氯化橡胶涂料的研制及性能研究

于国玲，李晓黎，常建英，谢 欣，马瑞见，别玉超，张继芳，王学克，李顺霞，丁志华

（1.南阳农业职业学院，河南南阳 473000；2.南阳市水性环保涂料工程技术研究中心，河南南阳 473000；3.南阳卧龙漆业有限公司，河南南阳 473000）

0 引言

氯化橡胶是橡胶氯化改性的产物，含氯量65%左右，其分子中的C—Cl 键具有优良的耐水性、耐候性、耐化学品性、耐盐雾性和防紫外线性能，能与环氧、醇酸、煤焦沥青等多种树脂混溶。以氯化橡胶为主要成膜物的氯化橡胶涂料，干燥快、涂膜坚韧致密、耐酸碱盐溶液、耐化学品、耐油、耐水，重涂性好。其作为一种重要的重防腐涂料广泛应用于船舶、化工设备、集装箱、桥梁钢结构、水利电力、港口码头设施、航标和海上钻井平台等设施的表面防护［1-4］。本研究选用CR20 氯化橡胶为主要成膜物质，添加52 度氯化石蜡提高涂膜的柔韧性，用E-20 环氧树脂提高涂膜的附着力，拼用长油度醇酸树脂提高涂膜的光泽度，制备出一种综合性能优良的氯化橡胶涂料。

1 试验部分

1.1 原材料

CR20 氯化橡胶，宁波昊鑫裕隆新材料有限公司；52 度氯化石蜡，沧州华泽化工有限公司；E-20环氧树脂，江苏三木化工股份有限公司；389-9 长油度醇酸树脂，南阳卧龙漆业有限公司；有机膨润土，河南信阳市平桥区昌泰膨润土厂；金红石型钛白粉R930-5，河北廊坊奇彩化工有限公司；色素炭黑，天津正宁新材料科技有限公司；光明/313 氧化铁黄，天津市正中宏华化工有限公司；酞菁蓝BGS（15∶2），河北廊坊瑞港化工有限公司；沉淀硫酸钡，廊坊银马颜料有限公司；催干剂V-668，海门市海峰化工助剂有限公司；三聚磷酸铝，山东威海三友化工有限公司；分散剂Disponer 983，海名斯德谦；消泡剂Airase5500，美国空气化工；防结皮剂KL-841，浙江圣安化工股份有限公司；二甲苯，河南省利得源化工有限公司。

1.2 氯化橡胶涂料的制备

在料桶中加入二甲苯220.0 g，边搅拌边加入CR20 氯化橡胶80.0 g、Disponer 983 分散剂5.0 g、有机膨润土6.0 g、E-20 环氧树脂50.0 g、389-9 长油度醇酸树脂250.0 g、R930-5 金红石型钛白粉200.0 g、色素炭黑3.2g、酞菁蓝BGS 0.4 g、313氧化铁黄2.0 g、沉淀硫酸钡250.0 g、三聚磷酸铝50.0 g、Airase5500消泡剂3.0 g。将搅拌器转速调至2000 r/min，分散20 min 后，上机研磨至细度≤20 μm，出料，加入催干剂V-6685.0 g、防结皮剂KL-8413.0 g。搅拌均匀，检验合格后，过滤，包装，即得到氯化橡胶涂料成品。

1.3 样板的制备

将制得的氯化橡胶涂料用二甲苯兑稀至黏度为30 s（涂-6 杯，25 ℃）。按照国家标准GB/T 1727—1992《涂膜一般制备法》喷涂制板，冷轧钢板需经打磨处理至Sa 2.5 级。干膜厚度为（20±3）μm，室温自然干燥后保养7 d。

1.4 性能检测

配方优化后的涂膜性能指标见表1。

表1 涂膜的性能指标Table 1 Performance index of coating film

2 结果与讨论

2.1 氯化石蜡的用量对涂膜性能的影响

用于涂料的氯化橡胶的黏度，通常在0.01～0.03 Pa·s之间。氯化橡胶的相对分子质量越大，涂料的耐候性、耐光老化性越好，但若其相对分子质量太大，涂料的贮存稳定性变差，颜填料不易分散［4］。本研究选用黏度为0.02 Pa·s 的氯化橡胶。氯化橡胶涂膜脆性较大，常以氯化石蜡为增塑剂来提高涂膜的柔韧性，52 度氯化石蜡常温下为液态，其用量对涂膜性能的影响见表2。

表2 氯化石蜡的用量对涂膜性能的影响Table 2 Effect of chlorinated paraffin amount on the performance of coating film

由表2 可以看出，氯化石蜡的用量对涂膜的柔韧性、表干时间和硬度都有较大影响。随其用量的增加，涂膜的柔韧性有明显提高，但硬度降低、表干时间延长。综合考虑，氯化石蜡适宜的用量为氯化橡胶的20%。

2.2 醇酸树脂用量对涂膜性能的影响

氯化橡胶涂料的光泽通常较差，需拼用相溶性好的长油度醇酸树脂来改善涂膜的光泽。本试验选用南阳卧龙漆业有限公司的389-9 长油度醇酸树脂。氯化石蜡的用量为氯化橡胶的20%，固定试验条件和其余物料的用量，考察醇酸树脂用量对涂膜性能的影响，结果见表3。

表3 醇酸树脂的用量对涂膜性能的影响Table 3 Effect of alkyd resin amount on the performance of coating film

由表3 可以看出，随着醇酸树脂用量的增加，涂膜的光泽度、附着力、柔韧性和耐冲击性都有所提高，但涂膜的耐盐水性和耐盐雾性能均有所下降，因此应根据涂料的应用环境，适当控制醇酸树脂的用量［5］。

2.3 涂料附着力的改进

氯化橡胶分子呈线性结构，易结晶，固化成膜后可形成致密涂层，阻隔水汽到达基材表面，因此具有优异的防腐性能。但结晶度过高产生的张力会使涂层的附着力降低，因此要加入部分环氧树脂改善其对基材的附着力。本研究选用相对分子质量为1000左右的E-20 环氧树脂。E-20 环氧树脂分子中的脂肪羟基可赋予涂膜优异的附着力，另外环氧基能与C—Cl 键反应产生支化侧链，进一步提高涂膜的硬度和附着力［6-7］。固定氯化石蜡的用量为氯化橡胶的20%、醇酸树脂占涂料总量的15%，以及其他试验条件，考察E-20 环氧树脂用量对涂膜性能的影响，结果见表4。

表4 E-20的用量对涂膜性能的影响Table 4 Effect of E-20 dosage on the performance of coating film

由表4 可以看出，E-20 环氧树脂对氯化橡胶涂料的附着力和固化性能有很大影响。随着E-20 用量的增加，涂膜的附着力逐渐提高，干燥时间逐渐延长［7-8］。其适宜的用量为涂料总量的5%。

3 结语

（1） 以CR-20 氯化橡胶、52 度氯化石蜡、E-20环氧树脂和389-9 长油度醇酸树脂为主要原料，制备出一种性能优良的氯化橡胶涂料。

（2） 52 度氯化石蜡加入后，涂膜的柔韧性得到明显提高，但涂膜的硬度降低，表干时间延长，其适宜的用量为氯化橡胶的20%。

（3） 长油度醇酸树脂加入后，涂膜的光泽度、附着力、柔韧性和耐冲击性都有所提高，但涂膜的耐盐水性和耐盐雾性下降，应根据应用环境的不同，适当控制其用量。

（4） E-20 树脂加入后，涂膜的附着力有明显提高，但干燥时间有所延长，其适宜的用量为涂料总量的5%。