2.3球形铝粉的选择及影响
本涂料中铝粉含量很高,高温过程使大量铝粉熔融并形成致密的膜,提供了涂料主要的耐高温、防腐蚀(阴极电化学保护)性能;当涂层遭到损伤,暴露面附近的金属铝通过氧化牺牲过程形成氧化铝并逐渐修补损伤面,最终有效修补涂层。因此铝粉的选择至关重要,球形铝粉的耐温高于片状铝粉,通常应用于要求耐温高于500℃的涂料中,与片状铝粉相比,球形铝粉颗粒中含有大量金属铝,更好地保护涂料,热熔点也更高;更高的铝含量促使涂料在固化过程中有效形成铝的薄膜,有利于获得更加优良的性能。
球形铝粉的制造过程通常是:在氮气保护下将熔融的铝通过高速气流气化喷雾形成球形铝粉。不同粒径的铝粉通过不同强度的气流和不同等级筛分获得。在制备过程中生产厂商采用这一工艺的另一个原因是将铝粉表面氮化,形成致密的氮化铝薄膜,降低铝粉的活性并可更有效地保持其形态稳定性;在这一过程及储运过程中少量铝的氧化也是不可避免的。通过这些过程将纯铝含量为99.8%以上的原料制备成了含有95%活性铝的球形铝粉。氮化铝和三氧化二铝的熔点
远高于纯铝,纯铝的熔点接近700℃,表面的氮化膜和氧化膜的熔点更高于2000℃,而固化温度只有550℃,难于熔融铝粉,但无机树脂磷酸二氢盐在高温或较高温度阶段作为路易斯酸提供氢和六价铬共同作用破坏保护膜,让新鲜的铝粉暴露出来;此外加入的高纯度锡粉在高温下先行熔融,提供铝粉很好的助熔作用,最终获得连续、致密的合金铝层。
325目铝粉制备的涂料固化后涂层表面总会出现少量突起,经显微镜观察可清晰地看出是铝,这是因为较大颗粒的铝粉在2h的高温固化过程中不能完全熔融并流平。为进一步改善涂层的外观,根据国外产品规范要求该涂料的细度应小于10μm,因此将原325目铝粉换成4号粉(4~6μm),分别为改良配方1~3,但是铝粉粒径的变化引起了表面积的极大增加,原有的其他材料用量变化很大,尤其是铬酐的用量增加很大,树脂对铝粉的包覆性变差,助剂的用量提高等,这也导致了铝粉在涂料中的比例下降,涂料性能有所下降,通过试验调整,最终获得令人满意的产品。不同规格铝粉对涂层性能的影响见表5。

表5 不同规格铝粉对涂层性能的影响
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2.4施工工艺的影响
在摸索过程中发现,涂装工艺的不同对涂层性能的影响很大,刷涂的涂层致密度大于喷涂的涂层,这是因为不同的施工工艺造成了铝粉排列的差异;此外刷涂的涂料黏度大,加入的稀料(蒸馏水)少,表干迅速,提供了铝粉较好的排列,层间差异小,最终形成的涂层致密。选择了4号粉后,因铝粉粒径小导致涂料触变性提高,基本消除了因施工工艺引起的性能差异。