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環(huán)保防銹顏料

放大字體  縮小字體 http://www.yiyexingchen.cn  發(fā)布日期:2013-04-10  瀏覽次數(shù):187


(十) 硼酸鹽系列

在硼酸鹽中,已知有鈣鹽、鋇鹽和鋅鹽。偏硼酸鋇的理論化學(xué)分子式為[Ba(BO2)2·H2O],相對(duì)分子質(zhì)量為241.0,密度為3.25~3.35g/cm3,折射率為1.55~1.60,吸油量為30%。未改性的偏硼酸鋇在貯存和運(yùn)輸中容易吸潮、結(jié)塊,與各種樹脂中的相容性以及在漆膜中的牢固性差,需經(jīng)過改性后才能用作防腐蝕顏料。由無定型水合二氧化硅將偏硼酸鋇進(jìn)行包覆,可以制得改性偏硼酸鋇。

機(jī)理:是基于它具有微溶性和堿性。它的堿性可以中和游離酸,特別是當(dāng)大氣中二氧化碳進(jìn)入漆膜時(shí),阻止了鐵表面堿式碳酸鹽的生成;它的微溶性所放出的鋇離子和偏硼酸離子使腐蝕性的陽極反應(yīng)向相反方向進(jìn)行,阻止了氫氧根和二價(jià)鐵離子的反應(yīng);鋇離子可以像鋅離子一樣反應(yīng)形成金屬皂,降低漆膜的透水性,提高了涂料的防銹能力。另外,改性偏硼酸鋇的抗粉化性也使防銹效果更佳。

硼酸鋅防腐的準(zhǔn)確機(jī)理還不十分清楚。硼酸鋅屬于活性顏料,在有氧和水存在時(shí),它變得活躍。它的水解產(chǎn)物促進(jìn)在金屬表面形成均勻完整的鈍化氧化層。另外,硼酸鋅具有較強(qiáng)的緩蝕作用,在合適的條件下,可以中和腐蝕電池中極端的pH值環(huán)境,從而打亂了導(dǎo)致腐蝕和失去附著力的陽極和陰極區(qū)域的建立。并且還發(fā)現(xiàn),硼酸鋅對(duì)涂膜下的孔蝕和均勻腐蝕提供了額外保護(hù)。

硼酸鋅在水性和溶劑型涂料中均具有防腐性能。

硼酸鋅(ZB)在防腐領(lǐng)域具有獨(dú)特防腐性能和強(qiáng)有力的性價(jià)比。通用的硼酸鋅化學(xué)分子式為:xZnO·yB2O3·zH2O。ZB在本質(zhì)上不同于其它幾種硼酸鋅顏料—偏硼酸鋇和硼硅酸鈣,ZB幾乎是中性,在水性漿中pH值為7.1~7.8,而其它幾種硼酸鋅是高堿性的。這使得ZB與各種水性和非水性樹脂均相容。

在許多應(yīng)用中,含有硼酸鋅的涂料顯示了與含有同等量的鋅或鍶的鉻酸鹽相當(dāng)或更好的防腐性能。另外,硼酸鋅還能促進(jìn)涂膜和金屬包括鋼鐵、鋁和銅之間的附著力。


(十一) 離子交換型顏料

離子交換型防銹顏料是一種新型無毒防銹顏料,包括含鈣離子交換硅膠和稀土離子交換硅膠等,其作用機(jī)理與上述的防銹顏料截然不同。

機(jī)理:當(dāng)腐蝕性電解質(zhì)進(jìn)入涂膜時(shí),即與該防銹顏料接觸,后者就將這種腐蝕性離子截獲在此二氧化硅表面上,并釋出相應(yīng)的鈣離子和稀土離子而轉(zhuǎn)到金屬底材上,當(dāng)此過程繼續(xù)進(jìn)行時(shí),則鈣離子層和稀土離子層就堆積在金屬涂層界面上,從而起著阻隔作用而保護(hù)了底材又增強(qiáng)了涂層的附著力。

優(yōu)點(diǎn):緩蝕離子按“需”放,能充分有效利用;硅膠在涂層中不溶解,其交換反應(yīng)以分子水平發(fā)生在氧化物載體表面,不影響顏料的形態(tài),可更長時(shí)間的保持涂層的完整性。


(十二) 片狀鋅粉

將鋅粉用于配制防腐蝕涂料已有幾十年的歷史,由于其優(yōu)良的防腐蝕性能,已成為鋼鐵構(gòu)件防腐蝕領(lǐng)域和車間底漆領(lǐng)域中最常用的防銹底漆之一。目前國內(nèi)外工程中實(shí)際使用的富鋅底漆多用的是球狀鋅粉,但是隨著市場發(fā)展,鋅粉逐漸向鱗片狀方向發(fā)展。

機(jī)理:

①鋅比基體鐵具有更低的電位,可以通過犧牲陽極的陰極電化學(xué)保護(hù)作用,使鋼鐵基體免遭腐蝕;

②鋅粉在腐蝕介質(zhì)中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成一層不溶性Zn(OH)2、堿式氧化鋅、堿式碳酸鋅以及鋅鐵復(fù)鹽等,沉積在鋅粉顆粒之間,填塞了顏料之間的空隙,又不導(dǎo)電,從而對(duì)涂層起到了封閉的作用;

③片狀鋅粉在涂層中平行于涂膜表面排列,且互相重疊和交錯(cuò),大大增加了水和腐蝕介質(zhì)滲透過涂層的距離,從而提高了涂層的防腐蝕能力。

金曉鴻等研究了片狀鋅粉在環(huán)氧富鋅底漆中的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)片狀鋅粉用量可減少到原球狀鋅粉用量的1/3,而不影響其防腐蝕性能,同時(shí)與其他片狀防銹顏料,如云母氧化鐵、云母粉等混合配用,可大大減少鋅鹽的生成,制得的富鋅底漆表面平整,與后續(xù)涂層配合更好,可減少發(fā)生氣泡的傾向。于曉輝等研制了一種鱗片狀鋅基環(huán)氧富鋅重防腐涂料,打破了傳統(tǒng)防腐漆只防腐無裝飾的性能,并在金屬表面使用時(shí)可帶銹操作,與傳統(tǒng)富鋅底漆相比具有諸多優(yōu)點(diǎn):涂料中片狀鋅粉用量僅為球狀鋅粉用量的1/3~1/2,綜合成本降低,具有更強(qiáng)的附著力、防腐蝕性以及良好的施工儲(chǔ)存性能。韓鳳俊等的研究表明片狀鋅粉與球狀鋅粉的防腐性能有所不同,用球狀鋅粉做填料時(shí),一般配比越高,涂層的防腐性能越好,而鱗片狀鋅粉則相反,在配比較低時(shí),涂層發(fā)揮了更優(yōu)異的防腐作用,在其所研制的漆中,涂層中鱗片狀鋅粉填料的配比在20%~25%(PVC約30%~35%)時(shí),涂層的綜合性能較好,防腐性能最佳。

Adréa Kalendová研究了鋅粉的尺寸和形狀對(duì)防腐蝕涂料性能的影響,研究發(fā)現(xiàn)鋅片尺寸越小,涂料防腐蝕性能越好,在環(huán)氧酯樹脂涂料中,片狀鋅粉在體積含量20%時(shí)具有最佳的防腐蝕效果,其研究結(jié)果與韓鳳俊等一致。

 
 
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