新型改性高致密化重防腐涂层的制备
浏览：2804次 发表于：2009-04-20 10:31:43
新型改性高致密化重防腐涂层的制备
杜玉成 王会元 刘谊君
（北京工业大学材料科学与工程学院，北京 100022 ）
摘要：从原料配比、颜填料选择和工艺过程等方面进行了改进，制备高致密化的重防腐高氯化聚乙烯涂层。
关键词：高氯化聚乙烯；氯化 EVA ；磷酸锌
0 前 言
高氯化聚乙烯涂料是一种新型的重防腐涂料。它以优异的性价比，良好的耐酸碱、耐盐雾、耐海水、耐老化等性能深受用户欢迎。
高氯化聚乙烯（简称 HCPE ）是由聚乙烯经深度氯化，含氯量在 60 ％～ 70 ％的改性产品。基本是线形饱和结构，以 C — C 单键为主链，整个分子无活性基团。氯原子是强极性基团，在分子链中呈无规则分布。正是这种分子结构保证了高氯化聚乙烯易溶解、性能好等优点。但是高氯化聚乙烯本身的脆性大，附着力不高，所以在使用过程中经常进行改性处理。尤其在极强酸碱的环境下为了进一步提高涂料的性能，我们从原料配比、颜填料选择和工艺过程等方面进行改进，制备高致密化的重防腐涂层。
1 试验部分
1.1 原料
基料： HCPE ，氯化 E V A
颜料：钛白粉，滑石粉，氧化铁红
填料：磷酸锌，玻璃鳞片，膨润土
溶剂：二甲苯与环己酮的混合溶液
其他：增塑剂，各种助剂
1.2 实验配方 ( 见表 1)
表 1 实验配方
1.3 工艺
将 HCPE 、氯化 EVA 完全溶解，进行混合改性处理。同时玻璃鳞片用表面活性剂做表面处理。填料用球磨机适当球磨，得到亚微米粉末。然后混合基料、颜料、填料，进行球磨混合，使得纳米级的颜料及亚微米填料能充分在涂料中分散。最后加入增塑剂、助剂高速搅拌制得成品涂料。
1.4 性能检测结果 ( 见表 2)
表 2 HCPE 涂料性能检测结果
2 结果与讨论
2.1 HCPE 的改性
EVA 树脂是由非极性的乙烯单体和强极性的醋酸乙烯酯单体在引发剂存在下经高压本体聚合而成的热塑性树脂。 EVA 树脂进行氯化改性后制得的树脂即为氯化 EVA 。它具有优良的耐老化、耐臭氧性。因为氯化 EVA 中含有极性基团，所以能提高涂层对金属的附着力和弹性伸长率。另外，与 HCPE 同属于乙烯基树脂，具有良好的混溶性。在基料中只需加入 15 ％的氯化 EVA 就可以大大改善涂层的柔韧性、耐冲击性，弥补了高氯化聚乙烯树脂的不足。
2.2 纳米粒子的影响
在涂料配比中，加入了纳米级二氧化钛、滑石粉等颜料以提高涂层的防腐性能。已有研究表明，有机涂层中存在着直径大小不等的三种“微孔”。通过添加涂料助剂以及涂层的超细化可以部分解决气孔和针孔。但是对于涂料成膜物质间距或分子团所形成的结构孔却无能为力。而纳米粒子正好与结构孔的直径相当，从理论上可以填充涂层上的结构孔，使腐蚀介质无法进入涂层，从而达到完全防腐的目的。在生产工艺上，经过两次球磨不仅使得纳米粒子得以充分分散，而且可以细化其他填料。另外随着体系细度的细化，涂料的黏度增加也对防沉降起到积极的作用。
2.3 防腐填料的选择
磷酸锌是无毒防腐填料中最具有代表性的品种。但是磷酸锌最大的缺点是显效延时，即形成有效保护膜的速度太慢，因此不能用于临时性保护涂料的各种保养底漆中。用磷酸锌防锈颜料配制的所有防锈漆早期防锈性能往往不明显，原因是磷酸锌刚开始分解，需要一段时间才能与铁离子反应形成保护膜。
玻璃鳞片在涂层载体中以重叠方式作平行于底材的定向排列，形成多层连续的玻璃涂膜。各层玻璃膜的空隙间由玻璃鳞片交错遮盖，切断了成膜物通向腐蚀性环境的通道，从而起到良好的屏蔽作用。把玻璃鳞片与磷酸锌掺杂在一起，利用玻璃鳞片所具有屏蔽的特殊性为磷酸锌与基材起反应赢得了时间，充分发挥磷酸锌与玻璃鳞片的协同作用使得涂层在前期与后期都能有效地起到保护作用。
3 结 论
氯化 EVA 改进了 HCPE 的性能不足，磷酸锌等颜料提高了防腐作用。尤其耐硝酸性填补了其他涂料的空白。与其它重防腐涂层对比实验研究表明：在涂层厚度相近的情况下，以现有的环氧树脂、醇酸树脂、聚氨酯为基料的防腐涂料，防腐时效提高近两年 ; 达到相同的防腐时效，传统防腐涂层则需增加涂膜厚度近 200 μ m 。
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