防锈、体质颜料讲解

锌铬黄
近似组成为K2O· 4ZnO· 4CrO3· 3H2O。它有一定的水溶性，可以释放 六价铬离子，对金属表面具有阳极钝化作用，防止金属生锈。常用于配制锌黄防 锈底漆，用以防护钢铁和轻金属。它是以微细的氧化锌制成水浆，然后加入铬酸 或重铬酸钾反应而成的。
四盐基锌黄
近似成分为4Zn(OH)2· ZnCrO4,水溶解度较锌铬黄低， CrO3含量达17％。常用于制备磷化底漆。四盐基锌黄是以微细的氧化锌 制成水浆加入一定量的铬酸反应而成。
体制颜料



体质颜料，通常又称为填料，从本世纪起逐渐变成重要，它们包括许多化合 物，从自然界得来、直接制造或作为副产品获得。这些物质主要是钡、钙、 镁、或铝的盐类，硅或铝的氧化物，或从前两类物质衍生的错合双盐类。 在涂料、油墨、油毡、塑料物质、纸和纸涂料、油布、油灰、擦光和洗刷物 质、橡胶产品、水泥、塑胶、陶器等领域中有广泛的用途。它们的有用程度 现在和白色不透明颜料相接近，并且体质颜料的种类和数量以及在传统工业 中的用途将有更近一步的发展。这些颜料有两种通性：折射率比1.75为低(通 常是1.45 ~ 1.70)，颜色是白或几乎是白的。体质颜料其它性质的变化范围很 广，如相对密度、容量值、颗粒形状、颗粒大小、粒径分布、吸油量、化学 活性等等。 自从1930年起，随着生产技术的发展，体质颜料在颜色、均匀度、颗粒大小、 粒径分布、表面处理等方面有很大的改进。体质颜料最早是从自然界获得， 而目前由其它化学工艺副产品得到的体质颜料逐渐增多，其中很多体质颜料 需要专门的生产。常用的体质颜料有碳酸钙、硅酸镁、硅酸铝、硫酸钙、结 晶氧化硅、硅藻土、硫酸钡等。
常见种类 碳酸钙
天然的称为重质碳酸钙，人造的称为轻质碳酸钙。重质的碳酸钙又 称大白粉质地粗糙，主要用于厚漆和腻子。轻质碳酸钙的颗粒细，着色 力和遮盖力都比重质碳酸钙好；不溶水，但遇酸即溶；易吸潮，呈微碱 性，所以不能与耐碱性颜料共用，多用于平光涂料和水性涂料中。 碳酸钙主要是从石灰石矿获得，也可以作为某些制造流程的副产品， 或直接用二氧化碳对石灰乳浆反应制得。天然碳酸钙的制造可以用干磨 法或湿磨法。干磨法中干磨好的产品经空气分选机分离出过大的颗粒返 回重磨。利用湿磨法可以产生更细、更鲜艳的、筛分更好的品级。石灰 石在有水存在的条件下研磨，利用锥形或管状研磨机将磨制品连续的放 出，用离心机分选，过大的颗粒和进料一起送回重磨。湿磨法的另一重 要优点是可通过进一步的浮选改进产品颜色和化学纯度。
红丹
红丹又名铅丹、铅红，分子式Pb304，是红橙色的结晶粉末，有毒。比重9.1，在 500℃分解成一氧化铅和氧，不溶于水，抗腐蚀性强，耐高温，但不耐酸。红丹防锈漆是 一种用红丹与干性油混合而成的油漆。它渗透性、润湿性好，漆膜柔软、附着强，但干燥 较慢。另外由于红丹比重大，容易沉淀，而且贮存过久会变厚，涂刷性也较差。由改性醇 酸树脂、防锈颜料、体质颜料、催干剂，有机溶剂等组成。附着力好，防锈性能高，耐水 性强，在常温下自然干燥快。主要用于机械设备，钢结构、管道等。
6.四盐基锌黄 四盐基锌黄的分子式为ZnCrO4· 4Zn（OH）2，是不含 碱金属的锌黄颜料。主要用于磷化底漆中。其高含量的Zn（OH）2能参 与磷酸和聚乙烯醇缩丁醛的反应，所形成的络合物能很好地钝化金属表 面，并提高其附着力。四盐基锌黄是一种优良的轻金属防锈颜料。
7.偏硼酸钡 偏硼酸钡的分子式为BaB2O4· H2O，常用硅酸盐对其进行 表面处理，也称为改性偏硼酸钡。偏硼酸钡为白色防锈颜料，溶液呈碱 性，遮盖力、着色力较低。因它具有一定的水溶性，常和四盐基铬酸锌、 铝粉等合用。偏硼酸钡是一种新型的防锈颜料，具有防锈性能好、无毒、 易分散、防霉、防污、抗粉化等优点，主要用于防霉漆、耐热漆和水性 漆中。
锶铬黄
主要成分为铬酸锶(SrCrO4)，呈柠檬黄色。水溶解度高于四盐 基锌黄而低于锌铬黄，CrO3含量可达49％。常用于配制防护轻金属的底 漆。由于能耐 400℃高温，也可用于塑料着色。锶铬黄是以硝酸锶与铬 酸钠溶液反应而生成的沉淀。
磷酸锌
Zn3(PO4)2· 2H2O,在70年代开发的无公害防锈颜料。白色粉末,毒性极 低,使用比较安全。磷酸锌对Fe2+有形成缓蚀络合物的作用。常同其他防锈颜料 配合使用，配制各种防锈底漆以替代有毒的品种。磷酸锌是以细微的氧化锌水浆 加入磷酸或其盐类反应生成的，制成超微粉可提高其防锈效果。
钼酸锌
ZnMoO4、xZnO· ZnMoO4,主成分为钼酸锌的无公害的防锈颜料， 白色粉末。形其防锈作用主要是钼酸离子能同铁离子成络合物，并且能 起类似锌铬黄的阳极钝化作用。常与磷酸锌等颜料配合使用，配制各类 无毒防锈底漆。生产方法是氧化锌水浆与钼酸盐在酸的存在下，加入一 定量填料，进行反应而成，也有在生产过程中加入钙或锶的盐类，使之 部分形成钼酸钙或钼酸锶，以增进其防锈性能。
高岭土
高岭土又称黏土、瓷土，为天然矿物，主要成分是水和硅酸铝，为 细微的鳞片状或柱状晶体结构，通常A12O3含量为37.5 ~ 44.5%，SiO2 为44.8 ~ 53.1%，并含有少量的铁、钠、钾、钛、钙和镁的氧化物，折 射率约为1.56，比重为2.58 ~ 2.63，吸油量的范围较广，从25到 70g/100 g，颗粒大小较细的为0.2~ 2 µm，较粗的可达70 µm。它能阻止颜料在贮存过程中发生的沉淀现象，还有消光作用， 可以用于平光底漆及半光面漆中，也可以用于乳胶漆。 高岭土的颜色差别较大，从白色以至乳白色或灰色。高岭土的化学 性质不活泼，填充率较大，加上价格便宜，所以被广泛的应用。在涂料 中的应用包括室内平光漆、半光漆、底漆、仓栅漆、货车漆等。由于有 良好的干遮盖力，高岭土也广泛的用于水性漆、乳胶漆以及造纸工业和 纺织涂料。颜色性能较差的高岭土多应用在油毡、地板配料和油布中。
一些颜料的选择要点： 一、化学活性防锈颜料
1.红丹 红丹又名铅丹，主要成分是Pb3O4，是一种防锈性能 较好的防锈颜料，尤其是和亚麻油配制的防锈涂料，防锈性 能很好，甚至在钢铁表面残留一些锈蚀或氧化皮的情况下涂 覆，仍具有较好的防锈效果。红丹不仅是涂料中防锈性能最 好的防锈颜料，而且还可用于蓄电池、搪瓷、光学玻璃等工 业的防锈。但由于红丹有毒，故涂均可。 2、使用前应将底材处理干净，无油污，灰尘，铁锈等。 3、可用X-6醇酸稀释剂调整粘度。 4、喷涂面漆时，如果光泽太高，须用120目砂纸打磨均匀或在前道漆表干后，实干 前进行施工。 5、红丹防锈漆，不能直接用在锌、铝底材上，且单独使用耐候性差，应与面漆配套 使用。
石膏
石膏应用在涂料中已经有几世纪，目前其主要是用于二氧化钛-钙复 合颜料中的钙组分，在立德粉和硫化锌颜料中也有少量的应用。石膏很 少作为一种单独的颜料使用，主要是因为它们在水中的溶解度和对水的 敏感性。硫酸钙在自然界中以石膏的形式存在，经选择后(对颜色)，经 粉碎、湿磨、水分选、干燥、筛分或用空气浮选成为成品。石膏在约 650℃完全脱水，成为无水物，也叫作“烧死”的硫酸钙，以此形式应 用在上述几种复合颜料中。硫酸钙也可以用钙离子和硫酸离子反应制得，
起电化学作用的防锈颜料最主要是锌粉。以锌粉为颜料的 防锈漆，在钢铁表面形成导电的保护涂层。锌的化学反应在 涂层表面形成锌盐及锌的络合物等，这些生成物是极难溶的 稳定物并沉淀在涂层表面上，以防止氧、水和盐类的侵蚀， 从而起到防锈效果，使钢铁得到保护。
主要品种： 铅酸钙 2CaO· PbO2,同红丹有近似的化学结构。这是在20世纪50年代初期试图
防锈颜料、体质颜料
成员：张新炜 蒋立 龚亮嘉

防锈颜料
防锈颜料的主要功能是防止金属腐蚀、提高漆膜对金属表面的保护作 用。防锈颜料的作用可以分为两类：物理性防锈和化学性防锈，其中化 学性防锈颜料又可以分为缓蚀性和电化学作用型两种。 物理性防锈颜料是借助其细密的颗粒填充漆膜结构，提高了漆膜的致 密性，起到了屏蔽作用，降低了漆膜渗透性，从而起到了防锈作用，如 氧化铁红、铝粉、玻璃鳞片等。 化学缓蚀作用的防锈颜料，依靠化学反应改变表面的性质或反应生成 物的特性来达到防锈目的。化学缓蚀作用的防锈颜料能与金属表面发生 作用如钝化、磷化，产生新的表面膜层、钝化膜、磷化膜等。这些薄膜 的电极电位较原金属为正，使金属表面部分或全部避免了成为阳极的可 能性；另外薄膜上存在许多微孔，便于漆膜的附着。常用的化学缓蚀颜 料有铅系颜料、酪酸盐颜料、磷酸盐颜料等。
成为水合沉淀物，然后烧成无水物。
镁颜料
硅酸镁(H2Mg3(SiO3)4)可从天然产物中获得，其中含有滑石、皂石 以及其它一些组分，其颗粒形貌主要有两种，纤维状或针状、片状或云 母状。典型的硅酸镁产品一般含有7.0% CaO，某些特殊用途的高达 15.0%。硅酸镁的相对密度为2.60 ~ 2.98，吸油量变化很大，从20以至 89 g/100 g，折射率约为1.59，颗粒大小的分布较宽。硅酸镁对普通的 涂料基料具有化学惰性，除非CaO的成份明显的超过6.0%。 由于硅酸镁耐久度好，并且不会在常用的油性基料中出现沉淀，适 合用于室外涂料。而因为组织结构较粗，硅酸镁不能用于瓷漆，但新开 发的细颗粒品级使硅酸镁的应用范围扩大。硅酸镁在外墙漆中最主要的 用途是增加薄膜强度，防止开裂，主要原因是其纤维状或针状，片状或 云母状的颗粒对涂膜的开裂产生了抑制作用。在室内平光漆中，硅酸镁 用来控制光泽或亮度，防止流挂，同时减少流动和流平。
2.铅酸钙 铅酸钙的分子式为Ca2PbO4，呈乳白色至淡棕色，对钢铁防 锈性不如红丹，可在钢铁、轻金属、木材、水泥等表面打底用的底漆中
使用，但不宜用于潮湿的表面，用于镀锌表面效果最好。 3.铅粉 主要成分为氧化亚铅，呈灰色，略带黄或绿色调，与脂肪酸的化 合力很强，使涂膜坚韧耐久。在涂漠中能吸收渗入的氧生成氧化铅，在 阴极区起缓蚀作用。
寻找一种含铅量较低、防锈效果近似于红丹的代用材料的研究成果。奶黄色粉末， 相对密度5.71，含铅量59％。主要用于代替红丹配制防锈漆。铅酸钙是以氧化钙 或碳酸钙和氧化铅经 700℃高温反应而制成的。