一種利用三氯乙烯副產物改性的高氯化聚乙烯防腐涂料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用三氯乙烯副產物的高氯化聚乙烯防腐涂料及其制備方法。該涂料由高氯化聚乙烯樹脂，三氯乙烯副產物，氯化石蠟,顏填料，功能性填料和助劑組成。使用時需添加稀釋劑混合均勻，在8h內噴涂或刷涂到待涂基材表面，涂層的附著力、抗沖擊強度好，耐酸堿性、耐鹽耐霧性好；本發明的利用三氯乙烯副產物的高氯化聚乙烯防腐涂料可廣泛用于石油化工設備、海上石油鉆井平臺、跨海大橋、海水淡化裝置、海洋運輸、發電設備等領域。
【專利說明】一種利用三氯乙烯副產物改性的高氯化聚乙烯防腐涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種利用三氯乙烯副產物的高氯化聚乙烯防腐涂料及其制備方法，屬于三氯乙烯生產廢物利用及防腐涂料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]鋼鐵是人類生活中使用最多、應用最廣的金屬，但是，鋼鐵制品在不同環境中會受到不同程度的腐蝕，由于腐蝕所造成的經濟損失極其嚴重。對于在不同環境中使用的鋼鐵制品應當涂覆相應的防腐涂層，才能起到延長設備、材料和建筑物的使用壽命。現有的鋼鐵用防腐涂料主要有環氧樹脂類、聚氨酯類、聚酯類、氯化聚烯烴類等，其中氯化聚烯烴系列防腐涂料在各種基材、各種環境中涂層防腐應用最多，氯化聚烯烴是較為常用的重防腐涂料的基料。
[0003]氯化聚烯烴是各種聚烯烴的氯化產品，其分子鏈結構中不含雙鍵，氯原子呈無規則分布，分子無序排列，分子間締合力很低，基本為低結晶或無結晶聚合物。氯化聚烯烴種類很多，其中高氯化聚乙烯是典型的氯化聚烯烴產品。
[0004]高氯化聚乙烯(HCPE)樹脂中，氯含量超過60%，它的分子結構不含雙鍵，大量的氯原子呈無規則分布。聚合物中引入的氯原子，構成了極性較大的C-Ci鍵，使得大分子鏈間的作用力加強，如:聚氯乙烯其內聚能密度高達381MJ/m3，高于聚乙烯(259MJ/m3)。該鍵對聚合物的性能影響很大，可以賦予聚合物優良的耐化學性能、機械性能和耐燃自熄的特性。
[0005]高氯化聚乙烯防腐涂料具有以下特性:(I)良好的阻燃性、防霉性能:聚合體中氯含量高，因此具有抑制毒菌生長的性能。(2)優異的防腐性能:高氯化聚乙烯樹脂形成的漆膜，對水氣、氧氣、離子(C1_，S042_)的滲透率極低，約為醇酸樹脂的1/200-1/300，過氯乙烯、氯磺化聚乙烯的1/2。(3)耐候性較好:由于不含雙鍵，對光化學反應及氧化降解不敏感，漆膜能經受戶外大氣、紫外光線、氧及冷熱變化作用，漆膜穩定性好。(4)與其他樹脂的相容性較好:可以添加各種改性樹脂如丙烯酸樹脂、醛酮樹脂、醇酸樹脂等，改善涂膜的綜合性能。(5)施工性能好:為單組分涂料，可以微銹施工，干燥迅速；可以在低溫下成膜，施工不受季節、溫度限制；重涂性好；適用于任何鋼鐵和水泥表面。(6)環保:生產樹脂過程不產生CC14，減少污染，保護臭氧層。
[0006]CN101654576A(CN200910186054.0)公開了一種新型HCPE高氯化聚乙烯防腐涂料，該涂料由高氯化聚乙烯樹脂、鈦白粉、改性樹脂、助劑、優質顏填料、溶劑等組成。其制備方法為:a、將高氯化聚乙烯樹脂200Kg與溶劑216.6Kg投入反應釜內，啟動設備，低速攪拌；b、將鈦白粉130Kg、改性樹脂60Kg等依次按順序加入，攪拌均勻；c、依次緩慢均勻加入華蘭
2.4Kg、中鉻黃5.004Kg、檸檬黃9.996Kg，充分分散；d、用吸料泵吸入砂磨機，砂磨至規定細度；e、加入助劑A30Kg和助劑B3Kg，攪拌均勻；f、粘度檢測合格后，出料罐裝。本發明的優點在于:具有優良的抗化學性、耐老化性、耐鹽霧性和耐濕熱性；漆膜堅硬，具有耐沖擊，耐磨、廣泛的耐油、耐溶劑性；可與大部分高性能防銹漆和面漆配套使用；對金屬涂層有很好的附著力，在多種大氣環境條件下具有優越的施工特性，可廣泛用于工業鋼結構、水泥結構及金屬表面防腐。
[0007]CN101096566A(CN200610014526.0)提供一種鋼管防腐涂料的制備方法，氯丁橡膠、丁苯橡膠切成長3-5cm，寬1cm，厚0.5-lcm條塊，將溶劑粗苯620kg投入60、80轉/分轉速鋼質攪拌罐內攪拌，依次投入丁苯橡膠4kg、氯丁橡膠3.8kg、聚苯乙烯32.6kg、高氯化聚乙烯58kg、軟化點100°C以上芳烴型石油樹脂72.3kg、軟化點90°C以上的石油浙青100kg，無規聚丙烯1kg，將罐密封，連續攪拌6小時，至物料完全溶解得基料，再投入輕質碳酸鈣了Ikg,碳黑5.3kg、氧化鋅6kg、氧化鐵紅5kg、磷苯二甲酸二丁酯18kg,攪拌5小時,得成品。本發明具有以下優點:防腐性能優良。
[0008]高氯化聚乙烯防腐涂料雖然具有優良的防腐性、防水性、耐候性、阻燃性及施工快干性，但其單獨形成的漆膜柔韌性差，易脆裂、剝落。耐溶劑性也差，易在二次復涂時產生咬底現象。本發明使用三氯乙烯副產物改性環氧樹脂能賦予體系韌性及耐溶劑性，克服漆膜柔韌性差，易脆裂、剝落的缺點。[0009]以乙炔為原料生產三氯乙烯時，首先是將乙炔和氯氣以1:2.05的摩爾比通入氯化反應器中，在反應溫度為90~120°C、真空的條件下，以氯化鐵為催化劑，反應生成四氯乙烷，然后四氯乙烷180 — 280°C、催化劑作用下脫氯化氫生成三氯乙烯。該生產工藝路線盡管較為環保，但是在生產過程中還是有I %左右的副產物產生。目前中國有十幾萬噸的三氯乙烯生產產量，各個生產廠家都期待能將此副產物高值化再利用，實現環境化、資源化生產，不但解決由廢物排放造成的環境污染，而且產生較好的社會經濟效益。
【發明內容】
[0010]針對現有技術的不足，本發明利用生產三氯乙烯產生的副產物制備高氯化聚乙烯防腐涂料，三氯乙烯副產物即可對高氯化聚乙烯樹脂基料進行改性，又能實現對三氯乙烯副產物的高值化再利用。
[0011]本發明的三氯乙烯副產物是指以乙炔為原料生產三氯乙烯過程中產生的廢液殘留組分，主要成分是粘均分子量在10萬以上的含氯聚合物，還有少量三氯化鐵的水解產物。
[0012]本發明的技術方案如下:
[0013]一種利用三氯乙烯副產物改性的高氯化聚乙烯防腐涂料，由重量份組成如下:
[0014]A.高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)，30-60份，
[0015]B.三氯乙烯副產物，5-30份，
[0016]C.氯化石蠟，10-30份，
[0017]D.顏填料，10-35 份，
[0018]E.功能性填料，15-30份，
[0019]F.助劑，O —5 份。
[0020]所述的高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)為含氯量65~70%的聚乙烯樹脂；
[0021]所述三氯乙烯副產物是按以下方法制得的:先將三氯乙烯廢液在50 - 60°C進行低溫蒸餾，氮氣吹掃除去揮發物，將得到的低溫蒸餾液在170 - 190°C進行高溫蒸餾，除去高溫餾分，保留殘留組分，即得。
[0022]所述顏填料為采用鐵紅、云母氧化鐵、三聚磷酸鋁填料之一或組合；
[0023]所述功能性填料為硫酸鋇和滑石粉的組合；
[0024]所述助劑為分散劑BYK-ATU、有機土之一或組合。加入有機土是作為防沉劑避免漆膜病態沉降。有機土取自土表層至地面以下40厘米內，土壤內有機碳含量為120-180g/
kg ο
[0025]根據本發明優選的，原料重量份配比如下:
[0026]A.高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)，40-60份，
[0027]B.三氯乙烯副產物，10-30份，
[0028]C.氯化石蠟，15-25份，
[0029]D.顏填料 ，25-35 份，
[0030]E.功能性填料，20-30份，
[0031]F.助劑，O — 3 份。
[0032]進一步優選的原料重量份配比如下:
[0033]A.高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)，50-60份，
[0034]B.三氯乙烯副產物，10-30份，
[0035]C.氯化石蠟，10-20份，
[0036]D.顏填料，20-30 份，
[0037]E.功能性填料，20-25份，
[0038]F.助劑，2 —5 份。
[0039]根據本發明優選的，所述功能性填料為硫酸鋇和滑石粉重量比(1-2):(1-2)的組合；所述助劑為分散劑BYK-ATU與有機土重量比(1-2):1的組合。
[0040]根據本發明，一種利用三氯乙烯副產物改性的高氯化聚乙烯防腐涂料的制備方法，包括步驟如下:
[0041]將高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)、三氯乙烯副產物、氯化石蠟、顏填料、功能性填料和助劑按比例混合，經研磨、高速分散、過濾得到改性的高氯化聚乙烯防腐涂料。
[0042]本發明的改性的高氯化聚乙烯防腐涂料使用時，需要添加本領域常規稀釋劑適量混合均勾，在8h內嗔涂或刷涂到待涂基材表面。
[0043]所述稀釋劑優選二甲苯或碳酸二甲酯。稀釋劑用量一般為10-35wt%。所述用量均為占涂料總重量的百分比。按本領域常規技術掌握即可。
[0044]本發明的技術特點及有益效果:
[0045]三氯乙烯廢液低溫蒸餾得到約10wt%揮發物，得到90wt%低溫蒸餾液。將低溫蒸餾液進行高溫蒸餾處理，得約60wt%的高溫餾分和約31wt%殘留組分。高溫餾分的成分主要是二氯乙烷等，可以進一步回收利用。殘留組分的主要成分是粘均分子量處在10萬及其以上的含氯聚合物，另外，還有三氯化鐵的水解產物，它對提高防腐涂層材料的防腐性能是非常有利的。
[0046]與現有技術相比，本發明用三氯乙烯副產物對高氯化聚乙烯防腐涂層材料加以改性，降低了成本，并提高了穩定性，安全可靠。以三氯乙烯副產物與氯化石蠟增塑劑作為改性劑，增強涂膜柔韌性，提高涂膜的附著力，增加漆膜厚度，改善漆膜耐溶劑性。[0047]本發明所得改性的高氯化聚乙烯防腐涂料可廣泛應用于石油化工設備、城市基礎設施、海上石油鉆井平臺、跨海大橋、海水淡化裝置，海洋運輸、發電設備與輸配電鐵塔、港口碼頭機械與設備等領域。
【具體實施方式】
[0048]實施例中所用的三氯乙烯副產物是按以下方法得到的:先將乙炔為原料生產三氯乙烯的廢液在55°C進行低溫蒸餾，氮氣吹掃除去揮發物，將得到的低溫蒸餾液在180°C進行高溫蒸餾，除去高溫餾分，保留殘留組分，即得。
[0049]實施例中所用的高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)為含氯量65~70%的聚乙烯樹脂；粘度20-50s (250C，涂-4杯測定)。分散劑BYK-ATU上海浦皓化工有限公司有售。
[0050]實施例1、
[0051]將高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)35份、氯化石蠟10份、三氯乙烯副產物30份、顏填料云母氧化鐵25份、功能性填料硫酸鋇和滑石粉1:1質量比的組合20份，助劑分散劑BYK-ATU3份，經研磨、高速分散、過濾得到改性高氯化聚乙烯防腐涂層材料；
[0052]應用時，將得到的改性高氯化聚乙烯防腐涂層材料加入25wt%稀釋劑二甲苯混合均勻，在8h內噴涂或刷涂到待涂基材表面。按本領域常規技術即可。
[0053]實施例2
[0054]將高氯化聚乙烯樹脂(HCPE) 45份、氯化石蠟10份、三氯乙烯副產物20份、顏填料云母氧化鐵20份，功能性填料20份、助劑4份，經研磨、高速分散、過濾得到改性高氯化聚乙烯防腐涂層材料；所使用的功能性填料和助劑的成分與實施例1相同。
[0055]將改性高氯化聚乙烯防腐涂層材料加入30wt%稀釋劑碳酸二甲酯，在8h內噴涂或刷涂到待涂基材表面。按本領域常規技術即可。
[0056]實施例3
[0057]將高氯化聚乙烯樹脂(HCPE) 55份、氯化石臘10份、三氯乙烯副產物10份、顏填料云母氧化鐵20份，功能性填料20份、助劑(分散劑BYK-ATU和有機土 2:1質量比的組合)5份，經研磨、高速分散、過濾得到改性高氯化聚乙烯防腐涂層材料；所使用的功能性填料的成分與實施例1相同。
[0058]將改性高氯化聚乙烯防腐涂層材料加入20wt%稀釋劑二甲苯，在8h內噴涂或刷涂到待涂基材表面。按本領域常規技術即可。
[0059]上述實施例1 一 3的產品性能實驗，列于下表1中。對比例為青島業星牌高氯化聚乙烯涂料。
[0060]表1、高氯化聚乙烯涂料性能比較
[0061]
【權利要求】
1.一種利用三氯乙烯副產物改性的高氯化聚乙烯防腐涂料，由重量份組成如下: A.高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)，30-60份， B.三氯乙烯副產物，5-30份， C.氯化石臘,10-30份， D.顏填料，10-35份， E.功能性填料，15-30份， F.助劑，0— 5份； 所述的高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)為含氯量65~70%的聚乙烯樹脂； 所述三氯乙烯副產物是按以下方法制得的:先將三氯乙烯廢液在50 - 60°C進行低溫蒸餾，氮氣吹掃除去揮發物，將得到的低溫蒸餾液在170 - 190°C進行高溫蒸餾，除去高溫餾分，保留殘留組分，即得。
2.如權利要求1所述的改性的高氯化聚乙烯防腐涂料，其特征在于所述顏填料為采用鐵紅、云母氧化鐵、三聚磷酸鋁填料之一或組合；所述功能性填料為硫酸鋇和滑石粉的組合；所述助劑為分散劑BYK-ATU、有機土之一或組合。
3.如權利要求1或2所述的改性的高氯化聚乙烯防腐涂料，其特征在于該涂料原料配方重量份如下: A.高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)，40-60份， B.三氯乙烯副產物，10-30份， C.氯化石臘,15-25份， D.顏填料，25-35份， E.功能性填料，20-30份， F.助劑，O— 3份。
4.如權利要求1或2所述的改性的高氯化聚乙烯防腐涂料，其特征在于該涂料原料配方重量份如下: A.高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)，50-60份， B.三氯乙烯副產物，10-30份， C.氯化石臘,10-20份， D.顏填料，20-30份， E.功能性填料，20-25份， F.助劑，2— 5份。
5.如權利要求1或2所述的改性的高氯化聚乙烯防腐涂料，其特征在于所述功能性填料為硫酸鋇和滑石粉重量比(1-2):(1-2)的組合。
6.如權利要求1或2所述的改性的高氯化聚乙烯防腐涂料，其特征在于所述助劑為分散劑BYK-ATU與有機土重量比(1-2):1的組合。
7.如權利要求1-6任一項所述的利用三氯乙烯副產物改性的高氯化聚乙烯防腐涂料的制備方法，步驟如下: 將高氯化聚乙烯樹脂(HCPE)、三氯乙烯副產物、氯化石蠟、顏填料、功能性填料和助劑按比例混合，經研磨、高速分散、過濾得到改性的高氯化聚乙烯防腐涂料。
【文檔編號】C09D123/28GK103952039SQ201410198122
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】初照圣, 戴平, 鞏清軍, 吳偉 申請人:山東濱州嘉源環保有限責任公司