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防闪锈剂的作用机理
作者:之途化工    内容来源:www.zhituchem.com    点击数:    更新时间:2021-9-22

 

一、 闪锈的本质
       所谓“闪锈”是在金属表面使用水性涂料,涂膜干燥过程中发生的锈点腐蚀。闪锈的本质是在金属表面发生电化学腐蚀。由于水性涂料大部分是偏碱性,所以这个电化学腐蚀是吸氧腐蚀。
      金属表面涂刷水性涂料时,由于水性涂料中含有如OH-、Na+、H+和Ca2+等, 相当于金属表面覆盖了电解质溶液层。且金属基材含有碳、锰和硅等杂质。于是就发生了腐蚀电池,铁是阳极,杂质是阴极。如图1所示,在阳极,铁失去电子形成Fe2+进入涂层,而溶于涂层中的氧从阴极获得电子,生产OH-。电极反应方程如下:
      阳极(铁):Fe—2e→Fe2+
                             Fe2++2OH-→Fe(OH)2
      阴极(杂质):O2+2H2O+4e→4OH-
      Fe(OH)2被空气中的氧进一步氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3会部分脱水变成Fe2O3。Fe(OH)3和Fe2O3都是铁锈的主要成分。外观结果就是出现一个个闪锈点,于是闪锈就发生了。


图1.发生闪锈的微观过程示意图

 

二、 解决闪锈的基本思路
      要解决闪锈问题,就需要对腐蚀电池电极过程加以抑制。而要抑制腐蚀电池电极过程的发生,就需要对金属表面加以保护。从物理化学角度出发,防闪锈剂的作用可以分为钝化膜保护、沉淀膜保护和吸附膜保护。
1、 钝化膜保护型
      这类防闪锈剂本身是氧化剂或者以介质中的溶解氧作为氧化剂,使金属表面形成钝化膜,造成金属离子化过程受阻,从而减缓金属的腐蚀。如图2.钝化膜保护型示意图所示。它主要影响电化学腐蚀的阳极过程,使活化-钝化型金属的腐蚀电位进入钝化区,从而使金属处于钝化状态。


图2.钝化膜保护型

2、 沉淀膜保护型
      这类防闪锈剂在金属表面生成沉淀膜,膜的厚度一般超过钝化膜。沉淀膜可由防闪锈剂之间互相作用生成,也可由防闪锈剂和腐蚀介质中的金属离子作用生成不溶性聚合物。如图3.沉淀膜保护型示意图所示,沉淀膜覆盖于金属表面,抑制金属电化学腐蚀。


图3.沉淀膜保护型

 3、 吸附膜型保护
      这类防闪锈剂一般是有机物,分子往往是由极性基团和非极性基团组成。如图4.吸附膜保护型示意图所示,其中极性基团是亲水性的,可以吸附于金属表面活性点或整个表面。而非极性基团是疏水或者亲油的,通过憎水基起到隔离作用,把金属表面和腐蚀介质隔开。

 
图4.吸附膜保护型

 

三、 防闪锈剂ZT-706的作用机理
      目前水性涂料在普通钢材表面的闪锈容易解决。但是遇到埋弧焊缝和铸铁表面,水性涂料就很容易闪锈,再如果遇到高湿条件下施工干燥,就更容易闪锈。北京之途化工有限公司生产的防闪锈剂ZT-706能解决水性涂料在高湿环境下埋弧焊缝和铸铁件的闪锈问题。防闪锈剂ZT-706是一款由多种防腐蚀材料复配而成,成分含有钝化膜保护剂、沉淀膜保护剂和吸附膜保护剂。作用机理如图5所示。


图5.防闪锈剂ZT-706的作用机理示意图

       添加了防闪锈剂ZT-706的水性涂料涂覆到金属基材表面时,含有的氧化剂迅速钝化金属表面,形成钝化层,同时有部分有机材料在金属表面聚集形成沉淀膜保护层。最重要的是防闪锈剂ZT-706含有单链和双链且长短不一的有机物。它的极性基团能牢固吸附在金属基材表面,而非极性碳链能覆盖整个金属表面,形成一层疏水性保护膜。因为非极性基团含有单链和双链,且链长的长短不一,减少了空间立体障碍,形成的吸附膜更加致密,从而阻碍金属离子向外扩散和腐蚀介质或水同金属表面作用。因为有了钝化膜、沉淀膜和吸附膜这三层膜的保护作用,所以防闪锈剂ZT-706具有优异防闪锈性能。


 


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