聚苯乙烯改善油井管专用醇酸外防护漆的耐候性能

於宏津1 , 郭贵全2 , 朱军2
( 1. 中国石油集团石油工程技术研究院, 天津300451; 2. 上海海隆赛能新材料有限公司, 上海200949)

0 引 言
针对钢管或钢板在运输和贮存过程中的锈蚀情况而研制的防锈涂料具有以下特点: ( 1) 这类外防护漆在钢管厂主要采用淋涂或刷涂法涂装; ( 2) 为了便于生产线上叠放包扎, 漆膜必须常温快干、少有流挂, 且不粘连; ( 3) 考虑远洋运输和裸露在外, 除要求涂料有一定的物理力学性能外, 还要有较好的耐盐雾、耐湿热、耐紫外光等防腐蚀耐候性; ( 4) 由于涂层较厚, 在涂装、储运的过程中易被碰裂, 因此要求外防护漆要保持一定的成膜物含量; ( 5) 涂料的贮存稳定性至少在半年以上, 该涂料不宜添加任何防锈防腐蚀颜、填料, 而又要达到特定的防锈防腐要求。醇酸树脂其原料易得, 制造工艺简便成熟, 粘度较低, 流动性较好, 具有较高的粘接性、附着力和一定的耐候性, 常被用于户外防护。醇酸树脂制备的外防护漆涂料与涂层的性能见表1。

表1 可见, 醇酸树脂涂膜干燥较慢、硬度低、耐水性与耐盐雾性能较差, 户外对石油专用管的防护周期( 6 个月) 较短,不能满足石油专用管在户外长时间放置的外防护需求。聚苯乙烯有较好的耐水、耐酸、耐碱性, 在电子包装材料领域有着广泛的应用[ 1] 。将防腐蚀性能较好而又廉价的聚苯乙烯塑料废弃物应用到防腐蚀涂料中, 既能降低外防腐蚀漆的成本, 又能解决日益严重的/ 白色污染0问题。本工作将聚苯乙烯树脂加入到醇酸树脂外防护涂料中, 通过相容剂调节二者的相容性, 制备性能优良的石油专用管外防护漆。

1 涂料制备
1. 1 原材料
中油度醇酸树脂、苯乙烯改性醇酸树脂、碳黑、润湿分散剂、硅烷偶联剂、聚苯乙烯再生料、环氧树脂、异辛酸钴、邻苯二甲酸二辛酯、二甲苯、乙酸乙酯、正丁醇等试剂均为工业品。
1. 2 涂料的配方
醇酸树脂与聚苯乙烯的极性相差较大, 二者混合易发生相分离, 导致漆膜的耐蚀性能下降, 加入少许苯乙烯改性的醇酸树脂可调节二者的相容性, 漆膜的耐腐蚀与耐候性能得到较大的提高。在此基础上添加少量的环氧树脂( E-44) 与少许硅烷偶联剂( KH550) 可以提高漆膜的附着力, 提高外防护漆的耐蚀性能。控制漆膜的表干速度与实干速度, 对外防护漆的耐候性能有较大的影响。在成膜物中, 纯聚苯乙烯树脂属挥发干燥型, 具有快干性的特点; 而醇酸树脂仍属气干燥型, 必须添加催干剂, 才能吸氧干燥。实验中发现异辛酸钴的催干效果较环烷酸钴好, 且用量较少, 本试验中异辛酸钴的用量约为0. 3% 。所用溶剂除对树脂、催干剂等均有较好的溶解性外, 同时要求一定的挥发速度, 又不能在施工时干燥过快导致拉丝而无法成膜, 所以对溶剂沸程应该控制在80~ 120 e , 可选择低沸点与高沸点溶剂混合使用。通过试验筛选确定选用乙酸乙酯: 二甲苯: 正丁醇质量比为1 B 8 B 1 的混合溶剂为外防护漆的溶剂体系。
外防护涂层的耐腐蚀性能随聚苯乙烯用量的增加先增强, 后减弱。这是因为聚苯乙烯用量较少时,外防护涂料耐腐蚀性能没能得到明显的改善, 用量太多则聚苯乙烯与醇酸树脂相容性较差且漆膜较
脆, 使得漆膜的耐腐蚀性能较差, 见表2。
表2 聚苯乙烯与醇酸树脂的用量对外防护漆防腐蚀性能的影响

综上所述本试验中选择成膜物含量为30%, 其中醇酸树脂与聚苯乙烯的质量比为15 B1。外防护漆最佳配方中A 组份配方如表3 所述, B 组份配方如表4 所述。

注: 树脂不包含溶剂, 溶解树脂所用的溶剂计算在溶剂体系中。