環保防銹顏料主要品種:
(八) 磷酸鈣
磷酸鈣類防銹顏料是一種新型高效的無毒防銹顏料,在國內研究較少。國外在90年代開發出亞磷酸鈣,美國、日本均有專利報道亞磷酸鈣在涂料中應用的研究。我國在近些年來才開展了亞磷酸鈣顏料的制備及性能的研究。
涂敏端等人用無毒亞磷酸鈣作為主要防銹顏料,磷酸鹽作為輔助防銹顏料,研制了一種環保型亞磷酸鈣防銹涂料,試驗結果表明,亞磷酸鈣涂料的防銹性能與紅丹防銹涂料相當,優于鋅鉻黃、三聚磷酸二氫鋁、氧化鋅和磷酸鋅防銹涂料。
羥基磷灰石的主要成分為Ca10(PO4)6(OH)2,主要用作無機生物材料、環境功能材料、氣體傳感器、柱層析填料、催化劑和激光器基質材料。而J.H.Park等人的研究指出,從廢棄的煤泥中通過半連續工藝,可以回收制得羥基磷灰石,作為環境友好防銹顏料使用,并對其防銹性能和機理進行了研究。結果發現,加有羥基磷灰石的防銹涂層具有較大的吸水率,而其防銹機理在于,在水分的存在下,羥基磷灰石中的可溶成分與鐵發生反應生成磷酸鐵,在金屬表面形成一層鈍化膜,阻止了金屬的腐蝕。通過與多種防銹顏料的性能進行對比,發現羥基磷灰石的防銹效率要高于紅丹、鉻酸鋅鉀等傳統防銹顏料,或至少能與之相比。B.del.Amo等人研究了酸性磷酸鈣在醇酸樹脂防銹涂料中的應用,鋼鐵表面形成由氫氧化鐵構成的鈍化膜,酸性磷酸鈣與鐵發生反應生成的磷酸鐵堵塞了膜上的小孔,同時由氧化鋅和碳酸鈣構成的填料,降低了涂膜滲透性,提高了鋼鐵的鈍化度,達到了最佳的防腐蝕效果。
(九) 鉬酸鹽系列
鉬酸鹽防銹顏料為白色,具有較好的著色力和遮蓋力,常用于底漆,還可用作面漆。這類顏料釋放的鉬酸根離子MoO42-吸附于鋼鐵金屬表面,跟亞鐵離子形成復合物。由于空氣中氧的作用,使亞鐵離子轉變為高鐵離子,所形成的該復合物是不溶性的,故在金屬表面生成一層保護膜,致使金屬表面鈍化,起到防腐作用。
應用現狀:國內對該顏料的研究報道很少,而國外已將其應用在高性能防腐蝕涂料中。美國sherwin-Williams公司成功開發出鉬酸鹽顏料系列產品,其中第二代改性鉬酸鹽防銹顏料Moly-White MZAP(磷鉬酸鋅鈣)的防銹性能要優于鉻酸鹽。B.Del.Amo等人研究了磷酸鉬鋅在各種樹脂中配制的涂料的性能,結果表明其在環氧樹脂和氯化橡膠樹脂涂料中顯示最佳的防銹性能。L.Veleva等人研究了磷鉬酸鋅和氧化鋅配合使用用于環氧涂料配方中的情況,結果顯示,在氧化鋅的存在下,由于鉬酸鹽陰離子和氧化鋅顆粒表面正電荷的相互吸引,阻止了氧化鋅生成氫氧化鋅以及磷鉬酸鋅的分解,同時在金屬表面形成復雜的阻隔層,提高了該體系的防銹性能。
(十) 硼酸鹽系列
在硼酸鹽中,已知有鈣鹽、鋇鹽和鋅鹽。偏硼酸鋇的理論化學分子式為[Ba(BO2)2·H2O],相對分子質量為241.0,密度為3.25~3.35g/cm3,折射率為1.55~1.60,吸油量為30%。未改性的偏硼酸鋇在貯存和運輸中容易吸潮、結塊,與各種樹脂中的相容性以及在漆膜中的牢固性差,需經過改性后才能用作防腐蝕顏料。由無定型水合二氧化硅將偏硼酸鋇進行包覆,可以制得改性偏硼酸鋇。
機理:是基于它具有微溶性和堿性。它的堿性可以中和游離酸,特別是當大氣中二氧化碳進入漆膜時,阻止了鐵表面堿式碳酸鹽的生成;它的微溶性所放出的鋇離子和偏硼酸離子使腐蝕性的陽極反應向相反方向進行,阻止了氫氧根和二價鐵離子的反應;鋇離子可以像鋅離子一樣反應形成金屬皂,降低漆膜的透水性,提高了涂料的防銹能力。另外,改性偏硼酸鋇的抗粉化性也使防銹效果更佳。