1、水性带锈防腐涂料水性带锈防腐涂料化工112班赖学森9号前言前言定义定义水性带锈防腐水性带锈防腐涂料的优缺点涂料的优缺点分类分类水性带锈防腐涂水性带锈防腐涂料的作用原理料的作用原理水性带锈防腐水性带锈防腐涂料生产涂料生产水性带锈防腐水性带锈防腐涂料的应用涂料的应用水性带漆涂水性带漆涂料配方料配方发展趋势发展趋势我国水性带锈我国水性带锈涂料的发展概况涂料的发展概况主要内容主要内容一、前言 钢铁结构设施防止腐蚀钢铁结构设施防止腐蚀,最简便有效的方法就是采用最简便有效的方法就是采用涂料来保护。传统的油性涂料即通常所说的油漆涂料来保护。传统的油性涂料即通常所说的油漆,由于由于含有大量的有机溶剂含有大量的
2、有机溶剂,对环境造成极其严重的污染对环境造成极其严重的污染,因此因此水性涂料是世界各国涂料界研究的方向之一。水性涂料是世界各国涂料界研究的方向之一。在某些发达国家水性涂料产量已达到涂料总产量的在某些发达国家水性涂料产量已达到涂料总产量的50%50%以上。我国的水性涂料的需求量每年也以以上。我国的水性涂料的需求量每年也以10%10%以上的以上的速度递增。一般涂料在钢铁表面涂装时速度递增。一般涂料在钢铁表面涂装时,都要求彻底除都要求彻底除锈锈,特别是水性涂料要求除锈更为严格。除锈工作是一特别是水性涂料要求除锈更为严格。除锈工作是一种十分繁重的工作种十分繁重的工作,既耗费大量工时既耗费大量工时,又增
3、加费用。据报又增加费用。据报道道,钢板涂装费用分配比例为钢板涂装费用分配比例为:表面除锈占表面除锈占42%,42%,施工占施工占30%,30%,涂料占涂料占19%19%。二、定义二、定义 水性带锈防腐涂料是一种可直接涂刷水性带锈防腐涂料是一种可直接涂刷于有残余锈迹的钢铁表面的新型涂料，于有残余锈迹的钢铁表面的新型涂料，也称作锈面涂料、锈上涂料、不去锈涂也称作锈面涂料、锈上涂料、不去锈涂料。因多用作保护金属的底漆，所以也料。因多用作保护金属的底漆，所以也称带锈底漆。将它涂于有残锈的金属表称带锈底漆。将它涂于有残锈的金属表面，能使铁锈稳定、钝化或转化，使活面，能使铁锈稳定、钝化或转化，使活泼的铁锈
4、变为无害的物质，以达到防锈泼的铁锈变为无害的物质，以达到防锈和保护的双重作用。和保护的双重作用。优点优点：1）良好的防腐蚀性良好的防腐蚀性能，对底材的附着力能，对底材的附着力强；强；2）挥发性有机物含挥发性有机物含量低，无毒，不燃，量低，无毒，不燃，是安全环保型涂料；是安全环保型涂料；3）常温干燥快，覆常温干燥快，覆涂时间短；涂时间短；4）能和大部分涂料能和大部分涂料配套使用。配套使用。三、水性带锈防腐三、水性带锈防腐涂料的优缺点涂料的优缺点缺点缺点：大多数有效地锈大多数有效地锈转化剂和锈稳定剂多转化剂和锈稳定剂多为酸性为酸性，胶乳体系不胶乳体系不稳定，像有些涂料固稳定，像有些涂料固化后变得很
5、坚硬，一化后变得很坚硬，一旦弯曲或受压就容易旦弯曲或受压就容易开裂，漆膜的柔韧性开裂，漆膜的柔韧性达不到要求。达不到要求。四、分类醇酸类醇酸类环氧类环氧类油性酚醛类油性酚醛类环氧一煤焦环氧一煤焦油类油类环氧一聚乙环氧一聚乙烯醇缩丁醛烯醇缩丁醛类等类等按成膜树脂分类渗透型渗透型转化型转化型稳定型稳定型按 抗 锈作 用 原理分类 其稳锈作用原理主要是利用活性防锈颜料、稳锈剂在涂其稳锈作用原理主要是利用活性防锈颜料、稳锈剂在涂层中的缓慢水解而产生的配位络阴离子与活泼的铁锈形成难层中的缓慢水解而产生的配位络阴离子与活泼的铁锈形成难溶的复杂多酸络合物，以达到稳定锈蚀的目的。常用的活性溶的复杂多酸络合物，
6、以达到稳定锈蚀的目的。常用的活性防锈颜料和稳锈剂有磷酸盐、铁酸防锈颜料和稳锈剂有磷酸盐、铁酸(锶、钡、钙、镁锶、钡、钙、镁)盐、铬盐、铬酸酸(锌、钡、钙锌、钡、钙)盐、有机氮碱盐、有机氮碱(如铬酸二苯胍、铬酸胍等如铬酸二苯胍、铬酸胍等)。在带锈涂料中由于原料和配比的不同，对锈蚀所起的稳定作在带锈涂料中由于原料和配比的不同，对锈蚀所起的稳定作用也有差别。因此，可制得多品种多性能的产品，以便在不用也有差别。因此，可制得多品种多性能的产品，以便在不同锈蚀的钢铁表面上应用，满足不同的使用要求。根据所用同锈蚀的钢铁表面上应用，满足不同的使用要求。根据所用原料的不同，稳定型锈涂料的代表性品种有含氮有机碱、
7、原料的不同，稳定型锈涂料的代表性品种有含氮有机碱、R R一二胺缩丙酮等作为稳定剂的稳定型带锈涂料。稳定型带锈一二胺缩丙酮等作为稳定剂的稳定型带锈涂料。稳定型带锈涂料不含有机、无机酸及其它转化剂，对铁锈的作用小，使涂料不含有机、无机酸及其它转化剂，对铁锈的作用小，使铁锈稳定的速率慢，只适合于锈层较薄铁锈稳定的速率慢，只适合于锈层较薄(一般在一般在5050u um m以下，以下，在在3030斗斗m m之内更好之内更好)的钢铁表面上应用。正因为它不含酸和其的钢铁表面上应用。正因为它不含酸和其它转化剂，所以这类带锈涂料对待涂装的钢铁表面条件要求它转化剂，所以这类带锈涂料对待涂装的钢铁表面条件要求较宽，
8、适用面广。在锈蚀不均，残留坚实氧化皮或旧涂膜的较宽，适用面广。在锈蚀不均，残留坚实氧化皮或旧涂膜的钢铁表面均可以进行涂装，对无锈钢铁表面也有很好的防锈钢铁表面均可以进行涂装，对无锈钢铁表面也有很好的防锈作用作用。1 1、稳定型带锈涂料、稳定型带锈涂料2 2、渗透型带锈涂料、渗透型带锈涂料 利用漆料对疏松铁锈的润湿渗透作用将铁锈分隔开并利用漆料对疏松铁锈的润湿渗透作用将铁锈分隔开并将其包围将其包围。其既不含稳锈剂也不含转化剂，对铁锈几乎不其既不含稳锈剂也不含转化剂，对铁锈几乎不起什么化学作用，因此它主要适用于锈蚀较久、化学污染起什么化学作用，因此它主要适用于锈蚀较久、化学污染较少的钢铁表面施工，
9、尤其是对钢铁结构的一些铆接或螺较少的钢铁表面施工，尤其是对钢铁结构的一些铆接或螺栓部位。磷酸锌和铬酸锌水解后能与铁锈反应生成难溶的栓部位。磷酸锌和铬酸锌水解后能与铁锈反应生成难溶的杂多酸盐络合物，从而对铁锈起稳定作用，同时它还能与杂多酸盐络合物，从而对铁锈起稳定作用，同时它还能与有机氨碱如铬酸胍、铬酸二苯胍等反应，形成不溶性更大有机氨碱如铬酸胍、铬酸二苯胍等反应，形成不溶性更大的杂多酸络合物；若在涂料配方中加入适量的氧化锌，它的杂多酸络合物；若在涂料配方中加入适量的氧化锌，它水解生成的氢氧化锌能和酸性铁锈反应形成类似于四氧化水解生成的氢氧化锌能和酸性铁锈反应形成类似于四氧化三铁的稳定结构；在铁
10、红带锈涂料中以氧化铝代替三铁的稳定结构；在铁红带锈涂料中以氧化铝代替70708080的铁红，因为氧化铝是很稳定的尖晶石结构，所以对的铁红，因为氧化铝是很稳定的尖晶石结构，所以对钢铁有很好的保护作用；这些方法都能有效地提高溶剂型钢铁有很好的保护作用；这些方法都能有效地提高溶剂型稳定型带锈涂料的防锈性能。稳定型带锈涂料的防锈性能。3 3、转化型带锈涂料、转化型带锈涂料 亦称反应型带锈涂料，除含有一般涂料的组亦称反应型带锈涂料，除含有一般涂料的组分外，还含有一种能和铁锈起化学反应使有害的分外，还含有一种能和铁锈起化学反应使有害的铁锈转化为无害的或具有一定保护作用的络合物铁锈转化为无害的或具有一定保护
11、作用的络合物或螯合物。这种能与铁锈起化学反应的物质称为或螯合物。这种能与铁锈起化学反应的物质称为转化剂转化剂(如磷酸、亚铁氰化钾或鞣酸、水杨酸等如磷酸、亚铁氰化钾或鞣酸、水杨酸等)。转化型带锈涂料因含有机、无机酸和其它转化剂，转化型带锈涂料因含有机、无机酸和其它转化剂，对铁锈的作用快，可在锈层较厚对铁锈的作用快，可在锈层较厚(一般为一般为40100 40100 It,m)It,m)的钢铁表面施工，适用于锈蚀比较均匀且无的钢铁表面施工，适用于锈蚀比较均匀且无残余氧化皮及片状厚锈的钢铁表面。维修重涂时残余氧化皮及片状厚锈的钢铁表面。维修重涂时应除尽旧涂膜。但因锈层厚度及均匀性与转化液应除尽旧涂膜。
12、但因锈层厚度及均匀性与转化液之间数量关系难以准确确定，转化液用量不足，之间数量关系难以准确确定，转化液用量不足，铁锈转化不完全，用量过多有余酸，均会影响涂铁锈转化不完全，用量过多有余酸，均会影响涂层的防腐蚀性能。层的防腐蚀性能。五、水性带锈防腐涂料的作用原理五、水性带锈防腐涂料的作用原理 钢铁表面上的锈层从结构上看，是一个疏松多孔的钢铁表面上的锈层从结构上看，是一个疏松多孔的带水结构；从组成上看，又是稳定的无害铁化合物和带水结构；从组成上看，又是稳定的无害铁化合物和有害铁化合物的混合体有害铁化合物的混合体。水性带锈防腐涂料采用渗透水性带锈防腐涂料采用渗透性较好的树脂为基料，如苯丙乳液，在渗透剂
13、的配合性较好的树脂为基料，如苯丙乳液，在渗透剂的配合下，使涂层具有较好的渗透性，从而浸润和渗透整个下，使涂层具有较好的渗透性，从而浸润和渗透整个疏松多孔的锈层，使锈层粘结成为连续封闭型涂层，疏松多孔的锈层，使锈层粘结成为连续封闭型涂层，以封闭整个锈层和钢铁表面。以封闭整个锈层和钢铁表面。水性带锈防腐涂料依靠涂料中树脂的反应基团，水性带锈防腐涂料依靠涂料中树脂的反应基团，活性颜料或铁锈转化剂与锈层中活泼有害成分反应，活性颜料或铁锈转化剂与锈层中活泼有害成分反应，生成稳定的抑制化合物，从而使整个锈层成为涂料中生成稳定的抑制化合物，从而使整个锈层成为涂料中稳定的具有保护性的填料。涂料中各种不同活泼防
14、锈稳定的具有保护性的填料。涂料中各种不同活泼防锈料的适当配比和填料的配合，可使整个带锈层具有较料的适当配比和填料的配合，可使整个带锈层具有较好的防锈性，耐久性和物理机械性能好的防锈性，耐久性和物理机械性能。六、水性带漆涂料配方六、水性带漆涂料配方组分 (o改性水性麻1：油树脂一苯丙乳液 2628活性颜填料 2730看毫溶胶 35-4有机氮碱助剂 03504滑4i粉 455轻质碳酸钙 758有机膨润士 0406醇酯-12 1113 助剂 111水 2629七、水性带锈防腐涂料生产七、水性带锈防腐涂料生产 1、水性带锈防腐涂料生产工艺：将水加入到球磨机，再将配方中的分散剂、防霉将水加入到球磨机，再
15、将配方中的分散剂、防霉杀菌剂、缓蚀剂、消泡剂、润湿剂加入球磨搅拌一段杀菌剂、缓蚀剂、消泡剂、润湿剂加入球磨搅拌一段时间时间，然后将颜填料逐渐加入，球磨然后将颜填料逐渐加入，球磨23h23h，加入部分，加入部分乳液，再球磨乳液，再球磨1 1 2 2h h，细度达到，细度达到60um60um时，将球磨机内的时，将球磨机内的半成品转入高速分散机内，加入剩余乳液及成膜助剂半成品转入高速分散机内，加入剩余乳液及成膜助剂等其它助剂，高速搅拌分散均匀，经检测技术指标合等其它助剂，高速搅拌分散均匀，经检测技术指标合格后，包装成品。格后，包装成品。2 2、防锈填料的选择防锈填料的选择 采用云母氧化铁红（灰）、磷
16、酸锌采用云母氧化铁红（灰）、磷酸锌、三聚磷酸二氢铝、锌黄、氧化锌、滑、三聚磷酸二氢铝、锌黄、氧化锌、滑石粉、硫酸钡等组成的防锈颜料体系与石粉、硫酸钡等组成的防锈颜料体系与丙苯乳液制成涂料，涂装在金属表面，丙苯乳液制成涂料，涂装在金属表面，颜填料水解形成多种离子，如颜填料水解形成多种离子，如POPO4 43-3-，HPOHPO3 33-3-，ZnZn2+2+,Al,Al3+3+,等与金属表面的等与金属表面的FeFe2+2+,Fe,Fe3+3+离子经过化学反应形成复杂的离子经过化学反应形成复杂的络合物，抑制金属的腐蚀，从而达到防络合物，抑制金属的腐蚀，从而达到防锈作用。锈作用。3 3、缓蚀剂的选择
17、、缓蚀剂的选择 水性涂料在金属表面，成膜初期容易发生水性涂料在金属表面，成膜初期容易发生锈蚀，必须加入缓蚀剂。通常使用亚硝酸钠锈蚀，必须加入缓蚀剂。通常使用亚硝酸钠（NaNONaNO2 2）作缓蚀剂，亚硝酸钠虽然能防止早期）作缓蚀剂，亚硝酸钠虽然能防止早期锈蚀，但由于其强水溶性而残留在膜中，极大锈蚀，但由于其强水溶性而残留在膜中，极大影响膜的耐盐水性。经试验选择苯甲酸钠影响膜的耐盐水性。经试验选择苯甲酸钠亚亚硝酸钠制成复合型缓蚀剂，可有效地抑制锈蚀，硝酸钠制成复合型缓蚀剂，可有效地抑制锈蚀，还不影响涂料的耐盐水性能。复合型缓蚀剂加还不影响涂料的耐盐水性能。复合型缓蚀剂加量一般为量一般为0.20
18、.5%0.20.5%为宜。为宜。4 4、防霉剂的选择、防霉剂的选择 水性带锈涂料是以水为分散介质水性带锈涂料是以水为分散介质,产品一般产品一般呈弱碱性呈弱碱性,pH,pH值一般为值一般为7 79,9,贮存温度一般在贮存温度一般在4040以下。贮存期大多为以下。贮存期大多为6 61818个月个月,容易受到微生容易受到微生物的污染与破坏物的污染与破坏,因此因此,在水性带锈防腐涂料的在水性带锈防腐涂料的生产和贮存中易造成产品质量不稳定、变色、生产和贮存中易造成产品质量不稳定、变色、发臭、发臭、pHpH值改变、甚至涨听等现象值改变、甚至涨听等现象;涂料干燥涂料干燥成膜后成膜后,会发生变色、松软、附着力
19、降低、失会发生变色、松软、附着力降低、失光、开裂、气泡等现象光、开裂、气泡等现象,从而使涂层失去保护从而使涂层失去保护作用。作用。八、水性带锈防腐涂料的应用八、水性带锈防腐涂料的应用1、水性带锈防腐涂料在船舶制造业的应用、水性带锈防腐涂料在船舶制造业的应用 在现代造船中，船舶的涂装工作主要是船体结在现代造船中，船舶的涂装工作主要是船体结构和各种类型的舾装件的钢铁表面处理与涂料的涂构和各种类型的舾装件的钢铁表面处理与涂料的涂敷作业。钢铁的表面处理方式主要有抛丸、喷砂、敷作业。钢铁的表面处理方式主要有抛丸、喷砂、动力工具打磨、酸洗等处理方法，随着涂装技术的动力工具打磨、酸洗等处理方法，随着涂装技术
20、的不断进步，水喷射表面处理工艺已逐步在修船和新不断进步，水喷射表面处理工艺已逐步在修船和新造船上应用。从安全、健康、环保和高效的角度出造船上应用。从安全、健康、环保和高效的角度出发，水喷射表面处理技术和水性带锈防腐涂料的应发，水喷射表面处理技术和水性带锈防腐涂料的应用都是最具发展前景的。因此，将两者相互结合，用都是最具发展前景的。因此，将两者相互结合，共同应用到船舶的涂装作业中，能够有效地节省人共同应用到船舶的涂装作业中，能够有效地节省人力、工时、设备、经费，有助于劳动生产率的大幅力、工时、设备、经费，有助于劳动生产率的大幅度提高。度提高。2 2、施工方法、施工方法 涂料可采用喷涂、刷涂、浸涂
21、等方涂料可采用喷涂、刷涂、浸涂等方法施工。施工前先喷砂除去钢铁表面浮法施工。施工前先喷砂除去钢铁表面浮锈锈,用本涂料涂刷三道用本涂料涂刷三道,使厚度达到使厚度达到11011010m10m即具有很好的防锈防腐性能即具有很好的防锈防腐性能,并可达到底面合一的效果。与传统带锈并可达到底面合一的效果。与传统带锈防锈漆相比防锈漆相比,本涂料不仅减少了漆的用本涂料不仅减少了漆的用量量,改善了施工环境改善了施工环境,而且减少了传统除而且减少了传统除锈方式的人力、物力、财力的浪费锈方式的人力、物力、财力的浪费,受受到用户好评。本涂料已用于石油化工管到用户好评。本涂料已用于石油化工管道、电视塔身、煤气贮罐罐体、
22、抽油机、道、电视塔身、煤气贮罐罐体、抽油机、汽车底盘等涂装。汽车底盘等涂装。九、九、发展趋势发展趋势 随着科学技术的发展和社会进步，带锈涂料将向随着科学技术的发展和社会进步，带锈涂料将向以下几个方面发展：以下几个方面发展：第一，从原料上，开发对锈蚀具有较好稳定效果的第一，从原料上，开发对锈蚀具有较好稳定效果的反应树脂、螯合树脂等品种；反应树脂、螯合树脂等品种；第二，从作用机理上，应从单一的渗透型、稳定性、第二，从作用机理上，应从单一的渗透型、稳定性、转化型朝着多种作用机理相结合的多功能涂料的方转化型朝着多种作用机理相结合的多功能涂料的方向发展，以提高带锈涂料的性能和效果；向发展，以提高带锈涂料
23、的性能和效果；第三，从防腐效果上，开发高性能长效防腐带锈涂第三，从防腐效果上，开发高性能长效防腐带锈涂料；料；第四，从环保角度上，朝着节约能源和改善施工环第四，从环保角度上，朝着节约能源和改善施工环境的方向发展。境的方向发展。十、十、我国水性带锈涂料的发展概况我国水性带锈涂料的发展概况 我国水性带锈涂料起步较晚，我国水性带锈涂料起步较晚，2020世纪世纪8080年代初开年代初开始这类水性带锈涂料对施工表面要求较宽、适应面始这类水性带锈涂料对施工表面要求较宽、适应面广，广，带锈乳胶漆的研制，并取得了一定进展。如北带锈乳胶漆的研制，并取得了一定进展。如北京航空材料没有转化型水性带锈涂料那么严，一般
24、京航空材料没有转化型水性带锈涂料那么严，一般不含磷酸或其他酸不含磷酸或其他酸 研究所研制的研究所研制的849849、869869等系列水等系列水性带锈乳胶漆，使用性类转化剂，因而在锈蚀不均，性带锈乳胶漆，使用性类转化剂，因而在锈蚀不均，残留坚实氧化皮或旧漆膜的残留坚实氧化皮或旧漆膜的 能良好。能良好。我国台湾新甫有限公司与美国防锈协会技术合作我国台湾新甫有限公司与美国防锈协会技术合作推推出黑丹牌水性带锈涂料。该涂料主要成分为氯乙出黑丹牌水性带锈涂料。该涂料主要成分为氯乙烯、丙烯酸、聚氯酯，添加有机防锈稳定剂及无机烯、丙烯酸、聚氯酯，添加有机防锈稳定剂及无机防锈剂。树脂为水溶性的，无污染，不含铅
25、，无毒、防锈剂。树脂为水溶性的，无污染，不含铅，无毒、无火灾危险。无火灾危险。RFGS05RFGS05系列水性自动除锈防锈涂料，可以达到自系列水性自动除锈防锈涂料，可以达到自动除锈防锈的效果。它采用多元合成树脂为基础，以动除锈防锈的效果。它采用多元合成树脂为基础，以水为分散介质，加入多种化学防锈原料、渗透剂等，水为分散介质，加入多种化学防锈原料、渗透剂等，经过研磨调配而成。该产品只要直接喷涂在钢铁表面经过研磨调配而成。该产品只要直接喷涂在钢铁表面上，就可以简化喷砂、抛丸、打磨等除锈工序。上，就可以简化喷砂、抛丸、打磨等除锈工序。扬州美涂士金陵特种涂料有限公司与美国美加国扬州美涂士金陵特种涂料有限公司与美国美加国际企业公司共同合作研制开发了际企业公司共同合作研制开发了RUSTXRUSTX稳化型水性带稳化型水性带锈底漆。它是以高分子成膜树脂、含锈草剂、铁锈转锈底漆。它是以高分子成膜树脂、含锈草剂、铁锈转化剂、金化剂、金 属清洗剂、表面活化剂、结合剂、各种助剂属清洗剂、表面活化剂、结合剂、各种助剂等合成反应而制成。该涂料环保、无污染。性带锈涂等合成反应而制成。该涂料环保、无污染。性带锈涂料如料如B068912B068912，常温干燥速度快，粘结力强，不使用，常温干燥速度快，粘结力强，不使用有机溶剂，无毒，不燃，能和多种面漆配用。有机溶剂，无毒，不燃，能和多种面漆配用。
