data-full-width-responsive="true"> 1 前言金属的腐蚀现象是十分普遍的。金属腐蚀所造成的损失,不仅使金属材料本身在其外形、色泽以及机械性能等方面受到破坏,更主要的是使制品的质量等级下降,精度、灵敏度受损,影响甚至丧失其使用价值,由此造成的浪费是非常惊人的。据国外统计报道,世界上每年生产的金属材料竞有1/ 3 因腐蚀而报废。因此,金属材料的防锈保护是一个很重要的生产和使用环节,金属防腐工程从来都是金属材料科学家们所研究的重要课题。涂料对金属的防护作用是非常重要的,目前我国的防锈漆的材料很多,但是我们应用和日常生活接触较为普遍的是铁红防锈漆。其原因在于
它的生产成本较低,生产工艺简单,一年四季常温下生产,只需要球磨机按配方球磨完成。此外,铁红防锈漆的用途极广,是一种很重要的防锈涂料,在人们的生产、生活中起着极其重要作用。在大气中,特别是潮湿环境或其
他腐蚀性气体条件下,使用铁红防锈涂料是一种比较简便常用的方法。随着我国电器行业的迅速发展,聚苯乙烯泡沫塑料被大量用作包装材料,一次性使用后即成为废品,由于聚苯乙烯的化学稳定性高,流入自然界后既不腐烂也不分解,从而造成严重的环境污染,这种污染日趋严重。本文以新兴的互穿网络聚合物理论为指导,以废旧聚苯乙烯为原料,经物理化学改性作成膜物质,以铁红为颜料,以甲苯、二甲苯、乙酸乙醌为混和溶剂,添加松香树脂、增塑剂、防沉淀剂、流平剂、催干剂等助剂研制成多功能防锈漆,是油漆行业中更新换代的新产品[1 ] 。2 防锈漆的制备2 1 主要原料与仪器甲苯,二甲苯,邻苯二甲酸二丁酯,乙酸乙酯,均为分析纯试剂;废旧聚苯乙烯,为回收的包装材料;松香,铁红,流平剂,催干剂,防沉淀剂,均为工业品。电动搅拌器,三口烧瓶,球磨机,粘度计。2 2 工艺流程[2 ]
2 3 制备过程2 3 1 废旧聚苯乙烯的处理该防锈漆选取的成膜材料主要是废旧聚苯乙烯,例如我们常见的电器包装材料等等。将废旧聚苯乙烯用稀洗衣粉水溶液刷洗,再用自来水冲洗干净、晾干后粉碎,颗粒直径约2cm。将粉碎后的废旧聚苯乙烯在配有电动搅拌器的三口烧瓶中用溶剂溶解配成胶溶液,备用。废旧聚苯乙烯与混和溶剂的比例为1∶2 。2 3 2 防锈漆的制备将配好的胶溶液、铁红及适量的助剂与磨料按3∶5 的比例加入球磨机,球磨,测试合格后经过滤、调整固含量即可出料,包装即为产品。3 结果与讨论3 1 产品的技术指标产品的技术指标见表1 。
3 2 分析讨论3 2 1 松香树脂的加入废旧聚苯乙烯为非极性聚合物,在作为成膜材料时,附着力较差,考虑在球磨时加入松香树脂等进行改性,能满足附着力要求,但量要适中,因为加入量过多时,漆膜脆性变大,防腐性能下降[3 ] 。取20mL 混合溶剂,溶解7g 废PS ,加入5g 铁红,加入2g 松香,对其进行改性,可耐3 %NaCl 10天,5 %NaOH 23 天,大量实验表明,在30 %PS 胶液中松香树脂的加入量为1 5 %～4 0 %时,所得产品性能较好。3 2 2 溶剂的选择溶剂的选择原则是溶剂溶解度参数与聚苯乙烯溶解度参数越接近越好,同时溶剂的挥发性也要适当,易与其它溶剂混合并对颜料、填料有较好的分散性,还要有较低的毒性与低廉的价格。本实验选用甲苯、二甲苯、乙酸乙酯做混和溶剂。选取的配比以混和溶剂溶解废旧聚苯乙烯的时间为最短,但为降低成本,可在涂料中加入价廉的稀释剂。本实验取7gPS 在室温21 ℃的条件下,用8mL 甲苯,5mL 乙酸乙酯,5mL 二甲苯和1mL 邻苯二甲酸二丁酯作混合溶剂。溶剂和稀释剂可占防锈漆总重的60 %～65 %。3 2 3 铁红颜料的加入防锈颜料是防锈涂料的重要组成部分,它能使形成的涂层具有色彩遮盖力,增加涂层的机械强度,提高耐磨性,防止光线对涂层的氧化,提高耐候性,延长使用寿命。根据颜料的性能价格比,选取铁红颜料。铁红经分散后由于细微粒子的表面能在某种程度上呈絮凝状态,在防锈漆生产中颜料呈絮凝状态可防止颜料沉底的现象发生。本研究中,铁红的加入量为9 %～13 %。通过实验还发现,铁红颜料在漆料中的分散程度,影响着防锈漆的性能。还发现,铁红的粒度对防锈漆有着重要影响。影响光线的漫射,从而影响到遮盖力、漆膜的外观光亮度和平滑程度、涂料储存期限。3 2 4 助剂的使用涂料制备时要加入各种助剂,以有效改善涂层的物理化学性能。添加增塑剂是对涂层改性重要的方面,可以显著改善涂层的柔韧性和附着力。但应控制其用量,过多会造成漆膜发粘或不干。添加量一般为0 3 %～0 5 %。涂料中还应加入0 3 %～0 45 %的流平剂和0 26 %～0 3 %催干剂,以有效的改善涂料的使用性能,防止刷涂留下刷痕以及控制涂料的表干时间。加入0 1 %～0 15 %防沉淀剂,可有效的延长涂料的储存时间。4 结论该铁红防锈漆柔韧性好、附着力强、具有较高的耐冲击强度和较好的耐候性,能耐稀酸、强碱和各种盐溶液,具有多方面的防腐蚀性能,特别是对碱抵抗力极强。该铁红防锈漆用途广,可在钢铁、木材、塑料和水泥等多种物体表面涂敷。但是,由于是溶剂型涂料,不耐溶剂。由于PS 附着力差,要得到性能优良的防锈漆,必须加入松香树脂进行改性,通过对产品进行性能测试,基本符合技术指标,但干燥时间稍长,耐碱溶液性能极强。由废PS 为基料经改性制备防锈漆技术可行,工艺简单,产品性能稳定,可以充分有效地利用廉价易得的废PS ,有长远的社会效益,具有一定的经济效益和环境效益。
