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防腐涂料基础知识(3)常用有机防腐蚀涂料特性及应用(3)

2015-06-27    作者:未知    来源:网络文摘

3.4 含氯橡胶类防腐蚀涂料

    漆用橡胶树脂是以天然或合成橡胶为原料,经过化学处理(氯化改性)而制得。天然橡胶相对分子质量大,溶液的粘度高,涂膜干燥缓慢,且膜软、发粘;又因天然橡胶大分子中具有较多的双键(即高度不饱和),易于老化,故不宜用来制造涂料。合成橡胶的品种很多,某些品种如丁苯橡胶、氯丁橡胶及丁基橡胶等皆可用作涂料,但防腐蚀性能不够理想。不论是天然橡胶或合成橡胶,通过氯化改性或者通过其他方法合成得旱暮氯弹性聚合物,其溶解性、可塑性、反应性、化学稳定性以及耐腐蚀性才有所改善或提高,从而符合制取防腐蚀涂料的要求。因此,橡胶类防腐涂料主要为含氯橡胶涂料,包括:氯化橡胶涂料、氯磺化聚乙烯涂料、氯丁橡胶涂料、氯化氯丁橡胶涂料。该类涂料涂膜与基材、涂层与涂层之间的附着力强,耐水、酸、碱、盐,防腐性能好;并具有阻燃自熄、防霉性能。但涂膜不耐高温,高温下易析出氯化氢气体而降解,性能变差,使用温度一般不超过60℃。

3.4.1 氯化橡胶防腐蚀A

    氯化橡胶由天然橡胶或合成的异戊橡胶降解后氯化而得,呈白色粉末状,溶液粘度因橡胶降解程度而异。易溶于芳烃、卤烃、酯类和酮类,并可用部分脂肪烃作稀释剂。树脂本身性脆,制漆时需加用增塑剂或其他增塑性好的树脂。漆膜特性为:

    ①由于分子结构规整、饱和、极性小,故漆膜化学稳定性高,耐酸、碱、盐、氯化氢、硫化氢、二氧化硫等化学品的侵蚀,但不耐浓硝酸和氢氧化铵;长期与动物油、植物油和脂肪接触,漆膜软化和膨胀。

    ②对光、热不稳定,使用温度低于60℃。

    ③与大部分合成树脂相比,其对水、水蒸气通过性最低,抗渗透性极好。

    o是溶剂挥发型单组分涂料,无毒,快干、不受施工温度限制,无层间附着问题。

    ⑤氯化橡胶可和多种树酯配合制漆,如不干性醇酸、环氧酯、环氧、煤焦沥青、热塑性丙烯酸以及乙烯一乙酸乙烯共聚树脂等,以改进其柔韧性、耐候o耐腐蚀性等。

    ⑥低分子量增塑剂,如氯化石蜡、氯化联苯或苯二甲酸酯常因其亲水性而影响涂层的防腐蚀性。

氯化橡胶涂料是一种高效防腐蚀涂料,常用作水下钢结构、船舶、地下输油、输气管道防腐保护,但不宜涂于化学品贮槽、贮罐内壁。常用品种有:氯化石蜡改性、氯化橡胶/丙烯酸磁漆、氯化橡胶/醇酸树脂防腐蚀漆、氯化橡胶/煤焦油防腐蚀漆。

3.4.2 氯磺化聚乙烯防腐蚀涂料

    氯磺化聚乙烯防腐蚀涂料由氯磺化聚乙烯、硫化剂、硫化促进剂、颜料和溶剂组成。固化后的涂层结构饱和,又无发色基团存在,因而涂层具有良好的耐氧化、耐晒和保色性,耐酸、耐碱,涂层本身既有弹性,又耐磨蚀,耐热温度为120℃。但使用芳香族溶剂,施工时毒性较大,并且涂膜;色较深、装饰性较差,不宜制造浅色或装饰性涂料。除可作金属防腐蚀涂料外,还适用于橡胶、塑料、织物等的防护。目前主要用于石油化工大气、石油化工设备、管道、海洋石油设施、船舶和石油化工建筑的防腐蚀涂装。

3.4.3 氯丁橡胶防腐蚀涂料

    由氯丁橡胶和其他树脂如对叔丁酚甲醛树脂或过氯乙烯树脂等配制而成,具有耐水、耐晒、抗磨损及耐酸、耐碱特点。其缺点是有色变,不能配制浅色漆,对金属的附着力差,需用氯化橡胶底漆打底。适用于地下、水下或有腐蚀介质的潮湿环境下物件的防腐,常用于化工生产设备、船舶、电镀设备的涂装,也可用作保护性可剥离漆,作为铝及铝合金化学铣切时临时保护层。

3.5 乙烯类含氯防腐蚀涂料

   采用含有大量氯元素的聚烯烃类本畚镂成膜物质所制成的防腐蚀涂料,为乙烯类含氯防腐蚀涂料。该类涂料是由乙烯类单体聚合的树脂配制而成,是热塑性涂料,靠溶剂挥发而成膜,干燥迅速,施工条件宽松。一般来说,此类涂料的耐候性、耐蚀性良好,宜作户外大气防腐及石油化工设备的内壁防腐;但对金属的附着力辈睿必须用各种配套底漆(如环氧底漆等)和多道涂装,以保证涂层良好的附着力和一定的厚度;另外,它的耐热性不高,使用温度一般不宜超过50。C。其品种主要有:聚氯乙烯树脂涂料、过氯乙烯树脂涂料、氯乙烯一乙酸乙烯共聚树脂涂料、氯醚共聚树脂涂料、偏氯乙烯共聚树脂涂料、高氯化聚烯烃涂料、氯化乙烯一乙酸乙烯共聚物树脂涂料。其中产量最大、应用最广的为过氯乙烯树脂漆。

下面简单介绍其中的三个典型品种。

3.5.1 过氯乙烯防腐蚀涂料

    过氯乙烯由聚氯乙烯再氯化制成,含氯量在54%左右。能溶解于芳烃、酯及酮的混合溶剂。能形成结构致密、耐化学介质腐蚀的漆膜。常与醇酸、环氧树脂配合使用,改善对金属附着力和耐温性。使用过氯乙烯为底漆时,表面处理要求较高,如果不能达到满意的程度,采用环氧酯;打底较好。过氯乙烯漆的漆膜很薄,一般要涂6一10道才能达到防腐蚀要求的厚度。过氯乙烯漆在防止户外化工大气和海洋环境条件钢结构腐蚀方面应用较多。

3.5.2 氯乙烯-乙酸乙烯共聚树酯防腐蚀涂料

    为了保留聚氯乙烯的耐腐蚀、不燃、坚韧耐磨的优点,又要增加分子链的柔性,以改善其溶解性能及与其他树脂、增塑剂的相容性,除氯化外也可采用共聚的方法来达到这些目的。最常选用的共聚单体为乙酸乙烯,共聚物简称为氯醋共聚树脂。乙酸乙烯在共聚的大分子链中混杂b列,破坏了原有聚氯乙烯分子链的规整性,即乙酸乙烯起着内增塑作用。由氯醋共聚树脂配制而成的涂料简称为氯醋涂料。一般漆用氯醋共聚树脂中含有乙酸乙烯15%~17%,此含量为能适当提高溶解性和附着力,而防腐蚀性能下降不十分明显的平衡点。

氯醋共聚树脂涂料具有耐水、耐油、耐化学腐蚀、耐候、防霉、不易燃、坚韧耐磨等特性。这类涂料的附着力优于过氯乙烯涂料,故用途较广,可用于化工防腐涂料、金属卷材涂料、船舶及海洋设备涂料,以及常用的食品包装、木器和塑料制品表面等的涂料。

3.5.3 高氯化聚乙烯防腐蚀涂料

    氯化聚乙烯(CPE)和高氯化聚乙烯(HCPE)都有良好的耐化学介质腐蚀和抗老化性能,溶解性也基本能满足制漆的要求。与过氯乙烯树脂相比,HCPE分子上的氯原子的位置是无规则的,因而分子的排列是无序的,分子间的缔合力很小,基本上是处于低结晶度或非结晶状态。而过氯乙烯虽然经聚氯乙烯氯化之后,平均3个氯乙烯链节上又接上一个氯原子,但分子的排列仍比较规整,尚有一定的结晶性。所以,虽然二者的氯含量都在60%以上.HCPE的溶解性较过氯乙烯好,且可以不用强溶剂。同时,能与HCPE相容的树脂更多些,给防腐蚀涂料的改性和性能调节留有更大的余地。

这类涂料具有较优良的性能(如耐化学防腐性、耐候性、绝缘及极高的起始光泽性),是涂料工业中的新型成膜物质。它的种类有底漆、面漆、磁漆、防锈漆及防腐漆等。该类涂料与氯磺化聚乙烯防腐蚀漆相比的优点在于:单组分包装,使用方便,干燥速度快;另外.不采用氧化铅等含有重金属的硫化剂,没有毒性,应用范围可以更广,可应用于室外或室内钢结构和混凝土的防腐涂料、船舶涂料和三防涂料等。

3.6 丙崴崾髦防腐蚀涂料

    此类涂料是由丙烯酸或其酯类树脂(丙烯酸及其酯类、甲基丙烯酸及其酯类),或丙烯酸类单体与苯乙烯共聚所得树脂配制而成的涂料,可分为:热塑性、热固性两大类。丙烯酸树脂涂料的保色、保光、耐候、三防(嵫挝怼⒎烂埂⒎朗热)性能及弹性突出,是其他树脂不可及的;有较好的耐化学腐蚀性,极高的装饰性,并能与其他树脂拼用,是通用性较好的涂料。特别是其单体种类很多,通过变换不同的共聚单体,调整相对分子质量及交联体系等一系列措施,可以变化涂料的各方面性能,制成多种性能及应用的涂料。

丙烯酸树脂涂料是最易实现分子设计达到不同使用性能要求的种类,并最易实现水性化,是当今发展速度最快的涂料种类。它可涂于金属、木材、混凝土等许多材质表面,特别宜于在铝、镁等轻金属上使用。特别是水基丙烯酸涂料、粉末涂料,没有有机溶剂污染环境、资源浪费的问题,在环境保护意识不断加强的今天,具有较大的市场竞争和发展优势。近期在国内外,水基丙烯酸防腐涂料获得迅速发展和广泛应用,如用于带锈底漆、其他防腐涂料的高耐候面漆、防水涂料、弹性防腐涂料等。现广泛用于建筑用漆、车辆、┘肚峁げ品、机械、仪器仪表的装饰保护涂装。

3.7 氟树脂防腐蚀涂料

    有机氟聚合物是由乙烯分子中的氢原子被氟原子取代后的衍生物的聚合物。它们由含氟单体如四氟乙烯、三氟氯乙烯、偏┮蚁┑韧ü均聚或共聚反应制得。氟化合物具有极高的稳定性。有机氟聚合物具有自润滑及低摩擦性能、不粘性、憎油、憎水性、耐化学品性、介电性好和耐候性等优点,但也存在加工性能差、熔融温度高和一般不溶于常用溶剂等缺点,限制了它的应用。

    氟树脂种类很多,其中聚四氟乙烯是高分子材料耐蚀性能最为优异的,除了熔融的碱金属外,几乎对所有的化学介质呈现惰性,具有耐高温强氧化性介质的性能(耐王水、浓硝酸、浓硫酸等),被誉为“塑料王”,并具有优异的耐磨和自润滑性能。但由于其表面能极低,与基材表面结合很难,常采用烧结成膜方法。

    含氟涂料按照成膜过程来区分主要有3种涂料:烧结型氟树脂涂料、橡胶型含氟涂料和(可溶性)共聚体含氟涂料。

    烧结型氟树脂涂料:主要是由含氟树脂的微小颗粒高温烧结,而达到连续成膜。该类涂料主要是指难于找到合适溶剂的氟树脂,必须通过烧结的方法才能成膜。主要品种有聚四氟乙烯涂层和聚三氟氯乙烯(PCTFE)涂层、四氟乙烯~六氟丙烯共聚物(FEP)涂层、乙烯一四氟乙烯共聚物(ETFE)涂层等。鹘嵛露纫话阍200~300oC之间,制作时,先研磨树脂成40一80目颗粒的悬浮液,底材需要喷砂和脱脂处理。涂覆方法有浸涂、刷涂和喷涂,需要进行多道涂敷才能达到300~400ul。最后一次涂覆并烧结后要进行速冷淬火。该类氟树脂涂料的耐蚀性能最佳,但施工难。

    橡胶型含氟涂料:主要特点是可制成水分散性涂料(如日本的GL系列涂料),便于施工,喷涂后可以在较低温度下干燥成膜。涂膜具有较高的弹性和抗冲击性能,耐蚀性能比聚四氟乙烯等氟树脂涂料差,但与一般的树脂涂料相比,耐候性、耐磨性、耐水性、耐高低温性能仍有优势。除用于防腐涂层外,也可用于制作耐热、润滑和防粘涂层和密封件。

    (可溶性)共聚体含氟涂料:主要是氟乙烯一乙烯基醚共聚物(FEVE)涂料,FEVE树脂提供了含氟树脂在芳烃和酮类溶剂中的可溶性,克服了⑼含氟涂料必须高温烧结的缺点,能在室温到高温较宽的温度范围内固化,得到光泽、硬度、柔韧性都理想的透明涂膜。它与封闭型异氰酸酯树脂(如甲乙酮肟封闭的六亚甲基异氰酸酯)或三聚氰胺树脂(丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂)混合,可制成可高温烘烤固化的单组分产品;也可以和缩二⒍嘁烨杷狨セ騂DI三聚体制成双组分产品,得到可常温交联固化的含氟聚氨酯涂料。由FEVE树脂制得的常温固化含氟聚氨酯涂料,具有超常的耐候性(大大超过了丙烯酸聚氨酯涂料)。含氟聚氨酯涂膜表面坚硬,表面能低,耐沾污性好,耐候性、耐化学药品性、高耐腐蚀性和高装饰性方面,具有其他涂料无法比拟的综合优点,逐渐获得了广泛的应用。广泛用于航空航天、船舶防腐蚀和化工建筑等领域,是铝材、钢材、塑料、水泥和木材表面的防护和装饰涂料。

    目前,氟聚合物以涂料形式应用的品种较多,但用量却很少叻涂料推广应用难的原因是价格高、涂层制备困难。在制备涂料时,为了满足不同用途,通过添加填充料和颜料对原聚合物进行改性。    

氟涂料防腐是一种很有发展前途的防腐手段,是重防腐涂料的重要种类。另外作为高级装饰性材吆湍秃蛐酝苛弦簿哂泻芮康木赫力。

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