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簡 介：
近年來，國內(nèi)相繼開發(fā)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(jī)溶劑外，還含有許多有毒顏料，給環(huán)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(xué)腐蝕、附著力高等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前防銹涂料發(fā)展的重點(diǎn)。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(fù)合緩蝕劑，經(jīng)優(yōu)化組合配制成一種綜合性能優(yōu)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(diǎn)認(rèn)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(yīng)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(yōu)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(zhì)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(tǒng)防銹顏料相比，具有無毒、防銹性強(qiáng)、與樹脂相容性好等特點(diǎn)。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(xué)活性，能與鐵離子進(jìn)行絡(luò)合，在陽極部位形成三聚磷酸鐵保護(hù)膜。
在進(jìn)行配方設(shè)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(shí)際應(yīng)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(jié)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?jié)B性。當(dāng)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(qiáng)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(guān)系，若用量不足，還會促進(jìn)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(xié)同效應(yīng)。
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(shù)居中，親水性強(qiáng)于純烴類助劑，可使乳液成膜最為安全。進(jìn)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(wěn)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(wěn)定性的影響。
由表4可以看出，當(dāng)成膜助劑用量為2 %時，丙二醇的量為4 %時，凍融穩(wěn)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(chǎn)生聚集和絮凝，因此，分散劑的選擇及用量是制備高質(zhì)量水性涂料的關(guān)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(jié)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(jù)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(dāng)，會出現(xiàn)負(fù)面效應(yīng)，必須經(jīng)過大量試驗，以確定最佳的助劑品種和配比。
生 產(chǎn)：
Ø 配方設(shè)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(jī)內(nèi)磨至細(xì)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(chǎn)品。
技術(shù)性能指標(biāo)：
