三聚磷酸鋁復合生態(tài)防銹顏料的制備、表征及應用.pdf

1、三聚磷酸鋁作為一種新型無毒防銹顏料，除了具有耐水性好、抗蝕性強的特點之外，還能增強阻燃、減震、抗壓、耐磨等性能，所以廣泛應用于不同樹脂制成金屬板材防護用防腐蝕涂料，是目前最具應用前景的防銹顏料。但是，由于三聚磷酸鋁是一種酸強度弱而酸性度大的路易斯固體酸，而水溶性漆所用的樹脂多數(shù)是羧酸型的，用氨水中和后才溶解于水，因此它是偏堿性的高分子聚合物，如果選用的顏料是酸性的，常有可能促使水溶性漆酸化，發(fā)生凝聚以致破壞，所以三聚磷酸鋁不能直接用作顏

2、料。目前所生產(chǎn)的三聚磷酸鋁產(chǎn)品存在著粒徑大、粒度分布范圍寬、形貌不規(guī)則、原料成本高且生產(chǎn)過程不環(huán)保等缺點。此外，由于三聚磷酸鋁防銹顏料微溶于水和水解性差，三聚磷酸鋁根離子解離速度慢，顯效延時，雖然屬于長效防銹顏料，但是不能克服‘閃銹’的問題，導致不能全面取代傳統(tǒng)有毒的鉻系、鉛系防銹顏料。
　　為了提高三聚磷酸鋁防銹顏料實際防銹性能，必須對其進行改性。本論文主要思路是：第一是調(diào)整顆粒尺寸和形貌；第二是化學改性，即增加Zn2+、Ca2

3、+陽離子；第三，制備復合磷酸鹽顏料，利用不同種類顏料之間的協(xié)同作用，揚長避短，有目的地改善單獨體系防銹顏料的性能，既克服了‘閃銹’問題，又體現(xiàn)出了三聚磷酸鋁的長效防銹效果。
　　首先制備三聚磷酸鋁中間體，在超聲環(huán)境下與ZnO和Ca(OH)2反應，從而制備出了改性三聚磷酸鋁微細粉體。實驗中，考察了鋅鈣比例，反應溫度，超聲波輻射作用等因素對反應過程和最終產(chǎn)物所產(chǎn)生的影響。并最終確定了制備具有較好分散性的三聚磷酸鋁的最優(yōu)條件。利用XRD

4、、SEM、電化學等分析分析方法對樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征和分析。X-射線衍射物相分析表明，樣品中同時存在三聚磷酸二氫鋁、磷酸鋅鈣、磷酸鋅和磷酸鈣和不明物種的衍射峰。而不明物質(zhì)峰的出現(xiàn)說明此反應不只是簡單的物理復合過程，而是新的化學反應發(fā)生，從而導致有新的復合磷酸鹽生成。SEM形貌觀察表明，經(jīng)超聲作用后所得產(chǎn)品為類球形，顆粒粒徑為亞微米級。
　　最后通過動態(tài)恒電位極化曲線測試漆膜的電化學性能，分析探討了顏料的防銹機理，在浸泡初期，

5、電流密度變化較大，這種現(xiàn)象說明，在浸漬初期，三聚磷酸鋁剛開始分解緩慢，逐步擴散到金屬-涂膜界面，才能與Fe2+和Fe3+反應形成保護膜,其解離和擴散需要一定的時間。隨著水溶液透過涂層，磷酸鋅，磷酸鋅鈣等逐漸發(fā)生了水化作用，與醇酸樹脂相互混溶而形成復相，從而減小了涂膜的空隙，進一步提高了涂層的屏蔽保護作用，電流密度趨于平緩。到了后期電流趨于穩(wěn)定，三聚磷酸鋁能持續(xù)長期水化解離出絡合能力很強的三聚磷酸根離子P30105—與Fe2+和Fe3+具