由於發動（dòng）機部位及（jí）排氣管（guǎn）等設備經常處於高溫和腐蝕介質中,兩者的協同（tóng）作用進（jìn）一步加速了設備的腐蝕穿孔,使生產（chǎn）成本增加,並給安全（quán）生產帶來很大隱患。為了延長設備的使用壽命,通常采用有機高分子材（cái）料對其進行防護。本文以水溶性磷酸鹽作為主要（yào）成膜物質,以鉻酸酐（gān）為（wéi）調節劑,添加不（bú）同種類的反應性、功（gōng）能性顏填料以及不同熔點的金屬粉末,製備了無機耐（nài）高溫防（fáng）腐（fǔ）蝕（shí）塗料。該塗（tú）料在一定的溫度下可自身反應生成（chéng）致密（mì）的保（bǎo）護層,同時（shí）也可在短時間內與金屬材料發生反應（yīng）形成金屬絡合層,而具有（yǒu）極好的附著力（lì）,可長期在850℃以（yǐ）上溫度使（shǐ）用,並具有優異的耐（nài）濕熱、耐鹽（yán）霧以及高低溫等性能。
1·實驗部分
1·1實驗用原（yuán）材（cái）料
磷酸:85%;五氧化（huà）二磷:化學純;氫氧化鋁、氧化鎂、化學（xué）純;雲母粉（fěn）、滑石粉、顏填料、鋁（lǚ）粉、鎳粉、銅粉、不鏽鋼粉:工業（yè）級。
1·2製備工藝
水性耐高溫防腐塗（tú）料的製備如圖1所示。
圖（tú）1
2·性能測試
水性耐高溫防腐塗料主要性能如表1所示。
表1
3·結果（guǒ）與（yǔ）討（tǎo）論
3·1基料的合成
3·1·1聚磷酸的影響
磷酸鹽基料是通過磷酸與堿金屬（shǔ）反應製得（dé）的（de）。堿金屬的原（yuán）子半徑越小、得到的基料對（duì）底材的附著力越好,越容易得到無序的（de）固化（huà）體,更易吸收應力和應變而提高塗層的性能。作為合成磷酸（suān）鹽基料的堿金屬有Mg、Al、Zn等,相（xiàng）比較（jiào）Al的原子半徑小,更適宜做（zuò）合成基料的堿金屬。磷酸與氫氧化鋁的配比不同,其反應產物與反應程度也不同。據報道（dào）按H3PO4∶Al(OH)3=3∶1(物質的量比)的比例進行反應,可形成效果良好的C型磷酸二氫鋁結構。但在試驗中發（fā）現（xiàn）用以上的方法製備的基料,無論是塗層的強度（dù）還是防腐蝕能力上均存在著一定程度的缺陷,很難滿足使用要求。磷酸和（hé）氫氧化鋁均屬於（yú）三官能度（dù）單體,二者反應相當於高分子化學中的交聯固（gù）化。因此可通（tōng）過適（shì）當的提高基（jī）料（liào）的聚合度,來達到提高塗層的性能的目的。試驗采用以下能提供更長鏈（liàn）段的聚磷酸鹽的的方法來合成塗料的基料:
為了增加基料的聚合度,以便形成更為致密的塗層,試驗分別采用磷酸和（hé）聚磷酸合成基料來製備水（shuǐ）性高溫防腐塗料,並對其性能進行了對比,其結果見表2。
表2
由表2可以看出,采用有聚磷酸存在的（de）無機塗料整體性能優於（yú）無聚磷酸存在無機塗料。其（qí）原因在於無聚（jù）磷酸（suān）存在,生成的產物主要靠（kào）範德華力和氫鍵力粘合在一起,因而內聚力小（xiǎo）,得到的塗層整體性能不好。而（ér）聚磷酸形成階段已經生成了具有一（yī）定鏈長的大分子,當它與A1(OH)3反（fǎn）應時可進一步生成具有一定相對分子質量的網狀結構高分子（zǐ）聚合物,使得（dé）磷酸鹽（yán）體（tǐ）係具有較高的內聚力[2],從而提高了塗層的附（fù）著力及高溫防腐等（děng）性能。
3·1·2反應溫度和反應時間的確定
反應溫度和反應時間對於無機合成反應來說至關重要。反應溫度和反應時（shí）間的差（chà）異會（huì）造（zào）成基料的化學（xué）結（jié）構不同,乃至後來基料的性能不同（tóng）。根據酸堿反應理論,氫氧化鋁與磷酸在較低的溫度下就已開始反應。隨著溫度（dù）的升高,反應速率增大。溫度過高,則產物開始出現副（fù）產物,影響基料的強度;過低形成不了性能優異的磷酸二氫鋁結構。根據文獻[3]介（jiè）紹分別進（jìn）行（háng）了溫度為110℃以下、110~120℃、120~140℃,反應時間為1h的（de）合成試驗（yàn）。其結果是在（zài）110~120℃/1h條（tiáo）件下製得的磷酸鹽基料的整體效果最為理想。
3·1·3緩（huǎn）蝕劑的影響
緩蝕劑是用來緩解基料對（duì）金屬材（cái）料的（de）腐蝕作用。緩蝕（shí）劑的正確選擇是製備磷酸鹽耐高溫塗料的技術關鍵之（zhī）一。由於磷酸鹽本身的成膜性和塗料中存在（zài）的（de）水（shuǐ）溶性物質,對塗層的（de）性能有一（yī）定的負麵影響。考慮到（dào）金屬Cr6+不僅具有良好的成膜性,還可以給塗料體係提供一定量的強氧化劑。因此選擇（zé）CrO3做體係的緩蝕劑,並采用磷酸二氫鋁+水+CrO3合成（chéng）具有一定鏈長的磷酸鋁鉻基料。
CrO3用量對塗層性能的影響見表3。
表3
表3數據表明,用（yòng）Cr6+與磷酸等配合可以鈍化塗（tú）料中的金屬,提（tí）高貯存穩定性;同時在固（gù）化過程中與不同（tóng）的材料(塗料和（hé）底材中的不同金屬材料,甚（shèn）至是與聚合過程中的聚磷酸鹽)發生反應形成大分子化（huà）合物,有利於塗層的形成,使多孔（kǒng）的材料致密。同時可利用鉻的憎水性來進一步彌補磷酸鹽塗料（liào）的耐水性不（bú）足。但過多的（de）加入CrO3,塗料會因金屬材料過度的鈍（dùn）化,導致無法發生化學反（fǎn）應而影響塗層成膜性。
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