本发明属于防腐漆领域，具体涉及一种水性环保型高氯化聚乙烯乳液及其制备方法。
背景技术：
：高氯化聚乙烯树脂是由聚乙烯经氯化而成的乌龟聚合物，其分子中氯含量可达50%——70%，高氯化聚乙烯树脂分子中不含双键，并且氯原子呈无规则分布，除具有良好的耐水性能外，还具有良好的耐候性、阻燃性、优异的耐化学品和耐盐雾性，与此同时还对水汽、氧气及离子具有阻隔性能，对钢材的附着力优异，成本低廉、涂装不受季节限制，可低温固化，重涂性能好等特点，高氯化聚乙烯制备的防腐涂料被广泛地的使用。但是，高氯化聚乙烯往往固含量只能做到60-70%，含有大量的溶剂，造成生产时对操作人员身体的伤害，而且存在潜在爆炸燃烧的风险；涂料在施工时需要添加大量的稀释剂，造成对施工人员健康的伤害，对大气环境的污染等问题。技术实现要素：本发明是针对目前高氯化聚乙烯防腐涂料存在的问题而提供的解决方案。本发明将酸酐通过接枝反应接枝到高氯化聚乙烯结构上，然后与含有羟基或者氨基结构的亲水大分子发生酯化反应，继而通过加入去离子水制备自乳化的水性环保型高氯化聚乙烯乳液。本发明所述的解决方案通过以下具体实施方法来实现：步骤1将30-50重量份高氯化聚乙烯、10-20重量份酸酐、0.5-2重量份引发剂以及适量的溶剂加入到反应釜中，待完全溶解后，升高反应温度到80-110℃，反应保持2-5小时后，除去溶剂，得到酸酐接枝的高氯化聚乙烯。步骤1中所述的高氯化聚乙烯，其氯含量在50-70%步骤1中所述的酸酐选自马来酸酐、甲基纳迪克酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐中的至少一种，优选地马来酸酐步骤1中所述的引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、偶氮二异庚腈、过氧化环己酮、叔丁基过氧化氢中的至少一种。步骤1中所述的容易选自甲苯、苯、二甲苯、甲乙酮、丙酮、四氢呋喃、二氧六环、异丁醇、异丙醇等中的至少一种。步骤2将30-60重量份制备的步骤1中的酸酐接枝的高氯化聚乙烯加入到反应釜中，然后加入适量亲水性溶剂，待溶解后，加入到10-30重量份带有羟基的亲水性大分子链段，加入0.5-2重量份的催化剂，升温到60-80℃进行酯化反应，反应3-6小时后，降温到40-60℃，加入适量的去离子水，制备一定固含量的水性高氯化聚乙烯乳液。步骤2中所述的亲水性溶剂选自十二碳醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚，二丙二醇单丁醚、三丙二醇正丁醚、己二醇丁醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯中的至少一种。步骤2中所述的亲水性大分子选自分子量为400-800的聚乙二醇、聚丙二醇、分子量为400-800的聚乙二醇单甲醚、聚丙二醇单甲醚、分子量为400-1000的聚醚胺，包括商业化的D230、D400、D1000中的至少一种。步骤2中所述的催化剂选自三乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、苄基二甲胺、2,4,6-三（二甲基氨基甲基）苯酚、N-甲基哌嗪等叔胺类及其盐类、甲基三氰基乙基磷盐、四丁基磷盐等中的至少一种。本发明还涉及一种钢结构用防腐底漆，其各个组份的组成为：以重量份数计：改性的水性高氯化聚乙烯30-50份、磷酸锌3-8份、磷酸铝3-8份、云母2-4份、硫酸钡15-25份、钛白粉：2-6份、膨润土0.2份、炭黑0.2份、助剂（包括润湿剂、消泡剂、流平剂、分散剂）为1-3份，去离子水适量。本发明还涉及此种钢结构防腐底漆的制备方法，具体的制备方法为：将去离子水加入到研磨盘中，加入分散剂，高速分散后，加入磷酸锌、磷酸铝、云母、硫酸钡、钛白粉、膨润土、炭黑后进行高速研磨，直至研磨细度<30um，制成填料浆后，在搅拌状态下，缓慢调入改性的水性高氯化聚乙烯中，分别加入消泡剂，润湿剂以及流平剂后，加入适量的去离子水，制备成合适粘度的涂料。本发明的有益效果1.本发明制备一种环保型水性高氯化聚乙烯，制备方法和工艺简便、成本比较低廉，对操作工人伤害较小，而且制备出的高氯化聚乙烯具有优异的附着力，漆膜硬度，不影响重涂、冲击性能好，耐水和耐化学性好。2.本发明制备的水性高氯化防腐底漆具有不含有挥发性有机物，对施工人员造成的健康危害较小、附着力好、硬度高、耐盐雾和耐化学品性能好。具体实施为了进一步理解本发明，下面结合具体事例来阐释本发明：实施例1步骤1将30g氯含量为70%的高氯化聚乙烯，10g马来酸酐、1g过氧化苯甲酰加入到反应釜中，然后加入50g甲苯溶剂，搅拌使其完全溶解后升高反应温度到90℃，反应4小时后，除去甲苯溶剂，得到淡黄色酸酐接枝的高氯化聚乙烯。步骤2将40g重量份制备的步骤1中的酸酐接枝的高氯化聚乙烯加入到反应釜中，然后加入20g二丙二醇单甲醚，待溶解后，加入到10g分子量为600的聚乙二醇单甲醚，加入1g三乙胺作为催化剂，升温到80℃进行酯化反应，反应4小时后，降温到40-60℃，加入40g去离子水，制备45%固含量的水性高氯化聚乙烯乳液。具体性能见表格1.将10g去离子水加入到研磨盘中，加入1g分散剂，高速分散后，加入5g磷酸锌、5g磷酸铝、2g云母、15g硫酸钡、3g钛白粉、0.2g膨润土、0.2g炭黑后进行高速研磨，直至研磨细度<30um，制成填料浆后，在搅拌状态下，缓慢调入55g改性的水性高氯化聚乙烯中，分别加入消泡剂，润湿剂以及流平剂后，加入适量的去离子水，制备成合适粘度的涂料。涂料的具体性能较表格2.实施例2步骤1将30g氯含量为60%的高氯化聚乙烯，10g马来酸酐、1g过氧化苯甲酰加入到反应釜中，然后加入50g甲苯溶剂，搅拌使其完全溶解后升高反应温度到90℃，反应4小时后，除去甲苯溶剂，得到淡黄色酸酐接枝的高氯化聚乙烯。步骤2将40g重量份制备的步骤1中的酸酐接枝的高氯化聚乙烯加入到反应釜中，然后加入20g二丙二醇单丁醚，待溶解后，加入到10g分子量为600的聚乙二醇单甲醚，加入1g三乙胺作为催化剂，升温到80℃进行酯化反应，反应4小时后，降温到40-60℃，加入40g去离子水，制备45%固含量的水性高氯化聚乙烯乳液。具体性能见表格1.将10g去离子水加入到研磨盘中，加入1g分散剂，高速分散后，加入5g磷酸锌、5g磷酸铝、2g云母、15g硫酸钡、3g钛白粉、0.2g膨润土、0.2g炭黑后进行高速研磨，直至研磨细度<30um，制成填料浆后，在搅拌状态下，缓慢调入55g改性的水性高氯化聚乙烯中，分别加入消泡剂，润湿剂以及流平剂后，加入适量的去离子水，制备成合适粘度的涂料。涂料的具体性能较表格2.实施例3步骤1将30g氯含量为50%的高氯化聚乙烯，15g马来酸酐、1g过氧化苯甲酰加入到反应釜中，然后加入50g甲苯溶剂，搅拌使其完全溶解后升高反应温度到90℃，反应4小时后，除去甲苯溶剂，得到淡黄色酸酐接枝的高氯化聚乙烯。步骤2将40g重量份制备的步骤1中的酸酐接枝的高氯化聚乙烯加入到反应釜中，然后加入20g乙二醇丁醚，待溶解后，加入到10g分子量为400的聚乙二醇单甲醚，加入1g三乙胺作为催化剂，升温到80℃进行酯化反应，反应4小时后，降温到40-60℃，加入40g去离子水，制备45%固含量的水性高氯化聚乙烯乳液。具体性能见表格1.将10g去离子水加入到研磨盘中，加入1g分散剂，高速分散后，加入5g磷酸锌、5g磷酸铝、2g云母、15g硫酸钡、3g钛白粉、0.2g膨润土、0.2g炭黑后进行高速研磨，直至研磨细度<30um，制成填料浆后，在搅拌状态下，缓慢调入55g改性的水性高氯化聚乙烯中，分别加入消泡剂，润湿剂以及流平剂后，加入适量的去离子水，制备成合适粘度的涂料。涂料的具体性能较表格2.实施例4步骤1将30g氯含量为60%的高氯化聚乙烯，15g马来酸酐、1g过氧化苯甲酰加入到反应釜中，然后加入50g甲苯溶剂，搅拌使其完全溶解后升高反应温度到90℃，反应4小时后，除去甲苯溶剂，得到淡黄色酸酐接枝的高氯化聚乙烯。步骤2将40g重量份制备的步骤1中的酸酐接枝的高氯化聚乙烯加入到反应釜中，然后加入20g乙二醇丁醚，待溶解后，加入到15g分子量为400的聚乙二醇单甲醚，加入1g三乙胺作为催化剂，升温到80℃进行酯化反应，反应4小时后，降温到40-60℃，加入40g去离子水，制备45%固含量的水性高氯化聚乙烯乳液。具体性能见表格1.将10g去离子水加入到研磨盘中，加入1g分散剂，高速分散后，加入5g磷酸锌、5g磷酸铝、2g云母、15g硫酸钡、3g钛白粉、0.2g膨润土、0.2g炭黑后进行高速研磨，直至研磨细度<30um，制成填料浆后，在搅拌状态下，缓慢调入55g改性的水性高氯化聚乙烯中，分别加入消泡剂，润湿剂以及流平剂后，加入适量的去离子水，制备成合适粘度的涂料。涂料的具体性能较表格2.实施例5步骤1将30g氯含量为60%的高氯化聚乙烯，15g马来酸酐、1g过氧化苯甲酰加入到反应釜中，然后加入50g甲苯溶剂，搅拌使其完全溶解后升高反应温度到90℃，反应4小时后，除去甲苯溶剂，得到淡黄色酸酐接枝的高氯化聚乙烯。步骤2将40g重量份制备的步骤1中的酸酐接枝的高氯化聚乙烯加入到反应釜中，然后加入20g乙二醇丁醚，待溶解后，加入到15g分子量为400的聚乙二醇单甲醚，加入1g三乙胺作为催化剂，升温到80℃进行酯化反应，反应4小时后，降温到40-60℃，加入40g去离子水，制备45%固含量的水性高氯化聚乙烯乳液。具体性能见表格1.将10g去离子水加入到研磨盘中，加入1g分散剂，高速分散后，加入5g磷酸锌、5g磷酸铝、2g云母、15g硫酸钡、3g钛白粉、0.2g膨润土、0.2g炭黑后进行高速研磨，直至研磨细度<30um，制成填料浆后，在搅拌状态下，缓慢调入55g改性的水性高氯化聚乙烯中，分别加入消泡剂，润湿剂以及流平剂后，加入适量的去离子水，制备成合适粘度的涂料。涂料的具体性能较表格2.表1检测项目检测方法实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5外观目测乳白色液体乳白色液体乳白色液体乳白色液体乳白色液体粘度mpa.s（25℃）Brookfiled1000-1400800-1100700-900700-1000800-1000固含量%称重法4545454545储存稳定性（45℃15天）不分层不分层不分层不分层不分层漆膜硬度GB/T1639-96HHHHH附着力GB/T9286-9811111冲击强度(cm)GB/T1732-934050505050从表1可以看出，制备出的水性化的高氯化聚乙烯具有良好的成膜性，制备的漆膜具有良好的硬度、附着力以及冲击强度。同时也发现随着含氯量的增加，漆膜的冲击性能要变差。表2检测项目检测方法实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5外观目测乳白色液体乳白色液体乳白色液体乳白色液体乳白色液体储存稳定性（45℃15天）不分层不分层不分层不分层不分层漆膜硬度GB/T1639-96HHHHH附着力GB/T9286-9811111冲击强度(cm)GB/T1732-934050505050耐水性（40℃120H）GB/T1733-93漆膜没有明显变化，无锈蚀漆膜没有明显变化，无锈蚀漆膜没有明显变化，无锈蚀漆膜没有明显变化，无锈蚀漆膜没有明显变化，无锈蚀耐盐雾性（H）GB/T1771-9191168140120135140从表2可以看出，制备出的水性化的高氯化聚乙烯防腐底漆具有良好的储存稳定性，附着力和硬度、冲击性能较好，而且漆膜的耐水性以及耐盐雾性都较好，能够满足基本的钢结构的防腐要求。当前第1页1 2 3