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高性能高氯化聚乙烯树脂在路标涂料中的应用

发布日期:2021/11/29


仇大波(麦加涂料有限公司上海办事处,200086)
汪立波(奉化市裕隆化工新材料有限公司,315502)
 

摘要:采用三元共聚法合成的高性能高氯化聚乙烯,改进了与其他树脂的混溶性和漆膜的物理性能,所配制的路标涂料具有良好的性能,并讨论了影响涂料性能的主要因素。
关键词:高性能;高氯化聚乙烯;路标涂料

1. 前 言

    氯化橡胶树脂由于其独特的性能,在防腐涂料、防火涂料、路标涂料等方面得到广泛的应用,但在氯化橡胶的生产过程中,使用大量的四氯化碳,四氯化碳会对大气臭氧层产生破坏作用,在全球范围内生产受到了限制。因此,开发氯化橡胶的替代品,从 20 世纪 80 年代开始为全球涂料行业所重视。 20 世纪 90 年代以来,在我国陆续开发成功的高氯化聚乙烯树脂产品,与氯化橡胶相比具有不含四氯化碳、价格较低、物化性能接近等特点,已经获得了广泛的应用,特别是通过水相法合成的高性能高氯化聚乙烯树脂,采用三元共聚的方法,解决了普通高氯化聚乙烯树脂与其他树脂的混溶性差、颜色较深,漆膜性能不理想等弊病。高性能高氯化聚乙烯树脂应用于防腐涂料中,性能达到氯化橡胶涂料的要求。
    氯化橡胶树脂生产的自干性路标涂料,已经得到了广泛的应用。本文通过研究,开发了以高性能高氯化聚乙烯树脂为基料的路标涂料,性能与采用氯化橡胶生产的路标涂料相当。

2. 实验部分

2.1 原料和配方
    采用高性能高氯化聚乙烯树脂配制的路标涂料的配方组成如表 1 所示。

表 1 高性能高氯化聚乙烯路标涂料的配方组成

原料名称 质量分数 /% 规格 供应商
55% 中油度醇酸树脂 12.00 二甲苯溶液 市售
10% 有机膨润土浆 6.00 BS-1C 浙江丰虹粘土化工有限公司
分散剂 适量 ATU BYK
氧化锌 适量 400 目 市售
金红石型钛白粉 10.00 R930 日本石原公司
碳酸钙粉 33.00 400 目 市售
滑石粉 5.00 400 目 市售
重晶石粉 3.00 400 目 市售
高性能高氯化聚乙烯 8.00 1305 奉化市裕隆化工新材料有限公司
混合溶剂 11.00 工业品 自制
氯化石蜡 4.00 工业品 市售
稳定剂 适量 工业品 市售
甲苯 适量 工业品 市售
总量 100.00    

2.2 操作工艺

   2.2.1将中油度醇酸树脂、 10% 有机膨润土浆、分散剂混合均匀。

   2.2.2高速分散 R930 钛白粉、氧化锌、碳酸钙粉、滑石粉、重晶石粉、至细度符合指标。

   2.2.3在搅拌状态下,加入预先溶解好的高性能高氯化聚乙烯溶液、氯化石蜡、稳定剂,搅拌均匀后,用适量甲苯调节粘度。

2.3 涂料的技术指标

    按照表 1 配方制得的高性能高氯化聚乙烯路标涂料的技术指标见表 2 。

表 2 高性能高氯化聚乙烯路标涂料的技术指标

检 验 项 目 技术指标
细度 / μm

60

粘度 /KU 80-84
密度 /g.cm-3 1.55-1.59
干燥时间 /min 15
固体含量(质量分数) /% 71
固体含量(体积分数) /% 46

2.4 路标涂料性能对比

    按照表 1 配方制得的路标涂料与市场上广泛使用的氯化橡胶路标涂料进行性能对比,结果见表 3 。

表 3 路 标 涂 料 的 性 能 对 比

检验项目 技术指标 检 测 结 果
样 品 氯化橡胶漆
容器中状态 无结块、结皮,呈均匀状态 不沉淀 不沉淀
密度 /g · cm-3 ≥ 1.2 1.56 1.57
粘度(涂– 4 杯) /s > 80 165 163
细度 / μ m ≤ 65 60 60
施工性能 刷涂、空气喷涂、无空气喷涂施工性好 符合要求 符合要求
漆膜外观 应无发皱、发花、起泡、开裂、发粘等现象,漆膜、 颜色和外观符合标准样板 符合要求 符合要求
干粘胎干时间 /min ≤ 15 10 10
耐磨性 /mg ≤ 50 31 36
耐水性 在水中浸泡 24h 应无异常 符合要求 符合要求
耐碱性 在饱和氢氧化钙溶液中浸泡 24h 应无异常 符合要求 符合要求
柔韧性 /mm 在直径为 5mm 的轴棒上弯曲后,试样应无开 裂、剥离现象 符合要求 符合要求
固体含量 /% ≥ 60 70 70
附着力 画圈法 1 级 1 级
耐冲击性 /cm 50 通过 通过
人工加速老化(QUV) /h 400 粉化 1 级,变色 2 级 粉化 1 级,变色 2 级
贮存稳定性 加速贮存 60d 漆浆状态良好别 漆浆状态良好别

3. 结果与讨论

    3.1 混合溶剂的选择
    按照溶剂的选择原则 , 经过对比试验 , 选择甲苯作为主溶剂 , 再加入醋酸丁酯、松节油等改进树脂的混溶性能。

    3.2 主要成膜物的选择
    经三元改性的高性能高氯化聚乙烯,通过在主链大分子上连接两个官能团,降低了其分子的微观规整性,从而改进了与其他树脂的混溶性,改善了涂料的贮存稳定性和涂层的外观等,性能上与国外的同类产品相当,在防腐涂料中已经被多家著名的涂料企业应用。本文采用高性能高氯化聚乙烯( HPE )作为主要成膜物质,通过与其他树脂的拼混试验,替代了原来氯化橡胶路标涂料中的氯化橡胶树脂,涂料性能与原配方相当。

    3.3 改性树脂的选择
    HPE 树脂的硬度较高,为了改善涂层的附着力、柔韧性和耐磨性等性能,通常采用拼混其他种类的树脂和添加增塑剂的方法。本文通过试验,采用中油度醇酸树脂改性 HPE 树脂,制得的涂料获得了满意的结果。

    3.4 增塑剂的选择
    通过对常用的增塑剂与中油度醇酸树脂和 HPE 树脂的混合体系进行的混溶试验,发现与绝大多数增塑剂的混溶性良好,考虑到路标涂料的具体情况,本文选用含氯量为 48%~54% 的氯化石蜡作为增塑剂较为合适。

    3.5 助剂的选择
    对涂料而言,助剂的选用越来越受到有关人员的关注,添加必要的助剂不仅可以改善涂层的性能,而且还可以改善涂料的贮存性能和施工性能。本文采用 BYK 公司的 ATU 作为分散剂,有机膨润土作为防沉剂,并添加一定量的氯化树脂稳定剂改善涂料体系的稳定性。

4. 结语

    本文选用三元共聚法生产的高性能高氯化聚乙烯与中油度醇酸树脂进行拼混,加入氯化石蜡作为增塑剂,并添加必要的助剂,制得的路标涂料,其性能与氯化橡胶路标涂料相当,获得了满意的结果,可以作为氯化橡胶的替代产品和普通的高氯化聚乙烯的升级换代品,应用于路标涂料。(本文章发表于《涂料工业》 2002 年第 2 期)


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