一种耐酸防腐性优异的高氯化聚乙烯复合涂料及其制备方法技术领域
本发明属于防腐漆领域，具体涉及一种耐酸防腐性优异的高氯化聚乙烯复合涂料
及其制备方法。
背景技术
高氯化聚乙烯含氯量高，又称HCPE树脂。白色轻质小颗粒，氯含量>61%，热分解温
度>130℃，热稳定时间180℃>3min。由于分子结构中不含双键，氯原子又是无规分布，因此
具有良好的耐候性、耐臭氧性、耐热老化性、耐燃性、耐化学药品性和耐油性，但以此为单一
成膜物的涂层很脆、附着力较差，因此在实际应用过程中常常添加柔性树脂以改善涂膜的
性能，提高涂膜的耐候性能，同时提高涂膜的附着力和光泽等物理机械性能，如加入醇酸树
脂、丙烯酸树脂、氯化石蜡等进行改性。
周耿槟、杨卓如等人在其《含氟丙烯酸酯共聚物的制备及其涂膜表面疏水疏油性
能的研究》一文中，以单体甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、含氟（甲基）丙烯酸酯为原
料，合成了一系列的含氟丙烯酸酯共聚物。通过侧链引入全氟基团来改变丙烯酸酯聚合物
的结构，这样既保持了丙烯酸酯聚合物原有的优点，又赋予含氟聚合物特有的疏水、疏油、
耐候性及自清洁性能，使其综合性能指标大大提高。
壳聚糖具有一定的杀菌作用对微生物腐蚀有抑制作用，起到一定的防污功能，而
其本身无毒，可以说是一种既防腐又防污的绿色环保材料。壳聚糖的结构与纤维素很相似，
同样具有良好的成膜性，结构中的羟基和氨基使分子链间存在较强的氢键，能承受一定的
机械强度和拉伸强度，而且分子中存在羟基和氨基这样的极性基团，尤其是氨基，带上正电
荷后具有与铁的外层空轨道形成配位的孤对电子或π电子，使吸附层与金属表面作用力增
强，吸附膜稳定性提高。
因此本发明使用甲基丙烯酸-β-羟乙酯接枝高氯化聚乙烯，之后采用水相悬浮聚
合法将甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯单体成功接枝到壳聚糖分子上，制备了
壳聚糖接枝含氟丙烯酸酯/高氯化聚乙烯三元共聚物，使得防腐涂料具有较高的抗污性、极
佳的防腐性、优良的涂覆性和优异的附着力。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种耐酸防腐性优异的高氯化聚乙烯复合涂料
及其制备方法，提供涂料的防腐性能、抗污性和附着力。
一种耐酸防腐性优异的高氯化聚乙烯复合涂料，由以下重量份的原料组成：高氯
化聚乙烯60-80份，壳聚糖23-36份，过氧化二苯甲酰0.8-2份，甲基丙烯酸-β-羟乙酯9-17
份，乙酸乙酯适量，去离子水适量，叔丁基过氧化氢0.6-2份，甲基丙烯酸六氟丁酯11-20份，
无水乙醇适量，氯化石蜡2-4份，钛白粉3-5份，消泡剂1-2份，二甲苯适量，纳米碳酸钙4-9
份，硬脂酸钡2-4份，硅烷偶联剂2-5份。
具体步骤如下：
（1）高氯化聚乙烯接枝甲基丙烯酸-β-羟乙酯的制备：
依次将1/5份的高氯化聚乙烯、过氧化二苯甲酰、甲基丙烯酸-β-羟乙酯加入到含有二
甲苯与乙酸乙酯混合液的三口烧瓶中，搅拌使高氯化聚乙烯充分溶胀，然后剧烈搅拌并缓
慢加入去离子水，待其分散均匀稳定后，通入氮气至85-95℃反应2-4小时，之后用热水洗
涤，于55-65℃真空干燥至恒温，即得接枝产物；
（2）壳聚糖接枝含氟丙烯酸酯/高氯化聚乙烯三元共聚物：
将干燥处理后的壳聚糖置于装有回流冷凝管、搅拌器、温度计的三口烧瓶中，加去离子
水，浸泡，溶胀过夜，置于恒温水浴锅中，55-65℃搅拌5-10分钟，滴加叔丁基过氧化氢，搅拌
8-15分钟，加入步骤（1）高氯化聚乙烯接枝甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯，回
流状态下反应4-5小时，冷却至室温，过滤，用无水乙醇洗涤后，烘干至恒重，得壳聚糖接枝
含氟丙烯酸酯/高氯化聚乙烯三元共聚物；
（3）配制涂料：
①、取纳米碳酸钙、钛白粉、硬脂酸钡，分别研磨后再通过混合器混合均匀，然后加入硅
烷偶联剂，在80-85℃的条件下，在高混机中在转速为350-400r/min下搅拌10-18分钟，静置
冷却至室温，得改性碳酸钙混合料，备用；
②、将余下的高氯化聚乙烯树脂溶于二甲苯溶剂中，边搅拌、边投入，搅拌速度控制在
60-80r/min，直至完全溶解成透明粘稠液体，再将搅拌速度升至300-500r/min，加入上述改
性碳酸钙混合料，搅拌20-40分钟；
③、加入步骤（2）制备的三元共聚物搅拌混合均匀，升温到45-52℃，加入氯化石蜡、消
泡剂，高速1500-3000r/min搅拌3-5小时，用20目滤网粗滤；
（4）粗滤的物料进入砂磨机研磨，研磨至细度为≤40µm，砂磨机出口温度控制在≤60
℃，再使用二甲苯调整粘度在160-220（S）涂-4杯，用120目振动筛过滤、包装。
其中，所述的步骤（1）中的二甲苯与乙酸乙酯混合液是由二甲苯与乙酸乙酯按体
积比为3：1混合而成。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明利用悬浮溶胀接枝法制备了高氯化聚乙烯接枝甲基丙烯酸-β-羟乙酯，之后
与甲基丙烯酸六氟丁酯单体共聚引入含氟基团，得到含氟丙烯酸酯/高氯化聚乙烯复合物，
由于氟电负性大，C-F键能高，紫外线对其没有任何影响，显示该涂料具有超耐候性，通过改
性后的含氟丙烯酸酯不仅保持了丙烯酸酯原有特性，还有效提高了防腐涂层的耐候性、抗
污性、耐油耐水性。
（2）本发明利用水相悬浮聚合法将含氟丙烯酸酯接枝到壳聚糖分子上，利用壳聚
糖的杀菌作用，提高了涂料的抗污防腐性能；利用壳聚糖分子中存在的极性基团，增强防腐
涂料与金属表面的作用力，提高吸附膜稳定性，增强防腐涂料的附着力；另外本发明防腐涂
料在保护金属使用时，当有铁离子或其它金属离子溶出时，壳聚糖上的极性基团也会将其
络合住，形成致密的“钝化膜”，防止进一步腐蚀的进行。
（3）本发明通过硅烷偶联剂将防腐涂料与纳米碳酸钙界面偶联起来，从而增加涂
料的黏结强度，所得改性后的防腐涂料可耐发烟硫酸等强氧化的酸腐蚀，有效地提高了涂
料的耐候、耐老化等性能。
具体实施方式
一种耐酸防腐性优异的高氯化聚乙烯复合涂料，由以下重量份的原料组成：高氯
化聚乙烯76，壳聚糖32，过氧化二苯甲酰1.5，甲基丙烯酸-β-羟乙酯15，乙酸乙酯适量，去离
子水适量，叔丁基过氧化氢1，甲基丙烯酸六氟丁酯18，无水乙醇适量，氯化石蜡3，钛白粉4，
消泡剂1，二甲苯适量，纳米碳酸钙6，硬脂酸钡3，硅烷偶联剂3。
具体步骤如下：
（1）高氯化聚乙烯接枝甲基丙烯酸-β-羟乙酯的制备：
依次将1/5份的高氯化聚乙烯、过氧化二苯甲酰、甲基丙烯酸-β-羟乙酯加入到含有二
甲苯与乙酸乙酯混合液的三口烧瓶中，搅拌使高氯化聚乙烯充分溶胀，然后剧烈搅拌并缓
慢加入去离子水，待其分散均匀稳定后，通入氮气至90℃反应3小时，之后用热水洗涤，于60
℃真空干燥至恒温，即得接枝产物；
（2）壳聚糖接枝含氟丙烯酸酯/高氯化聚乙烯三元共聚物：
将干燥处理后的壳聚糖置于装有回流冷凝管、搅拌器、温度计的三口烧瓶中，加去离子
水，浸泡，溶胀过夜，置于恒温水浴锅中，60℃搅拌8分钟，滴加叔丁基过氧化氢，搅拌13分
钟，加入步骤（1）高氯化聚乙烯接枝甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯，回流状态
下反应4.5小时，冷却至室温，过滤，用无水乙醇洗涤后，烘干至恒重，得壳聚糖接枝含氟丙
烯酸酯/高氯化聚乙烯三元共聚物；
（3）配制涂料：
①、取纳米碳酸钙、钛白粉、硬脂酸钡，分别研磨后再通过混合器混合均匀，然后加入硅
烷偶联剂，在82℃的条件下，在高混机中在转速为400r/min下搅拌15分钟，静置冷却至室
温，得改性碳酸钙混合料，备用；
②、将余下的高氯化聚乙烯树脂溶于二甲苯溶剂中，边搅拌、边投入，搅拌速度控制在
80r/min，直至完全溶解成透明粘稠液体，再将搅拌速度升至500r/min，加入上述改性碳酸
钙混合料，搅拌30分钟；
③、加入步骤（2）制备的三元共聚物搅拌混合均匀，升温到50℃，加入氯化石蜡、消泡
剂，高速2500r/min搅拌4小时，用20目滤网粗滤；
（4）粗滤的物料进入砂磨机研磨，研磨至细度为≤40µm，砂磨机出口温度控制在≤60
℃，再使用二甲苯调整粘度在160-220（S）涂-4杯，用120目振动筛过滤、包装。
其中，所述的步骤（1）中的二甲苯与乙酸乙酯混合液是由二甲苯与乙酸乙酯按体
积比为3：1混合而成。
涂料性能测试结果：
耐冲击性：≥46kg/cm，柔韧性：≤2.2mm，附着力：1级；
干燥时间（h）：表干≤0.5，实干≤4；
常温下耐腐蚀性能：
10%HCl水溶液≥360h，涂层不起泡、不脱落；
20%H2SO4水溶液≥360h，涂层不起泡，不脱落；
20%NaOH水溶液≥360h，涂层不起泡，不脱落；
耐盐雾腐蚀试验≥50次，涂层不起泡，无变质、软化现象。