佟麗萍,馮緬紅
(1.沈陽(yáng)石蠟化工有限公司,遼寧 沈陽(yáng) 110141;2.沈陽(yáng)化工股份有限公司,遼寧 沈陽(yáng) 110026)
氯醚樹(shù)脂、水相法氯化橡膠、高氯化聚乙烯等產(chǎn)品完全可以替代溶劑法氯化橡膠。由于氯醚樹(shù)脂克服了其他含氯聚合物樹(shù)脂的缺點(diǎn),在涂料行業(yè)和油墨行業(yè)的應(yīng)用得到普遍認(rèn)可。
國(guó)內(nèi)外在氯醚樹(shù)脂開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方面已經(jīng)做了大量的研究工作,已證明完全可以成為氯化橡膠替代品,其市場(chǎng)前景極其廣闊。同時(shí)由于其生產(chǎn)原料來(lái)源豐富、生產(chǎn)工藝較成熟,越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)的青睞。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查、分析可以確認(rèn),現(xiàn)階段中國(guó)大力發(fā)展氯醚樹(shù)脂產(chǎn)品具有極大的可行性。
氯醚樹(shù)脂是氯乙烯—乙烯基異丁基醚樹(shù)脂的簡(jiǎn)稱,是由75%氯乙烯和25%乙烯基異丁基醚共聚而成的聚合物。與氯化橡膠相比,由于其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu),除具有含氯聚合物的特性外,其涂層的柔韌性、耐熱性、紫外光穩(wěn)定性、耐酸堿鹽性及抗粉化性方面均顯示了它的優(yōu)越性。
(1)防腐性能好
氯醚樹(shù)脂因其分子結(jié)構(gòu)的特性具有優(yōu)良的連結(jié)性能。分子中不含可皂化的酯鍵,結(jié)合中的氯原子十分穩(wěn)定,使涂料具有優(yōu)異的耐水、耐鹽霧、耐化學(xué)品腐蝕的性能。
(2)穩(wěn)定性強(qiáng)
氯醚樹(shù)脂分子中不含反應(yīng)性雙鍵,因此不易被大氣氧化而降解;耐光穩(wěn)定性優(yōu)異,不易泛黃及粉化。由于分子中醚鍵的存在,使其具有很好的內(nèi)增塑性,因而不需加外增塑劑,即具有足夠的柔韌性,也不會(huì)出現(xiàn)因增塑劑的遷移而逐步變脆。
(3)附著性好
氯醚樹(shù)脂含有共聚的氯乙烯醚,保證涂料在各種底材上具有良好的附著力,如在鋁和鋅等金屬表面上,氯醚樹(shù)脂涂料仍有著優(yōu)良的附著能力。
(4)溶解性強(qiáng)
氯醚樹(shù)脂與其他多種涂料連結(jié)料極易相溶,并可改善和提高以其他連結(jié)料如干性油、醇酸樹(shù)脂、焦油和瀝青為原料的涂料性能。
(5)防火性
氯醚樹(shù)脂由于含有氯,具有一定的阻燃性,加入其他阻燃填料和防火劑,可制成防火涂料,用于建筑防火領(lǐng)域。
(6)溶解性
氯醚樹(shù)脂系列產(chǎn)品溶解于芳香烴和鹵代烴、酯、酮、乙二醇、醋酸酯類(lèi)和某些醚類(lèi)。脂肪烴類(lèi)和醇類(lèi)溶劑可作為稀釋劑而不是其真溶劑。
(7)混溶性
氯醚樹(shù)脂系列產(chǎn)品可與氯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、不飽和聚酯樹(shù)脂、馬來(lái)酸醇樹(shù)脂、環(huán)已酮樹(shù)脂、醛樹(shù)脂、古馬隆樹(shù)脂、石油樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、改性醇酸樹(shù)脂、天然樹(shù)脂、干性油、增塑劑、焦油和瀝青等混溶。
目前,氯醚樹(shù)脂生產(chǎn)方法主要包括乳液聚合法和懸浮聚合法。其中懸浮聚合法工藝條件易于控制,聚合收率較高,樹(shù)脂質(zhì)量好,聚合總收率達(dá)95%以上。
氯醚樹(shù)脂最初是由德國(guó)巴斯夫公司采用乳液聚合法生產(chǎn),在歐洲已得到廣泛應(yīng)用。其產(chǎn)品根據(jù)黏度的不同分為不同的牌號(hào),對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用領(lǐng)域[1]。目前,氯醚樹(shù)脂的生產(chǎn)與研究較好的廠家有德國(guó)巴斯夫公司、日本吳羽公司、美國(guó)GAF公司等。氯醚樹(shù)脂的共聚方法已轉(zhuǎn)向懸浮法,其產(chǎn)品在防腐涂料、建筑涂料、防火涂料、食品容器和包裝涂料方面得到很好的應(yīng)用。
國(guó)內(nèi)最早研制氯醚樹(shù)脂的是江陰匯通精細(xì)化工有限公司,2003年,已正式生產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)異的氯醚樹(shù)脂產(chǎn)品,也是國(guó)內(nèi)惟一采用懸浮聚合法生產(chǎn)工藝的廠家。
徐州東宏化工有限公司綜合了乳液聚合與懸浮聚合的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品配方和工藝,針對(duì)氯乙烯與乙烯基異丁基醚的聚合度問(wèn)題,采用了特殊的加料方式,使氯乙烯與乙烯基異丁基醚聚合更加完善,使得氯醚樹(shù)脂的品質(zhì)得到了較大幅度的提高。
此外,江蘇利思德化工有限公司、杭州電化集團(tuán)有限公司、浙江錦華新材料股份有限公司也是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)發(fā),并有較大規(guī)模氯醚樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的廠家??梢哉f(shuō),現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)氯醚樹(shù)脂的生產(chǎn)技術(shù)基本上達(dá)到了成熟。
國(guó)內(nèi)氯醚樹(shù)脂生產(chǎn)企業(yè)的情況見(jiàn)表1。
氯醚樹(shù)脂具有優(yōu)良抗污性,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,而且抗老化、無(wú)毒,對(duì)各種基材具有很強(qiáng)的附著力,已廣泛應(yīng)用于制備高性能抗污防腐蝕涂料、高檔油墨和圖像接收材料。
表1 國(guó)內(nèi)氯醚樹(shù)脂生產(chǎn)企業(yè)情況
氯醚樹(shù)脂涂料的防腐能力是普通防腐蝕涂料的2~3倍,涂層具有優(yōu)異的柔韌性、耐熱性、耐堿性、抗紫外和抗粉化性,可廣泛用于工業(yè)、交通運(yùn)輸、建筑和海洋工程等方面的防腐蝕處理[2]。
(1)工業(yè)防腐蝕涂料
氯醚樹(shù)脂不易老化,并耐水、耐化學(xué)品、與多種底材有良好的附著力,制成的涂料適用于化工企業(yè)的鋼鐵結(jié)構(gòu),可防止工業(yè)大氣引起的腐蝕。它和防銹顏填料可配制成性能良好的底漆,也可與鋅粉配制成富鋅底漆,起到良好的防腐效果.氯醚樹(shù)脂還可與云母氧化鐵配制成面漆,廣泛應(yīng)用于工廠的外管及儲(chǔ)槽等鋼結(jié)構(gòu)以及與水和水蒸氣接觸的建筑物。
(2)輕金屬底漆和面漆
通常情況下,一般樹(shù)脂不能與鋁、鋅、鍍鋅鋼板和其他外金屬表面很好地附著,而由氯醚樹(shù)脂配制的涂料,由于其附著力強(qiáng)和理想的戶外性能,已用作輕金屬底漆和面漆的生產(chǎn),被廣泛應(yīng)用于車(chē)庫(kù)門(mén)窗、屋頂雨水槽、陽(yáng)臺(tái)、燈柱和公路防撞隔離板等。
(3)無(wú)機(jī)底材用涂料
含有氯醚樹(shù)脂和相應(yīng)的耐堿性增塑劑的涂料可用于石棉、水泥、混凝土、磚石等堿性基材。同時(shí),該樹(shù)脂還可用于配制游泳池涂料、建筑涂料、橋梁涂料以及路標(biāo)涂料等。
(4)塑料涂料
在塑料基材(如聚酯、硬質(zhì)聚氯乙烯、尼龍、聚苯乙烯、酚醛等)上涂布含有氯醚樹(shù)脂的涂料,不僅可使塑料著色,而且有抗泛黃和抗老化性能,如與丙烯酸樹(shù)脂混合,效果更佳。
(5)集裝箱涂料
氯醚樹(shù)脂涂料用于集裝箱上,具有優(yōu)異的附著力和耐水性,并能保證涂料在較大溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性。
(6)水線漆
氯醚樹(shù)脂配以瀝青、氧化亞銅、鐵紅及含溴、碘的碳?xì)浠衔锏?,?jīng)海水浸泡后,僅有5%面積鋼板為水生生物所粘附;加入氧化鋅、苯基酚后具有較好的抗污性;與N一吡啶和N一苯基馬來(lái)酰亞胺衍生物配合,能使涂層在海水中浸泡2年仍不被玷污;摻入含銅合金粉末,涂層在海水中可抗污30個(gè)月。
(7)船殼漆
船殼漆用于船體水面上除甲板之外暴露部位,要求為耐海水、耐鹽霧、耐大氣老化(不變色、不粉化、不脫落)。氯醚樹(shù)脂和烷基磷酸鹽混合,所配成的涂料于去脂鐵板上,室溫干燥一星期和40℃干燥一天后,涂層耐鹽霧達(dá)500 h。
氯醚樹(shù)脂可用作油墨粘合劑,氯醚樹(shù)脂通過(guò)分子鏈上的極性基團(tuán)和柔性基團(tuán)將色料分散均勻并連接在一起,使油墨具有適當(dāng)?shù)牧髯兲匦?,滿足印刷工藝的要求。含氯醚樹(shù)脂粘合劑的油墨不僅可以均勻地轉(zhuǎn)移至承印物上,而且干燥后能使顏料很好地粘附在承印物上[3]。
氯醚樹(shù)脂可用作圖像接收材料,適用于低熱能下形成高密度的圖像,且圖像耐熱性和保色性能極佳。將氯醚樹(shù)脂涂于紙張或雙向拉伸聚酯薄膜表面,可制備高級(jí)復(fù)印或打印紙張或薄膜等。
氯醚樹(shù)脂為含氯樹(shù)脂,適用于不燃性基材上作阻燃涂料,在德國(guó)已被官方認(rèn)可。可用來(lái)配制木器涂料等。
在中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的推動(dòng)下,工業(yè)防腐涂料及涂裝領(lǐng)域進(jìn)入了高速成長(zhǎng)的黃金時(shí)期。2009-2010年是中國(guó)重防腐涂料的高速發(fā)展期,越來(lái)越多樣化的防腐涂料需求,進(jìn)一步擴(kuò)大了防腐涂料的市場(chǎng),預(yù)計(jì)2011-2013年防腐涂料市場(chǎng)仍將以每年10%左右的速度增長(zhǎng),市場(chǎng)前景廣闊。氯醚樹(shù)脂作為重防腐涂料的主力原料,市場(chǎng)前景巨大,潛力無(wú)限。
從中國(guó)油墨相關(guān)行業(yè)——印刷業(yè)和造紙業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展看,膠版印刷油墨仍占主導(dǎo)地位,所占份額可達(dá)50%左右,隨著中國(guó)報(bào)業(yè)的高速發(fā)展,其中,新聞出版印刷輪轉(zhuǎn)膠印油墨的增長(zhǎng)速度會(huì)更快,2010年中國(guó)印刷油墨消費(fèi)總量達(dá)到43萬(wàn)t/a左右。隨著塑料用印刷油墨,食品包裝印刷油墨以及水性油墨等需求量的快速上升,油墨行業(yè)市場(chǎng)還將迅速擴(kuò)展,市場(chǎng)潛力巨大.國(guó)內(nèi)氯醚樹(shù)脂在油墨行業(yè)的應(yīng)用已得到廣泛的認(rèn)同,市場(chǎng)前景突出。作為連接劑的氯醚樹(shù)脂勢(shì)必會(huì)被拉動(dòng)發(fā)展。
生產(chǎn)氯醚樹(shù)脂的原料,氯乙烯在國(guó)內(nèi)所有聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)均有生產(chǎn),同時(shí)也可直接購(gòu)買(mǎi),氯乙烯產(chǎn)品供應(yīng)相當(dāng)充足;乙烯基異丁基醚是以苛性堿為催化劑,以乙炔和異丁醇為反應(yīng)原料而合成的,工藝技術(shù)較簡(jiǎn)單,目前國(guó)內(nèi)各氯醚樹(shù)脂生產(chǎn)企業(yè)均有自主開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)的能力,可以滿足自身的氯醚樹(shù)脂的生產(chǎn)需求。
氯醚樹(shù)脂環(huán)保、節(jié)能和優(yōu)良的性能,在面世之初就得到了政策上的大力支持?,F(xiàn)今,氯醚樹(shù)脂市場(chǎng)需求量逐步擴(kuò)大,拉動(dòng)了氯醚樹(shù)脂產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展,國(guó)家在政策上的支持力度預(yù)計(jì)還會(huì)進(jìn)一步加大。
對(duì)于國(guó)內(nèi)各氯堿企業(yè)來(lái)說(shuō),具有充足的原料資源,同時(shí)相當(dāng)部分設(shè)備等可以共用,只需增加乙烯異丁基醚合成裝置,再配以必要的專(zhuān)有設(shè)備。因此,建設(shè)氯醚樹(shù)脂裝置具有投資少,見(jiàn)效快的優(yōu)勢(shì)。
按目前市場(chǎng)價(jià)格2.5萬(wàn)元/t計(jì)算,建設(shè)2 000 t/a氯醚樹(shù)脂生產(chǎn)裝置,可創(chuàng)年銷(xiāo)售收入5 000萬(wàn)元,實(shí)現(xiàn)年利潤(rùn)總額約六百萬(wàn)元。將給企業(yè)增加一定的經(jīng)濟(jì)效益,也會(huì)大大提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此,建設(shè)氯醚樹(shù)脂裝置在經(jīng)濟(jì)方面是可行的。
在重防腐涂料市場(chǎng)及油墨市場(chǎng)上,氯醚樹(shù)脂代替氯化橡膠已成定局,氯醚樹(shù)脂作為其主力原料,市場(chǎng)前景巨大,潛力無(wú)限。國(guó)內(nèi)氯堿企業(yè)具有充足的原料來(lái)源,較成熟的生產(chǎn)技術(shù),廣闊的市場(chǎng)空間,上下游行業(yè)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì),為氯醚樹(shù)脂行業(yè)的發(fā)展提供了無(wú)限可能。因此,氯醚樹(shù)脂在國(guó)內(nèi)氯堿行業(yè)大力發(fā)展極具可行性。
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