新型涂料網訊：

簡  介：

近年來，國內相繼開發了一系列防腐蝕涂料，但大多為溶劑型。這類涂料除含有大量的有機溶劑外，還含有許多有毒顏料，給環境造成污染。以苯丙乳液為主要基料配合無毒防銹顏料的水性防銹乳膠涂料，具有無毒、不燃、耐老化、耐化學腐蝕、附著力高等優點，成為當前防銹涂料發展的重點。水性無毒防銹涂料以無毒高效的三聚磷酸鋁為主體防銹顏料，苯丙乳液為基料，加入復合緩蝕劑，經優化組合配制成一種綜合性能優良的防銹顏料。

原  料：

1.   基料體系的選擇

近年來，一種較新的觀點認為涂料與金屬表面間的濕附著力對防腐蝕起著重要作用，因而應采用能較好阻止水界面作用的成膜物。一般來說，乳膠膜的吸水率越高，其耐水性越差。

由表1可以看出，苯丙乳液成膜較好，吸水率最低，本體系選用了苯丙乳液作為成膜物。

2.   顏料體系的選擇

常用的含鉛、鉻等重金屬顏料具有優良的防銹性能，但都有毒，因此其使用范圍受到限制。采用三聚磷酸二氫鋁-鐵紅-碳酸鈣體系，其中氧化鐵作為物理防銹顏料，可以提高漆膜的致密度，降低可滲性；CaCO₃為體質顏料，用以降低成本，改善漆膜功能；三聚磷酸鋁作為主體防銹顏料，與傳統防銹顏料相比，具有無毒、防銹性強、與樹脂相容性好等特點。由表2可以看出，用三聚磷酸鋁代替鋅鉻黃，可以大大提高涂膜的耐鹽水性，這是因為鉻酸鹽對腐蝕離子（如Na⁺、Cl^-等）的侵入比磷酸鹽更加敏感而造成的。三聚磷酸鋁中的P₃O₁₀具有很好的化學活性，能與鐵離子進行絡合，在陽極部位形成三聚磷酸鐵保護膜。

在進行配方設計時，選用三聚磷酸鋁的含量分別為顏料總重量的20 %、30 %、40 %，一邊通過考察防銹性能來確定主體防銹顏料的最佳用量。

3.   顏料體積濃度對防銹性能的影響

顏料體積濃度（PVC）對于防銹漆的效果起著重要作用。在臨界體積濃度以下時，防銹性能隨顏料體積濃度的增加而增加，超過臨界值，其防銹性能急劇下降。因此一般的實際應用均是低于臨界顏料體積濃度（CPVC）。

隨著各種顏填料的配比不同，其PVC和CPVC都有所改變，以下取PVC/CPVC的值分別為0.9、0.8和0.7，從中篩選最佳的PVC/CPVC配方。表3為9個試樣在鹽水（3 %NaCl溶液浸泡）中的浸泡結果。

由表3可知，隨著三磷酸鋁含量和PVC/CPVC值的提高，涂膜耐鹽水性呈增加的趨勢，這是由于防銹顏料顆粒小，填充于涂膜中，并與樹脂相互作用，增加了涂膜的濕附著力和抗滲性。當PVC/CPVC為0.9，三聚磷酸鋁含量為40 %時，涂膜的耐鹽水性最佳。

4.   緩蝕劑對涂膜耐蝕性影響

乳膠涂料涂覆在金屬表面，成膜初期易造成早期銹蝕，用于無銹金屬表面時必須添加緩蝕劑。常用的NaNO₂等緩蝕劑，雖可解決早期銹蝕，但由于其強水溶性而殘留在漆膜中，極大的影響漆膜的耐鹽水性。而且NaNO₂屬于陽極緩蝕劑，緩蝕效果與其用量有很大關系，若用量不足，還會促進銹蝕，所以常常與其它類型的緩蝕劑配合使用（如陰極緩蝕劑、吸附型緩蝕劑等），以尋求協同效應。

5.   成膜助劑的選擇

苯丙乳液在冬季低溫下不能完整成膜，加入成膜助劑可以改善其成膜狀況。選用醇酯-12作為成膜助劑，其在水中和油中的分配系數居中，親水性強于純烴類助劑，可使乳液成膜最為安全。進過測試，在同樣條件下，向乳液A中加入2 %（按乳液量計）的醇酯-12，可使膠膜吸水率將為1.85 %，能明顯提高涂膜的耐水性。

一般情況下，乳液的最低成膜溫度（MFFT）隨成膜助劑的用量增加而減小，但成膜助劑用量對乳膠涂料的凍融穩定性有影響。表4是成膜助劑用量及加入防凍劑后對乳膠凍融穩定性的影響。

由表4可以看出，當成膜助劑用量為2 %時，丙二醇的量為4 %時，凍融穩定性良好。

      6.   其它助劑的選擇

在水性涂料中，顏填料不易被水潤濕，易產生聚集和絮凝，因此，分散劑的選擇及用量是制備高質量水性涂料的關鍵之一。比較不同種類的水性分散劑對顏料體系的分散效果，結果見表5。

由表5可以看出。六偏磷酸鈉與PK-100配合使用，對本體系有較好的分散效果。

另外，根據需要加入的還有防沉劑、消泡劑、防腐劑等，它們的用量很少（＜ 1 %），卻能起到平衡涂料性能的作用。

助劑的選擇有一定的配套相容性，若配合不當，會出現負面效應，必須經過大量試驗，以確定最佳的助劑品種和配比。

生  產：

Ø  配方設計

Ø  制備工藝

將顏填料、分散劑、成膜助劑、防沉劑與水混合攪拌均勻，在錐形研磨機內磨至細度＜60 μm，制得色漿，再加入苯丙乳液、成膜助劑、緩蝕劑、消泡劑等，其分散均勻即得產品。

技術性能指標：