新型水性帶銹底漆的研究開發(fā)

王站　劉曄　朱新春

摘要：我國對涂料VOC排放量予以高度重視，相繼出臺了數(shù)部法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)。水性防銹涂料工藝技術(shù)日益成熟，文章介紹了采用新型乳液，通過添加化學(xué)及物理防銹顏料同時配合各類助劑制備一種新型的水性帶銹底漆，并闡述了新型帶銹底漆的防銹原理及影響因素。

關(guān)鍵詞：帶銹底漆；金屬腐蝕；水性配方；涂料工藝

中圖分類號：U272 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0021-02

金屬腐蝕造成的直接和間接損失十分巨大。涂料用于金屬材料的帶銹有較長的歷史，種類很多，但隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人類生活質(zhì)量的提高，環(huán)保要求變得越來越嚴(yán)格。我國對涂料VOC排放量也予以高度重視，相繼出臺了數(shù)部法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)。水性防銹涂料工藝技術(shù)日益成熟，符合環(huán)保和節(jié)能的要求，成為防銹涂料的重要發(fā)展方向。

1 配方設(shè)計原理

新型水性帶銹底漆防銹原理是通過是采用一種滲透性強的樹脂作為漆基，借助于助劑、極性溶使涂料具有良好的滲透性，從而可以浸潤和滲透鋼鐵表面銹層，機械地把鐵銹浸透和包封起來，有效地將銹蝕和外界腐蝕介質(zhì)隔絕，使鐵銹失去了原有的活性，增強了銹蝕層與鋼板、銹蝕層與涂層及涂層與鋼板間的附著力，從而阻止銹蝕進一步發(fā)展產(chǎn)生新的鐵銹。另外樹脂產(chǎn)生的獨特的自交聯(lián)的多相體系，加上物理防銹顏料的屏蔽作用大大減少了水和氧氣的滲透，同時涂料中的化學(xué)防銹顏料與銹層中活潑有害的成分反應(yīng)，生成穩(wěn)定的抑制化合物，從而使整個銹層成為涂料中穩(wěn)定的具有保護性的填料成分。

2 實驗部分

2.1 原材料

原材料如表1所示。

2.2 水性帶銹底漆的配方及制備

2.2.1 配方如表2所示。

2.2.2 涂料制備。將2-9按重量比依次加入到1中，經(jīng)高速分散機混合均勻后，進入砂磨機研磨至細度≤30um，在高速攪拌下加入10到分散均勻，在低速攪拌下依次加入11-16，攪拌均勻后包裝。

2.2.3 水性帶銹底漆的技術(shù)指標(biāo)如表3所示。

3 結(jié)果與討論

3.1 基體樹脂的選擇

AC2403是一種獨特的自交聯(lián)的多相的丙烯酸分散體。多相分散體至少由兩種不同的聚合物組成。這兩種不同的聚合物通常有著不同的玻璃化溫度Tg（軟/硬）。低Tg的部分通常在室溫下就可以成膜，扮演著成膜助劑的作用。高Tg聚合物通常室溫下不能成膜，甚至超過50℃也不能成膜。這樣設(shè)計的原因是為了用高Tg聚合物來填充到整個聚合物體系中形成一個個獨立間隔。這樣不僅增加了聚合物抗?jié)B能力，還增大了機械強度和耐化學(xué)性。所以AC2403形成的聚合物可以有效阻斷水、氧、水蒸氣的滲透，防銹能力大幅度提高。

3.2 防銹顏料的選擇

雖然成膜基料樹脂對涂料的性能有決定性影響，但是防銹顏料的品種和用量以及基料樹脂與防銹顏料的相互作用對涂料的穩(wěn)定性、物理機械性能，尤其是涂層的耐蝕防腐性能具有相當(dāng)大的影響，因而合理地選擇防銹顏料品種及其用量，是高性能防銹涂料配方設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。

3.2.1 化學(xué)防銹顏料。三聚磷酸鋁作為一種新型的無公害高效防銹顏料，顯示出其他傳統(tǒng)防銹顏料所不具有的優(yōu)點：無毒，防銹性好，與樹脂相容性好，與顏/填料混合性好。三聚磷酸根離子，具有很好的化學(xué)活性，能與多種金屬離子形成絡(luò)合物，對二價、三價鐵離子具有很強的絡(luò)合能力，形成三聚磷酸鐵保護膜，此外三聚磷酸根離子發(fā)生解聚反應(yīng)生成從焦磷酸根離子到正磷酸根離子等多種離子，這些離子進一步在金屬表面形成堅韌的鈍化膜，所以三聚磷酸鋁是一種非常優(yōu)秀的防銹顏料。

3.2.2 物理防銹顏料。云母氧化鐵屬于鱗片狀填料，加入到樹脂中可以降低涂料的成本和改善涂層性能。鱗片狀填料在涂膜中互相平行交疊，實際上等于加大了防腐蝕涂層的厚度，另外再加上其產(chǎn)生的“迷宮效應(yīng)”，減緩了腐蝕介質(zhì)的滲透速率，大大延長了腐蝕介質(zhì)的滲透路徑，從而起到延緩腐蝕的作用。鱗片狀填料是不連續(xù)地分散于涂膜之中，切斷了涂膜中的毛細孔，能夠降低樹脂固化時所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，減少了涂層的收縮變形，使涂層的微裂紋、微孔大大減少，提高了涂層的防腐蝕效果。

4 結(jié)語

新型水性帶銹底漆通過采用自交聯(lián)乳液，配合防銹顏料，適用于各種帶銹金屬的防銹與保護，具有附著力好、防銹能力強、耐酸、耐堿、耐各種化學(xué)介質(zhì)好的特點，是一種高性能環(huán)保重防腐涂料。

參考文獻

[1] 涂料工藝編委會.涂料工藝（上下冊）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.

[2] 龐啟財.水性工業(yè)重防腐涂料[J].現(xiàn)代涂料與涂裝.

[3] 林安，周苗銀.功能性防腐蝕涂料及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社

[4] 楊麗霞，張三平，林安.玻璃鱗片對重防蝕涂層抗蝕性能的影響[J].材料保護.

作者簡介：王站，徐州華日化學(xué)工業(yè)有限公司技術(shù)部長，江蘇省工程機械專用涂料工程技術(shù)研究中心副主任；朱新春，徐州華日化學(xué)工業(yè)有限公司常務(wù)副總經(jīng)理，研究方向：涂料生產(chǎn)和技術(shù)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）