新型水性转化渗透型带锈防蚀涂料

新型水性转化渗透型带锈防蚀涂料

杨昌柱刘其城

摘要介绍了一种新型的集除油除锈防锈于一体的可涂性好的水性转化渗透型带锈防腐蚀涂料的配方以自制的乙-丙乳液为成膜物天然植物多磷酸酯(植酸)为锈层转化螯合剂讨论了活性颜料转化剂等添加剂对防腐蚀涂料的影响结果表明该涂料在带锈的钢件上涂覆效果较好

关键词带锈涂料转化渗透水性防腐蚀

金属在大气中受到氧水分及其他杂质的腐蚀不仅其外观色泽及机械性能等受到破坏更重要的是其精度灵敏度等均受损失甚至会报废因而研究其防腐蚀技术意义特别重大60年代以来我国研制的溶剂型带锈防锈涂料品种单一又含有大量的有机溶剂铅

铬等防锈颜料毒性大对环境污染严重1克服溶剂型带锈防腐蚀涂料的缺点是目前

研究带锈防腐涂料的热点24本工作以天然植物多磷酸酯为渗透性转化螯合剂自制的乙-丙乳胶树脂为成膜液用亚铁氰化钾作转化协同剂及填料配成集除油防锈转化渗透为一体的多功能水溶性防腐蚀涂料

1 试验部分

1.1 乙-丙乳液的合成

1.1.1 水溶性树脂合成配方

表1是水溶性树脂配方

表1

原料丙烯酸丁酯醋酸乙烯丙烯酸活性剂( ) 活性剂( )

重量(%) 38.0 6.0 3.0 0.8 2.4

原料交联剂缓冲剂乳发剂 pH值调节剂水

重量(%) 0.25 0.35 0.40 1.40 余量

1.1.2 合成工艺及流程

乙-丙乳液的合成分两步(1) 种子聚合(2) 网络聚合即以种子聚合核为网点的网络聚合聚合反应过程在反应器中加入去离子水依次加入十二烷基苯磺酸钠OP-10交联剂缓蚀剂在剧烈搅拌下升温至70 将预先混合好的单体混合物(丙烯酸丁酯

醋酸乙烯丙烯酸)与引发剂(过硫酸铵溶液)各取1/5和1/2同时加入70 的乳化体系中

继续搅拌升温至80 保温0.5 h进行种子聚合至液体略带蓝光再同时滴加余下的单体混合物与引发剂并保持反应温度在8090 约2 h加完恒温2 h完成网络聚合过程降温至50 左右调pH值约5即可得到水溶性乙-丙乳液树脂

采用以上工艺获得的水性乳液树脂具有成膜温度低成膜后呈疏水性即耐水性好所得乳液的固含量为50%最低成膜温度约为10 粘度为100130 mm2/s

合成工艺流程

1.2 涂料的配置

1.2.1 配方设计

涂料配方见表2

表2

成分重量(%)

水溶性乙-丙乳液 2530

亚铁氰化钾510

环己六醇六磷酸脂2 6

成膜助剂 1.5 2.5

消泡剂 0.5 1.5

填料分散剂 1020

水 2030

其他颜料适量

1.2.2 配制方法

将环己六醇六磷酸脂和亚铁氰化钾溶于部分软水中得到转化液按配方量将成膜助剂活性剂填料其他颜料和部分水混合后磨研成所需细度得到色浆然后将转化液和水性乙-丙乳液与色浆混合充分混合均匀后静置过滤即得涂料

1.2.3 性能测试

涂料外观灰白

涂膜颜色黑色

固含量(%) 52

粘度(mm/s) 30

附着力(画圈法) 2级

表干时间(h) 1

实干时间(h) 24

耐水性(48 h) 无起泡膜落变色现象

耐汽油性(48 h) 无变化

耐碱性(24 h,100%NaOH) 无起泡膜落变色现象

耐热性(120 )2 h 无变化

耐冲击性50 cm

化锈程度薄锈彻底

中锈彻底

厚锈不彻底

2 结果与讨论

2.1 铁锈的转化及其机理

钢铁零件在自然大气条件下存放由于空气中的水汽和氧的作用而腐蚀生铁锈在此混合体中锈层主要成分是-FeOOH,Fe 3O4,Fe2O3以及活性铁化合物-FeOOH而本品采用

K4Fe(CN)6和环己六醇六磷酸酯的转化体系生锈的制品与转化体系接触时将发生下列化学反应

3K 4Fe(CN)6+2Fe2O3Fe4Fe(CN)63+6H2O

K 4Fe(CN)6+2FeO Fe2Fe(CN)6+6H2O

6Fe2O3+(H3PO4)6C62(FePO4)6C6+6H2O

6FeO+(H 3PO4)6C6Fe3(PO4)23C6+6H2O

2.2 铁防腐蚀强化机理

H3PO4也有良好的浸润作用和稳定作用能增大涂料对疏松铁锈的润湿渗透作用虽然涂料能将铁锈分离并将它们包围在涂层中并阻止锈蚀的发展但同环己六醇六磷酸脂相比就明显不足环己六醇六磷酸脂中含有十二个配位键是一种强络合物同时也是一种强渗透剂它一方面与金属表面的氧化层络合进一步渗透到氧化层下的铁层与底层金属形成络合物薄膜同时又与涂料中的填料组分形成复盐或络合物使本来由K4Fe(CN)6转化形成的多孔疏松的膜层更加致密从而更加增强了整个膜层在钢铁表面的附着力以及防锈防腐蚀的能力

3 结论

以水为溶剂选用无毒的防锈颜料及助剂研制的水性带锈防锈涂料各项指标均能达到了实用要求由于它无毒不仅减少了环境污染提高了涂装效率同时还具有转化-渗透双重功能减少了施工环节节约了施工费用再者该产品原料来源广生产工艺简单易形成规模生产