防腐顏料種類

鉛丹，CI顏料紅105
堿式硅鉻酸鉛復合物，未列入《染料索引》
鉻酸鋅，CI顏料黃36
鉻酸鍶，CI顏料黃32
鉬酸鈣，鉬酸鋅，未列入《染料索引》
高鉛酸鈣，CI顏料棕10
磷酸鋅，CI顏料白32
鋅粉，CI顏料金屬6
一、紅丹

紅丹是古老的顏料品種，又名鉛丹，紅丹的化學成分是四氧化三鉛(Pb3O4)，其產(chǎn)品可以是100%Pb3O4組成，大多數(shù)含量可達97~98%，也有含量在85%的，其余的部分則完全是氧化鉛(PbO)，對于某些用途來講希望紅丹含少量的氧化鉛。紅丹是橙紅色粉末，它是一種很細小的晶體，平均粒度隨制造方法的不同而不同，大約為1~4um，它比一般顏料的密度大而吸油量小，密度可8.9g/cm3，吸油量7~9%。紅丹不耐酸堿，耐溫480℃，溫度再高就分解為黃丹。紅丹雖有一定毒性，但仍不失為一個重要的金屬防銹顏料。它能鈍化鋼鐵表面從而抑制腐蝕，即使紅丹漆膜出現(xiàn)破裂時，由于紅丹漆附著力強還可阻止腐蝕的蔓延。紅丹漆膜的吸潮性很低，可抑制潮氣和氧氣的滲透，達到防銹的目的。紅丹的防銹機理既有物理防銹又有化學防銹兩種作用，尤其是化學防銹為重要，用紅丹制漆，它的顏料體積濃度可以很高，紅丹顏料可以起到很好的物理屏蔽作用。紅丹顏料的化學防銹作用還是利用它的化學穩(wěn)定性稍差，紅丹可以看作是Pb2PbO4，與受腐蝕的鐵產(chǎn)生的Fe2+，F(xiàn)e3+反應生成Fe2PbO4或Fe4(PbO4)2，這些物質(zhì)更加惰性，而游離出的Pb2+還可吸收所處環(huán)境的腐蝕性物質(zhì)，與SO42-，C1-，CO32-結(jié)合成鉛的難溶物。紅丹與油基漆基形成微量的鉛皂也可起到防銹作用。紅丹具有氧化性，能把與直接接觸的鋼鐵表面氧化成致密的三氧化二鐵封閉膜，阻止鋼鐵的進一步腐蝕。紅丹的防銹有各種方式，由于它可和鋼鐵表面的微量銹蝕起化學反應，因而它對底材除銹要求不十分苛刻，可以帶銹施工。制造紅丹漆必須使用適宜的漆料，用胡麻油漆料制成的防銹漆更能滲入防銹不好的地方，紅丹，尤其是含氧化鉛高的紅丹能引起漆料變稠，因此紅丹漆在制造時往往要分裝，現(xiàn)場使用時才與漆料混合。紅丹除用于涂料工業(yè)外，還可用于陶瓷、蓄電池、橡膠、玻璃、塑料等工業(yè)。紅丹有兩種制法：一是爐法紅丹；二是煙霧法紅丹。爐法紅丹是由鉛通過切割研磨或熔鉛法形成鉛粉，先經(jīng)一次煅燒成為黃丹，再經(jīng)煅燒成為紅丹。熔鉛法是將鉛熔化成鉛水通過霧化設備使鉛達到霧化狀態(tài)，在適當溫度下迅速氧化成紅丹，其粒子比爐法小3倍左右，顏色也比較淺。

二、磷酸鹽類防腐顏料

磷酸鹽類也屬于防銹顏料的一個重要組成部分，其中重要的是磷酸鋅，它的化學成分為Zn3(PO4)2·(2~4)H2O，外觀為乳白色粉末，能和多種漆基相容，能溶于酸形成二代磷酸根，能溶于氯水中形成絡合物，磷酸鋅可以水解生成氫氧化鋅及二代磷酸鹽離子，這些水解產(chǎn)物形成附著和阻蝕絡合物，可使金屬底材表面磷化，形成在陽極范圍內(nèi)特別有效的保護層，白色凝膠狀氫氧化鋅和底材具有很好的附著力。磷酸鋅的防銹作用在于它的結(jié)晶水，它逐漸水解，主要作用是在防腐蝕的后階段。用于帶銹涂料時，在有CrO42-存在情況下，使鐵表面形成絡合物與漆膜結(jié)合牢固不再繼續(xù)銹蝕，因而磷酸鋅經(jīng)常和在防腐蝕初期階段特別起作用的防銹顏料相復配，如鋅黃、四堿式鋅黃、鉻酸鋇等鉻酸鹽，用于底漆和洗滌底漆，有效的pH值為7.7。單純磷酸鋅顆粒粗大，還需要進行改性，使用改性磷酸鋅，粒度適中，引入一定數(shù)量的堿性基團將有利于磷酸鋅的水解，在附著和阻蝕絡合物形成和分布的化占有優(yōu)勢。磷酸鋅是由熱煮后的氧化鋅與磷酸溶液反應制得，經(jīng)水洗過濾、沉淀而成磷酸鋅產(chǎn)品。

三、偏硼酸鋇

結(jié)構(gòu)或分子式：Ba(BO2）2
分子量：222.95
CAS：13701-59-2
性狀：白色
溶解情況：微溶于水
性質(zhì)：白色斜方晶系的晶狀粉末。已知偏硼酸鋇有一水、二水、四水、五水四種水合物，微溶于水，易溶于鹽酸。工業(yè)上重要的是二水物和四水物，其pH值為10.2，四水物加熱到70℃以上時，開始失水，達到140℃完全失水。
無水偏硼酸鋇1015℃熔化，全脫水后其相對密度為3.42。 用途 一種白色的功能性顏料?？稍鰪娡苛系姆烂埂⒎冷P、防火、抗粉化等性能。用于涂料工業(yè)中的底漆、面漆，是一種新型的防銹顏料，也用于陶瓷、造紙、橡膠和塑料等工業(yè)中。 質(zhì)量標準 國家標準GB9759—88 指標名稱 涂料用指標氧化鋇（BaO)/%54～61水可溶分/(g/100mL)0.30
水懸浮液pH值

9～10.5篩余物（300目）/% ≤0.5

吸油量/(g/100g顏料）30揮發(fā)物/%≤1
四、抗腐蝕材料

緩蝕劑可分為氧化型(鉻酸鹽)、非氧化無機型(磷酸鹽)、金屬陽離子型(鋅粉)、有機化合物(胺)或者犧牲性顏料(鋅粉)。雖然以鉻和鉛為基礎的顏料已多年有效的用于防腐蝕涂料，但它們的毒性，導致其在許多油漆應用中遭到淘汰，較新和低毒體系的材料正不斷開發(fā)出來。雖然在某些情況下為使其有效，需要有氧的來源，但鉬酸鹽和鎢酸鹽作為氧化型的抑制劑還是重要的。而對于這些材料的作用歷程的研究，和已在商業(yè)上長期使用的鉻酸鹽比較，是貧乏的。與鉻酸鹽溶液接觸的鐵表面上的膜，其組成也是不能肯定的。硏究說眀，在沒有氧化的情況下，存在的是鐵與鉻的氫氧化物的混合物。其組成因試驗條件之不同而變化。在氧化條件下，表面上主體是Fe3O4，上面有一層γ-Fe2O3外殼。另外的研究表明鉻酸鹽被表面吸收且與鐵反應生成非水合γ-Fe2O3。鉻酸鹽是一個有效的抑制劑，因為在已被抑制的金屬表面上自然形成的氧化物中，它們已經(jīng)以Cr(OH)3或Cr2O3的形式存在其中。而Cr(OH)3或Cr2O3以其非常低的溶解度，使其下層的金屬得到保護。非氧化型無機化合物如磷酸鹽類，可以以多種形式使用。特別是磷酸鋅，既可作為鋼鐵的處理劑，也可作為顏料用于涂料。其保護機理是通過γ-Fe2O3的保護膜。這個γ-Fe2O3不間斷地由溶解氧再生。非氧化型抑制劑的離子不直接參與氧化膜的形成。它們的功能在于解決氧化膜的不連續(xù)性。涂膜中缺陷部分的微孔通過陰離子的沉積而得到堵塞。使用磷酸鋅作為顏料的涂層，研究證明其在金屬表面上有沉積作用。

五、鍶鈣黃

鍶鈣黃是一種將鈣離子定量摻入鉻酸鍶晶格中的晶格摻雜顏料。其外觀是呈淺檸檬黃色的松軟粉末。微溶于水，溶于鹽酸、硝酸、乙酸和氨水。耐熱性好，達600℃以上。耐光性中等，著色力、遮蓋力較低，防銹性能優(yōu)異。不易燃、無味、有毒。

六、鋅鉻黃

鋅鉻黃的化學成分比較復雜，它是堿式鉻酸鋅與堿金屬的鉻酸鹽形成的復雜化合物，它的兩個極端化合物的成分是4ZnO·4CrO3·K2O·3H2O(K2CrO4·3 Zncro4·Zn(OH)2·2H2O)即所謂的鋅鉻黃；一個是5ZnO·CrO3·4H2O[ZnCrO4·4Zn(OH)2]即所謂的四堿式鋅黃，由于CrO3和K2O的含量不同，還可有一系列的中間產(chǎn)物。鋅鉻黃由于化學成分不盡相同，所形成的顏料在性能上也存在著一些差異。它的顏色和它的防腐性能相互矛盾，CrO3和K2O含量低或不含鉀的，顏色呈暗黃色，吸油量高，著色力和遮蓋力低，耐光性差，不適宜作為普通的著色顏料，但是作為輕金屬防銹效果很好。當Cr03和K2O含量增加時，顏色越來越鮮艷，其它顏料性能也隨之改善，著色力、遮蓋力增強，吸油量變小，吸濕性及沉淀物水中所占體積減小，耐光性提高。
鋅鉻黃的密度為3.36~3.46g/cm3，吸油量為28%，顆粒直徑為0.5-2um。
四堿式鋅黃的密度為3.87~3.07g/cm3，吸油量46%，顆粒直徑0.5~2um。
鋅黃的熱性極差，普通鋅黃在100C以下可耐1小時，對于四堿式鋅黃只能耐半小時。
鋅黃除形成可溶性鉻酸根離子而防腐外，它還是一個弱的堿性物質(zhì)，因此具有中和酸性腐蝕劑的作用，它的密度小，可以改善漆的封閉性能，它與合成樹脂的相容性比較好，所含SO42-和Cl-濃度明顯低，故能防止漆的起泡。四堿式鋅黃用于洗滌底漆更表現(xiàn)出與金屬有優(yōu)異的粘附性，與大多數(shù)涂料組分有非常好的結(jié)合性能。
鋅鉻黃在酸和堿中可完全溶解，在水中能部分溶解，普通鋅黃在水中的溶解度為1.1g/L；四堿式鋅黃為0.02g/L，鋅鉻顏料在水中的溶解過程就是游離出鉀離子、鋅離子和鉻酸離子的過程，正由于可溶出一部分離子，而使它具有防銹性。由于電化學活性和化學活性，含鉻酸鹽的顏料還起著還原劑的作用，因此具有防腐蝕的效果，在陰極，存在著6價鉻的高氧化電勢；在陽極，形成了保護層，從而使金屬表面鈍化，鉻酸鋅與鋼鐵結(jié)合生成鉻酸鐵覆蓋在鋼鐵表面，使鋼鐵的化學性能變得遲鈍，不能產(chǎn)生電化學銹蝕。在防腐蝕的初期，這種鉻酸鹽的防銹作用特別強。鋅鉻黃可用于底漆和洗滌底漆上，有效的pH值為7.8；四堿式鋅黃為6.6。四堿式鋅黃主要與鉻酸鍶相結(jié)合制洗滌底漆。
據(jù)資料介紹，鋅黃屬于致癌物質(zhì)，因而在使用時為防止被人體吸收，應制成不易飛揚的顏料或漿狀顏料，然后配漆，防止粉塵污染。鋅黃雖也可作面漆的著色顏料，但大部分用于防銹底漆中，而四堿式鋅黃則用于涂刷底漆之前所用的金屬處理劑中，即洗滌底漆中。鋅黃保護金屬的方式是在涂刷鋅黃底漆之前，用處理劑對金屬表面進行處理，然后再涂刷鋅黃底漆。試驗證明，表面處理劑以磷酸，使用之前把磷酸乙醇溶液和分散在聚乙烯醇縮丁醛乙醇溶液中的四堿式鋅黃分散體混合，然后涂刷在底材上，形成一層洗滌底漆薄膜，緊密地附著在金屬表面，然后再涂刷鋅黃底漆，上下結(jié)合成新的化合物，樹脂又交聯(lián)成膜。洗滌底漆不能代替底漆，只作涂刷底漆前的金屬處理劑使用。鋅黃的制造是用氧化鋅制成水漿后慢慢在攪拌下加入重鉻酸鉀及鹽酸，將制成的鋅黃沉淀物水洗，控制氧化物小于0.1%以保證產(chǎn)品用在漆中不發(fā)生起泡病態(tài)。四堿式鋅黃的制造方法，采取把鉻酸的水溶液加到氧化鋅的水漿中，由于反應中無副產(chǎn)物、故不需要洗滌，經(jīng)烘干粉碎即為成品。
5ZnO+CrO3+4H2O→4Zn(OH)2·ZnCrO4