三聚磷酸鋁改性及防腐蝕性能研究

利用gamma射線輻射和氧化物分別對(duì)三聚磷酸鋁進(jìn)行物理改性和化學(xué)改性,研究改性工藝對(duì)三聚磷酸鋁腐蝕抑制性能的影響,進(jìn)而將其應(yīng)用于防腐蝕涂料。,用gamma射線對(duì)三聚磷酸鋁進(jìn)行輻射改性,采用XRD、FTIR、滴定、TG、DSC、SEM、EIS等測(cè)試技術(shù),研究了gamma射線對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能的影響。在所研究的劑量范圍內(nèi)(0-150kGy),盡管gamma射線對(duì)三聚磷酸鋁的晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性等沒(méi)有顯著影響,但中和滴定試驗(yàn)表明,用NaOH溶液進(jìn)行滴定時(shí)輻照改性樣品的水溶液pH值上升較快;與未輻射改性相比,改性后樣品的DSC曲線中750℃~900℃的晶體轉(zhuǎn)變吸收峰消失;在三聚磷酸鋁的3.5%NaCl懸浮液中,高輻照劑量(100kGy、150kGy)改性三聚磷酸鋁的腐蝕抑制性能得到明顯提高。

將三聚磷酸鋁、堿性氧化物依次加入3.5%NaCl溶液中得到懸浮液,采用交流阻抗譜法研究了氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂對(duì)三聚磷酸鋁腐蝕抑制性能的影響。氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂都能明顯提高其短期防腐蝕抑制性能,但是對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間的防腐蝕抑制性能沒(méi)有明顯提高。在三聚磷酸鋁和兩種不同氧化物不同加入順序配制得懸浮液,不僅能夠提高其短期的防腐蝕抑制性能,而且對(duì)長(zhǎng)期防腐蝕抑制性能的提高也很明顯。ZnO2/SiO2改性的三聚磷酸鋁,性能得到很大提高,但是對(duì)三聚磷酸鋁的pH值并沒(méi)有明顯的改善,采用不同劑量gamma射線輻射對(duì)其進(jìn)一步改性。通過(guò)FTIR、XRD、滴定實(shí)驗(yàn)、TG、SEM、EIS等研究gamma輻射對(duì)其影響,雖然表面官能團(tuán),晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌都沒(méi)有發(fā)生明顯的變化,但飽和溶液的初始pH值都隨輻照劑量的增大而依次增大,熱力學(xué)性能和電化學(xué)性能均發(fā)生較大變化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),顏基比在0.8,水性環(huán)氧乳液與水性環(huán)氧固化劑質(zhì)量比為100:8,氧化鋅和二氧化硅改性三聚磷酸鋁為防銹顏料,等助劑制備的三聚磷酸鋁水性防腐涂料,各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到相關(guān)要求,而且長(zhǎng)期防腐蝕性能優(yōu)異。

三聚磷酸鋁制備工藝

三聚磷酸鋁外觀為白色粉末，難溶于水，密度2.6-3g/cm,無(wú)毒性，對(duì)皮膚無(wú)剌激作用，不含鉛、鉻等有害重金屬元素；熱穩(wěn)定性好。反應(yīng)機(jī)理：三聚磷酸鋁的分子式：AlH2P3O10.2H2O,它是由氫氧化鋁與磷酸反應(yīng)生成的，反應(yīng)分以下幾步進(jìn)行：

中和反應(yīng)：Al（OH）3 3H3PO4?=?Al（H2PO4）3 3H2O

　　聚合脫水反應(yīng)：在加熱情況下發(fā)生聚合脫水反應(yīng)：Al（H2PO4） 3AlH2P3O10 2H2O

　　與水分子結(jié)合：AlH2P3O10 2H2O=AlH2P3O10.2H2O

　　原料的選擇：工業(yè)氫氧化鋁（含Al2O3>60%），工業(yè)磷酸（含H3PO4>50%）。

配方設(shè)計(jì)：根據(jù)反應(yīng)式，P2O5/Al2O3=3.0~3.2時(shí)，反應(yīng)物中的三聚磷酸鋁可達(dá)到95%,P2O5/Al2O3<3.0時(shí)，有較多的磷酸鋁等副產(chǎn)物，P2O5/Al2O3值太大時(shí)，也會(huì)有其他聚合狀態(tài)的副產(chǎn)物出現(xiàn)，因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使P2O5/Al2O3=3.0~3.2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，確定較好的P2O5/Al2O3值。

三聚磷酸鋁,使用國(guó)標(biāo)原材料,經(jīng)過(guò)水熱化合反應(yīng),再經(jīng)高溫煅燒而成。產(chǎn)品白度90以上，純度達(dá)99.適應(yīng)任何油漆，涂料行業(yè)，做白色防銹顏料。改變了老三聚磷酸鋁早期防銹不足和磷酸鋅后期防銹不好等特點(diǎn)。 高白度和高細(xì)度,分散性能極佳，能配合任意顏料，增強(qiáng)原有功能，它可取代磷酸鋅，磷鐵粉，鐵鈦粉等白色顏料，降低制漆成本。