氯化聚烯烃树脂在涂料中的应用及发展趋势
海洋化工研究院 刘登良
氯化聚烯烃树脂（CPR）泛指主链为氯原子部分取代的脂肪烃树脂。其主要品种有：氯化橡胶（CR）、氯磺
化聚乙烯（CSPE）、过氯乙烯（HPVC）、高氯化聚乙烯（HCPE）、氯化聚丙烯（CPP）、氯化乙烯-醋酸乙烯（CEVA）以
及氯醚树脂（氯乙烯-乙烯基醚共聚物，BASF产品MP-系列）等。除了MP氯醚树脂采用溶液聚合工艺外，其他CPR
树脂均在含氯烃存在下用氯气经自由基取代制备。CPR树脂具有优良的耐候性、耐臭氧、耐化学介质（酸、碱和盐）
及一定的耐脂肪烃溶剂和成品油、润滑油性等，可用于制备单组分涂料，施工方便，不受环境影响。因此广泛地应
用于防腐涂料和一些装饰涂料领域。
CR、CSPE、HPVC、HCPE、MP-氯醚等树脂现已形成系列化的防腐涂料、装饰涂料产品，并有国家或行业的
标准，在船舶、石油化工等重防腐领域形成了较为完整的产品配套体系。从上世纪九十年代后为履行《蒙德利尔议
定书》保护大气臭氧层公约义务，各国加强了对CPR生产中含氯烃释放量的控制，给CPR的生产企业和涂料行业带
来巨大的冲击。同时CPR树脂漆目前主要是传统的低固体份涂料，开发低VOC的CPR涂料也是行业面临的巨大挑战
之一。
CPR清洁生产工艺
通常生产CPR的工艺过程为将聚烯烃——天然橡胶(聚异戊二烯)、聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯等分散于含氯烃
溶剂中，在紫外光UV或自由基引发剂存在下，高温（100～200℃）高压通氯取代生成CPR树脂。在后处理过程中，
相当一部分含氯烃挥发到大气中。因此为减少含氯烃的损耗，必须在原工艺路线上增加其回收装置(含氯烃沸点较
低)，此外，还必须降低产品中致癌物——含氯烃的残留量（<0.5%），势必增加制造成本。迄今为止，只有Bayer
公司还采取溶剂法工艺生产CPR和氯化橡胶，英国、意大利等国的制造商都已关闭其生产装置。
我国从上世纪九十年代初，山东莱州和文登就有固相法工业化试验装置生产HCPE工艺，其产品具备CPR的优
良特性，相当于CR的性能，但是该工艺不够稳定，产品性能不均一。HCPE的分子量过高，树脂液易“肝化”，装
置规模未能扩大应用。与此同时，在水相法中低含氯量氯化聚乙烯工艺基础上，安徽化工研究院、浙江奉化裕隆新
材料公司、鲁西化工厂等科研院所和企业开发了水相法高含氯量氯化聚乙烯工艺。自1995年以来相继开发出水相
法HCPE、改性HCPE、水相CEVA和CR等系列化产品。其中浙江裕隆化工已形成3000t/a HCPE的生产规模。水相法
CPR已经在很大程度上取代溶剂法CR的市场，并成为市场发展的主流方向。为履行《蒙特利尔公约》，在国家环保
总局的推动下，限制和关闭溶剂法CPR也成大势所趋。
CPR树脂主要应用
1.船舶、集装箱
以CP为主的船舶漆已形成系列化的配套体系，包含十几个产品，曾经是中档船涂料的主体。尽管近年来船舶
重防腐涂料（尤其是防腐要求10年以上）向环氧体系转移，但是作为3～5年期防腐涂料系列在中型和渔船漆中仍
占有较大比重。尤其是在0℃以下施工，CPR涂料优于环氧涂料。
上世纪九十年代前集装箱面漆主要以CR为主。至今关西、KCC等集装箱漆生产商仍以CPR为主，海虹等则转
向生产氯醋树脂改性的丙烯酸树脂面漆。由于单纯的丙烯酸面漆软化点低、 耐粘连性差，氯化树脂的耐介质性和
强度与丙烯酸树脂的装饰性和耐候性不失为很好的结合。
2.钢结构防腐涂料
在不同的腐蚀环境中钢结构CPR涂料可保持5～10年的有效期。作者在BASF公司考察时发现MP-氯醚保护的
管道和支架最长的有效期达到15年。我国曾于上世纪七、八十年代大力推广氯磺化聚烯烃防腐涂料，在高峰期仅
江苏兰陵集团一家就达到8000t/a的规模，后来，这类涂料由于固含量过低，VOC高，施工道数多等缺陷，逐步退
出防腐市场。
3.耐化学介质涂料
CPR具有优异的耐酸、耐碱和耐电解质等特性，在化工行业具有广泛的用途。CPR比一般的环氧、聚氨酯涂料
更耐醋酸，同时CPR涂料耐稀盐酸、稀硫酸和硝酸的性能也较好。
4.防火阻燃涂料
CPR的含氯量>50%，是天然的阻燃材料。早期的钢结构防火涂料主要是CR系列，后来采用HCPE以及改性的HCPE。
CPR系列防火涂料的发烟量较大，但成泡性和膨胀成泡坚牢度能满足要求，通过树脂改性和抑烟剂可以改进其性能。
5.防水耐碱、耐酸雨涂料
CPR具有优异的耐水性、防霉性和耐碱性，在高湿环境中具有很好的保护性能。海洋化工研究院研制的CSPE
防水涂料在军用地下工程中已有十几年的应用历史。在高盐碱和高酸雨环境下，CPR底面配套的内外墙涂料经受了
施工和应用考验。
CPR涂料发展趋势
现有的CPR涂料基本上都是溶剂型低固含量的类型，从CSPE涂料固含< 30%到常规固含为40%～50%，其VOC
远大于欧盟的工业涂料VOC限制400～500g/L。同时，溶剂体系以芳烃溶剂（甲苯、二甲苯等）为主，也在美国有
害空气污染物法规（HAPS）的限制范围内。因此，在保持CPR涂料性能优势的前提下，如何应对环保法规的挑战是
摆在树脂供应商和涂料生产商面前的重大任务。
1.水性氯化聚烯烃树脂开发
海洋化工研究院20年前开发了水性CSPE乳液，其固含量达到40%～45%，制备的防水涂料一直应用于军用地
下工程。但是，乳化工艺冗长、设备利用率低及成本较高制约其大规模推广应用，因此当务之急需改进乳化工艺，
同时开发水性HCPE等系列化的水性CPR树脂乳液。
2.有机分散系树脂液
目前HCPE等水相法溶剂树脂液的固含量为>35%，粘度很大，难以配制高固含量的涂料。要降低粘度，需要降
低树脂分子量，但势必会影响其性能；或制备水乳液和有机分散液——将增塑或部分溶胀（用真溶剂）的树脂分散
至脂肪烃溶剂中（树脂的非溶剂）。此外，为达到环保要求，还应用大部分脂肪烃取代芳烃溶剂。
3.优化溶剂体系
减少三苯（苯、甲苯、二甲苯）的用量，尽可能提高固含量，向高固体份涂料方向发展。应注意区别高固（HS）
和厚浆型涂料（HB）的本质区别。HB是将低固含涂料增稠而得到的产品，并不是环保型产品，而HS代表低VOC涂
料。
4.HCPE树脂的改性
HCPE比CR的极性低，对底材的附着力较差。HCPE必须采用低分子量的极性树脂（与HCPE相容性较好）改性，
例如环氧树脂、C9石油树脂、古玛隆树脂、二甲苯树脂及酮醛树脂等，以改进底漆的附着力。
此外，采用化学接枝等手段在HCPE的主链上引入羟基、羧基或酮基等极性基团可增加其树脂的极性，从而提
高附着力和与其他改性树脂的混溶性。后来发展的改性HCPE树脂与特定的丙烯酸树脂、醇酸树脂具有相当好的混
溶性，从而进一步扩大应用范围。
5.产品的系列化和性能优化
水相法生产的CPR树脂与溶剂法生产的树脂在结构和性能上存在差异（尽管含氯量、粘度、热稳定性等常规指
标相当），在涂料应用上不是简单的替代问题，而是涉及到整个配方的优化，包括树脂改性、增塑体系、光热稳定
性、防锈颜料体系、溶剂体系及相关助剂等。
6.优化产品结构，提高配套能力
尽管CPR和涂料经历了半个世纪的发展，产品系列基本成熟，但是清洁工艺生产的产品系列与溶剂法产品仍然
存在一定的差异，所以树脂产品的生产工艺和产品结构存在进一步优化的问题，开发满足用户日益提高要求的产品
系列和服务是更为艰巨的任务。此外，我国产品标准体系已落后于市场经济需求，制定能够满足不同用户的技术性
能和使用性能要求的标准必将成为推动工业涂料发展的动力。