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防銹顏料的作用機理、現狀及發展趨勢

發布時間:2015-11-20 16:20:07

防銹顏料作用機理

工業涂料防腐蝕涂料對金屬底材的保護主要是三種形式:屏蔽作用、緩蝕作用和陰極保護(電化學保護)作用。根據防銹顏料的的主要功能可以分為: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型和電化學作用型兩種顏料。

1 屏蔽作用

由于在防腐蝕涂料的成膜過程中對底材的潤濕程度、表面張力的均衡、溶劑的殘留以及施工等因素的影響,涂料漆膜都存在一定的透水性和吸水性。這就大大的增加了水、氧氣和離子滲透的幾率,而這些都是造成金屬底材腐蝕的主要原因。所以在涂料中增加片狀顏料能有效的屏蔽水、氧氣和離子等腐蝕因子透過,切斷涂層中的毛細孔。從而阻斷或延長腐蝕介質的深入的途徑,從而提高涂層的防腐蝕能力。例如氧化鐵紅、云母粉、鋁粉、云母氧化鐵、玻璃鱗片、不銹鋼鱗片等。

2 緩蝕作用

漆膜中某些防銹顏料本身或其與成膜物或水分的反應產物,對金屬底材可以起緩蝕作用,實質就是阻緩陽極反應,最典型的就是鈍化作用和磷化作用。傳統的防銹顏料如鉻酸鹽防銹顏料、鉛系防銹顏料、磷酸鹽防銹顏料。

3 陰極保護作用

在涂層中加入對鋼鐵底材能成為犧牲陽極的金屬顏料其用量又足以使金屬顏料與金屬表面之間達到電接觸程度,便能使金屬免受腐蝕。典型的就是富鋅涂料。利用鋅粉在鋼鐵表面形成導電保護層,形成由鋅粉和底材鋼板組成的電池,電流從鋅流向鐵,從而使底材受到了陰極保護,同時鋅的腐蝕產物為鋅鹽和鋅的絡合物,這些生成物是難溶穩定的化合物,聚集在涂層中,涂層的屏蔽作用也得到了增強,從而起到了防銹效果。

防銹顏料的現狀

隨著人們的生活水平的提高和越來越多的使用要求,對顏料的使用越來越嚴格。不光是防銹效果的要求,更多的是環保性的要求。傳統防銹顏料的使用受到了很大的限制,尤其是鉛系防銹顏料(紅丹)、鉻酸鹽系列(鋅鉻黃等),其本身的防銹性能穩定,但是其對人體的傷害和對環境的影響是很大的,例如紅丹,其防銹作用很好,有其是其能吸收硫酸根離子,對大氣環境中德爾腐蝕作用很有意義,但是其毒性很大,長期攝入能引起中毒性肝病、腎病、貧血。慢性中毒對神經系統的損傷也很大。目前基本上被其他無鉛防銹顏料所替代。

目前防銹顏料市場使用的主要防銹顏料有:氧化鐵系列產品、鋅粉、磷酸鹽系列產品、片狀結構類產品。

防銹顏料的發展趨勢

隨著環境友好型顏料的需求越來越大,對防銹顏料的開發也越來越來越多,開發新型的高效環保的防銹顏料形勢也越來越迫切,其主要的性能要求如下:

1 環保性

近年來,環境的越來越惡化,人們的環保意識的增強和環保法規的出臺,顏料的環境友好型是目前各種顏料發展的必然趨勢。目前發展最多的是磷酸鹽系列、鉬酸鹽等。但是歐盟環保規范1999/45/EC規定:涂料中鋅的化合物(如氧化鋅。磷酸鋅等)如果超過規定的量,必須在包裝容器中表示出來。從而限制了磷酸鋅及其衍生物的使用也受到了限制。同時歐盟于20082010年分布實施的REACH法規旨在禁止或限制所使用的任何被認定的有毒害的化學品。所以防腐涂料技術引進環境友好型的產品取代含重金屬和有毒化合物的防銹顏料(六價鉻和含鋅化合物等)的形勢越來越嚴峻。

2 低成本

目前隨著市場競爭越來越激烈,各個生產企業對顏料的選擇也越來越嚴格,尤其是高性價比的產品的需求也越來越大。而目前市場上很多產品雖然性能很優異,但是價格也十分昂貴,在成本方面也大大的限制了其使用,所以開發出高效低成本的產品也是未來防銹顏料發展的一個重要的發展趨勢。

3 高性能

目前防銹市場的產品,很多都是單一性能需求的產品為主,很多時候在使用時如果使用單一的防銹顏料很難達到性能需求,其防銹效果也很有限。而很多客戶在追求性能的同時不得不增加其用量,但是效果還不是很明顯,造成了成本的增加。為了避免在使用過程中的使用過剩,這就要求防銹顏料的具有多重防銹的效果,減少產品的使用。這不僅可以降低成本,還能大大的節省各種資源,降低能耗。本文節選自《首屆顏填料應用技術培訓班教材(2014)》




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