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什么是涂料缓蚀剂?

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什么是涂料缓蚀剂?


在金属表面使用涂料本身就是一种防止金属腐蚀的方法。在涂料中加入缓蚀剂,往往会使防腐蚀的效果更好。最早使用的涂料是铅和铬的化合物。这两类化合物使用历史都很长,效果也好。但由于铅、铬化合物对环境造成的污染,使其他缓蚀剂的研究和应用得以受到重视,并取得很多成果。

无机缓蚀剂

1.铅化合物一氧化铅、四氧化三铅(铅丹) 和铅白都是涂料中最早应用的缓蚀剂。铅丹在涂层初期防蚀效果好,一氧化铅效果更好。此外,铅酸钙、碱式硫酸铅、碱式硅铬酸铅和氰氨化铅等,都是涂料中较好的缓蚀剂。

红丹,又名铅丹,分子式Pb3O4,含有2%~15%的PbO。红丹应用于涂料历史悠久。从19世纪中叶起就一直作为缓蚀剂使用,至今仍未衰败。它和亚麻油配制的酸性底漆具有良好的防锈性能。对于涂装的钢铁表面处理要求不高。涂在带锈带油钢铁表面仍有很好的防锈效果。

一般从以下几个方面的机理来解释红丹的缓蚀作用。

a.靠晶格离子的交换作用在阳极区和阴极区起缓蚀作用。

b.在水和氧的存在下,能与油性漆料作用生成铅皂,进一步分解成短链产物后,具有很好的缓蚀作用。

c.红丹具有很强的氧化能力,在与钢铁表面接触时,能使钢铁氧化生成Fe3O4薄膜,使钢铁表面钝化而防蚀。

2.铬酸盐铬酸盐如铬酸锌、铬酸铅、铬酸钙、铬酸锶、碱式铬酸锌、四盐基铬酸锌、铬酸钠、重铬酸钠等都是涂料较好的缓蚀剂。但由于铅盐、铬酸盐和钔盐时环境的污染和危害,现在采用对环境污染较少的其他缓蚀剂。

3.磷酸盐磷酸盐类缓蚀剂对环境的危害较小,其缓蚀效果好,应用广泛。

a.磷酸锌磷酸锌是磷酸盐缓蚀剂中最重要的品种。可用于钢、铝和镀锌铁板,它稳定性好、无毒,在涂料工业中的应用呈上升的趋势,。它不是碱性物质,可用于多种涂料介质中。

对于磷酸锌的缓蚀机理有不同的看法。有人认为它在阳极区形成屏蔽沉积层,使金属钝化;另一部分人则认为磷酸锌水解后的产物能与铁锈生成杂多胶配合物防护膜,从而起到缓蚀作用。磷酸锌既可作为钢铁的处理剂,也可作为颜料用于涂料。磷酸锌可分为未改性磷酸锌和改性磷酸锌,未改性磷酸锌当有水分穿过涂膜时,锌、铁与水可反应形成钝化的磷酸锌与锌的水合物,它们有助于防止涂膜附着力的丧失。

磷酸锌还可以和其他物质复配成复合缓蚀剂。如磷酸锌和氯氧化钙按20 :l进行复合,用于亚麻仁油醇酸底漆,其效果和亚麻仁油醇酸红丹(防锈漆)水平(钢制样板腐蚀速率为0.lmm/a)相近。有人建议用此复合缓蚀剂代替有毒的铅丹。磷酸锌还可以和钼酸盐、钨酸盐配合使用,改善涂料的防护性,特别是在金属表面未完全除净铁锈时。

b.酸式磷酸铝其主要成分是三聚磷酸二氢铝,是一种新型的无毒固体酸,是铅、铬系有毒防锈涂料理想替代品。其防锈基团是三聚磷酸根,它是由磷酸和氧化铝在高温下反应,再经过锌盐和硅酸盐处理而得。其特性如下。

I.微溶于水,溶出的三聚磷酸根离子对钢铁基体的Fe2+或Fe3+有较强的螯合力,在被涂表面形成钝化膜,对钢铁的腐蚀具有极强的抑制作用。

II.三聚磷酸盐解聚得正磷酸盐,生成的磷酸根离子也能和钢铁表面反应,生成耐浊的钝化膜。

该缓蚀剂广泛用于各种底漆以及底面合一涂料中,与清漆亲和性好,可与各种颜料、填料配合使用,也可与防锈颜料合用,可制备各种高性能防腐蚀涂料。适用于酚醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂、环氧聚酯树脂以及丙烯酸树脂等溶剂型涂料以及各种溶性树脂涂料 (如高适应性水性环氧酯浸涂漆等) 。

c.磷酸镁、三水合磷酸氢镁都是钢铁涂料的缓蚀剂,适用于乙烯/丙烯酸、醇酸/聚酯涂料,属阳极型缓蚀剂。通常用于低PVC制备涂料,效果更佳。

d. 磷酸氢钙这是一种用于多种涂料的阳极型缓蚀剂。无毒,能较好地用于钢铁的涂料防腐蚀。只是不宜和强酸性和烘干底漆合用。

e 羟基亚磷酸锌亦称磷-氧化锌,是一种能抑制阳极、阴极过程的混合型缓蚀剂,其吸油量较低,颗粒细。常用于钢铁和镀锌钢板的防腐蚀。常用于水溶性、乳液、非水体系的涂料。

f. 硅磷酸盐这是涂料缓蚀剂中重要的一....


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