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沉淀硫酸钡M-700在水性防腐漆中的性能研究

2024年08月12日 |阅读次数：1762

前言

硫酸钡因化学惰性强，稳定性好，耐酸碱强，硬度适中，能吸取有害射线等特点，已得到广泛应用。而我司经过改性后的沉淀硫酸钡，纯度高、白度好、电导率低，不仅可用作填料，还是一种可改善某项特殊性能要求的功能性环保材料。因此也被深入用于多个高性能要求的工业涂料领域中，尤其在需求量较大的防腐涂料中更是得到不少用户的认可。

而在水性环氧防腐涂料中，添加改性沉淀硫酸钡是较好的选择。不仅可以提高固含量，降低涂料中的VOC含量，提高环保效应，且漆膜致密性高，收缩率低，物性好，防渗透性强。可有效隔断金属与腐蚀介质接触，从而使水性环氧防腐涂料的综合性能在一定程度上得到提高，也因此在诸多种类的防腐涂料中能得到广泛应用。

1 实验部分

1.1 主要原材料

沉淀硫酸钡：M-700，粒径0.7µm，美彩国际新材料有限公司；

普通沉淀硫酸钡：粒径0.7µm，市售产品；

水性环氧改性分散体：市售产品；

流平剂：TeGo-346，德国迪高；

消泡剂：TeGo-904w，德国迪高；

分散剂：Silok-7170w，斯洛柯；

流变助剂：W-692，佳明化学；

助溶剂：市售工业品；

增稠剂：市售工业品；

蒸馏水：自制。

1.2 产品物性表与电镜图

表1是本报告研究的沉淀硫酸钡M-700与普通沉淀硫酸钡的物性对比表。另外，从图1、图2可看到沉淀硫酸钡M-700与普通沉淀硫酸钡的电镜图差异。

1.3 主要仪器设备

高速分散机：SFU400，上海微特电机；

电子秤：JM-B-3003，0.01g，超泽衡器设备有限公司；

刮板细度计：QXD-50，天津市精科材料有限公司；

四面涂布器：SZQ（100-150-200-250µm），广州德满亿仪器；

三角度测光仪：CS380，上海亮研智能科技有限公司；

氙灯耐老化试验箱：SD-Z-150A，东莞汇泰机械有限公司；

色差仪：CM-2300d，美能达；

陶瓷纳米卧式砂磨机：CSN-1，驰勒（上海）机械科技有限公司；

耐盐雾试验机：ZL-90，正蓝精密仪器；

漆膜冲击器：QJC-100CM，东莞华国精密仪器；

漆膜圆柱弯曲试验仪：QTY-32，上海普申；

铅笔硬度计：QHQ-A。

2 沉淀硫酸钡M-700在水性防腐漆中实验方法

2.1 水性单组分环氧防腐涂料的制备

表2为基础配方，将配方中的去离子水、分散剂、消泡剂、沉淀硫酸钡依次加入分散缸内，高速分散10-15min混合均匀然后研磨至细度小于30μm，即得到浆料。将环氧乳液、助溶剂、流平剂加入浆料中低速分散至均匀，然后加入适量的增稠剂调节黏度，即得到单组份漆料。

2.2 实验对比样板的制备

实验前应先将铁片表面的灰尘杂质冲洗干净后拭干，再用400-600目砂纸打磨掉铁片表面的镀锡防锈涂层，用酒精擦拭干净铁板表面金属碎屑后干燥待用。将以上漆料配方参照GB/T 1727-1992（漆膜一般制备法）制备漆膜待测。

3 结果与讨论

3.1 涂膜物理性能结果对比

实验测试结果如表3所示。从以上结果可看出，添加我司沉淀硫酸钡M-700的漆膜光泽度明显比添加普通沉淀硫酸钡的高，且耐冲击性、柔韧性均高出一个等级。分散性与润湿流平性方面，我司沉淀硫酸钡M-700不但好分散，还具有一定的润湿助磨功效，可有效提高漆膜的流平性。

3.2 耐盐雾性测试

通过采用中性盐雾试验(NSS)评估漆膜的防腐性能，将制作好的漆膜样板在盐雾箱中放置24h相当于暴露在自然环境下一年时间。试验条件是5%的氯化钠溶液，盐雾箱内的试验温度是30-45℃。通过记录漆膜样品在盐雾环境下120h的变化情况。

在水性防腐漆中，耐盐雾性是评估漆膜性能好坏的非常重要的指标之一，测试可灵活的根据防腐漆性能的需求进行不同时长的耐盐雾性测试。

从图3、表4可见，添加我司的沉淀硫酸钡M-700与普通沉淀硫酸钡相比，添加M-700的漆膜板面保持良好，基本无锈蚀出现。另外在样板划线处看到有轻微起泡，锈蚀扩展宽度小于2mm。而添加普通沉淀硫酸钡的板面锈蚀严重且伴有脱落、变色现象出现，划线处严重生锈，起泡，锈蚀扩展宽度大于2mm，整体的耐盐雾性较差。添加我司的沉淀硫酸钡M-700，可有效提高漆膜的致密性，降低漆膜的渗透性，从而延长漆膜对涂布件的防护时长。

3.3 耐老化性测试

通过采用氙灯老化试验箱对漆膜进行耐老化性能测试，温度参数是40℃，暴露周期采用黑标温度50士3℃辐照暴露8h，黑标温度50士3℃下无辐照冷凝4h，每一个周期记录一次漆膜光泽度变化情况。通过光泽度变化评判其耐老化性能，当试样的主要性能指标降至初始值的50%时终止试验。

从图4和表7数据结果可见，添加沉淀硫酸钡M-700的漆膜，除了光泽度有轻度的降低以外，没有出现漆膜发白，发黄现象，具有一定保光、保色性能。反观添加普通沉淀硫酸钡的情况，漆膜发黄，局部起泡，严重失光，性能急剧下降。由此可见，不同的沉淀硫酸钡对防腐涂料耐老化性能的影响有多大。

3.4 耐水性

通过采用浸水试验法评估漆膜的防水性能，在常温环境中，将制作好的漆膜样板浸泡在水中，通过记录漆膜样板在水中浸泡120h后的变化情况来评估不同沉淀硫酸钡漆膜样板的耐水性好坏。

从图5、表8可看出，添加普通沉淀硫酸钡的漆膜表面效果较差，出现了生锈、起泡、变色发白等问题，耐久性差，严重影响了涂料产品的使用。而添加我司的沉淀硫酸钡M-700的漆膜在前期虽有轻微发白现象，但自然干燥后可快速恢复，漆膜基本无异常。

3.5 防闪锈性测试

将涂料涂覆在打磨好的马口铁片上，在漆膜干燥前将样板放置于相对湿度>95%、温度25-30℃的密闭环境中24h,目测锈蚀程度。以单位面积锈点个数将防闪锈性划分为5个等级：0级好，无缺陷；锈点≤2个为1级；2个<锈点≤5个为2级；5个<锈点≤10个为3级；10个<锈点≤20个为4级；锈点>20个为5级，差。

闪锈在水性金属涂料中是常见的现象，指的是被水性涂料涂覆后的金属表面，在水和氧气共存的条件下，涂层干燥前在金属基材表面与涂层之间产生的小面积锈蚀现象。后期对漆膜的防护性有较大影响。

结合图6和表9发现，在不添加防闪锈剂的同等条件下，使用沉淀硫酸钡M-700的漆膜没有锈点出现，有着优异防闪锈性能。而添加普通沉淀硫酸钡的漆膜出现了密集的锈点，对闪锈的抑制能力较差，严重影响水性防腐涂料的性能。

4 结语

综上所述，本报告以两种不同的沉淀硫酸钡为主体填料，分别添加到水性防腐漆中，在不添加其它防腐助剂和防锈颜料的前提条件下，通过对比防腐漆的相关性能表现，充分体现出我司的沉淀硫酸钡M-700与普通沉淀硫酸钡的巨大差距。沉淀硫酸钡M-700在作为普通填料使用时，可起到填充作用，降低成本的效果。作为功能性填料使用时，可改善漆膜流平性、提高漆膜致密性、光泽度、增强漆膜防渗透性。同时，我司的沉淀硫酸钡M-700纯度高，电导率低，在耐盐雾性、耐水性、防闪锈性等综合性能上得到有效提升，在防腐涂料中起到缓蚀防锈的作用。本实验报告结果的数据基于我司实验室所测，具体的实际效果应以客户所进行的实验及其配方体系为准。

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