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厚度约为0.1μm)

  锌粉具有牺牲阳极保护作用,作为必用原料广泛应用于富锌底漆等溶剂型防腐涂料(1),但其在水性的防腐涂料中表现出较高的析氢活性,容易发生析氢反应:Zn+2H2O=Zn(OH)2+H2而放出氢气,从而造成涂料储存中产生“胖听”现象,使其应用受到限制。因此必须对其进行析氢的抑制/钝化处理,降低活性.尽管六价铬对锌粉具有良好的钝化作用[2,3],但受到RollS指令的禁止使用[4]。所以,锌粉的无铬钝化/抑制噬待解决。

  近年来国内外的许多学者对镀锌板的无铬钝化进行了大量的研究[5-8],而针对锌粉无铬钝化剂的研究不多。因此,本文对植酸、抗坏血酸对锌粉析氢的抑制作用进行研究,进而对配制的无铬达克罗水性涂料的稳定性进行考察,旨在获得可用于水性防腐涂料的锌粉析氢抑制剂。

  本实验的腐蚀介质为pH≈9的去离子水与乙二醇单丁醚(质量比9:1)的混合物[9]。锌粉共有三种,片状锌粉(德国爱卡公司,锌片直径约为15μm,厚度约为0.1μm),球状锌粉(沈阳化学试剂厂,粒径约为25μm)),锌粒(天津博迪化工有限公司,粒径约为5mm)。取锌粉各5g分散于100mL腐蚀介质中,放入图1所示的装置中进行析氢测试,水浴温度为50℃,加速析氢反应。

  本实验的无铬达克罗水性涂料为单组分,其中(%):40~80锌粉,l0~30铝粉,5~20有机树脂成膜物,0.5~3析氧抑制剂.使用前将各组分搅拌混匀,涂敷方式为喷涂。采用加热固化方式,先在70~80℃烘干30分钟,然后在220~260℃进行固化1小时。基材为A3碳钢,涂敷前打磨至600#砂纸。

  图2为不同性状锌粉在腐蚀介质中的析氢曲线可以看出,三种锌粉呈现不同的析氢曲线,片状锌粉接近抛物线;球状锌则在最初的几个小时内有较多的析氢,在后期一直比较平缓,接近直线;锌粒则呈现出接近斜线的析氢曲线。在整个实验周期内,片状锌粉的析氢量都要远远大于其他三种锌粉,经过100小时左右析氢量已达到480mL。而球状锌粉和锌粒则未超过60mL。因此锌粉的析氢活性顺序为:片状>球状>锌粒,片状锌粉的活性最高。

  图3为不同性状锌粉在含10g/L的植酸和抗坏血酸的腐蚀介质中的析氢曲线可以看出,植酸对片状锌粉析氢的抑制最为明显(由480mL降至20mL),而对普通锌粉则存在加速析氢的作用:在前24小时以内析氢量呈线性增长,直至析氧量达到150mL以后趋于平缓.植酸对锌粒的也有一定的抑制作用(35rIll降至22mL)。而抗坏血酸对不同性状的锌粉的析氢抑制作用则与植酸不同.抗坏血酸对片状锌粉的析氢抑制作用较植酸低(由480mL降至250mL),而对球状锌粉和锌粒的析氢抑制不甚明显,并且对于锌粒在后期析氢量(50mL)更是超过了未添加体系(35mL)。这种不同添加剂对不同性状锌粉的析氢抑制作用的差异,应该与锌粉的表面结构以及添加剂的抑制机理有关,有待进一步研究。

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