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用于多种包装材料的气相防锈涂料的研制上

发布时间:2021年08月18日    点击:[2]人次

用于多种包装材料的气相防锈涂料的研制(上)

0  引 言

金属的腐蚀给国民经济带来了巨大的损失。金属设备防腐蚀最常用的方法之一是在金属表面涂敷防腐蚀涂层[1 ] ,过去已经开发了很多的防腐蚀涂料,多数是直接喷涂在金属表面[2~5 ] ,由于涂层较薄,机械强度较差,在使用过程中容易损坏,因而许多精密零件的表面不能使用。

目前许多发达国家大量采用气相缓蚀剂(VCI)用于金属防锈[6~8 ] 。本研制把涂料和气相缓蚀剂相结合,应用于包装材料,既使用方便,又能对被包装的金属及其合金产品进行气相防锈,是当前气相防锈变型产品研究领域的重要方向之一。

1  试 验

1. 1  方 法

本试验参照了气相防锈甄别法(JB/ T 6071 - 92)评定气相防锈纸在潮湿状况下的防锈性能,结合实际应用对该方法进行了改造,利用标准的邮政纸盒代替试管,在纸盒的内部喷涂上气相防锈涂料,把金属试片粘在纸盒的上方,利用电解质溶液代替蒸馏水,在纸盒的上方对称地开两个小孔,增加空气的流通。因为在40 ℃的电解质溶液和流通的空气中,金属试片很容易被腐蚀,所以利用该方法可以对气相防锈涂料的防锈性能进行快速的评价。

1. 2  条 件

气相防锈涂料中VCI 含量分别为0 ,2 % ,5 % ,10 % ,标准邮政纸盒尺寸为145 mm ×85 mm ×105mm ,涂料涂布量为80 g/ m2 。金属试片为炮钢、A3钢、45 钢、20 钢和黄铜,其中炮钢为武器装备中常用的PCrNiMoV 合金钢,试片规格为25 mm ×50 mm×3 mm ,经过打磨,清净表面油污。加热温度为40℃,电解质溶液含NaCl ,NaHCO3 ,Na2SO4 ·10H2O分别为0. 5 g/ L 。

2  结果与讨论

2. 1  防锈涂料组成及配方

2. 1. 1  组 成

(1) 树脂 以热塑性丙烯酸树脂作为主要成膜物质,它性能稳定,不易和VCI 发生反应[9 ] ,喷涂在包装材料上成膜时,不需要加入特殊的固化剂,随着溶剂的挥发,丙烯酸树脂就可在常温下快速干燥成膜,并且所形成的涂层能够防水、防氧化、耐酸碱盐等化学介质。根据包装材料使用的要求,尤其是纸箱,喷涂在其内表面后,需要一定的韧性。为此对该涂料进行了改性,并加入了增韧剂邻苯二甲酸二丁酯,大大提高了涂层的韧性[10 ] ,改善了涂层的耐高低温性能,满足了纸箱易折的性能要求。

(2) 气相缓蚀剂 气相缓蚀剂是一种在常温下能自动挥发出缓蚀性气体的防锈材料,利用VCI 进行金属防护,可在不必直接接触金属表面的情况下使金属制品的表面、内腔、管道、沟槽甚至缝隙部位都能得到保护[11 ] 。目前许多发达国家将其大量应用于金属防锈,有防锈粉、防锈油、防锈纸和防锈塑料薄膜等[12 ,13 ] 。开发出了一种气相缓蚀剂,该缓蚀剂能够和涂料相结合,可喷涂在纸、木、织物等多种包装材料的内表面,有效地防止被包装的金属制品及其合金产品的腐蚀,可广泛用于武器装备和民用金属材料的长期防锈。

(3) 其他助剂 为适应包装材料对金属产品长时间封存的要求,要求涂层具有优良的稳定性、抗氧化性、耐水、耐酸碱盐等。为此,在涂料中加入了稳定剂二月桂酸二丁基锡、抗氧剂1010 和防霉剂二正辛基- 4 - 异噻唑啉- 3 - 酮,其用量都在1 %~5 % ,加入这些助剂后,涂层的性能明显提高。

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