CN1039817C - 防腐涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防腐涂料，其特征在于应用氯磺化聚乙烯和木贾如果油制备单组分包装常温固化具带锈防锈性能的防腐涂料。该涂料由氯磺化聚乙烯、木贾如果油、溶剂、固化剂、偶联剂、填料和颜料等组成，具有耐酸、耐碱、耐盐水、耐候性能，韧性好，粘附力强，单组分包装，可用作钢铁构件表面的防腐保护。

Description

防腐涂料

本发明涉及防腐涂料，特别是涉及应用氯磺化聚乙烯和木贾如果油制备单组分包装、常温固化且具有带锈防锈性能的防腐涂料。

作为防腐涂料，氯磺化聚乙烯的最大弱点是附着力差，施工前，要求对金属表面进行预处理，否则，实际上难以发挥其防腐效果；在包装方面，传统的氯磺化聚乙烯防腐涂料多使用双包装，使用时，要求配比准确，否则影响施工质量；固化剂类型常选用己二胺、苯胺类，毒性大，污染大。

木贾如果油是由天然植物果提炼出来的一种天然酚，主要是木贾如酚与水杨酸、甲醛缩合生成的树脂，这种树脂可以和二价铁和三价铁形成高分子的螯合物，对铁锈化合物具有很好的络合效果，因而木贾如果油具有带锈防锈性能，常用于防锈涂料；然而，其脆性较大，单独使用效果欠佳。

固化剂是氯磺化聚乙烯常温固化实现防腐功能的关键。

有机胺能使氯磺化聚乙烯交联。脂肪族和芳香族二胺以及多胺所产生的效应最强烈，在25℃下不到1分钟就能使氯磺化聚乙烯溶液发生凝胶，因而不实用。

芳香烃胺的活性比较低，只有在加热(100℃以上)条件下才能使氯磺化聚乙烯交联。

由此可见，常用的固化剂要求高的固化温度或长的固化时间，高的固化温度使得难以在大构件上使用，长的固化时间将导致涂层未干透就遭受损伤。

为了改善氯磺化聚乙烯的粘附性，最常用的方法是与环氧树脂或酚醛树脂共混，因为它们与氯磺化聚乙烯的相容性好，并能溶解于相同的溶剂之中。但环氧树脂和氯磺化聚乙烯两者之间的固化速度差别是如此之大，以至特别是在室温的时候，两者在一起实际上仅仅是氯磺化聚乙烯固化。

欧洲专利公开EP No.：0161736(85年11月21日)公开了在常温下，氯磺化聚乙烯和环氧树脂的的固化方法，其固化剂为一种聚酰胺树脂或一种双环烯胺，所采用的是双组分体系且不是带锈防锈型涂料。

美国专利US 4,272,416(1981年6月9日)公开了含环氧树脂和木贾如果油的防腐涂料。它由环氧树脂与木贾如果油反应，随后用饱和或不饱和的脂肪酸改性而成，该体系利用了木贾如果油对铁锈的螯合特性及环氧树脂的粘附特性，具有带锈防锈性能，但其耐候性、抗老化效果不能与氯磺化聚乙烯体系相比。

本发明的目的在于提供一种含有氯磺化聚乙烯、木贾如果油组分并加入固化剂以及环氧树脂、偶联剂、填料等有关助剂组成的具有粘附力强、常温固化、带锈防锈、单组分包装的多功能防腐涂料。

由相关资料和专利文献可知，氯磺化聚乙烯、环氧树脂、木贾如果油的溶度参数相近，因此氯磺化聚乙烯与木贾如果油通过一定的手段，如物理交联、化学交联或离子交联就能实现以氯磺化聚乙树脂为主的二元或三元防腐涂料。这种涂料既有耐候好的特点又有带锈防锈性能。

利用木贾如果油具有酚羟基的结构特点，能够提高氯磺化聚乙烯防腐涂料的粘附性。这是因为于要在氧化剂介质中使用的涂料，较为有效的固化剂除了应该含有氨基和亚氨基外，还应含有仲羟基或酚羟基。木贾如果油中含有合适的酚羟基，与树脂烯胺同时使用，是设计强粘附性氯磺化聚乙烯防腐涂料的基础。

本发明工作把木贾如果油引入氯磺化聚乙烯防腐涂料体系，增加了该体系的粘附力，提高了体系的硬度且具有带锈防锈能力。

木贾如果油还能吸附游离氯离子。上述体系由于存在残留的或析出的氯离子基团而会产生自锈，影响涂料质量，加入木贾如果油后，该难题迎刃而解。

本发明体系的固化剂为树脂烯胺。选用的树脂，分子结构中含有较长的碳链和极性基团，其分子结构内含有活泼的氨基，可以起交联作用而成网状结构体。本发明对树脂进行封端处理，作成烯胺结构，使用中，烯胺树脂遇潮分解出含-NH₂活性端点，固化剂被激活，发生交联反应。由于经过封端处理的固化剂均匀地分布在基体中，在解析时，逐渐与氯磺酰基反应，故可在常温下匀速地反应，得到粘附性好、柔韧性好的漆膜。同时实现了单组分包装。该体系避免了双组分体系施工中的配比误差，提高了漆膜的性能。该固化剂无毒无污染，施工安全性高。

本发明的防腐涂料中还可加入硅烷偶联剂，以增加体系的相容性。偶联剂的加入增加了体系的相容性以及体系对金属表面的粘附力。

上述体系的防腐涂料还可以加入环氧树脂，组成三元防腐涂料体系。

在氯磺化聚乙烯溶液中加入木贾如果油后，再加入树脂烯胺、硅烷偶联剂、助剂等配制成为本发明单组分包装防腐涂料，或再与环氧树脂配制成为三元双组分包装的防腐涂料。所制得的防腐涂料涂敷于钢铁试片上，具有如下性能：

1、耐盐雾性能：清漆与钛白、红丹、铬黄分别配制的涂料，其人工加速耐盐雾性能超过600小时。以红丹漆为最好。

2、耐高温性能：120℃48小时无变化。

3、耐酸性：1M盐酸浸泡60小时无变化。

4、附着力：≤2级。

5、抗冲击：≥50Kg/cm²

6、柔韧性：＜1MM

本发明的防腐涂料含有的组分如下：

氯磺化聚乙烯溶液。该溶液是由14重量份固体氯磺化聚乙烯树脂溶于2重量份环己酮、3重量份甲乙酮，40重量份芳烃溶剂(苯∶甲苯∶二甲苯重量比＝2∶3.8∶1.2)得到的溶液，其中的氯磺化聚乙烯平均分子量20,000：含氯量29～33％：含硫量1.3～1.7％。产品的化学组成大致为每7个碳原子有一个氯原子，每90个碳原子有1个氯磺化酰基，其结构式可以表示如下：

其中n和m是5～25的正整数。

氯磺化聚乙烯外观为片状或条状弹性体。通过氯磺酰基能与固化剂进行交联。固化后的漆膜由于结构饱和又无潜在的发色基团，故具有耐氧化剂、臭氧，耐户外大气及保色性好的特点，耐酸耐碱性能也较好。

木贾如果油溶液。由8重量份木贾如果油，3重量份丁醇，2重量份甲酸混合，用乙酸等调节至pH值4.75制成。其中木贾如果油的结构式如下：

众所周知，木贾如果在我国海南岛和云南有种植，俗名“腰果”。木贾如果壳榨出的液体叫木贾如壳液。木贾如壳液主要含有约90％木贾如酸，(anacardol)，尚有10％的强心酚(cardol)。经与水杨酸、甲醛反应生成缩合树脂，这种树脂可以和二价铁和三价铁形成高分子的螯合物，对铁锈化合物具有很好的络合效果，对钢铁制品有强的吸附力，因而具有带锈防锈性能。

本发明的防腐涂料中，具体含有59重量份的上述氯磺化聚乙烯溶液和13重量份的上述木贾如果油溶液(或14重量份氯磺化聚乙烯树脂和8重量份木贾如果油)。

本发明的防腐涂料中，还含有树脂烯胺固化剂。所用的树脂，其分子结构中含有较长的碳链和极性基团和活泼的氨基，可以起交联作用而形成网状结构。其结构式如下：

其中：

其中    R′＝C_nH_2n+1O，n＝1～6

        R″＝C_nH_2m+1， m＝1～6

该固化剂在常温下是粘稠的液体，经过封端处理后，烯胺固化剂与基体胶料组成同一体系，密闭状态下，放置2年不凝胶。

上述烯胺树脂在本发明防腐涂料中的量为体系固体(即氯磺化聚乙烯树脂)重量的0.01～150％，较佳为0.07～75％为佳。

为了增加本发明防腐涂料中各组分的相容性以及对金属表面的粘附力，本发明的防腐涂料中还可含有硅烷偶联剂，其化学分子式如下：

                          R-Si(CH₃)₃

其中        R＝R′-C_nH_2n+1 n＝1，2，3……

    其中    R′＝Cl、-(S-S-S-S)₄、-(CH₂)₃-Si-(C₂H₅O)₃、-NH₂、 H₂NCH₂CH₂NH(CH₂)₃-

上述偶联剂的用量可为本发明防腐涂料重量的0.1～47％，较佳为0.8～30％。

为了增强本发明防腐涂料的粘附力，本发明防腐涂料还可含有如下结构式的环氧树脂：

                   CH₃

一般n＝0～20。

此外，本发明的防腐涂料中还可以加入填料和颜料，典型的颜料有红丹、二氧化钛，三氧化二铁，氧化锌，铬酸铅，磷酸锌，碳黑，等等。所加填料和颜料重量与与防腐涂料之比是1∶5到1∶1。

下面的实施例将进一步说明本发明。

实施例一：

A、氯磺化聚乙烯溶液的制备：取氯磺化聚乙烯树脂-20 14克，环己酮2克，甲乙酮3克，芳烃溶剂(苯∶甲苯∶二甲苯＝2∶3.8∶1.2)40克，在装有同流装置和搅拌系统的三颈瓶中溶解，然后，过滤备用。

B、木贾如果油8克，加入丁醇3克，甲酸2克，并用乙酸调节至pH值4.75。

C、树脂烯胺的制备：三乙撑三胺42.4克备入釜中，搅拌均匀，逐步加入三聚桐油酸57.6克，使其充分混合。加热至100℃时开始通入氮气，当温度达到140℃时，保温1小时。再升温至200℃，保温2小时，使其缩合。缩合后，停止通氮气，开真空泵减压，逐步减至10毫米汞柱时，温度保持在180～200℃。测胺值，当胺值达到要求后(200±20)，停止加热，冷却至140℃出料。

上述树脂用溶剂稀释，在低温下，按有机化学合成方法制备树脂烯胺。

D、将(A)料与(B)料混合，加入红丹16克，天那水、丁醇、丁酮、γ-氯丙基三乙氧基硅烷组成的混合溶剂30克，置于小三辊机中研磨2小时，得到漆浆。

E、将44克(D)与12克(C)充分混合，得到二元防腐涂料。

实施例二：

将(A)料、(B)料混合，并加入钛白20克，天那水、丁醇、丁酮、γ-氯丙基三乙氧基硅烷组成的混合溶剂35克，置于小三辊机中研磨2小时，得到漆浆(F)。

将40克(F)与34克(C)充分混合，得到组分一(G)。

H、将(G)与组分二即15克环氧树脂溶液(5％重量百分比溶度)混合得到三元防腐涂料，即配即用。

Claims (8)

1、一种防腐涂料，所述涂料含有如下组分：

氯磺化聚乙烯溶液；

木贾如果油溶液；

树脂烯胺固化剂，

其中所述氯磺化聚乙烯溶液是由14重量份固体氯磺化聚乙烯树脂溶于2重量份环己酮、3重量份甲乙酮，40重量份芳烃溶剂(苯∶甲苯∶二甲苯重量比＝2∶3.8∶1.2)得到的溶液；

所述木贾如果油溶液，由8重量份木贾如果油，3重量份丁醇，2重量份甲酸混合，并用乙酸调节至pH值4.75得到。

2、权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于所述涂料中各组分在混合时，氯磺化聚乙烯溶液与木贾如果油溶液之间的比例关系为59重量份的氯磺化聚乙烯溶液(14重量份氯磺化聚乙烯树脂)比13重量份的木贾如果油溶液(8重量份木贾如果油)。

3、权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于所述的树脂烯胺的结构式如下：

其中：

    其中R′＝C_nH_2n+1O，n＝1～6

        R″＝C_nH_2m+1，m＝1～6

4、权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于所述的树脂烯胺的量为固体氯磺化聚乙烯树脂重量的0.01～150％，较佳为0.07～75％为佳。

5、权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于所述的涂料中还可以含有硅烷偶联剂以组成二元防腐涂料，所述的硅烷偶联剂的分子式如下：

                        R-Si(CH₃)₃

其中        R＝R′-C_nH_2n+1   n＝1，2，3……

    其中    R′＝Cl、-(S-S-S-S)₄、-(CH₂)₃-Si-(C₂H₅O)₃、-NH₂、

H₂NCH₂CH₂NH(CH₂)₃-

6、权利要求5所述的防腐涂料，其特征在于所述硅烷偶联剂的用量为防腐涂料重量的0.1～47％，较佳为0.8～30％。

7、权利要求5所述的防腐涂料，其特征在于所述的涂料中还可以含有环氧树脂以组成三元防腐涂料。

8、权利要求1、5、7之一所述的防腐涂料，其特征在于所述的涂料中还可以含有填料或颜料。