高氯化聚乙烯重防腐涂料

张远欣 王建瑞 金玉贵 卢 卓 肖进伟

(1兰州石化职业技术学院，甘肃 兰州 730060；2中国石油兰州石化公司，甘肃 兰州 730060)

腐蚀是金属、混凝土、木材等物体受周围环境介质的化学作用或电化学作用而损坏的现象。据相关统计，全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为7000亿～10000亿美元，约是地震、水灾、台风等自然灾害造成经济损失总和的6倍[1]。随着我国经济的高速发展，为了使工业设备和设施在腐蚀环境中得到更有效的保护，从而延长使用寿命，对于重防腐涂料的需求量愈来愈大，性能要求也愈来愈高。对于性价比突出、性能卓越的重防腐涂料，更是求之若渴。众所周知，防腐涂料占整体涂料需求的比重相当之高，所以各大型涂料公司，对于重防腐涂料的研究和技术开发工作，一直以来都是投入了很大的人力和财力。

高氯化聚乙烯重防腐涂料是90年代后期异军突起的新品种，它是继80年代初氯磺化聚乙烯防腐涂料之后的又一次跨越，该产品的成膜物质主要是高氯化聚乙烯，它兼有橡胶和塑料特性，可满足冶金、石油、化工、建筑、海洋等行业对重防腐涂料的需求。

1 高氯化聚乙烯重防腐涂料基本概况

1.1 高氯化聚乙烯树脂及涂料

高氯化聚乙烯简称HCPE，为白色轻质小颗粒，是通过氯气对氯化聚乙烯高度氯化制得的无规则聚合物，氯含量大于60%。由于高氯化聚乙烯分子结构中不含双键，氯原子又是无规分布，所以高氯化聚乙烯树脂具有良好的耐候性、耐臭氧性、耐热老化性、耐燃性、耐化学药品性和耐油性。以高氯化聚乙烯为主要成膜物质，加入不同的改性树脂、增塑剂、添加剂、防锈颜料、溶剂等，可制造出多种高氯化聚乙烯重防腐涂料，如高氯化聚乙烯云铁防锈漆、高氯化聚乙烯铁红防锈漆、高氯化聚乙烯浅色底漆、高氯化聚乙烯厚浆型中间漆、高氯化聚乙烯防腐面漆。

1.2 氯化橡胶涂料和高氯化聚乙烯涂料优劣比较

氯化橡胶涂料所指主要成膜物质为氯化橡胶。由于氯化橡胶分子结构相对规整、饱和、极性小、化学稳定性好，所以用它制备的各种防腐涂料具有涂膜干燥速度快、附着力好、耐化学介质和抗潮湿渗透性优良等特性。近半个世纪以来，已发展成为当今世界上船舶和水下设施、钢结构设备防腐的重要涂料品种之一。由于传统使用的氯化橡胶在生产过程中需要使用大量的含氯烃溶剂(四氯化碳或二氯乙烷)，这类溶剂排放到大气中会破坏臭氧层，残留在树脂中对长期接触的人体也有致癌作用，一些发达国家早已限制四氯化碳溶剂法生产氯化橡胶。高氯化聚乙烯涂料因为其优良的耐大气老化和耐化学介质性能，加上它易溶于芳香烃、酯类、酮类等有机溶剂，且与大多数涂料所使用的无机颜料和有机颜料都有良好的相溶性，所以高氯化聚乙烯涂料成为氯化橡胶涂料最佳替代品。

1.3 高氯化聚乙烯涂料性能优点

1.3.1 优异的腐蚀性、防水性、耐油性

因为HCPE树脂主链上没有双键，所以它的性能稳定，涂膜对于水蒸气和氧气的渗透率低，因此具有优异的防水性。加上漆膜封闭性强，故对于化工大气、酸、碱、盐具有良好的防腐性能。

1.3.2 户外耐候性优异

HCPE树脂为饱和结构的高聚物，这就决定了HCPE重防腐涂料具有耐臭氧、耐光老化、耐气候老化等性能，涂膜坚韧耐磨，稳定性优良。

1.3.3 阻燃性、防霉性良好

HCPE树脂不延燃，用其制成的涂料在火焰的作用下会形成具有热膨胀作用的多孔性碳化层，因此具有良好的阻燃性。再则HCPE树脂中“氯”含量较高，因此有抑制霉菌滋长的性能。

2 HCPE重防腐涂料配方介绍

2.1 HCPE重防腐涂料配方机理

HCPE重防腐涂料所用主要成膜物为HCPE树脂和改性树脂。常用的改性树脂有热塑性丙烯酸树脂、醇酸树脂、环氧酯树脂、醛酮树脂等，按一定比例混入，可以较好改善漆膜的柔韧性、耐溶剂性，提高漆膜光泽、干膜厚度及对底材的附着力，增加对光的稳定性[2]。 高氯化聚乙烯防腐涂料常用的溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、高沸点芳烃溶剂等。高氯化聚乙烯防腐涂料和各种颜填料及防锈颜料的相容性较宽，但应综合考虑涂层的防腐性、施工性及贮存稳定性。根据使用环境要求合理选择。HCPE底漆是涂料涂装防腐配套体系中最重要的基础涂层，它要求对底材必须具有良好的润湿性和优异的附着能力，不得存在针孔、砂眼、起泡等涂装缺陷，同时还应具备钝化、缓蚀封闭等防腐功能，与中间涂层或面漆的层间附着力良好。一般选用氧化铁红、磷酸锌、三聚磷酸铝、氧化锌等具有较好防锈能力的颜填料，以提高漆膜的复合增效防锈能力；中涂层选用云母氧化铁、云母粉、铝粉、玻璃鳞片等片状颜料，可减少水蒸气渗透及抵挡部分紫外光对漆膜的破坏；面漆各方面性能要求较高，不仅要具有良好的附着能力，还要具有优良的耐候性和抗腐蚀性，通常选用金红石钛白粉、氧化铁红、铁黄、耐光中铬黄等化学稳定性较好的无机颜料及云母粉、铝粉、磷酸锌等防锈颜料。另外，还可选用一些惰性填料，如沉淀硫酸钡等，以增强漆膜的强度，提高防锈能力，降低生产成本[3]。

2.2 HCPE重防腐涂料基本参考配方

表1为混合溶剂的配方，为了获得满意的溶解率、干性和漆膜效果，根据不同的改性树脂，溶剂多使用混合溶剂。

表2为HCPE防腐涂料底漆、中涂漆、面漆参考配方。

表1 混合溶剂配方

3 HCPE重防腐涂料钢结构施工使用条件及建议配套方案

HCPE重防腐涂料钢结构施工使用条件及建议配套方案见表3。

表2 漆料参考配方

4 HCPE防腐涂料施工及其它注意事项

1）高氯化聚乙烯重防腐涂料，起主要防腐作用的是氯离子，所以夏季生产研磨时，研磨温度超过60℃时，要考虑降温或单独配置溶液加入到成品罐中，因为56摄氏度时，氯离子析出，涂料防腐性能大打折扣[4]。

表3 施工使用条件及建议配套方案

2）高氯化聚乙烯防腐涂料施工前，对钢铁被涂表面必须严格进行处理，按国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈等级》彻底进行清理，做到无锈蚀、油污、无灰尘。重防腐施工对钢材表面最好进行喷砂处理，喷砂除锈达到Sa2级。

3）钢铁表干时间内，再次陆续涂装后道底漆、中间漆、面漆。上下道涂装间隔时间一般面经过除锈涂上第一道高氯化聚乙烯重防腐涂料底漆后，应在涂装间不小于8小时。

4）高氯化聚乙烯重防腐涂料湿膜厚度和干膜厚度仅供参考。因为基材环境温度、表面粗糙度等情况不同，施工参数会有差异。比如在垂直表面，特别是气温较高时施工，涂料使用量会降低，涂料干膜厚度也会降低。采用喷砂除锈的表面粗糙度大于40微米，涂料使用量会增加。所以施工时应随时测定涂膜厚度，并相应增加涂装道数，以达到涂层规定厚度要求。

5 结 语

随着经济的不断发展，源于金属腐蚀的损失特别巨大，工业设备的防腐需求愈来愈重要。特别是随着经济的全球化，伴随而来我国航运业的快速发展，加之国家对环保的逐渐重视，都给高氯化聚乙烯重防腐涂料的发展带来难得的机遇期。笔者希望通过对高氯化聚乙烯重防腐涂料基本状况的介绍，能同时使涂料生产企业以及涂料用户的相关技术人员，对高氯化聚乙烯重防腐涂料有一个最基本的了解。

[1]李泽文,王海平.我国防腐涂料行业的现状与市场前景分析[J].中国涂料.2012,(1):11-14.

[2]徐家燕.高氯化聚乙烯在防腐涂料中的应用[J].中国涂料.2006,(10):35-38.

[3]唐金勇,闫福安.苯丙乳液水性防锈涂料的配方研究[J].中国涂料.2013,(10):22-26.

[4]姜方群.环氧改性氯化聚烯烃含氟防腐涂料的制备和性能研究[J].中国涂料.2012,(8):30-33.