防锈、体质颜料讲解课件.ppt
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1、防锈颜料、体质颜料成员:张新炜 蒋立 龚亮嘉v防锈颜料 防锈颜料的主要功能是防止金属腐蚀、提高漆膜对金属表面的保护作用。防锈颜料的作用可以分为两类:物理性防锈和化学性防锈,其中化学性防锈颜料又可以分为缓蚀性和电化学作用型两种。物理性防锈颜料物理性防锈颜料是借助其细密的颗粒填充漆膜结构,提高了漆膜的致密性,起到了屏蔽作用,降低了漆膜渗透性,从而起到了防锈作用,如氧化铁红、铝粉、玻璃鳞片等。化学缓蚀作用的防锈颜料化学缓蚀作用的防锈颜料,依靠化学反应改变表面的性质或反应生成物的特性来达到防锈目的。化学缓蚀作用的防锈颜料能与金属表面发生作用如钝化、磷化,产生新的表面膜层、钝化膜、磷化膜等。这些薄膜的电
2、极电位较原金属为正,使金属表面部分或全部避免了成为阳极的可能性;另外薄膜上存在许多微孔,便于漆膜的附着。常用的化学缓蚀颜料有铅系颜料、酪酸盐颜料、磷酸盐颜料等。起电化学作用的防锈颜料起电化学作用的防锈颜料最主要是锌粉。以锌粉为颜料的防锈漆,在钢铁表面形成导电的保护涂层。锌的化学反应在涂层表面形成锌盐及锌的络合物等,这些生成物是极难溶的稳定物并沉淀在涂层表面上,以防止氧、水和盐类的侵蚀,从而起到防锈效果,使钢铁得到保护。主要品种:铅酸钙 2CaOPbO2,同红丹有近似的化学结构。这是在20世纪50年代初期试图寻找一种含铅量较低、防锈效果近似于红丹的代用材料的研究成果。奶黄色粉末,相对密度5.71
3、,含铅量59。主要用于代替红丹配制防锈漆。铅酸钙是以氧化钙或碳酸钙和氧化铅经 700高温反应而制成的。碱式硅铬酸铅 一种包核颜料,核心部分为SiO2,表面部分为PbCrO4PbO和PbSiO33PbO。即以二氧化硅颗粒为核心,在其表面上生成碱式铬酸铅和三碱式-硅酸铅,呈橘黄色粉末状,含铅量43。这是20世纪60年代开发的代红丹防锈颜料。生产方法是以细微的石英粉(二氧化硅)为核心,以氧化铅及铬酸盐类作用在其颗粒表面,生成一层碱式铬酸铅(PbCrO4PbO和PbCrO44PbO)沉淀。经过高温煅烧,石英粉颗粒即与其表面上的沉淀形成PbCrO4PbO和PbSiO33PbO的牢固包膜。锌铬黄 近似组成
4、为K2O4ZnO4CrO33H2O。它有一定的水溶性,可以释放六价铬离子,对金属表面具有阳极钝化作用,防止金属生锈。常用于配制锌黄防锈底漆,用以防护钢铁和轻金属。它是以微细的氧化锌制成水浆,然后加入铬酸或重铬酸钾反应而成的。四盐基锌黄 近似成分为4Zn(OH)2ZnCrO4,水溶解度较锌铬黄低,CrO3含量达17。常用于制备磷化底漆。四盐基锌黄是以微细的氧化锌制成水浆加入一定量的铬酸反应而成。锶铬黄 主要成分为铬酸锶(SrCrO4),呈柠檬黄色。水溶解度高于四盐基锌黄而低于锌铬黄,CrO3含量可达49。常用于配制防护轻金属的底漆。由于能耐 400高温,也可用于塑料着色。锶铬黄是以硝酸锶与铬酸钠
5、溶液反应而生成的沉淀。磷酸锌 Zn3(PO4)22H2O,在70年代开发的无公害防锈颜料。白色粉末,毒性极低,使用比较安全。磷酸锌对Fe2+有形成缓蚀络合物的作用。常同其他防锈颜料配合使用,配制各种防锈底漆以替代有毒的品种。磷酸锌是以细微的氧化锌水浆加入磷酸或其盐类反应生成的,制成超微粉可提高其防锈效果。钼酸锌 ZnMoO4、xZnOZnMoO4,主成分为钼酸锌的无公害的防锈颜料,白色粉末。形其防锈作用主要是钼酸离子能同铁离子成络合物,并且能起类似锌铬黄的阳极钝化作用。常与磷酸锌等颜料配合使用,配制各类无毒防锈底漆。生产方法是氧化锌水浆与钼酸盐在酸的存在下,加入一定量填料,进行反应而成,也有在
6、生产过程中加入钙或锶的盐类,使之部分形成钼酸钙或钼酸锶,以增进其防锈性能。红丹 红丹又名铅丹、铅红,分子式Pb304,是红橙色的结晶粉末,有毒。比重9.1,在500分解成一氧化铅和氧,不溶于水,抗腐蚀性强,耐高温,但不耐酸。红丹防锈漆是一种用红丹与干性油混合而成的油漆。它渗透性、润湿性好,漆膜柔软、附着强,但干燥较慢。另外由于红丹比重大,容易沉淀,而且贮存过久会变厚,涂刷性也较差。由改性醇酸树脂、防锈颜料、体质颜料、催干剂,有机溶剂等组成。附着力好,防锈性能高,耐水性强,在常温下自然干燥快。主要用于机械设备,钢结构、管道等。红丹的施工参考:1、空气喷涂,刷涂均可。2、使用前应将底材处理干净,无
7、油污,灰尘,铁锈等。3、可用X-6醇酸稀释剂调整粘度。4、喷涂面漆时,如果光泽太高,须用120目砂纸打磨均匀或在前道漆表干后,实干前进行施工。5、红丹防锈漆,不能直接用在锌、铝底材上,且单独使用耐候性差,应与面漆配套使用。一些颜料的选择要点:一、化学活性防锈颜料 1.红丹红丹 红丹又名铅丹,主要成分是Pb3O4,是一种防锈性能较好的防锈颜料,尤其是和亚麻油配制的防锈涂料,防锈性能很好,甚至在钢铁表面残留一些锈蚀或氧化皮的情况下涂覆,仍具有较好的防锈效果。红丹不仅是涂料中防锈性能最好的防锈颜料,而且还可用于蓄电池、搪瓷、光学玻璃等工业的防锈。但由于红丹有毒,故限制了它的使用。2.铅酸钙铅酸钙 铅
8、酸钙的分子式为Ca2PbO4,呈乳白色至淡棕色,对钢铁防锈性不如红丹,可在钢铁、轻金属、木材、水泥等表面打底用的底漆中使用,但不宜用于潮湿的表面,用于镀锌表面效果最好。3.铅粉铅粉 主要成分为氧化亚铅,呈灰色,略带黄或绿色调,与脂肪酸的化合力很强,使涂膜坚韧耐久。在涂漠中能吸收渗入的氧生成氧化铅,在阴极区起缓蚀作用。以上三种防锈颜料均为铅系防锈颜料,虽然它们具有优良的防锈性能,但对人体都具有较大的毒性,因此限制了这类颜料的应用,而逐步被其它防锈颜料所取代。4.锌粉锌粉 锌粉为金属锌的粉末,呈淡灰色,主要用于富锌底漆中,阳极保护钢铁,而本身的氧化物又可起封闭作用,阻止腐蚀介质的渗入。5.锌铬黄锌
9、铬黄 锌铬黄简称锌黄,是亮柠檬黄色到暗黄色的晶体。最常见的是带绿光的柠檬黄色锌铬黄,系铬酸锌的复盐。锌铬黄内不含氧化钾或含少量氧化钾的为中性锌铬黄,黄色昏暗,吸油量大,遮盖力和耐旋光性均不好,吸潮性大,但对铝、镁轻金属的防锈性强。锌铬黄溶于烯酸、稀碱,微溶于水,遇水能放出少量铬酸根离子,与钢铁表面结合可使其钝化。它对大气暴露效果好,是保养底漆最适宜的防锈颜料,也是轻金属的防锈颜料,目前普遍用于有色金属底漆中。6.四盐基锌黄四盐基锌黄 四盐基锌黄的分子式为ZnCrO44Zn(OH)2,是不含碱金属的锌黄颜料。主要用于磷化底漆中。其高含量的Zn(OH)2能参与磷酸和聚乙烯醇缩丁醛的反应,所形成的络
10、合物能很好地钝化金属表面,并提高其附着力。四盐基锌黄是一种优良的轻金属防锈颜料。7.偏硼酸钡偏硼酸钡 偏硼酸钡的分子式为BaB2O4H2O,常用硅酸盐对其进行表面处理,也称为改性偏硼酸钡。偏硼酸钡为白色防锈颜料,溶液呈碱性,遮盖力、着色力较低。因它具有一定的水溶性,常和四盐基铬酸锌、铝粉等合用。偏硼酸钡是一种新型的防锈颜料,具有防锈性能好、无毒、易分散、防霉、防污、抗粉化等优点,主要用于防霉漆、耐热漆和水性漆中。二、物理性防锈颜料 1.铁红铁铁红铁 红颜料的防锈主要是利用其化学性能稳定、质地坚硬、粒度细、填充性好,可使漆膜致密,降低可渗性等性能。2.铝粉铝粉颜料铝粉铝粉颜料的防锈主要是利用铝粉
11、所具的鳞片状结构,增加漆膜的封闭性,并具有较强的反射紫外线的能力,提高漆膜的抗老化性。近年来,随着国家对绿色生态技术的重视及人们环保意识的增强,环境友好型高性能防锈漆已成为防腐涂料技术发展的重要方向和研究热点。防锈颜料是防锈漆的基本成分之一。传统防锈颜料可分为活性类与惰性类。惰性颜料在涂层中充当填料仅起屏蔽作用而不起化学作用,且不受气候的影响,如氧化铁红、铝粉、石墨等。而活性颜料通过在被保护的金属表面上形成钝化膜,或形成金属皂来阻止腐蚀,如红丹、锌铬黄、氧化锌、碱性碳酸铅等。红丹和铬酸盐颜料虽然防锈效果良好但都有毒性。红丹会使人铅中毒,并损伤孩童智力;六价铬盐致癌,已被欧美各国禁用,而在铲除该
12、类旧漆皮时,必须用大幅幕布将整个物体包封,收集旧漆皮以免铅铬屑落入江水或土壤中。鉴于含铅、铬防锈颜料对环境产生严重污染并危害人类的健康,采用环境友好型复合防锈颜料替代传统防锈颜料已成为研制环保型防锈漆的重要手段。另外,无溶剂化和水性化也已成为环保型防锈漆的研发方向。v体制颜料v体质颜料,通常又称为填料,从本世纪起逐渐变成重要,它们包括许多化合物,从自然界得来、直接制造或作为副产品获得。这些物质主要是钡、钙、镁、或铝的盐类,硅或铝的氧化物,或从前两类物质衍生的错合双盐类。v在涂料、油墨、油毡、塑料物质、纸和纸涂料、油布、油灰、擦光和洗刷物质、橡胶产品、水泥、塑胶、陶器等领域中有广泛的用途。它们的
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