新型水性带锈底漆的研究开发

王站　刘晔　朱新春

摘要：我国对涂料VOC排放量予以高度重视，相继出台了数部法规和国家标准。水性防锈涂料工艺技术日益成熟，文章介绍了采用新型乳液，通过添加化学及物理防锈颜料同时配合各类助剂制备一种新型的水性带锈底漆，并阐述了新型带锈底漆的防锈原理及影响因素。

关键词：带锈底漆；金属腐蚀；水性配方；涂料工艺

中图分类号：U272 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0021-02

金属腐蚀造成的直接和间接损失十分巨大。涂料用于金属材料的带锈有较长的历史，种类很多，但随着经济的发展，人类生活质量的提高，环保要求变得越来越严格。我国对涂料VOC排放量也予以高度重视，相继出台了数部法规和国家标准。水性防锈涂料工艺技术日益成熟，符合环保和节能的要求，成为防锈涂料的重要发展方向。

1 配方设计原理

新型水性带锈底漆防锈原理是通过是采用一种渗透性强的树脂作为漆基，借助于助剂、极性溶使涂料具有良好的渗透性，从而可以浸润和渗透钢铁表面锈层，机械地把铁锈浸透和包封起来，有效地将锈蚀和外界腐蚀介质隔绝，使铁锈失去了原有的活性，增强了锈蚀层与钢板、锈蚀层与涂层及涂层与钢板间的附着力，从而阻止锈蚀进一步发展产生新的铁锈。另外树脂产生的独特的自交联的多相体系，加上物理防锈颜料的屏蔽作用大大减少了水和氧气的渗透，同时涂料中的化学防锈颜料与锈层中活泼有害的成分反应，生成稳定的抑制化合物，从而使整个锈层成为涂料中稳定的具有保护性的填料成分。

3 结果与讨论

3.1 基体树脂的选择

AC2403是一种独特的自交联的多相的丙烯酸分散体。多相分散体至少由两种不同的聚合物组成。这两种不同的聚合物通常有着不同的玻璃化温度Tg（软/硬）。低Tg的部分通常在室温下就可以成膜，扮演着成膜助剂的作用。高Tg聚合物通常室温下不能成膜，甚至超过50℃也不能成膜。这样设计的原因是为了用高Tg聚合物来填充到整个聚合物体系中形成一个个独立间隔。这样不仅增加了聚合物抗渗能力，还增大了机械强度和耐化学性。所以AC2403形成的聚合物可以有效阻断水、氧、水蒸气的渗透，防锈能力大幅度提高。

3.2 防锈颜料的选择

虽然成膜基料树脂对涂料的性能有决定性影响，但是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料的稳定性、物理机械性能，尤其是涂层的耐蚀防腐性能具有相当大的影响，因而合理地选择防锈颜料品种及其用量，是高性能防锈涂料配方设计的重要环节。

3.2.1 化学防锈颜料。三聚磷酸铝作为一种新型的无公害高效防锈颜料，显示出其他传统防锈颜料所不具有的优点：无毒，防锈性好，与树脂相容性好，与颜/填料混合性好。三聚磷酸根离子，具有很好的化学活性，能与多种金属离子形成络合物，对二价、三价铁离子具有很强的络合能力，形成三聚磷酸铁保护膜，此外三聚磷酸根离子发生解聚反应生成从焦磷酸根离子到正磷酸根离子等多种离子，这些离子进一步在金属表面形成坚韧的钝化膜，所以三聚磷酸铝是一种非常优秀的防锈颜料。

3.2.2 物理防锈颜料。云母氧化铁属于鳞片状填料，加入到树脂中可以降低涂料的成本和改善涂层性能。鳞片状填料在涂膜中互相平行交叠，实际上等于加大了防腐蚀涂层的厚度，另外再加上其产生的“迷宫效应”，减缓了腐蚀介质的渗透速率，大大延长了腐蚀介质的渗透路径，从而起到延缓腐蚀的作用。鳞片状填料是不连续地分散于涂膜之中，切断了涂膜中的毛细孔，能够降低树脂固化时所产生的残余应力，减少了涂层的收缩变形，使涂层的微裂纹、微孔大大减少，提高了涂层的防腐蚀效果。

4 结语

新型水性带锈底漆通过采用自交联乳液，配合防锈颜料，适用于各种带锈金属的防锈与保护，具有附着力好、防锈能力强、耐酸、耐碱、耐各种化学介质好的特点，是一种高性能环保重防腐涂料。

参考文献

[1] 涂料工艺编委会.涂料工艺（上下册）[M].北京：化学工业出版社，1997.

[2] 庞启财.水性工业重防腐涂料[J].现代涂料与涂装.

[3] 林安，周苗银.功能性防腐蚀涂料及应用[M].北京：化学工业出版社

[4] 杨丽霞，张三平，林安.玻璃鳞片对重防蚀涂层抗蚀性能的影响[J].材料保护.

作者简介：王站，徐州华日化学工业有限公司技术部长，江苏省工程机械专用涂料工程技术研究中心副主任；朱新春，徐州华日化学工业有限公司常务副总经理，研究方向：涂料生产和技术。

（责任编辑：黄银芳）

摘要：我国对涂料VOC排放量予以高度重视，相继出台了数部法规和国家标准。水性防锈涂料工艺技术日益成熟，文章介绍了采用新型乳液，通过添加化学及物理防锈颜料同时配合各类助剂制备一种新型的水性带锈底漆，并阐述了新型带锈底漆的防锈原理及影响因素。

关键词：带锈底漆；金属腐蚀；水性配方；涂料工艺

中图分类号：U272 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0021-02

金属腐蚀造成的直接和间接损失十分巨大。涂料用于金属材料的带锈有较长的历史，种类很多，但随着经济的发展，人类生活质量的提高，环保要求变得越来越严格。我国对涂料VOC排放量也予以高度重视，相继出台了数部法规和国家标准。水性防锈涂料工艺技术日益成熟，符合环保和节能的要求，成为防锈涂料的重要发展方向。

1 配方设计原理

新型水性带锈底漆防锈原理是通过是采用一种渗透性强的树脂作为漆基，借助于助剂、极性溶使涂料具有良好的渗透性，从而可以浸润和渗透钢铁表面锈层，机械地把铁锈浸透和包封起来，有效地将锈蚀和外界腐蚀介质隔绝，使铁锈失去了原有的活性，增强了锈蚀层与钢板、锈蚀层与涂层及涂层与钢板间的附着力，从而阻止锈蚀进一步发展产生新的铁锈。另外树脂产生的独特的自交联的多相体系，加上物理防锈颜料的屏蔽作用大大减少了水和氧气的渗透，同时涂料中的化学防锈颜料与锈层中活泼有害的成分反应，生成稳定的抑制化合物，从而使整个锈层成为涂料中稳定的具有保护性的填料成分。

3 结果与讨论

3.1 基体树脂的选择

AC2403是一种独特的自交联的多相的丙烯酸分散体。多相分散体至少由两种不同的聚合物组成。这两种不同的聚合物通常有着不同的玻璃化温度Tg（软/硬）。低Tg的部分通常在室温下就可以成膜，扮演着成膜助剂的作用。高Tg聚合物通常室温下不能成膜，甚至超过50℃也不能成膜。这样设计的原因是为了用高Tg聚合物来填充到整个聚合物体系中形成一个个独立间隔。这样不仅增加了聚合物抗渗能力，还增大了机械强度和耐化学性。所以AC2403形成的聚合物可以有效阻断水、氧、水蒸气的渗透，防锈能力大幅度提高。

3.2 防锈颜料的选择

虽然成膜基料树脂对涂料的性能有决定性影响，但是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料的稳定性、物理机械性能，尤其是涂层的耐蚀防腐性能具有相当大的影响，因而合理地选择防锈颜料品种及其用量，是高性能防锈涂料配方设计的重要环节。

3.2.1 化学防锈颜料。三聚磷酸铝作为一种新型的无公害高效防锈颜料，显示出其他传统防锈颜料所不具有的优点：无毒，防锈性好，与树脂相容性好，与颜/填料混合性好。三聚磷酸根离子，具有很好的化学活性，能与多种金属离子形成络合物，对二价、三价铁离子具有很强的络合能力，形成三聚磷酸铁保护膜，此外三聚磷酸根离子发生解聚反应生成从焦磷酸根离子到正磷酸根离子等多种离子，这些离子进一步在金属表面形成坚韧的钝化膜，所以三聚磷酸铝是一种非常优秀的防锈颜料。

3.2.2 物理防锈颜料。云母氧化铁属于鳞片状填料，加入到树脂中可以降低涂料的成本和改善涂层性能。鳞片状填料在涂膜中互相平行交叠，实际上等于加大了防腐蚀涂层的厚度，另外再加上其产生的“迷宫效应”，减缓了腐蚀介质的渗透速率，大大延长了腐蚀介质的渗透路径，从而起到延缓腐蚀的作用。鳞片状填料是不连续地分散于涂膜之中，切断了涂膜中的毛细孔，能够降低树脂固化时所产生的残余应力，减少了涂层的收缩变形，使涂层的微裂纹、微孔大大减少，提高了涂层的防腐蚀效果。

4 结语

新型水性带锈底漆通过采用自交联乳液，配合防锈颜料，适用于各种带锈金属的防锈与保护，具有附着力好、防锈能力强、耐酸、耐碱、耐各种化学介质好的特点，是一种高性能环保重防腐涂料。

参考文献

[1] 涂料工艺编委会.涂料工艺（上下册）[M].北京：化学工业出版社，1997.

[2] 庞启财.水性工业重防腐涂料[J].现代涂料与涂装.

[3] 林安，周苗银.功能性防腐蚀涂料及应用[M].北京：化学工业出版社

[4] 杨丽霞，张三平，林安.玻璃鳞片对重防蚀涂层抗蚀性能的影响[J].材料保护.

作者简介：王站，徐州华日化学工业有限公司技术部长，江苏省工程机械专用涂料工程技术研究中心副主任；朱新春，徐州华日化学工业有限公司常务副总经理，研究方向：涂料生产和技术。

（责任编辑：黄银芳）

摘要：我国对涂料VOC排放量予以高度重视，相继出台了数部法规和国家标准。水性防锈涂料工艺技术日益成熟，文章介绍了采用新型乳液，通过添加化学及物理防锈颜料同时配合各类助剂制备一种新型的水性带锈底漆，并阐述了新型带锈底漆的防锈原理及影响因素。

关键词：带锈底漆；金属腐蚀；水性配方；涂料工艺

中图分类号：U272 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0021-02

金属腐蚀造成的直接和间接损失十分巨大。涂料用于金属材料的带锈有较长的历史，种类很多，但随着经济的发展，人类生活质量的提高，环保要求变得越来越严格。我国对涂料VOC排放量也予以高度重视，相继出台了数部法规和国家标准。水性防锈涂料工艺技术日益成熟，符合环保和节能的要求，成为防锈涂料的重要发展方向。

1 配方设计原理

新型水性带锈底漆防锈原理是通过是采用一种渗透性强的树脂作为漆基，借助于助剂、极性溶使涂料具有良好的渗透性，从而可以浸润和渗透钢铁表面锈层，机械地把铁锈浸透和包封起来，有效地将锈蚀和外界腐蚀介质隔绝，使铁锈失去了原有的活性，增强了锈蚀层与钢板、锈蚀层与涂层及涂层与钢板间的附着力，从而阻止锈蚀进一步发展产生新的铁锈。另外树脂产生的独特的自交联的多相体系，加上物理防锈颜料的屏蔽作用大大减少了水和氧气的渗透，同时涂料中的化学防锈颜料与锈层中活泼有害的成分反应，生成稳定的抑制化合物，从而使整个锈层成为涂料中稳定的具有保护性的填料成分。

3 结果与讨论

3.1 基体树脂的选择

AC2403是一种独特的自交联的多相的丙烯酸分散体。多相分散体至少由两种不同的聚合物组成。这两种不同的聚合物通常有着不同的玻璃化温度Tg（软/硬）。低Tg的部分通常在室温下就可以成膜，扮演着成膜助剂的作用。高Tg聚合物通常室温下不能成膜，甚至超过50℃也不能成膜。这样设计的原因是为了用高Tg聚合物来填充到整个聚合物体系中形成一个个独立间隔。这样不仅增加了聚合物抗渗能力，还增大了机械强度和耐化学性。所以AC2403形成的聚合物可以有效阻断水、氧、水蒸气的渗透，防锈能力大幅度提高。

3.2 防锈颜料的选择

虽然成膜基料树脂对涂料的性能有决定性影响，但是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料的稳定性、物理机械性能，尤其是涂层的耐蚀防腐性能具有相当大的影响，因而合理地选择防锈颜料品种及其用量，是高性能防锈涂料配方设计的重要环节。

3.2.1 化学防锈颜料。三聚磷酸铝作为一种新型的无公害高效防锈颜料，显示出其他传统防锈颜料所不具有的优点：无毒，防锈性好，与树脂相容性好，与颜/填料混合性好。三聚磷酸根离子，具有很好的化学活性，能与多种金属离子形成络合物，对二价、三价铁离子具有很强的络合能力，形成三聚磷酸铁保护膜，此外三聚磷酸根离子发生解聚反应生成从焦磷酸根离子到正磷酸根离子等多种离子，这些离子进一步在金属表面形成坚韧的钝化膜，所以三聚磷酸铝是一种非常优秀的防锈颜料。

3.2.2 物理防锈颜料。云母氧化铁属于鳞片状填料，加入到树脂中可以降低涂料的成本和改善涂层性能。鳞片状填料在涂膜中互相平行交叠，实际上等于加大了防腐蚀涂层的厚度，另外再加上其产生的“迷宫效应”，减缓了腐蚀介质的渗透速率，大大延长了腐蚀介质的渗透路径，从而起到延缓腐蚀的作用。鳞片状填料是不连续地分散于涂膜之中，切断了涂膜中的毛细孔，能够降低树脂固化时所产生的残余应力，减少了涂层的收缩变形，使涂层的微裂纹、微孔大大减少，提高了涂层的防腐蚀效果。

4 结语

新型水性带锈底漆通过采用自交联乳液，配合防锈颜料，适用于各种带锈金属的防锈与保护，具有附着力好、防锈能力强、耐酸、耐碱、耐各种化学介质好的特点，是一种高性能环保重防腐涂料。

参考文献

[1] 涂料工艺编委会.涂料工艺（上下册）[M].北京：化学工业出版社，1997.

[2] 庞启财.水性工业重防腐涂料[J].现代涂料与涂装.

[3] 林安，周苗银.功能性防腐蚀涂料及应用[M].北京：化学工业出版社

[4] 杨丽霞，张三平，林安.玻璃鳞片对重防蚀涂层抗蚀性能的影响[J].材料保护.

作者简介：王站，徐州华日化学工业有限公司技术部长，江苏省工程机械专用涂料工程技术研究中心副主任；朱新春，徐州华日化学工业有限公司常务副总经理，研究方向：涂料生产和技术。

（责任编辑：黄银芳）