水性抗闪锈助剂涂料是涂料水性化过程中具有挑战性的领域。
水的存在是抗闪锈助剂一大难题。美扬时代致力于开发水性防锈涂料,这是我们的挑战。
为了开发高质量的水性防锈涂料,我们必须从机理上了解抗闪锈助剂腐蚀和涂料配方中各种成分的功能。首先,从几个角度谈谈抗闪锈助剂腐蚀的机制。
理化抗闪锈助剂腐蚀理论:
简单地说,金属腐蚀主要是金属和氧在有水条件下的反应。金属被氧化,形成金属离子,氧被还原,形成氢氧化合物,或水或OH-离子。基于这些反应的自由能(主要是反应热),可以推断某些金属是否容易生锈。这一物理化学理论不仅告诉我们金属的不同,也告诉我们,金属的腐蚀与酸碱有关,因为OH-是这种反应中的一个重要角色。对铁类金属而言,碱性增加(pH值增加)通常会降低腐蚀趋势。
电化学金属腐蚀理论:
电化学是对腐蚀过程的研究。金属被氧化,形成金属离子的位置是阴极;氧被还原,变成氢氧化物的位置是阳极。阴极与阳极通过导电体(通常是金属本身和水)连接,使反应中的电子自由流动,形成原电池。本学科主要研究金属的腐蚀过程,如金属表面晶体结构对锈斑形状的影响等。对于理解腐蚀的具体形成具有很好的指导意义。电化学的防锈理念是阴极防锈和阳极防锈,即保护金属或隔离氧气。
涂料工程师的基本理论。
可见,金属、氧、水和离子是金属腐蚀过程中的主要作用。在这些因素中,金属和氧是金属氧化反应的根本原因。水和离子的存在为原电池反应的形成、氧化反应的加速提供了催化剂。所以,从涂料配方的角度来看,要做好防锈工作,就必须尽可能地考虑这四个因素。也就是说,隔离金属与氧和水的接触,限制氧的存在,限制水在涂层中的存在,限制可游离离离子的存在,主要包括以下四个方面:
1)隔离金属与环境的接触。
隔离金属主要有钝化和提高树脂附着力两个概念。钝化是指在金属表面形成一层致密的无机膜,以防止金属与水和氧的接触。日常生活中有很多钝化的经验,比如我们经常使用的各种铝制品。由于表面氧化铝的存在,活性铝金属可以长期使用而不腐蚀。大多数防锈颜料,包括铬酸盐、磷酸锌、三聚磷酸铝等。,主要通过钝化起到防锈作用。隔离金属的另一种方法是增加树脂在金属表面的润湿和附着力。附着力的提高意味着树脂与金属表面的微孔减少,金属与氧和水接触的可能性降低。水性电泳漆的防锈效果远高于其他水性涂料其主要原因是电泳过程可以保证树脂进入金属表面的微孔,形成致密结合。
二是限制氧气的存在。
氧气是一种非常小的分子,极性低,在所有树脂中都有很强的渗透性。如果没有限制,氧气迟早会渗透到金属表面反应。唯一能限制氧气的方法是使用抗氧化剂,即使氧气与抗氧化剂反应,失去活性。抗氧化剂有很多种,差别很大,很多都是作为防锈剂和添加剂使用的。当然,抗氧化剂的结构不同,其有效性和时效性也不同。
3)限制涂层中水的存在和渗透。
水和氧有一点不同。尽管它们都是小分子,但是极性差异很大。树脂的极性越高,抗水能力越差,交联密度越高,抗水能力越好。许多水性树脂除树脂聚合物本身的结构外,还含有乳化剂或分散剂。这类添加剂都是亲水的,并且会在水性树脂干燥后留在系统中,对涂层的长期防水有负面影响。所以,从防锈性的角度考虑,配方应尽量少用分散剂。
四、限制可游离离子。
离子体的存在,提高了水的导电性,使原电池反应更加容易,腐蚀加速。涂层中有多种游离子源。离子体在树脂合成过程中会被带入。例如,许多环氧树脂含有氯离子。这种氯离子来自环氧树脂原料之一的环氧氯丙烷。另外,涂料中加入的各种颜料填料也会在水中释放出不同程度的离子。所以,如果在涂料配方中引入离子吸收材料,还可以提高涂料整体的耐腐蚀性。
以上从防腐机理讨论了如何将涂料防腐作为系统问题来考虑。美扬时代开发生产的防锈剂和防锈涂料乳液均衡考虑各方面的影响因素,发挥有效防锈的作用。