中国防锈“硅”时代 未来?已来

发布时间:2019-05-15    来源:慧聪化工网    浏览量:39

    慧聪化工网讯:改革开放四十年,我国基础设施规划与建设双成长,与之相关联的工程机械、钢结构、卷材等产业领域也获得了快速的发展。我国家电行业奠定了世界家电制造基地的地位,家电产品生产数量和种类迅速增长。基础设施建设、家电领域的高速成长,对钢材的需求量和表层的处理要求都在不断提升,一层薄薄的外衣涂层,可以避免在恶劣环境下对钢材表面的锈蚀。

    每年我国遇到的锈蚀问题都会带来严重的经济损失,锈蚀后的维修费用也异常高昂,一部分下游领域由于多种原因,不能返厂维护,在自然裸露环境下进行维修工作,对施工人员和维修用产品都是严格的考验。

    在低成本、高经济效益、强调企业竞争力的发展要求下,提升涂层的防锈性能,将会延长各领域需要的维修年限,大大节约施工、产品成本。在“创造绿色环保新材料,解决环保产品转换难题”的理念推动下,广州凌玮科技股份有限公司,通过自身努力,根据市场需求进行产品创新,研发出低能耗、高效率的二氧化硅防锈颜料,防锈颜料具有高比表面积、低溶解度、降低起泡性和渗透性、稳定pH值等多项产品优势,添加到涂料中,能够有效的提升涂层的抗锈蚀能力。随着环保要求的日益严苛,含有重金属的防锈颜料,如铬酸盐类产品将被逐出市场,而以无毒无害的无定形二氧化硅为主体材料的防锈产品将成为防锈颜料市场中*耀眼的明星。目前二氧化硅防锈颜料在家电类板材涂料中已经得到了很好的应用。

广州凌玮科技股份有限公司应用部部长王善

广州凌玮科技股份有限公司应用部部长王善

    5月14日广州凌玮科技股份有限公司应用部部长王善做客在线课堂,带来《中国防锈“硅”时代未来·已来》为主题的精彩课程,王工在课程中为广大观众讲解二氧化硅防锈颜料产品的特点及在实际应用中的介绍。硅类防锈颜料不仅能够解决产品的转换难题,低能耗、高效率的特点也获得市场的青睐的重要因素。

    无定型二氧化硅生产工艺

    水相法合成的无定型二氧化硅有两种:分为沉淀法二氧化硅和凝胶法二氧化硅,控制不同的反应温度,合成过程中,控制不同的反应时间,反应温度和pH值,从而控制粒子的结构。沉淀法一般是在碱性条件下反应,碱性环境中,初始的二氧化硅粒子会慢慢膨胀,形成多孔的二级粒子,在范德华力的作用下,多孔的粒子慢慢聚集,形成松散的堆积粒子。此类二氧化硅的特点是:比重轻,硬度低。

    凝胶法是在酸性条件下反应,在酸性条件下,反应比较慢,一级粒子是溶胶形式,溶胶粒子会慢慢聚集,*后由无数的粒子堆积成大而像网状的结构,形成比较坚硬的凝胶法二氧化硅粒子。此类二氧化硅产品比表面积大,致密,比较稳定。凌玮科技研发的防锈颜料就是基于凝胶法,并加上特殊的表面处理产品。

    二氧化硅防锈颜料具有高比表面积、低溶解度、加强长期防护、稳定的pH值、良好的分散性、优异的耐盐雾性能、不含重金属,磷酸根等特点,是符合环保理念的环境友好型产品。二氧化硅防锈颜料的应用范围很广,几乎是铁质底材的都可以应用。目前,凌玮在家电面板、粉末涂料、卷材涂料、工程机械涂料等轻防腐领域得到了良好的推广应用。

    二氧化硅防锈颜料作用机理

二氧化硅防锈颜料作用机理

二氧化硅防锈颜料作用机理

    直播过程中,王部长用生动的动画介绍了凌玮硅系防锈颜料的防锈原理。凌玮科技LM系列离子交换型防锈颜料是以特殊合成的硅为主体,在合成中加入钙镁物种与二氧化硅表面硅羟基进行交换得到的一类防锈颜料。此类防锈颜料不含任何重金属和磷物种,可以应对今后任何的环保政策法规。现以含钙的LM30为例,介绍离子交换型防锈颜料的防锈原理。

    所有铁系基材,包括镀锌表面处理后的铁系基材在自然条件下的腐蚀源于两个电极反应。1、阳极:受到攻击离子,如氯离子的影响,铁原子失去两个或三个电子变成亚铁或铁离子;2、阴极:氧气和水穿透漆膜,在基材表面与电子结合,生成氢氧根离子。离子在漆膜中移动,*终生产了铁的氢氧化物和氧化物,导致基材生锈。

    LM30具有较高的比表面积,其分散在漆膜中可以吸附攻击离子,延缓阳极亚铁或铁离子的生成;另一方面,二氧化硅在碱性条件下会解离,释放出硅酸根离子。当阴极反应发生,区域碱性升高后,会消耗氢氧根离子释放出硅酸根离子。硅酸根离子与钙离子、亚铁或铁离子生成不溶性硅酸盐类,覆盖阴极与阳极表面,形成钝化保护膜,从而阻隔阴阳两极电极反应的发生。因而,LM30是从物理和化学两个层面达到防锈的效果。

    二氧化硅防锈颜料的应用

    二氧化硅防锈颜料,主要体现的是环保性能,因此重点在水性涂料中的应用。

    分散性好,超细粉体,无需研磨

    由于凝胶法二氧化硅的反应速度比较慢,对于快速生锈的环境,建议配方中增加防闪锈助剂,在配方制备过程中,二氧化硅是超细粉体,无需研磨,配方中其他产品与颜填料研磨后,再添加凌玮LM-30\LM-50,在1200转/分的速度高速分散10分钟情况下,二氧化硅的测试细度可达18微米,完全符合底漆的细度要求。测试过程中无需研磨就可以轻松的调试配方,掌握防锈效果和添加量的相关数据。

    优异的耐盐雾性

    在水性环氧体系中,选择冷轧厚钢板为底材,LM-30\LM-50为5%的添加量,膜厚为50-60微米,中性5%盐水连续喷雾,经过对比发现,添加LM-30、LM-50的产品后,起泡时间延长了一倍,锈缝起泡变宽(两毫米外),延长一倍时间,总体防锈时间超过500小时。

    水性环氧体系实验数据对比

水性环氧体系实验数据对比

水性环氧体系耐盐雾测试

    从表中可以看出,同样的添加量,LM-30比改性磷酸锌、磷酸锌的耐盐雾性更强。在添加量达到12%的时候,LM-30的耐盐雾性比磷酸锌产品提高了120h。比改性磷酸盐提高了80h。由上图可以看出LM30较磷酸盐类产品优势十分明显,从理论上推断,LM30离子交换型防锈颜料用于室内产品涂层可以比磷酸盐类增加近一年的使用时间,在户外也比磷酸盐制备的涂层持续时间半年以上。

    水性环氧体系500h对比图

水性环氧体系500h对比图

    有划痕的时候LM-30的优势不是很明显,进入划痕时间后,LM-30的可以有效行程钝化层,保障控制起泡、锈缝变宽的时间,性能优势非常明显。


责任编辑:蒋林佚

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