用巩义予华DHG-9920对水性锈转化涂料的分析

钢铁材料具有易腐蚀的缺点，常用的防腐手段为涂层法，在涂覆前需要对金属表面进行除锈，且除 锈等级通常至少要达到 Sa2.5 。传统的除锈方法有机械除锈、酸洗除锈、喷砂除锈等，具有成本高、 工作强度大、造成环境污染等缺点，所以带锈涂装成为目前该领域的研究热点。

1 实验 

1. 1 主要材料

苯丙乳液(工业级)，青岛大洋海得建材有限公司；改性苯丙乳液(工业级)，乐扬化工有限公司；有 机胺类缓蚀剂(工业级)，广州富飞化工科技有限公司；单宁酸(分析纯)、成膜助剂(工业级)，天津市风 船化学试剂科技有限公司；异丙醇(分析纯)、无水乙醇(分析纯)，天津市富宇精细化工有限公司；丙酮(分 析纯)，国药集团化学试剂有限公司；氯化钠(分析纯)，天津市江天化工技术有限公司；松香(分析纯)， 上海麦克林生化科技有限公司；石蜡(工业级)，中国石油天然气股份有限公司；带锈涂料 A，上海珈倪 装饰材料有限公司；带锈涂料 B，誉鹤家具有限公司；渗透剂，天津中和盛泰化工有限公司；蒸馏水， 自制。 使用 80 mm × 40 mm × 3 mm 的 Q235 碳钢板(钰轩金属材料公司提供)，其化学成分为：C 0.130%， Si 0.020%，Mn 0.380%，P 0.014%，S 0.031%，Fe 余量。锈蚀钢板的制作方法如下：先对钢板进行预处 理，去除表面保护层及油污等杂质；然后将钢板放置在恒温潮湿环境中，使其快速均匀地生锈，当腐蚀 程度到达 C 等级以上时除去表面浮锈，然后用蒸馏水、酒精、丙酮依次清洗，去除表面杂质，以确保钢 片表面清洁；放入烘箱中干燥后放入干燥器中保存待用。

1. 2 仪器设备

JT302N 型电子天平，上海精天电子仪器有限公司；FA2104N 精密电子天平，上海民桥精密科学仪 器有限公司；79-1 磁力加热搅拌器，金坛市大地自动化仪器厂；YW 型气流式盐雾试验箱，天津市天宇 实验仪器有限公司；DHG-9920 电热恒温鼓风干燥箱，巩义市予华仪器有限责任公司；NDJ-49 型旋转 黏度计，上海平轩科学仪器有限公司；CHI660D 电化学综合测试系统，上海辰华仪器有限公司；CMI153 膜厚仪，上海贝增电子设备有限公司；PHS-3C 型 pH 计，杭州奥利龙仪器有限公司；LabX XRD-6100 型 X 射线衍射仪(XRD)，日本岛津；SU1510 型扫描电镜，日本日立。

1. 3 水性锈转化涂层的制备

1. 3. 1 涂料的制备

取苯丙乳液和改性苯丙乳液按质量比 7∶2 混合，1 200 r/min 搅拌 20 min 使其充分混合，然后取 65 g 混合乳液加入成膜助剂，得组分 A。取 23 g 蒸馏水，加入一定量的有机酸(单宁酸、焦性没食子酸等)， 搅拌至完全溶解后再加入 0.6 g 缓蚀剂和 2 g 渗透剂，搅拌至完全溶解，得组分 B。将组分 B 滴加到组分 A 中，1 400 r/min 搅拌 20 min 后就得到水性锈转化涂料。

1. 3. 2 涂装

将自制水性锈转化涂料涂覆在预处理后均匀生锈的 Q235 带锈板上，在室温(25 °C 左右)下干 燥 20 min，形成一层致密的黑色保护膜。

1. 4 测试与表征

中性盐雾试验参照 GB/T 10125–2012《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》进行。试验箱内，以 5% NaCl 溶液喷雾，温度25 °C，pH在6.5 ~ 7.2之间，密度为1.03 ~ 1.04 g/L。设定中性盐雾试验箱温度为(35 ± 1) °C， 相对湿度为(96 ± 2)%。涂覆了 30 μm 厚锈转化涂层的带锈 Q235 钢板在盐雾箱中被测面积与垂直方向成 15° ~ 30°夹角。连续喷雾 8 h 为一个喷盐雾周期，恒温恒湿环境下保温 16 h。

2 结果与讨论

铁锈一般是铁的氧化物和水分的混合物，比较疏松和分散，对钢体结构起不到保护作用，并且便于 腐蚀介质进入。本文所制锈转化涂料是将有机酸渗透到锈层内部发生化学反应，生成单宁酸铁和焦性没 食子酸铁网状配合物，附着于金属表面形成保护膜。由图 1 可见，在铁锈中，2θ 在 14°、27°、36°和 46°的吸收峰较强，它们主要属于 Fe2O3；转锈处理 后，峰位强度明显降低或消失，说明铁锈已与锈转化剂反应。单宁酸铁和焦性没食子酸铁可能以非晶态 存在，因此在 XRD 谱图中不能呈现。

3 结论 

研究的水性锈转化涂料具有良好的渗透作用，转锈完成后可形成致密的保护漆膜，可耐中性盐 雾试验 4 个周期，耐 5%盐水浸泡 7 d，且有较好的耐酸性，在 pH 为 2 的 3.5% NaCl 溶液中仍具有防护 能力。与 2 款市售转锈涂料相比，自制的转锈涂料能获得更平整的漆膜，防腐效果略好。

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