添加剂对锌粉的析氢抑制及无铬达克罗的影响

【慧聪表面处理网】锌粉具有牺牲阳极保护作用，作为必用原料广泛应用于富锌底漆等溶剂型防腐涂料(1)，但其在水性的防腐涂料中表现出较高的析氢活性，容易发生析氢反应：Zn+2H2O=Zn(OH)2+H2而放出氢气，从而造成涂料储存中产生“胖听”现象，使其应用受到限制。因此必须对其进行析氢的抑制/钝化处理，降低活性.尽管六价铬对锌粉具有良好的钝化作用[2,3]，但受到RollS指令的禁止使用[4]。所以，锌粉的无铬钝化/抑制噬待解决。

近年来国内外的许多学者对镀锌板的无铬钝化进行了大量的研究[5-8]，而针对锌粉无铬钝化剂的研究不多。因此，本文对植酸、抗坏血酸对锌粉析氢的抑制作用进行研究，进而对配制的无铬达克罗水性涂料的稳定性进行考察，旨在获得可用于水性防腐涂料的锌粉析氢抑制剂。

1实验方法

本实验的腐蚀介质为pH≈9的去离子水与乙二醇单丁醚(质量比9：1)的混合物[9]。锌粉共有三种，片状锌粉(德国爱卡公司，锌片直径约为15μm，厚度约为0.1μm)，球状锌粉(沈阳化学试剂厂，粒径约为25μm))，锌粒(天津博迪化工有限公司，粒径约为5mm)。取锌粉各5g分散于100mL腐蚀介质中，放入图1所示的装置中进行析氢测试，水浴温度为50℃，加速析氢反应。

本实验的无铬达克罗水性涂料为单组分，其中(%)：40～80锌粉，l0～30铝粉，5～20有机树脂成膜物，0.5～3析氧抑制剂.使用前将各组分搅拌混匀，涂敷方式为喷油。采用加热固化方式，先在70～80℃烘干30分钟，然后在220～260℃进行固化1小时。基材为A3碳钢，涂敷前打磨至600#砂纸。

2结果与讨论

2.1不同锌粉的析氢结果

图2为不同性状锌粉在腐蚀介质中的析氢曲线.由图2可以看出，三种锌粉呈现不同的析氢曲线，片状锌粉接近抛物线；球状锌则在最初的几个小时内有较多的析氢，在后期一直比较平缓，接近直线；锌粒则呈现出接近斜线的析氢曲线。在整个实验周期内，片状锌粉的析氢量都要远远大于其他三种锌粉，经过100小时左右析氢量已达到480mL。而球状锌粉和锌粒则未超过60mL。因此锌粉的析氢活性顺序为：片状＞球状＞锌粒，片状锌粉的活性最高。

图3为不同性状锌粉在含10g/L的植酸和抗坏血酸的腐蚀介质中的析氢曲线.从图3可以看出，植酸对片状锌粉析氢的抑制最为明显(由480mL降至20mL)，而对普通锌粉则存在加速析氢的作用：在前24小时以内析氢量呈线性增长，直至析氧量达到150mL以后趋于平缓.植酸对锌粒的也有一定的抑制作用(35rIll降至22mL)。而抗坏血酸对不同性状的锌粉的析氢抑制作用则与植酸不同.抗坏血酸对片状锌粉的析氢抑制作用较植酸低(由480mL降至250mL)，而对球状锌粉和锌粒的析氢抑制不甚明显，并且对于锌粒在后期析氢量(50mL)更是超过了未添加体系(35mL)。这种不同添加剂对不同性状锌粉的析氢抑制作用的差异，应该与锌粉的表面结构以及添加剂的抑制机理有关，有待进一步研究。

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