的年代,由于一些环保丑闻,不同的科学出版物,等等,促使需要一个新的环境友好型化学和透明。传统涂料包含派生从石油化工合成产品,会对我们的健康和环境造成危害。危险驻留在重金属如铅、镉、汞、等,在挥发性有机化合物的仪器,如二甲苯,甲苯、酚类和吸收甲醛,发出的油漆和清漆应用时,或者当他们干。
涂料行业目前面临的挑战不仅仅是降低成本和提高性能也满足严格的法律要求。188BET竞彩在美国技术杂志主要国家涂料公司的技术总监最近报告说,他的工作人员花了近40%的时间调整他们的涂料以满足日益严格的VOC的监管。百分之四十的员工的时间是很多时间,和抢劫的能量和努力,可以花在其他地方,比如向新的发展。
技术总监是表达了涂料行业的普遍现象。大量的人力资源的重点是纠正当前配方新eco-green发展:更换产品含有六价铬或铅、其他重金属,减少或消除挥发性有机化合物的仪器。这也避免了任何不受欢迎的标签,可能与毒性有关。
缓蚀剂,一些最有效的和广泛使用的防腐颜料如红丹(PbO4)、铅silica-chromate (4 (PbCrO4·PbO) + 3(二氧化硅·4 PbO)),铬酸锌(ZnCrO4),锌tetraoxychromate (ZnCrO4·4锌(OH) 2),和铬酸锶(SrCrO4),已经和继续严密监视对人类和环境带来的危害。铅化合物被认为是有毒的,锌和铬酸锶分为致癌和最近,根据欧盟指令004/73 / CE、磷酸锌被确定为危险水生媒体。
一般来说,最新的全球趋势是设计涂料,遵守环境法规,现在存在。这些“环保”或“绿色”涂料系统只包含无毒,non-reportable原材料,以确保没有危害人类和环境。188金宝搏bet官网行业已经发现很难获得相同级别的性能与环保系统比不一致的系统。
什么是环保涂料?
涂料,满足环保的定义很高——或100%固体系统、粉末涂料、UV -或电子束固化涂料、低/零VOC,没有重金属含量,zinc-free或系统不包含可报告的化合物或原料以满足绿色标签的状态。因此,环保缓蚀剂不应含有重金属或non-reportable化合物,并且zinc-free为了满足绿色标签符合标准。
自从使用铬酸盐的限制,我们不得不使用各种不同的无毒缓蚀剂专门为给定的底物或树脂类型,试图匹配的效率和通用性chrome-based抑制剂。但是现在构建涂料要求今天的无毒抑制剂提供尽可能多的普遍应用广泛的绑定和防护涂料有毒同行。
什么是环保缓蚀剂?
磷酸锌(Zn3 (PO4) 2·X H2O)是第一个和最广泛使用的无毒抑制剂代替铅和chrome-based抑制剂。历史证明,标准磷酸锌可接受的性能在实际户外暴露,但效率比铬酸盐在海洋环境和加速老化测试,如盐雾和循环(即腐蚀。Prohesion)。然而它的用户友好的、低成本、通用的应用程序,和良好的包稳定各种通用工业和保护涂层的应用程序,使磷酸锌在早期最受欢迎的选择,取代铬和铅抑制剂
今天,为了满足环保标签要求,磷酸锌和修改zinc-containing抑制剂可以不再被使用。这引起了另一个困境抑制剂的供应商,目前提供的市场上无锌抑制剂通常显示劣质防腐性能加速腐蚀试验,特别是在钢基板,相比大多数锌基抑制剂。同时,当前zinc-free抑制剂的应用范围是非常有限的,表现良好在某些涂料系统和别人的差。
我们的目标是开发一个zinc-free抑制剂,不仅满足了所有绿色标签所需的环境要求的涂料,也提供了一个高水平的具有成本效益的耐腐蚀、加速和真实世界的环境中表现出良好的相关性,提供通用的应用程序类似的跨各种树脂系统和基质相当于锌基同行。
 |
| 图1点击放大 |
环境友好型缓蚀剂的开发过程
首先,我们发展我们的目标属性列表给我们的实验设计方向和范围:
- 直接阳极钝化剂;
- 磷酸改性金属复杂;
- 通用应用程序——水和溶剂系统;
- 改善早期(加速测试)耐腐蚀;
- 好的加速测试和真实世界环境之间的相关性;
- multi-substrate性能好;
- 用户友好,易于吸收;
- 应用薄膜(< 25µd.f.t)系统;
- 好包的稳定性;和
- 更大的价格稳定与基于锌的抑制剂。
我们知道这并不是一项简单的任务,尤其是在有限的环保腐蚀性的化学结合的具有成本效益的绩效目标我们的产品。
 |
| 图2点击放大 |
我们决定如果我们将成功地实现我们的发展目标我们需要雇佣一个独特的化学和物理性质的组合。
在化学方面我们评估各种金属磷酸盐相关复合物沉积在各种各样的惰性载体或核心颜料来确定组合会提供最好的性价比,普遍应用。我们还研究了有机改性的影响各种无机复合物。标准的磷酸锌和修改几个锌和zinc-free抑制剂被用作控制。控制和实验产品最初被筛选使用表面成分和结构分析,包括Electro-Impedance光谱学(EIS)(图1),SEM / EDX映射(图2,图3),x射线衍射,内部解决潜在的技术来确定哪些复合物提供了大部分的贡献作用。
 |
| 图3点击放大 |
各自的涂层系统被应用于各种适用的基板和电池的加速腐蚀试验,包括盐雾标准(ASTM B 117),循环QUV / Prohesion测试(ASTM D 5894)(图4),湿度测试和外部风险。
 |
| 图4点击放大 |
在物理性质方面,我们选择使用我们的表现的主要特征,修改锌基抑制剂。我们雇了一个球形形貌颗粒形状,一个非常细的意思是颗粒大小(avg 1.0µ)和一个狭窄的粒度分布范围,包括一个控制纳米粒子的百分比(图5)。我们过去的研究表明,这种组合的物理性质提供了易于dispersability,优异的薄膜性能和最佳的颜料填料性质表现为协同作用提高了防腐性能。
测试结果
 |
| 图5点击放大 |
最后,经过筛选实验产品和测试超过250 / 2000 +测试板,我们发现混合金属磷酸calcium-strontium复杂沉积在硅酸盐核心提供最好的整体性能(附录,图10 - 13)。我们还发现一个organo-modified版本同样复杂的产生一些额外的优势领域的膜的形成,附着力促进,衬底润湿(附录,图14 - 18)。
这些产品的基本公式如图6所示。两个实验原型,301年和302年,提供优秀的直接阳极抑制钙和锶离子的结合,但也提供了良好的阴极抑制由于碱度/硅芯的碱度。它的基本自然减少了所需的氧气量使钝化锈的形成。
 |
| 图6点击放大 |
原型中使用的有机表面处理302显示改善力学性能更好的润湿在有机系统的不降低它的性能在水性体系中,减少色素——绑定接口,这使得水和电解质的流动通过有机涂层困难,同时保护色素使它更惰性反应性树脂或那些高酸值。
 |
| 表1点击放大 |
颜料的化学活性的活性化学物质的溶解度(270 mg / L)。它的小颗粒提供更容易溶解,由于更大的比表面积(表1),这是其防腐效果的关键之一。
同时,有机表面处理促进活动系统中纳米粒子的分散。这些照片在图7中显示的差异两种颜料之间的聚集。
 |
| 图7点击放大 |
强大的边际贡献也获得由于独特的粒子形态和高纵横比的好,窄粒度分布(图8)。
 |
| 图8点击放大 |
好包稳定在301年和302年所有与原型系统进行测试。我们特别鼓励高反应性的兼容性的原型系统,如酸催化和2 k聚氨酯,它提供了良好的成本效益的性能而不影响适用期或治愈这些系统的属性。图9显示了良好的稳定的粘度随时间变化相比,相同的系统包含标准的磷酸锌。
 |
| 图9点击放大 |
总结
综上所述,基于我们的项目设计和广泛的验证测试,我们发现实验原型301年和302年提供最佳的整体通用防腐性能的zinc-free产品。这些独特的设计calcium-strontium混合金属磷酸复合物提供可比,在某些情况下,提高成本效益的性能标准的磷酸锌和修改后的锌和zinc-free抑制剂相比,他们反对。原型301年和302年的zinc-free化学也提供了良好的包各种树脂系统的稳定,包括酸值高,酸催化,2 k的聚氨酯。
 |
| 图10 - 13点击放大 |
总体感觉实验原型301年和302年满足性能,成本,最重要的是,一个普遍的环境要求,环保,zinc-free抑制剂。
 |
| 图14 - 18点击放大 |
