防锈除锈
闪锈形成的原因,防闪锈剂怎么选择?
来源: 发布日期: 2021-03-18

其实我们很容易被名词所误导,比如闪锈,其实这是个很普通的词,但由于我们没了解透彻,而只从字面理解,就生出来许多“困惑”了, 尤其现在水性金属涂料热,它就更热了。

闪锈形成的原因,防闪锈剂怎么选择?

什么是闪锈,就是指在施工和干燥过程中金属的腐蚀,也叫施工过程腐蚀。相对于干透后的初期腐蚀、中期腐蚀、长期腐蚀。

在涂膜还没干透之前,其他防锈措施如锌粉、阻隔、惰性等防腐功能还没起作用,这时防闪锈剂就要担当尖刀班了。

就这么简单?是,就这么简单。一个“闪”字,闪了多少人!

在金属表面使用水性涂料,干燥过程中由于有水和氧的存在,容易发生腐蚀,即称之为闪锈。特别是在高碳钢或者铸铁件上。

一般来讲,防闪锈剂的作用机理与涂料长效防腐蚀机理是一致的,也有缓蚀型、钝化型和屏蔽型等等。

闪锈形成的原因,防闪锈剂怎么选择?

由于闪锈现象也是电化学作用产生的,也是原电池原理,因此一切在水存在的条件下能减慢原电池反应的物质或其组合都可以用为防闪锈剂。

刚才这句话漏了一个“快”字,因为要做到“快”速起作用,才能防“闪”锈。

防闪锈剂都属于在dxw原料模型中分类在偏左上角的助剂,d小,x圆润,才能快速跑到金属底材上率先扎营进行保护。

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当然还要有合适的官能团进行结合。如:

传统的亚硝酸钠、钼酸钠、铬酸锶等,这类产品价格便宜,效果明显,用量较低,仍然有相当的竞争力。但缺点是不环保、有毒,亚硝酸盐在水性体系中容易失去防闪锈活性。

有机高分子胺复配的产品,欧美各助剂厂家有相当多的类似产品,国内也有厂家在做,这一类的产品是在传统产品的基础上开发的替代品,或对其性能进一步的提高和拓宽。

不同金属底材,水性涂料施工过程中闪锈现象的产生快慢或程度不同,因此防闪锈剂的选择和添加量也有区别。

如铸铁,这是较难解决的底材,在湿度高至85%以上时,亚硝酸钠几乎无作用,同样,铝板作为底材也非常容易出现闪锈,但这是相对容易解决的底材。

至于大多数钢铁等金属底材,在解决闪锈方面不是难题,但要综合考虑闪锈抑制性、罐内防腐蚀及长效防腐蚀方面的平衡,可以用炔醇基与苯甲酸钠搭配应用或者将亚硝酸钠与其他的防闪锈助剂复配使用。

由于水性树脂结构的复杂性,市场上的防闪锈剂也在发生变化,传统的油性防闪锈剂(三聚磷酸酯及亚硝酸盐)等物质并不能在现有的水性涂料技术中良好的应用。

水性涂料,结构中存在大量水,而金属基材最大腐蚀劲敌就是水,主要是水中H键与金属基材离子反应,实现快速腐蚀。

为了解决水性涂料对金属基材抑制腐蚀,我们一般在配方中会增加带有反应性、功能性溶剂或者一些特殊功能性助剂来抑制水性涂料对金属基材腐蚀如:涂料化学师经常添加一类含有羟基的胺类活性稀释剂。如N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)中和剂来中和聚氨酯、水性丙烯酸氨基烤漆或水性环氧酯防锈漆。添加少量金属防闪锈剂就几乎不出现闪锈,而采用氨水、乙醇胺、环已胺等胺中和的乳液型丙烯酸涂料,即使将pH值调至9.5左右,也很容易出现闪锈。

用DMEA或AMP-95,将pH值调至11左右,乳液型丙烯酸防锈漆也几乎不再出现闪锈现象,即使在90%湿度条件下也是如此。

闪锈形成的原因,防闪锈剂怎么选择?

从闪锈抑制机理方面进行分析,DMEA中的氮原子所含孤对电子可被失去电子的金属离子所捕获,从而阻碍了金属底材的进一步阳极化、DMEA相对在水性体系中提供电子电荷平衡,使金属基材电子电荷与水性丙烯酸氨基烤漆电子电荷电位相对平等。实现阻位空间平衡,让水性体系中树脂刚好、快速的吸附在金属基材形成碳氢膜,从而实现抗腐蚀的保护。而氨水结构中氮原子的孤对电子与水化合形成了氢键,不再具有给电子能力。

不是pH值越高,对金属基材的腐蚀就越稳定。不同的树脂体系水性涂料在不同金属基材上pH值漆膜有不同的差异,如金属碳钢基材,在水性醇酸和环氧酯水性涂料中pH值4.5-5左右是相对比较稳定防闪锈腐蚀。说明一些金属碳钢基材怕碱性,从而酸性体系更适合金属碳钢基材的涂装保护。

而镀锌板和冷轧钢板这两种金属基材适合碱性涂料来涂装保护,镀锌板和冷轧钢板对DMEA相对在水性体系中提供电子电荷平衡,从而实现抗腐蚀的保护。

由于水性金属防腐涂料是个非常复杂的组合物,如水性丙烯酸防腐涂料中的各个组分都会对闪锈现象产生多或少的影响。

一种简单的方法:将防闪锈剂按其推荐量加入去离子水中,直接滴加在需要涂装的底材上(预先按正常的底材处理方法进行处理),液滴保持24小时不干。这种情况下不产生锈蚀的品种,则可以进行下一步的试验。这样做的好处是可以排除涂料中其他组分对于闪锈抑制性的干扰而影响判断,并简单、快速、成本低廉。

缓蚀剂——曼尼希碱与丙炔醇复配体系,缓蚀效果明显。炔醇类和咪唑啉类缓蚀剂在油田应用中也起到重要作用。

选择适合的防闪锈剂不但可以解决闪锈的问题,同时可提高漆膜的长期耐水性、罐内防腐性等综合效益。

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