防銹涂料要求全面解讀

1、前言

　　鋼鐵制品的腐蝕不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。對(duì)鋼鐵制品進(jìn)行防腐處理是必不可少的工序。在眾多的防腐蝕技術(shù)中，利用涂層防止金屬腐蝕是一種最常用的方法，其中環(huán)氧富鋅底漆以其優(yōu)異的防腐性能得到廣泛應(yīng)用。為確保環(huán)氧富鋅底漆發(fā)揮優(yōu)異的防腐蝕性能，其鋅粉含量占干膜質(zhì)量比一般不低于77%，但是研究表明富鋅底漆中只有25%的鋅粉在陰極保護(hù)中起作用，其它鋅粉基本屬于浪費(fèi)。提高鋅粉的利用率，降低富鋅底漆生產(chǎn)成本的同時(shí)又不減弱其防腐蝕性能就顯得極為重要。

　　磷鐵粉是一種新型無(wú)毒無(wú)公害的環(huán)保型功能性顏料及填充料。它是一種無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)異味、不燃不爆、灰黑色、超微細(xì)粉末，細(xì)度一般在500-1200目。磷鐵粉具有優(yōu)異的防腐蝕性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，廣泛應(yīng)用于無(wú)機(jī)富鋅防銹涂料的生產(chǎn)中。磷鐵粉在富鋅防銹涂料中作補(bǔ)充之用，可替代20%-80%的鋅粉，能與金屬鋅粉一起疊加作用，達(dá)到更好的防腐性能。用磷鐵粉和鋅粉搭配使用制成的防腐涂料廣泛用于汽車、船舶、碼頭的鋼結(jié)構(gòu)防腐。它不但可以取代部分鋅粉以降低成本，還能避免或降低富鋅涂料在進(jìn)行電焊、切割等熱加工時(shí)，容易釋放出大量的氧化鋅煙塵的幾率。

　　磷鐵粉防腐作用機(jī)理大致為：P2O5對(duì)Fe3 離子和各種金屬離子有更強(qiáng)的螯合力，在被涂物表面形成致密的鈍化膜，對(duì)鋼鐵以及輕金屬等的腐蝕具有極強(qiáng)的抑制作用。

　　但是磷鐵粉由于表面極性吸附的原因，在涂料中分散困難。因此在涂料生產(chǎn)過(guò)程中容易團(tuán)聚、粘度大、難以快速分散，涂料儲(chǔ)存過(guò)程中容易沉降，這就造成涂料生產(chǎn)困難和使用困難。要充分發(fā)揮磷鐵粉的防腐性能，就必須對(duì)磷鐵粉進(jìn)行表面改性處理，以盡可能地提高其分散性能。

　　2.磷鐵粉的油分散性

　　2.1.定義

　　磷鐵粉分散性是指磷鐵粉在應(yīng)用的樹脂體系中能夠分散開來(lái)并穩(wěn)定存在的能力。它包括：潤(rùn)濕分散性和分散穩(wěn)定性。

　　潤(rùn)濕分散性表征磷鐵粉在機(jī)械外力存在的情況下，能夠在樹脂體系中分散開來(lái)的難易程度。

　　分散穩(wěn)定性表征磷鐵粉在無(wú)機(jī)械外力存在時(shí)，磷鐵粉在樹脂體系中保持分散狀態(tài)的難易程度。

　　2.2.磷鐵粉油分散性的影響因素

　　2.2.1潤(rùn)濕分散性

　　磷鐵粉的潤(rùn)濕分散性主要受分子間作用力、極性吸附、顆粒細(xì)度、顆粒形狀、吸油量等因素影響。

　　分子間作用力：范德華力

　　極性吸附：極性基團(tuán)（如羥基）所致

　　顆粒細(xì)度：粒徑越小，分散性越好

　　顆粒形狀：顆粒呈球形，有助于分散

　　吸油量：吸油量低，有助于分散（體系粘度低，易潤(rùn)濕分散）。

　　2.2.2分散穩(wěn)定性

　　磷鐵粉的分散穩(wěn)定性主要受磷鐵粉表面有機(jī)包膜劑與應(yīng)用樹脂之間的相容性所影響。要提高分散穩(wěn)定性，良好的潤(rùn)濕分散性是前提。

　　相容性：相似相容或通過(guò)化學(xué)鍵鏈接，將磷鐵粉與樹脂連接在一起。

　　3.提高防銹涂料用磷鐵粉的油分散性的解決辦法

　　用于防銹涂料的磷鐵粉，其粒徑一般為500-1200目左右。這種細(xì)小顆粒具有極大的比表面積和吉布斯自由能，處于熱力學(xué)不穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)把磷鐵粉加入到防銹涂料體系時(shí)，由于相鄰粒子間的極性吸附和范德華力的作用，粒子有相互靠近，降低總比表面積和表面自由能的趨勢(shì)，從而使磷鐵粉顆粒從高度分散體向團(tuán)聚體轉(zhuǎn)化。對(duì)于未進(jìn)行表面有機(jī)改性處理的磷鐵粉，在與樹脂一起磨漿時(shí)，磷鐵粉很難分散，即使在高速攪拌時(shí)能分散開，一旦攪拌終止，它又會(huì)慢慢變成多聚體，防銹涂料行業(yè)稱之為“顏料返粗”。

　　為了提高磷鐵粉的分散穩(wěn)定性，必須消除或削弱其表面極性和降低其表面自由能，提高磷鐵粉與樹脂的相容性。因此，建議采用具有較低自由能和易于擴(kuò)展?jié)櫇竦姆请x子性的硅醇類有機(jī)處理劑進(jìn)行表面改性處理。這類有機(jī)處理劑一般含有長(zhǎng)鏈脂肪鏈，可提高磷鐵粉與樹脂的相容性（最好選擇分子結(jié)構(gòu)與應(yīng)用樹脂相同或相似的有機(jī)處理劑），降低磷鐵粉的表面張力以縮短磨漿時(shí)間；同時(shí)它還可以屏蔽磷鐵粉表面的極性基團(tuán)（如羥基），在磷鐵粉表面生成位阻官能團(tuán)，阻止磷鐵粉顆粒相互靠近，增加團(tuán)聚的難度，從而達(dá)到穩(wěn)定分散的目的，防止“填料返粗”。

　　根據(jù)前述的防銹涂料要求，我們推薦使用PT-703粉體改性劑作為防銹涂料的有機(jī)包膜材料，它是純有機(jī)硅材料生產(chǎn)，主要成分是硅烷預(yù)聚物和烷烴改性聚硅氧烷和少量硅醇聚合物，不含有任何傳統(tǒng)有機(jī)物成分，具有耐溫性好、潤(rùn)濕快、分散快等優(yōu)點(diǎn)。它是專門針對(duì)防銹涂料用磷鐵粉的特殊要求而開發(fā)的最新粉體改性劑。

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