三聚磷酸鋁復(fù)合生態(tài)防銹顏料的制備、表征及應(yīng)用.pdf

1、三聚磷酸鋁作為一種新型無(wú)毒防銹顏料，除了具有耐水性好、抗蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)之外，還能增強(qiáng)阻燃、減震、抗壓、耐磨等性能，所以廣泛應(yīng)用于不同樹(shù)脂制成金屬板材防護(hù)用防腐蝕涂料，是目前最具應(yīng)用前景的防銹顏料。但是，由于三聚磷酸鋁是一種酸強(qiáng)度弱而酸性度大的路易斯固體酸，而水溶性漆所用的樹(shù)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(guò)程不環(huán)保等缺點(diǎn)。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(shí)，雖然屬于長(zhǎng)效防銹顏料，但是不能克服‘閃銹’的問(wèn)題，導(dǎo)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(shí)際防銹性能，必須對(duì)其進(jìn)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(xué)改性，即增加Zn2+、Ca2

3、+陽(yáng)離子；第三，制備復(fù)合磷酸鹽顏料，利用不同種類(lèi)顏料之間的協(xié)同作用，揚(yáng)長(zhǎng)避短，有目的地改善單獨(dú)體系防銹顏料的性能，既克服了‘閃銹’問(wèn)題，又體現(xiàn)出了三聚磷酸鋁的長(zhǎng)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(yīng)，從而制備出了改性三聚磷酸鋁微細(xì)粉體。實(shí)驗(yàn)中，考察了鋅鈣比例，反應(yīng)溫度，超聲波輻射作用等因素對(duì)反應(yīng)過(guò)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(xué)等分析分析方法對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征和分析。X-射線(xiàn)衍射物相分析表明，樣品中同時(shí)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(shuō)明此反應(yīng)不只是簡(jiǎn)單的物理復(fù)合過(guò)程，而是新的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，從而導(dǎo)致有新的復(fù)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(lèi)球形，顆粒粒徑為亞微米級(jí)。
　　最后通過(guò)動(dòng)態(tài)恒電位極化曲線(xiàn)測(cè)試漆膜的電化學(xué)性能，分析探討了顏料的防銹機(jī)理，在浸泡初期，

5、電流密度變化較大，這種現(xiàn)象說(shuō)明，在浸漬初期，三聚磷酸鋁剛開(kāi)始分解緩慢，逐步擴(kuò)散到金屬-涂膜界面，才能與Fe2+和Fe3+反應(yīng)形成保護(hù)膜,其解離和擴(kuò)散需要一定的時(shí)間。隨著水溶液透過(guò)涂層，磷酸鋅，磷酸鋅鈣等逐漸發(fā)生了水化作用，與醇酸樹(shù)脂相互混溶而形成復(fù)相，從而減小了涂膜的空隙，進(jìn)一步提高了涂層的屏蔽保護(hù)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(zhǎng)期水化解離出絡(luò)合能力很強(qiáng)的三聚磷酸根離子P30105—與Fe2+和Fe3+具