，升温到50℃，加入氟树脂、纳米二氧化钛、滑石粉和助剂，高速搅拌4h，即得防腐涂料。
所述纳米二氧化钛为锐钛型纳米二氧化钛，粒径在10～50nm。
所述助剂为固化剂、消泡剂、增稠剂和流平剂。
所述混合溶剂为芳烃类、酯类或酮类溶剂的混合物。
本发明的防腐涂料的基料由高氯化聚乙烯树脂和相对分子质量较低的水性丙烯酸树脂组成。高氯化聚乙烯树脂主要起防腐和耐水的作用；水性丙烯酸由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和苯乙烯单体共聚合成，具有良好的耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性和保光保色性等，加入水性丙烯酸可同时改善涂膜的性能，提高涂膜的耐候性能(保色和保光性能)同时提高涂膜的附着力和光泽等物理机械性能。氟树脂具有优异的防腐性、耐酸碱性，疏水性较好。
纳米材料因其具有粒径小、比表面积大、粒子微孔多以及吸附能力强等特性，对提高涂料的悬浮稳定性及涂层与基材之间的结合力等方面有明显作用，可显著提高涂膜的致密性、表面平整度和耐洗刷性；降低涂抹表面的表面能。在涂料中加入纳米二氧化钛，为100％锐钛型高纯纳米二氧化钛，具有稳定的八方体单晶型，具有更高的稳定性、抗紫外性能、抗老化性及高透明性，添加于防腐增强涂层中，使防腐增强涂层具有更高的抗紫外、耐老化、耐挂擦、抗污性能，同时具有透明宝石光泽。
本发明的主要优点和有益效果是：
(1) 本发明制备的防腐涂料为环保型的水性涂料，无VOC挥发，对环境的污染降至最低；
(2) 本发明制备的防腐涂料具有异耐候性、耐化学性、稳定性和防腐性能，可以广泛应用于石油、化工、机械、船体等需要较高防腐蚀性能和耐老化性能的场所；
(3)本发明的防腐涂料制备工艺简单，易于操作。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一：
按以下质量份数准备原料：高氯化聚乙烯树脂100份；丙烯酸丁酯15份；甲基丙烯酸20份；苯乙烯10份；氟树脂10份；纳米二氧化钛15份；滑石粉5份；助剂为固化剂、消泡剂、增稠剂和流平剂2份；混合溶剂为甲苯、甲酸甲酯和丁酮的混合溶剂30份；
将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和苯乙烯混合加入少量过氧化苯甲酰，搅拌加热到110℃，回流3h，降温到75℃，减压蒸馏脱除多余溶剂和未反应单体，得水性丙烯酸乳液；
将高氯化聚乙烯树脂溶于混合溶剂中，加入水性丙烯酸乳液搅拌混合均匀，升温到50℃，加入氟树脂、纳米二氧化钛、滑石粉和助剂，高速搅拌4h，即得防腐涂料。
实施例二：
按以下质量份数准备原料：高氯化聚乙烯树脂100份；丙烯酸丁酯10份；甲基丙烯酸15份；苯乙烯6份；氟树脂5份；纳米二氧化钛5份；滑石粉10份；助剂为固化剂、消泡剂、增稠剂和流平剂1份；混合溶剂为丁苯、甲酸乙酯和戊酮的混合溶剂40份；
将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和苯乙烯混合加入少量过氧化苯甲酰，搅拌加热到110℃，回流3h，降温到75℃，减压蒸馏脱除多余溶剂和未反应单体，得水性丙烯酸乳液；
将高氯化聚乙烯树脂溶于混合溶剂中，加入水性丙烯酸乳液搅拌混合均匀，升温到50℃，加入氟树脂、纳米二氧化钛、滑石粉和助剂，高速搅拌4h，即得防腐涂料。
实施例三：
按以下质量份数准备原料：高氯化聚乙烯树脂100份；丙烯酸丁酯12份；甲基丙烯酸18份；苯乙烯8份；氟树脂8份；纳米二氧化钛12份；滑石粉6份；助剂为固化剂、消泡剂、增稠剂和流平剂3份；混合溶剂为二甲苯、乙酸乙酯和丙酮的混合溶剂35份；
将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和苯乙烯混合加入少量过氧化苯甲酰，搅拌加热到110℃，回流3h，降温到75℃，减压蒸馏脱除多余溶剂和未反应单体，得水性丙烯酸乳液；
将高氯化聚乙烯树脂溶于混合溶剂中，加入水性丙烯酸乳液搅拌混合均匀，升温到50℃，加入氟树脂、纳米二氧化钛、滑石粉和助剂，高速搅拌4h，即得防腐涂料。
实施例四：
按以下质量份数准备原料：高氯化聚乙烯树脂100份；丙烯酸丁酯14份；甲基丙烯酸17份；苯乙烯9份；氟树脂6份；纳米二氧化钛14份；滑石粉7份；助剂为固化剂、消泡剂、增稠剂和流平剂4份；混合溶剂为二甲苯、甲酸乙酯和丁酮的混合溶剂30份；
将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和苯乙烯混合加入少量过氧化苯甲酰，搅拌加热到110℃，回流3h，降温到75℃，减压蒸馏脱除多余溶剂和未反应单体，得水性丙烯酸乳液；
将高氯化聚乙烯树脂溶于混合溶剂中，加入水性丙烯酸乳液搅拌混合均匀，升温到50℃，加入氟树脂、纳米二氧化钛、滑石粉和助剂，高速搅拌4h，即得防腐涂料。
性能测试按照国标进行，测试结果见表1。
表1防腐涂料的性能
从测试结果可见本发明制备的防腐涂料具有异耐候性、耐化学性、稳定性和防腐性能，可以广泛应用于石油、化工、机械、船体等需要较高防腐蚀性能和耐老化性能的场所。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种水性丙烯酸改性高氯化聚乙烯防腐涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按以下质量份数准备原料：高氯化聚乙烯树脂100 份；丙烯酸丁酯10 ～ 15 份；甲基丙烯酸10 ～ 20 份；苯乙烯5 ～ 10 份；氟树脂5 ～ 10 份；纳米二氧化钛5 ～ 15 份；滑石粉5 ～ 10 份；助剂1 ～ 5 份；混合溶剂30 ～ 40 份；
（2）将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和苯乙烯混合加入少量过氧化苯甲酰，搅拌加热到110℃，回流3h，降温到75℃，减压蒸馏脱除多余溶剂和未反应单体，得水性丙烯酸乳液；
（3）将高氯化聚乙烯树脂溶于混合溶剂中，加入水性丙烯酸乳液搅拌混合均匀，升温到50℃，加入氟树脂、纳米二氧化钛、滑石粉和助剂，高速搅拌4h，即得防腐涂料；
所述纳米二氧化钛为锐钛型纳米二氧化钛，粒径在10 ～ 50nm；
所述助剂为固化剂、消泡剂、增稠剂和流平剂；
所述混合溶剂为芳烃类、酯类或酮类溶剂的混合物。
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