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            氯化橡胶涂料在重防腐涂装中的应用

                                           氯化橡胶涂料在重防腐涂装中的应用
                                                         罗睿轶 1李敏风2,
                 1.江苏瑞和新材料股份有限公司江苏盐城 2246312.中国涂料工业协会专家委员会北京 100029)
                摘要氯化橡胶涂料属于重防腐涂料在C4 ?#29616;?#33104;蚀大气环境条件下氯化橡胶配套涂层有5 ~ 15 a 的使用寿命性价比高介绍了氯化橡胶涂料的优缺点在生产及应用中存在的问题以及改性方法建议采用水相法非四氯化碳溶剂法生产氯化橡胶树脂发展高固含量氯化橡胶涂料并扩大氯化橡胶涂料在船舶制造非标集装箱水利电力化工和航标制造等行业的应用
                关键词氯化橡胶涂料重防腐钢结构环保改性
                中图分类号TQ630.79 文献标志码A
                文章编号1004 C 227X (2014) 22 C 0982 C 05
                在我国通常将船舶集装箱石油化工(包括海洋工程)电力铁道桥梁建筑钢结构等7 个行业称为重防腐涂装行业在上述行业应用的防腐涂料被称为重防腐涂料改革开放以后随着国民经济的发展我国重防腐涂料也迅速发展2013 年我国涂料总产量1 300 万t其中重防腐涂料168 万t占13%的份额重防腐涂料是涂料中对国民经济影响最大与国际接轨最早涂料涂装技术水平最先进附加值最高的部分
                氯化橡胶涂料是重防腐涂料中的一种从上世纪60 年代开始直至2010 年左右它是船舶集装箱石化水利电力等行业中最主要的配套涂料之一近年来受国际金融风暴的影响船舶涂料需量减少加上氯化橡胶树脂生产法的改变使氯化橡胶涂料用量下跌明显据不完全统计氯化橡胶涂料仅占重防腐涂料总量的2% ~ 3%在激?#19994;?#24066;场竞争中有的涂料厂采用其他价格低廉的含氯聚合物生产氯化橡胶涂料为正确认识氯化橡胶涂料的环保性能全面评估氯化橡胶涂料的综合性能 执行ISO12944:2007GB/T 25263C2010氯化橡胶防腐涂料等国内外标准本文对扩大氯化橡胶涂料的应用范围提高氯化橡胶涂料的综合性能提出若干看法以达到抛砖引玉的作用
                1 氯化橡胶涂层的耐久性
                氯化橡胶涂料是用氯化橡胶树脂制成的而氯化橡胶树脂则是天然橡胶或合成橡胶经过氯化改性后制成的橡胶衍生物氯化橡胶树脂分子结构规整饱和极性小无活性是一种无毒无味对人体无?#30899;?#30340;白色粉末
                上世纪五六十年代末氯化橡胶涂料广泛应用于重防腐行业性能价格比高加入各种合适的防锈颜料后氯化橡胶涂料可作底漆中层漆而更多的氯化橡胶涂料是在配套涂层中作面漆在现代的涂料制作中氯化橡胶树脂可用其他树脂改性以提高其综合性能
                表 1 节录了ISO 12944-5 标准中相关的配套方案和规定膜厚说明氯化橡胶涂料可作为底漆中层漆甚至面漆在C4 ?#29616;?#33104;蚀环境下配套涂层有5 ~ 15 a的使用寿命可按需进行涂层的配套设计性能价格比高涂层使用寿命是配套涂层的技术指标按国?#20351;?#20363;涂层寿命的判定标准为ISO 12944:2007根据标准中的有关规定当配套涂层锈蚀等级达到ISO4628 标准Ri3 级(锈蚀面积为1%)?#20445;?#21363;为涂层的使用寿命此时开始第1 次大修最为经济?#34892;?BR>    2 氯化橡胶涂料的性能
                2. 1 优点
                由于氯化橡胶树脂引入了氯元素构成了极性较大的CCl 键具有化学?#31995;?#24816;性因此氯化橡胶涂层有下列优异特性
                (1) 较好的耐水性耐候性?#32479;?#27687;性耐化学介质(酸碱盐)性氯化橡胶涂层对水气透过率?#31995;停?#20165;为醇酸的1/10经几十年的工程实践论证氯化橡胶涂层具有一定的耐脂肪烃溶剂和?#32479;?#21697;油润滑油的能力在潮湿条件下还可以防霉
                (2) 氯化涂料有良好的附着力和配套性能氯化橡胶底漆对钢材表面处理的要求为清洁度ISO 8501Sa2 ~ Sa2.5粗糙度ISO 8503 Rz 40 ~ 50 m氯化橡胶底漆与钢材有较好的附着力从表1 可见氯化橡胶中层漆面漆与环氧聚氨酯类底漆亦有较好的配套性能氯化橡胶涂层维修方便可复涂氯化橡胶类丙烯酸类油性类涂料和各类防污涂料

                (3) 施工性能优异氯化橡胶是单组分涂料干燥迅速无最大涂装间隔时间限制施工温度在−5 ~40 C 范围内可不加或少加稀释剂达到减少有机溶剂挥发之目的在自动喷漆流水线上氯化橡胶涂料可以湿对湿喷涂从而提高生产效率
                (4) 氯化橡胶涂料有优异的耐阴极剥离能力
                (5) 氯化橡胶涂料可直接用于混凝土结构表面有一定的?#22270;?#33021;力宁波镇海的招宝山大桥是应用氯化橡胶涂料的最好的工程案例
                鉴于氯化橡胶涂料的优异特性几十年来它广泛用于船舶修造道路划线集装箱制造海上采油平台化工厂钢构件与混凝土结构等重防腐涂装行业
                2. 2 缺点
                氯化橡胶涂料自身的化学特性决定了它的不足之处
                (1) 光泽低装饰性?#30591;?#19988;易褪色易沾?#39029;M?BR>    (2) 虽在干燥环境下 130 C 才分解但在潮湿环境下60 C ?#28034;?#22987;分解因此其涂层使用温度不宜高于60 ~ 70 C
                (3) 固含量低VOC(挥发性有机化合物)高要达到一定膜厚必须多次喷涂或热喷涂
                (4) 氯化橡胶涂层不耐芳烃和某些溶剂不能长期接触动植物油和脂肪化学品贮罐管道和化工设?#25913;?#22721;也不宜使用氯化橡胶涂料作涂层
                3 氯化橡胶涂料生产与应用需要解决的问题
                3. 1 氯化橡胶树脂生产的环保性问题
                2009 年以前氯化橡胶树脂是用天然橡胶或合成橡胶在氯仿或四氯化碳中于80 ~ 160 C 氯化而成因此氯化橡胶树脂生产过程中残留泄漏的四氯化碳对大气会造成一定污染早在1991 年我国加入了?#21830;?#21033;尔公约1995 年联合国发表?#21830;?#21033;尔协议书规定禁止限制使用四氯化碳2005 年中国环保总局作出了限制使用四氯化碳的规定2010 年中国环保总局作出了停止使用四氯化碳的规定为了保证氯化橡胶涂料的正常生产国内有3 ?#39029;?#24320;始研发环保型氯化橡胶树脂生产法其中浙江奉化裕隆化工公司的水相法生产氯化橡胶已开发成功并批量生产江苏瑞和新材料股份有限公司(响水县瑞泽化工有限公司)和福建万泰兴化工公司也成功开发出了非四氯化碳溶剂法一种特殊的氯化橡胶树脂生产工艺并通过环保总局鉴定获得国家专利保证了国内氯化橡胶涂料的正常生产与供应
                在国外德国拜耳公司生产氯化橡胶树脂用的是蒸馏法蒸馏出四氯化碳后重新利用该生产工艺符合?#21830;?#21033;尔公约的规定最近英国国防部重新?#24066;?#22312;皇家海军舰船上用氯化橡胶涂料综上所述目前氯化橡胶涂料同其他溶剂型涂料一样没有违背环保法规没有列入禁用涂料之类
                由于氯化橡胶涂料不能水性化一般氯化橡胶涂料的固含量也只有35%左右VOC 较高目前笔者从多家涂料公司的产品说明书得知同是氯化橡胶底漆高的固含量已达到49%低的只有35%可见提高氯化橡胶的固含量降低VOC是提高氯化橡胶涂料环保性能的必要措施
                3. 2 氯化橡胶涂料的改性
                近?#25913;?#26469;国内许多研究单位和涂料厂为发挥氯化橡胶涂料优异的防腐蚀性进行了大量的技术研究工作主要有
                (1) 增加氯化橡胶涂层的柔软性氯化橡胶防腐涂料需要足够的柔软性以适应钢板因气温变化而产生的伸缩而氯化橡胶涂料的涂膜较脆需添加增塑剂来增加涂层的柔软性其中以氯化石蜡应用最广泛?#34892;?#21333;位经过试验得出的结论为氯化石蜡添加总量达到氯化橡胶树脂的20%?#20445;?#26580;软性可达到1 ~ 2 mm
                (2) 部分厂?#19994;?#25913;性技术近?#25913;?#26469;国内许多涂料厂?#28034;?#30740;单位为发挥氯化橡胶涂料的最大特性利用氯化橡胶能与各种树脂(如醇酸环氧酯环氧?#33322;?#27813;青?#20154;S员?#28911;酸以及醋酸乙烯共聚树脂等)混用组成不同的复合体系改进了氯化橡胶涂层的柔韧性耐候性耐腐蚀性以满足重防腐涂装行业的需要
                表2 为上世纪90 年代迄今部分厂家对氯化橡胶进行改性并批量应用于生产实际的状况
                          
                最近天津中油渤星工程科技有限公司成立了课题组专门研制新颖的氯化橡胶涂料他们用醇酸环氧树脂对氯化橡胶进行改性并加入适宜的分散剂消泡剂和附着力促进剂使该氯化橡胶涂料具备以下特性良好的装饰性耐海洋大气腐蚀性耐暴晒性耐盐雾性高附着力及良好的柔韧性
                表3 为江苏瑞和生产的氯化橡胶涂料的性能[7]可见所开发的氯化橡胶涂料完全适用于海洋环境的船舶海洋采油平台及钢构件为氯化橡胶涂料在海洋工程中的应用提供了技术依据
                           
                江苏鹏飞海太机械公司开发了氯化橡胶带锈底漆不仅有良好的防锈性能和极强的附着力而且对钢材表面处理要求不高目前该氯化橡胶带锈底漆已申请了中国发明专利
                4 拓展氯化橡胶涂料的应用领域
                目前氯化橡胶涂料在重防腐涂料的市场份额有逐年缩小的倾向无论是氯化橡胶树脂厂还是重防腐涂料厂均应以环保节能技术先进为中心提高氯化橡胶涂料的性价比进一步开拓氯化橡胶涂料的应用范围
                4. 1 船舶修造
                氯化橡胶涂料是船舶涂料的主要品种包括修船涂料在内氯化橡胶在船舶修造中的应用仍占1/4 以上表4 为船舶水线以下部位应用氯化橡胶涂料的状况
                          
                表 5 为不同品种的船壳面漆的性价比一般的船舶每2 ~ 3 a 回涂处理氯化橡胶涂料的性能价格比较高

                受船舶修造行业下行及不确定性影响近 3 年来船舶涂料市场受到较大冲击处于低迷期据行家估算2015 年起船舶涂料在数量上和价格上会有明显的回升特别值得一提的是除了大于300 t 的远洋渔船有较大发展外未来10 a 是舰船涂料发展的?#24179;?#23395;节维修涂料数量大于新造舰船涂料的使用量这为氯化橡胶涂料的发展提供了商机
                4. 2 非标集装箱
                氯化橡胶涂料在国际标?#25216;?#35013;箱制造行业已用了40 a 之久显示了它长耐久性高性能的特点但是由于生产的环保性问题目前在国际标?#25216;?#35013;箱的应用方面已被丙烯酸涂料替代而在非标集装箱上仍可应用随着我国欧亚大陆桥等新的铁路运输线的兴建非标集装箱(如铁路运输中物流公司周转箱专用箱)需求量逐渐增大还有海军装备部专用箱以及铁道部5 t箱10 t 箱等估?#21697;?#26631;集装箱数量在3 万TEU (20 英尺标?#25216;?#35013;箱)以上需集装箱涂料3 000 ~ 5 000 t
                氯化橡胶面漆在防腐蚀耐摩擦性能上超过了丙烯酸从1995 年到2002 年上海开林上海南极江苏?#21058;z?#20848;燕的氯化橡胶醇酸改性底漆面漆共制作了35 万?#29615;?#26631;箱?#30830;?#21512;集装箱厂的涂装工艺涂层质量也十分优异
                4. 3 水力发电工程
                氯化橡胶涂料已应用于水力发电工程表 6 是世界?#29486;?#22823;水力发电工程三峡工程钢结构配套方案其水上区和间浸区采用了氯化橡胶涂层配套经实践验证涂层寿命>15 a(按ISO 4628 标准锈蚀等级Ri级面积约1%)
                          
                 同桥梁混凝土结构一样对于水利工程中的混凝土结构亦可采用以氯化橡胶涂料为主的涂层配套如表7因为氯化橡胶?#22270;?#33021;力强能?#34892;?#38450;止混凝土碳化
                          
                4. 4 化工行业
                以前石油化工行业是氯化橡胶涂料最大的应用市场近年?#35789;?#26576;些错误思想的影响氯化橡胶涂料市场逐渐萎缩许多部位被聚氨酯涂料和过氯乙烯涂料所替代最近?#25913;ݏ?#22312;化工行业和国家标准的制定中仍然将氯化橡胶涂料列入推荐配套之一江苏金陵涂料公司2012 年参加国家标准建筑防腐蚀工程施工规范的制定大力推荐氯化橡胶涂料2013 年底他们在参与河北沧州正元化工公司的招投标中向设计及业主推荐将钢材表面温度小于80 C 的配套面漆全部改为氯化橡胶面漆见表8
                          
                该工程由东华工程科技股份有限公司设计总投资49 亿元实际证明在化工行业应用氯化橡胶配套涂料性价比最高
                4. 5 航标制造业
                近 10 年来随着跨海大桥海上风电场大?#36879;?#21475;码头等的兴建航标的需求量猛增以前航标?#31995;?#28034;层配套大多为氯化橡胶涂料包括底部防污漆按照国家海事部门的有关规定处于海洋环境中的航标必须两年拖回所有涂层翻新一次这为氯化橡胶涂层开拓了新的市场表9 为最近浙江鱼童新材料有限公司拟为山东烟台某工程提供一批航标涂料的方案
                          
                4. 6 其他除上述 5 个方面可继续发展氯化橡胶涂料市场外还可以在冷涂型道路标线涂料?#29486;?#25991;章除了城?#24515;?#36947;路还可以用在机场物流公司等实践证明氯化橡胶马路标线漆无论在附着力还是干燥速度上均强于丙烯酸路标漆同样在建筑钢结构行业氯化橡胶底面漆可全面替代低档的醇酸底面漆最近在该行业内频频发现因使用廉价醇酸底面漆而导致的涂层质量问题
                5 结语
                按照 ISO 12944:2007 国际标准氯化橡胶类涂料归属重防腐涂料在C4 ?#29616;?#33104;蚀大气环境条件下氯化橡胶配套涂层有5 ~ 15 a 的使用寿命性能价格比高而采用改性等技术手段提高氯化橡胶综合性能是涂层质量优异的保证氯化橡胶树脂生产应执行国内外有关环境法规用水相法非四氯化碳溶剂法生产并发展高固含量氯化橡胶涂料而扩大氯化橡胶涂料在船舶制造非标集装箱水利电力化工航标制造等行业的应用是当务之急
            参考文献
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            [3]汪耿豪, 李祥超, 杨红波, 等. 聚糖树脂改性氯化橡胶涂料的研究[J].上海涂料, 2013, 51 (4): 51-52.
            [4]谷美邦, 邢维升, 宋振伟, 等. 舰船专用涂料概述[J]. 上海涂料, 2013,51 (4): 27-30.
            [5]李敏风. 氯化橡胶涂料与集装箱自动喷涂[J]. 涂料技术与文摘, 2013,34 (5): 29-31, 35.
            [6]李敏风, 罗睿轶. 氯化橡胶涂料在化工厂钢结构防腐中的应用[J]. 现代涂料与涂装, 2013, 16 (9): 57-58, 64.
            [7]李石, 殷绍明, 郭晓军, 等. 船舶用氯化橡胶防腐蚀涂料的研制[J]. 上海涂料, 2014, 52 (4): 17-21.
            [8]郭虹, 罗睿轶. ?#27695;?#21058;法生产氯化橡胶及在工业重防腐中的应用[C] //2014 年中国涂料工业信息年会论文集. 沈阳: 中国涂料工业协会,2014: 133.[ 编辑韦凤仙 ]


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