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淺談高性能高氯化聚乙烯防腐涂料的特性

發布日期:2021/11/29


姜美榮 (天津燈塔涂料有限公司, 300400 )

摘要:闡述了高性能高氯化聚乙烯防腐涂料的特點及其體系中的主要成膜物,與 HCPE 、氯化橡膠防腐涂料對比,具有優異的性價比和環保優勢。
關鍵詞:高氯化聚乙烯;防腐涂料;特性

1. 前 言
    眾所周知,腐蝕每年給國民經濟帶來巨大的損失。隨著經濟的發展,防腐行業已深入到各個領域。目前,國內用防腐涂料無論在品種、質量和性能等方面還不能滿足各個領域對防腐性能不同要求。因此,選擇高性能樹脂,研制質優價廉的高性能防腐涂層配套體系,并方便施工、保養、維修容易是其發展的方向。
高性能高氯化聚乙烯涂料,因其溶解性好、無毒、耐水、耐腐蝕、耐大氣老化、施工方便、綜合性能優異而正在逐步推廣,并廣泛應用于多個領域。

2. 高性能高氯化聚乙烯樹脂的發展狀況

  普通型的高氯化聚乙烯( HCPE )樹脂如同氯化橡膠一樣,在實際應用于涂料中時,應與其他合成樹脂或增塑劑混合使用,但是 HCPE 樹脂與大部分改性樹脂不能完全相容,所制的涂料性能不穩定。為了解決上述問題,國內有生產廠家對 HCPE 樹脂進行了改性,改性后的高氯化聚乙烯樹脂就稱為高性能高氯化聚乙烯樹脂(簡稱 HPE )。
  根據國際公約規定, 2004 年起必須禁止使用四氯化碳工藝生產氯化橡膠,所以氯化橡膠的生產將面臨很大的危機,而高性能高氯化聚乙烯樹脂( HPE )作為替代氯化橡膠的重防腐涂料的基料,以其優異的質量價格比和環保優勢,有著十分廣闊的前景。

3. 高性能高氯化聚乙烯防腐涂料主要成膜物質( HPE )簡介
    氯含量超過 60% 的氯化聚乙烯稱為高氯化聚乙烯,由于分子結構中不含雙鍵,氯原子是無規則分布,因此它具有良好的耐候性、耐臭氧性、耐熱表化性、耐燃性、耐化學藥品性和耐油性,可作為成膜材料應用。但普通型的高氯化聚乙烯樹脂在實際應用于涂料中時,因與其他合成樹脂或增塑劑混合使用混溶性又不好,因此存在儲存穩定性問題。
  為了解決上述問題,國內有生產廠家采用在將聚乙烯氯化的同時,在大分子鏈上引入兩個有效官能團的方法,改善 HCPE 樹脂與大多數改性樹脂的混溶性,這種三元共聚而得的氯化聚乙烯樹脂稱為高性能高氯化聚乙烯樹脂( HPE )。 HPE 可作為 HCPE 的升級換代產品,廣泛應用于防腐蝕涂料中。

HCPE 化學名稱:高氯化聚乙烯,氯含量≥ 65%

HPE :化學名稱:高性能高氯化聚乙烯,氯含量≥ 65%R 、 R ′分別為兩個不同的有效官能團

4. 高性能高氯化聚乙烯防腐涂料的特點
    高性能高氯化聚乙烯樹脂( HPE )是一種熱塑性硬質脆性樹脂,可以通過選用其它樹脂如:環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、醇酸樹脂等配合改性外,同時還需輔以適量的增塑劑,能使涂層的物理機械性能得以進一步的提高。根據應用場合不同,選用不同的增塑劑,例如:選用氯化石蠟,可以提高涂料的耐候性;防污涂料可選用磷酸酯(或鹽);另外針對改性 HPE 在加熱、紫外光照射等情況下分子內及分子間有脫 HCL 傾向,可增加氯化氫吸收劑,常用的有環氧大豆油,鉛鹽和氧化物等,使其涂料具有以下特性:
4.1 優異的防腐性能
   由于高性能高氯化聚乙烯是一種化學惰性成膜物質,涂膜對水、氣和氧化滲透率特低,因此封閉性好,對大氣、水分、鹽類、堿類、酸類、氧化劑及石油類等都具有良好的抵御性。
4.2 良好的耐候性
   高性能高氯化聚乙烯色漆能經受戶外大氣、紫外光線、氧及冷熱變化的作用,涂膜堅韌耐磨,穩定性極佳。
4.3 附著力優良
   高性能高氯化聚乙烯防腐涂料對鋼鐵金屬表面及塑料、木材等非金屬表面和混凝土表面等均具有良好的附著力。同時,涂層與涂層之間由于成膜物質中的溶劑能起到浸滲作用,使上下層涂膜能相互粘成一體,從而加強了涂膜間的粘附力。
4.4 迅速自干
   高性能高氯化聚乙烯防腐涂料系溶劑揮發型涂料,經施工涂裝后,即很快干燥成膜,在常溫下6-8h 后,就可涂覆第二道涂層。
4.5 施工時不受氣溫限制
   高性能高氯化聚乙烯防腐涂料能在 -20~80 ℃的環境中施工,不受季節、氣溫限制。
4.6 使用方便
   高性能高氯化聚乙烯防腐涂料是單組分包裝,不需在施工現場臨時調配,即打開包裝經攪勻后就可使用。
4.7 較厚的涂層
   高性能高氯化聚乙烯厚漿型防腐漆,若采用刷涂或高壓噴涂,一道膜厚可達 70 μm 左右,若是經特殊加工制做的厚漿型防腐漆,采用高壓無氣噴涂,一道膜厚可達 200 μm 左右,較少的涂裝道數即可獲得較厚涂層。在這方面要比過氯乙烯涂料優越得多。
4.8 施工性
   高性能高氯化聚乙烯防腐涂料的噴涂性能優于過氯乙烯和氯化橡膠涂料 , 噴涂時不拉絲 , 不起泡 , 不發白。
4.9 重涂方便
   高性能高氯化聚乙烯防腐涂料如在舊涂膜上重新涂漆時 , 新舊涂層之間仍有互溶作用 , 維修時無需去掉牢固的舊漆膜。
4.10 防毒、阻燃性良好
   由于高性能高氯化聚乙烯漆組分中含有較高的“氯”的聚合體,因此有抑制毒菌滋長的性能。器材表面萬一遇到火源時,涂膜能分解成氯氣并形成具有熱障作用的多孔性炭化層,而且有良好的阻燃性能。
4.11 用途廣泛
   高性能高氯化聚乙烯涂料是公認的高性能涂料,廣泛適用于石油、化工、冶煉、鋼鐵設備、集裝箱、管道、管架、扶梯、船舶、港口、碼頭設施、海上采油平臺、鐵路橋梁、以及混凝土貯槽、廠房建筑物的防護,使用免受大氣、海水、化工氣、液等介質的侵蝕,以延長其使用壽命,并起到裝飾作用。

表 1 HPE 白色防腐涂料與 HCPE 、氯化橡膠白色防腐涂料性能比較

檢驗項目 氯化橡膠防腐涂料 HCPE 防腐涂料 HPE 防腐涂料
細度 / μm ≤ 40 ≤ 30 ≤ 30
干燥時間 溫度 / ℃ 5 10 20 30 5 10 20 30 5 10 20 30
指觸干燥 /min 60 45 30 20 60 45 30 20 60 45 30 20
實干 /h 24 24 16 8 24 24 16 8 24 24 16 8
涂膜外觀 平整 平整、有光 平整、光亮
涂層間附著力 無異常 無異常 無異常
耐彎曲性 /mm 10 10 10
60 °鏡面光澤 /% ≥ 70 ≥ 87 ≥ 92
遮蓋力 /g/m2 ≤ 185 ≤ 185 ≤ 185
溶劑不溶物 /% ≤ 35 ≤ 35 ≤ 35
固體含量 /% ≥ 45 ≥ 55 ≥ 55
施工性 刷涂無障礙
噴涂時拉絲、泛白
刷涂、噴涂無障礙 刷涂、噴涂無障礙
耐堿性 /0.5%NaOH,20 ℃
3% NaOH,20 ℃
48h 無異常
24h 無異常
168h 無異常
24h 無異常
200h 無異常
48h 無異常
耐酸性 /3%HCl, 20 ℃
0.5%H 2 SO4,20 ℃
4h 無異常
12h 無異常
12h 無異常
24h 無異常
24h 無異常
24h 無異常
耐鹽水 /3%NaCl , 20 ℃ 7d 無異常 7d 無異常 30d 無異常
耐鹽霧性 300h氣泡0級,生繡1級 300h氣泡0級,生繡1級 800h氣泡0級,生繡1級
耐溫差變化 / ℃ -- -30~50 -20~80
人工加速老化( QUV ) 300h粉化0級,變色1級 300h粉化0級,變色1級 600h粉化0級,變色1級
耐天然老化 /a 3 5 5
儲存期 /a 1 2 2

5. 結語
    高性能高氯化聚乙烯防腐涂料具有新型高分子材料、新配方、新工藝的“三新”特點,而且易于生產、性能優異,防腐綜合效果較佳,它依靠其自身的性能優勢,一躍成為防腐涂料市場的新寵兒。目前,我國市場的需求量日益加大,特別是具有優異的性價比和環保優勢,有著十分廣闊的前景。(此文章發表于《中國涂料》 2004.7 )


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