關于磷酸鹽系防銹顏料的防銹機理

關于磷酸鹽系防銹顏料的防銹機理

1、磷酸鋅

磷酸鋅是一種重要的防銹顏料，作為涂料工業含鉛、鉻防銹顏料的替代品之一，從1965年沿用至今，

廣泛用于油性和水性底漆作為化學防銹顏料，有助于改進和提高其防銹性能，是目前用量*大、應用

*廣泛的無毒防銹顏料。

機理：

標準磷酸鋅防銹顏料為正磷酸鋅白色粉末，主要有二水合物型（Zn3（PO4）2?2H2O）和二水合物與四

水合物（Zn3（PO4）2?4H2O）的混合型。它的防銹機理十分復雜。正磷酸鋅顏料的主要防銹機理：

[Fe(H2O)6]2+→[Fe(H2O)5(OH)]++H+

Zn3(PO4)2+H+→H3PO4+Zn2+

H3PO4+Fe→Fe(H2PO4)2+H2

Fe(H2PO4)2+H2O→FeHPO4+H3PO4+H2O

FeHPO4+H2O→Fe3(PO4)2+H3PO4+H2O

使溶解的亞鐵鹽和鐵鹽發生水解，釋放出質子，再與正磷酸鋅逐步反應，依次生成水溶性的一代磷酸

亞鐵和二代磷酸亞鐵，*終生成不溶性的三代磷酸亞鐵，從而在金屬底材表面發生鈍化，生成Me（金

屬）-Zn-P2O5這種組成復雜、致密而又具有牢固附著性的磷化膜。

a) 除磷化之外，它們還能與基料中的羧基和羥基以及腐蝕環境中的某些離子發生反應，生成絡合物

，而這種絡合物能與腐蝕產物發生反應，在底材表面上形成緊密附著的保護膜。

b) 正磷酸鋅的防銹作用主要由于它存在結晶水，緩慢水解生成了氫氧化鋅和二代磷酸鋅離子，后者

通過形成由具有附著性的緩蝕作用的絡合物組成的保護膜而實現陽極保護。

c) 正磷酸鋅減緩了銨離子透過涂膜的擴散速度，從而起到了緩蝕作用。

2、改性磷酸鋅ZPA-2

磷酸鋅在緩慢水解過程中釋放出磷酸根和鋅離子，由磷酸根離子與鐵鹽結合生成致密而堅固的附著性

強的絡合物保護膜，起到保護金屬表面的作用，普通正磷酸鋅在微酸性環境下效果顯著而在中性或偏

堿性水性涂料中由于水解性差，磷酸根離子釋放遲緩，同時正磷酸鋅活性不夠，有生效延時的現象，

導致在中性或偏堿性環境下效果不太理想，不能很好的克服閃銹問題，所以對正磷酸鋅進行改性是當

前磷酸鋅開發的發展方向。我公司生產的改性磷酸鋅就基于上述理論，對正磷酸鋅進行表面改性處理

，使多種成分在早中晚期的防銹過程中相互協同，克服了磷酸鋅前期防銹延時的問題。

3、磷酸鋁系列

磷酸鋁系列防銹顏料的主要品種是三聚磷酸二氫鋁.

特性：

a) 主要成分為三聚磷酸二氫鋁（AlH2P3O10?2H2O），是一種白色非揮發性粉末，斜方晶系，相對密度

2.31，微溶于醇，長時間在空氣中放置部分水解，對酸比較穩定，儲存穩定性和耐候性良好；

b) 它呈弱酸性，pKa為1.5～1.6，與其它固體酸相比，酸度（按質量計）極高，單位質量含有活性基

團很多，因此用很少量就能產生有效的防銹作用；

c) 三聚磷酸鋁能夠放出絡合能力很強的三聚磷酸根離子（P3O105-），對二價和三價鐵離子有很高的

絡合能力，使鐵底材表面形成MxFey（PO4）z結構的致密鈍化膜。

原理：

在AlH2P3O10?2H2O中有2個氫原子呈弱酸性，能與金屬化合生成堅韌的鈍化膜。反應步驟如下：

AlH2P3O10——Al3+2H++P3O105-

但由于酸性、水溶解度等原因，三聚磷酸鋁并不適合直接作為防銹顏料使用，必須加以改性，使其具

有適宜的pH值、溶解性、分散性等，才能成為一種實際可用的活性防銹顏料。

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