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三聚磷酸鋁進行物理改性和化學改性,研究改性工藝對三聚磷酸鋁腐蝕抑制性能的影響,進而將其應用于防腐蝕涂料。,用gamma射線對三聚磷酸鋁進行輻射改性,采用XRD、FTIR、滴定、TG、DSC、SEM、EIS等測試技術,研究了gamma射線對其結構和性能的影響。在所研究的劑量范圍內(0-150kGy),盡管gamma射線對三聚磷酸鋁的晶體結構、熱穩(wěn)定性等沒有顯著影響,但中和滴定試驗表明,用NaOH溶液進行滴定時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,但是對于長時間的防腐蝕抑制性能沒有明顯提高。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,而且對長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,但是對三聚磷酸鋁的pH值并沒有明顯的改善,采用不同劑量gamma射線輻射對其進一步改性。通過FTIR、XRD、滴定實驗、TG、SEM、EIS等研究gamma輻射對其影響,雖然表面官能團,晶體結構、表面形貌都沒有發(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,熱力學性能和電化學性能均發(fā)生較大變化。通過實驗發(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,各項指標均達到相關要求,而且長期防腐蝕性能優(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,無毒性，對皮膚無剌激作用，不含鉛、鉻等有害重金屬元素；熱穩(wěn)定性好。反應機理：三聚磷酸鋁的分子式：AlH2P3O10.2H2O,它是由氫氧化鋁與磷酸反應生成的，反應分以下幾步進行：

中和反應：Al（OH）3 3H3PO4?=?Al（H2PO4）3 3H2O

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

　　與水分子結合：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%）。

配方設計：根據反應式，P2O5/Al2O3=3.0~3.2時，反應物中的三聚磷酸鋁可達到95%,P2O5/Al2O3<3.0時，有較多的磷酸鋁等副產物，P2O5/Al2O3值太大時，也會有其他聚合狀態(tài)的副產物出現(xiàn)，因此，實驗時，應使P2O5/Al2O3=3.0~3.2.通過實驗，確定較好的P2O5/Al2O3值。

三聚磷酸鋁,使用國標原材料,經過水熱化合反應,再經高溫煅燒而成。產品白度90以上，純度達99.適應任何油漆，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。 高白度和高細度,分散性能極佳，能配合任意顏料，增強原有功能，它可取代磷酸鋅，磷鐵粉，鐵鈦粉等白色顏料，降低制漆成本。