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復合鐵鈦醇酸防銹涂料的研制,敘述以復合鐵鈦防銹顏料,開發環保型醇酸防銹涂料的研制過程
2019年11月21日    閱讀量:541    新聞來源:中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站  |  投稿

一直以來,有著優良防銹效果的紅丹醇酸防銹漆在鋼結構、工業機械、船舶等領域的防銹防腐占有相當大的比重,但由于紅丹含有97%以上的四氧化三鉛,其極高的重金屬鉛的含量在制造、使用、清除等各個過程中均對人和環境造成巨大隱患,與此同時,紅丹近兩年來的價格暴漲也給涂料制造廠商帶來了壓力,因而,尋找一種無毒無污染,同時在防銹性能上可與紅丹媲美,且價格合理的新的防銹顏料勢在必行。


納米復合鐵鈦粉屬非鉛系防銹顏料,其防銹性能優異、無毒、無害、價格低廉,重金屬含量僅為萬分之二以下。它不僅解決了紅丹類鉛鉻等防銹顏料污染嚴重的問題,且在研制的防銹涂料中反映在防銹性能及性價比上存在很大的優勢涂料在線coatingol.com。本文敘述應用復合鐵鈦粉的醇酸防銹涂料的研制情況。


1 試驗部分

1.1 原材料

主要原材料為醇酸樹脂、顏填料(包括復合鐵鈦防銹顏料)、助劑及溶劑。

1.1.1 成膜物的選擇醇酸樹脂,該公司生產,有良好的光澤、保光性和耐候性,對顏填料有很好的潤濕性。

1.1.2 顏、填料的選擇

(1)防銹顏料:采用萬達科技公司生產的復合鐵鈦防銹顏料能增加涂膜致密度,降低涂膜可滲性,從而有效地提高涂膜的防腐性能,同時價格也相對低廉。

(2)填料:選擇一定量體質顏料相配合,不僅降低生產成本,同時也能起到改善涂膜功能,提高涂膜的附著力等作用。

1.1.3 助劑的選用

(1)分散劑:由于復合防銹顏料中加入納米材料,比較難以分散,通過選擇適合的分散劑,采用合適的分散工藝,涂料才分散得好,有更好的防銹效果。

(2)其它助劑:在涂料配方中加入了一定量助劑,如觸變劑、消泡劑、流平劑、催干劑、防結皮劑等,有效地防止涂料在貯存和施工過程中出現質量病態。


1.2 復合鐵鈦防銹涂料的配方設計

根據防銹涂料配方設計基本原理,既考慮經濟合理,防銹性能符合質量標準,又考慮新的防銹涂料適合現有生產設備的要求。通過正交試驗,確定了各色復合鐵鈦醇酸防銹涂料配方,如復合鐵鈦桔紅、黑醇酸防銹涂料參考配方見表1、表2。

表1 復合鐵鈦桔紅醇酸防銹涂料參考配方

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表2 復合鐵鈦黑醇酸防銹涂料參考配方

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1.3 涂料的配制

將樹脂基料、復合鐵鈦粉、顏填料加入分散容器中進行攪拌,再將分散劑、防沉膠加入攪拌,分散一定時間后,研磨至細度60mm,加入催干劑、防結皮劑、溶劑等,攪拌均勻成防銹涂料。


1.4 技術性能(見表3)

表3 復合鐵鈦各色醇酸防銹涂料檢測結果

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2 結果與討論

2.1 復合鐵鈦粉用量對涂料防銹性能的影響

保持涂料配方中各組分的用量(質量分數)不變,通過改變復合鐵鈦防銹粉用量,得到各種涂膜耐鹽水性能結果。以桔紅為例,如表4所示。

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從表4中可以看出,隨著復合鐵鈦粉用量的增加,涂膜的耐鹽水性能也相應提高,但考慮到涂料的其它性能及加入顏填料后的成漆性,用量以(18%~25%)為宜。


2.2 復合鐵鈦粉用量對涂料附著力的影響

保持涂料配方中其它組分用量不變,改變復合鐵鈦防銹粉用量從(0~30)g,看其對涂膜附著力的影響,如表5所示。

表5 WD-D 復合鐵鈦粉用量對涂料附著力的影響

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由表5可以看出,復合鐵鈦粉的引入能有效地改善涂膜與底材間的附著力,當用量為12%左右就可達到標準要求,隨著用量的加大,附著力得到進一步提高。從理論上推斷,可能是其中的納米材料起到的作用,納米粒子存在電子缺失狀態,其分子形式也有變化,以這種粉體制成涂料的涂膜,由于粉體分子處于電子缺失狀態,其電子云必然發生偏轉,微粒帶正電,涂膜中的粉體分子與樹脂作用再與底材互相吸引,形成一種類似離子鍵的結構體系,從而使涂膜與底材之間的吸附力變得相當強大,涂膜也就更牢固。


3 復合鐵鈦粉提高涂料性能的原理淺析

3.1 基礎原理

由于復合鐵鈦粉有納米材料的引入,從而大大改善了載體體積填充的致密度,減少了毛細管作用,屏蔽致密程度大大增加,而且載體本身與紅丹(Pb3O4)結構相類似,也有一定的防銹作用,將其用于防腐涂料中,借助其中納米材料使其細微的顆粒充填涂膜結構,增加涂膜致密度,降低涂膜可滲性,從而有效地提高涂膜的防腐性能。

3.2 復合鐵鈦防銹涂料的防銹原理

復合鐵鈦防銹涂料具有很強的防銹效果,經探討,一是化學防銹,涂料中磷酸根與鋼構件表面的鐵分子反應生成磷酸鐵絡鹽,這層絡鹽牢固地附著在鋼件表面,從而保護了鋼件。二是鐵鈦粉本身對鋼鐵具有相親性,容易得到對鋼鐵的良好附著力,直接在鋼鐵表面氧化生成一層鈍化膜,可阻止電化學腐蝕的產生。三是用量不大的納米粉體材料可大幅度改變涂膜的整體結構,其形成的涂膜平整致密而無針孔、氣孔,能有效地阻隔水分子、氯離子、氧氣等對鋼鐵表面的侵蝕。此外,采用合適的醇酸樹脂工藝,能使鐵鈦粉具有良好的混配性。


4 結 論

復合鐵鈦醇酸防銹涂料具有優異的防銹性能,色彩多樣,可全面替代紅丹廣泛應用于各類軍事裝備和民用設施的防腐涂裝體系,并且該產品的單位成本比傳統的紅丹、鐵紅醇酸防銹涂料要低10%左右,且其比重小、涂布面積比傳統防銹涂料大,從而節約使用成本,而防銹性能又有很大的提高,對環境及施工人員損害少,相對環保,能產生良好的經濟效益和社會效益。


何建華,葉少英,邱星林,霍麗華,梁秀玲(廣州珠江化工集團有限公司, 510385)

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