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單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料的制備,介紹了單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料的選材、制作工藝、產品性能及與其有關的主要影響因素
2019年11月03日    閱讀量:670    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

0 引 言

氯磺化聚乙烯( CSPE )防腐涂料是以CSPE 橡膠為基本成膜物質制成的溶劑型涂料。它是由美國的杜邦公司在1952 年以H ypalon 商品名首先實現CSPE 橡膠的工業化生產, 20 世紀50 年代末實現CSPE 涂料的商品生產。氯磺化聚乙烯分子結構的特點, 在于它是一種以聚乙烯作主鏈的飽和彈性體中國建材網cnprofit.com


與普通合成橡膠在結構上有很大差異, 普通合成橡膠是一種或若干種單體聚合或共聚合而成的高分子物質, 而氯磺化聚乙烯則是由聚乙烯與氯氣和二氧化硫反應, 經氯化和磺化,聚乙烯分子結構的規整性被破壞從而減弱了它的結晶性能, 使其變成在常溫下柔軟而有彈性的聚合物,具有高度的飽和性。


因而具有優異的耐大氣老化、耐臭氧老化性、耐熱性、耐化學藥品、耐油性[ 1] 、耐低溫性、耐燃性、電絕緣性能。因此, 氯磺化聚乙烯防腐涂料廣泛應用于化工廠房、設備、碼頭、橋梁、蓄水池、熱煉工程、煤氣柜、冷卻塔等腐蝕條件苛刻的防腐蝕工程。其使用壽命是其他防腐涂料的1~ 3倍, 是我國長期發展的一種長效防腐涂料[ 2] 。

 

1 實驗部分

1. 1 原 料

氯磺化聚乙烯: 吉化公司; 穩定劑: 工業級; 甲苯二異氰酸酯( TD I): 巴斯夫公司; 蓖麻油酸: 衡水前進化工有限公司; 松香: 工業級; 甘油: 工業級; 苯酐: 工業級; 促進劑D: 工業級; 促進劑Na- 22: 工業級; 苯甲酰氯: 試劑; 甲苯: 工業級; 二甲苯: 工業級; 醋酸丁酯: 工業級。

1. 2 氯磺化聚乙烯改性樹脂及潛固化劑的制備

將蓖麻油酸、松香、甘油、苯酐及二甲苯計量加入釜中, 升溫至160 ~ 175 oc 并保溫2 h, 然后升溫至210~ 220oc 保溫, 酯化至酸值為5mg KOH /g以下,加入兌稀溶劑脫水后降溫至40~ 50oc , 將苯甲酰氯加入反應釜中同時滴加TD I、二甲苯、醋酸丁酯混合物, 加畢, 升溫至50~ 60oc , 保溫1 h, 80oc 保溫1 h,95~ 100 oc 保溫2 h, 待NCO 的含量為8% ~ 9% 后,降溫過濾, 包裝。

1. 3 氯磺化聚乙烯防腐涂料的制備

(1)檢查溶劑是否帶水, 然后將無水溶劑加入帶攪拌的溶解釜中, 加入氯磺化聚乙烯, 封好加料口, 常溫攪拌8~ 15 h使之成為20%透明膠液基料。

(2)將自制膠液打入調漿缸, 并攪拌, 依次加入溶劑、促進劑D、促進劑Na-22、顏填料, 待漿調勻后, 進砂磨機研磨至細度55 um 以下, 打入調漆缸調顏色至符合樣板色差后, 加入112制得的潛固化劑, 用溶劑調整黏度、過濾、包裝。

1. 4 氯磺化聚乙烯防腐涂料的性能指標

將單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料按GB /T 1727- 92要求涂刷于試板上, 同時選用第一代單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料[ 2 ] 作對比, 其性能指標見表1。

單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料性能指標及其與同類產品對比

由表1可以看出單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料的性能指標已超過化工部雙組分氯磺化聚乙烯防腐涂料的標準及第一代單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料的性能指標。

 單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料的制備,介紹了單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料的選材、制作工藝、產品性能及與其有關的主要影響因素 中國建材網,cnprofit.com

2 結果與討論

2. 1 固化劑對產品性能的影響

氯磺化聚乙烯涂料是由固化劑與氯磺酰基反應而交聯固化成膜的, 僅靠氯磺化聚乙烯制成非交聯型涂料的性能是無法與交聯型氯磺化聚乙烯涂料相比的, 因此固化劑對產品性能有較大的影響。但是作為單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料不僅要考慮涂膜性能,還要解決貯存穩定性問題。我們采用松香改性TD I預聚物作為潛固化劑, 只要使用合格的原材料, 其在低溫烘箱貯存1個月和室溫貯存半年后性能仍良好。它不但賦予了氯磺化聚乙烯較高的交聯密度和防腐性能, 而且松香和TD I的加入大大提高了涂膜的光澤、硬度和附著力。

2. 2 促進劑對產品性能的影響

促進劑是氯磺化聚乙烯涂料的重要組成部分, 在涂膜的交聯過程中, 它能促使聚合物放出氯化氫使反應進行完全而產生交聯結構, 從而加速氯磺化聚乙烯的硫化速度, 并改善漆膜性能。若加量過大, 則涂膜的施工性能則隨用量的增加而變壞; 若少用或不用,則減慢了氯磺化聚乙烯與固化劑的反應速度, 進而固化劑趨向于自身交聯, 也就達不到交聯改性的目的,防腐性能必然會受到影響。所以必須嚴格控制促進劑的量。通過實驗促進劑D 和促進劑Na- 22 較合適的用量分別為1.2%和0.9%左右。

2. 3 顏填料對產品性能的影響

氯磺化聚乙烯的) SO2C l基團比較活潑, 容易與一些顏料發生反應而造成涂料的膠化變質。表2 列出了摻有部分常用顏料的氯磺化聚乙烯涂料的貯存時間[ 3] 。

摻有不同顏料的氯磺化聚乙烯涂料的貯存時間

單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料的制備,介紹了單組分氯磺化聚乙烯防腐涂料的選材、制作工藝、產品性能及與其有關的主要影響因素 中國建材網,cnprofit.com

由氯磺化聚乙烯的固化機理可知, 若涂料中含有水, 其將與固化劑反應, 放出二氧化碳, 進而引起脹聽和氯磺化的交聯固化, 因此所用顏填料必須保證無水。


2. 4 溶劑對產品性能的影響

選擇合適的溶劑是解決涂刷性能的關鍵, 氯磺化聚乙烯屬高分子物質, 相對分子質量大, 一般溶劑對其溶解性較差。依據溶解度相近的原則, 如果其溶解度參數( D1 )和溶劑的溶解度參數(D2 )相近( |D1 - D2 |<1.7)或相等時, 則其能很好地溶解在溶劑中。


因此, 要求氯磺化聚乙烯所用溶劑溶度參數在8.0 ~10.0之間[ 2 ] , 考慮溶劑的揮發性和價格及在涂料中的通用性, 一般用苯類溶劑溶解氯磺化聚乙烯。如溶劑中摻有其他成分, 有可能造成氯磺化聚乙烯不溶解, 或初始在機械攪拌下氯磺化聚乙烯可溶解, 但放置一段時間后便引起氯磺化聚乙烯絮凝變質。


如溶劑中含有水和多氯代烴, 則多氯代烴水解形成多元醇, 再與氯磺化的磺酰基團反應而引起氯磺化交聯變質。另外, 若在氯磺化聚乙烯涂料中存在某些活性溶劑(如氯代烴) , 可能與金屬氧化物反應形成金屬離子, 金屬離子與氯磺化反應而引起涂料變質。


3 結 論

該涂料不但解決了氯磺化聚乙烯防腐涂料固體分低、涂刷道數多、施工不便、裝飾性差等弊病, 而且兼有聚氨酯的低溫固化性能和優異的附著力及烯類聚合物的耐化學腐蝕性和快干性。


由于其采用了獨特的固化體系, 形成了互穿網絡交聯型涂膜, 這種網絡間相互交叉、滲透、機械纏結起著強迫互容和協同效應的作用, 使涂層的致密性更高, 其性能比單一的交聯聚合物更加優異, 從而提高了涂膜的綜合性能。


對腐蝕介質酸、堿、鹽及水具有良好的穩定性和低滲透性, 優異的附著力, 因此不易為溶液、水等穿過, 從而延緩底材的腐蝕, 增強了防護效果。可廣泛應用于要求一定裝飾性, 耐候性、耐酸、耐堿、耐鹽、耐水、耐油、耐濕熱、耐化工大氣、耐化學藥品性能較高的缸、槽、水泥墻面、鋼鐵結構、化工管道的防腐蝕涂裝。


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