專利名稱：聚苯乙烯丁苯橡膠防腐涂料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱固性、熱塑性防腐涂料，特別是涉及聚苯乙烯丁苯橡膠防腐涂料。
背景技術：
“七·五”以后，我國先后研制出了環(huán)氧樹脂防腐涂料、酚醛樹脂防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、過氯乙烯防腐涂料、氯化橡膠防腐涂料等等，但是它們往往用途單一、綜合性能較差，如環(huán)氧樹脂防腐涂料其防腐性能優(yōu)良，但其耐水性、耐候性和耐熱性均較差。隨著科學技術的進步，80年代以后，出現了性能優(yōu)異的氯磺化聚乙烯涂料，它具有優(yōu)良的耐光氯化、耐大氣老化性能、優(yōu)良的耐化學品性能、優(yōu)良的耐濕熱性、耐寒耐熱性，優(yōu)良的物理機械性能等，但其價格相對較高。因此研究開發(fā)一種價廉、高效、耐久、使用方便的防腐涂料成為一項重要的研究課題。
聚苯乙烯(PS)具有耐化學介質性好、漆膜外觀好、漆膜干燥速度快的特點，但是PS也有很明顯的缺點附著力差、漆膜韌性和耐沖擊性差。根據聚苯乙烯的特點，用它做成膜樹脂可以制造出防腐性能良好的防腐涂料。國內外在這一領域進行了不少的研究工作，如專利CN1162611采用將聚苯乙烯樹脂和丁苯橡膠進行熱混煉的方法對聚苯乙烯樹脂進行改性，然后加入適量顏填料和助劑研制出一種防腐涂料。其防腐性能不錯，漆膜韌性和耐沖擊性也得到改進，但由于聚苯乙烯和丁苯相膠的固有缺陷，涂層的附著力和硬度有一定的缺陷；專利CN1056397直接以廢聚苯乙烯作成膜樹脂，并以環(huán)氧樹脂對其進行改性，樹脂的附著力得到明顯提高，但漆膜的硬度及防腐性能有一定缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述聚苯乙烯防腐涂料的不足之處，制備高效、耐久、性能優(yōu)異的新型聚苯乙烯丁苯橡膠防腐涂料。
本發(fā)明的目的可以由以下技術方案實現防腐涂料a，含有溶劑、成膜樹脂、助劑、顏填料，其特征在于所述的成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(80～180)∶(3～50)∶(100～200)，較好的為(100～150)∶(5～20)∶(120～170)。
本發(fā)明所采用的聚苯乙烯的數均分子量為5～8萬。它可采用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料經薄通降解獲得，也可直接采用低分子量的聚苯乙烯；本發(fā)明所采用的丁苯橡膠的數均分子量為6～10萬。它可采用工業(yè)丁苯橡膠經薄通降解獲得，也可直接采用低分子量的丁苯橡膠。
本發(fā)明所采用的的環(huán)氧樹脂為E型環(huán)氧樹脂、線性環(huán)氧樹脂或其他類型的環(huán)氧樹脂。它們的環(huán)氧值為0.3～0.6當量/100g樹脂.
本發(fā)明所選用的溶劑為丁酮、甲苯、二甲苯、醋酸丁酯等。
防腐涂料a的主要組成的重量組成比例為溶劑∶成膜樹脂∶助劑∶顏填料＝(350～650)∶(150～250)∶(5～50)∶(150～300)。
防腐涂料a由下列步驟制備而得(1)將數均分子量為5～8萬的聚苯乙烯樹脂配成溶液；(2)將數均分子量為6～10萬的丁苯橡膠配成溶液；(3)將步驟(1)所得溶液、步驟(2)所得溶液和環(huán)氧樹脂按配方要求加入物料罐中充分攪拌混合；(4)加入助劑、顏填料充分攪拌、研磨、過濾。
該涂料可作為底漆與市售的任何色漆、面漆配合使用，也可單獨作為防腐涂料按涂裝要求涂刷。
防腐涂料b，含有溶劑、成膜樹脂、助劑、顏填料，其特征在于所述的成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(120～220)∶(3～50)∶(50～150)，較好的為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(140～190)∶(5～20)∶(70～120)。
本發(fā)明所采用的聚苯乙烯的數均分子量為5～8萬。它可采用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料經薄通降解獲得，也可直接采用低分子量的聚苯乙烯；本發(fā)明所采用的丁苯橡膠的數均分子量為6～10萬。它可采用工業(yè)丁苯橡膠經薄通降解獲得，也可直接采用低分子量的丁苯橡膠。
本發(fā)明所采用的的環(huán)氧樹脂為E型環(huán)氧樹脂、線性環(huán)氧樹脂或其他類型的環(huán)氧樹脂。它們的環(huán)氧值為0.3～0.6當量/100g樹脂。
本發(fā)明所選用的溶劑為丁酮、甲苯、二甲苯、醋酸丁酯等。
防腐涂料b的主要組成的重量組成比例為溶劑∶成膜樹脂∶助劑∶顏填料＝(350～650)∶(180～300)∶(5～50)∶(150～250)。
防腐涂料b由下列步驟制備而得(3)將數均分子量為5～8萬的聚苯乙烯樹脂配成溶液；(4)將數均分子量為6～10萬的丁苯橡膠配成溶液；(3)將步驟(1)所得溶液、步驟(2)所得溶液和環(huán)氧樹脂按配方要求加入物料罐中充分攪拌混合；(4)加入助劑、顏填料充分攪拌、研磨、過濾。
該涂料可作為色漆與市售的任何底漆、面漆配合使用，也可與本發(fā)明的防腐涂料a配合使用。
防腐涂料c，含有溶劑、成膜樹脂、助劑，其特征在于所述的成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(150～250)∶(3～50)∶(50～150)，較好的為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(170～230)∶(5～20)∶(70～130)。
本發(fā)明所采用的聚苯乙烯的數均分子量為5～8萬。它可采用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料經薄通降解獲得，也可直接采用低分子量的聚苯乙烯；本發(fā)明所采用的丁苯橡膠的數均分子量為6～10萬。它可采用工業(yè)丁苯橡膠經薄通降解獲得，也可直接采用低分子量的丁苯橡膠。
本發(fā)明所采用的的環(huán)氧樹脂為E型環(huán)氧樹脂、線性環(huán)氧樹脂或其他類型的環(huán)氧樹脂。它們的環(huán)氧值為0.3～0.6當量/100g樹脂。
本發(fā)明所選用的溶劑為丁酮、甲苯、二甲苯、醋酸丁酯等。
防腐涂料c的主要組成的重量組成比例為溶劑∶成膜樹脂∶助劑＝(350～650)∶(250～450)∶(5～50)。
防腐涂料c由下列步驟制備而得(1)將數均分子量為5～8萬的聚苯乙烯樹脂配成溶液；(2)將數均分子量為6～10萬的丁苯橡膠配成溶液；(3)將步驟(1)所得溶液、步驟(2)所得溶液和環(huán)氧樹脂按配方要求加入物料罐中充分攪拌混合；
(4)加入助劑攪拌混合。
該涂料可作為面漆與市售的任何底漆、色漆配合使用，也可與本發(fā)明的防腐涂料a和防腐涂料b配合使用。
現將本發(fā)明的技術方案具體分析如下1.成膜物質聚苯乙烯具有耐化學介質性好、漆膜外觀好、漆膜干燥速度快的特點，但是聚苯乙烯也有很明顯的缺點附著力差、漆膜韌性和耐沖擊性差。我們發(fā)現，丁苯橡膠可以很好地改進涂料的韌性和耐沖擊性。而環(huán)氧樹脂可以很好地改進涂料的粘性和附著力，并且聚苯乙烯、丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂相溶性很好。經多次篩選，最終確定成膜樹脂體系為聚苯乙烯-丁苯橡膠-環(huán)氧樹脂。2.成膜樹脂的配方設計防腐涂料a的特點在于對被涂物表面的附著力好、干燥速度快，并具有一定韌性、耐沖擊性和耐化學介質性，因此配方中聚苯乙烯少些、丁苯橡膠適量、環(huán)氧樹脂多些；防腐涂料b的特點在于耐化學介質性好、漆膜韌性及耐沖擊性好，并且干燥速度快，因此配方中聚苯乙烯要多些、丁苯橡膠適量、環(huán)氧樹脂要多些；防腐涂料c的特點在于外觀好、耐化學介質性好、韌性及耐沖擊性好，因此配方中聚苯乙烯多些、丁苯橡膠適量、環(huán)氧樹脂要少些。經多次反復試驗篩選，防腐涂料a的成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(80～180)∶(3～50)∶(100～200)，較好的為(100～150)∶(5～20)∶(120～170)；防腐涂料b的成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(120～220)∶(3～50)∶(50～150)，較好的為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(140～190)∶(5～20)∶(70～120)；防腐涂料c的成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(150～250)∶(3～50)∶(50～150).較好的為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(170～230)∶(5～20)∶(70～130)。3.聚苯乙烯、丁苯橡膠分子量的降解通常情況下，聚苯乙烯、丁苯橡膠的分子量一般在10～20萬以上，溶解困難，并且相溶性很差，即使溶解后，溶液的濃度也不高，粘度也很大，不利于涂料的配制，必須將它們的分子量進行降解。本發(fā)明中，聚苯乙烯、丁苯橡膠分子量的降解主要是通過薄通工藝實現的。即在雙輥機上進行塑煉，以達到分子量降解的目的。4.溶劑的選擇為了使涂料本身有均勻的連續(xù)性，以保持良好的粘接力，無論是聚合物或溶劑，其相互溶解參數越接近，其互溶性越好。因此我們選用丁酮、甲苯、二甲苯、醋酸丁酯等作溶劑。5.助劑的選擇防腐涂料不僅需要較高的耐沖擊強度，而且需要良好的韌性。經試驗確定苯二甲酸酯作為增塑劑；選用二苯丙酮類作防老劑；還可以添加紫外線吸收劑、防沉降劑、流平劑、粘結劑等。6.顏料與填料的選擇本發(fā)明所用顏料和填料與其他涂料一樣，但輕質碳酸鈣、氧化鋅等不耐酸的不能使用。常用的顏料有鐵紅、樟丹、鋅鉻黃、云母粉、金紅石型鈦白粉等。常用的填料有硫酸鋇粉、云母粉、石膏粉、滑石粉等。
綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)采用丁苯橡膠對聚苯乙烯進行改性，涂料的柔韌性、耐磨性、抗沖性能大大提高。(2)采用環(huán)氧樹脂對聚苯乙烯進行改性，涂料的附著性及機械性能大大提高。(3)采用薄通降解工藝對聚苯乙烯、丁苯橡膠進行降解，使樹脂分子量大大降低，相容性大大提高，同時溶解性能也大幅提高。(4)本發(fā)明的防腐涂料涂層干燥速度快，耐化學介質性、漆膜韌性及耐沖擊性優(yōu)越。
具體實施例方式
為了更好地說明本發(fā)明，下面將結合實施例作進一步說明，但本發(fā)明并不限于下述實施例。
(1)聚苯乙烯樹脂溶液的制備試驗1.將1000.0g聚苯乙烯樹脂進行薄通降解，打包薄通20次，控制塑煉時間在20分鐘，然后將降解后的聚苯乙烯樹脂進行溶解，得到濃度為25％的聚苯乙烯樹脂溶液。試驗2～4制備降解聚苯乙烯樹脂溶液的方法與試驗1相同，降解工藝條件及性能測試結果列于表1中。
表1

(2)丁苯橡膠溶液的制備試驗5.將500.0g丁苯橡膠進行薄通降解，打包薄通20次，控制塑煉時間在30分鐘，然后將降解后的丁苯橡膠溶解，得到濃度為5％的丁苯橡膠溶液。試驗6～7制備降解丁苯橡膠溶液的方法與試驗5相同，降解工藝條件及性能測試結果列于表2中。
表2

(3)防腐涂料a的制備試驗9.將350.0g試驗1中的聚苯乙烯樹脂溶液，100.0g試驗5中的丁苯橡膠溶液，100.0g環(huán)氧樹脂加入1000ml燒杯中，充分攪拌混合。然后向燒杯中加入氧化鐵紅200.0g，增塑劑15.0g，偶聯劑5.0g，甲苯230.0g，充分攪拌，然后用砂磨機進行研磨。取樣測細度，當細度達到50微米以下時，用120目紗網進行過濾放料。
取6塊150mm×70mm的馬口鐵板，用120目砂紙反復打磨，除去表面灰塵，再用石油醚擦洗干凈，晾干。采用刷涂工藝，制得漆膜。取其中一塊樣板進行測試。
試驗10～12的制備方法與試驗9相同，只是原料配比不同。
試驗13.取J-52-2氯磺化聚乙烯防腐底漆30克，按涂裝要求制備6塊底漆樣板。
試驗14.取H-52-33環(huán)氧防腐底漆30克，按涂裝要求制備6塊底漆樣板。
試驗9～14的試驗結果列于表3。
表3項目 試驗9 試驗10試驗11試驗12試驗13試驗14聚苯乙烯溶液(g) 350.0(1)# 400.0(2) 350.0(4) 250.0(3)丁苯橡膠溶液(g) 100.0(5) 150.0(7) 260.0(6) 60.0(8)環(huán)氧樹脂(g) 100.0 180.0 140.0 200.0氧化鐵紅(g) 200.0 200.0 200.0 250增塑劑(g)15.0 15.0 20.0 30.0偶聯劑(g)5.0 5.0 10.0 15.0甲苯(g) 230.0 50.0 20.0 195.0粘度，s 354541456066細度，μm3026/①307050干燥時間，h表干 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 5實干 171821212424柔韌性，mm 1 1 1 1 1 1附著力，級 1 1 1 1 1 1抗沖擊性，Kg.cm 505050505050注#括號中的數字表示試驗編號。
(4)防腐涂料b的制備試驗15.將500.0g試驗2中的聚苯乙烯樹脂溶液，150.0g試驗6中的丁苯橡膠溶液，80.0g環(huán)氧樹脂加入1000ml燒杯中，充分攪拌混合。然后向燒杯中加入氧化鐵紅100.0g，100.0g鈦白粉，增塑劑10.0g，偶聯劑10.0g，甲苯50.0g，充分攪拌，然后用砂磨機進行研磨。取樣測細度，當細度達到50微米以下時，用120目紗網過濾放料。
重復試驗15的制備步驟，按表4中的原料配方進行試驗16～18。
分別取4塊試驗11～12中制備好的漆膜樣板，取試驗15～16制備的涂料，采用刷涂工藝制備得涂料a-涂料b樣板，分別取其中一塊樣板進行測試。
分別取4塊試驗13～14中制備好的漆膜樣板，取試驗17～18制備的涂料，采用刷涂工藝制備得涂料J-52-2-涂料b樣板和涂料H-52-33-涂料b樣板，分別取其中一塊樣板進行測試。
試驗19.取4塊試驗9中制備好的漆膜樣板，取J-52-90氯磺化聚乙烯防腐漆30克，采用刷涂工藝制備得涂料a-涂料J-52-90樣板，取其中一塊樣板進行測試。
試驗20.取4塊試驗10中制備好的漆膜樣板，取G-52-31過氯磺乙烯防腐漆30克，采用刷涂工藝制備得涂料a-涂料G-52-31樣板，取其中一塊樣板進行測試。
試驗結果列于表4.
表4項目 試驗15 試驗16 試驗17 試驗18 試驗19 試驗20聚苯乙烯溶液(g) 500.0(2)# 500.0(1)350.0(4) 350.0(3)丁苯橡膠溶液(g) 150.0(6)150.0(5)200.0(7) 60.0(8)環(huán)氧樹脂(g) 80.0150.0 140.0 200.0氧化鐵紅(g) 100.0 80.090.0 250鈦白粉(g)100.0 70.080.0 30.0增塑劑(g)10.010.020.0 10.0偶聯劑(g)10.010.010.0 15.0甲苯(g) 50.030.0110.0 85.0粘度，s 45 45 42 45 75 65細度，μm30 26 35 30 80 65干燥時間，h表干 0.4 0.4 0.40.40.5 0.4實干 17 18 21 21 24 18柔韌性，mm 1 1 1 1 1 1附著力(劃格法)級 1 1 1 1 1 1抗沖擊性，Kg.cm 50 50 50 50 50 50注#括號中的數字表示試驗編號。
(5)防腐涂料c的制備試驗21.將700.0g試驗3中的聚苯乙烯樹脂溶液，200.0g試驗7中的丁苯橡膠溶液，環(huán)氧樹脂100.0g，增塑劑20.0g，加入1000ml燒杯中，充分攪拌混合即得涂料c。
按表5的配方，重復試驗21的步驟，進行試驗21～26。分別取2塊試驗15～20制備好的涂料樣板，采用刷涂工藝分別制得復合涂層樣板，試驗21-22制得涂料a-涂料b-涂料c樣板，試驗23制得涂料J-52-2-涂料b-涂料c樣板，試驗24制得涂料H-52-33-涂料b-涂料c，試驗25制得涂料a-涂料J-52-90-涂料c，試驗26制得涂料a-涂料G-52-31-涂料c樣板，取其中一塊樣板進行測試。試驗結果列于表5。
表5##項目 試驗21 試驗22 試驗23 試驗24 試驗25 試驗26聚苯乙烯溶液(g) 650.0(3)#700.0(1) 800.0(4) 400.0(3) 500.0(2) 800.0(1)丁苯橡膠溶液(g) 200.0(7) 150.0(5) 80.0(6)120.0(8) 180.0(7) 100.0(8)環(huán)氧樹脂(g) 100.0 140.0 50.0 100.0 80.0 50.0增塑劑(g) 20.0 10.0 20.0 20.0 15.0 20.0甲苯(g) 30.0 50.0 360.0 225.0 30.0粘度，s 41 45 42 35 33 42細度，μm 30 26 35 30 35 35干燥時間，h表干 0.40.40.40.40.30.4實干 17 18 21 21 19 21柔韌性，mm1 1 1 1 1 1附著力，級1 1 1 1 1 1抗沖擊性，Kg.cm 50 50 50 50 50 5030％鹽酸浸泡500 + + + + + +天不起泡不脫落42％KOH浸泡500+ + + + + +天不起泡不脫落 + + + + + +3％鹽水浸泡500天不起泡不脫落注#括號中的數字表示試驗編號。
##涂膜的耐酸性、耐堿性及耐鹽水性只對涂料復合涂層進行測試，+表示通過，X表示未通過。
權利要求
1.一種防腐涂料，含有溶劑、成膜樹脂、助劑、顏填料，其特征在于所述的成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(80～180)∶(3～50)∶(100～200)。
2.如權利要求1所述的防腐涂料，其特征在于所述的成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(100～150)∶(5～20)∶(120～170)。
3.如權利要求1所述的防腐涂料，其特征在于所述聚苯乙烯的數均分子量為5～8萬，所述丁苯橡膠的數均分子量為6～10萬。
4.如權利要求1所述的防腐涂料，其特征在于所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.3～0.6當量/100g樹脂。
5.如權利要求1所述的防腐涂料，其特征在于其主要組成的重量組成比例為溶劑∶成膜樹脂∶助劑∶顏填料＝(350～650)∶(150～250)∶(5～50)∶(150～300)。
6.一種防腐涂料，含有溶劑、成膜樹脂、助劑、顏填料，其特征在于所述的成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(120～220)∶(3～50)∶(50～150)。
7.如權利要求6所述的防腐涂料，其特征在于所述的成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(140～190)∶(5～20)∶(70～120)。
8.如權利要求6所述的防腐涂料，其特征在于所述聚苯乙烯的數均分子量為5～8萬，所述丁苯橡膠的數均分子量為6～10萬。
9.如權利要求6所述的防腐涂料，其特征在于所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.3～0.6當量/100g樹脂。
10.如權利要求6所述的防腐涂料，其特征在于其主要組成的重量組成比例為溶劑∶成膜樹脂∶助劑∶顏填料＝(350～650)∶(180～300)∶(5～50)∶(150～250)。
11.一種防腐涂料，含有溶劑、成膜樹脂、助劑，其特征在于所述成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(150～250)∶(3～50)∶(50～150)。
12.如權利要求11所述的防腐涂料，其特征在于所述成膜樹脂的重量組成比例為聚苯乙烯樹脂∶丁苯橡膠∶環(huán)氧樹脂＝(170～230)∶(5～20)∶(70～130)。
13.如權利要求11所述的防腐涂料，其特征在于所述聚苯乙烯的數均分子量為5～8萬，所述丁苯橡膠的數均分子量為6～10萬。
14.如權利要求11所述的防腐涂料，其特征在于所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.3～0.6當量/100g樹脂。
15.如權利要求11所述的防腐涂料，其特征在于其主要組成的重量組成比例為溶劑∶成膜樹脂∶助劑＝(350～650)∶(250～450)∶(5～50)。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚苯乙烯丁苯橡膠防腐涂料。通過添加丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂對聚苯乙烯樹脂進行改性。采用薄通、混溶、研磨工藝制得具有高防腐性能的新型防腐涂料。本發(fā)明的防腐涂料具有固含量高、粘度低、膜干燥速度快、施工方便、防腐性能優(yōu)良等特點?？蓮V泛用于煉油、化工、機械、化纖、橡膠、印染、化肥、建筑、冶金等行業(yè)中長期受酸、堿、鹽以及各種化學藥品嚴重腐蝕的設備、管道、建筑物的內外壁。
文檔編號C09D125/06GK1422914SQ0113521
公開日2003年6月11日 申請日期2001年11月29日 優(yōu)先權日2001年11月29日
發(fā)明者劉繼憲, 劉慧明, 顧明初, 孫中新, 李繼航, 李毅, 潘青 申請人:中國石化集團齊魯石油化工公司