防锈颜料的应用

背景及概述^[1][2]

据有关资料报道，全世界每年因为腐蚀造成的经济损失超过7000亿美元，占各国国民生产总值的2～4％。与其他各种防腐蚀手段相比，用涂料涂装是最经济、最方便有效、应用最普遍的防腐方法，因此，人们习惯地把能够防止金属在自然条件下(即在大气、水和土壤等)腐蚀的底漆称为防锈颜料(或防腐底漆、防腐涂料)，防锈颜料占涂料总量超过五分之一，是涂料最重要的组成部分。

防锈颜料是防锈涂料中起防锈作用的核心材料，防锈颜料的品种和用量、以及基料树脂与防锈颜料的相互作用，对涂层的防护性能有很大的影响。而传统涂料中所用的防锈颜料多为含铬、铅、镉等颜料，例如红丹、铅粉，及锌、钡、铅的铬酸盐等，其配制成的防锈涂料虽然具有较好的防腐蚀性能，但其本身有一定的毒性，在生产和使用过程中会污染环境和危害人身健康，许多发达国家已严格限制使用。目前，国内外的研究人员已研制出了磷酸盐、钼酸盐、硼酸盐和片状颜料等多种无毒或低毒防锈颜料。但是，这些无毒或低毒的防锈颜料成本和价格高，其生产原料已逐步成为稀缺资源，必然会导致其成本继续不断上升，因此，寻找一种原料易得、较长时期供应量充足，而且价格相对便宜，制造成防锈颜料的工艺过程和使用过程环保，防锈性能又能达到相应要求的原材料，将是防锈颜料的新目标。

应用^[1]

用于防止金属腐蚀的涂料叫防腐蚀涂料，其中起主要防腐蚀作用的是防锈颜料。目前，防锈颜料分为毒性防锈颜料、低毒防锈颜料或无毒防锈颜料。

近年来，在金属防锈方面，采用植酸用于取代铬酸和磷酸分别用于金属的钝化和磷化以及电镀等金属表面处理剂，并在实际应用中取得良好效果，然而，在防锈颜料工业上很少有人注意到以植酸为原料生产植酸锌、铝、铁、钙、钡等化合物于高效防锈颜料。申请人在先研制出无毒防锈颜料，专利申请号“200610041732.0”，名称为“一种防锈颜料”，该防锈颜料含有植酸盐和云母或云母系或云母氧化铁或磷铁粉填料，植酸盐和云母或云母系或云母氧化铁或磷铁粉填料的重量比为1∶1-9，将植酸盐和云母或云母系或云母氧化铁或磷铁粉填料共沉积混合而成，其性能完全取代传统毒性防锈颜料，能有效防止毒性防锈颜料给环境造成严重污染，危害人体健康。但是，其不足之处是防锈性能、耐盐水和贮存稳定性方面与工业生产的要求还有差距。

涂料保护金属腐蚀不但取决于所选用的树脂体系，同时在很大程度上也取决于所选择的防锈颜料，因此，涂料的防腐性能是树脂体系与防锈颜料相互共同作用的结果。目前市场上的防锈颜料种类繁多，基本上可以分为惰性防锈颜料(屏蔽性颜料)、牺牲性颜料、活性防锈颜料三大类：

1、惰性颜料发挥的是物理作用，其可以增强涂膜的屏蔽作用，一般来说，它们在化学上是惰性的；

2、牺牲性颜料是金属颜料，属于活性颜料中的特殊一类，喷涂于铁属基材上，通过阴极保护作用而发挥防锈性能；

3、活性颜料是通过化学和(或)电化学作用而防止金属腐蚀的，是防锈颜料的主流。

制备^[2]

一种磷铁防锈颜料，先将磷铁用鳄破机改细粉碎至小于8mm，烘干或晒干至水份小于1％，取磷铁40Kg，钛白粉10Kg，硫酸钡50Kg混合均匀，用雷蒙磨粉碎至≥325目，筛余物≤1％，然后包装。

磷铁，可用于做防锈颜料，但在用于生产磷铁防锈颜料的过程中，由于含有较高的磷，容易起火燃烧，甚至爆炸，影响安全生产。

一种低铅防锈颜料，取1.5Kg的大红粉，0.5Kg的永固桔黄，5Kg的中铬黄，8Kg地钛白粉，30Kg的磷酸锌，55Kg的硫酸钡作为填充料，依次加入球磨机，球磨3-5小时，水分含量≤1％，325目筛余物≤1％，包装成品，颜色为浅桔红色。

一种云母氧化铁防锈颜料

将50％硫酸锌溶液慢慢加入到10％的植酸和7％的单宁酸混合水溶液中，边加边搅拌，然后用苛性碱或氨水调PH＝5～6，继续搅拌10分钟，生成植酸锌和单宁酸锌，将植酸锌和单宁酸锌与云母或云母氧化铁按重量比为2∶3混合，经搅拌60分钟，使其均匀混合，水洗后干燥、粉碎粒度为0.5～4μm，得到含有植酸锌、单宁酸锌和云母或云母氧化铁的防锈颜料。

主要参考资料

[1] 刘宏伟, & 刘亚洲. . 防锈颜料三聚磷酸铝作用机理的eis研究. 中国腐蚀与防护学报, 17(3), 215-220.

[2] 赵金榜. (2002). 对环境友好的防锈颜料及作用机理. 现代涂料与涂装(1), 37-39.

[3] 杨宗志. . 磷酸锌系低/无毒防锈颜料的发展. 中国涂料(6), 38-40+46+3.