(七) 磷酸鋁系列
磷酸鋁系列防銹顏料的主要品種是三聚磷酸鋁.
特性:
a) 主要成分為三聚磷酸二氫鋁(AlH2P3O10·2H2O),是一種白色非揮發性粉末,斜方晶系,相對密度2.31,微溶于醇,長時間在空氣中放置部分水解,對酸比較穩定,儲存穩定性和耐候性良好;
b) 它呈弱酸性,pKa為1.5~1.6,與其它固體酸相比,酸度(按質量計)極高,單位質量含有活性基團很多,因此用很少量就能產生有效的防銹作用;
c) 三聚磷酸鋁能夠放出絡合能力很強的三聚磷酸根離子(P3O105-),對二價和三價鐵離子有很高的絡合能力,使鐵底材表面形成MxFey(PO4)z結構的致密鈍化膜。
原理:
在AlH2P3O10·2H2O中有2個氫原子呈弱酸性,能與金屬化合生成堅韌的鈍化膜。反應步驟如下:
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,才能成為一種實際可用的活性防銹顏料。采用硅鋅化合物和硅鈣化合物與三聚磷酸鋁反應,并經過表面處理,可以分別制得硅鋅改性三聚磷酸鋁和硅鈣改性三聚磷酸鋁防銹顏料。
(八) 磷酸鈣
磷酸鈣類防銹顏料是一種新型高效的無毒防銹顏料,在國內研究較少。國外在90年代開發出亞磷酸鈣,美國、日本均有專利報道亞磷酸鈣在涂料中應用的研究。我國在近些年來才開展了亞磷酸鈣顏料的制備及性能的研究。
涂敏端等人用無毒亞磷酸鈣作為主要防銹顏料,磷酸鹽作為輔助防銹顏料,研制了一種環保型亞磷酸鈣防銹涂料,試驗結果表明,亞磷酸鈣涂料的防銹性能與紅丹防銹涂料相當,優于鋅鉻黃、三聚磷酸二氫鋁、氧化鋅和磷酸鋅防銹涂料。
羥基磷灰石的主要成分為Ca10(PO4)6(OH)2,主要用作無機生物材料、環境功能材料、氣體傳感器、柱層析填料、催化劑和激光器基質材料。而J.H.Park等人的研究指出,從廢棄的煤泥中通過半連續工藝,可以回收制得羥基磷灰石,作為環境友好防銹顏料使用,并對其防銹性能和機理進行了研究。結果發現,加有羥基磷灰石的防銹涂層具有較大的吸水率,而其防銹機理在于,在水分的存在下,羥基磷灰石中的可溶成分與鐵發生反應生成磷酸鐵,在金屬表面形成一層鈍化膜,阻止了金屬的腐蝕。通過與多種防銹顏料的性能進行對比,發現羥基磷灰石的防銹效率要高于紅丹、鉻酸鋅鉀等傳統防銹顏料,或至少能與之相比。B.del.Amo等人研究了酸性磷酸鈣在醇酸樹脂防銹涂料中的應用,鋼鐵表面形成由氫氧化鐵構成的鈍化膜,酸性磷酸鈣與鐵發生反應生成的磷酸鐵堵塞了膜上的小孔,同時由氧化鋅和碳酸鈣構成的填料,降低了涂膜滲透性,提高了鋼鐵的鈍化度,達到了最佳的防腐蝕效果。
(九) 鉬酸鹽系列
鉬酸鹽防銹顏料為白色,具有較好的著色力和遮蓋力,常用于底漆,還可用作面漆。這類顏料釋放的鉬酸根離子MoO42-吸附于鋼鐵金屬表面,跟亞鐵離子形成復合物。由于空氣中氧的作用,使亞鐵離子轉變為高鐵離子,所形成的該復合物是不溶性的,故在金屬表面生成一層保護膜,致使金屬表面鈍化,起到防腐作用。
應用現狀:國內對該顏料的研究報道很少,而國外已將其應用在高性能防腐蝕涂料中。美國sherwin-Williams公司成功開發出鉬酸鹽顏料系列產品,其中第二代改性鉬酸鹽防銹顏料Moly-White MZAP(磷鉬酸鋅鈣)的防銹性能要優于鉻酸鹽。B.Del.Amo等人研究了磷酸鉬鋅在各種樹脂中配制的涂料的性能,結果表明其在環氧樹脂和氯化橡膠樹脂涂料中顯示最佳的防銹性能。L.Veleva等人研究了磷鉬酸鋅和氧化鋅配合使用用于環氧涂料配方中的情況,結果顯示,在氧化鋅的存在下,由于鉬酸鹽陰離子和氧化鋅顆粒表面正電荷的相互吸引,阻止了氧化鋅生成氫氧化鋅以及磷鉬酸鋅的分解,同時在金屬表面形成復雜的阻隔層,提高了該體系的防銹性能。