防鏽顏料不以著色為目的,而是用於配製防鏽漆的一類顏料,有保護金屬表麵不被腐蝕的作用。早期的品種是紅丹、鉻酸鹽顏料,其防腐蝕的效果早已有定論,因含有鉛及六價鉻,屬有毒顏料,當前應積極發展一些高效、無毒的防鏽顏料,以取代早期的有毒品種。
(1)紅丹、黃丹及其他含鉛防鏽顏料
紅丹(Pb3O4)是最重要的傳統防鏽顏料,它的防鏽效果可靠。
黃丹(PhO)屬生產紅丹的中間產品,也是一種化工產品,統計產量時合在一起計算為紅黃丹。
紅丹因含鉛而逐步退出防鏽顏料的行列,但它本身是一種不能替代的化工原料,在蓄電池、玻璃、陶瓷、橡膠等行業廣泛應用,總的產量不見減少。
為了節約用鉛,現已有以部分鈣取代鉛的品種鉛酸鈣(Ca2PhO4),防鏽效果據試驗已達到紅丹的防鏽能力,因含有鉛而未能推廣應用。
矽鉻酸鉛也屬紅丹的代用品,它是一種包核顏料,鉛同矽酸鹽緊密結合,毒性較低,在部分地區得到推廣應用。此外尚有氰氨(基)化鉛、堿式矽酸鉛、二堿式亞磷酸鉛等含鉛品種。
但由於鉛對人體的毒性醒來越受到社會的關注,目前已在多國(包括中國)製定了各種法規和標準,對塗料中含鉛顏料的使用進行了限製或禁用。
(2)鉻酸鹽類防鏽顏料
鋅鉻黃、四堿式鋅黃、鍶鉻黃、鋇鉻黃、鈣鉻黃等鉻酸鹽類防鏽顏料均含有六價鉻,屬有毒顏料。其防鏽機理在於六價鉻在金屬表麵可形成鈍化層,防鏽效力很可靠,因毒性問題,這類顏料也逐步由無毒防鏽顏料所取代。
(3)磷酸鹽類防鏽顏料
磷酸鋅是20世紀60年代才開始應用的,它是最重要的無毒防鏽顏料。磷酸鋅的水解產物能同鋼鐵表麵反應並形成鐵鋅磷酸複合鹽的保護膜,被認為是較理想的紅丹替代品,不過它同紅丹的防鏽機理不盡相同。隨後又出現了一些磷酸鋅的改性品種,以及多種複合的磷酸鹽防鏽顏料新品種,如聚磷酸鋁、磷酸鉻、磷鉬酸鋅、磷鉬酸鈣鎊、羥基亞磷酸鋅、磷硼酸鎊、磷化鐵等。
德國、美國、法國、西班牙、英國等國均有開發產品,這方麵的開發工作相當活躍。我國自20世紀70年代開始用磷酸鋅及其他磷酸鹽類防鏽顏料替代含鉛、鉻的顏料,取得一定的效果。
(4)硼酸鹽類防鏽顏料
偏硼酸鋇(BaB204·H20)是這類顏料的主要產品。 美國開發這種產品,其目的是製備一種防黴、防鏽的品種。
(5)離子交換防鏽顏料
這種顏料的主要組成是含鈣離子的沸石或矽膠。它能以Ca2+交換塗膜中的氫離子,從而使酸性物質得到中和,而Ca2+又能同金屬氧化物膜相結合,維持較高的pH,起到了防腐蝕的效果。這種顏料因不含重金屬而無毒,受到一定的重視,英國於20世紀80年代起開發這類顏料。
(6)屏蔽型防鏽顏料
一般的防鏽顏料的防鏽作用均腐化學性質,如與金屬表麵生成絡合物、提高pH、起鈍化作用等。
通過大量觀察和研究,人們注意到片狀顏料能在塗料中排列成層、層層疊加,形成交叉而封閉性良好的屏蔽層,使外界的水分、氣體、紫外線無法侵入金屬表麵,起到防腐蝕的效果,其作用的性質屬於物理性的。
天然雲母氧化鐵(Fe203),具有雲母狀的片狀結構,屬屏蔽型防鏽顏料,為防鏽底漆、重防腐塗料所選用。
合成雲母氧化鐵於20世紀80年代在英國投產,改變工藝參數可控製產品的片徑、厚度,質量較天然產品更加符合配漆的要求,但生產成本較天然產品高。
目前雲母氧化鐵顏料主要是使用在防腐塗料體係的中塗層中。
特種功能顏料概述之防鏽顏料
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