涂料用新型无毒防锈颜料的发展状况砂浆
涂料用新型无毒防锈颜料的发展状况
随着工业与民用产品的防锈要求的提高,对防锈颜料行业也提出了新的挑战,在现在应用的防腐蚀涂料中常常用到防锈颜料,它起着重要的防腐蚀作用。而早期的防锈颜料主要是红丹(此外也用一些锌粉)。其中市售红丹可分为2个等级:
1、低纯度红丹(约85%Pb304)
含多量黄丹PbO,与干性油配成涂料后,粘度会上升,必须施工前调配,当日用完,否则增稠呈猪肝状,技术上称之为“肝化livering”okmart.com。
2、高纯度红丹(约97%)
能与干性油及一些树脂配制成稳定的单罐装涂料,不会凝稠,称之为“Nonsettingredlead不凝结红丹”。
虽然红丹漆对钢铁有良好的防锈功效,但对铝、镁等轻金属,因铅与铝的电位差,反而会促进腐蚀。1945年日本战败投降,第二次世界大战结束,故在1946年我们得知美国开发了新型铬酸盐防锈颜料,不仅可用于钢铁,又可钝化铝、镁轻金属,主要包括:
a、黄4ZnO?K20?4Cr03?3H2O;b、四盐基锌黄5ZnO?CrO3?4H20,制磷化底漆WP-1;c、铬酸锶SrCrO4,其特点是分子中不含结晶水,适用于耐高温烘烤的底漆,如卷材底漆,也大量用于航空底漆。
美国铬酸盐防锈颜料配制涂料工艺与红丹不同。红丹漆中的红丹含量越高越好,当时有些小厂掺入重晶石粉、滑石粉以降低成本,但防锈性也下降。但铬酸盐防锈漆的配制工艺不同,它们是微溶性颜料,使水透过漆膜后,溶出铬酸起钝化作用。涂料配方中不可含其太多,以免雨水时溶出多,因渗透压而起泡,配方中常含氧化锌、钛白、滑石粉等,才能制得合用的涂料。
鉴于钢铁在pHl2以上时会钝化防锈,而Ca(0H)2的饱和水溶液的pH约为12.4,将Ca(0H)2粉末分散于耐碱的基料氯化橡胶(Parlon)中,涂于钢板上作天然曝露,3个月中钢板未见锈蚀,底板光亮如新,但6个月后再检查,却见钢板锈蚀点很多,原因是大气中CO2,SO2的作用使pH下降失效,即通常称之为炭酸化Carbonization的作用:
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H20
CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2
红丹和铬酸盐颜料虽防锈效果良好,但都有毒性。红丹会使工人铅中毒,并损伤孩童智力。六价铬盐会使人致癌,已受到欧美各国禁止,甚至在铲除该类旧漆皮时,必须用大幅幕布将整个物体包封Con-tainment,收集旧漆皮,以免铅铬屑落人江水或土壤中。因而开发了多种无毒防锈颜料,如钼酸锌、偏硼酸钡、铁酸钙等,但其主要品种当推微溶性的磷酸盐颜料,临使用时,在搅拌下将乙组分渐渐注入甲组分中。
此类颜料品种繁多,虽有推荐配方,仅供参考,未必适合我国实际情况,尚须大量试验研究,配制出优良的防腐蚀涂料。
人类对物料毒性的认识是逐步与时俱进,最早是:急性中毒(Acutetoxicity),如砒霜As2O3。
后来认识慢性中毒(Chronictoxicity),如铅、汞、石棉。
后来认识致畸(teratogenicity),如乙二醇醚。
最近见到欧洲新的环保规范1999/45/EC,规定涂料中含锌的化合物(如ZnO,磷酸锌等)在水中对水中生物,如鱼、藻类植物等有毒性,因而限其溶解于水中的锌浓度(mg/L),规定产品容器的标牌以示区别,分级为:
R50/53:对水中生物剧毒,对水生物环境引起长期不良影响。
R51/53:对水中生物有毒,可能对水生物环境引起长期不良影响。
R52/53:对水中生物有害,可能对水生物环境引起长期不良影响。
随着科学技术的不断发展,社会对环保问题的日益重视,涂料工业与颜料工业的市场也会不断完善,相信有更多的新产品会被研究出来。那么国内的防锈颜料产品必须上一个新的台阶,工业市场也会相应进入一个竞争的时代。
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