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国内氯醚树脂的最新研究进展

2017-04-18王旭峰

中国氯碱 2017年3期
关键词:防腐涂料丙烯酸涂料

李 飞,张 遵,张 静,王旭峰

(1.炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南 平顶山 467000;2.河南神马氯碱发展有限责任公司,河南 平顶山 467000)

国内氯醚树脂的最新研究进展

李 飞1,张 遵2,张 静1,王旭峰1

(1.炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南 平顶山 467000;2.河南神马氯碱发展有限责任公司,河南 平顶山 467000)

阐述了国内氯醚树脂的性能、合成工艺和应用领域的最新研究进展,重点介绍了乳液聚合和微悬浮聚合新工艺以及在防腐涂料方面的应用。

氯醚树脂;合成工艺;微悬浮聚合;乳液聚合;防腐涂料

氯醚树脂是一种在涂料行业和油墨行业广泛应用的PVC类共聚物,具有防腐性能好、稳定性好、溶解性强、混溶性好、附着性好、润湿性好、阻燃性、玻璃化温度可调等优点。自2005年全球四氯化碳生产氯化橡胶的装置关停以来,氯醚树脂作为替代氯化橡胶的重防腐涂料用基料,以其优越的价格和环保优势得到了广泛的使用和认可。

1 结构与性质

1.1 氯醚树脂的组成和结构

氯醚树脂是由75%的氯乙烯(VC)与25%的乙烯基异丁基醚(VIBE)的共聚物[1],其合成反应如下[2]:

目前关于氯醚树脂的化学结构有 2种表述方法:

赵小平[3]根据自由基竞聚率以及相关氯醚树实验结果,倾向于结构式(2),并推导了氯醚树脂氯含量与共聚组成关系的计算公式。

同时根据计算得出,在结构式(2)中只有当(m+n)<9.91时共聚物才能溶于甲苯中。

1.2 性质与性能

由于独特的分子结构,氯醚树酯兼具含氯聚合物的特性和醚类化合物特有的柔韧性和极性,使其具有以下独特的性能。

(1)良好的内增塑性。氯醚树脂可看作是聚氯乙烯大分子中部分氯原子被异丁基醚基团取代的产物,相对于聚氯乙烯树脂,其分子结构引进了一些体积较大的基团,空间位阻的增大影响其大分子链的堆积与排列,使之趋向于疏松,分子链柔韧性增强,即乙烯基异丁基醚组分具有内增塑作用,使聚合物形成的涂膜不加增塑剂已有足够的柔韧性,避免了因为添加外增塑剂的迁移损失而使涂膜变脆。

(2)良好的附着力。氯醚树脂的醚键,保证涂料在各种底材上具有良好的附着力,因此氯醚树脂为基体的涂料与多种金属基材(如铝、锌)、聚合物基材(如聚丙烯薄膜、聚乙烯)均有优异的粘着性[4]。

(3)优良的分子结构稳定性。氯醚树脂中不含反应性的双键,因此不易为大气氧化而降解,分子中不含可皂化的酯键,结合中的氯原子十分稳定,故由氯醚树脂制成的涂层具有良好的耐水解性、耐光性、耐候性和耐化学腐蚀性。

(4)良好的混容性。氯醚树脂系列产品可与氯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、不饱和聚酯树脂、马来酸醇树脂、环已酮树脂、醛树脂、古马隆树脂、石油树脂、氨基树脂、改性醇酸树脂、天然树脂、干性油、增塑剂、焦油和沥青等混溶[5]。

(5)良好的溶解性。氯醚树脂溶解于芳香烃和卤代烃、酯、酮、乙二醇、醋酸酯类和某些醚类。脂肪烃类和醇类溶剂可作为稀释剂。

(6)优良的润湿性。氯醚树脂对颜料的润湿性优良,基本可以与各种填料混合。

(7)一定的阻燃性。树脂中含有氯使其具有一定的阻燃性,加入其他阻燃的颜填料和防火剂,可制成防火涂料,用于建筑防火领域等[6]。

(8)环境友好性。氯醚树脂满足GB/T 17219《生活饮用水输配水设备安全性评价标准》中“饮用水输配水设备浸泡水的卫生要求”。用其配制的涂料可以用于食品卫生级场合。

2 合成方法与改性

氯醚树脂在工业上可采用悬浮法、乳液法等方法生产,一般采用乳液法生产[7]。

2.1 悬浮法

该方法在水中按比例加入氯乙烯、乙烯基异丁基醚、分散剂、乳化剂、引发剂等。一般使用过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈等油溶性引发剂,在高压反应釜中进行,还需加入分散剂,反应温度较乳液聚合略高一些,一般为40~80℃[8]。

2.2 乳液法

乳液法工艺与悬浮法工艺的不同之处在于,前者在反应前需要对单体进行预乳化,反应结束后产品需要经过破乳、脱水、干燥和粉碎等过程,生产工艺较为繁琐;后者生产工艺简单,直接离心脱水、干燥即可,缺点是产品粒径大且不均一,不利于使用。

刘松涛[9]等人公布了一种制备氯醚树脂的方法,该方法具体步骤如下:将氧化性引发剂以滴加方式加入总重量30%~60%的氯乙烯单体、乙烯基异丁醚、促进剂、还原性引发剂、乳化剂、pH值调节剂和水的混合物,在45~60℃聚合反应3~9 h,在反应开始至反应总时间的10%~60%期间,以流加方式加入余量的氯乙烯单体,获得氯醚树脂乳液,然后破乳、脱水、干燥、粉碎,得到氯醚树脂。该方法得到的氯醚树脂产品能满足涂料和油墨应用的要求,操作简单易行,聚合速率大、反应平稳、反应时间短,得到的乳液稳定性好,共聚物组成均匀、溶解性和热稳定性好、与各种材基的粘接性好。

包永忠[10]等人公开了一种氯醚共聚树脂的乳液聚合制备方法:65~85份氯乙烯和15~35份异丁基乙烯基醚单体在含乳化剂、水溶性氧化还原引发体系、pH值调节剂的水相进行聚合,在搅拌条件下聚合2~12 h,聚合温度为35~65℃。这种方法反应易于控制,聚合速率大,反应时间短,得到的乳液稳定,共聚树脂组成均匀,溶解性和热稳定性好,与各种金属的粘接性好。

何勇[11]等人公开了一种具有核壳结构的氯醚树脂及其制备方法,该方法合成的氯醚树脂具有核壳结构(该结构为硬链段分布于核层、软链段分布于壳层所形成硬核软壳胶粒的结构),其工艺流程如下:按质量份数将60~80份氯乙烯和20~40份乙烯基异丁基醚加入溶剂水中,在乳化剂、分散剂、复合引发剂和pH值调节剂的共同作用下共聚反应生成氯醚树脂溶液;将所得氯醚树脂溶液过滤、洗涤、干燥后即得具有核壳结构的氯醚树脂。该核壳结构的氯醚树脂为粉状树脂,无需破乳或凝聚,产品不含破乳剂或凝聚剂,减化了工艺流程,降低了生产成本,提高了产品质量;同时这种方法的配方中减少了分散剂的用量,使产品具有良好溶解性能。

李金忠[12]等人公开了一种水性氯乙烯/异丁基乙烯基醚共聚物分散液的制备方法,该方法以质量分数为60%~75%的氯乙烯单体、质量分数为25%~40%的异丁基乙烯基醚单体,以及相对氯乙烯和异丁基乙烯基醚总质量5%~15%的丙烯酸羟乙酯或同类单体、相对氯乙烯和异丁基乙烯醚总质量10%~25%的丙烯酸或同类单体为原料,在有机溶液、引发剂及有机胺类中和剂中,经聚合反应、中和反应、水相分散处理和脱除有机溶液,得到水性氯乙烯/异丁基乙烯基醚共聚物分散液。该分散液黏结性好,特别适合用于水性涂料、水性胶黏剂和水性油墨的生产。

2.3 水相微悬浮聚合

水相微悬浮聚合是在悬浮聚合和乳液聚合工艺基础上发展起来的一种新兴聚合工艺,与悬浮聚合的不同之处是不用或少用保护胶而选用乳化剂将单体分散于水中;与乳液聚合不同之处是:采用油溶性引发剂而不用水溶性引发剂,因而综合了乳液法和悬浮法的优点,所得产品粒径适中,便于使用。微悬浮聚合工艺流程示意图见图1。

图1 微悬浮聚合工艺流程示意图

杨建军[13]以氯乙烯和乙烯基异丁基醚为单体,过氧化十二酰为引发剂,羟丙基纤维素、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠为微悬浮分散剂,通过水相微悬浮聚合法合成了氯醚树脂,实验得到的最佳反应条件为:在VC∶VIBE(质量比)为1.5∶1.0、引发剂用量为单体质量的0.75%、聚合温度为70~75℃。在该条件下制得的氯醚树脂氯含量含43.63%(质量百分含量),产物中的VC∶VIBE(摩尔比)为5.68∶1,玻璃化转变温度为-18℃,熔点为53℃,熔融热为5.34 J/g;氯醚树脂的最佳干燥温度为40℃。

2.4 改性

氯醚树脂的改性分为化学改性和物理改性,化学改性一般为接枝共聚,共聚单体以丙烯酸、丙烯酸酯类为主。而物理改性则是在聚合过程中添加金属氧化物粒子如纳米SiO2已达到优化性能的目的[14]。

李秉昌[15]等人采用溶液聚合法,以丙烯酸、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为混合单体,与氯醚树脂进行接枝共聚;用中和剂三乙胺与接枝反应产物中和成盐,得到水性丙烯酸改性氯醚树脂乳液。实验结果显示,丙烯酸类单体用量为50%,混合单体中丙烯酸和丙烯酸丁酯的含量分别为9%~11%和40%时,制得的改性乳液具有良好的稳定性、耐盐水性和优异的附着力。

陈飞[16]则以丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯混合接枝改性氯醚树脂并以此改性树脂乳液为基料制备水性防腐涂料。试验用引发剂为过氧化苯甲酰、中和剂为N,N-二甲基乙醇胺,实验综合考虑了反应温度,引发剂浓度和丙烯酸类单体总用量、中和剂种类和中合度对丙烯酸改性氯醚树脂乳液性能的影响。

吕国斌[17]等人通过原位微悬浮聚合法制备了纳米SiO2/氯醚树脂复合粒子。纳米SiO2具有结构稳定、不分解、损失小、对紫外线屏蔽能力强等特点,也是一种无毒、污染小、易加工且价格低廉的纳米材料。纳米SiO2不仅能改善聚合物的冲击强度、拉伸强度、模量等机械性能,还能提高聚合物的结晶程度、玻璃化温度、熔点、热稳定性等性能[18]。实验中采用硅烷偶联剂为纳米SiO2的表面改性剂,然后将处理过的纳米SiO2和预先微悬浮聚合制备的氯醚树脂超声分散均匀得到纳米SiO2/氯醚树脂复合粒子。通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、差示扫描量热分析、热重分析和透射电子显微镜对纳米纳米SiO2和纳米SiO2/氯醚树脂复合粒子进行了表征,结果显示,该复合粒子具有核壳结构(即纳米SiO2为中心的氯醚树脂颗粒)[19]。通过盐雾试验、紫外线老化试验等手段对以该改性氯醚树脂为基料制备的防腐涂料测试显示,改性后的纳米SiO2分散效果较好,能明显提高涂层的耐腐蚀性能,对涂层的机械性能影响甚微[20]。

3 应用

氯醚树脂可用于涂料和印刷油墨。

3.1 涂料

氯醚树脂的主要应用领域是涂料,近年来,氯醚树脂作为氯化橡胶的替代品应用越来越广泛。进过大量的实验验证[21],氯醚树脂涂料在耐盐水性、耐水性、耐盐雾性、耐人工老化性、施工性耐水、耐碱、耐盐、耐老化等性能达到了CCl4法氯化橡胶涂料的指标[22],但比后者更环保[23]。

3.1.1 防腐涂料

作为一种用于制造防腐涂料的共聚树脂,氯醚树脂具有优越的性价比与环保优势。但纯氯醚防腐涂料虽具有优良的防腐性、耐水性、耐候性、阻燃性及涂膜快干性,但其单独形成的漆膜的耐溶剂性和丰满度较差,且在二次复涂时易产生咬底现象[24]。因此,单一选用氯醚树脂制备防腐涂料远远不能达到要求,需要与其它合成树脂拼用,才能获得较为理想的综合性能。因此,在防腐涂料的制备过程中,一般选用氯醚树脂作为基料,或对其进行改性以满足实际应用需求[25]。

氯醚树脂与环氧树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂均有很好的相容性。加入环氧树脂可以提高树脂体系的稳定性、提高涂膜对基材的附着力、提高涂膜干燥性能,但加入过多时,制备的涂膜耐酸性能大大降低,浸泡时容易起泡;加入醇酸树脂明显可以提高氯醚涂料的丰满度、耐热性,但加入过多时,制备的涂膜干燥速度变慢、耐酸碱性能大大降低,浸泡时容易起泡、变色;加入丙烯酸树脂可提高氯醚涂料的光泽、提高涂膜的保光保色性及耐紫外线照射性,加入过多时涂膜脆性大,影响涂膜的冲击强度[26]。

许建刚[27]等人公开了一种底面合一单组份重防腐涂料及其制备方法,该防腐涂料包括氯醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、防锈颜料、着色颜料、填料、助剂、增塑剂、稀释剂和溶剂。其制备方法:按照重量份数称取各组份;在搅拌状态下投入溶剂和稀释剂,边搅拌边投入粉末状氯醚树脂;在溶解好的氯醚树脂溶液中边搅拌边投入膨润土;在搅拌状态下投入丙烯酸树脂、润湿分散剂、着色颜料、防锈颜料和填料,进行砂磨;在搅拌状态下投入环氧树脂、增塑剂、聚酰胺蜡浆、消泡剂和流平剂,搅拌0.5~1.5 h。该底面合一涂料可取代传统意义上的底漆和面涂体系,减少了涂装次数、烘干时间和工件的生产周期。经检测,该涂料不仅具有良好的耐腐蚀性能,而且具有优异的户外耐久性[28]。

高新田[29]等人以醇酸树脂为主要基料组分,中黏度氯醚树脂改进其表面干燥及涂层最初硬度、耐化学和耐水性及室外性能,特别是耐工业大气性能。

卫小星[30]等人通过对氯醚树脂合理的配方设计和配套设计,研制出一种高性能氯醚重防腐涂料,该涂料选择环氧树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂同时加入来改性氯醚树脂,其最佳比例为:m1(氯醚树脂)∶m2(环氧树脂)∶m3(醇酸树脂)∶m4(丙烯酸树脂)=10∶1∶0.3∶0.2;消泡剂选择汽巴精化的2720消泡剂,最佳的用量为总配方的0.3%~0.6%(质量分数);选用法国克雷威利Extra触变剂,添加量为总配方的0.3%~0.8%(质量分数);润湿分散剂选择毕克化学的220S和140S混合分散剂,添加量为0.3%~0.6%(质量分数);溶剂选择二甲苯与环己酮(15∶1)的混合溶剂;底漆采用氧化铁红+锌粉;中间漆选择大片径的玻璃鳞片+屏蔽填料;面漆采用小片径的玻璃鳞片+金红石钛白粉。制备的重防腐涂料可广泛用于腐蚀严重的化工大气环境,其综合性能远远高于国内目前氯化橡胶防腐涂料、高氯化聚乙烯防腐涂料。

徐小英[31]等人采用金红石型纳米TiO2对氯醚树脂防蚀涂料进行了改性处理来改善氯醚树脂涂料的耐候性,并用国家标准和人工加速老化试验考察了纳米TiO2的加入对氯醚树脂涂层的附着力、柔韧性、耐冲击、紫外老化等性能的影响,用电化学阻抗法考察了添加纳米TiO2对漆膜防蚀性能的影响。结果表明,添加纳米TiO2对氯醚树脂漆膜的附着力、柔韧性和耐冲击没有明显改善,但能提高漆膜耐紫外老化的性能,漆膜的光泽度也有所提高,纳米TiO2加入适量时还能提高漆膜的防蚀性能。

向斌[32]等人用金红石型纳米TiO2对氯醚树脂防腐涂料改性,电化学阻抗考察该纳米TiO2对漆膜防腐性能的影响.结果表明,添加金红石型纳米TiO2不能明显改善氯醚树脂漆膜的附着力、柔韧性和耐冲击性能,但能提高漆膜耐紫外线老化,以及漆膜的光泽度,此外适当的添加量还能提高漆膜的防腐性能。同时,在该涂料的光电子能谱(XPS)分析[33]显示,氯醚树脂中氯、氧元素具有表面富积现象,而钛和碳元素在内层聚集;添加颜料粒子越小,在表面含量越大;金红石型纳米TiO2紫外屏蔽性好,减缓树脂老化;而锐钛型纳米TiO2具有显著的光催化活性,加速树脂老化。

郭晓军[33]等人以氯醚树脂为基料,分别对颜填料与树脂的比例、增塑剂的选择与加入量、消泡剂的选择与加入量、防沉淀剂的加入量等进行了研究讨论,研制出具有良好的附着力、柔韧性,优异的耐盐雾性和耐光老化等特性的室外重防腐涂料。

岳慧艳[34]等人使用氯醚树脂为基料,添加2%~5%氯化石蜡、0.2%~0.5%消泡剂和流平剂和有机膨润土作防沉剂等制备底漆、中涂漆、面漆并对其单一底漆涂膜性能和配套涂膜性能进行对比,结果显示,氯醚树脂制备的底漆在耐盐雾和耐化学介质性能超过获相当于氯化橡胶涂料。

梁志岗[35]以氯醚树脂为基料,对颜基比、助剂、改性树脂、溶剂选择等进行优化,试制出防腐性能优良的重防腐涂料,并考察了优化条件下制备涂料的涂膜性能及复合涂层的耐化学介质性能。在腐蚀环境的工程应用中,该涂料与传统含氯聚合物防腐蚀涂料相比综合防腐蚀性能更好。

吕国斌[36]等人以自制氯醚树脂为基料,以复合铁钛防锈颜料和云母氧化铁为颜填料制备了氯醚防腐蚀涂料,并优化了颜基比、颜填料细度、助剂添加量,考察了优化条件下制备的涂料的性能。结果表明:随着颜基比的增大,涂层力学性能下降,防腐蚀性能先升高后下降,颜基比为2~2.5时涂层的防腐蚀性能最佳;颜填料细度为800目时涂料综合性能最佳;外增塑荆、防沉剂、消泡剂、流平剂等助荆的添加量对涂料性能有较大影响,应根据性能需要适当选择。

高焕方[37]公开一种氯醚聚苯胺防腐涂料配方,该涂料为双组分涂料:以质量百分比计,A组分由以下组分组成:4%~8%氯醚树脂、4%~10%高氯化聚乙烯、5%~10%环氧树脂、30%~45%稀释剂、30%~45%拜尔铁红、1%~5%聚苯胺及1%~3%分散剂;B组分由以下组分组成:50%~70%聚酰胺及30%~50%稀释剂。与现有的聚苯胺防腐涂料相比,该涂料将氯醚树脂、高氯化聚乙烯树脂与环氧树脂进行复配作为基体树脂,克服了成膜树脂单一的缺陷,使涂料具有更好的干燥性能,可自干,在20℃条件下,表干时间小于10 min;其次,将拜尔铁红、聚苯胺作为防腐填料,发挥了其协同作用,不但提高了涂料的防腐性能,而且降低了涂料的成本。

张宏洲[38]通过醇酸树脂和氯醚树脂复配的方法制备了氯醚树脂改性醇酸涂料,选择了油度63%的半干性油醇酸树脂液,当m1(60%半干性油醇酸树脂液)∶m2(30%氯醚树脂液)=8∶2时,改性醇酸涂料干燥速度快,各种机械性能、耐化学品性、耐候性均有提高,同时具有较高的丰满度及优异的施工性。

3.1.2 防污涂料

防污涂料是防止船舶在海洋行时因生长在船底和海中其它设施表面的动物、植物和微生物等海洋生物附着而导致污损的特种涂料[39]。

吴伟新[40]等人选择氯醚树脂作为涂料的成膜物,天然植物辣椒中提取的辣椒碱和防霉杀菌剂构成复合防污剂,通过正交实验及海港浮筏挂片试验,确定出涂料体系中各组分重量百分比为:成膜树脂10%~50%;复合防污剂0.1%~25%;颜填料20%~60%;助剂0.1%~0.8%;助渗出剂5%~15%;溶剂10%~30%。实验表明,该涂料环保无毒、不污染海洋环境、具有良好的耐腐抗污能力。

马星[41]等人综合比较了丙烯酸树脂、氯醚树脂MP25和氯醚树脂MP45为基料制备出的适用于聚乙烯类渔网的防污涂料,然后采用浸涂法对聚乙烯类渔网进行涂装并实海挂网,最后利用扫描电镜对渔网涂膜进行表征。结果显示,氯醚树脂MP25作为基体树脂所制备的防污涂料在聚乙烯类渔网上的附着力与柔韧性均较好。

黄杰[42]等人公开了一种用于钢制船舶船底涂刷且具有抗开裂效果的防污涂料,各组分重量百分比为是:氯醚树脂10%~25%、环氧酯树脂15%~25%、松香10%~20%、颜料5%~10%、防污剂20%~50%、助剂1%~3%、混合溶剂5%~20%,氯醚树脂含氯乙烯和异丁基乙烯基醚,环氧酯树脂含脂肪酸和双酚A型环氧树脂,防污剂含氧化亚铜和福美双杀藻剂,助剂含润湿分散剂和消泡剂,混合溶剂含二甲苯和200#煤焦溶剂,不含国际禁用毒料,符合国家环保要求,防污期效达到1~3年,具有抗开裂性好,不易脱落等特点,可以克服现有防污漆易脆、对环境不友好等缺点,主要用于钢制船舶船底的防污处理。

3.1.3 导电涂料

导电涂料是涂于非导电体底材上,使之具有一定的传导电流和消散静电荷能力的特种功能性涂料,距今已经有几十年的发展史。近年来已深入应用于各工业领域,特别是在油罐防静电、高温静电除尘、电解海水防污等严酷环境中的应用,不仅要求较高的导电性,而且对导电涂层的耐高温、防腐蚀性能提出了更高的要求[43]。目前应用和研究最多的是炭系导电涂料。

张涛[44]等人采用氯醚树脂为基料,石墨(550目,C质量分数99%)为导电填料,以及偶联剂等开发出一种新导电涂料,体积电阻率可达0.1 Ω/cm,耐高温(200~300℃)、耐腐蚀。对石墨含量进行测试发现其质量分数达到50%~70%时,涂层体积电阻率达到最低,且电阻率趋于稳定;同时进行耐腐蚀、耐热测试时,涂层长期浸泡腐蚀介质中电阻变化很小,是一种可长期在严酷环境中使用的性能优越的导电材料。

刘成楼[45]以氯醚树脂为主、自干型有机硅树脂为辅,混拼改性后作为基料树脂;以掺杂聚苯胺和导电云母粉组成混合导电填料;以防锈颜料和氢氧化铝为颜填料,在助剂和溶剂的配合下制备涂料,其涂层具有优异的导静电性、耐化学品腐蚀性、耐300℃高温性和难燃性。

3.1.4 防火涂料

近几年来,人们对钢结构建筑防火重要性的认识逐渐提高,进行了许多钢结构防火技术的研究,目前较实用的技术是涂刷防火涂料。

牛清平[46]等人公开了一种氯醚树脂防火涂料的制备方法包括如下组分:环保溶剂、耐候性丙烯酸树脂、氯醚树脂、阻燃性氨基树脂、分散剂、复合发泡粉、阻燃材料A、钛白粉、阻燃材料B、阻燃助剂、木质纤维丝、无机微珠空心填料和防流挂剂。该防火涂料可涂覆于各种基材上,是一种超薄型的,室外专用的,能耐烃类火燃烧的高效防火涂料,具有优异的耐气候性、耐酸、耐碱等化学性,附着力高,耐久、漆膜细腻、装饰效果美观。膨胀均匀、泡体结构特殊,防火效果高。产品环保,无环境污染,生产工艺简化,施工方便,可用于各种防火要求的涂装。

何益庆[47]公开了一种添加硫酸钙晶须的氯醚树脂防火涂料,按重量份的配制比例如下:硫酸钙晶须8~12份、滑石粉5~8份、膨润土10~12份、珍珠岩5~8份、磷酸二甲酯3~5份、丙烯酸树脂10~15份、氯醚树脂15~20份、氯化橡胶2~4份、聚磷酸铵3~4份、钛酸酯偶联剂1~3份、季戊四醇5~6份、淀粉2~4份、氢化蓖麻油3~4份、玻璃粉2~3份、硼酸锌3~4份、二茂铁1~3份、丁基胶乳6~8份、氟硅酸钠2~3份、炭黑3~6份、木质纤维3~5份。本发明的防火涂料具有防火隔热性好、粘接力好、耐水性、耐酸碱性、耐盐腐蚀性好、不易脱落、贮存稳定以及无毒环保等优点。

邵海龙[48]等人采用环氧树脂与氯醚树脂物理复配的方法,选用合适的环氧固化剂,制得一种可用于镀锌基材的改性环氧涂料。在制备过程中,该团队还研究了不同型号的环氧树脂与氯醚树脂物理复配比例对改性环氧涂料性能的影响,以及改性环氧涂料涂膜在镀锌基材上的柔韧性、层间配套性、附着力等性能。最终制得的涂料涂膜在镀锌基材表面的柔韧性、层间配套性、附着力等性能较常规环氧涂料有明显提高,能够满足镀锌基材的防护要求。

郭晓军[49]等人根据炼油厂建设工程中室外钢结构防火涂料的使用要求,以氯醚树脂、丙烯酸树脂为成膜物,添加复合阻燃发泡材料,研制了一种室外钢结构用超薄型防火涂料。由该涂料制得的涂层遇火发泡膨胀,形成具有一定厚度的密实微孔状阻燃层,从而提高钢结构的耐火极限。根据试验研究和性能分析,他们认为:使用丙烯酸树醋与氯醚树脂作为基料,可增加两者的互补性。

黄卫[50]以氯醚树脂为主成膜物质,丙烯酸树脂为次成膜物质,以三聚氰胺磷酸盐、季戊四醇、可膨胀石墨与无机增强填料作为阻燃体系,制备了超薄型钢结构防火防腐涂料。其性能指标符合GB/T 14907-2002标准要求,耐火极限达90 min,且具有优良的耐化学试剂性和耐候性,从而满足了在腐蚀环境下膨胀型钢结构防火涂料的运用和推广。李小朋[51]探讨了防火涂料中的发泡体系与可膨胀石墨协同作用机理,在受到200℃以上高温时,由于吸留在层间点阵中的化合物的分解,石墨层间的化合物急剧分解、气化、膨胀(沿层间膨胀150~250倍),使可膨胀石墨开始膨胀,并在1 100℃时达到最大体积,最终体积可以达到初始时的280倍。由于这一特性,可膨胀石墨被用作防火涂料膨胀体系的协同增效剂及一种良好的无卤物理膨胀阻燃剂。

3.2 油墨

氯醚树脂作为粘结剂广泛应用于印刷油墨中,与传统的复合油墨相比,氯醚树脂油墨色泽鲜艳、适用性好、残留溶剂极少,能满足食品包装的要求。

项敬来[52]公开了一种2-丁烯酸甲酯改性氯醚树脂的凹版印刷油墨配方:氯乙烯-丙烯酸酯共聚物树脂15~20份,氯醋树脂10~15份,2~丁烯酸甲酯改性氯醚树脂10~15份,高岭土2~3份,氢氧化钙2~3份,硫酸钡2~3份,乙酸乙酯20~26份,乙醇10~15份,丁醇10~15份,亚光粉5~6份,钛白粉10~12份,分散剂0.5~1份。在油墨成膜过程中氯乙烯-丙烯酸酯共聚物树脂、氯醋树脂和2-丁烯酸甲酯改性氯醚树脂的组合物协同作用,能够有效的改善油墨的耐热性和附着性、流平性。

何宗修[53]等人公开了一种镭射热转印碳带的制作该方法。该镭射热转印碳带由基膜、脱离层、镭射成像层、油墨涂层构成。油墨涂层由丙烯酸树脂、氯醚树脂、松香树脂、石油树脂、颜料、助剂和混合溶剂组成。该碳带转印文字和图像清晰,附着力较好,耐摩擦、耐水煮、耐老化、耐高低温,适应较广的转印基材和转印温度,能满足高速高效的转印需要。

符元付[54]公开了一种丝印特调光油的制作方法:丙烯酸树脂8%~12%、氯醚树脂28%~33%、酮类溶剂13%~17%、酯类溶剂34%~39%、苯类溶剂3%~6%、助剂0.4%~1.2%、蜡0.6%~1%。这种丝印光油可以在以胶印UV墨为承印物的底材上进行印刷,相对环保,对苯类溶剂的使用有一定的控制,更符合环保要求。

4 结语

(1)大量试验测试数据表明,氯醚树脂各项性能指标基本达到或超过四氯化碳法氯化橡胶,在涂料尤其是防腐涂料中应用越来越广泛。

(2)近年来的研究重点在氯醚树脂的改性上,其中化学改性多用于改善聚合物本身的性能如稳定性、附着力等,物理改性主要是添加特种材料来改善树脂的机械性能。

(3)氯醚树脂涂料可通过合理的配方设计和施工步骤达到特定要求,其综合防腐性能方面远高于目前其他含氯聚乙烯防腐涂料,应用前景广阔。

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Recent research of isobutyl-vinyl ether and vinyl chloride copolymer in China

LI Fei1,ZHANG Zun2,ZHANG Jing1,WANG Xu-feng1

(1.State Key Laboratory of Coking Coal Resources Development and Comprehensive Utilization,Pingdingshan 467000,China;2.Henan Shenma Chlor-Alkali Development Co.,Ltd.,Pingdingshan 467000,China)

The recent research progress of the property,synthesis technology and application field of isobutylvinyl ether and vinyl chloride copolymer in China was reviewed,and the emulsion polymerization microsuspensionpolymerizationinaqueousmediumandanticorrosioncoatingswereintroducedemphatically.

isobutyl-vinyl ether and vinyl chloride copolymer;synthesis technology;micro-suspension polymerization in aqueous medium;emulsion polymerization;anticorrosion coatings

TQ326.52

B

1009-1785(2017)03-0023-07

2016-11-23

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