CN109504186A - 一种氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,包括以下组分:高氯化聚乙烯树脂20~25份、环氧树脂15~20份、含氟丙烯酸树脂8~15份,三者依次质量比为4:3:3,颜料3~6份、填充剂8~12份、分散剂2~5份、溶剂15~30份、消泡剂1~4份、阻燃剂5~8份、固化剂2~5份、增塑剂2~3份。制备方法:A.将溶剂、高氯化聚乙烯树脂、环氧树脂、增塑剂和含氟丙烯酸树脂混合、加热、搅拌得混合树脂溶液;B.再加入分散剂、填充剂、消泡剂、颜料和阻燃剂,搅拌后研磨得浆料;C.在浆料中按配比加入溶剂和固化剂,搅拌。本发明具有良好的耐火性、耐腐蚀性和耐候性,成膜效果好,涂层附着力强。
Description
技术领域
本发明涉及工业防腐领域,特别地涉及一种氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料。
背景技术
涂料是一种能牢固覆盖在物体表面起保护、装饰、标志行业,随着经济的不断发展,科学技术的不断进步。在经济高速增长的带动下,涂料行业呈现高速增长的态势,很多行业都需要防火防腐涂料,特别是船舶、建筑、化工等行业的对防火防腐涂料的需求量非常大。其应用领域也越来越广。在一些应用领域,其对表面绝热性能及防火性能有一定的要求,通过在表面上涂上一层具有保温隔热以及防火的涂料,是解决这一问题的有效途径。
但是目前市场上的防火、防腐涂料品种很多,大多存在各种各样的问题,防火涂料的防腐蚀性能较差,耐腐蚀涂料的防火性又不好,给很多施工作业带来很大的麻烦,需要将防腐和防火涂料混合使用,工程成本高,防火防腐效果还不理想,因此亟待开发一系列防火防腐复合涂料,满足市场需求。
发明内容
本发明目的在于提供一种氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,以含氟丙烯酸树脂改性高氯化聚乙烯树脂和环氧树脂为成膜物质,加入填充剂和阻燃剂等,能够解决现有技术中的防火防腐涂料防火、防腐性能不理想的技术问题。
一种氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,包括以下组分按重量份计为:高氯化聚乙烯树脂20~25份、环氧树脂15~120份、含氟丙烯酸树脂8~15份,高氯化聚乙烯树脂、环氧树脂、含氟丙烯酸树脂为的质量比为4:3:3,颜料3~6份、填充剂8~12份、分散剂2~5份、溶剂15~30份、消泡剂1~4份、阻燃剂5~8份、固化剂2~5份、增塑剂2~3份;所述环氧树脂具有良好的化学活性,固化交联生成网状结构,有效增强涂层与基材之间的结合力,高氯化聚乙烯树脂具有良好的耐候性、耐燃性和耐化学药品性,含氟丙烯酸树脂因C-F键能高,碳链上的氟原子排斥力大,碳链呈现螺旋状结构且被氟原子包围,具有屏蔽效应,从而决定了该涂料具有良好的化学稳定性,耐腐蚀;
进一步地,所述颜料为氧化铁红、氧化铁黄、钛白粉、珠光粉、酞箐蓝、酞箐绿、酞箐蓝或棕铬黄,丰富了涂料的色泽,满足不同工程外观设计需要;
进一步地,所述填充剂为纳米滑石粉、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米二氧化硅中的一种或几种混合,有效增强改涂料涂层的硬度,使得涂料不易被破坏,对基材有效保护;
进一步地,所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、环己酮或二甲苯,有效溶解高氯化聚乙烯树脂、环氧树脂和含氟丙烯酸树脂,并对涂料的黏度进行调节;
进一步地,所述消泡剂为氟碳改性聚硅氧烷、氟改性聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、氟改性聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、氟改性聚氧丙烯甘油醚或氟改性聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种,能够有效消除涂料施工过程产生气泡,提高涂层的密实性,强化对基材的保护作用;
进一步地,所述阻燃剂为聚磷酸铵和季戊四醇的组合物,聚磷酸铵为水不溶性长链物质,因N-P键产生的协同效应,再配合以季戊四醇,具有良好的阻燃性和化学稳定性;
进一步地,所述固化剂为异氰酸酯、三乙胺、间苯二甲胺或聚酰胺中的一种或两种以上的组合物,与含氟丙烯酸树脂形成一定数量的氨酯键,能够有效提高该涂料涂层与基材的结合力,提高成膜效果,增强涂层的耐蚀性能;
进一步地,所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、氯化石蜡中的一种,在含氟丙烯酸树脂、高氯化聚乙烯树脂和环氧树脂复合物中加入增塑剂,能够有效增强改涂料涂层的韧性,提高耐老化性;
进一步地,所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种,确保填充剂均匀分散到涂料层,避免填充剂沉降,影响涂层均匀性;
进一步地,所述的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料的制备方法,包括:
A.按重量份配比将溶剂、高氯化聚乙烯树脂和环氧树脂加入到反应釜中,加热至50~60℃,高速搅拌30~40分钟,使其完全溶解,按重量份配比加入增塑剂和含氟丙烯酸树脂,低速搅拌10~15分钟,形成混合树脂溶液;
B.按重量份配比向步骤A所得混合树脂溶液中加入分散剂和填充剂,高速搅拌,升温至90~100℃,然后依次加入消泡剂、颜料和阻燃剂,高速搅拌40~60分钟后,将物料经泵送至研磨机上研磨成细度不超过50~60μm浆料;
C.将步骤B所得浆料再次加入到反应釜中,按重量份配比加入溶剂,低速搅拌5~10 分钟,再按重量份配比加入固化剂,继续搅拌20~30分钟即得氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料以含氟丙烯酸树脂改性高氯化聚乙烯树脂和环氧树脂作为成膜物质,由于环氧树脂具有良好的化学活性,三种成分极易固化交联生成网状结构,有效增强涂层与基材之间的结合力,增强了该涂料涂层的成膜效果,含氟丙烯酸树脂因C-F键能高,碳链上的氟原子排斥力大,碳链呈现螺旋状结构且被氟原子包围,具有屏蔽效应,加之改性产物的网状结构决定了本发明涂料具有良好的化学稳定性。同时,高氯化聚乙烯树脂具有良好的耐候性、耐燃性和耐化学药品性,也决定了本发明涂料具有良好耐腐蚀性。
2、本发明的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料添加纳米二氧化硅等填充剂,确保了改涂料涂层的强度,不易被破坏,对基材有效保护,聚磷酸铵为水不溶性长链物质,因N-P键产生的协同效应,再配合以季戊四醇,具有良好的阻燃性和化学稳定性。
3、本发明的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料添加的固化剂与含氟丙烯酸树脂形成一定数量的氨酯键,能够有效提高该涂料涂层与基材的结合力,提高成膜效果,增强涂层的耐蚀性能;本发明的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料成本低廉,生产工艺简单,具有较好的示范推广作用。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例
配方:高氯化聚乙烯树脂20~25份、环氧树脂15~120份、含氟丙烯酸树脂8~15份,颜料3~6份、填充剂8~12份、分散剂2~5份、溶剂15~30份、消泡剂1~4份、阻燃剂5~8份、固化剂2~5份、增塑剂2~3份。
实施例1~6的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料的配方具体参数以表格的形式列出,具体见表1:
表1实施例1~6的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料的配方具体参数
实施例1~6所得的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料的制备方法,如下:
A.按重量份配比将溶剂、高氯化聚乙烯树脂和环氧树脂加入到反应釜中,加热至50~60℃,高速搅拌30~40分钟,使其完全溶解,按重量份配比加入增塑剂和含氟丙烯酸树脂,低速搅拌10~15分钟,形成混合树脂溶液;
B.按重量份配比向步骤A所得混合树脂溶液中加入分散剂和填充剂,高速搅拌,升温至90~100℃,然后依次加入消泡剂、颜料和阻燃剂,高速搅拌40~60分钟后,将物料经泵送至研磨机上研磨成细度不超过50~60μm浆料;
C.将步骤B所得浆料再次加入到反应釜中,按重量份配比加入溶剂,低速搅拌5~10 分钟,再按重量份配比加入固化剂,继续搅拌20~30分钟即得氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料。
试验结果测试:
以含氟丙烯酸树脂改性高氯化聚乙烯树脂和环氧树脂作为成膜物质,由于环氧树脂具有良好的化学活性,三种成分极易固化交联生成网状结构,有效增强涂层与基材之间的结合力,增强了该涂料涂层的成膜效果,不同配比的高氯化聚乙烯树脂、环氧树脂、含氟丙烯酸树脂对本发明氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料的稳定性和腐蚀性的影响不同,具体见表2
试验方法:取大小相同容器,取试样1~6(高氯化聚乙烯树脂、环氧树脂、含氟丙烯酸树脂配方量如下表,其余组分均同实施例1)分别装入容器,分别称重、记录,精确至0.2。将试样放入恒温箱,放置20h,在室温下冷却3h,观察硬块、产生粗粒、结皮、絮凝、分层等情况有无发生。
表2不同配比的高氯化聚乙烯树脂、环氧树脂、含氟丙烯酸树脂对涂料稳定性和腐蚀性的影响
根据试验后的各试样的状态可以判断出,高氯化聚乙烯树脂、环氧树脂、含氟丙烯酸树脂的质量比为4:3:3时,涂料无硬块、无产生粗粒、轻微结皮、无絮凝、无分层,稳定性最好,其余比例均出现轻微产生粗粒或轻微结情况,但经搅拌后立即消失,可知高氯化聚乙烯树脂、环氧树脂、含氟丙烯酸树脂的质量比为4:3:3,此时,涂料稳定性更好。
对本发明氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料的主要技术指标(粘度、细度、固含量、实干时间、柔顺性)进行检测,结果如表2:
表3发明氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料的主要技术指标
性能名称 | 粘度(S) | 细度(μm) | 固含量(%) | 实干时间(h) | 柔顺性(mm) |
实施例1 | 62 | 45 | 35 | 20 | 1 |
实施例2 | 59 | 52 | 38 | 18 | 1 |
实施例3 | 60 | 48 | 36 | 20 | 1 |
实施例4 | 62 | 50 | 35 | 19 | 1 |
实施例5 | 58 | 54 | 40 | 18 | 1 |
实施例6 | 60 | 55 | 38 | 19 | 1 |
由表3可以看出,本发明氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料粘度、细度、固含量、实干时间、柔顺性各项指标均优于行业标准HG/T4104-2009规定的各项指标,表现出了优异的性能。
分别对实施例1~6的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料以及一般环氧树脂防腐防火涂料(不含氟改性树脂)的涂层附着力、耐候性、耐蚀性、耐火性进行试验,本发明的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料作为实验组,一般防火防腐涂料作为对照组,试验方法依据标准和结果见表3。
表4实施例1~6的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料性能试验结果
由表4可知,实验组实施例1~6的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料具有良好的耐火性、耐腐蚀性和耐候性,各项指标均好于对照组一般环氧树脂防腐防火涂料(不含氟改性树脂),并且成膜效果好,涂层附着力强。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,其特征在于,所述氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料包括以下组分按重量份计为:高氯化聚乙烯树脂20~25份、环氧树脂15~20份、含氟丙烯酸树脂8~15份,高氯化聚乙烯树脂、环氧树脂、含氟丙烯酸树脂为的质量比为4:3:3,颜料3~6份、填充剂8~12份、分散剂2~5份、溶剂15~30份、消泡剂1~4份、阻燃剂5~8份、固化剂2~5份、增塑剂2~3份。
2.根据权利要求1所述的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,其特征在于,所述颜料为氧化铁红、氧化铁黄、钛白粉、珠光粉、酞箐蓝、酞箐绿、酞箐蓝或棕铬黄中的一种。
3.根据权利要求1所述的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,其特征在于,所述填充剂为纳米滑石粉、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米二氧化硅中的一种或几种混合。
4.根据权利要求1所述的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,其特征在于,所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、环己酮或二甲苯。
5.根据权利要求1所述的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,其特征在于,所述消泡剂为氟碳改性聚硅氧烷、氟改性聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、氟改性聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、氟改性聚氧丙烯甘油醚或氟改性聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种。
6.根据权利要求1所述的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,其特征在于,所述阻燃剂为聚磷酸铵和季戊四醇的组合物。
7.根据权利要求1所述的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,其特征在于,所述固化剂为异氰酸酯、三乙胺、间苯二甲胺或聚酰胺中的一种或两种以上的组合物。
8.根据权利要求1所述的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,其特征在于,所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、氯化石蜡中的一种。
9.根据权利要求1所述的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料,其特征在于,所述分散剂为十二烷基磺酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种。
10.一种根据权利要求1~9任意一项权利要求所述的氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料的制备方法,包括以下步骤:
A.按重量份配比将溶剂、高氯化聚乙烯树脂和环氧树脂加入到反应釜中,加热至50~60℃,高速搅拌30~40分钟,使其完全溶解,按重量份配比加入增塑剂和含氟丙烯酸树脂,低速搅拌10~15分钟,形成混合树脂溶液;
B.按重量份配比向步骤A所得混合树脂溶液中加入分散剂和填充剂,高速搅拌,升温至90~100℃,然后依次加入消泡剂、颜料和阻燃剂,高速搅拌40~60分钟后,将物料经泵送至研磨机上研磨成细度不超过50~60μm浆料;
C.将步骤B所得浆料再次加入到反应釜中,按重量份配比加入溶剂,低速搅拌5~10分钟,再按重量份配比加入固化剂,继续搅拌20~30分钟即得氟树脂改性高氯化聚乙烯防火防腐复合涂料。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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