CN1036027A - 水溶性氯磺化聚乙烯防腐涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水溶性氯磺化聚乙烯防腐涂料，包括 底漆、面漆和固化剂，其特点是以氯磺化聚乙烯胶为 原料，采用溶剂过渡法，将氯磺化聚乙烯胶溶解在由 数种有机溶剂组成的胶体溶剂中，通过机械搅拌制成 含胶量为20—32％的胶液，再用特种乳化剂将胶液 化散成乳液，再加入助剂、色浆和体质颜料制得底漆 和面漆；固化剂由轻质氧化镁、助剂和水组成。产品 物理、化学、机械性能稳定，少污染，可用作金属结构 和水泥混凝土结构建筑物涂层和金属构筑物的表面 防护涂层。

Description

本发明涉及涂料，特别是用于建筑物墙体的防腐涂料。

腐蚀与防腐是化工、轻工、冶金、化纤、纺织、印染、造船、建筑等行业突出的问题。由面漆、底漆和固化剂组成的表面涂层是防止金属材料及水泥混凝土制品的腐蚀已广泛应用的措施之一，常用的涂料有环氧、环氧沥青、聚氨酯、过氧乙烯，酚醛及氯磺化聚乙烯等，其中以氯磺化聚乙烯涂料为最佳，但由于氯磺化聚乙烯为高聚物，易溶于溶剂而难溶于水，目前以氯磺化聚乙烯为原料的涂料绝大多数为溶剂型，由于涂料的制造需消耗大量溶剂，成本较高，又污染环境，影响操作人员的劳动保护。近年来，水溶性涂料的研究成果已开始有所报导，但有较好实用价值的尚属少见。美国专利3245935公开了一种水溶性氯磺化聚乙烯涂料，但工艺复杂，需在高温下成膜固化，从而使应用范围受到了限制。

本发明的目的在于要提供一种制备工艺简单，成本较低，能在常温和低温下固化成膜，性能稳定的氯磺化聚乙烯涂料。

本发明是这样实现的，水溶性氯磺化聚乙烯涂料包括面漆、底漆和固化剂，由氯磺化聚乙烯胶用溶剂过渡法，在特种胶体溶剂中分散成含胶量为20-32%的溶剂型胶液，然后加入乳化剂、水，用机械高速分散，再加入增稠剂、增强剂、增塑剂、防冻剂、防霉剂、消泡剂等助剂组成水溶性氯磺化聚乙烯乳液，再加入色浆、体质颜料而得水溶性氯磺化聚乙烯涂料，其各组成物的重量配比为：

一、水溶性氯碳化聚乙烯乳液

20-30%氯磺化聚乙烯胶液∶乳化剂∶水∶增稠剂∶防霉剂∶消泡剂＝100∶9-21∶50-100∶2-8∶0.5∶适量。

二、水溶性氯磺化聚乙烯防腐涂料

1、防腐底漆：

氯磺化聚乙烯乳液∶增塑剂∶增强剂∶增韧剂∶色浆∶体质颜料＝40-60∶25-35∶20-35∶5-12∶适量∶适量，

2、防腐面漆：

氯磺化聚乙烯乳液∶增强剂∶防霉剂∶分散剂∶防冻剂∶HO∶增韧剂∶消泡剂∶色浆∶体质颜料＝65-90∶15-40∶1-2∶0.5-2∶2-10∶20-70∶7-20∶适量∶适量∶适量。

3、固化剂：

胺类混合物∶氧化镁∶缓蚀剂∶防霉剂∶H₂O∶防冻剂∶增稠剂＝15-30∶5-12∶4-18∶1-2∶50-65∶15-35∶0.5-1。

其中，

（1）胶体分散剂为：

二甲苯∶邻苯二甲酸二辛酯＝90-100∶5-10;

甲苯∶甲乙酮∶醋酸乙酯＝80-90∶4-6∶5-10。

（2）乳化剂为市售的PFA乳化剂、SMT乳化剂、STN乳化剂、STM乳化剂、NSO乳化剂。

（3）增稠剂为C₅H₉N₃O₂。

（4）消泡剂为磷酸三丁酯。

（5）增塑剂为氯丁橡胶+芳烃+乳化剂。

（6）增韧剂为甲基丙烯酸钠。

（7）色浆为：二氧化钛、炭黑、氧化铁、硒化镉、甲苯胺红、铬绿、酞绿、群青、铬酸铅、钼酸盐橙等。

（8）体质颜料为：氧化铁类粉、云母粉、氧化锌、白炭黑、钛白粉、磷酸锌、铬酸铅、滑石粉等。

（9）增强剂为：环氧树脂酯类、酚醛脂树脂类和聚脂树脂类，包括市售的STH增强剂H₂增强剂，H₃增强剂和增强剂69。

（10）防霉剂为：75^＃、BCM、PC、DHA防霉剂、多菌灵。

（11）分散剂为：六偏磷酸钠。

（12）缓蚀剂为：CL-3。

（13）防冻剂为：乙二醇、丙二醇。

本发明的制备方法，由于采用了特种混合溶剂溶解氯磺化聚乙烯生胶的溶剂过渡法制得含胶量高的溶剂型半成品（胶液），然后再在乳化分散剂的作用下通过机械搅拌高速分散成水性乳液，和用助剂增加乳液的贮存稳定性、抗蚀、抗冻、成膜性能，从而解决了水性涂料制取的一个关键性问题，另外在涂料中增加固化剂等成份，同时改善了涂料对基体的附着性，使涂料的整体性能得到明显提高，使产品具有耐酸、耐碱、防霉、防水、耐热、耐寒、韧性好、附着力强、可以在常温和低温下成膜固化等优良性能（详见附表一、二），大大扩大了涂料的应用范围，不仅可用于混凝土建筑物墙体涂层，还适用于金属构筑物的表面防护，且生产、施工工艺简单易行、少污染。

以下实施例将有助于加深对本发明的进一步理解：

（一）水溶性氯磺化聚乙烯乳液的制备

1、将氯磺化聚乙烯30^＃胶经开放式辊炼机进行塑炼成薄片切碎，称取20-32份与二甲苯，邻苯二甲酸二辛酯或甲苯，甲乙酮和醋酸乙酯组成的特种胶体溶剂68-80份进行溶解成胶液，备用。

2、称取上述胶液100份，加入由苄基亚双甲基苯磺酸钠30-50份，琥珀酸酯磺酸钠5-10分，仲辛烷基苯酚与环氧乙烷缩合物30-50份，烷基苯磺酸钠5-10份组成的乳化剂9-21份，H₂O50-100份，用1450转/分的搅拌机进行强烈搅拌，然后加入增韧剂甲基丙烯酸钠、非离子型低聚物2-8份，防霉剂C₃H₉N₃O₂0.5份，消泡剂适量搅拌均匀，即得水溶性氢磺化聚乙烯乳液。

3、称取上述胶液100份，加入PFA乳化剂4-10份，SMT乳化剂5-11份，

（甲基丙烯酸钠）1-5份，MTS增稠剂或PSN（非离子型低聚物）1-3份，H₂O50-100份，充分搅拌即得水溶性氯磺化聚乙烯乳液，备用。

（二）水溶性氯磺化聚乙烯防腐涂料底漆的制备

1、称取由（一）制得的氯磺化聚乙烯乳液40-60份，AC增塑剂（氯丁橡胶）25-35份，STH增强剂（环氧树脂类）20-35份混合搅拌均匀后，加入经研磨，由氧化铁类粉20-30份，云母粉1-5份，氧化锌0.5-2份，白炭黑0.5-3份，六偏磷酸钠0.5-2份组成的色浆和体质颜料，防霉剂（BCM、PC、DHA、75^＃）1-2份，消泡剂适量进行搅拌均匀，再掺加增韧剂甲基丙烯酸钠、非离子型低聚物5-12份，搅拌10-12分钟即得水溶性氯磺化聚乙烯涂料底漆。

2、称取上述氯磺化聚乙烯乳液40-60份，AC增塑剂25-35份，H₆₄增强剂25-40份，NSP、TL增韧剂3-8份、NTS、PSN增稠剂2-4份，氧化铁红粉20-30份，云母粉1-5份、氧化锌0.5-2份，白炭黑0.5-3份，六偏磷酸钠0.5-2份、消泡剂（磷酸三丁酯）适量，H₂O 20-40份，防霉剂（BCM、PC、DHA、75^＃）1-2份，充分搅拌均匀，即得水溶性氯磺化聚乙烯底漆。

（三）水溶性氯磺化聚乙烯防腐涂料面漆的制备

1、称取上述氯磺化聚乙烯乳液65-90份，掺加STH增强剂（环氧树脂类）15-40份进行充分搅拌均匀后，加入已经研磨过的色浆及体质颜料，即，钛白份20-30份，云母粉1-5份，氧化锌0.5-2份，磷酸锌0.5-2份，铬酸锶0.5-2份，白炭黑0.5-3份，防霉剂（75、BCM、PC、DHA）1-2份，分散剂（六偏磷酸钠）0.5-2份，防冻剂（乙二醇、丙二醇）2-10份，H₂O 20-70份，消泡剂适量，经搅拌均匀后，再加入甲基丙烯酸钠、非离子型低聚物7-20份，搅拌10-20分钟即得水溶性氯磺化聚乙烯涂料面漆。

2、称取上述氯磺化聚乙烯乳液40-70份，AC增塑剂25-35份，STH增强剂25-40份，NSP、TL增韧剂5-15份，MTS、PSN增稠剂1-4份，钛白粉15-30份，滑石粉10-15份，云母粉1-5份，氧化锌0.5-2份，磷酸锌0.5-2份，白炭黑0.5-3份，六偏磷酸钠0.5-2份，磷酸三丁酯适量，H₂O 20-60份，色浆适量，乙二醇、丙二醇2-10份，75^＃、BCM、PC、DHA防霉剂1-2份按前述方法充分混匀，即得水溶性氯磺化聚乙烯面漆。

（四）水溶性氯磺化聚乙烯涂料固化剂的制备

1、将轻质氧化镁9-12份，CL-3缓蚀剂4-18份，防霉剂（75^＃、多菌灵、BCM、PC）1-2份，H₂O50-65份混合搅拌、研磨后，再加入聚乙胺15-35份充分搅拌均匀后，掺加增稠剂0.5-1份，即得固化剂。

2、取轻质氧化镁5-12份，乙二胺15-17份，CL-3缓蚀剂15-17份，防霉剂（75^＃、多菌灵、BCM、PC）1-2份，H₂O 50-60份，增稠剂0.5-1份，充分混匀，即得固化剂。

上述水溶性氯磺化聚乙烯防腐涂料、底漆、面漆与固化剂的涂刷施工时的配比为：底漆、面漆∶固化剂＝100∶0.1-1.5。

本实施例所述的乳化剂、增塑剂、增强剂的组成为：

1、PFA乳化剂：

仲锌烷基苯酚与环氧乙烷缩合物∶苄基亚双甲基苯磺酸钠或琥珀酸酯磺酸钠∶H₂O＝850-900∶90-100∶900-1000，

2、SMT乳化剂：

烷基苯酚与环氧乙烷缩合物或脂肪醇与环氧乙烷缩合物∶烷基苯磺酸钠∶H₂O＝850-900∶85-90∶900-1000。

3、STN乳化剂：

农乳700^＃∶37^＃∶PM-PAM-2∶YF∶H₂O＝45-55∶45-55∶25-35∶15-25∶140-160。

4、STM乳化剂：

农乳0204∶农乳2201∶YS＝60-70∶40-50∶8-12。

5、NSO乳化剂：

聚洗剂∶S∶农乳2201∶YF∶平平O∶H₂O＝75-85∶35-45∶35-40∶15-25∶20-35。

6、STH增强剂：

环氧树脂6101：STN、STM、NSO乳化剂∶H₂O＝100∶2.5-4.5∶55-75，

7、H₆₄增强剂：

环氧树脂604∶PFA乳化剂∶H₂O＝100∶20-30∶15-25。

8、H₆₁增强剂：

环氧树脂601∶SMT乳化剂∶H₂O＝100∶25-35∶40-60，

9、增强剂69：

619环氧树脂∶SMT乳化剂∶H₂O＝100∶25-35∶30-50，

10、AC增塑剂：

氯丁橡胶（240或A90）∶芳烃∶PFA乳化剂∶SMT乳化剂∶H₂O＝20∶80∶5-15∶3-10∶25-35。

水溶性氯磺化聚乙烯防腐涂料底漆和面漆

的物理力学性能（表1）

测试项目    参数

底漆    面漆

1、细度（刮板细度计、微米）    70-90    60-90

2、遮盖力（克/米²） 180 185

3、固体含量（%）    30-40    38-46

4、耐擦性（次）    ＞2000    ＞2000

5、附着力：钢铁（划圈法）（级）    1-2    1-2

水泥砂浆（划格法）    100%    100%

6、抗冲击（公斤-厘米）    ≥50    ≥50

7、柔韧性（毫米）    0.5    0.5

8、冻融稳定性    -4℃三次循环，不变质。

9、干燥时间20℃表干    1小时    1小时

10、容器中状态    经搅拌，无结块现象。

11、粘度（涂4号杯）（秒）    100-120    100-120

12、涂膜外观    红棕色，涂膜平整，

涂膜平整，符合色差范围。

13、耐温性    100-120℃    100-120℃

14、施工性    无困难，不    无困难，不

流挂。    流挂。

15、硬度（摆杆硬度值）    0.43    0.164

水溶性氯磺化聚乙烯防腐涂料底、面漆

耐蚀性能（表2）

1、硫酸20%    常温浸泡24小时    无气泡，无皱纹，无剥落

2、硝酸10%    常温浸泡24小时    无气泡，无皱纹，无剥落

3、盐酸15%    常温浸泡24小时    无气泡，无皱纹，无剥落

4、铬酸10%    常温浸泡24小时    无气泡，无皱纹，无剥落

5、氢氧化钠30%    常温浸泡24小时    无气泡，无皱纹，无剥落

6、煤油    常温浸泡24小时    无气泡，无皱纹，无剥落

7、机油    常温浸泡24小时    无气泡，无皱纹，无剥落

8、汽油    常温浸泡24小时    无气泡，无皱纹，无剥落

9、水    常温浸泡96小时    无气泡，无皱纹，无剥落

Claims (2)

1、水溶性氯磺化聚乙烯防腐涂料，包括底漆、面漆和固化剂，由氯磺化聚乙烯胶，胶体分散剂，乳化剂，水，助剂，色浆和体质颜料组成，其特征在于各组成物的重量配比为：

(1)底漆氯磺化聚乙烯乳液∶增塑剂∶增强剂∶增韧剂∶色浆∶体质颜料=40-60∶25-35∶20-35∶5-12∶适量∶适量，

(2)面漆氯磺化聚乙烯乳液∶增强剂∶防霉剂∶分散剂∶防冻剂∶H₂O∶增韧剂∶消泡剂∶色浆∶体质颜料=65-90∶15-40∶1-2∶0.5-2∶2-10∶20-70∶7-20∶适量∶适量，

(3)固化剂氧化镁∶胺类混合物∶缓蚀剂∶防霉剂∶H₂O∶防冻剂∶增稠剂=5-12∶4-18∶1-2∶50-65∶15-35∶0.5-1，

其中，

(1)氯磺化聚乙烯乳液为：

氯磺化聚乙烯胶液：乳化剂∶水=100∶9-21∶50-100，

(2)氯磺化聚乙烯胶液为：

氯磺化聚乙烯胶∶胶体分散剂=20-32∶80∶68，

(3)胶体分散剂为：

二甲苯∶邻苯二甲酸二辛酯=90-100∶5-10；

甲苯∶甲乙酮∶醋酸乙酯=80-90∶4-6∶5-10，

(4)乳化剂为：

PFA乳化剂、SMT乳化剂、STN乳化剂、STM乳化剂、NSO乳化剂，

(5)增稠剂为：C₃H₉N₃O₂，

(6)防霉剂为：BCM、PC、DHA、75^#、多菌灵，

(7)增塑剂为：氯丁橡胶+芳烃+乳化剂，

(8)增韧剂为：甲基丙烯酸钠，

(9)消泡剂为∶磷酸三丁酯，

(10)色浆为∶二氧化钛、炭黑、氧化铁、硒化镉、甲苯胺红、铬绿、群青、铬酸铅、钼酸盐橙等，

(11)体质颜料为：氧化铁类粉、云母粉、氧化锌、白炭黑、钛白粉、磷酸锌、铬酸锶、滑石粉，

(12)增强剂为∶环氧树脂类、酚醛树脂类、聚脂树脂类，

(13)分散剂为∶六偏磷酸钠，

(14)缓蚀剂为：CL-3缓蚀剂，

(15)防冻剂为∶乙二醇、丙二醇。

2、水溶性氯磺化聚乙烯防腐涂料的制造方法，其特征在于，将氯磺化聚乙烯胶溶解于由多种有机溶剂组成的特种胶体分散剂中，先制得含胶量高的氯磺化聚乙烯胶液，再加入特种乳化剂进行机械搅拌分散成乳液，再加入助剂和色浆，体质颜料组成底漆和面漆，还用轻质氧化镁，胶类混合物为主要原料配成面漆和底漆的添加剂-固化剂。