起防銹作用的物質,如紅丹粉、鐵紅粉、復合鐵鈦粉、三聚磷酸鋁鋅粉等,人們把這類物質統稱為防銹顏料。傳統涂料所用的防銹顏料多為含鉻、鉛、鎘等顏料,例如紅丹、鉛粉,及鋅、鋇、鉛的鉻酸鹽等,其配制成的涂料雖然具有良好的防腐蝕性能,但其本身有毒,且在生產和使用過程中會污染環境和危害健康,許多國家已嚴格限制使用。
防銹顏料
起防銹作用的物質,如紅丹粉、鐵紅粉、復合鐵鈦粉、三聚磷酸鋁鋅粉等,人們把這類物質統稱為防銹顏料。傳統涂料所用的防銹顏料多為含鉻、鉛、鎘等顏料,例如紅丹、鉛粉,及鋅、鋇、鉛的鉻酸鹽等,其配制成的涂料雖然具有良好的防腐蝕性能,但其本身有毒,且在生產和使用過程中會污染環境和危害健康,許多國家已嚴格限制使用。
起防銹作用的物質,如紅丹粉、鐵紅粉、復合鐵鈦粉、三聚磷酸鋁鋅粉等,人們把這類物質統稱為防銹顏料。傳統涂料所用的防銹顏料多為含鉻、鉛、鎘等顏料,例如紅丹、鉛粉,及鋅、鋇、鉛的鉻酸鹽等,其配制成的涂料雖然具有良好的防腐蝕性能,但其本身有毒,且在生產和使用過程中會污染環境和危害健康,許多國家已嚴格限制使用。在環保日益受到重視,開發新型環保無污染的防銹涂料成為發展趨勢之一。國內外的研究人員已研制出了磷酸鹽、鉬酸鹽、硼酸鹽和片狀顏料等多種無毒高效防銹顏料。
防銹顏料的作用可以分為兩類:物理性防銹和化學性防銹,其中化學性防銹顏料又可以分為緩蝕性和電化學作用型兩種。
物理性防銹顏料
物理性防銹顏料是借助其細密的顆粒填充漆膜結構,提高了漆膜的致密性,起到了屏蔽作用,降低了漆膜滲透性,從而起到了防銹作用,如氧化鐵紅、鋁粉、玻璃鱗片等。
鐵紅又稱氧化鐵紅,性質穩定,遮蓋力強,顆粒細微,在漆膜中可以起到很好的作用。耐熱、耐光性好,對大氣、堿類和稀酸的作用非常穩定。
云母氧化鐵其化學成分為三氧化二鐵,有良好的化學惰性,在圖層中形成的鱗片排列,形成涂層內復雜曲折的擴散路徑,使得腐蝕介質的擴散滲透變得相當曲折,很難滲透到基材。而且在面漆中使用可以提高耐候性。
化學性防銹顏料
化學緩蝕性防銹顏料
化學緩蝕作用的防銹顏料,依靠化學反應改變表面的性質或反應生成物的特性來達到防銹目的。化學緩蝕作用的防銹顏料能與金屬表面發生作用如鈍化、磷化,產生新的表面膜層、鈍化膜、磷化膜等。這些薄膜的電極電位較原金屬為正,使金屬表面部分或全部避免了成為陽極的可能性;另外薄膜上存在許多微孔,便于漆膜的附著。常用的化學緩蝕顏料有鉛系顏料、酪酸眼顏料、磷酸鹽顏料等。
酪酸鹽防銹顏料中主要使用的是鋅酪黃,主要成分是酪酸鋅。是酪酸鹽類中應用最廣泛的防銹顏料。主要用作鋁、鎂等輕金屬的防銹漆,當然也可以用于鋼鐵表面防銹,酪酸鋅的防銹機理是使金屬表面鈍化,從而起到緩蝕作用,達到防銹目的。
電化學作用型防銹顏料
起電化學作用的防銹顏料最主要是鋅粉。以鋅粉為顏料的防銹漆,在鋼鐵表面形成導電的保護涂層。鋅的化學反應在涂層表面形成鋅鹽及鋅的絡合物等,這些生成物是極難溶的穩定物并沉淀在涂層表面上,以防止氧、水和鹽類的侵蝕,從而起到防銹效果,使鋼鐵得到保護。
防銹顏料的用途
用于防止金屬腐蝕的涂料叫防腐蝕涂料,其中起主要防腐蝕作用的是防銹顏料。目前,防銹顏料分為毒性防銹顏料、低毒防銹顏料或無毒防銹顏料。
近年來,在金屬防銹方面,采用植酸用于取代鉻酸和磷酸分別用于金屬的鈍化和磷化以及電鍍等金屬表面處理劑,并在實際應用中取得良好效果,然而,在防銹顏料工業上很少有人注意到以植酸為原料生產植酸鋅、鋁、鐵、鈣、鋇等化合物于高效防銹顏料。申請人在先研制出無毒防銹顏料,專利申請號“200610041732.0”,名稱為“一種防銹顏料”,該防銹顏料含有植酸鹽和云母或云母系或云母氧化鐵或磷鐵粉填料,植酸鹽和云母或云母系或云母氧化鐵或磷鐵粉填料的重量比為1∶1-9,將植酸鹽和云母或云母系或云母氧化鐵或磷鐵粉填料共沉積混合而成,其性能完全取代傳統毒性防銹顏料,能有效防止毒性防銹顏料給環境造成嚴重污染,危害人體健康。但是,其不足之處是防銹性能、耐鹽水和貯存穩定性方面與工業生產的要求還有差距。
涂料保護金屬腐蝕不但取決于所選用的樹脂體系,同時在很大程度上也取決于所選擇的防銹顏料,因此,涂料的防腐性能是樹脂體系與防銹顏料相互共同作用的結果。目前市場上的防銹顏料種類繁多,基本上可以分為惰性防銹顏料(屏蔽性顏料)、犧牲性顏料、活性防銹顏料三大類:
1、惰性顏料發揮的是物理作用,其可以增強涂膜的屏蔽作用,一般來說,它們在化學上是惰性的;
2、犧牲性顏料是金屬顏料,屬于活性顏料中的特殊一類,噴涂于鐵屬基材上,通過陰極保護作用而發揮防銹性能;
3、活性顏料是通過化學和(或)電化學作用而防止金屬腐蝕的,是防銹顏料的主流。
防銹顏料的分類
物理防銹顏料
物理防銹顏料化學性質比較穩定,將其充分分散于涂膜結構中可以提高涂膜致密性,降低涂膜的滲透性,從而達到防銹的效果。常見的物理防銹顏料如氧化鐵系顏料、云母氧化鐵、鋁粉、玻璃鱗片等。
氧化鐵系顏料
氧化鐵系防銹顏料是具有微細粉粒狀物的有色物質,在防腐涂料中,以氧化鐵紅應用最廣。氧化鐵紅俗稱鐵紅,是氧化鐵系顏料中化學性質最穩定的一種,只能溶于熱的濃酸中。
云母氧化鐵
云母氧化鐵具有魚鱗狀六方晶體結構,有良好的化學惰性,在涂層中成鱗片排列,形成一個復雜的擴散路徑,使得腐蝕介質的擴散滲透路線變得曲折,很難滲透到基材。鱗片屏蔽層對紫外線反射能力強,減緩涂層老化,可提高面漆耐候性;云母氧化鐵可降低漆膜與金屬之間的熱膨脹系數差,固化收縮率小,提高了抗龜裂和脫落性能。常見的是鋼結構防腐的環氧云鐵中間漆。
鋁粉
鋁粉具有鱗片狀結構,有金屬光澤??尚纬啥鄬悠叫信帕械倪B續金屬膜,阻擋外界水分、氣體到達基材,能反射外界光線,耐候優異。鋁粉可提高漆膜耐溫性,常與有機硅樹脂生產成有機硅耐高溫漆。
玻璃鱗片
玻璃鱗片是片狀結構在涂層中相互平行多層排列,有效延長腐蝕介質擴散到基體的時間,從而提高漆膜防腐性能。玻璃鱗片制成的涂料具有耐腐蝕、抗滲透性好、漆膜收縮率低、熱膨脹系數小、耐磨損、施工簡便、易于修補、涂裝厚度大的優點。
防銹顏料的制備
一種磷鐵防銹顏料,先將磷鐵用鱷破機改細粉碎至小于8mm,烘干或曬干至水份小于1%,取磷鐵40Kg,鈦白粉10Kg,硫酸鋇50Kg混合均勻,用雷蒙磨粉碎至≥325目,篩余物≤1%,然后包裝。
磷鐵,可用于做防銹顏料,但在用于生產磷鐵防銹顏料的過程中,由于含有較高的磷,容易起火燃燒,甚至爆炸,影響安全生產。
一種低鉛防銹顏料,取1.5Kg的大紅粉,0.5Kg的永固桔黃,5Kg的中鉻黃,8Kg地鈦白粉,30Kg的磷酸鋅,55Kg的硫酸鋇作為填充料,依次加入球磨機,球磨3-5小時,水分含量≤1%,325目篩余物≤1%,包裝成品,顏色為淺桔紅色。
一種云母氧化鐵防銹顏料
將50%硫酸鋅溶液慢慢加入到10%的植酸和7%的單寧酸混合水溶液中,邊加邊攪拌,然后用苛性堿或氨水調PH=5~6,繼續攪拌10分鐘,生成植酸鋅和單寧酸鋅,將植酸鋅和單寧酸鋅與云母或云母氧化鐵按重量比為2∶3混合,經攪拌60分鐘,使其均勻混合,水洗后干燥、粉碎粒度為0.5~4μm,得到含有植酸鋅、單寧酸鋅和云母或云母氧化鐵的防銹顏料。
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