水性金属自干漆防闪锈剂的选择原理和推荐配方
在金属底材上涂装水性涂料,如果采用自然干燥的方式成膜,水在金属底材上停留的时间较长,导致金属底材生锈。通常,我们将这种现象称之为“闪锈”。
闪锈是一种电化学现象,产生的原因与铁化合物的溶解和沉淀有关。由于水性涂料本身是导体,对存在电位差的不同区域形成电荷迁移通道,在水,氧气的共同作用下,产生腐蚀。
闪锈
金属底材,水,氧气是产生闪锈的三个因数。
金属底材的不同,闪锈产生的难易程度也有不同。通常新处理的钢铁表面最容易产生闪锈。按照金属底材材质的不同,闪锈产生的难易程度也有所不同。
一般认为,金属底材产生闪锈的难易程度是:铸铁碳钢度锌板(打磨)马口铁(打磨)铁板或铁丝铝 。
一般来说,金属底材是指定的,为了防止闪锈而更换材料的可能性也不大。因此,从水的角度考虑防闪锈才具有实用价值。
水性涂料中,水的蒸发速度直接影响闪锈的程度。在低温高湿环境下,水性涂料干燥慢,特别容易发生闪锈。因此,要注意选择施工时的气候条件。温度低,湿度大,通风不畅都是容易导致闪锈的原因。这些因数可以在施工时加以注意,却不是涂料配方工程师可以控制的。涂料配方工程师要做的是调整配方,以尽可能避免闪锈的出现。
涂料配方设计可以防止闪锈产生的途径有:
涂料的pH值:PH值越高,越不容易产生闪锈。如果将涂料体系的pH值调整并保持在9.5左右,防闪锈的效果明显增加。
漆膜厚度:漆膜越厚,越容易产生闪锈,因为漆膜厚导致水分挥发速度急剧下降。
干燥速度:干燥速度越快,产生闪锈的程度就越轻。
树脂体系:如苯丙、纯丙乳液等自干体系最容易产生闪锈,而水溶性的 酸、聚酯树脂体系则不易产生闪锈。
防闪锈剂:合理搭配的防闪锈剂可以有效防止闪锈产生。防闪锈剂常用的是亚 盐,但是亚 盐*性较大,且对漆膜干燥后的耐水、耐腐蚀有副作用。如果对漆膜的*性和环保有要求,可以选用一些无*安全的防闪锈剂,如先创的SYNTHRO?-CORCEB。
缓释颜料: 锌和 铝等缓蚀颜料,在起防腐作用的同时,对闪锈也有一定的抑制作用。因为闪锈是一种电化学现象,本质上跟防腐的原理一样。
水性防锈漆推荐配方1
材料名称
添加量
Wt.%
备注
去离子水
7.89
分散剂Synthro-PonW
1.05
法国先创
钛白粉R+
21
杜邦
DMEA
0.03
pH调节剂
消泡剂MoussexSF
0.03
法国先创
酸聚合物乳液
OPEN-ResinARE
60
欧鹏
DPnB
1.5
成膜助剂
DPM
2.5
成膜助剂
润湿剂OPEN-Wetton
0.5
欧鹏
消泡剂
OPEN-BreakairWS
0.1
欧鹏
增稠剂RM8W
0.2
陶氏
增稠剂RM
0.2
陶氏
DMEA
0.2
pH调节剂
去离子水
4.8
合计
在上述起始配方1中,添加不同比例的防闪锈剂Synthro-CorCEB,得到不同的防闪锈效果
由以上实验可以看出,在添加CEB后,闪锈情况大大改善,从满板的闪锈到基本没有闪锈,证明CEB在防闪锈方面有突出的效果。
另外,将体系的pH值调整到9.6以上,也可以改善防闪锈效果。
防锈颜料对防闪锈的影响
试验编号
2#
3#
材料名称
添加量Wt.%
添加量Wt.%
备注
去离子水
14.40
16.00
分散剂Synthro-PonW
0.80
0.80
法国先创
钛白粉R+
18.00
18.00
杜邦
改性 锌
6.00
铝
0.60
云母粉
5.00
DMEA
0.10
0.10
pH调节剂
消泡剂MoussexSF
0.10
0.10
法国先创
酸聚合物乳液OPEN-ResinARE
50.00
50.00
欧鹏
DPnB
2.50
2.50
成膜助剂
DPM
2.50
2.50
成膜助剂
润湿剂OPEN-Wetton
0.50
0.50
欧鹏
消泡剂OPEN-BreakairWS
0.10
0.10
欧鹏
增稠剂RM8W
0.20
0.20
陶氏
增稠剂RM
0.20
0.20
陶氏
DMEA
0.50
0.50
pH调节剂
防闪锈剂Synthro-CorCEB
0.50
0.50
去离子水
3.00
3.00
合计:
.00
.00
底材:打磨过的马口铁
施工方式:喷涂
干燥方式:4-8℃密闭冰箱中,干燥时间在3h以上,干燥后漆膜上凝结一层水。
由上图测试效果可以看出,添加了防锈颜料的推荐配方2,具有更好的防闪锈效果。
干燥条件对防闪锈效果的影响
测试配方2#
底材:打磨过的马口铁
施工方式:喷涂
干燥方式:
①常温室内自干,表干在30min以内。
②4-8℃密闭冰箱中,干燥时间在3h以上,干燥后漆膜上凝结一层水。
由上图可见,表干速度也会影响漆膜防闪锈的性能,表干快的漆膜不易产生闪锈。
如何维持PH值的稳定?
水性涂料在储存运输过程中经常会遇到pH值不断下降的问题,而pH值下降到一定程度将会影响防闪锈的效果。搭配使用pH值稳定剂SYNTHRO-STAB25B,体系的pH值无论是在储存还是施工过程中,都一直保持稳定不发生显著变化,这对水性涂料的储存稳定性和防闪锈效果都有很大的帮助。
以上试验配方和测试数据,都经过了我们亲自在实验室的验证。我们希望这些建议和数据可以帮助大家在水性自干防腐漆配方设计中获益!
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