涂料用无毒防锈颜料的研究进展

    环氧类重防腐蚀涂料抗蚀性能的影响，发现当鳞片质量分数在10%～30%时，随颜料含量的增加，涂层的抗渗透性能增强；当鳞片含量继续增加至35%～40%时，涂层的抗渗透性能随颜料含量的增加反而降低；鳞片含量为30%时，涂层的抗渗透性能最好。张松［31］等人的研究表明玻璃鳞片的片径对涂料的保护作用产生重要影响，使用片径较小的玻璃鳞片时，涂料具有更好粘结强度、附着力等机械性能。

    1.5不锈钢鳞片

    不锈钢鳞片是用超低碳不锈钢经雾化后再碾磨而成，可有干态和浆料两种形式。由于不锈钢中的铬形成一种钝化防锈膜，能自行修复损伤。不锈钢鳞片可用于环氧、聚氨酯、氯化橡胶、含氟树脂等多种基料中，与其它颜料的相容性也很好。涂料中使用的不锈钢鳞片的厚度在3μm以下，宽度和长度在100μm以下，其在涂料中的含量以5%～40%（质量）为宜，尤以9%～16%更好。由于不锈钢鳞片有耐腐蚀、抗氧化、耐高温、耐化学和耐摩擦等性能，加之它在涂膜中能形成多层结构，因此，在性能可靠的底漆上涂了不锈钢粉面漆之后，整个涂膜使用寿命可达20年，大大节省了维修费用［19，32］。

    与玻璃鳞片防腐涂料相比，不锈钢鳞片防腐涂料在涂层致密性、耐磨性、机械强度、耐热性和耐候性方面均有提高，是一种极具应用前景的高性能涂料，但不锈钢鳞片生产工艺要求较高，成本很高，其大量使用受到限制，一般用于严重化学腐蚀环境中的保护涂料。

    2化学防锈颜料

    化学防锈颜料基于其本身所具有的化学活性，在金属腐蚀过程中，与金属表面的金属离子反应生成一层致密的钝化膜磷化膜来抑制其腐蚀过程的进行，或者依据电化学原理，通过牺牲阳极来达到保护金属的目的。防锈颜料还可以与某些漆料中的成分进行化学反应，生成性能稳定，耐水性好的渗透性小的化合物。有些颜料成膜过程中形成阻蚀型络合物，提高了防锈效果。常用的无毒化学防锈颜料有：磷酸盐、钼酸盐、硼酸盐、离子交换型颜料等。

    2.1磷酸盐系列

    2.1.1磷酸锌

    磷酸锌是一种重要的防锈颜料，作为涂料工业含铅、铬防锈颜料的替代品之一，从1965年沿用至今，广泛用于油性和水性底漆作为化学防锈颜料，有助于改进和提高其防锈性能，是目前用量最大、应用最广泛的无毒防锈颜料。

    标准磷酸锌防锈颜料为正磷酸锌白色粉末，主要有二水合物型（Zn3（PO4）2·2H2O）和二水合物与四水合物（Zn3（PO4）2·4H2O）的混合型。它的防锈机理［37，38］十分复杂。正磷酸锌颜料的主要防锈机理：

    ［Fe（H2O）6］2+→［Fe（H2O）5（OH）］++H+

    Zn3（PO4）2+H+→H3PO4＋Zn2+

    H3PO4+Fe→Fe（H2PO4）2+H2

    Fe（H2PO4）2+H2O→FeHPO4+H3PO4+H2O

    FeHPO4+H2O→Fe3（PO4）2+H3PO4+H2O

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