文档介绍：涂料用三聚磷酸锌防腐颜料
 
引言
防腐涂料是涂料工业中一个重要的领域,它受到现代法律和在涂料配方及应用中出现的新技术的影响。这些新技术的目的是减少对环境的危害。
减少对环境的影响是通过在涂料配方中减少或者不使用有机溶剂和使用无毒的颜料,特别是在防腐配方中。传统的防腐颜料,如含铬和铅的化合物,正在被如无机磷酸盐及相关的环境友好型化合物所代替。
在大量的防腐材料中,与环境相容的产品通常是基于磷酸盐的颜料,占据了市场大部分份额。有几十种磷酸锌产品用于代替铬和铅氧化物。磷酸锌的防腐效果及对于钢铁的保护方式仍然有争论。在长期试验中使用磷酸锌会获得良好的结果,但在加速试验中似乎会出现令人失望的结果。至少,有一点是清楚的在大多数底漆体系中磷酸锌的性能低于铬酸锌。但是含有磷酸锌的涂料在酸性气氛和工业环境中有很好的性能。磷酸锌的改性方法是使用磷酸铝、钼酸锌、氧化锌等来改性。已有文献可见更好性能的改性磷酸锌已出现。
含三聚磷酸阴离子的颜料已经进入市场以满足更多的应用需要。在这些颜料中,三聚磷酸铝应用最为广泛。三聚磷酸铝可以用在多种基料中,并且对快速腐蚀涂层的划格试验特别有效。由于这种颜料较强的酸性需要使用其它颜料来中和。除了三聚磷酸铝以外的其它颜料的存在会影响有足够保护性的涂层的形成。
这里研究的主题是三聚磷酸锌防腐颜料用在涂料中的性能。颜料按照实验室的规模准备,并用电化学技术来评估对钢铁腐蚀的抑制作用。最后颜料在涂料中的防腐性能用加速和电化学试验来评定。
试验
颜料制备
三聚磷酸锌在实验室中通过三聚磷酸钠和***锌溶液沉淀得到。三聚磷酸锌沉淀所需的 pH 值通过酸碱滴定曲线来确定。使用 N 的氢氧化钠来滴定 N 三聚磷酸钠和 N 硫酸锌的酸溶液,用玻璃电极来指示溶液的 pH 值。此外,使用 N 的氢氧化钠溶液滴定相似的硫酸锌酸溶液来确定氢氧化钠沉淀时的 pH 值。两个体系的滴定曲线见图 1 。从这些曲线可知,考虑到三聚磷酸锌沉淀且避免氢氧化锌沉淀的最佳 pH 值为。
因此,根据前述的情况,三聚磷酸锌可以通过在同样的 pH 值下同时滴加 N 的三聚磷酸钠( pH 4 )和 N 的***锌到玻璃容器中获得。接着通过加入 20 %的氢氧化钠调节 pH 值到。颜料用布氏(Buchner) 漏斗过滤,接着使用去离子水冲洗 3 次、空气干燥、再在去离子水中悬浮清洗 2 次。三聚磷酸锌不能用加热干燥,因为离子会进行自水解,水解速率同温度和介质的 pH 值相关。业已证明在室温和 pH 值为 5 的情况下,颜料的半衰期为 10 000 h (超过 1 a );但在 80 ℃时只有 5 h 。
三聚磷酸锌颜料的特性
由前述方法制备的颜料的组成用通用的分析技术来确定。三聚磷酸锌同涂料技术相关的的物理化学特性,如密度( ASTM D1475 )和吸油量( ASTM D281 ),通过标准方法来测定。水溶液的 pH 值,电导率和离子含量也进行了测定。
三聚磷酸锌悬浮液抑制腐蚀能力评估
三聚磷酸锌颜料抑制腐蚀能力的评估,先通过测量 SAE1010 不锈钢电极在颜料悬浮液中浸泡 4 h 后的腐蚀电位,来判定钝化膜的形成。接着测量 24 h 后的腐蚀电位来判定体系是否得到保护。采用 2 种表面处理方式:低