1 前言
传统的涂料在钢铁表面涂装前, 都要进行除锈。常见的除锈方式有喷砂、抛光、打磨和酸洗等, 劳动强度大且操作环境恶劣, 我们研制出一种水性带锈涂料。该涂料可直接涂刷在带锈钢铁表面, 既能除去锈蚀, 又可把厚度在80 Lm 以下的铁锈层转化成稳定的化合物, 从而牢固地粘附在钢铁基体表面形成保护性密闭层, 防止钢铁氧化锈蚀, 起到除锈防锈的双重作用。本文所研究的涂料为水乳胶型, 主要特点如下:
(1) 无毒无污染;
(2)干燥快、常温下4 h 可干燥、缩短了施工周期;
(3) 施工方便、可刷可喷、涂装工具可用水清洗干净;
(4)涂膜耐碱性好, 色浅, 保光保色, 且具有较好的耐侯性;
(5)用作防锈底漆时, 能和多种面漆配套使用。

2 实验部分
211 苯丙乳液的合成
21111 合成配方

21112 合成工艺
(1) 将过硫酸铵配制成5%( 质量分数) 水溶液备用;
(2)称取计量乳化剂溶于水中, 缓缓加入混合单体, 剧烈搅拌15~ 20 min, 直至混合均匀成乳液;
(3) 将1/ 5 的乳液加入反应釜, 再加入1/ 2 的引发剂, 搅拌升温至70~ 72ºc , 保温至物料略显蓝色, 此时会出现一个放热高峰,升温至85ºc ;
(4)加入剩余引发剂, 连续滴加剩余乳液在2 h 内完成, 速度以控制釜内温度为准;
(5) 升温至90~ 95 ºc , 保温1 h, 冷却至30ºc 左右, 加氨水调节pH 值为8~ 9。
212 带锈涂料的配制
21211 涂料配方
组分质量分数( %)
苯丙乳液( 固含量40%) 33
转化剂5
铁红12
磷酸二氢锌3
锌黄、氧化锌5
滑石粉、硫酸钡5
水 余量
21212 配制方法
(1) 将颜料和防锈剂加水调成颜料色浆,放入球磨机内球磨, 使色浆能过200 目筛;
(2) 将转化剂配制成一定比例的水溶液;
(3)将色浆和转化剂溶液置于搪瓷容器中混合, 用搅拌机快速搅拌均匀;
(4)将填料磨细过200 目筛, 加入搪瓷容器中混合均匀;
(5)加水调整涂料粘度至涂) 4 杯25 s。

3 结果与讨论
311 乳液的合成
苯丙乳液合成过程中, 乳化剂的选择,引发剂的用量, 反应的温度等因素将直接影响到乳液的性能, 经多次实验比较, 我们采用十二烷基硫酸钠和OP- 10 作为乳化剂,以过硫酸铵作为引发剂, 将乳液聚合温度控制在90ºc , 所得乳液无沉渣, 无凝胶现象, 乳液聚合度适中, 稳定性好。
312 转化剂的选择
转化剂是带锈涂料的关键组分, 它直接影响涂料的除锈防锈性能, 常见的转化剂有磷酸、亚铁氰化钾、草酸和鞣酸等, 通过系列实验, 其结果如表1。

由上表可知:
(1) 采用磷酸作为转化剂, 存在以下反应:

因此, 尽管磷酸能使锈蚀转化为磷化膜, 但由于氢气析出, 漆膜易起泡, 导致附着力下降。
(2)采用磷酸+ 亚铁氰化钾作为转化剂,其反应如下:
K4[Fe(CN) 6] + 4H3PO4yH4[Fe( CN) 6]+ 4KH2PO4
所得产物为乳白色的转化液, 并与锈蚀发生下列反应:
2Fe2O3+ 3H4[Fe(CN) 6] yFe4[Fe(CN) 6] 3+ 6H2O
可见该转化剂有较好的转化铁锈能力, 但亚铁氰化合物滞留在漆膜中, 会造成涂膜松脆而不具有防锈功能。