由（yóu）於發動（dòng）機部位及排氣管等設備經常處於高溫和腐蝕（shí）介質中,兩者的協同作用進（jìn）一步加速了設備的腐蝕（shí）穿孔（kǒng）,使生產成本增加,並給安全生產帶來很大隱患。為了延長設（shè）備的使用壽命,通常采用有機高分子材料對其進（jìn）行防護。本文以水（shuǐ）溶性磷（lín）酸鹽作為主要成膜物質,以（yǐ）鉻酸酐為（wéi）調節劑,添加（jiā）不同（tóng）種類的反應性、功能性顏填料以及（jí）不同熔點的金屬粉末,製備了無機（jī）耐高溫防腐蝕塗料。該塗（tú）料在一定的（de）溫度下可自身反應生（shēng）成致密的保護層,同時也可（kě）在短時間內（nèi）與（yǔ）金屬材料發生反應形成金屬絡合層,而具有極好的附著力,可長期在850℃以上（shàng）溫度使用,並（bìng）具有優異的耐濕熱、耐鹽（yán）霧以及高低溫等性能。
1·實驗部分
1·1實驗用原材料
磷酸:85%;五氧化二磷:化學純;氫氧化鋁、氧化（huà）鎂、化學純;雲母粉、滑石粉、顏（yán）填料、鋁粉、鎳粉、銅粉、不鏽鋼粉:工業級。
1·2製備工藝
水性耐高（gāo）溫防腐塗料的製備如圖1所示。
圖1
2·性能測試
水（shuǐ）性耐高溫防腐塗料主要性能如表1所示（shì）。
表1
3·結（jié）果與討論
3·1基料的合成
3·1·1聚磷酸的影響（xiǎng）
磷酸鹽基料（liào）是通過磷酸與堿金屬反應製得（dé）的。堿金屬的原子半徑越小、得到的基料對底材的附著力越好,越容易得到（dào）無序的固化（huà）體,更易吸收應力和應變而提高塗層的（de）性能。作為合成磷（lín）酸鹽基料的堿金屬有Mg、Al、Zn等,相比較Al的原子半徑小,更適宜（yí）做合成基料的堿金屬。磷酸與氫氧化鋁的配比不同,其反應產物與（yǔ）反應程度也不同。據（jù）報道按H3PO4∶Al(OH)3=3∶1(物質（zhì）的量比（bǐ）)的（de）比例進行反應,可形成效果良好（hǎo）的C型磷酸二氫鋁結構。但（dàn）在試驗中（zhōng）發現用以上的方法製（zhì）備的基料,無論是塗層的強度還是防腐蝕能（néng）力上均存在著一定程度的缺陷,很難滿足（zú）使用要求。磷酸和氫氧化鋁均屬於三（sān）官能度單體,二者反應相當於高分子化學中的交聯固化。因此可通過適當的提高基（jī）料的（de）聚合度,來達到提高塗層的性能的（de）目的。試驗采用以下能提供更長鏈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聚磷酸合成（chéng）基料來（lái）製備水性高溫防腐塗料,並（bìng）對其性能進行了對比（bǐ）,其（qí）結（jié）果見表2。
表2
由表2可以看出,采用有（yǒu）聚磷酸存在的無機塗料整體性能優於無聚（jù）磷酸存在無機塗（tú）料。其原因在於無（wú）聚磷酸存在,生成的產物主要靠範德（dé）華力和氫鍵力粘（zhān）合在一起,因而內聚力小（xiǎo）,得到的塗層整體性（xìng）能不好。而聚磷酸形成階段已經生成了具有一定鏈長的大分子,當它與A1(OH)3反應時可進一步生（shēng）成具有（yǒu）一定相對分子質量的網狀結構高分子（zǐ）聚合物,使得磷酸鹽體係具有較高的內聚力[2],從而提高了塗層的附（fù）著力及高溫防腐等性能。
3·1·2反應溫度和反應時間的確定
反應溫度和反應（yīng）時間對於無機合成反應（yīng）來說至關重要。反應溫度和反應時間的（de）差（chà）異會造成基料（liào）的化學結構不同,乃至後來基料的性能不同。根據酸堿反應理（lǐ）論,氫氧化鋁與磷酸在較低的（de）溫度下就已開始（shǐ）反應。隨著溫度的升（shēng）高,反應速率增大。溫度過高（gāo）,則產物開始（shǐ）出現副產物（wù）,影響基料的強度;過低（dī）形（xíng）成不了性能優異的磷酸二氫鋁結構。根據文獻[3]介（jiè）紹分別進行了溫度為110℃以下、110~120℃、120~140℃,反應時間為1h的合成試驗。其結果是在110~120℃/1h條件（jiàn）下製得的磷酸鹽基料的整體效果最為理想。
3·1·3緩（huǎn）蝕（shí）劑的影響
緩蝕劑是用來緩解基料（liào）對金（jīn）屬材料的腐蝕作用。緩蝕（shí）劑的正確（què）選擇是製備（bèi）磷酸鹽耐高溫塗料的技術關鍵之一。由於（yú）磷酸鹽本身的成膜性和塗料中存在的水溶性物質,對塗層的性能（néng）有一定的負麵影響。考慮到金屬Cr6+不僅具有良好的成膜性,還可（kě）以（yǐ）給塗料體係提（tí）供一定量的強氧化劑。因此選擇CrO3做體係的（de）緩蝕劑,並采用磷（lín）酸二氫（qīng）鋁+水+CrO3合成（chéng）具有一定鏈長的（de）磷酸鋁鉻基料。
CrO3用（yòng）量對塗層性能的影響（xiǎng）見表（biǎo）3。
表3
表3數據表明,用Cr6+與（yǔ）磷酸（suān）等配合可以鈍化（huà）塗料中的金屬,提高貯存穩（wěn）定性;同時在固化過程中與不同的材料(塗料和底材中的不同金屬材料,甚至是與聚合過程中的聚磷酸鹽（yán）)發生（shēng）反應形成大分子化合（hé）物,有利於塗層的形（xíng）成,使多（duō）孔的材料致（zhì）密。同（tóng）時可利用鉻的憎水性來進一步彌補磷酸鹽塗料的耐水性不足。但過多的加入CrO3,塗料會因金屬材料過度的鈍化（huà）,導致無法發生化學反應而影響塗層成膜性。
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