關(guān)于磷酸鹽系防銹顏料的防銹機(jī)理

1、磷酸鋅

磷酸鋅是一種重要的防銹顏料，作為涂料工業(yè)含鉛、鉻防銹顏料的替代品之一，從1965年沿用至今，

廣泛用于油性和水性底漆作為化學(xué)防銹顏料，有助于改進(jìn)和提高其防銹性能，是目前用量*大、應(yīng)用

*廣泛的無毒防銹顏料。

機(jī)理：

標(biāo)準(zhǔn)磷酸鋅防銹顏料為正磷酸鋅白色粉末，主要有二水合物型（Zn3（PO4）2?2H2O）和二水合物與四

水合物（Zn3（PO4）2?4H2O）的混合型。它的防銹機(jī)理十分復(fù)雜。正磷酸鋅顏料的主要防銹機(jī)理：

[Fe(H2O)6]2+→[Fe(H2O)5(OH)]++H+

Zn3(PO4)2+H+→H3PO4+Zn2+

H3PO4+Fe→Fe(H2PO4)2+H2

Fe(H2PO4)2+H2O→FeHPO4+H3PO4+H2O

FeHPO4+H2O→Fe3(PO4)2+H3PO4+H2O

使溶解的亞鐵鹽和鐵鹽發(fā)生水解，釋放出質(zhì)子，再與正磷酸鋅逐步反應(yīng)，依次生成水溶性的一代磷酸

亞鐵和二代磷酸亞鐵，*終生成不溶性的三代磷酸亞鐵，從而在金屬底材表面發(fā)生鈍化，生成Me（金

屬）-Zn-P2O5這種組成復(fù)雜、致密而又具有牢固附著性的磷化膜。

a) 除磷化之外，它們還能與基料中的羧基和羥基以及腐蝕環(huán)境中的某些離子發(fā)生反應(yīng)，生成絡(luò)合物

，而這種絡(luò)合物能與腐蝕產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，在底材表面上形成緊密附著的保護(hù)膜。

b) 正磷酸鋅的防銹作用主要由于它存在結(jié)晶水，緩慢水解生成了氫氧化鋅和二代磷酸鋅離子，后者

通過形成由具有附著性的緩蝕作用的絡(luò)合物組成的保護(hù)膜而實(shí)現(xiàn)陽極保護(hù)。

c) 正磷酸鋅減緩了銨離子透過涂膜的擴(kuò)散速度，從而起到了緩蝕作用。

2、改性磷酸鋅ZPA-2

磷酸鋅在緩慢水解過程中釋放出磷酸根和鋅離子，由磷酸根離子與鐵鹽結(jié)合生成致密而堅(jiān)固的附著性

強(qiáng)的絡(luò)合物保護(hù)膜，起到保護(hù)金屬表面的作用，普通正磷酸鋅在微酸性環(huán)境下效果顯著而在中性或偏

堿性水性涂料中由于水解性差，磷酸根離子釋放遲緩，同時(shí)正磷酸鋅活性不夠，有生效延時(shí)的現(xiàn)象，

導(dǎo)致在中性或偏堿性環(huán)境下效果不太理想，不能很好的克服閃銹問題，所以對正磷酸鋅進(jìn)行改性是當(dāng)

前磷酸鋅開發(fā)的發(fā)展方向。我公司生產(chǎn)的改性磷酸鋅就基于上述理論，對正磷酸鋅進(jìn)行表面改性處理

，使多種成分在早中晚期的防銹過程中相互協(xié)同，克服了磷酸鋅前期防銹延時(shí)的問題。

3、磷酸鋁系列

磷酸鋁系列防銹顏料的主要品種是三聚磷酸二氫鋁.

特性：

a) 主要成分為三聚磷酸二氫鋁（AlH2P3O10?2H2O），是一種白色非揮發(fā)性粉末，斜方晶系，相對密度

2.31，微溶于醇，長時(shí)間在空氣中放置部分水解，對酸比較穩(wěn)定，儲(chǔ)存穩(wěn)定性和耐候性良好；

b) 它呈弱酸性，pKa為1.5～1.6，與其它固體酸相比，酸度（按質(zhì)量計(jì)）極高，單位質(zhì)量含有活性基

團(tuán)很多，因此用很少量就能產(chǎn)生有效的防銹作用；

c) 三聚磷酸鋁能夠放出絡(luò)合能力很強(qiáng)的三聚磷酸根離子（P3O105-），對二價(jià)和三價(jià)鐵離子有很高的

絡(luò)合能力，使鐵底材表面形成MxFey（PO4）z結(jié)構(gòu)的致密鈍化膜。

原理：

在AlH2P3O10?2H2O中有2個(gè)氫原子呈弱酸性，能與金屬化合生成堅(jiān)韌的鈍化膜。反應(yīng)步驟如下：

AlH2P3O10——Al3+2H++P3O105-

但由于酸性、水溶解度等原因，三聚磷酸鋁并不適合直接作為防銹顏料使用，必須加以改性，使其具

有適宜的pH值、溶解性、分散性等，才能成為一種實(shí)際可用的活性防銹顏料。

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