水性无机硅酸锌防腐涂料的研究进展王亦工,陈华辉,裴嵩峰,张婷中国矿业大学(北京校区)材料科学与工程系,北京100083摘要:综述了水性无机硅酸锌防腐涂料的组成及固化机理,并介绍了该领域国内外的研究进展、存在的问题以及今后的发展方向.关键词:涂料;无机硅酸锌;研究进展:TG174.443;TQ632.4文献标识码:A:100226495(2006)0120041205DEVELOPMENTOFWATERBORNEINORGANICZINCSILICATEANTICORROSIONCOATINGSWANGYi2gong,CHENHua2hui,PEISong2feng,ZHANGTingMaterialScienceandEngineeringDepartment,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Bei激ng100083ABSTRACT:Thecompositionandfilm2formingmechanismofwaterborneinorganiczincsilicateanti2corrosioncoatingsarerecounted.Preparationmethodsandtechnologicalprocessofwaterbornealkalimetalsilicatebindersarealsointroduced.Thepresentresearchsituation,application,existingproblemsaswellasfuturedevelopmenttrendsofthecoatingsarepresentedinthe.KEYWORDS:coatings;inorganiczincsilicate;development在防止和延缓钢铁锈蚀的诸多措施中,最便利最经济的莫过于采用涂料保护,对于桥梁、船舶、储罐、输油管道等大型钢铁设备和构件的防锈蚀,涂料几乎是唯一可行的有效防护措施.富锌涂料作为钢铁防腐蚀的重要组成部分,是利用锌粉的强活性,形成电化学阴极保护,来阻止钢铁的锈蚀,具有优异的防锈性和耐久性.富锌涂料根据成膜物质的不同,一般分为有机富锌涂料与无机富锌涂料两大类,有机富锌涂料是以合成树脂(如环氧、聚酯树脂等)为成膜物质,以高含量锌粉为填料的防锈涂料;无机富锌涂料是以无机聚合物(如硅酸盐、磷酸盐、重铬酸盐等)为成膜基液,锌粉与其反应,在金属表面形成锌铁络合物,从而形成坚实的防护涂层.无机富锌涂料在导静电性、耐候性、耐热性、耐溶剂性、防锈性等方面都优于有机富锌涂料.其中无机硅酸锌涂料以其优异的重防腐性能以及经济性而得到了深入研究和广泛应用,这种涂料主要用于金属结构件的重防腐保护.无机硅酸锌涂料从组成上又可分为醇溶性无机硅酸锌涂料和水性无机硅酸锌涂料,据报道,无机锌硅涂层是所有耐蚀涂层中耐久性最长的一种,使用寿命长达20年～50年1.随着人们环境水性涂料、无溶剂涂料等成为涂料行业发展的主流,越来越得到人们的重视.本文将综述水性无机硅酸锌防腐涂料及其该领域国内外进展、存在问题及今后发展方向.1水性无机硅酸锌防腐涂料的组成及固化机理无机硅酸锌富锌涂料可分为溶剂型硅酸乙酯富锌涂料及水溶性碱金属(Li、Na或K)硅酸盐富锌涂料,它们都是双组分涂料体系,由粘接剂液体组分和以锌粉为主的防腐填料构成,由于锌粉是固化剂,运输和贮存过程中需分开包装,使用时才混合在一起.根据硅化学理论,水溶性碱金属硅酸盐富锌涂料的性能主要取决于两个方面:一是通过提高硅的含量,来提高涂料的固化速度与交联深度;二是通过提高碱金属硅酸盐中的摩尔比,使反应活性增加.因此粘接剂液体通常采用高模数的碱金属硅酸盐溶液.高模数的水性无机硅酸锌涂料,在干燥过程中随着水分的蒸发,SiO2粒子逐渐靠近并发生聚合反应,形成Si-O键的立体网状结构,在涂料中,细小的硅溶胶粒子包围着锌粉颗粒,发生聚合反应,反应产物硅酸锌聚合物即为涂层中的主要成膜物质,同时Si—O键与固体成分(锌粉)、钢铁表面的铁元素等生成硅酸盐聚合物,聚合成巨大的网络,将涂层与钢铁基体连成一体,并使涂层与基体之间有很高的结合力干燥后可以把整个涂层连成一个完整的薄膜,反应聚合具有不可逆性,一旦干燥成膜就再也不溶于水,反应从涂料的混合开始直至完全固化始终在进行,文献2,3给出了粘收稿日期:2005203209初稿;2005206207修改稿基金项目:教育部博士点基金(20020290018)作者简介:王亦工(1968-),男,博士研究生,主要从事金属基抗蚀耐磨涂层的研究.Tel:010-62331241E-mail:wangyg68@sina42腐蚀科学与防护技术第18卷合剂与锌粉的交联固化过程.该反应过程揭示了自固化反应的特点,即以空气中的二氧化碳和水分结合形成的碳酸同时起固化剂的作用,这一过程的自动进行即为自固化的原因.在得到的涂层中,金属锌的含量占到90%以上.化反应产物,而自固化后的涂层又具...