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钟鑫，张 娣(郑州双塔涂料有限公司，450016)

摘要：介绍了单组分氯磺化聚乙烯防腐涂料的选材、制作工艺、产品性能及与其有关的主要影响因素。采用独
特的固化体系，形成互穿聚合物网络交联型涂膜，从而提高了涂膜的综合性能。

关键词：防腐涂料；氯磺化聚乙烯；单组分涂料；聚氨酯涂料；互穿网络

0 引 言

氯磺化聚乙烯(CSPE)防腐涂料是以CSPE橡胶为基本成膜物质制成的溶剂型涂料。它是由美国的杜邦公司在1952年以Hypalon商品名首先实现CSPE橡胶的工业化生产，20世纪50年代末实现CSPE涂料的商品生产。氯磺化聚乙烯分子结构的特点，在于它是一种以聚乙烯作主链的饱和弹性体。与普通合成橡胶在结构上有很大差异，普通合成橡胶是一种或若干种单体聚合或共聚合而成的高分子物质，而氯磺化聚乙烯则是由聚乙烯与氯气和二氧化硫反应，经氯化和磺化，聚乙烯分子结构的规整性被破坏从而减弱了它的结晶性能，使其变成在常温下柔软而有弹性的聚合物，具有高度的饱和性。因而具有优异的耐大气老化、耐臭氧老化性、耐热性、耐化学药品、耐油性¨J、耐低温性、耐燃性、电绝缘性能。因此，氯磺化聚乙烯防腐涂料广泛应用于化工厂房、设备、码头、桥梁、蓄水池、热炼工程、煤气柜、冷却塔等腐蚀条件苛刻的防腐蚀工程。其使用寿命是其他防腐涂料的1—3倍，是我国长期发展的一种长效防腐涂料 。

1 实验部分

1．1 原料

氯磺化聚乙烯：吉化公司；稳定剂：工业级；甲苯二异氰酸酯(TDI)：巴斯夫公司；蓖麻油酸：衡水前进化工有限公司；松香：工业级；甘油：工业级；苯酐：工业级；促进剂D：工业级；促进剂Na一22：工业级；苯甲酰氯：试剂；甲苯：工业级；二甲苯：工业级；醋酸丁酯：工业级。

1．2 氯磺化聚乙烯改性树脂及潜固化剂的制备

将蓖麻油酸、松香、甘油、苯酐及二甲苯计量加入釜中，升温至160—175℃并保温2 h，然后升温至210—220℃保温，酯化至酸值为5 mg KOH／g以下，加入兑稀溶剂脱水后降温至40—50 cc，将苯甲酰氯加入反应釜中同时滴加TDI、二甲苯、醋酸丁酯混合物，加毕，升温至50—60℃，保温1 h，80℃保温1 h，95—100 oC保温2 h，待NCO的含量为8％ 一9％后，降温过滤，包装。

1．3 氯磺化聚乙烯防腐涂料的制备

①检查溶剂是否带水，然后将无水溶剂加入带搅拌的溶解釜中，加入氯磺化聚乙烯，封好加料口，常温搅拌8—15 h使之成为20％透明胶液基料。

②将自制胶液打人调浆缸，并搅拌，依次加入溶剂、促进剂D、促进剂Na-22、颜填料，待浆调匀后，进砂磨机研磨至细度55 I．zm以下，打人调漆缸调颜色至符合样板色差后，加人1．2制得的潜固化剂，用溶剂调整黏度、过滤、包装。

1．4 氯磺化聚乙烯防腐涂料的性能指标

将单组分氯磺化聚乙烯防腐涂料按GB／T 1727— 92要求涂刷于试板上，同时选用第一代单组分氯磺化聚乙烯防腐涂料 作对比，其性能指标见表1。由表1可以看出单组分氯磺化聚乙烯防腐涂料的性能指标已超过化工部双组分氯磺化聚乙烯防腐涂料的标准及第一代单组分氯磺化聚乙烯防腐涂料的性能指标。

2 结果与讨论

2．1 固化剂对产品性能的影响

氯磺化聚乙烯涂料是由固化剂与氯磺酰基反应而交联固化成膜的，仅靠氯磺化聚乙烯制成非交联型涂料的性能是无法与交联型氯磺化聚乙烯涂料相比的，因此固化剂对产品性能有较大的影响。但是作为单组分氯磺化聚乙烯防腐涂料不仅要考虑涂膜性能，还要解决贮存稳定性问题。我们采用松香改性TDI预聚物作为潜固化剂，只要使用合格的原材料，其在低温烘箱贮存1个月和室温贮存半年后性能仍良好。它不但赋予了氯磺化聚乙烯较高的交联密度和防腐性能，而且松香和TDI的加入大大提高了涂膜的光泽、硬度和附着力。



2．2 促进剂对产品性能的影响

促进剂是氯磺化聚乙烯涂料的重要组成部分，在涂膜的交联过程中，它能促使聚合物放出氯化氢使反应进行完全而产生交联结构，从而加速氯磺化聚乙的硫化速度，并改善漆膜性能。若加量过大，则涂膜的施工性能则随用量的增加而变坏；若少用或不用，则减慢了氯磺化聚乙烯与固化剂的反应速度，进而固化剂趋向于自身交联，也就达不到交联改性的目的，防腐性能必然会受到影响。所以必须严格控制促进剂的量。通过实验促进剂D和促进剂Na一22较合适的用量分别为1．2％和0．9％左右。

2．3 颜填料对产品性能的影响

氯磺化聚乙烯的一sO cl基团比较活泼，容易与一些颜料发生反应而造成涂料的胶化变质。表2列出了掺有部分常用颜料的氯磺化聚乙烯涂料的贮存时间[3]



由氯磺化聚乙烯的固化机理可知，若涂料中含有水，其将与固化剂反应，放出二氧化碳，进而引起胀听和氯磺化的交联固化，因此所用颜填料必须保证无水。

2．4 溶剂对产品性能的影响

选择合适的溶剂是解决涂刷性能的关键，氯磺化聚乙烯属高分子物质，相对分子质量大，一般溶剂对其溶解性较差。依据溶解度相近的原则，如果其溶解度参数( g1)和溶剂的溶解度参数( g2)相近( |g1--g2|≤I．7)或相等时，则其能很好地溶解在溶剂中。因此，要求氯磺化聚乙烯所用溶剂溶度参数在8．0～10．0之间 ，考虑溶剂的挥发性和价格及在涂料中的通用性，一般用苯类溶剂溶解氯磺化聚乙烯。如溶剂中掺有其他成分，有可能造成氯磺化聚乙烯不溶解，或初始在机械搅拌下氯磺化聚乙烯可溶解，但放置一段时间后便引起氯磺化聚乙烯絮凝变质。如溶剂中含有水和多氯代烃，则多氯代烃水解形成多元醇，再与氯磺化的磺酰基团反应而引起氯磺化交联变质。另外，若在氯磺化聚乙烯涂料中存在某些活性溶剂(如氯代烃)，可能与金属氧化物反应形成金属离子，金属离子与氯磺化反应而引起涂料变质。

3 结论

该涂料不但解决了氯磺化聚乙烯防腐涂料固体分低、涂刷道数多、施工不便、装饰性差等弊病，而且兼有聚氨酯的低温固化性能和优异的附着力及烯类聚合物的耐化学腐蚀性和快干性。由于其采用了独特的固化体系，形成了互穿网络交联型涂膜，这种网络间相互交叉、渗透、机械缠结起着强迫互容和协同效应的作用，使涂层的致密性更高，其性能比单一的交联聚合物更加优异，从而提高了涂膜的综合性能。对腐蚀介质酸、碱、盐及水具有良好的稳定性和低渗透性，优异的附着力，因此不易为溶液、水等穿过，从而延缓底材的腐蚀，增强了防护效果。可广泛应用于要求一定装饰性，耐候性、耐酸、耐碱、耐盐、耐水、耐油、耐湿热、耐化工大气、耐化学药品性能较高的缸、槽、水泥墙面、钢铁结构、化工管道的防腐蚀涂装。

参考文献

[1] 蒋人和．氯磺化聚乙烯的特性及应用．原材料，1989，(2)：18—2l

[2] 钟鑫．单组分氯磺化聚乙烯防腐涂料的研究．中国涂料．2004，(9)：42—43

[3] 杜建伟．氯磺化聚乙烯涂料储存期短的原因剖析．油田地面工程．1994，(12)：44—45