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高性能高氯化聚乙烯樹脂在路標涂料中的應用

發布日期:2021/11/29


仇大波(麥加涂料有限公司上海辦事處,200086)
汪立波(奉化市裕隆化工新材料有限公司,315502)
 

摘要:采用三元共聚法合成的高性能高氯化聚乙烯,改進了與其他樹脂的混溶性和漆膜的物理性能,所配制的路標涂料具有良好的性能,并討論了影響涂料性能的主要因素。
關鍵詞:高性能;高氯化聚乙烯;路標涂料

1. 前 言

    氯化橡膠樹脂由于其獨特的性能,在防腐涂料、防火涂料、路標涂料等方面得到廣泛的應用,但在氯化橡膠的生產過程中,使用大量的四氯化碳,四氯化碳會對大氣臭氧層產生破壞作用,在全球范圍內生產受到了限制。因此,開發氯化橡膠的替代品,從 20 世紀 80 年代開始為全球涂料行業所重視。 20 世紀 90 年代以來,在我國陸續開發成功的高氯化聚乙烯樹脂產品,與氯化橡膠相比具有不含四氯化碳、價格較低、物化性能接近等特點,已經獲得了廣泛的應用,特別是通過水相法合成的高性能高氯化聚乙烯樹脂,采用三元共聚的方法,解決了普通高氯化聚乙烯樹脂與其他樹脂的混溶性差、顏色較深,漆膜性能不理想等弊病。高性能高氯化聚乙烯樹脂應用于防腐涂料中,性能達到氯化橡膠涂料的要求。
    氯化橡膠樹脂生產的自干性路標涂料,已經得到了廣泛的應用。本文通過研究,開發了以高性能高氯化聚乙烯樹脂為基料的路標涂料,性能與采用氯化橡膠生產的路標涂料相當。

2. 實驗部分

2.1 原料和配方
    采用高性能高氯化聚乙烯樹脂配制的路標涂料的配方組成如表 1 所示。

表 1 高性能高氯化聚乙烯路標涂料的配方組成

原料名稱 質量分數 /% 規格 供應商
55% 中油度醇酸樹脂 12.00 二甲苯溶液 市售
10% 有機膨潤土漿 6.00 BS-1C 浙江豐虹粘土化工有限公司
分散劑 適量 ATU BYK
氧化鋅 適量 400 目 市售
金紅石型鈦白粉 10.00 R930 日本石原公司
碳酸鈣粉 33.00 400 目 市售
滑石粉 5.00 400 目 市售
重晶石粉 3.00 400 目 市售
高性能高氯化聚乙烯 8.00 1305 奉化市裕隆化工新材料有限公司
混合溶劑 11.00 工業品 自制
氯化石蠟 4.00 工業品 市售
穩定劑 適量 工業品 市售
甲苯 適量 工業品 市售
總量 100.00    

2.2 操作工藝

   2.2.1將中油度醇酸樹脂、 10% 有機膨潤土漿、分散劑混合均勻。

   2.2.2高速分散 R930 鈦白粉、氧化鋅、碳酸鈣粉、滑石粉、重晶石粉、至細度符合指標。

   2.2.3在攪拌狀態下,加入預先溶解好的高性能高氯化聚乙烯溶液、氯化石蠟、穩定劑,攪拌均勻后,用適量甲苯調節粘度。

2.3 涂料的技術指標

    按照表 1 配方制得的高性能高氯化聚乙烯路標涂料的技術指標見表 2 。

表 2 高性能高氯化聚乙烯路標涂料的技術指標

檢 驗 項 目 技術指標
細度 / μm

60

粘度 /KU 80-84
密度 /g.cm-3 1.55-1.59
干燥時間 /min 15
固體含量(質量分數) /% 71
固體含量(體積分數) /% 46

2.4 路標涂料性能對比

    按照表 1 配方制得的路標涂料與市場上廣泛使用的氯化橡膠路標涂料進行性能對比,結果見表 3 。

表 3 路 標 涂 料 的 性 能 對 比

檢驗項目 技術指標 檢 測 結 果
樣 品 氯化橡膠漆
容器中狀態 無結塊、結皮,呈均勻狀態 不沉淀 不沉淀
密度 /g · cm-3 ≥ 1.2 1.56 1.57
粘度(涂– 4 杯) /s > 80 165 163
細度 / μ m ≤ 65 60 60
施工性能 刷涂、空氣噴涂、無空氣噴涂施工性好 符合要求 符合要求
漆膜外觀 應無發皺、發花、起泡、開裂、發粘等現象,漆膜、 顏色和外觀符合標準樣板 符合要求 符合要求
干粘胎干時間 /min ≤ 15 10 10
耐磨性 /mg ≤ 50 31 36
耐水性 在水中浸泡 24h 應無異常 符合要求 符合要求
耐堿性 在飽和氫氧化鈣溶液中浸泡 24h 應無異常 符合要求 符合要求
柔韌性 /mm 在直徑為 5mm 的軸棒上彎曲后,試樣應無開 裂、剝離現象 符合要求 符合要求
固體含量 /% ≥ 60 70 70
附著力 畫圈法 1 級 1 級
耐沖擊性 /cm 50 通過 通過
人工加速老化(QUV) /h 400 粉化 1 級,變色 2 級 粉化 1 級,變色 2 級
貯存穩定性 加速貯存 60d 漆漿狀態良好別 漆漿狀態良好別

3. 結果與討論

    3.1 混合溶劑的選擇
    按照溶劑的選擇原則 , 經過對比試驗 , 選擇甲苯作為主溶劑 , 再加入醋酸丁酯、松節油等改進樹脂的混溶性能。

    3.2 主要成膜物的選擇
    經三元改性的高性能高氯化聚乙烯,通過在主鏈大分子上連接兩個官能團,降低了其分子的微觀規整性,從而改進了與其他樹脂的混溶性,改善了涂料的貯存穩定性和涂層的外觀等,性能上與國外的同類產品相當,在防腐涂料中已經被多家著名的涂料企業應用。本文采用高性能高氯化聚乙烯( HPE )作為主要成膜物質,通過與其他樹脂的拼混試驗,替代了原來氯化橡膠路標涂料中的氯化橡膠樹脂,涂料性能與原配方相當。

    3.3 改性樹脂的選擇
    HPE 樹脂的硬度較高,為了改善涂層的附著力、柔韌性和耐磨性等性能,通常采用拼混其他種類的樹脂和添加增塑劑的方法。本文通過試驗,采用中油度醇酸樹脂改性 HPE 樹脂,制得的涂料獲得了滿意的結果。

    3.4 增塑劑的選擇
    通過對常用的增塑劑與中油度醇酸樹脂和 HPE 樹脂的混合體系進行的混溶試驗,發現與絕大多數增塑劑的混溶性良好,考慮到路標涂料的具體情況,本文選用含氯量為 48%~54% 的氯化石蠟作為增塑劑較為合適。

    3.5 助劑的選擇
    對涂料而言,助劑的選用越來越受到有關人員的關注,添加必要的助劑不僅可以改善涂層的性能,而且還可以改善涂料的貯存性能和施工性能。本文采用 BYK 公司的 ATU 作為分散劑,有機膨潤土作為防沉劑,并添加一定量的氯化樹脂穩定劑改善涂料體系的穩定性。

4. 結語

    本文選用三元共聚法生產的高性能高氯化聚乙烯與中油度醇酸樹脂進行拼混,加入氯化石蠟作為增塑劑,并添加必要的助劑,制得的路標涂料,其性能與氯化橡膠路標涂料相當,獲得了滿意的結果,可以作為氯化橡膠的替代產品和普通的高氯化聚乙烯的升級換代品,應用于路標涂料。(本文章發表于《涂料工業》 2002 年第 2 期)


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