稀土助剂改性水性氯磺化聚乙烯防腐涂料性能研究

1． 2． 2 稀土助剂的制备

按一定配比称取稀土复合氧化物，加硝酸溶解成透明状液体，用一定浓度的碳酸氢铵溶液沉淀，合成稀土碳酸盐前驱体，经过滤、水洗、干燥、灼烧后，制得稀土助剂。

1． 2． 3 防腐涂料的制备

在乳化器中投入一定量的氯磺化聚乙烯胶液、去离子水、乳化剂，制备成初级乳液，然后在蒸发釜减压脱出有机溶剂，此时应严格控制温度、搅拌速度、乳化时间和真空度等，所制备的乳胶固体含量为40% ～ 50%。将填料、颜料、助剂和去离子水混合均匀，再在砂磨机上研磨，制得粒度＜ 30 μm 的色浆。最后，将上述配制的稀土助剂、色浆、胶乳、水性环氧树脂、硅烷偶联剂、消泡剂等涂料助剂和去离子水，按一定配比混和后，采用磁力搅拌器搅拌8 h，使涂料尽可能分散均匀，制成稀土助剂改性的水性氯磺化聚乙烯防腐涂料。

1． 2． 4 稀土防腐涂料基本性能测试与表征

涂料基本性能测试，其标准参照GB9286 － 1998涂膜附着力测定法、GB1731 － 1993 漆膜柔韧性测定法、GB1732 － 1993 漆膜耐冲击测定法、GB1763 －1993 漆膜耐化学试剂性测定法。
 

2 结果与讨论

2． 1 稀土助剂改性机理

由于两相界面张力大，呈多相分离结构，如果改性时只是简单的把稀土助剂和氯磺化聚乙烯胶乳混合在一起，改性效果较差，因此经常采用增加过渡相的方法来提高其两相相容性。硅烷偶联剂作为常用的过渡相，由于它是在同一个硅原子上含有两种具有不同反应活性基团的低分子化合物，故可在两种物质界面处起到架桥作用，促进稀土助剂和氯磺化聚乙烯胶乳充分反应。稀土在涂料工业中有着多方面的应用，稀土在防腐涂料中的作用，是基于它们具有特异的电子构型。从原子结构看，稀土元素原子的电子层结构为4fn5d16s2。形成离子后，居于外层的5d1 及6s2 的电子失去，暴露出未充满的4f 电子轨道，以及与其能级差别较小的5d 轨道，具有较强的配位能力。暴露出的4f 电子，也容易产生跃迁及具有较强的配位能力。此外，由于离子半径较大，决定稀土化合物具有较强的配位络合作用。稀土助剂通过与氯磺化聚乙烯大分子链上的氯磺酰基团反应生成交联键，增加分子结构的交联度。稀土离子的众多空轨道可以捕捉不稳定的游离基，致其失去活性，有利于稳定作用，提高耐腐蚀性和耐老化性。此外，通过所含稀土离子的价态变化促进自由基产生，加速涂料氧化聚合干燥，同时还可与涂料分子中的羟基、羟甲基等极性基团形成配位键，使涂料产生配位聚合干燥，从而提高漆膜的快干性。

2． 2 SEM 分析

图1 是防腐涂料涂膜扫描电镜放大1000 倍的照片。从图1 可以看出，稀土助剂经有效分散后，在涂料中分布比较均匀，稀土粒子呈单分散状态，大小粒径也较均匀，分散性良好，与基料的相容性较好。

2． 3 涂料的基本性能测试

涂料的基本性能测试结果见表2。